JP2004243250A

JP2004243250A - エアフィルタ材料

Info

Publication number: JP2004243250A
Application number: JP2003037415A
Authority: JP
Inventors: Norio Umetsu; 則雄梅津; Naoaki Hoshino; 直明星野; Kazumasa Mizui; 和正水井
Original assignee: Dynic Corp
Current assignee: Dynic Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP4679801B2

Abstract

【課題】良好なダスト捕集性、耐ダスト抜け性及びカーボンスーツ捕集性を良好なバランスで示す、不織布ベースのエアフィルタ材料を提供する。
【解決手段】エアフィルタ材料は、平均繊維径３〜５μｍの繊維からなる第１不織布１と、平均繊維径９〜１５μｍの繊維からなる第２不織布２と、平均繊維径１６〜３２μｍの繊維からなる第３不織布３とが積層されたものである。第１不織布は、繊維目付量が３５〜５５ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が１０〜２４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１６〜０．３０ｇ／ｃｍ^３である。第２不織布は、繊維目付量が２０〜１００ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が４〜１１ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１０〜０．２０ｇ／ｃｍ^３である。第３不織布は、繊維目付量が５５〜１００ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が１〜５ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．０７３〜０．０８８ｇ／ｃｍ^３である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の自動車エンジンのエアクリーナーに用いるエアフィルタ材料に関する。特に、砂塵などの塵埃（ダスト）（ＪＩＳＤ−１６１２参照）捕集性だけでなくカーボンスーツ捕集性にも優れ、更に、特殊条件下で生じ易いダスト抜け現象も抑制できるエアフィルタ材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンのシリンダ内に導入される空気中にダストが混入していると、シリンダ内壁を傷つけ、エンジン故障を引き起こすという問題があるため、従来より、自動車のエアクリーナーのエアフィルタ材料は、良好なダスト捕集性を示すことが必須であった。また、ディーゼルエンジン等から排出されるカーボンスーツが導入空気中に混入している場合には、燃料に対する適正空気量を計測するためのセンサーが誤作動する場合があるので、自動車エンジンのエアクリーナーのエアフィルタ材料は、良好なカーボンスーツ捕集性を示すことも求められるようになっている。
【０００３】
従来、良好なダスト捕集性とカーボンスーツ捕集性とを示すエアフィルタ材料として、緻密繊維層とそれに隣接した隣接繊維層とからなるエアクリーナー用濾過材が提案されている（特許文献１参照）。ここで、緻密繊維層は、平均繊維径３〜１５μｍの細繊維からなる不織布であり、２０〜１２０ｇ／ｍ^２の面密度を有しており、隣接繊維層は、０．１〜０．２ｇ／ｃｍ^３の見掛け密度と１０〜１００ｇ／ｍ^２の面密度とを有している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３７４２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されたエアクリーナー用濾過材を使用した自動車エンジン用エアクリーナーにダストが多量に保持された状態でエンジンを駆動させた場合、エンジン回転数に応じて、自動車エンジン用エアクリーナーの振動周波数も変化し、振動周波数が２００Ｈｚ前後になると、エアクリーナー用濾過材に捕集されていたダストがエア流出側へ抜け出す現象（ダスト抜け）が生じるという問題が新たに見出された。
【０００６】
この問題に対しては、エアクリーナー用濾過材にアクリル酸系エマルジョン等を含浸させ乾燥させることにより、不織布を構成する繊維を樹脂で固定することが有効と考えられるが、樹脂の付着量が増大するとカーボンスーツ捕集性が低下し、また、エアクリーナー用濾過材のダストによる目詰まりが生じ、意図した空気流量が得られないという問題が生ずる。
【０００７】
このように、特許文献１に記載されたエアクリーナー用濾過材のような、不織布ベースのエアフィルタ材料に対し、ダスト捕集性、耐ダスト抜け性及びカーボンスーツ捕集性を良好なバランスで且つ高いレベルで維持することができなかった。
【０００８】
本発明の目的は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、良好なダスト捕集性、耐ダスト抜け性及びカーボンスーツ捕集性を良好なバランスで示す、不織布ベースのエアフィルタ材料を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、エアフィルタ材料に良好なダスト捕集性、耐ダスト抜け性及びカーボンスーツ捕集性をバランス良く付与するためには、エアフィルタ材料を、三層の不織布を積層した構造とし、それぞれの不織布について、平均繊維径と繊維目付量と見掛け密度と含浸樹脂量とを所定範囲に規定することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明は、平均繊維径３〜５μｍの繊維からなる第１不織布と、平均繊維径９〜１５μｍの繊維からなる第２不織布と、平均繊維径１６〜３２μｍの繊維からなる第３不織布とが積層されたエアフィルタ材料であって、
第１不織布は、繊維目付量が３５〜５５ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が１０〜２４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１６〜０．３０ｇ／ｃｍ^３であり、
第２不織布は、繊維目付量が２０〜１００ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が４〜１１ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１〜０．２０ｇ／ｃｍ^３であり、
第３不織布は、繊維目付量が５５〜１００ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が１〜５ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．０７３〜０．０８８ｇ／ｃｍ^３である
ことを特徴とするエアフィルタ材料を提供する。
【００１１】
また、本発明は、上述のエアフィルタ材料をフィルタエレメントとして使用する自動車エンジン用エアクリーナーを提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明のエアフィルタ材料の実施態様の一例の断面図である。このエアフィルタ材料は、エア流出側に緻密な第１不織布１が配され、エア流入側に粗な第３不織布３が配され、それらの間に、中間的な緻密度を有する第２不織布２が配された構造を有する。ここで、不織布が「緻密」であるか「粗」であるかは、見掛け密度の大小で判断でき、具体的には見掛け密度が大きい程、緻密といえる。
【００１４】
本発明において、第１不織布１は、好ましくはカード法、エアレイド法などの乾式法や湿式法により形成された繊維ウエブを水流交絡法により不織布化したスパンレース不織布であり、主として砂塵などのダスト（ＪＩＳＤ−１６１２参照）やカーボンスーツの初期捕集効率を向上させる層である。
【００１５】
本発明において、第１不織布１を構成する繊維の平均繊維径は、３〜５μｍ、好ましくは４〜５μｍである。平均繊維径が３μｍ未満であると、圧力損失が高くなり過ぎて、ダスト捕集容量を低下させ易くなり、５μｍを超えるとダスト抜けが生じやすくなるので、好ましくない。ここで、平均繊維径とは、不織布を構成する任意の繊維の繊維径の平均値を意味する。また、繊維が異形断面形状を有する場合には、異形断面の面積と同じ面積を有する円の直径を繊維径とする。
【００１６】
第１不織布１の繊維目付量は、３５〜５５ｇ／ｍ^２、好ましくは４０〜５０ｇ／ｍ^２である。繊維目付量が３５ｇ／ｍ^２未満であると捕集効率が十分でなく、ダスト抜けが生じ易くなり、５５ｇ／ｍ^２を超えると圧力損失が大きく、ダスト保持量が不足するので、好ましくない。
【００１７】
また、第１不織布１におけるバインダ樹脂の付着量は、１０〜２４ｇ／ｍ^２、好ましくは１２〜１８ｇ／ｍ^２である。バインダ樹脂の付着量が１０ｇ／ｍ^２未満であるとダスト抜けを防止し難くなり、２４ｇ／ｍ^２を超えるとカーボンスーツ捕集性が不十分となり易いので、好ましくない。
【００１８】
第１不織布１で使用するバインダ樹脂としては、例えば、水溶性フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリアクリル酸エステル系樹脂エマルジョン、ポリアクリル−スチレン系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニル系樹脂エマルジョンなどが挙げられる。特に、ポリアクリル酸エステル系樹脂エマルジョンやポリアクリル−スチレン系樹脂エマルジョンは、エアフィルタ材料の風合いを調整し易いため好適に使用できる。このようなバインダ樹脂を第１不織布１に含有させる手法としては、含浸、スプレー、塗布などの公知の手法が挙げられる。
【００１９】
なお、第１不織布１に含浸させたバインダ樹脂は、不織布構成繊維内部に保持されているものは比較的少なく、不織布構成繊維の表面への付着、特に、構成繊維同士の境界面に主として付着している。
【００２０】
第１不織布１を構成する繊維の種類としては、例えば、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維；ポリ塩化ビニル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリウレタン系繊維などの合成繊維が挙げられる。これらの２種類以上の合成繊維を同時に使用してもよい。
【００２１】
第１不織布１を構成する合成繊維として、機械的作用（水流交絡処理、ニードルパンチ処理等）により分割して、平均繊維径３〜５μｍの合成繊維を与える分割性繊維を使用することが、第１不織布の緻密性を均一なものとできる点で好ましい。分割性繊維の具体例としては、ＤＦＳ−ＳＨ２．２０ｄＴ×５１ｍｍ（ダイワボー社）、ＤＦＨ−５３．３ｄＴ×５０ｍｍ（ダイワボー社）等が挙げられる。なお、分割性繊維を使用した場合、分割前の繊維径は、分割の程度にもよるが、カードウェブ形成性を考慮すると、１０〜２０μｍ程度が好ましい。
【００２２】
また、第１不織布１を構成する繊維は、フィラメント繊維ではなく、好ましくは繊維長２０〜７５ｍｍ程度のステープル繊維である。これは、フィラメント繊維よりもステープル繊維の方が分割させ易いためであり、フィラメント繊維では分割性が低く緻密性に劣るからである。
【００２３】
第１不織布１は、０．１６〜０．３０ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．１６〜０．２６ｇ／ｃｍ^３の見掛け密度を有する。見掛け密度が０．１６ｇ／ｃｍ^３未満であるとダスト捕集効率が十分でなく、ダスト透過し易くなり、０．３０ｇ／ｃｍ^３を超えるとフィルタ寿命が短くなり易く、カーボンスーツ捕集性も低下し易くなるので、好ましくない。
【００２４】
また、第１不織布１は、バブルポイント試験法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）で計測したその平均ポアサイズが小さすぎるとフィルタ寿命が短くなりすぎ、また、カーボンスーツ捕集性が低下し易く、大きすぎるとダスト捕集効率が十分でなく、ダスト抜けも生じ易くなるので、その平均ポアサイズが好ましくは１５〜３５μｍ、より好ましくは２０〜３０μｍであり、且つバブルポイント試験法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）で計測したその最大分布径が小さすぎると通気抵抗が大きく、またダスト保持量が不足し易くなり、大きすぎると捕集効率が不十分となり、ダスト抜けの原因となるので、最大分布径が、好ましくは２０〜３０μｍより好ましくは２２〜２８μｍである。
【００２５】
第１不織布１の厚みとしては、好ましくは０．２５〜０．４０ｍｍ、より好ましくは０．２９〜０．３６ｍｍである。
【００２６】
本発明において、第２不織布２は、好ましくはカード法、エアレイド法などの乾式法や湿式法により形成された繊維ウエブを水流交絡法により不織布化したスパンレース不織布であり、第１不織布１の砂塵などのダスト（ＪＩＳＤ−１６１２参照）やカーボンスーツの初期捕集効率を低下させずに、エアフィルタ材料のダスト捕集容量を増大させるための層である。
【００２７】
本発明において、第２不織布２を構成する繊維の平均繊維径は、９〜１５μｍ、好ましくは１０〜１４μｍである。平均繊維径が９μｍ未満であるとダスト保持量が低下し易くなり、１５μｍを超えると捕集効率が不十分となるので、好ましくない。ここで、平均繊維径は、第１不織布で説明した通りの意味を有する。
【００２８】
第２不織布２の繊維目付量は、２０〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは２０〜８０ｇ／ｍ^２である。繊維目付量が２０ｇ／ｍ^２未満であると捕集効率が不十分となり、１００ｇ／ｍ^２を超えると嵩高くなり易く、プリーツ山数の不足を招くので、好ましくない。
【００２９】
また、第２不織布２におけるバインダ樹脂の付着量は、４〜１１ｇ／ｍ^２、好ましくは６〜１０ｇ／ｍ^２である。バインダ樹脂の付着量が４ｇ／ｍ^２未満であるとダスト抜けし易くなり、１１ｇ／ｍ^２を超えるとカーボンスーツ捕集性が不十分となるので、、好ましくない。ここで、バインダ樹脂としては、第１不織布１で使用したものと同様のものを使用できる。
【００３０】
このようなバインダ樹脂を第２不織布２に含有させる手法としては、含浸、スプレー、塗布などの公知の手法が挙げられる。また、第２不織布２に含浸させたバインダ樹脂は、第１不織布１と同様に、不織布構成繊維内部に保持されているものは比較的少なく、不織布構成繊維の表面への付着、特に、構成繊維同士の境界面に主として付着している。
【００３１】
第２不織布２を構成する繊維の種類としては、第１不織布１で使用したものと同様のものを使用することができる。その他に、レーヨン繊維、キュプラ繊維などの再生繊維、アセテート繊維などの半合成繊維、炭素繊維などの無機繊維、綿、麻などの植物繊維、羊毛などの動物繊維等も使用することができる。
【００３２】
第２不織布２を構成する合成繊維として、平均繊維径９〜１５μｍの合成繊維を使用することが、第２不織布２の緻密性を均一なものとできる点で好ましい。このような合成繊維の具体例としては、テトロン（帝人社；０．９ｄｔ×５１ｍｍ、１．７ｄｔ×５１ｍｍ）等が挙げられる。
【００３３】
また、第２不織布２を構成する繊維は、フィラメント繊維であってもよいが、好ましくは繊維長２０〜７５ｍｍ程度のステープル繊維である。
【００３４】
第２不織布２は、０．１０〜０．２０ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．１３〜０．１９ｇ／ｃｍ^３の見掛け密度を有する。見掛け密度が０．１０ｇ／ｃｍ^３未満であるとダスト捕集効率が十分でなく、ダスト抜けも生じ易くなり、０．２０ｇ／ｃｍ^３を超えるとフィルタ寿命が短くなり易くなるので好ましくない。ここで、第２不織布２の見掛け密度は、第１不織布１の見掛け密度より、大きくすることがフィルタ寿命を短くさせない点から好ましい。
【００３５】
また、第２不織布２は、バブルポイント試験法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）で計測したその平均ポアサイズが小さすぎるとフィルタ寿命が短くなりすぎ、また、カーボンスーツ捕集性が低下し易く、大きすぎるとダスト捕集効率が十分でなく、ダスト抜けも生じ易くなるので、その平均ポアサイズが好ましくは３０〜９０μｍ、より好ましくは３５〜８０μｍであり、且つバブルポイント試験法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）で計測したその最大分布径が小さすぎるとフィルタ寿命が短くなり易く、大きすぎると捕集効率が不十分となるので、最大分布径が、好ましくは３５〜８５μｍより好ましくは４０〜８０μｍである。
【００３６】
第２不織布２の厚みとしては、好ましくは０．１５〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．８ｍｍである。
【００３７】
本発明において、第３不織布３は、例えば、カード法、エアレイド法などの乾式法や湿式法により形成された繊維ウエブをニードルパンチ法により不織布としたニードルパンチ不織布であり、第１不織布１の砂塵などのダスト（ＪＩＳＤ−１６１２参照）やカーボンスーツの初期捕集効率を低下させずに、第２不織布２によるエアフィルタ材料のダスト捕集容量の増大効果を強化させるための層である。
【００３８】
第３不織布３を構成する繊維の平均繊維径は、１６〜３２μｍ、好ましくは１８〜２５μｍである。平均繊維径が１６μｍ未満であるとフィルタ寿命が短くなり易く、３２μｍを超えると嵩が不均一になり易くなるので、好ましくない。ここで、平均繊維径は、第１不織布で説明した通りの意味を有する。
【００３９】
第３不織布３の繊維目付量は、５５〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは６０〜８０ｇ／ｍ^２である。繊維目付量が５５ｇ／ｍ^２未満であるとフィルタ寿命が短くなり易く、１００ｇ／ｍ^２を超えると嵩が不均一となり易いので、好ましくない。
【００４０】
また、第３不織布３におけるバインダ樹脂の付着量は、１〜５ｇ／ｍ^２、好ましくは２〜４ｇ／ｍ^２である。バインダ樹脂の付着量が１ｇ／ｍ^２未満であると、嵩が不均一となり易く、５ｇ／ｍ^２を超えると、フィルタ寿命が短くなり易いので、好ましくない。ここで、バインダ樹脂としては、第１不織布１で使用したものと同様のものを使用できる。
【００４１】
このようなバインダ樹脂を第３不織布３に含有させる手法としては、含浸、スプレー、塗布などの公知の手法が挙げられる。また、第３不織布３に含浸したバインダ樹脂は、第１不織布と同様に、不織布構成繊維内部に含有されているものは比較的少なく、不織布構成繊維の表面への付着、特に、構成繊維同士の境界面に付着している。
【００４２】
第３不織布３を構成する繊維の種類としては、第１不織布１で使用したものと同様のものを使用することができる。その他に、レーヨン繊維、キュプラ繊維などの再生繊維、アセテート繊維などの半合成繊維、炭素繊維などの無機繊維、綿、麻などの植物繊維、羊毛などの動物繊維等も使用することができる。また、第３不織布３を構成する繊維は、繊維長３２〜７５ｍｍ程度の通常のステープル繊維でもよいが、フィラメント繊維であってもよい。
【００４３】
第３不織布３は、０．０７３〜０．０８８ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．０７４〜０．０８４ｇ／ｃｍ^３の見掛け密度を有する。第３不織布３の見掛け密度を、第１不織布１や第２不織布２の見掛け密度より非常に小さくする理由は、フィルタ寿命の長寿命化を図るためである。。なお、第３不織布３の見掛け密度が０．０７３ｇ／ｃｍ^３未満であると嵩が不均一となり易く、０．０８８ｇ／ｃｍ^３を超えるとフィルタ寿命が短くなり易いので、好ましくない。
【００４４】
また、第３不織布３は、バブルポイント試験法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）で計測したその平均ポアサイズが小さすぎるとフィルタ寿命が短くなり易く、また、カーボンスーツ捕集性が低下し易く、大きすぎると嵩が不均一となり易い。
【００４５】
第３不織布３の厚みとしては、好ましくは０．７６〜１．３８ｍｍ、より好ましくは０．８〜１．２ｍｍである。
【００４６】
本発明のエアフィルタ材料は、上述したように第１不織布１、第２不織布２及び第３不織布３を積層したものであるが、フィルタ材料の耐ダスト抜け性を向上させカーボンスーツ捕集性を向上させるために、必要に応じて、第４不織布層を、第１不織布１と第３不織布３との間（即ち、第１不織布１と第２不織布２との間に又は第２不織布２と第３不織布３との間）に積層することができる。第４不織布層としては、エアフィルタ材料の要求特性に応じて作成することができるが、例えば、先に説明した第２不織布２と同様の特性（本明細書の段落００２６〜００３６に記載された特性）を有する不織布（例えば、水流交絡法によるスパンレース不織布、湿式抄紙型不織布、スパンボンド不織布等）を使用することができる。この場合、第２不織布を当初から第４不織布に相当する厚さとなるように目付量を調整してもよいが、特性の類似した第２不織布と第４不織布とを別々の不織布として使用した方が、エアフィルタ材料のフィルタ寿命を長くできる点で好ましい。また、特に第４不織布の材質として、親油性のポリオレフィンを使用してもよい。親油性のポリオレフィンから第４不織布を構成し、第３不織布にオイル（例えば、一般にフィルターに含浸させて用いる場合のオイルであるビスカスオイル）を付着させると、エアフィルタ材料のカーボンスーツ捕集性を大幅に向上させることができる。
【００４７】
本発明のエアフィルタ材料は、例えば、第１不織布１となる繊維ウエブ上に、第２不織布２となる繊維ウエブを重ね、その繊維ウエブ積層物を水流交絡法により処理することにより、それぞれを不織布化するとともに、第１不織布と第２不織布との間に繊維交絡を生じさせて積層し、得られた積層不織布の第２不織布上に、ニードルパンチ処理により予め不織布化しておいた第３不織布（ニードルパンチ不織布）を載せ、第１不織布側からニードルパンチングを行った後、第３不織布側からも更にニードルパンチングを行い、第１不織布と第２不織布と第３不織布とを積層一体化し、一体化した積層体にバインダー樹脂をそれぞれ所定の付着量となるように浸漬法により含浸させて積層不織布を作成することができる。
【００４８】
あるいは、それぞれ別個に不織布化し、それぞれバインダ樹脂を含浸させておいた第１不織布、第２不織布及び第３不織布を、公知の積層手法（例えば、ニードルパンチング法、接着剤（ホットメルト接着剤、溶剤型接着剤等）の使用等）により積層一体化することにより製造することができる。
【００４９】
以上説明した本発明のエアフィルタ材料は、第１不織布１がエア流出側に配置されるように使用することに留意した上で、公知の自動車用エアクリーナ（例えば、特開平４−２７４０４号公報の図１、図２）のフィルターエレメントとして好適に使用することができる。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明を実験例により具体的に説明する。
【００５１】
実施例１
まず、分割処理後に平均繊維径４μｍの繊維を与える分割性ポリエステル・ポリエチレン複合繊維（平均繊維径１６μｍ、ＤＦＳ−ＳＨ、２．２ｄＴ×５１ｍｍ、ダイワボー社）の第１カードウェブ（目付量５０ｇ／ｍ^２）を作成した。この第１カードウェブ上に、更に、平均繊維径９μｍのポリエステルステープル繊維（０．９ｄＴ×５１ｍｍ、帝人社）の第２カードウェブ（目付量２１／ｍ^２）を重ね、上下方向から水流交絡処理を施すことにより、第１カードウェブ及び第２カードウェブをそれぞ第１不織布及び第２不織布とすると共に、それらの間に繊維交絡を生じさせて積層した。
【００５２】
得られた積層体の第２不織布上に、平均繊維径２１μｍのポリエステルステー繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ／６．７ｄＴ×５１ｍｍ（重量比）＝５０／５０、帝人社）から別途作成した第３不織布としてニードルパンチ不織布（目付量７５ｇ／ｍ^２）を載せ、第１不織布側から及び第３不織布側からニードルパンチ処理を施し、全体を一体化した。一体化した積層体を、バインダー樹脂溶液（ボンコートＡＮ１７０（大日本インキ化学工業社）２０％、ミルベンＳＭ３００（昭和高分子社）１％、ミルベンＬＣ１０（昭和高分子社）０．１％、水７８．９％）中に浸漬し、ゴムマングルで所定量を付着させ乾燥することにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、１．４９ｍｍであり、坪量が１７５ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１１７４ｇ／ｃｍ^３であった。
【００５３】
このエアフィルタ材料における第１不織布の厚みは０．２９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１７ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．２３１０ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚みは０．１５ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は８ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．１９３３ｇ／ｃｍ^３であった。また、第３不織布の厚みは１．０５ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．０７５２ｇ／ｃｍ^３であった。
【００５４】
実施例２
まず、分割処理後に平均繊維径３μｍの繊維を与える分割性ポリエステル・ナイロン複合繊維（平均繊維径１８μｍ、ＤＦＨ−５、３．３ｄＴ×５１ｍｍ、ダイワボー社）の第１カードウェブ（目付量４０ｇ／ｍ^２）を作成した。この第１カードウェブ上に、更に、平均繊維径１１μｍのポリエステル繊維（１．１ｄＴ×５１ｍｍ／１．５ｄＴ×５１ｍｍ（重量比）＝５０／５０、帝人社）の第２カードウェブ（目付量６０／ｍ^２）を重ね、上下方向から水流交絡処理を施すことにより、第１カードウェブ及び第２カードウェブをそれぞ第１不織布及び第２不織布とすると共に、それらの間に繊維交絡を生じさせて積層した。
【００５５】
得られた積層体の第２不織布上に、平均繊維径２１μｍのポリエステルステープル繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ／６．７ｄＴ×５１ｍｍ（重量比）＝５０／５０、帝人社）から別途作成した第３不織布としてニードルパンチ不織布（目付量８０ｇ／ｍ^２）を載せ、第１不織布側から及び第３不織布側からニードルパンチ処理を施し、全体を一体化した。一体化した積層体を、バインダー樹脂溶液（ボンコートＡＮ１７０（大日本インキ化学工業社）２０％、ミルベンＳＭ３００（昭和高分子社）１％、ミルベンＬＣ１０（昭和高分子社）０．１％、水７８．９％）中に浸漬し、ゴムマングルで所定量を付着させ乾燥することにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、１．８２ｍｍであり、坪量が２０９ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１１４８ｇ／ｃｍ^３であった。
【００５６】
このエアフィルタ材料における第１不織布の厚みは０．２９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１８ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．２４１７ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚みは０．６０ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は８ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．１４１７ｇ／ｃｍ^３であった。また、第３不織布の厚みは１．１ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は３ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．０７５５ｇ／ｃｍ^３であった。
【００５７】
実施例３
まず、分割処理後に平均繊維径４μｍの繊維を与える分割性ポリエステル・ナイロン複合繊維（平均繊維径１５μｍ、ＤＦＨ−５２．２ｄＴ×５１ｍｍ、ダイワボー社）の第１カードウェブ（目付量５０ｇ／ｍ^２）を作成した。この第１カードウェブ上に、更に、平均繊維径１２μｍのポリエステル繊維（１．７ｄＴ×５１ｍｍ、帝人社）の第２カードウェブ（目付量８０／ｍ^２）を重ね、上下方向から水流交絡処理を施すことにより、第１カードウェブ及び第２カードウェブをそれぞ第１不織布及び第２不織布とすると共に、それらの間に繊維交絡を生じさせて積層した。
【００５８】
得られた積層体の第２不織布上に、平均繊維径２１μｍのポリエスエルステープル繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ／６．７ｄＴ×５１ｍｍ（重量比）＝５０／５０、クラレ社）から別途作成した第３不織布としてニードルパンチ不織布（目付量８０ｇ／ｍ^２）を載せ、第１不織布側から及び第３不織布側からニードルパンチ処理を施し、全体を一体化した。一体化した積層体を、バインダー樹脂溶液（ボンコートＡＮ１７０（大日本インキ化学工業社）２０％、ミルベンＳＭ３００（昭和高分子社）１％、ミルベンＬＣ１０（昭和高分子社）０．１％、水７８．９％）中に浸漬し、ゴムマングルで所定量を付着させ乾燥することにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、１．９４ｍｍであり、坪量が２４４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１２５８ｇ／ｃｍ^３であった。
【００５９】
このエアフィルタ材料における第１不織布の厚みは０．２９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は２０ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．２４１４ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚みは０．６５ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１０ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．１３８５ｇ／ｃｍ^３であった。また、第３不織布の厚みは１．０ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．０８４０ｇ／ｃｍ^３であった。
【００６０】
実施例４
まず、分割処理後に平均繊維径４μｍの繊維を与える分割性ポリエステル・ポリエチレン複合繊維（平均繊維径１６μｍ、ＤＦＳ−ＳＨ、２．２ｄＴ×５１ｍｍ、ダイワボー社）の第１カードウェブ（目付量５０ｇ／ｍ^２）を作成した。この第１カードウェブ上に、更に、平均繊維径１４μｍのレーヨンステープル繊維（２．２ｄＴ×５１ｍｍ、オーミケンシ社）の第２カードウェブ（目付量５０／ｍ^２）を重ね、上下方向から水流交絡処理を施すことにより、第１カードウェブ及び第２カードウェブをそれぞ第１不織布及び第２不織布とすると共に、それらの間に繊維交絡を生じさせて積層した。
【００６１】
得られた積層体の第２不織布上に、平均繊維径２１μｍで長さ５１ｍｍのポリエステルステープル繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ／６．７ｄＴ×５１ｍｍ、クラレ社）から別途作成した第３不織布としてニードルパンチ不織布（目付量８０ｇ／ｍ^２）を載せ、第１不織布側から及び第３不織布側からニードルパンチ処理を施し、全体を一体化した。一体化した積層体を、バインダー樹脂溶液（ポリゾールＡＴ３３０３０％、スミテックスＭ−３１％、スミテックスＡｘ０．１％、水６８．９％）中に浸漬し、ゴムマングルで所定量を付着させ乾燥することにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、１．６４ｍｍであり、坪量が２２０ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１３４１ｇ／ｃｍ^３であった。
【００６２】
このエアフィルタ材料における第１不織布の厚みは０．２９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は２４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．２５５２ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚みは０．３５ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１１ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．１７４３ｇ／ｃｍ^３であった。また、第３不織布の厚みは１．０ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は５ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．０８５ｇ／ｃｍ^３であった。
【００６３】
実施例５
まず、分割処理後に平均繊維径４μｍの繊維を与える分割性ポリエステル・ポリエチレン複合繊維（平均繊維径１６μｍ、ＤＦＳ−ＳＨ、２．２ｄＴ×５１ｍｍ、ダイワボー社）の第１カードウェブ（目付量５０ｇ／ｍ^２）を作成した。この第１カードウェブ上に、更に、平均繊維径１４μｍのポリエステルステープル繊維（２．２ｄＴ×５１ｍｍ、帝人社）の第２カードウェブ（目付量６０ｇ／ｍ^２）を重ね、上下方向から水流交絡処理を施すことにより、第１カードウェブ及び第２カードウェブをそれぞ第１不織布及び第２不織布とすると共に、それらの間に繊維交絡を生じさせて積層した。
【００６４】
得られた積層体の第２不織布上に、平均繊維径１７μｍのポリエステルステープル繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ、帝人社）から別途作成した第３不織布としてニードルパンチ不織布（目付量１００ｇ／ｍ^２）を載せ、第１不織布側から及び第３不織布側からニードルパンチ処理を施し、全体を一体化した。一体化した積層体を、バインダー樹脂溶液（ポリゾールＡＴ３３０３０％、スミテックスＭ−３１％、スミテックスＡｘ０．１％、水６８．９％）中に浸漬し、ゴミマングルで所定量を付着させることにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、１．９４ｍｍであり、坪量が２５０ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１２８９ｇ／ｃｍ^３であった。
【００６５】
このエアフィルタ材料における第１不織布の厚みは０．２９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は２４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．２５５２ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚みは０．４５ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１１ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．１５７８ｇ／ｃｍ^３であった。また、第３不織布の厚みは１．２０ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は５ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度は０．０８７５ｇ／ｃｍ^３であった。
【００６６】
比較例１
まず、５０：５０の重量比の平均繊維径１２μｍのポリエステルテレフタレート繊維（１．７ｄＴ×５１ｍｍ）と平均繊維径１３μｍのレーヨン繊維（２．０ｄＴ×５１ｍｍ）とからなる第１カードウェブ（目付量９５ｇ／ｍ^２）を作成し、ニードルパンチングにより第１不織布とした。
【００６７】
また、５０：５０の重量比の平均繊維径２５μｍのポリエステルテレフタレート繊維（６．６ｄＴ×５１ｍｍ）と平均繊維径１７μｍのポリエステルテレフタレート繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ）とからなる第２カードウェブ（目付量１５０／ｍ^２）を作成し、ニードルパンチングにより第２不織布とした。
【００６８】
次に、第１不織布と第２不織布とを重ね、第１不織布側からニードルパンチングして一体化して積層体を得た。
【００６９】
次に、一体化した積層体を、バインダー樹脂溶液（ボンコートＡＮ１７０（大日本インキ化学工業社）４０％、水５９．４５％）中に浸漬し、ゴムマングルで所定量を付着させ乾燥することにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、３．１ｍｍであり、坪量が３００ｇ／ｍ^２（即ち、バインダの含浸量は５５ｇ／ｍ^２である）であり、見掛け密度が０．０９６８ｇ／ｃｍ^３であった。
【００７０】
なお、第１不織布の厚みは１．２ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は４０ｇ／ｍ^２であり、重量は１９０ｇであり、見掛け密度は０．１５８３ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚さは１．９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１５ｇ／ｍ^２であり、重量は１１０ｇであり、見掛け密度は０．０５７９ｇ／ｃｍ^３であった。
【００７１】
比較例２
まず、平均繊維径１２μｍのポリエステルテレフタレート繊維（１．６ｄＴ×５１ｍｍ）のみから第１カードウェブ（目付量１００／ｍ^２）を作成し、水流交絡法で第１不織布（スパンレース）を作成した。
【００７２】
次に、７０：３０の重量比の平均繊維径１４μｍのポリエステルテレフタレート繊維（２．２０ｄＴ×５１ｍｍ）と平均繊維径１７μｍのポリエステルテレフタレート繊維（３．３ｄＴ×５１ｍｍ）とからなる第２カードウェブ（目付量１２５ｇ／ｍ^２）を作成し、ニードルパンチングにより第２不織布とした。
【００７３】
また、平均繊維径２５μｍのポリエステルテレフタレート繊維（６．７ｄＴ×５１ｍｍ）のみから第３カードウェブ（目付量８５／ｍ^２）を作成した。
【００７４】
次に、第３カードウェブ上に第２不織布を載せ、第２不織布側からニードルパンチングして一体化して積層体を得た。この積層体の第２不織布側に第１不織布を載せ、ニードルパンチングして一体化し、得られた積層体を、バインダー樹脂溶液（ポリゾールＡＴ３３０１５％、ミルベンＳＭ３００（昭和高分子社）２％、ミルベンＬＣ１０（昭和高分子社）０．２％、水８２．８％）中に浸漬し、ゴムマングルで所定量を付着させ乾燥することにより、エアフィルタ材料を得た。得られたエアフィルタ材料の厚みは、３．０ｍｍであり、坪量が３４０ｇ／ｍ^２（即ち、バインダの含浸量は３０ｇ／ｍ^２である）であり、見掛け密度が０．１１３３ｇ／ｃｍ^３であった。
【００７５】
なお、第１不織布の厚さは０．８ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は１９ｇ／ｍ^２であり、重量は１１９ｇであり、見掛け密度は０．１４８８ｇ／ｃｍ^３であった。第２不織布の厚さは１．３ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は８ｇ／ｍ^２であり、重量は１３３ｇであり、見掛け密度は０．１０２３ｇ／ｃｍ^３であった。第３不織布の厚さは０．９ｍｍであり、バインダ樹脂の含浸量は３ｇ／ｍ^２であり、重量は８８ｇであり、見掛け密度は０．０９７８ｇ／ｃｍ^３であった。
【００７６】
（評価）
実施例１〜５及び比較例１で作成したエアフィルタ材料のＪＩＳ８種塵埃に対する通気抵抗（ｋＰａ）、初期清浄効率（％）、フルライフ清浄効率（％）及びライフ（ｇ）を、ＪＩＳＤ１６１２（自動車用エアクリーナー試験法）に従って測定した。ダスト透過率に関しては、ＪＩＳ８種塵埃をΔＰ＝２．９４ＫＰａまで負荷させた後、脈動周波数２００Ｈｚを３０分間負荷させながら通気量２０ｍ^３／分で通気させ、透過率を算出するという方法で測定した。同様に、実施例１〜５で作成したエアフィルタ材料のカーボンスーツ（軽油燃焼カーボンスーツ、濃度０．０４ｇ／ｍ^３、風速２０ｍ／分）に対する通気抵抗（ｋＰａ）、フルライフ清浄効率（％）及びライフ（ｇ）を、測定した。得られた結果を表１及び表２に示す。ここで、フルライフはΔｐ＝２．９４ＫＰａとした。
【００７７】
なお、自動車用エアクリーナーとして実用的に許容可能な通気抵抗は、通常５ｋＰａまでである。清浄効率は初期もフルライフ時もできるだけ１００％に近いことが望まれている。特に、ＪＩＳ８種塵埃に対する初期清浄効率については９８．５％以上であり、ライフについては、実用上、３．３×１０^−２ｇ／ｃｍ^２以上であることが望まれている。また、ダスト透過率の数値は小さいほうがダストの透過が小さいことを示している。その目標値は１．５％以下である。ライフの項目の括弧の中の数値は、ダスト付着率を示している。
【００７８】
【表１】

【００７９】
【表２】

【００８０】
表１及び表２からわかるように、本願発明の具体例である実施例１〜５のエアフィルタ材料は、ＪＩＳ８種塵埃に関し、比較例１の場合に比べて良好なフィルタ性能を示していることがわかる。カーボンスーツに対しては、比較例１とほぼ同レベルのフィルタ性能を示していることがわかる。従って、実施例１〜５のエアフィルタ材料は、ＪＩＳ８種塵埃及びカーボンスーツに対し、バランス良く、良好なフィルタ性能をしめしていることわかる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明のエアフィルタ材料は、良好なダスト捕集性及び耐ダスト抜け性を有し、カーボンスーツ捕集性についても所定のレベル以上の捕集性をしめしている。従って、自動車用エアクリーナのフィルタエレメントとして好適に用いることができ、薄型エアフィルタ材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアフィルタ材料の断面図である。
【符号の説明】
１…第１不織布、２…第２不織布、３…第３不織布

Claims

平均繊維径３〜５μｍの繊維からなる第１不織布と、平均繊維径９〜１５μｍの繊維からなる第２不織布と、平均繊維径１６〜３２μｍの繊維からなる第３不織布とが積層されたエアフィルタ材料であって、
第１不織布は、繊維目付量が３５〜５５ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が１０〜２４ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１６〜０．３０ｇ／ｃｍ^３であり、
第２不織布は、繊維目付量が２０〜１００ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が４〜１１ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．１０〜０．２０ｇ／ｃｍ^３であり、
第３不織布は、繊維目付量が５５〜１００ｇ／ｍ^２であり、バインダ樹脂の付着量が１〜５ｇ／ｍ^２であり、見掛け密度が０．０７３〜０．０８８ｇ／ｃｍ^３である
ことを特徴とするエアフィルタ材料。
該第１不織布が、分割性ステープル繊維から形成されている請求項１記載のエアフィルタ材料。
該第１不織布及び第２不織布が、水流交絡法により形成されたスパンレース不織布である請求項１又は２記載のエアフィルタ材料。
該第３不織布が、ニードルパンチ法により形成されたニードルパンチ不織布である請求項１〜３のいずれかに記載のエアフィルタ材料。
該第１不織布と第３不織布の間に、更に第４不織布が積層されている請求項１〜４のいずれかに記載のエアフィルタ材料。
該第４不織布が、水流交絡法により形成されたスパンレース不織布、湿式抄紙型不織布又はスパンボンド不織布である請求項５記載のエアフィルタ材料。
該第４不織布が、ポリオレフィン系不織布である請求項５又は６記載のエアフィルタ材料。
請求項１〜７のいずれかに記載のエアフィルタ材料をフィルタエレメントとして使用する自動車エンジン用エアクリーナー。