JP2967233B2

JP2967233B2 - エアーフィルター用▲ろ▼材

Info

Publication number: JP2967233B2
Application number: JP16466890A
Authority: JP
Inventors: 靖久針谷; 光三桜井
Original assignee: TOYO ROSHI KK
Current assignee: TOYO ROSHI KK
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH0459007A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ダストの捕集効率が高く、かつ使用寿命の
長い、新規な密度勾配型不織布で、自動車エンジン用空
気清浄器、空調用空気清浄器に用いる材に関するもの
である。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

従来、この種のエアーフィルターとしては、空気の流
れ方向に粗から密へと密度勾配を与えた２〜３層構造の
乾式不織布があり、３層不織布の作成法は、流入空気の
上流側から下流側に対し、繊維径の太い繊維層、中間の
繊維層、細い繊維層をそれぞれ積層し、繊維密度が異な
る繊維層をニードルパンチ処理し、樹脂接着剤を流入空
気の下流側に多く付着させ、一体化し、密度勾配型不織
布としたものである。

この密度勾配型不織布の過精度を支配するのは空気
流出側の密層部であり、過効率を上げるため、シート
の密層部の厚みを増したり、樹脂接着剤を量を多くした
り、使用する繊維径を細くしたりして、シートの小孔径
化を図っている。

一方、自動車エンジン用空気清浄において考えた場
合、道路付近の空気中のダストは、未舗装道路より発生
する砂塵のような大粒径のものから、自動車等から排出
される排気ガス中のカーボン粒子などの小粒子のものま
で、広域の粒径分布の粒子が存在している。

ところが、上記密度勾配型不織布は、大粒径のダスト
に対しては、粗層部及び中層部がプレフィルターとして
良くはたらき、十分な過寿命が得られるものの、カー
ボン粒子に代表される小粒径のダストに対しては、粗層
部及び中層部がプレフィルターとしてはたらかず、ま
た、密層部は樹脂接着剤を付着量を多くしてシートの小
孔径化を図っているため、密層部の空隙率は極めて小と
なり、密層部の早期目詰りにより、短い濾過寿命となる
欠点があった。

本発明は、ダストの過効率が高く、しかも大粒径と
小粒径いずれのダストに対しても十分な過寿命が得ら
れるエアーフィルターを提供し、もって従来の問題点を
解決することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは下記のとおりである。

（１）空気流入側の粗層部から空気流出側の密層部へ
と密度勾配を有した、少なくとも２層以上の繊維層から
なる材であって、各層の繊維重量に対して５〜50％の
熱融着繊維を各層に配合し、かつ最密層部を除く各層
に、捲縮繊維を配合した不織布を湿式により抄造し、該
不織布に樹脂接着剤を不織布重量に対して２〜40％含浸
し、付着させてなることを特徴とするエアーフィルター
用材。

（２）空気流入側の粗層部から空気流出側の密層部へ
と密度勾配を有した、少なくとも２層以上の繊維層から
なる材であって、各層の繊維重量に対して５〜50％の
熱融着繊維を各層に配合し、かつ最密層部を除く各層
に、捲縮繊維及び加熱により捲縮が発生する繊維を配合
した不織布を湿式により抄造し、該不織布を加熱処理し
た後、樹脂接着剤を不織布重量に対して２〜40％含浸
し、付着させてなるとを特徴とするエアーフィルター用
材。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のエアーフィルター用材（湿式不織布）は、
従来の乾式不織布が、小粒径のダストにおける過寿命
が短かい欠点を改良すべく目詰りの主原因と考えられる
最密層部の低い空隙率を高め、かつ、粗層部及び中層部
がプレフィルターとして好適に作用するように構成した
ものである。

その手段として、先ず熱融着繊維を各層の繊維重量に
対して５〜50％配合することで、樹脂接着剤を多量に使
用しなくても、目的とする強度等の物性が得られる。従
って樹脂接着剤の使用量を減少することができ、材の
密層部の空隙率を高めることができる。配合量が５％未
満では熱融着の効果が低く、必要な強度が得られず、50
％超だと強度は得られるが、熱接着部が多くなるため不
織布の空隙率が低下し、過寿命が短くなってししま
う。

さらに粗層部及び中層部を、プレフィルターとして有
効に作用させるため、熱融着繊維の他に捲縮繊維を、好
ましくは前記両層部に繊維重量の対して５〜50％に配合
する。これにより両層部は嵩高性を有するものとなり、
前記密層部と組み合せた３層材の過性能は、大粒径
のダストにおいて、十分な過寿命が得られる。

しかしながら、このように構成した３層材は小粒径
のダストの場合は、ダストが前記粗層部及び中層部の繊
維層を通過して密層部が早期に目詰ってしまい、過寿
命が短かいものとなってしまう。また、捲縮繊維の配合
量を減らして、多少密な粗層部及び中層部としても、小
粒径のダストの場合には過寿命は長くなるが、大粒径
のダストの場合は過寿命が短かいものとなってしまう
という難点がある。

そこで、粗層部及び中層部に、捲縮繊維および熱融着
繊維に加えて、加熱により捲縮が発生する繊維（以下加
熱捲縮繊維という）を配合することにより、前記問題を
解決した。

この加熱捲縮繊維は、通常の捲縮繊維と比較して、捲
縮がきわめて微細であり、また通常の捲縮繊維は、２次
元的な捲縮であるのに対して、加熱捲縮繊維は３次元的
ならせん状の捲縮であるため、これを不織布の原料に配
合することにより、嵩高性に優れ、大粒径のダスト及び
小粒径のダスト双方において、極めて優れた過寿命を
有するものが得られた。

なお、加熱捲縮繊維の配合量は、各層の繊維重量に対
して５％未満ではその効果が期待出来ず、また70％を超
えると、抄紙した不織布を加熱処理する際に生じる不織
布の収縮が著しく、十分な過性能が得られなくなるの
で、繊維配合量は５〜70％の範囲が好適である。

前記の如き構成で抄紙された不織布は、加熱捲縮繊維
が配合されている場合は加熱処理が施された後、樹脂接
着剤により含浸され、次いで乾燥される。

本発明に用いる樹脂接着剤は、有機溶剤中に溶解若し
くは、分散したもの、水溶性及び水分散性の各樹脂を用
いることができる。これらのうち、有機溶剤中に溶解若
しくは分散した樹脂接着剤が有利であり、該樹脂接着剤
は、樹脂含浸後、溶液を乾燥する際に生じる樹脂のマイ
グレーションが少ないため均一に含浸されるが、水溶性
及び水分散性の樹脂接着剤でも、乾燥方法を工夫すれ
ば、使用可能である。また、樹脂の種類は、アクリル、
フェノール、エポキシ、酢酸ビニル、メラミン樹脂等が
使用でき、シートへの含浸方法としては、浸漬法、ロー
ラー法、スプレー法等の方法で行なう。

前記樹脂接着剤の含浸量は、２％未満では必要な強
度、剛度が得られず、40％を越えると必要な強度、剛度
が得られるが、空隙率が低下し、過寿命が短くなって
しまう。

本発明の湿式不織布は、原料繊維を均一に水に分散し
た懸濁液を抄紙網上に堆積させてシート状に形成して、
乾燥するものであり、乾式不織布に見られるような、繊
維の部分的な積層ムラが発生することなく、非常に均一
な構造となるため、過精度、過寿命を向上させるの
に好適である。

本発明材を抄造するマシンとしては、円網−円網コ
ンビネーション、円網−長網コンビネーション、傾斜型
多層抄紙マシン等のマシンが用いられる。

本発明のエアフィルター用材の重量は100〜350g/m²
であることが好ましい。本発明の範囲がこれによって限
定されるものではないが、重量が100g/m²未満だと、内
部捕集量が少ないため過寿命が低下してしまい、350g
/m²を越えると材の厚みが厚くなり、プリーツ状など
にアッセンブリした際に過面積を減らさなくてはなら
ず、その結果アッセンブリしたものの過寿命が低下す
る。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）多層抄きが可能な抄紙機を用いて、以下の様な配合の
粗密構造湿式不織布を作成した。

−粗層部− ポリエステル捲縮繊維（6d×10mm） 22％ポリエステル熱融着繊維（2d×10mm）８％ −中層部− ポリエステル捲縮繊維（3d×10mm） 15％ポリエステル繊維（2d×10mm） 15％ポリエステル熱融着繊維（2d×10mm） 10％ −密層部− NBKP（天然パルプ） 10％ポリエステル繊維（2d×10mm） 12％ポリエステル熱融着繊維（2d×10mm）８％このシートにフェノール樹脂接着剤を30g/m²付着さ
せ、目付240g/m²、厚み3.0mm、透気度0.8sec/300cc、バ
ブルポイント法による平均孔径が90μｍの材を得た。

（実施例２）実施例１と同様の抄紙機により、以下の様な配合の粗
密構造湿式不織布を作成した。

−粗層部− ポリエステル捲縮繊維（6d×10mm） 12％ポリエステル加熱捲縮繊維（2.5d×10mm） 10％ポリエステル熱融着繊維（2d×10mm）８％ −中層部− ポリエステル捲縮繊維（3d×10mm） 15％ポリエステル加熱捲縮繊維（2.5d×10mm） 15％ポリエステル熱融着繊維（２×ｄ×10mm） 10％ −密層部− 実施例１の密層部と同じ。

このシートを170℃の温度で加熱処理し、冷却後、実
施例１同様フェノール樹脂接着剤を30g/m²付着させ、目
付240g/m²、厚み3.0mm、透気度0.8sec/300cc、平均孔径
90μｍの材を得た。

（比較例１）実施例１と同様と抄紙機により、以下の配合の粗密構
造湿式不織布を作成する工程において、ウェットパート
から出た直後のシートに水分散性フェノール樹脂接着剤
をスプレー法にて含浸させ、乾燥し、樹脂30g/m²を付着
させたシートを作成した。

このシートは、目付240g/m²、厚み3.0mm、透気度1.0s
ec/300cc、平均孔径98μｍであった。

−粗層部− ポリエステル捲縮繊維（6d×10mm） 22％ポリエステル繊維（2d×10mm）８％ −中層部− ポリエステル捲縮繊維（3d×10mm） 15％ポリエステル繊維（2d×10mm） 25％ −密層部− NBKP 10％ポリエステル繊維（2d×10mm） 20％（比較例２）比較例１と同様の作成方法及び同様の繊維配合でフェ
ノール樹脂接着剤を80g/m²付着させたシートを作成し
た。

このシートは、目付290g/m²、厚み3.0mm、透気度1.5s
ec/300cc、平均孔径90μｍであった。

実施例1,2及び比較例1,2のエアーフィルター４種に加
え、市販の乾式不織布タイプのエアーフィルターについ
て以下の条件でJIS8種ダスト及び軽油燃焼排ガス中のカ
ーボンダスト負荷テストを行なった。

−JIS8種ダストテスト− テスト法:JIS D−1612に準拠有効過面積:430cm²の平板ダスト投入量:1g/m³ 風速:30cm/sec 増加通気抵抗:300mmAq上昇時をフルライフとする −カーボンダストテスト− ダスト：軽油燃焼排ガス中のカーボン有効濾過面積:430cm²の平板ダスト投入量:0.05g/m³ 風速:30cm/sec 増加通気抵抗:300mmAq上昇時をフルライフとするこれらのダスト負荷テスト結果及び各シートの破裂強
度、引張強度、密層部の空隙率の値は第１表に示す通り
であった。

第１表から明らかなように、熱融着繊維を配合してい
る実施例１と、配合していない比較例１は、同量の樹脂
接着剤を付着させているものであるが、強度は比較例１
の方が弱い。また、比較例１の強度を高めるために、樹
脂接着剤を多く付着させた比較例２は、強度は強くなる
が、密層部の空隙率が低くなるために、過寿命が短か
くなり、比較例1,2とも実用に不向きである。

一方、実施例１は、十分な強度を有し、かつ密層部の
空隙率が比較例及び市販品に比べて高いため、過効
率、寿命とも良好な値を示している。

また、実施例２は、実施例１の配合繊維の一部の繊維
を、加熱捲縮繊維に置換えたものであり、実施例１と比
較すると、JIS8種ダスト保持量は若干劣るものの、粗層
部及び中層部のプレフィルターとしての効果が有効に発
揮され、カーボンダストの保持量が多く、より長寿命と
なっている。

以上のように、本発明による実施例２は、市販品と比
較して、強度、過効率が同程度で、カーボンダストに
おける過寿命が約2.1倍の性能を有するものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のエアーフィルター用材
は、繊維間を接着するのに、熱融着繊維と樹脂接着剤の
２種を使用しているので、樹脂接着剤の使用量を減少す
ることができ、これによって材の空隙率が高くなる。
また、材の粗層部及び中層部に、通常の捲縮繊維およ
び必要に応じて加熱捲縮繊維を配合することで、該層部
が大粒径のダスト及び小粒径のダストともにプレフィル
ターとして有効に作用するものとなった。

以上のように、本発明のエアーフィルター用材は従
来の市販品に比べて、JIS8種ダストにおける過効率が
同程度で、粒径の大きいJIS8種ダスト及び粒径の小さい
カーボンダスト双方において極めて優れた過寿命を有
するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 39/16 D21F 11/14 D04H 1/50 D04H 1/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空気流入側の粗層部から空気流出側の密層
部へと密度勾配を有した、少なくとも２層以上の繊維層
からなる材であって、各層の繊維重量に対して５〜50
％の熱融着繊維を各層に配合し、かつ最密層部を除く各
層に、捲縮繊維を配合した不織布を湿式により抄造し、
該不織布に樹脂接着剤を不織布重量に対して２〜40％含
浸し、付着させてなることを特徴とするエアーフィルタ
ー用材。
【請求項２】空気流入側の粗層部から空気流出側の密層
部へと密度勾配を有した、少なくとも２層以上の繊維層
からなる材であって、各層の繊維重量に対して５〜50
％の熱融着繊維を各層に配合し、かつ最密層部を除く各
層に、捲縮繊維及び加熱により捲縮が発生する繊維を配
合した不織布を湿式により抄造し、該不織布を加熱処理
した後、樹脂接着剤を不織布重量に対して２〜40％含浸
し、付着させてなることを特徴とするエアーフィルター
用材。