JP3169377U

JP3169377U - キャニスターフィルタ用不織布

Info

Publication number: JP3169377U
Application number: JP2011002701U
Authority: JP
Inventors: 高広妹尾
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2016-12-01

Abstract

【課題】小型エンジン用のキャニスターフィルタ用不織布として装備が簡単で、かつ活性炭粒子は通過しないが、通気が容易であり、ガソリン蒸気の大気中への流出を防止する不織布を提供する。【解決手段】二層以上の短繊維層１，２，３の積層体であって、密度差を有し、少なくとも密層部３は親水性繊維を主体とした層構成よりなると共に、積層体全体に樹脂加工が施され、その目付質量が１５０〜３００ｇ／ｍ2で、厚さが２．０〜４．０ｍｍであり、かつ初期圧縮弾性率が１．０Ｎ／ｃｍ2・１００％以上である不織布Ａとした。【選択図】図１

Description

本考案は内燃機関において、特に吸気系を通って漏出される燃料蒸気の外気への拡散を防止する燃料蒸気捕集器、いわゆるキャニスターに用いて好適なフィルタ用不織布に関するものである。

エンジンを停止した自動車あるいはガソリンスタンド等のガソリンタンクから蒸発したガソリン蒸気は、従来は回収することなく殆ど大気中に放出されていた。しかし近年では、環境浄化の要請から吸気系を通って漏れ出てくる燃料蒸気の大気への流出を防止するために、放出パイプの途中に吸気剤を充填した捕集器（キャニスター）を取り付け、蒸発したガソリンを吸気させ、次の走行時、逆方向に空気を通して脱着してエンジンに供給する吸着剤を備えたエアクリーナーが配されている。

そして、この吸気系を通って漏れ出てくる燃料蒸気の大気への流出を防止する吸着剤を配置する方法として、二層の濾紙あるいは不織布の間に吸着剤を挟んだシートを作り、エアクリーナー内に固定する構成（例えば特許文献１参照）や、フィルタエレメントの内燃機関側に、粒状活性炭を耐熱性ネットと不織布で挟んだシート状の吸着フィルタを配置し、エンジン停止時にエンジン内部に付着したガソリン蒸気がエアクリーナーの内部へ侵入するが、そのガソリン蒸気は粒状活性炭に吸着されるため、大気へ流出することがなく、また、バックファイヤーに耐え得るように耐熱性ネットとした内燃機関用エアクリーナーが提案されている。（例えば特許文献２参照）
しかし、上記のものも耐熱性の効果があるにしても、活性炭の粒子やダスト粒子によって不織布フィルタが目詰まりを起こして、その結果、通気抵抗が大幅に上昇して燃料蒸気の吸着能力が大幅に減少するという問題を有していた。そこで本出願人はこれを改善すべく,吸気系を通って漏れだしてくる燃料蒸気の外気への拡散を防止する燃料蒸気捕集器、いわゆるキャニスターの不織布フィルタにおいて、粒状活性炭の微粒子が抜けにくく、ダスト等による目詰まりを起こしにくい不織布フィルタを先に提案した。（例えば特許文献３参照）

実開昭６０−１４２６９号公報特開２００２−２７６４８６号公報特開２００４−３０５８５３号公報

ところで、キャニスターは走行中や炎天下での駐車などの際に、燃料タンク内に発生するガソリン蒸気を消化する部品で、一般の自動車には燃料タンクとエンジンの間に取り付けられているが、同部品の採用はガソリンが大気汚染の原因になることから先進各国でその放散量を規制しているためで、基本的にはガソリン車全てに活性炭を入れた缶状のチャコールキャニスターが装着されている。

しかしながら、例えば芝刈り機などの小型エンジンにはガソリンエンジンのように大掛かりな装置を装備することができないため、上述のようなキャニスターは装備されておらず、大気汚染の原因となっている。

本考案はかかる実状に鑑み、特に上記芝刈り機などの小型エンジン用としてチャコールを保持したものなどのキャニスター構造体において、活性炭（チャコール）粒子は通過しないが通気が容易であり、大気からの汚染空気の濾過機能を有し、かつ不織布の剥離がな
く、耐久性を有する各特性に適合したキャニスターフィルタ用の不織布を提供することを目的とするものである。

即ち、上記目的に適合する本考案キャニスターフィルタ用不織布の特徴は、二層以上の短繊維層の積層体であって、密度差を有し、少なくとも密層部は親水性繊維を主体とした層構成で、各層はニードルパンチ処理により互いに層間交絡され、かつ積層体全体が樹脂加工かが施された目付質量が１５０〜３００ｇ／ｍ²、厚さが２．０〜４．０ｍｍの不織布よりなると共に、初期圧縮弾性率が１．０Ｎ／ｃｍ²・１００％以上である特性を具備している不織布である。

請求項２は、上記構成において短繊維層を構成する繊維が疎水性繊維あるいは親水性繊維のそれぞれ単独又は親水性繊維と疎水性繊維との混繊であること、そして、請求項３は親水性繊維がレーヨン繊維あるいはビニロン繊維であり、疎水性繊維はポリエステル繊維よりなることを夫々、特徴としている。

また、請求項４は、上記における短繊維層を構成する繊維は繊度の異なる繊維の混繊であってもよいこと、この場合、請求項５の如く短繊維層を構成する繊維の繊度が細繊度は１．０〜５．０デシテックスの範囲であり、太繊度は５．０〜１０．０デシテックスの範囲であって、細／太繊度の混繊比率が３０／７０重量％〜５０／５０重量％であることが好ましいことを特徴としている。また、請求項５は積層体全体に施された樹脂加工用樹脂（バインダー）はアクリル系樹脂で、付着量が繊維層に対し２０〜５０重量％の範囲であることを特徴としている。

本考案に係る不織布は以上のように、二層以上の積層体で密度差を有し、少なくとも密層部は親水性繊維を主体として構成され、かつ全体が樹脂加工された不織布であって、初期圧縮弾性率が１．０Ｎ／ｃｍ²・１００％以上の特性を具備するものであるから、通気が容易であると共に、密層部両面の形態に変化を生じさせず、活性炭微粒子は抜けにくく、しかもダスト等による目詰まりを起こし難い利点を有し、更に不織布の剥離もなく、耐久性にも勝れていて小型エンジンの装着も簡単であり。従来、殆ど装備されていなかった小型エンジンのキャニスター用フィルタに利用して頗る有効で、芝刈り機等の小型エンジンによる大気汚染の原因除去に極めて実用的効果を奏している。しかも、本考案不織布は全体が樹脂加工されているため、毛抜け，繊維間のズレもなく、寸法安定性にも良好である。

本考案に係るキャニスターフィルタ用不織布の構成概要図である。本考案不織布をキャニスターに使用した状態を示す断面概要図である。

以下、更に添付図面を参照し、本考案キャニスターフィルタ用不織布の具体的態様について説明する。図１は本考案に係るキャニスターフィルタ用不織布の一形態であり、図示の如く本考案不織布Ａは二層以上、図では密度差を有する粗層部１，中層層部２，密層部３の三層の短繊維層の積層体により構成されている。なお、二層の場合には粗層部１，密層部３の両短繊維層だけであってもよいが、通常は、上述の粗層部，中層部，密層部の三層構造で使用するのが効果的である。

そして、本考案は上記の如く積層された粗層部１，中層部２，密層部３よりなる不織布Ａにおいて、特に密層部３には少なくとも親水性繊維が主体として含まれていると共に、積層体はニードルパンチ処理により互いに層間交絡が施され、更に樹脂加工が施されて不織布Ａに形成されている。

ここで上記不織布Ａにおける各短繊維層１，２，３を構成する繊維としては、親水性繊維あるいは疎水性繊維の夫々、単独あるいは親水性繊維と疎水性繊維の混繊が用いられ、特に少なくとも密層部３は親水性繊維を主体とした短繊維層によって構成されている。用いられる親水性繊維としてはレーヨン，ビニロン等が挙げられ、疎水性繊維としては汎用合成繊維であれば特に限定されないが、最も一般的にはポリエステル繊維が用いられる。

これら短繊維層を構成する繊維の繊度は０．５〜１５デシテックス（ｄｔｅｘ）の範囲が好ましく、各繊維はその範囲で同繊度あるいは異なる繊度で組み合わせて密度勾配を設計すればよい。なお、不織布の目付質量は１５０〜３００ｇ／ｍ²の範囲が好ましく、１５０ｇ／ｍ²未満では不織布の強力，濾過性能が確保できないので好ましくない。また、３００ｇ／ｍ²を超えると破裂強力は満足するが、通気抵抗が高くなるので好ましくない。更に不織布の厚さは２．０〜４．０ｍｍの範囲が好適であり、２．０ｍｍ未満であれば目付質量と同じく不織布の強力，濾過性能の確保に難があり、４．０ｍｍを超えると破裂強力は満足するが、厚すぎ過剰となるので好ましくない。

不織布の構成自体は、上述の如くであるが、本考案は以上のような不織布において、更にキャニスターフィルタ用として、下記の如き各特性を有することが提起される。即ち、１つは大気との通気が容易であることであり、他はキャニスターフィルタとして不織布が保持する活性炭や大気圧によって変形しないこと、また活性炭や大気圧によって破壊されないことである。

大気との通気の容易性については、通気抵抗が大きいとタンクと外気との圧力差が出来て好ましくなく、特に通気抵抗が４０Ｐａを超えると活性炭の抵抗に加えて大気との圧力がより大きくなるので好ましくない。従って、通気抵抗は４０Ｐａ以下とすることが効果的である。

一方、不織布が活性炭や大気圧によって変形しないために、特にこれに対応する特性が考慮され、不織布の初期圧縮弾性率が１．０Ｎ／ｃｍ²・１００％以上であることが必要であると知見した。もし、それ以下であると変形が起こり易く、活性炭を把持して行けなくなり、また大気による不織布自信の変化が起こり、この結果、不織布の有する濾過性能が低下する。

更に不織布はキャニスターに用いるとき、活性炭を保持しているので、活性炭や大気圧によって破壊されないためには破裂強力も５．０ｋＰａ以上であることが好ましいことも判明した。

かくして、本考案不織布にあって、上記の通過抵抗が４０Ｐａ以下、好ましくは１５〜４０Ｐａで、破裂強力が５．０ｋＰａ以上であることが好ましいことであるが、最も基本的なことは初期圧縮弾性率が１．０Ｎ／ｃｍ²・１００％以上であることであり、とりわけ１．０〜３．５Ｎ／ｃｍ²・１００％であることがキャニスターフィルタ用として有効な特性であることが特筆される。

しかして、上記不織布をキャニスターフィルタ用として使用するに際しては、不織布表面は活性炭と接触するので毛羽のないことが好ましく、また、積層された短繊維の単繊維同志がよく接触していることが重要であり、そのため、ニードルパンチ処理により層間交絡が施されると共に、熱接着繊維を使用しても、これだけでは接着が不充分であるので、バインダー（樹脂）加工が施される。

バインダー（樹脂）としてはアクリル系の樹脂が用いられ、その付着量は繊維層に対し２０〜５０重量％の範囲が好適である。付着量が２０重量％未満であると、単繊維間の接着が不充分となり、厚さや不織布の破裂強力が劣ることになる。また、５０重量％を超えると単繊維間の接着は充分となるが、過剰性能となる。

図２は上記不織布をキャニスター用として使用する態様である。キャニスターフィルタ用不織布は基本的に大気の埃を濾過する性能を有することが必要であると同時にガソリン蒸気を外気に放出しないことが必要であり、そのためガソリン蒸気を吸着する活性炭粒子を使用することが好ましく、図２に示すように活性炭１０の両側に、該活性炭１０を支持し把持する基材として本考案キャニスターフィルタ用不織布Ａが配して、ガソリンタンク１１内で発生するガソリン蒸気を吸着濾過し得るようにしている。なお、図示例では粗層１と密層３の二層構造の不織布が使用されているが、三層構造の不織布も同様である。以下、更に具体的実施例により本考案不織布の詳細な構造を説明する。

（実施例１）
繊度６．６デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維（ＰＥＴ）２５重量％と、繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維４５重量％、３．３デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維（Ｒｙ）３０重量％とからなる目付質量４５ｇ／ｍ²の粗層用繊維ウエブと、繊度２．２デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維３０重量％と、繊度３．３デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維（Ｒｙ）７０重量％とからなる目付質量４５ｇ／ｍ²の中層用繊維ウエブと、繊度２．２デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維１０重量％、１．４５デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長３８ｍｍのポリエステル繊維１０重量％、繊度２．２デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維（Ｒｙ）８０重量％とからなる目付質量４５ｇ／ｍ²の密層用繊維ウエブを積層した後、密層側より、深さ９ｍｍ、打ち込み本数３０本／ｃｍ²でニードルパンチ処理を施し層間交絡した後、引き続きこの交絡処理された繊維層をポリアクリル酸エステルを主成分とするバインダーに浸漬し密層側から吸引して樹脂付着量を調整して、乾燥温度１４５℃で乾燥し、樹脂付着量を２５．０質量％付与した。得られたキャニスターフィルタ用不織布は目付質量は１８０ｇ／ｍ²、厚さ２．４ｍｍで初期圧縮弾性率は３．０６Ｎ／ｃｍ²・１００％であった。

実施例２
繊度６．６デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維（ＰＥＴ）５０重量％と、繊度２．２デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維５０重量％とからなる目付質量３２ｇ／ｍ²の粗層用繊維ウエブと、繊度１．７デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長３８ｍｍのポリエステル繊維２６重量％と、繊度２．２デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維６３重量％と繊度２．２デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維（Ｒｙ）１１重量％とからなる目付質量４８ｇ／ｍ²の中層用繊維ウエブと、繊度１．５デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長３２ｍｍのレーヨン繊維４０重量％、２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維３０重量％と、繊度１．４デシテックス（ｄｔｅｘ）、繊維長３２ｍｍのビニロン繊維（Ｖ）３０重量％とからなる目付質量９８ｇ／ｍ²の密層用繊維ウエブを積層した後、密層側より、深さ９ｍｍ、打ち込み本数３０本／ｃｍ²でニードルパンチ処理を施し層間交絡した後、引き続きこの交絡処理された繊維層をポリアクリル酸エステルを主成分とするバインダーに浸漬し密層側から吸引して樹脂付着（ＳＡ）量を調整して６２ｇ／ｍ²になるように付与し、引き続き、密層側からバブル（泡）付与法（ＣＯ）により樹脂付着で１０ｇ／ｍ²になるように付与し、その後、乾燥温度１４５℃で乾燥し、樹脂付着量を２８．８質量％付与とした。得られたキャニスターフィルタ用不織布は目付質量２６０ｇ／ｍ²で、厚さ３．２１ｍｍ、初期圧縮弾性率１．５８Ｎ／ｃｍ²・１００％であった。

上記両実施例により得られた本考案不織布は何れもキャニスターフィルタ用として使用したところ、前記考案の効果に示した効果を有し、頗る有用であった。

Ａ：不織布
１：粗層部
２：中間層部
３：密層部
１０：活性炭
１１：ガソリンタンク

Claims

密度差を有する二層以上の短繊維層を積層してなる積層体であって、少なくとも密層側短繊維層は親水性繊維を主体とする短繊維層よりなり、各層間はニードルパンチ処理により互いに層間交絡されていると共に、全体に樹脂加工が施された、目付質量が１５０〜３００ｇ／ｍ²，厚さが２．０〜４．０ｍｍの不織布であって、初期圧縮弾性率が１．０Ｎ／ｃｍ²・１００％以上の特性を具備していることを特徴とするキャニスターフィルタ用不織布。
短繊維層を構成する繊維が疎水性繊維あるいは親水性繊維のそれぞれ単独又は混綿からなる請求項１記載のキャニスターフィルタ用不織布。
親水性繊維がレーヨン繊維あるいはビニロン繊維であり、疎水性繊維がポリエステル繊維である請求項１または２記載のキャニスターフィルタ用不織布。
短繊維層を構成する繊維が繊度の異なる繊維の混繊である請求項１，２または３記載のキャニスターフィルタ用不織布。
積層体全体に施された樹脂加工用樹脂（バインダー）がアクリル系樹脂であり、付着量が繊維層に対し２０〜５０重量％の範囲である請求項１〜４項の何れかの項に記載のキャニスターフィルタ用不織布。