JP6369661B2 - エアフィルタ材料 - Google Patents

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Description

本発明は、ガソリン、エタノール、軽油、重油等を燃料とする、レシプロエンジン、ロータリーエンジン、ガスタービンエンジンなどの各種内燃機関のエアクリーナに用いる不織布ベースのエアフィルタ材料に関する。
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場合には、シリンダ内壁を傷つけ、エンジンの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のプリーツ状に成型されたエアフィルタ材料に対しては、それ自体で良好なダスト捕集性(例えば清浄効率)を示すだけでなく、良好なライフを実現するために良好なプリーツ形状保持性を示すことや、自動車エンジンルームからの出火を防止するために良好な難燃性を示すことが要請されていた。
これらの要請に対し、ニードルパンチ不織布と積層スパンレース不織布層とを積層し、難燃剤を含有するウレタン系やアクリル系のバインダ樹脂組成物を繊維に付着させて意図した剛性と難燃性とを確保し、更にニードルパンチ不織布層表面にビスカスオイルを付着させてダスト捕集性を改善した不織布ベースのエアフィルタ材料が提案されている(特許文献1)。
特開2008−259971号公報
ところで、排ガス規制や燃費向上の観点から、エンジンの燃焼室に導入される空気・燃料混合物については、その空燃比をセンサーで精緻に測定し、常に最適化することが求められているが、他方、特許文献1のエアフィルタ材料の場合、エアクリーナに流入するエアのためにビスカスオイルが空燃比センシング領域に飛散して、センサーの測定精度が低下することが懸念されている。また、エアフィルタ材料の剛性と難燃性とを確保するために、難燃剤を含有するバインダ樹脂組成物を繊維に付着させると、内部空隙が相対的に縮小する傾向があり、十分なライフを実現できなくなることが懸念されている。また、バインダ樹脂組成物に難燃剤を安定的に分散しておくことが難しいという問題もあった。
更に、従来の自動車エンジンのエアクリーナのエアフィルタを通過する空気の流速(約25m/min)と流量(約8m3/min)とが、自動車エンジンのダウンサイジング化とターボ化の流れの中で、流速が約40m/min以上と高速となり、また、流量も約12m3/min以上と増大しており、そのような空気の高流速・高流量条件下で、清浄効率やライフなどのフィルタ性能が低下することが懸念されている。
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、ビスカスオイルや、難燃剤を含有するバインダ樹脂組成物を使用しなくても、通過空気の高流速・高流量条件下でも、良好なダスト捕集性、剛性及び難燃性を有する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。
本発明者らは、特定の繊度、目付、融点等の芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と他の非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する2種類のニードルパンチ不織布と、同じく特定の繊度、目付、融点等の芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とを積層したものを、通常の熱融着条件よりも長い時間熱融着処理すると、芯部分の樹脂よりも低融点の鞘部分の樹脂が芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維同士の接触部だけでなく、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と他の非芯鞘型ポリエステル短繊維との接触部に流れて集中し、バインダ樹脂組成物を使用せずとも不織布の剛性と難燃性とを予想外に高めることができ、しかも通過空気の高流速・高流量条件下でもダスト捕集性を損なわないことを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、
芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、
芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布と
が積層されてなるエアフィルタ材料であって、
熱融着処理が施されており、JIS−P−8118による1.6〜2.3mmのシート厚と、70〜110mNのJIS−L−1096 8.22.1A法(ガーレ法)による剛軟度と、240〜340g/m2の繊維目付とを有するエアフィルタ材料を提供する。
本発明のエアフィルタ材料においては、構成不織布の目付の観点から、第1ニードルパンチ不織布の繊維目付は60〜150g/m2であり、第2ニードルパンチ不織布の繊維目付は60〜180g/m2であり、及びスパンレース不織布の繊維目付は30〜80g/m2であることが好ましい。
また、本発明のエアフィルタ材料においては、構成不織布の融点の観点から、第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点は100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点は250〜260℃であり、及び第1ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点は250〜260℃であり、
第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点は100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点は250〜260℃であり、及び第2ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点は250〜260℃であり、
スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点は100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点は250〜260℃であり、及びスパンレース不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点は250〜260℃であることが好ましい。
また、本発明は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とが積層されてなり、1.6〜2.3mmのシート厚と、70〜110mNのJIS−L−1096 8.22.1A法(ガーレ法)による剛軟度と、240〜340g/m2の繊維目付を有するエアフィルタ材料の製造方法であって、
芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とをニードルパンチにより積層し積層体を形成する工程、及び
得られた積層体を、第1ニードルパンチ不織布、第2ニードルパンチ不織布及びスパンレース不織布を構成する各芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点よりも60〜120℃高い温度で1〜7分熱融着処理を行う工程
を有する製造方法を提供する。
この製造方法においても、使用不織布の繊維目付の観点から、第1ニードルパンチ不織布の繊維目付を60〜150g/m2とし、第2ニードルパンチ不織布の繊維目付を60〜180g/m2とし、スパンレース不織布の繊維目付を30〜80g/m2とすることが好ましい。
また、使用不織布の融点の観点から、第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維として、鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃のものを使用し、及び第1ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維として、融点が250〜260℃のものを使用し、
第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維として、鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃のものを使用し、及び第2ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維として、融点が250〜260℃のものを使用し、
スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維として、鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃のものを使用し、及びスパンレース不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維として、融点が250〜260℃のものを使用することが好ましい。
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を提供する。
本発明のエアフィルタ材料は、特定の繊度、目付、融点等の芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と他の非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する2種類のニードルパンチ不織布と、同じく特定の繊度、目付、融点等の芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とを積層したものを、通常の熱融着条件よりも長い時間熱融着処理したものである。このため、本発明のエアフィルタ材料は、ダスト捕集性を損なわずに、バインダ樹脂組成物を使用せずともその剛性と難燃性とを予想外に高めることができる。
本発明のエアフィルタ材料の断面図である。 120℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 120℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 150℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 150℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 175℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 175℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 200℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 200℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 210℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 210℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 220℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 220℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 230℃で2分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。 230℃で3分の熱融着処理を行った場合のエアフィルタ材料の第1ニードルパンチ不織布表面の光学顕微鏡写真(500倍)である。
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
<<エアフィルタ材料>>
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。エアフィルタ材料10は、好ましくはシート状であり、第1ニードルパンチ不織布1、第2ニードルパンチ不織布2、及びスパンレース不織布3が積層されている3層構造を有する。必要に応じて、第3ニードルパンチ不織布(図示せず)を第1ニードルパンチ不織布1と第2ニードルパンチ不織布2との間、もしくは第2ニードルパンチ不織布2とスパンレース不織布3との間に積層してもよい。なお、各層を積層する手法としては、公知の積層法を使用することができるが、積層処理コスト等の観点からニードルパンチにより積層することが好ましい。
本発明のエアフィルタ材料10は、熱融着処理が施され、1.6〜2.3mm、好ましくは1.8〜2.2mmのシート厚と、70〜110mN、好ましくは90〜100mNのJIS−L−1096 8.22.1A法(ガーレ法)による剛軟度を有し、且つ240〜340g/m2、好ましくは260〜320g/m2の繊維目付を有する。ここで、熱融着処理を施す理由は、バインダ樹脂組成物を使用せずに、エアフィルタ材料自体の剛性を高めるためである。また、シート厚を1.6〜2.3mmとする理由は、この範囲であれば、最適ピッチの検討により所定の初期通気抵抗、初期清浄効率、フルライフ清浄効率、ライフが得られるからであり、剛軟度を70〜110mNとする理由は、この範囲であれば風圧によるへたり、エアフィルタ材料同士の張りつきが生じず、所定のフィルタ性能が得られるからである。また、繊維目付を240〜340g/m2とする理由は、この範囲であれば、所定の初期通気抵抗、初期清浄効率、ライフが得られるからである。
なお、熱融着処理を可能とするために、本発明のエアフィルタ材料は、後述するように、各不織布層を構成する主たる繊維として、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維を使用する。熱融着処理を可能とするためである。
<第1ニードルパンチ不織布1>
第1ニードルパンチ不織布1は、エア流入側に配置されるものであり、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ェブをニードルパンチ法により不織布化したものであり、主としてJIS8種のダスト(JIS Z9801)の初期清浄効率等を向上させる層である。なお、ニードルパンチ条件としては、エアフィルタ材料の用途等を考慮しながら適宜決定することができる。複数回のニードルパンチ処理を施してもよい。
第1ニードルパンチ不織布1は、好ましくは50〜160g/m2、より好ましくは60〜150g/m2という繊維目付を有し、厚みは、好ましくは0.5〜1.2mm、より好ましくは0.6〜1.1mmである。この範囲であれば、適切な厚さに仕上がり、ダスト保持量も得られるからである。
本発明で使用する第1ニードルパンチ不織布は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する。芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維を使用する理由は、第1ニードルパンチ不織布に対し熱融着性を付与するためであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維を使用する理由は、第1ニードルパンチ不織布に、強固な一定の嵩を付与し、適正なダスト保持量が得られるからである。
なお、本発明において使用する芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維における「芯鞘型複合繊維」とは、樹脂繊維(芯)の表面を他の樹脂(鞘)で被覆している繊維構造を有する繊維を意味している。また、芯部分及び鞘部分に共にポリエステルを使用する理由は、入手が容易であるからである。繊維を「熱融着繊維」とする理由は、加熱により芯部分の樹脂を溶融させることなく鞘部分の樹脂だけを粘着化若しくは溶融化させて繊維間の接着を実現可能とするためである。長繊維(フィラメント)ではなく、通常38〜75mmに切断された「短繊維」を使用する理由は、ニードルパンチにより不織布化させやすいからである。
本発明において使用する非芯鞘型ポリエステル短繊維における「非芯鞘型」とは、上述の芯鞘型複合繊維以外の構造を有する繊維を意味している。具体的には、不織布ベースのエアフィルタ材料で汎用されている一般的なモノフィラメント型の繊維や中空型の繊維を意味している。なお、第1ニードルパンチ不織布の非芯鞘型ポリエステル短繊維として、流入エア圧に対し強固な嵩の維持によるライフ確保の点から中空ポリエステル短繊維を使用することが好ましい。
ここで、第1ニードルパンチ不織布の非芯鞘型ポリエステル短繊維として使用できる中空ポリエステル短繊維における「中空」とは、ポリエステル繊維の中央部分において繊維長手方向に空隙が連続的に存在していることを意味している。中空の程度は、繊維断面積の好ましくは25〜45%、より好ましくは30〜40%である。この範囲であれば、適度な反発力による一定の嵩が維持できるからである。また、ポリエステルを使用する理由は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維による熱溶融接着が容易であるからである。
第1ニードルパンチ不織布1における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点は、好ましくは100〜160℃、より好ましくは110〜150℃である。この範囲であれば、熱溶融接着加工が容易となるからである。また、芯に相当するポリエステルの融点は、好ましくは250〜260℃である。特に、芯に相当するポリエステルの融点を、鞘に相当するポリエステルの融点よりも、好ましくは100〜150℃、より好ましくは105〜145℃高くする。このように融点差をつける理由は、熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。
一方、第1ニードルパンチ不織布1における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点は好ましくは250〜260℃である。この範囲であれば、熱処理によるポリエステル繊維の劣化を防止し、エアフィルタ材料の長期使用に耐えることができるからである。また、非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点を、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点よりも、好ましくは100〜150℃、より好ましくは105〜145℃高くする。このように融点差をつける理由は、熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。
第1ニードルパンチ不織布1における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度は、好ましくは1.56〜17.0dT、より好ましくは2.2〜11.0dTである。この範囲であればダスト保持性能を十分に発現させることができるからである。一方、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度は、好ましくは2.2〜16.0dT、より好ましくは3.3〜11.0dTである。この範囲であれば、安定した生産ができ、一定の嵩を維持させ、適正にダスト保持させることができるからである。
第1ニードルパンチ不織布1における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維含有割合は、好ましくは10〜55質量%、より好ましくは20〜50質量%である。この範囲であれば、通常の安定した生産ができ、適正な熱溶融接着によりエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。また、第1ニードルパンチ不織布1における非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合は、好ましくは90〜45質量%、より好ましくは80〜50質量%である。この範囲であれば、安定した生産ができ、一定の嵩を維持させ、適正にダスト保持させることができるからである。
<第2ニードルパンチ不織布2>
第2ニードルパンチ不織布2は、第1ニードルパンチ不織布1とスパンレース不織布3との間に配置されるものであり、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ェブをニードルパンチ法により不織布化したものであり、主として第1ニードルパンチ不織布1を通過してしまったJIS8種ダスト(JIS Z8901)の初期清浄効率を向上させ、かつダスト保持量にも寄与する層である。
第2ニードルパンチ不織布2は、好ましくは60〜180g/m2、より好ましくは70〜160g/m2という繊維目付を有し、第2ニードルパンチ不織布2の厚みは、好ましくは0.3〜0.9mm、より好ましくは0.4〜0.8mmである。この範囲であれば、適正な初期清浄効率、ダスト保持量に対し、第1ニードルパンチ不織布1、スパンレース不織布3の補助的役割が果たせるからである。
本発明で使用する第2ニードルパンチ不織布2は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する。芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維を使用する意義は、第1ニードルパンチ不織布1について説明したとおりであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維を使用する理由は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維による熱融着が容易であるからである。なお、第2ニードルパンチ不織布2においても、第1ニードルパンチ不織布1と同様に、非芯鞘型ポリエステル短繊維として中空ポリエステル短繊維を使用することができる。
第2ニードルパンチ不織布2における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点は、好ましくは100〜160℃、より好ましくは110〜150℃である。この範囲であれば、熱溶融接着加工が容易となるからである。また、芯に相当するポリエステルの融点は、好ましくは250〜260℃である。この範囲であれば、熱処理によるポリエステル繊維の劣化を防止し、エアフィルタ材料の長期使用に耐えることができるからである。特に、芯に相当するポリエステルの融点を、鞘に相当するポリエステルの融点よりも、好ましくは100〜150℃、より好ましくは105〜145℃高くする。このように融点差をつける理由は、熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからからである。
一方、第2ニードルパンチ不織布2における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点は、好ましくは250〜260℃である。この範囲であれば、熱処理によるポリエステル繊維の劣化を防止し、エアフィルタ材料の長期使用に耐えることができるからである。また、非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点を、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点よりも、好ましくは100〜150℃、より好ましくは105〜145℃高くする。このように融点差をつける理由は、熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。
第2ニードルパンチ不織布2における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度は、好ましくは1.56〜6.7dT、より好ましくは1.56〜4.0dTである。一方、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度は、好ましくは0.9〜6.7dT、より好ましくは1.56〜6.7dTである。この範囲であれば安定した生産ができ、一定の嵩を維持させ、適正なダスト保持量が得られるからである。
第2ニードルパンチ不織布2における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維含有割合は、好ましくは10〜55質量%、より好ましくは20〜50質量%である。この範囲であれば熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。また、第2ニードルパンチ不織布2における非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合は、好ましくは90〜45質量%、より好ましくは80〜50質量%である。この範囲であれば、適正な繊維密度が維持でき、初期清浄効率及びダスト保持量の確保ができるからである。
<スパンレース不織布3>
スパンレース不織布3は、エア流出側に配置されるものであり、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ェブを水流交絡法により不織布化したものであり、主として、第1ニードルパンチ不織布1及び第2ニードルパンチ不織布2を通過してしまったJIS8種ダスト(JIS Z8901)を捕集する事で特に初期清浄効率を向上させる層である。
スパンレース不織布3は、好ましくは30〜80g/m2、より好ましくは40〜70g/m2という繊維目付を有し、厚みは、好ましくは0.18〜0.60mm、より好ましくは0.25〜0.55mmである。この範囲であれば、適正な繊維密度が維持でき、ダスト保持量の確保ができるからである。
本発明で使用するスパンレース不織布3は、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する。芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維を使用する意義は、第1ニードルパンチ不織布1について説明したとおりであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維を使用する意義も、第2ニードルパンチ不織布2について説明したとおりである。なお、スパンレース不織布においても、第1ニードルパンチ不織布と同様に、非芯鞘型ポリエステル短繊維として中空ポリエステル短繊維を使用することができる。
スパンレース不織布3における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点は、好ましくは100〜160℃、より好ましくは110〜150℃である。この範囲であれば、熱溶融接着加工が容易となるからである。また、芯に相当するポリエステルの融点は、好ましくは250〜260℃である。この範囲であれば、熱処理によるポリエステル繊維の劣化を防止し、エアフィルタ材料の長期使用に耐えることができるからである。特に、芯に相当するポリエステルの融点を、鞘に相当するポリエステルの融点よりも、好ましくは100〜150℃、より好ましくは105〜145℃高くする。このように融点差をつける理由は、熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。
一方、スパンレース不織布3における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点は、好ましくは250〜260℃である。この範囲であれば、熱処理によるポリエステル繊維の劣化を防止し、エアフィルタ材料の長期使用に耐えることができるからである。また、非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点を、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点よりも、好ましくは100〜150℃、より好ましくは105〜145℃高くする。このように融点差をつける理由は、熱溶融による熱接着加工が安定的に実施可能となり、更にはエアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができるからである。
スパンレース不織布3における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度は、好ましくは1.56〜4.4dT、より好ましくは2.2〜4.4dTである。この範囲であれば所定の繊維密度により良好なダスト捕集性が得られるからである。一方、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度は、好ましくは0.9〜4.4dT、より好ましくは1.56〜3.3dTである。この範囲であれば所定の繊維密度により良好なダスト捕集性が得られるからである。
スパンレース不織布3における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維含有割合は、好ましくは10〜60質量%、より好ましくは20〜50質量%である。この範囲であれば熱溶融による繊維間接着により適正な繊維密度が維持でき、清浄効率の確保ができるからである。また、スパンレース不織布3における非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合は、好ましくは90〜40質量%、より好ましくは80〜50質量%である。この範囲であれば熱溶融による繊維間接着により適正な繊維密度が維持でき、清浄効率の確保ができるからである。
<バインダ樹脂組成物>
本発明のエアフィルタ材料は、バインダ樹脂を付着させなくても、所期の剛性を実現することができるが、必要に応じ、バインダ樹脂を付着させることもできる。バインダ樹脂を付着させる場合、その付着量は、プリーツ形状の安定とダスト捕集性能の低下抑制の観点から、好ましくは5〜50g/m2、より好ましくは7〜40g/m2である。なお、付着させたバインダ樹脂組成物は、不織布構成繊維の表面への付着、特に、不織布構成繊維同士の境界領域に主として付着している。
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、ウレタン系樹脂エマルジョン、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。また、ウレタン系樹脂エマルジョンは、エアフィルタ材料のプリーツ加工適性に優れているので好ましい。このようなバインダ樹脂を付着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。
バインダ樹脂には、エアフィルタ材料により高度な難燃性を付与するために公知の難燃剤を配合することができる。
<エアフィルタ材料の製造>
本発明のエアフィルタ材料は、以下の工程(A)工程及び工程(B)を有する製造方法により製造することができる。工程毎に説明する。
<工程(A):積層工程>
まず、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とをニードルパンチにより積層し積層体を形成する。
この積層工程では、第1ニードルパンチ不織布、第2ニードルパンチ不織布及びスパンレース不織布をそれぞれ別個に作成しておき、次に第1ニードルパンチ不織布/第2ニードルパンチ不織布/スパンレース不織布を重ね、スパンレース不織布側からニードルパンチすることで積層することができる。あるいは、第2ニードルパンチ不織布となる繊維ウェッブを片面からニードルパンチした後、他面にスパンレース不織布を配置し、スパンレース不織布側からニードルパンチして2層構造の積層体を形成し、それとは別個に第1ニードルパンチ不織布となる繊維ウェブを片面からニードルパンチした後、その他面に、先に形成した2層構造の積層体をスパンレース不織布が外側となるように重ね、スパンレース不織布側からニードルパンチすることで積層することができる。
<工程(B):熱融着処理工程>
工程(A)で形成した積層体を、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘の低融点ポリエステルの融点よりも60〜120℃、好ましくは90〜110℃高い温度で、1〜7分間、好ましくは1.5〜5分間熱処理することにより熱融着処理を行う。例えば、低融点ポリエステルの融点が110℃の場合、熱融着処理温度は、好ましくは175℃〜230℃、より好ましくは200〜220℃である。熱融着処理時間は好ましくは1.5〜5分、より好ましくは2〜4分である。これにより、各不織布を構成する芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の芯部分の樹脂よりも低融点の鞘部分の樹脂が芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維同士の接触点だけでなく、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と他のポリエステル短繊維同士の接触点に流れて集中し、エアフィルタ材料に剛性と難燃性とを付与することができる。
なお、必要に応じ、バインダ樹脂組成物の溶液に浸漬し、溶液から引き上げ、絞りロールで適正な付着量となるように絞り、乾燥することにより、バインダ樹脂組成物を繊維に付着させてもよい。
以上説明した本発明のエアフィルタ材料は、第1ニードルパンチ不織布がエア流入側に配置されるように留意した上で、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)のフィルタエレメントとして好適に使用できる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、以下の実施例及び比較例において不織布を作成するために以下の8種の短繊維を使用した。
(a1)芯鞘PET/4.4dT/51:
繊度4.4dTで長さ51mmの芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維(芯:融点255℃;鞘:融点113℃)(LMF、Huvis.co)
(a2)芯鞘PET/2.2dT/38:
繊度2.2dTで長さ38mmの芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維(芯:融点255℃;鞘:融点113℃)(LMF、Huvis.co)
(b1)中空PET/7.7dT/64:
繊度7.7dTで長さ64mmの中空ポリエステル短繊維(融点260℃)(帝人(株))
(b2)中空PET/20.0dT/76:
繊度20.0dTで長さ76mmの中空ポリエステル短繊維(融点260℃)(帝人(株))
(c1)非芯鞘型PET/6.7dT/64:
繊度6.7dTで長さ64mmの非芯鞘型ポリエステル短繊維(融点260℃)(帝人(株))
(c2)非芯鞘型PET/2.2dT/51:
繊度2.2dTで長さ51mmの非芯鞘型ポリエステル短繊維(融点260℃)(帝人(株))
(c3)非芯鞘型PET/1.56dT/51:
繊度1.56dTで長さ51mmの非芯鞘型ポリエステル短繊維(融点260℃)(中国石化(有限公司))
(c4)非芯鞘型PET/1.56dT/38:
繊度1.56dTで長さ38mmの非芯鞘型ポリエステル短繊維(融点260℃)(中国石化(有限公司))
(c5)非芯鞘型PET/0.9dT/38:
繊度0.9dTで長さ38mmの非芯鞘型ポリエステル短繊維(融点260℃)(中国石化(有限公司))
(c6)非芯鞘型PET/11.0dT/64:
繊度11.0dTで長さ64mmの非芯鞘型ポリエステル短繊維(融点260℃)(帝人(株))
表1に、第1ニードルパンチ不織布を作成するための繊維ウェブ(第1繊維ウェブ)及び第2ニードルパンチ不織布を作成するための繊維ウェブ(第2繊維ウェブ)を構成するそれぞれの短繊維の種類・割合・目付と、スパンレース不織布を構成する短繊維の種類・割合・目付とを示す。
加えて、以下の実施例4−6並びに比較例1−2及び4−6において、エアフィルタ材料に付着させたバインダ樹脂組成物の内容、付着量を表1に示す。なお、付着させた樹脂としてウレタン系樹脂エマルジョンを使用し、難燃剤としてリン系難燃剤を使用した。
なお、各実施例及び各比較例におけるニードルパンチング条件を表2に示す。
実施例1
(工程1)
第2繊維ウェブを、ニードルパンチ装置で搬送しながら、まず片面に#40×12mm×80P/cm2で第1ニードルパンチ処理を行い、続いて#40×12mm×113P/cm2で第2ニードルパンチ処理を行った。その後、他面にスパンレース不織布を重ね、スパンレース不織布側から#42×12mm×56P/cm2で第3ニードルパンチ処理を行い、続いて#42×10mm×56P/cm2で第4ニードルパンチ処理を行い、2層構造の積層体を形成した。
(工程2)
次に、第1繊維ウェブを、ニードルパンチ装置で搬送しながら、まず片面に#40×12mm×80P/cm2で第5ニードルパンチ処理を行い、続いて#40×12mm×113P/cm2で第6ニードルパンチ処理を行った。その後、他面に工程1で形成した積層体の第2繊維ウェブ側から重ね、スパンレース不織布側から#42×12mm×56P/cm2で第7ニードルパンチ処理を行い、続いて#42×10mm×56P/cm2で第8ニードルパンチ処理を行い、3層構造の積層体を形成した。
(工程3)
工程2で得られた積層体を、210℃に設定された加熱装置で搬送しながら熱融着処理を3分間行い、仕上がり目付304g/m2、仕上がり厚さ2.00mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例2
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付299g/m2、仕上がり厚さ1.90mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例3
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付304g/m2、仕上がり厚さ2.10mmのエアフィルタ材料を作成した。ただし、第3ニードルパンチ処理、第4ニードルパンチ処理、第7ニードルパンチ処理及び第8ニードルパンチ処理の条件を、それぞれ#42×11mm×56P/cm2、#42×9mm×56P/cm2、#42×11mm×56P/cm2及び#42×9mm×56P/cm2とした。
実施例4
表1の材料を使用し、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン2.4質量部に水97.6質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付311g/m2(そのうちの樹脂付着量は7g/m2)、仕上がり厚さ2.00mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例5
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン2.4質量部、リン系難燃剤4.8質量部に水92.8質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付313g/m2(そのうちの樹脂付着量は7g/m2、難燃剤付着量は28g/m2)、仕上がり厚さ1.86mmのエアフィルタ材料を作成した。ただし、第1〜第8ニードルパンチ処理の条件を、それぞれ#40×12mm×24P/cm2、#40×12mm×166P/cm2、#42×11mm×56P/cm2、#42×9mm×56P/cm2、#40×12mm×24P/cm2、#40×12mm×166P/cm2、#42×11mm×56P/cm2及び#42×9mm×56P/cm2とした。
実施例6
表1の材料を使用し、実施例5と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン2.6質量部に水97.4質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付280g/m2(そのうちの樹脂付着量は7g/m2)、仕上がり厚さ1.91mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例7
表1の材料を使用し、実施例5と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付285g/m2、仕上がり厚さ2.06mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例8
表1の材料を使用し、実施例5と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付310g/m2、仕上がり厚さ2.20mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例9
(第2スパンレース不織布追加の態様)
スパンレース不織布を2枚重ねて使用すること以外は、表1の材料を使用し、実施例5と同様の操作を繰り返すことにより4層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付281g/m2、仕上がり厚さ1.95mmのエアフィルタ材料を作成した。
実施例10
(第2スパンレース不織布を追加し且つ第1ニードルパンチ不織布として非芯鞘型PETを使用した態様)
表1の材料を使用し、実施例9と同様の操作を繰り返すことにより4層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付297g/m2、仕上がり厚さ2.04mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例1
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン4.0質量部、リン系難燃剤6.5質量部に水89.5質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付300g/m2(そのうちの樹脂付着量は10g/m2、難燃剤33g/m2)、仕上がり厚さ1.45mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例2
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン2.2質量部に水97.8質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付280g/m2(そのうちの樹脂付着量は6g/m2)、仕上がり厚さ1.54mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例3
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付277g/m2、仕上がり厚さ1.56mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例4
(熱処理低温加工 厚さ(大)変更タイプ)
表1の材料を使用し、熱融着処理温度を160℃とすること以外、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン2.2質量部に水97.8質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付310g/m2(そのうちの樹脂付着量は6g/m2)、仕上がり厚さ2.37mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例5
(第1ニードルパンチ不織布 繊度(大)変更タイプ)
表1の材料を使用し、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン4.0質量部、リン系難燃剤6.5質量部に水89.5質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付312g/m2(そのうちの樹脂付着量は8g/m2、難燃剤25g/m2)、仕上がり厚さ2.40mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例6
(第2ニードルパンチ不織布 繊度(大)変更タイプ)
表1の材料を使用し、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、ウレタン系樹脂エマルジョン2.2質量部に水97.8質量部を加えた水性組成物中に、積層体を浸漬し、乾燥・熱融着処理することにより、仕上がり目付287g/m2(そのうちの樹脂付着量は8g/m2)、仕上がり厚さ2.35mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例7
(第2ニードルパンチ不織布 熱融着繊維過多配合タイプ)
表1の材料を使用し、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付279g/m2、仕上がり厚さ2.34mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例8
(スパンレース不織布 熱融着繊維過多配合タイプ)
表1の材料を使用し、実施例1と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付273g/m2、仕上がり厚さ1.56mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例9
(トータル目付量が過小タイプ)
表1の材料を使用し、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付238g/m2、仕上がり厚さ1.90mmのエアフィルタ材料を作成した。
比較例10
(トータル目付量が過大タイプ)
表1の材料を使用し、実施例3と同様の操作を繰り返すことにより3層構造の積層体を形成し、熱融着処理を施すことにより、仕上がり目付354g/m2、仕上がり厚さ2.05mmのエアフィルタ材料を作成した。
(評価)
実施例1〜10及び比較例1〜10で作成したエアフィルタ材料の仕上がり厚さ(mm)、DIN53438に準拠する難燃性、剛軟度(JIS−L−1096 8.22.1A法(ガーレ法))、初期通気抵抗(Pa)、JIS8種塵埃(ダスト)に対する初期清浄効率(%)、フルライフ清浄効率(%:ΔPが0.98kPa時)及びライフ(g:ΔPが0.98kPa時)を、JIS D−1612(自動車用エアクリーナ試験法)に従って測定した。得られた測定結果を以下の判定基準に従って評価した。その結果を表3に示す。なお、剛軟度については、フィルタ材料の縦と横についてそれぞれ5サンプルを測定し、それらの平均値をもってエアフィルタ材料の剛軟度とした。なお、表3において、「◎」は非常に良好、「〇」は良好、「△」は普通、「×」は不良という評価内容を表している。
(仕上がり厚さ(mm))
ランク 基準
〇: 1.60mm以上2.30mm以下
×: 1.60mm未満又は2.30mmより大
(難燃性)
ランク 基準
〇: F1相当
×: それ以外
(剛軟度)
ランク 基準
◎: 90mN以上100mN未満
〇: 70mN以上90mN未満、又は100mN以上110mN未満
△: 50mN以上70mN未満、又は110mN以上120mN未満
×: 50mN未満又は120mN以上
(初期通気抵抗(Pa))
ランク 基準
〇: 101.9Pa未満
×: 101.9Pa以上
(初期清浄効率(%))
ランク 基準
〇: 97.0%以上
×: 97.0%未満
(フルライフ清浄効率(%:ΔPが0.98kPa時))
ランク 基準
〇: 98.5%以上
×: 98.5%未満
(ライフ(g:ΔPが0.98kPa時))
ランク 基準
〇: 18g以上
×: 18g未満
また、エアフィルタ材料をフィルタエレメントに組み立て、通過流量8m3/分又は12m3/分におけるJIS8種塵埃に対するフィルタ性能を、JIS D−1612(自動車用エアクリーナ試験法)に従ってエアフィルタ材料の場合と同様に測定した。得られた測定結果を以下の判定基準に従って評価した。その結果を表3に示し、更にそれらの結果に基づいてエアフィルタ材料の良否を、以下の判定基準で総合判定した。得られた結果を表3に示す。
(通過流量8m3/分における初期通気抵抗(Pa))
ランク 基準
〇: 0.36kPa以下
×: 0.36kPaより大
(通過流量12m3/分における初期通気抵抗(Pa))
ランク 基準
〇: 3.15kPa以下
×: 3.15kPaより大
(通過流量8又は12m3/分における初期清浄効率(%))
ランク 基準
〇: 97.5%以上
×: 97.5%未満
(フルライフ清浄効率(%:ΔPが2.94kPa時))
ランク 基準
〇: 99%以上
×: 99%未満
(ライフ(g:ΔPが2.94kPa時))
ランク 基準
〇: 105g以上
×: 105g未満
(総合判定)
ランク 基準
◎: 剛軟度評価が「◎」であり且つ他の評価項目に「×」評価がない場合
〇: 評価項目に「×」評価が1つもない場合
×: 評価項目に「×」評価が1つ以上ある場合
表1の材料を用い、表2のニードルパンチ処理を行い、更に所定の熱融着処理を行った本発明の実施例1〜10のエアフィルタ材料は、表3からわかるように、難燃剤を付着させなくても良好な難燃性を示し、また、樹脂を付着させなくても良好な剛軟度を示していた。それだけでなく、初期通気抵抗、初期清浄効率、フルライフ清浄効率、及びライフに関して良好な結果を示していた。従って、これらのエアフィルタ材料を用いて作成したフィルタエレメントについても良好な初期通気抵抗、初期清浄効率、フルライフ清浄効率及びライフについて、流量が8m3/minの場合だけでなく、12m3/minの場合にも良好な結果を示していた。特に、実施例1〜3、5及び8のエアフィルタ材料は、剛軟度が90mN〜100mNの間であり、◎評価であり、総合評価も◎評価であった。
それに対し、比較例1〜3、8(スパンレース不織布へ熱融着繊維が過多に配合された例)のエアフィルタ材料の場合、エアフィルタ材料の仕上がり厚が薄すぎるため、エアフィルタ材料単体でのライフに問題があった。また、フィルタエレメントでの評価の場合も同様に主にライフに問題があった。
また、比較例4〜7のエアフィルタ材料の場合、それぞれ異なる要因によりエアフィルタ材料の仕上がり厚が厚すぎるものであった。具体的には、比較例4の場合には、熱融着処理温度が低く、比較例5の場合には第1ニードルパンチ不織布の繊度が高く、比較例6の場合には、第2ニードルパンチ不織布の繊度が高く、比較例7の場合には、第2ニードルパンチ不織布へ熱融着繊維が過多に配合されたためであった。このため、比較例4及び5の場合には、特に、フィルタエレメントにおけるライフに問題があり、また、比較例6、7の場合には、特に、エアフィルタ材料及びフィルタエレメントにおける初期清浄効率とフルライフ清浄効率とに問題があった。
また、比較例9の場合には、トータル目付量が過小であったため、初期清浄効率に問題があり、比較例10の場合には、トータル目付量が過大であったため、初期通気抵抗とライフとに問題があった。
(熱融着処理の検討)
鞘ポリエステルの融点が110℃である芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維を使用する実施例5の熱融着処理条件(加熱温度210℃、加熱時間3分)を、表4に示すように変更し、得られたエアフィルタ材料について、JIS−L−1096に準拠して引っ張り強度(N/3cm)を測定し、得られた結果を表4に示す。また、倍率500倍の光学顕微鏡写真(図2〜図15)を取得し、写真を目視で観察することで、溶融状態を評価した。表4において、溶融し堅固に接着している状態を良好「〇」、溶融しているが接着力が十分ではない状態を普通「△」、溶融が十分ではなく、接着力不足の状態を不良「×」と評価した。更に、エアフィルタ材料の剛性(剛軟度)を手触り感で評価した。腰がある場合を手触り感が良好「〇」、腰がない場合を不良「×」と評価した。
表4から、熱融着温度が230℃になると、220℃の場合に比べエアフィルタ材料の引っ張り強度が低下しており、好ましい熱融着温度の上限が220℃であった。逆に、熱融着温度が150℃になると剛軟度が不良となり、好ましい熱融着温度の下限が175℃であることがわかる。
上記の結果は、図2〜図15の光学顕微鏡写真からも支持されている。即ち、良好な熱融着は、熱融着部が水鳥の水かきが付いた足様の外観を呈するようになっていることが分かる。
本発明のエアフィルタ材料は、特定の繊度、目付、融点等の芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と他のポリエステル短繊維とを含有する2種類のニードルパンチ不織布と、同じく特定の繊度、目付、融点等の芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と他のポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とを積層したものを、通常の熱融着条件よりも長い時間熱融着処理したものである。このため、本発明のエアフィルタ材料は、ダスト捕集性を損なわずに、バインダ樹脂組成物を使用せずともその剛性と難燃性とを予想外に高めることができる。従って、ガソリン、エタノール、軽油、重油等を燃料とする、レシプロエンジン、ロータリーエンジン、ガスタービンエンジンなどの各種内燃機関のエアクリーナ、特に自動車(例えば、オートバイや4輪自動車)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。
1 第1ニードルパンチ不織布
2 第2ニードルパンチ不織布
3 スパンレース不織布
10 エアフィルタ材料

Claims (13)

  1. 芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、
    芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、
    芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布と
    が積層されてなるエアフィルタ材料であって、
    熱融着処理が施されており、JIS−P−8118による1.6〜2.3mmのシート厚と、70〜110mNのJIS−L−1096 8.22.1A法(ガーレ法)による剛軟度と、240〜340g/m2の繊維目付とを有するエアフィルタ材料。
  2. 第1ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維が、中空ポリエステル短繊維である請求項1記載のエアフィルタ材料。
  3. 第1ニードルパンチ不織布の繊維目付が60〜150g/m2であり、第2ニードルパンチ不織布の繊維目付が60〜180g/m2であり、及びスパンレース不織布の繊維目付が30〜80g/m2である請求項1又は2記載のエアフィルタ材料。
  4. 第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃であり、及び第1ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点が250〜260℃であり、
    第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃であり、及び第2ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点が250〜260℃であり、
    スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃であり、及びスパンレース不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点が250〜260℃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。
  5. 第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度が1.56〜17.0dTであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度が2.2〜16.0dTであり、
    第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度が1.56〜6.7dTであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度が0.9〜6.7dTであり、
    スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度が1.56〜4.4dTであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度が0.9〜4.4dTである請求項1〜4のいずれかに記載のエアフィルタ材料。
  6. 第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維及び非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合が、それぞれ10〜55質量%及び90〜45質量%であり、
    第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維及び非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合が、それぞれ10〜55質量%及び90〜45質量%であり、
    スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維及び非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合が、それぞれ10〜60質量%及び90〜40質量%である請求項1〜5のいずれかに記載のエアフィルタ材料。
  7. 芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とが積層されてなり、1.6〜2.3mmのシート厚と、70〜110mNのJIS−L−1096 8.22.1A法(ガーレ法)による剛軟度と、240〜340g/m2の繊維目付を有するエアフィルタ材料の製造方法であって、
    芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第1ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有する第2ニードルパンチ不織布と、芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維と非芯鞘型ポリエステル短繊維とを含有するスパンレース不織布とをニードルパンチにより積層し積層体を形成する工程、及び
    得られた積層体を、第1ニードルパンチ不織布、第2ニードルパンチ不織布及びスパンレース不織布を構成する各芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点よりも60〜120℃高い温度で1〜7分熱融着処理を行う工程
    を有する製造方法。
  8. 第1ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維が、中空ポリエステル短繊維である請求項7記載の製造方法。
  9. 第1ニードルパンチ不織布の繊維目付が60〜150g/m2であり、第2ニードルパンチ不織布の繊維目付が60〜180g/m2あり、及びスパンレース不織布の繊維目付が30〜80g/m2である請求項7又は8記載の製造方法。
  10. 第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃であり、及び第1ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点が250〜260℃であり、
    第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃であり、及び第2ニードルパンチ不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点が250〜260℃であり、
    スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の鞘に相当するポリエステルの融点が100〜160℃であり、芯に相当するポリエステルの融点が250〜260℃であり、及びスパンレース不織布における非芯鞘型ポリエステル短繊維の融点が250〜260℃である請求項7〜9のいずれかに記載の製造方法。
  11. 第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度が1.56〜17.0dTであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度が2.2〜16.0dTであり、
    第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度が1.56〜6.7dTであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度が0.9〜6.7dTであり、
    スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維の繊度が1.56〜4.4dTであり、非芯鞘型ポリエステル短繊維の繊度が0.9〜4.4dTである請求項7〜10のいずれかに記載の製造方法。
  12. 第1ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維及び非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合が、それぞれ10〜55質量%及び90〜45質量%であり、
    第2ニードルパンチ不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維及び非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合が、それぞれ10〜55質量%及び90〜45質量%であり、
    スパンレース不織布における芯鞘型複合ポリエステル熱融着短繊維及び非芯鞘型ポリエステル短繊維の含有割合が、それぞれ10〜60質量%及び90〜40質量%である請求項7〜11のいずれかに記載の製造方法。
  13. 請求項1〜6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。
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