JPH01503210A - 成形・形成フィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 成形・形成フィルターの製造方法 本発明は、例えば、燃焼用空気を濾過するために、すなわちオイルフィルター、 或いは燃料フィルターとして自動車の空気誘導システムに使用する、成形・形成 フィルターの製造方法に関する。

上述の出願、或いは米国特許第３７６２５６４号に開示されたような成形・形成 フィルターは、−貫した濾過特性をもって、経済的に大量に製造されることがで きなければならなかった。フィルターの濾過特性は、気孔径の関数であることが 知られている。上記出願で説明されるように、濾過材は、１回又は２回以上他の 繊維とからみ合うように、空気で搬送され、有孔ベルト上に堆積された、無秩序 に配列された、繊維混合物で製造された不織バットから成る。成形を可能にする ために、熱可塑性樹脂を繊維混合物に混入、させるのが良い。

かかるバットをフィルターに成形するにあたっては、合理的に一定な気孔径を保 ちながら、気孔径を制御すること及びこれと同時にフィルターを所望の形状に成 形することの両方が夫々困難であることが知られている。そこで、本発明は、バ ットを所望の形状に成形する前に、繊維を互いにからませること（かくして気孔 径を決めること）によってこの問題を解決する。成形前に決められた繊維の隙間 の大きさは、成形作業中に多少変えられてしまうけれども、隙間は、一般的には 、成形中同じ大きさのままであり、或いは均一で、予想でき、且つ制御できる仕 方で変化する。バットを形成するとき、ラテックス樹脂バインダーをバットに加 えることによって繊維を互いに固定し、かくして気孔径を確立する。

繊維の隙間の大きさ、従って完成フィルターの気孔径は、大量の樹脂、或いは少 量の樹脂を用いることによって、または小さな気孔径のフィルターを成形するた めに小径の繊維を使用することによって、或いは大きな気孔径のフィルターを成 形するために大径の繊維を使用することによって変えられる。

熱可塑性バインダー繊維を使用することによって繊維の隙間を固定し、バインダ ー繊維の粘着点以上の温度までバットを加熱しながらこれを圧縮し、次いで非加 熱ローラーを使用してバットを所望の厚さに圧縮することによって繊維組織のか らみ合いを得ることできる。次いで、バットを成形する。成形前に隙間を固定す るために、熱可塑性繊維を含むバットをニードルロッキングすることによって隙 間を固定しても良い。実際は、成形前に、機械的にからみ合わせる工程、例えば ニードルロッキング、ニードルルームによるからませ、或いは水素からまぜ（ｈ ｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ　）によって隙間を固定する。

バットを作る繊維混合物に熱可塑性バインダーを使用することも本発明の特徴で ある。成形中、バインダー繊維を加熱金型で軟化させることができる。また、フ ィルターを作っているバットを伸張させないようにし、これによって、バットを 作るときに確立され、そして熱可塑性樹脂で固定された気孔径を維持しながら、 はぼ均一な厚さのフィルターを製造するために生計中バットを型に押し込むこと が必要である。伸張を許せば、フィルターの部分の気孔組織が損傷してしまうの で均一な気孔径を保証することができない。本発明のこれらの利点及びその他の 利点は、添付図面を参照した以下の説明から明らかになるであろう。

第１図は、本発明で使用する、空気を含むバットを製造するのに用いる機械の横 断面図であり、 第２図は、本発明で使用するコンベヤー、樹脂アプリケーター及び硬化炉を概略 的に示す側面図であり、第３図は、第１図及び第２図の機械によって製造された バットをフィルターに成形するのに使用する型の略図であり、第４図は、第３図 に示した型で製造された製品を示す分解図であり、 第５図は、本発明による、完成フィルターの横断面図である。

今、図面を参照すると、本発明の方法は、全体を第１図に示した機械を使用して 、無秩序に配置された繊維で、空気含有バットを形成する工程を含む。次いで、 第１図の機械によって形成されたバットは、第２図に示す装置に送られ、かかる 機械では、ラテックス樹脂がバットに加えられて、固められ、これによってバッ トの繊維の隙間を固定する。所定のラテックス樹脂は、架橋によって、ついには 樹脂を非熱可塑性状態に硬化させる反応位置を有するのが良い。次いで、第３図 に示す型を使用して、バットを所定の形状に成形する。次いで、第４図に示すよ うな、種種の形状のフィルターを入れ子にして、第５図に示す完成フィルターを 作る。

第１図に示すように、ランド−マシンコーポレーションから市販され、全体を米 国特許第３９１８１２６号に開示されたタイプの、全体を参照番号２０で示す、 空気含有不織バット成形機械は、２つの比較的大きなハウジング２２．２４を有 する。ハウジング２２は、全体を番号２８で示す繊維混合物を収容する、比較的 大きなホッパー２６を有する。繊維混合物２８は、ビニル繊維のような熱可塑性 繊維、或いは熱硬化性樹脂で作られた繊維と、例えば木材パルプ繊維や織物繊維 などの熱可塑性樹脂でない繊維との両方から成る。異なる種類の繊維の相対的な 量を広範囲に亘って変えることができるけれども、熱可塑性樹脂約３０％と残り を非熱可塑性繊維とした混合物によって良好な結果が得られることがわがってい る。搬送エプロン３０を適当な動力源（図示せず）で作動して、繊維２８を、全 体を番号３２で示す持ち上げエプロンに向けて、第１図で見て右に移動させる。

持ち上げエプロン３２には、スパイク３４が設けられているので、エプロン３２ は、繊維を第１図で見て上方に搬送する。全体を３６で示すストリッパーエプロ ンが、第１図で見て、ホッパー２６の上部に取付けられている。

送風機（図示せず）が、計量空気流を作り、この計量空気流は、エプロン３６の 上部レースと、ハウジング２２の、上部レース部分と対応する部分との間に構成 された流路３８を通る。流路３８を通る計量空気流は、持ち上げエプロン３２か ら繊維を所定の割合で取り除く。残りの繊維は、流路４０を通ってホッパー２６ に戻される。流路３８を通る計量空気流は、その他の繊維をダクト４２に押し入 れる。ダクト４２を通る空気流は、矢印Ａで示すように回転する多孔コンデンサ ースクリーン４６に入り込む。供給マット４４が、スクリーン４６と機械式ロー ル４８との間に形成される。供給マット４４は、機械式ロール４８によって供給 ロール５０に移送され、次いで、在来の歯付ノーズバー５２を通過する。繊維は 、全体を番号５４で示すテーカインによってノーズバー５２から掻き落とされる 。テーカイン５４には、テーカイン５４の幅全体に亘って、円周まわりにスパイ ク、すなわち歯５６を構成する歯付面が形成されている。テーカイン　５４は、 第１図に矢印Ｂで示すように回転するように駆動される。

繊維は、テーカイン５４の回転速度によって起こされる遠心力及び送風機５８に よって作られる空気流によって、テーカイン５４からはぎ取られる。送風機５８ は、ハウジング２４内に構成された室６０に空気を送る。送風機５８からの空気 流は、ダクト６２、テーカイン５４の面の一部のそばを通ってダクト６４に導か れる。繊維は、テーカインから取り除かれ、送風機５８からの空気流によって、 ダクト６４を通って、全体を番号６６で示す有孔コンベヤーに運ばれる。送風機 ５８の入口は、コンベヤー６６の一部を構成する有孔ベルト７０を介してダクト ６４と通ずるダクト６８に連結されている。ベルト７０は、多孔性であって、空 気を通すことができるので、送風機５８は、空気をダクト６２．６４．６８を通 して循環させることができる。有孔ベルト７０は、適当な原動機（図示せず）に よって駆動されるガイドローラー７２に取付けられている。不織バットは、防塵 カバー７６から延びる部分７４を有する有孔ベルト７０上に形成される。

次いで、バットは、有孔ベルト７０から、第２図に全体を番号７８で示すコンベ ヤーに移送される。コンベヤー７８をコンベヤー７０の端に配置して、バットを 第１図に示す機械から第２図に示す機構に直接移送するのが好ましい。コンベヤ ー７８は、ローラー８２．８４に取付けられたベルト８０を有する。従って、バ ットは、第２図に矢印Ｘで示す方向に移動する。ラテックス熱可塑性樹脂、或い は熱硬化性樹脂が、ホッパー８６に収容され、在来のスプレーノズル８８によっ てベルト８０で支持されたバットに供給される。真空プーラ９０が、有孔ベルト ８０の下に配置されており、この真空プーラ９０は、バットを通して樹脂を引っ 張って、バットに適切な量の樹脂を含浸させるようにする。真空プーラ９０によ って引っ張られた余分な樹脂は、当業者に良く知られている方法でホッパー８６ に再循環される。次いで、バットは、在来の炉９２に移動され、そこで樹脂は全 体的に、或いは部分的に硬化される。勿論、所定の樹脂が、自己硬化性である場 合には、炉９２をはぷいでもかまわない。ベルト８０は、第１図のベルト７０と 全体的に同じ構造のものである。すなわち、ベルト８０は、当業者に良く知られ ているタイプの一般的な有孔構造のものである。ノズル８８によってバットに供 給された樹脂は、無秩序に配列されたバット繊維を適所に保持する接着剤として 作用する。

成形前に繊維の隙間を固定することによってフィルターの気孔径を決める。成形 中、気孔径、特にＺ方向、すなわち高さ方向が変化するかもしれないけれども、 その変化は、一定で、予想でき、そして成形中バットに加えられる圧力及び／又 は熱を調節することによって、制御することができる。成形前に隙間の大きさを 固定することによって、材料の濾過特性を決め、これを制御するのが良い。材料 を成形する前に気孔径を固定しないと、気孔径を制御することが極めて困難であ ることが知られている。従って、濾過特性は、気孔径を制御しない場合には著し く変化した。勿論、隙間の大きさ、従って濾過特性は、バットに加えられるラテ ックス樹脂の量を制御することによって、及び／又はバットが作られる繊維の大 きさを制御することによって調節することもできる。

例えば、繊維の大部分が例えば３ＤＰＥのものであるバットの隙間は、大部分が １５０ＰＥの繊維であるバットの隙間よりもずっと小さい。

次いで、バットをベル）８０から取り去り、全体を番号９４で示す在来の開放式 雌型の頂部に置く。第３図に示すように、拘束されない余分のバット材料を９６ の如（形成し、プランジャー９８によって、バットを伸張させることなく型９４ に押し込むのが良い。余分の材料を９６の如く形成することによって、プランジ ャー９８がバットを型に押し込むと、バット材料が型に垂れる。

型の側壁１００．１０２は、プランジ苓−の大きさに対して充分な遊びをもって 設計されていて、バット部分、すなわち型９４に押し入れられるバット部分に所 定の圧力を及ぼす。１０４で略図的に示す適当な抵抗加熱器が、型を、使用者に よって制御される温度に加熱する。本発明によれば、この温度は、すくな（とも 、バットに混合された熱可塑性樹脂が粘着性になり、かくしてバットを第４図に 示す形状に成形することができる温度以上でなければならない。バットの成形は 、バットに加えられたラテックス樹脂が硬化しない程度に、樹脂の硬化を終える 。勿論、先に参照した米国特許出願第９１６２７０号に開示されるように、上記 出願で説明される勾配密度効果を得るために、プランジャー、或いは型のいずれ かをいろいろな温度に維持することは、本発明の範囲内にある。先に説明したよ うに、バットを、雌型の壁とプランジャーで圧縮することも本発明の範囲内にあ る。上述したように、上述のラテックス樹脂を加えると、繊維の隙間は固定され るが、バットを圧縮することによって、隙間はもっと複雑になる。

１つの型９４とプランジャー９８のみを図示したけれども、本発明によれば、異 なる直径で作られた製品が必要にされることから、一連のかかる型とプランジャ ーが必要になることを理解すべきである。第４図を参照すると、第３図に図示し た型と同様な型のセットで成形された、２次成形品１０６．１０８．１１０．１ １２が図示されており、これらは透過率が異り、製品１０６がもっとも透過性が 高く、製品１１２がもっとも透過率が低い。

第５図を参照すると、製品１０６乃至１１２がこれらを互いに入れ子にすること によって組立られる。従って、キャップ１１６を組立てた製品に取付けて、全体 を番号１１４で示すフィルター要素を成形する。勿論、要素１１４は通常、米国 特許第４１４４１６８号に開示されるように、必要な入口及び出口、逆流防止バ ルブ及びリリーフバルブ等を有する金属容器に収容される。同じ容量の在来のひ だ付紙フィルターでは、フィルターを支持するために金属中心管が必要である。

しかしながら、少なくとも製品１１２は、必要な支持を提供するために十分な剛 性を有しつつ、濾過材の一部として作用する。従来技術のフィルターに使用され る、いくつかの必要な支持体、ばね等も第５図に示すフィルター要素では省かれ ている。流体は、矢印Ｃで示すような方向に、フィルター要素を通る。

本発明を制限するものではないが、例として、以下の例を提供する。

第１図の装置を使用して、ビニョンとして商業的に知られているビニル重合体で 作られたバインダー繊維約３０％と残りが木材バルブ繊維から成る空気含有バッ トを製造する。このバットを、第２図に示す装置を使用して、ラテックス樹脂で 処理し、硬化させる。次いで、バットの一部を選定し、これを第３図に示すよう に開放式雌型に置く。バットを拘束しない状態にして、プランジャー９８が、バ ットを伸張、或いはその地変形させることなく、バットを型に押し入れ、かくし て、気孔径は、第２図にあるように一定のままである。成形作業が終わると樹脂 が完全に硬化する。

成形後、製品を型から取り出し、次いで第４図に示すように他の製品と組み合わ せて、第５図に示す完成フィルター製品を成形する。

Ｎ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出ｍの表示　ＰＣＴ／ＵＳ　８７１０２２１０２、発明の名称　成形・ 形成フィルターの製造方法３、特許出願人 名　称　アライド　コーポレーション ４、代理人 住　所　東京都千代田区丸の内３丁目３番１号電話（２１１）８７４１代表 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１　通 明　細　書 本発明は、例えば、燃焼用空気を濾過するために、すなわちオイルフィルター、 或いは燃料フィルターとして自動車の空気誘導システムに使用する、成形・形成 フィルターの製造方法に関する。

米国特許第３７６２５６４号に開示されたような成形・形成フィルターは、−貫 した濾過特性をもって、経済的に大量に製造されることができなければならなか った。フィルターの濾過特性は、気孔径の関数であることが知られている。従っ て、米国特許第３７６２５６４号は、別個の繊維で作った無秩序に配列された混 合物から成る不織布を形成する工程を含み、前記繊維が、前記バットの気孔を構 成し、更に、１回又は２回以上からみ合うように空気で搬送され、有孔コンベヤ ーに体積された、無秩序に配列された繊維混合物で製造した前記バットを、所望 の形状の流体フィルターに成形する工程を含む、成形フィルターの製造方法を開 示する。

成形を可能にするために、熱可塑性繊維を繊維混合物に混入させるのが良い。

かかるバットをフィルターに成形するにあたっては、合理的に均一な気孔径を保 ちながら、気孔径を制御すること及びこれと同時にフィルターを所望の形状に成 形することの両方が比較的困難であることが知られている。そこで、本発明は、 バットを所望の形状に成形する前に、繊維を互いにからませること（かくして気 孔径を決めること）によってこの問題を解決する。成形前に決められた繊維の隙 間の形状は、成形作業中多少変えられてしまうけれども、気孔は、成形中はぼ同 じ大きさのままであり、一定で、予想でき、制御できる仕方で変化する。バット を形成するとき、ラテックス樹脂バインダーをバットに加えることによって繊維 を互いに固定し、かくして気孔径を確立する。繊維の隙間の大きさ、従って完成 フィルターの気孔径は、犬ｌの樹脂、或いは生態の樹脂を用いることによって、 または小さな気孔径のフィルターを成形するために小径の繊維を使用することに よって、或いは大きな気孔径のフィルターを成形するために大径の繊維を使用す ることによって変えられる。

熱了塑性バインダー繊維を使用することによって繊維の隙間を固定し　バインダ ー繊維の粘着意思」二の温度までバットを加熱しながらこれを圧縮し、次いで非 加熱ローラーを使用してバットを所望の厚さに圧縮することによって繊維組織の からみ合いを得ることできる。次いで、バットを成形する。成形前に隙間を固定 するために、熱可塑性繊維を含むバットをニードルロッキングすることによって 隙間を固定しても良い。実際は、成形前に、機械的にからみ合わせる工程、例え ばニードルロッキング、ニードルルームによるからませ、或いは水素からませ（ ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｃｍｅｎｔ）によって隙間を固定する。気孔径を固定 する方法のいかんを問わず、バットを型に押入れ、その後バットが伸張しく、か くして気孔を損傷し、これによって気孔径が変えられ）ないように所望の形状に 成形する。従って、本発明は、前記材料が不織バットであり、前記方法が、バッ トを形成した後、バットを所望の形状に成形する前に気孔径を固定し、次いで、 バットを所望の形状に成形する前に、バットを型に押入れ、バットを成形すると きに、気孔径がバットの伸張によってほぼ変わらないように、バットを型に垂ら す工程を含むことを特徴とする。

バットを作る繊維の混合物に熱可塑性バインダーを使用することも本発明の特徴 である。成形中、バインダー繊維を加熱金型で軟化させることができる。また、 フィルターを作っているバットを伸張させないようにし、これによって、バット を作るときに確立され、そして熱可塑性樹脂で固定された気孔径を維持りながら 、はぼ均一な厚さのフィルターを製造するために、成形中バットを型に押し込む ことが必要である。伸張を許せば、フィルターの部分の気孔組織が損傷してしま うので均一な気孔径を保証することができない。本発明のこれらの利点及びその 多の利点は、添付図面を参照した以下の説明から明らかになるであろう。

（図面の簡単な説明） 第１図は、本発明で使用する、空気を含むバットを製造するのに用いる機械の横 断面図であり、 勿論、米国特許出願第９１６２７０号に開示されるように、上記出願で説明され る勾配密度効果を得るように、プランジャー、或いは型のいずれかをいろいろな 温度に維持することは、本発明の範囲内にある。

請求の範囲 （１）　熱可塑性繊維と熱可塑性樹脂でない繊維とからなる別個の繊維で作った 無秩序に配列された混合物からなる、空気含有不織バットを形成する工程を含み 、前記繊維が前記バットの気孔を構成し、更に前記バットを所望の形状の流体フ ィルターに成形する工程を含む流体フィルターの製造方法において、前記方法が 、バットを形成した後バットを所望の形状に成形する前に前記バットの気孔径を 固定し、次いで、バットを所望の形状に成形する前に、バットを型に押入れ、バ ットを成形するときに、気孔径がバットの伸張によって変わらないようにバット を型に垂らす工程を含むことを特徴とする流体フィルターの製造方法。

（２）前記方法が、バットを成形しながら、熱可塑性繊維が粘着性になる温度と 少なくとも等しい温度までバットを加熱する工程を含むことを特徴とする請求項 （１）で請求した流体フィルターの製造方法。

（３）バットを成形するときに、前記バットを圧縮することを特徴とする請求項 （１）又は請求項（２）で請求した流体フィルターの製造方法。

（４）繊維の前記混合物を空気でコンベヤーに搬送して、前記繊維を前記コンベ ヤーに無秩序に体積させることによってバットを形成することを特徴とする請求 項（１１、請求項（２）又は請求項（３ンで請求した流体フィルターの製造方法 。

（５）バットを形成した後に、熱反応樹脂をバットに加え、次いで、樹脂を硬化 させる工程を含む、気孔径を固定する工程を特徴とする、上記請求項のいずれか １つで請求した流体フィルターの製造方法。

国際調査報告 Ａ、％’：ＥＸ　ＴＯ：五三　：Ｎ：ＥＲ：：ＡＴ：ＣＮ入Ｌ　ＳＥ；ｊｃＦ、 ＲＥ？ＣＲＴ　０ＮＩＮ：三’ｉ：；、：：ｃ：：；、、’：＝　ＡＰｐ二：０ 声、：：ｃＮ　Ｎｏ、　ｐｃ＝、”；ｓ　ミツ／Ｃ２２二Ｏ（ＳＡ　：Ｉ：６Ｃ W） ＵＳ−Ａ−３５００９９１１７１０３／７０　Ｎｏｒ、ｅ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）間に隙間を有する別個の繊維で作った無秩序に配列された混合物から成る 不織バットを形成し、前記バットを所望の形状の流体フィルターに成形し、前記 バットを所望の形状に成形する前に隙間を固定し、これによってフィルターの気 孔径を調節し、制御できることとした、流体フィルター製造方法。
2. （２）隙間を固定する工程が、バットを形成した後に、熱反応樹脂をバットに加 え、次いで、樹脂を硬化させる工程を含む、請求項（１）で請求した流体フィル ター製造方法。
3. （３）前記繊維混合物を空気でコンベヤーに搬送し、前記繊維を前記コンベヤー に無秩序に体積させることによってバットを形成する、請求項（２）で請求した 流体フィルター製造方法。
4. （４）前記繊維混合物が、熱可塑性繊維と、熱可塑性樹脂でない繊維の両方を含 み、前記方法が、バットを成形しながら、熱可塑性繊維が粘着性になる温度と少 なくとも等しい温度までバットを加熱する工程を含む、請求項（３）で請求した 流体フィルター製造方法。
5. （５）バットを成形するとき、前記バットを圧縮する、請求項（４）で請求した 流体フィルター製造方法。
6. （６）前記繊維混合物を空気でコンベヤーに搬送し、前記繊維を前記コンベヤー に無秩序に体積させることによってバットを形成する、請求項（１）で請求した 流体フィルター製造方法。
7. （７）バットを所望の形状に成形する前に、前記バットを型に押入れ、これによ ってバットを成形するときに、バットが伸張しないようにバットを型に垂らす、 請求項（６）で請求した流体フィルター製造方法。
8. （８）バットを所望の形状に成形する前に、前記バットを型に押入れ、これによ ってバットを成形するときに、バットが伸張しないようにバットを型に垂らす、 請求項（１）で請求した流体フィルター製造方法。
9. （９）隙間を固定する工程が、バットを形成した後に、熱反応樹脂をバットに加 え、次いで、樹脂を硬化させる工程を含む、請求項（８）で請求した流体フィル ター製造方法。