JPH06506633A - 湿潤剤をフィルタ媒体につける方法 - 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】 湿潤剤をフィルタ媒体につける方法 本発明は、濾過性能を向上させるために、湿潤剤即ち粘着性付与剤を、エアフィ ルタ媒体につける方法に関する。

オイル或いはオイル混合物のような湿潤剤を連続気泡ポリウレタン発泡体につけ ることが、近年、広く行われている。そのような湿潤剤をつけることは、発泡体 の吸収力及び効率を増加させる。この実施は、同し目的で、内燃機関の吸入空気 を濾過するのに用いられる湿式レイドペイバフィルタ媒体にも時々採用されてき た。何れの場合にも、濾過性能が高められる。湿潤剤を発泡体及び湿式レイドベ イバフィルタ媒体につけるために、２つの方法が用いられてきた。フィルタ媒体 を湿潤剤の中に浸すことによりフィルタ媒体に湿潤剤を浸み込ませ、或いは、材 料に、湿潤剤の比較的粗い、低圧の噴霧を受けさせていた。

最近では、ニアレイド（ａｉｒ　１ａｉｄ）不織フィルタ媒体ウェブが、内燃機 関の吸入空気即ち燃焼空気を濾過するのに用いられるフィルタにおいて、ますま す一般的になってきている。そのようなウェブは、比較的嵩力吠きく、種々の形 状、長さ及び直径の色々な繊維材料で作られて、ニアレイドフィルタウェブを製 造するのに選択された繊維の太さと形状に応じて、種々の媒体空隙率を作ること ができる。

これらのニアレイド材料は、粒子汚染物をウェッブの深さ全体にわたって捕捉す る点て、古くからの湿式レイドペイパと異なり、湿式レイドフィルタベイバは粒 子を媒体の表面で捕捉する。従って、エアレイド不織ウェブは、従来技術のフィ ルタ媒体より安い材料を用いながら、濾過性能を向上させる可能性を有する。そ のような湿潤剤を古くからのポリウレタン発泡体及び湿式レイドフィルタ媒体に つけていたの同し理由で、性能を増すために、湿潤剤を不織ニアレイドフィルタ ウェブにつけることが望ましい。

しかしながら、現在まで、湿潤剤をエアレイド不織フィルタウェブに効率的につ ける試みは失敗してきた。浸すことによる直接の浸み込ませは、浸み込ませたと きに、嵩がある、不織ニアレイドフィルタウェブの本体が柔かくなって、潰れる ので、失敗した。ポリウレタン発泡体及び湿式レイドペイパ材料に比べると、漬 れ抵抗を与えるほど十分な繊維剛性がない。従来のノズルで、湿潤剤をスプレす ることは、滴がエアレイド不織フィルタウェブの表面（或いは表面の僅かに下） でとどまる傾向があるので、失敗した。媒体によって空気流から除去される汚染 物は、表面の湿潤剤によって集められ、そして、ニアレイドウェブの表面を”被 覆”する傾向があり、その結果、汚染物が、ウェブに浸入できず、ウェブの深さ 全体にわたって集められない。従って、湿潤剤の表面被覆により、エアレイド不 織フィルタウェブの能力を、処理されていないそのようなエアレイド不織フィル タウェブと比べて、かなり減少させてしまう。

本発明は、ウェブに湿潤剤を浸み込ませたり或いはウェブへの湿潤剤の低圧スプ レを伴わない、湿潤剤を、不織ニアレイドフィルタウェブ或いはそのようなウェ ブて作られた空気フィルタカートリッジにつける方法に関する。従って、湿潤剤 をエアレイド不織フィルタウェブにつけることの先行技術の難点が除去される。

本発明のこれら及び他の利点は、添付図面と関連して、以下の説明から明らかに なるであろう。

添付図面において、 図１は、本発明による方法を行うのに用いられる装置の概略的な図面であり、図 ２は、湿潤剤を、ひだ付き不織ウェブて構成された完成したフィルタカートリッ ジにつける方法を示す、図１と同様の図面であり、図３は、本発明のもう一つの 実施例の概略的な図面である。

本発明では、湿潤剤即ち粘着性付与剤を噴霧して極めて小さい粒子（好ましくは 約１０ミクロン或いはそれ未満）にし、噴霧粒子を比較的に高い速度でフィルタ ウェブ或いはカートリッジの中に運ぶ搬送空気流の中へ分散させ、前記速度は、 乱流を確保するに十分高く、そして、内燃機関の燃焼空気を濾過するのに用いら れるときにこの媒体が受ける表面速度より実質的に高い。例えば、エアフィルタ カートリッジは、内燃機関の燃焼空気を濾過するのに用いられるとき、毎分約３ ００フイートの表面速度に遭遇することがある。本発明によれば、噴霧湿潤剤を 分散させる搬送空気流は、（搬送空気流内の）媒体の中に１１００Ｏｆｐの表面 速度で運ばれる。

湿潤剤の滴即ち粒径をできるだけ小さくすることが必要であり、いずれにしても 、湿潤剤の自然に起こる滴より大変小さくすることが必要である。この小さな粒 子は、空気流の中にたやすく分散し、ウェブに容易に浸入し、そして、ウェブの 中を押し進められ、湿潤剤粒子を搬送する搬送空気流の高速空気流によってフィ ルタウェブ内に生した電荷によって、ウェブを作る繊維に容易に引きつけられる 。その」−１小さな粒子は、それらが乱流の高速空気流に同伴されることになる ので、ウェブの全体にわたって容易に分散される。より大きい粒子は、分散しな いばかりでなく、ウェブの表面或いはその表面のすぐ内側の比較的少ない標的箇 所に衝突しそして多分癒着することになる。いかなる湿潤剤も用いることができ るけれども、受は入れられるとわかった一般的な湿潤剤は、−緒に混合されたイ ブロプラノール（ｉｓｏｐｒｏｐｒａｎｏｌ）　Ｉ　０部と５ＡＥ１０のヘビー デユーティ−モータオイル即ち重質モータオイル１部とからなる。試験の結果、 噴霧粒子は、ウェブへの最も効果的な浸入のためには、ウェブに用いられる最小 直径の繊維の直径の約２分の１に等しいか或いはそれより小さい最大粒径を有す るべきであるということがわかった。従って、一般のニアレイドフィルタバット は、約２０ミクロンの最小繊維直径を有するので、湿潤剤を、１０ミクロンの最 大粒径に或いはそれより小さく噴霧ずべきである１゜ 湿潤剤粒子を媒体の中に運ぶ高速搬送空気流は、多くの機能をもつ。上述したよ うに、乱流の高速流は、噴霧粒子を搬送空気流の中に分散させるのを助け、ウェ ブの表面を単に被覆することなく、ウェブの深さ全体にわたって湿潤剤粒子を運 ぶのに十分強い。この乱流の空気流は、湿潤剤粒子をウェブの中により容易に分 散させ、湿潤剤粒子をウェブ内の繊維に引きつける電荷を繊維に誘発させる。

内燃機関の吸入空気を濾過するのに用いられるときに、材料が遭遇する速度より はるかに高い速度を有する高速搬送空気流は、従来技術の方法での実際のフィル タの使用中に起こるかもしれない、燃焼用空気流への湿潤剤の移行を除去或いは 減少させる。使用中のフィルタ媒体は、かなり低い表面速度に遭遇するので、も し、搬送空気流がウェブを通して１０１０００ｆて流れたときに湿潤剤粒子がウ ェブ内で安定しているなら、実際のフィルタの使用中に起こる例えば３００ｆｐ ｍの低速空気流は、それ自身、湿潤剤を繊維から空気流の中へ運び去る傾向はな い。更に、湿潤剤は、より高い速度の流れを用いることにより、ウェブにより効 果的につけられる。試験の結果、搬送空気及び湿潤剤をウェブの中に押し進める につれて、暫くは、媒体への湿潤剤の付着量は増加するが、ある時間の後には、 付着量が安定することが判った。従って、バットの重さを図ること或いは、バッ ト或いはウェブを処理するときバットの下流で搬送空気流に同伴された滴をモニ タすることにより、最大付着量を決定できる。良好な濾過性能に必要な湿潤剤の 量は、以前、従来技術の発泡体及び湿式レイドベイパフィルタ媒体について必要 であると考えられた量より少ないことが、判った。従って、従来技術の発泡体及 び湿式レイドペイパ材料に一般的に付けられる湿潤剤と比べると、本発明の方法 を用いて湿潤剤によって処理されたウェブと比較して、未処理のウェブの重量増 加は、得られる濾過性能の増大に対して、大変低い。

従って、本発明は、湿潤剤を、エアレイド不織フィルタウェブ或いはバットに十 分につけることができる。従って、大型フィルタ用の不織ニアレイド材料の有効 性が増加し、処理されたバットは、自動車の燃焼空気流から煤及び他の細かい粒 子を取除くのに特に効果的である。通常、ニアレイド材料は、煤を取り除くのに 現在用いられているポリウレタン発泡体よりかなり安いので、かなりのコスト低 減も可能である。エアレイド不織バットは、汚染物を取除くのに、容積ベースで 、他のフィルタ媒体よりも効果的であるので、能力を維持し或いは一層増加ささ せながら、大型フィルタを、従来の媒体を用いた既存のフィルタより小さく作る ことができる。上述したように、湿潤剤即ち粘着性付与剤の移行は、かなり減少 或いは除去される。この方法を、平らなシート形態の媒体について行うことがで き、そして、既に襞付けされてフィルタカートリッジに形成された媒体にも同様 に適用可能である。

図１を参照すると、全体的に番号ＩＯで指示した不織ニアレイド繊維フィルタ媒 体の平らなシートが、エアダクト１２を横切って取付けられている。矢印Ａによ り指示した空気流を、従来の仕方でダクト１２の中に押し進める。全体的に番号 Ｉ４て指示した従来の噴霧器が、媒体ｌＯの約５フイート上流でダクト１２内に 取付けられる。上述したタイプの湿潤剤混合物を、従来のプランジャ式フィーダ により噴霧器Ｉ４に供給し、次いで、空気流の中へ噴霧する。ＩＯｏｏｆｍｐの 表面速度の空気が、噴霧器１４によって生しさせた粒子を搬送しながら媒体の中 を押し進められ、ついには、媒体１０の重さが安定化する。この時点で、処理を 中止し、媒体ｌＯは完全に処理された。

図２を参照すると、全体的に番号１６て指示したフィルタカートリッジが、ダク ト１２内に回動自在に取付けられた取付は具１９に取付けられている。カートリ ッジ１６の媒体は、全体的に番号１８で指示した、半径方向にテーバした襞の環 状列からなる。襞１８は、従来の仕方で製造された一枚のエアレイド不織繊維フ ィルタ媒体で形成される。図２を見ると、カートリッジ１６の頂きは、閉鎖され たエンドキャップ２０て閉しられており、襞１８の内側端は、従来の金属製セン タチューブ２２により支持されている。使用時には、カートリッジ１６は、従来 のエアクリーナハウジング（図示せず）内に配置され、燃焼空気は、ハウジング の人［コから、襞１８の端により構成される外周面に伝えられ、エンジンの負圧 により、襞１８を通してセンタチューブ２２に中に吸引され、次いで、フィルタ の開放下端（図２参照）からエンジンに伝えられる。上述したように、噴霧器１ ４は、湿潤剤の粒子を空気流Ａに噴霧するのに用いられ、典型的には、この空気 流Ａは、カートリッジ１６に対する約１１００ｏｆｐの速度でダクト１２の中を 押し進められる。バットの深さ全体にわたる湿潤剤の浸入を助けるために、空気 を襞１８の下流側から開口２４を通して除去する。

図３を参照すると、高速度ノズルを、概略的に２６で指示する。全体的に番号２ 日で指示した圧縮空気源からの高圧空気がノズル２６の中に供給され、そして、 湿潤剤３０を、ノズル２６内の噴霧器（図示せず）に供給して、空気流の中へ分 散させる。ノズル２６は、ノズルの中を流れる搬送空気の速度が、搬送空気が処 理すべきカートリッツＩ６にぶつかるときに搬送空気がカートリッジに対して少 なくとも＋００Ｏｆｐｍの表面速度を有するように、十分高くなるように設計さ れている。カートリッジＩ６は、該カートリッジをノズルに対して回転させるこ とができる取付は具２８に取付けられ、或いは、取付は具２８を固定し、オペレ タがノズル２６を、カートリッジ１６の外面への搬送空気の吹き付けを確実にす るように、カー１−リッツ１８の周りで移動させてもよい。襞の深さ全体にわた る湿潤剤の分散を助けるために、空気を、カートリッツＩ８の下流側から取付は 具２８の開口３０を通して除去する。

平成　年　月　日

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．フィルタ媒体の中を通る空気から粒子の汚染物を濾過するために、湿潤剤を 、フィルタ媒体が空気から粒子の汚染物を除去するのに用いられるときに予想最 高表面速度で、フィルタ媒体につけるための方法であって、搬送空気を媒体の中 を通す前に、湿潤剤を搬送空気の中に分散させ、搬送空気流を、媒体が濾過に用 いられるときにさらされる表面速度より実質的に高い表面速度で、材料の中に通 す、工程を有する方法。
2. ２．湿潤剤を搬送空気内に分散させるとき、湿潤剤を、自然に起る湿潤剤の滴の 大きさより実質的に小さい粒径に噴霧する、工程を含む、請求の範囲１に記載の 湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
3. ３．前記粒子が、約１０ミクロンより小さい粒径を有する、請求の範囲２に記載 の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
4. ４．前記媒体が繊維の不織バットであり、前記滴が該パット内に入っている最小 の繊維の約２分の１より小さい大きさに噴霧される、請求の範囲２に記載の湿潤 剤をフィルタ媒体につける方法。
5. ５．湿潤剤を媒体につける搬送空気流が媒体に接触する表面速度が、毎分９００ ０フィートより高い、 請求の範囲２に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
6. ６．前記湿潤剤を搬送する搬送空気流は、材料によって捕捉される湿潤剤が増加 する限り、媒体の中に通され、そして、媒体によって捕捉される湿潤剤の量が安 定したときに、これを中止する、 請求の範囲１に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
7. ７．処理すべき媒体をダクトに配置し、搬送空気をダクトに伝え、湿潤剤を媒体 の上流側で搬送空気の中へ分散させる、工程を含む、請求の範囲１に記載の湿潤 剤をフィルタ媒体につける方法。
8. ８．前記材料が、前記ダクトに対して横に置かれたパネルの形態である、請求の 範囲７に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
9. ９．前記媒体が、ダクトに置かれた環状カートリッジの形態であり、前記方法が 、湿潤剤を媒体の中に分配するのを助けるために、前記カートリッジの下流側か ら空気を引く行程を有する、請求の範囲７に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につけ る方法。
10. １０．前記湿潤剤をつけるための前記搬送空気流を、ノズルの中に押し進め、前 記湿潤剤がノズルの中に押し進められると、湿潤剤を前記搬送空気流の中に分配 し、 前記ノズルを用いて、搬送空気流のジェットをその中に分散させた湿潤剤と共に 材料に差し向け、 搬送空気と湿潤剤とを媒体の周りに分配するように、ノズル及び／或いは材料を 互いに対して移動させる、 工程を含む、請求の範囲１に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
11. １１．湿潤剤を媒体の中に分配するのを助けるために、空気を前記カートリッジ の下流側から引く、 工程を含む、請求の範囲１０に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。
12. １２．前記材料が、環状カートリッジの形態であり、前記方法が、空気を、材料 の中に湿潤剤を分配するのを助けるために、前記カートリッジの下流側から引く 、工程を含む、請求の範囲１０に記載の湿潤剤をフィルタ媒体につける方法。