JPH08257335A - フィルタの製造方法及びフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価に製造可能であって，かつ濾過性能に優
れた，フィルタの製造方法及びフィルタを提供するこ
と。 【構成】 原料繊維と接着ファイバーとを混合して綿状
の濾材中間体１０となし，次いで該濾材中間体１０を成
形型２を用いて加熱成形することにより，複数のひだ山
より構成されてなるひだ状の濾過部を成形する。また，
フィルタは複数のひだ山より構成されてなるひだ状の濾
過部と，その周囲に設けたリブ部と，該リブ部の外周に
設けたシール部とよりなり，これらは一体成形されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，不織布等よりなるフィ
ルタの製造方法及びフィルタに関する。

【０００２】

【従来技術】自動車用エンジン等の内燃機関の吸気系に
は，吸気した空気に含まれるゴミ，埃等を取り除くため
の濾過装置が設けてある。一般に，上記濾過装置は，ハ
ウジングと，該ハウジング内に装着したフィルタとより
構成されている。

【０００３】上記フィルタは，濾過エレメントと，該濾
過エレメントの外周を保持し，ハウジングへの装着を補
助するための樹脂枠とより構成されている。上記濾過エ
レメントは，不織布よりなるシート状濾材を，ひだ状，
波状，プリーツ状にひだ折り加工することにより構成さ
れている。また，上記樹脂枠の外周には，濾過エレメン
トとハウジングとの間のシール性を確保するために，ゴ
ムよりなるシール部材が貼着されている。即ち，上記樹
脂枠とシール部材とによって，上記フィルタはハウジン
グに対して装着可能となる。

【０００４】以下に，上記フィルタの製造方法について
説明する。まず，ポリエステル，レーヨン等からなる濾
材繊維を集積し，繊維塊となす。次いで，上記繊維塊
に，ニードルパンチによる繊維結合処理を加え，濾材繊
維同士を絡み合わせ，結合させる。次に，上記結合した
濾材繊維にバインダを含浸させ乾燥する。これにより，
上記繊維塊はシート状の濾材となる。

【０００５】次に，上記シート状の濾材をひだ折り加工
し，次いで所望の長さに切断し，濾過エレメントとす
る。上記濾過エレメントは，樹脂枠に，別工程にてイン
サート成形する。その後，上記樹脂枠に，予め成形して
おいたゴム製のシール部材を組み付ける。これにより，
上記フィルタを得ることができる。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記フィルタ
の製造に当たっては，異なる材料からなる別部品として
成形した濾過エレメント，樹脂枠及びシール部材を，上
記成形とは別工程において組立てなくてはならない。ま
た，上記濾過エレメントは，材料となる濾材の製造工程
と，該濾材より濾過エレメントを成形する工程とが全く
の別工程となっている。このため，上記フィルタの製造
方法は，煩雑で手間のかかる方法である。更に，以上の
理由から上記フィルタは製造コストが高くなる。

【０００７】また，濾材より濾過エレメントを成形する
際のひだ折り加工により，濾材の折り曲げられた部分で
は，濾材の繊維組織が圧縮され高密度となり，空気等の
流体が通らなくなるおそれがある。従って，上記製造方
法では，濾過性能の低いフィルタが製造されるおそれが
ある。

【０００８】本発明は，かかる問題点に鑑み，安価に製
造可能であって，かつ濾過性能に優れた，フィルタの製
造方法及びフィルタを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，原料繊維と接着ファイバ
ーとを混合して綿状の濾材中間体となし，次いで該濾材
中間体を成形型を用いて加熱成形することにより，複数
のひだ山より構成されてなるひだ状の濾過部を成形する
ことを特徴とするフィルタの製造方法にある。

【００１０】上記原料繊維としては，ポリエステル，ポ
リプロピレン，レーヨン，ガラス，アセテート等を用い
ることができる。上記接着ファイバーとしては，表面に
のみ低融点の樹脂をコーティングしたポリエステル，ポ
リプロピレン，レーヨン，ガラス，アセテート等よりな
る繊維が望ましい。上記低融点樹脂としては，変性ポリ
エステル，変性ポリエチレン，変性ポリプロピレン等が
使用できる。

【００１１】上記原料繊維と接着ファイバーとを混合す
るに当たっては，例えば，エアーレイド法等により行う
ことができる。上記エアーレイド法とは，まず原料とな
る繊維塊を解繊し，繊維とする。次いで，上記繊維を空
気中に飛散させた後，気流によってカード等に繊維を集
積する方法である。

【００１２】また，上記加熱成形とは，例えば成形型に
配置した濾材中間体に対し，加熱雰囲気においてプレス
加工を行うことである。この方法によれば，容易に濾材
中間体を所望の形状の濾過部へと成形することができ
る。なお，上記加熱雰囲気の温度は，少なくとも接着フ
ァイバーの接着のための成分が溶融し，原料繊維と接着
される程度の高温である。

【００１３】また，上記成形型の構成としては，例えば
以下の二つが挙げられる。即ち，上記成形型は濾過部成
形部を有しており，濾過部における全てのひだ山を一括
して成形することができる。もしくは，上記成形型は各
々独立して上下に稼動可能なひだ山成形部を有してお
り，該ひだ山成形部は，ひだ山を最低一個毎に成形する
ことができる。

【００１４】次に，上記濾材中間体は，上記原料繊維と
接着ファイバーとを混合してなる混合層を複数層積層し
てなり，かつ上記各混合層は，互いに異なる太さの原料
繊維を用いており，また，上記濾材中間体には，上記加
熱成形前に，ニードルパンチあるいはウォータージェッ
トパンチ等の繊維結合工程を施し，各混合層間の結合を
確実化することが好ましい。

【００１５】上記濾材中間体は，繊維の太さの順に混合
層を積層することにより構成されていることが望まし
い。よって，上記濾材中間体を圧縮して成形されたフィ
ルタは，繊維の太さの違いにより濾過部において密度勾
配を形成している。この密度勾配を被濾過流体の上流側
から順に粗から密となるよう配置することで，上記濾過
部を被濾過流体が通過するに当たって，該濾過流体は最
初は粗く，最後は細かく，という濾過作用を受ける。こ
のため，フィルタの濾過性能が向上する。

【００１６】また，上記ひだ状の濾過部は，中央又は端
部など，一部のひだ山より順次成形していくことが好ま
しい。即ち，最初に中央のひだ山を成形し，次いで該中
央のひだ山と隣接するひだ山を成形し，最後に最も端部
のひだ山を成形することが好ましい。又は，一端のひだ
山より，他端のひだ山まで，順次成形することが好まし
い。

【００１７】上述するごとく濾過部を成形することによ
って，加熱成形に伴う濾過部の薄肉化を防止することが
でき，濾過性能に優れたフィルタを得ることができる。
即ち，ひだ山の頂部及び谷部を順次形成していくので，
頂部，谷部共に濾材が存在し，密度の均一なひだ状の濾
過部を形成することができる。

【００１８】次に，上記ひだ状の濾過部を成形すると共
に，該濾過部の外周にリブ部とシール部とを成形するこ
とが好ましい。上記シール部とは，フィルタをハウジン
グ等の相手材に組み付ける際，該相手材と当接し，相手
材とフィルタとの間のシール性を確保する部分である。
また，上記リブ部とは，フィルタの剛性を確保する部分
である。これらを濾過部と一体に成形することにより，
フィルタの製造工程が簡略化され，製造コストが安価と
なる。

【００１９】次に，上記リブ部は上記シール部よりも高
密度であることが好ましい。これにより，リブ部の硬度
が高まり，該リブ部によってフィルタ全体を一定の形状
に保持することができる。よって，フィルタの型くずれ
を防止することができる。

【００２０】また，成形型における上記リブ部及びシー
ル部の成形部は，濾過部を成形する成形部とは別体とし
て設けることができる。

【００２１】上記シール部の密度を濾過部より若干高く
し，適度な弾力性が生じるよう，上記シール部は，成形
する際には，接着ファイバーの低融点樹脂の融点以上の
温度で，かつ，原料繊維の融点以下の温度にすると共
に，厚さ寸法を濾過部より小さくすることが好ましい。
これにより，上記フィルタを相手材に組み付けた際，両
者の当接部を上記シール部がシールすることができる。

【００２２】ここで，厚さ寸法が濾過部より大きい場合
には，シール部の密度が低く，フィルタ使用時に被濾過
流体が当接部より漏れるおそれがある。厚さ寸法が濾過
部の１／５以下になった場合には，シール部の密度が高
く，当接部をシールできないおそれがある。

【００２３】一方，リブ部の密度をシール部より高く
し，適当な剛性が生じるよう，上記リブ部を成形する際
には，原料繊維及び接着ファイバーの融点以上の温度に
すると共に厚さ寸法をシール部より小さくすることが好
ましい。なお，成形型における上記リブ部及びシール部
の成形部は，濾過部を成形する成形部に対して一体的に
設けることもできる。この場合には，フィルタの製造が
より容易となる。

【００２４】上記製造方法によって製造されたフィルタ
は，複数のひだ山より構成されてなるひだ状の濾過部
と，その周囲に設けたリブ部と，該リブ部の外周に設け
たシール部とよりなるフィルタであって，上記濾過部
は，原料繊維と接着ファイバーとの混合物を加熱成形す
ることにより熱融着されており，かつ上記リブ部は上記
シール部よりも高密度であり，上記濾過部，リブ部及び
シール部は一体成形されていることを特徴とするフィル
タである。上記フィルタの詳細は，上述の製造方法と同
様である。

【００２５】また，上記原料繊維及び接着ファイバー
は，合成樹脂繊維であり，上記リブ部は上記原料繊維及
び接着ファイバーを加熱溶融することにより，固化され
ていることが好ましい。上述するごとく，上記リブ部を
成形する際の温度は原料繊維及び接着ファイバーの融点
以上の高温において行われることが好ましい。これによ
り，上記リブ部が固化し，硬くなる。よって，上記リブ
部が，フィルタの型くずれ等を防止することができる。

【００２６】なお，上記フィルタは，単独でハウジング
等に組付け，使用することができるが，樹脂性の枠に組
付けて使用してもよい。また，上記シール部のシール性
を高めるために，スポンジ等，別体のシール部材を貼着
してもよい。

【００２７】

【作用及び効果】本発明のフィルタの製造方法において
は，原料繊維と接着ファイバーよりなる濾材中間体を加
熱成形し，フィルタを得る。即ち，繊維が集積されただ
けの綿状の濾材中間体は，加熱成形の際，均一な繊維構
造を有する不織布の状態へと変化する。

【００２８】そして，上記加熱成形は成形型内において
行われるため，上記濾材中間体は不織布に変化すると同
時に，所望の形状へと変化する。それ故，上記製造方法
によれば，濾過部全体が被濾過流体を十分濾過すること
ができ，濾過性能に優れたフィルタを得ることができ
る。また，上記製造方法は，成形型を用いた加熱成形と
いう容易な方法によってフィルタを製造することができ
る。

【００２９】更に，上記製造方法は，原料繊維と接着フ
ァイバーとを，一つの工程で，フィルタへと成形するこ
とができる。よって，手間をかけず，安価にフィルタを
製造することができる。また，上記製造方法によって製
造されたフィルタも同様の優れた作用効果を有する。

【００３０】上記のごとく，本発明によれば，安価に製
造可能であって，かつ濾過性能に優れた，フィルタの製
造方法及びフィルタを提供することができる。

【００３１】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかるフィルタの製造方法につき，図
１〜図５を用いて説明する。図１〜図３に示すごとく，
本例のフィルタ１の製造方法においては，原料繊維１０
１と接着ファイバー１０２とを混合して綿状の濾材中間
体１０（図３）となし，次いで該濾材中間体１０を成形
型２を用いて加熱成形する。これにより，図４に示すご
とく，複数のひだ山１５０より構成されているひだ状の
濾過部１５を成形する。また，上記ひだ状の濾過部１５
を成形すると共に，該濾過部１５の外周にリブ部１５３
とシール部１５４とを，加熱成形により成形する。

【００３２】図１及び図２に示すごとく，上記成形型２
は上型２２と下型２１とよりなり，該上型２２は複数の
ひだ山成形部２２１，リブ部成形部２２２，シール部成
形部２２３により構成されている。一方，上記下型２１
は，得ようとするフィルタ１の下面と同形であるひだ状
のキャビティ２１０を有している。

【００３３】上記ひだ山成形部２２１は，各々独立して
上下に稼動可能であり，濾過部１５におけるひだ山１５
０を一山毎に成形可能である。また，上記リブ部成形部
２２２，つば部成形部２２３は，上記ひだ山成形部２２
１とは独立して稼動可能に構成されており，該ひだ山成
形部２２１の外周に設けてある。なお，同図において，
符号２４はプレス機，２３はプレス台である。

【００３４】以下に上記製造方法を詳説する。図３に示
すごとく，まず，原料繊維１０１と接着ファイバー１０
２とを混合してなる混合層１１，１２，１３を，エアー
レイド法によりカード上に積層する。

【００３５】上記混合層１１は，原料繊維１０１である
太さ１．５デニールのポリエステル４０％（重量％，以
下同じ），２デニールのポリエステル３０％，接着ファ
イバー１０２である４デニールのポリエステル３０％よ
り構成されている。なお，上記接着ファイバー１０２は
太さ２デニールのポリエステルの表面を変性ポリエステ
ルによってコーティングした繊維である。そして，上記
原料繊維１０１及び接着ファイバー１０２のカードへの
単位面積当たりの供給量は，８０〜３００ｇ／ｍ² であ
る。

【００３６】上記混合層１２は，原料繊維１０１である
太さ２デニールのポリエステル７０％，接着ファイバー
１０２である４デニールのポリエステル３０％よりな
る。なお，両者のカードへの供給量は，４０〜１５０ｇ
／ｍ² である。上記混合層１３は，原料繊維１０１であ
る太さ２デニールのポリエステル２０％，６デニールの
ポリエステル５０％，接着ファイバー１０２である４デ
ニールのポリエステル３０％である。なお，両者のカー
ドへの供給量は，２５〜１００ｇ／ｍ² である。

【００３７】次に，積層した混合層１１，１２，１３に
対し，鉤状の金属針２９を用いてニードルパンチによる
繊維結合工程を施し，濾材中間体１０とする。ここで，
上記混合層１１，１２，１３に対するベネ数（針の密
度）は，３５〜６０本／ｃｍ²とした。

【００３８】次に，図１及び図２に示すごとく，上記濾
材中間体１０を加熱成形する。即ち，まず，上記濾材中
間体１０を，混合層１３が最下層となるように，下型２
１の上に配置する。次いで，上型２２における複数のひ
だ山成形部２２１を，図２の矢線に示すごとく左端より
右端まで，順次下方に押し下げ，接着ファイバー表面の
低融点樹脂のみの融点以上の加熱雰囲気中において，濾
材中間体１０をプレスする。

【００３９】これにより，接着ファイバー１０２の表面
の低融点樹脂が溶融し，原料繊維１０１及び接着ファイ
バー１０２が相互に結合され，不織布状となる。同時
に，下型２１のキャビティ２１０の形状に沿って，上記
濾材中間体１０が変形し，濾過部１５が成形される。

【００４０】その後，リブ部成形部２２２を押し下げ，
上記濾過部１５の外周をフィルタ１全体の中で最も薄く
なるまでプレスし，リブ部１５３を成形する。最後に，
シール部成形部２２３を押し下げ，濾過部１５より薄
く，リブ部１５３より厚くなるようプレスし，上記リブ
部１５３の外周にシール部１５４を成形する。

【００４１】上記リブ部１５３を成形する際の成形温度
は，ポリエステルの融点である２５０℃程度の温度雰囲
気において加熱する。また，シール部１５４の密度は，
濾過部１５の密度の１〜５倍となるよう，成形時の厚さ
寸法を濾過部１５の１〜１／５にし，温度は接着ファイ
バーの表面の変性ポリエステルの融点である１２０℃程
度の温度に加熱する。以上により，濾過部１５と共にリ
ブ部１５３，シール部１５４を成形し，フィルタ１を得
る。

【００４２】次に，上記製造方法により得られたフィル
タ１を，図４，図５に示す。上記フィルタ１は，複数の
ひだ山１５０により構成されたひだ状の濾過部１５と，
該濾過部１５の外周に設けたリブ部１５３と，該リブ部
１５３の外周に設けたシール部１５４より構成されてい
る。

【００４３】上記濾過部１５，リブ部１５３及びシール
部１５４は，互いに熱融着されている原料繊維１０１及
び接着ファイバー１０２より構成されている。また，上
記リブ部１５３は上記シール部１５４よりも高密度であ
り，上記濾過部１５０，リブ部１５３及びシール部１５
４は一体成形されている。

【００４４】また，上記リブ部１５３は硬度が高く，フ
ィルタ１の外形を保持している。また，上記シール部１
５４は弾力性を有し，フィルタ１を相手材に取付ける場
合，相手材と当接する部分となる。なお，上記フィルタ
１における被濾過流体の濾過は，上記ひだ山１５０の下
方から，上方に向けて被濾過流体を通過させることによ
り行う。

【００４５】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例のフィルタ１の製造方法においては，原料繊維
１０１と接着ファイバー１０２とは，加熱成形の際，互
いに融着し，綿状の濾材中間体１０から，均一な繊維構
造を有する不織布の状態へと変化する。そして，上記加
熱成形は，成形型２のキャビティ２１０内において行わ
れるため，部分的に繊維構造が疎密である部位が形成さ
れることなく，濾材中間体１０はフィルタ１へと成形さ
れる。よって，上記製造方法によれば，濾過部１５にお
ける全てのひだ山１５０の全面が，被濾過流体を濾過可
能な，フィルタ１を製造することができる。

【００４６】また，上記製造方法によれば，成形型２を
用いた加熱成形という容易な方法によってフィルタ１を
製造することができる。更に，上記製造方法は，原料繊
維１０１と接着ファイバー１０２を，一つの工程で，フ
ィルタ１へと成形することができる。よって，手間をか
けず，安価にフィルタ１を製造することができる。

【００４７】また，上記濾材中間体１０は，使用した濾
材繊維１０１の太さの順に混合層１１，１２，１３を積
層することによりなる。従って，上記濾材中間体１０よ
り成形されたフィルタ１は，濾過部１５において密度勾
配を有する。これにより，上記濾過部１５を被濾過流体
が通過するに当たって，最初は粗く，最後は細かく，と
いう濾過作用を受ける。このため，フィルタ１の濾過性
能が向上する。

【００４８】また，本例の濾過部１５におけるひだ山１
５０は，端部から順に一つづつ成形されている。よっ
て，成形に伴う濾過部１５の薄肉化が防止され，濾過性
能に優れたフィルタ１を得ることができる。

【００４９】また，成形型２における上記リブ部成形部
２２２及びシール部成形部２２３は，ひだ山成形部２２
１とは別体として構成されている。このため，フィルタ
１を成形するに当たり，成形後の密度及び成形時の温度
を濾過部１５，リブ部１５３，シール部１５４において
容易に違えることができる。

【００５０】そして，上述のごとく濾過部１５，リブ部
１５３，シール部１５４においては，それぞれ異なる密
度を有し，また，それぞれ異なる温度によって成形され
ている。よって，リブ部は高い硬度を持ち，フィルタ１
の形状を保持可能となる。また，シール部１５４は高い
弾力性を有し，フィルタ１を相手材に組付けた際，相手
材との間を完全にシールすることができる。なお，上記
製造方法によって製造されたフィルタ１は，上述と同様
に，安価に製造可能であって，かつ濾過性能に優れてい
る。

【００５１】従って，本例によれば，安価に製造可能で
あって，かつ濾過性能に優れた，フィルタの製造方法及
びフィルタを提供することができる。

【００５２】実施例２ 本例は，図６に示すごとく，濾材中間体１０を加熱成形
し，ひだ状の濾過部１５を成形するに当たり，中央のひ
だ山より，両端のひだ山へと順次成形するフィルタの製
造方法を示すものである。即ち，上記濾材中間体１０
を，前記実施例１の図３における混合層１３が最下層と
なるように，下型２１に配置する。次いで，上型２２に
おけるひだ山成形部２２１を，図６の矢線に示すごと
く，中央より両端まで順次下方に押し下げ，加熱しなが
ら濾材中間体１０をプレスする。

【００５３】これにより，上記濾材中間体１０におい
て，まず，中央のひだ山が成形され，次いで該中央のひ
だ山と隣接するひだ山が成形され，最後に最も端部のひ
だ山が成形され，濾過部１５となる。その他は，実施例
１と同様である。

【００５４】本例のフィルタの製造方法においては，成
形スピードが速くなるという効果を有する。その他は実
施例１と同様の作用効果を有する。

【００５５】なお，上記実施例では，接着ファイバーと
して繊維の表面に低融点の樹脂をコーティングしたもの
を使用したが全てを低融点樹脂にしたものや，原料繊維
と低融点樹脂を半分ずつ結合したもの等を使っても，同
様なことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，フィルタの成形型の説明
図。

【図２】実施例１における，フィルタの成形方法の説明
図。

【図３】実施例１における，濾材中間体の説明図。

【図４】実施例１における，フィルタの斜視図。

【図５】実施例１における，フィルタにおけるリブ部及
びシール部の断面説明図。

【図６】実施例２における，フィルタの成形方法の説明
図。

【符号の説明】

１．．．フィルタ， １０．．．濾材中間体， １０１．．．原料繊維， １０２．．．接着ファイバー， １１，１２，１３．．．混合層， １５．．．濾過部， １５０．．．ひだ山， １５３．．．リブ部， １５４．．．シール部， ２．．．成形型，

フロントページの続き (72)発明者 高垣 孝成 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料繊維と接着ファイバーとを混合して
   綿状の濾材中間体となし，次いで該濾材中間体を成形型
   を用いて加熱成形することにより，複数のひだ山より構
   成されてなるひだ状の濾過部を成形することを特徴とす
   るフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記接着ファイバー
   は，表面にのみ低融点樹脂をコーティングした構造であ
   ることを特徴とするフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記濾材中間
   体は，上記原料繊維と接着ファイバーとを混合してなる
   混合層を複数層積層してなり，かつ上記各混合層は，互
   いに異なる太さの原料繊維を用いており，また，上記濾
   材中間体には，上記加熱成形前に繊維結合工程を施すこ
   とを特徴とするフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
   上記ひだ状の濾過部は，中央又は端部のひだ山より順次
   成形していくことを特徴とするフィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
   上記ひだ状の濾過部を成形すると共に，該濾過部の外周
   にリブ部とシール部とを成形することを特徴とするフィ
   ルタの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５において，上記リブ部は上記シ
   ール部よりも高密度であることを特徴とするフィルタの
   製造方法
7. 【請求項７】 複数のひだ山より構成されてなるひだ状
   の濾過部と，その周囲に設けたリブ部と，該リブ部の外
   周に設けたシール部とよりなるフィルタであって，上記
   濾過部は，原料繊維と接着ファイバーとの混合物を加熱
   成形することにより熱融着されており，かつ上記リブ部
   は上記シール部よりも高密度であり，更に，上記濾過
   部，リブ部及びシール部は一体成形されていることを特
   徴とするフィルタ。
8. 【請求項８】 請求項７において，上記原料繊維及び接
   着ファイバーは，合成樹脂繊維であり，上記リブ部は上
   記原料繊維及び接着ファイバーを加熱溶融することによ
   り，固化されていることを特徴とするフィルタ。