JPS6038171B2 - 内燃機関用エアクリ−ナ濾材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として内燃機関に送り込む空気を炉過するた
めのェアクリーナ炉材の改良に関するのである。

従来、この種の内燃機関用ェアフィルター炉村としては
、【１１湿式抄紙法によるレーヨン、コットン、木材バ
ルブ等を原料とする炉紙、■合成樹脂発泡体、｛３｝前
記炉紙ならびに発泡体にオイルを含浸せしめたもの、■
合成繊維不織布を使用したもの、就中、清浄効果を良く
するために炉材の密度を外気流入側を粗にし、外気流出
側を密にした乾式接着剤浸簿タイプの密度勾配型不織布
炉材等が用いられている。

しかし前記湿式抄紙法による炉紙は表面炉過タイプのた
め炉過面積を大きくしなければならない外、寿命の短か
し、欠点があり、合成樹脂発泡体はその気孔径、空隙率
のバラッキが大きく、しかも清浄効果において今１つと
いう難があり、更にオイルを含浸せしめたものは、オイ
ルを含浸するためオイルによる通気抵抗上昇を防ぐため
気孔径の大きい、しかも空隙率の大なる材料を使用する
必要があり、そのため清浄効果を変化させるという欠点
を有している。

又、合成繊維不織布使用の前記炉材は単一の密度を有す
る不織布の炉村に比してダスト保持量を増加する利点は
あるにしても粗なる層と密なる層との差異はこれら不織
布を構成する繊維材料の太さとの差と、これに伴なつて
両層を接着する接着剤が粗層側に少なく、密層側に多く
なるため粗層の個々の空隙が可成り大きくなり、従って
送り込まれる塵挨に含まれる塵挨等のうち微細な塵は直
接、粗層を通り越して密層に到達して通気抵抗を増加さ
せ、結果としてダスト保持量を抑制する傾向となる。し
かしこれを防ぐべく粗層の繊維を必要以上に細くするこ
とは繊維それ自体による通気抵抗の増大を招釆し、更に
相層に付層する接着剤の付着量が増加して、通気抵抗を
更に著しく増大させ、その結果、ダスト保持量の増加を
望むことができない等から好ましくない、従来タイプの
炉材では清浄効率及びダスト保持量の特性を充分満足さ
せるに至らなかった。

特に昨今の自動車公害の規制強化に伴なり排気ガス対策
として要求空気量がますます大きくなり、一方、自動車
の居住性を重視して機器を収容するエンジンルームは次
第に小型化して来ている。従って、この小型化したエン
ジンルームに新たに排ガス対策用機器に収容しなければ
ならないためヱアクリーナの炉過面積を大きくとること
が出来ないのみならず、従来以上にコンパクトなものが
要求される。そのため炉過面積の小さなェアクリーナで
高風量を処理しなければならず、ェアクリーナ用炉材の
通過風速が非常に大きくなって、従来からのェアクリー
ナ用炉材では通気抵抗が増加し、清浄効率の低下、ダス
ト保持量の低下が顕著となり、今後のェアクリーナ用炉
材としての対応が難かしくなって来た。本発明は上記の
如き実状に鑑み、昨今の排気ガス対策用ェアフィルタ−
として好適であり、ダスト保持量が充分に大きく清浄効
率の高い内燃機関用ヱアクリーナ炉材を提供するもので
あり、繊維の種類、太さ、長さを適宜組み合わせて繊維
間空隙を異ならしめた繊維層を数層糠層した多層構造体
よりなる病材において、合成ゴム、合成樹脂等の接着剤
中に浸薄乾燥後、外気流出側の密なる密度を有する層面
に泡径０．１〜１０仏の泡状の合成ゴム若しくは合成樹
脂ェマルジョンを塗布し、熱的、機械的あるいは化学的
処理により泡粒の一部を破壊して繊維間隙に合成ゴム若
しくは合成樹脂の立体的くもの巣架橋構造を形成せしめ
たことを特徴とする。

以下、更に上記本発明ェアクリーナ炉材の構成の詳細に
ついて説明する。

先ず、本発明におけるェアクリーナ炉材の基材構成は繊
維の種類、太さ、長さを適宜組み合わせて繊維間空隙を
異ならしめた繊維層の２層又はそれ以上を積層せしめる
ことによって作られる。

便用される繊維はナイロン、ポリエステル繊維、ポリプ
ロピレン繊維の如き合成繊維の外、他の化学繊維、天然
繊維の何れでも可能であるが、合成繊維を用いることが
好ましく、通常使用される。第１図は前記本発明におけ
るェアクリーナ炉材の１つの基本構成を示す例であり、
外気流入側の紙層１、外気流出例の密層２、及びその中
間に配層された中間層３の３層から構成されている。こ
れら３層１，２，３は前記の密度勾配を形成して公知の
ニードリング手段によりエードルパンチが施こされ、互
いに各層の構成繊維が絡着されて一体の密度勾配型多層
構造体に形成されている。４は本発明炉材において重要
な特徴をなす合成樹脂による層であり、前記構造体を合
成樹脂、合成ゴム等、通常の接着剤中に浸糟乾燥した後
、外気流出側の密度の大なる層２面に曳糸性に富む合成
ゴム若しくは合成樹脂ェマルジョンを泡状にして塗布す
ることによって形成される。

この場合、泡状の合成ゴム若しくは合成樹脂ェマルジョ
ンは泡径が０．１〜１０仏のものであることが好適であ
り、これらは塗布されることによってその後の処理、即
ち熱的、又は機械的あるいは化学的な手段により泡状被
膜の泡粒の一部を破壊して構成繊維の間隙間に第３図口
に拡大図示した如く立体的くもの巣状の架橋構造を作る
。この場合、架橋構造を形成する樹脂の径は繊維の径に
比較して非常に細く、従って圧力損失の増加は頗る小で
ある。

使用される泡状合成樹脂としてはアクリル酸ェステル、
ポリウレタンの如き熱可塑性合成樹脂の発泡ェマルジョ
ンが挙げられる。第２図は前記の如き粗層１、密層２及
び中間層３から構成され、密層２の表面に立体的くもの
巣状樹脂被膜４を有する炉材を絡着一体化して作成する
工程を図示したものであり、先ず、前記各層１，２，３
を積層し（イ図参照）次いで前記各層を外気流出側の密
層２側より粗層１の方に向けてニードル５でパンチング
を行なっている。

（口図参照）ニードルパンチングは通常のパンチング手
法が採用され、実施されるが、一般的には針密度が、１
０〜８０本／仇、針深さが７〜１７側程度で行なう。こ
のニードルパンチングにより各層は絡着され各層間の剥
離現象が防止されるが、同時に構成繊維が外気流入側に
向って一部配列を変えることになり、接着剤の付着によ
り外気流入圧力に対する変形抵抗が大きくなり、ダスト
負荷時の圧力損失上昇による各層の圧力変形が小なくな
る。即ち、ダスト保持容積が風圧に対して何ら少なくな
らないという有利さをもっている。前記の如く絡着一体
化した密度勾配型多層構造体は次に合成ゴム、合成樹脂
等の公知の接着剤中に浸潰され、熱処理乾燥される。

（ハ図参照）そして、更にこの乾燥された構造体に体し
、本発明の特徴である泡状合成樹脂等による被膜形成が
施され、ニ図の如く密層２の表面に泡粒の一部破壊によ
る立体的くもの巣状被膜４を形成する。第３図は従来の
ェアクリーナ炉材と本発明のくもの巣状被膜形成炉材と
の構成を拡大図示しており、従来の炉材が交絡せろ紙維
の交絡部分６を主として接着剤が付着され、繊維間空隙
７が比較的大であるのに対して、本発明の場合には更に
その繊維間空隙７に泡状合成樹脂等による立体的くもの
巣状架橋４が形成され、繊維間空隙を実質的に小ならし
めていることを示している。第４図は更に従来の浸債式
密度勾配型沢材と本発明による炉材との間の空隙率を対
比した場合で、従釆の炉村ではイ図の如く粗層より漸次
、密層に至るに従い空隙が減少するが、本発明による炉
材では口図の如く外気流入側の相層及び中間の空隙率が
大きくなり、従ってダスト保持量が従来の炉村より極め
て大きくなることが図示されている。

以上のように本発明炉村の構成においては相層、中間の
空隙率の増大、更に細い繊維を使用することによって繊
維空隙の細密化によってもたらされるダスト保持量の増
加、ニードルパンチングによる対風圧容量の不変に基づ
くダスト保持量の増加等と共に、更に泡状合成樹脂によ
る〈もの巣状被膜によってもたらされる微細塵挨の捕集
及び圧力損失の増加の減少等により極めて高性能の、か
つ高風遠、コンパクトタイプに適した内燃機関用ェァク
リーナ炉材を得ることが出来る。

次に本発明の具体的な実施の態様を実施例により示す。

勿論、本発明はかンる実施例によって限定されるもので
はないことは当然である。実施例 １ 槌層、中間、密層の３層のゥェプを夫々次の如く繊維構
成により作成した。

次に前記積層された３層を密層から４戊蚤ニードルで針
密度４止本／の、針深さ１５肋の条件でニードルパンチ
ングを行ない、３層を絡着一体化して、公知の熱可塑性
樹脂ェマルジョンの接着剤中に浸潰し樹脂付着量を４０
タ′あとした。

その後、これをドライヤー内で乾燥処理した後、アクリ
ル酸ェステル発泡ェマルジョンの５倍発泡液を１０タ′
のコーティングし、熱処理を行ない、繊維間にくもの巣
状の架橋を形成した。かくして得られた本発明の炉材は
同様な繊維構成をもつ従来の乾式不織布炉材、炉紙、オ
イル含浸炉紙等の何れのものに比較してもすぐれた特性
を有しており、その比較は第５図及び第６図に示した通
りであった。

これら第５図及び第６図から本発明炉材Ａは乾式不織布
炉村Ｂ、炉紙Ｃ、オイル舎浸炉紙Ｄに対し、高い炉過効
率を維持しながらダスト保持量が大であり、かつ炉過効
率の時間的経過が均一となることが判る。実施例 ２ 多層構造体の基本構成を粗密２層とし、各層の構成を次
の如く作成した。

上記２層のゥェブを糟層した後、４の蚤ニードルを用い
て針密度８０本／地、針深さ７側の条件下においてニー
ドルパンチングを行ない得られた２層の絡着された繊維
構造体を公知の熱可塑性合成樹脂ェマルジョンに浸糟後
、乾燥して樹脂目付量３０タ′でとした後、更にポリウ
レタン系合成樹脂発泡ヱマルジョン５倍発泡液をコーテ
ィングして熱処理を行ない繊維間にくもの巣状の架橋を
形成した。

この時の樹脂目付量は１０夕／めであった。上記の如く
して得られた密度勾配型多層構造体を炉材として使用し
たところ、第５図及び第６図と略同じ傾向を呈し、高炉
過効率を維持しながらダスト保持量が大であり清浄効率
も良好であった。実施例 ３ 多層構造体の基本構成を３層として、各層の構成を次の
如くした。

上記の３層のゥェブを薄層した後、４巧客ニードルを用
いて針密度４０本／地、針深さ１５腿の条件下において
ニードルパンチングを行ない得られた３層の総着された
繊維構造体を公知の熱可鍵性合成樹脂ェマルジョンに浸
糟後、乾燥した樹脂目付量４０夕／〆とした後、更にポ
リウレタン系合成樹脂発泡ェマルジョン５倍発泡液をコ
ーテングした熱処理を行ない繊維間に〈もの巣状の架橋
を形成した。

この時の樹脂目付量は１０タ′めであった。上記の如く
して得られた密度勾配型多層構造体を炉材として使用し
たところ、フィルターライフは乾式不織布炉村と略同等
であったが清浄効率の点に於て格別のすぐれた特性を示
した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明炉材の構成の１例を示す部分説明図、第
２図イ〜二は前記炉材の構成を形成する順次工程図、第
３図は炉材の拡大図でイは従来の型の場合、口は本発明
の場合である。 第４図イ，口は従来の炉材と本発明炉村の空隙割合を示
す説明図でイは従来のもの、口は本発明の場合を示す。
第５図及び第６図は本発明炉材と従来の各種炉材との性
能比較グラフであり、第５図はダスト供給量に対する増
加通気抵抗を、又第６図は清浄効率を夫々示す図である
。１・・・・・・外気流入側の粗層、２・・・・・・外
気流出側の密なる層、３・…・・中間層、４……〈もの
巣状樹脂層。 髪′函 髪６図 孝２図 髪３図 髪ょ図 髪づ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維の種類、太さ、長さを適宜組み合わせて繊維間
   の空隙を異にした繊維層の２層１，２又はそれ以上１，
   ２，３を積層せしめた積層体であり、該積層体は外気流
   入側に粗なる密度を有する層１、外気流出側に密なる密
   度を有する層２が配置された密度勾配を形成してニード
   ルパンチングにより互いに各層の構成繊維が絡着された
   一体の密度匂配型多層構造体をなしていて合成ゴム、合
   成樹脂等の接着剤中に浸漬乾燥後、外気流出側の密なる
   密度を有する流出側の密なる密度を有する層２面に泡径
   ０．１〜１０μの泡状の合成ゴム若しくは合成樹脂エマ
   ルジヨンが塗着され、その泡粒の一部は破壊されて繊維
   間隙に合成ゴム若しくは合成樹脂の立体的くもの単状架
   橋構造層４を形成していることを特徴とする内燃機関用
   エアクリーナ濾材。