JPS62279817A - エア−フイルタ− - 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】 イ　発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、自動車のエアークリーナー、空調用のエアー
フィルター、電気掃除機用のバックフィルター、その他
各種の空気清浄機に使用されるエアーフィルターに関す
るものである。

従来の技術とその問題点 従来よりエアーフィルターとしては、空気流入側から空
気流出側に向って粗から密へと密度勾配を有する２〜３
層の繊維構造物が主として使用されている。

この密度勾配型のエアーフィルターにおいて、濾過精度
や濾過効率を向上させるためにはその密層が重要な層と
なり、この′！！：層の構成繊維を細くして比較的厚い
層としたり、または樹脂含浸量を多くしたりして繊維間
隙を細孔化することが行なわれているのである。

この結果、フィルター全体の厚みが必要以上に大きくな
ったり、通気抵抗が増加することは避けられない欠点と
なっていたのである。

この欠点を解決するために、つまり密層の厚みをなるべ
く小さくしたり通気抵抗を下げるために、種々なる提案
がなされているが、未だ満足すべき製品は開発されてい
ない現状となっている。

例えばこの密層として、濾紙を用いることやスパンポン
ド型不織布を使用することなどが試みられているものの
、その濾過効率やダスト保持量などの点で充分とは言え
ず、またダスト払い落しによる再生性が低いなどの問題
点を有するものとなるのである。

本発明はこの問題点を解決するためになされたもので、
濾過効率が高く、しかも通気抵抗が小さくダスト保持量
や再生性にもすぐれているというエアーフィルターを提
供しようとするものである。

口　発明の構成 本発明の構成は、粗層から密層へと密度勾配を有するよ
うに少なくとも２層以上からなる繊維構造物シートであ
って、前記密層が繊維目付２０〜Ｌ　Ｑ　Ｏｇ　／　ｍ
’で２０用以下ノｔａｌｌｌ径を有する捲縮のない合成
繊維を主体とし接着用Ｆｉａ維或いは接着用樹脂を併用
して構成すれ、かつ見掛は密度が０．３　ｇ　／　ｃｍ
以下となる様に形成された湿式不織布からなることを特
徴とするエアーフィルター、を要旨とするものである。

問題点を解決するための手段 ポリエステル繊維などの捲縮のない合成繊維でその繊維
径が２０用以下のものを主体とする湿式不織布であって
、Ｈ１ｉ維目付が２０〜１００ｇ／ｍ２で全体の見掛は
密度が０．３　ｇ　／　ｃｔａ以下のものを密層として
使用すると、通気抵抗が小さく濾過効率やダスト保持量
も高く、しかも再生性にもすぐれたエアーフィルターが
得られることを見い出したのである。

なお、本発明における湿式不織布とは短ｍａを均一に水
に分散させたスラリーを抄造し乾燥して得られるもので
あって、重量・厚みを適宜に選択すれば、繊維の１本１
本が均一に分散しているため、非常に均一な構造となり
、濾過精度や濾過効率の点で極めて有効なものとなるの
である。

本発明はこの様な均一な構造が得られる湿式不織布をエ
アーフィルターの密層に用１．）たものである。

本発明の密層に使用する合成繊維は、例えばポリエステ
ル、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリプロピレン等
の合成ｌ＆雄が使用でき、これらを単独で用いても良い
し、２種以上を併用しても良いものである。

この合成繊維は捲縮のないことが要求され、捲縮がある
と密になりにくく、かつ不均一となるため本発明の目的
が達成できないのである。

この合成繊維の太さとしては２０ＪＬ以下の繊維径を有
するものであり、この繊維径が２０ｇをこえるものでは
均一な分布であっても繊維間隙が大きくなり過ぎるため
、フィルターの密面としては濾過効率が低下するので好
ましくないのである。本発明では目的・用途によりこの
範囲の太さのものを適宜選択してやれば良いが、より好
ましくは２〜１５牌のもので、例えば、自動車（エンジ
ン用）のエアークリーナー用としてほこの繊維径が５〜
１０ルのものが好適な結果を得るものとなる。

また、この合成繊維の長さは湿式法で抄造できる長さで
あれば良く、通常３〜２０ｍｍ好ましくは５〜ＬＯｍｍ
が適切なものとなっている。

この合成繊維を主体とする湿式不織布に、必要ニ応じて
レーヨン、バルブなどその他の繊維を適宜混入しても良
く、全体の繊維構成目付が２０〜１００　ｇ　／　ｍの
範囲となる様にこの密層を形成するのである。

この密層の繊維目付が２０ｇ／ｍ２未満であれば繊維間
隙が大となり濾過効率が低下するし、一方１００　ｇ／
ｍ２をこえると圧損が大きくなり、エアーフィルターと
して好ましくないのである。

この目付量によって密層の厚みが左右され、目的・用途
に応じて上記範囲内から選定するのであるが、自動車の
エアークリーナー用としては３０〜５０ｇ／ｍ２の繊維
目付が好適なものとなっている。

なお、目付が増加すると当然に通気性が低下し、例えば
６０ｇ／ｍ２のものを圧力差１２．７ｍｍＡｑでその通
気性を測定すると７６　ｃｃ／　ａｍ／秒となり、８０
　ｇ　／　ｍの目付のものでは同じ〈通気性が６１　ｃ
ｃ／　ｃＩｌｌＩ／秒に低下するのである。

本発明における密層のＲ離間結合のためには、接着用繊
維を湿式抄造時に併用するか、接着用樹脂を抄造後に含
浸するか或いは抄造時に内添併用したりして、配合する
のである。

この接着用繊維を配合する場合、その太さや長さは、主
体となる合成ｒａｍと同様なものを用いることが本発明
の目的を達成するために望ましいものである。

また、接着用樹脂を併用する場合は、この樹脂の使用量
は固形分で５〜１００　ｇ　／　ｍの範囲が好ましく、
特に８〜２０　ｇ／　ｍが好適なものとなっている。

以上の様にして構成される湿式不織布の見掛は密度が、
０．３　ｇ　／ｃ＝以下であることが必要となるのであ
る。

この見掛は密度が０．３ｇ／ｃ♂をこえる場合は、ち密
になり過ぎて通気抵抗が大きくなり、本発明の目的が達
成されないのである。

この見掛は密度のｖＲ節は湿式抄造後の加熱加圧の加減
により行なわれるものである。

この密層の見掛は密度があまり低くなり過ぎるとフィル
ターとしての効果が低下することは熱論であり、したが
って、この密層の適切な見掛は密度は０．０７〜０．２
　ｇ　／　ｃ＋＋＋位であって、本発明における見掛は
密度０．３　ｇ　／　ｃｍ以下というのは、エアーフィ
ルターにおけるＶ、層としてのち密な層でありながらそ
の見掛は密度がこの限定範囲をこえてはならないという
事を意味しているのである。

この様な条件よりなる密層を、粗層と一体化したものが
本発明エアーフィルターであり、この粗層と一体化する
手段としては、ニードルパンチ方式、含浸樹脂や繊維接
着による不連続接着方式、熱可塑性樹脂粉末や粗層中の
接着繊維による点接着方式、などの各種の方法があげら
れ、目的曝用途により適宜選んでやればよいものである
。

なお、この粗層としては１〜２層が好ましく、１層の場
合でも、例えば太さ１０〜５０゜の合成Ｆ１３雄よりな
る２０〜２００　ｇ／ｍ２の繊維層を作って、適宜の密
度勾配をもたせる様に公知の種々の方法により形成する
ことが望まし！／１ものである。

作用 本発明は以上の様な構成であり、捲縮のない均一な太さ
の合成繊維を主体として、湿式法で形成された湿式不織
布を′ｊＥ層とするものであり、しかも含浸樹脂量は比
較的少なく構成されるためこの密層のｉａａ間隙は細孔
化されかつ均一になり厚みも比較的薄く形成されるので
ある。　また、この密層の見掛は密度が０．３ｇ／ｃｍ
’以下となっているため通気抵抗が小さくなるのである
。

これらの作用が相乗的に働いて、濾過精度や濾過効率の
向上、ダスト保持量の増加、圧力損ノド　ｔ　　・７．
１Ｍ　七ｔ　　＋ｆｒ　　Ｉ　　　Ｍ　　龜×）−１し
　　　　ｋｌ’　　Ｗ　　　Ｌ　　＋１−　１．％　　
二：　　戟＠　　Ｌ”　　　ヒ るすぐれた再生性などの種々なる顕著な効果が達成され
るのである。

実施例１ 粗層として次の如き外部層と中間層の２層のウェブをニ
ードルパンチによって絡合させたものを作成した。

外部層 ポリエステル繊維（６ｄ）　　　　　　５０％ポリエス
テル繊維（３ｄ）　　　　　　３　Ｑ％ポリエステル系
着磁繊維（４ｄ）　　　２０％中間層 ポリエステル繊維（３ｄ）　　　　　　２０％ポリエス
テル廠！ａ（ｌｄ）　　　　　　３０％ポリエステル系
接着磁維（４ｄ）　　５０％この中間層側の表面に、次
の密層を積層して熱ロール間で適度の熱加圧を加えて接
合一体化させた。

密層 太さ０．５　ｄ　（ＦＪＪＩｎ径７鉢）、長さ１０ｍｍ
のポリエステル繊維を使用し、４０　ｚ　／　ｍの目付
のシートとなる様に湿式法にて抄造し、これに接着用樹
脂（アクリル系）をｌ　Ｏｇ　／　ｍ　（固形分）に含
浸させ、厚み０．４ｍｍで見掛は密度０．１ｇ／ｃｌ１
１とした湿式不織布。

この粗層と密層を一体化したものに、さらに全層の結合
の補充と硬さく剛性）付与のために、１５ｇ／ｍ２の樹
脂含浸を行ない、厚み２，３■、重量２１５　ｇ／ｍ２
の本発明エアーフィルターを得た。

また、従来技術のエアーフィルターとして下記のものを
作成した。

粗層 外部層 ホ’Ｊ　ニス７　ｋ　ｔＪｌ　ｍ　（３ｄ）　１００％
　　　５０ｇ／ｍ’中間層 ホ’）　ｘ　ステＪｌｚｌａｍ　（３ｄ）　５０％　　
　２５ｇ／ｍ２レーヨン繊維　（１，５ｄ）　　５１１
１４　　２５ｇ／ｍ２密層 レーヨン繊維　（ｔ、５ｄ）　１（１０鴬　　　５Ｃ１
ｇ／ｌこの繊維合計１５０　ｇ　／　ｍよりなるウェブ
をニードルパンチにより絡合し１００　ｇ／ｍ２の樹脂
含浸を行ない、厚み３．５　Ｉｌｍで重量２５０　ｇ／
ｍ２の従来フィルターを得た。

上記２種類のフィルターについて以下の様なダスト負荷
試験、エアー吹付は再生性テストを行なった。

ダスト負荷試験 ＪＩＳ　　Ｄ−１６１２（エアークリーナーテスト方法
）による、有効癌過面積５３０Ｃ♂の平板試験 ダストの種類と量　ＪＩＳ８種　１　ｇ　／　ｍ風速　
　　　　　　４０ｃｍ／秒 増加通気抵抗　　　３００　ｍｍＡｑとなるまでライフ
する。（１外守９ エアー吹゛付は再生性テスト （ダストの払い落しによる復元性） ダスト負荷試験により通気抵抗が３００　ｍｍＡｑ増加
する毎に、フィルター面より５０ｍｍの高さから直径Ｉ
Ｉのノズルより５Ｋｇ／ｃ♂の加圧空気を吹き付け。

密面側→粗面側→宅面側→粗面側 と交互に各々２回づつダストの飛散がなくなるまで均一
に吹き付けた。このダスト払ｌ／）落し後のサンプルに
より再度ダスト負荷試験を行なった。

この繰返えしによる濾過性能の低下から再生性を評価し
た。

このダスト負荷試験と再生性テストの結果を第１表〜第
４表に示す。

但し、表中のｐは初期通気抵抗（ｍｍＡｑ）、ηは２ｇ
／　１００ｃｍ’の負荷時の初期濾過効率（％）、ηＦ
はフルライフ（通気抵抗が３００１８ｍＡｑ増加した時
点）までの平均濾過効率（％）、ＤＨＣはダスト保持量
（ｇ　／　１ＱＯｃよ）、をそれぞれ示している。

第１表（初回の負荷試験結果） 第２表（２回目の負荷試験結果） 第３表（３回目の負荷試験結果） 第４表（再生回数によるＤＨＣの変化）以上の表より４
本発明フィルターは濾過効率においては従来の分厚いフ
ィルターと同等程度の高い値が得られ、通気抵抗つまり
圧力損失は従来フィルターに比べてかなり小さくなって
おり、しかもこの圧力損失の優秀性は再生による低下も
きわめて少なくこの点で従来フィルターと大きな差異を
有するものとなっている。またダスト保持性も初回にお
いては分厚い従来フィルターと同等であり、しかも再生
を重ねて行ってもその保持量の低下は少なく、従来フィ
ルターでは再生する毎に大きく低下していることが認め
られるのである。

実施例２ 粗層として、ボ１，１　ｘ、ステＡｙｔｌｉ＆！（３ｄ
）　１００％からなるウェブとポリエステルＦａ維（２
ｄ）１００％からなるウェブの２層構造とし、この２層
間を部分融着（面積比で６％を接着）させ、３０ｇ／ｍ
２の目付のものを作成した。

この粗層に、実施例１と同じ湿式不織布を密層として用
い、熱可塑性粉末にて両者を貼゛Ｊ合せ、厚み０．８３
　■、重量１３０　ｇ／ｍ２の本発明フィルターを得た
。

一方、従来フィルターとしてコツトンリンターバルブと
接着剤よりなる濾紙タイプの重訳エアークリーナーで厚
さ０．８２　ｍｍ、重量１７４ｇ／ｍのものを準備した
。

上記の２種類のフィルターにて、実施例１と同じダスト
負荷試験を２０ｃ＋ｓ／分の風速で行ない同様に再生し
ながら行なった。

この結果を第５表〜第７表に示す。

なお、表中の記号や単位等は実施例１と同じである。

第６表（２回目の負荷試験結果） 第７表（３回目の負荷試験結果） これらの表より、本発明フィルターは、重版の濾紙タイ
プのエアークリーナーと同じ厚みのものでその重量は小
さくなっているにもかかわらず、すぐれた濾過効率を有
し、しかも圧力損失は小さくかつダスト保持量は大きく
なってり）るのである。

また再生性において本発明フィルターは、その圧力損失
の増大はほとんどなく、ダスト保持量の低下は僅かであ
り、非常にすぐれた再生性も÷−１−１手−小しｔ−−
イ１へス一し清（１〃冶ら台スのである。

ハ　発明の効果 本発明は以上の様なものであり、密層として均一な繊維
間隙を有する湿式不織布を使用することにより、厚みや
樹脂含浸量を増加することなく、したがって通気抵抗を
上げることなく、またコスト的にも有利なものとしなが
ら、濾過精度や濾過効率の非常にすぐれたエアーフィル
ターとなっているものであり、しかもダスト保持量や再
生性もきわめて優秀であるなど、種々なる顕著な効果を
有し、自動車用のエアークリーナー、空調用のエアーフ
ィルター、その他各種の空気清浄用フィルターとして非
常にすぐれた有用性を発揮するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粗層から密層へと密度勾配を有する様に少なくとも
   ２層以上からなる繊維構造物シ ートであって、前記密層が繊維目付２０〜 １００ｇ／ｍ＾２で２０μ以下の繊維径を有する捲縮の
   ない合成繊維を主体とし接着用繊 維或いは接着用樹脂を併用して構成され、 かつ見掛け密度が０．３ｇ／ｃｍ＾３以下となる様に形
   成された湿式不織布からなることを特 徴とするエアーフィルター。