KR20050103246A - 내연 기관용 부직포 에어 필터 - Google Patents

내연 기관용 부직포 에어 필터 Download PDF

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KR20050103246A
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카즈마로 후지와라
시게미 우에사카
쇼지 니시가와
야스유키 야먀자키
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암빅 가부시키가이샤
긴세이 세이시 가부시키가이샤
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

본 발명은 섬유 길이가 1 내지 10 mm인 폴리에스테르계 결합제 섬유를 주성분으로 하는 복수의 층을 에어레이드 부직포 제조 방법에 의해 형성하여 열 접착한 것이며, 상층측(유체 유입측)이 굵은 섬유로 구성되고, 하층측(유체 유출측)이 가는 섬유로 구성되며, 최종 유체 유출측의 층은 폴리에스테르계 결합제 섬유 100 %로 구성되고, 기본 중량이 100 내지 350 g/m2, 겉보기 밀도가 0.04 g/cm3 내지 0.3 g/cm3, 100 ℃에서 300 시간 후의 건열 수축률이 3 % 이하인 에어레이드 부직포를 포함하는 플리트 형상을 갖고 있으며, 환경 오염이 없고, 먼지 포집 효율이 높으며, 수명이 길고, 얇고 균일한 내연 기관용 부직포 에어 필터에 관한 것이다.

Description

내연 기관용 부직포 에어 필터{Nonwoven Fabric Air Filter for Internal Combustion Engine}
본 발명은 부직포로 구성되고, 고형물을 여과하는 필터재에 관한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면, 자동차 등의 내연 기관의 엔진 흡입부에서 사용하는 공기 취입용 부직포 에어 필터재에 관한 것이다.
일반적으로 내연 기관용 부직포 에어 필터재는 사용시의 강도가 필요하기 때문에 비교적 긴 섬유(예를 들면, 섬유 길이 30 mm 내지 105 mm)를 사용하며, 섬유간의 결합 방법으로서 니들 펀칭 또는 워터 젯에 의해 기계적으로 섬유 교락을 부여하는 방법, 합성 수지 등의 화학계 접착제로 섬유 사이를 결합하는 방법, 또는 결합제 섬유를 혼합하여 열 접착하는 방법 등이 알려져 있다.
본 발명은 짧은 폴리에스테르계 결합제 섬유 단독, 및(또는) 상기 결합제 섬유와 다른 섬유를 혼합한 것을 에어레이드 부직포 제조 방법으로 복수개 적층하여 열 접착한 구조를 갖는 필터재에 관한 것이다.
자동차 등에 사용되는 부직포 에어 필터재는 일반적으로 플리트 형상이 부여된 것이 사용되며, 필터의 겉보기 밀도가 낮다.
플리트 형상을 유지하기 위해, 수지로 보강된 에어 필터(일본 실용신안 공고 (소)57-31938호 공보)나, 결합제 섬유를 사용한 에어 필터(일본 특허 공개 (평)10-180023호 공보) 등이 개시되어 있다.
또한, 특정한 통기도 비율을 갖는 에어레이드법 단섬유 부직포에서, 두께 방향으로 밀도 구배를 갖게 한 에어 필터 용도에 관한 기재(일본 특허 공개 (평)11-81116호 공보)도 있다.
또한, 밀도 구배를 갖는 플리트 필터(일본 특허 공개 (평)11-90135호 공보) 등이 공개되어 있다.
일본 실용신안 공고 (소)57-31938호 공보에서는 복층 섬유층을 니들로 일체화한 후, 수지 가공하여 형태 유지를 도모하고 있지만, 가공시의 수지 및 용제에 의한 환경 오염의 문제, 젖은 부직포의 건조에 많은 열 에너지를 소비한다는 결점이 있다. 또한, 필터 성능면에서도 부착된 수지가 포집 효율에는 기여하지 않고, 단순히 압력 손실을 높이는 결점을 갖고 있다.
또한, 일본 특허 공개 (평)10-180023호 공보에서는 수지를 사용하지 않고, 결합제 섬유를 혼합 사용하고 있기 때문에 환경 오염이나 에너지 손실은 적지만, 니들을 사용하여 각 층을 교락시켜 일체화하고 있기 때문에, 니들 자국에 먼지가 관통하여 필터의 포집 효율을 저하시킨다는 결점을 갖고 있다.
또한, 일본 특허 공개 (평)11-81116호 공보에는 두께 방향으로 밀도 구배를 갖게 한 에어레이드 부직포에 관한 기재가 있지만, 주요 용도는 종이 기저귀, 냅킨, 실금 패드, 와이퍼 등의 흡수성 물품이다. 본문 중에는 필터 용도로도 사용할 수 있다는 기재가 있지만, 필터에 적합한 구체적인 기술 내용이나 작용 효과에 대해서는 일체 언급되어 있지 않고, 전혀 시사도 되어 있지 않다.
또한, 일본 특허 공개 (평)11-90135호 공보는 섬유 직경 구배를 부여한 플리트 필터에 관한 것인데, 앞뒤의 섬유 직경비를 2 내지 20(유체 유출측 섬유 굵기/유입측 섬유 굵기의 비율로 나타내면 0.05 내지 0.5가 됨)으로 규정하고 있어, 본 발명이 의도하는 자동차 에어 클리너의 경우, 여과 대상이 되는 탄소 미세 입자에는 성능이 불충분하여 적용할 수 없다. 또한, 에어레이드 부직포에 관한 기재가 일체 없다.
본 발명은 상기 종래 기술에서는 해결이 곤란한 과제를 배경으로 이루어진 것으로, 제조시에 환경 오염이 없고, 니들 자국이 없으며, 균일성이 크고, 먼지 포집 효율이 높으며, 수명이 길고, 얇고 가벼운 내연 기관용 부직포 에어 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 에어 필터에서의 공극 부피 지수와 DHC와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 3의 에어 필터에서의 DHC 시험 후의 먼지의 침입 상황을 나타내는, 소닉(주) 제조의 현미경 사진(배율 25배)이다.
도 3은 실시예 4의 에어 필터에서의 DHC 시험 후의 먼지의 침입 상황을 나타내는, 소닉(주) 제조의 현미경 사진(배율 25배)이다.
도 4는 비교예 3의 에어 필터에서의 DHC 시험 후의 먼지의 침입 상황을 나타내는, 소닉(주) 제조의 현미경 사진(배율 25배)이다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
본 발명의 에어 필터는 에어레이드 부직포 제조 방법에 의해 형성한다. 즉, 다공질 네트 컨베이어 상에 위치하는 단일 다이 또는 복수 다이의 분출부로부터, 섬유 길이가 1 내지 10 mm인 폴리에스테르계 결합제 섬유를 주성분으로 하는 단섬유를 분출하여 네트 컨베이어 밑면에 배치한 공기 흡입부에서 흡인하면서 네트 컨베이어 위에 섬유층을 형성한다.
이 때, 상층측(유체 유입측)으로부터 하층측(유체 유출측)에 걸쳐, 굵은 섬유층에서부터 가는 섬유층이 되도록 차례로 적층하고, 이 적층된 섬유층을 열 오븐으로 반입하고, 열풍으로 섬유 사이를 결합시켜 부직포로서 일체화시킨다.
섬유량, 분출 조건, 공기 흡입 조건, 열풍 조건 등에 따라 소정의 밀도, 두께로 마무리하여 본 발명의 에어 필터를 얻을 수 있다. 열 오븐에 의해 열 접착할 때의 온도는 사용하는 폴리에스테르계 결합제 섬유의 종류나, 전체적인 기본 중량에 따라 적절하게 선택되지만, 통상적으로 120 내지 200 ℃이고, 더욱 바람직하게는 130 내지 180 ℃이다.
종래부터 알려져 있는 일반적인 건식 부직포 제조 방법, 즉 단섬유의 카딩(carding) 방법, 또는 연속 섬유의 스펀 본딩법 등에 의한 경우, 층을 구성하는 섬유는 거의 면상으로 배열되어 있어 두께 방향으로 배향시키는 것이 곤란하다.
따라서, 본 발명이 의도하는 필터에 사용했을 경우, 압력 손실이 높다는 결점을 갖는다. 니들 펀칭이나 스펀레이싱(spunlacing)과 같은 기계적인 섬유 교락 방법을 가하면 비교적 두께 방향으로 섬유를 바꾸어 배열할 수는 있지만, 니들 또는 스펀레이싱의 수분 줄무늬(water streaks)에 의한 관통 구멍이 남기 때문에 미세한 먼지의 포착 작용이 부족하게 된다.
이에 대하여, 본 발명의 에어 필터는 단섬유를 사용한 에어레이드 부직포 제조 방법에 따른 것이기 때문에, 섬유는 두께 방향으로 배열되기 쉽고, 층간에서 다른 섬유 직경의 섬유끼리 혼합하기도 하여 섬유층간의 섬유 직경 구배가 비교적 연속 경사가 된다.
따라서, 압력 손실이 작고, 먼지에 의한 막힘도 적어져 수명(여과 가능 시간)이 길어지는 데다가, 압력 손실 상승이 적다는 큰 특징을 갖는다. 또한, 이러한 단섬유를 원료 섬유로 하는 에어레이드 부직포 제조 방법에 따르면, 매우 질이 양호한, 즉 균일성이 양호한 필터가 얻어진다는 큰 특징을 갖는다. 균일성은 본 발명이 의도하는 에어 필터의 용도에서 매우 중요하며, 상기한 기존의 건식 부직포에서는 얻어지기 어렵다. 또한, 니들을 사용하고 있지 않기 때문에, 니들 자국에 의한 성능 저하의 문제도 해소된다. 또한, 화학 결합제를 사용하고 있지 않기 때문에, 피막 형성에 의한 압력 손실 상승이나 포집 효율 저하의 폐해가 없고, 환경오염의 우려도 없다.
본 발명에서 사용하는 섬유는 길이가 1 내지 10 mm이다. 10 mm를 초과하는 섬유를 사용하면 부직포로서의 균일성이 얻어지기 어려울 뿐만 아니라, 생산성이 저하되어 바람직하지 않다. 한편, 1 mm 미만에서는 부직포의 강도 저하를 일으킬 뿐만 아니라, 탈락 섬유가 발생하기 쉬워져 바람직하지 않다. 바람직하게는 2 내지 7 mm이고, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 mm이다.
본 발명의 필터재를 주로 구성하는 섬유는 내화학 약품성, 내열성, 내구성, 강도, 경도 등의 특성이 우수한 폴리에스테르계 섬유이며, 특히 열 접착성의 폴리에스테르계 복합 섬유를 주성분으로 하는 것이 바람직하다.
열 접착성의 폴리에스테르계 복합 섬유로서는 코어/셸(core/shell)형이나 사이드 바이 사이드형의 복합 섬유가 바람직하다. 이 경우, 코어 성분 또는 섬유 내층부를 구성하는 중합체로서는 셸보다 융점이 높고, 열 접착 처리 온도에서 변질되지 않는 중합체가 바람직하다. 이러한 중합체로서는 지방족 디올 단위와 방향족 디카르복실산 단위로 주로 구성되는 폴리알킬렌아릴레이트를 들 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있고, 단독 또는 2종 이상을 병용할 수도 있으며, 필요에 따라 공중합 성분을 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명의 작용ㆍ효과를 저해하지 않는 범위에서 변성될 수도 있다.
열 접착성 성분인 셸 또는 섬유 외주부를 구성하는 중합체로서는, 상기 코어 성분 또는 섬유 내층부를 구성하는 중합체보다 융점이 낮은 중합체가 사용된다. 예를 들면, 상기의 코어 또는 섬유 내층부에 사용되는 성분에 디에틸렌글리콜 등의 디올, 이소프탈산 등의 디카르복실산 등의 공중합 성분을 함유시킨 것, 테트라메틸렌글리콜 등의 폴리(알킬렌옥시드)글리콜 등을 연질 세그먼트로서 공중합한 폴리에스테르계 엘라스토머 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 중합체는 본 발명의 작용ㆍ효과를 저해하지 않는 범위에서 변성될 수도 있다. 융점은 110 ℃ 이상일 필요가 있다. 110 ℃ 미만인 경우에는 자동차용 에어 필터로서 내열 치수 안정성, 내열 변형성 등의 문제를 일으킨다.
본 발명의 필터재에는 상기 폴리에스테르 결합제 섬유 외에, 필요에 따라 여러가지 기능을 갖게 하기 위해 다른 섬유가 포함될 수도 있다. 예를 들면, 목재 펄프, 레이온 등의 셀룰로오스계 섬유, 폴리에스테르, 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리아크릴니트릴, 폴리페닐렌술파이드 등의 합성 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유 등의 무기 섬유, 폴리락트산 등의 생분해성 섬유 등을 들 수 있다. 이 경우, 혼합 비율은 60 중량% 미만이 바람직고, 25 중량% 이하가 더욱 바람직하다. 60 중량% 이상인 경우, 혼합한 섬유의 탈락이 발생하거나, 강도가 저하되거나, 내열성이 저하되거나, 플리트 가공성이 저하되어 바람직하지 않다.
폴리에스테르 결합제 섬유보다 융점이 높은 섬유, 또는 융점을 갖지 않는 섬유를 혼합한 경우에는, 내열성을 높여 열 열화되기 어렵다는 장점을 살릴 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 본 발명의 작용ㆍ효과를 저해하지 않는 범위에서, 다른 저융점의 결합제 섬유를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 섬유, 이들의 복합 섬유, 또한 공중합 성분을 함유하는 이들의 섬유 등을 들 수 있다. 이 경우, 혼합 비율은 15 중량% 이하가 바람직하고, 10 중량% 이하가 더욱 바람직하다. 15 중량%를 초과하면 내열 치수 안정성, 내열 변형성에 영향을 미치기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 각 층을 구성하는 섬유는 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
또한, 악취 제거, 항균, 곰팡이 방지, 발수, 난연, 착색 등의 효과를 갖는 섬유나 물질을 함유시킬 수도 있다.
최종 유체 유출측, 예를 들면 3층 구조의 하층측, 4층 구조의 최하층측은 폴리에스테르계 결합제 섬유 100 %로 구성되어 있는 것이 필요하다. 최종 유체 유출측에 다른 섬유를 혼합했을 경우, 섬유의 탈락이 발생하기 쉽고, 엔진 내부에 흡인된 섬유에 의해 엔진 트러블의 요인이 되기 때문에 부적당하다. 폴리에스테르 섬유 이외의 결합제 섬유도 고려되지만, 비용, 내열성, 강성, 플리트 가공성 등의 관점에서 폴리에스테르계 결합제 섬유가 바람직하다.
최종 유체 유출측 이외의 층에 비결합제 섬유를 혼합할 수 있다. 이 경우에는 공극 부피가 증가하고, 먼지의 막힘 속도가 둔화되어 수명이 긴 자동차용 에어 필터를 얻을 수 있다. 혼합하는 섬유는 60 중량% 미만으로 하지 않으면, 결합제 섬유와의 접착성이 불량해져 섬유의 탈락이나, 플리트성에 문제가 발생한다.
본 발명에 사용되는 섬유는 리사이클 섬유일 수도 있다.
일회용에 의한 환경 오염이나, 지구의 유효 자원의 재이용이라는 관점에서 페트병 리사이클 섬유 등의 사용도 가능하며, 물리적 리사이클, 화학적 리사이클 등의 공지된 수단에 의한 리사이클 섬유를 들 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 에어 필터는 폴리에스테르계 섬유를 주요 구성 성분으로 하고 있기 때문에 리사이클성을 갖는다.
본 발명의 에어 필터의 기본 중량은 100 내지 350 g/m2이고, 바람직하게는 150 내지 300 g/m2이며, 더욱 바람직하게는 180 내지 250 g/m2이다.
기본 중량이 100 g/m2 미만에서는 먼지의 보유가 적고, 수명이 짧아지며, 먼지의 누출도 많아져 성능이 불충분해지기 때문에 엔진에 지장을 초래한다.
한편, 350 g/m2를 초과하면 압력 손실이 커질 뿐만 아니라, 두꺼워지기 때문에 일정한 설치 면적에 많은 플리트 면적을 취할 수 없게 되는 실용상의 문제가 발생한다. 또한, 비용 상승으로도 연결되기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 필터의 겉보기 밀도는 0.04 내지 0.3 g/cm3이고, 바람직하게는 0.05 내지 0.2 g/cm3이며 더욱 바람직하게는 0.06 내지 0.15 g/cm3이다.
본 발명의 필터는 여과 → 세정 → 여과의 반복 사이클이 가능한 표면 여과 방식이 아니라, 층의 내부에서 먼지를 포집하는 내부 여과 방식이다. 내부 여과 방식의 필터는 현재 자동차 에어 필터 등에 적용되고 있으며, 일정 기간의 사용 후, 또는 압력 손실이 커진 후에는 필터를 교체하게 되므로, 압력 손실이 작고 효율이 높은 구조가 요구된다. 압력 손실을 작게 하기 위해서는 필터의 겉보기 밀도가 0.3 g/cm3 이하인 것이 필요하다. 0.3 g/cm3를 초과하면 압력 손실이 높아져 자동차 등의 필터재에 사용했을 경우, 엔진의 연료 연소용 공기량이 부족하여 불완전 연소, 또는 엔진 정지에 빠지기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 0.04 g/cm3 미만에서는 지나치게 부피 밀도가 커서 플리트 가공성이나 형상 유지가 곤란해지며, 먼지 유입 등으로 엔진 트러블의 요인이 되기 쉽다.
또한, 겉보기 밀도란, 에어 필터의 기본 중량을 두께로 나눈 것을 의미한다.
또한, 겉보기 밀도 이외의 필터 특성에 제공하는 인자로서 공극 부피 지수를 들 수 있다. 공극 부피 지수란, 필터재의 일정 설치 면적에서 공극이 차지하는 부피를 나타내는 인자이며, 이 공극 부피 지수가 높을수록 먼지를 보유하는 공간이 많아져 수명이 길어지지만, 단점으로서는 먼지의 포집 효율이 낮아질 뿐만 아니라, 두께가 지나치게 두꺼워지거나, 또는 강성이 지나치게 낮아 플리트 가공 후에 인접하는 플리트끼리 접촉을 일으키기 쉬워진다. 공극 부피 지수는 1.0 내지 4.0이 바람직하다. 1.0 미만이면 DHC가 낮고, 즉 수명이 짧고, 4.0을 초과하면 플리트 가공품으로서의 여과 면적을 많이 취할 수 없게 된다.
또한, 내연 기관용 필터재는 온도가 상온보다 높아지기 때문에, 적어도 100 ℃, 300 시간 후의 건열 수축률이 3 % 이하인 것이 필요하다. 바람직하게는 2 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 % 이하이다. 3 %를 초과하는 수축률의 경우에는, 플리트 변형이 발생하기 쉬워 내연 기관용 필터재로서는 실용상 사용할 수 없다.
본 발명의 부직포 에어 필터는 플리트 형상을 갖는다.
일반적으로 한정된 공간에 필터 면적을 크게 하기 위해서는 필터 형상을 플리트 형상으로 하면, 일정한 설치 면적에서 큰 여과 면적을 확보할 수 있고, 압력 손실이 감소하기 때문이다. 따라서, 이러한 기능이 발현될 수 있다면, 플리트 형상은 어떠한 것이라도 좋다.
플리트 가공을 행하기 위해서는 경도가 필요하며, 본 발명자들은 경도와 플리트 성형성과의 관련을 여러가지로 테스트한 결과, 강연도(bending resistance)가 0.3 mN 미만에서는 먼지가 부착되어 압력 손실이 상승했을 때 플리트가 변형되거나, 인접부끼리 접촉하기 때문에 내연 기관의 에어 필터로서는 부적합하다는 것이 판명되었다. 한편, 20 mN을 초과하면 플리트 가공시에 필터가 갈라지거나 깨질 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 부직포의 걸리(Gurley) 강연도는 통상적으로 0.3 내지 20 mN이다. 바람직하게는 0.5 내지 10 mN이다.
여기서, 걸리 강연도란, JIS L1096-1999의 8.20.1에서 규정하는 걸리법에 의한 강연도를 나타낸다.
또한, 이 경도를 내기 위해서는 하층(유출측)의 외측에, 상기 본 발명의 부직포 에어 필터재보다 통기성이 높고, 걸리 강연도가 0.3 mN 이상인 통기성 시트를 적층할 수도 있다. 이러한 시트의 예로서는 건식 부직포, 스펀 본드 부직포, 플라스틱 네트, 직물 등을 들 수 있다.
본 발명의 섬유 직경 구배를 갖는 에어 필터 유체의 유동 방향은, 표면 여과와 달리 조(粗)층측(굵은 섬도측)에서부터이며, 입경에 분포를 갖는 먼지 등의 피여과물을 각 층의 각각의 섬유 표면에서 균형있게 잡을 필요가 있으며, 여러가지 조합 테스트를 행한 결과, 3층 구조의 경우, 상층측의 굵은 섬유층으로서 굵기가 20 내지 45 ㎛, 바람직하게는 20 내지 35 ㎛이고, 기본 중량이 10 내지 75 g/m2, 바람직하게는 10 내지 50 g/m2이며, 중층의 섬유층으로서 굵기가 13 내지 25 ㎛, 바람직하게는 20 내지 30 ㎛이고, 기본 중량이 20 내지 105 g/m2, 바람직하게는 40 내지 80 g/m2이며, 하층측의 섬유층으로서 굵기가 7 내지 20 ㎛, 바람직하게는 10 내지 20 ㎛이고, 기본 중량이 70 내지 170 g/m2, 바람직하게는 80 내지 120 g/m2인 조합의 구조라면, 1 ㎛ 이하의 미연소 탄소 입자도 효율적으로 여과할 수 있고, 수명이 긴 내연 기관용 부직포 에어 필터를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다.
예를 들어, 3층 구조를 더욱 상세하게 설명하면, 상층 섬유층의 작용 효과는 대략 10 ㎛ 이상의 큰 입자를 포획하는 프리필터의 목적이다. 섬유 직경이 20 ㎛ 미만인 섬유로 구성했을 경우에는, 10 ㎛ 미만의 작은 입자까지 표면에 부착되어 막힘이 빨라지므로 수명이 짧아진다.
한편, 45 ㎛를 초과하는 섬유를 사용하면, 10 ㎛ 이상의 큰 입자가 필터 내부로 침입하여 마찬가지로 수명이 짧아진다. 기본 중량에 대해서도 마찬가지이며, 10 g/m2 미만에서는 먼지의 침입 때문에 수명이 짧아지고, 한편 75 g/m2를 초과하면 필터의 두께가 커져 플리트 형상에 지장을 초래하는 문제가 있다.
중층은 상층을 통과한 대략 5 내지 10 ㎛ 이하의 입자를 포획하는 층의 작용 효과를 한다. 섬유의 굵기가 15 ㎛ 미만에서는 5 ㎛ 이하의 작은 입자까지 표면에 부착되어 막힘이 빨라지므로 수명이 짧아진다. 한편, 30 ㎛를 초과하는 섬유를 사용하면 5 내지 10 ㎛의 입자가 섬유 직경 7 내지 20 ㎛의 하층에 침입하여 마찬가지로 수명이 짧아진다. 기본 중량에 대해서도 마찬가지이며, 20 g/m2 미만에서는 먼지의 침입 때문에 수명이 짧아지고, 한편 105 g/m2를 초과하면 필터의 두께가 커져 플리트 형상에 지장을 초래하는 문제가 있다.
하층(즉, 최하층)의 작용 효과로서는 포집 효율을 높이고, 플리트 형상을 유지하기 위해, 사용하는 섬유의 굵기를 7 내지 20 ㎛, 섬유의 기본 중량을 70 내지 170 g/m2로 하는 것이 바람직하다. 7 ㎛ 미만인 섬유에서는 플리트성에 문제가 있고, 한편 20 ㎛를 초과하면 포집 효율이 불량해져 바람직하지 않다. 또한, 기본 중량도 70 g/m2 미만이면 플리트 사용시의 변형을 일으키고, 한편 170 g/m2를 초과하면 경도는 유지할 수 있지만, 압력 손실이 높아져 수명이 짧아지므로 바람직하지 않다.
또한, 4층 구조로 할 수도 있으며, 이 경우 상층측의 굵은 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 25 내지 50 ㎛, 바람직하게는 30 내지 45 ㎛이고, 기본 중량이 5 내지 50 g/m2, 바람직하게는 10 내지 40 g/m2이며, 중층에 있어서 섬유의 굵기가 20 내지 35 ㎛, 바람직하게는 25 내지 30 ㎛이고, 기본 중량이 15 내지 70 g/m2, 바람직하게는 20 내지 55 g/m2이며, 하층측의 가는 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 15 내지 25 ㎛, 바람직하게는 15 내지 20 ㎛이고, 기본 중량이 30 내지 90 g/m2, 바람직하게는 20 내지 60 g/m2이며, 최하층의 가장 가는 섬유층의 섬유의 굵기가 7 내지 20 ㎛, 바람직하게는 10 내지 15 ㎛이고, 기본 중량이 50 내지 140 g/m2, 바람직하게는 60 내지 120 g/m2가 되는 조합이다.
또한, 각 층 섬유의 굵기 비율, 즉 유체 유출측 섬유층의 섬유/유체 유입측 섬유층의 굵기 비율은 여러가지 테스트 결과, 0.5 내지 0.95이면 1 ㎛ 이하의 탄소 입자도 효율적으로 포집할 수 있고, 수명도 길다는 것이 판명되었다. 0.95를 초과하면 층간의 차이가 없어 단일층에 근접하여 본 발명의 취지에 반한다. 한편, 0.5 미만이면 미세한 입자의 대부분이 상층으로 포집되지 않고, 하층으로 침입되기 때문에 수명이 짧아진다.
각 층의 섬유 굵기의 비율은, 에어 필터가 적용되는 상황에 맞추어 포집하고자 하는 입자의 크기 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
본 발명의 에어 필터를 구성하는 폴리에스테르계 결합제 섬유가 그 접착 효과를 충분히 발휘하기 위해서는, 열 접착 온도가 폴리에스테르계 결합제 섬유의 접착 성분의 융점, 또는 융착 가능한 온도보다 5 내지 40 ℃ 높은 온도에서의 가열 처리가 바람직하다. 5 ℃ 미만이면 접착 불량을 일으키고, 40 ℃를 초과하면 섬유 수축이나 반용융에 의해 균일한 부직포를 얻을 수 없다. 온도는 통상적으로 120 내지 200 ℃, 바람직하게는 130 내지 180 ℃이지만, 접착 성분의 중합체의 융점에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 캘린더 가공을 실시함으로써, 얻어지는 부직포의 두께나 밀도를 조정할 수도 있다. 캘린더 가공에 있어서는, 한쌍의 가열 롤러의 간극을 조정하여 원하는 두께의 부직포로 가공하는 방법이 바람직하다. 이 경우, 간극은 0.5 내지 4 mm, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 3.0 mm이다. 온도는 폴리에스테르계 결합제 섬유의 접착 성분의 융점, 또는 융착 가능한 온도보다 50 내지 110 ℃ 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 50 ℃ 미만인 경우에는 융점에 근접하기 때문에 표면 섬유가 변형되기 시작하고, 피막이 형성되기 쉬워져 압력 손실 증가나 포집 성능의 저하가 발생한다. 한편, 110 ℃를 초과하는 경우에는 캘린더 효과가 발휘되기 어려워진다. 미리 부직포를 예열하는 경우에는 저온으로 가공할 수도 있다.
캘린더 롤러의 표면은 편평할 수도 있고, 요철 형상을 취할 수도 있다.
이들 조건은 원하는 두께ㆍ밀도로 가공하기에 적합한 조건을, 본 발명의 작용ㆍ효과를 저해하지 않는 범위에서 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 에어 필터로서의 포집 효율에 더욱 만전을 기하기 위해, 본 발명의 필터재를 2장 이상 겹치고, 적층 일체화하여 사용할 수도 있다.
한장째(2층 이상으로 구성되는 섬유 직경 구배 구조)에서 가령 젖은 먼지가 있다면, 다시 두장째(2층 이상으로 구성되는 섬유 직경 구배 구조)로 포집하는 효과를 기대할 수 있는 데다가, 전체적으로 필터재가 단단해져 보다 플리트 가공이 용이해진다는 이점도 생긴다. 2장 이상을 겹쳐 적층 일체화하기 위한 작업을 효율화하기 위해, 미리 에어레이드 부직포 제조 방법에 의해 각 층을 차례로 형성함에 있어서 2장 이상의 층상 구조를 일거에 형성할 수도 있다.
본 발명의 에어 필터는 다른 통기성 시트를 복합함으로써 먼지 포집성 등의 성능 개량, 플리트 가공성 등의 가공 적성의 개량, 내구성 등의 실용 특성의 개량 등을 도모할 수 있다. 예를 들면, 종이, 습식 부직포, 건식 부직포, 스펀 본드, 용융 유동 섬유, 플라스틱 네트, 구멍뚫린 필름, 직편물 등을 본 발명의 취지의 범위에서 적절하게 선택할 수 있다.
복합되는 통기성 시트는 별도의 공정에서 접착제나 경도의 니들 펀칭 처리 등의 방법으로 일체화할 수도 있으며, 섬유 적층 공정에서 표면층, 이면층, 내층 중 어느 하나에 넣고 나서 열 오븐 중에서 가열하여 일거에 일체화할 수도 있다.
또한, 하층측에 점상의 수지 블럭을 도포하거나, 엠보싱 가공된 소재를 적층하여 플리트의 인접부끼리 접촉시키지 않는 것도 가능하다.
또한, 필요에 따라, 필터의 유체 유입측의 층 또는 전체에 발수 가공을 행하거나, 난연 가공 등을 부여할 수도 있다. 발수 가공을 행함으로써 흙탕물이나 비 등으로 필터재가 젖었을 때의 압력 손실 상승을 방지할 수 있다.
본 발명의 플리트 가공한 내연 기관용 부직포 에어 필터는, 통상법에 따라 각종 수지에 의한 사출 성형법으로 프레임을 제조하거나, 우레탄 수지로 프레임을 고정 접착시킬 수 있다.
플리트 가공 적성을 양호하게 하기 위해, 또한 내연 기관용 에어 필터로서 풍압에서의 변형을 방지하기 위해, 본 발명의 작용ㆍ효과를 저해하지 않는 범위에서, 예를 들면 페놀계나 멜라민계 등의 열경화형 수지, 폴리아크릴산 에스테르계 등의 자기 가교형 수지 등으로 처리할 수도 있다.
본 발명은 섬유 길이가 1 내지 10 mm인 폴리에스테르계 결합제 섬유를 주성분으로 하는 복수층을 에어레이드 부직포 제조 방법으로 형성하여 열 접착한 것이며, 상층측(유체 유입측)이 굵은 섬유로 구성되고, 하층측(유체 유출측)이 가는 섬유로 구성되며, 유체 최종 유출측은 폴리에스테르계 결합제 섬유 100 %로 구성되고, 기본 중량이 100 내지 350 g/m2, 겉보기 밀도가 0.04 g/cm3 내지 0.3 g/cm3, 100 ℃에서 300 시간 후의 건조 수축률이 3 % 이하인 에어레이드 부직포를 포함하며, 플리트 형상을 갖는 내연 기관용 부직포 에어 필터(이하, 「에어 필터」라고도 함)에 관한 것이다.
본 발명의 에어 필터는, 예를 들어 3층 구조인 경우, 상층측의 굵은 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 20 내지 45 ㎛, 기본 중량이 10 내지 75 g/m2이고, 중층에 있어서 섬유의 굵기가 15 내지 30 ㎛, 기본 중량이 20 내지 105 g/m2이며, 하층측의 가는 섬유층(즉, 유체 최종 유출측)에 있어서 섬유의 굵기가 7 내지 20 ㎛, 기본 중량이 70 내지 170 g/m2인 것이 바람직하다.
또한, 4층 구조에서는, 상층측의 굵은 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 25 내지 50 ㎛, 기본 중량이 5 내지 50 g/m2이고, 중층에 있어서 섬유의 굵기가 20 내지 35 ㎛, 기본 중량이 15 내지 70 g/m2이며, 하층측의 가는 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 15 내지 25 ㎛, 기본 중량이 30 내지 90 g/m2이고, 최하층의 가는 섬유층(즉, 유체 최종 유출측)에 있어서 섬유의 굵기가 7 내지 20 ㎛, 기본 중량이 50 내지 140 g/m2인 것이 바람직하다.
각 층은 본 발명의 작용ㆍ효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 굵기의 섬유와 혼합될 수도 있다.
또한, 본 발명의 에어 필터는 발수성을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 최하층 이외의 층에 있어서, 본 발명이 의도하는 작용 효과를 저해하지 않는 범위에서 폴리에스테르계 결합제 섬유 이외의 섬유를 혼합할 수도 있다.
또한, 본 발명의 에어 필터는 다른 통기성 시트와 복합화한 것일 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 나타낸다. 단, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
코어로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 셸로서 융점이 150 ℃인 프탈산ㆍ이소프탈산/에틸렌글리콜 공중합계를 포함하는, 길이가 5 mm인 폴리에스테르계 복합 결합제 섬유를 원료 섬유로서, 다공질 네트 컨베이어 상에 위치하는 3대의 분출부로부터 분출하여 네트 컨베이어 밑면에 배치한 공기 흡입부에서 흡인하면서 네트 컨베이어 상에 섬유층을 형성하였다. 이 때, 상층측(유체 유입측)으로부터 하층측(유체 유출측)에 걸쳐, 굵은 섬유층에서부터 가는 섬유층이 되도록 차례로 적층하고 나서 열 오븐에 반입하고, 열풍으로 섬유 사이를 결합하여 일체화된 부직포를 제조하였다.
하층으로서는 2.2 dtex(굵기 14.3 ㎛)의 상기 결합제 섬유를 기본 중량이 110 g/m2가 되도록 A 분출 노즐에서 방출하였다. 마찬가지로 중간층으로서 4.4 dtex(20.2 ㎛)의 상기 결합제 섬유를 기본 중량이 50 g/m2가 되도록 B 분출 노즐에서 방출하였다. 또한, 상층으로서 11 dtex(32 ㎛)의 상기 결합제 섬유를 기본 중량이 20 g/m2가 되도록 C 분출 노즐에서 방출하였다.
이어서, 네트 컨베이어 상에 적층된 섬유층을 열풍 처리기에 넣고, 165 ℃의 열풍으로 1 분간 가열하여 섬유 교락점을 열 결합시켜 일체화하고, 간극 2 mm에서 60 ℃의 캘린더로 처리하여 두께가 2 mm이고, 기본 중량이 180 g/m2인 본 발명의 에어 필터 1을 제조하였다. 이 필터의 길이 방향의 걸리 강연도는 0.6 mN이었다. 상층과 중층의 섬유 굵기 비율은 0.63이고, 중층과 하층의 섬유 굵기 비율은 0.71이었다.
<실시예 2>
코어로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고, 셸로서 융점이 150 ℃인 프탈산ㆍ이소프탈산/에틸렌글리콜 공중합계를 포함하는, 길이가 5 mm인 폴리에스테르 섬유계 복합 결합제 섬유를 원료 섬유로서, 실시예 1과 동일한 방법으로 열 접착된 부직포를 제조하였다.
하층으로서는 1.5 dtex(굵기 11.8 ㎛)의 결합제 섬유를 기본 중량이 100 g/m2가 되도록, 중간층으로서 2.2 dtex(14.3 ㎛)를 기본 중량이 50 g/m2가 되도록, 상층으로서 16.6 dtex(39.4 ㎛)를 기본 중량이 20 g/m2가 되도록 각각 방출하였다.
각 층을 연속적으로 중첩하여 열풍 처리기에 넣고, 165 ℃의 열풍에서 1 분간 가열하여 섬유 교락점을 열 결합시켜 일체화하고, 캘린더 처리를 행하여 두께가 1.95 mm이고, 기본 중량이 180 g/m2인 본 발명의 필터 2를 제조하였다. 이 필터의 길이 방향의 걸리 강연도는 1.3 mN이었다. 상층과 중층의 섬유 굵기 비율은 0.36이고, 중층과 하층의 섬유 굵기 비율은 0.83이었다.
<실시예 3>
실시예 1, 2와 동일한 방법으로 부직포를 제조하였다.
최하층으로서 1.7 dtex(굵기 12.4 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 95 g/m2가 되도록, 하층으로서 4.4 dtex(20.2 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 95 g/m2가 되도록, 중층으로서 6.6 dtex(24.8 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 30 g/m2가 되도록, 상층으로서 11 dtex(32.0 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 30 g/m2가 되도록 각각 방출하였다.
상기 적층물을 170 ℃의 열풍 처리기로 열 처리하고 나서 캘린더로 두께 조정을 행하여 두께가 2.4 mm이고, 기본 중량이 250 g/m2인 본 발명의 필터 3을 제조하였다. 이 필터의 길이 방향의 걸리 강연도는 4.2 mN이고, 종횡의 치수 수축률은 0.3 %였다. 상층과 중층의 섬유 굵기 비율은 0.78이고, 중층과 하층의 섬유 굵기 비율은 0.81이며, 하층과 최하층의 섬유 비율은 0.61이었다.
<실시예 4>
실시예 1, 2, 3과 동일한 방법으로 부직포를 제조하였다.
최하층으로서 1.7 dtex(굵기 12.4 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 95 g/m2가 되도록, 마찬가지로 하층으로서 4.4 dtex(20.2 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 95 g/m2가 되도록, 중층으로서 6.6 dtex(24.8 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 70 g/m2가 되도록, 상층으로서 11 dtex(32.0 ㎛)의 폴리에스테르 결합제 섬유를 기본 중량이 40 g/m2가 되도록 각각 방출하였다.
상기 적층물을 170 ℃의 열풍 처리기로 열 처리하고 나서 캘린더로 두께 조정을 행하여 두께가 2.9 mm이고, 기본 중량이 300 g/m2인 본 발명의 필터 4를 제조하였다. 이 필터의 길이 방향의 걸리 강연도는 5.5 mN이고, 종횡의 치수 수축률은 0.3 %였다.
이들 실시예의 일부와 비교예에 대하여, 100 ℃에서 300 시간의 열 처리 후(열 변화 후)에, JIS 8종의 먼지를 이용한 먼지 유지량(D.H.C.) 등에 대하여 비교 시험한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 비교예 1은 시판 중인 도요타 차량용 에어 클리너(니들 펀칭 및 수지 가공된 건식 부직포형)이고, 비교예 2는 시판 중인 닛산 차량용 에어 클리너(열경화형 수지 가공된 여과지형)이다.
또한, 열 처리 전 상태의 수치 및 성능 시험 결과에 대하여, 실시예 1 내지 4 및 비교예 3을 하기 표 2에 나타내었다. 비교예 3은 시판 중인 도요타 차량용 에어 클리너(니들 펀칭 및 수지 가공된 건식 부직포형)이고, 비교예 1과는 상이한 차종 용도이다.
또한, 각각의 항목에 관한 조건 등을 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
기본중량 (g/㎡) 178 179 260 174
두께(mm) 2.0 2.7 3.75 0.85
겉보기밀도(g/cc) 0.089 0.065 0.104 0.205
통기성(cm/s) 132.4 53.4 56.3 40.29
초기압력 손실(Pa) 40.3 80.5 78.4 120
D.H.C (g/㎡)<주1> 926 1292 742 223
포집효율 (%)<주2> 99.83 99.98 99.72 99.82
두께 팽창률(%) 0.0 38.5 0.0 0.0
치수변화율(%): 세로×가로 0.03×0.01 0.07×0.23 0.31×0.74 0.025×0.01
경도 (mN) 0.6 1.3 0.7 1.9
플리트 특성 양호 양호 양호 양호
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 3
상층섬유두께(㎛) 32 39.4 32.0 32.0
중층섬유두께 (㎛) 20.2 14.3 24.8 24.8
하층섬유두께 (㎛) 14.3 11.8 20.2 20.2
최하층섬유두께 (㎛) - - 12.4 12.4
섬유두께비율-1<주7> 0.63 0.36 0.78 0.78
섬유두께비율-2<주7> 0.71 0.83 0.81 0.81
섬유두께비율<주7> - - 0.61 0.61
기본 중량(g/㎡) 172 171 250 300 292
두께(mm) 2.05 1.85 2.4 2.9 3.55
겉보기 밀도(g/cc) 0.084 0.092 0.104 0.103 0.082
공극부피지수 1.93 1.73 2.22 2.68 3.34
D.H.C (g/㎡) <주3> 877 693 1038 1421 1363
포집효율(%) <주4> 99.84 99.89 99.85 99.94 99.94
C.H.C (g/㎡) <주5> 7 5 9 7 3
포집효율(%) <주6> 74.4 82.1 75.81 72.00 53.85
<주 1 내지 2> JISㆍ8종 분체 사용, 속도 25 cm/초, ΔP=490 Pa에서의 단체(單體) 테스트
<주 3 내지 4> JISㆍ8종 분체 사용, 속도 50 cm/초, ΔP=980 Pa에서의 단체 테스트
<주 5 내지 6> 경유 연소 분체 사용, 속도 50 cm/초, ΔP=980 Pa에서의 단체 테스트
<주 7> 각 섬유층 간의 유체 유출측 섬유층의 섬유 굵기/유체 유입측의 섬유 굵기의 비율
겉보기 밀도(g/cc) 기본 중량을 두께로 나눈 것
통기성(cm/sec) KES법에 따름
초기 압력 손실(Pa) 먼지를 부하하기 전의 필터 전후의 압력 손실
D.H.C.(g/m3) 먼지를 부하시켜 일정 압력 손실이 될 때까지 필터가 포집한 먼지량. 이 수치가 높으면 높을수록 수명이 긴 필터재라고 할 수 있지만, 포집 효율이 낮은 필터재는 DHC가 높기 때문에, 포집 효율, DHC 모두가 높은 필터재가 우수한 필터재라고 할 수 있음
포집 효율(%) 일정 압력 손실시의 먼지의 필터로부터의 누출을 A(g), 필터재에 대한 먼지의 부착량을 B(g)라고 했을 경우, A/(A+B)가 누출률이며, 포집 효율은 1-누출률=1-A/(A+B)로 표시됨
필터 성능 시험에서의 사용 테스트 조건 ① JISㆍ8종; 먼지 농도 6 g/m3② 경유 연소: 먼지 농도 0.12 g/m3
두께 팽창률(%) 건식 오븐 100 ℃에서 300 시간 방치한 전후의 필터재의 두께 비율을 말함
치수 변화율(%) 건식 오븐 100 ℃에서 300 시간 방치한 전후의 필터재의 세로, 가로 치수 변화율(세로 방향은 부직포의 길이 방향)
경도(mN) JIS L1096 걸리법으로 필터재의 세로 방향을 측정
플리트 특성 높이 25 mm×폭 150 mm×길이 250 mm 플리트의 플리트 유닛에 하중 1 Kg을 얹어 변형되지 않는 것을 양호하다고 판정
공극 부피 지수(L×ε) 공극 부피=필터재의 두께 L(mm)×필터재의 겉보기 공극률 ε단, 필터재의 겉보기 공극률 ε=1-필터재의 겉보기 밀도/섬유의 비중
표 1에 따르면, 본 발명의 실시예 1은 비교예 1과 비교하여, 필터의 기본 중량이 약 30 % 감소하고, 두께가 약 50 % 감소했음에도 불구하고 포집 효율이 높고, D.H.C가 약 25 % 많다. 이것은 막힘에 의한 필터 교환, 즉 수명이 25 % 신장한 것을 의미한다. 또한, 압력 손실도 작고, 엔진에 대한 부하도 경감되는 효과가 있다고 여겨진다. 비교예 1은 니들 펀칭 자국이 관찰되었기 때문에, 이것이 성능을 떨어뜨리는 원인이라고 여겨졌다. 또한, 실시예 2의 필터재는 두께 팽창률이 크지만, 플리트로 접는 경우, 두께로 돌아가는 것을 계산에 넣어 사용하면 자동차용 에어 클리너로서 충분히 사용이 가능하다.
비교예 2는 밀도 구배를 갖지 않는 형태이기 때문에, 실시예 1, 2 및 비교예 1과 비교하여 D.H.C가 약 반분 이하이기 때문에, 자동차용 에어 클리너로서 사용하는 경우에는 실시예 및 비교예 1보다 2배 이상의 여과 면적이 되도록 플리트하는 것이 필요해진다.
또한, 표 2의 공극 부피 지수와 DHC의 대응 관계의 비교를 도 1에 나타내었다.
도 1에는 공극 부피가 많아지면 DHC도 높아지는 경향이 있는 가운데, 본 발명품은 시판되고 있는 비교예 3과 비교하여 높은 DHC를 나타내는 것이 명백하게 시사되어 있다. 또한, 도 2 내지 4에 실시예 3 및 실시예 4와, 비교예 3의 DHC 시험 후의 먼지의 침입 상황을 나타내었다. 도 2 내지 4는 모두 필터 단면의 현미경 사진(배율 25배)이다. 비교예 3의 필터(도 4)는 먼지 유출측(사진의 좌측)까지 먼지가 침입해 있는 데 대하여, 실시예 3(도 2) 및 실시예 4(도 3)의 먼지 유출측은 하얗고 먼지 침입이 없음을 나타내었다.
표 2로부터, 실시예 1의 필터는 각 섬유의 섬유 굵기 비율이, 섬유 굵기 비율-1은 0.63, 섬유 굵기 비율-2는 0.71이고, 0.4 내지 0.8의 범위에 들어가 있기 때문에 탄소 미립자와 같은 미세한 먼지에도 대응할 수 있는 필터재라고 할 수 있다. 단, 실시예 2의 필터는 일반 먼지에는 수명이 길지만, 섬유 굵기의 비율-1이 0.4 이하이기 때문에 1 ㎛ 이하의 입자를 많이 가진 탄소체에 대해서는 상류측에서 먼지의 일부가 포집되지 않아, 갑자기 하층측의 섬유층을 막아 수명이 짧아진다고 여겨진다. 즉, 실시예 2의 필터는 미세한 입경의 먼지가 많은 도시 지역의 자동차보다, 모래 먼지가 많은 지역에서의 자동차에 적합한 필터로서 유용하다.
또한, 실시예 1, 3, 4와 비교예 3의 경유 연소 먼지에 의한 시험 결과를 표 2에 나타냈지만, 경유 연소 먼지의 주성분인 탄소 미립자에 대하여 본 발명품의 수명은 2배 이상인 것이 명백하였다.
또한, 실시예 1, 2, 3, 4는 각 층이 결합제 섬유를 포함하기 때문에, 부직포 필터의 생산시 및 플리트 가공시, 또한 엔진 필터로서의 실사용시 어디에서나 유리 포르말린 등의 환경 오염이 없고, 표 1에 보여지는 바와 같이 플리트 특성도 양호하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 내연 기관용 부직포 에어 필터는 환경 오염이 없고, 니들 자국이 없으며, 먼지 포집 효율이 높고, 수명이 길며, 얇고 균일성이 높아 자동차, 그 밖의 차량 등의 내연 기관용 부직포 에어 필터 외에, 캐빈, 캐니스터 및 빌딩 공기 조절용 필터 등의 용도로 유용하다.

Claims (7)

  1. 섬유 길이가 1 내지 10 mm인 폴리에스테르계 결합제 섬유를 주성분으로 하는 복수의 층을 에어레이드 부직포 제조 방법으로 형성하여 열 접착한 것이며, 상층측(유체 유입측)이 굵은 섬유로 이루어지고, 하층측(유체 유출측)이 가는 섬유로 이루어지며, 유체 최종 유출측의 층은 폴리에스테르계 결합제 섬유 100 %로 이루어지고, 기본 중량이 100 내지 350 g/m2, 겉보기 밀도가 0.04 g/cm3 내지 0.3 g/cm3, 100 ℃에서 300 시간 후의 건열 수축률이 3 % 이하인 에어레이드 부직포를 포함하는 플리트 형상을 갖는 내연 기관용 부직포 에어 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상층측의 굵은 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 20 내지 45 ㎛, 기본 중량이 10 내지 75 g/m2이고, 중층에 있어서 섬유의 굵기가 15 내지 30 ㎛, 기본 중량이 20 내지 105 g/m2이며, 하층측의 가는 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 7 내지 20 ㎛, 기본 중량이 70 내지 170 g/m2인 내연 기관용 부직포 에어 필터.
  3. 제1항에 있어서, 상층측의 굵은 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 25 내지 50 ㎛, 기본 중량이 5 내지 50 g/m2이고, 중층에 있어서 섬유의 굵기가 20 내지 35 ㎛, 기본 중량이 15 내지 70 g/m2이며, 하층측의 가는 섬유층에 있어서 섬유의 굵기가 15 내지 25 ㎛, 기본 중량이 30 내지 90 g/m2이고, 최하층의 가는 섬유층의 섬유 굵기가 7 내지 20 ㎛, 기본 중량이 50 내지 140 g/m2인 내연 기관용 부직포 에어 필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 에어 필터를 추가로 2장 이상 복합하여 이루어지는 내연 기관용 부직포 에어 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 발수성을 갖는 내연 기관용 부직포 에어 필터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 최종 유출측 이외의 층이 폴리에스테르계 결합제 섬유에 다른 섬유를 혼합한 것인 내연 기관용 부직포 에어 필터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 통기성 시트와 복합화된 내연 기관용 부직포 에어 필터.
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