JP2007321600A - ダクト及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本ダクト(吸気ダクト1)は、管状のダクト本体2を備えるダクトであって、前記ダクト本体は、粒状、粉状及び繊維状のうちの少なくとも1種の吸着剤(粒状活性炭10)を中間層に配置した不織布13’から構成されている。前記ダクト本体が、該ダクト本体の内周側をなす第1繊維層7と、該ダクト本体の外周側をなす第2繊維層8と、該第1繊維層及び該第2繊維層の間に配置される前記吸着剤とを有することが好ましい。
【選択図】 図2
Description
しかし、上記特許文献1では、ダクト本体の内壁に多孔質吸着層を固定するようにしているので、ダクト本体の成形工程と、多孔質吸着層の固定工程とを別々に行う必要があった。
また、上記特許文献2では、ダクト本体の外周側に形成された開口に、燃料蒸気吸着層を収容した収容容器を固定するようにしているので、ダクト自体が大型化してしまい、エンジンルーム内で比較的広い取付け空間が必要となる。また、ダクト本体の内壁下部に、空気より比重の大きな燃料蒸気を捕捉する捕捉壁を設けているが、この捕捉壁によって外気の吸気抵抗が増大し、エンジン出力が低下してしまう。さらに、上記特許文献1と略同様にして、ダクト本体の成形工程と、燃料蒸気吸着層の固定工程とを別々に行う必要があった。
上記特許文献3には、吸着剤を染着処理してなる繊維から不織布を形成し、その不織布からダクトを形成する製造方法が開示されている(〔0013〕参照)。また、不織布からダクトを形成し、そのダクトに吸着剤を塗布する製造方法が開示されている(〔0027〕〔0028〕参照)。
しかし、上記特許文献3において、前者の方法では、吸着剤を染着処理してなる繊維を使用しているので、その繊維同士が接着し難い。そのため、この方法では、ワイヤの外周に不織布を配置して縮絨させてダクトを形成していた。
また、上記特許文献3において、後者の方法では、吸着剤を塗布しているので、通気性が抑制されてしまう恐れがある。また、長期使用によって不織布の繊維から吸着剤が剥がれてしまう恐れがある。
1.管状のダクト本体を備えるダクトにおいて、
前記ダクト本体は、粒状、粉状及び繊維状のうちの少なくとも1種の吸着剤を中間層に配置した不織布から構成されていることを特徴とするダクト。
2.前記ダクト本体は、該ダクト本体の内周側をなす第1繊維層と、該ダクト本体の外周側をなす第2繊維層と、該第1繊維層及び該第2繊維層の間に配置される前記吸着剤と、を有する上記1.記載のダクト。
3.前記第1繊維層を構成する第1繊維集積体の目付量は前記第2繊維層を構成する第2繊維集積体の目付量より小さい上記2.記載のダクト。
4.前記吸着剤は活性炭である上記1.乃至3.のいずれか一項に記載のダクト。
5.車両のエアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトである上記1.乃至4.のいずれか一項に記載のダクト。
6.管状のダクト本体を備えるダクトの製造方法であって、
粒状、粉状及び繊維状のうちの少なくとも1種の吸着剤を中間層に配置した不織布を得る工程と、
その得られた前記不織布を、半割体成形部を有する型にセットして成形する工程と、を備えることを特徴とするダクトの製造方法。
7.前記不織布を得る工程では、第1繊維集積体の上面に前記吸着剤を供給すると共に、該第1繊維集積体の上面に第2繊維集積体を積層した後、該第1繊維集積体及び該第2繊維集積体を結合して前記不織布が得られる上記6.記載のダクトの製造方法。
8.前記第1繊維集積体の目付量は前記第2繊維集積体の目付量より小さい上記7.記載のダクトの製造方法。
9.前記不織布を得る工程では、一連の繊維ウェブを折り返して積層する際に、その積層される該繊維ウェブの間に前記吸着剤を供給した後、該繊維ウェブを結合して前記不織布が得られる上記6.記載のダクトの製造方法。
10.前記不織布を得る工程では、繊維ウェブを形成する際に該繊維ウェブの中間層に前記吸着剤を混入した後、該繊維ウェブを結合して前記不織布が得られる上記6.記載のダクトの製造方法。
また、前記ダクト本体が、第1繊維層と第2繊維層と前記吸着剤とを有する場合は、ダクト本体の内周側をなす第1繊維層とダクト本体の外周側をなす第2繊維層とは、吸着剤の隙間及び/又は吸着剤自体を介して強固に結合される。
また、前記第1繊維層を構成する第1繊維集積体の目付量が前記第2繊維層を構成する第2繊維集積体の目付量より小さい場合は、第1繊維層が低密度とされ且つ第2繊維層が高密度とされるので、第1繊維層における吸着剤までの通気をし易くして吸着性を向上させることができる。一方、第2繊維層におけるダクト本体の外部への被吸着物の排出をより確実に抑制できると共に、ダクト本体の必要十分な剛性を確保できる。
また、前記吸着剤が活性炭である場合は、ダクト本体をより簡易且つ安価な構造とし得る。
また、車両のエアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトである場合は、エンジン停止時には、吸着剤によって第1繊維層を通る燃料蒸気(炭化水素)が吸着される一方、エンジン駆動時には、第1及び第2繊維層を通るダクト本体内への外気の流れにより吸着剤に一旦吸着保持された燃料蒸気が脱着されて外気と共に気化器側へ流される。
また、前記不織布を得る工程において、第1繊維集積体の上面に前記吸着剤を供給すると共に、該第1繊維集積体の上面に第2繊維集積体を積層した後、該第1繊維集積体及び該第2繊維集積体を結合して前記不織布が得られる場合は、より簡易に不織布を得ることができる。
また、前記第1繊維集積体の目付量は前記第2繊維集積体の目付量より小さい場合は、ダクト本体の内周側をなし且つ第1繊維集積体で構成される第1繊維層が低密度とされ、且つ、ダクト本体の外周側をなし且つ第2繊維集積体で構成される第2繊維層が高密度とされるので、第1繊維層における吸着剤までの通気をし易くして吸着性を向上させることができる。一方、第2繊維層におけるダクト本体の外部への被吸着物の排出をより確実に抑制できると共に、ダクト本体の必要十分な剛性を確保できる。
また、前記不織布を得る工程において、一連の繊維ウェブを折り返して積層する際に、その積層される該繊維ウェブの間に前記吸着剤を供給した後、該繊維ウェブを結合して前記不織布が得られる場合は、より簡易に不織布を得ることができる。
また、前記不織布を得る工程において、繊維ウェブを形成する際に該繊維ウェブの中間層に前記吸着剤を混入した後、該繊維ウェブを結合して前記不織布が得られる場合は、より簡易に不織布を得ることができる。
本実施形態1.に係るダクトは、管状のダクト本体を備えている。
なお、上記ダクトの用途、機能等は特に問わない。このダクトは、例えば、有害汚染物質、悪臭物質等の吸着に用いられることができる。特に、このダクトは、車両のエアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトとして好適に用いられる。
上記吸着剤としては、例えば、活性炭、ゼオライト(疎水性ゼオライト)、シリカゲル、アルミナ等を挙げることができる。これらのうち、比較的安価で汎用品である活性炭であることが好ましい。特に、吸着効率といった観点から、粒状の活性炭であることが好ましい。この粒状活性炭の平均粒径は、例えば、0.1〜5mm(好ましくは0.5〜3mm)であることができる。また、不織布に対する吸着剤の保持性といった観点から、上記吸着剤が繊維状であることが好ましい。
上記不織布の製法としては、例えば、(1)第1繊維集積体の上面に上記吸着剤を供給すると共に、第1繊維集積体の上面に第2繊維集積体を積層した後、第1及び第2繊維集積体を結合する形態(図3及び6等参照)、(2)連続する繊維ウェブを折り返して積層する際に、その積層される繊維ウェブの間に上記吸着剤を供給した後、繊維ウェブを結合する形態、(3)繊維ウェブを形成する際に繊維ウェブの中間層に上記吸着剤を混入した後、繊維ウェブを結合する形態等を挙げることができる。
上記(1)〜(3)形態において、繊維の結合方法としては、例えば、(a)低融点の繊維を熱ロールで圧着するサーマルボンド法、(b)接着樹脂で結合させるケミカルボンド法、(c)針の突起で繊維同士を絡ませるニードルパンチ法、(d)糸で縫い込むステッチボンド法、(e)高圧水流で絡ませるスパンレース法等を挙げることができる。
上記(1)形態では、第1繊維集積体の上面に吸着剤を供給する他に、繊維状の吸着剤からなる吸着不織布を第1繊維集積体の上面に積層するようにしてもよい。
上記(2)形態では、例えば、クロスレイ装置によって、一連の繊維ウェブを、搬送コンベア上に搬送方向を横断する方向に折り返して斜積層され、その斜積層される繊維ウェブの間に上記吸着剤を供給することができる。この場合、繊維ウェブとして幅方向に目付量の異なる原料繊維からなるものを用いれば、後述するように、第1繊維集積体の目付量を第2繊維集積体の目付量より小さくすることができる。
上記(3)形態では、例えば、エアレイにより短繊維を空気流で搬送し連続した繊維ウェブを形成する際に、その繊維ウェブの中間層に上記吸着剤を混入保持させることができる。
尚、上記「目付量」とは、単位面積あたりの繊維の重量を意味する。
上記第2繊維集積体の目付量は、例えば、100〜2000g/m2(好ましくは、300〜1500g/m2)であることができる。これにより、第2繊維層を、被吸着物の非通過に適し且つ必要十分な剛性を有する構成にできる。
上記第3繊維集積体の種類は、上記第1及び第2繊維集積体の種類の組み合わせに応じて適宜選択できるが、被吸着物の非通気性及び剛性といった観点から、この第3繊維集積体の目付量が1000〜3000g/m2(特に1500〜2000g/m2)であることが好ましい。
上記不織布は、例えば、原料繊維及び熱可塑性樹脂バインダからなるものであることができる。具体的には、原料繊維に熱可塑性樹脂バインダを含浸させてなる形態、原料繊維に熱可塑性樹脂繊維をバインダとして混合させてなる形態等を挙げることができる。この原料繊維としては、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン、ガラス、アセート等を挙げることができる。また、上記熱可塑性樹脂バインダは、例えば、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、アセート等からなる繊維を挙げることができる。この低融点樹脂としては、例えば、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を挙げることができる。
上記不織布は、例えば、原料繊維及び/又は熱可塑性樹脂バインダの厚さ方向の密度勾配を有するものであることができる。
本実施形態2.に係るダクトの製造方法は、管状のダクト本体を備えるダクトの製造方法であって、以下に述べる不織布取得工程及び成形工程を備えている。このダクトの製造方法は、例えば、後述する接合工程をさらに備えることができる。
上記ダクトの製造方法は、例えば、上記実施形態1.で説明した上記ダクトを製造する方法であることができる。また、以下の説明で述べる繊維集積体、吸着剤及び不織布等としては、例えば、上述の実施形態1.で説明した構成を適用することができる。
上記不織布の取得形態としては、例えば、上記実施形態1.で説明した不織布製法の(1)〜(3)形態を適用することができる。
上記不織布取得工程では、例えば、上記不織布製法(1)において、第1繊維集積体の上面に第2繊維集積体を積層すると共に、この第2繊維集積体の上面に第3繊維集積体を積層した後、第1〜第3繊維集積体を結合して不織布を得ることができる。
上記成形は、加熱プレス(圧縮成形)である。この加熱プレスにおける加熱温度、圧縮率等は適宜選択できる。
上記接合の形態としては、例えば、加熱プレス(圧縮成形)、ニードルパンチ、溶着、接着等のうちの1種又は2種以上の組み合わせを挙げることができる。この加熱プレスにおける加熱温度、圧縮率等は適宜選択できる。
尚、本実施例では、本発明に係る「ダクト」として、自動車エンジンの吸気系を構成する吸気ダクトを例示する。
本実施例に係る吸気ダクト1は、図1に示すように、管状のダクト本体2を備えている。このダクト本体2は、縦断面半円環状の一対の半割体3,4のフランジ部3a,4aを接合して形成されている。
なお、上記吸気ダクト1の軸端側はエアクリーナ5の接続筒部5aに接続されている。
次に、上記吸気ダクトの製造方法について説明する。
本製造方法では、目付量500g/m2の第1不織基布11(本発明に係る「第1繊維集積体」として例示する。)を用いる。また、目付量1000g/m2の第2不織基布12(本発明に係る「第2繊維集積体」として例示する。)を用いる。
なお、上記第1及び第2不織基布11,12は、原料繊維(例えば、ポリエステル繊維等)に熱可塑性樹脂バインダ(例えば、変性ポリエステルでコーティングされたポリエステル繊維等)を混合してなる。
次に、その他の吸気ダクトの製造方法について説明する。
本製造方法では、図6に示すように、供給コンベア25aから繊維供給器26aを介して第1原料繊維27aが積層コンベア28の上流側に供給され、目付量500g/m2の第1繊維ウェブ21(本発明に係る「第1繊維集積体」として例示する。)が形成される。また、活性炭供給器29によって、粒状の活性炭10が積層コンベア28の中流側に供給される。さらに、供給コンベア25bから繊維供給器26bを介して第2原料繊維27bが積層コンベア28の下流側に供給され、目付量1000g/m2の第2繊維ウェブ22(本発明に係る「第2繊維集積体」として例示する。)が形成される。その結果、第1及び第2繊維ウェブ21,22の間に、粒状の活性炭10を配置してなるウェブ状の積層シート23が形成される。
なお、上記第1及び第2原料繊維27a,27bには熱可塑性樹脂バインダが混合されている。
本実施例では、ダクト本体2を、第1繊維層7及び第2繊維層8の間に粒状の活性炭10を配置させて所定の通気性を有するように構成したので、エンジン停止時には、活性炭10によって第1繊維層7を通る燃料蒸気(炭化水素)が吸着される一方、エンジン駆動時には、第1及び第2繊維層7,8を通るダクト本体2内への外気の流れにより活性炭10に一旦吸着保持された燃料蒸気が脱着されて外気と共に気化器側へ流される。また、ダクト本体2が所定の通気性を有しているので、吸気時の吸気騒音の発生が抑制される。また、第1及び第2繊維層7,8の間に粒状の活性炭10が強固に保持されているので、長期使用によっても活性炭10のダクト本体2からの脱落を抑制できる。また、第1繊維層7及び第2繊維層8は、粒状の活性炭10の隙間を介して互いに接触して強固に結合されるので、従来のようにワイヤを使用するものに比べ、より簡易な構造であり且つより容易に製造できる。また、従来のように、ダクト本体の外周側に吸着繊維層を収容した収容容器を設けるものに比べて、小型且つ簡易な構造とし得る。
また、本実施例において、第1及び第2繊維集合体として不織基布11,12を採用する場合には、取扱い性に優れる不織基布11,12を用いて、積層シート13及び不織布13’、ひいては吸気ダクト1をより容易に製造できる。
また、本実施例において、第1及び第2繊維集合体として繊維ウェブ21,22を採用する場合には、原料繊維から直接的に積層シート23を成形でき、原料繊維から不織布11,12を成形した後に積層シート13を成形するものに比べて、より生産性を高めることができる。
また、上記実施例では、第1及び第2繊維層7,8の間に粒状活性炭10を配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、第1及び第2繊維層7,8の間に繊維状の活性炭からなる吸着層を配置するようにしてもよい。
また、上記実施例において、第1不織基布11(又は第1繊維ウェブ21)上に加熱状態の活性炭10を供給してから、この第1不織基布11(又は第1繊維ウェブ21)上に第2不織基布12(又は第2繊維ウェブ21)を積層して積層シート13(又は積層シート23)を得るようにしてもよい。これにより、第1及び第2不織基布11,12あるいは第1及び第2繊維ウェブ21,22における活性炭10との接触部位が溶融されて、取扱い性に優れる一体物としての積層シート13,23を得ることができる。
Claims (10)
- 管状のダクト本体を備えるダクトにおいて、
前記ダクト本体は、粒状、粉状及び繊維状のうちの少なくとも1種の吸着剤を中間層に配置した不織布から構成されていることを特徴とするダクト。 - 前記ダクト本体は、該ダクト本体の内周側をなす第1繊維層と、該ダクト本体の外周側をなす第2繊維層と、該第1繊維層及び該第2繊維層の間に配置される前記吸着剤と、を有する請求項1記載のダクト。
- 前記第1繊維層を構成する第1繊維集積体の目付量は前記第2繊維層を構成する第2繊維集積体の目付量より小さい請求項2記載のダクト。
- 前記吸着剤は活性炭である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のダクト。
- 車両のエアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトである請求項1乃至4のいずれか一項に記載のダクト。
- 管状のダクト本体を備えるダクトの製造方法であって、
粒状、粉状及び繊維状のうちの少なくとも1種の吸着剤を中間層に配置した不織布を得る工程と、
その得られた前記不織布を、半割体成形部を有する型にセットして成形する工程と、を備えることを特徴とするダクトの製造方法。 - 前記不織布を得る工程では、第1繊維集積体の上面に前記吸着剤を供給すると共に、該第1繊維集積体の上面に第2繊維集積体を積層した後、該第1繊維集積体及び該第2繊維集積体を結合して前記不織布が得られる請求項6記載のダクトの製造方法。
- 前記第1繊維集積体の目付量は前記第2繊維集積体の目付量より小さい請求項7記載のダクトの製造方法。
- 前記不織布を得る工程では、一連の繊維ウェブを折り返して積層する際に、その積層される該繊維ウェブの間に前記吸着剤を供給した後、該繊維ウェブを結合して前記不織布が得られる請求項6記載のダクトの製造方法。
- 前記不織布を得る工程では、繊維ウェブを形成する際に該繊維ウェブの中間層に前記吸着剤を混入した後、該繊維ウェブを結合して前記不織布が得られる請求項6記載のダクトの製造方法。
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