JP4697135B2 - エアフィルタ用濾材 - Google Patents
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Description
請求項4に係るエアフィルタ用濾材は、請求項1から請求項3のいずれか一項に係る発明において、前記不織布を形成する樹脂材の密度は、0.9〜1.5g/cm3であることを特徴とする。
請求項1に係るエアフィルタ用濾材では、上流層の厚さが0.005〜0.1mmという薄さになるようにプレス成形されることから、繊維が潰され、目を細かくすることができ、ダストの捕捉量を増大させることができる。一方、不織布を形成する繊維の平均繊維径が0.5〜2.5μm及び上流層の空隙率が78〜92%に設定されるため、エアの通気抵抗を抑えつつ、ダストの捕捉量を確保することができる。
図3はエアフィルタ装置の概略を示す断面図であり、エアエレメント部11の前部(図中左部)にはダストを含むエア(空気)が導入されるエア導入管12が接続されると共に、後部にはエアエレメント部11でダストが濾過された清浄なエアが排出されるエア排出管13が接続されている。エアエレメント部11は、エアフィルタ用濾材19が螺旋状(スパイラル状)に巻回されて形成されたハニカム構造体14により構成されている。図1及び図2は、係るハニカム構造体14の概略を示す部分断面図である。図1は図5の1−1線における断面図である。係る図1に示すようにハニカム構造体14は、エアフィルタ用濾材19の上方に位置する上部隔壁15と、下方に位置する下部隔壁16と、エアフィルタ用濾材19の後端部(図中の右端部)に設けられている後端閉塞部17と、エアフィルタ用濾材19の前端部(図中の左端部)に設けられている前端閉塞部18とにより構成されている。
空隙率(%)=1−〔目付量/(厚さ×樹脂材の密度)〕 ・・・(1)
この計算式(1)で算出される空隙率は、ダストの捕捉量と通気抵抗とのバランスを図るために78〜92%に設定される。上流層22の厚さは上記範囲に成形されるため、樹脂材の種類を選定し、目付量を決めることにより、空隙率が算出される。言い換えれば、樹脂材の種類を選定し、空隙率を定めることにより、目付量を算出することができる。空隙率が78%に満たないときには、目標とするダスト捕捉量が得られず、上流層22が目詰まりし、通気抵抗も上昇する。その一方、空隙率が92%を超えるときには、通気抵抗は低下するが、ダスト補足量が目標レベルに達しなくなる。
図4に示すように、この製造装置は、水平方向に移動するコンベヤ30を備えており、そのコンベヤ30上にベルト状の基布31が載置されると共に、基布31の上方に位置し半溶融状態の樹脂繊維32を下向きに吐出する紡糸ノズル33とを備えている。基布31は、半溶融状態の樹脂繊維32を受ける通気性のあるメッシュ状のものである。
この下流層23は通常濾紙層であるが、不織布、合成繊維の織物等であってもよく、その厚さは0.01〜0.14mm程度に形成される。また、下流層23の平均濾孔径は10〜100μmの範囲に設定される。係る下流層23では、上流層22を通過したエアが抵抗なく通り抜けることができるように構成されている。この下流層23は、パルプ又はパルプを主体とし、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維等の合成繊維を配合した材料によって形成される。下流層23では、上流層22を通過したエア中の微細なダストが捕捉されるようになっていてもよい。
・ 本実施形態のエアフィルタ用濾材19では、樹脂繊維36の平均繊維径が0.5〜2.5μmで、上流層22の厚さが0.005〜0.1mmという薄さまでプレス成形され、しかも上流層22の空隙率が78〜92%に維持される。従って、エアフィルタ用濾材19におけるエアの通気抵抗を抑えつつ、ダスト捕捉量を増大させることができる。よって、エアフィルタ用濾材19を自動車のエンジン吸気系におけるフィルタ、空調装置のフィルタ等として好適に使用することができる。
・ また、上流層22の目付量が1〜15g/m2であることにより、単位面積当たりの樹脂繊維の重量を十分に確保することができ、ダストの捕捉性能を向上させることができる。
(実施例1〜5及び比較例1〜11)
実施例1〜5では、上流層22を形成する樹脂材料として、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂を使用した(樹脂密度1.4g/cm3)。そして、前述した図4に示す上流層22の製造装置を用いて上流層材料を製造した。得られた上流層材料を、温度120℃、圧力3MPaの条件でプレス成形を行い、上流層22を作製した。さらに、その上流層22に下流層23を形成する濾紙を接合して平板状濾材25を形成した。係る平板状濾材25に対し波型ローラを押圧して波型状濾材24を作製した。図5に示すように、前記平板状濾材25上に波型状濾材24を載せ、両濾材により形成される入口側空間部20及び出口側空間部21のいずれか一方の長手方向端部のみが閉塞されるように接着剤を配置しながら巻回し、接合することによりハニカム構造体14を得た。
また、比較例1〜11では、実施例1〜5に準じて実施したが、以下に示す条件が実施例1〜5とは異なる。比較例1及び3では、上流層22の空隙率が78%未満の場合を示す。比較例2、4、5、6、7、8、9及び11では、プレス成形を行わず、厚さが0.1mmを超えると共に、空隙率が92%を超える場合を示す。比較例10では、空隙率が92%を超える場合を示す。
(実施例6〜9)
実施例6及び7では、実施例1において、上流層22を形成する樹脂材料として、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂に代えてポリプロピレン(PP)樹脂を使用した(樹脂密度0.95g/cm3)。さらに、上流層22の目付量、厚さ及び空隙率を表1に示したように設定した。また、実施例8及び9では、実施例1において、上流層22を形成する樹脂材料として、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂に代えてポリアミド(ナイロン)樹脂を使用した(樹脂密度1.14g/cm3)。さらに、上流層22の目付量、厚さ及び空隙率を表1に示したように設定した。そして、実施例1と同様にして、ダストの捕捉量(g)と通気抵抗(kPa)とを測定した。それらの結果を表1に示した。
・ 不織布38を形成する樹脂材として、種類の異なるものを複数使用し、樹脂材の密度を調整することもできる。
・ 上流層22を、平板状濾材25のみ、又は波型状濾材24のみで構成することも可能である。
・ 前記メルトブローン法において、樹脂繊維には粘度調整剤としてポリアクリル酸ナトリウム等、繊維接着剤としてバインダー繊維等、繊維滑り性向上剤として非イオン性界面活性剤等、分散安定剤としてカルボキシメチルセルロース等を配合することも可能である。
・ 前記エア中のダストを捕捉した状態における上流層の通気抵抗は、0.8〜1.8kPaであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のエアフィルタ用濾材。このように構成した場合、請求項1から請求項5のいずれかに係る発明の効果に加えて、ダストを含むエアの流れを保持し、閉塞を抑制することができる。
Claims (5)
- エアの流れ方向に対する上流層と下流層とが一体化されて構成され、前記上流層はエア中のダストを捕捉し、下流層は上流層を支持すると共に、上流層は平均繊維径が0.5〜2.5μmの繊維からなる不織布をプレス成形して形成され、厚さが0.005〜0.1mm及び空隙率が78〜92%であることを特徴とするエアフィルタ用濾材。
- 前記プレス成形は、温度20〜160℃及び圧力1〜5MPaの条件下に行われるものであることを特徴とする請求項1に記載のエアフィルタ用濾材。
- 前記上流層の目付量は、1〜15g/m2であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエアフィルタ用濾材。
- 前記不織布を形成する樹脂材の密度は、0.9〜1.5g/cm3であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のエアフィルタ用濾材。
- 前記エアの流れ方向に平行に配置されて使用されるものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のエアフィルタ用濾材。
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