JP6685589B2 - 不織布濾過材及びエアクリーナエレメント - Google Patents
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Description
また、本発明は、第1発明ないし第3発明のいずれかの不織布濾過材を有する、自動車の内燃機関用もしくは自動車の燃料電池用のエアクリーナエレメントである(第4発明)。
粗層部11は、繊維の太さが異なる複数種の繊維が混紡されて構成された不織布層である。粗層部11中には、平均繊維径が15〜45μmの捲縮している複合繊維と、平均繊維径が5〜20μmであって前記複合繊維よりも繊維径の細い細繊維とが含まれている。
かかる役割を考慮して、密層部12は微粒子ダストの捕捉に適した構成を採用することが好ましい。例えば、密層部12を構成する繊維として、平均繊維径が5〜30μmのものが好ましく、5〜20μmのものが特に好ましい。また、密層部を構成する繊維の材料は、粗層部11に含まれる細繊維と同様の材質の繊維が使用できる。また、密層部の繊維配置構造がつぶれてしまわないように、もっと太い繊維を混ぜてもよい。
なお、密層部12を細い繊維で構成し、かさ密度を大きく(空間率を小さく)すれば、微粒子ダストの捕捉効率(清浄効率)を高めることはできるが、一方で、密層部が微粒子ダストによって目詰まりしやすくなり、濾過材の寿命が短くなりやすい。
不織布濾過材1においては、粗層部11がドライ層であり、粗層部11中には、平均繊維径が15〜45μmの捲縮している複合繊維と、平均繊維径が5〜20μmであって前記複合繊維よりも繊維径の細い細繊維とが含まれており、粗層部11における繊維の配合割合が、複合繊維が30〜60重量%であり、細繊維が30〜70重量%である構成であることにより、粗層部11により、カーボンダストのような微粒子ダストを高い捕捉効率(清浄効率)で、大量に捕捉することができる。
また、以下に示す実施例や比較例において、いずれの例における濾過材も、相違する旨の記載のない繊維の材質や厚みや目付け量、積層された層の間の密度勾配等の構成は、実質的に同じであり、試験に供する際に成形したフィルタエレメントの形状や襞折りの仕様も同一としている。実施例及び比較例の繊維構成や性能評価結果を表1に示す。
実施例1は、上記第1実施形態として説明した不織布濾過材1である。粗層部11の目付は75g/平方メートル、空間率は96。6%である。密層部12の目付は125g/平方メートル、空間率は93.5%である。基材層13には目付は15g/平方メートルのスパンボンド不織布を用いた。
粗層部11の繊維構成は、平均繊維径26.8μm(繊度7.8デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製の複合繊維を捲縮した繊維が45重量%、平均繊維径24.7μm(繊度6.6デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維(R−PET:複合繊維でない通常のPET繊維)が5重量%、細繊維としての平均繊維径11.6μm(繊度1.45デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維(R−PET:芯鞘繊維でない通常のPET繊維)が20重量%、細繊維としての平均繊維径14.3μm(繊度2.2デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製の低融点成分を含む芯鞘構造の繊維(L−PET)が30重量%である。したがって、粗層部11に含まれる細繊維の内、低融点成分を含む芯鞘構造の細繊維(L−PET)の配合割合は60重量%である。
密層部12の繊維構成は、平均繊維径17.5μm(繊度3.3デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維が40重量%、平均繊維径11.6μm(繊度1.45デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維が60重量%である。なお、密層部には40g/平方メートルのバインダ処理を施している。
粗層部における細繊維の配合を、平均繊維径11.6μm(繊度1.45デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維が50重量%、低融点成分を含む芯鞘構造の繊維(L−PET)は無し、に変更し、他は同様である不織布濾過材を実施例2とした。
粗層部における細繊維の配合を、細繊維としての平均繊維径11.6μm(繊度1.45デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維が35重量%、細繊維としての平均繊維径14.3μm(繊度2.2デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製の低融点成分を含む芯鞘構造の繊維が15重量%、に変更し、他は同様である不織布濾過材を実施例3とした。
粗層部を、平均繊維径24.7μm(繊度6.6デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維を100重量%で構成し、他は実施例1と同様である不織布濾過材を比較例1とした。
粗層部を、平均繊維径26.8μm(繊度7.8デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製の複合繊維を捲縮した繊維を100重量%で構成し、他は実施例1と同様である不織布濾過材を比較例2とした。
粗層部を、平均繊維径24.7μm(繊度6.6デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維を50重量%、細繊維としての平均繊維径11.6μm(繊度1.45デシテックス)のポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維を50重量%で構成し、他は実施例1と同様である不織布濾過材を比較例3とした。
得られた不織布濾過材を襞折り構造に形成して枠体を取り付けて、エアクリーナエレメントとし、試験に供した。エアクリーナエレメントについて、JISD1612(自動車用エアクリーナ試験方法)に準じて、カーボンダストについてフルライフの清浄効率(捕捉効率)試験、ダスト捕捉量試験、及び通気抵抗試験を行った。その試験条件を下記に示す。
試験ダスト:カーボンダスト(軽油燃焼カーボン)
ダスト供給量:カーボンダスト(0.10g/分)
試験流量:4.2立方m/分
通気抵抗:濾過材の上流と下流の間の差圧(試験開始時)
増加通気抵抗が2.94kPaに達したときをフルライフとし、それまでに捕捉したダストの量をフルライフ捕捉量とする。
例えば、清浄効率の評点が10から12に上がることは、清浄効率が75%であったものが85%に向上する程度の改善があったことを表している。
微粒子寿命の評点が10から15に上がることは、微粒子のフルライフ捕捉量が1.5倍に増加することを表している。
通気性能の評点が10から11に上がることは、濾過材の通気抵抗が5%程度改善することを表している。
11 粗層部
12 密層部
13 基材層
2 エアクリーナエレメント
21 枠体
22 シール部材
Claims (4)
- 上流側に位置する粗層部と下流側に位置する密層部とを有する密度勾配を持った多層構造の不織布濾過材であって、
前記粗層部及び密層部はドライ層であり、
粗層部の空間率は90〜99%であり、密層部の空間率は80〜95%であり、
粗層部の目付が、40〜200g/平方メートルであり、密層部の目付が、70〜300g/平方メートルであるとともに、
前記粗層部中には、平均繊維径が15〜45μmの捲縮している複合繊維と、
平均繊維径が5〜20μmであって前記複合繊維よりも繊維径の細い細繊維とが含まれており、
前記捲縮している複合繊維は、コイル状もしくはスパイラル状の立体捲縮構造を有し、
前記粗層部における繊維の配合割合が、複合繊維が30〜60重量%であり、細繊維が30〜70重量%であり、
前記密層部は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製のレギュラー繊維により構成されている、
不織布濾過材。 - 粗層部に含まれる細繊維には、低融点成分を含む芯鞘構造の細繊維が配合されている、請求項1に記載の不織布濾過材。
- 粗層部に含まれる細繊維の内、低融点成分を含む芯鞘構造の細繊維の配合割合が40〜80重量%である、請求項2に記載の不織布濾過材。
- 請求項1ないし請求項3にいずれかに記載の不織布濾過材を有する、自動車の内燃機関用もしくは自動車の燃料電池用のエアクリーナエレメント。
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