JPH10252000A - カーエアコン用プレフィルター原紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】折り適性に優れたカーエアコン用プレフィルタ
ーを提供する。 【解決手段】適宣選択したガラス繊維を、同じく適宣選
択した合成繊維とバインダーに混入して得られるプレフ
ィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の外気導入型
エアコンフィルターに利用され、複層構造でなる空気浄
化用濾材において外気導入側（流入側）に位置するフィ
ルター用濾材に関する。更に詳しくは、空気流入側の粗
層部から空気流出側の密層部へと密度勾配を有した、少
なくとも２層以上の繊維層からなる自動車の外気導入型
フィルター用濾材のうち空気流入側の粗層部に関する。
本発明ではプレフィルターとは、空気の流れ方向に粗
から密へと密度勾配を与えた複層構造のフィルター用濾
材において繊維径の太い繊維層である粗層部のことを言
う。

【０００２】

【従来の技術】従来、外気導入型カーエアコンはフィル
ターなしで直接外気が冷却されるため、ディーゼル車の
排気や、花粉等も一緒に車内に入っていた。これに対し
ヨーロッパ車では以前より外気の入り口に除塵フィルタ
ーを設け、定期的に交換する型が主流になっており、現
在日本車においてもカーエアコンが既に標準設定される
ものも出てきた。こうしたカーエアコン用フィルターの
構成は合成繊維で目の粗いプレフィルターとやはり合成
繊維のメインフィルターを組み合わせられ、波形状とし
て取り付けられるものがほとんどである。ただしこれら
共合繊のフィルターは折り畳み熱圧着式のため 腰がな
く 複層張り合わせの操業効率が低いばかりか、実際に
使用した場合、風圧に負けてプリーツ加工後に濾材同士
の密着が起こり、フィルターとしての有効面積が著しく
小さくなることもあり問題となっている。

【０００３】これらの問題点について、これまでエアフ
ィルターとしては、機械的強度を維持するために太いガ
ラス繊維を混入することが知られているが、単に太い繊
維を混入するだけでは繊維層の空隙率が大きくなること
から通気抵抗の低下を招くばかりか、特にガラス繊維主
体の場合には 折り加工時のスジ切れが発生し、さらに
折れたガラス繊維の脱落といった別の問題に発展した。
また上記ガラス繊維が通過精度や通過効率において重要
な密層部の構成繊維となる場合、フィルター全体の厚み
が必要以上に大きくなったり、フィルターとしての効率
が低下することなど避けられない欠点がある。特にこれ
は設置スペースが限られる車内などにおいては致命的な
欠点となり得る。

【０００４】一方、ガラス繊維を混入するのではなく、
樹脂接着剤を合成繊維層に付着させる方法も知られてい
る。樹脂接着剤を使用・含浸することでシートにある程
度の硬さを持たせている方法がそれである。例えば特開
平6-218210においては、フィルター材を硬くするために
ガラス転移温度の高いバインダーを提案している。ただ
し樹脂含浸加工の方法では、含浸後の乾燥時における水
の蒸発にともない、樹脂のマイグレーションの発生があ
り、シートの表面部に多くの樹脂が付着してしまい、シ
ート表面部の空隙率が著しく低下し、濾過寿命の低下を
招いてしまう。

【０００５】このシート表面部のマイグレーションに関
しては、いろいろな工夫がなされており、例えば特開平
2-253815においては、シート乾燥時において蒸発スピー
ドの早い有機溶剤を分散剤または溶剤として使用するこ
とにより、マイグレーションの発生を最小限に抑えるこ
とが提案されている。 しかしながら、この場合におい
てもシート表面部のマイグレーションの発生を完全に抑
えているわけではない。またに樹脂接着剤よりフィルタ
ー基材に剛性を持たせているため、マイグレーションの
発生を抑制するために樹脂接着剤の添加量を減少させる
ことは、剛度の維持という初期の目的を達成しない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、 ある程度
の剛度を有し、組み合わせた合成繊維層のメインフィル
ター（密層部）に折り適性と強度維持を持たせ、折り加
工時のスジ切れの発生がなく、複層張り合わせの時の操
業効率に優れことを特徴とするカーエアコン用プレフィ
ルター原紙を提供することにある。 なお、本明細書
では、空気の流れ方向に粗から密へと密度勾配を与えた
複層構造のフィルター用濾材における繊維径の太い繊維
層である粗層部のことをプレフィルターとし、繊維径の
細い繊維層である密層部のことをメインフィルターとす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気流入側の
粗層部から空気流出側の密層部へと密度勾配を有した、
少なくとも２層以上の繊維層からなる自動車の外気導入
型フィルター用濾材のうち空気流入側の粗層部に関す
る。 本発明は、粗層部の構成が「繊維径６〜13μｍの
ガラス繊維が、基材の全重量の30〜70部、繊維径５〜25
μｍの合成繊維が30〜70部、バインダー繊維が１〜10
部、合成樹脂が0.1〜15部含まれる」ことであり、組み
合わせた合成繊維層のメインフィルターに折り適性と強
度維持を持たせることを特徴とするカーエアコン用プレ
フィルター用原紙の発明である。

【０００８】また、本発明の第二の発明は、上記第一の
発明において、その基材が湿式抄紙法により製造される
ことを特徴とするカーエアコン用プレフィルター用原紙
の発明である。 以下本発明について説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明におけるカーエアコン用プ
レフィルターは、ガラス繊維、合成繊維、バインダー繊
維、合成樹脂を熱融着したものである。 本発明では
合成繊維層である密層部のメインフィルターの支持体と
しての役割を提供することも目的としており、従来の合
成繊維層で構成されたカーエアコン用フィルターの、腰
がないという欠点を改良すべく、その主原因と考えられ
る繊維構成に注目し、プレフィルター部の繊維層の構成
に太径のガラス繊維を含ませることで、複層組み合わさ
れたフィルター材の剛性を高めている。さらにガラス繊
維を混入することにより、複層に組み合わせた基材に剛
性を持たせるために使用する合成樹脂の量を減少させ、
バインダーマイグレーションによるフィルター特性の低
下を抑えることに成功している。 なお、本発明の実施
例は 湿式抄紙法で得られている。湿式抄紙法では使用
繊維の適宣な選択によって、基材が非常に均一な構造と
なるため、安定した剛性が得られ、基材の支持体として
極めて有効なものとなるのである。

【００１０】複層組み合わせのフィルターにおいて空気
流入側の粗層部は、大粒径ダストに対して濾過寿命を左
右する重要な繊維層であり、大粒径のダストは捕集する
が小粒径のダストはスルーする構造が好ましい。そのた
めプレフィルターの場合、エアーフィルターとしての集
塵に対する関与は小さく、大きな空隙率が要求される。
したがって、通気抵抗の点から 複層組み合わせの粗層
部の繊維径としては、通常径〜比較的太径の５〜25μｍ
で好適な結果が得られる。さらに粗層部に混入するガラ
ス繊維はフィルター基材の剛度を維持するためのもので
あるが、同様の理由により平均繊維径６〜13μｍが好ま
しい。ガラス繊維の場合、平均繊維径20μｍをこえるも
のを使用すると折り適性が低下するうえ、スジ切れとい
った問題も発生する。

【００１１】本明細書では、「ガラス繊維」の用語は
「ガラスチョップドストランド」として知られる長繊維
および短繊維のガラス繊維の意味で使用しており、繊維
の組成に関しては、特に限定するものではない。ここ
で、フィルター支持体としての剛性を得るために、本発
明で使用するガラス繊維としては、平均繊維径が6〜13
μｍ、好ましくは10μｍ程度のものが適している。

【００１２】ガラス繊維が繊維層に含まれている基材を
合成繊維層と組み合わせることで、フィルター基材はあ
る程度の硬さを得ることができ、プレフィルターがフィ
ルター基材中の支持体となり得る。この場合、ガラス繊
維の占める割合が増すほど剛性は得られるものの、ガラ
ス繊維の占める割合があまりに大きいと、折り加工時に
スジ切れの発生を招いてしまう。そこで、ガラス繊維の
占める割合は30〜70部、好ましくは40〜60部にすること
で、フィルター基材に要求される硬さを保ちつつも折り
加工時のスジ切れを抑えることができ、フィルター製造
においてその品質を左右する重要な折り適性に好適な結
果が得られる。

【００１３】本発明に使用される合成繊維の材質として
は、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピ
レンなどの有機繊維が挙げられ、繊維の種類には特に限
定されない。これらを単独で用いても良いし、２種以上
を併用して用いても良い。

【００１４】この合成繊維の太さとしては平均繊維径５
〜25μｍを有するものである。25μｍをこえるもので
は、均一な繊維分布を得ることが困難で、たとえ均一な
繊維分布が得られたとしても繊維間隙が大きくなり過ぎ
るために、プレフィルター基材の抄紙時点において、ワ
イヤー剥離などの問題を招いてしまう。また５μｍ未満
のものでは、繊維層の空隙部はきわめて小さくなるた
め、濾過抵抗が増加してしまい、大粒径のダストのみな
らず小粒径のダストをも保持してしまうため、プレフィ
ルターとして好ましくない。さらに、早期目詰まりによ
り、短い濾過寿命になる欠点が発生してしまい、プレフ
ィルター本来の目的を満たすことができない。 本発
明では上記範囲の太さのものを適宣選択してやれば良い
が、より好ましくは平均繊維径10〜20μｍ程度の繊維が
フィルター基材の30〜70部占めるものが、大粒径のダス
トに対して良くはたらき、プレフィルターとして好適な
結果を得るものとなる。

【００１５】本明細書では、「バインダー繊維」の用語
は、外観状は一般の化学繊維とかわらないものである
が、繊維と混抄後100〜200℃で加熱処理することにより
バインダー効果を発揮し、繊維同士を結着しうるものの
意味で使用している。ガラス繊維は強度に寄与しないの
でバインダー繊維を混入させることでシートの強度を持
たせ、低圧力損失なプレフィルターを提供するものであ
る。 本発明において使用されるバインダー繊維は、
ビニロン（クラレ社製 VPB 107-1）であるが、特に限定
するものではなく、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリオレフィン樹脂など熱硬化性樹脂、
熱可塑性樹脂のいずれも使用可能である。ただし、上記
のプレフィルターとしての濾過抵抗の観点から、かかる
バインダー繊維の好ましい繊維径は５〜25μｍ程度であ
る。 バインダーは全不織布重量に対して、0.5〜15
部、好ましくは、２〜６部である。

【００１６】本発明では、適宣選択した量の樹脂接着剤
を含浸することで、剛性の微調整が行えるために基材に
対し より細かな剛性要求を満たすことが可能となる。
すなわち、基材に要求される剛性−目的とするフィルタ
ー基材に合わせた適切な折り加工性−を提供することが
可能となる。 この樹脂接着剤のシートへの含浸方法と
しては、浸漬法、スプレー法などの方法で行う。 本
発明のシートにはアクリル系共重合物（カネホ゛ウ・エヌエスシ-社
製 ヨト゛ソ゛-ル 3460）を含浸している。ただし、含浸する
樹脂としてはエマルジョンタイプで皮膜を大きくつくら
ず、適度な強度を持つものならば、エチレン酢酸ビニル
系共重合物、エチレン塩化ビニル系共重合物など、合成
樹脂の種類は特に限定するものではない。 含浸樹脂
量は多過ぎると基材表面部のマイグレーションが発生す
るため適切な量を見いだすことが重要である。 本発
明において、基材と含浸樹脂の重量比率は、全重量に占
める含浸樹脂の割合で0.1〜部、好ましくは、１〜10部
である。

【００１７】

【実施例】本発明を実施例及び比較例により更に詳細に
説明するが、本発明の内容は実施例に限られるものでは
ない。 本実施例において濾過抵抗の指標として、風
速40cm/sec時の圧力損失(mmAq)を測定している。圧力損
失の値は低い方が、濾過抵抗が低いことを意味する。
本実施例において熱折り加工性の指標として、熱曲げ保
持角度を測定している。 なお、本明細書における熱曲
げ保持角度とは、シート上部に30g/cm2荷重がかけられ
た２つ折りの基材を70℃雰囲気下に20min放置し、その
後 荷重をなくした時の基材の戻り角度を測定したもの
で、熱セット性を意味し、剛性があるものほど保持角度
が大きくなる。

【００１８】＜実施例１〜７＞ ガラス繊維と合成繊
維のスラリーを下記表１に示す繊維構成になるように混
合した。この混合物に粘剤としてポリエチレンオキサイ
ド（ＰＥＯ）を５ppmとなるように添加し、傾斜短網機
にて50g/m2に抄造、さらに合成樹脂（アクリル系エマル
ジョン）をシートに対して含浸し、粗層部として表１の
如きプレフィルターを得た。 得られたプレフィルター
の風速40cm/secにおける圧力損失および熱曲げ保持角度
を測定し、それぞれ濾過抵抗および熱折り加工性の指標
とした。 熱折りセット性においては、サンプルサイズ
は５＊10cm すなわち ２つ折りとして５＊５cm として
いる。剛度があるものほど保持角度が大きくなっている
が、熱折り加工性としての最適値は130〜150゜である。
さらにメインフィルターと組み合わせた複層構造の基
材の評価も行った。 結果をまとめて表１に示す。

【００１９】＜比較例１〜７＞ 従来技術のカーエアコ
ン用フィルターとして合成繊維層を実施例１〜５と同様
に作成し、各物性を評価した。 比較例については表
２にまとめて示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】なお、表１、２において、各表示は以下の
意味を有する。 ＰＶＡ繊維 ：融点60〜70℃の全融タイプのバインダ
ー繊維 含浸樹脂 ：アクリル系エマルジョン 圧力損失 ：風速40cm/secにおける測定値 熱曲げ保持角度：上部に荷重30g/cm2かけられて 70℃雰
囲気下に20min放置された２つ折りシートの戻り角度
（サンプルサイズ：５＊10cm） 複層組み合わせ基材の熱加工性：折り畳み熱圧着による
張り合わせ適性 ・評価：× 不適当、△ 可、○ 良い、◎ 優れる 複層組み合わせ基材のフィルター特性：フィルターとし
た時の総合的評価 ・評価：× 不適当、△ 可、○ 良い、◎ 優れる

【００２３】表１の結果から、実施例１〜７のプレフィ
ルターにおいては、熱折り保持角度は80〜155゜を示して
おり、複層組み合わせ時の基材熱加工性が認められ、か
つ複層組み合わせた基材のフィルター特性も良好であ
る。一方、比較例１、４および５は基材熱加工性が悪
く、スジ切れの発生があった。比較例２においては圧力
損失などのフィルター特性は良好であるが、基材に腰が
ないことから、熱加工性が不良であった。また、比較例
３においては使用繊維の繊維径が細すぎるために、基材
は目詰まりをおこし圧力損失が大きくなっている。さら
に比較例６および７においても、使用バインダー量多い
ために、やはり基材は目詰まりをおこし、フィルター特
性の点からそれぞれ実用に不適当である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、湿式抄紙法により製造
したガラス繊維混入不織布をプレフィルターとすること
により、組み合わせた合成繊維層のメインフィルターに
折り適性と強度維持を持たせることが可能となる。これ
によりフィルター製造における過程で 、複層張り合わ
せ時に優れた操業効率が得られることになる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天久 舜一 東京都江戸川区東篠崎２−３−２ 王子製 紙株式会社江戸川研究センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維径６〜13μｍのガラス繊維が、基
   材の全重量の30〜70部、繊維径５〜25μｍの合成繊維が
   30〜70部、バインダー繊維が１〜10部、合成樹脂が0.1
   〜15部含まれることを特徴とするカーエアコン用プレフ
   ィルター原紙。
2. 【請求項２】 湿式抄紙法で製造されることを特徴と
   する請求項１に記載のカーエアコン用プレフィルター原
   紙。