用于过滤器的过滤材料及其制造方法技术

在本制造方法中，采用用于上层的第一造纸原料和用于下层的第二造纸原料来进行造纸，从而从上层至下层形成连续密度梯度。每种造纸原料均包含诸如纸浆的天然纤维和诸如PET的化学纤维。第一造纸原料中的化学纤维的含量高于第二造纸原料中的化学纤维的含量，同时包含在第一造纸原料中的化学纤维的直径大于包含在第二造纸原料中的化学纤维的直径。因此，能够获得一种过滤材料，该过滤材料能够保持具有宽直径范围的颗粒并且不易发生堵塞从而使用寿命得以延长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于能够应用在汽车内燃机的空气净化器等中的过滤器的过滤 材料，并且更加特别地涉及一种通过湿法造纸方法使用天然纤维（诸如纸浆和棉绒）和化 学纤维（诸如聚酯或者人造丝）所生产的过滤材料的改进。
技术介绍
作为例如汽车内燃机的空气净化器中的过滤材料，通常通过多次折叠主要由天然 纤维（诸如纸浆或棉绒）制成的滤纸并且将已折叠的滤纸容纳在壳体内来使用该滤纸。这 种滤纸通常为单层结构。另一方面，具有双层结构的复合过滤材料也已投入实践使用，所述 具有双层结构的复合过滤材料包括（如图10示意性地示出的）：相对高密度的滤纸下层21 和相对低密度的无纺布或滤纸上层22,所述相对低密度的无纺布或滤纸上层层压在下层 21的上游侧上以提高过滤器的使用寿命。需要注意的是，在图10中，各层的密度或孔径通 过孔眼大小来表示。 在这种双层过滤材料中，大灰尘颗粒被双层过滤材料中的上层22收集。因此，与 单层过滤材料相比，双层过滤材料不易发生堵塞并且使用寿命更长。然而，存在这样的问 题，即，如图11示意性地示出的，双层过滤材料易于致使在两个层21和层22之间的界面处 发生堵塞。 鉴于这个问题，专利文献1提出了一种生产复合滤纸的方法，所述方法通过以这 种方式将用于上层和下层的造纸原料供给到造纸机的网部分上，从而部分地混合这些造纸 原料，由此在上层和下层之间形成连续的密度梯度。 在专利文献1中公开了以不同的混合比混合棉绒纤维和人造丝纤维并且将混合 的棉绒纤维和人造丝纤维用作上层和下层的造纸原料。然而，仅仅通过以不同的混合比来 利用同样的纤维，双层过滤材料不能总是获得良好的性能。尽管特别要求汽车内燃机的空 气净化器兼具有针对相对较大的灰尘颗粒（作为测试，例如7ym的颗粒）的灰尘收集性能 和针对非常小的碳颗粒（例如，大约0.5ym的烟灰）的碳收集性能，但是上述的传统双层 过滤材料不能获得良好的碳收集性能。
技术介绍
专利文献 专利文献1 :日本专利公报No.S53-17687
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种过滤材料，所述过滤材料能够通过使用专利 文献1的制造方法获得高水平的收集效率和预期使用寿命。 根据本专利技术，提供了一种用于过滤器的过滤材料，包括：用于形成上层的第一造纸 原料和用于形成下层的第二造纸原料，使得从所述上层至下层呈现出连续密度梯度，其中， 所述第一造纸原料和第二造纸原料中的每一种均包含有天然纤维和化学纤维；其中，所述 第一造纸原料中的化学纤维的含量大于所述第二造纸原料中的化学纤维的含量；其中，所 述第一造纸原料中的化学纤维的直径大于所述第二造纸原料中的化学纤维的直径；以及其 中，所述过滤材料的基重为60-250g/m2。 根据本专利技术，还提供了一种制造用于过滤器的过滤材料的方法，包括：制备第一造 纸原料和第二造纸原料，所述第一造纸原料和第二造纸原料中的每一种均包含天然纤维和 化学纤维，其中，所述第一造纸原料中的化学纤维的含量高于所述第二造纸原料的化学纤 维的含量，并且其中，所述第一造纸原料中的化学纤维的直径大于所述第二造纸原料中的 化学纤维的直径；以及对所述第一造纸原料和第二造纸原料进行造纸处理，由此通过从上 层至下层连续地改变所述第一造纸原料和第二纸原料的混合比而在过滤材料的基重介于 60-250g/m2的范围内形成过滤材料，其中，主要由所述第一造纸原料构成上层，主要由所述 第二造纸原料构成下层。 在本专利技术中，第一造纸原料中包含天然纤维（诸如纸浆或者棉绒）和化学纤维 (诸如聚酯或者人造丝）。类似地，在本专利技术中，第二造纸原料中包含天然纤维和化学纤维。 然而，第一造纸原料的天然纤维和第二造纸原料的天然纤维不必是同一种类；并且第一造 纸原料的化学纤维和第二造纸原料的化学纤维不必是同一种类。 图1是示出了通过造纸来制造本专利技术的过滤材料的方法的示意图。本专利技术的制造 方法和专利文献1的制造方法之间不存在特定区别。通过将第一造纸原料1和第二造纸原 料2从相应的独立网前箱（未示出）供给到造纸机的网部分，在造纸机中对第一造纸原料1 和第二造纸原料2进行造纸处理。在此，造纸机的网部分由网传送鼓3和网4构成。在造 纸机的混合比控制板5的下游侧中，将第一造纸原料1和第二造纸原料2放置在网4上且 处于部分混合在一起而同时在它们之间没有限定清晰界面的状态下。因此，获得这样的过 滤材料，在所述过滤材料中，第一造纸原料1和第二造纸原料2的混合比从上层至下层连续 变化。需要注意的是，在本专利技术中，术语上层和下层分别指的是在造纸过程期间相对 于待过滤的流体流（在过滤材料应用在空气净化器的情况中，待过滤的气流）的上游侧层 和下游侧层，并且并不局限上层和下层必须位于上侧和下侧。 图2是本专利技术的过滤材料的示意图。需要注意的是，在图2中，如在图10和11中 的情况那样，各层的密度或孔径通过孔眼大小来表示。在本专利技术的过滤材料中，密度和孔径 逐渐变化，从而使得在两层之间不存在界面。因此，本专利技术的过滤材料基本不易致使发生界 面堵塞。 由于这个事实，即，与天然纤维（诸如纸浆）相比化学纤维是笔直的，因此当包含 大量化学纤维时通过产生孔隙来减小过滤材料的密度。即使在同一种类的化学纤维的情况 中，当化学纤维的直径大时密度减小的效果也更显著。因为这些原因，所以在本专利技术中按照 这种方式实施图1的造纸方法，使得第一造纸原料和第二造纸原料的混合比逐渐变化，从 而不仅在上层和下层之间形成连续密度梯度，而且还允许在上层中存在更大量的大直径化 学纤维以及允许在下层中存在更大量的小直径化学纤维。凭借这种构造，对于针对相对较 大的灰尘颗粒（作为测试，例如7ym的颗粒）的灰尘收集性能与针对非常小的碳颗粒（例 如，大约0. 5ym的烟灰）的碳收集性能而言，能够获得高水平的收集效率和预期使用寿命 (直到发生堵塞为止所经历的时间）。 本专利技术的优选实施例是：第一造纸原料中的化学纤维的含量是10-80% (就wt% 而言；同样也应用于下文中）；第一造纸原料中的化学纤维的直径处于10-30ym的范围内； 第二造纸原料中的化学纤维的含量为60%或更低；并且第二造纸原料中的化学纤维的直 径介于3-20ym的范围内。 如果上层中的化学纤维含量太低，则上层的孔隙率变低并且不能获得足够的密 度降低效果。如果上层中的化学纤维含量太高，则上层的孔隙率会变高并且允许灰尘颗 粒流过上层，从而不能正确地执行上层的功能。因此，上层中的化学纤维的含量优选处于 10-80%的范围内。另一方面，在下层中需要包含大量的天然纤维，以便使下层的密度变得 比上层高以形成密度梯度，并且以便使过滤材料在后续处理步骤中能够易于起褶以用作例 如空气净化器元件。因此，下层中的化学纤维含量优选处于60%或更低的范围内。如上所 述，化学纤维的直径越大，确保过滤材料的孔隙和降低过滤材料的密度的作用越大。因此， 上层中的化学纤维的直径优选处于10-30ym的范围内；下层中的化学纤维的直径优选处 于3-20um的范围内。 如图3所示，过滤材料的基重与过滤材料的厚度和纸张强度（材料强度）高度地 相关。如果过滤材料的基重小于60g/m2,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于过滤器的过滤材料，包括用于形成上层的第一造纸原料和用于形成下层的第二造纸原料，使得从所述上层至下层显现出连续密度梯度，其中，所述第一造纸原料和第二造纸原料中的每一个均包含有天然纤维和化学纤维；其中，所述第一造纸原料中的化学纤维的含量大于所述第二造纸原料中的化学纤维的含量；其中，所述第一造纸原料中的化学纤维的直径大于所述第二造纸原料中的化学纤维的直径；以及其中，所述过滤材料的基重为60‑250g/m2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.21 JP 2012-1392991. 一种用于过滤器的过滤材料，包括用于形成上层的第一造纸原料和用于形成下层的 第二造纸原料，使得从所述上层至下层显现出连续密度梯度， 其中，所述第一造纸原料和第二造纸原料中的每一个均包含有天然纤维和化学纤维； 其中，所述第一造纸原料中的化学纤维的含量大于所述第二造纸原料中的化学纤维的 含量； 其中，所述第一造纸原料中的化学纤维的直径大于所述第二造纸原料中的化学纤维的 直径；化及 其中，所述过滤材料的基重为60-250g/m2。2. 根据权利要求1所述的用于过滤器的过滤材料，其中，按照2:8至6:4的基重比地包 含第一造纸原料和第二造纸原料。3. 根据权利要求1或2所述的用于过滤器的过滤材料，其中，所述过滤材料的厚度介于 0. 4-1. 5mm。4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的用于过滤器的过滤材料。其中，所述过滤材 料的密度介于0. 1-0. 5g/cm3。5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的用于过滤器的过滤材料，其中，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井宏征，铃木光俊，浜田雄一，
申请(专利权)人：株式会社马勒滤清系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP