空气过滤材料制造技术

本发明专利技术提供即使不使用可分裂纤维，耐粉尘穿透性也优异，除此之外，还显示初期通气阻力低，对粉尘和炭黑的初期清洁效率和寿命等性能平衡性优异的低成本非织造布基材的空气过滤材料。其为对空气流入层和空气流出层进行叠层而成的空气过滤材料，其平均流量孔径为２０～４０μｍ，最小孔径为２．４～３．８μｍ以及最大孔径在８０μｍ以下。空气流入层为纤维目付量在５５～１００ｇ／ｍ↑［２］的针刺非织造布层。空气流出层是对纤维目付量为２０～６０ｇ／ｍ↑［２］，平均流量孔径在５０～９０μｍ，最小孔径为３．０～１０．０μｍ以及最大孔径在１８０μｍ以下的射流喷网法非织造布层至少２层以上进行叠层的叠层射流喷网法非织造布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以汽油、乙醇、轻油、重油等作为燃料的4冲程或2冲 程的往复式发动机、转子发动机、燃气涡轮发动机等各种内燃机的空气 过滤器用的空气过滤材料。特别涉及不仅对沙尘等尘埃(粉尘)(参照 JIS D-1612)的捕集性优异，而且对炭黑的捕集性也优异，在特殊情况 下容易产生的粉尘穿透现象也能够得到抑制的汽车(例如摩托车和四轮 汽车)发动机用的空气过滤材料。
技术介绍
如果向汽车发动机汽缸内导入的空气中混有粉尘，则会损伤汽缸的 内壁，存在引起发动机故障的问题。 一直以来，汽车空气过滤器的空气 过滤材料必须显示良好的粉尘捕集性。另外，当从柴油发动机等排出的 炭黑混入到导入空气中时，有时会造成对燃料进行适当空气流量计测的 传感器的错误工作，所以对用于汽车发动机空气过滤器的空气过滤材料 也要求它对炭黑显示良好的捕集性。以往作为显示良好粉尘捕集性和炭黑捕集性的空气过滤材料，提出 了由致密纤维层和与之相邻的相邻纤维层构成的空气过滤器用过滤材 料(参照专利文献1)。其中，致密纤维层是含有平均纤维直径为3~ 15ym细纤维的非织造布，并具有20- 120g/n^的面密度，相邻纤维层 具有0.1 0.2g/cm3的表观密度和10~ 100g/m2的面密度。但是当在使用专利文献l中所述的空气过滤器用过滤材料的汽车发 动机用的空气过滤器中保持大量粉尘的状态下驱动发动机时，根据发动 机的转数，汽车发动机用过滤器的振动频率也会发生变化，并且最新发 现如果振动频率达到200Hz前后，就会产生空气过滤器用过滤材料所捕 集的粉尘向空气流出侧穿透的现象(粉尘穿透)的问题。针对这一问题，可以认为使空气过滤器用过滤材料浸渍丙烯酸系乳 液等并进行干燥，用树脂对构成非织造布的纤维进行固定的方法是有效 的。如果增加树脂的附着量，则对炭黑的捕集性降低，另外，还会产生 空气过滤器用过滤材料因粉尘而引起的网孔堵塞，得不到所需空气流量 的问题。这样，对于如专利文献l中所述空气过滤器用过滤材料那类非织造 布基材的空气过滤材料，不能以较高水平维持其粉尘捕集性、耐粉尘穿 透性以及炭黑捕集性的良好综合性能。于是为了平衡良好地对空气过滤材料赋予良好的粉尘捕集性、耐粉 尘穿透性以及炭黑捕集性，提出了使空气过滤材料为对三层非织造布进 行叠层的结构，对于各层无纺积布，分别将它们的平均纤维直径、纤维 的目付量、表观密度和树脂浸溃量限定在规定范围之内(专利文献2)。 具体提出了对含有平均纤维直径为3 5卩m纤维的第1非织造布、含有 平均纤维直径为9-15jum纤维的第2非织造布和含有平均纤维直径为 16 32Mm纤维的第3非织造布进行叠层的空气过滤材料。其中，在第 1非织造布中纤维目付量为35 55g/m2，粘结剂树脂的附着量为10~ 24g/m2,表观密度为0.16~0.30g/cm3。另外，在第2非织造布中纤维目 付量为20~100g/m2，粘结剂树脂的附着量为4~llg/m2，表观密度为 0.10~0.20g/cm3。并且在第3非织造布中纤维目付量为55 ~ 100g/m2, 粘结剂树脂的附着量为l~5g/m2,表观密度为0.073 ~0.088g/cm3。叙述 了在该空气过滤材料中优选用可分裂切段纤维构成第l非织造布，进一 步使用射流喷网法非织造布作为第1和第2非织造布。特开平10-337426号公报；特开2004-243250号公报。
技术实现思路
但是专利文献2的空气过滤材料，为了确保理想水平的耐粉尘穿透 性、粉尘捕集性和炭黑捕集性，正如在其实施例中所公开的，不得不使 用高价的可分裂纤维构成第1非织造布层，势必导致制造成本增加。另 外，对于空气过滤材料，作为其基本性能，要求对于粉尘和炭黑具有良 好的初期清洁效率和寿命。本专利技术的目的是为了解决上述以往的技术课题，提供即使不使用可 分裂纤维，耐粉尘穿透性也优异，除此之外，初期通气阻力低，对粉尘 和炭黑的初期清洁效率和寿命等性能平衡优异的低成本非织造布基材 的空气过滤材料。本专利技术者发现为了平衡良好地使空气过滤材料具有良好的耐粉尘 穿透性、初期通气阻力、对粉尘和炭黑的初期清洁效率和寿命等性能， 使空气过滤材料的结构为对空气流入侧的层(以下称为空气流入层)和空气流出侧的层(以下称为空气流出层)进行叠层的结构，并且用纤维 目付量在规定范围之内的针刺非织造布构成空气流入层，另一方面，用 对2层以上射流喷网法非织造布层进行叠层的材料构成空气流出层。作为各射流喷网法非织造布层的特定指标，采用根据ASTM F-316-80的 "平均流量孔径"、"最小孔径"和"最大孔径"替代专利文献2的"粘 结剂树脂附着量"和"表观密度"，并且使空气过滤材料的这些数值 和构成空气过滤材料的单层射流喷网法非织造布的这些数值分别在规 定范围之内，可以达到上述目的，从而完成了本专利技术。也就是本专利技术提供空气过滤材料，它是对空气流入层和空气流出层 进行叠层的空气过滤材料，其平均流量孔径为20-40 jum，最小孔径为 2.4~3.8jum以及最大孔径在80jum以下，并且是对空气流入层为纤维 目付量在55 ~ 100g/m2的针刺非织造布层，空气流出层为纤维目付量为 20~60g/m2,平均流量孔径在50~90jum，最小孔径为3.0 ~ 10.0 |u m以 及最大孔径在180 jum以下的射流喷网法非织造布层至少2层以上进行 叠层的叠层射流喷网法非织造布。另外，本专利技术还提供使用上述空气过滤材料作为过滤部件的汽车发动机用空气过滤器。 ' 专利技术效果本专利技术的空气过滤材料，其自身的"平均流量孔径"、"最小孔径" 和"最大孔径"被限定在规定范围内，并进一步使用将纤维目付量限定 在规定范围内的针刺非织造布层作为空气流入层，进一步使用将"纤维 的目付量"、"平均流量孔径"和"最小孔径"分别限定在规定范围 内的射流喷网法非织造布层至少2层以上进行叠层的材料作为空气流出 层。因此即使不使用高价的可分裂纤维，也仍然可以显示耐粉尘穿透 性、对于粉尘和炭黑的初期清洁效率以及寿命等性能的良好平衡。附图说明是本专利技术空气过滤材料的断面图。是本专利技术空气过滤材料的断面图。是折叠的空气过滤材料的部分放大图。是折叠的空气过滤材料的部分放大图。符号说明1空气流出层；la、 lb、 lc、 ld、 le射流喷网法非织造布层；2空气流入层；Pl折叠间距；P2折叠间距；Sl、 S2过滤区域。具体实施例方式以下参照附图对本专利技术进4亍详细说明。图1是本专利技术空气过滤材料实施方案一例的断面图。该空气过滤材 料具有在空气流出侧配置空气流出层1 ，在空气流入侧配置空气流入层2 的结构。其中，空气过滤材料自身的平均流量孔径为20-40 ym,优选 25~35jum。这是由于如果低于20 m m，则通气阻力大，寿命短；如果 超过40Mm,则初期清洁效率低的原因。另外，空气过滤材料自身的最 小孔径为2.4~3.8ym，优选为2.8~3.4nm,这是因为如果低于2.4 p m，则通气阻力大、寿命短；如果超过3.8 pm,则初期清洁效率降低的 原因。空气过滤材料的最大孔径在80|um以下，优选在73ium以下， 这是因为如果超过80 y m,则初期清洁效率降低的原因。另外，空气流出层1是由射流喷网法非织造布层la本文档来自技高网...

【技术保护点】
空气过滤材料，它是对空气流入层和空气流出层进行叠层而成的空气过滤材料，其平均流量孔径为２０～４０μｍ，最小孔径为２．４～３．８μｍ以及最大孔径在８０μｍ以下，其中空气流入层为纤维目付量在５５～１００ｇ／ｍ↑［２］的针刺非织造布层，空气流出层为将纤维目付量为２０～６０ｇ／ｍ↑［２］，平均流量孔径在５０～９０μｍ，最小孔径为３．０～１０．０μｍ以及最大孔径在１８０μｍ以下的射流喷网法非织造布层至少２层以上进行叠层的叠层射流喷网法非织造布。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅津则雄，水井和正，
申请(专利权)人：大尼克株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]