JPS6340124B2 - - Google Patents

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JPS6340124B2
JPS6340124B2 JP55144030A JP14403080A JPS6340124B2 JP S6340124 B2 JPS6340124 B2 JP S6340124B2 JP 55144030 A JP55144030 A JP 55144030A JP 14403080 A JP14403080 A JP 14403080A JP S6340124 B2 JPS6340124 B2 JP S6340124B2
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JP
Japan
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filter
dust
fibers
fiber
fiber density
Prior art date
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Expired
Application number
JP55144030A
Other languages
English (en)
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JPS5775117A (en
Inventor
Yatsuhiro Tani
Susumu Oomori
Hideki Komagata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyobo Co Ltd, NipponDenso Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
Priority to JP14403080A priority Critical patent/JPS5775117A/ja
Publication of JPS5775117A publication Critical patent/JPS5775117A/ja
Publication of JPS6340124B2 publication Critical patent/JPS6340124B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は高捕集効率で目詰りの少ない、従つて
塵埃保持量の大きく寿命の長い高性能フイルター
に関するものである。 従来、高捕集効率で目詰りの少ないフイルター
には繊維の素材や繊維の繊度、繊維密度、厚さな
どの異なる不織布を除塵すべき塵埃に応じて流入
側を粗な繊維密度に、流出側を密な繊維密度に適
宜に組合せた積層フイルターがある。 この積層フイルターはその製造法が各種不織布
を貼り合せ積層する方法、ウエブを多数重合して
樹脂加工する方法など、所望の性能のフイルター
が製作できることから、気体用フイルター、例え
ば空調用エアフイルター、自動車用エアフイルタ
ーとか、液体用フイルター、例えば自動車航空機
の燃料用フイルター、オイルフイルターなどに利
用されている。これらの積層フイルターは単層か
ら成る不織布フイルターと比較して目詰りしにく
く、塵埃保持量が大きいが、フイルターの空間体
積から塵埃保持量をみた場合まだ未使用の空間体
積がかなり残つた状態で目詰りが発生し、通気抵
抗が急上昇し、寿命がつきる傾向にあり、空間利
用率と言う点では必ずしも満足すべきものではな
かつた。 この理由には、積層フイルター積層面の流入側
に塵埃のケーク層が生成し易いことが原因として
挙げられ、これは均一な繊維密度を有する不織布
の各種単層から重合して製造される積層フイルタ
ーでは避けられない問題であつた。本発明者ら
は、この点に鑑み、高捕集効率で目詰りの少ない
フイルターについて鋭意検討した結果、本発明を
見い出すに到つたものである。 バインダーにより繊維同士を熱接着してなり、
合塵空気流入側の繊維密度を0.01〜0.1、流出側
の繊維密度を0.05〜0.4に、かつ流入側から流出
側に至る繊維密度の変化が指数函数的に連続した
粗密勾配を有するようになし、しかも厚み方向の
繊維の形成素材を均質的に分布せしめてなること
を特徴とするフイルター。 本発明のフイルターは従来の積層フイルターが
均一な繊維密度の不織布を多数積層して、階段状
の繊維密度であるのに対し、連続した変化の粗密
勾配を有するとともにその形成素材が均質的に分
布している単層フイルターであることが特徴であ
る。フイルターを構成する繊維の形成素材を均質
的に分布させるというのは、例えば厚み方向のど
こをとつても繊維分布が均一であるという意味で
ある。仮りに1デニールの繊維と3デニールの繊
維との2種類の繊維から構成されるフイルターの
場合では、フイルターの厚み方向の任意の点では
これら繊維が均一に混合されている。この点を第
1図で説明する。 第1図Aは従来の積層フイルター例えば三層の
積層フイルターにおける厚さ方向の繊維密度の分
布を示し、第1図Bは本発明におけるフイルター
の厚さ方向の繊維密度の分布を示している。 本発明におけるフイルターの繊維密度は流入側
で0.01〜0.1、流出側で0.05〜0.4であり、その分
布は流入側1で緩傾斜であり、流出側2で急傾斜
を示す粗密勾配が好ましい。 本発明におけるフイルターの繊維密度は、塵埃
の種類、粒径分布によつて制御され得るが、粗密
勾配の形は、流入側と流出側を結ぶ曲線が大略、
指数函数変化を示すのが良く、具体的に例示する
と次式で表わされる粗密勾配の曲線が望ましい。 ここでα:フイルターの厚さ、lのところの繊
維密度 αi:フイルターの流入側における繊維密度 a:定数0.35〜0.64 lo:フイルターの厚さ l:フイルターの流入側からの厚さ方向の
距離 これは流入側の繊維密度の粗密勾配が大きい
と、塵埃保持量の低下を招くことになり、一方流
出側の粗密勾配が小さいと、捕集効率の低下が生
じるからである。本発明における繊維密度とは、
フイルターの占める空間体積に対する繊維の占め
る体積の割合で表示され、その単位はcm3/cm3であ
る。 本発明におけるフイルターを構成する繊維は、
丸断面形状のレギユラー系や丸断面以外のY断
面、X断面、C断面などの異型断面の特殊糸が挙
げられ、綿、麻などの天然繊維;ナイロン、ポリ
エステル、ポリプロピレンなどの合成繊維;ガラ
ス、岩石などの無機繊維等が用いられる。また使
用する繊維の繊度は特に限定を設けるものでな
い。本発明におけるフイルターを構成する繊維の
集合体には短繊維ウエブや長繊維ウエブがある。 本発明におけるフイルターはそれを構成する繊
維が、ただ一種類の繊維に限定されるものではな
く、少なくとも二種類の繊維の混合繊維であつて
もよく、その混合状態は均一混合が好ましい。即
ち、本発明におけるフイルターはそのどの部分を
とつても形成素材が均質的に分布していることが
必須なのである。 本発明におけるフイルターは、それ自身単層フ
イルターとして高捕集効率で目詰りの少ないフイ
ルターであるが、これらの単層フイルターを少な
くとも二層重合した多層フイルターとしたり、こ
れら単層フイルターや多層フイルターに不織布を
重合したりすると、より精度の高い捕集性能を発
揮するフイルターが得られる。 本発明におけるフイルターは、繊維集合体特性
としての繊維密度を、粉末バインダーによる繊維
同士の熱接着性を利用して流入側から流出側にか
けて連続した粗密勾配で制御した単層フイルター
であるところが新規であり、加うるに繊維集合体
を構成する繊維それ自身の繊維繊度や、繊維断面
形状係数である繊維特性は本発明におけるフイル
ターの高捕集効率で、目詰りが少なく、従つて塵
埃保持量の大きく寿命の長い性能をより一層効果
的に高めるのに又本発明における繊維密度の連続
した粗密勾配を保持するために意義あるものなの
である。 第2図は、本発明のフイルターのひとつの例と
して除塵用フイルターと従来の積層フイルター、
例えば三層の積層フイルターにおける塵埃捕集状
態を示すフイルター断面模式図である。 従来の積層フイルターに塵埃が捕集され、急激
な通気抵抗の増加が始まる。換言すればフイルタ
ーの寿命のつきる直前における塵埃捕集状態のフ
イルター断面模式図が、第2図Aでありそれと同
量の塵埃を保持した本発明の除塵用フイルターの
塵埃捕集状態のフイルター断面模式図が第2図B
である。本発明の除塵用フイルターにおける塵埃
捕集状態は塵埃粒子1が厚さ方向によく分散した
状態で捕捉されるのに対し、従来の積層フイルタ
ーでは、重合されたそれぞれの単層の含塵空気流
入側2に塵埃粒子が片寄つて捕捉されこの塵埃の
偏在がケーク層3に発達し、フイルターの通気抵
抗を著しく高める結果となる。本発明の除塵用フ
イルターにおいてかかるケーク層が生成しないの
は繊維密度が連続した粗密勾配であり、含塵空気
流入側から流出側に至る間でフイルター捕集性能
が低捕集性能から高捕集性能へと連続して変化し
ているためである。 以下に本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例 1 3デニールのポリエステル繊維からなる目付
400g/m2のカードウエブの表面に垂直に低融点
ポリエステル粉末バインダーを含む空気を線速度
0.5m/粉で吹き付けこのウエブ内を通過させ、
低融点ポリエステル粉末バインダーをウエブを構
成するポリエステル繊維で捕捉させると、この粉
末バインダーはウエブ表層側では、富に付着し、
ウエブの表裏側に行くにつれて、付着濃度は減少
する傾向になつた。しかる後、このウエブを粉末
バインダーの融着可能な温度130℃でゲージ厚さ
4mmで10分間熱プレスし、次いで熱プレスを開放
してウエブの圧縮弾性回復を図ると、厚さ5mmの
単層フイルターが得られた。 このフイルターの平均繊維密度は0.07、含塵空
気流入側の繊維密度は0.03、流出側の繊維密度は
0.11であつた。また流入側から流出側にかけての
1mm間隔の繊維密度の変化は0.03、0.04、0.06、
0.08及び0.11であり、定数aは0.4であつた。 このフイルターを濾過面積79cm2の塵埃試験器に
取り付け、含塵空気の風速30cm/秒でJIS8種試験
用ダストを濾過面に供給し、通気抵抗増加10mm水
柱における初期捕集効率および通気抵抗増加200
mm水柱における平均捕集効率と塵埃保持量を測定
した。測定結果を第1表に示した。
【表】 比較のため、3デニールのポリエステル繊維か
らなる目付400g/m2のカードウエブに厚さ方向
に均一に付着するように、前記粉末バインダーを
分散させ、ゲージ厚さ2.5mmにて前記と同一熱プ
レス条件で成型した単層フイルターおよび6デニ
ールのポリエステル繊維からなる厚さ2mmの不織
布(目付110g/m2)と3デニールのポリエステ
ル繊維からなる厚さ1mmの不織布(目付120g/
m2)と1.5デニールのレーヨン繊維からなる厚さ
0.5mmの不織布(目付150g/m2)の三層からなる
積層フイルターの塵埃捕集性能を前記と同一条件
で測定した結果を第2表に示した。
【表】 これらの結果から明らかなことは本実施例のフ
イルターは、比較例2の積層フイルターと同じ捕
集効率であるにもかかわらず塵埃保持量は、この
積層フイルターの約2倍の性能を発揮した。比較
例1の繊維密度の均一な単層フイルターは塵埃保
持量および捕集効率においても本実施例より劣る
ものであつた。 さらに、3デニールのポリエステル繊維からな
る目付400g/m2のカードウエブに厚さ方向に直
線的な付着をなすように前記粉末バイダーを分散
させ、ゲージ厚さ4mmにて前述と同一熱プレス条
件で成型した単層フイルターを作製した。該フイ
ルターの繊維密度は流入側が0.05、流出側が0.11
であつた。その塵埃捕集性能を測定したところ第
3表の如くなり、満足すべきものではなかつた
(比較例3)。
【表】 実施例 2 1デニールのポリエステル繊維60重量%と3デ
ニールのポリエステル三角断面繊維40重量%とか
らなる、目付140g/m2の厚さ方向に均一なデニ
ール分布をもつカードウエブの表面に垂直に実施
例1と同様な粉末バインダーを含む空気を線速度
0.3m/秒で吹き付けこのウエブ内を通過させ、
粉末バインダーをウエブを構成するポリエステル
繊維で捕捉させると、この粉末バインダーはウエ
ブ表層側では富に付着し、ウエブ裏層側に行くに
つれて付着濃度は減少する傾向になつた。 しかる後このウエブを粉末バインダーの融着可
能な温度140℃でゲージ厚さ1mmで2分間熱プレ
スし、次いで熱プレスを開放してウエブの圧縮弾
性回復を図ると厚さ1.2mmの単層フイルターが得
られた。 このフイルターは含塵空気流入側の繊維密度が
0.02、流出側の繊維密度が0.09の連続した粗密勾
配を有するものであつた。 得られたフイルターについての捕集効率及び塵
埃保持量を測定した結果を第4表に示す。 比較のため、ウエブ表層側が1デニールのポリ
エステル繊維100重量%からなり、表層側に行く
につれて3デニールのポリエステル三角断面繊維
の占める割合が直線的に増加し、裏層側で3デニ
ールのポリエステル三角断面繊維100重量%とな
る厚さ方向に形成繊維が不均質な分布をもつ
(140g/m2の目付)ウエブを用いて、上記と同様
な方法でフイルターの作製を試みた(比較例4)。
このフイルターの性能も第4表に併記する。
【表】 従来のフイルターでは初期捕集効率を高めると
塵埃保持量の大幅な低下は免がれ得ないのである
が、実施例2に関しては塵埃保持量をフイルター
の厚さ1mmあたりでみると408g/m2となり、実
施例1の584g/m2と比較するとフイルターの厚
さ1mmあたりの塵埃保持量の大幅な低下を招くこ
となく高い初期捕集効率が得られた。又、比較例
3のフイルターの厚さ1mmあたりの塵埃保持量の
402g/m2と比べると、実施例2の優れた性能は
明白であつた。 比較例 5〜8 実施例2のカードウエブを用い、実施例2と同
様なフイルター作製手段を採用して熱プレス温度
とゲージ厚さ条件を変えることにより第5表の如
きフイルターの含塵空気流入側及び流出側の繊維
密度の異なる連続勾配型のフイルター4種を得
た。これら4種のフイルターの性能評価を行なつ
た結果を第5表に併記する。
【表】 これら比較例より実施例2の如き捕集効率を確
保しようとすれば塵埃保持量が極端に低下する事
実がわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは従来の積層フイルター、例えば三層
の積層フイルターにおける厚さ方向の繊維密度の
分布を示し、第1図Bは本発明における除塵フイ
ルターの厚さ方向の繊維密度の分布を示してい
る。 1……含塵空気流入側、2……流出側。 第2図Aは従来の積層フイルター、例えば三層
の積層フイルターにおける塵埃捕集状態のフイル
ター断面模式図であり、第2図Bは本発明におけ
る塵埃捕集状態のフイルター断面模式図である。 1……塵埃粒子、2……それぞれの単層の含塵
空気流入側、3……ケーク層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 バインダーにより繊維同士を熱接着してな
    り、含塵空気流入側の繊維密度を0.01〜0.1、流
    出側の繊維密度を0.05〜0.4に、かつ流入側から
    流出側に至る繊維密度の変化が指数函数的に連続
    した粗密勾配を有するようになし、しかも厚み方
    向の繊維の形成素材を均質的に分布せしめてなる
    ことを特徴とするフイルター。 2 フイルターを構成する繊維が少なくとも二種
    類の繊維の混合繊維からなる特許請求の範囲第1
    項記載のフイルター。 3 フイルターを少なくとも2層重ね合わせた特
    許請求の範囲第1項又は第2項記載のフイルタ
    ー。 4 不織布を重ね合わせた特許請求の範囲第1
    項、第2項又は第3項記載のフイルター。 5 異形断面形状を有する繊維からなる特許請求
    の範囲第1項、第2項、第3項又は第4項記載の
    フイルター。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5936513A (ja) * 1982-08-26 1984-02-28 Kindai:Kk 集塵フイルタと製造方法
JPS61421A (ja) * 1984-06-12 1986-01-06 Nippon Denso Co Ltd 空気清浄器用濾材の製造方法
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