特許 6681160 自動車エンジン用濾材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6681160

(24)【登録日】2020年3月25日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】自動車エンジン用濾材

(51)【国際特許分類】

   B01D 39/16 20060101AFI20200406BHJP

   F02M 35/024 20060101ALI20200406BHJP

   D04H 1/498 20120101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   B01D39/16 A

   F02M35/024 501F

   D04H1/498

【請求項の数】7

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-155434(P2015-155434)

(22)【出願日】2015年8月5日

(65)【公開番号】特開2017-29959(P2017-29959A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】391021570

【氏名又は名称】呉羽テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002837

【氏名又は名称】特許業務法人アスフィ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075409

【弁理士】

【氏名又は名称】植木 久一

(74)【代理人】

【識別番号】100129757

【弁理士】

【氏名又は名称】植木 久彦

(74)【代理人】

【識別番号】100115082

【弁理士】

【氏名又は名称】菅河 忠志

(74)【代理人】

【識別番号】100125243

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 浩彰

(72)【発明者】

【氏名】山中 浩樹

(72)【発明者】

【氏名】北村 幸司

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０９４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１０４３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００５８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ３９／００−４１／０４

Ｂ０１Ｄ ４６／００−４６／５４

Ｆ０２Ｍ ３５／００−３５／１６

Ｄ０４Ｈ １／００−１８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維密度が異なる粗層と密層とを有する二層構造、または、粗層、中間層、密層とがこの順で積層された三層構造を有し、各層が機械的絡合法によって一体化された不織布濾材であって、
前記密層がその一部又は全部にシリコーンオイルが付着した基材繊維と、この基材繊維よりも融点が３０℃以上低い低融点繊維とを含み、前記中間層が少なくとも低融点繊維を含み、
密層中の低融点繊維の割合が５７重量％以上１００重量％未満であり、中間層中の低融点繊維の割合が４０重量％以上であり、
密層中及び中間層中の低融点繊維の融点がそれぞれ５０〜１８０℃であることを特徴とする濾材。

【請求項2】

密層１００重量％中、シリコーンオイルが付着した基材繊維が１重量％以上４３重量％以下含まれる請求項１に記載の濾材。

【請求項3】

密層の絡合密度が、粗層の絡合密度よりも高い請求項１または２に記載の濾材。

【請求項4】

密層と中間層の繊維密度差が、０．０７６〜０．１２０ｇ／ｃｍ³であり、中間層と粗層の繊維密度差が０．０４０〜０．０６７ｇ／ｃｍ³である請求項１〜３のいずれか１項に記載の濾材。

【請求項5】

目付が１８０〜５５０ｇ／ｍ²であり、厚さが４〜８．５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の濾材。

【請求項6】

前記粗層が、シリコーンオイルが付着した繊維の含有率が２０重量％以下のシリコーンオイルフリー層である請求項１〜５のいずれか１項に記載の濾材。

【請求項7】

前記密層の表面が突起のない平坦面である請求項１〜６のいずれか１項に記載の濾材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリーツタイプフィルタ用の不織布製濾材に関し、特に、自動車用エンジンフィルタに好適な、高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量の不織布製濾材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、自動車用エンジンフィルタには、微細な塵埃に対する高い捕集効率と長時間のフィルタ寿命が求められている。その方策として、例えば、特許文献１〜２には、濾材の厚さ方向に粗層、中間層、密層を、平均繊度が次第に小さくなるように積層し、密度勾配を設けた積層不織布が開示されている。また、特許文献３〜４には、繊維にエレクトレット加工を施し、捕集効率を向上させる方法が開示されている。更に、特許文献５〜６には、メルトブロー法等により製造した極細繊維からなる不織布を用いる方法が記載されている。加えて、特許文献７〜８には、分割繊維やナノファイバ等の極細繊維を用いて塵埃の捕集効率を上げる手法が開示されている。また従来より、捕集効率を上げるために、不織布の表面に樹脂を塗布して高密度化を図る技術も知られている。特に、塗布する際に塗工液を発泡させておくと、発泡塗料中の気泡を破泡させる際に、不織布に微多孔膜を形成することができ、この微多孔膜の存在により、濾過効率を上げることが可能となる。

【0003】

一方、従来より不織布を構成する繊維として、原綿をシリコーンオイル等の油剤で処理した繊維を使用する技術が知られている。特許文献９には、変性ジメチルシリコーン等の油剤で処理した繊維のみからなる内燃機関用のエアクリーナ濾材が開示されている。また特許文献１０には、構成する繊維としてシリコーン加工された繊維を含有せしめたニードルパンチ不織布であって、厚み方向に構成繊維の絡合状態が異なることを特徴とする、マットレス、敷き布団など寝装品や椅子、ソファーなどインテリア家具、車輌座席の中材などの分野に好適に用いられる繊維構造体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−１８００２３号公報

【特許文献2】特開２００４−２４３２５０号公報

【特許文献3】特開２０１０−１４２７０３号公報

【特許文献4】特開２００１−２４６２１１号公報

【特許文献5】特開２００８−０７５２２７号公報

【特許文献6】特開２００２−２６６２１９号公報

【特許文献7】特開２０１０−２８１０１２号公報

【特許文献8】特開２０１０−０５８３２８号公報

【特許文献9】特開平１−１０４３１７号公報

【特許文献10】特開２０００−２２００６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、濾材の分野では、高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量を達成するための種々の方策が検討されているが、更に高いレベルの捕集効率を発揮するためには、例えば、濾材を構成する繊維を更に細くする（例えば、特許文献５〜８）、濾材を厚くするといった方法が考えられる。しかしながら、前者の場合は、繊維を細くして不織布の空隙率を下げると、通気度も共に低下するため、通気抵抗が大きくなってしまう。そうすると、濾材は目詰まりしやすくなるため、結果として、フィルタライフが短くなり、捕集量も低下してしまうという問題がある。また後者の場合は、濾材を厚くすると、プリーツ加工し難くなり、プリーツ加工後の濾材において隣り合う襞の面接触により、実質的な濾過面積が減少する場合がある。仮に濾過面積が減少すると、捕集効率を高めることが難しくなる上、面接触のために圧力損失が大きくなりフィルタライフが短くなるという問題を生じてしまう。

【0006】

近年ではより高い捕集効率、高捕集量、長寿の濾材が要求されている。一方で、濾材の製造コストを下げるため、不織布製の濾材にはエレクトレック加工を施した繊維や発泡塗料等を使用せずに、濾材をより安価に製造する必要もある。

【0007】

この様な状況下、本発明は、高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量の性能を有し、且つ、長寿命の自動車用エンジンフィルタに好適な濾材の提供を課題として掲げた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、密層、任意の中間層、及び粗層が機械的絡合法によって一体化された不織布濾材において、前記密層がその一部又は全部にシリコーンオイルが付着した基材繊維と５７重量％以上１００重量％未満の低融点繊維を含み、中間層を設ける場合には、中間層中の低融点繊維の割合が４０重量％以上の濾材であれば、高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量を発揮できることを見出し、本発明を完成した。

【0009】

捕集効率を向上させるためには、濾材に使用する繊維の繊維径（繊度）を小さくしたり、繊維の本数を多くしてダストを捕捉するための空隙を小さくすると、繊維表面積が大きくなりダストと繊維の衝突率が上がるため効果的である。また濾材は、使用時の大風量に耐えてプリーツ形状を維持する必要があるため、使用時のプリーツ形状が安定するように、濾材には熱溶融性の低融点繊維が使用されることも珍しくない。しかし単に高捕集効率（密度アップ）と剛性向上（プリーツ形状維持）を目的として、濾材に含まれる低融点繊維の量を増やして強いニードルパンチ条件で不織布を加工すると、濾材自体が硬く低伸度となり、プリーツ加工及び成型加工時に破れが発生する可能性がある。ところが本発明者らが検討したところによると、各層間の過度の繊維交絡を防止するために、シリコーンオイルが付着した基材繊維を密層に混綿することにより、従来の不織布濾材と同等の伸度に優れた濾材が得られ、高捕集効率、高捕集量、低通気抵抗でありながら、成型性にも優れた濾材となることがわかった。

【0010】

特に低融点繊維の含有率が高まると、エレメント形状に成型した際に低融点繊維の溶融量が多くフランジ部が硬くなることで反発性が悪化しハウジングのシール部に隙間ができてダスト漏れが発生する虞があるが、シリコーンオイルが付着した基材繊維を密層に所定の範囲で混綿すると、フランジ部形成時に熱圧縮してもシリコーンオイルが付着した基材繊維は低融点繊維と熱接着されにくく、また圧縮応力を逃がしやすいため、圧縮解放時には圧縮前の形状を維持することができる。これにより本発明の濾材は、従来品のように低融点繊維の混率が低い濾材と比較しても、反発性や厚さ回復性に劣ることはない。
また密層にシリコーンオイルが付着した繊維が含まれているため、各層を一体化する際の機械的絡合によってそれぞれの層の境が不明確とならず、各層が有する本来の機能が充分に発揮され、結果として高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量の性能向上に繋がった。

【0011】

すなわち、本発明に係る濾材は以下の点に要旨を有する。
［１］繊維密度が異なる粗層と密層とを有する二層構造、または、粗層、中間層、密層とがこの順で積層された三層構造を有し、各層が機械的絡合法によって一体化された不織布濾材であって、
前記密層がその一部又は全部にシリコーンオイルが付着した基材繊維と、この基材繊維よりも融点が低い低融点繊維とを含み、前記中間層が少なくとも低融点繊維を含み、
密層中の低融点繊維の割合が５７重量％以上１００重量％未満であり、中間層中の低融点繊維の割合が４０重量％以上であることを特徴とする濾材。
［２］密層１００重量％中、シリコーンオイルが付着した基材繊維が１重量％以上４３重量％以下含まれる［１］に記載の濾材。
［３］密層の絡合密度が、粗層の絡合密度よりも高い［１］または［２］に記載の濾材。
［４］密層と中間層の繊維密度差が、０．０７６〜０．１２０ｇ／ｃｍ³であり、中間層と粗層の繊維密度差が０．０４０〜０．０６７ｇ／ｃｍ³である［１］〜［３］に記載の濾材。
［５］目付が１８０〜５５０ｇ／ｍ²であり、厚さが４〜８．５ｍｍである［１］〜［４］に記載の濾材。
［６］前記粗層が、シリコーンオイルが付着した繊維の含有率が２０重量％以下のシリコーンオイルフリー層である［１］〜［５］に記載の濾材。
［７］前記密層の表面が突起のない平坦面である［１］〜［６］に記載の濾材。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量の性能を有する濾材が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明に係る濾材の実施態様の一例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜＜濾材＞＞
図１は、本発明に係る濾材の実施態様の一例を示す概略断面図である。本発明に係る濾材１０は、繊維密度が異なる粗層３、中間層２、密層１とがこの順で積層された三層構造を有し、各層が機械的絡合法によって一体化された不織布濾材である。なお前記中間層２は任意の層であるため、本発明において濾材１０は、中間層２を有しない粗層３と密層１とを有する二層構造であってもよい。

【0015】

密層１、中間層２、粗層３はいずれも不織布からなる。密層１は粒径の小さな微粒子を捕捉する機能を有している。また粗層３は、比較的粒径の大きな塵埃を捕捉する機能を有している。そして中間層２は、粗層３で捕捉できなかった塵埃を捕捉したり、フィルタライフを長くするために、密層１で捕捉される塵埃の量を調整する機能を有している。すなわち濾材１０は、粗層３、中間層２、密層１の順（中間層２を設けない場合には、粗層３、密層１の順）で高密度となる密度勾配を有している。
なお密層１、中間層２、及び粗層３はいずれも不織布であるが、後述するように、濾材１０は、機械的絡合法によって、ウェブと不織布を含む積層体を一体化する方法、ウェブの積層体を一体化する方法、不織布の積層体を一体化する方法等により製造される。

【0016】

本発明において、前記密層はその一部又は全部にシリコーンオイルが付着した基材繊維と、この基材繊維よりも融点が低い低融点繊維とを含み、密層中の低融点繊維の割合は５７重量％以上１００重量％未満であり、中間層中の低融点繊維の割合は４０重量％以上である。密層にシリコーンオイルが付着した基材繊維が含まれないと、ニードルパンチ加工の際に繊維の絡合が進み、薄い濾材となってしまうため、高い捕集効率や高捕集量を達成できない虞がある。また密層が低融点繊維のみから構成されると、加熱処理後の低融点繊維がフィルムのようになってしまい、塵埃を捕集できる空間が減少してしまうため捕集効率や捕集量が低下してしまう。
前記密層は、更にシリコーンオイルが付着していない基材繊維を含んでいてもよい。

【0017】

また中間層を設ける場合、前記中間層は少なくとも低融点繊維を含んでおり、中間層中の低融点繊維の割合は４０重量％以上である必要がある。中間層における低融点繊維の割合が低下すると、濾材自体の剛性が低下してしまい、高い捕集効率や高捕集量を達成できない虞がある。前記中間層は、更にその一部又は全部にシリコーンオイルが付着した基材繊維及びシリコーンオイルが付着していない基材繊維を含んでいてもよい。

【0018】

前記粗層は、その一部又は全部にシリコーンオイルが付着した基材繊維、シリコーンオイルが付着していない基材繊維、及びこの基材繊維よりも融点が低い低融点繊維を含んでいてもよい。

【0019】

本発明において各層（密層、中間層及び粗層）に含まれる繊維の繊度は、繊維の種類を問わず、０．８〜３３ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．３〜１７ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．５〜１０ｄｔｅｘである。繊度が前記範囲内であれば、濾材に適度な剛性を付与することができ、繊維も充分に絡合することが可能となる。

【0020】

また各層に用いる繊維は、繊維長が１００ｍｍ以下の短繊維（より好ましくは２０〜１００ｍｍ、更に好ましくは３２〜７６ｍｍ）であることが好ましい。上限値を超えると、カード機での解繊性が悪くなるため好ましくない。

【0021】

以下、本発明の濾材について詳述するが、明細書中「中間層」とは、任意で設けられる、との意味で用いることとする。

【0022】

＜シリコーンオイルが付着した基材繊維（Ｓｉ繊維）＞
本発明において各層の骨格を形成する繊維（以降、「基材繊維」と称す）には、シリコーンオイルが付着した基材繊維及びシリコーンオイルが付着していない基材繊維が含まれる。

【0023】

シリコーンオイルが付着した基材繊維とは、任意の繊維表面に、シリコーンオイルが被覆されている繊維である。シリコーンオイルが付着した基材繊維を用いることにより、繊維−繊維間及び／又は繊維−金属（例えば、ニードル）間の摩擦抵抗が小さくなる。摩擦抵抗が小さくなると、繊維が滑りやすく繊維同士の絡みが悪くなり、繊維間が疎な不織布となる。繊維間が必要以上に過密化しないことで、塵埃（特に粒径の小さなダスト）を効率よく捕集できる上塵埃との帯電列間差を大きくする効果が発揮されるため、結果として塵埃の捕集量を向上することが可能となる。

【0024】

前記繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維；ナイロン６、ナイロン６６、アラミド繊維（パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等）等のポリアミド繊維；ポリアクリロニトリル繊維、ポリアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維等のアクリル繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維；ポリフェニレンサルファイド繊維；等の各種合成繊維が挙げられる。中でも、性能と価格のバランスが良いことから、ポリエステル繊維が好ましく用いられ、特にポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。

【0025】

シリコーンオイルとしては、繊維−繊維間及び／又は繊維−金属間の摩擦抵抗を小さくできるものであれば特に限定されないが、繊維用の処理剤（例えば、繊維の風合い改良用の処理剤等）として広く用いられるシリコーンオイルが好ましい。前記シリコーンオイルとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、アミノ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルキル・ポリエーテル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等が挙げられ、中でもポリジメチルシロキサンが好ましい。

【0026】

シリコーンオイルは、繊維１００重量％中、０．０５〜５重量％含まれることが好ましく、より好ましくは０．１〜３重量％である。シリコーンオイルの量が前記範囲内であれば、絡合時の摩擦抵抗が充分に低下し、また繊維の絡合度合が適切なため、濾材の形状を維持することも可能となる。

【0027】

またシリコーンオイルが付着した基材繊維は、各層１００重量％中、１〜４５重量％含まれることが好ましく、より好ましくは５〜４０重量％である。含有量が前記範囲内であれば、摩擦抵抗が充分に低下しながら、繊維を充分に絡合することが可能となる。
特に、密層１００重量％中、シリコーンオイルが付着した基材繊維は、１重量％以上含まれることが好ましく、より好ましくは５重量％以上であり、更に好ましくは８重量％以上である。上限は、４３重量％以下が好ましく、より好ましくは３０重量％以下であり、更に好ましくは１５重量％以下である。含有量が前記範囲内であれば、通気抵抗と捕集性能のバランスに優れる濾材が得られるため好ましい。
同様に、中間層１００重量％中、シリコーンオイルが付着した基材繊維は、１重量％以上含まれることが好ましく、より好ましくは２重量％以上であり、更に好ましくは４重量％以上である。上限は、４５重量％以下が好ましく、より好ましくは２０重量％以下であり、更に好ましくは１５重量％以下であり、特に好ましくは１２重量％以下である。含有量が前記範囲内であれば、通気抵抗と捕集性能のバランスに優れる濾材が得られるため好ましい。シリコーンオイルが付着した基材繊維が規定範囲を超えて含有されると、繊維間の接着強度が低下して剛性が維持できなくなったり、濾材を必要な寸法にカットする際に摩擦抵抗が低くなるため、綺麗な断面にカットできない虞があるため好ましくない。
加えて粗層は、シリコーンオイルが付着した繊維の含有率が２０重量％以下のシリコーンオイルフリー層であることが好ましく、より好ましくは１２重量％以下であり、更に好ましくは８重量％以下であり、特に好ましくは５重量％以下である。粗層に用いる繊維は、密層及び中間層で用いる繊維と比べると太いため、元々繊維を交絡させ難い。そのため、粗層中の繊維を充分に絡合するため、粗層においては、シリコーンオイルが付着した基材繊維が実質的に含まれていなくても（すなわち０〜２重量％、より好ましくは０〜１重量％、特に好ましくは０重量％であっても）よい。

【0028】

シリコーンオイルが付着した基材繊維（「Ｓｉ繊維」と称す）の繊度は、０．８〜３３ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．３〜１７ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．５〜１０ｄｔｅｘである。繊度が前記範囲内であれば、濾材に適度な剛性を付与することができ、繊維も充分に絡合することが可能となる。
密層に含まれるＳｉ繊維の繊度は、０．８〜３ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．５〜２．８ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．７〜２．５ｄｔｅｘである。
また中間層に含まれるＳｉ繊維の繊度は、３〜７ｄｔｅｘであり、より好ましくは３．５〜５．５ｄｔｅｘであり、更に好ましくは４〜４．６ｄｔｅｘである。
更に粗層に含まれるＳｉ繊維の繊度は、３〜５ｄｔｅｘであり、より好ましくは３．５〜４．８ｄｔｅｘであり、更に好ましくは４〜４．６ｄｔｅｘである。

【0029】

濾材の捕集効率を上げる観点からは、密層が、シリコーンオイルが付着した基材繊維を２０〜４３重量％含んでいることが望ましく、好ましくは３５〜４３重量％であり、このとき密層を構成する他の繊維は低融点繊維であることが望ましい。
濾材の通気抵抗を下げる観点からは、密層が、シリコーンオイルが付着した基材繊維を５〜１５重量％含んでいることが望ましく、好ましくは５〜１０重量％であり、このとき密層を構成する他の繊維は低融点繊維であることが望ましい。

【0030】

＜シリコーンオイルが付着していない基材繊維（Ｒ繊維）＞
シリコーンオイルが付着していない基材繊維としては、合成繊維、再生繊維、または天然繊維等が挙げられる。
合成繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維；ナイロン６、ナイロン６６、アラミド繊維（パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等）等のポリアミド繊維；ポリアクリロニトリル繊維、ポリアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維等のアクリル繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維；ポリフェニレンサルファイド繊維；等が例示できる。
再生繊維としては、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル等が例示できる。
天然繊維としては、綿、パルプ、カポック、麻、毛、絹等が例示できる。
中でも、性能と価格のバランスが良いことから、シリコーンオイルが付着していない基材繊維としては、ポリエステル繊維が好ましく、特にポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。また、各層における基材繊維は、同一であっても異なっていてもよい。

【0031】

密層においてシリコーンオイルが付着した基材繊維（「Ｓｉ繊維」と称す）とシリコーンオイルが付着していない基材繊維（通常の繊維という意味で、レギュラー繊維「Ｒ繊維」と称す）の含有率は、重量比（Ｓｉ繊維：Ｒ繊維）で、０：１００〜１００：０が好ましく、Ｓｉ繊維を用いると捕集性能がアップするため、好ましくは４５：５５〜１００：０であり、より好ましくは９０：１０〜１００：０であり、更に好ましくは９５：５〜１００：０であり、特に好ましくは１００：０である。
中間層においてＳｉ繊維とＲ繊維の含有率は、重量比（Ｓｉ繊維：Ｒ繊維）で、０：１００〜１００：０が好ましく、繊維の絡合度合いを調整するため、より好ましくは２０：８０〜８０：２０であり、更に好ましくは３０：７０〜７０：３０であり、特に好ましくは４０：６０〜６０：４０である。
粗層においてＳｉ繊維とＲ繊維の含有率は、重量比（Ｓｉ繊維：Ｒ繊維）で、０：１００〜１００：０が好ましく、繊維の絡合を促進するため、より好ましくは１０：９０〜０：１００であり、更に好ましくは５：９５〜０：１００であり、特に好ましくは０：１００である。

【0032】

シリコーンオイルが付着していない基材繊維（「Ｒ繊維」と称す）の繊度は、０．８〜３３ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは５〜２５ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１０〜２０ｄｔｅｘである。繊度が前記範囲内であれば、濾材に適度な剛性を付与することができ、繊維も充分に絡合することが可能となる。

【0033】

なお前述した基材繊維は、中実繊維、中空繊維の何れも使用できる。また繊維の断面形状も特に限定されるものではなく、丸断面；三角断面、星型断面、Ｙ字断面、十字断面等の異型断面；等も使用できる。異型断面繊維は、濾材の繊維密度を調整する手段として有効である。

【0034】

また前述した基材繊維は、コイル形状、スパイラル形状等の立体捲縮を有する繊維であってもよい。特に粗層が立体捲縮繊維を含んでいると、通風やダスト負荷による厚さの低減を抑制でき、捕集量を大きくすることが可能になるため好ましい。

【0035】

＜低融点繊維＞
また、形成されるプリーツがシャープな形状となるように、各層を構成する繊維には、各層の骨格を形成する基材繊維よりも融点が低く、熱溶融性の繊維（以降、「低融点繊維」と称す。例えば、低融点部を有する複合繊維等である）が含まれていてもよい。低融点繊維は、熱処理により繊維の一部又は全部が溶融するため、この溶融した繊維（樹脂）が、濾材を構成する繊維を接着する機能を有する。熱処理後の冷却により、溶融した低融点繊維は固化して、繊維の接着強度を高めると共に、濾材に適度な強度を付与することができるため、濾材の寸法が安定し、且つ濾材に適度な剛性を付与することが可能となる。また、繊維の固着には、接着剤樹脂を含むエマルジョンやラテックス等を用いて含浸加工、噴霧加工、泡加工等による処理を行うことが一般的であるが、これらの方法ではエマルジョンやラテックスに含まれる水分を乾燥させる必要があり、多大なエネルギーを要してしまう。しかし、低融点繊維を用いれば、このような問題も解消されるため好ましい。なお本発明において、低融点繊維は、密層、中間層、粗層の全てに含まれていることが望ましい。

【0036】

低融点繊維の融点は、上限が基材繊維の融点から３０℃以下が好ましい。融点差が小さく（例えば、３０℃以下に）なると、低融点繊維を溶融すべく熱処理を施した際に、何らかのトラブルによって温度に異常が生じた場合に、繊維が軟化又は溶融する等の熱劣化を起こす可能性があるため好ましくない。一方、低融点繊維が十分に軟化又は溶融するよう、低融点繊維の融点の下限は、繊維の融点から１５０℃以下が好ましく、より好ましくは繊維の融点から１００℃以下である。低融点繊維の融点は、５０〜１８０℃が好ましく、より好ましくは７０〜１２０℃である。

【0037】

また低融点繊維としては、ポリエチレン−ポリプロピレン、ポリエステル−変性ポリエステル等の融点の異なる複数の樹脂からなる芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維；変性ポリエステル繊維；変性ポリアミド繊維；変性ポリプロピレン繊維等の変性ポリオレフィン繊維；等が使用できる。本発明においては、低融点部分の樹脂が接着剤として働き、高融点部分の繊維が濾材を構成する繊維として機能するよう複合繊維が好ましく、特に力学的特性に優れる芯鞘構造を有するものが好ましい。

【0038】

低融点繊維の繊度は、０．８〜４０ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは１．５〜２５ｄｔｅｘである。低融点繊維の繊度が前記範囲内であれば、低融点繊維が容易に溶融し、加熱処理時間を短縮できる。低融点繊維と各層を構成する基材繊維とは、繊度が同じであっても異なっていてもよい。
低融点繊維も、密層、中間層、粗層で勾配を有していることが好ましい。
密層に含まれる低融点繊維の繊度は、０．８〜３ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．５〜２．８ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．７〜２．５ｄｔｅｘである。密層に細繊度の低融点繊維を混綿することにより、高剛性で、低融点繊維が溶融した後に残る細繊度の芯部によって低圧損且つ高捕集効率な濾材が得られる。
また中間層に含まれる低融点繊維の繊度は、３〜５ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは３．５〜４．８ｄｔｅｘであり、更に好ましくは４〜４．６ｄｔｅｘである。
更に粗層に含まれる低融点繊維の繊度は、３〜４０ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは３．５〜２５ｄｔｅｘであり、更に好ましくは４〜２０ｄｔｅｘである。

【0039】

本発明では、濾材に剛性を付与するために、低融点繊維の含有率は多いほど好ましいが、多すぎると繊維間の空間が減少する等してダストの捕集量が低下する場合がある。そのため低融点繊維の含有率は、密層では、５７重量％以上１００重量％未満であり、好ましくは７５重量％以上であり、より好ましくは８５重量％以上であり、好ましくは９８重量％以下であり、より好ましくは９５重量％以下である。密層における低融点繊維の含有率を高くすると、プリーツした時にシャープな形状を維持しやすくなり、通風時に形状が変化して襞接触を起こすことがないため好ましい。
中間層では、４０重量％以上であり、好ましくは５７重量％以上であり、より好ましくは７５重量％以上であり、更に好ましくは８５重量％以上であり、好ましくは１００重量％以下であり、より好ましくは９８重量％以下であり、更に好ましくは９５重量％以下である。
粗層では、２０重量％以上が好ましく、好ましくは５７重量％以上であり、より好ましくは７５重量％以上であり、更に好ましくは８５重量％以上であり、好ましくは１００重量％以下であり、より好ましくは９８重量％以下であり、更に好ましくは９５重量％以下である。
低融点繊維の含有率は前記の通りであるが、各層における低融点繊維以外の残部は、シリコーンオイルが付着した基材繊維及び／又はシリコーンオイルが付着していない基材繊維の、一成分系又は二成分系であることが好ましい。

【0040】

なお、低融点繊維にも前述したシリコーンオイルを付着させてもよい。

【0041】

＜目付＞
濾材の目付は、１８０〜５５０ｇ／ｍ²であり、より好ましくは２３０〜５００ｇ／ｍ²であり、更に好ましくは２８０〜４５０ｇ／ｍ²である。目付が前記範囲内であれば、捕集効率及び捕集量が良好で、プリーツの山と谷をシャープに形成できる濾材が得られるため好ましい。
密層の目付は、１００〜３５０ｇ／ｍ²が好ましく、より好ましくは１４０〜２６０ｇ／ｍ²であり、更に好ましくは１６０〜２５０ｇ／ｍ²である。密層の目付が下限値を下回ると、塵埃の捕集効率が下がる虞があるため好ましくなく、上限値を超えると濾材の通気抵抗が上がる虞があるため好ましくない。
中間層の目付は、密層の目付より小さく、粗層の目付より大きいことが好ましく、４０〜１３０ｇ／ｍ²が好ましく、より好ましくは６０〜１２０ｇ／ｍ²であり、更に好ましくは７０〜１００ｇ／ｍ²である。目付が下限値を下回ると、粗層で捕集できなかった粗塵の捕集効率が下がる虞があるため好ましくなく、上限値を超えると、濾材が厚くなりパッケージに収まらない虞があるため好ましくない。
粗層は比較的粒径の大きな塵埃の捕捉を目的とするため、ある程度の嵩高さが必要となる。そのため、粗層の目付は、３０〜１００ｇ／ｍ²が好ましく、より好ましくは４０〜８０ｇ／ｍ²であり、更に好ましくは５０〜７０ｇ／ｍ²である。目付が下限値を下回ると、比較的粒径の大きな塵埃の捕集効率が低下する恐れがあるため好ましくない。また上限値を超えると、濾材が厚くなりパッケージに収まらない虞があるため好ましくない。

【0042】

＜厚さ＞
濾材の厚さは、好ましくは４〜８．５ｍｍ、より好ましくは４．５〜７．５ｍｍ、更に好ましくは５〜７．０ｍｍである。厚さが前記範囲内であれば、適度な剛性を有し、プリーツが変形したり、破損することのない濾材が得られる。
密層の厚さは、０．７〜２ｍｍが好ましく、より好ましくは１．０〜１．５ｍｍ、更に好ましくは１．０〜１．３ｍｍである。
中間層の厚さは、０．７〜３ｍｍが好ましく、より好ましくは１．１〜２ｍｍ、更に好ましくは１．１〜１．５ｍｍである。
粗層の厚さは、１．５〜５ｍｍが好ましく、より好ましくは２．０〜４．５ｍｍ、更に好ましくは２．５〜４．０ｍｍである。

【0043】

＜繊維密度＞
濾材の繊維密度は、０．０５０〜０．０７０ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．０５２〜０．０６５ｇ／ｃｍ³であり、更に好ましくは０．０５５〜０．０６３ｇ／ｃｍ³である。濾材の繊維密度が前記範囲内であれば、高捕集効率及び高捕集量を達成できる。
特に密層の繊維密度は、０．１００〜０．２５０ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．１４０〜０．２００ｇ／ｃｍ³であり、更に好ましくは０．１４５〜０．１８０ｇ／ｃｍ³である。
中間層の繊維密度は、０．０３０〜０．１００ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．０５５〜０．０８０ｇ／ｃｍ³であり、更に好ましくは０．０６０〜０．０７５ｇ／ｃｍ³である。
粗層の繊維密度は、０．００５〜０．０３０ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．０１３〜０．０２５ｇ／ｃｍ³であり、更に好ましくは０．０１５〜０．０２２ｇ／ｃｍ³である。
なお、各層の繊維密度は、目付を厚さで除することにより求められる。

【0044】

＜勾配＞
本発明では、塵埃を含むエア流入側から繊維密度が徐々に高くなるように、各層に配合される繊維の繊度を変えている。そのため各層は、層間で、含まれる繊維の平均繊度に差を有している。微小な塵埃を効率良く且つ大量に捕捉するためには、各層間の繊維の平均繊度差は０．１〜９ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは０．１〜６ｄｔｅｘである。前記範囲内であれば、特に自動車用エンジンフィルタ用途に要求される高いレベルの性能を発揮できるため好ましい。
より具体的には、密層と中間層における繊維の平均繊度差は、０．１〜５ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１〜４ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．５〜３ｄｔｅｘである。比率としては、中間層における繊維の平均繊度は、密層中の繊維の平均繊度に対し、１．２〜２．５倍が好ましく、より好ましくは１．５〜２．３倍であり、更に好ましくは１．８〜２．２倍である。
また、中間層と粗層における繊維の平均繊度差は、０．１〜８ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは０．５〜６ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１〜４ｄｔｅｘである。比率としては、粗層における繊維の平均繊度は、中間層における繊維の平均繊度に対し、１．０１〜３倍が好ましく、より好ましくは１．１〜１．７倍であり、更に好ましくは１．１５〜１．５倍である。

【0045】

また、密度勾配を有する積層構造とするためには、密層を構成する繊維の平均繊度は、０．８〜３ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．５〜２．８ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．７〜２．５ｄｔｅｘである。
また中間層を構成する繊維の平均繊度は、２〜１０ｄｔｅｘであり、より好ましくは３．５〜７ｄｔｅｘであり、更に好ましくは４〜４．６ｄｔｅｘである。
更に粗層を構成する繊維の平均繊度は、５〜２０ｄｔｅｘであり、より好ましくは５．２〜１２ｄｔｅｘであり、更に好ましくは５．４〜１０ｄｔｅｘである。

【0046】

なお本発明において、各層に含まれる繊維の平均繊度は、各層に含まれる全繊維の重量平均で求めることとする。

【0047】

また本発明に係る濾材は、粗層、中間層、密層の順で密度が上昇する密度勾配を有していることが望ましい。
中間層を設ける場合、密層と中間層の繊維密度差は、０．０７６〜０．１２０ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．０７８〜０．１００ｇ／ｃｍ³であり、更に好ましくは０．０８０〜０．０９５ｇ／ｃｍ³である。
また中間層と粗層の繊維密度差は０．０４０〜０．０６７ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．０４５〜０．０６５ｇ／ｃｍ³であり、更に好ましくは０．０５０〜０．０６０ｇ／ｃｍ³である。

【0048】

要求品質に応じて、濾材を難燃化、抗菌化、防汚化することも可能である。このような各種機能の付与は、濾材を製造した後、樹脂加工などの方法により行ってもよい。特に、高度な機能が要求される場合には、ベースとなるバインダー樹脂に各種難燃剤、抗菌剤、防汚剤等の高機能化剤を添加して処理液を調製し、該濾材を該処理液に含浸する、該濾材に該処理液を塗布する（コーティング）、該濾材に該処理液をスプレーなどで噴霧する等の樹脂加工を行うとよい。また、構成する繊維として、難燃化、抗菌化、防汚化等の各種処理が施された繊維を各層に配合する方法も採用でき、予め処理が施された繊維を用いれば、フィルタ用不織布を製造する段階から効果を享受できるため好ましい。

【0049】

また濾材は、更に不織布層を積層してもよく、また他の層を含んでいてもよい。例えば密層面には、剛性や繊維密度を更に向上させるために、ネット、網状体、不織布（例えば、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、ナノファイバ不織布等）の単体または積層体を積層してもよい。

【0050】

本発明に係る濾材は、優れた剛性を有するため密層面山高さで３１ｍｍ以上、より好ましくは３５ｍｍ以上、更に好ましくは４０ｍｍ以上を達成できる。密層面山高さの上限は特に限定されないが、通常、４６ｍｍ以下である。なお密層面山高さの測定方法は実施例の欄で詳述する。

【0051】

ＪＩＳ Ｄ１６１２（自動車用エアクリーナ試験方法）に準じて測定される濾材の通気抵抗は、３６５Ｐａ以下、より好ましくは３３０Ｐａ以下、更に好ましくは３１０Ｐａ以下を達成できる。通気抵抗の下限は特に限定されないが、通常、１８０Ｐａ以上である。測定方法の詳細は実施例の欄で詳述する。

【0052】

ＪＩＳ Ｄ１６１２（自動車用エアクリーナ試験方法）及びＪＩＳ Ｄ１６１２ ９．４（３）で規定するフルライフ清浄効率試験に準じて測定される濾材の捕集効率は、９７．５％以上、より好ましくは９７．７％以上、更に好ましくは９８．０％以上を達成できる。捕集効率の上限は１００％であるが、９９．５％以下であっても問題ない。測定方法の詳細は実施例の欄で詳述する。

【0053】

ＪＩＳ Ｄ１６１２（自動車用エアクリーナ試験方法）及びＪＩＳ Ｄ１６１２ １０に準じて測定される濾材の捕集量は、１３９ｇ以上、より好ましくは１４１ｇ以上、更に好ましくは１４２ｇ以上を達成できる。捕集量の上限は特に限定されないが、通常、２５０ｇ以下である。測定方法の詳細は実施例の欄で詳述する。

【0054】

＜＜濾材の製造方法＞＞
本発明に係る濾材の製造方法について説明する。本発明に係る濾材、不織布の積層構造を有している。前記不織布の製造方法は特に限定されるものではなく、本発明では、乾式不織布、湿式不織布、スパンボンド不織布等の各種不織布が適宜使用できる。ウェブの結合方法も特に限定されるものではなく、ニードルパンチ法、スパンレース法（水流絡合法）等の機械的絡合法；不織布に予め低融点繊維を混綿しておき、この低融点繊維の一部又は全部を熱溶融させて、繊維交点を固着する方法（サーマルボンド法）；等の各種結合方法を採用できる。中でも、ニードルパンチ法により繊維を交絡させて、その後加熱処理を行うニードルパンチ及びサーマルボンド法の併用タイプが好ましい。本発明では、密層の絡合密度が、粗層の絡合密度よりも高いことが望ましい。密層の絡合密度が粗層よりも高くなると、密層がより高密度になるため好ましい。

【0055】

本発明に係る濾材は、粗層と密層とを有する二層構造、または、粗層、中間層、密層とがこの順で積層された三層構造を含む積層体であり、濾材では各層が機械的絡合法により一体化されていることが好ましい。各層を一体化する方法としては、（ｉ）密層又は粗層のいずれかについて、ウェブから不織布（好ましくはニードルパンチ不織布）を製造しておき、形成された不織布の上に、中間層用ウェブ、及び、粗層又は密層用ウェブを順に積層した後、ニードルパンチ法等の機械的絡合法を施し、ウェブと不織布を含む積層体を一体化する方法、（ｉｉ）予め密層用ウェブ、中間層用ウェブ、粗層用ウェブをそれぞれ製造しておき、各層のウェブを順に積層後、ニードルパンチ法等の機械的絡合法を施し、ウェブの積層体を一体化する方法、（ｉｉｉ）密層、中間層、粗層用の不織布（好ましくはニードルパンチ不織布）をそれぞれ製造しておき、得られた各不織布を積層し、その後、不織布の積層体を一体化する方法、等が挙げられる。本発明では特に、（ｉ）または（ｉｉ）のように、少なくとも一部にウェブを含む積層体をニードルパンチ法等の機械的絡合法により一体化する方法が好ましく、密度勾配を大きくするために、ニードルパンチ法により密層用の不織布を製造し、形成されたニードルパンチ不織布の上に、任意の中間層用ウェブ、及び、粗層用ウェブを順に積層した後、更にニードルパンチ法等の機械的絡合法を施してウェブと不織布を含む積層体を一体化する（ｉ）の方法が好ましい。このようにして濾材を製造すると、密層には、中間層及び粗層と比べてより多い回数のニードルパンチが施されることとなり、密層の繊維の交絡が進む。これにより密層の絡合密度が粗層の絡合密度よりも高くなり、密層をより高密度化できるため好ましい。また中間層と粗層とでニードルパンチの密度を変えることにより、中間層の絡合密度を粗層の絡合密度よりも高く調整してもよい。

【0056】

（ｉ）のように、予めニードルパンチ不織布の密層又は粗層を製造する際の加工条件は、ニードルパンチ針番手３６〜４２番、針深さ８〜１７ｍｍ（好ましくは１０〜１５ｍｍ）、打ち込み本数８０〜１５０本／ｃｍ²（好ましくは９０〜１３０本／ｃｍ²）が好ましい。特にこの条件で予めニードルパンチ不織布の密層を形成しておくことにより、密層が高密度になることで捕集効率が向上し、風下側の密層の剛性が保たれるため、プリーツ形状が崩れにくくなり、結果として襞接触を抑制して通気抵抗の上昇を抑えることができる。

【0057】

なお、各層を一体化する際のニードルパンチ加工は、密層側から針を刺し込むことが好ましい。密層側からニードルパンチ加工を行うと、密層中の繊維が粗層側（すなわち風上側）に突き出すようにして交絡されるため、塵埃の通過を抑制できるためである。また密層にシリコーンオイルが付着した基材繊維が含まれているため、該繊維の低摩擦抵抗特性によって、密層と中間層又は粗層間の繊維交絡は緩やかとなる。また中間層と粗層も同様に層間の繊維交絡は緩やかとなる。特に粗層にはかなり太繊度の繊維が使用されるため、もともと繊維を交絡させにくい状況にあるが、層間の繊維交絡はかなり緩やかとなるため、捕集効率向上目的でニードルパンチ条件を強くしても、密層は高密度になりながら粗層の厚さ比率を大きく維持できる。そのため、捕集効率を向上させる機能を有する密層、大粒径ダストを捕捉し長寿命化させる機能を有する粗層、及びこれら２層の密度勾配を緩やかにする機能を有する中間層がそれぞれ、本来の目的通りの役割を果たして高捕集効率と高ダスト捕集量を両立できる。このときのニードルパンチ加工は、ニードルパンチ針番手３６〜４２番、針深さ７〜１２ｍｍ（好ましくは８〜１１ｍｍ）、打ち込み本数５０〜１１０本／ｃｍ²（好ましくは６０〜８０本／ｃｍ²）の条件が好ましい。

【0058】

ニードルパンチ法等の機械的絡合法により各層が一体化された後、各層間の接合強度を高めるため、加熱処理により低融点繊維を熱溶融させて繊維間を接着させてもよい。密層に低融点繊維を５７重量％以上１００重量％未満と多量に混綿し、更にシリコーンオイルが付着した基材繊維を用いているため、密層面からのみ（従来よりも強い生産条件で）ニードルパンチ加工した後にサーマルボンド加工すると、高捕集効率でありながら、剛性が増して従来のエアフィルタユニットよりもプリーツの形態を長期にわたって維持できるため低圧力損失を達成でき、更に各層の繊維間絡合度が下がることで粗層の比率を大きくできるため、ダスト保持容量が拡大するという従来にはない濾材が得られる。また、強い生産条件でニードルパンチ加工をしてもニードルによる針孔も形成されにくいため捕集効率の向上に寄与する。

【0059】

加熱処理における温度は、基材繊維の融点以下且つ低融点繊維のガラス転移温度超であり、具体的には、１７５〜２２５℃が好ましく、より好ましくは１９０〜２２０℃である。また、濾材の風合いを硬くするために、加熱温度は、混綿している低融点繊維の融点Ｔ_Lに対し、Ｔ_L＋１０（℃）〜Ｔ_L＋１１０（℃）が好ましく、より好ましくはＴ_L＋３５（℃）〜Ｔ_L＋９０（℃）である。加熱温度が前記範囲内であれば、低融点繊維を適度に溶融することが可能となる。加熱時間は、混綿する低融点繊維の融点や含有率を考慮して適宜設定するとよいが、１５〜１８０秒が好ましく、より好ましくは４０〜１２０秒である。

【0060】

形成された濾材は、所望の温度に調整した熱処理機（例えば、循環式熱風乾燥機）内を通過させて加熱処理するとよい。このとき、濾材の寸法を整えるため、濾材の端部（好ましくは両端部）及び濾材の上下面（好ましくは、表面と裏面の両方）を固定し得るエンドレスのベルトコンベアで挟みこみながら、幅及び厚さを保って加熱処理することが好ましい。

【0061】

さらに密層面を加熱ロールや加熱板間を通して平滑処理をしてもよい。平滑処理をすることで、不織布の剛性向上や密層面の密度アップにより捕集効率をさらに向上できる。前記平滑処理としては、カレンダー加工等が挙げられる。カレンダー加工は、密層面側の表面に施されていることが好ましい。また予め密層を不織布（好ましくはニードルパンチ不織布）としておき、そこへウェブを重ねて機械的絡合法で各層を一体化して濾材を製造する際には、カレンダー加工された密層用の不織布の上に、他層用のウェブを積層してもよい。加熱ロール及び金属板の加熱温度は、低融点繊維の溶融開始温度よりも高い温度であれば特に限定されないが、７０〜２００℃が好ましく、より好ましくは１００〜１９０℃である。

【0062】

＜プリーツ加工＞
濾材にプリーツ加工を施すときは、前述した方法によって得られた濾材を、その用途に応じて所定の大きさに調整した後に実施する。プリーツ加工法は特に限定されないが、濾材の密層面を内側にして、プリーツ加工するとよい。ピッチと山高さは、ピッチは１０〜２５ｍｍが好ましく、山高さは３０〜１００ｍｍが好ましい。

【0063】

本発明の濾材は、高剛性、低通気抵抗、高捕集効率及び高捕集量の性能を有するため、濾材の使用面積を、従来品に比べて、例えば、１０〜２０％程度低減させることが可能となる。これにより、エアフィルタエレメントを小型化・軽量化でき、省スペース化や燃費向上にも寄与する。

【0064】

なお本発明に係る濾材は、不織布に含まれる繊維に由来する細かな凹凸があるのみの比較的平滑な表面を有していることが望ましい。具体的には、前記密層の表面が突起のない平坦面であることが望ましい。

【実施例】

【0065】

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

【0066】

実施例での測定方法は以下の通りである。
１．目付；ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．２に準じた。
２．厚さ；ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．１に準じた。
３．繊維密度；目付を厚さで除し、単位を換算した。
４．繊維密度差；密層の繊維密度と中間層の繊維密度の差、及び、中間層の繊維密度と粗層の繊維密度の差をそれぞれ求めて繊維密度差とした。

【0067】

５．密層面山高さ；
濾材を、幅５０ｍｍに切断した後、高さ５０ｍｍ、ピッチ１６ｍｍでプリーツ加工を行った。プリーツ後の濾材における任意の連続する３山分について、図１に示すように、濾材の密層側の２つの頂部ｐ，ｑを結んで形成される底部ｂから濾材の密層面ｒまでの高さｈを３山それぞれで測定し、３点の平均値として求める。

【0068】

６．通気抵抗；ＪＩＳ Ｄ１６１２（自動車用エアクリーナ試験方法）に準じ、以下の条件で通気抵抗試験を実施した。
有効濾過面積：１７６０ｃｍ²
投影面積：２８１ｃｍ²
空気量：５．７ｍ³／分
空気速度：５４ｃｍ／秒
濾材の有無による空気の流れにくさをＰａで表す。

【0069】

７．捕集効率・捕集量；ＪＩＳ Ｄ１６１２（自動車用エアクリーナ試験方法）に準じ、以下の条件で濾過性能試験を実施した。
有効濾過面積：１７６０ｃｍ²
空気量：５．７ｍ³／分
空気速度：５４ｃｍ／秒
ダスト：ＪＩＳ Ｚ８９０１ ８種
ダスト濃度：１ｇ／ｍ³
捕集効率：ＪＩＳ Ｄ１６１２ ９．４（３）で規定するフルライフ清浄効率試験に準じた。尚、試験終了条件は、増加抵抗３００ｍｍＡｑ時とした。
捕集量：ＪＩＳ Ｄ１６１２ １０に準じた。捕集効率と同様に、試験終了条件は、増加抵抗３００ｍｍＡｑ時とした。
なおエレメントは以下の方法で作成した。
エレメントの作成方法；実施例に記載の方法で得られた濾材を、幅１１０ｍｍで切断した後、濾材の密層面を内側にして、高さ４５ｍｍ、ピッチ１６ｍｍでプリーツ加工を行った。このようにして得られたプリーツ後の濾材の周囲をシーリング材を用いてプラスチックボードに密封固定し、エレメントを作成した（幅１５０ｍｍ×長さ２９０ｍｍ×高さ４５ｍｍ）。

【0070】

なお性能評価においては、以下の基準に基づいて合格を決定した。
・密層面山高さ；３１ｍｍ以上を合格とする
・通気抵抗；３６５Ｐａ以下を合格とする
・捕集効率；９７．５％以上を合格とする
・捕集量；１３９ｇ以上を合格とする

【0071】

実施例１
（１）ニードルパンチ不織布の作製
繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのレギュラーポリエステル繊維にシリコーンオイルが付着した基材繊維１０重量％（クラレ製Ｐ−８００ＨＸ）と、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点１６０℃で芯鞘タイプのポリエステル複合繊維９０重量％を、それぞれ計量、混綿後、カーディングして、クロスラッピングした後、針番手４０番のニードル（オルガン製ＦＰＤ１−４０）でもって針深さ１４ｍｍ、打ち込み本数１１０本／ｃｍ²にてニードルパンチ加工を行い、密層用不織布を作製した。
該密層用不織布の上に、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維５重量％と、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのレギュラーポリエステル繊維にシリコーンオイルが付着した基材繊維５重量％（クラレ製Ｐ−８００ＨＸ）、及び繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点１６０℃で芯鞘タイプのポリエステル複合繊維９０重量％を、それぞれ計量、混綿後、カーディングして、クロスラッピングして、中間層用ウェブを積層した。
次いで、中間層用ウェブの上に、繊度１７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維１０重量％、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点１３０℃で芯鞘タイプのポリエステル複合繊維９０重量％を、それぞれ計量、混綿後、カーディングして、クロスラッピングして、粗層用ウェブを積層した。
得られた積層体を、密層側からニードルパンチ針番手４０番（オルガン製ＦＰＤ１−４０）で針深さ９ｍｍ、打ち込み本数６５本／ｃｍ²にてニードルパンチ加工を行い、ニードルパンチ不織布を作成した。
（２）加熱処理
次いで熱風の温度２１５℃に保ったコンベア式連続熱処理機の中にて４７秒間加熱処理を行い、低融点繊維を融解・固着し、表に示す特性を有する濾材を作成した。この濾材を用いて、密層面山高さ、通気抵抗、捕集効率・捕集量を測定した。結果を表に示す。

【0072】

実施例２
密層用不織布を作製する際に、予め密層用のウェブをニードルパンチ法による絡合を実施せず、密層用ウェブ、中間層用ウェブ、粗層用ウェブの積層体を表に示す条件でニードルパンチ加工により一体化したこと以外は実施例１と同様にして濾材を作成した。結果が示すように、密層は他の層と一体化する際に、ウェブの状態であっても不織布の状態であってもよいことが理解できる。また比較例２と比べると、シリコーン繊維を用いた上に強い条件でニードルパンチ加工を実施しているため、密層面山高さ、通気抵抗、捕集効率・捕集量の全ての点で優れた効果が発揮されている。

【0073】

比較例１
シリコーンオイルが付着した基材繊維をポリエステル繊維に変更したこと以外は実施例１と同様にして濾材を作成した。シリコーンオイルが付着した基材繊維を使用していないため、実施例１と同様の条件でニードルパンチ加工を行うと、厚さが減少し、通気抵抗が上昇してしまった。また捕集効率及び捕集量の点で満足できるものではなかった。

【0074】

比較例２
シリコーンオイルが付着した基材繊維をポリエステル繊維に変更し、積層時のニードルパンチ加工の条件を変更したこと以外は実施例２と同様にして濾材を作成した。シリコーンオイルが付着した基材繊維を使用していないが、絡合条件が弱いため、濾材は適度な厚さを有し通気抵抗もさほど上昇してはいない。しかし、捕集効率及び捕集量の点で満足できるものではなかった。

【0075】

比較例３
シリコーンオイルが付着した基材繊維をポリエステル繊維に変更したこと以外は実施例２と同様にして濾材を作成した。シリコーンオイルが付着した基材繊維を使用していないため、実施例２と同様の条件でニードルパンチ加工を行うと、厚さが減少し、通気抵抗が上昇してしまった。また捕集効率及び捕集量の点で満足できるものではなかった。

【0076】

比較例４
密層、中間層及び粗層における繊維の比率、密層の目付、及びニードルパンチ加工の条件を表に示すように変更したこと以外は、比較例２と同様にして濾材を作成した。比較例４では、全層において低融点繊維の重量比率が低いため剛性が低く（密層面山高さが低い）、比較例２に比べて通気抵抗が高い。また密層の目付が小さいため、比較例２に比べて捕集効率及び捕集量も悪くなっている。

【0077】

結果を表にまとめる。なお各表において、繊維の略称は以下の意味で用いることとする。

【0078】

【表1】

【0079】

【表2】

【0080】

実施例３〜５
繊度の異なる繊維を用いて濾材を作成した。結果を、実施例１の結果と共に表に示す。実施例３のように、特に密層に細繊度の繊維を混綿すると捕集効率が大きく向上する。

【0081】

【表3】

【0082】

実施例６〜８、比較例５〜６
密層におけるＳｉ繊維の重量比率を変更して濾材を作成した。結果を、実施例１及び実施例４の結果と共に表に示す。密層における低融点繊維の重量比率を増やすと、濾材の剛性が上がるため通気抵抗が低下する。しかし低融点繊維が１００重量％となると、溶融した繊維が膜のような形態になってしまい、濾材が薄くなってしまうため、捕集効率及び捕集量の点で満足する不織布とはならなかった（比較例５）。一方、密層における低融点繊維の重量比率が下がると、濾材は厚くなるものの、濾材の剛性が低下するため、通気抵抗が上昇する結果となった（比較例６）。
また密層におけるＳｉ繊維と低融点繊維との含有比率を調整することで、捕集効率と通気抵抗のバランスを調整することができる。捕集効率がよいのはＳｉ繊維が密層に２０〜４３重量％程度含まれる濾材（最もよいのはＳｉ繊維が密層に３５〜４３重量％程度含まれる実施例７）であり、通気抵抗がよいのはＳｉ繊維が密層に５〜１５重量％程度含まれる濾材（最もよいのはＳｉ繊維が密層に５〜１０重量％程度含まれる実施例１及び４）である。
更に密層における低融点繊維の重量比率が同じでも、Ｓｉ繊維の重量比率が低いと、濾材が若干薄くなる（実施例８）。通気抵抗、捕集効率、捕集量等の観点からは、Ｓｉ繊維の含有比率が高い濾材が好ましい（実施例７）。

【0083】

【表4】

【0084】

実施例９〜１０
密層における目付の影響を検討するために、表に示す構成の濾材を作成した。結果を実施例１と共に表に示す。密層の目付が増えると、通気抵抗は上がるものの、捕集効率及び捕集量の点で優れた濾材が得られることがわかる（実施例１０）。

【0085】

【表5】

【0086】

実施例１１〜１５、比較例７
中間層の影響を検討するために、中間層におけるＳｉ繊維の重量比率、及び、繊度を変更して濾材を作成した。結果を実施例１及び比較例１と共に表に示す。中間層におけるＳｉ繊維の重量比率は濾材の性能にそれほど大きな影響を与えるものではない（実施例１、１１〜１５）。しかし中間層における低融点繊維の重量比率が低くなると、中間層がやわらかすぎるため、密層面山高さ、通気抵抗、捕集効率、捕集量のいずれの項目においてもよい結果は得られなかった（比較例７）。

【0087】

【表6】

【0088】

実施例１６〜１９
実施例１６では粗層にＳｉ繊維を加えて濾材を作成した。実施例１７〜１８では中間層の目付を変更して濾材を作成した。実施例１９では中間層のない濾材を作成した。結果を、実施例１の結果と共に表に示す。実施例１９が示すように、密層及び粗層の構成によっては、中間層を設けなくても所望の性能が発揮されることがわかる。

【0089】

【表7】

【産業上の利用可能性】

【0090】

本発明に係る濾材は、プリーツして用いる各種プリーツ加工用フィルタの濾材として好ましく用いられ、特に、エンジン用フィルタ等の自動車エンジン用濾材として好ましく用いられる。

【符号の説明】

【0091】

１：密層、２：中間層、３：粗層、１０：濾材
ｐ，ｑ：頂部、ｂ：底部、ｒ：濾材の密層面、ｈ：高さ

【図1】