(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学繊維を不織布として成形した空気清浄用ろ過材料であって、
前記化学繊維はパイプ状をなし中空孔を有するとともに外表面に枝毛状に分岐した枝部を備える中空化学繊維であり、
前記中空化学繊維の中空孔にオイルを含浸させたことを特徴とする空気清浄用ろ過材料。
【請求項２】
前記中空化学繊維には、繊維中心の中空孔から外表面に連通する連通路を有することを特徴とする請求項１記載の吸気清浄用ろ過材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中のダストを除去する空気清浄用のろ過材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダストの捕捉効率が高い空気清浄用のフィルタとして、特開平１１−１５６１２３号公報に開示された例がある。
【０００３】
同例は、ろ過材料の目の粗いフィルタと目の細かいフィルタを組合せ、ダストの捕捉効率とフィルタの長寿命化を達成しようとするものであるが、基本的にろ過材料としてろ紙を用いた場合には繊維間の隙間にダストを捕捉するものであり、またろ過材料として化学繊維を不織布として成形した場合は、化学繊維の表面の静電気によってもダストを捕捉するが、大きいダストを含め繊維間の隙間によりダストを捕捉する。
【０００４】
したがって清浄効率（ダスト捕捉効率）を向上させるためには、繊維間の隙間を小さくする必要があるが、繊維間の隙間を小さくすると、通気抵抗が増加し、内燃機関の吸気系に利用した場合等に燃焼効率を低下させてしまう。
【０００５】
そこでろ紙にオイルを付着させたろ過材料を用いることで、繊維間の隙間でダストを捕捉する以外にオイルの粘性によるダスト拘束作用を加えることで、より清浄効率を上げることも考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、オイルはろ紙の植物繊維間の微小な隙間に表面張力により保持されるため、繊維間の隙間を広げることは不可能であり、よって通気抵抗を下げることは困難である。
また化学繊維で構成される不織布は、一般に化学繊維の表面が滑らかでオイルが付着し難く保持が困難である。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、清浄効率を高く維持しながら通気抵抗を低減可能な空気清浄用ろ過材料を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、化学繊維を不織布として成形した空気清浄用ろ過材料であって、前記化学繊維はパイプ状をなし中空孔を有するとともに外表面に枝毛状に分岐した枝部を備える中空化学繊維であり、前記中空化学繊維の中空孔にオイルを含浸させた空気清浄用ろ過材料とした。
【０００９】
不織布として成形される化学繊維が、パイプ状をなし、その中空孔にオイルを含浸させることで、各中空化学繊維１本１本がオイルを中空孔に保持してオイルが先端開口等から滲み出る構造であり、繊維間の隙間を適当に空けて通気抵抗を低減しても繊維間の隙間でダストを捕捉する効果にオイルの粘性によるダストの拘束効果が加わるので、大きいダストから小さなダストまで捕捉して清浄効率を向上させることができる。
中空化学繊維の外表面に枝毛状に分岐した多数の枝部を備え、斯かる枝部を備える繊維は、枝分かれした隙間にオイルを保持することができ、益々１本１本の繊維がダストを捕捉する能力を向上させて清浄効率を上げることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の吸気清浄用ろ過材料において、前記中空化学繊維には、繊維中心の中空孔から外表面に連通する連通路を有することを特徴とする。
【００１１】
中空孔にオイルを保持した中空化学繊維に、亀裂や裂け目等の中空孔から外表面に連通する連通路を有することで、中空化学繊維の先端開口以外に連通路からオイルが滲み出るので、１本１本の中空化学繊維が繊維表面でダストを捕捉することができ、益々清浄効率を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に基づいて説明する。
本実施の形態に係る空気清浄用ろ過材料は、内燃機関の吸気系におけるエアクリーナのクリーナエレメントとして利用しようとするものである。
【００１３】
繊維材質としてポリエステルの中空繊維を用い、同中空繊維を不織布として成形し、各中空繊維の中空孔にオイルを含浸させて空気清浄用ろ過材料を形成する。
【００１４】
該ポリエステルの中空繊維Ｐの拡大構造図を、図１ないし図４に示す。
中空繊維Ｐの先端がナイフで切ったようなきれいな切り口Ｐ１を示している場合（図１参照）と引き千切られたような乱れた開口Ｐ２を示している場合（図２参照）があり、いずれにしても中空孔に含浸されたオイルがこの先端開口から滲み出る。
【００１５】
また中空繊維Ｐは完全なパイプ状をしているわけではなく、図３に示すように裂け目Ｐ３を生じていたり、図４に示すように亀裂Ｐ４が生じていたりして、中空孔から外表面に連通路が形成されて、中空孔に含浸されたオイルがこの連通路を通して滲み出る。
オイルの分布を広げるために敢えて裂け目Ｐ３や亀裂Ｐ４が多く生じるように中空繊維Ｐを形成することもある。
【００１６】
このようなポリエステルの中空繊維を不織布として成形しオイルを中空繊維の中空孔に含浸させたろ過材料の図５に表１で示す４種類の試料Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４について試験した結果を、一般繊維（ポリエステルの円繊維）を不織布として成形しオイルを付着させない従来ろ過材料の表２で示す５種類の試料ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５について試験した結果と比較してみる。
図５の表１及び表２において繊維径（ｄ）は、単位デニールで、１デニールは450ｍ当り50mgである。
【００１７】
本ろ過材料Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の各通気抵抗は、それぞれ従来ろ過材料ｆ１，ｆ２，ｆ３の各通気抵抗と略等しく、本ろ過材料Ｆ４，Ｆ３の各清浄効率は、それぞれ従来ろ過材料ｆ４，ｆ５の各清浄効率と略等しい。
【００１８】
ここに清浄効率の試験方法としては図６に概略を示すような試験装置１を用いて試験を行った。
試験装置１は、内径70mmの円筒の下流端が径を徐々に拡大縮小した膨張した筒体からなり、円筒部の途中に略完全にダストを除去するアブソリュートフィルタ２を配置し、その上流側にろ過材料の試料３を配置する。
【００１９】
ダスト試薬としては、自動車用エアクリーナの性能試験で用いられるＪＩＳ規定の試験用ダスト４の標準ダストＪＩＳ８種（微粒）を用いる。
同ＪＩＳ８種の試験用ダスト４約２ｇを、空気流量１ｍ3／minで試験装置１内を流れる空気に投入する。
【００２０】
そして試料３の試験前と後の重量差から試料３が捕捉したダストの重量（試料捕捉重量）Ａを測定し、アブソリュートフィルタ２の試験前と後の重量差からアブソリュートフィルタ２が捕捉したダストの重量（フィルタ捕捉重量）Ｂを測定し、次式から清浄効率を求める。
清浄効率＝｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝・100（％）
【００２１】
こうして求めた清浄効率が90％で、通気抵抗が、208，225，266（mmAq at 10m/sec.）の本ろ過材料Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に対して同じ通気抵抗の従来ろ過材料ｆ１，ｆ２，ｆ３を比較すると、図７に示すようにいずれの従来ろ過材料ｆ１，ｆ２，ｆ３も清浄効率が低い結果を示しており、本ろ過材料Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は約５％清浄効率が向上している。
【００２２】
これは繊維間の隙間をつめて清浄効率を上げたのではなく、繊維間の隙間でダストを捕捉するとともに繊維の中空孔に含浸されたオイルが先端開口及び連通路から滲み出て繊維１本１本の外表面のオイルがダストを捕捉したためである。
【００２３】
また図８に示すように清浄効率88％と90％の本ろ過材料Ｆ４，Ｆ３に対して同じ清浄効率の従来ろ過材料ｆ４，ｆ５を通気抵抗に関して比較すると、本ろ過材料の方が大幅に通気抵抗を低下させていることが明らかである。
【００２４】
以上のように本発明のろ過材料は、中空化学繊維の１本１本が中空孔にオイルを含浸保持し、繊維間の隙間でダスト捕捉するのに加えて繊維の外表面に滲み出たオイルにより繊維の１本１本がダストを吸着捕捉することができるため、通気抵抗を低く維持した状態で清浄効率を向上させることができる。
【００２５】
したがって本ろ過材料を内燃機関の吸気系におけるエアクリーナのクリーナエレメントとして使用した場合に、吸気の清浄効率を高く維持できるとともに、通気抵抗が低いため高い燃焼効率を保つことができる。
【００２６】
また従来のように繊維間の隙間のみによりダスト補足すると、少量のダストで目詰まりが発生し通気抵抗が著しく増加することになるが、本発明に係るろ過材料のようにオイルにより中空化学繊維の１本１本がダストを吸着捕捉することにより多量のダストを捕捉しても目詰まりが発生し難く、従来より多量のダストを捕捉することができる。
換言すればろ過材料としての寿命が長い。
【００２７】
なお中空化学繊維には、前記したように裂け目や亀裂が存在するほかに、外表面に枝毛状に分岐した多数の枝部を備えるものもあり、斯かる枝部を備える繊維は、枝分かれした隙間にオイルを保持することができ、益々１本１本の繊維がダストを捕捉する能力を向上させて清浄効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中空化学繊維の先端開口部を示す拡大構造図である。
【図２】別の中空化学繊維の先端開口部を示す拡大構造図である。
【図３】中空化学繊維の裂け目部分を示す拡大構造図である。
【図４】中空化学繊維の亀裂部分を示す拡大構造図である。
【図５】本ろ過材料の試料と従来ろ過材料の試料の性状を示す表である。
【図６】ダスト清浄効率試験に用いられる試験装置の概略図である。
【図７】通気抵抗に対する清浄効率の本案と従来との比較結果を示すグラフである。
【図８】清浄効率に対する通気抵抗の本案と従来との比較結果を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｐ…中空繊維、
１…試験装置、２…アブソリュートフィルタ、３…試料、４…試験用ダスト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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