专利名称：：一种内燃机用双层过滤材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及过滤
技术领域：
，特别涉及一种内燃机用双层过滤材料。
背景技术：
：内燃机用过滤材料用于内燃机工作过程中所需的各种流体的过滤，主要包括内燃机的空气过滤、机油过滤和燃油过滤。在保持低过滤阻力的同时，能具有高容尘量和高过滤效率是这类材料的理想特性。对于宏观均质结构的过滤材料而言，为了使其具有低过滤阻力和高容尘量的特性，需要采用直径较粗的纤维或者是具有巻曲度的纤维来提高材料的松厚度，但这会导致过滤效率的下降。另一方面，为了使过滤材料具有高过滤效率的特性，需要采用直径较细的纤维来提高单位体积内的纤维填充率，减小纤维之间的孔隙尺寸，但这又会导致过滤阻力升高、容尘量下降。可见，对于宏观均质的过滤材料，单纯依靠调节纤维原料直径的方法无法取得以上性能之间的平衡。基于以上原因，美国专利US4661255和日本专利05—049825从材料结构的角度出发，提出了双层过滤材料。这种过滤材料可通过提高过滤材料入流面层的松厚度来使其保持低过滤阻力，提高容尘量；同时也可通过提高过滤材料出流面层单位体积内的纤维填充率来提高过滤效率。美国专利US4661255公开的内燃机用过滤材料由两个主要部分组成，一部分是入流面层，即粗滤层；一部分是出流面层，即细滤层。其中粗滤层由X、Y、V型截面的差异化合成纤维和天然纤维组成；细滤层同样由截面为圆形的合成纤维和天然纤维组成。该过滤材料通过在粗滤层中含有X、Y、V型截面的差异化合成纤维来提高表面松厚度，从而提高材料的容尘量；同时通过在细滤层中选用直径为712pm的植物纤维来提高过滤效率。但是，由于其细滤层中的纤维直径最小为7pm，这使得该过滤材料的过滤效率有限。日本专利05—049825公开的过滤材料可以包括两层结构，各层结构具有直径不同的孔隙。其中粗滤层的最大孔径为30150pm，平均孔径为2060pm;细滤层的最大孔径为1035pm，平均孔径为520pm。其粗滤层由具有不规则截面的巻曲纤维和粘结纤维构成。但是，由于其细滤层中的平均孔径不小于5pm，这使得该过滤材料的过滤效率有限。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种能在保持低过滤阻力和高容尘量的同时提高过滤效率的内燃机用双层过滤材料。本发明的目的通过下述技术方案实现一种内燃机用双层过滤材料，按流体流动方向，过滤材料的双层结构依次设置为粗滤层和细滤层；所述细滤层由质量分数为2100%的原纤化纤维和质量分数为098%的细滤层天然纤维组成。所述原纤化纤维的纤维主干直径为120pm，长度为O.110mm，打浆度为1265°SR;所述细滤层天然纤维直径为530pm，长度为0.53.5mm。所述原纤化纤维为原纤化的天丝纤维、丽赛纤维及腈纶纤维中的一种或一种以上。所述粗滤层由合成纤维和粗滤层天然纤维组成。所述过滤材料各层结构的紧密程度沿流体流动方向逐渐提高。所述粗滤层的质量与细滤层的质量比为1:55:1。所述细滤层天然纤维、粗滤层天然纤维都为木材纤维、草类纤维、棉纤维、麻纤维及丝光化植物纤维中的一种或一种以上。本发明一种内燃机用双层过滤材料，其工作机理为内燃机用过滤材料的过滤效率由其细滤层单位体积内的纤维填充率决定，细滤层单位体积内的纤维填充率越高，纤维间的空隙越小，过滤效率也就越高；本发明细滤层由原纤化纤维和直径较细的天然纤维组成，由于原纤化纤维表面具有相对于主干细得多的原纤和原纤束，这些原纤和原纤束有效提高了单位体积内的纤维填充率，因此也就提高了过滤材料的过滤效率。本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果1、本发明的细滤层选用原纤化纤维和直径较细的天然纤维组成，由于原纤化纤维带有相对于主干细得多的原纤，从而实现了在保持低过滤阻力和高容尘量的同时有效提高过滤效率。2、本发明的工艺调节手段灵活、性能控制范围较广，并可用于内燃机工作过程中所需的各种流体的过滤，包括空气过滤、机油过滤、燃油过滤等。图1是本发明内燃机用双层过滤材料的结构示意图；其中1为流体流动方向，2为粗滤层，3为细滤层，4为原纤化纤维。图2是本发明细滤层采用的原纤化纤维的电镜图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。在以下实施例及对比例中，当纤维截面不是圆形时，用该纤维的最大投影宽度表示纤维直径。其中使用的合成纤维为尼龙纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、芳纶纤维、腈纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、天丝纤维、丽赛纤维中的一种或一种以上。实施例l，用于内燃机空气过滤的双层过滤材料内燃机用双层过滤材料的结构如图1所示，按照流体流动方向1设置为粗滤层2和细滤层3。粗滤层2由质量分数为82。X的粗滤层天然纤维和质量分数为18°%的合成纤维组成；其中粗滤层天然纤维平均直径为18pm，平均长度为8mm;合成纤维平均直径为20pm,平均长度为8mm。细滤层3由质量分数各为50%的原纤化纤维4和细滤层天然纤维组成；其中原纤化纤维4的纤维主干平均直径为12pm，平均长度为6mm，打浆度为30°SR;细滤层天然纤维平均直径为6pm，平均长度为lmm。其中，原纤化纤维4为原纤化的天丝纤维、丽赛纤维及腈纶纤维的混合物，其结构如图2的电镜图所示；粗滤层天然纤维为木材纤维；细滤层天然纤维为木材纤维和草类纤维的混合物。粗滤层2与细滤层3的质量比为1:1。实施例2，用于内燃机机油过滤的双层过滤材料内燃机用双层过滤材料的结构如图1所示，按照流体流动方向1设置为粗滤层2和细滤层3。粗滤层2由质量分数为85%的粗滤层天然纤维和质量分数为15%的合成纤维组成；其中粗滤层天然纤维平均直径为45pm，平均长度为5mm;合成纤维平均直径为25pm，平均长度为20mm。细滤层3由质量分数为5%的原纤化纤维4和质量分数为95%的细滤层天然纤维组成；其中原纤化纤维4的纤维主干平均直径为18pm，平均长度为9mm，打浆度为15。SR;细滤层天然纤维平均直径为25pm，平均长度为3mm。其中，原纤化纤维4为原纤化的天丝纤维、丽赛纤维及腈纶纤维的混合物，其结构如图2的电镜图所示；粗滤层天然纤维为棉纤维；细滤层天然纤维为麻纤维。粗滤层2与细滤层3的质量比为5:1。实施例3，用于内燃机燃油过滤的双层过滤材料内燃机用双层过滤材料的结构如图1所示，按照流体流动方向1设置为粗滤层2和细滤层3。粗滤层2由质量分数为88%的粗滤层天然纤维和质量分数为12%的合成纤维组成；其中粗滤层天然纤维平均直径为60pm，平均长度为7mm;合成纤维平均直径为30pm，平均长度为20mm。细滤层3由100%的原纤化纤维4组成，其主干平均直径为3pm，平均长度为lmm，打浆度为6(TSR。其中原纤化纤维4为原纤化的天丝纤维和丽赛纤维的混合物。粗滤层天然纤维为丝光化植物纤维，合成纤维为丙纶纤维。细滤层完全由原纤化的天丝纤维和丽赛纤维组成。粗滤层2与细滤层3的质量比为1:5。对比例l，用于内燃机空气过滤的双层过滤材料本对比例与实施例1比较，不同之处在于，其细滤层由100%的细滤层天然纤维组成，其纤维平均直径为12|im,平均长度为3.5mm。其余与实施例1相同。对比例2，用于内燃机机油过滤的双层过滤材料本对比例与实施例2比较，不同之处在于，其细滤层由质量分数为5%的合成纤维和质量分数为95%的细滤层天然纤维组成；其中合成纤维的纤维平均直径为2(Vm，平均长度为6.5mm;细滤层天然纤维平均直径为20pm，平均长度为2mm。其余与实施例2相同。对比例3，用于内燃机燃油过滤的双层过滤材料本比较例与实施例3比较，不同之处在于，其细滤层由质量分数为5。^的合成纤维和质量分数为95%的细滤层天然纤维组成；其中合成纤维的纤维平均直径为6)im，平均长度为3mm;细滤层天然纤维的纤维平均直径为15pm，平均长度为lmm。其余与实施例3相同。对以上各实施例及对比例的过滤材料进行过滤性能测试，其测试结果如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>比较以上各实施例及其相应对比例的过滤性能测试结果，发现在相同用途下，各实施例过滤材料的厚度、初始压力损失、容尘量与其相应对比例相差不多，但细滤层最大孔径、平均孔径均小于其相应对比例，且过滤效率也明显优于对比例。这说明了本发明内燃机用双层过滤材料在保持较低过滤阻力和高容尘量的同时，具有高过滤效率的性能。以上结果还表明，对比例1中由于其细滤层不含原纤化纤维及直径低于7pm的天然纤维，造成其过滤效率与实施例1相比不高；对比例3中由于不含原纤化纤维，造成其平均孔径不低于5pm。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。权利要求1.一种内燃机用双层过滤材料，按流体流动方向，其双层结构依次设置为粗滤层和细滤层；其特征在于，所述细滤层由质量分数为2～100％的原纤化纤维和质量分数为0～98％的细滤层天然纤维组成。2、根据权利要求l所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述原纤化纤维的纤维主干直径为120pm，长度为0.110mm，打浆度为1265°SR。3、根据权利要求1所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述细滤层天然纤维直径为530ixm，长度为0.53.5mm。4、根据权利要求l所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述原纤化纤维为原纤化的天丝纤维、丽赛纤维及腈纶纤维中的一种或一种以上。5、根据权利要求1所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述粗滤层由合成纤维和粗滤层天然纤维组成。6、根据权利要求l所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述过滤材料各层结构的紧密程度沿流体流动方向逐渐提高。7、根据权利要求l所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述粗滤层与细滤层的质量比为1:55:1。8、根据权利要求l、5或6任一项所述的内燃机用双层过滤材料，其特征在于，所述细滤层天然纤维和粗滤层天然纤维都为木材纤维、草类纤维、棉纤维、麻纤维及丝光化植物纤维中的一种或一种以上。全文摘要本发明提供一种内燃机用双层过滤材料，按流体流动方向，过滤材料的双层结构依次设置为粗滤层和细滤层；其细滤层由质量分数为2～100％的原纤化纤维和质量分数为0～98％的细滤层天然纤维组成，其中原纤化纤维的纤维主干直径为1～20μm，长度为0.1～10mm，打浆度为12～65°SR，细滤层天然纤维直径为5～30μm，长度为0.5～3.5mm。本发明实现了在保持低过滤阻力和高容尘量的同时提高过滤材料的过滤效率。文档编号B01D39/18GK101367020SQ200810198340公开日2009年2月18日申请日期2008年9月5日优先权日2008年9月5日发明者天于,进杨,云梁,宜王,健胡申请人:华南理工大学