JP2004237279A

JP2004237279A - オイル含浸濾過材

Info

Publication number: JP2004237279A
Application number: JP2003310796A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Mizuta; 真介水田
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: JP3983725B2

Abstract

【課題】カーボンダストなどの微細なダストがオイルに取り込まれたまま濾紙を透過するためカーボンダストの濾過効率が低下する問題を解決し、カーボンダストを効率的に捕捉できるオイル含浸濾過材を簡易な構造で提供する。
【解決手段】パルプ等の天然繊維を主体とする濾材にオイルを含浸するとともにプリーツ加工により山部、谷部およびこれらに隣接する斜辺部からなる襞折り構造に形成する。前記天然繊維に疎油性繊維を混紡することにより、含浸されたオイルの山部および谷部への移動を促進して前記斜辺部をドライ化する。また、前記天然繊維に撥油剤または撥水剤を塗布することにより、前記斜辺部をドライ化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、内燃機関などのエアフィルタとして利用され、特にカーボンダストを有効に捕捉できるオイル含浸濾過材に関する。

従来、パルプやリンターなどの天然繊維に高吸油性繊維を混入して抄紙した濾紙にオイルを含浸した濾過材がある（例えば、特許文献１参照）。
実開平７―１７３１３号公報

このようなオイルを含浸させたウエットタイプの濾過材は、オイルを含浸しないドライタイプの濾過材に比べて、ダストケーキ層の形成が促進され濾過効率の向上が図れるとともに容積当りのダスト吸着量を増大してロングライフにできる利点があるが、カーボンダストなどの微細なダストがオイルに取り込まれたまま濾紙を透過するためカーボンダストの濾過効率が低下する問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑み、カーボンダストを効率的に捕捉できるオイル含浸濾過材を簡易な構造で提供することを目的とする。

本発明のオイル含浸濾過材は、パルプ等の天然繊維を主体とする濾材にオイルが含浸されるとともにプリーツ加工により山部、谷部およびこれらに隣接する斜辺部からなる襞折り構造に形成されたオイル含浸濾過材であって、前記天然繊維に疎油性繊維を混紡することにより、含浸されたオイルの山部および谷部への移動を促進して前記斜辺部をドライ化し、この斜辺部によって主にカーボンダストを捕捉するようにしたものである。（請求項１）

また、本発明のオイル含浸濾過材は、パルプ等の天然繊維を主体とする濾材にオイルが含浸されるとともにプリーツ加工により山部、谷部およびこれらに隣接する斜辺部からなる襞折り構造に形成されたオイル含浸濾過材であって、前記天然繊維に撥油剤または撥水剤を塗布することにより、含浸されたオイルの山部および谷部への移動を促進して前記斜辺部をドライ化し、この斜辺部によって主にカーボンダストを捕捉するようにしたものである。（請求項２）

請求項１において、疎油性繊維が疎水性の化学繊維であることが好ましく（請求項３）、さらに疎油性繊維に撥油剤または撥水剤を塗布したものでもよい（請求項４）。

本発明のオイル含浸濾過材は、襞折り構造の斜辺部に含浸されているオイルが山部および谷部に移動して集中し、斜辺部がドライタイプのフィルタとして機能するようになり、この部位でカーボンダストを効率良く捕集することができる。カーボンダスト以外のダストは、本来のウエットタイプの部位である山部および谷部で捕集できるので、低コストでダスト捕集効率の高いウエットタイプフィルタの特長を維持することができ、しかも圧力損失の程度も不変である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を説明する。
図１は、本発明のオイル含浸濾過材を示す概略断面図で、オイル含浸濾過材１はプリーツ加工と呼ばれる山谷状の折り加工により、山部１１、谷部１２及びこれらに隣接する部位である斜辺部１３からなる断面屈曲形状の襞折り構造に形成されている。なお、矢印は空気が流れる通気方向を示している。

オイル含浸濾過材１は、ビスカスオイルを含浸させた濾紙で構成されており、濾紙を構成する繊維としては、パルプなどの天然繊維に疎油性かつ疎水性の化学繊維を混紡したものを原料として使用している。

一般的に、襞折り構造のビスカス濾紙に図１の矢印方向に通気したとき、山部１１及び谷部１２においては空気の流れは遅く、斜辺部１３において空気の流れが速くなり、通気に伴って風速の速く当たる斜辺部１３から遅く当たる山部１１及び谷部１２の方向に沿って、その含有するオイルが移動しやすい傾向があるが、天然繊維を主体にしこれに疎油性繊維を混紡した濾紙からなるオイル含浸濾過材の場合には、天然繊維が親油性であるのに対し、疎油性繊維がオイルをはじきやすいため、オイルＰの移動(短い矢印で示す)は著しく促進され、山部１１及び谷部１２におけるオイル含浸量は、斜辺部１３に比べてかなり多くなり、その偏在程度は図２に模式的に示すように非常に顕著になる。

その結果、斜辺部１３に当初含有されていたオイルＰはそのほとんどが移動してしまうことにより、斜辺部１３はドライタイプのフィルタとして機能するようになり、この部位でカーボンダストを効率早く捕集することが期待できる。また、微細な粒子であるカーボスダストは風速が速く当たる部位である斜辺部１３に集中しやすいことからも、カーボンダストの捕集を有効に行うことができる。

なお、カーボンダスト以外のダストは,主に本来のウエットタイプの部位である山部１１及び谷部１２で捕集されるので、低コストでダストの捕集効率の高いビスカス濾紙の特長は損なわれることがなく、また、圧力損失の程度も従来と変わることがない。

オイル含浸濾過材１は、天然繊維と疎油性繊維の混紡を原料とする濾紙であるが、抄紙技術の観点から、天然繊維８０〜２０％、疎油性繊維２０〜８０％の混紡割合が好ましい。従来の濾紙は天然繊維と吸湿性が高いセルロース系繊維のレーヨンとの混紡が常識とされていたが、本発明では予想外にも疎油性繊維を混紡する点に特色を有する。疎油性繊維が２０％未満の混紡ではオイルの円滑移動の効果が小さく、８０％を超えるとバインダーとの接着性が悪く濾紙の形態を保持できない虞がある。

天然繊維としては、木材パルプ、リンターパルプなどを使用でき、疎油性繊維としては、疎水性の化学繊維が好ましい。疎水性の繊維は、低湿度の環境では摩擦帯電を起こしやすく、斜辺部１３における静電気によるカーボンダスト吸着作用を期待できる。疎油性かつ疎水性の化学繊維としては、特にポリエステル系繊維（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリアルキレンテレフタレート系繊維、全芳香族ポリエステル系繊維など)が好ましいが、その他ポリアミド系繊維（アラミド繊維などの芳香族ポリアミド繊維を含む）、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ガラス繊維、金属酸化物繊維などが例示できる。これらの繊維は単独でまたは２種以上組合わせて使用してもよい。

オイル含浸濾過材１は、単一の濾過材で構成してもよいし、複数の濾過材の積層体で構成してもよい。また、濾過材に対するオイルの含有量は、濾過材１００ｇに対して、例えば、１０〜１２０ｇ程度、好ましくは２０〜１００ｇ程度、さらに好ましくは２５〜８０ｇ程度である。

また、本発明のオイル含浸濾過材は、前記の疎油性繊維を混紡する代りに、天然繊維に撥油剤または撥水剤を塗布することによっても同様の作用効果が得られる。撥油剤または撥水剤としては、例えばフッ素樹脂、シリコン樹脂などの他、油または水をはじく性能の材料を用いることができ、周知の塗布方法により天然繊維の表面にコーティングする。なお、天然繊維に混紡する疎油性繊維にさらに撥油剤または撥水剤をコーティングすることもできる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、実施例はいずれも濾過材の上流側の表面層を従来濾紙の構成にし、下流側の裏面層に本発明のオイル含浸濾過材を適用した多層構造のものであるが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではなく、もちろん単一層に本発明を適用してもよい。

パルプ７０％、ポリプロピレン繊維３０％の混紡原料を抄紙してなる厚さ１．５ｍｍの従来濾紙の下流側に、パルプ６０％、ポリエステル繊維４０％の混紡原料を抄紙してなる厚さ１．５ｍｍの裏面層を積層した厚さ３ｍｍのビスカス濾紙を襞折り構造に形成したオイル含浸濾過材を得た。

パルプ８０％、レーヨン２０％の混紡原料を抄紙してなる厚さ１．５ｍｍの従来濾紙の下流側に、パルプ６０％、ポリエステル繊維４０％の混紡原料を抄紙してなる厚さ１．５ｍｍの裏面層を積層した厚さ３ｍｍのビスカス濾紙を襞折り構造に形成したオイル含浸濾過材を得た。

比較例として、パルプ８０％、レーヨン２０％の混紡原料を抄紙してなる厚さ３ｍｍのビスカス濾紙を襞折り構造に形成したオイル含浸濾過材を得た。

得られた上記オイル含浸濾過材について、ＪＩＳＤ１６１２(自動車用エアクリーナー試験方法)に準じて、カーボンダストについてフルライフの清浄効率試験及びダスト保持量試験を行った。その試験条件を下記に示す。
濾過材有効濾過面積：０．０２８ｍ^２
試験ダスト：カーボンダスト(軽油燃焼カーボン)
ダスト供給量：０．１０ｇ／分
風速：１００ｍ／分
試験流量：２．８ｍ^３／分
増加通気抵抗：２．９４ｋＰａに達したときをフルライフとする。
測定結果を表１に示す。

なお、前記試験条件のうち、風速を４０ｍ／分にし、フルライフではなくカーボンダスト投入時間５分とした場合の測定結果を表２に示す。

表１および表２から明らかなように、実施例は比較例に比べてカーボンダストの高い清浄効率および長いダストライフを示している。

本発明のオイル含浸濾過材の一例を示す概略断面図である。濾過材中のオイル偏在状態を示す模式図である。

符号の説明

１オイル含浸濾過材
１１山部
１２谷部
１３斜辺部
Ｐオイル

Claims

パルプ等の天然繊維を主体とする濾材にオイルが含浸されるとともにプリーツ加工により山部、谷部およびこれらに隣接する斜辺部からなる襞折り構造に形成されたオイル含浸濾過材であって、前記天然繊維に疎油性繊維を混紡することにより、含浸されたオイルの山部および谷部への移動を促進して前記斜辺部をドライ化し、この斜辺部によって主にカーボンダストを捕捉するようにしたことを特徴とするオイル含浸濾過材。
パルプ等の天然繊維を主体とする濾材にオイルが含浸されるとともにプリーツ加工により山部、谷部およびこれらに隣接する斜辺部からなる襞折り構造に形成されたオイル含浸濾過材であって、前記天然繊維に撥油剤または撥水剤を塗布することにより、含浸されたオイルの山部および谷部への移動を促進して前記斜辺部をドライ化し、この斜辺部によって主にカーボンダストを捕捉するようにしたことを特徴とするオイル含浸濾過材。
疎油性繊維が疎水性の化学繊維である請求項１に記載のオイル含浸濾過材。
疎油性繊維に撥油剤または撥水剤を塗布した請求項１に記載のオイル含浸濾過材。