JP2015100730A

JP2015100730A - 濾材

Info

Publication number: JP2015100730A
Application number: JP2013241745A
Authority: JP
Inventors: 則雄梅津; Norio Umetsu
Original assignee: Dynic Corp
Current assignee: Dynic Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】低コストに製造することができ、耐熱性及び耐久性に優れ、ＡＴＦ用濾材等として使用することのできるオイルフィルタ用濾材を提供する。【解決手段】基布２とウェブ３が積層一体化され、樹脂含浸されているオイルフィルタ用濾材１であって、基布２の織り糸の繊度が１３７〜８２５ｄｔｅｘ、基布２の目付が３５〜１０５ｇ／ｍ2、ウェブ３の繊度が０．８〜１１ｄｔｅｘ、ウェブ３の目付が６０〜３００ｇ／ｍ2、樹脂の含浸量が乾燥重量で１０〜５０ｇ／ｍ2である。【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機用オイルフィルタ等の用途に適したオイルフィルタ用濾材に関する。

自動変速機用フルード（ＡＴＦ）は、乗物の自動変速機やトランスミッションで使用されるオイルである。ＡＴＦには大きな熱負荷がかかるため、自動変速機でオイルフィルタとして使用するＡＴＦ用濾材には耐熱性及び耐久性が必要とされる。

そのため、従来、自動変速機でオイルフィルタとして使用される濾材には、芳香族ポリアミド等の耐熱性樹脂繊維が使用されており、例えば、芳香族ポリアミド繊維で形成されたニードルパンチ不織布をエマルジョン系又はラテックス系バインダで接着したもの（特許文献１）や、芳香族ポリアミド繊維で形成されたニードルパンチ不織布をスパンボンド不織布で補強したもの（特許文献２）等が知られている。

特許４３１７３４７号公報特許４３５９０５９号公報

しかしながら、従来のＡＴＦ用濾材は耐熱性繊維を使用するために、製造コストが高くなる。

また、従来のＡＴＦ用濾材は、１５０℃のＡＴＦに１０００時間浸漬後の破裂強度（ＪＩＳＰ８１３１によるミューレン破裂強さ試験機による測定）が、初期破壊強度に比して６５％以下であり、耐久性をさらに向上させることが望まれている。

これに対し、本発明は、低コストに製造することができ、耐熱性及び耐久性に優れ、ＡＴＦ用濾材等として使用することのできるオイルフィルタ用濾材を提供することを課題とする。

本発明者は、特定の繊度及び目付の基布をウェブと積層一体化すると、芳香族ポリアミド繊維等の耐熱性繊維を使用しなくても、耐熱性及び耐久性に優れた濾材を得られることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、基布とウェブが積層一体化され、樹脂含浸されているオイルフィルタ用濾材であって、
基布の織り糸の繊度が１３７〜８２５ｄｔｅｘ、
基布の目付が３５〜１０５ｇ／ｍ²、
ウェブの繊度が０．８〜１１ｄｔｅｘ、
ウェブの目付が６０〜３００ｇ／ｍ²、
樹脂の含浸量が乾燥重量で１０〜５０ｇ／ｍ²であるオイルフィルタ用濾材を提供する。

本発明のオイルフィルタ用濾材は、ポリエステル等の汎用繊維を用いて低コストに製造することができる。
また、耐熱性及び耐久性に優れ、破裂強度（ＪＩＳＰ８１３１のミューレン高圧形試験機による破裂強さ試験方法）に関し、濾材の使用開始時の初期破裂強度を２０００ｋＰａ以上とし、さらに、１５０℃のＡＴＦに１０００時間浸漬したときの破裂強度の初期破裂強度に対する比率（破裂強度維持率）を７０％以上にすることも可能となる。

図１は、一実施例の上面図及び下面図である。図２は、実施例と比較例の破裂強度を示す図である。図３は、実施例における基布の織り糸繊度と基布の目付との関係図である。

以下、本発明を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
１．全体構成
図１は、本発明のオイルフィルタ用濾材１の一実施例の（ａ）上面図及び（ｂ）下面図である。同図に示したように、本発明のオイルフィルタ用濾材１は、基布２とウェブ３が積層一体化され、樹脂含浸されたものである。

２．基布
本発明において、基布２は、オイル中の塵などを除去する濾材としての機能よりも、オイルフィルタ用濾材１の初期破裂強度を向上させ、かつ、破裂強度維持率を向上させる機能を担う。本発明の濾材では、以下に説明するように、基布の織り糸の繊度が特定の範囲にあり、かつ基布の目付が特定の範囲にある。これにより、アラミド等の耐熱性繊維を使用せず、ＰＥＴ等の汎用繊維で基布を形成した場合でも、オイルフィルタ用濾材の初期破裂強度と破裂強度維持率が著しく向上したものとなる。なお、本発明のオイルフィルタ用濾材１において、耐熱性繊維を使用しなくても破裂強度維持率が高いのは、ウェブ３が基布２を保護しているためと考えられる。

基布２としては、平織、綾織、紗などの織物を使用することができる。
基布２の織り糸は、ステープル糸とすることが、基布２の織り糸の表面の毛羽とウェブ３を構成する繊維とが絡まり合い、基布２とウェブ３とが強固に積層一体化され、破裂強度が向上するので好ましい。

また、織り糸は、単糸としても双糸としてもよい。双糸とすることにより破裂強度を向上させることができる。

織り糸の繊維素材としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、6-ナイロン、6,6-ナイロン等のポリアミド繊維などを挙げることができ、アラミド繊維等の高価な耐熱性繊維は不要である。中でも、安価に入手することができ、高張力、低伸度タイプのポリエステル繊維が好ましい。

基布２の織り糸の繊度は、１３７〜８２５ｄｔｅｘ、好ましくは１６５〜５５０ｄｔｅｘ、より好ましくは２７５〜５５０ｄｔｅｘである。織り糸の繊度が細すぎると、織り密度を高めてもオイルフィルタ用濾材１の初期破裂強度及び破裂強度維持率を十分に高めることができず、太すぎてもそれに見合う効果を得られず、不経済である。

基布２の目付は、３５〜１０５ｇ／ｍ²、好ましくは４２〜９２ｇ／ｍ²、さらに好ましくは７０〜９２ｇ／ｍ²である。基布２の目付が低すぎるとオイルフィルタ用濾材１の初期破裂強度及び破裂強度維持率を十分に高めることができず、太すぎてもそれに見合う効果を得られず、不経済である。ここで、基布２の目付は、基布２の織り方、織り糸の繊度、及び織り密度により調整することができ、例えば、基布２を平織物とし、上述の繊度の織り糸を使用する場合、基布２の織り密度は、経糸密度、緯糸密度のそれぞれを８〜４０本／ｉｎｃｈとすることができる。

基布２は、その表面が樹脂加工され、織り目が固定されているものが好ましい。このような樹脂加工は、例えば、ポリエステル系エマルジョン等の樹脂溶液を、基布２に含浸し、乾燥することにより行うことができる。この樹脂溶液の樹脂量は１〜１０重量％とすることが好ましい。

また、基布２における樹脂の付着量は、乾燥重量で１〜８ｇ／ｍ²とすることが好ましい。基布に樹脂を付着させないと、織り目がずれやすいので基布の取り扱い性が劣り、樹脂の付着量が多すぎると基布の織り糸の毛羽が減少し、織り糸の毛羽とウェブの繊維との絡み合いが少なくなるので好ましくない。

３．ウェブ
本発明において、ウェブは、オイル中の微粒子や塵を捕集する機能を担う。
ウェブ３の繊維素材としては、基布２を構成する繊維と同様に、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、6-ナイロン、6,6-ナイロン等のポリアミド繊維などを挙げることができる。基布２の繊維素材と同様に、ウェブ３の繊維素材としても、アラミド繊維等の高価な耐熱性繊維は不要である。材料コスト、耐熱性等の点からポリエステル繊維が好ましい。

ウェブ３を構成する繊維としては、ステープルや、スパンレース、スパンボンド、メルトブローン不織布等を単独、若しくは組み合わせて使用することができる。特に、ウェブ３の構成繊維としてステープルを用いることにより、基布２の織り糸の毛羽とウェブ３とが絡み合い易くなり、基布２とウェブ３を積層一体化した後に、双方を剥がれにくくすることができる。

ステープルを使用する場合、その好ましい繊維長は、カーディング性の点から、２５〜７６ｍｍとすることができる。繊維長の異なるステープルを併用してもよい。

ウェブ３の繊度は、０．８〜１１ｄｔｅｘ、好ましくは０．８〜７ｄｔｅｘである。ウェブ３の繊度が低すぎると通油抵抗が大きくなり、高すぎるとオイル中の塵の捕捉効率が低下する。
ウェブ３は、単一の繊度の繊維から形成してもよく、繊度の異なる複数種の繊維から形成してもよい。

ウェブ３の目付は、６０〜３００ｇ／ｍ²、好ましくは７０〜２５０ｇ／ｍ²である。ウェブ３の目付が低すぎると、ウェブ３の厚みを均一に形成することができず、オイル中の塵を除去する濾材としての機能が劣る。反対に、ウェブ３の目付が高すぎると通油抵抗が大きくなる。

４．積層一体化
基布２とウェブ３を積層し、それにニードルパンチ、ケミカルボンド等の加工を行うことで、基布２とウェブ３とを積層一体化することができる。基布２の表裏両面にウェブ３を積層してもよい。

ニードルパンチを行う場合、ニードルパンチ条件は適宜選択することができるが、一例として、まず、基布２とウェブ３の積層物のウェブ３にのみ、１０〜３０Ｐ／ｃｍ²のプレパンチを行い、次いで、９０〜３００Ｐ／ｃｍ²のセカンドパンチを行う。これにより、ニードルパンチの終了後には、図１（ｂ）に示すように、基布２側の表面でも、基布２の毛羽とウェブ３の繊維、又はウェブ３の繊維同士を良好に絡み合わせ、基布２とウェブ３とを剥がれにくくすることができる。

一方、ケミカルボンド法により積層一体化する場合、基布２をウェブ３の間に挿入し、基布２とウェブ３を接着させる。

５．樹脂含浸
本発明において、基布２とウェブ３の積層一体化物への樹脂含浸は、積層一体化した基布２とウェブ３との剥離強度を向上させると共に、オイルフィルタ用濾材の初期破裂強度を高め、破裂強度維持率も高めるために行われている。

この樹脂含浸は、基布２とウェブ３の積層一体化物を樹脂液へ浸漬することにより、又は積層一体化物に樹脂液を散布すること等で行うことができる。

ここで樹脂液としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の樹脂分散液や、カルボキシル基等の官能基を複数有するアクリル酸エステル系樹脂のエマルジョンなどを使用することができる。公知のオイルフィルタ用濾材においても、それを形成する不織布にポリアクリル酸エステル系エマルジョンを含浸させたものがあるが、そこで使用されているポリアクリル酸エステル系樹脂は、酸価が３〜４程度であるのに対し、本発明では、アクリル酸エステル系樹脂エマルジョンとして、酸価９〜１５、ガラス転移温度６０〜７０℃の多官能アクリル酸エステル系樹脂のエマルジョンを使用することが好ましい。

また、積層一体化物に含浸させる樹脂液としては、エポキシ樹脂とアクリル酸エステル系樹脂を混合したものを使用してもよい。これにより安価に濾材を製造することができる。

基布２とウェブ３の積層一体化物の樹脂含浸後の剥離強度は、４．９Ｎ／ｉｎｃｈ（２５．４ｍｍ）以上が好ましく、剥離不能がより好ましい。

６．特性
本発明のオイルフィルタ用濾材１では、特定の織り糸繊度と目付を有する基布２がウェブ３に積層一体化されていることにより、耐熱性繊維を使用していないにもかかわらず、オイルフィルタ用濾材の初期破裂強度と破裂強度維持率を制御し、顕著に改善することができる。

即ち、基布２の織り糸の繊度を１３７〜８２５ｄｔｅｘとし、基布２の目付を３５〜１０５ｇ/ｍ²とすることで、初期破裂強度が１０００ｋＰａ以上のオイルフィルタ濾材（所謂、一般タイプの濾材）を得ることができ、また、基布２の織り糸の繊度を１６５〜５５０ｄｔｅｘとし、基布２の目付を７０〜９２ｇ/ｍ²とすることで、初期破裂強度が２０００ｋＰａ以上のオイルフィルタ用濾材（所謂、高強度タイプの濾材）を得ることができ、そして、これらのいずれにおいても、１５０℃のＡＴＦに１０００時間浸漬したときの破裂強度の初期破裂強度に対する破裂強度維持率を４０％以上、好ましくは６０％以上とすることができ、中でも基布の織り糸の繊度を２７５〜５５０ｄｔｅｘとした場合に、破裂強度維持率を７０％以上とすることができる。

以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
実施例１
（１）基布の作製
織り糸が、ＰＥＴ（融点２６０℃）ステープルから形成された単糸（繊度１６５ｄｔｅｘ）からなり、織り密度が経糸４０本／ｉｎｃｈ、緯糸４０本／ｉｎｃｈの平織物を作製し、その平織物にポリエステル系樹脂を含浸、乾燥することにより目付５３ｇ／ｍ²の基布を得た。

（２）ウェブの積層
所定量のＰＥＴ（融点２６０℃）ステープル（繊度３．３ｄｔｅｘ、平均繊維長５１ｍｍ）を計量し、開繊し、上述の基布の上に目付１１０ｇ／ｍ²で積層し、ウェブ側から基布側へニードルパンチを行った。このニードルパンチとしては、まず、ニードルパンチ１として、ウェブに対してのみ、針深入度１５ｍｍ、２０Ｐ／ｃｍ²でプレパンチし、引き続き、ニードルパンチ２として、基布とウェブの積層体に対してウェブ側から針深入度１３ｍｍ、１２０Ｐ／ｃｍ²でパンチし、基布とウェブを積層一体化した。積層一体化物の目付は、１６３ｇ／ｍ²であった。

（３）樹脂含浸
（２）で得た積層一体化物をビスフェノールＡ型エポキシ系樹脂分散液に浸漬し、絞り圧力３．５ｋｇ／ｃｍ²で絞り、１９０℃で乾燥させ、実施例１の濾材を得た。この濾材における樹脂の含浸量は、乾燥重量で３０ｇ／ｍ²であった。

実施例２〜１９、比較例１、２
基布の織り糸の繊度、基布の織り密度、基布の目付、織り糸を形成する樹脂の種類、ウェブを形成する樹脂の種類、ウェブの繊度、ウェブの目付、基布とウェブをニードルパンチにより積層一体化する場合のパンチ条件、積層一体化物に含浸させた樹脂の種類、含浸の条件、含浸した樹脂量（乾燥重量）を表１に示すように変更し、実施例１と同様にして実施例２〜１９及び比較例１の濾材を得た。
また、比較例２として、アラミド繊維ニードルパンチ不織布からなるＡＴＦ用濾材（仕上がり目付２４０ｇ／ｍ²）を用意した。

評価
各実施例及び比較例で得た濾材の破裂強度を、ＪＩＳＰ８１３１のミューレン高圧形試験機による破裂強さ試験方法により測定し、初期破裂強度とした。また、濾材を、１５０℃のトランスミッションオイルに１０００時間浸漬後、同様にして破裂強度を測定した。そして、次式により破裂強度維持率（％）を求めた。
破裂強度維持率（％）＝（１５０℃１０００時間浸漬後の破裂強度）×１００／（初期破裂強度）
結果を表１及び図２に示す。
また、実施例１〜１９で用いた基布の繊度（ｄｔｅｘ）と目付（ｇ／ｍ²）を図３に示す。

（表注）
*ａ：実施例のニードルパンチ条件
ニードルパンチ１：ウェブのみをプレパンチ
ニードルパンチ２：ウェブから基布へパンチ
*ｂ：スパンレースを使用
*ｃ：ニードルパンチ１は、ステープルのみをパンチ。ニードルパンチ２は、ステープル、スパンレース及び基布をパンチ
*ｄ：エポキシ樹脂とアクリル酸エステルの固形分比＝１：１
*ｅ：比較例のニードルパンチ条件
ウェブのみを３回パンチ
*ｆ：加工時の張力により目付は175ｇ/ｍ²に減少

表１及び図２から、基布の織り糸の繊度が１６５〜８２５ｄｔｅｘの範囲にあり、基布の目付が３５〜１０５ｇ／ｍ²の範囲にある実施例の濾材は、いずれもアラミド等の高価な耐熱性繊維を使用することなく、安価なＰＥＴから形成されているにもかかわらず、初期破裂強度が１０００ｋＰａを上回り、かつ、１５０℃のトランスミッションオイルに１０００時間浸漬後の破裂強度維持率は４３％以上であり、耐熱性繊維からなる比較例２のＡＴＦ用濾材の破裂強度維持率４２％よりも優れていたことがわかる。

特に、実施例３では初期破裂強度が比較例２のＡＴＦ用濾材に対して同等以下であるが、１５０℃のトランスミッションオイルに１０００時間浸漬後の破裂強度維持率は６７％であり、比較例２の破裂強度維持率よりも顕著に優れていた。

また、基布２の織り糸の繊度が１６５〜５５０ｄｔｅｘで、基布２の目付が７０〜９２ｇ/ｍ²の範囲にある実施例７、８、９、１３、１５、１７、１８の濾材は、初期破裂強度が２０００ｋＰａを上回り、かつ、１５０℃のトランスミッションオイルに１０００時間浸漬後の破裂強度維持率が６０％を上回り、特に実施例８、９、１７、１８では７０％を上回り、特に優れた耐熱性と耐久性を有することが確認された。

これに対し、基布を使用しない比較例１はアラミド繊維を用いた比較例２と同程度の破裂強度維持率で、破裂強度はやや劣っていた。

また、図３から、実施例１〜１９の濾材は、基布の繊度（ｄｔｅｘ）と目付（ｇ／ｍ²）との関係が、次式を満たすことがわかる。
ｙ≧−０．０５ｘ＋６０
このことは、基布の繊度（ｄｔｅｘ）と目付（ｇ／ｍ²）との関係が、図３において直線の上側の領域にあると、望ましい破裂強度と破裂強度維持率を得られることを示している。

本発明の濾材は、ＡＴＦ、内燃エンジン等のオイルフィルタ用濾材として有用である。

１オイルフィルタ用濾材
２基布
３ウェブ

Claims

基布とウェブが積層一体化され、樹脂含浸されているオイルフィルタ用濾材であって、
基布の織り糸の繊度が１３７〜８２５ｄｔｅｘ、
基布の目付が３５〜１０５ｇ／ｍ²、
ウェブの繊度が０．８〜１１ｄｔｅｘ、
ウェブの目付が６０〜３００ｇ／ｍ²、
樹脂の含浸量が乾燥重量で１０〜５０ｇ／ｍ²であるオイルフィルタ用濾材。
基布がポリエステル繊維で形成されている請求項１記載のオイルフィルタ用濾材。
ウェブがポリエステル繊維で形成されている請求項１又は２記載のオイルフィルタ用濾材。
基布の織り糸がステープル糸である請求項１〜３のいずれかに記載のオイルフィルタ用濾材。
基布とウェブがニードルパンチにより積層一体化している請求項１〜４のいずれかに記載のオイルフィルタ用濾材。
基布の織り糸の毛羽とウェブの繊維とが絡み合い、基布とウェブとの剥離強度が４．９Ｎ／ｉｎｃｈ以上である請求項１〜５のいずれかに記載のオイルフィルタ用濾材。
基布の織り糸の繊度（ｄｔｅｘ）ｘと基布の目付（ｇ／ｍ²）ｙが次式の関係を有する請求項１〜６のいずれかに記載のオイルフィルタ用濾材。
ｙ≧−０．０５ｘ＋６０