JP2018030103A

JP2018030103A - 車両用エアフィルタ

Info

Publication number: JP2018030103A
Application number: JP2016164769A
Authority: JP
Inventors: 邦歩春日井; Kuniho Kasugai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-01

Abstract

【課題】単独の車両用エアフィルタで微粒子の捕捉とアンモニアの吸収を可能にする。
【解決手段】車両の吸気又は排気に用いられる車両用エアフィルタ１０は、紺青、及び紺青類似体から選ばれる少なくとも一方の顔料により染色された微粒子捕捉用の濾材１１を備えている。紺青は、下記式（１）で表される。
Ａ_ｙＦｅ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（１）
紺青類似体は、下記式（２）で表される。
Ａ_ｙＭａ［Ｍｂ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（２）
式（１）及び式（２）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、Ｍａ及びＭｂは、遷移金属イオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用エアフィルタに関する。

アンモニアは、微小粒子状物質（ＰＭ２．５）の発生原因となるおそれがある。このため、車両に用いられるエアフィルタにおいては、アンモニアを除去するためにアンモニア吸収材が用いられる場合がある。車両に用いられるアンモニアを吸収材としては、特許文献１に開示されるように金属ハロゲン化物が知られている。また、非特許文献１には、顔料（青色顔料）の一種であるプルシアンブルー（紺青）はアンモニア吸収能を有し、アンモニア吸収能を高めたプルシアンブルー類似体（紺青類似体）を合成した報告がなされている。

特開２０１３−２３４６２６号公報

「青色顔料が高性能アンモニア吸着材であることを発見」、国立研究開発法人産業技術総合研究所、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2016/pr20160510_2/pr20160510_2.html＞

車両の吸気又は排気用のエアフィルタとして、微粒子捕捉用のフィルタとアンモニア吸収用のフィルタとを併用する場合がある。このように複数のフィルタを併用することにより、車両用エアフィルタのコストの増大を招くことになる。

本発明の目的は、単独の車両用エアフィルタで微粒子の捕捉とアンモニアの吸収とを可能にすることにある。

上記課題を解決するための車両用エアフィルタは、車両の吸気又は排気に用いられる車両用エアフィルタであって、下記式（１）：
Ａ_ｙＦｅ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（１）
（式（１）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。）で表される紺青、及び下記式（２）：
Ａ_ｙＭａ［Ｍｂ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（２）
（式（２）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、Ｍａ及びＭｂは、遷移金属イオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。）で表される紺青類似体から選ばれる少なくとも一方の顔料により染色された微粒子捕捉用の濾材を備える。

上記構成によれば、車両用エアフィルタにおいて、微粒子捕捉用の濾材は、上記顔料により染色されているため、微粒子捕捉用の濾材にアンモニアを吸収する機能を持たせることができる。これにより、単独の車両用エアフィルタで微粒子の捕捉とアンモニアの吸収とが可能となる。

車両用エアフィルタの一実施形態の構成を示す斜視図。

以下、車両用エアフィルタの一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、車両の吸気又は排気に用いられる車両用エアフィルタ１０は、微粒子捕捉用の濾材１１を備えている。濾材１１は、紺青及び紺青類似体から選ばれる少なくとも一方の顔料により染色されている。

紺青（プルシアンブルー）は、下記式（１）で表される。
Ａ_ｙＦｅ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（１）
式（１）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。

式（１）中のアルカリ金属イオンとしては、例えば、カリウムイオン、及びナトリウムイオンが挙げられる。
式（１）で表される紺青は、ヘキサシアニド鉄（II）酸鉄（III）、フェロシアン化鉄（III）、フェロシアン化第二鉄とも呼ばれる。紺青は、鉄イオンと、ヘキサシアノ鉄酸イオン（Ｆｅ（ＣＮ）_６）が三次元的に繋がった構造を有し、内部に形成された微小な空間（空隙サイト）にアンモニアが取り込まれる。式（１）で表される紺青としては、例えば、Ｋ_０．２３Ｆｅ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］_０．７４・３．５Ｈ_２Ｏが挙げられる。式（１）で表される紺青は、一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。

紺青（プルシアンブルー）類似体は、下記式（２）で表される。
Ａ_ｙＭａ［Ｍｂ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（２）
式（２）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、Ｍａ及びＭｂは、遷移金属イオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。

式（２）中のアルカリ金属イオンとしては、例えば、カリウムイオン、及びナトリウムイオンが挙げられる。式（２）中の遷移金属イオンとしては、例えば、クロムイオン、マンガンイオン、鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、及び亜鉛イオンが挙げられる。式（２）中のＭａ及びＭｂは、互いに同じ遷移金属イオンであってもよいし、互いに異なる遷移金属イオンであってもよい。但し、紺青類似体は、紺青中の鉄イオンを他の金属イオンで置換するとともに欠陥量を増加させたものであるため、式（２）中のＭａ及びＭｂがいずれも鉄イオンである場合を除く。式（２）で表される紺青類似体としては、例えば、Ｃｏ［Ｃｏ（ＣＮ）_６］_０．６０、Ｃｕ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］_０．５０が挙げられる。式（２）で表される紺青類似体は、一種を用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。式（２）で表される紺青類似体におけるアンモニアの吸収（吸着）量は、式（１）で表される紺青におけるアンモニアの吸収（吸着）量よりも高い。

濾材１１は、上述した顔料により染色されているため、青色を呈している。本実施形態では、染色される前の濾材として濾紙を用いている。濾紙は、平板状でもよいが、図１に示すようにプリーツ状に加工されていることが好ましい。なお、染色される前の濾材は、例えば、濾紙以外の不織布や連続気泡を有する発泡体に変更してもよい。すなわち、染色される前の濾材としては、微粒子を捕捉可能であり、かつ上述した顔料により染色可能な濾材を用いることができる。なお、車両用エアフィルタ１０には、本実施形態のように顔料により濾過面積の全体が染色されている濾材１１を用いることが好ましいが、顔料により部分的（例えば、濾過面積の５０％以上）に染色されている濾材を用いてもよい。

車両用エアフィルタ１０は、周知のようにポリウレタン等の軟質材から構成された枠状のシール部１２を備え、このシール部１２に濾材１１が支持されている。シール部１２は、車両用エアフィルタ１０を搭載するケースと濾材１１との間をシールする。

車両用エアフィルタ１０は、車両の吸気系又は排気系に装備される。ここで、燃料電池車では、吸気の際にアンモニアが混入すると、発電効率又は発熱効率が低下するおそれがある。燃料電池車の吸気に含まれるアンモニアを除去又は低減することにより燃料電池車の発電効率又は発熱効率を高めるという観点から、車両用エアフィルタ１０は、燃料電池車の吸気系フィルタとして用いることがさらに好ましい。

次に、本実施形態の車両用エアフィルタ１０の作用及び効果について説明する。
車両用エアフィルタ１０において、微粒子捕捉用の濾材１１は、上記顔料により染色されているため、微粒子捕捉用の濾材１１にアンモニアを吸収する機能を持たせることができる。これにより、単独の車両用エアフィルタ１０で微粒子の捕捉とアンモニアの吸収とが可能となる。

また、従来の車両用エアフィルタにおける濾材は、組立時の識別のために、赤色や黄色に染色されていた。本実施形態の濾材１１は、上述した顔料により染色されることで青色を呈している。このため、従来の車両用エアフィルタ、すなわち、アンモニアを吸収する機能を有しない車両用エアフィルタと容易に識別することができる。

また、本実施形態の車両用エアフィルタ１０における濾材１１（濾紙）は、プリーツ状に加工されているため、濾材１１を染色している顔料とアンモニアとの接触面積を増大することができる。これにより、車両用エアフィルタ１０におけるアンモニアの吸着効率を向上させることができる。また、プリーツ状の濾材１１では、濾過面積が増大するため、車両用エアフィルタ１０の通気抵抗を低減させて微粒子の捕捉とアンモニアの吸収を行うことができる。

１０…車両用エアフィルタ、１１…濾材、１２…シール部。

Claims

車両の吸気又は排気に用いられる車両用エアフィルタであって、
下記式（１）：
Ａ_ｙＦｅ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（１）
（式（１）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。）
で表される紺青、及び
下記式（２）：
Ａ_ｙＭａ［Ｍｂ（ＣＮ）_６］_ｘ・ｚＨ_２Ｏ…（２）
（式（２）中、Ａは、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、Ｍａ及びＭｂは、遷移金属イオンであり、ｘ，ｙ，ｚは、組成比を示す数値であり、ｘは、０．６以上１．５以下であり、ｙは、０以上２以下であり、ｚは、０以上６以下である。）
で表される紺青類似体から選ばれる少なくとも一方の顔料により染色された微粒子捕捉用の濾材を備える車両用エアフィルタ。