JP4100551B2

JP4100551B2 - エアフィルタのステンレス鋼部材の耐腐食性付与方法

Info

Publication number: JP4100551B2
Application number: JP2002296795A
Authority: JP
Inventors: 貴宏小原
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004130202A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアフィルタ、特に、高温で用いるエアフィルタの耐腐食性付与方法に関し、更に、詳しくは、高温で用いるためにステンレス鋼部材を備えるようにしたエアフィルタの前記ステンレス鋼部材の耐腐食性付与の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアフィルタのフィルタ枠やセパレータ等の金属製部材には、耐熱の目的で、アルミニウム鋼やステンレス鋼が一般に用いられている。２５０℃を超える温度域で使用される高温用エアフィルタの場合、アルミニウム鋼は耐熱性に劣ることから、ステンレス鋼が使用されている。
しかし、一般に流通しているステンレス鋼は、高温で錆を生じることがあり、これが気流方向の下流側の汚染につながるおそれがあった。
このため、耐酸化性の高い特殊ステンレス鋼を用いることで発錆を抑えるものが提案されている（特許文献１参照）が、前記した特殊なステンレス鋼は、市場において入手が困難であるため、エアフィルタの金属製部材を構成する材料として用いるには制約が多かった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１２−３２９４７２号公報（特許請求の範囲）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、エアフィルタの金属製部材に、特殊なステンレスを用いることなく耐腐食性を付与する方法、並びに、その方法を用いて耐腐食性を付与されたエアフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決すべく、本発明者等は、鋭意検討の結果、以下の手段により解決することができることを見出した。
即ち、エアフィルタを構成するフィルタ枠等のステンレス鋼部材に研磨処理を施すことにより、優れた耐腐食性が発現されることを知見した。また、更に、かかる研磨処理に引き続き、有機溶媒等による洗浄処理を施すことにより、更に優れた耐腐食性が発現されることを知見した。
本発明のエアフィルタのステンレス鋼部材の耐腐食性付与方法は、かかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の通り、４００℃以上の高温域において使用され、ＳＵＳ４３０からなるステンレス鋼部材を備えるエアフィルタの前記ステンレス鋼部材に耐腐食性を付与する方法であって、耐腐食性を付与すべきステンレス鋼部材の全ての部材の表面を♯４００のバフにより研磨して耐酸化性被膜を形成したことを特徴とする。
また、請求項２記載の耐腐食性付与方法は、請求項１記載の耐腐食性付与方法において、前記研磨するステンレス鋼部材は、前記フィルタ枠と、前記ろ材の間隔を保持するための部材を含むことを特徴とする。
また、請求項３に記載の耐腐食性付与方法は、請求項１又は２に記載の耐腐食性付与方法において、前記研磨されたステンレス鋼部材に、洗浄処理を施すことを特徴とする。
また、請求項４に記載の耐腐食性付与方法は、請求項３に記載の耐腐食性付与方法において、前記洗浄処理は、有機溶剤による洗浄であることを特徴とする。
また、請求項５に記載の耐腐食性付与方法は、請求項４に記載の耐腐食性付与方法において、前記有機溶剤による洗浄を、指紋除去用さび止め油を塗布した後に行うことを特徴とする。
また、請求項６に記載の耐腐食性付与方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の耐腐食性付与方法において、前記ステンレス鋼部材を、フェライト系ステンレス鋼部材とすることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
耐腐食性を付与するために前記研磨処理の対処となるエアフィルタを構成するステンレス鋼部材としては、ろ材を収納するためのフィルタ枠を少なくとも含み、必要に応じて、例えば、ジグザグ状に折り畳まれたろ材の間隔を保持するためのセパレータ等も含ませることが好ましい。この場合に、研磨処理は、ステンレス鋼部材の全ての部材とする。
また、ろ材は必ずしもジグザグ状に折り畳まれている必要はなく、例えば、平面状のろ材を間隔保持する部材を隔てて複数枚配置した構造のものでもよい。また、ろ材の片面、或いは、両面にガラス繊維織布、金網、パンチング板等を重ねて配置したものでもよい。ろ材に重ねる部材がステンレス鋼である場合は、これに研磨処理を施すことが好ましい。
本発明では、前記のように、耐腐食性を付与すべきステンレス鋼部材の表面を研磨することにより、高温域においてステンレス鋼部材の酸化を防ぐようにした。
ステンレス鋼を高温で使用する場合、特に、４００〜７００℃で発錆しやすい。これは、ステンレス鋼の表面に耐酸化性被膜を形成するには、内部からＣｒが供給される必要があるが、研磨を施すと、Ｃｒの拡散速度が向上し、表面に均一な耐酸化性被膜が形成しやすくなる結果、発錆が抑制される。
尚、４００℃より低い領域では、酸化自体がほとんど進行しないため、発錆も生じない。
【０００７】
前記ステンレス鋼部材は、ステンレス鋼の種類を問わず、研磨によって耐腐食性を付与できるが、その中でも、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼が耐腐食性の付与に適している。これは、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼に比べて線膨張係数が小さいので、温度変化時に、ろ材やガスケット等と金属製部材が膨張等により擦れることが少なく、余計な発塵を抑えることができるからである。中でも、ＳＵＳ４３０は、市場において入手が容易であるため、本発明を適用したフィルタには、ＳＵＳ４３０を使用することが好ましい。
【０００８】
前記ステンレス鋼部材の表面の研磨は、研磨ベルト、バフ、グラインダーやサンドブラストなどにより行われる。
尚、このステンレス鋼部材の研磨は、部材として構成された後の研磨のみならず、原材料段階での研磨でも構わず、最終的にステンレス鋼部材の表面が研磨処理されていればよい。
【０００９】
前記ステンレス鋼部材は、研磨後、板金加工時等に表面に機械油や加工作業者の皮脂、指紋が付着した場合、そのままの状態で高温で使用すると発錆の原因となる。そこで、かかる発錆を防ぐため、研磨処理されたステンレス鋼部材に洗浄処理を施すことが好ましい。
洗浄処理の方法については、酸、アルカリ又はトルエン等の有機溶剤による洗浄処理があるが、トルエン等の有機溶剤による洗浄が好ましい。これは、ステンレス鋼部材の研磨後に、酸洗浄を行うと、表面の研磨層を溶削してしまうことにより発錆防止効果が失われるおそれがあるからである。また、ステンレス鋼部材の研磨後に、アルカリ洗浄を行うと、前記とは逆に研磨層を溶削するおそれはないが、アルカリ分のすすぎが不足する場合に残留アルカリ分による発錆が生じるおそれがあるからである。
また、更に、ステンレス鋼部材の表面に、皮脂、指紋が付着している場合には、有機溶剤のみで除去することは難しいため、指紋除去用さび止め油を塗布した後、有機溶剤による洗浄処理を施すことが好ましい。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１は、耐腐食性を付与された本実施例のエアフィルタ５の分解斜視図を示すもので、図中１は、フィルタ枠、２はセパレータ、３はろ材、４はガスケットを示すものである。
本実施例では、ＳＵＳ４３０のステンレス鋼板の表面を＃４００のバフにより研磨して、これを板金加工して枠部材１ａとし、この枠部材１ａを枠状に組立ることによりフィルタ枠１として、フィルタ枠１に耐腐食性を付与するようにした。そして、ろ材３をジグザグ状に折り畳み、ろ材３に形成された折り山間の間にセパレータを介挿し、フィルタ枠１に収納し、フィルタ枠１の端面外周にガスケット４を設けるようにして本実施例である耐腐食性を付与したエアフィルタ５とした。
【００１１】
（実施例２）
前記ＳＵＳ４３０のステンレス鋼板の表面に＃４００バフ研磨を施して板金加工後に、指紋除去用さび止め油（日本油脂（株）製メタレックスＦＰＲ）を塗布し、次いで、トルエンにより洗浄したＳＵＳ４３０鋼板を用いて、これをフィルタ枠１とした以外は、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。
【００１２】
（比較例１）
ＳＵＳ４３０のステンレス鋼板の表面を研磨せずに板金加工した後、指紋除去用さび止め油を塗布し、次いで、トルエンにより洗浄したステンレス鋼板を用いてフィルタ枠１とした以外は、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。
【００１３】
（比較例２）
ＳＵＳ４３０のステンレス鋼板の表面を研磨せずに板金加工してフィルタ枠１とした以外は、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。
前記した実施例１、２及び比較例１、２のエアフィルタを６００℃で１週間加熱し、フィルタ枠のステンレス鋼表面を観察したところ、下記表１の結果となった。
【００１４】
【表１】

【００１５】
上記表１に示す通り、比較例１、２においては広範囲に錆が発生したのに対し、実施例１、２ではそのような錆の発生はなかった。但し、実施例１において板金加工時に付着したと思われる指紋跡が金属表面に認められ、その部分でのみ表面が荒れた状態となっていた。
【００１６】
次に、本発明により耐腐食性を付与したステンレス鋼のサンプルと、未処理のステンレス鋼のサンプルを比較することにする。
（サンプル１）
表面を＃４００バフ研磨したＳＵＳ４３０ステンレス鋼
（サンプル２）
表面を＃６０のグラインダーで研磨したＳＵＳ４３０ステンレス鋼
（サンプル３）
表面を粒径４００〜６００μｍのガラスビーズでサンドブラストにより研磨したＳＵＳ４３０ステンレス鋼
（比較サンプル１）
表面を研磨しないＳＵＳ４３０ステンレス鋼
【００１７】
前記各サンプルを、トルエンにて脱脂洗浄した後、４７５℃及び６００℃で焼成した。その結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】

【００１９】
比較サンプル１は、４７５℃及び６００℃のいずれの焼成条件においても１週間程度で発錆したのに対し、サンプル１乃至３では、１ヶ月以上経過した後も発錆することはなかった。
【００２０】
次に、前記サンプル１を２つ用意して、機械油、皮脂、指紋を付着させたさせたものサンプル４として、機械油、皮脂、指紋を付着させた後、これを指紋除去用さび止め油及びトルエンにより除去したものをサンプル５として、それぞれ電気炉にて６００℃で５日加熱した。これらサンプルについて観察したところ、サンプル５の表面は均一に変色していたのに対し、サンプル４の表面はまだら模様の変色があり、また、指紋の跡が残っていた。
サンプル４及び５を、それぞれをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察したところ、サンプル５の表面は、図２に示すように平滑であったのに対し、サンプル４の表面は、図３に示すように、激しく荒れており、表面物の剥離が起こりやすい状態となっていた。
【００２１】
【発明の効果】
このように本発明のエアフィルタのステンレス鋼部材の耐腐食性付与方法によれば、エアフィルタに使用するステンレス鋼部材が高温環境、特に、４００℃以上の環境下で発錆するのを抑制することが可能であり、この方法により耐腐食性が付与されたエアフィルタによれば、エアフィルタのフィルタ枠やセパレータ等のステンレス鋼部材の剥離物によってフィルタ下流側を汚染することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアフィルタを示す要部の一部切欠斜視図
【図２】指紋が付着したＳＵＳ４３０鋼板（サンプル４）を６００℃で加熱した後、表面に残る指紋跡を拡大したＳＥＭ写真
【図３】表面を洗浄したＳＵＳ４３０鋼板（サンプル５）を６００℃で加熱した後の表面を拡大したＳＥＭ写真
【符号の説明】
１フィルタ枠
１ａ枠部材
２セパレータ
３濾材
４ガスケット
５エアフィルタ

Claims

４００℃以上の高温域において使用され、ＳＵＳ４３０からなるステンレス鋼部材を備えるエアフィルタの前記ステンレス鋼部材に耐腐食性を付与する方法であって、耐腐食性を付与すべきステンレス鋼部材の全ての部材の表面を♯４００のバフにより研磨して耐酸化性被膜を形成したことを特徴とする耐腐食性付与方法。
前記研磨するステンレス鋼部材は、前記フィルタ枠と、前記ろ材の間隔を保持するための部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の耐腐食性付与方法。
前記研磨されたステンレス鋼部材に、洗浄処理を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載の耐腐食性付与方法。
前記洗浄処理は、有機溶剤による洗浄であることを特徴とする請求項３に記載の耐腐食性付与方法。
前記有機溶剤による洗浄を、指紋除去用さび止め油を塗布した後に行うことを特徴とする請求項４に記載の耐腐食性付与方法。
前記ステンレス鋼部材を、フェライト系ステンレス鋼部材とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の耐腐食性付与方法。