JP4140857B2 - 冷間圧延油の濾過装置の濾紙及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は冷間圧延油の濾過装置の濾紙及びその製造方法に関し、さらに詳しくはミクロン単位の気孔及び毛細管が形成されて汚染した冷間圧延油が通過する時ここに含まれた金属粉等の固形物を精密濾過する濾過装置に多数枚積層される濾過装置の濾紙としてポリエステル不織布が液状の弾性を有するコーティング材に含浸されて内部気孔及び毛細管が弾性を有するコーティング材によってコーティングされた構成を持つことで熱に強く熱変形が少なく、高圧の圧縮空気を送り出す逆洗浄のときに不織布の毛の離脱や気孔または毛細管の破損が防止されて耐久性が強く、従来ガラス繊維による濾過装置の濾紙の複雑な作業条件を解消して、単品を多数枚挟んでそのまま使うことができ濾過装置組み立てが容易な冷間圧延油の濾過装置の濾紙及びこれを製造する方法に関する。

圧延装置は鋼板を圧着及び伸ばして薄い板にする装置で、二つの圧延ローラーが鋼板を圧着する。このとき発生する摩擦と熱をとり除いてくれると良好な圧延が成り立つようになる。したがって圧延のときの摩擦を小さくする潤滑油と、圧延のとき発生する熱を吸収する媒体が必要になり、冷間圧延油が上記二つの役目をするようになる。
しかし、圧延のときには金属粉等の各種異物の固形粉が発生してこのような固形粉が圧延のときに流入すれば品質不良につながるため、精密に濾過する必要がある。
このとき使われるのが冷間圧延油の濾過装置である。冷間圧延油の濾過装置は多数個の孔が形成されて上端にねじ部が形成され、下端に広い下敷き台が形成された缶体の支持管と、一定形状と厚さを持って中間に挿入孔が形成され、上記の支持管に多数枚挟まれて積層された濾過装置の濾紙と、上記の濾過装置の濾紙を圧着して堅く支持する圧着板と、上記圧着板と支持管の下敷き台の間にある濾過装置の濾紙を固定するナットがねじ部に締結された構造を持つ。
このような冷間圧延油の濾過装置に使われる濾過装置の濾紙は冷間圧延油に含まれた微細な固形粉まで濾過しなければならないので多孔質の材料が使用されるが、主にガラス繊維(glass wool)とナイロン不織布が使用されている。
ガラス繊維になった濾過装置の濾紙はガラス繊維が熱硬化性樹脂に圧縮固着されたことで、表面に油膜が形成されてスラッジが濾過されて冷間圧延油だけ濾過されるようにする構造である。しかし,ガラス繊維の濾過装置の濾紙はその厚さが厚くて、多数枚積層して締結するようになれば外形が均一ではなく研磨を行う過程が必ず要求される等その作業過程及び条件が非常に煩わしい問題点があった。
上記のようなガラス繊維になった濾過装置の濾紙の問題点を解消するためにその代案でナイロン不織布が濾過装置の濾紙で使われたりする。
ナイロン不織布になった濾過装置の濾紙は１０mm程度の厚さを持って、支持管に多数枚積層された後ナットによって圧着板と下敷き台の間でそれぞれが２~３mm程度に圧着されて装着される。
しかし、上記のナイロン不織布は熱に対する耐性が不足なことに大きい問題点がある。すなわち、冷間圧延油は圧延のとき発生する熱を吸収して濾過装置に至るようになって、このときの温度が４０~６０℃になる。このような温度範囲を持つ冷間圧延油によってナイロン不織布は熱変形が起き、熱変形による弾性力の喪失で濾過機能が一緒に喪失されるようになる。
そして冷間圧延油の濾過が一定時間行われれば、濾過装置の表面に多くのスラッジが附着して、濾過装置の濾紙の内部気孔及び毛細管にもスラッジが附着して濾過機能が低下する。したがって一定の間隔でスラッジをとり除いてくれなければならないので、これを逆洗浄と言う。
逆洗浄は約５kg/ｃｍ２の高圧の圧縮空気を冷間圧延油の流れ方向と反対方向に濾過装置に送り出して、スラッジを吹き出すことで、支持管の内部管路と支持管に形成された孔を通じて濾過装置の濾紙に出るようになる。
このような逆洗浄の過程でナイロン不織布の場合は高圧の圧縮空気が流入すれば気孔と毛細管及び積層された隙の空間が圧縮空気によって拡張されて、拡張された空間で高圧の圧縮空気が通過しながらここに張り付いたスラッジが離れるようになる。

しかし,ナイロン不織布は熱変形によって弾性力が喪失されているので、拡張された後再び縮まらなくて濾過の機能が喪失される問題点がある。したがって数えきれないほど多く繰り返される逆洗浄によって弾性と復元力が低下されて濾過装置が短期間に目詰まられて機能が喪失されるという問題点があった。

本発明の目的は上記のような従来の問題点を解消するために、ポリエステル不織布で濾過装置の濾紙を作って、上記ポリエステル不織布の内部気孔及び毛細管を弾性を有するコーティング材でコーティングして一定の厚さで圧着製造する。

冷間圧延油の使用温度による熱変形がなく冷間圧延油に含まれた固形物の濾過が良好で、逆洗浄のときに気孔と毛細管及び積層された隙の間隔が拡張された後、再び元の状態に弾性復元することで濾過機能の低下がなく、耐久寿命が延長される。

以下、本発明による構成及び作用を添付図面に基づいて詳しく説明する。
まず本発明である濾過装置の濾紙（１）を一つの構成要素とする冷間圧延油の濾過装置（１００）は多数個の孔（２）が形成され、上端にねじ部（３）が形成されて下端に広い下敷き台（４）が形成された缶体の支持管（５）と、一定形状と厚さを持って中間に挿入孔（６）が形成され、上記支持管（５）に多数枚挟まれて積層された濾過装置の濾紙（１）と、上記の濾過装置の濾紙（１）を圧着して堅く支持する圧着板（７）と、上記圧着板（７）と支持管（５）の下敷き台（４）の間に多数枚積層された濾過装置の濾紙（１）を加圧固定するナット（８）がねじ部（３）に締結された構造を持つ。
本発明は上記の濾過装置の濾紙（１）の構造及びその製造方法に特徴がある。すなわち、濾過装置の濾紙（１）は中間の挿入孔（６）が形成された一定の形状のポリエステル不織布で、上記ポリエステル不織布は弾性を有するコーティング材によって内部に形成された気孔と毛細管を形構成する毛がコーティングで固着して弾性復元力が向上して、圧着する必要性がない剛性と厚さを持つことを特徴とする。
上記の弾性を有するコーティング材は合成ゴム（acrylenitrilebutadiene）とフォルムアルデヒド（formaldehyde）が重量比で約１：１の混合比で形成される。
このように本発明の濾過装置の濾紙（１）はナイロン不織布になったものより耐熱性と弾性が良好で、水分吸収率が ０.４％（RH６５％）の化学的物理的性質を持っている。
そしてコーティングによってミクロン単位のポリエステル不織布の毛がお互いに固着することで気孔の復元力が向上して、スラッジの浸透を防いでくれることで濾過装置（１００）の寿命が延長される。そして濾過装置の濾紙（１）の一度の裁断でその製造が完成することで表面を研磨する必要がなく手で容易に組み立てができて、時間短縮等生産性の向上が可能になる。
このような特徴を持つ本発明の濾過装置の濾紙（１）は図１に図示されたように濾過装置の濾紙（１）の中間に形成された挿入孔（６）に支持管（５）を貫通するように多数枚挟んで支持管（５）の高さ位まで積層させ、支持管（５）の上端に形成されたねじ部（３）にナット（８）を締結して加圧固定すれば、支持管（５）の下端部に形成された下敷き台（４）と最上部の濾過装置の濾紙（１）の上部に挟まれた圧着板（７）に積層された濾過装置の濾紙（１）などが圧着されて図２に図示されるように非常に稠密に積層された濾過装置（１００）が構成される。
このような構造で本発明は従来のガラス繊維及びナイロン不織布の短所である大きい厚さを持たなくて、圧着が不要な２〜３mm程度の厚さを持つことで、支持管（５）に多数枚挟んで積層後圧着板（７）とナット（８）で固定することが非常に容易になり、固定後外面を平坦に研磨する等の作業が不必要になる特徴を持つようになる。特に固定のときに従来のように高い圧力で加圧する必要がなく単純にナット（８）を締結することだけで出来るようになる長所を持つようになる。もちろん厚さは２〜３mmに限定されず、一つの大きい筒体でできる等その厚さは多様に実施することができる。
すなわち、本発明はポリエステル不織布により、ポリエステル不織布を形構成する毛がコーティング材にコーティングされて内部の微細気孔及び毛細管の内壁面がコーティングされる效果を持つようにし、濾過装置（１００）で製造するために支持管（５）に設置する場合非常に簡単に中間に形成された挿入孔（６）に支持管を挟んで積層させるだけでよく、加圧固定は高い圧力にする必要なしに単にナット（８）及び圧着板（７）で締結すればよいぐらいである。
高い圧力に加圧する必要性がないことは単品の濾過装置の濾紙（１）が加圧された状態のような稠密性と弾力性を持って製造されているから可能で、したがってこのような形態及び構造によって濾過装置（１００）に組立てるのが非常に容易になる。
したがって、濾過装置（１００）の組み立てが非常に容易で、時間が非常に短く、加圧によって外面が変形される場合がないので従来のように外面を加工する過程が必要ない等、製造及び組み立てにおいて長所を持つようになる。これに比べて従来の場合は厚いガラス繊維の多数個を積層して設置したので、濾過するための稠密な構造を作る為には非常に大きい力で圧着して締結しなければならなかったし、このような圧着力によってガラス繊維は均等な表面を持つことができなく、これを研磨する過程等作業条件や過程が非常に複雑な問題点が導出された。
このような特徴的な構造を持つ本発明の濾過装置の濾紙（１）は図２に図示されるように多数個が積層されて濾過装置（１００）を形成して、外側から内側に冷間圧延油が通過しながら金属粉やその他異物の固形粉を濾過するようになる。
冷間圧延油は濾過装置（１００）の内部に形成された微細気孔及び毛細管を通過しながら異物が濾過されて、きれいな冷間圧延油だけが孔（２）を経て支持管（５）の内部管路を通じて流れるようになる。
上記冷間圧延油は圧延工程で圧延機と鋼板等の摩擦を少さくして変形を防止するための潤滑油と、圧延板を冷却させる冷却油の役目をすることで、使用後には４０〜６０℃の温度に加熱される。したがってこのような冷間圧延油を従来のナイロン不織布濾過装置を通じて濾過する場合、冷間圧延油の熱によってナイロン不織布の内部気孔及び毛細管が変形を起こして濾過性能が低下し、弾性を失うようになる。このような弾性の喪失は逆洗浄のときの問題と濾過機能の喪失による耐久性の欠如の問題につながるようになる。
しかし、発明の濾紙（１）は熱に対する耐性がある合成ゴム（NBR）と、フォルムアルデヒド（formaldehyde）の混合液である弾性を有するコーティング材で気孔及び毛細管を形成する毛をコーティングするようになって内部の微細気孔及び毛細管の内壁面がコーティングされる效果を持つようになるので、４０〜６０℃の冷間圧延油が流れても熱変形が発生せず、弾性復元力を持つようになることで濾過の機能が維持されるだけでなく逆洗浄後にも復元力によって濾過機能が回復するので耐久寿命が延長する長所を持つようになる。
濾過装置（１００）は一定時間使えば濾過装置（１００）の外部及び濾過装置の濾紙（１）の内部気孔と毛細管に固形物のスラッジが積もるようになるので、一定の周期ごとに洗浄を行わなければならない。洗浄は約５kg/ｃｍ２の圧力を持った圧縮空気を冷間圧延油の濾過方向と反対方向に送り出してスラッジをはたくようになる。
すなわち、高圧の圧縮空気を支持管（５）の中間管路で送り出せば、孔（２）を通じて濾過装置の濾紙（１）の内部気孔と毛細管及び伸びる濾紙（１）の間の積層間隔部を通じて外部にくぐりながらここに附着した各種固形物のスラッジをはたくようになる。
このとき高圧の圧縮空気によって濾過装置の濾紙（１）の内部組織に損傷を与える。すなわち、従来の場合は不織布を単純に圧着して嵩を減らした場合に当たるので、不織布のきめが粗い組織がそのまま高圧の圧縮空気に露出するので頻繁な逆洗浄によって濾過の機能が喪失される。
しかし,本発明の濾過装置の濾紙（１）は締結のときに圧着されないで、あらかじめ一定の水準に圧着された状態の単品などに形成されていて、特に内部組織である気孔と毛細管の内壁面にまで弾性を有するコーティング材がコーティングされていて、高圧の圧縮空気が通過しても内部微細組織が保護される構造を持つ。したがって逆洗浄を度々行っても元の濾過装置の濾紙（１）が持つ濾過の機能には何の悪影響を受けない長所を持つようになる。
特に本発明の濾紙（１）は逆洗浄のとき弾性復元力を失わないことに大きい特徴がある。このような特徴は上記の記述のように弾性を有するコーティング材によって気孔等がコーティングされていて、冷間圧延油の熱によって熱変形ができないだけでなく弾性を有するコーティング材によって弾性復元力が強化されて逆洗浄のとき拡張された気孔等が再び元の状態に復元されて精密な濾過機能がまたそのまま維持される。したがって逆洗浄が頻繁に行われても濾過機能が初めのような状態が維持され寿命が延長される長所を持つようになる．
上記のような長所を持つ本発明の濾過装置の濾紙（１）は次の段階で製造される。
ポリエステル不織布を、ゴム（acrylenitrile butadiene）４０〜６０重量％と、フォルムアルデヒド（formaldehyde）４０〜６０重量％の割合で混合した弾性を有するコーティング材の溶液に含浸させて内部組織である気孔と毛細管が弾性復元力が維持されるようにコーティングする段階;コーティングが終わったポリエステル不織布を１５０〜１９０℃の温度範囲で一定の厚さで圧着する段階;中間の挿入孔（６）が形成された濾紙（１）の単位体にカットティングする段階;で構成される。
このように本発明の濾過装置の濾紙（１）はポリエステル不織布が使われて、濾過装置（１００）で組み立て後圧着の必要性がないように一定剛性を持った厚さになって、弾性復元力と耐水性及び耐油性を持つようになる。
弾性コーティング段階によって本発明は気孔と毛細管をコーティングした弾性を有するコーティング材の合成ゴムとフォルムアルデヒドの仮橋結合で耐油性、耐熱性、弾性復元力、耐疲勞性が増加される。
そして１５０〜１９０℃の温度範囲で一定の厚さで圧着する段階を持つ。このとき合成ゴムとフォルムアルデヒドに含まれた水分は高熱によって蒸発されて水分がない合成ゴムとフォルムアルデヒドだけが微細気孔と毛細管の壁面を成して組織の中心を構成する毛の表面に附着するコーティングが最終的に成り立つようになる。したがって熱に対する耐性と強度を持つようになって、加熱された冷間圧延油を濾過するのに相応しくて、逆洗浄時の高圧の圧縮空気または高温高圧の水洗浄でも原型が変形されない耐久性を持つようになる。圧着段階での厚さは通常２〜３mmが適当であるが、ここに限定されないで作業条件によって一つの大きい筒体等のように多様に実施することができることは当然である。
また単位体に切断する段階によって一定の形状に裁断された濾過装置の濾紙（１）は多数枚が支持管（５）に挟んで積層された後、圧着板（７）とナット（８）だけで締結すれば何の工程も必要なく濾過装置（１００）に組み立て生産される長所を持つようになる。

本発明の冷間圧延油の濾過装置の分解斜視図 本発明の冷間圧延油の濾過装置の縦断面図

符号の説明

１ ： 濾過装置の濾紙
２ ： 孔
３ ： ねじ部
４ ： 下敷き台
５ ： 支持管
６ ： 挿入孔
７ ： 圧着板
８ ： ナット
１００ ： 冷間圧延油の濾過装置

Claims (3)

1. 中間に挿入孔（６）が形成された一定の形状及び厚さのポリエステル不織布で形成されて、上記ポリエステル不織布は弾性を有するコーティング材によって内部に形成された気孔と毛細管を構成する毛がコーティングで固着して、耐油性と耐熱性と耐磨耗性及び弾性力が維持されることを特徴とする冷間圧延油の濾過装置の濾紙。
2. 第１項において、弾性を有するコーティング材は、合成ゴム４０〜６０重量％、フォルムアルデヒド４０〜６０重量％の割合で混合した冷間圧延油濾過装置の濾紙。
3. ポリエステル不織布を弾性を有するコーティング材の溶液に含浸させて内部組織である気孔と毛細管を構成する毛を固着して弾性復元力が維持されるようにコーティングする段階; コーティングが終わったポリエステル不織布を１５０〜１９０℃の温度範囲で一定の厚さで圧着する段階；中間の挿入孔（６）が形成された濾過装置の濾紙（１）の単位体に裁断する段階;で構成されることを特徴とする冷間圧延油の濾過装置の濾紙製造方法。