JP5937752B2 - オイル劣化抑制器 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関等の機械において用いられることができるオイル劣化抑制器に関する。

内燃機関等の機械では、オイルの劣化を抑制するようにオイルフィルタが用いられる。特許文献１は、内燃機関用バイパスオイルフィルター用ろ材を開示する。このろ材は下記（１）式で表されるハイドロタルサイト様化合物（ハイドロタルサイト類化合物）を含む。特許文献１の記載によれば、ハイドロタルサイト様化合物などの微粒子は、酸、アルカリの吸着能力を有しており、内燃機関で発生する酸性物質を吸着し、オイルの劣化を防止する役割を持つ。
Ｍｇ_ｘＡｌ_２（ＯＨ）_{６＋２ｘ−２ｙ}（ＣＯ_３）_ｙ・ｍＨ_２Ｏ （１）
ただし、（１）式中、ｘおよびｙは、３＜ｘ＜２０、０＜ｙ＜２を満足する整数であり、ｍは整数を示す。

特開平３−２９６４０８号公報

オイル劣化抑制器の一種であるオイルフィルタでは、ハイドロタルサイト様化合物のような反応物は、不織布等に担持させることで使用することができる。しかし、この場合、反応物は、主に力学的な作用で保持されているに過ぎず、オイルフィルタ内で移動し（下流側に流されて）、凝集する可能性があり、それによりハイドロタルサイトの上記吸着効果が低下する虞がある。

そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、ハイドロタルサイト様化合物等の反応物をよりしっかりと保持することができる、オイル劣化抑制器を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、
オイル中の所定成分を吸着する能力を有する反応物と、
該反応物を保持するためのゲル状物であって、高耐熱性ゲルと両親媒性溶媒とを含む、ゲル状物と
を含む、オイル劣化抑制器、が提供される。

例えば、オイル劣化抑制器は、
ケーシングと、
該ケーシング内に配置されるフィルタ部材と
を備え、
該フィルタ部材は、前記反応物と前記ゲル状物とを含むゲル状部材を含むことができる。

好ましくは、前記高耐熱性ゲルは、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートと、フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物との反応物である。

好ましくは、前記両親媒性溶媒は、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、および、イオン液体からなる群から選択される少なくとも１つである。

好ましくは、
前記フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）ヘキサン−１，６−ジアミン、または、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）オクタン−１，１２−ジアミンである。

また好ましくは、
前記イオン液体は、
１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピリディニウム、テトラアルキルアンモニウム、および、テトラアルキルホスホニウムからなる群から選択される少なくとも１つのカチオンと、
［ＰＦ_４］⁻、［（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ］⁻、［ＢＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４］⁻、［ＢＦ_４］⁻、［ＣＦ_３ＳＯ_３］⁻、［ＣＨ_３ＣＯ_２］⁻、［ＣＦ_３ＣＯ_２］⁻、［ＮＯ_３］⁻、Ｂｒ⁻、Ｃｌ⁻、Ｉ⁻、［Ａｌ_３Ｃｌ_２］⁻、および、［ＡｌＣｌ_４］⁻からなら群から選択される少なくとも１つのアニオンと
を含む化合物である。

好ましくは、各オイル劣化抑制器は、反応物としてハイドロタルサイト様化合物を含むとよい。

図１は、本発明の第１実施形態に係るオイルフィルタの模式図である。 図２は、本発明で用いられ得る化合物の構造式である。 図３は、一例としてのゲル状物を表す化学反応式である。 図４は、本発明の第２実施形態に係るオイルフィルタの模式図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係るオイルフィルタの模式図である。 図６は、本発明の第４実施形態に係るオイルフィルタの模式図である。 図７は、本発明の第５実施形態に係るオイルフィルタの模式図である。 図８は、図７のオイルフィルタにおける第２フィルタ部材の模式図である。 図９は、ハイドロタルサイト様化合物含有ゲル状物の作製手順を表す図である。 図１０は、実施例１の実験結果を表したグラフである。 図１１は、実施例２の実験結果を表したグラフである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。以下に説明される本発明の実施形態に係るオイル劣化抑制器は、内燃機関等の機械のオイル流路（油路）に配置されるオイルフィルタであり、以下、単にオイルフィルタと称される。ただし、オイル劣化抑制器は、オイルフィルタであることに限定されない。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るオイルフィルタ１０は図１に概略的に示される。図１では、オイルの流れ方向が矢印で表されている。なお、このオイルフィルタ１０は、デッドエンドろ過方式を採用する。

オイルフィルタ１０は、図示しない内燃機関（以下、エンジン）の油路に設置される。オイルフィルタ１０は、オイルフィルタのケーシング１２と、そのケーシング内に配置されるろ材としてのフィルタ部材１４とを備えている。なお、ケーシング１２は、入口ポート１２ａと、出口ポート１２ｂとを有する。

フィルタ部材１４は、第１部材１６と、第２部材１８と、これらに挟まれた第３部材２０とを有する。第１部材１６および第２部材１８は、それぞれ、不織部材として構成されていて、繊維が規則的に織られることで作成されたものではなく、繊維を絡み合わせることで形成された部材である。これらの第１および第２部材１６、１８は、空隙率（単位体積あたりのすき間の割合）が同じまたは略同じであるが、全体的にまたは部分的に異なってもよい。第１部材１６および第２部材１８は、このような構成に限定されず、単に、第３部材２０を所定位置に保持するように構成されることもできる。例えば、第１部材１６および第２部材１８は、それぞれ、繊維が規則的に織られることで作成されたものであってもよい。

第３部材２０は、第１部材１６と第２部材１８とによりそれらの間に保持されるようにケーシング１２内の所定位置に保持されている。第３部材２０は、反応物２２を含む。ここでは、反応物２２は、粒子状である。ただし、反応物２２は、繊維状など、種々の形状を有し得、本発明は反応物の形状を限定するものではない。第３部材２０は、ゲル状部材２４を含む。ゲル状部材２４は、反応物２２と、これら反応物２２を保持するためのゲル状物２３とを含む。

なお、第３部材２０はゲル状部材２４のみで構成されてもよい。また、フィルタ部材１４は、第３部材２０のみで構成されてもよい。

（反応物）
反応物２２は、オイル中の所定成分を吸着する能力を有する物質である。本実施形態では、反応物２２は、特にオイル中の酸性アニオンを吸着する機能を有する。

オイルフィルタ１０では、反応物２２として、ハイドロタルサイト様化合物が用いられる。

ハイドロタルサイト様化合物は、金属成分を主成分として構成された骨格部分の層と、該層の間に挟まれた陰イオン成分とを含む層状化合物である。ハイドロタルサイト様化合物は、無機イオン交換体と呼ばれる吸着剤の一種であり、オイル中の酸性アニオン成分を吸着し、その代わりにハイドロタルサイト様化合物の陰イオンを放出する機能を有する。

ハイドロタルサイト様化合物の中には、そのような骨格部分の層の間に、陰イオン成分である、水酸化物イオン（ＯＨ⁻）と炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）とを含むものがある。これら水酸化物イオンおよび炭酸イオンは、ハイドロタルサイト様化合物が水中にまたはオイル中にあるとき、ハイドロタルサイト様化合物が陰イオンを捕捉または吸着することに伴い、ハイドロタルサイト様化合物から放出され得る。

例えば、このようなハイドロタルサイト様化合物は、下記（２）式の組成を有することができる。
Ｍｇ_８−ｘＡｌ_ｘ（ＯＨ）_ｙ（ＣＯ_３）_ｚ・ｍＨ_２Ｏ （２）
ただし、（２）式中、ｘは１以上７以下であり、ｙ、ｚおよびｍは正の有理数である。なお、ｘは、好ましくは２以上である。

（２）式を満たすハイドロタルサイト様化合物としては、例えば「Ｍｇ_６Ａｌ_２（ＯＨ）_１６（ＣＯ_３）」が挙げられる。このようなハイドロタルサイト様化合物は一般には水和物として存在し得、例えばそれは「Ｍｇ_６Ａｌ_２（ＯＨ）_１６（ＣＯ_３）・ｍＨ_２Ｏ（ただし、ｍは正の有理数である。）」と表すことができる。このように炭酸イオンの数よりも水酸化物イオンの数が多いハイドロタルサイト様化合物（上記（２）式において、ｙはｚより大きいハイドロタルサイト様化合物）を反応物２２として用いることができる。

逆に水酸化物イオンの数よりも炭酸イオンの数が多いハイドロタルサイト様化合物も反応物２２として用いることができる。このようなハイドロタルサイト様化合物は、上記（２）式においてｚはｙより大きい化合物である。

なお、本発明は、特許文献１の上記ハイドロタルサイト様化合物が反応物２２として用いられることを含み得る。

本発明の第１実施形態に係るオイルフィルタ１０は、エンジンの潤滑装置内を循環するオイルの劣化を抑制するために用いられることができる。それ故、オイルフィルタ１０がエンジンの潤滑装置に適用される場合、上記ハイドロタルサイト様化合物のような反応物は、エンジン運転中のエンジンオイルの温度に耐えられることが必要とされる。

エンジンでは、ブローバイガスが原因で、エンジンオイルの早期劣化が生じ易い。ブローバイガスとは、エンジンのピストンのピストンリングと、シリンダブロックのシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含む。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、多くのエンジンは既知のブローバイガス環流装置（不図示）を備えていて、一般にブローバイガスはヘッドカバー内を介して強制的に吸気系統へ戻されて燃焼室に供給される。

このようなブローバイガス中には、例えばＮＯｘ、ＳＯｘおよび水分が含まれている。そして、例えば、エンジンヘッドカバーがエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバーの内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、特にヘッドカバー内では、それらの反応により、酸性アニオン成分、例えば硝酸イオン、硫酸イオンができやすい。これら酸性アニオン成分は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジプリカーサおよびスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。

これに対して、ハイドロタルサイト様化合物は陰イオンを吸着する能力を有するので、それらオイル中の酸性アニオン、例えば硝酸イオン、硫酸イオンをオイル中から吸着することができる。したがって、ハイドロタルサイト様化合物は、オイル劣化を抑制することに貢献することができる。

なお、反応物２２として、上記組成以外のハイドロタルサイト様化合物を用いることができ、また、他の化合物を用いることが可能である。反応物２２として用いられ得る反応性物質としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化バリウム、アルミン酸ナトリウム等の塩基性化合物があげられ、これら塩基性化合物も上記酸性物質の除去に有効である。オイルフィルタ１０の反応物２２は、これらのうちの一種類の化合物から構成されてもよく、複数種類の化合物から構成されてもよい。

反応物２２は、粒子径０．１μｍから使用可能であるが、粒子径５μｍ以上の大きさを有することが好ましい。更に、好ましくは、反応物２２は、１００〜１０００μｍの粒子径を有するとよい。これは、反応物２２の保持し易さ、および、その反応性の確保のためである。

（ゲル状物およびゲル状部材）
ゲル状部材２４は、上記反応物２２を担持して構成される。上で述べたように、ゲル状部材２４は、反応物２２と、それを保持するためのゲル状物２３を含む。ゲル状物２３は、第１化合物と第２化合物とから構成される。ただし、ゲル状部材２４は、エンジン内でオイルの温度は１３０℃程度まで上昇し得るので、その温度に耐えられるものである。

第１化合物は、ゲル（つまりゲル状物質）であり、１５０℃（＞１３０℃）以上の温度に耐えることができ、高耐熱性ゲルと称することができる。第１化合物は、好ましくは、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートと、フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物との反応物である。フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物は、好ましくは図２に表されるアルキレンジアミン、より好ましくは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）ヘキサン−１，６−ジアミン（ｍ＝６）、または、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）オクタン−１，１２−ジアミン（ｍ＝１２）である。

第２化合物は、両親媒性溶媒であり、例えばエチレングリコールエーテル系の溶媒や、イオン液体がある。第２化合物は、エンジン内でオイルの温度は１３０℃程度まで上昇し得るので、１５０℃以上の沸点を有するとよい。

第２化合物は、例えば、トリエチレングリコールジメチルエーテル（沸点：２１６℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点：１９４℃）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（沸点：１７１℃）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（沸点：２５６℃）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（沸点：１６２℃）、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル（沸点：１７６℃）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点：１８８℃）、ジエチレングリコールジエチルメーテル（沸点：１８９℃）、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル（沸点：２１２℃）、トリプロピレングリコールジメチルエーテル（沸点：２１５℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２３０℃）、エチレングリコールモノフェニルエーテル（沸点：２４５℃）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２４９℃）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル（沸点：２６１℃）、ポリエチレングリコールジメチルエーテル（沸点：２６４〜２９４℃）、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（沸点：２７５℃）、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２９０〜３１０℃）からなる群から選択される１つまたは任意の２つ以上の組み合わせである。あるいは、または、それに加えて、第２化合物は、所定のカチオンとアニオンを含む化合物である、イオン液体である。カチオンは、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピリディニウム、テトラアルキルアンモニウム、および、テトラアルキルホスホニウムからなる群から選択される少なくとも１つである。アニオンは、［ＰＦ_４］⁻、［（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ］⁻、［ＢＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４］⁻、［ＢＦ_４］⁻、［ＣＦ_３ＳＯ_３］⁻、［ＣＨ_３ＣＯ_２］⁻、［ＣＦ_３ＣＯ_２］⁻、［ＮＯ_３］⁻、Ｂｒ⁻、Ｃｌ⁻、Ｉ⁻、［Ａｌ_３Ｃｌ_２］⁻、および、［ＡｌＣｌ_４］⁻からなら群から選択される少なくとも１つである。

以下に、ハイドロタルサイト様化合物を担持したゲル状物の調製例について説明する。

図３に示されるように、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート（化合物（Ａ））と、フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物、好ましくは化合物（Ｂ）で表されるアルキレンジアミン、より好ましくは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）ヘキサン−１，６−ジアミン（ｍ＝６）またはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）オクタン−１，１２−ジアミン（ｍ＝１２）を例に取り調製例を説明する。なお、図３において、化合物（Ｃ）にはトリフルオロメタンスルホニル基が残留した状態の架橋したゲル状物を示しているが、ゲル状物は、これらの基が更に架橋したものも含まれ得る。

第１実施形態では、例えば化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）を１対１の割合（モル比）で、前述の両親媒性溶媒中、撹拌または昏倒しながら混合する。次に、ハイドロタルサイト様化合物を、得られた化合物（Ａ）及び化合物（Ｂ）の混合溶液に添加する。次に、ハイドロタルサイト様化合物を含む化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）の混合溶液を所定温度（例えば８５〜９５℃）で加熱することで、ハイドロタルサイト様化合物を担持したゲル状物を得ることができる。

別の実施形態では、例えば化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）を１対１の割合（モル比）で、前述の両親媒性溶媒中、撹拌または昏倒しながら混合することで、ゲル状物（化合物（Ｃ））を調製することができる。この実施形態の場合、図３に示される反応は、反応を促進させるための適切な触媒を添加することができる。次に、得られたゲル状物の溶液にハイドロタルサイト様化合物を添加して、さらに撹拌または昏倒してハイドロタルサイト様化合物を完全にゲル状物の溶液中に浸漬させることができる。

このように第１化合物と第２化合物とに基づいて得られるゲル状物２３に上記反応物２２が担持される（包含される）。ゲル状物２３は、反応物２２を水素結合などにより化学的にも保持することができる。したがって、単に反応物を力学的作用のみで保持する場合に比べて、よりしっかりと、ゲル状部材２４は反応物２２を保持することが可能であり、これにより反応物２２の凝集を抑制することができる。

反応物２２はゲル状物の溶液に撹拌または昏倒により混合されるので、反応物２２は、ゲル状物２３という担体に、概ね均等に分散され得る。オイルはゲルの親水層と接触することで、オイルが持つ酸性イオンといった所定成分がゲルの親水層を介して反応物に吸着される。したがって、ゲル状物２３により保持された反応物２２は、上記したような吸着反応が十分可能になる。なお、オイルは、ゲル状物を通ることができる。

ここで、ゲル状物２３の第２化合物に関してさらに説明する。

第２化合物としての溶媒は、反応物を担持したゲル状物を得るための反応場として機能することができる。上述した通り、第１化合物がポリジメチルアミノエチルメタクリレートと、フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物との反応物であるとき、これら２種類の化合物の一方がまず溶媒に溶かされ、その後、もう一方の化合物が溶媒に溶かされる。更に、ハイドロタルサイトを加え、所定温度に加熱する。これにより、ハイドロタルサイト様化合物を担持したゲル状物の溶液を得ることができる。なお、第１化合物としての反応物を得るための原料化合物間の反応は架橋反応である。

また、第２化合物としての溶媒は、両親媒性溶媒であるとよく、これにより上記酸性成分とのハイドロタルサイト様化合物の反応性を高める機能を発揮し得る。ハイドロタルサイト様化合物は油路に配置されるので、オイルの使用温度では安定していることが必要である。それ故、ゲル状物は、オイルの使用温度で揮発しないことが必要である（第１条件）。また、水分は上で述べたように酸性成分と関係があり、また後述するようにハイドロタルサイト様化合物の吸着性能を高める傾向があるので、ゲル状物は、油路の水とある程度以上の親和性（水分吸着性）があることが必要である（第２条件）。

第１条件によれば、ゲル状物に含まれる溶媒は、低分子であるよりも、高分子であることが望まれる。第２条件によれば、ゲル状物の溶媒は、ある程度以上の親水性を有することが望まれる。しかし、第１化合物である上記ゲル（有機高分子）との親和性もある程度必要であるので、溶媒は、ある程度の疎水性部分とある程度の親水性部分を併せ持つことが望ましい。したがって、溶媒は、ある程度分子量が高く、親水性部分と疎水性部分とを有する両親媒性溶媒であるとよい。ただし、ゲル状物を形成した後、そこにおける両親媒性溶媒は親水性溶媒に置換されてもよい。

なお、ゲル状部材２４は、反応物２２を保持するための第１化合物と第２化合物とから構成されるゲル状物２３をさらに保持するように構成された保持部材をさらに含んでもよい。保持部材は、不織部材等であり得、例えば上記第１部材１６や第２部材１８と同様に形成され得、これらの間（隙間）に上記ゲル状物は保持されることができる。この場合、よりしっかりと、反応物２２を保持することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るオイルフィルタ１１０が説明される。図４にはオイルフィルタ１１０が概略的に表されていて、オイルの流れが矢印で模式的に表されている。なお、このオイルフィルタ１１０も、デッドエンドろ過方式を採用する。

オイルフィルタ１１０は、オイルフィルタ１０と同様に、油路に配置される。オイルフィルタ１１０は、ケーシング１１２と、ケーシング１１２内に保持された上記オイルフィルタ１０のフィルタ部材１４に対応する構成を有する第１フィルタ部材１１４および従来の異物ろ過部つまりろ材としての第２フィルタ部材１１６とを備える。ケーシング１１２は、入口ポート１１２ａと、出口ポート１１２ｂとを有する。なお、入口ポート１１２ａの数は、１つでも、複数であってもよい。出口ポート１１２ｂの数も、１つでも、複数であってもよい。

第１フィルタ部材１１４は、ここでは円筒形状に形成されていて、第１実施形態のフィルタ部材１４の第３部材２０と同様の構成を有する。フィルタ部材１１４では、上記したように反応物がゲル状物に保持されている。なお、第１フィルタ部材１１４は、第１実施形態のフィルタ部材１４の第１部材１６や第２部材１８と同様の、不織部材等の保持部材をさらに有してもよい。なお、第１フィルタ部材１１４は、上記第３部材２０と同様の構成を有するので、ここでの更なる説明は省略される。

第２フィルタ部材１１６は、ここでは円筒形状に形成されていて、第１実施形態のフィルタ部材１４の第１部材１６や第２部材１８と同様に、不織部材として構成されている。第２部材１１６は、主に、オイル中の異物を物理的に除去するべく設けられている。

第１フィルタ部材１１４と第２フィルタ部材１１６とは並列に設けられている。したがって、ケーシング１１２内に入口ポート１１２ａから入ったオイルは、第１フィルタ部材１１４と第２フィルタ部材１１６とのそれぞれの周囲から、第１フィルタ部材１１４と第２フィルタ部材１１６とのいずれかに入り、それらのいずれかを介して出口ポート１１２ｂから出る。

このような構成を有するオイルフィルタ１１０では、好ましくは、オイルフィルタ１１０内に入ったオイルの略半分が第１フィルタ部材１１４を通過し、残りが第２フィルタ部材１１６を通過する。したがって、上記のごとく第１フィルタ部材１１４でオイル中の酸性アニオン成分を好適に除去することができると共に第２フィルタ部材１１６でオイル中の異物を好適に除去することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るオイルフィルタ２１０が説明される。図５にはオイルフィルタ２１０が概略的に表されていて、オイルの流れ方向が矢印で表されている。なお、このオイルフィルタ２１０も、デッドエンドろ過方式を採用する。

オイルフィルタ２１０は、第２実施形態のオイルフィルタ１１０と、第１フィルタ部材２１４と第２フィルタ部材２１６とが直列的に配置されている点で相違する。なお、本実施形態の第１フィルタ部材２１４および第２フィルタ部材２１６は、第２実施形態の第１フィルタ部材１１４および第２フィルタ部材１１６とそれぞれ同様の構成を有し、それらの位置関係から形状のみが相違する。それ故、第１フィルタ部材２１４および第２フィルタ部材２１６の詳細な説明は省略される。

第１フィルタ部材２１４と第２フィルタ部材２１６とは直列的に配置されていて、円筒形状の第１フィルタ部材２１４の内側の孔に円筒形状の第２フィルタ部材２１６が嵌まり込んだように構成されている。

このような構成を有するオイルフィルタ２１０では、ケーシング２１２の入口ポート２１２ａからオイルフィルタ２１０内に入ったオイルは第１フィルタ部材２１４の周りに流れる。そして、オイルは第１フィルタ部材２１４を通過した後、第２フィルタ部材２１６を通過し、出口ポート２１２ｂから出る。したがって、オイルフィルタ２１０でも、オイル中の酸性アニオン成分を好適に除去することができると共にオイル中の異物を好適に除去することができる。

なお、第１フィルタ部材２１４の位置と第２フィルタ部材２１６の位置とが逆にされてもよい。この場合、オイルは第２フィルタ部材２１６を通過した後、第１フィルタ部材２１４を通過する。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るオイルフィルタ３１０が説明される。図６にはオイルフィルタ３１０が概略的に表されていて、オイルの流れが矢印で模式的に表されている。なお、このオイルフィルタ３１０は、上記第１から第３実施形態のオイルフィルタとは異なり、タンジェンシャルフローろ過方式を採用する。

オイルフィルタ３１０は、ケーシング３１２と、ケーシング３１２内に配置されたフィルタ部材３１４とを備える。ケーシング３１２は、入口ポート３１２ａと、出口ポート３１２ｂとを有する。

フィルタ部材３１４は、その中央に貫通する貫通孔つまり流路３３０を定める円筒形状の内側部材３３２と、内側部材３３２の外側に配置された円筒形状の外側部材３３４とを有する。内側部材３３２は、上記第１実施形態の第１部材１６または第２部材１８に相当する。外側部材３３４は、上記第１実施形態の第３部材２０に相当する。よって、外側部材３３４は、反応物２２とそれらを保持するゲル状物２３とを含むゲル状部材２４を含む。

このオイルフィルタ３１０では、オイルは、入口ポート３１２ａから入り、流路３３０を流れる。そのとき、フィルタ部材３１４に接する一部のオイルはフィルタ部材３１４内を通過する（バイパスする）ように流れる。そして、オイルは出口ポート３１２ｂから出る。このように、オイルフィルタ３１０に流入したオイルの一部がフィルタ部材３１４内を流れることで、オイル中の所定成分、好ましくは酸性アニオンを吸着除去することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係るオイルフィルタ４１０が説明される。図７にはオイルフィルタ４１０が概略的に表されていて、オイルの流れが矢印で模式的に表されている。なお、このオイルフィルタ４１０は、デッドエンドろ過方式を採用すると共に、上記第４実施形態のオイルフィルタ３１０と同様にタンジェンシャルフローろ過方式を採用する。

オイルフィルタ４１０は、ケーシング４１２の内表面に沿うように配置される第１フィルタ部材４１４と、第１フィルタ部材４１４から離れてケーシング４１２の中央部に配置される第２フィルタ部材４１６とを備える。なお、本実施形態の第１フィルタ部材４１４および第２フィルタ部材４１６は、第２実施形態の第１フィルタ部材１１４および第２フィルタ部材１１６とそれぞれ同様の構成を有し、それらの位置関係から形状のみが相違する。それ故、第１フィルタ部材４１４および第２フィルタ部材４１６の詳細な説明は省略される。

オイルフィルタ４１０では、第１フィルタ部材４１４と第２フィルタ部材４１６との間にオイル流路４１２ｃが形成され、オイル流路４１２ｃには入口ポート４１２ａがつながれている。入口ポート４１２ａからオイル流路４１２ｃにオイルは流入し、その一部のオイルが第１フィルタ部材４１４に接してその内部を通過するように流れることができる（矢印ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５参照）。そして、第１フィルタ部材４１４内を流れたオイルも、そうでないオイルも、第２フィルタ部材４１６を通過して、中央のオイル流路４１２ｄを介して出口ポート４１２ｂから出る。したがって、オイルフィルタ４１０でも、オイル中の酸性アニオン成分を好適に除去することができると共にオイル中の異物を好適に除去することができる。

なお、第１フィルタ部材４１４および第２フィルタ部材４１６は、それぞれ、離れて配置されるので、互いの形状の制約は上記他の実施形態のものよりも少ない。第２フィルタ部材４１６は図８に示すようなひだ折り構造を有して構成される。しかし、第２フィルタ部材４１６は、他の構造を有してもよい。

以下に、本発明に関する実施例を説明する。

（実施例１）
劣化油を用意し、以下に記す各試験に供してその酸価を評価した。劣化油としては、実験用内燃機関の市街地走行パターンでの５００サイクル（走行距離：３万ｋｍに相当）の運転後の、エンジンオイル（トヨタ自動車株式会社製のキャッスル（登録商標）のＳＬ５Ｗ３０）を用いた。酸価は、ＪＩＳ Ｋ ２５０１に規定されている、中和価の測定方法に基づいて、測定した。

本実験では、以下に図９に基づいて説明される手順で作製したハイドロタルサイト様化合物含有ゲル状物（ゲル状部材）を備えたオイルフィルタを用いた。

まず、用意した容器内に、所定量の有機溶媒を用意した（ステップＳ９０１）。容器は２０ｍＬ用容器を用い、そこに有機溶媒として、ポリエチレングリコールジメチルエーテル（東邦化学製）を５ｍＬ入れた。なお、有機溶媒として、例えば、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（東邦化学製）が用いられてもよい。

この容器の有機溶媒に、化合物αを０．５ｇ添加して、撹拌した（ステップＳ９０３）。化合物αとしては、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート（関東化学製）のトルエン溶液を用いた。なお、化合物αを入れての撹拌は、化合物αが完全に溶解するまで行った。

化合物αが完全に溶解した後、化合物βを０．５ｇさらに添加して、撹拌した（ステップＳ９０５）。化合物βとしては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）オクタン−１，１２−ジアミン（関東化学製）を用いた。なお、化合物βを入れての撹拌は、化合物βが完全に溶解するまで行った。

化合物βが完全に溶解した後、この溶解液にハイドロタルサイト様化合物（ＨＴ）粒子（Ｍｇ_６Ａｌ_２（ＯＨ）_１６（ＣＯ_３）：和光純薬工業株式会社製、粒径：約３〜１００μｍ）を４ｇ（概ねオイル：ＨＴ粒子＝５００：１（重量％））さらに添加して混合した（ステップＳ９０７）。静止時に液に完全に埋まっているように、ＨＴ粒子が完全に侵漬されるまで混合を行った。なお、ＨＴ粒子は、さらに加えられてもよい。

そして、ＨＴ粒子入り液を所定温度（８５℃〜９５℃）で所定時間（好ましくは２時間以上）加熱し（ステップＳ９０９）、冷却することで（ステップＳ９１１）、ＨＴ粒子含有ゲル状物を作製した。このＨＴ粒子含有ゲル状物を組み込むことでオイルフィルタを用意した。そこに、０．０５重量％（オイル（水分を含む）に対する水分の割合、以下同じ）分の水分を入れた上記劣化油を一回通して、その後、その劣化油の酸価を測定した。その評価結果が実施例として図１０に示される。なお、劣化油に少量の水分を入れた理由は、運転時間が長くなるにつれて内燃機関内では水分が生じ、オイルにそれが混入し得るからである。

ただし、図１０では、３つの比較例が示されている。第１比較例は、含有水分量がほぼゼロの上記劣化油そのものの酸価である。第２比較例は、不織部材に単に上記ＨＴ粒子を所定量（オイル：ＨＴ粒子＝５００：１（重量％））だけ混ぜることで作製したオイルフィルタに、０．０５重量％分の水分を入れた上記劣化油を一回通したときのその劣化油の酸価である。第３比較例は、第２比較例と同じオイルフィルタに、１重量％分の水分を入れた劣化油を１回通したときのその劣化油の酸価である。

図１０の第１から第３比較例の比較により、ハイドロタルサイト様化合物でオイルの酸価の上昇を抑制でき、つまり上で述べたようにオイルから酸性アニオン成分の除去を図ることが可能であることが見出される。さらに、水分がある場合の方がそれがない場合よりも、ハイドロタルサイト様化合物により酸価上昇をより効果的に抑制できることが理解できる。

そして、本実施例の酸価は、第１から第３比較例の酸価よりもさらに低い。このことより、本実施例はＨＴ粒子での酸性成分の除去効果が優れていることが明らかである。これは、上記ゲル状物でＨＴ粒子をよりしっかりと保持することで、それら粒子の凝集が抑制され、それによりＨＴ粒子の反応性を十分確保することができたためであろう。

（実施例２）
さらに試験を行った。この試験では、エンジンオイルとして、トヨタ自動車株式会社製のキャッスル（登録商標）のＳＬ５Ｗ３０を用いた。試験用のエンジン模擬システムの運転状態を一定としてその連続稼働時間が２時間経過する毎に、システムからサンプルオイルを取得し、その油中水分率および酸価を測定した。その測定結果を図１１に示す。図１１中、線Ｌ１で表されている油中水分率は、サンプルオイル（水分を含む）の重量に対する水分の重量の比率を示す。図１１中、線Ｌ２で表されている酸価は、比較例の結果であり、上記ＨＴ粒子を所定量（概ねオイル：ＨＴ粒子＝５００：１（重量％））含むだけのオイルフィルタを油路に配置した場合の結果である。図１１中、線Ｌ３で表されている酸価は、本実施例の結果であり、比較例と同量のＨＴ粒子を上記実施例１と同様に実施例１で説明したように作製したゲル状物で担持したオイルフィルタを油路に配置した場合の結果である。酸価は、ＪＩＳ Ｋ ２５０１に規定されている、中和価の測定方法に基づいて、測定した。

図１１から明らかなように、燃料の燃焼反応などにより生じた水分が混入することにより、油中水分率は稼働時間の経過と共に増加した。なお、通常のエンジンでは水分蒸発により油中水分率の上昇はある程度のレベルで抑制されるが、本試験のシステムは、生成した水分が維持されるように構成した。

図１１の線Ｌ２と線Ｌ３との比較から明らかなように、ゲル状物を含む本実施例のオイルフィルタを備えたシステムでは、ゲル状物を含まない比較例のオイルフィルタを備えたシステムに比べて、酸価は、時間の経過にしたがいより緩やかに上昇した。これは、ゲル状物により、ＨＴ粒子の凝集が抑制され、かつ、オイル中の酸性成分とＨＴ粒子との反応が促されたためであろう。

以上、本発明を、上記実施形態、その変形例および実施例に基づいて説明した。しかし、本発明は、それら実施形態等に限定されず、他の実施形態を許容する。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。

Claims (5)

1. オイル中の所定成分を吸着する能力を有する反応物と、
   該反応物を保持するためのゲル状物であって、高耐熱性ゲルと両親媒性溶媒とを含む、ゲル状物と
   を含み、
   前記高耐熱性ゲルは、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートと、フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物との反応物であり、
   前記両親媒性溶媒は、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、および、イオン液体からなる群から選択される少なくとも１つである、
   オイル劣化抑制器。
2. ケーシングと、
   該ケーシング内に配置されるフィルタ部材と
   を備え、
   該フィルタ部材は、前記反応物と前記ゲル状物とを含むゲル状部材を含む、
   請求項１に記載のオイル劣化抑制器。
3. 前記フッ素化アルキルスルホニル基を含むジアミン化合物は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）ヘキサン−１，６−ジアミン、または、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）オクタン−１，１２−ジアミンである、請求項１または２に記載のオイル劣化抑制器。
4. 前記イオン液体は、
   １−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピリディニウム、テトラアルキルアンモニウム、および、テトラアルキルホスホニウムからなる群から選択される少なくとも１つのカチオンと、
   ［ＰＦ₄］^-、［（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ］^-、［ＢＲ₁Ｒ₂Ｒ₃Ｒ₄］^-、［ＢＦ₄］^-、［ＣＦ₃ＳＯ₃］^-、［ＣＨ₃ＣＯ₂］^-、［ＣＦ₃ＣＯ₂］^-、［ＮＯ₃］^-、Ｂｒ^-、Ｃｌ^-、Ｉ^-、［Ａｌ₃Ｃｌ₂］^-、および、［ＡｌＣｌ₄］^-からなら群から選択される少なくとも１つのアニオンと
   を含む化合物である、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のオイル劣化抑制器。
5. 前記反応物としてハイドロタルサイト様化合物を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のオイル劣化抑制器。

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