JPH04176313A - 可撓性管状濾材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、流体中に含まれる粒子、とりわけ水。

油、燃料などの液体中に含まれる粒子を除去することが
できる屈曲閉塞を起こさない長寿命の可撓性管状濾材に
関するものである。

［従来の技術］ 流体中の粒子を除去する気体フィルターや液体フィルタ
ーは、工作機械や自動車など広い分野で使用されており
、これらの高性能化と省スペース化の面から、これらに
使用されるフィルターエレメントの長寿命化の要求やさ
らにはフィルターエレメントを種々の形状に加工できる
技術の要求がある。

現在、一般に流体中に含まれる粒子、とりわけ水、油、
燃料などの液体中の汚濁物質である粒子の除去には、パ
ルプからなる濾紙や合成繊維からなる不織布などのいわ
ゆるシート濾材が用いられており、エレメント当りの濾
過面積を増すために、これらをプリーツ状に成形したい
わゆる菊花型フィルターエレメントがある。゛ ［発明が解決しようとする問題点コ 菊花型フィルターエレメントにおいては、その中心部に
輪状の空洞が必要であったり、山数を多くすると濾材同
志が重なり流路が極端に狭くなるなどの理由により、フ
ィルターエレメント当りの濾過面積の向上、つまりフィ
ルターエレメントの長寿命化には限界がある。

また、フィルターエレメントに使用されるシート濾材の
構造的な理由から、フィルターエレメントを円筒状以外
の任意の形状に加工することも不可能である。

従って、本発明の目的は、以上の点を鑑みて、流体中に
含まれる粒子、とりわけ液体中の粒子の除去においてフ
ィルターエレメントを付設したケーシングを任意の形状
に曲げ加工しても追従して屈曲閉塞を起こさない長寿命
の可視性管状濾材を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らはフィルターエレメントの長寿命化カ可能で
、かつフィルターエレメントを付設したケーシングを任
意の形状に曲げ加工しても追従して屈曲閉塞を起こさな
い可視性管状濾材を得るため、フィルターエレメント当
りの濾過面積を大きくできる、直径の小さなフレキシブ
ルチューブである丸打組物に着目し、鋭意検討した結果
本発明に到達した。

本発明は、開口端と閉塞端を有する丸打組物組織から成
る管状濾材において、開口端から閉塞端にかけての長手
方向にテーパー形状を存し、かつ閉塞端に対する開口端
の断面積比が１．１〜６゜０であることを特徴とする可
撓性管状濾材に関するものである。

本発明において、丸打組物組織とは螺旋状に各々左右両
方向かつ長平方向に沿って回転する組糸と長手方向に平
行して走る中央糸から成り、左右両回転し交鉗する組糸
により中央糸が組み込まれた管状構造を意味する。

本発明において、可視性管状濾材に中央糸が組み込まれ
ていることが重要である。該中央糸が組糸に組み込まれ
ることにより、該可視性管状濾材表面の開口端から閉塞
端にかけての長手方向に付与されるテーパー構造が保持
されるのである。つまり、組糸の主な役目が粒子の捕捉
にあるのに対して、中央糸の主な役目は、該可撓性管状
濾材の組織を固定する事にあり、該中央糸に用いる原糸
としては紡績糸、モノフィラメント、マルチ、フィラメ
ント、捲縮フィラメント加工糸等があげられる。

本発明において、可視性管状濾材表面の開口端から閉塞
端にかけての長手方向にテーパー形状を付与することに
より、該可視性管状濾材を一本あるいは複数本束ねたエ
レメントを管状ケーシングに挿入してフィルターアセン
ブリーとした場合でも、管状ケーシング内で、該可視性
管状濾材の上。

下流側番々における流体の流量と流路面積のバランスが
うまくとられるために、圧力損失の増加が抑えられると
ともに、該可撓性管状濾材の長手方向における流体の濾
材壁面通過速度分布が均一となるために清浄効果が向上
する。

本発明において、可視性管状濾材の開口端から閉塞端に
かけての長手方向へのテーパー形状の付与は、製紐加工
時に組糸の編組角を連続的あるいは断続的に小さくする
とか、逆に大きくすることによって達成できる。具体的
に製作方法を挙げると、可視性管状濾材の製作時に組糸
を巻き付ける突き上げ装置の針の直径を徐々に細（して
いく、あるいは太くしていくことに、より行うことがで
きる。

本発明における管状濾材の形状を第１図に示す。

１は本発明における管状濾材で、２は流体の出口あるい
は入口となる開口端、３は閉塞端であり、２の開口端か
ら３の閉塞端にテーパー形状を有している。

本発明において、閉塞端に対する開口端の断面積比は１
．１〜６．０好ましくは１．２〜５．０であることが重
要であり、該断面積比が１．１未満であるとテーパー形
状を有しない場合と大差なく、ｅ、ｏを越えると管状ケ
ーシングに挿入できるエレメントの濾過面積が極端に低
下するため、使用寿命が短くなるのである。

本発明において、管状濾材の長さは５〜２００Ｃ１１が
好ましく、より好ましくは１０〜５０ｃｍである。

本発明において、可撓性管状濾材を構成する組糸は一種
類あるいは二種類以上であって、二種類以上の場合にあ
っては素材の異なる糸の組合せ、例えば、紡績糸とフィ
ラメント糸の組合せなどがある。また、組合せた一方の
糸が１００〜５００デニールのモノフィラメントであっ
てもよい。その場合、該モノフィラメントは可視性管状
濾材の流体の圧力に対して寸法安定性を向上させるのに
萄効である。該モノフィラメントが１００デニール未満
であると十分な寸法安定性に欠けるとか、耐圧性に問題
が生し、５００デニールを越えると異種の糸との界面に
隙間ができ、粒子の素抜けの問題が生し好ましくない。

本発明において、可視性管状濾材を構成する組糸に用い
られるモノフィラメントの原料は、ポリエステル、ポリ
オレフィン、ポリアミド、ポリ弗化ビニリデン、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリルニトリル
、ポリスルフォン。

ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネイトや金属
、ガラス、カーボン、セラミックなどが挙げられる。

本発明において、可撓性管状濾材を構成する組糸の本数
、つまり打数は製紐機のスピンドル数で決定されるが、
該モノフィラメントを巻いたボビンを取り付けるスピン
ドル数は全スピンドル数の７０％以下が好ましい。全ス
ピンドル数がモノフィラメントを巻いたボビンであった
り、７０％を越えるスピンドルかモノフィラメントを巻
いたボビンであると、本発明でいう長寿命化は果たし得
ないのである。

本発明において、可視性管状濾材を構成するモノフィラ
メント以外の組糸は短繊維の集合体であるヤーンの形態
とか、長繊維の集合体であるマルチフィラメントの形態
があり、その原料繊維は綿。

羊毛、絹などの天然繊維、セルロース、ビスコース等の
半合成繊維、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミ
ド、アクリル、ポリスルフメン、ポリアミドイミド、ポ
リイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリ弗化ビニ
リデン等の合成繊維やガラス、カーボン、メタルなどの
無機繊維でありこれらの繊維の単独あるいは混合した物
が使用できる。

これら繊維の単繊維繊度は流体中の粒子を効率よく除去
し、かつ濾材の網目を均一に形成させるためには小さい
ほどよく、３０デニール以下、好ましくは１０デニール
以下、より好ましくは３デニール以下である。また、短
繊維集合体であるヤーン、長繊維の集合体であるマルチ
フィラメントの繊度は５００デニール以下、好ましくは
２００デニール以下、より好ましくは１００デニール以
下である。

本発明において、可撓性管状濾材の寿命を延長するため
に構成する組糸は、紡績糸やフィラメント加工糸で毛羽
を有することが好ましい。さらに、可撓性管状濾材に組
まれる糸の合糸繊度は１０〜２０００デニール、好まし
くは２０〜１０００デニール、より好ましくは３０〜５
００デニールである。

本発明における可視性管状濾材を構成する上記糸の合糸
本数は１〜１００本である。複数本の糸を合糸したもの
で作られる管状濾材においては、前記合糸本数は管状濾
材壁の厚さに関係し、管状濾材の壁の厚さは同じ合糸繊
度で比較すると合糸本数が増加すると減少し、合糸され
た糸が周方向に密に配列し両方向の充填密度が均質化さ
れ粒子の素抜けを防止するのに有効である。

本発明の可視性管状濾材はその表面や内部に毛羽やルー
プを何することが望ましい。その場合、濾材を構成する
それぞれの組糸自身が毛羽やループを何していてもよい
し、濾材自体を擦過等の起毛加工で毛羽を発現させても
よい。その意味から可視性管状濾材の組糸に用いる原糸
は紡績糸やフィラメント加工糸か好ましい。毛羽の形状
は糸または濾材の表面からの長さで０．３〜３　ｍｍ、
その密度は５〜ｌＯＯ本／Ｃ♂である。毛羽またはルー
プの存在は使用時に濾材表面に毛羽が浮き立ち、液体中
の粒子を濾材の厚さ方向に立体的に捕捉し濾材の目詰ま
りを遅らせ、使用寿命を高める効果がある。

以下に実施例にて本発明をさらに詳しく説明する。

（実施例１） ４８打の丸打製紐機を用い、右回りには１００デニール
のポリエステルモノフィラメントを４スピンドルと、単
糸繊度が１デニールのポリエステルマルチフィラメント
からなる捲縮加工糸（総デニールは６００デニール）を
２０スピンドル、左回りには１００デニールのポリエス
テル七ノフィラメントを４スピンドル配置し、綿糸の中
央糸を４本人れて、突き上げ装置の釦の直径を徐々に変
化させながら可撓性管状濾材を製作した。

得られた可視性管状濾材は、長さ３００ｍｍで、一端が
外径６．０ｍｍ、他端が外径４．（３ｍｍ、厚さ１．４
ｍｍ、目付４８９　ｇ／ｒＩであった。

該可視性管状濾材８本の細い外径の端部をエポキシ樹脂
で固着して閉塞端とし、太い外径の開口端を束にして、
エポキシ樹脂接着剤で開口端外周を固着してフィルター
エレメントとし、内径２０ｍｍのパイトンゴム製ケーシ
ングに挿入し、フィルターアセンブリーとした。該可視
性管状濾材の閉塞端に対する開口端の断面積比は１．７
であった。

次に、このフィルターアセンブリーをＪＩＳ−Ｄ−１８
１７に規定される試験方法に準拠して軽油による濾過試
験を行い、初期圧力損失および清浄度と使用寿命を測定
した。

（比較例１） 比較のため、平均繊維径２０μｍのパルプからなる濾紙
（目付７２ｇ／ぜ、厚さ０．２５璽−）をプリーツ幅１
５ｍｍでひた折りし、外径６５ｍｍ、内径３５■、高さ
３０ｍｌ１１の菊花型エレメントを製作した。このフィ
ルターエレメントを外径７０ｍｍ。

高さ３５ｍｍのケー／ングに挿入してフィルターアセン
ブリーとした。

このフィルターアセンブリーを実施例１と同様の測定条
件で濾過性能を測定した。

実施例１及び比較例１の測定結果を第１表に示した。

第１表 本発明における可視性管状濾材からなるフィルターアセ
ンブリーの実施例１は従来から用いられているパルプ濾
紙からなるフィルターアセンブリーの比較例１に比べ、
圧力損失、清浄度、使用寿命共にすぐれていることがわ
かった。

（比較例２） 繊維径２０μｍのパルプからなる濾紙（目付７２　ｇ／
ｒｌ、厚さ０．２５ｍｍ）を外径Ｇｒａ１１長さ３００
ｍｍの管状に加工し、開口部の一端をエポキシ樹脂で硬
めて閉じ、８本を束ねてエレメントとし、それを内径２
０ｍｍのパイトンゴム製ケーシングに挿入してフィルタ
ーアセンブリーを製作し、前述の実施例１と同様の測定
条件で濾過性能を測定したところ、圧力損失０．　１０
ｋｇ／ｃＪ、清浄度１０２ｍｇ／ノ、使用寿命８分とい
う結果が得られた。比較例２の性能は実施例１のいずれ
よりも低いものであった。

（実施例２及び比較例３） 実施例１で述へたフィルターアセンブリー及び比較例２
で述へたフィルターアセンブリーをそれぞれ曲率半径５
０ｍｍで同じように曲げ、実施例１と同様の条件で濾過
性能を測定した。

測定結果を第２表に示した。

第２表 比較例３はフィルターエレメントを付設したケーシング
を曲げたときに管状濾紙がそれに追従できず屈曲閉塞を
起こしたために濾過性能の低下が生じたものと考えられ
る。一方、実施例２は実施例１の結果と一致しており、
濾過性能の低下は認められない。

（実施例３） 実施例１と同一の製紐条件にて突き上げ装置のみ条件を
変え、長さ３００ｍｍで一端が外径７．６ｍｍ１他端が
４．８ｍｍ、厚さ１．４ｍｍ、目付５００ｇ／Ｊの可視
性管状濾材を得た。

該可撓性管状濾材８本を実施例１と同様にエポキシ樹脂
で固着して、内径２５ｍｍのパイトンゴム製ケーシング
に挿入しフィルターアセンブリーとした。該可撓性管状
濾材の閉塞端に対する開口端の断面積比は２．５であっ
た。

次に、このフィルターアセンブリーをＪＩＳ−Ｄ−１６
１７に規定される試験方法に準拠して１油による濾過試
験を行い、初期圧力損失及び清浄度、使用寿命を測定し
た。

（比較例４及び比較例５） 実施例１と同一の製紐条件にて、突き上げ装置のみ条件
を変え、長さ３００　ｍｍで外径が７．６ｍｍのテーパ
ー形状を有しない、厚さ１．４ｍｌ１１１　目付４８０
　ｇ／イの比較例４と長さ３００　ｍｍで一端の外径が
７．６ｍｍで他端の外径が２．８ｍｍ、厚さ１゜４Ｉｎ
Ｉ１１１目付４８５　ｇ／Ｊの比較例５を得、実施例１
と同様に可撓性管状濾材の両端をエポキシ樹脂で固着処
理し、フィルターアセンブリーとした。

比較例４の閉塞端に対する開口端の断面積比は１に対し
、比較例５のそれは７．４であった。

次に、このフィルターアセンブリーを実施例３と同一条
件で濾過試験を行った。

第３表に実施例３．比較例４及び５の初期圧力損失、清
浄度、使用寿命の結果を示した。実施例３は比較例４及
び５に比べて圧力損失、清浄度、使用寿命共にすくれて
いることがわかる。

第３表 ［発明の効果コ 以上記載の通り、本発明の可撓性管状濾材からナルフィ
ルターエレメントは従来の菊花型フィルターエレメント
と比較すると濾過性能の向上が可能で、かつ濾材の可撓
性により屈曲閉塞を起こさない、従って任意の形状のフ
ィルターエレメントに加工できるという効果を有するも
のである。また、本発明の可撓性管状濾材は液体はさる
ことながら気体にも応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における可撓性管状濾材の外観図であり
、工は可撓性管状濾材、２は開口端、３は閉塞端を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 開口端と閉塞端を有する丸打組物組織から成る管状濾材
   において、開口端から閉塞端にかけての長手方向にテー
   パー形状を有し、かつ閉塞端に対する開口端の断面積比
   が１．１〜６．０であることを特徴とする可撓性管状濾
   材。