JPH0422411A - フィルターエレメント用濾材およびその製造方法 - 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】 イ１発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は気体、液体等の濾過に用いられるフィルターエ
レメント用の濾材およびその製造方法に関し、特に、数
μｍ程度の高精度な濾過精度を得ることが可能な濾材お
よびその製造方法に関する。

（従来の技術） 気体、液体等の濾過を行うフィルターは従来から多用さ
れており、例えば、エンジンの吸気源適用、オイル濾適
用フィルターがある。このようなフィルターの濾過能力
を示すものきして、濾過流量と濾過精度とがあり、フィ
ルターの大きさが同一とすれば、濾過流量はできる限り
大きくシ、濾過精度はできる限り高くするのが望ましい
。

まず、濾過流量は、濾過流体が通過する濾材の面積が大
きい程大きくなり、従来においては、濾紙をプリーツ折
り（蛇腹折り）成形し、これを円筒空間内に菊花状に配
設する等、所定領域内にできる限りコンパクトに濾紙を
配設し、濾過流量を増加させる工夫がなされている。

一方、濾過精度は、濾紙を構成する材料による所が大き
い。従来におけるフィルターエレメントに用いられる濾
材は、綿花繊維（コツトン、リンター）、化学繊維、木
材繊維等を混合して抄紙し、フェノール、メラミン、エ
ポキシ等の高分子樹脂で繊維と繊維の接点を固定し作ら
れていた。

この場合、綿花繊維および木材繊維の繊維径は２０μｍ
前後であり、これらの繊維を用いた濾材の濾過精度は２
０μｍ以下とすることは不可能である。

なお、濾過精度を高めるためには従来から種々の提案が
なされており、例えば、実開昭６１−１２５３２０号、
実開平２−３７７２９号公報には、多孔質材からなるフ
ィルムを用いた精密気体濾過フィルターが開示されてい
る。但し、多孔質フィルムはフィルム面の多数の小孔に
よる濾過を行うもので、その濾過流量は面上に形成され
た小孔の合計面積により定まる。これに対し、繊維を抄
紙して作られた濾材の場合は、濾過流量は繊維の３次元
的な重なりの間の空間の大きさにより定まるものである
ため、多孔質フィルムからなる濾材は繊維を抄紙して作
られた濾材に比べ、濾過流量が小さいという問題がある
。

（発明が解決しようとする課題） このため、繊維径の細い繊維を抄紙して濾材を作れば、
濾過流量をあまり低下させることなく、濾過精度を向上
させることができると考えられる。極細の繊維径（例え
ば、数μｍ程度の繊維径）を有する繊維としては、例え
ば、マイクログラス繊維、チタン酸カリウム繊維等の無
機材料製の繊維や、ポリエステル繊維、アラミド繊維等
の有機材料製の繊維等がある。但し、マイクログラス、
チタン酸カリウムは硬いため、これを濾材として用いた
場合、例えば、濾過流体としてのオイル中に脱落して混
入した繊維がベアリング等の摺動部に入り込みこの摺動
部を傷つけるというおそれがある。

このため、極細の好機材料製繊維を抄紙して濾材を作れ
ば、このような問題が生ずることがなく、且つ高い濾過
精度を有した濾材を得ることができると考えられる。但
し、繊維径が極細であるため、この濾材を厚くしたので
は、濾過対象となる流体が濾材を通って流れる場合の抵
抗が大きくなり濾過流量が小さくなるため、流れ抵抗を
小さくするには、これをかなり薄くする必要がある。

例えば、本願発明者が用いようとする濾材はその厚さが
約０．０３５ｍｍ程度である。

このような薄い濾材を用いれば、所望の濾過流量を確保
しつつ、高い濾過精度を得ることができるのであるが、
この濾材は薄いシート状のものであるため剛性が低く、
プリーツ折り成形することができないという問題がある
。

本発明は、このような問題に鑑み、高い濾過精度を得る
ことができるとともに、プリーツ折り成形が可能でコン
パクトで且つ大きな濾過流量を得ることができるような
濾材を提供することを目的とし、さらに、このような濾
材の製造方法を提供することを目的とする。

口０発明の構成 （課題を解決するための手段） このような目的達成のため、本発明に係るフィルターエ
レメント用濾材は、有機材料製繊維を抄紙して作られた
帯状濾紙と流体透過性能を備えるとともにプリーツ折り
が可能な程度の剛性を有した帯状補強シートラから成り
、これら帯状濾紙および帯状補強シートはほぼ同一幅で
、幅方向両端部を揃えて重ねた状態で両端部を接合し、
この状態で帯状補強シートの剛性を利用して幅方向に延
びる折曲線に基づいてプリーツ折り成形して構成してい
る。

また、本発明に係る濾材の製造方法は、はぼ同一幅の、
有機材料製繊維を抄紙して作られた所定幅の帯状濾紙と
、流体透過性能を備えるとともにプリーツ折りが可能な
程度の剛性を有した帯状補強シートとを、その幅方向両
端部を揃えて重ねるステップと、帯状濾紙の幅方向両端
部を長子方向に沿って加熱して帯状補強シートに溶着接
合せしめるステップと、このようにして溶着接合された
帯状濾紙および帯状補強ンートを、帯状補強シートの剛
性を利用して、幅方向に延びる折曲線に基づいてプリー
ツ折り成形するステップとからなる。

さらに、もう一つの本発明に係る濾材の製造方法は、を
板材料製繊維を抄紙して作られたｔａ紙と流体透過性能
を備えるとともにプリーツ折りが可能な程度の剛性を有
した補強シートとを重ねるステップと、このように重ね
た上記濾紙」二に、それぞれ平行な一対の仮想線からな
る複数の仮想溶着線絵を、互いに平行且つ近接させて設
定するステップと、この仮想線に沿って上記濾紙を加熱
し、この濾紙を上記仮想線に沿って補強シートに溶着接
合せしめるステップと、このようにして溶着接合した濾
紙および補強シートを、補強シートの剛性を利用して、
上記仮想線と直角な折曲線に基づいてプリーツ折り成形
するステップと、このようにプリーツ折りされた濾紙お
よび補強シートを隣り合う上記仮想溶着線絵の間におい
て長手方向に切断するステップとからなり、これにより
両端近傍が熱溶着接合されるとともにプリーツ折りされ
た複数のａａ材を製造する。

（作用） このようなａｉＩ材の場合には、補強シートはプリーツ
折りが可能な剛性を仔しており、この補強シートに濾紙
を重ねることにより、補強シートとともに濾紙をプリー
ツ折り成形することが可能となる。さらに、このとき、
濾紙はその幅方向両端において補強／−トに熱溶着接合
されているため、濾紙が補強シートからすれたり外れた
りすることなく正確にプリーツ折り成形される。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について
説明する。

まず、第３図および第４図に本発明に係る濾材を用いた
フィルターエレメントアセンブリ１を示している。この
アセンブリ１は、それぞれ円形開口２ａ、３ａを存した
円盤状の上下保持プレート２．３と、多数の小孔４ａが
打ち抜き形成されたパンチメタルシートからなる円筒状
の芯材４と、上下保持プレート２，３および芯材４に囲
まれた円筒状空間内に配設された濾材１０とからなる。

この濾材１０は、図示（第４図）のようにプリーツ折り
成形されて、この円筒状空間内に、コンパクトに且つそ
の濾過面積ができる限り大きくなるように配設されてい
る。

このようなプリーツ折り成形された濾材１０の製造につ
いて第１Ａ図および第１Ｂ図に基づいて説明する。

この濾材１０は、有機材料製繊維を抄紙して作られた濾
紙１１と、流体透過性能を備えるとともにプリーツ折り
が可能な程度の剛性を有した補強シート１５を重ねて作
られる。

この濾紙１１は、例えば、繊維径が１．５〜３．５μｍ
のポリエステル繊維と、繊維径が０゜１〜１．０μｍの
アラミド繊維とを、ポリエステル繊維が８５％、アラミ
ド繊維が１５％の割合で混合し、これを約０．０３５ｍ
ｍ程度の厚さに抄紙して作られる。このため、この濾紙
１１は、約数μｍの濾過精度を有するが、その薄さの故
に、これを単独でプリーツ折り成形して、第４図のよう
に配設保持することはできない。

一方、補強シート１５は、例えば、木材パルプおよび古
紙を混合してプリーツ折りが可能な程度の剛性を有する
厚さ、例えば、約０．５ｍｍ程度の厚さに抄紙して作ら
れる。このため、この補強シート１５を単独でプリーツ
折り成形し、第４図に示すように配設することが可能で
ある。しかし、この補強シート１５は濾材として用いら
れるものではなく、その濾過精度は上記濾紙１１の濾過
精度に比べずっと低く、補強シート１５をこのように配
設してもフィルターとしての所期の作用を得ることはで
きない。

上記濾紙１１および補強シート１５はそれぞれ、所定幅
Ｂの帯状をしており、ロール１２，１６に巻き取られて
いる。濾紙１１および補強シート１５はロール１２．１
６から引き出されて、濾紙１１が上側になり且つ両端が
揃った状態でガイドローラ２１から支持台２２の上に送
り出される。

この支持台２２の上方には、上記のように送られてきた
濾紙１１の両端近傍上面に対向する一対のヒータ一端子
２４．２４が配設されている。このヒータ一端子２４．
２４は、濾紙１１の端部近傍上面に当接してこれを加熱
しながら補強ンート１５に押し付ける。この間、濾紙１
１および補強シート１５は一緒に矢印Ａ方向に連続的に
送られており、これにより、濾紙１１はその両端部にお
いて線１１ａ、１１ａで示す部分が補強シート１５に熱
溶着接合される。（第２図参照）このようにして溶着線
１１ａ、ｌｌａに沿って接合されて一体となった濾材シ
ート（濾紙１１および補強シート１５）は、次に、互い
に対向配置された折曲線形成ローラ２５．２８の間に送
られる。この折曲線形成ローラ２５．２６を構成する上
側のローラ２５は、その外周面に等間隔で軸方向に延び
た筋状の複数の歯２５ａを有する。折曲線形成ローラ２
５，２６は矢印のように互いに反対方向に回転して、濾
材シートを矢印六方向に送るとともに、歯２５ａが濾材
シートに押圧され、この濾材シートに幅方向に延びる折
曲線１０ａを所定間隔で形成する。

次いで、この濾材シートは互いに対向配置された搬送ロ
ーラ２７，２８の間に送られ、これら搬送ローラ２７・
、２８の矢印方向の回転に応じて、シート受は入れ部材
３１に形成された空間内に送り出される。この空間は、
上記折曲線１０ａの間隔とほぼ同じ間隔を有した空間で
あり、この空間内には空間内を滑動可能な当接部材３２
が配設されている。上記のようにして空間内に送られて
きた濾材シートは、当接部材３２に当接し、上述のよう
に形成された折曲線１０ａの部分で折り曲げられて、図
示のようにプリーツ折り（蛇腹折り）される。

以上のようにして、両端部において熱溶着接合された濾
紙１１および補強ンート１５からなるプリーツ折り成形
された濾祠工Ｏが製造される。この場合、熱溶着接合の
故に、濾紙１１が補強ンート１５から外れることがなく
、プリーツ折り成形に際して、濾紙１１がずれたり、外
れたりすることかない。また、濾材１０の取り扱いも容
易である。さらに、濾紙１１は剛性が低く、これだけで
はプリーツ折り成形ができないのであるが、このように
補強シート１５に熱溶着接合することにより、補強シー
ト１５の剛性を利用してこの補強シート１５とともにプ
リーツ折り成形することが可能となる。

第１Ａ図および第１Ｂ図には、プリーツ折りした１枚の
シートからなる濾材１０の製造を示したが、複数の濾材
１０を同時に製造することも可能であり、この製造につ
いて、第５図を用いて説明する。

第５図には２つの濾材１０を同時に製造する例を示して
おり、この場合には、濾紙１１′および補強シート１５
′は１つの濾材１０に必要な幅Ｂの２倍の幅（２Ｂ）を
有したものを用いる。第１Ｂ図の場合と同様に、濾紙１
１′および補強シート１５′は、それぞれローラ１２’
　　　１６’　から引き出され、両端が揃った状態で重
ねられて支持台３２上に送られる。

このとき、濾紙１１′の上面に、図示のように互いに平
行で長手方向に延びた各一対、計２組の仮想溶着編組（
１３ａ、１３ａからなる組と１３ｂ、１３ｂからなる組
）を、互いに平行且つ近接させて設定する。そして、こ
の各仮想溶着線に対応する位置にヒーター３４　ａ、　
　３４　ａおよび３４ｂ、３４ｂを配置させ、これらヒ
ーターにより濾紙１１′を加熱しながら補強シート１５
′に押し付け、この部分を補強シート１５′に溶着接合
させる。この結果、図において溶着線１４ａ、１４ａお
よび１４ｂ、１４ｂで示す部分に沿って、濾紙１１′が
補強シート１５′に熱溶着接合される。

このようにして熱溶着接合された濾材シートは、第１Ａ
図および第１Ｂ図と同様にして幅方向に延びる折曲線が
形成され、さらにこの折曲線に沿ってプリーツ折り成形
される。但し、この部分は、第５図では省略している。

このようにしてプリーツ折り成形された幅２Ｂの濾材シ
ートは、隣り合う仮想溶着編組の間において切断される
。具体的には、仮想溶着編組１３ａ、１．３ａ（すなわ
ち溶着線１４　ａ、　　１４　ａ）と、もう一つの仮想
溶着編組１３ｂ、１３ｂ（すなわち溶着線１４ｂ、１．
４ｂ）との間（矢印Ｃで示す箇所）において、図示のよ
うに濾材シートが長手方向に切断される。これにより、
それぞれ、両端部が長手方向に熱溶着接合された濾紙１
１および補強’１−）１５からなり、プリーツ折り成形
された２つの濾材１０が同時に製造される。

なお、本例では２つの濾材１０を同時に製造する例を示
したが、同様にして、３つ以上の濾材を同時に製造する
ことができるのは無論である。

ハ８発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、帯状濾紙および補
強シートを重ねてその両端を熱溶着接合し、これをプリ
ーツ折り成形して濾材が形成されているので、濾紙が薄
くて剛性が低くても、補強シー）・の剛性を利用してこ
れをプリーツ折り成形することができ、さらに、濾紙の
有する濾過性能をそのまま維持することができる。また
、上記熱溶着接合の故に、濾紙が補強シートから外れる
ことがなく、プリーツ折り成形に際して、濾紙がすれた
り、外れたりすることがなく、濾材１０の取り扱いも容
易である。

さらに、本発明の製造方法では、複数の濾材を同時に製
造することが可能で生産性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は本発明に係る濾材の製造を行
う装置を示す平面図および正面図、第２図はこの装置に
より製造された濾材シートの形状を示す断面図、 第３図および第４図は本発明に係る濾材を用いたフィル
ターエレメントアセンブリを示す断面図および斜視図、 第５図は本発明に係るもう一つの製造方法を実施する装
置を示す平面図である。 １・・・フィルタエレメントアセンブリ２．３・・・保
持プレート　４・・・芯材１０・・・濾材　　　　　　
１１・・・濾紙１５・・・補強シート　　　２２・・・
支持台２４・・・ヒーター ２５．２６・・・折曲線形成ローラ ２７．２８・・・搬送ローラ ３１・・・シート受は入れ部材 ３２・・・当接部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）有機材料製繊維を抄紙して作られた帯状濾紙と、流
   体透過性能を備えるとともにプリーツ折りが可能な程度
   の剛性を有した帯状補強シートとから成るフィルターエ
   レメント用濾材であって、前記帯状濾紙および前記帯状
   補強シートはほぼ同一幅を有し、幅方向両端部を揃えて
   重ねられた状態で両端部が接合されるとともに、前記帯
   状補強シートの剛性を利用して幅方向に延びる折曲線に
   基づいてプリーツ折り成形されていることを特徴とする
   フィルターエレメント用濾材。 ２）前記帯状濾紙は、ポリエステル繊維とアラミド繊維
   とを抄紙して作られていることを特徴とする請求項第１
   項記載のフィルターエレメント用濾材。 ３）有機材料製繊維を抄紙して作られた所定幅の帯状濾
   紙と、流体透過性能を備えるとともにプリーツ折りが可
   能な程度の剛性を有した前記所定幅と同一幅の帯状補強
   シートとを、その幅方向両端部を揃えて重ね、 前記帯状濾紙の幅方向両端部を長手方向に沿って加熱し
   て前記帯状補強シートに溶着接合せしめ、 このようにして溶着接合された前記帯状濾紙および帯状
   補強シートを、前記帯状補強シートの剛性を利用して、
   幅方向に延びる折曲線に基づいてプリーツ折り成形する
   ことを特徴とするフィルターエレメント用濾材の製造方
   法。 ４）有機材料製繊維を抄紙して作られた濾紙と流体透過
   性能を備えるとともにプリーツ折りが可能な程度の剛性
   を有した補強シートとを重ね、 前記濾紙上に、それぞれ平行な一対の仮想線からなる複
   数の仮想溶着線組を、互いに平行且つ近接させて設定し
   、 前記仮想線に沿って前記濾紙を加熱し、前記濾紙を前記
   仮想線に沿って前記補強シートに溶着接合せしめ、 このようにして溶着接合した前記濾紙および前記補強シ
   ートを、前記補強シートの剛性を利用して、前記仮想線
   と直角な折曲線に基づいてプリーツ折り成形し、 隣り合う前記仮想溶着線組の間において前記濾紙および
   前記補強シートを長手方向に切断し、両端近傍が熱溶着
   接合されるとともにプリーツ折りされた複数の濾材を製
   造することを特徴とするフィルターエレメント用濾材の
   製造方法。