JPH0446604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は濾過材に関し、特に内燃機関のオイル
フイルターやエアーフイルターなどに好適な濾過
材に関する。

〔発明の技術的背景〕

自動車のオイルフイルターやエアーフイルター
に使用する濾過材として要求される条件として
は、被濾過流体中に存在するダストなどの微粒子
を効果的に除去する濾過性能を有し、しかも長期
間にわたつて良好な濾過性能を維持し続けること
が特に重要である。

このような観点で、従来から様々な濾過材が提
案されているが、濾過性能の向上とライフの長期
化との双方を同時に具備させるという点において
は、従来の濾過材は必ずしも充分満足のいくもの
ではない。

たとえば、従来、繊維密度の異なる濾紙を抄合
せるなどして、濾紙の厚さ方向に密度勾配を設け
た濾過材が知られている（たとえば特公昭54−
40778号公報）。

これら密度勾配型濾過材は、被濾過材流体の流
れの上流側から下流側の方向に、粗から密へ変化
するように形成されているので、低密度層で大寸
法粒子を捕捉し高密度層で微細粒子が捕捉される
ことにより、良好なふるい分け効果とある程度の
ライフの向上を図ることができる点ですぐれてい
るが、以下のような欠点を有している。

(イ) 従来の密度勾配型濾過材においては、濾過材
を通過する際の流速が速く、単なる接触による
ダスト付着（捕捉）が生じにくく深層部に突き
ささる様に強固に捕捉されるため（いわゆる深
層濾過）、濾材の目づまりがおこりやすく、圧
力損失がいきおい増大するという問題がある。

(ロ) 従来の濾過材は、被濾過流体の上流側の濾材
表面の気孔率が大きいので、ダストが濾材の表
面層内に取り込まれやすく、このため濾材表面
層上にダストケーキ層が形成されにくいという
欠点がある。したがつて、ケーキ層による濾過
機能（すなわちプイマルフイルタ機能）を期待
することができず、ロングライフ化を図る上で
大きな制限がある。

〔発明の概要〕

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので
あり、濾過性能とロングライフ化の双方にすぐれ
た濾過材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の濾過材は、
濾過材の面方向に対して高密度部と低密度部とを
散在して形成し、被濾過流体の流れの上流側の濾
過材表面の全面にわたつて突起した状態で起毛さ
せてなる起毛層であつてその先端表面部にダスト
ケーキ層が形成されるに十分な強さを有する起毛
層を形成するとともに、被濾過流体の流れの下流
側の濾過材表面に該上流側の表面密度よりも高い
密度を有する高密度層を形成してなることを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の濾過材を添付図面に示す実施例
に基づいて詳細に説明する。

第１図の断面概念図に示すように、本発明の濾
過材は、基材１の面方向において、相対的に小さ
な気孔２を有する高密度部と大きな気孔２を有す
る低密度部とが設けられている。また、流体の流
れ（図中の矢印の方向）の上流側の基材表面には
起毛４が形成されておりこれが起毛層を構成し、
さらに下流側の基材表面には、該上流側の表面密
度よりも高い密度を有する高密度層３が形成され
ている。

このように、本発明の濾過材は、基材の面方向
に対して密度勾配を有しているので、ダストの捕
捉を段階的に進行させることができる。すなわ
ち、ダスト捕捉による目づまりは、まず高密度部
分で生じ、次いで低密度部分に移行するので、面
方向の密度が一定の場合に比べて圧力損失の急激
な増大を防止することができ、一層のロングライ
フ化を図ることができる。さらに、微細粒子の除
去は高密度部分で行なわれ、大寸法粒子の除去は
低密度部分の層で行なわれやすくなるので、両層
の密度範囲ならびに面積割合を適宜選択すること
によつても濾過性能の向上を図ることができる。
また、面方向の密度差は、連続的あるいは段階的
に変化させてもよい。

また、本発明の濾過材は、被濾過流体の上流側
に起毛層が形成されているので、この起毛層によ
つてダストが樹氷のように捕捉されて起毛層上に
ダストケーキ層が形成されやすくなり、このケー
キ層による濾過作用（プライマルフイルター機
能）を利用することにより濾過性能の一層の向上
を図ることができる。したがつて、本発明の濾過
材においては、起毛層が、上記のようなダストケ
ーキ層が起毛部の先端表面部に形成されるに十分
な強さを有し、かつ、濾過材表面の全面にわたつ
てほぼ垂直に突起した状態で起毛していることが
肝要である。

さらに、本発明の濾過材は、下流側の基材表面
に高密度層が設けられているので、前記ダストケ
ーキ層と高密度層間の基材内部に形成されるチヤ
ンバーの作用により、ライフの向上と圧力損失の
増大防止を図ることができる。すなわち、基材１
内に侵入したダストはチヤンバー内をスムーズに
しかも自由に移動することができるので、流れ抵
抗の増大を緩和する上で有利である。さらに、高
密度層３の密度は、上流側の基材表面密度よりも
高いので、侵入したダストはチヤンバー内に効果
的に集積され、ダスト保持量が増大することによ
つてロングライフ化を図ることができる。

なお、上記起毛層は、通常、濾過材の構成繊維
の端部が濾過材表面から突起して毛羽立つた状態
として構成され得る。表面からの起毛は、粗大な
ダスト粒子が集塵されてダストケーキ層が形成さ
れやすくなる程度で充分であり、起毛部の密度
も、必ずしも芝生状の程度に密である必要はな
い。たとえば、ダストの大きさが５〜70μ程度で
あるとき、繊維の突出部の長さは80〜300μであ
れば充分である。

第２図および第３図に示す濾過材は、本発明の
他の実施態様に係る濾過材の断面概念図であり、
流体の入口側の表面に凹凸が設けられ、さらに、
濾過材の厚さ方向においても密度勾配を有する場
合の実施例である。この場合の密度勾配は、被濾
過流体の流れの上流側の気孔２が大きく、下流側
に行くにしたがつて気孔径が小さくなるように構
成されている。したがつて、低密度層で大寸法粒
子のダストを捕捉し、下流に行くにしたがつて小
粒径のものを順次捕捉していくことができ、これ
により良好なふるい分け効果が発揮される。

さらに、第２図に示す濾過材にあつては、基材
１の面方向における低密度部分が凹部に設けら
れ、高密度部分が凸部に設けられている。

一方、第３図に示す濾過材にあつては、高密度
部が凹部に設けられ、低密度部が凸部に設けられ
ている。したがつて、この場合は、濾過材の製造
工程において、ローラーなどの手段によつて凹凸
を設けることによつて同時に密度差が形成される
点で有利である。

このように、濾過材の表面に凹凸を設けること
によつて流れ抵抗も凹部と凸部で変化するので、
これによつてダストの捕捉を段階的に進行させる
ことができるという効果がある。さらに、凹凸部
の流速割合いを適宜変化させることによつて濾過
性能を向上させる上でも有利である。また、一般
に大きな粒子は低密度部に集まり、微小粒子は高
密度部で捕捉されやすいので、第２図の様な構造
にすることは、ダストケーキ層のレベルを一定に
保持し、これにより凹凸部の流速割合いを一定に
維持して濾過性能を向上させる上で有利である。

起毛層を設けることによる効果ならびにチヤン
バー効果については、前記と同様である。

濾過材の構成材料としては、従来、濾紙原料と
して使用されている天然繊維、合成繊維ならびに
これらの混合物が用いられ、必要に応じて、バイ
ンダー、着色剤などの添加剤を用いることもでき
る。

濾過材に密度分布を設ける方法としては、たと
えば、繊維密度の異なる濾過材を抄き合わせて一
体化する方法、性状、繊維分布の異なる抄紙原料
スラリーを抄造工程で段階的に供給して抄紙する
方法などがとられ得る。

また、高密度層は、抄き合わせによつて形成し
得る。

また、濾過材の表面を起毛させる方法として
は、たとえば、抄造網の片面に抄紙原料スラリー
流を供給すると同時にその抄造網の他面から吸引
することにより、繊維の長手方向を抄紙表面に対
して垂直方向に配向させて起毛層を効果的に形成
することができる。

本発明の濾過材を内燃機関のエアーフイルター
やオイルフイルターに用いる場合は、濾過面積を
拡大する上で、断面が菊花状の円筒形に成形する
ことが好ましく、さらに端部に円板状金属プレー
トを接合するか、あるいは樹脂製プレートを一体
成形もしくは接着するなどしてフイルター構造と
する。

濾過性能試験例 本発明の濾過材Ａと従来の濾過材Ｂについて、
JIS−D1611に記載された濾過性能試験を行なつ
た場合の結果を第４図に示す。

この際の、濾過材の有効濾過面積は1000cm²であ
り、流量は10／分、油温は80℃である。

第４図から明らかなように、本発明の濾過材
は、被濾過流体中のダスト捕捉に伴う圧力損失の
増加を、濾過効率に変動なくゆるやかに進行させ
ることができ、濾過材のライフを一層向上させる
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明の濾過材は、その面方向において密度勾
配を有しているので圧力損失の急激な増大を防止
することができ、また、流体の入口側に起毛層が
設けられているのでダストケーキ層の形成を促進
することができ、さらには、流体出口側に高密度
層が形成されているので良好なチヤンバー効果が
発揮される。

したがつて、本発明の濾過材は、これらの相乗
的な作用により、濾過性能の向上とロングライフ
化の双方においてすぐれた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、各々本発明の実施例に係る
濾過材の断面の概念図であり、第４図は、濾過性
能の試験結果を示すグラフである。 １……基材、２……気孔、３……高密度層、４
……起毛。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 濾過材の面方向に対して高密度部と低密度部
   とを散在して形成し、被濾過流体の流れの上流側
   の濾過材表面の全面にわたつて突起した状態で起
   毛させてなる起毛層であつてその先端表面部にダ
   ストケーキ層が形成されるに十分な強さを有する
   起毛層を形成するとともに、被濾過流体の流れの
   下流側の濾過材表面に該上流側の表面密度よりも
   高い密度を有する高密度層を形成してなることを
   特徴とする、濾過材。 ２ 前記被濾過流体の流れの上流側の濾過材表面
   に凹凸が設けられている、特許請求の範囲第１項
   に記載の濾過材。