JPH11300127A

JPH11300127A - 濾過材及びフィルター

Info

Publication number: JPH11300127A
Application number: JP10121666A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Namita; 靖夫波田
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】濾過性能が良好な濾過材及びフィルターを提供
する。【構成】セピオライトを主成分とする濾過材。これを用
いたフィルター。【効果】濾過効率、濾過ライフともに良い濾過材及びフ
ィルターを提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体中の汚濁物質等の
不純成分を除去できる濾過体及びフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種分野において、換気用や排ガスその
他の流通気体の煤塵を除くために、気体中の汚濁物質で
ある不純成分を除去するエアフィルターが用いられてい
る。また、自動車分野、機械製造分野、機械加工分野、
工作機分野、船舶分野においては、潤滑用のオイルが用
いられており、そのオイルを循環して使用することも行
われており、その際その循環回路途中においてオイル処
理用フィルターを設けてオイルを濾過することも行われ
ている。そのほかの気体や液体の流体についてもその不
純成分を除去するフィルターが各種分野で用いられてい
る。具体的には、例えば自動車等の内燃機関用では、エ
ンジンのシリンダーとピストンヘッドの摩擦を軽減する
ための潤滑剤としてオイルを循環して使用することが行
われているが、エンジンの動作に伴って発生する熱によ
りオイルは加熱され、これが長時間継続されると、オイ
ルは劣化し、その著しいものは炭化してカーボン微粒子
を生じ、このカーボン微粒子は潤滑作用を減殺するの
で、これを濾過するオイル処理用フィルターが不可欠で
ある。オイルの劣化の原因としては、固体微粒子の混入
があったり、オイル循環経路中において、酸性物質の混
入や生成があり、また、金属、金属塩の混入等があり、
オイルを循環させてその潤滑作用を正常に保持させるた
めには、これらの混入物や生成物を除去する必要があ
る。実際には、スチール製ケースの中に濾過材及びその
支持部材からなる濾過体を組み込んだ一体的で分解でき
ない構造からなるカートリッジ型オイル処理用フィルタ
が多く用いられ、内燃機関から排出された使用済のオイ
ルを濾過してこれをその内燃機関に戻しており、オイル
循環回路に必要不可欠なものとして組み込まれている。

【０００３】自動車用フィルターとしては、大別する
と、上述したオイルフィルターに、エアフィルターと、
フューエルフィルターを加えた３種が用いられてきた。
これらのフィルターの濾過材はいずれも濾紙あるいは不
織布が主体であり、これらの素材をベースとしてフィル
ターとしての性能を向上させる改善がなされてきた。例
えば、エアフィルターの場合、パルプ材としてリンター
パルプを多用して空隙率を増大させた濾紙や、エアが通
過する方向に順次濾紙の目を密にした密度勾配型の濾過
材、さらには静電荷を担持させ、ダストを静電引力によ
り吸着させるようにしたエレクトレット材等が知られて
いる。また、オイルフィルターの場合には、上記密度勾
配型の濾過材と同様の濾過材や、チタン酸カリ等の無機
添加剤を混抄したバイパス用濾紙等が検討されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の濾過材の中で、空隙率を変化させたり、密度勾配を設
けた濾過材は、その濾過材の原材料が限定されることか
ら、その改善の程度も大きくは望めず、フィルターの性
能を大幅に向上させることには無理がある。流体の透過
量を増加するようにすれば、ダストの捕捉効率が低下
し、逆にダストの捕捉効率を増加させようとすれば、流
体の透過量を低下させなければならず、結局、流体の透
過量を多くすることができ、しかもダストの捕捉効率を
低下させることがないような濾過材は得られないからで
ある。また、エレクトレット材は、その使用対象が気体
の濾過に限定され、加工時あるいは使用時に加熱された
場合等には静電荷量が減少する等の問題がある。また、
チタン酸カリ等を混抄したパイパス用濾紙は、微小粒子
を捕捉することがその主たる目的であるため、濾過材の
孔径が小さく、流体の透過量は極端に小さくなるという
問題点を有している。本発明の第１の目的は、流体の透
過量及び流体中の不純成分の捕捉効率の両方を向上させ
ることができるか、あるいは一方の性能のレベルを低下
させないで、他方の性能を向上させることができる濾過
材及びフィルターを提供することにある。本発明の第２
の目的は、広く各種分野に有効に使用できる濾過材及び
フィルターを提供することにある。本発明の第３の目的
は、油性の不純成分に対しても捕捉効率が優れる濾過材
及びフィルターを提供することにある。本発明の第４の
目的は、特に自動車のエンジンの潤滑用として優れる濾
過材及びフィルターを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）、含水珪酸マグネシウム組成を有
するセピオライトを有効成分に有し、流通する流体中に
位置して流体中の不純成分を吸着により除去する濾過材
を提供するものである。また、本発明は、（２）、セピ
オライトがマウンテンレザータイプである上記（１）の
濾過材、（３）、抄紙した成形体である上記（１）又は
（２）の濾過材、（４）、抄紙した成形体が有機系繊維
及び無機系繊維の少なくとも１種とともに混抄した成形
体である上記（１）又は（２）の濾過材、（５）、上記
（１）又は（２）の濾過材を流体が透過自在の包装体に
充填した充填体であるフィルター、（６）、上記（３）
又は（４）の濾過材を有するフィルター、（７）、自動
車の潤滑油用である上記（６）のフィルターを提供する
ものである。なお、（８）、自動車用空気清浄用である
上記（５）又は（６）のフィルター、（９）、自動車の
排ガス用である上記（５）又は（６）のフィルター、
（１０）、バイパス用である上記（６）のフィルター、
（１１）、通常のフィルターと併用される上記（７）な
いし（１０）のいずれかのフィルターを提供するもので
ある。この際、「ＪＩＳＰ８１３１に準じて測定した
透気度」が、特に上記（１０）及びこれを引用する発明
の場合は３０〜５０、特に上記（３）、（４）、（６）
及びこれらを引用する発明の場合は大きくても１０（１
０以下、以下同様）、特に上記（７）及びこれを引用す
る発明の場合は大きくても５としてもよい。

【０００６】本発明において、含水珪酸マグネシウム組
成を有するセピオライトとは、（ＯＨ₂）₄（ＯＨ）₄
Ｍｇ₈Ｓｉ₁₂Ｏ₃₀６〜８Ｈ₂Ｏの化学組成を持ち、タル
ク（滑石）レンガを交互に積み重ねたような三次元の結
晶構造を有し、通常の層状粘土（モンモリロナイト）と
は異なり、膨潤を起こさず、鎖状のすき間に出来た空孔
は大きな表面積を持ち、吸着作用や脱色作用を示す物質
である。塊状の粘土のものと、比較的繊維性のはっきり
した皮状、コルク状、木質状をした、いわゆるマウンテ
ンレザータイプのものがある。約１０オングストローム
と２００オングストロームに細孔の分布がなり、その比
表面積は３００ｍ²／ｇであり、固体酸性を示し、これ
らを利用して脱色剤、吸水剤、脱臭剤、吸油剤として使
用でき、特に大きな吸油性を示す。他の粉体や繊維のバ
インダーとしても使用できる。具体的には、エードプラ
スの商品名で市販されている短繊維品、長繊維品（ＭＬ
−タイプ）を使用できる。（以上、水沢化学社のカタロ
グから引用）。

【０００７】本発明における「濾過材」は、上述のセピ
オライトを有効成分に有するが、セピオライトそのもの
からなるものでもよく、他の成分として、活性炭、繊維
状物質その他の物質を混合して使用してもよい。セピオ
ライトそのもの、あるいはこれに上記の他の成分を単に
混合したもの、あるいはセピオライトの水分散体に上記
の他の成分を混合し、乾燥させて粉砕したもののいずれ
も、流体を透過する包装体（ネット体や多孔性袋等）に
充填した充填体を形成し、これをフィルターとしてもよ
い。セラミックスの格子状体、ハニカム構造体としても
よく、不織布の間に充填し波板状に形成したものでもよ
い。また、繊維状のセピオライトそのもの、あるいは上
記の他の成分とともに抄紙して成形体とすることもでき
る。その際、他の成分として無機系の繊維を使用し混抄
すれば、セピオライトそのものの抄紙体と同様に耐熱性
のある成形体とすることができるが、有機系の繊維と混
抄して成形体とし、通常の濾紙と同様に使用することも
好ましい。これらのいずれの場合も接着剤を用いた不織
布としてもよい。混抄する場合には、有機系の繊維を使
用する場合には、繊維状タイプのセピオライト３〜５０
重量％、パルプ１０〜９７重量％及び合成繊維０〜４０
重量％の組成、あるいはこれにその他の添加剤を加えて
湿式あるいは乾式により混抄する。混抄体はそのまま濾
紙の濾過材として使用してもよく、さらに樹脂を含浸さ
せて濾過材とししてもよく、いずれもケース等に組み込
んでフィルターとして用いることができる。濾紙の濾過
材はプリーツ状としてもよく、その他の形状は問わな
い。抄紙した成形体の場合には、ＪＩＳＰ８１３１に
準じて測定した透気度が３０〜５０、好ましくは例えば
３５〜４０前後の場合には、例えば自動車の潤滑油のバ
イパス用フィルター、その透気度が１０以下の場合は濾
過材及びこれを用いたフィルター、その透気度が５以
下、好ましくは１〜３の場合は例えば自動車の潤滑油用
フィルター及びこれに使用する濾過材に使用することが
好ましい。なお、従来のチタン酸カリを含有するバイパ
ス用フィルターにおいて、そのチタン酸カリの一部代替
品としてセピオライトを使用してもよい。なお、本発明
において、「不純成分」とは、流体中に含有される好ま
しくない比較的少量ないし微量の成分であり、コンタミ
ナント、ミスト、塵埃、煤塵、汚染物、汚濁物等その名
称は問わない。また、「流通する流体」とは、自然の空
気中や閉じ込められた空間における流体を含まず、例え
ば意図的に流通、排出、導入する等のものが挙げられ、
「強制的に流通させる流体」としてもよい。

【０００８】本発明における「濾過材」、「フィルタ
ー」は、自動車用フィルター（エアフィルター、フュー
エルフィルター、オイルフィルター、マフラー用フィル
ター、室内換気用フィルター）、上述したその他の産業
分野のオイルフィルター、一般用オイルフィルター、一
般換気用フィルター、煙突等からの排ガス用フィルター
等に使用することができる。特に気体中の油性不純成
分、潤滑油中のコンタナントの濾過に効果が大きい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は以下の実施
例により詳細に説明するが、セピオライトは空孔が大き
な表面積を持つ空隙構造により、流体中の不純成分、特
に油性コンタミナント、ミスト、ダスト等の不純成分の
吸着性能がよく、これを混抄した濾過材は流体の透過量
を保持しつつ、不純成分の捕捉効率を向上させることが
でき、この濾過材を用いたフィルターは、いわゆる濾過
ライフを保持しつつ、濾過効率を高めることができる。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。実施例１木材パルプ７０重量部、セピオライト（上記ＭＬ−タイ
プ）３０重量部からなる坪量２００ｇ／ｍ²の混抄紙を
湿式抄紙法により作製した。この混抄紙（有効濾過面積
２ｃｍ²）を試験片とした。ＪＩＳＰ８１３１「紙及
び板紙の透気度試験方法」に準じて行う測定値であっ
て、直径１０ｍｍの円形試験片を３００ｃｃの空気が通
過する時間で表示される、透気度は１．１であった。こ
の試験片について、下記の「試験用オイル及び試験用ダ
スト」を用いて、下記の「濾過効率の試験」を行った。試験用オイル及び試験用ダスト試験用オイル：ＪＩＳＤ１６１１に記載されている品
と同様のもので、ＪＩＳＫ２２１６の１種３号の潤滑
油でＳＡＥ＃３０（商品名）。試験用ダスト：コンタミ
ナントはＳＯＦＴＣ−２Ａ（米国ＰＴＩ社製、輸入元
理工貿易（株））を使用。その内容は次に示す組成で良
く混合したものである。カーボンブラック（平均粒径８０μｍ）１６重量％酸化第二鉄（粒径５μｍ以下を９５％含んだもの）２重量％石油系アスファルト樹脂粉末４重量％使用オイル７８重量％なお、石油系アスファルト樹脂粉末は、ＪＩＳＺ８８
０１による篩を使用し、５９０μｍ篩上０％、１７７μ
ｍ篩上１０％、７４μｍ篩上０％の粒径分布を示すもの
である。濾過効率の試験上記の試験用ダスト０．９重量％を含有する試験用オイ
ル５０ｇを上記の混抄紙（有効濾過面積２ｃｍ²）の試
験片に１回通した後、濾液を灯油で希釈し、０．４５μ
ｍのメンブレンで濾過し、残査重量からコンタミネント
量を求める。濾過効率は次式により求める。濾過効率（％）＝（当初油中コンタミナント量−濾液中
コンタミナント量）／当初油中コンタミナント量その結果、濾過効率は９９％であった。なお、パイパス
用のフィルター用の濾紙の上記ＪＩＳＰ８１３１によ
る透気度を３８とすると、よい結果が得られた。

【００１１】実施例２実施例１で得られたと同様の混抄紙にフェノール樹脂を
含浸させた後、プリーツ化を行ない、プリーツ構造の濾
紙である濾過材（上記ＪＩＳＰ８１３１により透気度
は１．１）を形成し、これを図１に示すようなカートリ
ッジオイルフィルターに組み立てる。すなわち、図１に
示すように、有底円筒状のケース部材１に、通水性を有
する中央円筒体２ａの周側にこのプリーツ構造の濾紙で
ある濾過材２ｂを備えた濾過体２をその下端に板バネ３
を介して配置し、濾過体２の中央円筒体２ａの上端を延
長して設けた突出部端面（あるいは上側エンドプレート
の中央部を同様に形成したその端面）に、ゴム等の可撓
性材からなり上記ケース部材１の上端の開口を覆う皿状
の弁体４ａを有する弁用管体４の端面の凹条溝を当接す
る。その弁用管体４の上端面拡開部内面に、中央に濾
過体２の中央円筒２ａに連通するねじ孔５ａ、その周囲
に貫通孔５ｂを形成した天井板部材５を当接し、この天
井板部材５をケース部材１の上端に巻き締め、これによ
り板バネ３の弾性力により濾過体２を弁用管体４を介し
て天井板部材５に押圧して支持し、固定する。このよう
にして金属性ケース６に濾過体２を内装したカートリッ
ジオイルフィルター７が得られる。その使用法は、導出
管をねじ孔５ａにねじ込み、オイルを流通させると、オ
イルは貫通孔５ｂから入り、弁体４ａをその流通圧で変
形させてその端部とケース部材１との間に隙間を形成
し、そこから流入し、濾過材２ｂを透過して中央円筒体
２ａ内を上昇し、弁用管体４を介して導出管に排出され
る。この際弁体４ａは逆止弁となる。ここではケース１
の高さ７５ｍｍ、外径６５ｍｍ、プリーツ外径１９ｍｍ
（濾過面積７５０ｃｍ²）とし、実施例１の場合と同様
に、上記、により、濾過効率試験を行ったところ、
濾過効率は９３％であった。また、「濾過ライフ試験」
（ＪＩＳＤ１６１１「自動車濾過器試験方法」に準拠
した試験法）を行ったところ、濾過ライフは４６時間で
あった。

【００１２】比較例１実施例１で用いた木材パルプ１００重量部を用いて抄紙
した坪量２００ｇ／ｃｍ²の濾紙（上記ＪＩＳＰ８１
３１により透気度は１．３）を試験片にして、実施例１
と同様の「濾過効率試験」を行ったところ、濾過効率は
９％であった。

【００１３】比較例２比較例１で得られた濾紙を用いたこと以外は実施例２と
同様にしてカートリッジフィルターを作製し、実施例２
と同様の「濾過効率試験」、「濾過ライフ試験」を行っ
たところ、濾過効率は８４％、濾過ライフは４７時間で
あった。

【００１４】実施例３木材パルプ５０部とセピオライト（前述したＭＬ−タイ
プ）５０部からなる坪量１８０ｇ／ｍ²の混抄紙を湿式
抄紙法により得た。この混抄紙の上記ＪＩＳＰ８１３１
により透気度は１．１であった。次いで、この材料を用
い、格子状の成形体( 外寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ、長
さ１００ｍｍ、断面が５ｍｍ×５ｍｍの正方形の穴）か
らなる濾過体を作成した。その濾過体の重量は２１．７
８ｇであった。これとは別に、２００ｍｍ×２００ｍｍ
×５００ｍｍ（高さ）の箱体を作り、その側面に底部か
ら２００×３０ｍｍの側部開口部、上面に５０ｍｍ×５
０ｍｍの上部開口部をそれぞれ形成し、この上部開口部
に上記格子状の成形体の濾過体をそれぞれの上面が一平
面上に位置するように嵌合した。箱体の底部にアルコー
ルランプを置き、軽油を燃料として燃焼させ（ダスト発
生量は約０．０４ｇ／分である）、その燃焼ガスの出口
側、すなわち濾過体の上面側より風量０．１ｍ³／分で
吸引した。３０分吸引を続けた後、濾過体を取外し、そ
の重量を秤量したところ、２２．１６ｇであった。この
値から、濾過体の重量２１．７８ｇを引いた値がダスト
の吸着量となり、これはダスト捕捉効率にして３１．７
％に相当する。この実施例は、自動車のマフラー用排ガ
スフィルターや自動車の室内の換気用フィルターの簡略
化したモデルと考えてもよい。

【００１５】比較例３木材パルプのみからなる濾紙（坪量１８５ｇ）（上記Ｊ
ＩＳＰ８１３１により透気度は１．２）を用いたこと
以外は実施例３と同様の格子状体の成形体からなる濾過
体を作成し、実施例３と同様に試験を行った。試験前の
濾過体の重量は２２．４０ｇ、試験後の濾過体の重量は
２２．５１ｇであった。これらの値の差がダスト吸着量
であり、これはダスト捕捉効率は９．２％に相当する。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、セピオライトを主成分
とする濾過材及びこれを用いたフィルターを提供するこ
とができるので、流体の透過量及び流体中の不純成分の
捕捉効率の両方を向上させることができるか、あるいは
一方の性能のレベルを低下させないで、他方の性能を向
上させることができ、広く各種分野に有効に使用するこ
とができる。特に油性の不純成分に対しても捕捉効率を
良くすることができ、また、自動車のエンジンの潤滑用
としても優れる濾過材及びフィルターを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のオイル処理用フィルタの断
面図である。

【符号の説明】

２濾過体６金属製ケース７カートリッジオイルフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含水珪酸マグネシウム組成を有するセピ
オライトを有効成分に有し、流通する流体中に位置して
流体中の不純成分を吸着により除去する濾過材。
【請求項２】セピオライトがマウンテンレザータイプ
である請求項１記載の濾過材。
【請求項３】抄紙した成形体である請求項１又は２記
載の濾過材。
【請求項４】抄紙した成形体が有機系繊維及び無機系
繊維の少なくとも１種とともに混抄した成形体である請
求項１又は２記載の濾過材。
【請求項５】請求項１又は２記載の濾過材を流体が透
過自在の包装体に充填した充填体であるフィルター。
【請求項６】請求項３又は４記載の濾過材を有するフ
ィルター。
【請求項７】自動車の潤滑油用である請求項６のフィ
ルター。