JPS61268316A - 濾過材 - 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】 〔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ィルタ
ーやエアーフィルターなどに好適な濾過材に関する。

（発明の技術的背景） 自動車のオイルフィルターやエアーフィルターに使用す
る濾過材ど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っ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砂金させるな
どして、濾紙の圧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
分は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＠
（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。したがって、ケ
ーキ層による濾過機能〈すなわちプライマルフィルタ機
能）を期待することはできず、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
することを目的どする。

上記目的を達成するために、本発明の濾過材は、厚さ方
向に密度勾配を有する濾過材であって、被濾過流体の流
れの上流側が高密度で下流側が低密度であることを特徴
どするものであり、さらに好ましくは、高密度側の濾過
材表面を起毛させたことを特徴とするものである。

（発明の詳細な説明） 以下、本発明を、図面を参照しながらさらに詳細に説明
する。

第１図および第２図は、本発明の濾過材の断面を概念図
として表わしたものである。まず、第１図に示すように
、本発明の濾過材は、基材１中に形成される気孔２の径
が、被濾過流体の流れ（図中の矢印の方向）に対して上
流側から下流側へ次第に大きくなっている。たとえば濾
紙などの繊維質材料で濾過材を構成する場合は、被濾過
流体の　　、上流側の層の繊維密度が高く、下流側の繊
維密度が低くなるように形成されている。この場合、密
層の繊維密度は、被濾過流体の種類によっても異なるが
、自動車用オイルフィルターの場合は、０．１８〜０．
２５ｇ／ｃｍ３の範囲が好ましく、また粗層の密度は、
０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲が好ましい。

このように、被ｍ過流体の人口側を密にし出口側を粗に
構成することにより、比較的大きな粒子が濾過科内部に
取り込まれることを防止し、逆に濾過材の表面上にダス
トケーキ層が形成されるのを促進する上で大きな効果が
ある。

さらに、濾過材を通過する際の流速が徐々に遅くなる傾
向にあるため、密層を通過した比較的大きなダストも濾
過科内部に付着しやすくなり、しかも出口側を粗に構成
しているため、このようなダスト付着による流通抵抗も
大巾には増大しないという効果がある。したがって、濾
過科内部にお【ノる目づまりを少なくするとともに、表
面に形成されるケーキ層による濾過作用（プライマルフ
ィルター機能）を利用することにより濾過性能ならびに
ライフの向上を図ることができる。

このようなケーキ層の形成は、第２図に示すように、流
体の流れの上流側に起毛３を設けることにより、一層促
進される。すなわち、本図に示すように、起毛３で構成
される起毛層によってダストが樹氷のように捕捉されて
起毛層上にダスＩ・ケーキ層４が形成されやすくなり、
良好なケーキ層濾過が発揮される。また、ケーキ層４と
基材１との間には一定の空間が形成されるので、流通抵
抗を小さく（すなわち圧力損失を低く）維持することが
できる。さらに、上記起毛３は、基材１の密層側に形成
されるので、ケーキ層が形成された場合の起毛のへタリ
を防止する上でも有利である。

なお、上記起毛層は、通常、濾過材の構成Ｉｌ雑の端部
が濾過材表面から突起して毛羽立っ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５〜７０
μ程度であるどき、繊維の突出部の六きさは８０〜３０
０μであれば充分である。

次に、本発明の濾過材の製造方法について説明する。

本発明の濾過材の構成材料としては、従来使用されてい
る天然繊維、合成繊維ならびにこれらの混合物が用いら
れ得る。また、必要に応じて、フェノール樹脂等からな
るバインダー、その他の添加剤を用いることもできる。

濾過材の厚さ方向に密度勾配を設りる方法としては、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、濾過材の表面を起毛させる方法どしては、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
にその抄造網の細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ゼて起毛層
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ィルターやオイル
フィ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ィ
ルター構造とする。

〔実施例〕

製　　造　　例 抄紙機をもちいて、坪量１４５ｇ／Ｔｄ１および紙厚０
．８＋１１７１の濾過材を製造する例を示す。

下記組成の抄紙スラリーを調製し、濃度調整器でその８
１度を０．０７％にコントロールした。

リンター　　　　　　　　　　５０重量％ウッドパルプ
　　　・・・・・・３０〜４０重量％化学１１（４〜８
ｄ、繊維長６　ｒｔｍ　）・・・・・・１０〜２０重量
％ 上記スラリーをポンプを介して、多層翼で撹拌しながら
抄造用網（７０メツシユ平織ワイヤ）に供給した（スラ
リー流速は６６ｍ／分）。スラリーの供給と同時に、網
の反対側に設けられた４つのサンクションボックスから
吸引した。吸引圧は、スラリーの上流側から、各々、１
３ｉｎＨ＜１．１０ｉｎ　１１！＋　、　５　ｉｎ　Ｈ
ｇおよび１１　ｉｎ　Ｉｇ　Ｔ’あった。

次いで、抄紙ワイヤ上の湿シートの表層部をロ一ルで圧
縮し、さらに乾燥機で乾燥して、濾過材を得た。

得られた濾過材は、厚さ方向に密度勾配を有し、かつ高
密度層側の濾材表面には、繊維が杭状に起毛した起毛層
が形成されていた。なお、高密度層側の気孔径は３０〜
４０μｍであり、低密度層側の気孔径は７０〜１００μ
ｍであり、起毛した繊維の突出部の高さは８０〜３００
μｍであった。

第３図は、このようにして得られた濾過材の断面の顕微
鏡写真である。

試　　験　　例 上記製造例で得られた濾過材を用いて、ＪＩＳ−Ｄｌ　
６１１に記載された濾過性能試験を行なった。この際の
濾過材の有効濾過面積は１０００　ｃｎＩであり、試験
流量は、１０ｆＪ／分、油温は８０℃である。

試験開始から５５時間経過後に、濾過材表面（上流側）
に厚さ０．３〜１Ｍ程度のダストケーキ層が形成された
。従来のフィルターに比べて圧力損失の増加率も低く、
ライフが約１８０％向上した。

第４図は、上記の濾過材Ａと従来の濾過材Ｂとで上記濾
過性能試験を行なったときの試験結果を示すグラフであ
る。第４図からも明らかなように、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、厚さ方向に密度勾配を設け、しかも
被濾過流体の上流側を高密度とし下流側を低密度とし、
さらに好ましくは高密度側の濾過材表面に起毛層が形成
されているので、濾過材表面にダストケーキ層が形成さ
れやすくなり、このケーキ層のプライマルフィルター効
果によって濾過性能とライフの向上を同時に図ることが
できる。

また、流体中の比較的大寸法の粒子は、濾材表面で有効
に捕捉されて濾過材内部に取り込まれるのを防止するこ
とができるので、従来の濾過材に比べて目づまりを低く
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係る濾過材の断面の概
念図、第３図は、本発明の一実施例に係る濾過材の断面
の繊維の形状を示す顕微鏡写真、第番図は、従来の濾過
材と本発明の濾過材についての濾過性能の比較試験結果
を示すグラフである。 １・・・基材、２・・・気孔、３・・・起毛、４・・・
ダストケーキ層。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、厚さ方向に密度勾配を有する濾過材において、被濾
   過流体の流れの上流側が高密度で下流側が低密度である
   ことを特徴とする濾過材。 ２、前記高密度側の濾過材表面に起毛層が形成されてな
   る、特許請求の範囲第１項に記載の濾過材。