JPS61275494A - 濾過材の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、厚み方向に密度勾配を有しかつ表面に起毛
された、自動車等の内燃機関等のオイルフィルタ、エア
クリーナなどの濾過材の製造法に関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

従来の長期使用可能な濾過材には、ダストの侵入側（被
濾過流体の流れの上流側、表層）が気孔の大きい粗層に
、その反対側（その流れの下流側、裏層）が気孔の小さ
い密層である密度勾配になるように一体形成されたもの
または抄き合せられたものがある。

しかしながら、このような密度勾配の構造では、被濾過
流体く例えば、潤滑油、空気）中に浮遊したダストを捕
捉する際、細かいダストは気孔の小さい裏層で捕捉され
、また気孔の大きい表層で捕捉されるので、濾過材の表
１面にダストのケーキ層が形成されず、また仮にケーキ
層が形成されても濾過材目詰りをおこしてフィルタの寿
命を短かくする。

したがって、本発明者らは、従来の濾過材と逆の密度勾
配構造、すなわち気孔率の小さい密層をダスト侵入側に
、またその反対側に気孔率の大きな粗層を形成させる密
度勾配構造を有し、しかもダスト侵入側の表面に繊維を
杭状に起毛させた濾過材を開発して従来の濾過材の問題
点を克服している。

従来、濾過材の厚み方向に密度勾配を有する濾過材を製
造する方法として、短く細かい繊維を含む密スラリーと
長く太いａｍを含む粗スラリーとを、各々に別々の抄紙
機によって逐次的に抄造して抄き合せる方法がある。こ
の方法では、製造１少なくとも二台の抄紙機が必要であ
り、設備過大となりひいてはコストアップの原因となっ
ていた。

さらに、この方法によって製造された濾過材は、抄き合
せ強度が大きくないために粗層が密層から剥離しやすい
という欠点があった。この方法の問題点を解消する製造
方法として、抄造網上に密スラリーをまず数置し、これ
が未だ完全に脱水されていない状態で粗スラリーを数置
する方法が提案されている（特公昭５４−４０７７８号
公報）。

しかし、この方法でも濾過相構造を粗密に変化させるた
めに抄紙原料のスラリーを厳選調合する必要があり、ま
た密層を形成するのに比較的時間を要するために抄紙速
度の増大を促すことができない。

さらに、濾過材の凹凸表面に繊維の起毛層を有する濾過
材を１！Ｊ造する方法については、抄造された濾過材に
所定の繊維を植え付けることが知られているが、植毛工
程を抄造とは別に追加する必要があり、製造費用の高騰
を招くおそれがある。

この発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、厚み方向に従来のものと逆
の密度勾配を有しかつ表面に起毛された優れた、高速に
抄造可能な濾過材の製造法を提供することである。

本発明の濾過材の製造方法は、濾過材の面方向において
高密度部と低密度部とが散在し、かつ厚さ方向において
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
あるような密度勾配を有するとともに、被濾過流体の流
れの上流側の濾過材の凹凸表面に繊維の起毛層が形成さ
れている濾過材を製造するにあたって、次の工程を含む
ことを特徴とするものである。

（ａ）　　移動する抄造網の片面に繊維含有抄紙原料ス
ラリーを供給するとともにその抄造網の他面から吸引し
て抄造網上にたい積層を形成する工程（ただし、その際
に、スラリー吸引流の方向と抄造網移動の方向とのなす
平均角度をたい一層中の少なくとも一部の繊維が厚さ方
向に配向するように設定するものとする） （ｂ）　　抄造網上に形成されたたい積層に、凹凸ロー
ルを押し付けてその層表面に凹凸形状を設ける工程 この発明の濾過材の製造法は、まず、抄造網の片面に抄
紙原料スラリーを供給するとともにその抄造網の他面か
ら吸引する。この工程において、長網式および丸網式な
どの抄造網の種類、金網の材質、形状、メツシュなど、
並びに抄造速度などの抄造操作条件は、目的物である濾
過材の種類、用途、材質等に応じて任意に変更すること
ができる。この発明に用いることのできる抄紙原料スラ
リーは、天然繊維あるいは合成繊維、もしくはそれらの
混合繊維を含有し、濾過材の種類や用途に応じて種々の
添加剤を抄造前もしくは後に含めることができる。添加
する物には、例えば、リンター、バルブ、デンプン、変
性デンプン、アクリルアミド樹脂、天然ガム、セルロー
ス誘導体、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレンイミ
ン、着色剤、無機質充てん料、耐油性向上剤、耐水性向
上剤などがある。

この発明において抄紙原料スラリーは、抄造のたい積層
中の少なくとも一部の繊維がたい積層の厚み方向に配向
するような角度で抄造網に吸引される。したがって、抄
紙原料スラリーの吸引角度（抄造網直前のスラリーが移
動する方向と抄紙ワイヤの移動方向とのなす角度）は、
その吸引速度および抄造網の移動速度に応じて適宜変更
して設定される。従来通常の抄紙におけるスラリーの供
給角度がＯｏまたは５°〜１０°の角度に設定されてい
たが、本発明においては、その吸引角度はスラリー中の
繊維が適切に起毛するように、例えば好ましくは３０°
以上の角度に設定されることがある。

スラリーを吸引する圧力は、スラリーの流速、種類、濃
度、温度など、また濾過材の用途、材質などに応じて適
宜変更することができる。この吸引は、一般に、抄造網
の片面にサクションボックスを配置しで行なうことがで
きる。

抄造されたたい積層（以下、湿シートもしくはシートと
もいう）に厚み方向の密度勾配を付与するために、脱水
完了の状態でのたい積層の湿シートにローラを接触させ
て表層部を圧縮することができ、また、粗スラリーと密
スラリーを順次に抄造網に供給してもよい。前者のロー
ラ圧縮の直後、シート中に配向したＩＪＡＮがその剛性
と反撥力によっでシート表面から杭状に更に起毛する。

表面からの起毛は、粗大なダスト粒子が集塵されてダス
トのケーキ層が形成される程度であり、例えばダスト塵
の大きさが５〜７０μ程度であるとき、配向繊維の突出
部の良さが８０〜３００μであれば充分である。また、
起毛の表面密度は必ずしも芝生状の程度に密である必要
はなく、ダストのケーキ層が形成されうる程度に疎らで
あってもよい。

抄造網上に形成されたたい積層に、脱水前の任意の工程
で表面凹凸の特殊ロールを接触させて、たい積層の表面
に凹凸形状を形成し、同時に濾過材の面方向において高
密度部と低密度部とが散在するように密度変化を設けさ
せてもよい。凹凸状　　′のロールの凹凸割合は１０／
１０又は３／７〜７／３の範囲である。この凹凸ロール
による接触は、抄きあがった表面のみに凹凸の変化をも
たせるために、スラリーの最終吸引工程中もしくは直後
に、すなわち抄造網のヘッドボックス水面直下で行なう
ことが好ましい。その場合、濾過材の厚み全体の５〜１
５％の範囲で凹凸層が得られる。

従来からの技術に従って、抄造されたたい積層は乾燥さ
ぼられ、また後処理としてフェノール樹脂などの繊維固
着剤で含浸させることもできる。

上記のように製造された濾過材は、その用途に応じて切
断、成形、加工の処理を行ってその使用に供される。

〔発明の効果〕

この発明において、抄紙スラリーの供給と吸引とを抄造
網上で実質的に同時に行なうので、従来の方法に比べて
大幅に抄紙速度を増大させることができる。また、この
発明に従った同時吸引とスラリー吸引角度の設定によっ
て極めて容易に濾過材表面に起毛させることができる。

（実施例） この発明の方法を以下の具体例によって詳細に説明する
。

例　　１ この発明の方法に使用することのできる装置例の概要図
を第１図に示す。

この装置は、抄紙スラリー１の上向流を形成するスラリ
ー供給バイブ２と、供給バイブ２の下流に位置するヘッ
ドボックス４と、ヘッドボックス４に接する抄造用丸網
６と、丸網６内に設けられ、かつヘッドボックス４から
のスラリーを吸引するサクションボックス８’、８”お
よび８″′と、スラリー供給バイブ２とヘッドボックス
４との間に設けられた撹拌用多層間１０と、サクション
ボックス８″直上の凹凸状のロール１６とから主に構成
されている。

次いで、この装置の使用法を説明する。まず、抄紙スラ
リーの原料を所定の割合で混合し、これをビータ工程、
マシンヂエストにかけて、１ＲｆＩ調節器（図示せず）
で所望の濃度に調整する。この濃度調整された原料スラ
リーをポンプ（図示往ず）によってスラリー供給バイブ
２から吐出させる。

この装置例において、使用させるスラリー供給バイブ２
は例えば直径５ｃＩＲ−程度の多数の管からなる。

吐出されるスラリーはヘッドボックス４（例えば、約２
００ｊの容量）内に一気に拡散する。

供給バイブ２とヘッドボックス４との間に設けられた撹
拌用釜ｌｉ！ｌ！１０によってスラリーが均一に拡散さ
れて、むらのない抄紙を行なうことができる。

抄造用丸網６を矢印Ｂの方向に回転させ、同時にサクシ
ョンボックス８より吸引し、たい積層の湿シート１２を
形成させ、サンジョンボックス８“直上の凹凸ロール１
６で圧縮する。この凹凸ロールによる圧縮によって抄き
あがった表面のみに凹凸の変化をもたせることができる
。連続的に形成される湿シートは、乾燥器に導びかれて
濾過材となる。なお、抄紙機の運転操作中ヘッドボック
ス内の水位を調整するバイパス管１４が供給バイブ２か
ら分れて設けられている。

皿−１ 例１で示した抄紙機を用いて、秤１１４５ｇ／尻、およ
び紙厚０．８顛の濾過材を製造する例を示す。

下記原料相ｌの抄紙スラリーを調製し、濃度調整器でそ
の濃度を０．０７％にコントロールした。

リンター　　　　　　　　　　　５０　重量％ウッドバ
ルブ　　　　　　　３０〜４０重量％化学１１ｍ（４〜
８ｄ、　　　　２０〜１０重ｆｆｉ％ＩＩＭ長６　ｒａ
ｍ　） 濃度調整されたスラリー１をポンプを介して１３１ｄ／
１ｎの供給速度でスラリー供給バイブ２からヘッドボッ
クス４に多層１１０で撹拌しながら供給した。この時の
スラリー流速は６６ｍ／ｓｉｎに達した。４５ｍ／■ｉ
ｎの速度（抄紙速度）で移動する抄造用網６（抄紙ワイ
ヤ、７０メツシユ平織ワイヤ）に抄紙スラリーを供給し
、同時にヘッドボックス４の反対側のサクションボック
ス８′、８”および８”′より吸引した。各サクション
ボックスの吸引圧は、上流側から１３　ｉｎＨｇ、１Ｑ
　ｉｎｌｌｇ、５ｉｎｌ１ｇおよび１１　ｉｎＨｇであ
った。

抄紙ワイヤ上で抄造された湿シートは凹凸ロール１６で
表層部が圧縮され、乾燥機に移されて所望の濾過材が製
造された。

上述のように濾過材が形成されるのは、理論的に必ずし
も明らかではないが、この例では次のように作用するた
めだと考え、られる。多層間１０で分配された繊維は第
一サクションボックス８′で網上に吸引されるが、この
付近のヘッドボックス断面が比較的大きいために繊維が
ゆっくり浮遊し、比較的太くかつ長い繊維がまず吸着す
る。次いで、第二サクションボックス８“では、サクシ
ョンボックスの吸引力およびヘッドボックス４の断面積
を小さくするなどの工夫によってＩｌ雑に方向性および
スピードが付与され、化学繊維などの比較的Ｍ線状の均
一な断面を持つ棒状ｍＭが網上のたい積層に突きささる
ように、換言すれば、繊維の長手方向がその層の厚み方
向に配向するように吸引される。すなわち、本発明によ
る、スラリー吸引流の方向と抄造網移動の方向とのなす
平均角度は、この装置では第１図に示すように、丸網の
接線とスラリーの移動方向Ａとの角度αに相当する。さ
らに、第三サクションボックス８″′付近では、ヘッド
ボックスが比較的狭くなっているためにｓｌＮが網面と
平行に吸引され、網上に比較的細かく短い繊維がたい積
層（湿シート）面上の杭状に突きささりだ繊維の間に蓄
積される。このようにして得られたたい積層の湿シート
は、水面直下の凹凸ロール１６によって押し付けられて
、抄きあがった表面のみに凹凸変化をもたせられ、同時
に、面方向において高密度と低密度とが散在するように
変化する。

さらに、湿シートは、ロールによる圧縮で、杭状に突き
刺った繊維の反発力および復元力によってより高い起毛
効果を得ることができる。

抄紙終了後、自動車用フィルタとして使用するためにフ
ェノール樹脂を含浸させて撥水性、耐熱性、および紙力
が濾過材に付与された。

この例２で得られた濾過材は、表層部の気孔径が３０〜
４０μであり、裏層部が気孔径が７０〜１００μであり
、起毛した繊維の突出部の高さが８０〜３００μであっ
た。

例　　３ 例２で得られた濾過材を用いて、ＪＩＳ　　Ｄ−１６１
１に記載された試験を行なった。

その結果、５５時間経過後に０．３〜１１！Ｉ１１程度
のダスト・ケーキ層が得られ、従来のフィルターに比べ
て１８０％程度のロングライフを得ることができた。な
お、この際の濾過材の有効濾過面積は１０００ｃｄであ
り、試験流量は１０ｊ　／ｓｉｎ　１油温は８０℃であ
った。

例１（第１図）と異なる種類の、この発明方法に使用す
ることのできる装置例の概要を第２図に示す。

この装置は、通常の長網抄紙機を改良したものであり、
複数のスラリー供給パイプ２２と、移動する長網２４と
、サクシジンボックス２６と、ヘッドボックス水面２１
直下の凹凸ロール２０とから主に構成されている。

抄紙条件および抄造メカニズムは、例１および２と次の
点を除いて概ね同様であった。抄紙スラリーの供給は、
複数のスラリー供給パイプから行ない、比較的粗く、大
きく長い繊維を含む第１スラリー１′、まっすぐな均−
太さの繊維を含む第２スラリー１”、比較的細かく短い
繊維を含む第３スラリー１″′が各々のパイプ２２から
スラリーのブールであるヘッドボックス（図示せず）に
吐出される。パイプから吐出された各スラリーは・多く
混合することなくヘッドボックス中を抄造網２４へ流さ
れ、各々サクションボックス２６′。

２６″および２６“′に吸引される。その際、ナクショ
ンボックス２６″の吸引力によって第２スラリー中の棒
状繊維が方向性を持ち、化学繊維などの比較的直線状の
均一な断面を持つ棒状繊維が網上のたい積層に突き刺る
ように、換言すれば、繊維の長手方向がその層の厚み方
向に配向するように吸引される。すなわち、本発明にお
ける、スラリー吸引流の方向と抄造網移動の方向とのな
す平均角度は、この装置では第２図に示すように長網の
移動方向とスラリーの移動方向Ａとの角度αに相当する
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の方法に使用することの
できる抄紙装置例を示す概要図である。 １・・・抄紙スラリー、２・・・供給パイプ、４・・・
ヘッドボックス、６・・・抄造用網、８・・・サクショ
ンボックス、１００１．多層翼、１２・・・湿シート、
１４・・・バイパス管、２０・・・凹凸ロール、２２・
・・供給ボックス、２４・・・抄造用網、２６・・・サ
クションボックス、２８・・・湿シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　濾過材の面方向において高密度部と低密度部とが散在
   し、かつ厚さ方向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ような密度勾配を有する
   とともに、被濾過流体の流れの上流側の濾過材の凹凸表
   面に繊維の起毛層が形成されている濾過材を製造するに
   あたって、次の工程を含むことを特徴とする濾過材の製
   造法。 （ａ）移動する抄造網の片面に繊維含有抄紙原料スラリ
   ーを供給するとともにその抄造網の他面から吸引し、そ
   の際に、スラリー吸引流の方向と抄造網移動の方向との
   なす平均角度をたい積層中の少なくとも一部の繊維が厚
   さ方向に配向するように設定して、抄造網上にたい積層
   を形成する工程 （ｂ）抄造網上に形成されたたい積層に、凹凸ロールを
   押し付けてその層表面に凹凸形状を設ける工程。