【実施例】
【0017】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
【0018】
〈実施例1〉
(1)濾材の製造方法
本実施例に係る濾材の製造方法は、散布工程(
図1における散布パートP2)と、拡散工程(
図1における拡散パートP3)と、を備える。
以下、本実施例では、
図1に示すように、濾紙層17A、ヒートシール層18A、不織布層1、ヒートシール層18B、濾紙層17Bの各層がこの順で積層されてなる濾材2を製造する方法について例示的に説明する。この濾材2は、流体フィルタ(オイルフィルタ)として利用される。
【0019】
上記散布工程は、帯状の不織布層1の上に、機能性粒子3を散布する工程である。この不織布層1は、濾紙層17A及びヒートシール層18Aとともに、長手方向D1に搬送される。この散布工程において、機能性粒子3の散布方法は特に限定されないが、例えば、後述する装置7における散布手段8を利用できる。また、この散布工程において、機能性粒子3は、不織布層1上にどのように散布されてもよいものの、特に長手方向D1と交差する帯状に散布されることが好ましい。
【0020】
上記機能性粒子3は、濾材2内に担持されることで、濾材に機能付与できる粒子である。具体的には、エンジンオイルの寿命を延ばす機能を有する粒子、エンジンオイル内の非吸着成分を吸着する多孔質粒子(活性炭粒子、多孔質セラミック粒子など)等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。機能性粒子3の大きさは特に限定されないが、平均粒径5μm〜1mm(好ましくは平均粒径10〜100μm)のものを用いることができる。尚、粒子の形状は特に限定されず、球状であってもよく、針状であってもよく、不定形状であってもよい。
【0021】
上記拡散工程は、拡散部材4を用いて、不織布層1上に散布された機能性粒子3を、不織布層1の内部まで拡散する工程である(
図1、
図2、
図4、
図5及び
図7参照)。この工程で用いる拡散部材4については、後述する本発明の濾材の製造装置7の拡散手段9及び拡散部材4において詳述する。
【0022】
本方法では、散布工程及び拡散工程以外にも他の工程を備えることができる。他の工程としては、
図1に示されるように、機能性粒子3が拡散された不織布層1上に、他の層(
図1におけるヒートシール層18B及び濾紙層17Bなど)を積層する積層工程(
図1における第2の積層パートP4)が挙げられる(
図1参照)。
更に、複層化された濾材2を一体的に接合する接合工程(
図1における接合パートP5)が挙げられる。具体的には、濾材接合手段19などを用いて、上述の接合層(ヒートシール層)を加熱・押圧し、濾材2を一体化する工程である。
【0023】
〈実施例2〉
(1)濾材の製造装置
本実施例2に係る濾材の製造装置7は、散布手段8と拡散手段9とを有する(
図1〜
図4参照)。
以下、本実施例では、
図1に示すように、濾紙層17A、ヒートシール層18A、不織布層1、ヒートシール層18B、濾紙層17Bの各層がこの順で積層されてなる濾材2を製造する装置について例示的に説明する。この濾材2は、流体フィルタ(オイルフィルタ)として利用される。
【0024】
本装置7では、第1の積層パートP1において、濾紙層17Aが供給手段20によってラインのテーブル23上に供給される。また、ヒートシール層18Aが供給手段21によって、上記濾紙層17A上に重ねて供給される。更に、不織布層1が供給手段22によって、上記濾紙層17A及び上記ヒートシール層18A上に重ねて供給される。即ち、第1の積層パートP1では、濾紙層17Aとヒートシール層18Aと不織布層1がこの順に積層された積層体が形成される。尚、上記ヒートシール層18Aは、
図4に示すように、濾紙層17Aの両側端部のみに積層されている。
このようにして形成された濾材2(第1の積層パートP1で形成された積層体)は、テーブル23の移動に伴い、ライン上を長手方向D1に搬送される。テーブル23の両側端には、濾材ガイド24が設けられており、搬送される濾材2の横ずれが防止されている(
図1及び
図4参照)。
【0025】
濾材2が、機能性粒子3の散布パートP2まで搬送されると、散布手段8によって、不織布1上に機能性粒子3が散布して供給される。散布手段8は、濾材2の不織布層1上に、機能性粒子3を散布する手段である(
図1、
図9及び
図10参照)。この散布手段8は、機能性粒子3を不織布層1上にどのように散布してもよいが、特に、長手方向D1と交差する帯状に散布することが好ましい(
図2参照)。
【0026】
具体的には、
図9及び
図10に示されるように、散布手段8には、機能性粒子3を収容する収容部10と、その下部に回転可能に配された回転体11と、が備えられている。
また、回転体11は、円柱形状をなし、その周面が、不織布層1と対向されるように不織布層1の上方に配置されている。更に、回転体11には、複数の凸部12が所定ピッチで形成されている。この凸部12は、長手方向D1と交差するように、回転体11の周面に凸条として形成されている。
【0027】
機能性粒子3は、回転体11の隣り合う凸部12間の凹部13に保持される。即ち、回転体11の周面に形成された2つの凸条に挟まれた凹条内に機能性粒子3が保持される。各凹部13は、所定ピッチで形成された凸部12間に挟まれているため、いずれの凹部13も同容積を有する。このため、各凹部13内に保持される機能性粒子3の量も略一定となる。即ち、回転体11の凹部13には、機能性粒子3が定量化されて保持されることとなる。
【0028】
また、収容部10の下端には開口14が形成されている。上述のように、回転体11の凹部13で定量化された機能性粒子3は、この凹部13に保持されて回転体11の回転に伴って、収容部10内に回転される。そして、機能性粒子3が保持された凹部13が、収容部10の下端の開口14に到達すると、この開口14から下方へ向かって散布されることとなる。上述のように、各凹部13に保持される機能性粒子3の量は略一定であることから、不織布層1上に散布される機能性粒子3の量も略一定となる。
このように、歯車様の回転体11を用いることで、簡便に機能性粒子3を定量化して散布でき、装置コストを抑制できる。また、凹部13が、長手方向D1に対して交差する凹条の形態であることによって、機能性粒子3を長手方向D1と交差する帯状に散布できる。
【0029】
上記回転体11の凸部12はどのようなピッチで備えられていてもよいが、例えば、中心角3.6〜36度のピッチで備えることができる。即ち、例えば、10〜100個の凸部12を備えることができる。
【0030】
また、散布手段8は、その回転体11の回転に伴って、下方から上方へ移動する側の回転体11の凸部12と向かい合うように壁部15Aを有する。また、壁部15Aは、回転体11の回転軸16と水平な位置よりも上側となるように備えている。即ち、下方から上方へ移動する側の回転体11の凸部12に向き合う壁部15Aは、回転体11の回転軸16に水平な位置より上側まで、凸部12に追従されている。この壁部15Aは、通常、上述の収容部10の一部として形成されているが、収容部10とは別体とすることもできる。
【0031】
このように、壁部15Aが、回転軸16の水平位置よりも上側まで、凸部12に向かい合っている場合には、機能性粒子3の逆流を防止できる。即ち、壁部15Aと凸部12との間隙から機能性粒子3が漏れ出ることを防止できる。これにより、機能性粒子3を正確に定量して散布できる。そして、濾材2内に担持される機能性粒子3の担持量のバラツキを小さくし、担持量の差異に起因する機能のバラツキを抑制できる。
壁部15Aの形成は、具体的には、回転軸16に水平な位置から、角度θ(
図10参照)が0度<θ<90度となるように備えることが好ましい。更には、10度≦θ≦80度となることが好ましく、特に30度≦θ≦70度が好ましい。
【0032】
一方、壁部15Aに対向された側には、壁部15Bを備える(
図9及び
図10参照)。即ち、壁部15Bは、回転体11の回転に伴って、上方から下方へ移動する側の回転体11の凸部12と向かい合う側の壁部である。
この壁部15Bは、壁部15Aと同様に、回転軸16と水平な位置よりも上側となるように備えてもよい。しかしながら、上述のように、壁部15Bでは、回転体11の凹部13に機能性粒子3が入り易いことが好ましい。このため、壁部15Bは、回転軸16と水平な位置まで備えるか、又は、回転軸16と水平な位置よりも下側となるように備えることが好ましい。即ち、壁部15Bは、回転軸16の水平位置よりも上側まで、凸部12に向かい合っていないことが好ましい。更に換言すれば、壁部15Bは、回転体11の回転軸16に水平な位置より上側で、凸部12から離間されていることが好ましい。
【0033】
このように、壁部15Bを、回転体11の回転軸16と水平な位置か、又は、回転体11の回転軸16と水平な位置よりも下側となるように備える場合には、機能性粒子3が凹部13へ入り込み易くできる。これにより、機能性粒子3の定量をより確実に行うことができる。
【0034】
機能性粒子3が不織布層1上に散布された濾材2は、拡散パートP3へと搬送される。拡散パートP3では、拡散手段7によって、不織布層1上に散布された機能性粒子3が拡散される。
拡散手段9は、機能性粒子3を不織布層1の内部まで拡散する手段である(
図2〜
図4参照)。拡散手段9は、板状の拡散部材4を備えている。そして、拡散部材4は、長手方向D1に延びる形態をなしている。更に、この板状の拡散部材4は、不織布層1上で立設するように配置される(
図2参照)。また、拡散部材4は、不織布層1と接する下端部に、不織布層1と摺動される凸部5と、不織布層1と摺動されない凹部6とを有する。これら凸部5と凹部6とは、拡散部材4の下端部において交互に配されている。
【0035】
このように、拡散部材4が凹部6を有することで、拡散部材4が移動する際に、機能性粒子3の全量を不織布層1の一端から他端へ一度に掃き動かすことがない。即ち、凹部6の軌跡下にある機能性粒子3は、不織布層1上に滞留させることができる。滞留された機能性粒子3は、その後、拡散部材4の復路において、即ち、不織布層1の他端から一端へ移動する際に、凸部5に捉えられて不織布層1上で掃き動かされる。
【0036】
このように本装置7では、不織布層1の搬送方向D1と、拡散部材4の動作方向D2とが交差される。更に、拡散部材4が凹部6を有する。これにより、本装置7では、機能性粒子3を、不織布層1の幅方向へ複雑な軌跡で掃き動かすことができる。結果として、機能性粒子3を、不織布層1の幅方向に十分に拡散できる。
更に、凸部5は不織布層1と摺動される構造となっているため、凸部5に捉えられた機能性粒子3は、不織布層1の表面に擦り込まれるように掃き動かされる。不織布層1は気孔率が高いものであるため、この動きによって、機能性粒子3を、その内部へ効率よく落とし込むことができる。従って、不織布層1の幅方向だけでなく、厚さ方向へも、機能性粒子3を十分に拡散できる。
【0037】
尚、拡散部材4において、凸部5及び凹部6は、
図3に示されるように、凸部5同士が同じ幅又は高さであってもよいが、異なる幅の凸部や、異なる高さの凸部を有してもよい。例えば、凸部5の高さは特に限定されないが、例えば、1〜10mm(特に3〜8mm)とすることができる。同様に、凹部6同士が同じ幅又は高さであってもよいが、異なる幅の凹部や、異なる高さの凹部を有してもよい。更に、凸部5の幅及び凹部6の幅は同じであってもよく、異なってもよい。
【0038】
また、
図3に示されるように、拡散部材4の凸部5は、長手方向D1の上流側及び下流側の両方の下端部が面取りされていることが好ましい。面取りによって、不織布層1に対する引っかかりを防止できる。また、機能性粒子3が、凸部5の下流端によって押し留められることを抑制できる。
【0039】
更に、
図8に示されるように、凸部5は、その長手方向D1の上流側と下流側とで異なる面取りがなされてもよい。具体的には、凸部5は下流側の下端15に対して、上流側の下端26でより多く面取りされていることが好ましい。上流側の下端26が多く面取りされた形態であることにより、搬送されてくる濾材2をよりスムーズに送ることができる。更に、機能性粒子3が、凸部5の下流端によって押し留められることを、より効果的に抑制できる。
【0040】
更に、本装置7の拡散パートP3では、
図4に示すように、脱落防止ガイド27をラインの側壁28に沿って配設できる。脱落防止ガイド27を備えることにより、拡散手段7の往復動作によって、機能性粒子3が不織布層1上から脱落することを防止できる。
更に、脱落防止ガイド27の先端からテーブル23までの高さが、濾材ガイド24の高さよりも小さい場合には、濾材2の両端を押さえ込むことができる。即ち、換言すれば、拡散部材4の摺動位置(凸部5の先端位置)よりも、脱落防止ガイド27の先端が下側に位置される場合には、濾材2の両端を押さえ込むことができる。このように、濾材2の両端を押さえ込んだ場合には、脱落防止ガイド27とテーブル23との狭い間隙に、濾材2の両端が挟まれて、機能性粒子3がその両端から脱落することを更に効果的に防止できる。
【0041】
このようにして、拡散パートP3において、機能性粒子3が、不織布層1内へと拡散されると、濾材2は、他層を積層する第2の積層パートP4へ送られる。第2の積層パートP4では、ヒートシール層18Bが供給手段29によって、これまでに得られた濾材2上に重ねて供給される。また、濾紙層17Bが供給手段30によって、不織布層1及びヒートシール層18B上に重ねて供給される。即ち、この第2の積層パートP4において、濾紙層17A、ヒートシール層18A、不織布層1、ヒートシール層18B、濾紙層17Bの合計5層がこの順に積層された積層体が形成される。
【0042】
第2の積層パートP4において、得られた積層体、即ち、濾材2は、更に、接合パートP5へ送られる。接合パートP5では、濾材2内に導入されたヒートシール層18A及び18Bを加熱して、濾材2の両端部を接合する。この接合により、濾材2を構成する各層は端部で一体化され、不織布層1内に拡散された機能性粒子3が濾材2から漏れ出ることが防止される。
【0043】
具体的には、濾材2は、接合手段19を用いて接合される。接合手段19は、
図11に示すように、濾材2の表裏の両側端で対向された2つの加熱ローラ31A及び31Bを備える。濾材2は、狭く対向された加熱ローラ31A及び31Bの間隙に挟まれて押圧されるとともに、加熱ローラ31A及び31Bによって加熱される。この加熱により、ヒートシール層18A及び18Bがシールとして機能され、濾材2の両端は一体的に接合される。このようにして、流体フィルタとしての濾材2が得られる。
【0044】
〈実施例3〉
以下に、実施例3に係る濾材の製造装置について説明するが、上記実施例2に係る濾材の製造装置と略同様の構成部位には同符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0045】
本実施例3に係る濾材の製造装置7は、実施例2に係る濾材の製造装置における拡散手段9の拡散部材4が、複数枚の板状部材4’を重ねた形態である点で相違する。複数枚の板状部材4’を重ねた形態である場合には、各々の板状部材4’は、互いに表裏で接していてもよいが、離間されることが好ましい(
図5〜
図7参照)。
【0046】
また、複数枚の板状部材4A、4B、4Cには、それぞれ凸部及び凹部が形成されていることが好ましい。そして、一の板状部材4Aの凸部5A及び凹部6Aと、それに隣り合った他の板状部材4Bの凸部5B及び凹部6Bとは、凸部同士(凸部5Aと凸部5Bと)が重ならず、凹部同士(凹部6Aと凹部6Bと)が重ならない配置であることが好ましい(
図6参照)。
より具体的には、拡散手段9がその往復動作される際の移動方向において、隣り合う板状部材4Aと4B同士、それらの凸部の軌跡が一致しないことが好ましい。また、それらの凹部の軌跡が一致しないことが好ましい。即ち、隣り合った板状部材4A、4B、4C同士の凹凸の位相が異なっていることが好ましい。
【0047】
上述のように、本装置7において板状部材4’(4A、4B、4C)同士が、離間されて重ねられた形態であり、更に、凸部同士5Aと5Bが重ならず、凹部同士6Aと6Bが重ならない形態である場合(
図6参照)には、不織布層1内へ機能性粒子3を更に効果的に拡散できる。即ち、拡散手段9が、1枚の拡散部材4のみからなる場合(
図2参照)に比べて、3枚の板状部材4’(4A、4B、4C)が重ねられた形態(
図5及び
図6参照)では、機能性粒子3に対して、更に複雑な動きを与えることができる。
【0048】
また、1枚構成の拡散手段9(
図2参照)と同様に、3枚構成の拡散手段9(
図5及び
図6)においても、各板状部材4’(4A、4B、4C)の各凸部(5A及び5B)及び各凹部6A及び6Bは、各々同じ幅又は同じ高さであってもよいし、異なる幅又は異なる高さであってもよい。
更に、板状部材4’(4A、4B、4C)同士がその間に、間隙32を有する場合、板状部材4’の厚さL
1に対して、間隙32の幅L
2は、0.5≦L
2/L
1≦2とすることができる。より具体的には、間隙32の幅L
2は、例えば、1〜5mm(特に2〜3mm)とすることができる。
【0049】
更に、1枚構成の拡散手段9(
図2参照)と同様に、3枚構成の拡散手段9(
図5及び
図6)においても、板状部材4’(4A、4B、4C)の凸部5は、長手方向D1の上流側及び下流側の両方において、その下端が面取りされていることが好ましい(
図3参照)。また、板状部材4’における凸部5は、その長手方向D1の上流側と下流側とで異なる形態の面取りをすることができる。具体的には、凸部5は下流側の下端25に対して、上流側の下端26でより多く面取りされていることが好ましい(
図8参照)。
【0050】
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
即ち、実施例1〜3では、散布手段8は、その収容部10内に、加振手段を備えることができる。加振手段を備える場合には、収容部10内に貯留された機能性粒子3に振動を与えて、回転体11の凹部13にスムーズに機能性粒子3が充填することができる。
【0051】
また、実施例1〜3では、散布手段8が備える回転体11の凸部12の先端の角部が鈍角となるようにすることができる。これにより、機能性粒子3による粉残りを防止できる。
【0052】
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。