燃料フィルタ用濾材
【課題】燃料フィルタ用の濾材として、濾過効率と濾過寿命に優れたものを提供することを目的とする。
【解決手段】燃料フィルタ用濾材は、燃料の流れ方向において上流側に配置される粗層と、該粗層よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層と、が積層されてなる粗密の２層構造となっている。そして、密層は、繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含むとともに、繊維中において叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残りを未叩解有機繊維が占める濾紙となっている。
【解決手段】燃料フィルタ用濾材は、燃料の流れ方向において上流側に配置される粗層と、該粗層よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層と、が積層されてなる粗密の２層構造となっている。そして、密層は、繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含むとともに、繊維中において叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残りを未叩解有機繊維が占める濾紙となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗層と密層を積層してなる２層構造の燃料フィルタ用濾材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粗層と密層を積層してなる２層構造のフィルタ用濾材が開示されている。
【０００３】
このフィルタ用濾材（フィルタエレメント）は、流入側の層と流出側の層の２層を有しており、濾過精度が流れ方向において増大するように、流入側の層の方が流出側の層よりも目が粗く形成されている。すなわち、流入側の層が濾目の粗い粗層、流出側の層が粗層よりも濾目の細かい密層となっている。そして、流れ方向において、先ず大きな異物を粗層で捕捉し、粗層を通過した小さな異物を密層で捕捉することで、所定の濾過効率を確保しつつ、濾過寿命を向上するようにしている。
【０００４】
また、上記フィルタ用濾材では、密層として、セルロース含有の濾紙を採用しており、ポリエステルやガラス繊維などの合成繊維を５０％まで有しても良い点が記載されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、天然繊維を叩解し、ろ水度（フリーネス）を５００ｍｌ以下にフィブリル化した繊維を１０重量％〜４０重量％、フィブリル化していないセルロース繊維を９０重量％〜６０重量％として混抄し、抄造してなる燃料用フィルタ用濾材（燃料フィルタ）が開示されている。また、フィブリル化していない繊維として、木材パルプなどのセルロース繊維だけでなく、レーヨンやポリエステルなどの有機繊維を用いても良い点も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５２３５６２号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンへ燃料を送る経路の途中に設けられる燃料フィルタの濾材として適用する場合、特許文献１に示されるフィルタ用濾材では、パルプなどのセルロース繊維や合成繊維により形成される密層（濾紙）の濾目が大きいので、１０μｍ未満の砂などの異物を効果的に捕捉することができず、濾過効率が不十分である。このように、２層構造の燃料フィルタ用濾材においては、濾目の細かい密層側の構成が濾過効率の点で特に重要である。
【０００８】
特許文献２に示されるフィルタ用濾材では、フィブリル化した繊維を用いるものの、大部分がフィブリル化していない繊維であるため、濾紙の濾目が大きく、１０μｍ未満の砂などの異物を効果的に捕捉することができない。なお、フィブリル化した繊維の混抄率を高くする（６０％を超えて混抄率を高める）ことで、濾過効率を高めることも考えられるが、単に混抄率を高めるだけでは、濾紙による圧力損失が高まってしまう（流体の通過抵抗が過大となる）。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、燃料フィルタ用の濾材として、濾過効率と濾過寿命に優れたものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の燃料フィルタ用濾材は、先ず、燃料の流れ方向において上流側に配置される粗層と、該粗層よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層と、が積層されてなる粗密の２層構造となっている。これにより、流れ方向において、先ず大きな異物を粗層で捕捉し、粗層を通過した小さな異物を密層で捕捉することができる。したがって、単層構造の濾材に比べて、濾過効率を確保しつつ、濾過寿命を向上（換言すれば捕捉容量を増大）することができる。
【００１１】
また、密層は、繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含むとともに、繊維中において叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残りを未叩解有機繊維が占める濾紙となっている。叩解繊維のろ水度が１２０ｍｌ未満であると、表面の毛羽立った部分を除く繊維の本体部分（骨格繊維）の直径が細くなりすぎて、抄紙する（濾紙を形成する）のが困難となる。一方、ろ水度が１８０ｍｌを超えると、表面の毛羽立った部分の割合が少ないため、燃料フィルタ用の濾紙として濾過効率が不十分となる。また、未叩解有機繊維の繊維直径を上記した範囲内とし、叩解繊維と未叩解有機繊維の配合比を上記したようにすると、上記したろ水度の範囲において、濾過効率を向上しつつ、密層（濾紙）による圧力損失を抑制して濾過寿命を向上することができる。この点については、本発明者の鋭意検討により明らかとなっている。このような密層を採用することで、請求項１に係る燃料フィルタ用濾材は、濾過効率と濾過寿命に優れたものとなっている。
【００１２】
なお、密層を構成する繊維として、ガラス繊維や金属繊維を含んでいないので、これら繊維のように、繊維中の金属成分が溶出して燃料中の酸と反応し、金属塩（デポジット）がインジェクタ等の噴射系部品の摺動部などに付着して作動不良を引き起こす恐れも無い。
【００１３】
請求項２に記載のように、断面形状が、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径が略等しい形状とされた未叩解有機繊維を採用することが好ましい。断面が扁平形状、換言すれば互いに直交する２方向の外径の差が大きい形状、の未叩解有機繊維を採用した場合、２方向の外径が略等しい形状とされた未叩解有機繊維に比べて、圧力損失が大きくなる。特に、一方向の外径が上記範囲内であっても他方向の外径が上記範囲の上限（１３μｍ）を超えたり下限（８μｍ）未満であると、圧力損失が大きくなる。したがって、上記構成とすると、密層（濾紙）による圧力損失を抑制し、ひいては濾過寿命を伸長させることができる。具体的には、請求項３に記載のように、断面円形の未叩解有機繊維を採用すると良い。
【００１４】
請求項４に記載のように、粗層は繊維として有機繊維のみを含む濾紙であり、粗層及び密層は、含浸樹脂により一体化された構成とすることが好ましい。これによれば、粗層と密層をともに抄紙工程にて形成することができるので、製造工程を簡素化し、ひいては製造コストを低減することもできる。また、粗層も、繊維として有機繊維のみを含むので、濾材全体で、金属塩の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】フィルタエレメントの概略構成を示す断面図である。
【図２】ろ水度と濾過効率との関係を示す図である。
【図３】叩解繊維配合率と濾過効率との関係を示す図である。
【図４】叩解繊維配合率と圧力損失との関係を示す図である。
【図５】ポリエステル繊維径と濾過効率との関係を示す図である。
【図６】ポリエステル繊維径と圧力損失との関係を示す図である。
【図７】断面扁平形状の未叩解有機繊維を用いた密層の概略構成を示す断面図である。
【図８】断面扁平形状の未叩解有機繊維を用いた密層の概略構成を示す断面図である。
【図９】断面円形の未叩解有機繊維を用いた密層の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１に示すフィルタエレメント１０は、特許請求の範囲に記載の燃料フィルタ用濾材に相当し、燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンへ燃料を供給する経路（燃料配管）の途中に設置された燃料フィルタ（燃料濾過装置）の一部をなすものである。具体的には、樹脂などからなる図示しないハウジング内に、異物を濾過する濾材としてのフィルタエレメント１０が収納されて、燃料フィルタが構成されている。したがって、フィルタエレメント１０の原材料としては、耐油性に優れたものであることが前提条件となる。なお、本実施形態では、上記した燃料が軽油、エンジンがディーゼルエンジンであり、フィルタエレメント１０が、ディーゼル用の濾材となっている。
【００１７】
このフィルタエレメント１０は、燃料の流れ方向（図中矢印方向）において、上流側に配置される粗層１１と、該粗層１１よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層１２と、が積層されてなる粗密の２層構造となっている。このような粗密２層構造のフィルタエレメント１０を採用すると、流れ方向において、先ず大きな異物（例えば粒径１０μｍ以上の砂）を粗層１１で捕捉し、粗層１１を通過した小さな異物（例えば粒径１０μｍ未満の砂）を密層１２で捕捉することができる。したがって、単層構造の濾材に比べて、濾過効率を確保しつつ、濾過寿命を向上（換言すれば捕捉容量を増大）することができる。
【００１８】
粗層１１は、少なくとも、その濾目が密層１２よりも粗ければ良い。原材料として、パルプなどの天然繊維や、ポリエステルなどの化学繊維、またはそれらを配合したものを用い、これによる不織布、濾紙などを採用することができる。好ましくは、原材料としてガラス繊維や金属繊維などの金属成分を含まず、繊維として有機繊維のみを含む構成を採用すると良い。これにより、燃料中に金属成分（例えばガラス中のＮａ）が溶出して金属塩を生成し、この金属塩がインジェクタの摺動部分に付着して作動不良を引き起こす不具合が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
本実施形態では、粗層１１として、直径１０〜５０μｍの断面扁平形状、具体的には互いに直交する２方向において、一方が１０μｍ、他方が５０μｍの断面長方形、を有する木材パルプと、直径３〜５μｍの断面略円形状（略真円形状）を有するポリエステルとを、木材パルプが約２５重量％、ポリエステルが残り（約７５重量％）を占めるように配合してなる濾紙を採用している。また、濾紙には、フェノール樹脂などの樹脂が含浸されており、これにより、粗層１１（濾紙）が補強されるとともに、密層１２と一体化されている。なお、粗層１１として不織布を採用した場合には、周知の方法、例えばエンボス加工法やラミネート加工法により、密層１２と一体化される。
【００２０】
密層１２は、その濾目が粗層１１よりも細かい濾紙であり、その構成に特徴がある。具体的には、濾紙を構成する繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含んでいる。そして、繊維中において叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残り（３０重量％〜１５重量％）を未叩解有機繊維が占めている。すなわち、原材料としてガラス繊維や金属繊維などの金属成分を含まず、繊維として有機繊維のみを含むので、金属塩による不具合が生じるのを抑制することができる構成となっている。
【００２１】
ここで、セルロース繊維としては、パルプなどの天然繊維、レーヨンなどの化学繊維（再生繊維）のいずれでも良い。セルロース繊維は、フィブリル（小繊維）が多数集まってできた束であり、セルロース繊維にすり潰すような力を加え、これにより小繊維の一部が摩擦作用で表面に現れて毛羽立ちささくれた状態がフィブリル化した状態である。この小繊維の部分が、セルロース繊維の本体部分（毛羽立たずに束として残っている部分）及び未叩解有機繊維からなる骨格繊維に対して略均一に分散して絡みついており、これにより密層１２は、微細な濾目と所定の空隙とを立体的に有している。
【００２２】
また、ろ水度（フリーネス）とは、ＪＩＳ Ｐ８１２１で規定されるろ水度試験方法のうち、カナダ標準ろ水度試験機による測定結果である。未叩解有機繊維としては、叩解処理（フィブリル化）されていない有機繊維であれば、天然繊維、化学繊維のいずれでも良いが、叩解繊維の原料であるセルロース繊維よりも、引っ張り強さなど物理的特性に優れた化学繊維（例えばポリエステル繊維）を採用すると、密層１２（濾紙）の耐久性などを向上することができる。
【００２３】
本実施形態では、密層１２として、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するレーヨンを叩解し、ろ水度１５０ｍｌにフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するポリエステル（より具体的にはＰＥＴ）とを、叩解繊維が約８０重量％、ポリエステルが残り（約２０重量％）を占めるように配合してなる、通過粒子径５μｍ未満の濾紙を採用している。また、濾紙には、フェノール樹脂などの樹脂が含浸されており、これにより、密層１２（濾紙）が補強されるとともに、上記のごとく粗層１１と一体化されている。
【００２４】
このように、本実施形態では、フィルタエレメント１０を構成する粗層１１及び密層１２がいずれも濾紙であり、粗層１１と密層１２とが含浸樹脂により一体化された構成となっている。したがって、粗層１１と密層１２をともに抄紙工程にて形成、具体的には、抄紙して密層１２を形成し、密層１２上に抄紙により粗層１１を形成することができるので、製造工程を簡素化し、ひいては製造コストを低減することもできる。また、いずれも濾紙であるため、不織布に比べて、所定形状（例えば周知の菊花形状など）に折り曲げ加工しやすいという利点もある。
【００２５】
次に、密層１２を上記構成としたことによる効果について説明する。なお、以下において、濾過効率の測定では、ＩＳＯ１９４３８で規定される試験方法を用いており、濾過面積４５ｃｍ２、流量０．５Ｌ／ｍｉｎ、試験用ダストをＩＳＯ１２１０３−Ａ３、上流側のダスト濃度を１０ｍｇ／Ｌとした。また、圧力損失の測定は、濾過面積５３０ｃｍ２、流量０．６Ｌ／ｍｉｎ、試験油をＪＩＳ２号軽油、温度３８℃とした。また、叩解繊維としては、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するレーヨンを叩解し、フィブリル化したものを用い、未叩解有機繊維としては、断面略円形状を有するポリエステルを用いた。そして、密層１２（濾紙）の厚さ（流れ方向）を０．２５ｍｍとした。
【００２６】
図２は、繊維として叩解繊維のみを含む濾紙について上記濾過効率の測定を行い、それにより得られたろ水度と濾過効率との関係（所謂５μｍ効率）を示す図である。図２に示すように、ろ水度１５０ｍｌ，１８０ｍｌではともに濾過効率が１００％であるのに対し、ろ水度が１８０ｍｌを超え、且つ、大きくなるほど（図中において、２００ｍｌ，２１０ｍｌ，２４０ｍｌ）、濾過効率が低下することが明らかとなった。これは、ろ水度が１８０ｍｌを超えると、燃料用の濾材として、密層１２における叩解繊維の叩解度合いが十分でない、すなわち濾目を細かくする役割を果たす小繊維の部分が少ない、ためであると考えられる。
【００２７】
しかしながら、ろ水度が小さくなると、小繊維の部分（毛羽立った部分）の割合が増える反面、セルロース繊維の本体部分（毛羽立たずに残った部分）の直径が細くなる。すなわち、骨格繊維が細くなる。本発明者が確認したところ、ろ水度が１２０ｍｌを下回ると、抄紙する（濾紙を形成する）のが困難となった。以上に基づき、本実施形態では、叩解繊維の叩解度合いを、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内としている。このように、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維を用いると、密層１２として濾紙を採用することができ、且つ、濾過効率を向上することができる。
【００２８】
なお、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した状態の叩解繊維において、本体部分（骨格繊維）の部分の直径を確認したところ、１０〜１１μｍであった。したがって、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維とは、換言すれば、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するレーヨンを、本体部分の直径が１０〜１１μｍ残るように叩解処理してなる叩解繊維ということもできる。なお、木材パルプの直径は、一般的に１０μｍ〜５０μｍであるので、上記本体部分の直径１０〜１１μｍとは、木材パルプの直径の範囲内とも言える。このような本体部分の直径とすることで、本体部分が骨格繊維としての役割を果たし、後述するように、叩解繊維の配合率を高く（７０重量％以上）とすることができるものと考えられる。
【００２９】
図３は、叩解繊維とポリエステルとの配合比率（配合率）を変えた濾紙を種々用意して上記濾過効率の測定を行い、それにより得られた叩解繊維の配合率と濾過効率との関係（所謂５μｍ効率）を示す図である。なお、ポリエステルとしては、繊維直径約１３μｍのものを用いた。また、図３では、ろ水度が上限値である１８０ｍｌの場合の結果を示している。図３に示すように、叩解繊維の配合率が７０重量％以上であると（図中において、７０重量％，８０重量％，１００重量％）、濾過効率が１００％であるのに対し、配合率が７０重量％を下回り、且つ、低くなるほど（図中において、６０重量％，５０重量％，３５重量％）、濾過効率が低下することが明らかとなった。これは、叩解繊維の配合率が７０重量％未満であると、燃料用の濾材として、濾目を細かくする役割を果たす小繊維の部分（叩解繊維）が少ないためであると考えられる。
【００３０】
なお、本発明者がろ水度１２０ｍｌ，１５０ｍｌについてもそれぞれ確認したところ、ろ水度が小さいほど、濾過効率１００％を達成するのに必要な、叩解繊維の配合率が低くなった。すなわち、ろ水度１２０ｍｌ，１５０ｍｌでも、叩解繊維の配合率が７０重量％であれば濾過効率が１００％であった。以上に基づき、本実施形態では、叩解繊維の配合率を、７０重量％以上としている。これによれば、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内において、濾過効率１００％を確保することができる。
【００３１】
一方、図４では、叩解繊維の配合率と圧力損失との関係を示している。この圧力損失の測定では、ポリエステルとして、濾過効率の測定同様、繊維直径約１３μｍのものを用いた。また、図４では、ろ水度の上限値である１８０ｍｌの場合の結果を示している。図４に示すように、叩解繊維の配合率が、８５重量％以下（図中において、８５重量％，７５重量％，６５重量％）では圧力損失が低い値（０．２５ｋＰａ前後）で安定し、８５重量％超える（図中において、９０重量％，１００重量％）と、配合率の上昇に伴う圧力損失の変化量（増加量）が、８５重量％以下に比べて顕著に大きくなることが明らかとなった。これは、叩解繊維の配合率が８５重量％を超えると、濾目を細かくする役割を果たす小繊維の部分（叩解繊維）が多くなり、濾紙における空隙が減少するためであるものと考えられる。
【００３２】
なお、本発明者がろ水度１２０ｍｌ，１５０ｍｌについてもそれぞれ確認したところ、ろ水度が小さいほど圧力損失の値は大きくなるものの、図４同様、８５重量％を超えると、配合率の上昇に伴う圧力損失の変化量（増加量）が、８５重量％以下に比べて顕著に大きくなるとの結果が得られた。以上に基づき、本実施形態では、叩解繊維の配合率を、８５重量％以下としている。これによれば、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内において、圧力損失を抑制（低い値で安定化）し、ひいては濾過寿命を向上することができる。
【００３３】
図５は、叩解繊維と混抄されるポリエステルの、繊維直径を変えた濾紙を種々用意して上記濾過効率の測定を行い、それにより得られたポリエステル繊維径と濾過効率との関係（所謂５μｍ効率）を示す図である。なお、図５では、叩解繊維のろ水度が上限値である１８０ｍｌ、叩解繊維とポリエステルの配合比が７０：３０（叩解繊維の配合率の下限）の場合の結果を示している。図５に示すように、ポリエステル繊維の直径が８μｍ，１３μｍでは濾過効率が１００％であり、１８μｍでは１００％を若干下回る程度（約９９．５％）であり、１８μｍを超えると、濾過効率が急激に低下する（２５μｍで約９６．５％，４０μｍで約９０．５％）ことが明らかとなった。これは、ポリエステル繊維径が１３μｍ、特に１８μｍを超えると、骨格繊維としてのポリエステル繊維が太いため、略均一に分散して絡みつくための小繊維の部分が不足気味となるためであると考えられる。
【００３４】
なお、本発明者がその他の配合比（例えば叩解繊維とポリエステルの配合比が８５：１５）についてもそれぞれ確認したところ、叩解繊維の配合率が高いほど、濾過効率１００％を達成するのに必要な、ポリエステル繊維径が太くなった。すなわち、配合比８５：１５でも、繊維径が１３μｍであれば濾過効率が１００％であった。以上に基づき、本実施形態では、ポリエステルの繊維径を１３μｍ以下としている。これによれば、叩解繊維の配合率７０重量％以上８５重量％以下の範囲において、濾過効率１００％を確保することができる。
【００３５】
一方、図６では、ポリエステル繊維径と圧力損失との関係を示している。この圧力損失の測定では、ろ水度１８０ｍｌの叩解繊維を用いた。また、図６は、叩解繊維とポリエステルとの配合比が８５：１５の場合の結果を示している。図６に示すように、ポリエステルの繊維径が８μｍ以上（図中において、８μｍ，１３μｍ，１８μｍ，２５μｍ，４０μｍ）では圧力損失が低い値（０．２５ｋＰａ前後）で安定し、８μｍを下回ると、圧力損失の変化量（増加量）が、８μｍ以上に比べて顕著に大きくなることが明らかとなった。なお、図６において、ポリエステル繊維径０μｍの圧力損失値は、叩解繊維１００重量％のデータである。これは、ポリエステルの繊維径が８μｍを下回ると、骨格繊維自体が細いため、濾紙における空隙が減少するためであるものと考えられる。
【００３６】
なお、本発明者がその他の配合比（例えば叩解繊維とポリエステルの配合比が７０：３０）についても確認したところ、叩解繊維の配合率が低いほど圧力損失の値は小さくなるものの、図６同様、８μｍを下回ると、繊維径の細化に伴う圧力損失の変化量（増加量）が、８μｍ以下に比べて顕著に大きくなるとの結果が得られた。以上に基づき、本実施形態では、ポリエステルの繊維径を、８μｍ以上としている。これによれば、叩解繊維の配合率７０重量％以上８５重量％以下の範囲において、圧力損失を抑制（低い値で安定化）し、ひいては濾過寿命を向上することができる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００３８】
本実施形態では、燃料を軽油としているが、軽油に限定されるものではない。他の種類の液体燃料、たとえばガソリン、メタノールなどのアルコール系燃料、ガソリンとメタノールの混合液等に適用しても良い。
【００３９】
本実施形態では、未叩解有機繊維として、ポリエステル（具体的にはＰＥＴ）を用いる例を示した。しかしながら、例えばＰＢＴなどのＰＥＴ以外のポリエステルや、ポリエステル以外の有機繊維（ＰＡやパルプなど）を採用することもできる。また、未叩解有機繊維の断面形状も、円形状に限定されるものではない。例えば矩形状やその他多角形状などを採用することもできる。しかしながら、本発明者が、断面形状が扁平形状、すなわち、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径の差が大きい形状（１０μｍ×５０μｍ）の木材パルプを用いて、圧力損失を測定したところ、叩解繊維のろ水度１８０ｍｌ、叩解繊維とポリエステルとの配合比が８０：２０において、圧力損失が０．４ｋＰａであった。これに対し、断面円形状のポリエステルでは、同条件で圧力損失が０．２５ｋＰａ程度であった。このように、未叩解有機繊維の断面形状も、圧力損失（濾過寿命）に影響を及ぼすものと考えられる。
【００４０】
以下に、その理由を図７〜図９を用いて説明する。なお、図７〜図９では、叩解繊維１３と未叩解有機繊維１４とを区別するために、未叩解有機繊維のみにハッチングを施している。また、叩解繊維１３のうち、符号１３ａは毛羽立った部分（小繊維）、符号１３ｂは骨格繊維をなす本体部分を示しており、各断面図中では、小繊維１３ａが本体部分１３ｂと分離しているように図示しているが、実際は、小繊維１３ａが本体部分１３ｂの表面で毛羽立っている。図７及び図８は比較例であり、図９は上記した本実施形態の構成である。図７〜図９の白抜き矢印は、燃料の流れ方向を示している。
【００４１】
未叩解有機繊維１４の断面形状が、扁平形状であり、且つ、互いに直交する２方向の外径のうち、一方が８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内、他方が１３μｍを超える場合（例えば１０μｍ×５０μｍ）、図７に示すように、未叩解繊維１４によって燃料の流れが妨げられ、上記した結果のごとく圧力損失が高くなるものと考えられる。一方、未叩解有機繊維１４の断面形状が、扁平形状であり、且つ、互いに直交する２方向の外径のうち、一方が８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内、他方が８μｍを下回る場合（例えば２μｍ×８μｍ）、図８に示すように、叩解繊維１３の本体部分１３ｂ及び未叩解有機繊維１４の骨格繊維が作る空隙が小さくなり、この空隙に配置される小繊維１３ａの割合が多くなる。すなわち、濾目が小さくなり過ぎて、圧力損失が高くなるものと考えられる。これに対し、本実施形態のように、互いに直交する２方向の外径が略等しい断面形状、好ましくは断面円形状の未叩解有機繊維１４を用いると、図９に示すように、未叩解有機繊維１４が燃料の流れに対して過大な抵抗とならず、また濾目が小さくなりすぎることもない、さらには所定の大きさを持った空隙が均一に分散するので、圧力損失を抑制することができるものと考えられる。なお、比較例として、互いに直交する２方向の外径のうち、一方が８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内で他方が範囲外の例を示したが、２方向の外径がともに８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内であり、且つ、外径差の大きい断面扁平形状の未叩解有機繊維１４を採用した場合にも、上記した理由により、少なからず圧力損失が高くなるものと考えられる。したがって、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径が略等しい断面形状の未叩解有機繊維１４を用いることが好ましい。これによれば、密層１２（濾紙）による圧力損失を抑制し、ひいては濾過寿命を伸長させることができる。具体的には、本実施形態に示したように、断面円形の未叩解有機繊維を採用すると良い。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・燃料フィルタエレメント（燃料フィルタ用濾材）
１１・・・粗層
１２・・・密層
１３・・・叩解繊維
１３ａ・・・小繊維
１４・・・未叩解有機繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗層と密層を積層してなる２層構造の燃料フィルタ用濾材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粗層と密層を積層してなる２層構造のフィルタ用濾材が開示されている。
【０００３】
このフィルタ用濾材（フィルタエレメント）は、流入側の層と流出側の層の２層を有しており、濾過精度が流れ方向において増大するように、流入側の層の方が流出側の層よりも目が粗く形成されている。すなわち、流入側の層が濾目の粗い粗層、流出側の層が粗層よりも濾目の細かい密層となっている。そして、流れ方向において、先ず大きな異物を粗層で捕捉し、粗層を通過した小さな異物を密層で捕捉することで、所定の濾過効率を確保しつつ、濾過寿命を向上するようにしている。
【０００４】
また、上記フィルタ用濾材では、密層として、セルロース含有の濾紙を採用しており、ポリエステルやガラス繊維などの合成繊維を５０％まで有しても良い点が記載されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、天然繊維を叩解し、ろ水度（フリーネス）を５００ｍｌ以下にフィブリル化した繊維を１０重量％〜４０重量％、フィブリル化していないセルロース繊維を９０重量％〜６０重量％として混抄し、抄造してなる燃料用フィルタ用濾材（燃料フィルタ）が開示されている。また、フィブリル化していない繊維として、木材パルプなどのセルロース繊維だけでなく、レーヨンやポリエステルなどの有機繊維を用いても良い点も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５２３５６２号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンへ燃料を送る経路の途中に設けられる燃料フィルタの濾材として適用する場合、特許文献１に示されるフィルタ用濾材では、パルプなどのセルロース繊維や合成繊維により形成される密層（濾紙）の濾目が大きいので、１０μｍ未満の砂などの異物を効果的に捕捉することができず、濾過効率が不十分である。このように、２層構造の燃料フィルタ用濾材においては、濾目の細かい密層側の構成が濾過効率の点で特に重要である。
【０００８】
特許文献２に示されるフィルタ用濾材では、フィブリル化した繊維を用いるものの、大部分がフィブリル化していない繊維であるため、濾紙の濾目が大きく、１０μｍ未満の砂などの異物を効果的に捕捉することができない。なお、フィブリル化した繊維の混抄率を高くする（６０％を超えて混抄率を高める）ことで、濾過効率を高めることも考えられるが、単に混抄率を高めるだけでは、濾紙による圧力損失が高まってしまう（流体の通過抵抗が過大となる）。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、燃料フィルタ用の濾材として、濾過効率と濾過寿命に優れたものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の燃料フィルタ用濾材は、先ず、燃料の流れ方向において上流側に配置される粗層と、該粗層よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層と、が積層されてなる粗密の２層構造となっている。これにより、流れ方向において、先ず大きな異物を粗層で捕捉し、粗層を通過した小さな異物を密層で捕捉することができる。したがって、単層構造の濾材に比べて、濾過効率を確保しつつ、濾過寿命を向上（換言すれば捕捉容量を増大）することができる。
【００１１】
また、密層は、繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含むとともに、繊維中において叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残りを未叩解有機繊維が占める濾紙となっている。叩解繊維のろ水度が１２０ｍｌ未満であると、表面の毛羽立った部分を除く繊維の本体部分（骨格繊維）の直径が細くなりすぎて、抄紙する（濾紙を形成する）のが困難となる。一方、ろ水度が１８０ｍｌを超えると、表面の毛羽立った部分の割合が少ないため、燃料フィルタ用の濾紙として濾過効率が不十分となる。また、未叩解有機繊維の繊維直径を上記した範囲内とし、叩解繊維と未叩解有機繊維の配合比を上記したようにすると、上記したろ水度の範囲において、濾過効率を向上しつつ、密層（濾紙）による圧力損失を抑制して濾過寿命を向上することができる。この点については、本発明者の鋭意検討により明らかとなっている。このような密層を採用することで、請求項１に係る燃料フィルタ用濾材は、濾過効率と濾過寿命に優れたものとなっている。
【００１２】
なお、密層を構成する繊維として、ガラス繊維や金属繊維を含んでいないので、これら繊維のように、繊維中の金属成分が溶出して燃料中の酸と反応し、金属塩（デポジット）がインジェクタ等の噴射系部品の摺動部などに付着して作動不良を引き起こす恐れも無い。
【００１３】
請求項２に記載のように、断面形状が、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径が略等しい形状とされた未叩解有機繊維を採用することが好ましい。断面が扁平形状、換言すれば互いに直交する２方向の外径の差が大きい形状、の未叩解有機繊維を採用した場合、２方向の外径が略等しい形状とされた未叩解有機繊維に比べて、圧力損失が大きくなる。特に、一方向の外径が上記範囲内であっても他方向の外径が上記範囲の上限（１３μｍ）を超えたり下限（８μｍ）未満であると、圧力損失が大きくなる。したがって、上記構成とすると、密層（濾紙）による圧力損失を抑制し、ひいては濾過寿命を伸長させることができる。具体的には、請求項３に記載のように、断面円形の未叩解有機繊維を採用すると良い。
【００１４】
請求項４に記載のように、粗層は繊維として有機繊維のみを含む濾紙であり、粗層及び密層は、含浸樹脂により一体化された構成とすることが好ましい。これによれば、粗層と密層をともに抄紙工程にて形成することができるので、製造工程を簡素化し、ひいては製造コストを低減することもできる。また、粗層も、繊維として有機繊維のみを含むので、濾材全体で、金属塩の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】フィルタエレメントの概略構成を示す断面図である。
【図２】ろ水度と濾過効率との関係を示す図である。
【図３】叩解繊維配合率と濾過効率との関係を示す図である。
【図４】叩解繊維配合率と圧力損失との関係を示す図である。
【図５】ポリエステル繊維径と濾過効率との関係を示す図である。
【図６】ポリエステル繊維径と圧力損失との関係を示す図である。
【図７】断面扁平形状の未叩解有機繊維を用いた密層の概略構成を示す断面図である。
【図８】断面扁平形状の未叩解有機繊維を用いた密層の概略構成を示す断面図である。
【図９】断面円形の未叩解有機繊維を用いた密層の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１に示すフィルタエレメント１０は、特許請求の範囲に記載の燃料フィルタ用濾材に相当し、燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンへ燃料を供給する経路（燃料配管）の途中に設置された燃料フィルタ（燃料濾過装置）の一部をなすものである。具体的には、樹脂などからなる図示しないハウジング内に、異物を濾過する濾材としてのフィルタエレメント１０が収納されて、燃料フィルタが構成されている。したがって、フィルタエレメント１０の原材料としては、耐油性に優れたものであることが前提条件となる。なお、本実施形態では、上記した燃料が軽油、エンジンがディーゼルエンジンであり、フィルタエレメント１０が、ディーゼル用の濾材となっている。
【００１７】
このフィルタエレメント１０は、燃料の流れ方向（図中矢印方向）において、上流側に配置される粗層１１と、該粗層１１よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層１２と、が積層されてなる粗密の２層構造となっている。このような粗密２層構造のフィルタエレメント１０を採用すると、流れ方向において、先ず大きな異物（例えば粒径１０μｍ以上の砂）を粗層１１で捕捉し、粗層１１を通過した小さな異物（例えば粒径１０μｍ未満の砂）を密層１２で捕捉することができる。したがって、単層構造の濾材に比べて、濾過効率を確保しつつ、濾過寿命を向上（換言すれば捕捉容量を増大）することができる。
【００１８】
粗層１１は、少なくとも、その濾目が密層１２よりも粗ければ良い。原材料として、パルプなどの天然繊維や、ポリエステルなどの化学繊維、またはそれらを配合したものを用い、これによる不織布、濾紙などを採用することができる。好ましくは、原材料としてガラス繊維や金属繊維などの金属成分を含まず、繊維として有機繊維のみを含む構成を採用すると良い。これにより、燃料中に金属成分（例えばガラス中のＮａ）が溶出して金属塩を生成し、この金属塩がインジェクタの摺動部分に付着して作動不良を引き起こす不具合が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
本実施形態では、粗層１１として、直径１０〜５０μｍの断面扁平形状、具体的には互いに直交する２方向において、一方が１０μｍ、他方が５０μｍの断面長方形、を有する木材パルプと、直径３〜５μｍの断面略円形状（略真円形状）を有するポリエステルとを、木材パルプが約２５重量％、ポリエステルが残り（約７５重量％）を占めるように配合してなる濾紙を採用している。また、濾紙には、フェノール樹脂などの樹脂が含浸されており、これにより、粗層１１（濾紙）が補強されるとともに、密層１２と一体化されている。なお、粗層１１として不織布を採用した場合には、周知の方法、例えばエンボス加工法やラミネート加工法により、密層１２と一体化される。
【００２０】
密層１２は、その濾目が粗層１１よりも細かい濾紙であり、その構成に特徴がある。具体的には、濾紙を構成する繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含んでいる。そして、繊維中において叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残り（３０重量％〜１５重量％）を未叩解有機繊維が占めている。すなわち、原材料としてガラス繊維や金属繊維などの金属成分を含まず、繊維として有機繊維のみを含むので、金属塩による不具合が生じるのを抑制することができる構成となっている。
【００２１】
ここで、セルロース繊維としては、パルプなどの天然繊維、レーヨンなどの化学繊維（再生繊維）のいずれでも良い。セルロース繊維は、フィブリル（小繊維）が多数集まってできた束であり、セルロース繊維にすり潰すような力を加え、これにより小繊維の一部が摩擦作用で表面に現れて毛羽立ちささくれた状態がフィブリル化した状態である。この小繊維の部分が、セルロース繊維の本体部分（毛羽立たずに束として残っている部分）及び未叩解有機繊維からなる骨格繊維に対して略均一に分散して絡みついており、これにより密層１２は、微細な濾目と所定の空隙とを立体的に有している。
【００２２】
また、ろ水度（フリーネス）とは、ＪＩＳ Ｐ８１２１で規定されるろ水度試験方法のうち、カナダ標準ろ水度試験機による測定結果である。未叩解有機繊維としては、叩解処理（フィブリル化）されていない有機繊維であれば、天然繊維、化学繊維のいずれでも良いが、叩解繊維の原料であるセルロース繊維よりも、引っ張り強さなど物理的特性に優れた化学繊維（例えばポリエステル繊維）を採用すると、密層１２（濾紙）の耐久性などを向上することができる。
【００２３】
本実施形態では、密層１２として、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するレーヨンを叩解し、ろ水度１５０ｍｌにフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するポリエステル（より具体的にはＰＥＴ）とを、叩解繊維が約８０重量％、ポリエステルが残り（約２０重量％）を占めるように配合してなる、通過粒子径５μｍ未満の濾紙を採用している。また、濾紙には、フェノール樹脂などの樹脂が含浸されており、これにより、密層１２（濾紙）が補強されるとともに、上記のごとく粗層１１と一体化されている。
【００２４】
このように、本実施形態では、フィルタエレメント１０を構成する粗層１１及び密層１２がいずれも濾紙であり、粗層１１と密層１２とが含浸樹脂により一体化された構成となっている。したがって、粗層１１と密層１２をともに抄紙工程にて形成、具体的には、抄紙して密層１２を形成し、密層１２上に抄紙により粗層１１を形成することができるので、製造工程を簡素化し、ひいては製造コストを低減することもできる。また、いずれも濾紙であるため、不織布に比べて、所定形状（例えば周知の菊花形状など）に折り曲げ加工しやすいという利点もある。
【００２５】
次に、密層１２を上記構成としたことによる効果について説明する。なお、以下において、濾過効率の測定では、ＩＳＯ１９４３８で規定される試験方法を用いており、濾過面積４５ｃｍ２、流量０．５Ｌ／ｍｉｎ、試験用ダストをＩＳＯ１２１０３−Ａ３、上流側のダスト濃度を１０ｍｇ／Ｌとした。また、圧力損失の測定は、濾過面積５３０ｃｍ２、流量０．６Ｌ／ｍｉｎ、試験油をＪＩＳ２号軽油、温度３８℃とした。また、叩解繊維としては、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するレーヨンを叩解し、フィブリル化したものを用い、未叩解有機繊維としては、断面略円形状を有するポリエステルを用いた。そして、密層１２（濾紙）の厚さ（流れ方向）を０．２５ｍｍとした。
【００２６】
図２は、繊維として叩解繊維のみを含む濾紙について上記濾過効率の測定を行い、それにより得られたろ水度と濾過効率との関係（所謂５μｍ効率）を示す図である。図２に示すように、ろ水度１５０ｍｌ，１８０ｍｌではともに濾過効率が１００％であるのに対し、ろ水度が１８０ｍｌを超え、且つ、大きくなるほど（図中において、２００ｍｌ，２１０ｍｌ，２４０ｍｌ）、濾過効率が低下することが明らかとなった。これは、ろ水度が１８０ｍｌを超えると、燃料用の濾材として、密層１２における叩解繊維の叩解度合いが十分でない、すなわち濾目を細かくする役割を果たす小繊維の部分が少ない、ためであると考えられる。
【００２７】
しかしながら、ろ水度が小さくなると、小繊維の部分（毛羽立った部分）の割合が増える反面、セルロース繊維の本体部分（毛羽立たずに残った部分）の直径が細くなる。すなわち、骨格繊維が細くなる。本発明者が確認したところ、ろ水度が１２０ｍｌを下回ると、抄紙する（濾紙を形成する）のが困難となった。以上に基づき、本実施形態では、叩解繊維の叩解度合いを、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内としている。このように、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維を用いると、密層１２として濾紙を採用することができ、且つ、濾過効率を向上することができる。
【００２８】
なお、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した状態の叩解繊維において、本体部分（骨格繊維）の部分の直径を確認したところ、１０〜１１μｍであった。したがって、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維とは、換言すれば、繊維直径約１３μｍの断面略円形状を有するレーヨンを、本体部分の直径が１０〜１１μｍ残るように叩解処理してなる叩解繊維ということもできる。なお、木材パルプの直径は、一般的に１０μｍ〜５０μｍであるので、上記本体部分の直径１０〜１１μｍとは、木材パルプの直径の範囲内とも言える。このような本体部分の直径とすることで、本体部分が骨格繊維としての役割を果たし、後述するように、叩解繊維の配合率を高く（７０重量％以上）とすることができるものと考えられる。
【００２９】
図３は、叩解繊維とポリエステルとの配合比率（配合率）を変えた濾紙を種々用意して上記濾過効率の測定を行い、それにより得られた叩解繊維の配合率と濾過効率との関係（所謂５μｍ効率）を示す図である。なお、ポリエステルとしては、繊維直径約１３μｍのものを用いた。また、図３では、ろ水度が上限値である１８０ｍｌの場合の結果を示している。図３に示すように、叩解繊維の配合率が７０重量％以上であると（図中において、７０重量％，８０重量％，１００重量％）、濾過効率が１００％であるのに対し、配合率が７０重量％を下回り、且つ、低くなるほど（図中において、６０重量％，５０重量％，３５重量％）、濾過効率が低下することが明らかとなった。これは、叩解繊維の配合率が７０重量％未満であると、燃料用の濾材として、濾目を細かくする役割を果たす小繊維の部分（叩解繊維）が少ないためであると考えられる。
【００３０】
なお、本発明者がろ水度１２０ｍｌ，１５０ｍｌについてもそれぞれ確認したところ、ろ水度が小さいほど、濾過効率１００％を達成するのに必要な、叩解繊維の配合率が低くなった。すなわち、ろ水度１２０ｍｌ，１５０ｍｌでも、叩解繊維の配合率が７０重量％であれば濾過効率が１００％であった。以上に基づき、本実施形態では、叩解繊維の配合率を、７０重量％以上としている。これによれば、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内において、濾過効率１００％を確保することができる。
【００３１】
一方、図４では、叩解繊維の配合率と圧力損失との関係を示している。この圧力損失の測定では、ポリエステルとして、濾過効率の測定同様、繊維直径約１３μｍのものを用いた。また、図４では、ろ水度の上限値である１８０ｍｌの場合の結果を示している。図４に示すように、叩解繊維の配合率が、８５重量％以下（図中において、８５重量％，７５重量％，６５重量％）では圧力損失が低い値（０．２５ｋＰａ前後）で安定し、８５重量％超える（図中において、９０重量％，１００重量％）と、配合率の上昇に伴う圧力損失の変化量（増加量）が、８５重量％以下に比べて顕著に大きくなることが明らかとなった。これは、叩解繊維の配合率が８５重量％を超えると、濾目を細かくする役割を果たす小繊維の部分（叩解繊維）が多くなり、濾紙における空隙が減少するためであるものと考えられる。
【００３２】
なお、本発明者がろ水度１２０ｍｌ，１５０ｍｌについてもそれぞれ確認したところ、ろ水度が小さいほど圧力損失の値は大きくなるものの、図４同様、８５重量％を超えると、配合率の上昇に伴う圧力損失の変化量（増加量）が、８５重量％以下に比べて顕著に大きくなるとの結果が得られた。以上に基づき、本実施形態では、叩解繊維の配合率を、８５重量％以下としている。これによれば、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内において、圧力損失を抑制（低い値で安定化）し、ひいては濾過寿命を向上することができる。
【００３３】
図５は、叩解繊維と混抄されるポリエステルの、繊維直径を変えた濾紙を種々用意して上記濾過効率の測定を行い、それにより得られたポリエステル繊維径と濾過効率との関係（所謂５μｍ効率）を示す図である。なお、図５では、叩解繊維のろ水度が上限値である１８０ｍｌ、叩解繊維とポリエステルの配合比が７０：３０（叩解繊維の配合率の下限）の場合の結果を示している。図５に示すように、ポリエステル繊維の直径が８μｍ，１３μｍでは濾過効率が１００％であり、１８μｍでは１００％を若干下回る程度（約９９．５％）であり、１８μｍを超えると、濾過効率が急激に低下する（２５μｍで約９６．５％，４０μｍで約９０．５％）ことが明らかとなった。これは、ポリエステル繊維径が１３μｍ、特に１８μｍを超えると、骨格繊維としてのポリエステル繊維が太いため、略均一に分散して絡みつくための小繊維の部分が不足気味となるためであると考えられる。
【００３４】
なお、本発明者がその他の配合比（例えば叩解繊維とポリエステルの配合比が８５：１５）についてもそれぞれ確認したところ、叩解繊維の配合率が高いほど、濾過効率１００％を達成するのに必要な、ポリエステル繊維径が太くなった。すなわち、配合比８５：１５でも、繊維径が１３μｍであれば濾過効率が１００％であった。以上に基づき、本実施形態では、ポリエステルの繊維径を１３μｍ以下としている。これによれば、叩解繊維の配合率７０重量％以上８５重量％以下の範囲において、濾過効率１００％を確保することができる。
【００３５】
一方、図６では、ポリエステル繊維径と圧力損失との関係を示している。この圧力損失の測定では、ろ水度１８０ｍｌの叩解繊維を用いた。また、図６は、叩解繊維とポリエステルとの配合比が８５：１５の場合の結果を示している。図６に示すように、ポリエステルの繊維径が８μｍ以上（図中において、８μｍ，１３μｍ，１８μｍ，２５μｍ，４０μｍ）では圧力損失が低い値（０．２５ｋＰａ前後）で安定し、８μｍを下回ると、圧力損失の変化量（増加量）が、８μｍ以上に比べて顕著に大きくなることが明らかとなった。なお、図６において、ポリエステル繊維径０μｍの圧力損失値は、叩解繊維１００重量％のデータである。これは、ポリエステルの繊維径が８μｍを下回ると、骨格繊維自体が細いため、濾紙における空隙が減少するためであるものと考えられる。
【００３６】
なお、本発明者がその他の配合比（例えば叩解繊維とポリエステルの配合比が７０：３０）についても確認したところ、叩解繊維の配合率が低いほど圧力損失の値は小さくなるものの、図６同様、８μｍを下回ると、繊維径の細化に伴う圧力損失の変化量（増加量）が、８μｍ以下に比べて顕著に大きくなるとの結果が得られた。以上に基づき、本実施形態では、ポリエステルの繊維径を、８μｍ以上としている。これによれば、叩解繊維の配合率７０重量％以上８５重量％以下の範囲において、圧力損失を抑制（低い値で安定化）し、ひいては濾過寿命を向上することができる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００３８】
本実施形態では、燃料を軽油としているが、軽油に限定されるものではない。他の種類の液体燃料、たとえばガソリン、メタノールなどのアルコール系燃料、ガソリンとメタノールの混合液等に適用しても良い。
【００３９】
本実施形態では、未叩解有機繊維として、ポリエステル（具体的にはＰＥＴ）を用いる例を示した。しかしながら、例えばＰＢＴなどのＰＥＴ以外のポリエステルや、ポリエステル以外の有機繊維（ＰＡやパルプなど）を採用することもできる。また、未叩解有機繊維の断面形状も、円形状に限定されるものではない。例えば矩形状やその他多角形状などを採用することもできる。しかしながら、本発明者が、断面形状が扁平形状、すなわち、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径の差が大きい形状（１０μｍ×５０μｍ）の木材パルプを用いて、圧力損失を測定したところ、叩解繊維のろ水度１８０ｍｌ、叩解繊維とポリエステルとの配合比が８０：２０において、圧力損失が０．４ｋＰａであった。これに対し、断面円形状のポリエステルでは、同条件で圧力損失が０．２５ｋＰａ程度であった。このように、未叩解有機繊維の断面形状も、圧力損失（濾過寿命）に影響を及ぼすものと考えられる。
【００４０】
以下に、その理由を図７〜図９を用いて説明する。なお、図７〜図９では、叩解繊維１３と未叩解有機繊維１４とを区別するために、未叩解有機繊維のみにハッチングを施している。また、叩解繊維１３のうち、符号１３ａは毛羽立った部分（小繊維）、符号１３ｂは骨格繊維をなす本体部分を示しており、各断面図中では、小繊維１３ａが本体部分１３ｂと分離しているように図示しているが、実際は、小繊維１３ａが本体部分１３ｂの表面で毛羽立っている。図７及び図８は比較例であり、図９は上記した本実施形態の構成である。図７〜図９の白抜き矢印は、燃料の流れ方向を示している。
【００４１】
未叩解有機繊維１４の断面形状が、扁平形状であり、且つ、互いに直交する２方向の外径のうち、一方が８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内、他方が１３μｍを超える場合（例えば１０μｍ×５０μｍ）、図７に示すように、未叩解繊維１４によって燃料の流れが妨げられ、上記した結果のごとく圧力損失が高くなるものと考えられる。一方、未叩解有機繊維１４の断面形状が、扁平形状であり、且つ、互いに直交する２方向の外径のうち、一方が８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内、他方が８μｍを下回る場合（例えば２μｍ×８μｍ）、図８に示すように、叩解繊維１３の本体部分１３ｂ及び未叩解有機繊維１４の骨格繊維が作る空隙が小さくなり、この空隙に配置される小繊維１３ａの割合が多くなる。すなわち、濾目が小さくなり過ぎて、圧力損失が高くなるものと考えられる。これに対し、本実施形態のように、互いに直交する２方向の外径が略等しい断面形状、好ましくは断面円形状の未叩解有機繊維１４を用いると、図９に示すように、未叩解有機繊維１４が燃料の流れに対して過大な抵抗とならず、また濾目が小さくなりすぎることもない、さらには所定の大きさを持った空隙が均一に分散するので、圧力損失を抑制することができるものと考えられる。なお、比較例として、互いに直交する２方向の外径のうち、一方が８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内で他方が範囲外の例を示したが、２方向の外径がともに８μｍ以上１３μｍ以下の範囲内であり、且つ、外径差の大きい断面扁平形状の未叩解有機繊維１４を採用した場合にも、上記した理由により、少なからず圧力損失が高くなるものと考えられる。したがって、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径が略等しい断面形状の未叩解有機繊維１４を用いることが好ましい。これによれば、密層１２（濾紙）による圧力損失を抑制し、ひいては濾過寿命を伸長させることができる。具体的には、本実施形態に示したように、断面円形の未叩解有機繊維を採用すると良い。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・燃料フィルタエレメント（燃料フィルタ用濾材）
１１・・・粗層
１２・・・密層
１３・・・叩解繊維
１３ａ・・・小繊維
１４・・・未叩解有機繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の流れ方向において上流側に配置される粗層と、該粗層よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層と、が積層されてなる燃料フィルタ用濾材であって、
前記密層は、繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含むとともに、前記繊維中において前記叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残りを前記未叩解有機繊維が占める濾紙であることを特徴とする燃料フィルタ用濾材。
【請求項２】
前記未叩解有機繊維は、断面形状が、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径が略等しい形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ用濾材。
【請求項３】
前記未叩解有機繊維は、断面円形であることを特徴とする請求項２に記載の燃料フィルタ用濾材。
【請求項４】
前記粗層は、繊維として有機繊維のみを含む濾紙であり、
前記粗層及び前記密層は、含浸樹脂により一体化されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の燃料フィルタ用濾材。
【請求項１】
燃料の流れ方向において上流側に配置される粗層と、該粗層よりも濾目が細かく、下流側に配置される密層と、が積層されてなる燃料フィルタ用濾材であって、
前記密層は、繊維として、セルロース繊維を叩解し、ろ水度１２０ｍｌ以上１８０ｍｌ以下の範囲内にフィブリル化した叩解繊維と、繊維直径が８μｍ以上１３μｍ以下の、叩解処理していない未叩解有機繊維とを含むとともに、前記繊維中において前記叩解繊維が７０重量％以上８５重量％以下を占め、残りを前記未叩解有機繊維が占める濾紙であることを特徴とする燃料フィルタ用濾材。
【請求項２】
前記未叩解有機繊維は、断面形状が、断面に沿い、且つ、互いに直交する２方向の外径が略等しい形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ用濾材。
【請求項３】
前記未叩解有機繊維は、断面円形であることを特徴とする請求項２に記載の燃料フィルタ用濾材。
【請求項４】
前記粗層は、繊維として有機繊維のみを含む濾紙であり、
前記粗層及び前記密層は、含浸樹脂により一体化されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の燃料フィルタ用濾材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−４５８２５（Ｐ２０１１−４５８２５Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５８２８（Ｐ２００９−１９５８２８）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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