JP3342681B2 - 濾過分離部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は濾過分離部材に関す
るものであり、特に金属線材からなる圧縮成形物であっ
て３次元網目構造を有し、形崩れせず、周囲を損傷せ
ず、小型化が可能でしかも濾過分離性能に優れた濾過分
離部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属製の濾過分離部材としては金
属線材を織った金網、羽毛状金属を集積して成形した金
属ウール集積体、または金属粉を焼結して成形した金属
焼結体などが用いられている。ここで、「濾過」とは、
固体粒子を含む液体または気体を被処理流体とし、この
被処理流体から固体粒子を分離する操作をいう。また
「分離」とは、分離性液体を含む液体または気体を被処
理流体とし、この被処理流体から前記分離性液体を分離
する操作をいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の前記濾過分離部
材にはそれぞれ問題があった。すなわち、金網は、濾過
面が単層であるために目詰まりや濾過漏れを起こし易く
濾過性能に限界があり、水と油などの液液分離やミスト
（霧滴）などの気液分離は事実上不可能であり、金網の
縁が処理されていないと針金の切端が周囲のものを傷つ
ける惧れがあり、また微細な加工が困難で例えば直径３
mm以下程度の小型フィルタまたはストレーナを製造する
ことはほとんど不可能である。

【０００４】金属ウール集積体は、自己保形性がないの
で被処理流体を透過し得る孔空き容器などに収納して使
用する必要があり、また金属微細片が流出または飛散し
て濾過分離後の流体または環境を汚染する可能性があ
る。金属焼結体は、重く脆く欠け易く、強度を確保しよ
うとすると空隙率が小さくなり、目詰まりを起こし易
く、また流体の通過抵抗が大きいので加圧装置を要す
る、などの問題がある。このため、従来の金属製濾過分
離部材を精密機器分野などで使用するには大きな制約が
あった。

【０００５】本発明は前記の課題を解決するためになさ
れたものであって、従ってその目的は、金属製であって
３次元網目構造を有し、形崩れせず、周囲を損傷せず、
通過流体や環境を汚染せず、小型化が可能で、しかも濾
過分離性能が優れた濾過分離部材を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、金属線材を扁平に袋編み
して得られた編成テープにその長さ方向に横切るヒダを
形成し、この編成テープを長さ方向に巻き重ねて、編成
テープの幅方向に圧縮成形してなることを特徴とする濾
過分離部材である。

【０００７】請求項２にかかる発明は、金属線材を筒状
に丸編みし、これを扁平に成形して得られた編成テープ
にその長さ方向に横切るヒダを形成し、この編成テープ
を長さ方向に巻き重ねて、編成テープの幅方向に圧縮成
形してなることを特徴とする濾過分離部材である。

【０００８】請求項３にかかる発明は、ヒダが編成テー
プの幅方向から傾斜されて形成されたことを特徴とする
請求項１または２記載の濾過分離部材である。

【０００９】本発明の濾過分離部材は、編成テープがテ
ープ幅方向に圧縮される際に編み目を形成している金属
線材のループが厚み方向に押出され、隣接する部分どう
しがこの押出されたループによって互いに絡み合い、強
固に結合した３次元網目構造を形成しているものであ
る。

【００１０】この濾過分離部材は、このような３次元網
目構造を形成しているので、流体がこの濾過分離部材内
を流通することができ、濾過分離性能が高く、しかもサ
イズの大小や形状に係わらずほぐれや形崩れが起こり難
く、外圧が加えられても精密な立体形状を保持すること
ができる。

【００１１】この濾過分離部材は、１本の金属線材で編
成されているので、成形物の表面に金属線材の切端がな
く、周囲を損傷したり金属細片が流出して通過流体や環
境を汚染することがない。金属線材の材質を選定するこ
とによって与えられた環境に対応する耐熱性、耐食性、
耐久性を容易に確保することができる。

【００１２】金属線材の材質、番手、編み方、圧縮成形
物の形状、圧縮時の押圧力などを調整することによっ
て、所望の濾過分離性能および濾過分離効率を有する濾
過分離部材が得られる。従来の金網を用いたのでは実現
不可能な小型のフィルタやストレーナを製造することが
できる。また固体の濾過にとどまらず、分離性液体に対
して親和性の高い金属線材を選ぶことによって、この分
離性液体を含む被処理流体から分離性液体を効果的に分
離することができる。

【００１３】前記編成テープとしては、金属線材を偏平
に袋編みしたもの、または金属線材を筒状に丸編みした
後に偏平に成形したものが用いられる。これらの編成テ
ープは、２枚重ねとなっており、その双方の幅方向側縁
部が継ぎ目なしに連結された形状をなし、しかも全体が
１本の金属線材の編成により形成されている。

【００１４】このような編成テープは、厚み方向に嵩高
となり、テープ幅の方向に圧縮する際、ループどうしの
絡み合いがより深くなり、結合が強化され、形崩れ抵抗
性が向上すると共に内部組織がより均一になる。金属線
材を偏平に袋編みしたもの（以下「偏平袋編みテープ」
という）と、金属線材を筒状に丸編みした後に押圧して
偏平に成形したもの（以下「丸編み押圧テープ」とい
う）との比較では、偏平袋編みテープのほうが形崩れし
難いことがわかった。

【００１５】また、この編成テープは、その長さ方向を
横切るヒダ（襞）を形成し、この編成テープを長さ方向
に巻き重ね、編成テープの幅方向に圧縮成形して濾過分
離部材とされる。このヒダは、編成テープの幅方向から
傾斜させて形成することが好ましい。

【００１６】編成テープは、これを巻き重ねた状態でテ
ープの幅方向に圧縮することによってループどうしが結
合される。また、編成テープに長さ方向を横切るヒダが
形成されているので、圧縮型に充填された予備成形物が
圧縮に際して横折れせず、大部分がテープ幅の方向に圧
縮されるようになる。またヒダが編成テープの幅方向か
ら傾斜していれば、圧縮応力が緩和され、圧縮倍率を高
くすることができると共に、３次元網目構造の組織の密
度と結合力が更に強化される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施形態
を具体例によって図面を用いて説明する。これらの実施
形態は本発明を限定するものではない。 （実施形態１）円筒状 濾過分離部材 （１）編成テープ：実施形態１では成形素材として、直
径０．１８ｍｍのステンレス鋼製金属線材を偏平袋編み
に編成したテープ幅３０ｍｍの編成テープを用いた。こ
の編成テープは以下のように作成した。

【００１８】編成機として、先端にフックとベラとを有
する複数の針をテープ幅方向にピッチ１．５ｍｍで平行
配列した針床を山形に表裏２枚対向配設した袋編み機を
用い、一方の針床（Ａ面）の一方の端部からキャリッジ
に誘導されて横方向にループを形成しながらＡ面１段目
を進行した金属線材が、その針床の他端に達したら折り
返して反対側の針床（Ｂ面）の端部から横方向にループ
を形成しながらＢ面１段目を進行し、編み初めの位置に
達したら再び針床（Ａ面）の元の端部から、先に形成さ
れたＡ面１段目のループをくぐらせてその上段（Ａ面２
段目）を横方向に編み進める、という横編み往復操作を
繰り返す。

【００１９】得られた編成テープの編成組織を図１に示
す。この編成テープ１は、１本の金属線材２によって編
成され、平編みの編成面Ａおよび編成面Ｂがテープ幅Ｗ
の両端部Ｃ１ ，Ｃ２ で連続的に折り返されて偏平な
環を形成している。

【００２０】この編成テープ１は、端部Ｃ１の編み始め
ｓから、金属線材２がニードルループ３とシンカループ
４とからなるループ５を形成しながらテープ幅Ｗに沿っ
て端部Ｃ２に向けて編成面Ａの１段目を横方向に進み、
端部Ｃ２において折り返して編成面Ｂに移り、端部Ｃ２
側から端部Ｃ１に向けて前記と同様にループ５を形成し
ながら編成面Ｂの１段目を進み、端部Ｃ１で折り返した
後、編成面Ａの１段目のニードルループ３をくぐらせて
２段目のループを順次、端部Ｃ２に向けて形成する、と
いうパターンがテープ長Ｌの方向に繰り返されて作成さ
れている。

【００２１】このようにして得られた編成テープに対し
て、図２に示すヒダ付け具２０により傾斜したヒダを形
成した。図２に示すヒダ付け具２０は、平行な回転軸Ｘ
１，Ｘ２を有し、編成テープ１を挟んで互いに噛み合う
ハス歯が形成された２本の回転治具２１，２２からなっ
ている。この回転治具２１，２２を回転させ、その間に
編成テープ１を通すと、編成テープ１には、テープ幅Ｗ
に対して角度θだけ傾斜したヒダ２３，２３…が所定の
ピッチで形成され、ヒダ付き編成テープ２４が得られ
る。この実施形態１において、傾斜角θは２０゜、ヒダ
のピッチは７ｍｍであった。

【００２２】（２）圧縮型：図３に示す圧縮型を用い
た。この圧縮型３０は、内径３０ｍｍの底付き円筒状の
外型３１と、この外型に同軸的に挿入される直径１０ｍ
ｍの心棒３２ａを有する中型３２と、外型３１と中型３
２との間隙に挿入される外径２９．８ｍｍ、内径１０．
２ｍｍの円筒状押圧型３３とからなっている。

【００２３】外型３１の開口部には、開口端部に向けて
漸次拡径するテーパ３１ａが形成されている。また底部
には中型３２を突き出すための孔３１ｂが形成されてい
る。中型３２の底部には、外型３１に嵌入し心棒３２ａ
を押圧軸Ｐと同軸に支持するための台座３２ｂが形成さ
れている。押圧型３３の頂部には蓋３３ａが取付けられ
ている。

【００２４】（３）圧縮成形：前記ヒダ付き編成テープ
２４を、中型３２の心棒３２ａに３回巻き付け、予備成
形物２５を作成した。この予備成形物２５を中型３２と
共に、テーパ３１ａに沿って縮径させながら外型３１の
内部に押し込んだ。次いで外型３１の開口端部から押圧
型３３を挿入し、この押圧型３３を押圧軸Ｐに沿って押
圧して予備成形物２５のテープ幅Ｗが１２ｍｍとなるま
で圧縮した。押圧型３３を抜き取り、孔３１ｂに棒を差
し込んで中型３２を突き出し、濾過分離部材を取出し
た。

【００２５】得られた濾過分離部材を図４に示す。図４
においてこの圧縮成形物２６は、外径３０ｍｍ、内径１
０ｍｍ、高さ１２ｍｍの円筒状の緻密な３次元網目構造
体であり、外周面および内周面には高さ方向に圧縮され
た傾斜ヒダが認められた。その表面を詳細に観察しても
金属線材の端末や編成テープの巻き終わり端末は認めら
れなかった。

【００２６】この濾過分離部材２６は、３次元の全方位
に弾性を有し、優れた耐熱性と耐食性とを有していた。
この実施形態１の濾過分離部材２６は、例えば図５に示
すように、パイプ４０端末のフランジ４１と封止盤４２
との間に挟み、ボルト４３で固定すると、弾性があるの
で振動などが加えられてもずれずに強固に固定され、パ
イプ端末の濾過装置が得られる。この濾過装置は、例え
ば熱泥ショウなどに投入しポンプで吸引すれば、熱的、
化学的に過酷な使用条件であっても長期間にわたって清
澄液の吸引が可能であり、目詰まりは逆洗によって容易
に濾過能力を回復することができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の濾過分離部材は、金属線材を扁
平に袋編みして得られた編成テープまたは金属線材を筒
状に丸編みし、これを扁平に成形して得られた編成テー
プにその長さ方向に横切るヒダを形成し、この編成テー
プを長さ方向に巻き重ねて、編成テープに幅方向に圧縮
成形したものであるので、緻密な３次元網目構造を有
し、形崩れせず、周囲を損傷せず、通過流体や環境を汚
染せず、小型化が可能で、しかも優れた濾過分離性能と
耐久性とを有するものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の濾過分離部材を製造するための編成
テープの一例を示す編成図。

【図２】 ヒダ付き編成テープの形成過程を示す斜視
図。

【図３】 本発明の濾過分離部材を製造する圧縮型の一
例を示す断面図。

【図４】 図３の圧縮型を用いて製造された濾過分離部
材の一例を示す斜視図。

【図５】 図４の濾過分離部材を用いた濾過装置の一例
を示す断面図。

【符号の説明】

１：編成テープ ２：金属線材 ２３：ヒダ ２４：ヒダ付き編成テープ ２６：濾過分離部材 ３０：圧縮型

フロントページの続き (72)発明者 勅使川原 秀雄 栃木県安蘇郡田沼町大字栃本2224 東亜 鉄網株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−244629（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−197422（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−11817（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属線材を扁平に袋編みして得られた編成
   テープにその長さ方向に横切るヒダを形成し、この編成
   テープを長さ方向に巻き重ねて、編成テープの幅方向に
   圧縮成形してなることを特徴とする濾過分離部材。
2. 【請求項２】金属線材を筒状に丸編みし、これを扁平に
   成形して得られた編成テープにその長さ方向に横切るヒ
   ダを形成し、この編成テープを長さ方向に巻き重ねて、
   編成テープの幅方向に圧縮成形してなることを特徴とす
   る濾過分離部材。
3. 【請求項３】ヒダが編成テープの幅方向から傾斜されて
   形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の濾
   過分離部材。