JPH06277422A - 濾材の製造方法およびその方法により製造された濾材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿式製造法における金属繊維の捕捉率を向上
でき、製造バッチ毎の濾材の特性を均一化できるととも
に、金属繊維濾材の特徴と金属パウダー濾材の特徴とを
併せ持つ優れた濾過性能を有する濾材の製造方法および
その方法により製造された濾材を提供する。 【構成】 金属繊維１１と金属パウダー１２とを液中に
分散浮遊させて混合した後、これを液中で沈降させて金
属繊維１１と金属パウダー１２との混合物からなる混合
体を形成し、該混合体を焼結することを特徴とする濾材
の製造方法、およびその方法により製造された濾材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属繊維と金属パウダ
ーからなる濾材の製造方法およびその方法により製造さ
れた濾材に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体濾過用の濾材、たとえば溶融ポリマ
濾過用の濾材として、ステンレス等からなる金属繊維あ
るいは金属パウダーを焼結させたものが知られている。

【０００３】金属繊維および金属パウダーからなる濾材
の製造方法としては、特公昭５１−２７００９号公報
に、金属ファイバを切断して針状の成分を含む粉末を形
成し、振動を与えて針状成分（金属繊維）を下層に、そ
うでない成分（金属パウダー）をその上に成層させ、全
体を焼結する方法が開示されている。

【０００４】また、金属繊維から濾材の製造方法として
は、特公平３−６０５２２号公報に、２種類以上の金属
繊維を液中に分散させ、該金属繊維を沈降させてマット
を形成し、該マットを焼結する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特公昭
５１−２７００９号公報に開示された方法は、基本的に
針状成分を下層側、そうでない成分を上層側と上下に成
層させる方法で、かつ、乾式でしかも振動によって層形
成を行う方法であるから、金属繊維成分と金属パウダー
成分とを十分に均一に混合させること、とくに濾材厚さ
方向の各部分において十分に均一に混合させることは困
難である。

【０００６】一方前記特公平３−６０５２２号公報に開
示された方法は、湿式による濾材の製造方法であるが、
金属繊維のみにより濾材を成形する方法であるから、金
属繊維濾材特有の性能を良好に発揮させることはできる
ものの、金属パウダー濾材特有の性能を発揮させること
は難しい。

【０００７】また、この方法には、液中で沈降させる金
属繊維の捕捉に関し、次のような問題が残されていた。
即ち、液中に浮遊させた金属繊維は槽の下部に設置され
た簀の子によって捕捉されシート化されるわけである
が、簀の子の目開きが大きいと、捕捉されずに流出して
しまう金属繊維の量が増加し、濾材製造の歩留りが低下
する。簀の子を通過した金属繊維を別途捕捉回収すると
しても、バッチ毎に濾材の特性が不均一になるという問
題を回避することは困難であった。逆に簀の子の目開き
をあまり小さくすると、沈降金属繊維によるシート形成
の速度が遅くなり、濾材製造の作業性、生産性が低下す
るという問題を招く。

【０００８】本発明の目的は、このような問題点に着目
し、湿式製造法における金属繊維の捕捉率を向上でき、
製造バッチ毎の濾材の特性を均一化できるとともに、金
属繊維濾材の特徴と金属パウダー濾材の特徴とを併せ持
つと同時に互に欠点を補い合う、優れた濾過性能を有す
る濾材の製造方法およびその方法により製造された濾材
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
濾材の製造方法は、金属繊維と金属パウダーとを液中に
分散浮遊させて混合した後、これを液中で沈降させて前
記金属繊維と金属パウダーとの混合物からなる混合体を
形成し、該混合体を焼結する方法からなる。

【００１０】上記混合体は、たとえばシート状物に形成
される。また、混合体は、沈降させる金属繊維と金属パ
ウダーとの混合物を簀の子で捕捉することにより形成さ
れる。

【００１１】また、本発明に係る濾材は、湿式で混合、
成形された金属繊維と金属パウダーとの混合体を焼結し
てなるものである。湿式での混合、成形は、上記製造方
法により達成される。

【００１２】

【作用】上記本発明による濾材の製造方法においては、
金属繊維と金属パウダーが液中に分散浮遊されて混合さ
れるので、先ずこの浮遊段階で金属繊維と金属パウダー
とは極めて均一に混合される。この混合物が簀の子上に
沈降される過程にあっては、金属パウダーの方が速い沈
降速度をもって沈降する。金属パウダー濾材製造に使用
される金属（例えばステンレス鋼）は通常水アトマイザ
ー法により製造されるが、このパウダーは大変に高い異
形性を持っている。先に沈降する金属パウダーが大きな
異形性を持っているため、液の通過抵抗を上げないで金
属繊維の捕捉性能を向上し、ひいては濾材製造の作業
性、生産性を向上する。金属繊維の捕捉率の向上によ
り、バッチ間の製造濾材特性のばらつきも抑えられる。

【００１３】また、金属パウダーの沈降速度が金属繊維
のそれよりも速いため、簀の子上に形成される混合体
は、厚さ方向に金属繊維と金属パウダーとの混合比率が
若干変化するものの、均一混合状態で浮遊していた混合
物の沈降であるから、形成された混合体の厚さ方向各部
分における金属繊維と金属パウダーとの混合状態もまた
極めて均一な状態に確保される。したがって、均質性の
高い濾材が製造される。

【００１４】また、この製造方法により製造された濾材
は、金属繊維濾材と金属パウダー濾材の特徴を併せ持つ
とともに、さらに両者の欠点を互に補い合って相乗的な
効果を奏し、個々の濾材では得られない次のような極め
て優れた特性を発揮する。

【００１５】金属繊維による不織布濾材を合成繊維やフ
イルムの製造のための溶融ポリマーの濾過に使用する場
合、固形異物の捕捉には優れた性能を発揮するが、ゲル
の捕捉なり破砕なりには全く効果を持たないという欠点
があった。しかし本発明により製造された濾材は異形性
の高い金属パウダーを内蔵しているため、このパウダー
が優れたゲル処理特性を発揮し、一つの濾材でありなが
ら金属繊維による望ましい性能と金属パウダーによる望
ましい性能との両性能を発揮でき、「一人二役」の性能
を発揮する。

【００１６】また、金属繊維と金属パウダーとの混合比
率を変えて金属パウダー主体の濾材を製造することも出
来るが、この場合には次のような特徴を有する。

【００１７】従来金属パウダー濾材はシート化された金
属パウダーを加圧焼結することにより製造することが一
般的であったが、金属繊維との混合濾材の製造は均質性
の確保が難しく、殆ど製造不可能であった。また、湿式
で製造すればパウダー濾材の製造は可能であるが、この
場合形成されたシートが乾燥した後クラックが入り濾材
にならないという問題があった。しかし本発明では、金
属繊維を湿式で混合することにより、この金属繊維が金
属パウダーに対しバインダーとして機能するためクラッ
クが防止され、均質な金属繊維・金属パウダー混合濾材
の製造が可能になる。

【００１８】さらに、従来のパウダー濾材は圧力損失が
大きいために濾過精度をあまり高く出来ないという欠点
を持っているが、上記方法により圧力損失が低く濾過精
度の高い濾材が製造可能となり、且つパウダー濾材の特
徴である剛性を維持出来るのみでなく濾材の靭性を向上
することも可能となる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る濾
材の製造方法を実施するための濾材製造装置を示してい
る。図において、１は、金属繊維と金属パウダーを混合
し濾材用混合体を成形するための槽を示している。槽１
の上方には、複数の供給タンク２ａ、２ｂ、２ｃ、…２
ｎが設けられており、各供給タンクには、予め定められ
た繊維径、繊維長の金属繊維および予め定められた粒径
の金属パウダーが、種別にそれぞれ収容されている。

【００２０】槽１内には、液体、たとえば水が収容され
ている。溝１内には、多数の空気噴出孔３を有する空気
噴出板（あるいはパイプ）４が設けられており、通路４
ａを通して送られてきた空気を噴出する。また、図示を
省略したが、槽１内には、攪拌翼も設けられており、収
容されている液を機械的に攪拌できるようになってい
る。

【００２１】空気噴出板４の下方には、適切に設定され
た目の粗さを有する簀の子５が張設されている。槽１の
底面には、排液パイプ６が接続されており、該パイプ６
には、開閉弁７が設けられている。

【００２２】上記のような装置を用いて、本発明方法は
次のように実施される。各供給タンク２ａ…２ｎには、
それぞれ、金属繊維と金属パウダーが収容される。金属
繊維と金属パウダーは、それぞれ１種類ずつでもよい
が、複数種収容しておけば、後述の如く、複数種の金属
繊維と金属パウダーの積層濾材を作成することができ
る。各金属繊維と金属パウダーは、スラリーの形態で収
容されることが好ましい。

【００２３】金属繊維１１と金属パウダー１２が所定の
比率で槽１の液中に投入され、必要に応じ攪拌翼等によ
って機械的に攪拌し、次いで空気噴出板４の空気噴出孔
３より空気を噴出して、金属繊維１１と金属パウダー１
２とを液中に分散、浮遊させる。この分散、浮遊によ
り、金属繊維１１と金属パウダー１２とは液中で均一に
混合される。

【００２４】しかる後、空気噴出板４からの空気噴出を
停止し、空気噴出板４を引き抜くと、液中に浮遊してい
た金属繊維１１と金属パウダー１２との混合物が簀の子
５上に沈降する。同時に弁７を開いて槽１内の液を外部
に排出する。この動作により、金属繊維１１と金属パウ
ダー１２との混合物が簀の子５上に堆積して、金属繊維
１１と金属パウダー１２との混合物からなるシート状の
混合体を形成する。なおこの時、槽１内の液は全部排出
してもよいし、液面が空気噴出板４の位置にまで低下し
た後、液排出を停止してもよい。

【００２５】この混合物の沈降過程においては、前述の
如く金属パウダーが金属繊維に比べ先に沈降するが、金
属繊維１１と金属パウダー１２は液中での浮遊状態にて
均一に混合されているので、簀の子５上に沈降堆積した
後にも、少なくとも堆積物の面と平行方向には極めて均
一な混合状態を維持でき、混合体の厚さ方向各部分にお
いて、混合比率は若干変化するものの極めて均一な混合
状態が現出される。

【００２６】積層濾材を形成する場合には、上記一連動
作の後、空気噴出板４を再び図示の元の位置に戻し、液
を補充した後、別の供給タンクに収容されている異なる
金属繊維および金属パウダーを槽１の液中に投入し、前
記と同様の操作を繰り返す。これにより簀の子５上に先
に堆積している混合体上に、金属繊維と金属パウダーと
が所定比率で混合された別の層が積層される。この積層
動作を必要回数繰り返せば、所望層数の積層混合体が形
成される。

【００２７】形成された金属繊維と金属パウダーとの混
合体は、焼結により濾材に形成される。形成される濾材
は、単層の場合はたとえば図２に示すように、金属繊維
１１と金属パウダー１２とが所定比率で均一に混合成形
された濾材１３となり、積層濾材の場合はたとえば図３
に示すように、各金属繊維１１ａ、１１ｂ、１１ｃと各
金属パウダー１２ａ、１２ｂ、１２ｃが、各層１４ａ、
１４ｂ、１４ｃにおいてそれぞれ所定比率で混合された
濾材１４となる。

【００２８】このような金属繊維と金属パウダーの混合
体を焼結した濾材においては、前述の如く、濾材中で金
属繊維と金属パウダーが個々の特有の性能を発揮すると
同時に、互いの欠点を補うように作用し、濾過性能、寿
命、剛性等の機械特性の全てに優れた濾材が得られる。

【００２９】また、湿式製法により、極めて均質な金属
繊維と金属パウダーとの混合濾材が得られる。さらに、
金属パウダーが簀の子５からの金属繊維の流出を抑制す
るので、金属繊維の歩留りの低下も抑えられる。しか
も、金属繊維が金属パウダー中に均一に入り込んだ形態
で焼結されているので、金属パウダー濾材製造上のしば
しば問題となるクラックの発生のおそれも除去される。

【００３０】ここで、使用される金属繊維の太さ、長さ
や金属パウダーの粒径は、成形目標の濾材仕様によって
大幅に変化するが、目安としては、金属パウダーの粒径
が１０〜１００ミクロン、金属繊維の太さは２〜５０ミ
クロン程度のものが通常用いられ、金属繊維のアスペク
ト比としては２０〜５００程度である。アスペクト比を
大きくしすぎると、金属繊維がもつれて液中で分散しに
くくなる。

【００３１】また、濾材のロングライフ化のためには、
２〜３層の積層構造に構成することが有効である。たと
えば、上の層の金属パウダー径を５０ミクロン前後、金
属繊維径を３０ミクロン程度とし、下の層の金属パウダ
ー径を２０ミクロン程度、金属繊維径を１０ミクロン程
度とすれば、単層の濾材に比べ大幅な（例えば２倍以上
の）濾過寿命を得ることも可能となる。なお、濾材の厚
さとしては、通常、全体厚さとして２ミリ程度である。

【００３２】そしてこのような積層濾材構成をとれば、
現在の多段の濾過装置、あるいは異なる仕様の濾材を多
層に重ねて使用しているものが、一段で済むことにな
り、大きなコスト的、スペース的利点が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の濾材の製
造方法によるときは、極めて均質な金属繊維と金属パウ
ダーとの混合濾材を、高い生産効率、良好な作業性をも
って製造することができる。そしてこの方法により得ら
れた濾材は、均質で安定した性能を有し、かつ金属繊維
と金属パウダー特有の利点を活かしつつ、互いの欠点を
補い合った極めて優れた濾過性能を有し、しかも高い機
械特性を、クラック等の発生のない安定した状態で実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る方法を実施するための
濾材製造装置の概略縦断面図である。

【図２】図１の装置を用いて製造された濾材の一例を示
す部分縦断面図である。

【図３】本発明の濾材の別の例を示す部分縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 槽 ２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・・２ｎ 供給タンク ３ 空気噴出孔 ４ 空気噴出板 ４ａ 通路 ５ 簀の子 ６ 排液パイプ ７ 開閉弁 １１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 金属繊維 １２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 金属パウダー １３、１４ 濾材 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属繊維と金属パウダーとを液中に分散
   浮遊させて混合した後、これを液中で沈降させて前記金
   属繊維と金属パウダーとの混合物からなる混合体を形成
   し、該混合体を焼結することを特徴とする濾材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記混合体をシート状物に形成する請求
   項１の濾材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記沈降させる金属繊維と金属パウダー
   との混合物を簀の子で捕捉することにより前記混合体を
   形成する請求項１又は２の濾材の製造方法。
4. 【請求項４】 湿式で混合、成形された金属繊維と金属
   パウダーとの混合体を焼結してなる濾材。
5. 【請求項５】 前記金属繊維の太さが２〜５０ミクロ
   ン、アスペクト比が２０〜５００である請求項４の濾
   材。