JPH07136428A - 金属フィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾過性が良好で機械的強度が大きい金属フィ
ルタを安価に製造できる金属フィルタの製造方法を提供
する。 【構成】 平畳織りＳＵＳ３１６（＃４０／２００メッ
シュ）金網の反物ロールを巻き出しながら圧下率を種々
に設定して圧延して金属フィルタを得た。得られた金属
フィルタにつき通過最大粒径（μm）と純水の透過水量
を測定した結果を示す図９に示されるように圧下率が２
０％を越えると通過最大粒径は急速に小さくなり、さら
に圧下率が５０％になると純粋の透過水量が急速に減少
する。したがって濾過性能及び再生効率の両方の観点か
ら考えた場合には圧下率は２０〜５０％とするのがよい
ことが判る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種油類、ガス類およ
び水の濾過すなわち精密濾過に使用する金属フィルタの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から精密濾過に使用するフィルタと
してはステンレス鋼金属フィルタ、樹脂フィルタ、ステ
ンレス金網フィルタ等が用いられている。以上のうちス
テンレス鋼金属フィルタは繊維を焼結してその繊維の積
み重なりの間隙をフィルタの目とするものであり、これ
には長繊維をそのまま用いるものと長繊維をカットして
短繊維として用いる場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上の従来の各
種フィルタには次のような欠点があった。まず従来の樹
脂フィルタでは強度、耐熱性が劣るという問題があり実
用性に欠けるという難点があった。

【０００４】またステンレス金属フィルタについては製
作し得る寸法に限界があるだけでなく、フィルタとして
使用する過程での逆洗い時の効率すなわち再生効率が悪
いという問題があり、また十分に薄膜化することができ
ないという問題があるほか、非常に高価であるという問
題があった。さらにステンレス鋼金網フィルタについて
は空孔径を超微細にすることが困難であり、たとえ技術
的に可能であったとしても高価となり、工業的な適用が
困難であるという課題があった。しかも得られるフィル
タの大きさにはその製造方法に基づく制約から限界があ
り、特に長尺物の製造ができないことから、その点でも
製造コスト上の問題を生じていた。

【０００５】したがって本発明は以上の従来技術におけ
る問題に鑑みてなされたものであって、濾過性が良好で
機械的強度が大きい微細孔用の金属フィルタを極めて安
価に製造することができる金属フィルタの製造方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の金属フ
ィルターの製造方法は、金網の反物ロールを巻き出しな
がら圧下して巻取り、その圧下された金網を巻き取った
反物ロールを巻き出しながら圧下部を結合するための加
熱処理をした後巻き取ることを特徴とする。さらに本発
明の金属フィルターの製造方法は、金網の反物ロールを
巻き出しながら圧下して巻取り、その圧下された金網を
巻き取った反物ロールを巻き出しながら粉末を塗布し、
その後乾燥し焼結した後巻き取ることを特徴とする。加
えて本発明の金属フィルターの製造方法は、金網の反物
ロールを巻き出しながら圧下し、引き続いて圧下された
金網に対して粉末を塗布し、その後乾燥し焼結した後巻
き取ることを特徴とする。前記金網を畳織りまたはむし
ろ織りの金網とすることによって安価にかつ効率的に高
性能の金属フィルタを製造することができる。

【０００７】本発明にいう畳織り金網には図１に示され
る平畳織り金網と図２に示される綾畳織り金網がある。
平畳織り金網とは、縦線と横線が一本づつ相互に交わっ
ており、しかも縦線が横線よりも太く、その横線を互い
に相接して並べたもので、畳表の様な織り方による金網
をいう（ＪＩＳ Ｇ３５５５ＤＷ）。また、綾畳織り金
網とは、太い縦線と横線とで織り、その横線を互いに相
接して並べ、しかも縦線横線を互いに２本以上づつ乗り
越して交わらせたものをいう。むしろ織りとは、縦に５
本程度、横に７本程度の線をそれぞれ一括して織ったむ
しろ状の織り方をいい、図３には綾むしろ織りの例を示
す。以上の畳織り金網、むしろ織り金網は平面とほぼ直
交する方向に網目が形成されている点で共通し、通常の
平織り金網（ＪＩＳ Ｇ３５５５ＰＷ）、横織り金網
（ＪＩＳ Ｇ３５５５ＴＷ）の網目が平面に形成されて
いるのとは異なる。本発明においてこのように平面とほ
ぼ直交する方向に網目が形成されている畳織り金網、む
しろ織り金網を適用するのは次の理由による。すなわ
ち、通常の平織り金網または綾織り金網は圧下率を大き
くしても網目を微細化するのが困難であるのに対し、畳
織り金網またはむしろ織り金網は平面とほぼ直交する方
向に網目が形成されているために圧下率が小さくても容
易に網目を微細化することが可能であるからである。網
目微細化の過程を図４に示すが、平面とほぼ直交する方
向に形成された網目が圧下率の増大につれて微細化する
ことが判る。通常の平織り金網または綾織り金網は、同
程度の圧下を施しても殆ど網目は微細化しない。なお、
圧下後における縦線と横線の交差部（圧下部）の結合が
弱いため、圧下部の結合力を向上することを目的として
圧下後に加熱処理を行う。加熱処理は、一種の焼結と考
えてよく、粉末を塗布して粉末相層を形成する場合は、
その焼結行程が前記加熱処理の役目を果たす。以上の各
場合に畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下する際の圧
下率は２〜５０％とするのが好ましい。圧下率が２％未
満では圧下による効果が実質的に認められず、圧下率が
５０％を越える場合には圧下後に得られる金属フィルタ
を透過し得る純水の水量すなわち透過水量が低くなり、
フィルタとしての使用後に逆洗いする再生処理が困難と
なる。かかる圧下率はさらに好ましくは２０〜５０％と
するのがよい。圧下率が２０％未満では圧下後に得られ
る金属フィルタを透過し得る粒体の粒径が大きくなり、
フィルタとしての性能が十分ではないからである。また
圧下率が５０％を越える場合には圧下後に得られる金属
フィルタの透過水量が非実用的な程度に低くなり、フィ
ルタとしての使用後に逆洗いする再生処理が容易でなく
なる。

【０００８】前記金網をステンレス鋼とすることによ
り、機械的強度、耐食性等の性能につき良好な金属フィ
ルタを得ることができる。

【０００９】図５に模式的に示されるようにかかる本発
明の金属フィルタの製造方法により得られる金属フィル
タ３によれば細かな網目基板４により機械的強度を得る
と共に圧力損失を減少させ、その細かな網目基板４上に
所望の空孔径を有する粉末層５を形成することにより所
定の濾過性能を有する金属フィルタを得ることができ
る。

【００１０】前記粉末層をステンレス鋼粉末とすること
により、機械的強度、耐食性等の性能につき良好な金属
フィルタを得ることができる。前記粉末層をＣｕとする
ことにより、機械的強度、耐食性が良好となりしかも被
処理物に対する殺菌性能をフィルタに付与することがで
きる。

【００１１】さらに前記粉末粒子は酸化物粉末粒子とす
ることができかかる酸化物粉末としては酸化ニッケルお
よび／または酸化銅を用いることができ、かかる酸化物
粉末では粒径の小さい粒子を容易に得ることができる。
例えば目的とする空孔径が１.０μm程度である場合は４
〜７μm程度の酸化物粉末を使用し、０.１μm程度であ
る場合には０.４〜０.７μm程度の酸化物粉末を使用す
る。一般的には酸化物粉末の粒径は０.２〜６.０μmの
範囲とするのがよい。この使用する粒子の粒径が１μm
以下となる場合には焼結温度を低くする必要がある。粒
径が小さいと同一条件下での焼結の度合いが大きくな
り、温度が高いと目的とする空孔径が得られないことが
あるからである。

【００１４】本発明によれば係る粉末層は、原料として
の酸化物粉末を還元性雰囲気中で焼結することにより得
ることができる。かかる還元性雰囲気は例えば水素ガス
又は水素を添加したＮ、Ａｒガスもしくは真空により得
ることができる。以上の操作により細かな網目基板と粉
末層と空孔径の異なる層を積層することにより、十分な
強度を有ししかも所定の微細な空孔径を有する金属フィ
ルタを得ることができる。

【００１５】

【作用】したがって本発明の金属フィルタの製造方法に
よれば、金網の反物ロールを巻き出しながら圧下して巻
取り、その圧下された金網を巻き取った反物ロールを巻
き出しながら圧下部を結合する加熱処理をした後巻き取
ることによって金属フィルタが製造されるので容易に長
尺物の製造ができ、得られる金属フィルタの大きさに実
質的に限界がなくなり、金属フィルタの製造効率が極め
て向上されることから濾過性能及び生成効率共に良好な
金属フィルタを極めて安価に製造できる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を実施例により、より詳細に説明
する。図６〜図８は本発明の金属フィルターの製造方法
を実施するための製造装置の概念図を示し、図６の製造
装置によれば、金網の反物ロール１０を巻き出しながら
圧延ロール１１によって圧下して反物ロール１２として
巻取り、その圧下された金網を巻き取った反物ロール１
２を例えばフォークリフト１３等の搬送手段によって所
定の位置に配置し、所定に配置された反物ロール１２を
巻き出しながら加熱炉１４ａによって加熱処理した後反
物ロール１５に巻き取ることによって金属フィルターが
製造される。また図７の製造装置によれば、金網の反物
ロール１０を巻き出しながら圧延ロール１１によって圧
下して反物ロール１２として巻取り、その圧下された金
網を巻き取った反物ロール１２を例えばフォークリフト
１３等の搬送手段によって所定の位置に配置し、所定に
配置された反物ロール１２を巻き出しながらスプレー１
６によって粉末を塗布し、その後乾燥炉１７において乾
燥し、さらに焼結炉１４ｂにおいて焼結した後反物ロー
ル１５として巻き取ることによって金属フィルターが製
造される。さらに図８の製造装置によれば、金網の反物
ロール１０を巻き出しながら圧延ロール１１によって圧
下し、引き続き圧下された金網に対してスプレー１６に
よって粉末を塗布し、その後乾燥炉１７において乾燥
し、さらに焼結炉１４ｂにおいて焼結した後反物ロール
１５として巻き取ることによって金属フィルターが製造
される。以下に以上の各製造装置によって実際に本発明
の金属フィルターの製造方法を実施して得られた金属フ
ィルターの特性について説明する。 実施例１ 図６に示す製造装置を用い平畳織りＳＵＳ３１６（＃４
０／２００メッシュ）金網を圧下率を種々に設定して圧
下して金属フィルタを得た。得られた金属フィルタにつ
き通過最大粒径（μm）と純水の透過水量を測定した。
結果を図９に示す。図９に示されるように圧下率が２０
％を越えると通過最大粒径は急速に小さくなり、さらに
圧下率が５０％になると純水の透過水量が急速に減少す
る。したがって濾過性能及び再生効率の両方の観点から
考えた場合には圧下率は２０〜５０％とするのがよいこ
とが判る。

【００１６】実施例２ 図７の製造装置を用いて以下（１）（２）の条件で本発
明を実施して金属フィルタを製造した。 （１）基板の製造 厚さ１.４mmで＃４０／２００メッシュの平畳織りＳＵ
Ｓ３１６金網を圧下率４０％でロール圧延して厚さ０.
２４mm、網目径４２μmの細かな網目基板とした。

【００１７】（２）粉末層の製造 粒径９.５μmのＳＵＳ３１７Ｌ粉末を水と混合し基板上
に６０μm厚に塗布した。乾燥後水素雰囲気中で１０５
０℃、１時間焼結し粉末層を形成した。この操作により
空孔径が０.１〜０.３μmの粉末層が得られた。図１０
に得られた金属フィルタの断面組織図を示す。図１０中
符号４で示される部分が平畳織りＳＵＳ３１６金網を圧
下率４０％でロール圧延して得られた厚さ０.２４mm、
網目径４２μmの基板であり、図中符号５で示される部
分がＳＵＳ３１７Ｌ粉末を焼結して得られた孔径が０.
１〜０.３μmの粉末層である。図に示されるように本発
明実施例によって得られた金属フィルタは孔径が０.１
〜０.３μmの粉末層５によって用途に応じたフィルタ性
能が達成されると共にかかる粉末層５が基板４に担持さ
れることによって金属フィルタ全体として機械的強度が
大きくなり、しかもフィルタとしての使用過程では基板
４側から逆洗いすることによって効率よく再生すること
ができる。

【００１８】実施例３ 他は実施例２と同様にして基板製造にあたっての平畳織
りＳＵＳ３１６金網に対する圧下率を３０％として金属
フィルタを得た。

【００１９】実施例４ 他は実施例２と同様にして基板上に塗布された粉末層の
焼結温度を１１００℃として本発明の金属フィルタを得
た。

【００２０】実施例５ 他は実施例４と同様にして基板上に塗布する粉末層の厚
みを４０μmとして金属フィルタを得た。

【００２１】以上の実施例２〜実施例５の金属フィルタ
及び従来のフィルタについてフィルタ性能を調査した。
結果を図１１に示す。なお図１１において、阻止率とは
平均粒径０．４μmのアルミナ微粉末をろ過したときの
ろ液のアルミを分析した結果から求めたものであり、フ
ィルターで捕獲したアルミナの割合を意味し、また「樹
脂」は従来の樹脂フィルタ、「ステン繊維」はステンレ
ス鋼製繊維を焼結して得たフィルタ、「繊維カット」は
ステンレス鋼製繊維をカットした上で焼結したフィルタ
を示す。

【００２２】図１１に示されるように従来の孔径０．１
μmの樹脂フィルタ（比較例１）は阻止率は高いものの
透過水量が低く再生効率が悪い。また孔径３．０μmの
ステン繊維（比較例４）は透過水量が高く再生効率は良
好であるが、阻止率は低い。したがって孔径０．５μm
の樹脂フィルタ（比較例２）及び孔径０．６μmのステ
ン繊維・繊維カットフィルタ（比較例３）が阻止率及び
透過水量の両観点から好ましい性能を備えることが判
る。しかしこれらのフィルタは何れも製造コストが過大
であり、その点で実用性が低いという難点を有する。一
方、本発明の金属フィルタの製造方法を実施して得られ
た金属フィルタの中で粉末層の焼結温度を１０５０℃に
設定したもの（実施例２，３）は何れも比較例２，３の
孔径０．５μmの樹脂フィルタ及び孔径０．６μmのステ
ン繊維・繊維カットフィルタと同程度の阻止率及び透過
水量を示しており、濾過性能及び再生効率共に満足でき
るものであることが判る。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の金属フィルタの製
造方法によれば、金網の反物ロールを巻き出しながら圧
下して巻取り、その圧下された金網を巻き取った反物ロ
ールを巻き出しながら焼結した後巻き取ることによって
金属フィルタが製造されるので濾過性能及び生成効率共
に良好な金属フィルタを極めて安価に製造できる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の金属フィルタの製造方法に適用され
る平畳織り金網の構造を示す斜視図である。

【図２】 本発明の金属フィルタの製造方法に適用され
る綾畳織り金網の構造を示す斜視図である。

【図３】 本発明の金属フィルタの製造方法に適用され
るむしろ織り金網の構造を示す斜視図である。

【図４】 平畳織り金網に対する圧下により生じる変化
を示す斜視図であり、 (A)圧下しない状態を示す図である。 (B)圧下率３０％の場合の状態を示す図である。 (C)圧下率４０％の場合の状態を示す図である。 (D)圧下率５０％の場合の状態を示す図である。

【図５】 本発明の一実施例の金属フィルタの概略構成
を示す模式図である。

【図６】 本発明の金属フィルタの製造方法を実施する
製造装置の一例の概略構成を示す図である。

【図７】 本発明の金属フィルタの製造方法を実施する
製造装置の他の例の概略構成を示す図である。

【図８】 本発明の金属フィルタの製造方法を実施する
製造装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。

【図９】 本発明の金属フィルタの製造方法を実施して
得られた金属フィルタの特性を調査した結果を示す図で
ある。

【図１０】 本発明の金属フィルタの製造方法を実施し
て得られた金属フィルタの断面組織図であり、 (a)倍率を８０倍程度としたときの図である。 (b)倍率を４００倍程度としたときの図である。

【図１１】 本発明の金属フィルタの製造方法を実施し
て得られた金属フィルタの特性を調査した結果を従来の
フィルタと比較して示す図である。

【符号の説明】

３・・・金属フィルタ、４・・・基板、５・・・粉末層 １０，１２，１５・・・反物ロール、１１・・・圧延ロール、
１４ｂ・・・加熱炉 １４ｂ・・・焼結炉、１６・・・スプレー、１７・・・乾燥炉

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金網の反物ロールを巻き出しながら圧下
   して巻取り、その圧下された金網を巻き取った反物ロー
   ルを巻き出しながら圧下部を結合する加熱処理をした後
   巻き取ることを特徴とする金属フィルターの製造方法。
2. 【請求項２】 金網の反物ロールを巻き出しながら圧下
   して巻取り、その圧下された金網を巻き取った反物ロー
   ルを巻き出しながら粉末を塗布し、その後乾燥し焼結し
   た後巻き取ることを特徴とする金属フィルターの製造方
   法。
3. 【請求項３】 金網の反物ロールを巻き出しながら圧下
   し、引き続いて圧下された金網に対して粉末を塗布し、
   その後乾燥し焼結した後巻き取ることを特徴とする金属
   フィルターの製造方法。
4. 【請求項４】 前記金網が畳織りまたはむしろ織りの金
   網である請求項１〜請求項３の何れか一に記載した金属
   フィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 金網に対する圧下率を２〜５０％とする
   請求項４記載の金属フィルタの製造方法。
6. 【請求項６】 前記金網がステンレス鋼である請求項１
   〜請求項５の何れか一に記載の金属フィルタの製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記粉末がステンレス鋼粉末である請求
   項１〜請求項５の何れか一に記載の金属フィルタの製造
   方法。
8. 【請求項８】 前記粉末がＣｕである請求項１〜請求項
   ５の何れか一に記載の金属フィルタの製造方法。