JPH0889731A - Filter made of metal powder and its production - Google Patents

Filter made of metal powder and its production

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JPH0889731A
JPH0889731A JP25413994A JP25413994A JPH0889731A JP H0889731 A JPH0889731 A JP H0889731A JP 25413994 A JP25413994 A JP 25413994A JP 25413994 A JP25413994 A JP 25413994A JP H0889731 A JPH0889731 A JP H0889731A
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JP
Japan
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filter
metal powder
slurry
layer
pores
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JP25413994A
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Japanese (ja)
Inventor
Hoshiaki Terao
星明 寺尾
Toshiharu Fujikawa
俊治 藤川
Kuniaki Nishi
邦明 西
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N K K SEIMITSU KK
Original Assignee
N K K SEIMITSU KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To produce a multilayered metal powder filter having a specified filtration degree or lower and a constant permeation amt. by alternately laminat ing layers (A) having specified properties and layers (B) which are more coarse than the layers (A) to form two or more layers. CONSTITUTION: This filter is a sintered multilayered metal powder filter and consists of two or more layers of layers (A) and layers (B) alternately laminated. (a) The layer (A) shows such properties that (i) pores of <=5μm diameter are present in >=1×10<3> number per 1mm<2> in any cross section of the layer and (ii) pores penetrate the cross section of the filter. (b) The layer (B) shows such properties that (i) pores having larger diameter than the pores 10 the layer (A) are present by >=1×10<3> number per 1mm<2> in any cross section and (ii) pores penetrate the cross section of the filter. (C) The porosity of the filter is 40 to 70%. Thereby, the obtd. multilayered metal powder filter has about <1μm filtration degree and about >=0.2l/min/cm<2> permeation of nitrogen gas under about 0.2kgf/cm<2> pressure difference.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、種々の工業分野におい
て用いられている濾過フィルター、例えば、水処理、冷
凍機内の冷媒等の液体、または、ガスを濾過するための
濾過度1μm以下である金属粉末製フィルターおよびそ
の製造方法に関する。ここで、例えば濾過度1μm以下
とは、エタノール水溶液中に粒子径が揃ったSTADE
X標準粒子(真球状ポリエステル系ラテックス粒子)を
分散させ、差圧0.1kgf/cm2 程度でフィルター
を通過した粒子直径が1μm以下であるフィルターをい
う。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a filtration filter used in various industrial fields, for example, water treatment, a liquid such as a refrigerant in a refrigerator, or a gas having a filtration degree of 1 μm or less for filtering gas. The present invention relates to a metal powder filter and a method for manufacturing the same. Here, for example, a filtration degree of 1 μm or less means that STADE having a uniform particle size in an aqueous ethanol solution.
It refers to a filter in which X standard particles (true spherical polyester latex particles) are dispersed and the diameter of the particles passed through the filter at a differential pressure of about 0.1 kgf / cm 2 is 1 μm or less.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷蔵庫、あるいは冷凍機などにおいては
いわゆる冷媒を圧縮し、これを気化させることにより断
熱膨張させて冷却効果を得られていることは良く知られ
ている通りである。かかる冷媒を循環している配管は内
径が小さいため、配管の組み立て時に配管内に残留した
ゴミや配管内の付着物が冷媒を循環させている配管内を
詰まらせる。そこで、冷媒用の配管内に生じた種々のダ
ストなどを濾過する必要が生じる。
2. Description of the Related Art It is well known that, in a refrigerator or a refrigerator, a so-called refrigerant is compressed and vaporized to be adiabatically expanded to obtain a cooling effect. Since the pipe in which the refrigerant is circulated has a small inner diameter, dust remaining in the pipe or an adhering substance in the pipe when the pipe is assembled clogs the pipe in which the refrigerant is circulated. Therefore, it becomes necessary to filter various dusts and the like generated in the refrigerant pipe.

【0003】かかるフィルターの濾過度は1μm以下が
望ましいとされている。しかるに、濾過度1μm以下の
金属粉末製フィルターが製造されていないため、セラミ
ックやフッ素樹脂などの合成樹脂製のフィルターを使用
していた。しかしながら、セラミックは靱性に乏しく、
使用中破損の恐れがあり、フッ素樹脂などの合成樹脂に
よって作成されているフィルターも破損し易く、またそ
のフィルターを固定する治具を必要とし、取扱いに極め
て不便である。
It is said that the filtration degree of such a filter is preferably 1 μm or less. However, since a filter made of metal powder having a filtration degree of 1 μm or less has not been manufactured, a filter made of synthetic resin such as ceramic or fluororesin has been used. However, ceramic has poor toughness,
There is a risk of damage during use, a filter made of a synthetic resin such as a fluororesin is also easily damaged, and a jig for fixing the filter is required, which is extremely inconvenient to handle.

【0004】そこで、取付けにさいして溶接が出来、靱
性のある濾過度1μm以下の金属粉末製のフィルターが
要望されている。しかし、以下に述べる様にこのような
金属粉末製のフィルターは製造出来なかった。
Therefore, there is a demand for a metal powder filter which can be welded during installation and has a toughness and a filtration degree of 1 μm or less. However, as described below, such a filter made of metal powder could not be manufactured.

【0005】従来、金属粉末を用いて製造した金属粉末
製フィルターの製造方法は、金属粉体を圧縮して成形す
る圧粉成形法、もしくは、金属粉末を型に単に充填する
粉末充填法を用い、これらを焼結して金属フィルターを
製造する方法が採用されている。
Conventionally, a method for producing a filter made of metal powder, which is produced by using metal powder, is a powder compacting method in which metal powder is compressed and molded, or a powder filling method in which a metal powder is simply filled in a mold. The method of sintering these to manufacture a metal filter is adopted.

【0006】従来の金属粉末製フィルターの製造方法に
ついて図5に基づき説明する。従来の金属粉末製フィル
ターの製造方法における充填法においては、例えば青
銅、ステンレス鋼などのガスアトマイズ法で製造された
球状の金属粉末を、まず所定の粒度に篩分けし、例えば
60〜900μmの粉末を得て、これを所定の形状の容
器に充填し、焼結する。
A conventional method for manufacturing a metal powder filter will be described with reference to FIG. In the filling method in the conventional method for producing a filter made of metal powder, for example, spherical metal powder produced by a gas atomization method such as bronze and stainless steel is first sieved to a predetermined particle size, and a powder of 60 to 900 μm, for example, is obtained. Then, this is filled in a container having a predetermined shape and sintered.

【0007】一方、加圧成形法においては、上記青銅、
ステンレス鋼などの水アトマイズ法で製造された不規則
な形状の金属粉末を、40〜500μmの粉末に篩分け
し、または、球状粉末に、例えばパラフィンワックス等
のバインダーを配合し、圧力によって圧縮成形したもの
を箱状の容器内に充填し、これを焼結する。焼結後にお
いて箱からこれらの焼結体を取り出し、必要に応じ所定
の形状に加工し、その後酸洗し、あるいは適当な表面処
理などを行って金属フィルターを製造していた。
On the other hand, in the pressure molding method, the bronze,
Irregular shaped metal powder such as stainless steel manufactured by water atomization method is sieved to 40 to 500 μm powder, or spherical powder is mixed with binder such as paraffin wax and compression molded by pressure. The prepared product is filled in a box-shaped container and is sintered. After sintering, these sintered bodies were taken out from the box, processed into a predetermined shape as required, and then pickled, or subjected to an appropriate surface treatment to manufacture a metal filter.

【0008】かかる製造方法においては、最も粒径の小
さな粉末を使用しても平均の空孔径で約20μmであ
り、濾過度1μmのフィルターを製造することはできな
かった。他方、超高圧水アトマイズ法やカーボニル法に
より得られた数μm〜数十μmの球形に近い金属粉末を
使用し、圧粉成形法でフィルターを製造すると、濾過度
は1μm以下となるが、濾過に際しての圧力低下が著し
く大きく、実用上使用で出来なかった。
In such a manufacturing method, even if the powder having the smallest particle diameter was used, the average pore diameter was about 20 μm, and it was not possible to manufacture a filter having a filtration degree of 1 μm. On the other hand, when a metal powder having a spherical shape of several μm to several tens of μm obtained by an ultrahigh pressure water atomizing method or a carbonyl method is used and a filter is manufactured by a powder compacting method, the filtration degree is 1 μm or less, At that time, the pressure drop was extremely large and could not be practically used.

【0009】加圧成形法では、その圧粉過程において金
属粒子が変形圧縮され、空孔率が低くなり濾過作用を有
する細孔がそのフィルターの厚み方向において種々屈曲
しているため、細孔を通過する液体もしくはガス体の通
路抵抗が大きくなり、フィルターの前後における圧力低
下が著しく大きい。
In the pressure molding method, the metal particles are deformed and compressed in the powder compacting process, the porosity is lowered, and the pores having a filtering action are variously bent in the thickness direction of the filter. The passage resistance of the passing liquid or gas body becomes large, and the pressure drop before and after the filter is extremely large.

【0010】また、いわゆる粉末充填法では、これらの
粉末は単に充填し焼結するだけでは、粒子間の分子間力
等の付着力、界面張力により、ある程度不均一に凝集
し、均一な充填ができず、例えばブリッジングなどを生
じ、均一に充填されないため、安定な生産ができず一定
の濾過度を有するフィルターが得られない。従って、濾
過度1μm以下の用途に対しては、例えばセラミック、
合成樹脂、例えば、フッ素樹脂などにより作成されたフ
ィルターが使用されていた。
Further, in the so-called powder filling method, if these powders are simply filled and sintered, they are agglomerated to some extent nonuniformly due to the adhesive force such as intermolecular force between particles and the interfacial tension, and uniform filling is achieved. If it is not possible, for example, bridging occurs, and the particles are not uniformly filled, stable production cannot be performed and a filter having a certain degree of filtration cannot be obtained. Therefore, for applications with filtration of 1 μm or less, for example, ceramic,
A filter made of a synthetic resin such as a fluororesin has been used.

【0011】一方、濾過度1μm以下を目的とする精密
濾過セラミックフィルターの製造方法については、例え
ば特開昭64−56111号公報、特開昭64−583
05号公報等に開示されているが、濾過度1μm以下の
実用的な金属粉末製フィルターの製造方法に関する技術
は従来開示されていない。
On the other hand, a method for producing a microfiltration ceramic filter intended for a filtration degree of 1 μm or less is described in, for example, JP-A-64-56111 and JP-A-64-583.
Although disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 05, etc., no technology related to a practical method for producing a filter made of a metal powder having a filtration degree of 1 μm or less has been disclosed.

【0012】特開平5−195110号公報において
は、金属の酸化物の粉末を成形焼結しし、これを還元し
て、平均空孔径が約1μmであるフィルターを製造する
方法を開示している。しかし、この方法は長時間大気中
で焼結し、その後水素ガス等の還元性ガスを使用して金
属酸化物を還元する等工程が複雑なため、コストの点で
問題がある。また、例えば前述した冷媒の濾過の場合窒
素ガスで、差圧0.2kgf/cm2 で1.5l/mi
n/cm2 以上の通気性が必要であが、上記公報に開示
されたフィルターはこのような性能を満足していない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-195110 discloses a method for producing a filter having an average pore diameter of about 1 μm by compacting and sintering a metal oxide powder and reducing the powder. . However, this method has a problem in terms of cost because it involves complicated steps such as sintering in the air for a long time and then reducing the metal oxide using a reducing gas such as hydrogen gas. Further, for example, in the case of filtering the above-mentioned refrigerant, nitrogen gas is used, and a differential pressure of 0.2 kgf / cm 2 is 1.5 l / mi.
Although air permeability of n / cm 2 or more is required, the filter disclosed in the above publication does not satisfy such performance.

【0013】また、特開平3−137913号公報で
は、金属粉末とアクリル微粒子を混合し、さらにワック
スバインダーと混練して成形し、焼結して金属多孔質の
フィルターを製造する方法を開示しているが、みかけの
気孔率が20〜37%、最大孔径が1〜2.5 μmの焼結
体が得られている。しかし、フィルターにおいて重要な
通気度については開示されていない。
Further, JP-A-3-137913 discloses a method for producing a metal porous filter by mixing metal powder and acrylic fine particles, kneading with a wax binder, molding and sintering. However, a sintered body having an apparent porosity of 20 to 37% and a maximum pore diameter of 1 to 2.5 μm was obtained. However, it does not disclose the important air permeability in the filter.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、従
来市販されている約10μm以下の金属粉末を使用し、
濾過度1μm以下である金属粉末製フィルター、およ
び、その製造方法を目的とする。また、濾過度が1μm
以下であっても、一定の通過量が必要である。通過量は
フィルター前後の圧力差により変化する。望ましい通過
量は、窒素ガスで圧力差が0.2kgf/cm2 以下に
おいて、約0.2 l/min/cm2 以上、望ましくは
0.5l/min/cm2 以上、より好ましくは1.5
l/min/cm2 以上である。この様な性能を有する
フィルターを本発明の課題とする。
In the present invention, a commercially available metal powder having a particle size of about 10 μm or less is used,
The object is a metal powder filter having a filtration degree of 1 μm or less, and a method for producing the same. The filtration degree is 1 μm
Even if it is below, a certain amount of passage is required. The passing amount changes depending on the pressure difference before and after the filter. Desired throughput, the pressure difference with nitrogen gas at 0.2 kgf / cm 2 or less, about 0.2 l / min / cm 2 or more, preferably 0.5l / min / cm 2 or more, more preferably 1.5
It is 1 / min / cm 2 or more. A filter having such performance is an object of the present invention.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明においては、粒径
10μm以下の金属粉末を、スラリー液中に分散させ、
これを例えばセラミック製の基板もしくは予め製造して
ある金属製フィルター上に流し、金属粉末をその上に沈
殿させ、膜状のフィルターの素体を作成し、これを乾燥
後焼結することにより通気度が高く、かつ濾過度1μm
以下の金属フィルターの製造に成功した。
In the present invention, a metal powder having a particle size of 10 μm or less is dispersed in a slurry liquid,
Pour this onto, for example, a ceramic substrate or a pre-manufactured metal filter, precipitate the metal powder on it, create a membrane filter element, and dry and sinter it to create aeration. High filtration rate 1 μm
The following metal filters were successfully manufactured.

【0016】(1)請求項1の発明は、下記の構造を備
えた金属粉末製フィルターである。 (a)焼結された金属粉末製フィルターであって、その
任意の横断面表面には相当直径が5μm以下の細孔が1
mm2 当たり1 ×103 個以上存在し、 (b)前記細孔がそのフィルターの縦断面を貫通してお
り、 (c)前記フィルターの空孔率が40〜70%である。 (2)請求項2の発明は、下記のA層とB層が交互に2
層以上積層されている金属粉末製フィルターである。 (a)前記A層は、(i)その任意の横断面表面には相
当直径1μm以下の細孔が1mm2 当たり1 ×103
以上存在し、(ii)前記細孔がそのフィルターの縦断面
を貫通しており、 (b)前記B層は、(i)その任意の横断面表面には前
記A層より大きい径の細孔が1mm2 当たり1 ×103
個以上存在し、(ii)前記細孔がそのフィルターの縦断
面を貫通していおり、 (c)前記フィルターの空孔率が40〜70%である。 (3)請求項3の発明は、前記金属粉末製フィルターの
金属が、Ni,Co,Ti,Cr,W,Mo,及びこれ
らを1種以上含有する合金のいずれかである請求項1ま
たは2のいずれかの項に記載した金属粉末製フィルター
である。 (4)請求項4の発明は、下記の工程を備えた金属粉末
製フィルターの製造方法である。 (a)所定の粒径金属粉末製粉末を用意する工程と、 (b)前記金属粉末製粉末を、少なくとも分散媒、バイ
ンダーを含むスラリー液に添加して分散させたスラリー
を作成する工程と、 (c)前記スラリー中に分散した金属粉末を基板上で沈
殿させた後、スラリー液を乾燥させる工程と、 (d)前記乾燥された金属粉末を焼結する工程。 (5)請求項5の発明は、下記の工程を備えた金属粉末
製フィルターの製造方法である。 (a)予め製造された単層若しくは複数層の金属粉末製
フィルター(第1フィルター)を用意する工程と、 (b)所定の粒径の金属粉末製粉末を、少なくとも分散
媒、バインダーを含むスラリー液に添加して分散させて
スラリーとする工程と、 (c)前記スラリーを前記第1フィルター上で沈殿・乾
燥させる工程と、 (d)前記スラリーが沈殿・乾燥している第1フィルタ
ーを焼結する工程。 (6)請求項6の発明は、前記所定の粒径が、フィシャ
ーサブシーブ粒径で約10μm以下である金属粉末製フ
ィルターの製造方法。 (7)請求項7の発明は、前記スラリーを沈殿・乾燥さ
せる工程が、通気性がある前記基板または1層以上から
なる金属粉末製フィルターに該スラリーを沈殿させてい
る面と反対面との間に圧力差を生ぜしめ、前記反対面か
ら吸気して前記スラリーを沈殿・乾燥させる工程である
請求項4〜6のいずれか1項に記載された金属粉末製フ
ィルターの製造方法である。
(1) The invention of claim 1 is a metal powder filter having the following structure. (A) A sintered metal powder filter having pores with an equivalent diameter of 5 μm or less on any cross-sectional surface.
1 × 10 3 or more per mm 2 exists, (b) the pores penetrate the longitudinal section of the filter, and (c) the porosity of the filter is 40 to 70%. (2) In the invention of claim 2, the following A layer and B layer are alternately arranged to be 2
It is a filter made of metal powder in which more than one layer is laminated. (A) The A layer has (i) 1 × 10 3 or more pores having an equivalent diameter of 1 μm or less per 1 mm 2 on the surface of any cross section thereof, and (ii) the pores are longitudinally cut through the filter. (B) the B layer has (i) pores having a diameter larger than that of the A layer on the surface of any of its cross sections (1 × 10 3 per mm 2).
And (ii) the pores penetrate the longitudinal section of the filter, and (c) the porosity of the filter is 40 to 70%. (3) In the invention of claim 3, the metal of the metal powder filter is any one of Ni, Co, Ti, Cr, W, Mo, and an alloy containing one or more of them. The metal powder filter described in any one of 1. (4) The invention of claim 4 is a method for producing a metal powder filter, which comprises the following steps. (A) a step of preparing a powder made of a metal powder having a predetermined particle diameter, and (b) a step of adding the metal powder made of a metal powder to a slurry liquid containing at least a dispersion medium and a binder to disperse the slurry. (C) a step of precipitating the metal powder dispersed in the slurry on the substrate and then drying the slurry liquid; and (d) a step of sintering the dried metal powder. (5) The invention of claim 5 is a method for producing a filter made of metal powder, which comprises the following steps. (A) a step of preparing a pre-manufactured single-layer or multi-layer metal powder filter (first filter); and (b) a slurry containing at least a dispersion medium and a binder of metal powder powder having a predetermined particle size. A step of adding to the liquid to disperse the slurry to form a slurry; (c) a step of precipitating and drying the slurry on the first filter; and (d) a baking of the first filter in which the slurry is precipitating and drying. The process of binding. (6) The invention according to claim 6 is a method for producing a filter made of metal powder, wherein the predetermined particle size is about 10 μm or less in Fisher subsieve particle size. (7) The invention of claim 7 is characterized in that the step of settling and drying the slurry is performed on the air-permeable substrate or on the surface opposite to the surface where the slurry is settled on the metal powder filter consisting of one or more layers. The method for producing a metal powder filter according to any one of claims 4 to 6, which is a step of causing a pressure difference between them and sucking air from the opposite surface to precipitate and dry the slurry.

【0017】[0017]

【作用】金属フィルターは一般に空孔径の1/5程度の
直径の粒子を濾過できる。これは、濾過の際粒子が空孔
の部分に架橋を形成するため、この部分で後から流入す
る粒子を阻止するためである。従って、本発明の目的と
する濾過度1μm以下を達成するためには最大の空孔径
は5μm以下であることが必要である。また、球状粉末
の場合、空孔径と粉末径との関係は1:5程度であるた
め、空孔径が5μm以下の場合、粉末の径は25μm以
下であることが必要である。
The metal filter can generally filter particles having a diameter of about 1/5 of the pore diameter. This is because the particles form crosslinks in the pores during filtration, so that the particles that flow in later are blocked at this portion. Therefore, in order to achieve the filtration degree of 1 μm or less, which is the object of the present invention, the maximum pore diameter must be 5 μm or less. Further, in the case of spherical powder, the relationship between the pore diameter and the powder diameter is about 1: 5. Therefore, when the pore diameter is 5 μm or less, the diameter of the powder needs to be 25 μm or less.

【0018】しかし、半導体産業ではいわゆる絶対濾過
度が要求される。この場合には濾過度1μm以下である
場合には最大の空孔径を1μm以下とする必要がある。
しかし、製造コストの面からは使用する粉末は、大量生
産される市販の粉末を使用することが望ましいが、市販
されている金属粉末としては、例えばカーボニル法で生
産される数μm位の粉末で、1μm以下の粉末は大量生
産されていないため高価である。従って、安価な市販の
粉末を使用すると絶対濾過度の限界は0.4μm程度で
ある。
However, the so-called absolute filtration rate is required in the semiconductor industry. In this case, when the filtration degree is 1 μm or less, the maximum pore diameter needs to be 1 μm or less.
However, from the viewpoint of manufacturing cost, it is desirable to use a commercially available powder that is mass-produced, but as the commercially available metal powder, for example, a powder of about several μm produced by the carbonyl method is used. Powders of 1 μm or less are expensive because they are not mass produced. Therefore, if an inexpensive commercially available powder is used, the limit of the absolute filtration degree is about 0.4 μm.

【0019】しかし、本発明においては、後述する製造
方法を採用するため市販の粉末を使用しても濾過度1μ
m以下のフィルターを単一層の構造で製造出来る。ま
た、絶対濾過度として0.4μm以下が要求される場合
にはフィルターを多層構造とすることによりこれを達成
することができる。
However, in the present invention, since the production method described below is adopted, the filtration degree is 1 μm even if a commercially available powder is used.
Filters of m or less can be manufactured with a single layer structure. When an absolute filtration degree of 0.4 μm or less is required, this can be achieved by forming the filter into a multilayer structure.

【0020】本発明に係る多層金属粉末製フィルターの
構造を図1により説明する。図1には本発明に係る単一
層と多層フィルターの種々の態様を示す。斜線部分Aは
細孔の相当直径(細孔の断面は必ずしも円形でないの
で、面積を同じくする円の直径をいう)が5μm以下で
ある細孔を有する層であり、他の層BはA層の細孔より
大きな径の細孔を有する層である。フィルターの濾過度
はA層の細孔の径で定まるため、この層の細孔の相当直
径が5μm以下であれば、前述の通り濾過度が1μm以
下となるためである。
The structure of the multilayer metal powder filter according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows various embodiments of single-layer and multilayer filters according to the present invention. The hatched portion A is a layer having pores having an equivalent diameter of the pores (the diameter of a circle having the same area is referred to because the cross section of the pores is not necessarily circular) is 5 μm or less, and the other layer B is layer A. Is a layer having pores having a diameter larger than that of This is because the filterability of the filter is determined by the diameter of the pores of the layer A, and if the equivalent diameter of the pores of this layer is 5 μm or less, the filterability is 1 μm or less as described above.

【0021】A層の細孔は径が小さいのでその厚みを大
きくすると通気抵抗が大きくなるので、その厚みは薄い
方は望ましい。他方、薄くするとその機械的強度は小さ
くなるので、実用上問題がある。そこで、例えばA層の
厚みを0.05〜0.5mm、B層の厚さを0.5〜5
mm程度として積層すると、フィルターの機械的強度を
高くしながら、通過抵抗が高くなることを抑えることが
できる。積層の態様を図1(a)〜(e)に示した.
Since the pores of the layer A have a small diameter, increasing the thickness thereof increases the ventilation resistance. Therefore, it is desirable that the thickness thereof is thin. On the other hand, if it is thin, its mechanical strength becomes small, which is a practical problem. Therefore, for example, the thickness of the A layer is 0.05 to 0.5 mm, and the thickness of the B layer is 0.5 to 5 mm.
When laminated with a thickness of about mm, it is possible to suppress an increase in passage resistance while increasing the mechanical strength of the filter. The mode of lamination is shown in FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【0022】他方、フィルターは前述の通り、所定の差
圧において一定以上の気体あるいは液体の通過量が要求
されている。望ましい通過量は、前述の通り窒素ガスで
圧力差が0.2kgf/cm2 以下において、約0.2 l
/min/cm2 以上、望ましくは0.5l/min/
cm2 以上、より好ましくは1.5l/min/cm2
以上である。この最小の通過量を確保するためには、A
層の任意の横断面表面には相当直径1μm以下の細孔が
1mm2 当たり1 ×103 個以上存在していることが必
要であることが実験的に確認できた。なお、細孔は直線
的でも、屈曲しても貫通していることが必要である。
On the other hand, as described above, the filter is required to pass a certain amount of gas or liquid at a predetermined differential pressure. As described above, the desired flow rate is about 0.2 l when the pressure difference is 0.2 kgf / cm 2 or less with nitrogen gas.
/ Min / cm 2 or more, preferably 0.5 l / min /
cm 2 or more, more preferably 1.5 l / min / cm 2
That is all. To secure this minimum passage amount, A
It has been experimentally confirmed that it is necessary that 1 × 10 3 or more pores having an equivalent diameter of 1 μm or less are present per mm 2 on any cross-sectional surface of the layer. It is necessary that the pores are straight or penetrate even if bent.

【0023】さらに、B層には、任意の横断面表面には
A層より大きな径の細孔が1mm2当たり1 ×103
以上存在し、前記細孔がそのフィルターの縦断面を貫通
していることが必要である。B層の機能は、大きい粒子
を予め除去し、A層の細孔が目ずまりを起こすのを防止
すると共に、前述の通りフィルターの機械的強度を維持
するため上記のような構造とする。また、図1(c),
(d),(e)に示すようにA層を複数とするのは、精
密濾過としての信頼性を高めるためである。
Furthermore, in the layer B, there are 1 × 10 3 or more pores having a diameter larger than that of the layer A per mm 2 on the surface of any cross section, and the pores penetrate the longitudinal section of the filter. It is necessary to have The function of the layer B is to remove the large particles in advance, prevent the pores of the layer A from clogging, and have the above-described structure in order to maintain the mechanical strength of the filter as described above. Also, as shown in FIG.
As shown in (d) and (e), the plurality of A layers are provided for the purpose of enhancing the reliability of microfiltration.

【0024】つぎに、本発明に係るフィルターの製造方
法を述べる。本願発明における製造方法の工程を図2に
示した。図2に基づき本願発明における製造方法の工程
を説明する。なお、以下の説明において、粉末の粒径を
いうときはフィシャーサブシーブ粒径(平均粒径)をい
う。フィシャーサブシーブ粒径とは、フィシャーサブシ
ーブサイダーで測定した粒径(μm)をいう。本願発明
においては金属フィルターの素材となる粉末は25μm
以下のものが望ましく、より望ましくは10μm以下で
ある。
Next, a method of manufacturing the filter according to the present invention will be described. The steps of the manufacturing method in the present invention are shown in FIG. The steps of the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, when the particle diameter of powder is referred to, it means Fischer sub-sieve particle diameter (average particle diameter). The Fischer sub-sieve particle size means a particle size (μm) measured by a Fischer sub-sieve cider. In the present invention, the powder used as the material for the metal filter is 25 μm.
The following is desirable, and more desirably 10 μm or less.

【0025】この金属粉末の粒子径が大きすぎれば、焼
結後のフィルター内を貫通する細孔の径が1μm以下と
ならないためである。細孔の径(直径)は、JIS K
3832(1990)において規定されているフィルタ
ディスクバブルポイント試験装置を用い、バブルポイン
トにおける圧力をΔPとするとき、d=4γcos θ/Δ
Pにより計算した直径をいう。ここで、d:細孔の直
径、γ:液体の表面張力θ:固液の接触角、ΔP:圧力
差である。
This is because if the particle size of this metal powder is too large, the diameter of the pores penetrating the inside of the filter after sintering will not be 1 μm or less. The diameter of the pores is JIS K
D = 4γ cos θ / Δ, where ΔP is the pressure at the bubble point using the filter disk bubble point tester specified in 3832 (1990).
Refers to the diameter calculated by P. Here, d: diameter of pores, γ: surface tension of liquid θ: contact angle of solid-liquid, ΔP: pressure difference.

【0026】金属粉末を構成する金属は25μm以下の
粒子径で得られる金属ならばいずれの金属であってもよ
い。しかしながら、金属フィルターの耐食性、耐久性、
あるいは耐熱性を考慮する時、Ni,Co,Ti,C
r,W,Moなど通常市販されている粉末などが望まし
く、さらには、これらを1種以上含有する合金の粉末な
どが望ましい。しかし、用途によっては、いかなる金属
粉末でもよい。
The metal constituting the metal powder may be any metal as long as it has a particle size of 25 μm or less. However, the corrosion resistance, durability, and
Or considering heat resistance, Ni, Co, Ti, C
Usually commercially available powders such as r, W and Mo are desirable, and further, alloy powders containing one or more of these are desirable. However, any metal powder may be used depending on the application.

【0027】これらの粉末は通常所定の容器などによっ
て販売されているため、まずこれらの粉末を例えばボー
ルミルなどを利用し解砕し、粉体をできる限り粒子ごと
に分散させた状態とする。次に、この金属粉末を予め作
成しておいたスラリー液と混合し、金属粉末のスラリー
を作成する。
Since these powders are usually sold in a predetermined container or the like, these powders are first crushed by using, for example, a ball mill, and the powders are dispersed into particles as much as possible. Next, this metal powder is mixed with a previously prepared slurry liquid to prepare a slurry of the metal powder.

【0028】スラリー液は以下のような手順により作成
する。スラリーの作成方法を図3に示したが、分散媒、
例えば純水、アセトン、アルコール等と、必要により分
散剤として例えばカルボン酸アンモニウムを混合して攪
拌し、さらにバインダー、例えばポリビニールアルコー
ル、または、ポリアクリル酸等を添加し、60℃〜70
℃において約1時間加熱、攪拌する。
The slurry liquid is prepared by the following procedure. The method of preparing the slurry is shown in FIG.
For example, pure water, acetone, alcohol and the like, if necessary, ammonium carboxylate as a dispersant are mixed and stirred, and a binder such as polyvinyl alcohol or polyacrylic acid is added, and the mixture is added at 60 ° C to 70 ° C.
Heat and stir at ℃ for about 1 hour.

【0029】その後これに金属粉末を添加し、さらに攪
拌を行い、その後超音波を加えて金属粉を十分に分散さ
せる。その後、減圧下において脱気を行い攪拌する。以
上がスラリーの作成方法の1例である。スラリーの配合
の一例を述べれば次の通りである。純水101g、分散
剤2.8g、ポリビニールアルコール11g、これに金
属粉末200 gを添加する。
After that, metal powder is added to this and further stirred, and then ultrasonic waves are applied to sufficiently disperse the metal powder. After that, deaeration is performed under reduced pressure and stirring is performed. The above is one example of the method for forming the slurry. An example of blending the slurry is as follows. Pure water 101 g, dispersant 2.8 g, polyvinyl alcohol 11 g, and metal powder 200 g are added thereto.

【0030】図2に戻って、このスラリーを所定の形状
をしたセラミック基板、例えばAl2 3 の基板上に沈
殿させる。基板は例えば、浅い底付きの円筒状(直径は
例えば50mm)である。沈殿させる態様としては基板
をスラリーに浸漬し、引上げ、その後乾燥する方法、あ
るいは基板上にスラリーを滴下させ、これを乾燥する方
法、さらには基板上にスラリーを塗布する方法などがあ
る。
Returning to FIG. 2, this slurry is precipitated on a ceramic substrate having a predetermined shape, for example, a substrate of Al 2 O 3 . The substrate has, for example, a cylindrical shape with a shallow bottom (diameter is, for example, 50 mm). As a mode of precipitation, there is a method of immersing the substrate in a slurry, pulling it up, and then drying, a method of dropping the slurry on the substrate and drying it, and a method of applying the slurry on the substrate.

【0031】Al2 3 等のセラミック基板は、望まし
くは通気性があり、金属粉より熱膨張が小さく、焼結さ
れた金属粉末と反応しないことが必要であり、必ずしも
セラミックである必要はない。例えば、Al2 3 、S
3 4 、αSiC、SiO 2 、βサイヤロン等が使用
できる。いずれの方法を用いても所定の形状において前
述の金属粉末を例えば、スラリーを1〜2mm厚さに沈
殿させ、その後においてスラリー液を乾燥させる。
Al2O3Ceramic substrates such as
It is breathable, has a smaller thermal expansion than metal powder, and is sintered.
It is necessary that it does not react with
It need not be ceramic. For example, Al2O3, S
i3NFour, ΑSiC, SiO 2, Β sialon etc. used
it can. Whichever method is used,
For example, the metal powder described above is slurried to a thickness of 1-2 mm.
After that, the slurry liquid is dried.

【0032】例えば、円筒形フィルターの場合は通気性
があるAl2 3 の円筒を用意し、円筒の内面にスラリ
ーを浸漬させ、円筒の外面より吸引し、引上げ、乾燥し
て作成することができる。スラリー液が十分乾燥した後
においてこれを焼結することにより、金属粉末製フィル
ターが製造される。焼結の温度並びに雰囲気について
は、金属粉体の性状に応じて設定することが望ましい。
例えば、金属粉末がカーボニルニッケルの場合において
は850〜1100℃において30分間水素ガス等の還元
性雰囲気中において焼結する。
For example, in the case of a cylindrical filter, an air-permeable Al 2 O 3 cylinder is prepared, and the slurry is immersed in the inner surface of the cylinder, sucked from the outer surface of the cylinder, pulled up, and dried. it can. The metal powder filter is manufactured by sintering the slurry liquid after it is sufficiently dried. It is desirable to set the sintering temperature and atmosphere according to the properties of the metal powder.
For example, when the metal powder is carbonyl nickel, it is sintered at 850 to 1100 ° C. for 30 minutes in a reducing atmosphere such as hydrogen gas.

【0033】焼結された金属粉末は圧縮成形されていな
いため、変形もなく、かつ均質である。また、焼結中基
板に接触しているため、収縮が抑制され、空孔率の大き
く、濾過方向に貫通している細孔を有するフィルターが
得られる。焼結後は基板との熱収縮に差があるため、容
易に分離される。以上が単一層からなる金属粉末製フィ
ルターの製造方法である。この単一層は、空孔率が40
〜70%で、細孔の径が0.1〜5μmであり、空孔径
は従来の球状粉と同様、粒径の1/5程度であるが、従
来の製造方法より空孔率が高く通気性に優れたフィルタ
ーが得られる。複合層からなる金属粉末製フィルターを
製造する場合は、以下の工程を採用することができる。
Since the sintered metal powder is not compression-molded, it is homogeneous without deformation. In addition, since it is in contact with the substrate during sintering, shrinkage is suppressed, a large porosity and a filter having pores penetrating in the filtering direction are obtained. After sintering, there is a difference in thermal contraction with the substrate, so that it is easily separated. The above is the method for manufacturing the metal powder filter having a single layer. This single layer has a porosity of 40.
-70%, the pore diameter is 0.1-5 μm, and the pore diameter is about ⅕ of the particle diameter like the conventional spherical powder, but the porosity is higher and the ventilation is higher than that of the conventional manufacturing method. A filter with excellent properties can be obtained. In the case of producing a metal powder filter having a composite layer, the following steps can be adopted.

【0034】上記の方法によって作成した第1層又は濾
過度が1μm以上の従来のステンレス鋼粉末製フィルタ
ー等の予め製造されたフィルターの上に前述の方法によ
り作成したスラリーを沈殿させ、乾燥させる。この際、
スラリーで覆われたフィルターを下方から空気を吸引
し、液体分を吸引してこれを乾燥させることが生産性の
点からより望ましい。
The slurry prepared by the above-mentioned method is precipitated and dried on the first layer prepared by the above-mentioned method or a pre-made filter such as a conventional stainless steel powder filter having a filtration degree of 1 μm or more. On this occasion,
From the viewpoint of productivity, it is more desirable to suck air from the lower side of the filter covered with the slurry and suck a liquid component to dry the filter.

【0035】吸気・乾燥の方法を図4に示した。乾燥後
において、少くとも2層状に形成した金属粉末製フィル
ターの焼結を行う。多重に行う場合には吸気・乾燥・焼
結の工程を複数回繰り返すことによって、2以上の層か
らなる金属粉末製フィルターを製造できる。
The method of intake and drying is shown in FIG. After drying, the metal powder filter formed in at least two layers is sintered. In the case of multiple processes, the steps of intake, drying and sintering can be repeated a plurality of times to produce a metal powder filter having two or more layers.

【0036】この場合において1層は少くとも前述のス
ラリーによって分散し、これを乾燥して焼結した層であ
ることが必要である。他の層は本発明と同様な方法であ
ってもよいし、またスラリーで使用した粉末より粒径の
大きな粉末を使用し従来の焼結法によって形成された金
属粉末製フィルターであってもよい。従来の焼結法によ
って製造された金属フィルターとしては例えばステンレ
ス鋼(SUS)粉末を焼結したものなどが使用できる。
In this case, it is necessary that at least one layer is a layer obtained by dispersing the one layer by the above-mentioned slurry, drying and sintering the layer. The other layers may be the same as in the present invention, or may be a metal powder filter formed by a conventional sintering method using a powder having a larger particle size than the powder used in the slurry. . As the metal filter manufactured by the conventional sintering method, for example, one obtained by sintering stainless steel (SUS) powder can be used.

【0037】このように製造したフィルターの構造は既
に図1に示した通りである。このような製造方法を採用
すると、B層は粗いフィルターであるが、この層と次の
B層との境界に生成している層(A層)は、細かい孔の
フィルター層が生成される。次のB層を形成するスラリ
ー中の金属粉末が前のB層の表面に露出している細孔に
侵入し、均質でより充填された状態になるため、直径の
小さい孔で、かつ薄いA層が形成されるためである。フ
ィルターの性能は、この境界層中の細かい細孔の直径に
より決定される。
The structure of the filter thus manufactured is as already shown in FIG. When such a manufacturing method is adopted, the layer B is a coarse filter, but the layer (A layer) formed at the boundary between this layer and the next layer B is a filter layer having fine pores. Since the metal powder in the slurry forming the next B layer penetrates into the pores exposed on the surface of the previous B layer and becomes a homogeneous and more filled state, the pores have a small diameter and are thin. This is because a layer is formed. The performance of the filter is determined by the diameter of the fine pores in this boundary layer.

【0038】セラミックフィルターの場合、通常図1
(b)に示す構造が一般的である。あらかじめ成形−焼
結した第1の層の上に、第1層より細かい粒径のセラミ
ック粉末をもとに製作したスラリーを例えばドクターブ
レード法等により極力薄い第2層を形成させ焼結する方
法である。セラミックの場合、第2層を焼結してもほと
んど収縮を起こさないため、第2層はそのまま上記A層
となる。
In the case of a ceramic filter, it is usually shown in FIG.
The structure shown in (b) is general. A method of forming a second thin layer as thin as possible by a doctor blade method or the like on a preformed-sintered first layer and forming a slurry based on a ceramic powder having a particle size smaller than that of the first layer, and sintering the slurry. Is. In the case of ceramics, even if the second layer is sintered, there is almost no shrinkage, so the second layer becomes the A layer as it is.

【0039】本発明では金属粉末を用いるため、焼結の
際焼結が進み、一般的には大きな収縮を起こす。しか
し、スラリーで成形した第2層で第1層の表面に接した
部分及び第1層の表面に露出した細孔に侵入した部分
は、前述した単層フィルターの製造でのセラミック基板
と同様、収縮が拘束されるため、その反対側の部分は収
縮が起らず、第1層と同じ粗い層となるため、その結果
図1(d)で示した構造となる。
In the present invention, since the metal powder is used, the sintering progresses during the sintering and generally causes a large shrinkage. However, in the second layer formed by the slurry, the portion in contact with the surface of the first layer and the portion penetrating into the pores exposed in the surface of the first layer are the same as those in the ceramic substrate in the production of the single layer filter described above. Since the contraction is constrained, the part on the opposite side does not contract and becomes the same rough layer as the first layer, resulting in the structure shown in FIG. 1D.

【0040】しかも第1層と第2層の境界に形成したA
層は、収縮の際の拘束力及びスラリーを真空吸引した際
は、第1層表面とスラリー中の粉末とがより密着するた
め、焼結が活性され、空孔率が低くなるものの非常に小
さな空孔径でしかも薄い層が形成される。従って、同じ
粒子径を使用してもセラミックよりはるかに径の小さな
空孔を形成させることが可能となる。一般にセラミック
の場合、形成される空孔径は粒径の1/5程度である
が、本発明の方法を用いた場合、形成される空孔径は、
粒径の1/10〜1/50程度のものが得られる。
Moreover, A formed on the boundary between the first layer and the second layer
The layer has a restraining force at the time of contraction and when the slurry is vacuum sucked, the surface of the first layer and the powder in the slurry come into close contact with each other, so that the sintering is activated and the porosity becomes low, but it is very small. A thin layer with a pore size is formed. Therefore, even if the same particle size is used, it is possible to form pores having a diameter much smaller than that of ceramics. Generally, in the case of ceramics, the pore diameter formed is about 1/5 of the particle diameter, but when the method of the present invention is used, the pore diameter formed is
The particle size is about 1/10 to 1/50.

【0041】本方法の場合、A層の厚さは、使用する粉
末の比重、スラリーの粘度また、真空吸引する場合は吸
引力で決定される。また図1(d)の構造の場合、粗い
B層は、本質的に不要であるため、スラリーの粘度を抑
制し、またはドクターブレード法等により、第2層をA
層のみ(図1(b))とすることは可能である。
In the case of this method, the thickness of the layer A is determined by the specific gravity of the powder used, the viscosity of the slurry, and the suction force when vacuum suction is performed. Further, in the case of the structure of FIG. 1 (d), since the rough B layer is essentially unnecessary, the viscosity of the slurry is suppressed, or the second layer is formed by the doctor blade method or the like.
It is possible to use only layers (FIG. 1 (b)).

【0042】図6は、カーボニルニッケル粉末(INC
O社製Type123)を使用し、前述した方法でアル
ミナ基板上にスラリーを沈殿・乾燥・焼結して第1層を
形成させ、さらにスラリーを真空吸引し・沈殿・乾燥・
焼結し(第2層)、この上もう1回同じ工程を繰り返し
て(第3層)作成したフィルターの断面写真である。写
真から明らかなように、第1層と第2層の間及び第2層
と第3層の間に緻密なA層が形成される。
FIG. 6 shows carbonyl nickel powder (INC
Type 123) manufactured by O company is used to precipitate, dry, and sinter the slurry on the alumina substrate by the method described above to form the first layer, and further vacuum suction of the slurry, precipitation, and drying are performed.
3 is a photograph of a cross section of a filter that is made by sintering (second layer) and repeating the same process once more (third layer). As is clear from the photograph, a dense A layer is formed between the first layer and the second layer and between the second layer and the third layer.

【0043】以上説明したように、本発明においては、
カーボニル粉等の大量に生産されている市販の粉末が使
用でき、成形プレスが不要で、しかも、短時間焼結が可
能なため、例えばメッシュべルト炉等の連続炉が使用で
きるため、比較的安価な大量生産が可能である。
As described above, in the present invention,
A large amount of commercially available powder such as carbonyl powder can be used, a molding press is not necessary, and since it can be sintered for a short time, for example, a continuous furnace such as a mesh belt furnace can be used. Inexpensive mass production is possible.

【0044】[0044]

【実施例】実施例1 平均粒径3〜7μmのカーボニルニッケル粉末(INC
O社製TYPE123)を用い、前述の方法によりスラ
リーを作成し、50mm角の高純度アルミナ基板をスラ
リー中に浸漬し、これを引き上げ、25℃の大気中にお
いて24時間これを乾燥した。次に、この基板と基板上
に固着したニッケル金属粉体を950℃において30分
間水素気流中において焼結した。製造されたNi製フィ
ルターは約50mm角で,厚みは約0.8mmであっ
た。
Example 1 Carbonyl nickel powder (INC having an average particle size of 3 to 7 μm)
TYPE123 manufactured by O. was used to prepare a slurry by the method described above, and a 50 mm square high-purity alumina substrate was immersed in the slurry, pulled up, and dried in the atmosphere at 25 ° C. for 24 hours. Next, this substrate and the nickel metal powder adhered to the substrate were sintered at 950 ° C. for 30 minutes in a hydrogen stream. The manufactured Ni filter was about 50 mm square and had a thickness of about 0.8 mm.

【0045】実施例2 上記方法において製造したニッケル金属フィルターを基
板として、さらにその一面に前述の方法で作成したスラ
リーを沈殿させ、下方より脱気してスラリー液を除去し
た。その後、上記第2層を形成するスラリーを25℃の
大気中において24時間乾燥し、その後、水素気流中で
900℃30分間焼結を行った。その結果、全厚みは約
1.0mmの金属粉末製フィルターが製造できた。
Example 2 Using the nickel metal filter manufactured by the above method as a substrate, the slurry prepared by the above method was further deposited on one surface of the substrate and degassed from below to remove the slurry liquid. After that, the slurry forming the second layer was dried in the atmosphere at 25 ° C. for 24 hours, and then sintered in a hydrogen stream at 900 ° C. for 30 minutes. As a result, a metal powder filter having a total thickness of about 1.0 mm could be manufactured.

【0046】実施例3 実施例により製造したフィルターを更に既述のスラリー
に沈殿させ、焼結し、1.3mm厚みのフィルターを得
た。
Example 3 The filter produced according to the example was further precipitated into the above-mentioned slurry and sintered to obtain a filter having a thickness of 1.3 mm.

【0047】実施例4 全く実施例2及び3と同様な方法ではあるが、第1層と
なる金属フィルターを従来の方法を用いて製造したステ
ンレス鋼粉末の加圧焼結体のフィルターを用いて2層か
ら構成される金属フィルターを製造した。このステンレ
ス鋼粉末のフィルターは、平均粒径30μm(高圧水ア
トマイズ法によるもの)の粉末を圧力1.2ton/c
2 で成形し、1100℃で30分間焼結して製造した
もので、その厚さは0.5mmであった。
Example 4 In exactly the same manner as in Examples 2 and 3, the pressure-sintered stainless steel powder filter produced by the conventional method was used as the first layer metal filter. A metal filter composed of two layers was produced. This stainless steel powder filter uses powder having an average particle size of 30 μm (according to the high pressure water atomizing method) at a pressure of 1.2 ton / c.
It was molded by m 2 and sintered at 1100 ° C. for 30 minutes, and its thickness was 0.5 mm.

【0048】以上の方法で製造した金属フィルターの性
能をそれぞれ調査した結果を表1に示した。表1で、試
験片は47φmmの形状に加工したものであり、評価は
下記の様にして行なった。 最大空孔径の測定:JIS−K−3832に規定する方
法である。 通気度:元圧0.5kgf/cm2 の窒素ガスを通過さ
せた際のフィルター前後の差圧、ガス通過量をそれぞれ
水銀柱および流量計で測定した。 濾過度:径0.208μmの真球状ポリスチレン系ラテ
ックス粒子(STADEX−SC−021S)をエチル
アルコール10ml中に混合し、その液を差圧0.1k
gf/cm2 程度でフィルターを通過させ、濾過液中に
含まれるラテックス粒子の数をオートカウンターで測定
した。また、100%濾過したかどうかは濾過液を乾燥
後、SEMによる観察で確認した。
Table 1 shows the results of examining the performance of the metal filters produced by the above method. In Table 1, the test piece was processed into a shape of 47 mm, and the evaluation was performed as follows. Measurement of maximum pore diameter: It is a method specified in JIS-K-3832. Air permeability: The differential pressure before and after the filter and the gas passage amount when a nitrogen gas having an original pressure of 0.5 kgf / cm 2 was passed were measured with a mercury column and a flow meter, respectively. Filtration degree: True spherical polystyrene latex particles (STADEX-SC-021S) having a diameter of 0.208 μm were mixed in 10 ml of ethyl alcohol, and the resulting liquid had a differential pressure of 0.1 k.
After passing through the filter at about gf / cm 2 , the number of latex particles contained in the filtrate was measured with an auto counter. Whether or not 100% filtration was performed was confirmed by observing with a SEM after drying the filtrate.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の方法により製造した金属粉末製
フィルターは、その濾過試験の結果からも確認できるよ
うに、濾過度1μm以下の金属粉末製フィルターが製造
でき、製造された金属粉末製フィルターは、従来の合成
樹脂製のフィルターに替わり使用することができる。合
成樹脂製のフィルターに比較し、耐熱性、耐久性があ
り、また、取扱いが便利であり、さらには使用箇所に溶
接することができるなど性能上および使用上優れた金属
粉末製フィルターである。その用途は冷凍機内の冷媒の
濾過、各種ポリマー、モノマーの精製、排水の水処理、
半導体産業用ガスおよび液体の精製等幅広く利用でき
る。
The metal powder filter manufactured by the method of the present invention can be manufactured as a metal powder filter having a filtration degree of 1 μm or less, as can be confirmed from the result of the filtration test. Can be used in place of conventional synthetic resin filters. Compared with a filter made of synthetic resin, it is a metal powder filter which has excellent heat resistance and durability, is easy to handle, and can be welded to the place of use, and is excellent in performance and use. Its applications include filtration of refrigerant in refrigerators, purification of various polymers and monomers, water treatment of wastewater,
It can be widely used for refining gases and liquids for the semiconductor industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる金属粉末製フィルターの種々の
構成の態様を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing various configurations of a metal powder filter according to the present invention.

【図2】本発明にかかる金属粉末製フィルターの製造工
程の概要を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a manufacturing process of a metal powder filter according to the present invention.

【図3】本発明の製造工程に用いるスラリーの作成方法
を示す概要図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for producing a slurry used in the manufacturing process of the present invention.

【図4】本発明における複合金属粉末製フィルターの製
造方法における吸引方法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a suction method in the method for manufacturing the composite metal powder filter according to the present invention.

【図5】従来の金属焼結体の製造工程を示す概要図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view showing a manufacturing process of a conventional metal sintered body.

【図6】本発明に係るフィルターの断面の顕微鏡写真で
ある。
FIG. 6 is a micrograph of a cross section of a filter according to the present invention.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の構造を備えた金属粉末製フィルタ
ー。 (a)焼結された金属粉末製フィルターであって、その
任意の横断面表面には相当直径が5μm以下の細孔が1
mm2 当たり1 ×103 個以上存在し、(b)前記細孔
がそのフィルターの縦断面を貫通しており、(c)前記
フィルターの空孔率が40〜70%である。
1. A metal powder filter having the following structure. (A) A sintered metal powder filter having pores with an equivalent diameter of 5 μm or less on any cross-sectional surface.
There are 1 × 10 3 or more per mm 2 , (b) the pores penetrate the longitudinal section of the filter, and (c) the porosity of the filter is 40 to 70%.
【請求項2】 下記のA層とB層が交互に2層以上積層
されている金属粉末製フィルター。 (a)前記A層は、(i)その任意の横断面表面には相
当直径5μm以下の細孔が1mm2 当たり1 ×103
以上存在し、(ii)前記細孔がそのフィルターの縦断面
を貫通しており、 (b)前記B層は、(i)その任意の横断面表面には前
記A層より大きい径の細孔が1mm2 当たり1 ×103
個以上存在し、(ii)前記細孔がそのフィルターの縦断
面を貫通しており、 (c)前記フィルターの空孔率が40〜70%である。
2. A metal powder filter in which two or more layers A and B below are alternately laminated. (A) The A layer has (i) 1 × 10 3 or more pores having an equivalent diameter of 5 μm or less per 1 mm 2 on the surface of any cross section thereof, and (ii) the pores are longitudinally cut through the filter. (B) the B layer has (i) pores having a diameter larger than that of the A layer on the surface of any of its cross sections (1 × 10 3 per mm 2).
And (ii) the pores penetrate the longitudinal section of the filter, and (c) the porosity of the filter is 40 to 70%.
【請求項3】 前記金属粉末製フィルターの金属が、N
i,Co,Ti,Cr,W,Mo,及びこれらを1種以
上含有する合金のいずれかである請求項1また2のいず
れかの項に記載した金属粉末製フィルター。
3. The metal of the metal powder filter is N
The metal powder filter according to any one of claims 1 and 2, which is one of i, Co, Ti, Cr, W, Mo, and an alloy containing one or more of these.
【請求項4】 下記の工程を備えた金属粉末製フィルタ
ーの製造方法。 (a)所定の粒径の金属粉末製粉末を用意する工程と、
(b)前記金属粉末製粉末を、少なくとも分散媒、バイ
ンダーを含むスラリー液に添加して分散させたスラリー
を作成する工程と、(c)前記スラリー中に分散した金
属粉末を基板上で沈殿させた後、スラリー液を乾燥させ
る工程と、(d)前記乾燥された金属粉末を焼結する工
程。
4. A method for producing a filter made of metal powder, which comprises the following steps. (A) a step of preparing a metal powder having a predetermined particle size,
(B) adding the metal powder powder to a slurry liquid containing at least a dispersion medium and a binder to prepare a dispersed slurry, and (c) precipitating the metal powder dispersed in the slurry on a substrate. And then drying the slurry liquid, and (d) sintering the dried metal powder.
【請求項5】 下記の工程を備えた金属粉末製フィルタ
ーの製造方法。 (a)予め製造された単層若しくは複数層の金属粉末製
フィルター(第1フィルター)を用意する工程と、
(b)所定の粒径の金属粉末製粉末を、少なくとも分散
媒、バインダーを含むスラリー液に添加して分散させて
スラリーとする工程と、(c)前記スラリーを前記第1
フィルター上で沈殿・乾燥させる工程と、(d)前記ス
ラリーが沈殿・乾燥・している第1フィルターを焼結す
る工程。
5. A method for producing a metal powder filter, which comprises the following steps. (A) a step of preparing a pre-manufactured single-layer or multi-layer metal powder filter (first filter);
(B) a step of adding a metal powder having a predetermined particle diameter to a slurry liquid containing at least a dispersion medium and a binder to disperse the powder to form a slurry; (c) the first slurry.
A step of settling / drying on a filter, and (d) a step of sintering the first filter on which the slurry is settling / drying.
【請求項6】前記所定の粒径が、フィシャーサブシーブ
粒径で約10μm以下である請求項4および5記載の金
属粉末製フィルターの製造方法。
6. The method for producing a metal powder filter according to claim 4, wherein the predetermined particle size is a Fischer sub-sieve particle size of about 10 μm or less.
【請求項7】 前記スラリーを沈殿・乾燥させる工程
が、通気性がある前記基板または1層以上からなる金属
粉末製フィルターに該スラリーを沈殿させている面と反
対面との間に圧力差を生ぜしめ、前記反対面から吸気し
て前記スラリーを沈殿・乾燥させる工程である請求項4
〜6のいずれか1項に記載された金属粉末製フィルター
の製造方法。
7. The step of precipitating / drying the slurry comprises applying a pressure difference between the surface on which the slurry is precipitated and the surface opposite to the surface of the air-permeable substrate or a filter made of metal powder composed of one or more layers. 5. A step of causing the slurry to be aspirated from the opposite surface to precipitate and dry the slurry.
7. The method for producing the metal powder filter according to any one of items 1 to 6.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040041814A (en) * 2002-11-12 2004-05-20 최성조 Process for preparing porous metal plate having a multilayer porosity
JP2004521732A (en) * 2001-01-19 2004-07-22 ジーケイエヌ ジンテル メタルズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング A filter having a structure arranged in a grade order and a method for manufacturing the same.
US7297271B2 (en) 2001-02-16 2007-11-20 Sumitomo Titanium Corporation Titanium powder sintered compact
KR20220028337A (en) * 2020-08-28 2022-03-08 부산대학교 산학협력단 Breakaway device for hydrogen station

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