(57)【要約】 【課題】流体圧に対する耐圧力が弱く、初期性能を長期に亘って維持することができない点、流体の通過抵抗が大きくなり、高速ろ過が不能となる点、を解消する。【解決手段】フィルタ１は、金属製で繊維状とされたメタルファイバー２と、金属製の線材で網状とされた金網３，５を積層して焼結した金網積層焼結体４と、を有し、メタルファイバー２の表裏面に金網積層焼結体４を配置して一体焼結した。【効果】粘度の高い溶融ポリマーに対して十分な耐圧力を発揮して繰り返しの使用が可能でありながら、流体の透過抵抗を小さくしてろ過時間を短くすることもできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中の異物を高速に除去するためのフィルタであって、金属製で繊維状とされたメタルファイバーと、金属製の線材で網状とされた金網を少なくとも２枚以上積層して焼結した金網積層焼結体と、を有し、前記メタルファイバーの表裏面に前記金網積層焼結体を配置して一体焼結したことを特徴とする高速ろ過用フィルタ。
【請求項２】
金網積層焼結体は、メタルファイバー配置側から外側に向けて順にメッシュが小さい金網を積層していることを特徴とする請求項１記載の高速ろ過用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧に対する耐圧力を強くできると共に流体の通過抵抗を小さくでき、また、初期性能を長期に亘って維持することができ、さらには洗浄により繰り返し使用することのできる高速ろ過用フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば溶融ポリマーなどの種々の流体中の不純物を除去するために、筐体の内側空間に、金属製で、網状（金網）又は繊維状をろ材とするフィルタを配置して、筐体内に流体を流入させて、フィルタでろ過し、筐体の外に、不純物を除去した流体を流出させるろ過装置を用いたろ過処理が行われる。
【０００３】
上記ろ過装置におけるフィルタは、下記の特許文献１に示されたものが知られている。
【特許文献１】特開平８−１０５２２号公報
【０００４】
特許文献１（の従来技術）には、異なる繊維径の金属微細繊維が積層された不織布と、この金属微細繊維の不織布を挟み込む二つの保護ワイヤメッシュ層とを焼結により一体化した構成のフィルタが記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載のフィルタは、１〜数１０μｍの金属微細繊維の不織布だけでは、流体圧力に対する耐圧力が弱いので、該不織布を保護ワイヤメッシュ層で挟み込んで焼結することで耐圧力を向上させている。
【０００６】
これにより、特許文献１に記載のフィルタは、溶融ポリマーのろ過用フィルタに用いたとき、金属微細繊維の径を細くすることにより、又は金属微細繊維の径を細くしない代わりに、空隙率を下げることにより、ろ過精度を細かくしている。
【０００７】
以下、上記フィルタを構成する材料のうち、金属製で網状のものを本願では金網ということとする。金網は、ダイスを使って最小でも数１０μｍの径に引き延ばされた線材によって織られたものと定義する。
【０００８】
また、金属製で繊維状のものを本願ではメタルファイバーという。メタルファイバーは、前記ダイスを使って引き延ばした又は別の方法で線材径以下の例えば１μｍ〜数１０μｍの繊維材によって織られたものと定義する。
【０００９】
したがって、特許文献１に記載のフィルタは、異なる繊維径のメタルファイバーと、このメタルファイバーを挟み込む二つの金網とを焼結により一体化した構成と換言できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載のフィルタは、メタルファイバーの繊維径を細くしてろ過精度を細かくすると、流体圧に対する耐圧力が弱く、初期性能を長期に亘って維持することができないといった問題がある。
【００１１】
また、特許文献１に記載のフィルタは、全体の空隙率を下げてろ過精度を細かくすると、耐圧力は前記に較べて向上するが流体の通過抵抗が大きくなり、高速ろ過が望めなくなるといった問題がある。
【００１２】
本発明が解決しようとする問題点は、特許文献１のフィルタでは、流体圧に対する耐圧力が弱く、初期性能の長期に亘って維持することができない点、流体の通過抵抗が大きくなり、高速ろ過が不能となる点、である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題点を解決するために、本発明のフィルタは、金属製で繊維状とされたメタルファイバーと、金属製の線材で網状とされた金網を少なくとも２枚以上積層して焼結した金網積層焼結体と、を有し、前記メタルファイバーの表裏面に前記金網積層焼結体を配置して一体焼結したのである。
【発明の効果】
【００１４】
近年、ろ過装置によりろ過される溶融ポリマーの特性としては、粘度が高く、熱劣化の激しい、高付加価値のものが増加している。こうした傾向に伴ってろ過装置のろ材に用いられるフィルタには、流体の透過抵抗を小さくしてろ過時間を短くするという条件が求められる。
【００１５】
また、時代的な風潮やコストパフォーマンスから、流体のろ過に使用したフィルタは、洗浄することによりできる限り多く繰り返し使えることも、溶融ポリマーのろ過に必要とされる条件ではないが、要望として存在する。
【００１６】
本発明のフィルタは、金網積層焼結体において、少なくとも２枚以上の金網を積層して一体とする焼結と、この金網積層焼結体とメタルファイバーとを一体とする焼結と、を別に行っているから、金網積層焼結体における各金網、この金網積層焼結体とメタルファイバー、が強固な結合となる。
【００１７】
よって、本発明のフィルタは、流体圧に対する耐圧力が高く、初期性能を長期に亘って維持することができるから、上記のうち、粘度の高い溶融ポリマーに対する十分な耐圧力を発揮するという条件と、洗浄することで何度も繰り返し使用することができる要望の両者を満たすことができる。
【００１８】
また、本発明のフィルタは、金網積層焼結体が、流体の通過抵抗を大きくしてろ過精度を細かくすることを目的とするものではなく、流体圧に対する耐圧力を補強することを目的とするものであるため、ろ過速度を妨げることがない。したがって、本発明のフィルタは、十分な耐圧力を発揮して繰り返しの使用が可能でありながら、流体の透過抵抗を小さくしてろ過時間を短くすることもできる。
【００１９】
さらに、本発明のフィルタは、目の細かい（メッシュの大きい）金網を採用すれば、メタルファイバーの単位面積当たりの質量（以下、目付けという：ｇ／ｍ2 ）を低減することが可能となり、上記の効果を維持しつつ、コストを下げることもできる。また、メタルファイバーの目付けを低減させることにより、上記同様、ろ過精度を低減させることなく、透過抵抗を小さくしてろ過速度を高速にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のフィルタは、図１を参照して説明する以下の形態により実施可能である。図１において、本発明のフィルタ１は、例えば本例では、粘度が高く、熱劣化の激しい、高付加価値の溶融ポリマー中の異物をろ過して除去するためのろ過装置に用いられる。
【００２１】
本例におけるフィルタ１は、金属製で繊維状とされたメタルファイバー２と、このメタルファイバー２の表裏面に各々配置した、金属製の線材で網状とされた金網３及び金網５とを積層配置すると共に焼結（以下、第１焼結という）てなる金網積層焼結体４と、を有し、メタルファイバー２と金網積層焼結体４，４とを最終的に一体とすべく焼結（以下、第２焼結という）したものである。
【００２２】
メタルファイバー２は、線径が例えば１〜６０μｍで目付けが３００〜１５００ｇ／ｍ2 、厚みが０．２〜０．８ｍｍの、例えば耐食性、靭性、延性、加工性、溶接性に優れたオーステナイト系ステンレス、耐食性の高いハステロイ、カーペンター、耐熱性の高いインコネル、ニッケル、を単体あるいは混合して繊維状としたものを採用している。
【００２３】
なお、本例では線径が１２μｍで目付けが３００ｇ／ｍ2 、厚みが０．２ｍｍの、オーステナイト系ステンレスを単体で繊維状としたものを採用している。
【００２４】
金網積層焼結体４を構成する金網３と金網５は、線径を例えば４０〜５０μｍの、例えば耐食性、靭性、延性、加工性、溶接性に優れたオーステナイト系ステンレス、耐食性の高いハステロイ、カーペンター、耐熱性の高いインコネル、ニッケル、の線材を単体あるいは混合して、２００〜３００メッシュの網状としたものを採用している。
【００２５】
なお、本例の金網３は線径が５０μｍの２００メッシュとし、本例の金網５は１００μｍの１００メッシュとしたものを採用している。つまり金網積層焼結体４は、本例では、メタルファイバー２の配置側から外側に向けて順にメッシュが小さい金網３、金網５を積層している。
【００２６】
上記に構成において、メタルファイバー２の線径を１〜６０μｍとした理由は以下の通りである。１μｍより細い線径については現状の製造技術上これより細くできないという事情があるが、６０μｍより太い線径であると、本例の用途である、粘度が高く、熱劣化の激しい、高付加価値の溶融ポリマーのろ過用のフィルタとしては目が粗すぎて使用に適さない。
【００２７】
また、メタルファイバー２の目付けを３００〜１５００ｇ／ｍ2 とした理由は以下の通りである。目付けが３００ｇ／ｍ2 より小さいと、分散が不均一になり、品質上の問題が生じる。また、目付けが１５００ｇ／ｍ2 より大きいと、ろ過を高速に行えなくなってしまう。
【００２８】
さらに、メタルファイバー２の厚みを０．２〜０．８ｍｍとした理由は以下の通りである。厚みが０．２ｍｍより小さいと、高速なろ過が可能だとしても例えば異物にかかる集中的な流体圧により部分的に孔が開くなどの問題が生じる可能性がある。また、厚みが０．８ｍｍより大きいと、前記のような問題が生じる可能性は低いが、ろ過に時間がかかることとなる。
【００２９】
金網３と金網５の線径を４０〜５０μｍとした理由は、以下の通りである。線径が４０μｍより小さいと、後述するメッシュとの関係で２００メッシュとした場合には線材にかかる流体圧に耐えられず破断する可能性がある。また、線径が５０μｍより大きいと、後述するメッシュとの関係で３００メッシュとした場合には流体の通過抵抗が大きくなり、高速なろ過の妨げとなる。
【００３０】
金網３と金網５を２００〜３００メッシュの目とした理由は、以下の通りである。２００メッシュより小さい（目が粗い）と、流体に対するメタルファイバー２の耐圧力が弱くなる。また、３００メッシュより大きい（目が細かい）と、流体の通過抵抗が大きくなり高速ろ過を妨げることになる。
【００３１】
そして、金網積層焼結体４において、メタルファイバー２側から外側に向けて金網３、金網５の順に積層する理由は、以下の通りである。この順が逆であると、メタルファイバー２への入流側においては、メッシュの大きい金網３を流体が（金網５より先に）通過することになるため、ろ過時間が長期化する。また、メタルファイバー２の出流側においては、メッシュの小さい金網５の目に該メタルファイバー２が流体により押し出されて補強の意味をなさない可能性がある。
【００３２】
次に、金網積層焼結体４を構成する際に金網３と金網５を第１焼結し、この第１焼結により一体とされた金網積層焼結体４とメタルファイバー２とを第２焼結してフィルタ１を構成する理由を説明する。手間や時間を削減するならば、メタルファイバー２の表裏面に、該メタルファイバー２側から金網３と金網５を順に配置して１回の焼結により一体とすればよい。
【００３３】
しかしながら、メタルファイバー２と金網積層焼結体４を一体とする焼結温度と、金網３と金網５とを一体とする焼結温度と、が異なることと、金網３と金網５との線径のギャップがあること（接触面が少ない）、から、例えばメタルファイバー２と金網積層焼結体４を構成する際の第２焼結に要する温度で１回の焼結によりフィルタ１を構成しようとすると、金網３と金網５との結合が脆くなり、十分な結合強度が得られない。
【００３４】
一方、例えば金網３と金網５を一体とする際の第１焼結に要する温度で１回の焼結によりフィルタ１を構成しようとすると、メタルファイバー２を大きく損傷させる可能性があり、さらに、第１焼結に要する温度と第２焼結に要する温度の中間の温度で１回の焼結によりフィルタ１を構成しようとすると、前記両者の問題が多少改善されるとしても、両者の問題が共に現れることになる。
【００３５】
以上のことから、本例では、金網３と金網５を予め第１焼結により一体として金網積層焼結体４を構成し、この金網積層焼結体４とメタルファイバー２とを第２焼結により一体としてフィルタ１を構成しているのである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のフィルタを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  フィルタ
２  メタルファイバー
３  金網
４  金網積層焼結体
５  金網
【図１】
2010075832.tif 000003