(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター（１）の製造方法であって、
滴下装置（３）から液滴（２）が互いに接するように滴下する工程、及び
前記滴下された液滴（２）を硬化させて互いの接触点において結合させて開放性で且つ透過性又は半透過性の固体（４）を形成する工程を含み、
硬化された液滴（２）の間に、互いに結合して外部に開放された複数の孔（５）が形成されることを特徴とするフィルターの製造方法。
【請求項２】
液滴（２）は、一層又は多層に配置されることを特徴とする請求項１に記載のフィルターの製造方法。
【請求項３】
液滴（２）は、合成樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルターの製造方法。
【請求項４】
液滴（２）は、異なった大きさを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【請求項５】
液滴（２）は、さらに固体粒子を含んでいることを特徴とする請求項３に記載のフィルターの製造方法。
【請求項６】
液滴（２）は、異なった材料を含んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【請求項７】
前記合成樹脂は気化により前記液滴から除去され、前記固体粒子は前記液滴の形状及び／又は位置に保たれてその融点以下の温度に加熱することにより、前記液滴の接触点において結合して開放多孔性で且つ透過性又は半透過性の固体が形成されることを特徴とする請求項５に記載のフィルターの製造方法。
【請求項８】
フィルター（１）は、フィルター（１）外の構成要素（６）と一体的に成形され、構成要素（６）は不透過であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のフィルター製造方法。
【請求項９】
フィルター（１）は、疎水性且つ／又は疎油性であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【請求項１０】
フィルター（１）は、消音器であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放多孔性且つ透過性又は半透過性の固体を備えたフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂の粒体を焼結して形成される、開放多孔性且つ透過性又は半透過性の固体から成るフィルターは周知である。開放多孔性とは、互いに重なり合い外部とも結合している孔、すなわち空洞を意味する。そのため、フィルターは透過性、すなわち液体及び／又は気体を透過させ、ある大きさ以上の固体粒子は透過させない。また半透過性のフィルターは、例えば気体を透過させ、液体は透過させず、又はある液体及び／又は溶剤を透過させず、別の液体及び／又は溶剤を透過させるが、溶剤に溶解された物質は透過させない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来とは異なった方法により製造した開放多孔性且つ透過性又は半透過性の固体から成るフィルターを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、以下のいずれかの構成により解決される。
【０００５】
（１）フィルターの製造方法であって、滴下装置から液滴が互いに接するように滴下する工程、及び前記滴下された液滴を硬化させて互いの接触点において結合させて開放性で且つ透過性又は半透過性の固体を形成する工程を含み、硬化された前記液滴の間に、互いに結合して外部に開放された複数の孔が形成されることを特徴とするフィルターの製造方法。
【０００６】
（２）前記液滴は、一層又は多層に配置されることを特徴とする前記（１）に記載のフィルターの製造方法。
【０００７】
（３）前記液滴は、合成樹脂を含んでいることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のフィルターの製造方法。
【０００８】
（４）前記液滴は、異なった大きさを有していることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【０００９】
（５）前記液滴は、さらに固体粒子を含んでいることを特徴とする前記（３）に記載のフィルターの製造方法。
【００１０】
（６）前記液滴は、異なった材料を含んでいることを特徴とする前記（１）ない（５）のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【００１１】
（７）前記合成樹脂は、気化により前記液滴から除去され、前記固体粒子は前記液滴の形状及び／又は位置に保たれてその融点以下の温度に加熱することにより、前記液滴の接触点において結合して開放多孔性で且つ透過性又は半透過性の固体が形成されることを特徴とする前記（５）に記載のフィルターの製造方法。
【００１２】
（８）前記フィルターは、前記フィルター外の構成要素と一体的に形成され、前記構成要素は不透過であることを特徴とする前記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【００１３】
（９）前記フィルターは、疎水性且つ／又は疎油性であることを特徴とする前記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【００１４】
（１０）前記フィルターは、消音器であることを特徴とする前記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、合成樹脂から成る液滴を硬化させて、液滴の互いの接点を結合させて、開放多孔性且つ透過性又は半透過性の固体を製造し、その固体をフィルターとして形成する。本発明により、前記液滴の大きさ、流動性及び材料を選定して、所望の機能又は性能を備えたフィルターを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるフィルター製造の一実施例を示す模式図
【図２】本発明によるフィルター製造の別の実施例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のフィルターは、硬化させた液滴の粒子の接触点が互いに結合するように形成された開放多孔性の固体を備えている。本発明では、「硬化」とは、結合、固化、凝固又は固まることも意味する。硬化中には、液滴は流れないか、又は液滴の間が完全に結合又は噛み合わずに、硬化した液滴の間に孔と称する空隙が残る。本発明のフィルターは、液滴が互いに接触するように、一層又は多層に重ね合わせる。液滴は硬化する材料又はフィルターに形成されてから硬化する材料からなる。硬化により、液滴は接触点において結合して、フィルターを形成する開放多孔性の固体となる。本発明では液滴が低粘度であるので、接触点から互いに流れ込む。しかしながら。液滴は半流動的で完全には流れ出さないので、合体又は互いに流れ込んで無孔の完全固体となることはない。液滴は硬化中に形状が変化するが、液滴の空隙は、互いに結合し孔として残る。
【００１８】
フィルターは、開放多孔性により、気体及び／又は液体には透過性であり、ある大きさ以上の粒子には不透過性で液体には不透過性のこともある。液滴を調整して、フィルターを半透過性として、例えば、気体には透過性とし液体には不透過性とし、ある液体には透過性とし別の液体には不透過性とし且つ又は溶媒には透過性とし溶媒に溶解している物質には不透過性とすることができる。これらは例であり、全てを含むものではない。フィルターは、堅くなくてもよいが、弾性である。フィルターを製造する際の液滴の大きさ及び流動性が、フィルターの特性を決めるか、又は影響を及ぼす。
【００１９】
本願の好適な実施態様では、液滴には、合成樹脂材料が含まれる。液滴には、加熱により液化して液滴が一つ又は多数の層に形成される熱可塑性樹脂が含まれる。液滴は、接触部から互いに流れ込み、冷却により結合される。液化温度により、液滴の粘度が調整される。フィルターは、熱硬化性樹脂から生成してもよい。
【００２０】
液滴の大きさ及び／又は材料を変えて、種々の構造及び種々の特性を備えたフィルターを得ることができる。
【００２１】
本願の一実施態様では、例えば合成樹脂−金属複合材、合成樹脂−セラミック複合材又は合成樹脂−金属−セラミック複合材を含む液滴を硬化させて、固体粒子を含むフィルター製造するに用いられる。例えば、液滴には、ガラス粒子及び／又は異なった材料から生成された繊維を含んでもよい。合成樹脂材料は、基質又は結合剤としてフィルターに残してもよい。又は蒸発又は溶解により基質又は結合剤を除去して、金属及び／又はセラミック粒子などの固体粒子を残し、焼結して開放多孔性の固体を形成してもよい。異なった材料からの液滴により、種々の構造のフィルター及び所望の特性のフィルターが提供できる。
【００２２】
この様にして、ディーゼル・エンジン用の煤のフィルター及び触媒コンバータが比較的簡単に製造できる。液滴から合成樹脂材料を除去すると固体粒子が互いに結合した液滴の形で残存して、合成樹脂材料の除去及び焼結により収縮するが、フィルターが形成される。例えば、焼結により固体粒子同士は、接触点において互いに結合して、開放された孔が形成される。
【００２３】
本発明では、フィルターは、フィルターと共に製造される構成部材と一体であることが好ましく、フィルター部分の固体は開放多孔性且つ透過性又は半透過性で、フィルター外は不透過性である。フィルター外の粒子間に空洞が在ったとしても、その空洞は他方には通じていない。フィルター外が多孔性であったとしても、開放多孔性では無く、すなわち孔が互いに通じていない。フィルター外は、孔の無い中実体として形成することが好ましい。例えば低粘度の液滴によりフィルター外の構造を中実体とすることが可能である。フィルター外では、低粘度の液滴は、互いに流れ込み中実体となる。低粘度の液滴は、同一材料を加熱するか及び／又は別の材料により得られる。
【００２４】
フィルターの内外の構成部材を形成する材料は、液滴の形状ではなく、例えば高粘度又はペースト状の液体を用いてもよい。フィルター外の通気性の無い構成部材の一体的に成形された部分は、フィルターの取扱い及び／又は構築できるように、例えば舌部、突起、枠などを備えたフィルターの製造、又は例えばフィルターを有するハウジング、ハウジングの一部、容器は、製造過程において簡単な方法によりできる。そのようなハウジングは、自動車又は操縦装置のヘッドライトのハウジングである。フィルターを形成することにより、粒子がハウジング内に入り、例えばランプ又は反射器を損傷するか又はガラスの内側の光学的清浄さの低下が防止される換気が可能となる。
【００２５】
更に、本発明のフィルターは、医療分野、ガス、ガソリン又はオイルフィルター、又はタンクの換気装置、薬品タンク、電気歯ブラシ、電池のケースにおける水分離、灌漑設備、又は脱塩装置において用いることが可能である。
【００２６】
更に、例えば圧縮空気設備又は換気装置又は火器の消音にも用いられる。消音では、フィルター機能は使うことも、使わないこともある。使わない場合には、フィルターではなく、単なる消音器である。本発明の開放多孔性の固体を火器の消音器として用いる場合には、管状とすることが好ましい。火器の消音器として用いる場合には、透過性又は半透過性は重要ではなく、多孔率が重要となる。火器の火薬の燃焼ガスは、孔に達して音のエネルギーが吸収され且つ燃焼ガスの圧力降下を緩和することにより、燃焼ガスが火器の銃口から放出される際の爆発音により生成する、圧力衝撃を無くすか、又は少なくとも和らげる。
【００２７】
本発明の好適な実施例では、フィルターは疎水性又は疎油性であり、自動車のフィルターとして使用する際には、重要な特性であるか、あり得る。フィルターの粒子が疎水性又は疎油性でない場合には、打撃、表面処理又は表面塗付により、粒子又はフィルターを疎水性又は疎油性としてもよい。フッ化炭素化合物を塗布することにより、疎水性又は疎油性とすることが可能である。
【実施例】
【００２８】
以下、図面を用いて本発明による実施例の特徴及び長所を説明する。２つの図面は、本発明による２つのフィルターの断面を示す。説明のため及び理解し易くするため、簡略化した図面を示す。
【実施例１】
【００２９】
図１には、例えばポリエチレンなどの熱可塑性樹脂の液滴から製造されるフィルター１を示す。熱可塑性樹脂以外に、例えば熱硬化性樹脂など他の合成樹脂、又は例えば加熱により溶融する、すなわち流動性を備えた金属が考えられる。熱可塑性樹脂は、加熱されると液化又は例えばペースト状など流動性を備えるので、液滴２の形状で滴下装置３から滴下できる。液滴２は、一層又は多層に滴下する。液滴２の一部は、接触点において互いに流れ込む。液滴２は、冷却により固化して、ここでは硬化と称するが、接触点において結合して固体４を形成する。図１では、元の液滴２は破線で示される。硬化中に、液滴２は流れて形状が変化する。液滴２が硬化する際に、完全には溶解せず且つ中実体を形成するほどには流れないよう且つ互いに流れ込まないように、熱可塑性樹脂を高粘度に設定するが、硬化後に液滴２間の空隙としての孔５、より正確には開放孔５が残存するので、孔５は、相互に且つ外部とも結合している。
【００３０】
液滴２が硬化して接触点が互いに結合して生成された固体４は、開放多孔性であり、そのため透過性、すなわち気体を通し、構成によっては液体も通す。ある大きさ以上の粒子に対しては、固体４は、不透過性であるので、フィルター１が形成でき、例えば、気体又は液体から固体粒子、又は気体から液体粒子を濾過できる。半透過性のフィルター１を使えば、例えば２つの液体の分離又は溶剤から溶解している物質の分離も可能である。
【００３１】
液滴２の大きさ、滴下の際の液滴２の流動性及び冷却速度により、フィルター１の孔５の大きさが調整できる。液滴２を多く硬化させるほど、孔５はより小さくなる。孔の全容積と固体４の容積との比は、滴下の際の液滴２の流動性及び冷却速度、並びに液滴２の配置に依存する。図示した単純な液滴２の配置では、充填密度は小さいので、孔の全容積と固体４の容積との比は、面心立方又は体心立方の配列よりも大きな値となる。更に、異なった大きさの液滴２及び／又は互いに異なった材料の液滴２から、開放多孔性の固体４から成るフィルター１を形成することも可能である。このようにして、フィルター１の特性を多様に調整できる。塵、細塵及び肺にまで達する細片用のフィルター１の製造が可能となる。逆に、粗いフィルター１も可能である。液滴２の層数もフルターの機能を決める。
孔５の大きさ及び孔の全容積と固体４の容積との比は、孔の表面積の大きさを決める。このことは、フィルター１を形成する材料が、フィルター１に浸透する、貫通して流れる気体と作用する場合、例えばフィルター１を触媒として使用する場合に重要となる。このことは、図２に基づいて説明する。
【００３２】
フィルター１は疎水性であり、例えば自動車では疎油性でもある。疎水性又は疎油性とすることは、例えばフッ化炭素化合物を塗布することにより可能となる。
【００３３】
ある実施態様では、フィルター１は、孔の無い中実体から成る枠６に囲まれている。枠６は、フィルター１と共に同一材料、例えばポリエチレンから１工程で製造される。しかしながら、枠６は、別の滴下装置、又は複数の材料収納部を有する同一の滴下装置による別の材料からも可能である。
【００３４】
ある実施態様では、上述のように、同一の材料が、枠６並びにフィルター１の液滴２に滴下されて、層を重ねて枠６及びフィルター１が形成される。しかしながら、滴下の際の枠６用の液滴２は、低粘度であるので、互いに流れ込み硬化後は、孔の無い中実の枠６が形成される。枠６を中実体に形成するため、空隙に液滴２を満たす必要があるので、枠６には、より多くの液滴２及び／又はより大きな液滴２を滴下する。
【００３５】
枠６の代わりに、フィルター１を囲む中実体は、例えばフィルター１のハウジングの壁でもよい。このようにして、例えば、換気又は空気冷却するために１つ又は複数のフィルター１を有する自動車のヘッドライトのハウジングの製造が可能となる。フィルター１は、粒子がヘッドライトのハウジングに侵入しないようにして、ランプ又は反射器を損傷し且つヘッドライトのガラスの内側に沈着して光学的に妨害するのを防ぐ。本発明では、ヘッドライトのハウジングと同様に、１つ又は複数のフィルター１と、ハウジング、容器又は一般的な部品とを一体的形成した構成も可能である。例えば、操縦装置のハウジング、ガソリンフィルター又は水分離装置、あるいは医療用のフィルター付き容器などである。フィルター１の代わりに、開放多孔性の固体４は、圧空設備、圧空弁又は火器の消音器として用いてもよい。更に、本発明は、樽及び化学品容器の換気部材、電気歯ブラシ及び電池ケースの換気部材、灌漑設備、脱塩設備、ガスフィルター、オイルフィルター、ガソリンフィルター又は水分離装置のフィルターにも使用できる。
【００３６】
図２に示すように、種々の材料及び／又は種々の大きさの液滴２は、互いに接して配置されて、フィルター１を形成する開放多孔性の固体４となる。図２では、大きな液滴２の間に、小さな液滴２′が配されている。小さな液滴２′は、液滴２、２′間の孔５を拡大するスペーサとなっている。大きな液滴２及び小さな液滴２′は、それぞれの材料に応じて、種々の機能を備えることもできる。本発明の一実施態様では、大きな液滴２は、熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンである合成樹脂及び、その合成樹脂に混入させた固体粒子、特に金属及び／又はセラミック粒子から成る複合材である。小さな液滴２′は、例えば混入物の無い樹脂から成っている。図１において述べたように、液滴２、２′は、液状、高粘度又はペースト状であり、硬化によりその接触点において２つの材料及び／又は２つの大きさの液滴２、２′が結合して、開放多孔性の固体４から成るフィルター１が形成される。硬化させた後、合成樹脂は、例えば気化により除去され、固定粒子が焼結されて、開放多孔性の固体となり、固体粒子は、大きな液滴２の形状及び／又は配置に保たれる。液滴２内の固体粒子は、焼結により接触点において互いに結合される。金属及び／又はセラミック粒子を用いることにより、内燃機関の煤用フィルター又は触媒コンバータを上述の簡単な方法により製造できる。
【符号の説明】
【００３７】
１    フィルター
２、２′    液滴
３    滴下装置
４    固体
５    孔
６    枠
【図１】
0006023778.tif 000002
【図２】
0006023778.tif 000003