(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、
ＣＮＣ制御されたテーブル上に生地（２）を載置し、
生地（２）上に形成しようとするフィルター（１）の外縁（５）及び内縁（６）に沿ってガスケット材を塗布して、ガスケット（８）を形成し、
ガスケット材が塗布された生地（２）を外縁（５）及び内縁（６）に沿って切り抜くことを特徴とするフィルターの製造方法。
【請求項２】
前記ガスケット材は、ノズル（７）により生地（２）に塗付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】
前記ガスケット材は、温度制御されたノズル（７）により生地（２）に塗付されることを特徴とする請求項２に記載のフィルターの製造方法。
【請求項４】
前記ガスケット材は、生地（２）上に印刷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５】
フィルター（１）は、成形金型を用いずに塗付された枠を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【請求項６】
フィルター（１）の縁（５、６）に塗付されたガスケット材及び／又は前記枠は縁（５、６）の周りに到達す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７】
前記ガスケット材及び／又は前記枠を塗付する際に、生地（２）はテーブル（４、１５）に接し、
前記テーブルは、ガスケット（８）及び／又は前記枠の部分に窪み（２１）を備えていることを特徴とする請求項５又は請求項６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、膜（１４）の担体（１３）として形成され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の製造方法。
【請求項９】
ガスケット（８）及び／又は前記枠は、フィルター（１）の上に２０μｍまでの突出高さ（ｈ）を有することを特徴とする請求項５ないし請求項７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、三次元に変形されてい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。
【請求項１１】
フィルター（１）は、成形金型を用いずに塗付された突出部（１１）を備え、
前記突出部はガスケット（８）よりも高いことを特徴とする請求項１ないし請求項１０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、ガスケットを備えたフィルターであって、ガスケットは、成形金型を用いずにフィルターに塗付されて形成されることを特徴とするフィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルターとは、例えば織物、たて編材、編物又は例えば金属、樹脂又はガラス繊維から成るフリースなどの長さ及び幅に比し厚さの薄いフィルター材に関する。これらは例であって、全てではない。フィルターは平面又は三次元形状であってよい。また、例えばジグザグ状、曲がりくねった形状、円筒状、円錐又は台状又二次元状に反った形状でもよい。
【０００３】
フィルターは、特にフィルターの縁に沿った直線状で平面状のガスケットを含む。縁は外縁又はフィルターが１つ又は複数の穴を含む場合には、内縁であってもよい。ガスケットは、フィルターの縁でなくフィルター内を伸長してもよい。ガスケットは、例えば、エラストマー、硬い樹脂材、ポリアミド、ポリエステル、など弾性が持続するエンジニアリングプラスチックから製造することが好ましく、例えばオイルフィルターには、フッ化シリコーン、又は例えば燃料電池の担体及びフィルターとしての膜には、ポリプロピレンが用いられる。これらは例であって、全てではない。ガスケットは、固体が好ましく、発泡体ではない。このことは、ガスケットの材料は、内部の孔、気体の包含、空洞又はキャビティを含まないことを意味する。
【０００４】
ガスケットの代わり、又はガスケットに加えて、フィルターをより安定とするため、枠を備えてもよい。
【０００５】
予め製作したガスケットを例えば、フィルターに接着するか又は取付けることは周知である。金型にガスケットを挿入して射出成型によりガスケットをフィルターに取付けてもよい。射出成形では、生成すべき封止部材の形状をキャビティとする空洞を有する金型が必要となる。射出成形中に、可塑化された化合物がキャビティに完全に充填されるには、キャビティには、その流動長の関数でもある十分な断面が必要である。可塑化された樹脂が接触する表面が滑らかである場合には、キャビティの高さ４００μｍが、現時点の実用的な樹脂の射出の下限である。織物、フリースなどのフィルター材がキャビティ内にある場合には、フィルター材に制動作用があるため、キャビティの高さは少なくとも２から３倍とする必要がある。フィルター材は、加圧下でキャビティに注入される可塑化された樹脂の流れを遅くするばかりでなく、流れる樹脂がフィルター材前面の繊維を押して繊維を押潰すので、キャビティを塞ぐことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術の問題に鑑み、本発明は高さの低いガスケットを備えたフィルターを提供することを目的としている。ガスケットの高さは、繊維の末端と接触する仮想面である上面又はフィルターの上面からの突出部を意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下のいずれかの構成により解決される。
【０００８】
（１）フィルターの製造方法であって、ＣＮＣ制御されたテーブル上に生地を載置し、前記生地上に形成しようとするフィルターの外縁及び内縁に沿ってガスケット材を塗布して、ガスケットを形成し、
前記ガスケット材が塗布された前記生地を前記外縁及び前記内縁に沿って切り抜くことを特徴とするフィルターの製造方法。
【０００９】
（２）前記ガスケット材は、ノズルにより前記生地に塗付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。
【００１０】
（３）前記ガスケット材は、温度制御された前記ノズルにより前記生地に塗付されることを特徴とする前記（２）に記載のフィルターの製造方法。
【００１１】
（４）前記ガスケット材は、前記生地上に印刷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。
【００１２】
（５）前記フィルターは、成形金型を用いずに塗付された枠を備えていることを特徴とする前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載のフィルターの製造方法。
【００１３】
（６）前記フィルターの前記縁に塗付されたガスケット材及び／又は前記枠は前記縁の周りに到達す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。
【００１４】
（７）前記ガスケット材及び／又は前記枠を塗付する際に、前記生地はテーブルに接し、前記テーブルは、前記ガスケット及び／又は前記枠の部分に窪みを備えていることを特徴とする前記（５）又は（６）に記載のフィルターの製造方法。
【００１５】
（８）前記フィルターは、膜の担体として形成され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。
【００１６】
（９）前記ガスケット及び／又は前記枠は、前記フィルターの上に２０μｍまでの突出高さを有することを特徴とする前記（５）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。
【００１７】
（１０）前記フィルターは、三次元に変形されてい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。
【００１８】
（１１）前記フィルターは、成形金型を用いずに塗付された突出部を備え、前記突出部は前記ガスケットよりも高いことを特徴とする前記（１）ないし（１０）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】
【００１９】
本発明により、成形金型を用いなくても、高さの低いガスケットを備えたフィルターを提供することが可能となった。また、成形金型を用いないために、ガスケットを備えたフィルターの製造が簡単になり、低コストでフィルターを提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第一の実施例のフィルターの上面図
【図２】図１のフィルターの部分拡大断面図
【図３】第二の実施例のフィルターの上面図
【図４】第三の実施例のフィルターの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明では、ガスケットは、金型を用いずに原版（ｍａｓｔｅｒ  ｆｏｒｍｉｎｇ）により形成されると同時に、フィルターに装着又は一体的に形成される。金型を用いないとは、キャビティなどガスケットの形状の空間を有する注形金型、射出成形金型のような形成金具を用いないことを意味する。
【００２２】
本発明では、ガスケットを形成する際に可塑化されたガスケット材が空洞を通って流れないので、薄くて平面状のガスケットが得られる。本発明では、可塑化した化合物の硬化が速過ぎることによるスクラップ又はガスケット用の化合物が射出成形金型内のフィルターに浸透することによるスクラップの生成が避けられる。
【００２３】
フィルターは、安定性を付与するために、ガスケットの代わり、又はガスケットに加えて枠を備えてもよい。ガスケットと同時に枠を形成してもよい。フィルターは、その表面内に筋交い、格子など安定化部材を備えてもよい。本発明では、枠は成形金型を用いずに原版により塗付される。
【００２４】
本発明の好適な実施態様では、ノズルによりフィルターに塗付することによりガスケットが形成される。別の実施態様では、印刷によりガスケットが形成される。ノズルでは、フィルターへの１回の塗付により所望の厚さのガスケットが得られるが、幅及び／又は高さに応じて数回の塗付を行うことも可能である。ノズルは、ノズルの出口が、ガスケットの断面に相当する外郭を有する形成ノズルでもよい。場合によっては、出口の外郭はガスケット材の収縮又は膨張を考慮して決められる。しかしながら、可塑化されたガスケット材をビード状にしてフィルターに浸透し、フィルターの上面及び／又は底面に封止ビード線を形成するように、例えば、円錐台状又は先細の通常のノズルを用いてもよい。
【００２５】
室温で塗布できるガスケット材を用いてもよい。ガスケット材は、加熱して、温水、電気又は他の方法により温度制御されたノズルによりフィルターに塗付されることが好ましい。この場合、ガスケット材は、可塑化された硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は例えばシリコーンのような、熱架橋性樹脂が用いられる。
【００２６】
印刷により、ガスケットの厚み又は高さに応じて、ガスケット材を１回又は複数回に渉って塗付してもよい。原理的には、例えば、印字、平板印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、フレクソ印刷又はオフセット印刷など、あらゆる印刷法が使用可能である。例えば、ガスケット材がドット状に塗付されるスクリーン印刷又はフレクソ印刷では、ドット同士が結合して欠損部の無い連続したガスケットが得られように、ガスケット材を十分に流すことに留意する必要がある。ノズル及び印刷によりガスケット材を塗布すると、ガスケット材はフィルター材に浸透して貫通する穴を形成することなくフィルター材の繊維を囲む。本発明の別の特徴は、原版を通してフィルター材に塗付されたガスケット材は、フィルター材を浸透してフィルターの繊維を囲むので、繊維が保持されることである。原版を通してガスケット材を塗付した後にフィルターはガスケットに沿って切断されたフィルターでは、ガスケットはフィルターの縁においてフィルターの繊維を保持して、フィルターの短繊維片が濾過すべき媒体に混入するのを防いでいる。
【００２７】
ガスケット材をフィルターの外縁又は内縁に塗布する場合、ガスケット材は、フィルターの縁の周りに到達する。このことは、ガスケットがフィルターの縁に対してある種の枠を形成することを意味する。この実施態様は、封止効果を改善し、フィルターの縁の繊維の切断により生成する短繊維の離脱を防ぐ。
【００２８】
フィルターにガスケットを塗付する際に、フィルターは、ガスケットに対応する部分に窪み状の溝を備えた支持部材と接触するように構成されている。この構成では、ガスケットがフィルターに浸透し、フィルターの両表面又は主要な面上を伸長している。
【００２９】
ある実施態様では、フィルターは、例えば燃料電池の膜の担体を形成する。この場合、フィルターは膜の物理的な担体として供され、フィルターの機能は必ずしも必要としない。
【００３０】
ある実施態様では、ガスケットのフィルターの表面又は主要な表面よりの突出高さは、約５００μｍ又はそれ以下、好ましくは約２００μｍ又はそれ以下約５００μｍ又はそれ以下、より好ましくは約２０μｍ又はそれ以下である。原理的には、この突出高さは、ゼロから始まるどのように小さな値でもよい。
【００３１】
三次元に形成されたフィルターの実施態様も考えられる。ここでは、平面状又は一次元的に反りを与えられた、例えばローラ処理されたフィルターは、深絞りする部材に装着されて、三次元に形成される。
【００３２】
ある実施形態では、金型を用いずに原版により、フィルターに塗布してガスケットよりも高い少なくとも１つの突出部をフィルターに形成する。この突出部は、ガスケットと同じ材料から形成してもよい。この突出部は、フィルターの位置決め、フィルターの据え付け、又はフィルターの梱包又は開梱又は据え付けの際に、ロボットによりフィルターを把持する際の基部又はスペーサを備えてもよい。この突出部の高さは、フィルターの表面から１〜数ｍｍである。１回の塗付では十分な高さの突出部が得られない場合には、ノズル又は印刷により複数回の塗付を繰り返してもよい。
【００３３】
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。
【実施例１】
【００３４】
図１に示すフィルター１は、樹脂繊維製の生地２を含んで構成される。生地２はロール３から引出されて、Ｘ−及びＹ−方向へ、すなわち生地２の縦及び横方向に可動のＣＮＣ制御されたテーブル４上へと載置される。テーブル４は、ガスケット８をフィルター１に取付ける際の支持面となる。生地の代わりに、編材、たて編材又はフリースを用いてもよい。樹脂の代わりに、ガラス、金属カーボン、岩石又はこれらの混合物を繊維の材料としてもよい。図１には、フィルター１の外縁５及び内縁６を線で示す。内縁６は、例えば開口部又はフィルター１又はフィルター１が装着された分離面を備えた不図示のハウジングのネジ結合用に貫通するフィルター１の穴を囲んでいる。
【００３５】
図１では、側方に傾斜し、垂直面に対して傾斜、又はフィルター１又はテーブル４に垂直に配置されたノズル７により、ガスケット材がフィルター１の縁５、６に沿って塗付される。ペースト状のガスケット材が塗付され、硬化させると弾性を有するフィルター１の縁５、６に沿った線状のガスケット８が形成される。（不図示であるが）ガスケット８は、縁５、６ばかりでなく、フィルター１の表面及び／又は内側に塗付してもよい。図２の（ａ）から明らかなように、ガスケット８は、フィルター１の生地２に浸透しその繊維９を囲むので、繊維９間に貫通する開口部を形成することなく気密なシールが形成される。ガスケット８は薄い。本実施例では、ガスケットは、表面又はフィルター１の上面１０から約２０μｍしか突出していない。表面又は上面１０は、繊維９の先端部が接する仮想面である。図１では、フィルター１は、約１５０μｍの厚さＤがあることを図示しているが、ガスケット８の突出部ｈは、Ｄと同じ比率では図示していないし、Ｄには依存しないことは当然である。フィルター１の上面１０からのガスケット８の突出部ｈは、更に小さくてもよい。原理的には、０〜数μｍ、数１０μｍ又は数１００μｍの間の高さでもよい。
【００３６】
ノズル７は、例えばシリコーンの塗付には温水により温度制御、又は熱可塑性樹脂の塗布には電気的に制御してもよい。ガスケット材をフィルター１に塗布する前に、ガスケット材は可塑化され自身で流れるように加熱されてから、温水、電気又は他の方法により温度制御されたノズル７によりフィルター１に塗付される。ガスケット材は、例えば可塑化された熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマー又はシリコーンなどの熱架橋性樹脂である。しかしながら、本発明では、ノズル７を温度制御せずに室温で塗付できるガスケット材を除外しない。
【００３７】
上述したように、テーブル４は、ガスケット８を塗布するフィルター１の支持部を備え、また縁５、６に沿った窪みを備えているので、フィルター１の裏側にもガスケット８の突出部が形成される。表側及び裏側のガスケット８の突出部の高さｈは同一でも、異なってもよい。ノズル７によりガスケット８を塗布することにより、射出成形によるガスケットよりも確実に薄いガスケット８並びにフィルター１の上面からの突出部もより低く形成できる。
【００３８】
ガスケット８を塗付した後に、内縁６を切断して外縁５に沿って切抜かれてフィルター１が得られる。フィルター１の縁５、６はガスケット８の内部で切断される。ガスケット８は、切断時に生成した短い繊維片がフィルター１の使用時にフィルター１から分離されないように、繊維９を縁５、６に固着させる。
【００３９】
フィルター１を切断又は打ち抜いてからガスケット８を塗布すると、図２の（ｂ）から明らかなように、ガスケット８はフィルター１の縁を囲む。
【００４０】
図２の左側の（ａ）から明らかなように、ガスケット材又は別の物質をガスケット８よりも高く積み上げて突出部１１を形成してもよい。突出部１１は、例えばノズル７により、ガスケット材又は別の化合物を直線状又は螺旋状に繰り返して塗布して形成してもよい。突出部１１は例えば、フィルター１のスペーサ又は（不図示の）ロボットによるフィルター１の自動ハンドリング用の基部として構成してもよい。
【００４１】
ノズル７又は印刷によりガスケット８を塗付した後、三次元形成法である深絞りによりフィルター１に反りを与える。
【実施例２】
【００４２】
図３は、例えばローラ１２によりフィルター１上に印刷されるガスケット８を示す。印刷用インクの代わりに、ガスケット材をフィルター１に塗布すると、図１及び２について説明したように、ガスケット材はフィルター１を浸透し、フィルター１の繊維を気密に囲む。ガスケット８を厚くするには、ガスケット材をフィルター１上に数回層状に塗り重ねてもよい。原理的には、印字、平板印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、フレクソ印刷又はオフセット印刷などの方法でも可能であり、個々のドット（画素）を印刷する方法では、ガスケット材の流動性及びフィルター１の生地の表面及び内部への刷り込みなどのパラメータを選択して、個々のドットが互いに流れ込み連続した線状又は平板状のガスケット８が断続すること無く形成できる。ガスケット８を印刷した後、完全に硬化させる前に、例えば１つ又は複数のローラでカレンダー成形のように、ガスケット材を押圧してもよい。このようにして、ガスケット材から印刷された個々のドットが、断続すること無くガスケット８を形成するか又はガスケット８に結合され且つ／又はガスケット８の厚さ及び／又は突出部ｈをフィルター１の上面１０を越えないように校正又は調整してもよい。図１及び２に示すノズル７により塗付したガスケット８に対しても押圧又はカレンダー成形が可能である。
【００４３】
ガスケット材は、例えばフッ化シリコーンのような工業用オイルにはエラストマー、ポリアミド、ポリエステルのような硬質樹脂、又は燃料電池の膜の担体としては、例えばポリプロピレンが用いられる。ガスケット材を硬化させると、ガスケット８は、弾性体となる。ガスケット８は、工業樹脂材から製造されキャビティは無く、該樹脂は発泡体ではなく孔の無い弾性を有する材料である。このことは、印刷されたガスケット８及びノズル７による塗付されたガスケット８にも適用できる。ガスケット８の代わり、又はガスケット８に加えて、例えば硬質樹脂製の枠をガスケット８と同様の方法により、フィルター１に取付けることができる。ガスケット８を同時にフィルター１の枠としてもよい。枠と同様にフィルター１の縁に、補強材又は筋交いを含んでもよい。
【実施例３】
【００４４】
図４は、不図示の燃料電池の膜１４の担体１３としてのポリプロピレン繊維を備えたフリースを示す。フリースは、フィルターと読み替えてもよいが、第一は、上述のように膜１４の担体である。担体１３を形成するフリースは、ＣＮＣ制御されてＸ方向、Ｙ方向に可動な吸引テーブル１５に載置されて、膜１４がフリースに載置され、箔１６が膜１４に載置される。箔１６は、膜１４及びフリース１３と重なり合い、フリース及び膜１４と重なり合わない箔１６の縁１７が吸引テーブル１５に接する。吸引テーブル１５には、吸引路１８が貫通し、底部には減圧室１９を備え、減圧室の空気が真空ポンプ２０により吸引されて排出されるので、箔１６は、膜１４をフリース製の担体１３へと押圧する。可塑化されたガスケット材を膜１４及びフリースの縁に沿って塗付するのに、図１において説明したノズル７が使われ、ガスケット材は硬化により線状の弾性のあるガスケット８を形成する。ガスケット８は、膜１４及び担体１３を形成するフリースの周りに達して、フリースに浸透する。
【００４５】
膜１４は、ガスケット８により物理的にフリースと結合され、その縁にガスケット８を備える。ガスケット材を塗付した際に、箔１６は溶融するので、膜１４から簡単に分離できる。ここでは、ガスケット８は、ノズル７により塗付されるか、又は原理的には膜１４及びフリースにより形成された担体１３に印刷できる。
【００４６】
本実施例では、射出成形よりも薄いガスケット８且つ／又は膜１４及び担体１３の上面からより低い突出部を形成し易い。燃料電池の膜１４の担体１３を形成する場合には、ガスケット８は例えばポリプロピレンから製造される。
【００４７】
図４において、吸引テーブル１５にガスケット８用の溝状の窪み２１が示され、ガスケット８は、フリースから形成された担体１３の表面を越えて突出している。
【００４８】
本発明では、縁及び／又はフィルターの表面内において、多層のフィルターをガスケット及び／枠に、金型を用いずに原版により簡単に結合できる。
【符号の説明】
【００４９】
１    フィルター
２    生地
３    ロール
４    テーブル
５    （フィルターの）外縁
６    （フィルターの）内縁
７    ノズル
８    ガスケット
９    （生地の）繊維
１０  （フィルターの）上面
１１  突出部
１２  （印刷用）ローラ
１３  担体
１４  膜
１５  吸引テーブル
１６  箔
１７  （箔の）縁
１８  吸引路
１９  減圧室
２０  真空ポンプ
２１  窪み
【図１】
0005980291.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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