(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ポリマーのゲルの剪断および粒子の濾過のためのフィルターであって、
８〜６５μｍの間の平均相当直径の金属繊維の第１の層であって、
前記第１の層の前記金属繊維がある断面を有し、前記断面が、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有し、
前記第１の層の前記金属繊維が、少なくとも６ｍｍの平均長さを有し、
前記第１の層の前記金属繊維が、金属接合によって互いに接合され、それによって、前記第１の層の前記金属繊維の金属が、前記金属接合を形成する接合剤となる、金属繊維の第１の層と、
金属繊維の第２の層であって、前記第２の層の金属繊維の平均相当直径が前記第１の層の前記金属繊維の前記平均相当直径よりも小さい、金属繊維の第２の層と、
を含む、フィルター。
【請求項２】
前記金属繊維の第１の層の前記金属繊維と前記金属繊維の第２の層の前記金属繊維との間に物理化学的な接合を用いずに、前記金属繊維の第１の層と前記金属繊維の第２の層とが重ねて配置される、請求項１に記載のフィルター。
【請求項３】
前記金属繊維の第１の層および前記金属繊維の第２の層が金属接合によって互いに接合され、前記第１の層および前記第２の層の前記金属繊維の金属が前記金属接合の接合剤となる、請求項１に記載のフィルター。
【請求項４】
前記金属接合が焼結接合または溶接接合である、請求項３に記載のフィルター。
【請求項５】
締め付け要素であって、前記フィルターの側面を封止し、前記金属繊維の第２の層を前記金属繊維の第１の層の上に締め付ける締め付け要素によって、前記フィルターの周囲が取り囲まれる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルター。
【請求項６】
前記金属繊維の第１の層の前記金属繊維が、相当繊維直径の２５％未満の相当繊維直径の繊維間標準偏差を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルター。
【請求項７】
前記フィルターが金属ワイヤーメッシュを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルター。
【請求項８】
前記金属繊維の第２の層の前記金属繊維がある断面を有し、前記断面が、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルター。
【請求項９】
前記金属繊維の第２の層の前記金属繊維が六角形の断面形状を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルター。
【請求項１０】
前記金属繊維の第１の層の空隙率が５０％〜８０％の間である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター。
【請求項１１】
前記金属繊維の第２の層が少なくとも２つの副層を含み、前記少なくとも２つの副層の金属繊維は平均相当直径が異なり、前記金属繊維の第１の層に最も近い副層は、前記金属繊維の第１の層からより離れた副層よりも平均相当直径が大きい金属繊維を含む、請求項１〜１０のいずれか一項にフィルター。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルターを含むスピンパックフィルター。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルターを含むリーフディスクフィルター。
【請求項１４】
前記フィルターの前記金属繊維の第１の層および前記金属繊維の第２の層が金属接合によって互いに接合され、前記第１の層の前記金属繊維および前記第２の層の前記金属繊維の金属が前記金属接合を形成する接合剤となる、請求項１３に記載のリーフディスクフィルター。
【請求項１５】
ポリマーの押出成形中の溶融ポリマーの濾過方法であって、濾過によってゲルを破壊し前記溶融ポリマーから粒子を除去するために、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルターが使用される、または請求項１１に記載のスピンパックフィルターが使用される、または請求項１２もしくは１３に記載のリーフディスクフィルターが使用される、濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ポリマー濾過用フィルターに関する。このようなフィルターの例は、ポリマー繊維の製造で溶融ポリマーをダイから押し出す前に溶融ポリマーを濾過するために使用されるスピンパックフィルター、またはフィルターポリマーフィルムの押出成形前に溶融ポリマーを濾過するために使用されるフィルター、たとえばリーフディスクフィルターの形態のフィルターである。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーの押出成形、たとえばポリマーの押出成形によるポリマー繊維およびフィルム（たとえば高品位光学フィルム）の製造では、溶融ポリマーを押出ダイに通す前に、溶融ポリマーの濾過が行われる。そのフィルターは、溶融ポリマーから不純物を除去する機能と、溶融ポリマー中のゲルを破壊するために溶融ポリマーを剪断する機能とを有する。ポリマー繊維の押出成形では、そのようなフィルターはスピンパックフィルターと呼ばれる。
【０００３】
たとえば米国特許第５，７９５，５９５号明細書に開示されるように、濾過膜上に配置された砂の層の使用が知られている。スピンパックフィルター中の砂の層は、溶融ポリマーを剪断する機能を果たす。欠点の１つは、砂の中に優先的なチャネルが形成され、その結果として剪断が不十分となることである。砂が溶融ポリマーとともに移動することがあり、品質の問題および／または押出性能の問題が生じうる。
【０００４】
たとえば欧州特許出願公開第０４５５４９２Ａ１号明細書および国際公開第１２／００４１０８Ａ１号パンフレットにおいて、別のスピンパックフィルターでは、溶融ポリマーを剪断するために金属粉末層が利用される。金属粉末層は、低い空隙率を有するという欠点を有し、したがって、溶融ポリマーの高い圧力損失が結果として生じる。さらに、高い圧力損失によってゲル、特に軟質ゲルの通過が増加し、このことは製造されるポリマー製品の品質に悪影響が生じる。
【０００５】
国際公開第２００５／０２５７１９Ａ１号パンフレットには、多角形断面を有する焼結短金属繊維の多孔質構造を含むスピンパックフィルターが開示されている。この短金属繊維は溶融ポリマーを剪断する機能を果たす。この短繊維は長さの直径に対する比が３０〜１００である。このスピンパックフィルターは異なる繊維層を含んでよい。
【０００６】
特開平５−２５３４１８号公報には、溶融ポリマーを濾過するための焼結型フィルターが提供されている。このフィルターには、切削または裁断方法で形成された断面多角形状の直線状金属繊維を積層し焼結してなる第１濾過繊維層が設けられる。集束伸線で断面円形状に形成された曲線状の微細金属繊維を積層し焼結して第２濾過繊維層が形成される。このフィルターは、切削又は裁断で形成された多角形状で細径の金属繊維を積層し焼結してなる中間金属繊維層（第１濾過層と第２濾過層との間に配置される）を含む。焼結層は、それぞれが切断して成形され、互いの上に配置される。
【０００７】
国際公開第２００５／０２５７１９Ａ１号パンフレットの短繊維層および特開平５−２５３４１８号公報の直線状金属繊維層によって、フィルターに剪断特性が付与される。しかし、国際公開第２００５／０２５７１９Ａ１号パンフレットおよび特開平５−２５３４１８号公報のこれらの剪断向上層中に使用される繊維は、未接合の（たとえば未焼結の）ウェブパネルとして取り扱うことができない。したがって、これらの繊維を有するウェブは、たとえば板の上に作製して、焼結させることができる。フィルターに必要なサイズは、焼結層から切り取ることができる。フィルターに必要なサイズは、別の層のパネルから切り取られる。フィルターまたはスピンパックフィルターに必要なサイズを有する層が、互いの上に配置される。スピンパックフィルターの製造プロセスが長く複雑になることは問題である。
【０００８】
従来技術のフィルターでは、最適なゲル剪断性能が得られないことも問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主要な目的は、改善された剪断特性を有する溶融ポリマー濾過用フィルターを提供することである。本発明のさらなる目的の１つは、より簡単なプロセスで製造可能な最適な剪断特性を有するフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、溶融ポリマーのゲルの剪断および粒子の濾過のためのフィルターである。フィルターは、平均相当直径が８〜６５μｍの間の金属繊維の第１の層を含む。好ましくは金属繊維の第１の層は、不織金属繊維ウェブを含む、または不織金属繊維ウェブである。相当直径とは、非円形断面を有する繊維の断面表面積と同じ表面積を有する円の直径を意味する。好ましくは繊維の相当直径は、８〜５５μｍの間であり、好ましくは８〜５０μｍの間であり、より好ましくは８〜２５μｍの間であり、さらにより好ましくは８〜１６μｍの間である。繊維の相当直径はたとえば２５〜４０μｍの間であってよい。繊維の相当直径はたとえば４５〜６０μｍの間であってよい。金属繊維の第１の層の金属繊維の断面は、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する。金属繊維の第１の層の金属繊維は少なくとも６ｍｍの平均長さを有する。好ましくは、第１の層の金属繊維の平均長さは少なくとも８ｍｍ、より好ましくは少なくとも１０ｍｍであり、好ましくは２５ｍｍ未満、より好ましくは２０ｍｍ未満である。金属繊維の第１の層の金属繊維は金属接合によって互いに接合し、第１の層の金属繊維の金属が、金属接合を形成する接合剤となる。フィルターは金属繊維の第２の層を含む。好ましくは金属繊維の第２の層は、不織金属繊維ウェブを含む、または不織金属繊維ウェブである。金属繊維の第２の層の金属繊維の平均相当直径は、金属繊維の第１の層の金属繊維の平均相当直径よりも小さい。
【００１１】
このフィルターの機能は、ポリマー押出成形中、たとえばポリマーフィルムおよびポリマー繊維の製造中に溶融ポリマーを濾過することである。フィルターの金属繊維の第１の層は、溶融ポリマー中に含まれるゲルを剪断によって破壊する主要機能を有し、一方、金属繊維の第２の層は、溶融ポリマーから不純物を捕捉するためのデプスフィルターとして基本的に機能する。
【００１２】
ポリマー濾過における低圧力損失とともに高い剪断特性を有する溶融ポリマーのためのフィルターが提供されることは、本発明の利点である。金属繊維の第１の層の金属繊維の断面形状（その上述の角とともに）、および金属繊維の第１の層中の繊維の主要な二次元的位置決定によって、それらの比較的長い長さのために相乗効果が得られ、改善されたゲルの剪断が得られると考えられる。
【００１３】
本発明の溶融ポリマーのゲルの剪断および粒子の濾過のためのフィルターをより簡単な方法で製造できることがさらなる利点である。金属繊維の両方の層（金属繊維の第１の層および金属繊維の第２の層）の特定の組成によって、未接合の（未焼結の、溶着していない）ウェブとして層の取り扱い、たとえば巻き取りおよび移送が可能となる。これによって、ウェブの形態の層の広い表面を互いに上に配置することができ、この広い表面の焼結が可能となる。このように、本発明の多孔質パネルを製造することができる。この多孔質パネルから、溶融ポリマーを濾過するためのフィルター（たとえばスピンパックフィルター）に必要な表面サイズを切断または打ち抜くことができる。フィルター（たとえばスピンパックフィルター）を製造するためのプロセスステップ数が大きく減少する。本発明の多孔質パネルの製造を実現するためには、本発明で指定されるように、特に金属繊維の第１の層の金属繊維の長さが重要であることが示された。
【００１４】
９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する金属繊維は、国際公開第２０１４／０４８７３８Ａ２号パンフレットに記載のような方法で製造することができる。
【００１５】
好ましくは、金属繊維の第２の層の金属繊維の平均相当直径は２〜５０μｍの間、より好ましくは８〜４０μｍの間である。好ましくは、金属繊維の第２の層の金属繊維は、平均長さが少なくとも６ｍｍである。好ましくは、金属繊維の第２の層の金属繊維は、平均長さが少なくとも８ｍｍ、より好ましくは少なくとも１０ｍｍであり、好ましくは２５ｍｍ未満、より好ましくは２０ｍｍ未満である。
【００１６】
金属繊維の第２の層は、異なる相当直径の多層中の副層を有する金属繊維の多層ウェブであることも可能であり、好ましくは、第２の層の各副層の相当直径は、第１の層の金属繊維の平均相当直径よりも小さい。
【００１７】
好ましいフィルターの１つにおいて、金属繊維の第２の層は、少なくとも２つの副層を含み、少なくとも２つの副層の金属繊維は平均相当直径が異なり、金属繊維の第１の層に最も近い副層は、金属繊維の第１の層からより離れた副層よりも平均相当直径が大きい金属繊維を含む。
【００１８】
好ましいフィルターの１つにおいて、金属繊維の第１の層の金属繊維と金属繊維の第２の層の金属繊維との間で物理化学的に接合させずに、金属繊維の第１の層と金属繊維の第２の層とが重ねて配置される。
【００１９】
好ましいフィルターの１つにおいて、金属繊維の第１の層および金属繊維の第２の層は金属接合によって互いに接合され、金属繊維の第１の層および金属繊維の第２の層の金属繊維の金属が、金属接合を形成する接合剤となる。このような接合は、焼結によって、または溶接によって、たとえばコンデンサ放電溶接（ＣＤＷ）によって実現することができる。
【００２０】
さらなる好ましい一実施形態では、フィルターの側面を封止し、金属繊維の第２の層を金属繊維の第１の層上に締め付ける締め付け要素（たとえば金属、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金でできている）によって、フィルターの周囲が囲まれる。
フィルターが１つ以上、たとえば２つのメッシュ（たとえば、金属ワイヤー、好ましくはステンレス鋼ワイヤーなどでできた織られたワイヤーメッシュ）を含む場合、１つ以上のメッシュを締め付け要素によって締め付けることによってフィルター中に一体化することができる。２つのワイヤーメッシュが存在する場合、それらはたとえばフィルターの２つの外側上に存在することができ、それによって、１つのメッシュが流入側に存在し、１つのメッシュが溶融ポリマーを濾過するためのフィルターの流出側に存在する。
このような実施形態において、好ましくは、第１の層の金属繊維と第２の層の金属繊維との間に金属接合が存在しない。しかし、金属繊維の第１の層および金属繊維の第２の層が金属接合によって互いに接合される場合でさえも、このような締め付け要素を使用することができる。
【００２１】
好ましいフィルターの１つにおいて、金属繊維の第１の層の金属繊維は、相当繊維直径の２５％未満の相当繊維直径の繊維間標準偏差を有する。より好ましくは相当直径の２０％未満、さらにより好ましくは相当直径の１５％未満。
【００２２】
金属繊維の第１の層の金属繊維の繊維直径がより規則的であると、ゲル剪断特性に対してさらなる有益な相乗効果が得られる。この効果は、より規則的な繊維直径による金属繊維の第１の層中の異なる孔径分布によって実現されると考えられる。金属繊維の第１の層の断面を形成すると、相当直径のばらつきが大きい従来技術の繊維を用いる場合よりも、細孔がより規則的なことが観察できる。同じ平均相当繊維直径を有するが相当直径のばらつきが大きい金属繊維から形成される繊維層は、孔径のばらつきが大きいことが示されており、特に大きな細孔の数がより多数存在することが示されている。
【００２３】
好ましい一実施形態において、金属繊維の第１の層の金属繊維は、平均相当直径が８〜２０μｍの間である。より小さい相当繊維直径は、フィルターのゲル剪断性能の改善でさらなる相乗効果が得られる。平均相当直径が８〜２０μｍの間であるそのような繊維は、たとえば相当繊維直径が良好な均一性を有するステンレス鋼合金ＡＩＳＩ  ３１６でできていてよい。
【００２４】
好ましいフィルターの１つは、少なくとも１０００ｇ／ｍ２、より好ましくは少なくとも２０００ｇ／ｍ２の金属繊維の第１の層を含む。
【００２５】
好ましいフィルターの１つは、金属ワイヤーメッシュを含む。好ましくは、金属ワイヤーメッシュは、金属接合によって、たとえば焼結接合によってまたは溶接接合によって（たとえばコンデンサ放電溶接によって）フィルター中に接合される。金属ワイヤーメッシュは、たとえば織られた金属ワイヤーメッシュまたは溶接されたメッシュであってよい。金属ワイヤーメッシュは、好ましくはステンレス鋼ワイヤーメッシュ、またはＮｉＣｒ合金もしくはＦｅＣｒＮｉ合金でできたワイヤーメッシュである。少なくとも４０重量％のニッケルおよび少なくとも１４重量％のクロムを有するＮｉＣｒまたはＦｅＣｒＮｉ合金が好ましい。
金属接合によって鋼製ワイヤーメッシュをフィルター中に接合することの代替法の１つとして、締め付け要素によってメッシュをフィルター中に一体化させることができる。
【００２６】
好ましい一実施形態において、金属繊維の第２の層の金属繊維の断面は、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する。第２の繊維層の機能は、主として溶融ポリマーからの不純物を捕捉することであるが、第２の層によって、さらに向上したゲル剪断特性が付与されることが、この実施形態の利点となる。好ましくは、第２の層の金属繊維は、相当繊維直径の２５％未満の相当繊維直径の繊維間標準偏差を有する。より好ましくは相当直径の２０％未満、さらにより好ましくは相当直径の１５％未満。
【００２７】
好ましいフィルターの１つにおいて、金属繊維の第２の層の金属繊維は、六角形の断面を有する。このような繊維は、たとえば米国特許第３，３７９，０００号明細書に記載されるような集束伸線によって製造することができる。
【００２８】
好ましい一実施形態において、金属繊維の第１の層の空隙率は、５０〜８０％の間、好ましくは６０〜７０％の間である。金属繊維の第１の層のこのような空隙率の範囲によって、特にフィルター中に使用された場合の多孔質パネルの圧力損失および非圧縮性に関して、最適な性能が得られる。
【００２９】
好ましい一実施形態において、金属繊維の第２の層の空隙率は、５０〜８０％の間、好ましくは６０〜７０％の間である。金属繊維の第２の層のこのような空隙率の範囲によって、特にフィルター中に使用された場合の多孔質パネルの圧力損失および非圧縮性に関して、最適な性能が得られる。
【００３０】
あらゆる種類のステンレス鋼合金をフィルターの金属繊維の第１の層の金属繊維および／または第２の層に使用することができ、たとえばＡＩＳＩ  ３００またはＡＩＳＩ  ４００シリーズの合金、または鉄、アルミニウム、およびクロムを含む合金によるステンレンス鋼繊維を使用することができる。クロム、アルミニウム、および／またはニッケルと、０．０５〜０．３重量パーセントのイットリウム、セリウム、ランタン、ハフニウム、またはチタンとを含むステンレス鋼（Ｆｅｃｒａｌｌｏｙ（登録商標）として知られる）を使用することができる。使用可能なステンレス鋼合金の例はＡＩＳＩ  ３１６およびＡＩＳＩ  ３０４である。金属繊維の第１の層中および／または金属繊維の第２の層中の金属繊維として、ＮｉＣｒ合金繊維および／またはＦｅＣｒＮｉ合金繊維を使用することもできる。少なくとも４０重量％のニッケルおよび少なくとも１４重量％のクロムを含むＮｉＣｒ合金またはＦｅＣｒＮｉ合金が好ましい。金属繊維用の好適なＦｅＮｉＣｒ合金の一例はＵＮＳＮ０６６０１、および／またはＥＮ１００８８−１：２００５に準拠したその同等品の名称２．４８５１であり、この合金は５８〜６３重量％の間のニッケル含有量および２１．０〜２５．０重量％の間のクロム含有量を有する。好適なＮｉＣｒ合金の一例は、２１重量％のクロム、１６．３重量％のモリブデン、３．９％のタングステン、および残分のニッケルを含むＵＮＳ  Ｎ０６６８６である。
【００３１】
本発明に使用する場合、たとえば記載の合金の金属繊維の第１の層の金属繊維および金属繊維の第２の層の金属繊維のあらゆる種類の組合せを行うことができる。しかし、金属繊維の第１の層の金属繊維および金属繊維の第２の層の金属繊維が同じ合金組成物でできている場合が好ましい。
【００３２】
特に有益なフィルターにおいて、金属繊維の第１の層は、いくつかの金属繊維ウェブを重ね合わせることによって形成される。たとえば２〜８つ、たとえば５つまたは６つのウェブを互いの上に重ね合わせることができる。このような方法によって、フィルターの面内でより二次元の配向を有し、フィルターの改善された剪断性能に寄与すると考えられる金属繊維を含む金属繊維の第１の層を有するフィルターが得られる。
【００３３】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様のようなフィルターを含むスピンパックフィルターである。
【００３４】
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様のようなフィルターを含むリーフディスクフィルターである。このようなリーフディスクフィルターは、たとえばポリマーフィルムの押出成形に使用することができる。好ましくは、リーフディスクフィルター中、フィルターの金属繊維の第１の層および金属繊維の第２の層は、金属接合によって互いに接合され、それによって金属繊維の第１の層および金属繊維の第２の層の金属繊維の金属が、金属接合を形成する接合剤となる。このような接合は、たとえば焼結接合または溶接接合であってよく、たとえばコンデンサ放電溶接（ＣＤＷ）を用いることができる。さらなる好ましいリーフディスの１つにおいて、ワイヤーメッシュ、たとえば織られたワイヤーメッシュが、たとえば接合によってリーフディスクフィルターの両側の上に設けられる。この接合は、好ましくは焼結接合によって、または溶接接合によって、たとえばコンデンサ放電溶接（ＣＤＷ）を用いて行うことができる。
【００３５】
本発明の第４の態様は、濾過によってゲルを破壊し、溶融ポリマーから粒子および／または不純物を除去するために、本発明の第１の態様のようなフィルターが使用される、または本発明の第２の態様のようなスピンパックフィルターが使用される、または本発明の第３の態様のようなリーフディスクフィルターが使用される、ポリマーの押出成形中の溶融ポリマーの濾過方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１−６】フィルターの金属繊維の第１の層に使用できる金属繊維の繊維断面の例を示している。
【図７】平均長さが少なくとも６ｍｍであり、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有する金属繊維を製造するための繊維の機械加工のための代表的な構成を示している。
【図８】円形を有する本発明によるフィルターを示している。
【図９】半月型を有する本発明によるフィルターを示している。
【図１０】図８のフィルターの断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１〜６は、フィルターの金属繊維の第１の層に使用できる金属繊維、例えばステンレンス鋼繊維の繊維断面の例を示している。繊維断面は、９０°未満の夾角を有する隣接する２つの真っ直ぐな辺１１０、１２０と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺１３０とを有する。このような断面を有する金属繊維は、金属繊維の第２の層に使用することもできる。このような繊維は、国際公開第２０１４／０４８７３８Ａ２号パンフレットに記載の方法により製造することができる。第１の層（および第２の層の実施形態）のこのような繊維、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有する繊維は：
−  金属繊維が切削される金属片（または工作物）、たとえばインゴットを旋盤上に固定するステップと、
−  バイトホルダー上にバイトを搭載し、旋盤の軸に沿ってある供給速度でバイトホルダーをスライドさせるステップと、
−  バイトを振動させ、それによって金属片から金属繊維を切削するステップと、
−  電子制御回路によってバイトの振動数を旋盤の回転速度と動的に同期させる（好ましくは操縦し同期させる）ために、旋盤の回転速度を測定し、その測定信号を使用するステップと
を含む方法により製造することができる。
バイトの振動は、振動数が制御されるピエゾモーターによって得ることができる。この方法によって、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有する金属繊維が得られる。これは、バイトが工作物から繊維を切削する方法によって得られる。前回の切削で２つのまっすぐな線が形成され、繊維の切削中、第１の線は不規則な形状の曲線に変形し、第２の線はまっすぐなままであり、新しく形成されたまっすぐな辺と９０°未満の夾角を形成する。後者は、刃の切削面上の切削作用によって形成される。１つ以上の不規則な形状で曲がった辺は、切断される材料中の圧縮力によって、切削プロセス中に切削バイトに接触しない側のアプセット／隆起によって形成される。
【００３８】
このように、相当繊維直径の繊維間標準偏差が小さい金属繊維を製造することができる。切削バイトがバイトの各振動サイクルを離れることによって、不連続な長さの繊維が製造される。この作用形態は、長さのばらつきが小さい繊維を製造できるので有益である。
【００３９】
旋盤の軸に沿ってバイトホルダーをスライドさせるために、好ましくは、ボールベアリング、より好ましくはあらかじめ張力がかかったボールベアリングが使用される。この特徴によって、繊維の相当直径の繊維間での小さいばらつきがさらに保証される。
【００４０】
あるいは、旋盤の軸に沿ったバイトホルダーのスライドは、リニアモーターによる直接駆動によって実現され、これは、モーター速度の減少もクラッチも不要であることを意味する。このような方法は、ばらつきが小さい金属繊維の製造に寄与する。
【００４１】
好ましくは、バイトホルダーの調整および／またはバイトの搭載は、繊維の切削中のバイトホルダーの湾曲によるバイトのずれが５μｍ未満、好ましくは２μｍ未満となるように行われる。この特徴によって、切削される繊維の相当直径の均一性が改善される。より好ましくは、切削抵抗によるバイトホルダーの湾曲を最小限にする、または防止するために、バイトホルダーおよび／またはバイトが支持される。好ましくは、バイトホルダーおよび／またはバイトは、機械的支持によって支持され、好ましくは機械的支持は、バイトホルダーが上に搭載されるブロックに連結される。バイトおよび／またはバイトホルダーは、たとえばブッシュ中で振動させることができる。このように、相当繊維直径の繊維間のばらつきがさらに小さい金属繊維を得ることができる。
【００４２】
図７は、平均長さが少なくとも６ｍｍであり、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有する金属繊維を製造するための繊維の機械加工の代表的な構成を示している。ブロック７１０は、旋盤（図中には示さず）の軸に沿って一定速度でスライドする。スライド運動は、あらかじめ張力がかかったボールベアリングによって可能となる。
ブロック７１０にハウジング７１５が固定される。ハウジング７１５はピエゾモーター７２０を含む。電子的手段によって（適切な制御装置を用いて）数千ヘルツの振動数を、旋盤の回転速度を測定することにより旋盤の回転速度と同期させる。接続部７４０によってバイトホルダー７３０がピエゾモーターと接続され、したがってバイトホルダー７３０は、ピエゾモーターの動作によってブッシュ７４５中で振動する。クランプ７６０およびボルト７７０によってチゼル（切削バイト）７５０がバイトホルダー７３０上に固定される。ブロック７１０に固定された支持片７８０は、チゼル７５０の先端位置の下でバイトホルダー７３０を支持しながら、チゼル７５０の先端を支持している。
金属繊維の断面寸法は画像解析によって求めることができる。
【００４３】
本発明のフィルターは、種々の形状で提供することができる。図８は、直径Ｄ１がたとえば８０ｍｍである円形の表面形状を有する本発明によるフィルター８０を示している。図９は、たとえば寸法Ｈが８０ｍｍでありＢが４０ｍｍである半月型を有する本発明によるフィルター９０を示している。フィルターの別の形状、たとえば周知でありポリマーの濾過に使用される形状が可能である。
【００４４】
図１０は、図８のフィルターの断面を示している。このフィルターは、金属繊維の第１の層１２を含む。金属繊維の第１の層の金属繊維は、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と、１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有する。金属繊維の第１の層の金属繊維は、平均長さが少なくとも６ｍｍ、たとえば８ｍｍである。第１の層１２は、いくつかのそのような金属繊維のウェブ、たとえば５つのウェブ１３を重ね合わせることによって形成されている。しかし、第１の層１２は、１つのウェブを用いることによって、またはあらゆる別の数のウェブを用いて互いの上に重ね合わせることによって形成することができることは明らかである。第１の層１２の金属繊維は、金属接合によって、たとえば焼結によって互いに接合されるが、溶接、たとえばコンデンサ放電溶接（ＣＤＷ）が使用できる別の技術の１つである。このフィルターは、金属繊維の第２の層１５を含む。第２の層１５の金属繊維の平均相当直径は、第１の層１２の金属繊維の平均相当直径よりも小さい。この例において、第２の層１５は２つの副層１６、１７を含む。２つの副層の金属繊維は平均相当直径１６、１７が異なる。金属繊維の第１の層１２に最も近い副層１６は、金属繊維の第１の層からより離れた副層１７よりも大きい平均相当直径の金属繊維を含む。
このフィルターは金属ワイヤーメッシュ１８を含む。必ずしもではないが、第１の層１２、第２の層１５、および金属ワイヤーメッシュ１８は、金属接合によって、たとえば焼結によって互いに接合することができるが、溶接、たとえばコンデンサ放電溶接（ＣＤＷ）は、金属接合の形成に使用できる別の技術である。
フィルターの側面を封止し、金属繊維の第２の層１５を金属繊維の第１の層１２上に締め付ける金属製締め付け要素１９（たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金でできている）によって、フィルターの周囲を取り囲むことができる。
【００４５】
図８または９のようなサイズのフィルターを作製するために、必要なフィルターの正確なサイズを打ち抜くことによって図８および９に示されるような複数のフィルターを作製できる、１．５ｍ×１ｍのサイズの多孔質パネルを作製した。
【００４６】
平均相当直径が３５μｍであり、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有し、平均長さが８ｍｍであり、相当繊維直径の１８．１％の相当繊維直径の繊維間標準偏差を有するステンレス鋼繊維の３０００ｇ／ｍ２の第１の層が設けられる。この第１の層は、たとえばそれぞれ６００ｇ／ｍ２の５つのウェブを重ね合わせることによって形成することができる。ウェブは乾式不織布製造プロセスによって製造し、１．２ｍ×１．５ｍのパネルを製造した。ウェブのロールを製造することも可能である。パネルを互いの上に配置して、ステンレス鋼繊維の第１の層を形成する。乾式不織布の代案の１つとして、湿式ウェブまたはあらゆる別の技術を使用して、ステンレス鋼繊維不織ウェブを作製することができる。
第１の層では、３５μｍの相当直径の繊維の代わりに、別の相当繊維直径の繊維、たとえば２２μｍ、１２μｍ、または８μｍのたとえばＡＩＳＩ  ３１６鋼グレードのものを使用することができる。
ステンレス鋼繊維の第２の層が設けられる。第２の層は２つの副層を含む。ステンレス鋼繊維の第１の層に最も近くなる副層は、２２μｍの相当直径の４５０ｇ／ｍ２のステンレス鋼繊維を含み、ステンレス鋼繊維の第１の層からより離れて配置される副層は、１２μｍの相当直径の９００ｇ／ｍ２ステンレス鋼繊維を含む。両方の副層は、集束伸線ステンレス鋼繊維を含み、したがって六角形の断面の繊維を含む。
それぞれの副層をカーディングによって作製し、１．２ｍ×１．５ｍのパネルを作製した。ウェブのロールを製造することも可能である。第１の層上に正しい順序で副層のパネルを積み重ねた。
織られたステンレス鋼ワイヤーメッシュ、Ｋ−メッシュを提供し、第２の層の上に配置した。このように、多孔質パネルが作製される。
すべての層を互いの上に配置した後、本発明による１．５ｍ×１ｍのサイズのパネルを得るために、焼結オーブン中で焼結させることによって多孔質パネルを接合させた。あるいは、パネルは、コンデンサ放電溶接により、ステンレス鋼繊維を互いに対して溶接し、交差する接点で織られたワイヤーメッシュと溶接することによって接合することができる。
【００４７】
得られた多孔質パネル、およびそれより打ち抜かれたフィルターは、１．７５ｍｍの厚さ、５６５０ｇ／ｍ２の重量、５９．８％の空隙率、２００Ｐａの圧力差でＩＳＯ４０２２に準拠して測定して４２．４リットル／（ｄｍ２・分）の通気度、およびＡＳＴＭ  Ｅ１２８−６１に準拠して測定して２２４０Ｐａのバブルポイント圧力を有した。試験によって、このフィルターで優れた剪断結果が得られたことが示された。
【００４８】
特定のサイズ、たとえば１．５ｍ×１ｍのパネルを重ね合わせて焼結させることによる多孔質パネルの製造の別の方法として、焼結可能な多孔質パネルを製造するために、ロールから金属繊維ウェブ層を巻き出し、必要に応じて適切なメッシュ層とともにそれらを重ね合わせることもできる。
あるいは、多孔質パネルを製造するために、ロールから金属繊維ウェブ層を巻き出し、必要に応じて適切なメッシュ層とともにそれらを重ね合わせることもできる。このような多孔質パネルが連続した長さで製造される場合、重ね合わせた層を接合するために連続焼結または溶接（たとえば容量放電溶接）を行うことができる。接合後、多孔質パネルは、その輸送可能となるサイズ、たとえば１．５ｍ×１ｍのパネルサイズなどに切断することができる。
【００４９】
本発明によるフィルターの別の例は、平均相当直径が８μｍであり、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有し、長さが１０ｍｍであるステンレス鋼繊維の６７５ｇ／ｍ２の第１の層を含む。このフィルターは、六角形の断面（集束伸線により製造される）を有し平均相当直径が８μｍであるステンレス鋼繊維の３００ｇ／ｍ２の副層と、六角形の断面（集束伸線により製造される）を有し平均相当直径が６．５μｍであるステンレス鋼繊維の１５０ｇ／ｍ２の副層と、六角形の断面（集束伸線により製造される）を有し平均相当直径が４μｍであるステンレス鋼繊維の３００ｇ／ｍ２の副層とを含むステンレス鋼繊維の第２の層を含む。
このフィルターは、鋼ワイヤーメッシュを含むことができる。ステンレス鋼繊維の第１の層、ステンレス鋼繊維第２の層、およびメッシュ（存在する場合）は焼結によって接合される。このようなフィルター組成は、ポリマーフィルムの押出成形中のリーフディスクを使用するゲルの剪断および溶融ポリマーの濾過に特に適している。
【００５０】
本発明によるフィルターの別の例は、平均相当直径が２２μｍであり、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有し、繊維の平均長さが１０ｍｍであるステンレス鋼繊維の９００ｇ／ｍ２の第１の副層と、平均相当直径が１２μｍであり、９０°未満の夾角を有する隣接する２つのまっすぐな辺と１つ以上の不規則な形状で曲がった辺とを有する断面を有し、繊維の平均長さが１０ｍｍであるステンレス鋼繊維の３００ｇ／ｍ２の第２の副層とを含む１２００ｇ／ｍ２のステンレス鋼繊維の第１の層を含む。このフィルターは、六角形の断面（集束伸線により製造される）を有し平均相当直径が８μｍであるステンレス鋼繊維の３００ｇ／ｍ２の副層を含むステンレス鋼繊維の第２の層を含む。
このフィルターは、鋼ワイヤーメッシュを含むことができる。ステンレス鋼繊維の第１の層、ステンレス鋼繊維の第２の層、およびメッシュ（存在する場合）は、焼結によって接合される。このようなフィルター組成は、ポリマーフィルムの押出成形中のゲルの剪断および溶融ポリマーの濾過のためのリーフディスクフィルターに特に適している。
【００５１】
金属繊維の第１の層と金属繊維の第２の層の間に金属接合を有さない本発明によるフィルターも同様に製造することができる。金属繊維の第１の層は、たとえばいくつかのウェブを重ね合わせ、金属繊維の第１の層を焼結させることによって作製することができる。金属繊維の第２の層は、たとえばいくつかのウェブを重ね合わせ、金属繊維の第２の層を焼結させることによって作製することができる。金属繊維の第１の層、および金属繊維の第２の層から、フィルターの作製に必要なサイズの切断、または打ち抜きが行われる。切断または打ち抜きが行われた部分が互いの上に配置される。この組立体は、たとえば、第１の金属繊維層の金属繊維と、第２の金属繊維層の金属繊維との間に金属接合を形成するために焼結させることができる。たとえば焼結によって、１つ以上のメッシュをこの組立体中に加えることができる。焼結の代替法の１つとして、金属接合は、溶接、たとえばコンデンサ放電溶接によって形成することができる。第１の金属繊維層の金属繊維と第２の金属繊維層の金属繊維との間に金属接合が形成されない場合、フィルターの側面を封止するためにフィルターの周囲を取り囲み、第１の層および第２の層を締め付ける金属製締め付け要素によって、フィルターの異なる層（金属繊維の第１の層、金属繊維の第２の層、および存在する場合の１つ以上のメッシュ）をフィルター中で組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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