JP2002534244A - 層状フィルタ構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
う用語は、最大径が0.5μmから10μm、特に2μm未満の範囲内にある粒
子を残留させる濾過を意味する。
されているフィルタ材料は、通常、多孔性焼結金属粉基体または多孔性焼結金属
繊維基体の表面に固着されたセラミック薄膜層からなる。しかし、これらの積層
フィルタは、フィルタの入口と出口間に大きな圧力降下が生じるという際立った
欠点がある。圧力降下が大きいと、濾過プロセスにおいて高圧による余分のエネ
ルギーを必要とし、また、フィルタ層を強固に支える機械的な支持体を必要とす
る。さらに、繰り返し逆流置換を行うことが困難であり、とりわけ、セラミック
層は非常に脆く、耐久性に悪影響を与える。
ィルタ構造体を提供することにある。
供することにある。
る。各層は焼結された金属繊維のウエブ(細幅布)からなる。2つの層は互いに
接触している。上流側、すなわち、フィルタ入口側に近接する第1層は55%未
満の多孔率を有している。下流側、すなわち、フィルタ出口側に近い第2層は、
第1層の多孔率よりも少なくとも20%大きい多孔率を有している。好ましくは
、第2層の多孔率は80%よりも大きく設定される。
過する粒子の寸法を決定する。
くは、2μm未満の径を有するとよい。
し、その厚みは0.05mmから0.15mmの範囲に制限されるとよい。一般
的に、フィルタの圧力降下はその厚みにほぼ比例する。この場合、第1層の厚み
を制限することにとって、フィルタ全体の圧力降下を許容範囲内に制限すること
ができる。第2層における圧力降下の程度は、第2層の多孔率が大きいので、第
1層における圧力降下の程度よりもかなり低い。従って、フィルタ構造体全体に
おける総圧力降下は第1層における制限された圧力降下にほぼ等しい。進入する
流体は、第1層を通過した後、第2層内において膨張する。
とよい。
および圧縮成形するとよい。その後、この焼結および圧縮成形された第1層を第
2層に接触させて、第2の焼結処理によって、第2層内の繊維を焼結して2つの
層を互いに結合させるとよい。
は、仮に2つの層の繊維径が異なっていても、それらの異なった繊維径とは無関
係に、層状構造体全体の多孔率とほぼ等しくなる。このような現象は、フィルタ
粉体すなわちフィルタ粒子のようなフィルタ媒体の場合と対照的である。第1層
を予め別の工程で焼結および圧縮成形することによって、第2層が第1層とほぼ
同じ程度に圧縮成形されるのを防ぐことができる。
に、少なくとも1つの平坦で滑らかな表面を有している。
縮成形によって、均一なフィルタ媒体を得ることができる。しかし、常温静水圧
圧縮成形によると、成形された面がいくらか粗くなり、平坦で滑らかな面を得る
ことができない。従って、平坦で滑らかな表面を得るために、第1層の片側を平
坦で滑らかな支持体上に載置し、他の側から第1層を圧縮成形するという条件下
で、常温静水圧圧縮成形を行うとよい。
も好ましくは、フィルタ構造体が入口側の第1層に固定された第1金網と出口側
の第2層に固定された第2金網によって挟み込まれるとよい。第1金網の網目は
第2金網の網目よりも小さく設定されるとよい。第1金網の線材の径は第2金網
の線材の径よりも小さく設定されるとよい。
。すなわち、第1金網は進入する流体内に乱流を生成させ、防汚性を改善するこ
とができる。
る工程と、 (e)層状アセンブリを焼結して、第2層が第1層の多孔率よりも少なくとも
20%高い多孔率を有するような密着体を形成する工程と、 からなることを特徴とする。
い。
形された繊維ウエブ(細幅布)からなる第1層12を備えている。この第1層内
の繊維は2μmの径を有している。第1層の重量は450g/m2である。また
、第1層の厚みは0.10mmである。第1層12は、滑らかで平坦な表面を介
して、焼結された繊維ウエブからなる第2層13と直接的に接触している。第2
層内の繊維は8μmの径を有している。第2層の重量は225g/m2である。
第1金網14が第1層12に固定されている。第1金網14は圧延され、0.1
7mmの厚みを有し、また、インチ(25.4mm)当たり48メッシュの網目
を有している。その重量は380g/m2である。また、第1金網14はカレン
ダ加工された金網(calanderd wire net)である。
厚みを有し、また、インチ当たり40メッシュの網目を有している。その重量は
1220g/m2である。
きる。
載されてような、管束引抜き技術によって作製する。次いで、第1不織ウエブを
、例えば、英国特許第1190844号に開示されているような、アランドフィ
ーダ(arando-feeder)装置によって製造する。得られたウエブを別工程で焼結
し、さらに常温静水圧圧縮成形法によって圧縮成形する。常温静水圧圧縮成形法
は、2000バールよりも高い圧力下で実施され、この圧縮成形によって、55
%未満、好ましくは、50%未満、さらに好ましくは46%未満の多孔率が得ら
れる。こうして、第1層12が得られる。
維によって第2不織ウエブを得る。この第2不織ウエブを第2層13とする。第
2不織ウエブを第2金網15上に載置し、次いで、第1層12を、その平坦な表
面を第2不織ウエブと接触するように、第2不織ウエブ上に載置する。予め圧延
されている第1金網14を第1層上に載置する。このようにして得られた層状ア
センブリを低圧下で焼結し、層状フィルタ構造体10を得る。
常のテクス(繊度)テストおよび沸点圧テストを行った。結果を以下に示す。
の構造体との違いは、第1層を常温静水圧圧縮成形ではなく、2枚の板に挟んで
約0.10mmの厚みが得られるまで圧縮成形した点である。
性を有する層状フィルタ構造体を得ることができる。
成物は高温におけるガスフィルタに適用される。
Claims (11)
- 【請求項1】 少なくとも第1層(12)と第2層(13)を備え、各層は
焼結された金属繊維のウエブからなり、前記2つの層(12、13)は互いに接
触している層状フィルタ構造体(10)において、 フィルタ入口側に近接する前記第1層は55%未満の多孔率を有し、フィルタ
出口側に近い前記第2層は、前記第1層の多孔率よりも少なくとも20%大きい
多孔率を有することを特徴とする層状フィルタ構造体。 - 【請求項2】 前記第2層は少なくとも80%の多孔率を有することを特徴
とする請求項1に記載の構造体。 - 【請求項3】 前記第1層は3μm未満の径を有する金属繊維からなり、前
記第2層は前記第1層の繊維の径の少なくとも3倍の径を有する金属繊維からな
ることを特徴とする先行する請求項のいずれか1つに記載の構造体。 - 【請求項4】 前記第1層は300g/m2から600g/m2の範囲内にあ
る重量を有することを特徴とする先行する請求項のいずれか1つに記載の構造体
。 - 【請求項5】 前記第1層は少なくとも1つの平坦な表面を有することを特
徴とする先行する請求項のいずれか1つに記載の構造体。 - 【請求項6】 前記構造体は、前記第1層または前記第2層に固定される金
網を備えることを特徴とする先行する請求項のいずれか1つに記載の構造体。 - 【請求項7】 前記構造体は第1金網(14)と第2金網(15)間に挟み
込まれ、前記第1金網(14)は入口側に位置し、前記第2金網(15)は出口
側に位置し、前記第1金網は前記第2金網よりも小さい網目と前記第2金網の線
材の径よりも太い径の線材を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
か1つに記載の構造体。 - 【請求項8】 前記第1金網(14)はカレンダ加工された金網であること
を特徴とする請求項7に記載の構造体。 - 【請求項9】 前記第1層は常温静水圧圧縮成形法によって得られることを
特徴とする先行する請求項のいずれか1つに記載の構造体。 - 【請求項10】 (a)金属繊維のウエブを焼結して第1層(12)を形成
する工程と、 (b)前記第1層(12)を55%未満の多孔率が得られるまで圧縮成形する
工程と、 (c)金属繊維のウエブからなる第2層(13)を用意する工程と、 (d)前記第1圧縮成形層(12)と前記第2層(13)を互いに接触させて
、層状アセンブリを形成する工程と、 (e)前記層状アセンブリを焼結して、前記第2層が前記第1層の多孔率より
も少なくとも20%高い多孔率を有するような密着体を形成する工程とからなる
層状フィルタ構造体(10)を製造する方法。 - 【請求項11】 前記圧縮成形工程は、常温静水圧圧縮成形法によってなさ
れることを特徴とする請求項10に記載の方法。
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