JPH08229320A - 金属フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

金属フィルタ及びその製造方法

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JPH08229320A
JPH08229320A JP3990795A JP3990795A JPH08229320A JP H08229320 A JPH08229320 A JP H08229320A JP 3990795 A JP3990795 A JP 3990795A JP 3990795 A JP3990795 A JP 3990795A JP H08229320 A JPH08229320 A JP H08229320A
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JP
Japan
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average particle
powder
metal filter
wire mesh
powder particles
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JP3990795A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Sonomoto
和彦 園元
Yasuo Sawano
泰夫 澤野
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】濾過性が良好で機械的強度が大きくかつ安価な
微細孔を有する金属フィルタを提供する。 【構成】 畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下して得
られる基板と、前記基板の少なくとも片面に相対的に平
均粒径が大きい粉末粒子を焼結した第1の粉末焼結層
と、前記第1の粉末焼結層上に形成された相対的に平均
粒径が小さい粉末粒子を焼結した第2の粉末焼結層を有
する金属フィルタである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種油類、ガス類およ
び水の濾過に使用する金属フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、水の濾過にはその所望される
濾過性能によって一般濾過、精密濾過、限外濾過などの
各段階に分けられている。一般濾過とは別名砂濾過とい
い、5μm以上の粒子を濾過できる程度の性能が求めら
れ、精密濾過は0.1〜10μm程度の粒子の濾過をで
きる程度の性能が求められ、公園などの水として使用す
るため修景用水とも呼ばれている。またさらに微細な
0.001〜1μmの粒子を濾過できる限外濾過は手で
触れる程度の水とのことで親水用水と呼ばれている。従
来から精密濾過や限外濾過に使用されるフィルタとして
はステンレス焼結フィルタ、樹脂フィルタ、ステンレス
金網フィルタ等が用いられている。以上のうちステンレ
ス焼結フィルタは繊維状のステンレス鋼を焼結してその
繊維の積み重なりの間隙をフィルタの目とするものであ
り、これには長繊維をそのまま用いるものと長繊維をカ
ットして短繊維として用いる場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の従来の各
種フィルタには次のような欠点があった。まず樹脂フィ
ルタでは強度、耐熱性が劣るという問題があり、用途に
よっては実用性に欠けるという難点があった。
【0004】またステンレス焼結フィルタについては金
型で成形するため製作し得る寸法に限界があるだけでな
く、フィルタとして使用する過程でフィルタ自体が厚い
ことによる逆洗い時の効率すなわち再生効率が悪いとい
う問題があり、また十分に薄膜化することができないと
いう問題があるほか、非常に高価であるという問題があ
った。さらにステンレス金網フィルタについては空孔径
を超微細にすることが困難であり、たとえ技術的に可能
であったとしても高価となり、工業的な適用が困難であ
るという問題があった。
【0005】したがって本発明は以上の従来技術におけ
る問題点に鑑みてなされたものであって、濾過性が良好
で機械的強度が大きくかつ安価で微細孔を有する金属フ
ィルタを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、畳織
りまたはむしろ織りの金網を圧下して得られる基板と、
前記基板の少なくとも片面に相対的に平均粒径が大きい
粉末粒子を焼結した第1の粉末焼結層と、前記第1の粉
末焼結層上に形成された相対的に平均粒径が小さい粉末
粒子を焼結した第2の粉末焼結層を有することを特徴と
する金属フィルタである。さらに本発明の金属フィルタ
の製造方法は、畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下
し、その圧下された金網に相対的に平均粒径が大きな第
1の粉末粒子を塗布し、その上に相対的に平均粒径が小
さい第2の粉末粒子を塗布し、その後乾燥し焼結したこ
とにより、基板部と焼結層とからなる金属フィルタを製
造することを特徴とする。
【0007】以下本発明を詳述する。本発明にいう畳織
り金網には図1に示される平畳織り金網と図2に示され
る綾畳織り金網がある。平畳織り金網とは、縦線と横線
が一本づつ相互に交わっており、しかも縦線が横線より
も太く、その横線を互いに相接して並べたもので、畳表
の様な織り方による金網をいう(JIS G3555D
W)。また、綾畳織り金網とは、太い縦線と横線とで織
り、その横線を互いに相接して並べ、しかも縦線横線を
互いに2本以上づつ乗り越して交わらせたものをいう。
むしろ織りとは、縦に5本程度、横に6本程度の線をそ
れぞれ一括して織ったむしろ状の織り方をいい、図3に
は綾むしろ織りの例を示す。
【0008】以上の畳織り金網、むしろ織り金網は平面
とほぼ直交する方向に網目が形成されている点で共通
し、通常の図4に示すような平織り金網(JIS G3
555PW)、綾織り金網(JIS G3555TW)
の網目が平面に形成されているのとは異なる。本発明に
おいてこのように平面とほぼ直交する方向に網目が形成
されている畳織り金網、むしろ織り金網を適用するのは
次の理由による。すなわち、通常の平織り金網または綾
織り金網は圧下率を大きくしても網目を微細化するのが
困難であるのに対し、畳織り金網またはむしろ織り金網
は平面とほぼ直交する方向に網目が形成されているため
に圧下率が小さくても容易に網目を微細化することが可
能であるからである。網目微細化の過程を図5に示す
が、平面とほぼ直交する方向に形成された網目が圧下率
の増大につれて微細化することが判る。通常の平織り金
網または綾織り金網は、同程度の圧下を施しても殆ど網
目は微細化しない。
【0009】本発明の場合に畳織りまたはむしろ織りの
金網を基板として用いる場合に圧下する際の圧下率は5
〜50%とするのが好ましい。圧下率が5%未満では圧
下による効果が実質的に認められず、圧下率が50%を
越える場合には圧下後に得られる金属フィルタを透過し
得る純水の水量すなわち透過水量が低くなり、フィルタ
としての使用後に逆洗いする再生処理が困難となる。
【0010】本発明は以上のようにして得られた圧下さ
れた金網を基板部とし、少なくともその片面に粉末焼結
層を設けるが、その粉末粒子として相対的に平均粒径が
大きい第1の粉末粒子群の上に相対的に平均粒径が小さ
い第2の粉末粒子群を2種類の粉末粒子を用いる。焼結
層は基板部に比べ特にその表面で微細空孔であることが
要求されるが、単一平均粒度を有する粉末を用いる場合
は表面の必要孔径に合わせた粒度の粉末を用いる必要が
ある。この場合、確かに阻止率という点では効果がある
が、透過水量などの濾過効率としてみると粉末焼結層全
体が微細孔径であるために透過水量が低いものとなって
いた。また、微細孔を得るには粉末自体を微細なものと
する必要があり、比較的孔の大きな基板の片面に塗布す
る場合に基板の孔から反対側へ抜けてしまうために塗布
が困難であるといった問題点もあった。そこで本発明の
ように粒度の異なる2種類の粉末を用いると、基板部の
孔径から段階的に孔径が小さくなっていくため、透過水
量を減じることなく微細空孔がえやすい。そこで本発明
では焼結層を構成する粉末粒子として相対的に平均粒径
が大きい第1の粉末粒子群とその上に相対的に平均粒径
が小さい第2の粉末粒子群の2種の粉末粒子を用いるこ
ととした。なお、本発明では少なくとも2種の粉末群を
用いればよく、平均粒径の異なる3種、またはそれ以上
の粉末粒子群を用いてもよい。
【0011】前記相対的に平均粒径の大きい第1の粉末
粒子群の平均粒径は5〜50μmが望ましく、また前記
相対的に平均粒径の小さい第2の粉末粒子群の平均粒径
は0.5〜10μmが望ましい。第1の粉末粒子の平均
粒径が5μm未満では塗布時に粉末が基板の編み目を抜
けて塗布が困難となり、50μmを越えると第2層目に
形成する粉末焼結層に用いられる粉末の粒径が大きいも
のしか使用できず、焼結後に必要な細孔径が得られな
い。第2の粉末粒子群の平均粒径が0.5μm未満では
粉末粒子の表面部の酸化の為焼結が困難であり、10μ
mを越えると焼結により必要とする細孔径が得られな
い。
【0012】図6に本発明の金属フィルタの断面模式図
を示すが、金属フィルタ3は圧下された畳織りまたはむ
しろ織りの金網よりなる基板4により機械的強度を得る
と共に圧力損失を減少させ、その基板4上に所望の空孔
径を有する粒径の大きい層5とその上に粒径の小さい層
6を形成することにより所定の濾過性能を有する金属フ
ィルタを得ることができる。
【0013】前記粉末粒子としてステンレス鋼粉末をも
ちいれば、機械的強度、耐食性等の性能につき良好な金
属フィルタを得ることができる。前記粉末粒子としてC
uをもちいれば、機械的強度、耐食性が良好となりしか
も被処理物に対する殺菌性能をフィルタに付与すること
ができる。
【0014】本発明において、前記網目基板の孔径は5
〜100μm、前記粉末層の孔径は0.05〜5.0μmと
するのが好ましい。その様にすることにより金属フィル
タ全体として良好な機械的強度と濾過性能を同時に得る
ことができるからである。
【0015】本発明の金属フィルタの製造方法は畳織り
またはむしろ織りの金網を圧下し、その圧下された金網
に相対的に平均粒径が大きな第1の粉末粒子を塗布し、
その上に相対的に平均粒径が小さい第2の粉末粒子を塗
布し、その後乾燥し焼結することにより製造することが
できる。また畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下し、
その圧下された金網に相対的に平均粒径が大きな第1の
粉末粒子を塗布し乾燥し焼結後、その上に相対的に平均
粒径が小さい第2の粉末粒子を塗布し、その後乾燥し焼
結することによっても製造することができる。
【実施例】以下本発明を実施例により、より詳細に説明
する。 (実施例1)厚さ0.4mmで#40/200メッシュの
平畳織りSUS316金網を圧下率30%でロール圧延
して厚さ0.28mm、網目径42μmの基板とした。この
基板上に1層目に平均粒径10μm、2層目に平均粒径
3μmの2種類のSUS316L粉末を1層目60μ
m、2層目30μmの合わせて90μm厚に塗布した。乾
燥後水素雰囲気中で1020℃、1時間焼結し粉末層を
形成し、本発明例1を得た。比較例として上記の2層の
焼結層の代わりに厚さ90μmの単層の焼結層を平均粒
径3μmと平均粒径10μmの粉末粒子を用いてそれぞ
れ形成し比較例1と比較例2を作製した。さらに従来例
として平均細孔径0.1μmで厚さ0.25mmの樹脂
フィルタを用いて各種フィルタについてフィルタ性能を
調査した。結果を図7に示す。なお図7において、阻止
率の評価方法は平均粒径0.117±0.01μmの樹
脂粒子を純水に懸濁し、濾過装置により濾過後の濾液の
濃度を分光光度計により分析し評価した。従って阻止率
100%とは濾過された液中には樹脂粒子がないことを
意味する。透過流束は阻止率と同じ樹脂粒子を用いクロ
スフロー方式の時間毎の単位時間当たりの濾過量を示
す。従来例の樹脂フィルタは本発明例に比べ阻止率は同
等であるが、透過流束で劣ることが分かる。また、平均
粒径3μmの比較例1は阻止率は本発明例と同等である
が、透過流束が樹脂フィルタ程度に劣っており、平均粒
径10μmの比較例2は透過流束は本発明例よりも大き
いが阻止率が80%台と低いことが分かる。
【0019】(実施例2)製造方法は実施例1と同じと
し、第1の粉末粒子として平均粒径20μmのSUS3
16L粉末を用い、その上に形成するSUS316Lの
第2の粉末粒子の平均粒径を3μm、6μm、10μm
とした場合の金属フィルタをそれぞれ本発明例2、本発
明例3、本発明例4として実施例1と同じようにフィル
タ性能を評価した結果を図8に示す。第2層目の平均粒
径が小さくなるにつれて透過流束は変わらないが阻止率
が上昇していることが分かる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明により得られる金属
フィルタによれば、畳織り金網を圧延して得られる基板
と、粉末を焼結して得られる相対的に微細な空孔径を有
する粉末層とからなるので基板により金属フィルタ全体
に機械的強度を与え、かつ粉末層の厚さを薄くすること
ができるため、圧力損失を最小限に抑えることが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の金属フィルタの製造方法に適用され
る平畳織り金網の構造を示す斜視図である。
【図2】 本発明の金属フィルタの製造方法に適用され
る綾畳織り金網の構造を示す斜視図である。
【図3】 本発明の金属フィルタの製造方法に適用され
るむしろ織り金網の構造を示す斜視図である。
【図4】 従来の平織り金網の構造を示す斜視図であ
る。
【図5】 平畳織り金網に対する圧下により生じる変化
を示す斜視図であり、 (A)圧下しない状態を示す図である。 (B)圧下率30%の場合の状態を示す図である。 (C)圧下率40%の場合の状態を示す図である。 (D)圧下率50%の場合の状態を示す図である。
【図6】 本発明の一実施例の金属フィルタ断面の概略
構成を示す模式図である。
【図7】 本発明の金属フィルタの特性を調査した結果
を従来の樹脂フィルタ及び比較例と比較して示す図であ
る。
【図8】 本発明の金属フィルタの特性を調査した結果
を示す図である。
【符号の説明】
3・・・金属フィルタ、4・・・基板、5,6・・・粉末層

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下し
    て得られる基板と、前記基板の少なくとも片面に相対的
    に平均粒径が大きい粉末粒子を焼結した第1の粉末焼結
    層と、前記第1の粉末焼結層上に形成された相対的に平
    均粒径が小さい粉末粒子を焼結した第2の粉末焼結層を
    有することを特徴とする金属フィルタ。
  2. 【請求項2】 前記第1の粉末焼結層の粉末粒子の平均
    粒径が5〜50μmである請求項1に記載の金属フィル
    タ。
  3. 【請求項3】 前記第2の粉末焼結層の粉末粒子の平均
    粒径が0.5〜10μmである請求項1または請求項2
    に記載の金属フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記基板の空孔径が5〜100μmであ
    る請求項1〜請求項3のいずれかに記載の金属フィル
    タ。
  5. 【請求項5】 前記基板の金網からの圧下率が5〜50
    %である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の金属フ
    ィルタ。
  6. 【請求項6】 前記粉末焼結層の表面部の孔径が0.0
    5〜5.0μmである請求項1〜請求項5のいずれかに記
    載の金属フィルタ。
  7. 【請求項7】 畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下
    し、その圧下された金網に相対的に平均粒径が大きな第
    1の粉末粒子を塗布し、その上に相対的に平均粒径が小
    さい第2の粉末粒子を塗布し、その後乾燥し焼結したこ
    とを特徴とする金属フィルタの製造方法。
  8. 【請求項8】 畳織りまたはむしろ織りの金網を圧下
    し、その圧下された金網に相対的に平均粒径が大きな第
    1の粉末粒子を塗布し乾燥し焼結後、その上に相対的に
    平均粒径が小さい第2の粉末粒子を塗布し、その後乾燥
    し焼結したことを特徴とする請求項7に記載の金属フィ
    ルタの製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第1の粉末粒子の平均粒径が5〜5
    0μmである請求項7または請求項8に記載の金属フィ
    ルタの製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第2の粉末粒子の平均粒径が0.
    5〜10μmである請求項7〜請求項9のいずれかに記
    載の金属フィルタの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030026549A (ko) * 2001-09-26 2003-04-03 주식회사 미래소재 차량용 필터의 제조방법
CN104415591A (zh) * 2013-09-05 2015-03-18 天津日望环境技术有限公司 多层金属烧结毡过滤碟

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