JPS6363012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フイルターやフイルターの補強材等
として好適に使用される金属繊維集合体及びその
製造方法に関する。

従来の技術 従来より金属の長繊維を用いた焼結体が知られ
ている。この焼結体は、通常金網を多数重ねて焼
結するとか、金属長繊維を水平にランダムに配列
して焼結することにより製造されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、上記従来の焼結体は、金属や長繊維
を水平に重ねて焼結したものであるので、上下方
向には（上方又は下方から見た方向には）任意の
空孔径のものを製造することができるが、横方向
（上下面に対して平行方向）には繊維が密着して
おり、従つて極めて小さい空孔径のものしか製造
できない。この為、焼結体の空孔に方向性があ
り、三次元方向に均質な空孔を形成する場合に比
べ、全体としての空隙率が小さくなり、焼結体を
フイルターとして使用する際の通過抵抗が大きく
且つすぐ目詰まりを起こし寿命が短いという問題
がある。また、従来の焼結体は横方向の空孔径が
小さいので、流体を横方向に通過させる時の通過
抵抗が極めて大きく、実際上流体を横方向に通す
ようには使用できないという問題もある。

本発明はかかる従来の問題を解消せんとするも
ので、三次元方向に大きい空孔径を有する金属長
繊維の集合体（必要により焼結してもよい）及び
その製造方法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明になる金属長繊維の集合体の一
例を示す斜視図であり、第２図のその側面の拡大
図である。集合体１は金属の長繊維２を平板状に
（本実施例では円板状に）集合且つ圧縮成形し、
また必要に応じ焼結してなるものであり、第２図
から良く判るように、少なくとも長繊維の一部が
集合体１の厚み方向に配列されていることを特徴
とするものである。なお、本明細書において、厚
み方向とは、厳密な意味での厚み方向即ち、集合
体１の上下面１Ａ，１Ｂに対する直角方向のみを
意味するのではなく、上下面１Ａ，１Ｂに交叉す
る方向を意味するものである。このように、長繊
維２が集合体１の厚み方向に配列している結果、
第２図から理解されるように、長繊維２間に大き
い空孔３が形成できる。この空孔３は長繊維２の
線径、傾斜、密度等により種々に変更可能であ
る。従つて集合体１はその横方向に極めて大きい
空孔を形成しており、且つその空孔も所望の通り
にすることができる。

次に上記構成の集合体１の製造方法を説明す
る。まず、金属の長繊維２により、第３図に示す
円筒状の金網４を形成する。金網４は織つて作つ
たものであつてもよいし、或いは編んで作つた物
であつてもよい。図示実施例では織つたものとし
て示している。この時の長繊維２の傾斜角度θは
第２図における傾斜角度φに影響するので、この
角度θが所望の値になるよう繊維２を織るか、或
いは適当に織つた後、金網４を全体に引き伸ば
し、傾斜角度θを調整する。次に円筒状の金網４
を平坦に押し潰し、且つ第４図に示すように、ジ
グザグに折り畳む。この時、両側の折目５，６は
金網の長手方向（第３図の円筒状金網の軸線方
向）に延びるように、折り畳む。次にジグザグに
折り畳んだ金網４を第５図、第６図に示す型１０
の環状の凹所内に、らせん状に巻いて装着し、金
網４の折目５，６が上下面となる円板を形成す
る。その後、型１０内の円板を第６図に二点鎖線
で示す型１１により厚み方向（上下方向）に圧縮
し、所定の荷重に耐える強度を有する集合体に成
形する。高強度を必要とする場合には型１０，１
１により焼結する。かくして、第１図、第２図に
示す集合体１が製造される。なお、第２図では長
繊維２のほぼ全体が上下面１Ａ，１Ｂに対してほ
ぼ均一な角度で傾斜したものを示しているが、こ
れは説明用であつて、実際には型１０，１１によ
る圧縮により押し潰され、種々な角度になつたり
湾曲したりする。しかしながら、長繊維全体が水
平に押し潰されてしまうことはなく、依然として
長繊維の一部は厚み方向に配列されており、この
為、横方向に大きい空孔が残されている。

上記方法で作られた集合体１の上下方向の空孔
径は、金網４の線径、網目の大きさ、金網をらせ
ん状に巻いた際の巻き密度等により調整可能であ
る。また、横方向の空孔径は、金網４の線径、網
目の大きさ、傾斜角度θ（圧縮成形された後φと
なる）等により調整可能である。これらを適当に
設定することにより、上下方向及び横方向の空孔
径を均一にすることができる。換言すれば、三次
元方向に均一な空孔を形成することができる。集
合体１に形成される横方向の空孔の形状は金網４
の織り方、編み方により変更可能である。例え
ば、ループ編みの金網を用いた場合には、第７図
に示すような側面の集合体１が得られる。この例
においても、集合体１の上面から下面に延びる長
繊維２の一部が厚み方向となつており、この為大
きい空孔３が形成される。集合体１を構成する金
属繊維としては均一な径のものを用いてもよい
し、或いは異なる線径のものを組み合わせて用い
てもよい。異なる線径の金属長繊維で金網を形成
し、上記の手順で形成した繊維集合体は太い線径
の長繊維が大きい補強効果を有するので、圧縮強
度が大きいと言う利点がある。

以上の説明は円板状の集合体１を製造する場合
であるが、第４図に示すジグザグに折り畳んだ金
網をらせん状に巻く代わりに、平行に並べて平板
状にすることにより矩形状の集合体を製造するこ
とも可能である。また、ジグザグに折り畳んだ金
網を二層、三層等に配置して厚い集合体を製造す
るとか、各層間に目の粗い金網等の中間層を介在
させた積層体を製造することも可能である。な
お、以上に説明した方法では金網４として円筒状
のものを用いたが、本発明は円筒状の金網に限定
されず、通常の平坦な金網を用いてもよい。但
し、上記実施例のように円筒状の金網４を用いる
と、金網の両側部４Ｂ（第４図参照）でも繊維２
が連続しており、従つて集合体１内に繊維の端部
が極めて少なく、集合体の圧縮、成形の際、繊維
端部が空孔内にはまり込んで目を潰すということ
が少なく、極めて均一な空孔を形成しうる利点が
ある。

本発明の集合体は上下方向のみならず横方向に
も任意の空孔を形成しうるので、三次元方向に均
一な空孔を形成できる。この結果、従来のように
横方向には極めて小さい空孔しか形成できない焼
結体に比べ、全体としての空隙率を極めて大きく
（例えば60〜80％に）することができ、その為こ
の集合体は異物捕捉能力が大きくフイルターとし
て使用するに極めて好適である。また、流体の通
過抵抗が小さい為、フイルターにおけるろ材の支
持体即ち補強体として使用するにも好適である。
特に、横方向に大きい空孔を形成しうる為、流体
を横方向に流す必要がある場合に好適に使用でき
る。

第８図、第９図は第１図に示す集合体１を、合
成繊維製造或いは合成樹脂フイルム製造における
ポリマーろ過用フイルターの補強体として使用し
た例を示す。同図において、全体を参照符号２１
で示すろ過装置は円筒状ケーシング（図示せず）
とそのほぼ中心を垂直に延びるポリマー管２２を
有し、ポリマー管２２の周囲には多数の円盤状リ
ーフフイルタ２３が積層されている。なお、必要
に応じ各リーフフイルタの間に、ポリマーを外周
側から内方に案内する放射状のスポークを配置し
てもよい。リーフフイルタ２３は第９図に拡大し
て示すように、中央のハブリング２４、円板状支
持板２５、その両面に配置されたフイルター２
６、及びこれらの外周を閉鎖する手段例えば溶接
部２７からなる。フイルター２６としては微細な
目開きの金網、金属繊維不織布の焼結体等が用い
られる。支持板２５はろ過圧に対してフイルター
２６を支持する補強体であり、この支持板２５と
して第１図に示す集合体１が使用される。ここに
使用される集合体１の空孔径はポリマーの通過抵
抗を小さくするためフイルター２６の目開きより
も大きいものが使用される。上記構造のろ過装置
において、ろ過されるべきポリマーは第８図に矢
印で示すようにリーフフイルタ２３間の空隙に外
周側から流入し、各リーフフイルタ２３の上下面
にフイルター２５を通つて支持板２５内に流入
し、支持板２５内を半径方向内方に流れ、中央の
ハブリング２４からポリマー管２２に集められ送
り出される。前記したように、本発明の集合体１
は横方向に大きい空孔を形成できるので、高粘度
のポリマーを横方向（半径方向）に良好に流すこ
とができる。

なお、第８図の使用例は支持板２５とフイルタ
ー２６とを一体構造としたリーフフイルタ２３を
示したが、支持板２５とリーフフイルタ２６とは
分離可能な部品としてもよい。第１０図、第１１
図はその場合の使用例を示すもので、ポリマー管
３１の周囲に第１図の集合体１で形成された支持
板３２と、所定のろ過を行うフイルターで形成さ
れたリーフフイルタ３３とが交互に積層されてい
る。このろ過装置ではポリマーがポリマー管３１
からリーフフイルタ３３内の空間に流入し、該空
間から支持板３２で支持されたフイルターを通つ
て支持板３２内に流れ、更に支持板３２内を半径
方向外方に流れて送り出される。

第１２図は本発明の繊維集合体の変形例を示す
断面図である。この繊維集合体３５は第４図に示
すようにジグザグに折り畳んだ金網４を上下に配
置し、中間に目の粗い金網３６を間挿し、全体を
一体に圧縮、焼結したものである。この繊維集合
体３５は第８図〜第１１図に示すろ過装置の支持
板２５，３２として使用するのに極めて好適であ
る。即ち、繊維集合体３５では、上下面の金網４
で構成される部分がフイルターの支持を行い、中
央の目の粗い金網３６の部分がポリマーの通路と
なるので、フイルターを良好に支持するととも
に、ポリマーが一層横方向に流れ易くなると言う
利点を有する。

発明の効果 以上に説明したように、本発明方法によれば、
金属の長繊維の少なくとも一部を厚さ方向に配列
した平板状集合体を製造することができる。かく
して、製造された本発明の集合体は横方向にも所
望の大きさの空孔を形成でき、金属長繊維の集合
体であるにも係わらず、三次元方向にほぼ均一な
多孔質構造を得ることができる。この結果、フイ
ルターとして、或いはフイルターの補強体として
好適であり、特に流体が集合体内を横方向に（上
下の面に平行方向に）流れる場合に極めて好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図はその側面の一部を拡大して示す図、第３図〜
第６図は本発明の製造方法を説明する図であり、
第３図は金網４の斜視図、第４図は該金網４をジ
グザグに折り畳んだ状態を示す斜視図、第５図は
第４図の金網４を型１０内に巻付けた状態を示す
上面図、第６図はその−断面図、第７図は集
合体１の変形例の側面の一部を拡大して示す図、
第８図は第１図の集合体の使用例を示すもので、
ポリマー用のろ過装置２１の要部断面図、第９図
はろ過装置２１に使用するリーフフイルタ２３の
一部の断面図、第１０図はろ過装置の変形例を示
す要部断面図、第１１図は第１０図のろ過装置に
使用するリーフフイルタ及び支持板の一部の断面
図、第１２図は本発明の繊維集合体の変形例の部
分断面図である。 １……集合体、２……金属長繊維、３……空
孔、４……金網、５，６……折目、１０，１１…
…型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属の長繊維を平板状に集合且つ圧縮してな
   る集合体であつて、少なくとも長繊維の一部が集
   合体の厚み方向に配列されていることを特徴とす
   る金属繊維集合体。 ２ 金属の長繊維の金網を用意し、該金網をジグ
   ザグに折り畳んで、両側の折目が上下面となる平
   板とし、該平板全体を厚み方向に圧縮成形するこ
   とを特徴とする金属繊維集合体の製造方法。 ３ 前記金網が円筒状であることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の金属繊維集合体の製造
   方法。 ４ 前記平板が金網をジグザグに折り畳み、且つ
   らせん状に巻いて作つた円板であることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項又は第３項記載の金属
   繊維集合体の製造方法。