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JP7599695B2 - Filtration filter and method for producing same - Google Patents

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JP7599695B2 JP2020198095A JP2020198095A JP7599695B2 JP 7599695 B2 JP7599695 B2 JP 7599695B2 JP 2020198095 A JP2020198095 A JP 2020198095A JP 2020198095 A JP2020198095 A JP 2020198095A JP 7599695 B2 JP7599695 B2 JP 7599695B2
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Description

本発明は、濾過用フィルターおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a filter for filtration and a method for manufacturing the same.

従来、固体粉末を分散させた懸濁液に多孔質の中空筒状基材を浸漬させ、この基材の内部を吸引して基材の外周面に固体粉末を堆積させ、この堆積した固体粉末を基材とともに焼結してなる濾過用フィルターが知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, a filtration filter is known in which a porous hollow cylindrical substrate is immersed in a suspension in which a solid powder is dispersed, the inside of the substrate is sucked to deposit the solid powder on the outer peripheral surface of the substrate, and the deposited solid powder is sintered together with the substrate (see, for example, Patent Document 1).

特開2000-185209号公報JP 2000-185209 A

ところで、固体粉末を焼結してなる焼結層には、焼結収縮等に起因した割れが発生するおそれがある。焼結層に割れが発生した濾過用フィルターでは、濾過の対象流体が濾過抵抗の比較的低い割れ部(亀裂)に集中しやすくなって、対象流体中の捕捉すべき物質が割れ部を介して焼結層ひいては基材を通過してしまい、実質的に濾過精度が低下するという問題がある。 However, there is a risk of cracks occurring in the sintered layer, which is formed by sintering solid powder, due to sintering shrinkage, etc. In a filtration filter in which cracks have occurred in the sintered layer, the fluid to be filtered tends to concentrate in the cracked areas (fissures) where the filtration resistance is relatively low, and the substances to be captured in the target fluid pass through the cracked areas through the sintered layer and ultimately the base material, resulting in a substantial decrease in filtration accuracy.

一方、焼結前に固体粉末の堆積層の圧縮によって密度を予め上昇させて、焼結前後の体積減少幅を低減させることで、固体粉末の焼結収縮を抑えることも考えられる。しかし、固体粉末の堆積層の圧縮によって密度を予め上昇させると、濾過フィルターにおいて焼結層の空隙率が低下して濾過抵抗の著しい上昇を招くおそれがある。 On the other hand, it is also possible to suppress sintering shrinkage of the solid powder by compressing the deposited layer of solid powder before sintering to increase the density in advance and reduce the amount of volume loss before and after sintering. However, if the density is increased in advance by compressing the deposited layer of solid powder, the porosity of the sintered layer in the filter may decrease, leading to a significant increase in filtration resistance.

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、濾過抵抗の著しい上昇を抑えつつ、焼結層の割れによる濾過精度の実質的な低下を抑制する濾過用フィルターおよびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide a filtration filter and a manufacturing method thereof that suppresses a substantial decrease in filtration accuracy due to cracks in the sintered layer while suppressing a significant increase in filtration resistance.

このため、本発明に係る濾過用フィルターは、多孔質かつ中空状の基材と、該基材の外面側に積層された固体粉末の第1の焼結層と、を備え、第1の焼結層のうち少なくとも割れで生じた亀裂を充填して第1の焼結層に積層された補修用粒子の第2の焼結層をさらに備える。 For this reason, the filtration filter according to the present invention comprises a porous and hollow substrate, a first sintered layer of solid powder laminated on the outer surface side of the substrate, and further comprises a second sintered layer of repair particles laminated on the first sintered layer to fill at least the cracks caused by the cracks in the first sintered layer.

本発明に係る濾過用フィルターの製造方法は、固体粉末を溶媒中に分散させて第1の懸濁液を生成するステップと、固体粉末を捕捉可能な多孔質かつ中空状の基材で第1の懸濁液を濾過して、基材の外面側に固体粉末を堆積させるステップと、基材に堆積した固体粉末を焼結して第1の焼結層を形成するステップと、基材及び第1の焼結層で捕捉可能な補修用粒子を溶媒中に分散させて第2の懸濁液を生成するステップと、第1の焼結層のうち割れで生じた亀裂に第2の懸濁液を通過させて、少なくとも亀裂に補修用粒子を堆積させるステップと、少なくとも亀裂に堆積した補修用粒子を焼結して第2の焼結層を形成するステップと、を含む。 The method for manufacturing a filtration filter according to the present invention includes the steps of dispersing a solid powder in a solvent to generate a first suspension, filtering the first suspension with a porous and hollow substrate capable of capturing the solid powder and depositing the solid powder on the outer surface side of the substrate, sintering the solid powder deposited on the substrate to form a first sintered layer, dispersing repair particles that can be captured by the substrate and the first sintered layer in a solvent to generate a second suspension, passing the second suspension through cracks in the first sintered layer caused by cracking to deposit repair particles at least in the cracks, and sintering the repair particles deposited at least in the cracks to form a second sintered layer.

本発明の濾過用フィルターおよびその製造方法によれば、濾過抵抗の著しい上昇を抑えつつ、焼結層の割れによる濾過精度の実質的な低下を抑制することができる。 The filtration filter and manufacturing method thereof of the present invention can prevent a significant increase in filtration resistance while suppressing a substantial decrease in filtration accuracy due to cracks in the sintered layer.

第1実施形態に係る濾過用フィルターの縦断面を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view that typically shows a vertical cross section of a filtration filter according to a first embodiment. 図1のA-A線における横断面を模式的に示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a schematic cross section taken along line AA in FIG. 1. 基材アセンブリの一例を模式的に説明する斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a substrate assembly. 固体粉末の堆積層の形成方法の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a method for forming a deposition layer of solid powder. 第1の焼結層の割れを模試的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic crack in the first sintered layer. 割れ部分に積層された第2の焼結層を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a second sintered layer laminated on the cracked portion. FIG. 割れ部分の第2の焼結層の焼結前駆体の形成例を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing an example of forming a sintering precursor of a second sintered layer in a cracked portion. FIG. 第2実施形態に係る濾過用フィルターの内部構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of a filtration filter according to a second embodiment. バブルポイント試験の供試品仕様を示すテーブルである。1 is a table showing the specifications of specimens for bubble point testing. バブルポイント試験の結果を示すテーブルである。1 is a table showing the results of a bubble point test.

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について、詳細に説明する。 Below, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

〔第1実施形態〕
(濾過用フィルターの基本的な構成)
図1~図3を参照して、第1実施形態に係る濾過用フィルターの基本的な構成について説明する。図1は、濾過用フィルターの縦断面を模式的に示し、図2は、濾過用フィルターの横断面を模式的に示している。
First Embodiment
(Basic structure of a filtration filter)
The basic configuration of a filtration filter according to a first embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3. Figure 1 shows a schematic vertical cross section of the filtration filter, and Figure 2 shows a schematic horizontal cross section of the filtration filter.

濾過用フィルター1は、対象流体(液体、気体)を濾過して、対象流体中に含まれる固体を分離するフィルターである。濾過用フィルター1は、例えば、河川水、湖沼水若しくは海水、各種産業の原料流体や中間工程における流体や製品流体、あるいは、各種装置の冷却用流体等といった様々な濾過用途で使用される。 The filtration filter 1 is a filter that filters a target fluid (liquid, gas) and separates solids contained in the target fluid. The filtration filter 1 is used for a variety of filtering applications, such as filtering river water, lake water, or seawater, raw material fluids in various industries, fluids in intermediate processes, product fluids, and cooling fluids for various devices.

濾過用フィルター1は、中空筒状のフィルターエレメント2を備えている。フィルターエレメント2の一端の開口部には、この開口を閉塞する閉塞部材3が設けられる。また、フィルターエレメント2の他端の開口部には、この開口を外部と接続するための接続部材4が設けられる。このような濾過用フィルター1の構成により、対象流体が中空筒状のフィルターエレメント2の外部から内部に向けて流れて濾過され、内部の濾過後の濾液が接続部材4を介して外部へ流出する(図1の白抜き矢印)。 The filtration filter 1 is equipped with a hollow cylindrical filter element 2. A blocking member 3 is provided at an opening at one end of the filter element 2 to block this opening. A connecting member 4 is provided at an opening at the other end of the filter element 2 to connect this opening to the outside. With this configuration of the filtration filter 1, the target fluid flows from the outside to the inside of the hollow cylindrical filter element 2 and is filtered, and the filtered filtrate inside flows out to the outside via the connecting member 4 (white arrow in Figure 1).

フィルターエレメント2には、中空筒状の基材5と、基材5の外周面5a側に積層された第1の焼結層6と、が含まれる。第1の焼結層6は、基材5の外周面5a側に堆積させた固体粉末を焼結前駆体として、この固体粉末の堆積層を焼結することで形成される。固体粉末の堆積層は、その固体粉末を溶媒中に分散させた懸濁液(第1の懸濁液)を基材5で濾過したときに、固体粉末が基材5に捕捉されることで形成される。したがって、基材5は、これに堆積させる固体粉末を濾過して捕捉可能な濾過精度を有する多孔質体である。ここで、濾過精度は、一定の効率(例えば99.9%)以上で捕捉可能な粒子の最小粒径を示しているものとする。 The filter element 2 includes a hollow cylindrical substrate 5 and a first sintered layer 6 laminated on the outer peripheral surface 5a side of the substrate 5. The first sintered layer 6 is formed by sintering a solid powder deposited on the outer peripheral surface 5a side of the substrate 5 as a sintering precursor. The solid powder deposition layer is formed when the solid powder is captured by the substrate 5 when a suspension (first suspension) in which the solid powder is dispersed in a solvent is filtered through the substrate 5. Therefore, the substrate 5 is a porous body having a filtration accuracy capable of filtering and capturing the solid powder deposited thereon. Here, the filtration accuracy indicates the minimum particle size of particles that can be captured with a certain efficiency (e.g., 99.9%) or higher.

本明細書において、「基材の外周面(外面)側に」とは「基材の外周面(外面)側から基材に向けて」という意味で用いられ、「基材の内周面(内面)側に」とは「基材の内周面(内面)側から基材に向けて」という意味で用いられる。したがって、「基材の外周面(外面)側に」及び「基材の内周面(内面)側に」という表現は、基材5の外周面(外面)5aや内周面(内面)5bに限定されず、基材5の内部の空隙や基材5と中間層(例えばスペーサ等)を介して離間した位置も含み得る。 In this specification, "on the outer peripheral surface (outer surface) side of the substrate" is used to mean "from the outer peripheral surface (outer surface) side of the substrate toward the substrate," and "on the inner peripheral surface (inner surface) side of the substrate" is used to mean "from the inner peripheral surface (inner surface) side of the substrate toward the substrate." Therefore, the expressions "on the outer peripheral surface (outer surface) side of the substrate" and "on the inner peripheral surface (inner surface) side of the substrate" are not limited to the outer peripheral surface (outer surface) 5a and the inner peripheral surface (inner surface) 5b of the substrate 5, but may also include voids inside the substrate 5 and positions separated from the substrate 5 via an intermediate layer (e.g., a spacer, etc.).

なお、図示省略するが、濾過用フィルターの対象流体がフィルターエレメントの内部から外部に向けて流れて濾過される場合には、基材5の外周面5a側に代えて、基材5の内周面5b側に堆積させた固体粉末の堆積層を焼結することで第1の焼結層6が形成される。 Although not shown in the figure, when the target fluid of the filtration filter flows from the inside to the outside of the filter element and is filtered, the first sintered layer 6 is formed by sintering a layer of solid powder deposited on the inner circumferential surface 5b of the substrate 5 instead of the outer circumferential surface 5a of the substrate 5.

図3は、基材アセンブリの一例を示す。基材アセンブリ9は、基材5に閉塞部材3及び接続部材4が接続された状態の半製品ないし仕掛品である。基材5において、一端の開口部に嵌合した閉塞部材3が開口部の全周に亘って溶接や加締め等で接合されてなる一端接合部7(第1接合部)が形成される。また、基材5において、他端の開口部に嵌合した接続部材4が開口部の全周に亘って溶接等で接合されてなる他端接合部8(第1接合部)が形成される。一端接合部7及び他端接合部8では、基材5の内部の多孔質構造が不連続となっている。基材アセンブリ9の基材形式は、濾過用フィルター1に要求される濾過精度や対象流体の性状に応じて適宜選択可能である。 Figure 3 shows an example of a substrate assembly. The substrate assembly 9 is a semi-finished product or work-in-progress in which the blocking member 3 and the connecting member 4 are connected to the substrate 5. In the substrate 5, the blocking member 3 fitted into the opening at one end is joined by welding, crimping, or the like around the entire circumference of the opening to form a one-end joint 7 (first joint). In addition, in the substrate 5, the connecting member 4 fitted into the opening at the other end is joined by welding or the like around the entire circumference of the opening to form a other-end joint 8 (first joint). In the one-end joint 7 and the other-end joint 8, the internal porous structure of the substrate 5 is discontinuous. The substrate type of the substrate assembly 9 can be appropriately selected depending on the filtration accuracy required for the filtration filter 1 and the properties of the target fluid.

図3に示す基材アセンブリ9の基材5としてはシート端部接合基材が用いられる。シート端部接合基材は、多孔質の濾材シート10を筒状に巻いて(図3(a)参照)、その周方向における両端部の継目どうしを軸方向(開口方向)で全長に亘って溶接や加締め等で接合した継目接合部11(第2接合部)を有する中空筒状の基材形式である(図3(b)参照)。継目接合部11では、濾材シート10の内部の多孔質構造が不連続となっている。濾材シート10としては、パンチングプレートや、ミクロン単位の金属繊維のフェルトを積層して焼結した不織布焼結体(いわゆるメタルファイバー)や、複数の金網を積層して焼結一体化した金網焼結体(例えば出願人製品の「フジプレート(登録商標)」)等があげられる。あるいは、濾材シート10は、パンチングプレート、不織布焼結体及び金網焼結体のうち少なくとも2つをそれぞれ1つ以上積層して形成されてもよい。金網焼結体における各層の金網の織り方としては、平織り、綾織り、朱子織り、畳織り、綾畳織り等がある。これらの濾材シート10に用いられる金属としては、オーステナイト系ステンレス鋼が代表例としてあげられるが、他にニッケル合金や銅合金等、焼結可能な金属であれば種類を問わず用いることができる。 As the substrate 5 of the substrate assembly 9 shown in FIG. 3, a sheet end joint substrate is used. The sheet end joint substrate is a hollow cylindrical substrate type in which a porous filter sheet 10 is rolled into a cylindrical shape (see FIG. 3(a)), and the seams at both ends in the circumferential direction are joined by welding, crimping, or the like over the entire length in the axial direction (opening direction) to form a joint 11 (second joint) (see FIG. 3(b)). At the joint 11, the porous structure inside the filter sheet 10 is discontinuous. Examples of the filter sheet 10 include punching plates, sintered nonwoven fabrics (so-called metal fibers) made by stacking and sintering micron-sized metal fiber felts, and sintered wire mesh sintered bodies (for example, the applicant's product "Fuji Plate (registered trademark)"). Alternatively, the filter sheet 10 may be formed by stacking at least two of the punching plates, sintered nonwoven fabrics, and sintered wire mesh sintered bodies. The weaving methods of the wire mesh of each layer in the sintered wire mesh body include plain weave, twill weave, satin weave, tatami weave, twill tatami weave, etc. Austenitic stainless steel is a typical example of the metal used for these filter media sheets 10, but other sinterable metals such as nickel alloys and copper alloys can be used regardless of the type.

シート端部接合基材が形成された後、この基材5の両端開口部にそれぞれ閉塞部材3と接続部材4とが嵌合されて(図3(a)参照)、シート端部接合基材の両端開口部にそれぞれ全周に亘って接合されることで(図3(b)参照)、基材アセンブリ9が形成される。なお、図3(b)では、閉塞部材3とシート端部接合基材との接合状態を明らかにするため、閉塞部材3の一部を切り欠いて示している。 After the sheet end joining substrate is formed, the blocking member 3 and the connecting member 4 are fitted into the openings at both ends of the substrate 5 (see FIG. 3(a)), and are joined to the openings at both ends of the sheet end joining substrate around the entire circumference (see FIG. 3(b)), forming a substrate assembly 9. Note that in FIG. 3(b), a portion of the blocking member 3 is cut away to clarify the joining state between the blocking member 3 and the sheet end joining substrate.

基材アセンブリ9の別例としては、図示省略するが、単に金属製パイプに径方向の孔加工を施したものを基材5として、両端開口部の一方に閉塞部材3を接合し他方に接続部材4を接合したものを用いることができる。 As another example of the substrate assembly 9, although not shown in the figures, a substrate 5 can be made by simply drilling holes in a metal pipe in the radial direction, with a blocking member 3 joined to one of the openings at both ends and a connecting member 4 joined to the other end.

第1の焼結層6の焼結前駆体となる固体粉末を基材5上に堆積させるために上記の懸濁液を基材5で濾過するときに、基材5が濾過圧力に対して自己形状を維持することが困難である場合には、基材5を支持する支持構造体を用いることができる。例えば、シート端部接合基材に用いる不織布焼結体や金網焼結体等の濾材シート10が自己形状を維持することが困難であることが想定される。この場合には、厚肉のパンチングプレートを筒状に巻いたものや金属製パイプに径方向の孔加工を施したものを支持構造体とし、その周囲に濾材シート10を巻き付けて接合してもよい。 When the above suspension is filtered through the substrate 5 to deposit the solid powder that will be the sintering precursor of the first sintered layer 6 on the substrate 5, if it is difficult for the substrate 5 to maintain its own shape against the filtration pressure, a support structure for supporting the substrate 5 can be used. For example, it is assumed that the filter sheet 10, such as a sintered nonwoven fabric or sintered wire mesh used as the substrate for joining the sheet ends, will have difficulty maintaining its own shape. In this case, a thick punched plate rolled into a cylindrical shape or a metal pipe with radial holes may be used as the support structure, and the filter sheet 10 may be wrapped around and joined to it.

逆に、基材5として用いるパンチングプレートや金属製パイプに、固体粉末を分散させた懸濁液を濾過して固体粉末を捕捉可能な微細な濾過孔を設けることが困難である場合も考えられる。この場合には、筒状に巻いたパンチングプレートや径方向の孔加工を施した金属製パイプの外周面に濾過補助材として不織布焼結体や金網焼結体等の多孔質の濾材シート10を巻き付けて基材5とすることができる。 On the other hand, there may be cases where it is difficult to provide fine filter holes in the punched plate or metal pipe used as the substrate 5 that can filter the suspension in which the solid powder is dispersed and capture the solid powder. In this case, the substrate 5 can be made by wrapping a porous filter sheet 10 such as a sintered nonwoven fabric or sintered wire mesh as a filter aid around the outer surface of a punched plate rolled into a cylindrical shape or a metal pipe with radial holes.

第1の焼結層6の焼結前駆体として基材5上に堆積させる固体粉末としては、例えば、ミクロン単位の粒径を有するステンレスパウダー(以下、「SUSパウダー」という)等の粒子が用いられる。ただし、第1の焼結層6を形成するための焼結時に基材5に影響を与えない固体粉末であれば、ステンレスに限らず、種類を問わずに用いることができる。例えば、不織布焼結体、金網焼結体等の焼結体の濾材シート10で形成されたシート端部接合基材には、これらの焼結体よりも焼結温度が低い金属を基材5上に堆積させる固体粉末として用いることができる。固体粉末は、例えば、アトマイズ法、粉砕法、酸化物還元法、回転電極法等、種々の製法で得ることができる。 As the solid powder to be deposited on the substrate 5 as the sintering precursor of the first sintered layer 6, for example, particles such as stainless steel powder (hereinafter referred to as "SUS powder") having a particle size in microns are used. However, as long as the solid powder does not affect the substrate 5 during sintering to form the first sintered layer 6, it is not limited to stainless steel and can be used regardless of the type. For example, for the sheet end joining substrate formed of the filter medium sheet 10 of a sintered body such as a nonwoven fabric sintered body or a wire mesh sintered body, a metal with a lower sintering temperature than these sintered bodies can be used as the solid powder to be deposited on the substrate 5. The solid powder can be obtained by various manufacturing methods such as atomization, pulverization, oxide reduction, and rotating electrode methods.

第1の焼結層6の焼結前駆体として基材5上に堆積させる固体粉末は濾過用フィルター1に要求される濾過精度に応じて予め分級されて、固体粉末を一定のサイズ分布に揃えられた固体粉末群として得られる。固体粉末は、SUSパウダーであれば一定の粒径分布に揃えられた粒子群として得られる。焼結条件が同一であれば、固体粉末群の中心サイズ(固体粉末群のサイズ分布における中央値又は平均値)が大きくなると濾過用フィルター1の濾過精度が低下する一方、固体粉末群の中心サイズが小さくなると濾過用フィルター1の濾過精度が上昇する。 The solid powder deposited on the substrate 5 as the sintering precursor of the first sintered layer 6 is classified in advance according to the filtration accuracy required for the filtration filter 1, and the solid powder is obtained as a solid powder group with a certain size distribution. In the case of SUS powder, the solid powder is obtained as a particle group with a certain particle size distribution. If the sintering conditions are the same, the filtration accuracy of the filtration filter 1 decreases as the median size of the solid powder group (the median or average value in the size distribution of the solid powder group) increases, while the filtration accuracy of the filtration filter 1 increases as the median size of the solid powder group decreases.

(濾過用フィルターの基本的な製造方法)
次に、図4を参照して、濾過用フィルター1の基本的な製造方法について説明する。図4は、第1の焼結層の焼結前駆体として基材の外周面側に固体粉末を堆積させる方法の一例を示す。固体粉末の堆積層は、その固体粉末を溶媒中に分散させた懸濁液を基材5の外部から内部へ吸引して基材5の外周面5a側に固体粉末を捕捉する吸引濾過を行うことで形成される。
(Basic manufacturing method for filtration filters)
Next, a basic manufacturing method of the filtration filter 1 will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 shows an example of a method for depositing a solid powder on the outer peripheral surface side of a substrate as a sintering precursor of a first sintered layer. The deposited layer of the solid powder is formed by suction filtration in which a suspension in which the solid powder is dispersed in a solvent is sucked from the outside to the inside of the substrate 5, and the solid powder is captured on the outer peripheral surface 5a side of the substrate 5.

懸濁液は、基材5の外周面5a側に堆積させる固体粉末を撹拌槽100内の溶媒(例えばイソプロパノールまたはその希釈液)に投入して撹拌機101で撹拌し、その固体粉末を溶媒に分散させることで得られる。そして、撹拌槽100内の懸濁液中に、これに分散させた固体粉末を捕捉可能な基材5を備えた基材アセンブリ9を浸漬する。 The suspension is obtained by adding the solid powder to be deposited on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5 to a solvent (e.g., isopropanol or a diluted solution thereof) in the stirring tank 100 and stirring with the stirrer 101 to disperse the solid powder in the solvent. Then, a substrate assembly 9 equipped with a substrate 5 capable of capturing the dispersed solid powder is immersed in the suspension in the stirring tank 100.

基材アセンブリ9の内部は、接続部材4を介して、密閉された吸引鐘102に連通接続されている。吸引鐘102は吐出口103aが大気開放された真空ポンプ103の吸入口103bに連通接続され、真空ポンプ103を駆動することで吸引鐘102の内圧が大気圧未満の負圧に低下する。吸引鐘102の内圧が負圧に低下すると、撹拌槽100の懸濁液にかかる大気圧と吸引鐘102の内圧との圧力差が発生し、これにより、懸濁液は基材5で濾過されて基材アセンブリ9の外部から内部へ吸引される。そして、懸濁液が基材5で濾過されるときに懸濁液中の固体粉末が捕捉されて、その固体粉末が基材5の外周面5a側に堆積する。懸濁液が基材5で濾過されて生成された濾液は、接続部材4を介して、吸引鐘102の内部に配置された濾液槽104に導かれる。 The inside of the substrate assembly 9 is connected to the sealed suction bell 102 via the connection member 4. The suction bell 102 is connected to the suction port 103b of the vacuum pump 103, whose discharge port 103a is open to the atmosphere, and the internal pressure of the suction bell 102 is reduced to a negative pressure below atmospheric pressure by driving the vacuum pump 103. When the internal pressure of the suction bell 102 is reduced to a negative pressure, a pressure difference occurs between the atmospheric pressure applied to the suspension in the mixing tank 100 and the internal pressure of the suction bell 102, and the suspension is filtered by the substrate 5 and sucked from the outside to the inside of the substrate assembly 9. When the suspension is filtered by the substrate 5, the solid powder in the suspension is captured and the solid powder is deposited on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5. The filtrate produced by filtering the suspension by the substrate 5 is led to the filtrate tank 104 arranged inside the suction bell 102 via the connection member 4.

なお、図示省略するが、基材5の内周面5b側に、第1の焼結層6の焼結前駆体として固体粉末を堆積させる場合には、基材アセンブリ9が吸引鐘102中の濾液槽104内に配置されて、基材アセンブリ9の内部が接続部材4を介して撹拌槽100内の懸濁液中に開放される。そして、真空ポンプ103を駆動し、撹拌槽100内の懸濁液を基材アセンブリ9の内部から外部へ吸引して基材5の内周面5b側に固体粉末を捕捉する吸引濾過を行うことで、固体粉末の堆積層が基材5の内周面5b側に形成される。 Although not shown, when solid powder is deposited on the inner circumferential surface 5b of the substrate 5 as a sintering precursor of the first sintered layer 6, the substrate assembly 9 is placed in the filtrate tank 104 in the suction bell 102, and the inside of the substrate assembly 9 is opened to the suspension in the stirring tank 100 via the connection member 4. Then, the vacuum pump 103 is driven to suck the suspension in the stirring tank 100 from the inside to the outside of the substrate assembly 9, and suction filtration is performed to capture the solid powder on the inner circumferential surface 5b of the substrate 5, thereby forming a deposition layer of solid powder on the inner circumferential surface 5b of the substrate 5.

固体粉末の堆積厚が濾過フィルターに要求される濾過精度に応じた所望の厚さに達したと推定されるタイミングで、基材アセンブリ9を撹拌槽100から取り出して、その後、真空ポンプ103の駆動を停止する。基材アセンブリ9を取り出すタイミングは、例えば、真空ポンプ103の吸入圧力から定まる吸入流量と固体粉末の堆積層が所望の厚さに達するまでに要する懸濁液の濾過量とに基づいて設定可能である。そして、基材5の外周面5a側に堆積した固体粉末の堆積層を乾燥させることで、第1の焼結層6の焼結前駆体が得られる。 When it is estimated that the deposition thickness of the solid powder has reached the desired thickness according to the filtration accuracy required for the filtration filter, the substrate assembly 9 is removed from the stirring tank 100, and then the operation of the vacuum pump 103 is stopped. The timing for removing the substrate assembly 9 can be set, for example, based on the suction flow rate determined from the suction pressure of the vacuum pump 103 and the amount of suspension filtrated until the deposition layer of the solid powder reaches the desired thickness. Then, the deposition layer of the solid powder deposited on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5 is dried to obtain a sintered precursor of the first sintered layer 6.

なお、基材5の外周面5a側に堆積した固体粉末は、使用する固体粉末が粗くなるに従って乾燥中に崩れやすくなるため、固体粉末の粗さに応じて撹拌槽100内の懸濁液にバインダーを添加してもよい。バインダーとしては、ラッカー、ポリビニルアルコール、水溶性セルロースエーテル等を使用することができる。また、アトマイズ法で得られた固体粉末は球形に近い形状に起因して粒径が大きくなるに従って流動性が高くなるため、基材5の外周面5a側に堆積した固体粉末の保形性を向上させるべく、焼結前に冷間プレスにより粒径に応じた圧力で予め圧縮してもよい。ただし、この圧力で固体粉末を圧縮して焼結したときに、焼結層の空隙率低下による濾過抵抗の著しい上昇を招かないことを条件とする。 The solid powder deposited on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5 tends to crumble during drying as the solid powder used becomes coarser. Therefore, a binder may be added to the suspension in the stirring tank 100 according to the coarseness of the solid powder. Examples of binders that can be used include lacquer, polyvinyl alcohol, and water-soluble cellulose ether. In addition, the solid powder obtained by the atomization method has a nearly spherical shape, and as the particle size increases, the fluidity increases. Therefore, in order to improve the shape retention of the solid powder deposited on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5, the solid powder may be compressed in advance by cold pressing at a pressure according to the particle size before sintering. However, the condition is that when the solid powder is compressed and sintered at this pressure, the filtration resistance does not increase significantly due to a decrease in the porosity of the sintered layer.

基材5の外周面5a側に堆積させて乾燥させた固体粉末の堆積層を、これが形成されている基材アセンブリ9と共に雰囲気炉(例えば水素炉や真空炉)中において所定の焼結温度及び焼結時間で焼結する。これにより、基材5の外周面5a側に第1の焼結層6が形成される。懸濁液にバインダーを含む場合は、焼結の前に、一度熱処理を行って熱分解をさせてもよい。なお、基材5の内周面5b側に固体粉末の堆積層を形成した場合にも、基材5の外周面5a側に固体粉末の堆積層を形成した場合と同様にして、基材5の内周面5b側に第1の焼結層6が形成される。 The solid powder deposition layer deposited and dried on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5 is sintered together with the substrate assembly 9 on which it is formed in an atmospheric furnace (e.g., a hydrogen furnace or a vacuum furnace) at a predetermined sintering temperature and sintering time. This forms a first sintered layer 6 on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5. If the suspension contains a binder, it may be thermally decomposed by performing a heat treatment once before sintering. Note that even when a solid powder deposition layer is formed on the inner peripheral surface 5b of the substrate 5, a first sintered layer 6 is formed on the inner peripheral surface 5b of the substrate 5 in the same manner as when a solid powder deposition layer is formed on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5.

基材5の外周面5a側に形成された第1の焼結層6の外形(層厚)は、第1の焼結層6の表面に圧力を加えて調整することができる。基材5が中空円筒形である場合には、例えば、冷間で回転金型(ダイス)により第1の焼結層6の表面を周囲から連続的に叩くスウェージング加工により、第1の焼結層6の外径を所定の寸法に調整する。スウェージング加工を行う加工機には加工可能な外径の上限寸法が定められているため、第1の焼結層6の外径が上限の寸法を超えている場合には、前処理として圧延加工を行って第1の焼結層6の外径を小径化する。なお、スウェージング加工及び圧延加工の少なくとも一方は、スタティックプレスや型押し等で代替することができる。 The outer shape (layer thickness) of the first sintered layer 6 formed on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5 can be adjusted by applying pressure to the surface of the first sintered layer 6. When the substrate 5 is a hollow cylinder, the outer diameter of the first sintered layer 6 is adjusted to a predetermined dimension by, for example, swaging, which continuously strikes the surface of the first sintered layer 6 from the periphery with a rotating die in a cold state. Since the processing machine that performs the swaging process has a maximum outer diameter that can be processed, if the outer diameter of the first sintered layer 6 exceeds the maximum dimension, a rolling process is performed as a pre-processing to reduce the outer diameter of the first sintered layer 6. At least one of the swaging process and the rolling process can be replaced by static pressing, stamping, etc.

濾過用フィルター1は、基本的には上記のようにして製造されるが、第1の焼結層6には図5に示すような欠陥が生じる場合がある。 The filtration filter 1 is basically manufactured as described above, but defects such as those shown in Figure 5 may occur in the first sintered layer 6.

図5は、図2のB部を拡大したものであり、固体粉末としてSUSパウダー等の粒子を用いた場合の第1の焼結層における欠陥を示す。焼結により第1の焼結層6が形成されるとき、焼結前駆体となる固体粉末の堆積層の体積は、体積減少が僅かな基材5と比較すると、焼結収縮によって著しく減少し(例えば半減し)、固体粉末の堆積層に働く周方向の引張力は内周面から外周面に向けて上昇する。このため、第1の焼結層6において周方向の引張力が最大となる外周面から内周面に向かう亀裂という形で割れ12が発生しやすくなる。特に、アトマイズ法で得られた固体粉末は球形に近い形状に起因して流動性が高くなるため、このような固体粉末の堆積層を焼結してなる第1の焼結層6では割れ12がより多く発生する傾向にある。また、焼結後に第1の焼結層6の表面に圧力を加えて行う外形調整加工を行った場合には、第1の焼結層6に割れ12が発生するおそれがある。さらには、焼結前の固体粉末の堆積層において何らかの理由によりすでに割れが発生しており、この割れが焼結後の第1の焼結層6において拡大するおそれもある。そして、焼結収縮や焼結後の外形調整加工ひいては焼結前の固体粉末の堆積工程に起因して発生する第1の焼結層6の割れは、特に、シート端部接合基材を基材5として基材アセンブリ9に用いた場合に、濾材シート10における、一端接合部7、他端接合部8又は継目接合部11とそれ以外との境界、すなわち、濾材シート10の内部の多孔質構造が不連続となる部分において顕著にみられる。 Figure 5 is an enlarged view of part B in Figure 2, showing defects in the first sintered layer when particles such as SUS powder are used as the solid powder. When the first sintered layer 6 is formed by sintering, the volume of the solid powder deposit layer serving as the sintering precursor is significantly reduced (e.g., halved) by sintering shrinkage compared to the base material 5, which only slightly reduces in volume, and the circumferential tensile force acting on the solid powder deposit layer increases from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface. For this reason, cracks 12 are likely to occur in the first sintered layer 6 in the form of cracks from the outer peripheral surface, where the circumferential tensile force is at its maximum, toward the inner peripheral surface. In particular, the solid powder obtained by the atomization method has high fluidity due to its shape that is close to a sphere, so that the first sintered layer 6 formed by sintering such a solid powder deposit layer tends to have more cracks 12. In addition, if the surface of the first sintered layer 6 is subjected to external shape adjustment processing by applying pressure after sintering, cracks 12 may occur in the first sintered layer 6. Furthermore, there is a risk that cracks may have already occurred in the solid powder deposition layer before sintering for some reason, and these cracks may expand in the first sintered layer 6 after sintering. Furthermore, when the sheet end joining substrate is used as the substrate 5 in the substrate assembly 9, the cracks in the first sintered layer 6 caused by sintering shrinkage and the external shape adjustment process after sintering, and in turn the solid powder deposition process before sintering, are particularly noticeable at the boundaries between the one end joining portion 7, the other end joining portion 8, or the seam joining portion 11 in the filter sheet 10 and the rest, that is, at the parts where the internal porous structure of the filter sheet 10 is discontinuous.

このように第1の焼結層6に割れが発生した濾過用フィルター1では、濾過の対象流体が濾過抵抗の比較的低い割れ部(上記の亀裂)に集中しやすくなって、濾過精度が実質的に低下するという問題がある。 In a filtration filter 1 in which cracks have occurred in the first sintered layer 6, the fluid to be filtered tends to concentrate in the cracked area (the above-mentioned crack) where the filtration resistance is relatively low, resulting in a substantial decrease in filtration accuracy.

ところで、第1の焼結層6の割れ12は、焼結収縮による固体粉末の堆積層の体積減少が基材5の体積減少に比べて大きいことにより発生する。このため、例えば国際公開公報第1993/06912号に記載されているように、焼結前に固体粉末の堆積層を圧縮して堆積層の密度を予め上昇させることで、固体粉末の焼結収縮に伴う体積減少幅を低減させることも考えられる。しかし、基材5に堆積した固体粉末を圧縮することは、基材5の形状によっては困難であるとともに、第1の焼結層6の空隙率が低下して濾過抵抗の上昇を招くおそれがある。このため、濾過用フィルター1では、濾過抵抗の著しい上昇を抑えつつ、焼結層の割れに起因した濾過精度の実質的な低下を抑制すべく、第1の焼結層6の割れが第2の焼結層で補修され、基材5、第1の焼結層6及び第2の焼結層でフィルターエレメント2が形成される。 The cracks 12 in the first sintered layer 6 occur because the volume reduction of the solid powder deposit layer due to sintering shrinkage is greater than the volume reduction of the base material 5. For this reason, as described in International Publication No. 1993/06912, for example, it is possible to reduce the volume reduction caused by the sintering shrinkage of the solid powder by compressing the solid powder deposit layer before sintering to increase the density of the deposit layer in advance. However, compressing the solid powder deposited on the base material 5 may be difficult depending on the shape of the base material 5, and may reduce the porosity of the first sintered layer 6, resulting in an increase in filtration resistance. For this reason, in the filtration filter 1, in order to suppress a significant increase in filtration resistance while suppressing a substantial decrease in filtration accuracy due to cracks in the sintered layer, the cracks in the first sintered layer 6 are repaired with the second sintered layer, and the filter element 2 is formed by the base material 5, the first sintered layer 6, and the second sintered layer.

(第2の焼結層)
第2の焼結層は、第1の焼結層6の割れ部に、SUSパウダー等の粒子(以下、「補修用粒子」という)を堆積させ、この補修用粒子の堆積層を焼結前駆体として焼結することで形成される。補修用粒子は、固体粉末と同様に、例えば、アトマイズ法、粉砕法、酸化物還元法、回転電極法等、種々の製法で得ることができる。
(Second sintered layer)
The second sintered layer is formed by depositing particles such as SUS powder (hereinafter referred to as "repair particles") in the cracked portion of the first sintered layer 6, and sintering the deposited layer of the repair particles as a sintering precursor. The repair particles can be obtained by various manufacturing methods, such as the atomization method, the pulverization method, the oxide reduction method, the rotating electrode method, etc., in the same manner as the solid powder.

補修用粒子は、第1の焼結層6の焼結前駆体である固体粉末の焼結温度以下で焼結されることが前提条件となる。これは、補修用粒子の焼結温度が第1の焼結層6の焼結前駆体である固体粉末の焼結温度より高くなると、第1の焼結層6の焼結がさらに進んで、その空隙率が顕著に低下したり割れ12が拡大あるいは新たに発生したりして、濾過用フィルター1として要求される濾過精度を実現することが困難となるからである。 The repair particles must be sintered at a temperature equal to or lower than the sintering temperature of the solid powder that is the sintering precursor of the first sintered layer 6. This is because if the sintering temperature of the repair particles is higher than the sintering temperature of the solid powder that is the sintering precursor of the first sintered layer 6, the sintering of the first sintered layer 6 will proceed further, causing the porosity to decrease significantly and cracks 12 to expand or new cracks to appear, making it difficult to achieve the filtration accuracy required of the filtration filter 1.

図6は、図5における第1の焼結層の割れを補修する第2の焼結層を示す。第1の焼結層6の割れ12によって生じた亀裂では濾過時の濾過抵抗が低くなって濾過の対象流体が集中しやすくなるため、第2の焼結層13は、割れ12による亀裂を充填して第1の焼結層6に積層される。例えば、第2の焼結層13が形成されたときに、第1の焼結層6の表面と第2の焼結層13の表面とが略面一となるか(破線参照)、ひいては、第2の焼結層13が第1の焼結層6の全体を覆うように第1の焼結層6に積層されてもよい。第2の焼結層13は、第1の焼結層6の全体を覆うように積層される場合でも、第1の焼結層6よりも層厚を薄くして形成される。 Figure 6 shows a second sintered layer that repairs the cracks in the first sintered layer in Figure 5. The second sintered layer 13 is laminated on the first sintered layer 6 by filling the cracks caused by the cracks 12, because the filtration resistance during filtration is low and the target fluid is likely to concentrate in the cracks caused by the cracks 12. For example, when the second sintered layer 13 is formed, the surface of the first sintered layer 6 and the surface of the second sintered layer 13 are approximately flush with each other (see dashed line), or the second sintered layer 13 may be laminated on the first sintered layer 6 so as to cover the entire first sintered layer 6. Even when the second sintered layer 13 is laminated so as to cover the entire first sintered layer 6, it is formed with a thickness thinner than that of the first sintered layer 6.

第1の焼結層6に発生した割れ12を補修する第2の焼結層13の焼結前駆体としての補修用粒子は、以下のような条件を全て満たす粒径を有している。 The repair particles, which serve as the sintering precursor of the second sintered layer 13 that repairs the cracks 12 that have occurred in the first sintered layer 6, have a particle size that satisfies all of the following conditions:

第1に、補修用粒子は、第1の焼結層6の割れ12による亀裂の内部に進入可能な粒径を有している。例えば、補修用粒子が亀裂の内部に侵入したときに、補修用粒子が第1の焼結層6の表面から突出しない粒径を有している。亀裂の大きさは、第1の焼結層6を形成するたびに実測される実測値、あるいは、基準となる1つ又は複数の濾過用フィルター1の第1の焼結層6で予め実測された実測値に基づいて推定された推定値により決定することができる。 First, the repair particles have a particle size that allows them to penetrate into the cracks caused by the cracks 12 in the first sintered layer 6. For example, the repair particles have a particle size that does not protrude from the surface of the first sintered layer 6 when they penetrate into the cracks. The size of the crack can be determined by an actual measurement value that is measured each time the first sintered layer 6 is formed, or an estimated value that is estimated based on an actual measurement value that is previously measured on the first sintered layer 6 of one or more reference filtration filters 1.

第2に、補修用粒子は、これを分散させた懸濁液を第1の焼結層6で濾過したときに、第1の焼結層6で捕捉可能な粒径を有している。これは、補修用粒子が第1の焼結層6で捕捉されないと、第2の焼結層13の焼結前駆体として補修用粒子を堆積させることができなくなるからである。 Secondly, the repair particles have a particle size that allows them to be captured by the first sintered layer 6 when the suspension in which they are dispersed is filtered through the first sintered layer 6. This is because if the repair particles are not captured by the first sintered layer 6, they cannot be deposited as sintering precursors for the second sintered layer 13.

第3に、補修用粒子は、第1の焼結層6の焼結前駆体となる粒子の中心(平均)粒径以下の中心(平均)粒径を有する。これは、補修用粒子が、第1の焼結層6の焼結前駆体である固体粉末の焼結温度以下の焼結温度で焼結されるという上記の前提と、粒径が小さいほど焼結が促進される温度が低くなるという事実と、に基づくものである。このような粒径を有する補修用粒子を第1の焼結層6の焼結前駆体である固体粉末の焼結温度以下で焼結すると、補修用粒子の焼結が促進される一方、第1の焼結層6の方で焼結が抑制される。また、補修用粒子の中心粒径が第1の焼結層6の焼結前駆体となる粒子の中心粒径より小さくなればなるほど補修用粒子の焼結温度が低くなるので、第1の焼結層6の割れの拡大や第2の焼結層13の割れの発生も抑制される。 Third, the repair particles have a central (average) particle size equal to or smaller than the central (average) particle size of the particles that will be the sintering precursors of the first sintered layer 6. This is based on the above premise that the repair particles are sintered at a sintering temperature equal to or lower than the sintering temperature of the solid powder that is the sintering precursor of the first sintered layer 6, and the fact that the smaller the particle size, the lower the temperature at which sintering is promoted. When repair particles having such a particle size are sintered at a temperature equal to or lower than the sintering temperature of the solid powder that is the sintering precursor of the first sintered layer 6, sintering of the repair particles is promoted while sintering of the first sintered layer 6 is suppressed. In addition, the smaller the central particle size of the repair particles is compared to the central particle size of the particles that will be the sintering precursors of the first sintered layer 6, the lower the sintering temperature of the repair particles, which suppresses the expansion of cracks in the first sintered layer 6 and the occurrence of cracks in the second sintered layer 13.

(第2の焼結層の形成方法)
第2の焼結層13の焼結前駆体となる補修用粒子の堆積層は、例えば図4に示すように、第1の焼結層6の焼結前駆体となる固体粉末の堆積層の形成方法と同様に形成することができる。すなわち、補修用粒子の堆積層は、補修用粒子を溶媒中に分散させた懸濁液(第2の懸濁液)を補修前の濾過用フィルター1の外部から内部へ吸引して補修用粒子を捕捉する吸引濾過を行うことで形成可能である。
(Method of forming second sintered layer)
The deposition layer of repair particles, which serves as the sintering precursor of the second sintered layer 13, can be formed in the same manner as the deposition layer of solid powder, which serves as the sintering precursor of the first sintered layer 6, as shown in Fig. 4, for example. That is, the deposition layer of repair particles can be formed by suction filtration in which a suspension (second suspension) in which repair particles are dispersed in a solvent is sucked from the outside to the inside of the filtration filter 1 before repair, thereby capturing the repair particles.

先ず、懸濁液は、補修用粒子を撹拌槽100内の溶媒(例えばイソプロパノール)に投入して撹拌機101で撹拌し、その補修用粒子を溶媒に分散させることで得られる。懸濁液には、前述のように必要に応じてバインダーを添加してもよい。そして、撹拌槽100内の懸濁液に、補修前の濾過用フィルター1を浸漬する。 First, the suspension is obtained by adding the repair particles to a solvent (e.g., isopropanol) in the stirring tank 100 and stirring with the stirrer 101 to disperse the repair particles in the solvent. As described above, a binder may be added to the suspension as necessary. Then, the filtration filter 1 before repair is immersed in the suspension in the stirring tank 100.

補修前の濾過用フィルター1の内部は、接続部材4を介して、吸引鐘102に連通接続されている。真空ポンプ103を駆動することで吸引鐘102の内圧が大気圧未満の負圧に低下すると、撹拌槽100の懸濁液にかかる大気圧と吸引鐘102の内圧との圧力差が発生し、これにより、懸濁液は第1の焼結層6及び基材5を通って補修前の濾過用フィルター1の内部へ吸引される。第1の焼結層6のうち割れ部では濾過抵抗が低下しているので、割れ部を通過する懸濁液の流量割合が大きくなる。このため、補修用粒子は、第1の焼結層6のうち割れ部に優先的に堆積する。懸濁液が第1の焼結層6及び基材5で濾過されて生成された濾液は、接続部材4を介して、吸引鐘102の内部に配置された濾液槽104に吸引される。 The inside of the filtration filter 1 before repair is connected to the suction bell 102 via the connection member 4. When the internal pressure of the suction bell 102 is reduced to a negative pressure below atmospheric pressure by driving the vacuum pump 103, a pressure difference occurs between the atmospheric pressure applied to the suspension in the stirring tank 100 and the internal pressure of the suction bell 102, and as a result, the suspension is sucked into the inside of the filtration filter 1 before repair through the first sintered layer 6 and the base material 5. Since the filtration resistance is reduced in the cracked parts of the first sintered layer 6, the flow rate of the suspension passing through the cracked parts increases. For this reason, the repair particles are preferentially deposited in the cracked parts of the first sintered layer 6. The filtrate generated by filtering the suspension through the first sintered layer 6 and the base material 5 is sucked into the filtrate tank 104 arranged inside the suction bell 102 via the connection member 4.

補修用粒子が少なくとも第1の焼結層6のうち割れ部を充填したと推定されるタイミングで、基材アセンブリ9を撹拌槽100から取り出して、その後、真空ポンプ103の駆動を停止する。基材アセンブリ9を取り出すタイミングは、例えば、真空ポンプ103の吸入圧力から定まる吸入流量と割れ部のうち最も大きいものを充填するまでに要する懸濁液の濾過量とに基づいて設定可能である。そして、補修用粒子の堆積層を乾燥させることで、第2の焼結層13の焼結前駆体が得られる。 When it is estimated that the repair particles have filled at least the cracks in the first sintered layer 6, the substrate assembly 9 is removed from the stirring tank 100, and then the operation of the vacuum pump 103 is stopped. The timing for removing the substrate assembly 9 can be set, for example, based on the suction flow rate determined from the suction pressure of the vacuum pump 103 and the amount of filtered suspension required to fill the largest of the cracks. The deposited layer of repair particles is then dried to obtain a sintered precursor for the second sintered layer 13.

乾燥後の補修用粒子の堆積層を、これが形成されている濾過用フィルター1と共に雰囲気炉(例えば水素炉や真空炉)中において所定の焼結温度及び焼結時間で焼結する。この焼結温度は、前述のように、第1の焼結層6を形成したときの焼結温度以下である。これにより、基材5上に第2の焼結層13が形成される。なお、懸濁液にバインダーを含む場合は、焼結の前に、一度熱処理を行って熱分解をさせてもよい。 After drying, the deposited layer of repair particles is sintered together with the filtration filter 1 on which it is formed in an atmospheric furnace (e.g., a hydrogen furnace or a vacuum furnace) at a predetermined sintering temperature and for a predetermined sintering time. As described above, this sintering temperature is equal to or lower than the sintering temperature at which the first sintered layer 6 was formed. In this way, the second sintered layer 13 is formed on the substrate 5. If the suspension contains a binder, it may be thermally decomposed by carrying out a heat treatment once before sintering.

第2の焼結層13の外形(層厚)は、第1の焼結層6と同様に、圧延加工やスウェージング加工により、第2の焼結層13の表面に圧力を加えて調整してもよい。 The outer shape (layer thickness) of the second sintered layer 13 may be adjusted by applying pressure to the surface of the second sintered layer 13 by rolling or swaging, as with the first sintered layer 6.

このように、第2の焼結層13の焼結前駆体となる補修用粒子の堆積層を吸引濾過によって第1の焼結層6のうち割れ部に形成し、この堆積層を焼結することで、第1の焼結層6の割れを補修する第2の焼結層13を形成することができる。 In this way, a sediment layer of repair particles, which serve as the sintering precursor of the second sintered layer 13, is formed in the cracked portion of the first sintered layer 6 by suction filtration, and the sediment layer is sintered to form the second sintered layer 13 that repairs the crack in the first sintered layer 6.

第2の焼結層13の焼結前駆体となる補修用粒子の堆積層は、前述のような吸引濾過によらずに、図7に示すように、溶媒に補修用粒子を分散させてなる懸濁液を第1の焼結層6のうち割れ部に選択的に滴下して形成してもよい。 The deposition layer of repair particles, which serves as the sintering precursor of the second sintered layer 13, may be formed by selectively dripping a suspension of repair particles dispersed in a solvent onto the cracked portion of the first sintered layer 6, as shown in FIG. 7, rather than by suction filtration as described above.

先ず、撹拌槽100等において溶媒に補修用粒子を分散させた懸濁液をピペット等の液体移動手段105によって少量吸い取り、第1の焼結層6の割れ12によって生じた図7の割れ部(亀裂)に滴下する。すると、付着した懸濁液のうち溶媒は第1の焼結層6及び基材5を通過するが、補修用粒子は第1の焼結層6及び基材5によってこれらの表面に捕捉される。これにより、第1の焼結層6の割れ部に補修用粒子が堆積する。このようにして堆積した補修用粒子の堆積層を乾燥させて、第1の焼結層6を形成したときの焼結温度以下で焼結する。なお、滴下時ないしこれから所定時間が経過するまで、補修前の濾過用フィルター1の内部を負圧にしてもよい、これにより、懸濁液が、割れ部に集中しやすくなり、ひいては、懸濁液中の溶媒が亀裂を通過しやすくなる。 First, a small amount of suspension in which repair particles are dispersed in a solvent in a stirring tank 100 or the like is sucked up by a liquid moving means 105 such as a pipette, and dropped onto the crack (crack) in FIG. 7 caused by the crack 12 in the first sintered layer 6. Then, the solvent in the attached suspension passes through the first sintered layer 6 and the base material 5, but the repair particles are captured by the first sintered layer 6 and the base material 5 on their surfaces. As a result, the repair particles are deposited on the crack in the first sintered layer 6. The deposited layer of repair particles is dried and sintered at a temperature lower than the sintering temperature when the first sintered layer 6 was formed. Note that the inside of the filtration filter 1 before repair may be made negative pressure from the time of dropping or until a predetermined time has passed from this time, which makes it easier for the suspension to concentrate on the crack, and therefore easier for the solvent in the suspension to pass through the crack.

また、吸引濾過及び第1の焼結層6のうち割れ部への選択的滴下のいずれにおいても、第1の焼結層6のうち割れ部を除く部分をマスキングして補修用粒子を堆積させて、無駄な補修用粒子の使用を抑えることができる。 In addition, in both the suction filtration and the selective dripping onto the cracked portion of the first sintered layer 6, the repair particles are deposited by masking the portion of the first sintered layer 6 other than the cracked portion, thereby reducing the wasteful use of repair particles.

このような濾過用フィルター1によれば、第1の焼結層6のうち少なくとも割れ部に、補修用粒子が焼結されてなる第2の焼結層13を備えている。このため、濾過の対象流体が第1の焼結層6の割れ部に集中しにくくなって、対象流体中の捕捉すべき物質の焼結層の通過を低減できるので、濾過用フィルター1の濾過精度の実質的な低下を抑制することが可能となる。 According to this type of filtration filter 1, at least the cracked parts of the first sintered layer 6 are provided with a second sintered layer 13 in which repair particles are sintered. This makes it difficult for the fluid to be filtered to concentrate in the cracked parts of the first sintered layer 6, reducing the amount of material to be captured in the target fluid passing through the sintered layer, making it possible to suppress a substantial decrease in the filtration accuracy of the filtration filter 1.

なお、第2の焼結層13を形成しても、未だ亀裂が残っている場合には、再度、補修用粒子を吸引濾過や自然濾過によって亀裂に堆積させて、さらに焼結層を形成してもよい。 If cracks still remain even after the second sintered layer 13 is formed, repair particles may be deposited again into the cracks by suction filtration or natural filtration to form a further sintered layer.

〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態に係る濾過用フィルターについて説明する。なお、第1実施形態と類似の構成については、同一の符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。以下の実施形態において同様である。
Second Embodiment
Next, a filtration filter according to a second embodiment will be described. Note that the same reference numerals are used to designate configurations similar to those of the first embodiment, and descriptions thereof will be simplified or omitted. The same applies to the following embodiments.

上記の濾過用フィルター1は、主に焼結工程における収縮により第1の焼結層6に発生した割れを第2の焼結層13で補修することで濾過精度の実質的な低下を抑制するものであった。これに対し、第2実施形態に係る濾過用フィルター1Aは、焼結前及び焼結後の欠陥発生を未然に抑制することで、濾過精度の実質的な低下を抑制する効果をさらに増進するものである。 The filtration filter 1 described above suppresses substantial deterioration of filtration accuracy by repairing cracks that occur in the first sintered layer 6 mainly due to shrinkage during the sintering process with the second sintered layer 13. In contrast, the filtration filter 1A according to the second embodiment further enhances the effect of suppressing substantial deterioration of filtration accuracy by preventing defects from occurring before and after sintering.

濾過用フィルター1Aの基材5は、濾材シート10である金網焼結体を用いたシート端部接合基材である。この基材5は、具体的には、金網焼結体を筒状に巻いて、その周方向における両端部の継目を軸方向(開口方向)で全長に亘って溶接等で接合した継目接合部11を有する。 The substrate 5 of the filtration filter 1A is a sheet end joining substrate using a sintered wire mesh, which is a filter medium sheet 10. Specifically, this substrate 5 has a seam joining section 11 in which a sintered wire mesh is rolled into a cylindrical shape and the seams at both ends in the circumferential direction are joined by welding or the like over the entire length in the axial direction (opening direction).

図8は、基材及び第1の焼結層を有するフィルターエレメントの断面を示す。基材5に用いられる金網焼結体は外周面5aから内周面5bに向けて複数層を有している。図8に示す例では、基材5に用いられる金網焼結体は、外周面5aから内周面5bに向けて順番に、第1金網層14、第2金網層15、第3金網層16、第4金網層17及び第5金網層18の5つの層を有している。これら5つの層において、第1金網層14は基材5の外周面5aを担う最外周層であり、第5金網層18は基材5の内周面5bを担う最内周層である。また、第1の焼結層6の焼結前駆体となる固体粉末の堆積層を外周面5a側に形成すべく、固体粉末を分散させた懸濁液を基材5で濾過したときに、第2金網層15は他の金網層と比較すると固体粉末を捕捉しやすい濾過精度を有し、第1金網層14及び第3~5金網層は第2金網層15と比較すると固体粉末を捕捉しにくい濾過精度を有する。 Figure 8 shows a cross section of a filter element having a substrate and a first sintered layer. The sintered wire mesh used in the substrate 5 has multiple layers from the outer peripheral surface 5a to the inner peripheral surface 5b. In the example shown in Figure 8, the sintered wire mesh used in the substrate 5 has five layers, the first wire mesh layer 14, the second wire mesh layer 15, the third wire mesh layer 16, the fourth wire mesh layer 17, and the fifth wire mesh layer 18, in that order from the outer peripheral surface 5a to the inner peripheral surface 5b. Of these five layers, the first wire mesh layer 14 is the outermost layer that covers the outer peripheral surface 5a of the substrate 5, and the fifth wire mesh layer 18 is the innermost layer that covers the inner peripheral surface 5b of the substrate 5. In addition, when a suspension containing dispersed solid powder is filtered through the substrate 5 to form a deposition layer of solid powder that serves as a sintering precursor for the first sintered layer 6 on the outer peripheral surface 5a side, the second wire mesh layer 15 has a filtering accuracy that makes it easier to capture solid powder compared to the other wire mesh layers, while the first wire mesh layer 14 and the third to fifth wire mesh layers have a filtering accuracy that makes it harder to capture solid powder compared to the second wire mesh layer 15.

このような基材5を有する基材アセンブリ9を撹拌槽100内の懸濁液中に浸漬させて吸引濾過を行うことで、懸濁液が基材アセンブリ9の外部から内部へ吸引され、懸濁液中の固体粉末は、第1金網層14を通過して第2金網層15で捕捉される。そして、固体粉末は、第2金網層15の外方へ、すなわち、第1金網層14内の空隙に堆積していって、固体粉末の堆積層が形成される。ただし、吸引濾過は、保形性の比較的低い固体粉末の堆積層を第1金網層14で保護すべく、第1金網層14が固体粉末の堆積層から外方へ突出している状態で完了する。 By immersing the substrate assembly 9 having such a substrate 5 in the suspension in the stirring tank 100 and performing suction filtration, the suspension is sucked from the outside to the inside of the substrate assembly 9, and the solid powder in the suspension passes through the first wire mesh layer 14 and is captured by the second wire mesh layer 15. The solid powder then accumulates outside the second wire mesh layer 15, i.e., in the voids in the first wire mesh layer 14, forming a deposition layer of solid powder. However, the suction filtration is completed in a state where the first wire mesh layer 14 protrudes outward from the deposition layer of solid powder in order to protect the deposition layer of solid powder, which has relatively low shape retention, with the first wire mesh layer 14.

基材5上に堆積させて乾燥させた固体粉末の堆積層を、これが形成されている基材アセンブリ9とともに雰囲気炉中において所定の焼結時間及び焼結時間で焼結する。これにより、図8に示すように、基材5の外周面5a側に第1の焼結層6が形成されるが、固体粉末の堆積層は焼結により収縮するので、少なくとも第1金網層14が第1の焼結層6より外方へ突出した状態となっている。 The solid powder deposit layer that has been deposited and dried on the substrate 5 is sintered together with the substrate assembly 9 on which it is formed in an atmospheric furnace for a predetermined sintering time and sintering time. As a result, as shown in FIG. 8, a first sintered layer 6 is formed on the outer peripheral surface 5a of the substrate 5, but since the solid powder deposit layer shrinks due to sintering, at least the first wire mesh layer 14 protrudes outward from the first sintered layer 6.

なお、図示省略するが、第1の焼結層6を基材5の内周面5b側に形成する場合には、第1金網層14を基材5の最内周層とし、第5金網層18を基材5の最外周層として、第1の焼結層6を外周面5a側に形成するときの外周面5aから内周面5bへの金網焼結体の金網層の順番を逆にする。そして、吸引濾過は、保形性の比較的低い固体粉末の堆積層を第1金網層14で保護すべく、第1金網層14が固体粉末の堆積層から内方へ突出している状態で完了する。この状態で焼結を行うことで、基材5の内周面5b側に第1の焼結層6が形成されるが、固体粉末の堆積層は焼結により収縮するので、少なくとも第1金網層14が第1の焼結層6より内方へ突出した状態となっている。 Although not shown, when the first sintered layer 6 is formed on the inner peripheral surface 5b of the base material 5, the first wire mesh layer 14 is the innermost layer of the base material 5, and the fifth wire mesh layer 18 is the outermost layer of the base material 5, and the order of the wire mesh layers of the wire mesh sintered body from the outer peripheral surface 5a to the inner peripheral surface 5b is reversed when the first sintered layer 6 is formed on the outer peripheral surface 5a. Then, the suction filtration is completed in a state where the first wire mesh layer 14 protrudes inward from the solid powder deposition layer, in order to protect the solid powder deposition layer, which has a relatively low shape retention, with the first wire mesh layer 14. By performing sintering in this state, the first sintered layer 6 is formed on the inner peripheral surface 5b of the base material 5, but since the solid powder deposition layer shrinks due to sintering, at least the first wire mesh layer 14 protrudes inward from the first sintered layer 6.

このような濾過用フィルター1Aによれば、焼結前の基材5に形成されている固体粉末の堆積層が第1金網層14で保護されているため、外部の物体との接触による固体粉末の堆積層の剥離や変形等で第1の焼結層6に欠陥が発生する可能性を低減できる。また、焼結後に形成される第1の焼結層6においても第1金網層14で保護されているため、外部の物体との衝突で第1の焼結層6に割れ等の欠陥が発生する可能性を低減できる。したがって、濾過用フィルター1Aによれば、焼結前及び焼結後の欠陥が抑制されるので、濾過精度の実質的な低下を抑制する効果をさらに増進することができる。 According to such a filtration filter 1A, the solid powder deposit layer formed on the base material 5 before sintering is protected by the first wire mesh layer 14, so that the possibility of defects occurring in the first sintered layer 6 due to peeling or deformation of the solid powder deposit layer due to contact with an external object can be reduced. In addition, since the first sintered layer 6 formed after sintering is also protected by the first wire mesh layer 14, the possibility of defects such as cracks occurring in the first sintered layer 6 due to collision with an external object can be reduced. Therefore, according to the filtration filter 1A, defects before and after sintering are suppressed, so that the effect of suppressing a substantial decrease in filtration accuracy can be further enhanced.

なお、上記のように、最外周層である第1金網層14を第1の焼結層6より外方に突出させて、あるいは、最内周層である第1金網層14を第1の焼結層6より内方に突出させて、濾過用フィルター1Aを形成した場合でも、第1の焼結層6に割れ12が発生することが想定される。この割れ12に対しては、第1実施形態で説明したように、第2の焼結層13を形成することで補修すればよい。 As described above, even when the filtration filter 1A is formed by making the first wire mesh layer 14, which is the outermost layer, protrude outward from the first sintered layer 6, or by making the first wire mesh layer 14, which is the innermost layer, protrude inward from the first sintered layer 6, it is expected that a crack 12 will occur in the first sintered layer 6. This crack 12 can be repaired by forming the second sintered layer 13, as described in the first embodiment.

また、上記のように、第2金網層15で固体粉末を捕捉して固体粉末の堆積層を形成したが、このように形成した堆積層を焼結してなる第1の焼結層6では、濾過用フィルター1Aに要求される濾過精度に対して層厚が不足する場合が想定される。この場合には、第2金網層15よりも深い位置の第3~5金網層のいずれかで固体粉末を捕捉できるように、各金網層の濾過精度を設定すればよい。 As described above, the second wire mesh layer 15 captures the solid powder to form a solid powder deposit layer, but it is conceivable that the first sintered layer 6 formed by sintering the deposit layer thus formed may have an insufficient layer thickness for the filtration accuracy required for the filtration filter 1A. In this case, the filtration accuracy of each wire mesh layer may be set so that the solid powder can be captured by any of the third to fifth wire mesh layers, which are located deeper than the second wire mesh layer 15.

第1の焼結層の焼結前駆体となる固体粉末をアトマイズ法により得られた粒子であるSUSパウダーとした濾過用フィルターについて、バブルポイント試験の結果に基づく濾過精度の評価を行うべく、図9に示される仕様の2つの濾過用フィルターを供試品として作製した。バブルポイント試験では、イソプロパノール希釈液中に濾過用フィルターを浸漬し、濾過用フィルターの内側から空気圧を加えてフィルターエレメントの外側表面に発泡が生じるときの内外間の差圧を計測した。 In order to evaluate the filtering accuracy based on the results of a bubble point test for a filtering filter in which the solid powder serving as the sintering precursor for the first sintered layer is SUS powder, which is particles obtained by an atomization method, two filtering filters with the specifications shown in Figure 9 were produced as test specimens. In the bubble point test, the filtering filter was immersed in a diluted isopropanol solution, and air pressure was applied from the inside of the filtering filter to measure the pressure difference between the inside and outside when bubbles were generated on the outer surface of the filter element.

供試品となる濾過用フィルターの基材は、5つの金網を積層して焼結した金網焼結体「フジプレート(登録商標)」を直径12.5[mm]かつ長さ150[mm]の円筒状に巻いて、その周方向の両端(継目)を円筒の軸方向(開口方向)で全長に亘って溶接したシート端部接合基材とした。そして、シート端部接合基材において、一端の開口部に閉塞部材3を溶接し、他端の開口部に接続部材4を溶接して、基材アセンブリを作製した。 The base material of the test filter was a sintered wire mesh "Fujiplate (registered trademark)" made by stacking and sintering five wire meshes, rolled into a cylinder with a diameter of 12.5 mm and a length of 150 mm, and welded both ends (joints) in the circumferential direction along the entire length in the axial direction (opening direction) of the cylinder to form a sheet end joining base material. A blocking member 3 was then welded to the opening at one end of the sheet end joining base material, and a connecting member 4 was welded to the opening at the other end to create a base material assembly.

基材に用いた金網焼結体では、濾過面側から順に、第1金網層を60[メッシュ]とし、第2金網層を後述のメッシュ数とし、第3金網層を100[メッシュ]とし、第4金網層を60[メッシュ]とし、第5金網層を28[メッシュ]とした。ここで、「メッシュ」とは、1インチ当たりの網目の数を示している。 In the sintered wire mesh used as the substrate, from the filtering side, the first wire mesh layer had a mesh count of 60 mesh, the second wire mesh layer had a mesh count described below, the third wire mesh layer had a mesh count of 100 mesh, the fourth wire mesh layer had a mesh count of 60 mesh, and the fifth wire mesh layer had a mesh count of 28 mesh. Here, "mesh" refers to the number of meshes per inch.

基材に用いた金網焼結体の第2金網層には、縦325/横2400[メッシュ]の綾畳織りで線径が縦0.035[mm]/横0.024[mm]の金網「ファインメッシュ」を用いた。 The second wire mesh layer of the sintered wire mesh used as the substrate was made of "fine mesh" wire mesh with a twill weave of 325 mesh length and 2400 mesh width and wire diameter of 0.035 mm length and 0.024 mm width.

参考のために、基材アセンブリの状態でバブルポイント試験を行った。その結果を図10に示す。フィルターエレメント(基材アセンブリ状態では基材)の外側表面に最初に発泡が生じるときの差圧(イニシャルバブルポイント、以下「IBP」という)は平均で5.10[kPa]となった。また、フィルターエレメント(基材アセンブリ状態では基材)の外側表面全体から均一な気泡が発生するときの差圧(バーストバブルポイント、以下「BBP」という)は平均で5.74[kPa]となった。なお、IBP及びBBPは、基材アセンブリを実際に浸漬したときの水温及び水深にかかわらず濾過性能を適切に評価できるように、水温20[℃]かつ水深0[mm]の状態の差圧に換算した値とした。以下、濾過用フィルターについてのIBP及びBBPについても同様である。 For reference, a bubble point test was conducted in the substrate assembly state. The results are shown in Figure 10. The pressure difference when bubbles first appear on the outer surface of the filter element (substrate in the substrate assembly state) (initial bubble point, hereinafter referred to as "IBP") was 5.10 [kPa] on average. The pressure difference when uniform bubbles appear from the entire outer surface of the filter element (substrate in the substrate assembly state) (burst bubble point, hereinafter referred to as "BBP") was 5.74 [kPa] on average. Note that IBP and BBP were converted to pressure difference values at a water temperature of 20 [°C] and a water depth of 0 [mm] so that the filtration performance can be appropriately evaluated regardless of the water temperature and water depth when the substrate assembly is actually immersed. The same applies to IBP and BBP for filtration filters below.

次に、供試品となる基材アセンブリを懸濁液に浸漬させて0.15[MPa]の吸引圧力かつ1~2分の吸引時間で吸引濾過を行った。供試品の基材アセンブリを浸漬させる懸濁液については、第1の焼結層の焼結前駆体となる固体粉末として2[μm]の中心粒径に分級されたSUSパウダーを撹拌槽内のイソプロパノール希釈液に分散させて作製した。 Next, the test substrate assembly was immersed in the suspension and suction filtration was performed at a suction pressure of 0.15 MPa for a suction time of 1 to 2 minutes. The suspension in which the test substrate assembly was immersed was prepared by dispersing SUS powder classified to a median particle size of 2 μm as a solid powder to be the sintering precursor of the first sintered layer in a diluted isopropanol solution in a stirring tank.

吸引濾過は、基材の第1金網層がSUSパウダーの堆積層から突出した状態で終了した。そして、基材に堆積したSUSパウダーの堆積層を乾燥させた後、雰囲気炉中において、SUSパウダーの堆積層を基材アセンブリとともに1時間の焼結時間で焼結して第1の焼結層を形成し、濾過用フィルターを作製した。焼結温度は、820[℃]とした。なお、焼結工程後において、供試番号1,2のいずれについてもスウェージング加工ないし圧延加工を実施しなかった。 The suction filtration was completed when the first wire mesh layer of the substrate protruded from the deposited layer of SUS powder. After drying the deposited layer of SUS powder on the substrate, the deposited layer of SUS powder was sintered together with the substrate assembly in an atmospheric furnace for 1 hour to form a first sintered layer, and a filtration filter was produced. The sintering temperature was 820°C. After the sintering process, neither swaging nor rolling was performed on either sample number 1 or 2.

このようにして作製した濾過用フィルターの濾過精度を確認するために、バブルポイント試験を行った。その結果を図10に示す。供試品の濾過用フィルターにおいてIBP及びBBPは共に基材アセンブリ状態のものと比較して全て上昇し、IBPの平均値で8.91[kPa]となり、BBPの平均値で17.0[kPa]となった。 A bubble point test was conducted to confirm the filtering accuracy of the filter thus prepared. The results are shown in Figure 10. The IBP and BBP of the sample filter increased in all cases compared to those in the substrate assembly state, with the average IBP being 8.91 [kPa] and the average BBP being 17.0 [kPa].

上記のようにして作製した濾過用フィルターにおいて、第1の焼結層に割れが発生していることが確認された。このため、濾過用フィルターの割れを補修するために、以下のようにして第2の焼結層を形成した。先ず、供試品の濾過用フィルターを懸濁液に浸漬させて0.15[MPa]の吸引圧力かつ3~10分の吸引時間で吸引濾過を行った。供試品の濾過用フィルターを浸漬させる懸濁液については、第2の焼結層の焼結前駆体となる固体粉末として2[μm]の中心粒径に分級されたSUSパウダーを撹拌槽内のイソプロパノール希釈液に分散させて作製した。 It was confirmed that the first sintered layer of the filtration filter produced as described above had cracks. Therefore, in order to repair the cracks in the filtration filter, a second sintered layer was formed as follows. First, the sample filtration filter was immersed in a suspension and suction filtration was performed at a suction pressure of 0.15 MPa for a suction time of 3 to 10 minutes. The suspension in which the sample filtration filter was immersed was produced by dispersing SUS powder classified to a median particle size of 2 μm as a solid powder that would serve as a sintering precursor for the second sintered layer in a diluted isopropanol solution in a stirring tank.

吸引濾過により第1の焼結層上に堆積した補修用SUSパウダーの堆積層を乾燥させた後、補修用SUSパウダーの堆積層を1時間の焼結時間で焼結して第2の焼結層を形成し、濾過用フィルターを補修した。焼結温度は、820[℃]とした。 After drying the layer of repair SUS powder deposited on the first sintered layer by suction filtration, the layer of repair SUS powder was sintered for one hour to form a second sintered layer, repairing the filtration filter. The sintering temperature was 820°C.

補修後の濾過フィルターの濾過精度を確認するためにバブルポイント試験を行った。その結果を図10に示す。補修後の濾過用フィルターでは、IBP及びBBPは共に補修前の濾過用フィルターのものと比較して全て上昇し、IBPの平均値で17.60[kPa]となり、BBPの平均値で48.53[kPa]となった。 A bubble point test was conducted to confirm the filtering accuracy of the repaired filter. The results are shown in Figure 10. In the repaired filter, both the IBP and BBP increased compared to the unrepaired filter, with the average IBP being 17.60 [kPa] and the average BBP being 48.53 [kPa].

バブルポイント試験の結果、補修後の濾過用フィルターでは、補修前の濾過用フィルターと比較して、濾過精度が向上していることが確認できた。したがって、補修後の濾過用フィルターでは、第1の焼結層の割れに起因した濾過精度の実質的な低下を抑制できることがわかった。 The results of the bubble point test confirmed that the filtration accuracy of the repaired filtration filter was improved compared to the unrepaired filtration filter. Therefore, it was found that the repaired filtration filter can suppress a substantial decrease in filtration accuracy caused by cracks in the first sintered layer.

また、補修後の濾過用フィルターにおいて、第2金網層よりも深い金網層からSUSパウダーを堆積させて第1の焼結層の層厚を増大させればBBPの値が上昇することが予想できた。 In addition, it was predicted that the BBP value would increase if the thickness of the first sintered layer in the repaired filtration filter was increased by depositing SUS powder from a wire mesh layer deeper than the second wire mesh layer.

なお、第2実施形態に係る濾過用フィルター1Aでは、基材5の外周面5a側に積層した第1の焼結層6よりも、最外周層である第1金網層14を外方へ突出した状態としていた。あるいは、基材5の内周面5b側に積層した第1の焼結層6よりも、最内周層である第1金網層14を内方へ突出した状態としていた。しかし、第1の焼結層6が第1金網層14内の空隙に形成されることで、第1金網層14による第1の焼結層6の構造的強化を図ることができる。また、このように形成される第1の焼結層6の焼結前駆体となる固体粉末の堆積層も第1金網層14内の空隙に形成されるので、固体粉末の堆積層の保形性が第1金網層14によって向上し、ひいては第1の焼結層6の欠陥が抑制される。したがって、第1金網層14を第1の焼結層6から突出させずに、第1金網層14を全て第1の焼結層6で覆うようにしてもよい。 In the filtration filter 1A according to the second embodiment, the first wire mesh layer 14, which is the outermost layer, is protruding outward from the first sintered layer 6 laminated on the outer peripheral surface 5a side of the substrate 5. Alternatively, the first wire mesh layer 14, which is the innermost layer, is protruding inward from the first sintered layer 6 laminated on the inner peripheral surface 5b side of the substrate 5. However, since the first sintered layer 6 is formed in the voids in the first wire mesh layer 14, the first sintered layer 6 can be structurally reinforced by the first wire mesh layer 14. In addition, the solid powder deposit layer, which is the sintering precursor of the first sintered layer 6 formed in this way, is also formed in the voids in the first wire mesh layer 14, so that the shape retention of the solid powder deposit layer is improved by the first wire mesh layer 14, and thus defects in the first sintered layer 6 are suppressed. Therefore, the first wire mesh layer 14 may not protrude from the first sintered layer 6, and the first wire mesh layer 14 may be entirely covered by the first sintered layer 6.

また、前述の第1~第3実施形態において、基材5の形状は中空筒状に限らず、キャンドル、リーフディスク、ディスクプリーツ等、中空状であれば種々の形状を採用することができる。このような種々の形状の基材に第1の焼結層6を形成しても、第1の焼結層6に発生する欠陥を第2の焼結層13で補修することが可能である。 In addition, in the first to third embodiments described above, the shape of the substrate 5 is not limited to a hollow cylinder, and various shapes such as a candle, a leaf disk, and disk pleats can be used as long as they are hollow. Even if the first sintered layer 6 is formed on substrates of such various shapes, defects that occur in the first sintered layer 6 can be repaired with the second sintered layer 13.

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想および教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。また、上記の第1~第3実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合せて使用することができる。 The present invention has been specifically described above with reference to preferred embodiments, but it is obvious that a person skilled in the art can adopt various modified forms based on the basic technical ideas and teachings of the present invention. Furthermore, the technical ideas described in the first to third embodiments above can be used in appropriate combinations as long as no contradictions arise.

1,1A…濾過用フィルター、2…フィルターエレメント、5…基材、5a…外周面、5b…内周面、6…第1の焼結層、9…基材アセンブリ、10…濾材シート、11…継目接合部、12…割れ、13…第2の焼結層、14…第1金網層、15…第2金網層、16…第3金網層、17…第4金網層、18…第5金網層 1, 1A... Filtration filter, 2... Filter element, 5... Substrate, 5a... Outer circumferential surface, 5b... Inner circumferential surface, 6... First sintered layer, 9... Substrate assembly, 10... Filter medium sheet, 11... Seam joint, 12... Crack, 13... Second sintered layer, 14... First wire mesh layer, 15... Second wire mesh layer, 16... Third wire mesh layer, 17... Fourth wire mesh layer, 18... Fifth wire mesh layer

Claims (11)

多孔質かつ中空状の基材と、
該基材の外面側に積層された固体粉末の第1の焼結層と、
を備え、
前記第1の焼結層のうち少なくとも割れで生じた亀裂を充填して前記第1の焼結層に積層された補修用粒子の第2の焼結層をさらに備え
前記基材は、多孔質の濾材シートと、中空筒状に巻かれた前記濾材シートの両端開口部が全周に亘って他の部材に接合されている部分である第1接合部と、中空筒状に巻かれた前記濾材シートの周方向における両端部の継目が開口方向で全長に亘って接合されている部分である第2接合部と、を有し、前記第1接合部及び前記第2接合部において前記濾材シートの内部構造が不連続となる
濾過用フィルター。
A porous and hollow substrate;
a first sintered layer of solid powder laminated on an outer surface side of the substrate;
Equipped with
Further comprising a second sintered layer of repair particles laminated on the first sintered layer by filling at least the cracks caused by the cracks in the first sintered layer ,
The substrate has a porous filter sheet, a first joint portion in which both end openings of the filter sheet rolled into a hollow cylinder are joined to other members over the entire circumference, and a second joint portion in which the seams of both end portions in the circumferential direction of the filter sheet rolled into a hollow cylinder are joined over the entire length in the opening direction, and the internal structure of the filter sheet is discontinuous at the first joint portion and the second joint portion .
Filter for filtration.
多孔質かつ中空状の基材と、A porous and hollow substrate;
該基材の外面側に積層された固体粉末の第1の焼結層と、a first sintered layer of solid powder laminated on an outer surface side of the substrate;
を備え、Equipped with
前記第1の焼結層のうち少なくとも割れで生じた亀裂を充填して前記第1の焼結層に積層された補修用粒子の第2の焼結層をさらに備え、Further comprising a second sintered layer of repair particles laminated on the first sintered layer by filling at least the cracks caused by the cracks in the first sintered layer,
前記基材は前記外面から内面に向けて複数層を有し、The substrate has a plurality of layers from the outer surface to the inner surface,
前記第1の焼結層は、前記複数層のうち最外層よりも内方の内層から外方に向けて形成されている、The first sintered layer is formed from an inner layer that is located inside the outermost layer of the plurality of layers toward the outside.
濾過用フィルター。Filter for filtration.
前記固体粉末は粒子である、請求項1又は請求項2に記載の濾過用フィルター。The filter according to claim 1 or 2, wherein the solid powder is particles. 前記補修用粒子の中心粒径は前記粒子の中心粒径以下である、The median particle size of the repair particles is equal to or smaller than the median particle size of the particles;
請求項3に記載の濾過用フィルター。The filter according to claim 3.
前記最外層は前記第1の焼結層よりも外方へ突出した状態となっている、The outermost layer is in a state of protruding outward from the first sintered layer.
請求項2に記載の濾過用フィルター。The filter according to claim 2.
固体粉末を溶媒中に分散させて第1の懸濁液を生成するステップと、dispersing a solid powder in a solvent to form a first suspension;
前記固体粉末を捕捉可能な多孔質かつ中空状の基材で前記第1の懸濁液を濾過して、前記基材の外面側に前記固体粉末を堆積させるステップと、filtering the first suspension through a porous and hollow substrate capable of capturing the solid powder, and depositing the solid powder on an outer surface side of the substrate;
前記基材に堆積した前記固体粉末を焼結して第1の焼結層を形成するステップと、sintering the solid powder deposited on the substrate to form a first sintered layer;
前記基材及び前記第1の焼結層で捕捉可能な補修用粒子を溶媒中に分散させて第2の懸濁液を生成するステップと、dispersing repair particles that can be captured by the base material and the first sintered layer in a solvent to form a second suspension;
前記第1の焼結層のうち割れで生じた亀裂に前記第2の懸濁液を通過させて、少なくとも前記亀裂に前記補修用粒子を堆積させるステップと、passing the second suspension through cracks in the first sintered layer to deposit the repair particles at least in the cracks;
少なくとも前記亀裂に堆積した前記補修用粒子を焼結して第2の焼結層を形成するステップと、sintering at least the repair particles deposited in the crack to form a second sintered layer;
を含み、Including,
前記第1の焼結層を形成するステップの後であって前記補修用粒子を堆積させるステップの前に、前記第1の焼結層の表面に圧力を加えて外形を調整するステップをさらに含む、濾過用フィルターの製造方法。A method for manufacturing a filtration filter, further comprising a step of applying pressure to a surface of the first sintered layer to adjust its outer shape after the step of forming the first sintered layer and before the step of depositing the repair particles.
固体粉末を溶媒中に分散させて第1の懸濁液を生成するステップと、
前記固体粉末を捕捉可能な多孔質かつ中空状の基材で前記第1の懸濁液を濾過して、前記基材の外面側に前記固体粉末を堆積させるステップと、
前記基材に堆積した前記固体粉末を焼結して第1の焼結層を形成するステップと、
前記基材及び前記第1の焼結層で捕捉可能な補修用粒子を溶媒中に分散させて第2の懸濁液を生成するステップと、
前記第1の焼結層のうち割れで生じた亀裂に前記第2の懸濁液を通過させて、少なくとも前記亀裂に前記補修用粒子を堆積させるステップと、
少なくとも前記亀裂に堆積した前記補修用粒子を焼結して第2の焼結層を形成するステップと、
を含み、
前記基材は、多孔質の濾材シートと、中空筒状に巻かれた前記濾材シートの両端開口部が全周に亘って他の部材に接合されている部分である第1接合部と、中空筒状に巻かれた前記濾材シートの周方向における両端部の継目が開口方向で全長に亘って接合されている部分である第2接合部と、を有し、前記第1接合部及び前記第2接合部において前記濾材シートの内部構造が不連続となる、濾過用フィルターの製造方法。
dispersing a solid powder in a solvent to form a first suspension;
filtering the first suspension through a porous and hollow substrate capable of capturing the solid powder, and depositing the solid powder on an outer surface of the substrate;
sintering the solid powder deposited on the substrate to form a first sintered layer;
dispersing repair particles that can be captured by the base material and the first sintered layer in a solvent to form a second suspension;
passing the second suspension through cracks in the first sintered layer to deposit the repair particles at least in the cracks;
sintering at least the repair particles deposited in the crack to form a second sintered layer;
Including,
The substrate comprises a porous filter material sheet, a first joint portion where both end openings of the filter material sheet rolled up into a hollow cylinder are joined to other members around their entire circumference, and a second joint portion where the seams of both end circumferential ends of the filter material sheet rolled up into a hollow cylinder are joined along their entire length in the opening direction, and the internal structure of the filter material sheet is discontinuous at the first joint portion and the second joint portion .
固体粉末を溶媒中に分散させて第1の懸濁液を生成するステップと、dispersing a solid powder in a solvent to form a first suspension;
前記固体粉末を捕捉可能な多孔質かつ中空状の基材で前記第1の懸濁液を濾過して、前記基材の外面側に前記固体粉末を堆積させるステップと、filtering the first suspension through a porous and hollow substrate capable of capturing the solid powder, and depositing the solid powder on an outer surface side of the substrate;
前記基材に堆積した前記固体粉末を焼結して第1の焼結層を形成するステップと、sintering the solid powder deposited on the substrate to form a first sintered layer;
前記基材及び前記第1の焼結層で捕捉可能な補修用粒子を溶媒中に分散させて第2の懸濁液を生成するステップと、dispersing repair particles that can be captured by the base material and the first sintered layer in a solvent to form a second suspension;
前記第1の焼結層のうち割れで生じた亀裂に前記第2の懸濁液を通過させて、少なくとも前記亀裂に前記補修用粒子を堆積させるステップと、passing the second suspension through cracks in the first sintered layer to deposit the repair particles at least in the cracks;
少なくとも前記亀裂に堆積した前記補修用粒子を焼結して第2の焼結層を形成するステップと、sintering at least the repair particles deposited in the crack to form a second sintered layer;
を含み、Including,
前記基材は前記外面から内面に向けて複数層を有し、The substrate has a plurality of layers from the outer surface to the inner surface,
前記複数層のうち最外層よりも内方の内層が前記第1の懸濁液を濾過して前記固体粉末を捕捉可能である、濾過用フィルターの製造方法。a first suspension liquid that is formed on a first surface of the first substrate and a second suspension liquid that is formed on a second surface of the first substrate and a third suspension liquid that is formed on a second surface of the first substrate;
固体粉末を溶媒中に分散させて第1の懸濁液を生成するステップと、dispersing a solid powder in a solvent to form a first suspension;
前記固体粉末を捕捉可能な多孔質かつ中空状の基材で前記第1の懸濁液を濾過して、前記基材の外面側に前記固体粉末を堆積させるステップと、filtering the first suspension through a porous and hollow substrate capable of capturing the solid powder, and depositing the solid powder on an outer surface side of the substrate;
前記基材に堆積した前記固体粉末を焼結して第1の焼結層を形成するステップと、sintering the solid powder deposited on the substrate to form a first sintered layer;
前記基材及び前記第1の焼結層で捕捉可能な補修用粒子を溶媒中に分散させて第2の懸濁液を生成するステップと、dispersing repair particles that can be captured by the base material and the first sintered layer in a solvent to form a second suspension;
前記第1の焼結層のうち割れで生じた亀裂に前記第2の懸濁液を通過させて、少なくとも前記亀裂に前記補修用粒子を堆積させるステップと、passing the second suspension through cracks in the first sintered layer to deposit the repair particles at least in the cracks;
少なくとも前記亀裂に堆積した前記補修用粒子を焼結して第2の焼結層を形成するステップと、sintering at least the repair particles deposited in the crack to form a second sintered layer;
を含み、Including,
前記補修用粒子を堆積させるステップは、前記亀裂を除く部分をマスキングして行われる、濾過用フィルターの製造方法。A method for manufacturing a filtration filter, wherein the step of depositing repair particles is performed by masking an area other than the crack.
前記固体粉末は粒子である、請求項6~請求項9のいずれか1つに記載の濾過用フィルターの製造方法。The method for producing a filtration filter according to any one of claims 6 to 9, wherein the solid powder is in the form of particles. 前記固体粉末を堆積させるステップは、The step of depositing a solid powder comprises:
前記最外層が前記固体粉末の堆積層から外方へ突出している状態で堆積を完了させる、completing the deposition with the outermost layer protruding outwardly from the deposited layer of solid powder;
請求項8に記載の濾過用フィルターの製造方法。A method for producing the filtration filter according to claim 8.
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