(57)【要約】【課題】サブミクロンオーダーの異物もより良好に除去できるように濾過精度が良く、しかも、空隙率が高くても圧搾しない濾材を提供する。【解決手段】ステンレス鋼製繊維からなる不織布焼結体の濾過層を４層以上積層した濾材であって、かつ繊維径の細い前記不織布焼結体からなる「細かい濾過層」と、前記「細かい濾過層」よりも繊維径が太い前記不織布焼結体からなる「粗い濾過層」とを交互に積層配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼製繊維からなる不織布焼結体の濾過層を４層以上積層した濾材であって、かつ繊維径の細い前記不織布焼結体からなる「細かい濾過層」と、前記「細かい濾過層」よりも繊維径が太い前記不織布焼結体からなる「粗い濾過層」とを交互に積層配置したことを特徴とする濾材。
【請求項２】
前記各「細かい濾過層」の目付が１００〜３００ｇ／ｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の濾材。
【請求項３】
溶融樹脂を濾過することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の濾材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融樹脂中に含まれる異物を除去するための不織布フィルターに使用する濾材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼製繊維からなる不織布を加圧焼結し、繊維間の接合を強固にした上で、濾材とすることは、極めて汎用な技術である。気体や液体の濾過に使用するフィルターの濾材としては、耐熱性や耐圧性、耐久性が求められるケースでは金属性の濾材が用いられる。そのなかには、金網を焼結したもの、金属粒子を加圧焼結したもの、金属繊維で不織布を成し、加圧焼結したもの、及びそれらを組み合わせた物が市販されている。金属としては耐食性、耐熱性からステンレスとするのが一般的である。
【０００３】
他の物に比較し不織布からなるフィルターは、濾過をよりファインに精密にしても圧力上昇が少なく、かつ捕集異物の保持量が多いという特徴があるので、活用される場面が増えている。例えば溶融樹脂の工程では、濾過精度で１０μｍオーダーよりファインな領域では不織布フィルターしかないと言っても過言ではない。
【０００４】
また、特許文献１〜３に見られるように、濾材となるスクリーンに濾過流体を通過させれば、流体中の殆どの異物は基本スクリーン要素により捕獲され、嵌挿凹部の側面と基本スクリーン要素の周縁との間隙を通過した僅かの異物も補助スクリーン要素により捕獲され、異物が流出孔より流出することを十分に防止することができることは公知である。
【０００５】
つまり、基本スクリーン要素（基本濾材）と補助スクリーン（補助濾材）を組合わせて、一つのスクリーン（濾材）とを組合わせて使用して、濾過精度の良い濾材とすることは公知である。
【０００６】
このように、異物の除去に関してより精密が求められる傾向は続いており、溶融樹脂でもサブミクロンが要求されるようになった。このような濾材は不織布であっても、従来の設計では濾過における圧損増大が著しく、既存のフィルターユニットでは耐圧不足で使用できないという問題が発生する。
【０００７】
なお、不織布濾材は、用いるステンレス鋼製繊維の繊維径を細くすることで圧損を下げることができるが、サブミクロンの異物の濾過精度を得ようとすると、工業的な生産が困難なステンレス鋼製繊維を用いなければ、従来並の圧損に抑えることは不可能である。また、加圧して潰す程度を控えることで不織布濾材の空隙率を上げることも、低圧損化に貢献する。
【０００８】
しかしながら、この空隙率を上げることで、濾材は圧搾し易い物になってしまう。その結果、酷い場合には使用により濾過精度が変化したり、結局圧損が上がってしまうことがある。そこに至らなくても、部分的な圧搾による偏流の増加などで、樹脂の滞留劣化が原因の異物が発生し易くなる問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３３４１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−０６６１９１号公報
【特許文献３】特開２００４−０６６７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上に説明した従来技術が有する諸問題に鑑み、本発明の課題は、サブミクロンオーダーの異物もより良好に除去できるように濾過精度が良く、しかも、空隙率が高くても圧搾しない濾材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここに、前記課題は、「ステンレス鋼製繊維からなる不織布焼結体の濾過層を４層以上積層した濾材であって、かつ繊維径の細い前記不織布焼結体からなる「細かい濾過層」と、前記「細かい濾過層」よりも繊維径が太い前記不織布焼結体からなる「粗い濾過層」とを交互に積層配置したことを特徴とする濾材」とすることで達成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成の濾材を用いれば、例え空隙率が大きな濾材でも圧搾することがないため、濾過精度を高めても、溶融樹脂が通過する際の圧力損失の増大を抑えることができる。その結果として、圧力損失の増大を抑えることができれば、従来の濾材から本発明の濾材へ交換しただけの従来のフィルターエレメントをそのまま使用することができ、その結果、サブミクロンオーダーの異物もより良好に除去でき、精密濾過が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の濾材の主たる実施態様の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る濾材の一実施形態を例示した模式説明図である。
図１において、各参照符号について簡単に説明すると、符号１は流体の流れ方向を示す矢印、符号２は保護層、符号３は「細かい濾過層」、そして、符号４は「粗い濾過層」をそれぞれ示す。ここで、図１に例示した実施形態では、濾材は９層の濾過槽が積層された例を示しており、濾材の断面を示した断面である。なお、本発明が対象とする金属製繊維の不織布焼結体からなる濾材は、一般に両面に濾材の補強などの役割を兼ねて金網の保護層２を設けるが、本発明においてはこの金網は層数としてはカウントしないものとする。
【００１５】
図１の実施形態例に示した９層の濾過層中の４層は、本質的に濾材の濾過精度を決定する「細かい濾過層３」であり、他の５層より繊維径が細く、その厚みは可能な限り薄い方が好ましい。通常、濾材の濾過精度は繊維径、目付、空隙率などで決定されるが、本発明者は目付が大きくて厚い濾材を、濾材の厚み方向に複数に分割してもほぼ同様の濾過精度を得ることを究明した。
【００１６】
その結果、従来の経験値から得られた濾過層を可能な限り厚み方向に薄く分割し、スペーサーを介してこれらを積層すれば優れた濾材が得られることが分った。もちろん、最終的な設計の微調整は必要である。残る４層は全体の圧損を下げる目的から「細かい濾過層３」より太い繊維径で最小目付とする。但し、全てが同じである必要はなく、フィルターエレメント化する際の加工の都合等で上流と下流で異なる構成とする等は何ら問題ない。
【００１７】
この様な構成にすることで、大きな圧損が懸かる「細かい濾過層３」は分割するほど、懸かる圧力が低下するので、圧搾し難くなる。なお、積層に際しては各層毎に焼結した後、積層し、再焼結しても良い。そうすれば空隙率の異なる層を設けることも可能である。また各層毎ではなく、幾つかの層で纏めて焼結しても良い。製造コストを考えれば、全ての層を焼結前に積み重ねて、纏めて加圧焼結した方が良い。
【００１８】
このようにして作成した濾材を従来通り、フィルターエレメントの一部として使用すれば良い。例えば溶融樹脂用のリーフフィルターでは、下流側にパンチングメタルを設け、間にリテーナーメッシュを挟み２枚貼り合せる。中央のシャフトへの合流部にはハブを設け、濾材と接合する。
【００１９】
本発明に係る濾材の積層数は、２分割された「細かい濾過層」からなる２層と、「細かい濾過層３」の上流に位置するように「細かい濾過層３」の間に交互に配置される「粗い濾過層４」からなる２層とで、少なくとも合計４層が交互に積層されていることが必要である。ただし、一般に曲げ加工等での濾材損傷を抑えるため、特に繊維径の細い濾過層を用いる場合は、最下流側にも「粗い濾過層４」を１層設けるので、合計で少なくとも５層とすることが好ましい。更には、「細かい濾過層３」を薄くすることが好ましいので、積層数を増やして８層以上の濾材とするのが望ましい。
【００２０】
ここで、本発明で言う、「細かい濾過層」と「粗い濾過層」とについて補足すると、異物の捕集効率を一定としてみた時に、小さなサイズの異物まで捕集するものを「細かい濾過層」、より大きなサイズの異物しか捕集しないものを「粗い濾過層」とする。もちろん、ある程度捕集する異物のサイズには差が必要で、概ね「粗い濾過層」は「細かい濾過層」の倍以上のサイズ、すなわち半分以下の濾過精度が必要である。また、「細かい濾過層」は、少なくとも３００ｇ／ｍ２以下の目付にすべきであり、現状では焼結前の金属製繊維のハンドリング性から１００ｇ／ｍ２以上が望ましい。
【００２１】
なお、本発明で言う「濾過精度」とは、コンタミナント（ＡＣＦＴＤ、ＵＷホワイト９０（カオリン））を水に懸濁した液（懸濁液）を濾材に導いて一定圧力（−４ｋＰａ）下で吸引濾過し、濾過前後の懸濁液について各粒径の粒子の個数を測定して捕集効率を算出し、この捕集効率が９５％に対応する最小粒径をもって定義されるものとする。
【実施例】
【００２２】
［実施例１］
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
目付が２００ｇ／ｍ２であり且つ繊維径が８μｍのステンレス鋼製繊維からなる不織布で構成された「粗い濾過層」の濾材と、目付が３００ｇ／ｍ２であり且つ繊維径２．５μｍのステンレス鋼製繊維からなる不織布で構成された「細かい濾過層」からなる濾材を交互に積層して１１層とした濾材を作製した。なお、この１１層の濾材の平均空隙率は７４％であり、この濾材により濾過できる異物のサイズ（濾過精度）は１．５μｍであった。２．５μｍ層の合計目付は１５００ｇ／ｍ２である。圧損の指標となる通気抵抗は３２００Ｐａであった。
【００２３】
この濾材でポリエステルペレットを１７０℃で３時間乾燥したのち、溶融押出した樹脂を濾過した。使用後にトリエチレングリコール樹脂を除去し、アルカリ洗浄と酸洗浄、さらに洗浄浴槽での超音波洗浄等を実施した。その濾材の通気抵抗の回復率を確認したが、９９％と全く圧搾していなかった。
【００２４】
［比較例］
繊維径８μｍで３００ｇ／ｍ２で２．５μｍで１５００ｇ／ｍ２を挟んだ３層とし、空隙率を７２％なる濾材は実施例同様１．５μｍの濾過精度であった。通気抵抗は３３００Ｐａであった。この濾材で実施例と同一の押出と使用後の洗浄を行った。回復率は９０％と低下していた。かなり圧搾していることを物語っている。
【符号の説明】
【００２５】
１：流体の流れ方向
２：保護層
３：細かい濾過層
４：粗い濾過層
【図１】
2010274621.tif 000003