(57)【要約】  【課題】  高粘度流体をディスクフィルターによって濾過する際、円板状フィルターエレメントが変形し難く、固定具が緩み難く、流体のもれ難い高粘度流体の濾過方法を提供すること。    【解決手段】  高粘度流体を、直径が２２０mm〜３８０mmの複数枚の円板状フィルターエレメントで構成したディスクフィルターによって濾過する方法において、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を、円板状フィルターエレメントの内周に配置する円板状固定金具の厚さによって調節し、高粘度の流体が円板状フィルターエレメントを通過するとき、次式、すなわち、Ｑ×μ＜１５０（Ｌ／min×Ｐａｓ）を満たす条件で濾過することを特徴とする。  【選択図】  図１。
2006088081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高粘度流体を、直径が２２０ｍｍ〜３８０ｍｍの複数枚の円板状フィルターエレメントで構成したディスクフィルターによって濾過する方法において、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を、円板状フィルターエレメントの内周に配置する円板状固定金具の厚さによって、円板状フィルターエレメントの直径が２２０ｍｍ〜２８０ｍｍ未満の場合は、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を２．０ｍｍ以上に調節し、直径が２８０ｍｍ〜３８０ｍｍの場合は、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を２．５mm以上に調節し、高粘度の流体が円板状フィルターエレメントを通過するとき、次式（Ｉ）を満たす条件で濾過することを特徴とする、高粘度流体の濾過方法。
2006088081.tif 000004
［式（Ｉ）において、Ｑは隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隙に流れ込む高粘度流体の流量を｛（総流量）／（円板状フィルターエレメントの枚数）｝（Ｌ／ｍｉｎ）意味し、μは濾過される高粘度流体の濾過される際の温度における粘度（Ｐａｓ）を意味する。］
【請求項２】
隣り合う円板状フィルターエレメントの間に、スペーサーまたはガスケットを配置する、請求項１に記載の高粘度流体の濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度流体の濾過方法に関する。さらに詳しくは、複数枚の円板状フィルターエレメントで構成されるディスクフィルターによって、高粘度流体を濾過する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高粘度流体（物質）を濾過するディスクフィルターは、特許文献１（実開平６−８１６０７公報）に記載されているように、円筒状の外殻（ハウジングまたは筐体）の内側空間部に、外殻の中心軸に中心軸を一致させて配置した筒状管体（または中央濾液集液管）に対して直角に、複数の円板状フィルターエレメントを積み重ねて配置し、円板状フィルターエレメントで濾過された流体を中心部の筒状管体を経由して、外殻（ハウジング）外に送り出す構造とされている。ディスクフィルターは、通常、外殻内で濾過面積を可及的広くする目的で、複数枚の円板状フィルターエレメントを、相互の間隔を狭くして積み重ね配置される。濾過する流体が高粘度の場合、円板状フィルターエレメント一枚に流れる流量が多い場合、または、複数枚が積み重ねられた場合には、円板状フィルターエレメントが変形することが経験的に知られている。このような変形が生じる場合に備えて、円板状フィルターエレメントの内部にスペーサーを配置し、円板状フィルターエレメント自体の強度を高めていた。
【０００３】
しかしながら、上記変形防止策によっても、高粘度流体の濾過を長時間継続すると、隣り合った円板状フィルターエレメントによって構成される隙間に、高粘度流体が流れ込む際に、円板状フィルターエレメントが自由な流れを阻害し、結果として円板状フィルターエレメントに大きな流体圧の負荷がかかることは防止できない。上記流体圧の負荷が、円板状フィルターエレメント自体の変形、円板状フィルターエレメントのシール部の変形、さらに、円板状フィルターエレメントを固定している固定具をゆるめる、濾過すべき流体が円板状フィルターエレメント同士の界面から漏れる、などの不都合が生じる原因となる。これら不都合は、円板状フィルターエレメントの直径が大きいほど、頻発することが経験的に知られている。
【０００４】
円盤状フィルターエレメントの表裏両面に負荷される圧力が、小さければフィルターエレメントは変形しない。すなわち、隣りあった円板状フィルターエレメントの濾過面で構成される間隙（または間隔）に流れ込む流体に生ずる圧力損失に起因する応力が、円盤状フィルターエレメントの強度より小さければ、円盤状フィルターエレメントは変形しない。円板状フィルターエレメントは、直径が大きいほど圧力負荷を受け、変形し易い。隣りあった円板状フィルターエレメントの間隙を均一に維持することにより、隣りあった円板状フィルターエレメントに負荷される圧力損失に差が生じないようにできる可能性がある。しかし実際には、円板状フィルターエレメントの間隙を均一に維持することは、極めて困難であった。
【特許文献１】実開平６−８１６０７号公報
【特許文献２】実開昭６１−８１５号公報
【特許文献３】実開平６−４１８１０号公報
【特許文献４】特公平６−９８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、かかる現状に鑑み、上記従来技術における不都合を一挙に解消した濾過技術を提供すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに到ったものである。本発明の目的は、次のとおりである。
１．高粘度流体を、複数の円板状フィルターエレメントで構成されるディスクフィルターによる濾過操作を長時間継続する際、隣り合った円板状フィルターエレメントの隙間に高粘度の流体が流れ込み、流体圧の負荷がかかっても、変形し難い濾過方法を提供すること。
２．円板状フィルターエレメントのシール部などが変形し難く、固定具がゆるみ難く、かつ、濾過される流体が円板状フィルターエレメント同士の界面から漏れ難い濾過方法を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、高粘度流体を、直径が２２０ｍｍ〜３８０ｍｍの複数枚の円板状フィルターエレメントで構成したディスクフィルターによって濾過する方法において、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を、円板状フィルターエレメントの内周に配置する円板状固定金具の厚さによって、円板状フィルターエレメントの直径が２２０ｍｍ〜２８０ｍｍ未満の場合は、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を２．０ｍｍ以上に調節し、直径が２８０ｍｍ〜３８０ｍｍの場合は、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を２．５ｍｍ以上に調節し、高粘度の流体が円板状フィルターエレメントを通過するとき、次式（Ｉ）を満たす条件で濾過することを特徴とする、高粘度流体の濾過方法を提供する。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
［式（Ｉ）において、Ｑは隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隙に流れ込む高粘度流体の流量｛（総流量）／（円板状フィルターエレメントの枚数）｝（Ｌ／ｍｉｎ）を意味し、μは濾過される高粘度流体の濾過される際の温度における粘度（Ｐａｓ）を意味する。］
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る高粘度流体の濾過方法は、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明に係る高粘度流体の濾過方法によれば、濾過される流体は隣りあった別々の円板状フィルターエレメントの濾過面で構成される間隙を通って、濾過面に流れ込み濾過される。この際、この間隙で圧力損失が生じるが、本発明方法に従ってこの間隙を調節することにより、この間隙内で生じる圧力損失自体を小さくすることができ、かつ、この間隙のバラツキによる圧力損失の差によって、円板状フィルターエレメントを変形させようとする応力が、円板状フィルターエレメントの強度を上回らないようにすることができる。
２．また、円筒状ハウジングの内部に複数枚の円板状フィルターエレメントを複数枚積み重ね配置したディスクフィルターに、高粘度流体を通し濾過する際には、本発明方法に従って円板状フィルターエレメントの間隙を調節することにより、同じ円筒状ハウジングの内部に円板状フィルターエレメントの間隙を、本発明方法におけるより小さくして複数枚積み重ねて配置した場合に比べて、円筒状ハウジングの入口と出口の圧力差を小さくすることができる。
３．本発明に係る高粘度流体の濾過方法では、円板状フィルターエレメントのシール部などが変形し難く、円板状フィルターエレメントの固定具がゆるみ難く、かつ、濾過される流体が円板状フィルターエレメント同士の境界面から漏れ難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明に係る濾過方法で使用されるディスクフィルターは、押出機の先端に導管を介して連結され、押出機シリンダー内で溶融された流体に含まれる異物を濾過し、除去することを目的として使用される。ディスクフィルターは、例えば、後記する図１に縦断面概略図を示したように、円筒状ハウジング（または筐体）の内部空間の中央部に、円筒状ハウジングの長さ方向に沿って配置された筒状管体（または中央濾液集液管）の外周面に、複数枚の円板状フィルターエレメントが積み重ねて配置・固定された構造とされている。
【００１１】
押出機シリンダー内で溶融された流体は、押出機シリンダー内に配置されたスクリューによって加圧され、円筒状ハウジング（筐体）の一方の端部から円筒状ハウジングの内部に送り込まれ、円板状フィルターエレメントによって流体に含まれる異物が濾過・除去された後、筒状管体（中央濾液集液管）壁面に穿設された複数の貫通孔から筒状管体の空間部に導かれ、この筒状管体の空間部を経由して円筒状ハウジング外に押出される（送り出される）構造とされている。なお、溶融された流体は、円筒状ハウジング内で溶融状態を維持できるように、バンドヒーターなどで加熱可能な構造とされる。
【００１２】
円筒状ハウジング（筐体）の内側空間は、筒状管体の外周面に固定された複数枚の円板状フィルターエレメントを収納できる容積（長さ×直径）とされる（後記、図１参照）。筒状管体は、その壁面に複数個の貫通孔が穿設され、その外壁面には、筒状管体の長さ方向に沿って複数本の凸状が形成された外観を呈する。外壁面に形成された凸状は、円板状フィルターエレメントで濾過された流体が、筒状管体の壁面に穿設された貫通孔に達するための流路（スペース）を形成する。筒状管体を、長さ方向に直角に切断した断面が多角形（例えば、四角形、五角形、六角形など）とし、その角部で凸状を形成することもできる。壁面に穿設された貫通孔は、円板状フィルターエレメントで濾過された流体を、筒状管体の内部空間部に送るための孔である。
【００１３】
筒状管体の外側壁面に、その長さ方向に対して直角にして、複数枚の円板状フィルターエレメントを積み重ねて配置・固定し、中央の内部空間部は円板状フィルターエレメントで濾過された流体を通過させる。なお、円板状フィルターエレメントの中央部には、筒状管体を貫装（配置）する穴が設けられている。押出機スクリューによって加圧された流体自体の圧力（流体圧）によって、円板状フィルターエレメントで濾過された流体は、複数本の凸状が形成された流路（スペース）に達し、筒状管体の壁面に穿設された貫通孔から筒状管体の内部空間部に送られ、溶融状態を維持したまま、円筒状ハウジング外に装備された、例えば、ストランド形成用ダイ、チューブ形成用ダイ、シート製造用Ｔダイ、フィルム製造用サーキュラーダイなどに送り出す機能を果たす。
【００１４】
円筒状ハウジングの直径Ｄは、押出機の大きさに応じて選ばれるが、小さすぎると濾過効率が低すぎ、大きすぎると製作費、稼動費などが嵩むばかりでなく、流体の滞留時間が長くなり流体が変質することがあるので、いずれも好ましくない。円筒状ハウジングの直径Ｄは、２５０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲、中でも２５０ｍｍ〜４００ｍｍが好適である。円筒状ハウジングの長さＬは、直径Ｄに応じて変更するものとし、Ｌ／Ｄ比を２〜４０の範囲とするのが好ましく、中でも３〜２０が好ましい。円筒状ハウジングの壁面の厚さは、円筒状ハウジングの大きさ、材質などにもよるが、濾過される流体が円板状フィルターエレメントを通過する際に生じる流体圧に十分に耐え得る厚さ、例えば、２ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で選ぶことができる。材質は、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などが挙げられる。
【００１５】
筒状管体（中央濾液集液管）には、その壁面に複数の貫通孔が穿設されている。貫通孔は、円板状フィルターエレメントによって異物が濾過された流体を、筒状管体の内部空間部に導く。貫通孔の直径は、筒状管体の材質、厚さ、貫通孔の分布密度などによるが、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で選ぶことができる。筒状管体壁面への穿孔率は、低すぎると流体が濾過される際の抵抗が大きく、従って流体の圧力低下△Ｐ（Ｐａ）が大きくなりすぎ、穿孔率が高すぎると筒状管体の強度が低下し、いずれも好ましくない。筒状管体の穿孔率は、筒状管体表面積の３０〜６０％の範囲が好ましい。貫通孔は任意に分布させることができるが、一定間隔で、分布密度を均一にして設けるのが好ましい。筒状管体の材質は、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などの中から選ぶことができる。
【００１６】
円板状フィルターエレメントは、濾材、支持部材および内部スペーサーによって構成され、隣接する円板状フィルターエレメントの間に配置される円板状固定金具（ハブ、詳細は後記する）を挟んで、上記筒状管体（中央濾液集液管）に固定される（後記、図３参照）。円板状フィルターエレメントは、流体に含まれる異物を除去することが主機能であるが、同時に濾過される流体を混合する副次的な機能も果たす。円板状フィルターエレメントは、厚さ方向の中央部に内部スペーサー、その外側両面に支持部材、この支持部材の双方の外側面に濾材が配置されている。円板状フィルターエレメントの中心部には、筒状管体（中央濾液集液管）を貫装（配置）する穴が設けられており、レコード板状の外観を呈する。濾過される流体は、円板状フィルターエレメントの表裏に配置された濾材を通って濾過され、支持部材および内部スペーサーの隙間、筒状管体に穿設された貫通孔を通って筒状管体（中央濾液集液管）の内部空間部に導かれ、円筒状ハウジング外に送り出される。
【００１７】
円板状フィルターエレメントを構成する濾材としては、ワイヤーメッシュ（金属線を織った金網）、その焼結物、金属線製不織布、その焼結物、焼結金属板、多孔質セラミック板、樹脂繊維製不織布、樹脂繊維を織った織布などが挙げられる。中でも、ワイヤーメッシュおよびその焼結物が好ましい。ワイヤーメッシュの織り方は平織、綾織、畳織、綾畳織などが挙げられる。ワイヤーメッシュを構成する金属線の直径は５〜２００μｍ、メッシュの大きさは５〜１００μｍ、中でも１０〜１００μｍのものが好適である。金属線の材質は、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などが挙げられる。濾材は、レコード板状の外観を呈し、中央部の穴の径（内径）は上記筒状管体の外径より若干大きい寸法とされ、外径は２２０ｍｍ〜３８０ｍｍとされる。
【００１８】
支持部材は、上記濾材を後記する内部スペーサーと共に支持し、流体が濾材を通過する際に濾材に流体圧が負荷されても、濾材が変形しないように機能する。支持部材は、濾材の裏側（流体の出口側）に接触させて配置される。支持部材は、厚さ０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの板に直径０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度の穴を多数穿設した金属板（パンチドメタル）、直径が０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度の金属線を織ったワイヤーメッシュや、これを圧延したものなどが好ましい。ワイヤーメッシュの織り方は、平織、畳織などが挙げられる。パンチドメタルの穴の直径、穴の分布、ワイヤーメッシュのメッシュの大きさなどは、濾材に流体圧が負荷されても支持部材自体が変形しない程度にする。金属板や金属線の材質は、濾材用として上に挙げた金属と同種であってよい。支持部材は、レコード板状の外観を呈し、中央部の穴の径（内径）は後記する円板状固定金具（ハブ）に達する寸法とし、外径は濾材の外径と実質的に同じ大きさとするのが好ましい（後記、図３参照）。
【００１９】
内部スペーサーは、円板状フィルターエレメントの内部に配置され、流体が濾材と支持部材の隙間を通過する際に、支持部材と濾材の双方に負荷される流体圧によって両者が潰れたり、変形したりしないようにすると共に、濾材と支持部材の隙間を通過した流体の流路を形成し、流体を円板状フィルターエレメント中央部の穴に導くように機能する。流体は、円板状フィルターエレメント中央部の穴に配置した筒状管体に導かれる。内部スペーサーは、上記支持部材がスペーサーを兼ねるものであってもよいが、特別に調製されたもの、例えば、直径が大きく目の粗いワイヤーメッシュ、複数本の棒を放射状に並べたもの、複数本の細幅の板を放射状に並べたもの、金属板に複数の溝を放射状に刻設したものなどであってもよい。目の粗いワイヤーメッシュの場合は、金属線の直径が０．５ｍｍ〜５ｍｍ、メッシュの大きさを０．５ｍｍ〜１５ｍｍとするのが好適である。金属線、金属棒、金属板などによって構成される内部スペーサーの材質としては、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などが挙げられる。
【００２０】
内部スペーサーの外径は、上記した濾材および支持部材より若干小さくするのが好ましい。濾材および支持部材の外周は、濾材および支持部材の双方が分離しないように押し潰して溶接、または、外周を固定具で挟持するが、内部スペーサーの外周は、押し潰して溶接する外周部分や、固定具で挟持する外周部分に達しなくてもよい。外周を溶接する際の溶接幅、固定具で定具する場合の固定具の幅は、円板状フィルターエレメントの直径にもよるが、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で選ばれる。外周固定具の材質は、濾材用として上に挙げた金属と同種とするのが好ましい。内部スペーサー中央部の穴の径（内径）は、後記する円板状固定金具（ハブ）に達する寸法とし、外径は濾材の外径と実質的に同じ大きさとするのが好ましい（後記、図３参照）。
【００２１】
本発明に係る高粘度流体の濾過方法で使用するディスクフィルターは、前記したとおり、筒状管体（中央濾液集液管）の長さ方向に対して直角に、複数枚の円板状フィルターエレメントを積み重ねて配置・固定したものである。その固定方法としては、（１）一端が閉鎖されている筒状管体の閉鎖されている側とは反対側に、エンドプレートを配置し、このエンドプレートを、ワッシャーを介してボルトで固定する方法（後記、図１参照）、（２）特許文献１（実開平６−８１６０７号公報）の図１に記載されていると同様の固定方法、（３）特許文献１の図１に記載されている固定方法を変更した固定方法、などが挙げられる。円板状フィルターエレメントを筒状管体にする固定方法は、これら例示した方法に限定されるものではない。
【００２２】
上記（１）の固定方法で使用されるエンドプレートの材質は、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などであり、その直径は円板状フィルターエレメントと同じ寸法とし、厚さは材質にもよるが、３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で選ばれる。上記(2)の特許文献１の図１に記載されている固定方法では、円筒状筐体（ハウジング）４８（図番は、特許文献１の図番を意味する）の内部空間の長さ方向中央部に配置された管状５６に、複数の円板状フィルターエレメント５４を固定した構造とされている。筐体４８の上蓋４４の中央部穴に管状５６の一端を固定し、この管状５６に複数枚の円板状フィルターエレメント５４を、スペーサー６４を介して積み重ねて配置し、最端の円板状フィルターエレメント５４を、スペーサー６４を介してガイド部材６５を配置し、係止部材６２を管状５６の他端に螺合させて、複数枚の円板状フィルターエレメント５４とガイド部材６５を固定している。なお、ガイド部材６５の外径は円板状フィルターエレメントと同じ直径とするのが好ましい。
【００２３】
上記（３）の固定方法は、まず、上記（２）のガイド部材６５と係止部材６２とを一体化した部材（エンド部材）とし、管体の濾過される流体の入口側に雄ネジを刻設し、エンド部材を袋ナットとして雌ネジを刻設した構造とする。ついで、管体５６に複数枚の円板状フィルターエレメントを、スペーサー６４を介して積み重ねて配置し、管体の雄ネジをエンド部材の袋ナットに螺合させて固定する方法である。
【００２４】
本発明に係る高粘度流体の濾過方法で使用するディスクフィルターは、筒状管体の外周壁面に複数枚の円板状フィルターエレメントを固定する際に、隣り合う円板状フィルターエレメントの内径側に、円板状の固定金具（ハブ）が配置される。固定金具（ハブ）は、一枚の円板状フィルターエレメントの構成部材（濾材、支持部材および内部スペーサー）が、相互に分離しないように上下から挟んで支持・固定するものである。固定金具（ハブ）の構造は、(ａ)円板状フィルターエレメントを構成する部材を上下から挟んで支持・固定する構造（後記、図３〜図４参照）、(ｂ)外側に開口した断面コ字型の環状体とし、コ字の開口部に構成部材を挿入した構造のもの（実開昭６１−８１５号公報、第２図参照）など、種々変形できる。上記(ａ)の構造のものは、筒状管体の外周壁面に複数枚の円板状フィルターエレメントを固定する際に、支持・固定することができる。
【００２５】
円板状固定金具（ハブ）の内径は、上記(ａ)の構造、上記(ｂ)の構造のものともに、筒状管体（中央濾液集液管）の外径より若干大きい寸法とし、両者の隙間に高粘度流体（溶融樹脂）を通過させる。円板状の寸法幅は、広いほうが円板状フィルターエレメントの構成部材を安定的に支持・固定することができるが、ディスクフィルターの有効濾過面積が小さくなるので、これらを勘案して決定する。固定金具（ハブ）の幅は、円板状フィルターエレメントの大きさに応じて２０ｍｍ〜５０ｍｍ、厚さは１．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で選ぶことができる。固定金具（ハブ）の材質としては、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などが挙げられる。
【００２６】
本発明に係る高粘度流体の濾過方法で使用するディスクフィルターは、筒状管体の外周壁面に複数枚の円板状フィルターエレメントを固定する際に、隣接する固定金具（ハブ）の間にシール部材を配置する（後記、図３〜図５参照）。シール部材（ガスケット、またはパッキング）は、濾過される流体が円板状フィルターエレメントの中に配置された内部スペーサー以外の部分から筒状管体に流れ込まないようにシールするものである。シール部材の形状は、円板状固定金具（ハブ）の構造に応じて、円板状、Ｏリング状のものから適切なものを選べばよい。シール部材の材質は、金属、耐熱性樹脂、耐熱性ゴムなどの中から選ぶことができ、シール部材は、二個以上配置してもよく、直径の異なるＯリングを二個以上配置することもできる。シール部材の厚さは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で選ぶことができる。
【００２７】
本発明に係る高粘度流体の濾過方法で使用するディスクフィルターは、筒状管体の外周壁面に複数枚の円板状フィルターエレメントを固定する際に、上記固定金具（ハブ）の厚さを変え、または、シール部材と組み合わせて配置することによって、隣接する円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔寸法を、容易に調節することができる。
【００２８】
本発明に係る高粘度流体の濾過方法で使用するディスクフィルターは、筒状管体に複数枚の円板状フィルターエレメントを固定する際に、隣り合う円板状フィルターエレメントの間に、外部スペーサーを配置する（後記、図５参照）。外部スペーサーは、隣り合う円板状フィルターエレメント間の間隔を一定に維持するために配置するものである。外部スペーサーは、直径が大きく目の粗いワイヤーメッシュ、複数本の棒を放射状に並べたもの、複数本の細幅の板を放射状に並べたもの、金属板に複数の溝を放射状に刻設したものなどが挙げられる。目の粗いワイヤーメッシュの場合は、金属線の直径が１ｍｍ〜２ｍｍ、メッシュの大きさを１．５ｍｍ〜２ｍｍとするのが好適である。金属線、金属棒、金属板などの材質は、ステンレススチール、銅、銅系合金、チタン、チタン系合金などの中から選ぶことができる。
【００２９】
外部スペーサーの内径は上記円板状固定金具（ハブ）の外周と同一ないし若干大きくし、外径は円板状フィルターエレメントの外周と同一ないし若干小さい寸法とするのが好ましい。外部スペーサーの厚さは、隣り合う円板状フィルターエレメントの間隔と同一寸法とするのが好ましい。
【００３０】
本発明者らの実験によれば、隣り合った円板状フィルターエレメントの隙間を大きくすると、流体がその隙間を通過する際の流体圧低下と、流体圧による円板状フィルターエレメントの変形とを防ぐことができる。しかし、隣り合った円板状フィルターエレメントの隙間を大きくすると、限られた容積の円筒状ハウジング内に配置できる円板状フィルターエレメントの枚数が少なくなり、ディスクフィルターの濾過面積が小さくなる。ディスクフィルターの濾過面積を大きくする目的で、円板状フィルターエレメントの枚数を増やすと、円筒状ハウジングを大きくしなければならず、円筒状ハウジング内での流体の滞留時間が長くなり、流体の濾過効率が悪くなるばかりでなく、流体が溶融熱可塑性樹脂の場合にはゲル化や熱分解などの変質が起こり易く、好ましくない。
【００３１】
本発明者らの実験によれば、また、高粘度流体の濾過方法では、濾過される流体が円板状フィルターエレメントを通過するとき、流体の流量（Ｑ）と流体の粘度（μ）とが前記式（Ｉ）を満たす条件下で濾過することが必要であり、さらに、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の適切な間隔は、濾過面を通過する流体の流量（Ｑ）、流体の粘度（μ）、および、円板状フィルターエレメントの直径などと関連することが分かった。すなわち、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔は、円板状フィルターエレメントの直径に応じて変えることが必要で、円板状フィルターエレメントの直径が２２０ｍｍ〜２８０ｍｍ未満の場合は、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を２．０ｍｍ以上とし、直径が２８０ｍｍ〜３８０ｍｍの場合は、隣り合う円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を２．５ｍｍ以上とする必要があることが分かった。ディスクフィルターが前記式（Ｉ）を満たし、かつ、流体の粘度（μ）と流体の流量（Ｑ）との関係が、前記式（Ｉ）を満たすときは、円板状フィルターエレメントの直径に応じて、円板状フィルターエレメントの濾過面の間隔を以下に記す範囲に変更することにより、本発明の前記目的を効果的に達成できることが分かった。
【００３２】
従来は、ディスクフィルター装置全体の圧力損失を低く抑えるために、限られた容積の円筒状ハウジング内に配置・設置できる円板状フィルターエレメントの枚数を多くし、濾過面積をできる限り大きくする目的で、隣り合う円板状フィルターエレメントの間隙をできる限り小さくしていた。これに対して、本発明に係る濾過方法で使用するディスクフィルター装置は、円板状フィルターエレメントの間隙を従来のものより大きい値とするので、限られた容積の円筒状ハウジング内に配置・設置できる円板状フィルターエレメントの枚数は少なく、濾過面積も小さくなる。しかし、前記式（Ｉ）を満たす条件下で濾過すると、流体が隣り合った円板状フィルターエレメントの間隙を通過する際の圧力損失が、際立って大きくなる。これは、従来とは逆に、隣り合った円板状フィルターエレメントの間隙を大きくすることが効果的であることを、示唆している。
【００３３】
流体が円板状フィルターエレメントの間隙を通過する際の圧力損失は、隣り合った円板状フィルターエレメントの間隙の３乗に比例することが知られており、間隙がわずかに変化しただけで、この間隙における圧力損失が大きく変化することが分かる。この円板状フィルターエレメントの間隙を流体が通過する際の圧力損失が大きいと、円板状フィルターエレメントを変形させようとする応力が大きくなるので、この圧力損失は小さいほうが好ましい。この部分の圧力損失が小さくなると、結果的にディスクフィルター全体の圧力損失が小さくなる。従って、この間隙を適切に調節することにより、円板状フィルターエレメントを変形させようとする応力を、円板状フィルターエレメントの変形に対する耐力以下に抑えつつ、ディスクフィルター装置全体の圧力損失を、従来の程度またはそれ以下に抑えることができる。
【実施例】
【００３４】
本発明に係る濾過方法で使用されるディスクフィルターを、図面に基づいて説明し、このディスクフィルターを使用した実験例を記載するが、本発明は以下に例示したものに限定されるものではない。図１はディスクフィルターの一例の縦断面概略図、図２はディスクフィルターを構成する部品と、その組合せ例の一例を示す分解概略斜視図、図３はないし図５円板状フィルターエレメントを構成する部品と、これを重ね合せた例を示す縦断面概略図である。
【００３５】
図１において、１０はディスクフィルターであり、このディスクフィルター１０は円筒状ハウジング１１の中空部１２の中央部に、複数枚の円板状フィルターエレメント１３が、筒状管体１４の外周に複数枚積み重ねて配置されている。円筒状ハウジング１１は密閉構造とされ、一端に流体入口１５を設け、他端に流体出口１６が設けられている。円筒状ハウジング１１の中空部１２に設けた流体入口１５側の流路は、流体を中空部１２の総ての方向に均一に分散させるために、図１の示されているように外観を逆円錐型とするのが好ましい。
【００３６】
押出機で溶融された流体は、加圧された状態で流体入口１５から送り込まれ、逆円錐型とされた流路で総ての方向に均一に分散され、円筒状ハウジング１１の内壁と円板状フィルターエレメント１３の外周との間に形成された空間を通り、この空間全体を流体で満たす。流体は、隣り合う円板状フィルターエレメント１３が形成する隙間に流れ込み、円板状フィルターエレメント１３で濾過され、筒状管体（中央濾液集液管）１４の凸状１４ｂとシール部材２９の内側端部とで形成される隙間（スペース）に滞留し、貫通孔１４ｂを通過して筒状管体１４の内部空間部に集められ、流体出口１６から送り出される。
【００３７】
複数枚の円板状フィルターエレメントは、図２にこれを構成する部品および各部品の組合せ例の一例を分解概略斜視図として示した。筒状管体１４の一端に筒状管体１４の軸に対して直角に仕切り板１７を固定し、この仕切り板１７にシール部材１８、外部スペーサー１９、円板状フィルターエレメント１３、シール部材１８、外部スペーサー１９、円板状フィルターエレメント１３の順に、繰り返し積重ねて配置し、筒状管体１４の他端にエンドプレート２０、エンドプレートシール部材２１、エンドプレートワッシャー２２、エンドプレートワッシャーシール部材２３などを配置し、ボルト２４によって筒状管体１４の他端に螺合し、複数枚の円板状フィルターエレメント１３を仕切板１７側に押圧した状態で、筒状管体１４の外側に固定する。
【００３８】
円板状フィルターエレメント１３は、濾材２６、支持部材２７および内部スペーサー２８によって構成されており、２７ａは支持部材２７に穿設されて穴である。図３〜図５に示した例では、支持部材２７はワイヤーメッシュ、支持部材２７はパンチドメタル、濾材２６は金属線製不織布で構成した。円板状フィルターエレメント１３の中心部穴に筒状管体１４を嵌挿し、固定金具２９ａ、２９ｂ、２９ｃなどによって上下から挟み、隣り合う円板状フィルターエレメント１３の界面にシール部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃを配置して、この界面から流体が漏洩するのを防止する。
【００３９】
以下に記載の実験例では、ポリプロピレンを使用した。このポリプロピレンの粘度（μ）は、東洋精機社製、キャピログラフ（Ｌ／Ｄ＝３０、Ｄ＝１ｍｍ）を使用し、温度２７０℃、２８０℃、２９０℃におけるせん断速度（６５〜２０００ｓｅｃ−１まで）と溶融温度をプロットし、せん断速度１００ｓｅｃ−１での粘度を読み取り、温度と粘度の関係を再プロットし、濾過時の樹脂温度の粘度を読み取り、粘度（μ）としたものである。
【００４０】
[実験例１]
＜直径が２２０mm〜３８０mmのディスクフィルターの例−１＞
図１に示したような縦断面のディスクフィルターを準備し、濾過試験を行った。ディスクフィルターは、長さが１６４０ｍｍ、外径が５１０ｍｍ、内径が３７０ｍｍの円筒状ハウジング１１の中空部１２内に、有効長さが８７２ｍｍであって、長さ方向に直角に切断した断面が六角形で、流体通路の直径が６０ｍｍ、二面幅（六角形の対向する二面の間隔）が７５ｍｍの筒状管体１４が装備されている。筒状管体１４の壁面に、直径５ｍｍの貫通孔が１５ｍｍ間隔で、総数３４２個、格子状に配置され、穿設されている。筒状管体１４の外側に、円板状フィルターエレメント１３を１３０枚、シール部材２９ａを中央部分に配置して、図３に示したように積み重ねた。
【００４１】
円板状フィルターエレメント１３は、中央部に内部スペーサー２８として、直径が１．２ｍｍのステンレススチール製線を平織し、厚さ０．８ｍｍに調節した１０メッシュの金網を配置し、その上下両側に、支持部材２７として厚さ０．８ｍｍ、穴径１ｍｍ、ピッチ２ｍｍのパンチドメタルを配置し、その上下両側に、ステンレススチール製の不織布を焼結し、厚さ０．８ｍｍ、外径３０２ｍｍ、内径８５ｍｍであって、濾過精度４０μｍとした濾材２６を配置した。隣り合う円板状フィルターエレメント１３の間に、図４に示したようにパッキング３０ｂを配置し、また、図２に示した構造のスペーサーII（１９）を配置し、隣り合う円板状フィルターエレメント１３の濾材２６の間隔を２．５ｍｍとした。
【００４２】
上記ディスクフィルターに、溶融したポリプロピレン（粘度８２０Ｐａｓ）を、濾過温度２８０℃、総流量３７Ｌ／minの条件で濾過を開始し、７４時間連続的に濾過した。この間のＱ×μ＝２６８．５（Ｌ／min×Ｐａｓ）であった。隣り合う円板状フィルターエレメント１３の濾材２６の間隔を２．５ｍｍとしたので、円板状フィルターエレメントの枚数は少ないのであるが、円筒状ハウジング１１の初期の入口圧は、１４ＭＰａから１２ＭＰａに低下した。この例は、隣り合う円板状フィルターエレメントの間隔は、溶融したポリプロピレンの流体負荷によって広げられ、負荷圧が低下したものと推定される。連続濾過終了後、円筒状ハウジング１１の中空部１２から円板状フィルターエレメント１３を取り出し、その変形の有無を目視観察したところ、変形は認められなかった。
【００４３】
[実験例２]
＜直径が２２０mm〜３８０mmのディスクフィルターの例−２＞
実験例１に記載のディスクフィルターにおいて、隣り合う円板状フィルターエレメント１３の間に、図２に示した構造のスペーサーII（１９）を配置し、隣り合う円板状フィルターエレメント１３の濾材２６の間隔を１．５ｍｍとした。この例における円板状フィルターエレメント１３の数は、１３０枚である。このディスクフィルターに、溶融したポリプロピレン（粘度８００Ｐａｓ）を、濾過温度２８０℃、総流量３７Ｌ／minの条件で濾過を開始し、９０時間連続的に濾過した。この間のＱ×μ＝２２７．７（Ｌ／min×Ｐａｓ）であり、円筒状ハウジング１１の入口圧は、実験例１におけるようには低下せず、連続的な濾過操作中１４ＭＰａからほとんど変化しなかった。
【００４４】
連続濾過終了後、円筒状ハウジング１１の中空部１２から円板状フィルターエレメント１３を取り出し、その変形の有無を目視観察したところ、円板状フィルターエレメント１３の間隔が、１０〜１５枚単位で大きく広がっており、最大変形量（隣り合う円板状フィルターエレメント１３の濾材２６間の最大値）が６．２ｍｍであり、円板状フィルターエレメント１３０枚中、１１６枚が変形していた。この例は、実験例１におけると同じ直径の円板状フィルターエレメントであっても、隣り合う円板状フィルターエレメント間の間隔が１．５ｍｍと小さいときは、Ｑ×μの値が１５０（Ｌ／min×Ｐａｓ）を超えても、円板状フィルターエレメントが変形するので、Ｑを小さくするなどの対策をとることが必要であることを明らかにしている。
【００４５】
[実験例３]
＜直径が２２０mm〜２８０mmのディスクフィルターの例＞
円板状フィルターエレメントの外径が２７０ｍｍであって、隣り合う円板状フィルターエレメントの間隔を２ｍｍとしたディスクフィルターを使用し、Ｑ×μ＜１５０（Ｌ／min×Ｐａｓ）の条件で濾過した場合の実験例を示す。この実験例で使用したディスクフィルターは、長さが１５１０ｍｍ、外径が４２０ｍｍ、内径が２８５ｍｍの円筒状ハウジング１１の中空部１２内に、有効長さが７５８ｍｍであって、長さ方向に直角に切断した断面が六角形で、流体通路の直径が６０ｍｍ、二面幅が５６ｍｍの筒状管体１４が装備されている。筒状管体１４の壁面に、直径５ｍｍの貫通孔が１５ｍｍ間隔で、総数２８８個、格子状に穿設されている。筒状管体１４の外側に、円板状フィルターエレメント１３を１０５枚、シール部材２９ａを中央部分に配置して、図３に示したように積み重ねた。
【００４６】
円板状フィルターエレメント１３は、中央部に内部スペーサー２８として、直径が１．２ｍｍのステンレススチール製線を平織した１０メッシュの金網を、厚さ２ｍｍに圧延して配置し、その上下両側に、支持部材２７として厚さ０．８ｍｍ、穴径１ｍｍ、ピッチ２ｍｍのパンチドメタルを配置し、その上下両側に、ステンレススチール製の不織布を焼結し、厚さ０．８ｍｍ、外径２２２ｍｍ、内径６３．５ｍｍであって、濾過精度４０μｍとした濾材２６を配置した。隣り合う円板状フィルターエレメント１３の間に、図２に示した構造のスペーサーII（１９）を配置し、隣り合う円板状フィルターエレメント１３の濾材２６の間隔を２．０ｍｍとした。
【００４７】
上記ディスクフィルターに、溶融したポリプロピレン（粘度５０５Ｐａｓ）を、濾過温度２９０℃、総流量３１．５Ｌ／ｍｉｎの条件で濾過を開始し、１１０時間連続的に濾過した。この間のＱ×μ＝１５１．５（Ｌ／ｍｉｎ×Ｐａｓ）であり、円筒状ハウジング１１の入口圧は１４ＭＰａから、１１０時間連続濾過したところで１１ＭＰａに低下した。連続濾過終了後、円筒状ハウジング１１の中空部１２から円板状フィルターエレメント１３を取り出し、その変形の有無を目視観察したところ、変形は認められなかった。隣り合う円板状フィルターエレメント間の間隔が２．０ｍｍと請求項１を満たすときは、実験例１におけると同様に、円板状フィルターエレメントは変形しないことを明らかにしている。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る濾過方法が適用できる流体は、溶融した熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのエステル系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２、ポリアミドＭＸＤなどのアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルホン、ポリイミド、などが挙げられる。熱可塑性樹脂は、これら例示されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る濾過方法で使用されるディスクフィルターの一例の縦断面概略図である。
【図２】ディスクフィルターを構成する部品と、その組合せ例の一例を示す分解概略斜視図である。
【図３】円板状フィルターエレメントを構成する部品と、これを重ね合せた一例を示す縦断面概略図である。
【図４】円板状フィルターエレメントを構成する部品と、これを重ね合せた他の例を示す縦断面概略図である。
【図５】円板状フィルターエレメントを構成する部品と、これを重ね合せたさらに他の例を示す縦断面概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０：ディスクフィルター
１１：円筒状ハウジング
１２：中空部
１３：円板状フィルターエレメント
１４：筒状管体
１４ａ：貫通孔
１４ｂ：凸状
１５：流体入口
１６：流体出口
１７：仕切り板
１８：シール部材
１９：外部スペーサー
２０：エンドプレート
２４：ボルト
２６：濾材
２７：支持部材
２７ａ：穴
２８：内部スペーサー
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ：固定金具
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ：シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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