(57)【要約】【課題】金網のスペーサーに比べて異方性が少なく、かつ圧力損失が小さく長期にわたって安定した性能を維持することのできるフィルターディスク。【解決手段】ろ材１を支持して、ろ過流体の流路を付与するディスク状のスペーサー２の両面にろ材を重ねたフィルターディスク３において、スペーサーを、異なる径の複数のリング状補強体４を芯にして線材５をコイル状に巻き付けたリング状のスペーサーエレメント６を同心円状に配列して形成する。とくに紡糸工程や製膜工程のポリマーろ過に有効に利用することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状スペーサー（２）の両面にろ材（１）を重ねたリーフフィルター用のフィルターディスク（３）において、前記のスペーサーが、異なる径の複数のリング状補強部材（４）を芯にして線材（５）をコイル状に巻き付けたリング状のスペーサーエレメント（６）を、同心円状に配列して形成されていることを特徴とするフィルターディスク。
【請求項２】
リング状の補強部材が、扁平な帯状体であることを特徴とする請求項１に記載のフィルターディスク。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルターディスク（３）を複数枚重ね、ろ過液の流路（１１）を設けたセンターポール（１２）をフィルターディスク中心部に通し、ろ過液の流路をフィルターディスクのスペーサ側に連通せしめ、被ろ過液をフィルターディスクの外面側（１３）から供給し、ろ過液をセンターポールに設けた流路から導出させることを特徴とするリーフフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、フィルターディスク、ならびにそれをユニットとして被ろ過液の流れが並流になるように重ねて構成された、主に高粘性流体のろ過に使用するリーフフィルターに関する。とくに、液状ポリマーに含まれるゲル化物等の異物をろ過、除去することを目的とする紡糸用や製膜用のフィルターに好適である。
【０００２】
【従来の技術】
高粘性流体、たとえば、合成繊維の溶融紡糸やプラスチックフィルムの製膜工程において用いられる原料ポリマーのろ過には、フィルターを支持しポリマーの流路を形成するためのディスク状スペーサーの両面に、ろ材を重ね固定したフィルターディスクをフィルターのユニットとして、その複数枚を中心軸方向に算盤玉状に重ね、耐圧容器に収納し、被ろ過液を各フィルターユニットに並流に流通させる高粘性流体用リーフフィルターが広く利用されている。通常、被ろ過液は、耐圧容器内に加圧送入され、各フィルターディスクをろ材側からスペーサー側に通過してゲル化物や夾雑物をろ過、除去し、ろ過液としてスペーサー内を中心部に向かって流れ、集められて容器外へと導出されている。
【０００３】
従来、前記のフィルターディスクは、ディスク状に切り取った丈夫な金網をスペーサーとして、その両面にリテーナーを介してろ材を重ね、用いられていた。最近ではコイル状の線材をリング状に曲げて同心円に配列し、あるいは渦巻状に巻いてディスク状に形成したものなどが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の金網をスペーサーに利用したフィルターディスクは、流れに異方性があって、ろ過抵抗が大きく線材の交叉部近傍でゲル化物を生じやすいなど、安定した条件で長く使用できない欠点があった。また、新しく提案されているコイル状の線材を曲げてディスクに形成しスペーサーとしたフィルターディスクは、異方性がなくろ過抵抗が小さいなどのメリットがあるものの、コイル状線材がよこずれして噛み合い、たてずれしてピッチに粗密を生じ、また、ろ過圧力によって変形するなど、時間の経過とともに流れが不均一になり、依然として長期に安定して使用する上で課題が残されている。コイル状線材に高級ばね鋼を用いスポット溶接等で線材をリテーナーに固定すれば前記の課題はある程度解決されるが、加工コストが高くなり、かつ、溶接部にポリマーの滞留部を生じ易いという問題がある。
【０００５】
本発明は、異方性がなく、ろ過圧力による変形や横ずれしないで均一な流れをもたらし、安価な素材を用いて容易に製造でき、かつ、長期間にわたり安定した条件で使用できるフィルターディスクおよび主に高粘性流体用のリーフフィルターを課題に研究の結果、完成したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明について図面を参照し具体的に説明する。本発明は、前記の課題を解決する手段として、ディスク状スペーサー２の両面にろ材１を重ねたリーフフィルター用のフィルターディスク３において、前記のスペーサーが、異なる径の複数のリング状補強部材４を芯にして線材５をコイル状に巻き付けたリング状のスペーサーエレメント６を、同心円状に配列して形成されていることを特徴とするフィルターディスクを提供する。
【０００７】
さらに本発明は、前記のいずれかのフィルターディスク３を複数枚重ね、ろ過液（ろ過後の液）の流路１１を設けたセンターポール１２をフィルターディスク３の中心部に通し、ろ過液の流路１１をフィルターディスクのスペーサー２側に連通せしめ、被ろ過液をフィルターディスクの外面側１３から供給し、ろ過液をセンターポール１２に設けた流路１１から導出させることを特徴とするリーフフィルターを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照し実施形態例をあげて具体的に説明する。図面はいずれも本発明の例示であって、図１はリング状スペーサーエレメントを用いたスぺーサーの一部切欠きの平面図、図２はスペーサーの部分拡大図、図３はフィルターディスクの軸方向断面図、図４はリーフフィルターの軸方向断面の部分拡大図である。
【０００９】
さて、前記したフィルターディスクにかかる課題は、その多くがスペーサの良否に起因している。そこで本発明においては、前記のコイル状線材を用いたスペーサーのメリットを残し、その課題を解決する手段を検討した。その結果、加圧下において線材の形状を保持するためには細長い補強部材を用い、これを芯にして線材をコイル状に巻き付け（本発明にはコイル状線材に芯となる細長い補強部材を挿入するものを含む）て、スペーサーエレメントに加工し、このスペーサーエレメントを適宜にディスク形状に形成することによって目的のスペーサーになることが判った。
【００１０】
補強部材４として用いられるのは、屈曲可能な棒状体で、その断面形状に特段の制限はないが、扁平な矩形状又は長円状が好ましい。素材は、使用温度、耐食性等のフィルターの使用条件により金属、プラスチックなどを適宜に選択することができる。補強部材４に巻き付けられる線材（あるいは補強部材を挿入するコイル状線材）５は、特別な事情のない限り軟質ステンレス鋼線などの安価な材料で足りる。線材５の径、巻ピッチ等は、使用条件によって決められる。
【００１１】
上記の線材を巻き付けた補強部材は、例えば細長い補強部材やリング状の補強部材に線材を所定のピッチで巻き付けて製造してもよく、あるいはコイル状の線材の中に補強部材を挿入し、密着させて製造することもできる。線材を巻き付けた細長い補強部材をリング状に加工し、スペーサーエレメントとして使用する。
【００１２】
リング状のスペーサーエレメント６は、径の異なる複数のエレメントを用意し相互に接触させて同心円状に配列して固定し、円盤状のスペーサーに加工する。これらのエレメント６に使用する線材５を巻き付けた補強体部材４は必ずしも同じである必要はなく、エレメント６ごとに線材径や巻付ピッチの適正なものを選択し用いてもよい。又、目的によっては、長尺のスペーサーエレメントをそのまま渦巻状に巻いて円盤状に加工し、スペーサーに形成することもできる。補強部材は、線材がよこずれしたりたてずれし、あるいはろ過圧力によって変形することを防止し、長期にわたってフィルターの安定した性能を維持する作用を奏する。
【００１３】
前記のスペーサーエレメント６を使用する場合も、通常、隣接するスペーサーエレメントとは、相対的な位置にずれを生じない程度に詰めて配置する。断面が扁平なスペーサーエレメントでは、扁平な面をろ材の支持面にすることが多い。隣接するスペーサーエレメントとの間に距離を置く必要のある場合には、長期の使用期間、あるいは組立中に相互の位置を適正に保持するため、然るべき固定部材を用いてスペーサーエレメントの位置をを固定しておくことが望ましい。
【００１４】
フィルターディスクは、一般にスペーサ２の両面にろ材１を保持するリテーナー１４を被せ、さらに所要のろ材１を重ね、外周縁部において、流体が漏洩しないようにリテーナー１４とろ材１とを密着させて固定して製作する。リテーナー１４には多孔板などが、ろ材１には金属不織布などを、ろ過対象により適宜に選択して用いることができる。フィルターディスクの外面側１３から被ろ過液を供給することにより、被ろ過液はろ材１を通過し、ろ過されてスペーサー２側に流入する。そして、ろ過液がスペーサー２中を中心方向に流れ中心部から流出するようにスペーサーにセンターポールと同じ内径をもつ開孔部を設けて流体流路とし、あるいは中心部に流体流路を設けたハブ１５を取り付ける。
【００１５】
このようにして製作された本発明フィルターディスク３は、必要な数を積み重ね、円柱または円筒状であって、軸方向に設けたろ過液の流路１１と、流路１１をスペーサー側に連通させるための連通流路１６とを有するセンターポール１２をフィルターディスク３中心部に通し、スペーサー２側を流路１１に連通せしめ、リーフフィルター本体を組み上げる。
【００１６】
なお、図３には円筒状であって筒内を流路とするセンターポールを使用した例を示したが、角柱または角筒状のセンターポールを用いることもできる。ハブは、通常円筒状に形成されているので、角筒状のセンターポールを用いた場合、ハブの内面とセンターポールの外面との間に空間を生じ、この空間を利用すればハブ側の流路とセンターポール側の流路とを容易に連通させることができる。
【００１７】
また、使用条件によっては、被ろ過液をセンターポールに設けた流路からフィルターディスクの外面側に供給し、ろ過液をスペーサー側から外部に導出させることもできる。
【００１８】
そして、必要なろ過圧を付与するためにフィルター本体は、一般に耐圧ケーシング（不図示）内に収納し、被ろ過液供給口とろ過液排出口とを取り付けて完成する。以上、被ろ過液を加圧供給する場合を説明したが、ろ過条件によってはろ過液を減圧してろ過することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係るフィルターディスクおよびリーフフィルターを利用することによって、長期間使用しても流れは均一に保たれ、ろ材寿命が長くなって、ゲル化の防止、コスト削減と生産合理化に寄与することができる。本発明は、とくに合成繊維の紡糸工程やフィルムの製膜工程におけるポリマーろ過に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】リング状スペーサーエレメントを用いたスぺーサーの平面図
【図２】スペーサーの部分拡大図
【図３】フィルターディスクの軸方向断面図
【図４】リーフディスクフィルターの軸方向断面の部分図
【符号の説明】
１：ろ材                  ２：スペーサー
３：フィルターディスク    ４：補強部材
５：線材                  ６：スペーサエレメント
１１：ろ過液の流路                    １２：センターポール
１３：フィルターディスク外面側        １４：リテーナー
１５：ハブ                            １６：連通流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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