(57)【要約】【課題】異方性がなく、長期にわたってフィルターの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、同じ２枚の金網を相互に２２．５±７．５度の範囲内でバイアス（斜め）に重ね合わせて形成する。とくに紡糸工程や製膜工程のポリマーろ過のリーフフィルターに有効に利用することができる。【選択図】  図２
2004237174.tif 000002
【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、同じ２枚の金網（４、４’）を相互に２２．５±７．５度の範囲内でバイアス（斜め）に重ね合わせ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】
請求項１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、前記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、合成繊維や合成フィルムなどの製造工程において液状ポリマーに含まれる異物やゲル化物等をろ過、除去することを目的とする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必要な原料ポリマーのろ過には、ディスク状のスペーサーを用いてその両面にろ材を重ね、固定してフィルターディスクとし、これ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、耐圧容器に収納した、高粘性流体用リーフフィルターが広く利用されている。スペーサーはフィルターを支持し、かつ、ろ過液の流路を形成する役目を有し、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並流に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、除去され、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る。
【０００３】
従来、前記のフィルターディスクは、スペーサーとして金網をディスク状に切り取り、その両面に多孔板のリテーナーを介してろ材を重ね、ろ材をシールしてろ材外面側とスペーサーとを分離しフィルターのユニットとして用いられていた。また、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、構造が単純で製作コストが小さい利点があるが、スペーサー内の流れに大きな異方性があって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、使用開始当初は、異方性が小さく全方向に均一に流れるために、ろ過抵抗が小さく、ゲル化物を生じにく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スペーサ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】
そこで本発明は、高粘性ろ過液に対して流れに異方性が小さく、ろ過圧力によっても変形を生じにくく長期間安定した条件で使用できる安価な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、スペーサー３が、同じ２枚の金網４、４’を相互に２２．５±７．５度の範囲内でバイアスに重ね合わせ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ー側に連通せしめ、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は本発明フィルターディスクを形成する２枚の金網を重ねたスペーサーの模式的な平面図、図２は２枚の金網をバイアスに重ねたスペーサーにおいてバイアス角度をパラメーターに、圧力損失を縦軸、流れ方向を横軸にその指向性を測定したグラフである。また、図３はフィルターディスクの軸方向断面図、図４はリーフディスクフィルターの主要部分の軸方向断面図である。
【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ーの良否に起因すると考えられる。溶融ポリマーなどの高粘性流体のろ過において、被ろ過液がろ過面を均一に通過することによって全体のろ材が有効にむらなく利用されフィルターディスクを長期にわたって安定使用することができる。通常、ろ材は、全体が均一に構成されているのでそれ自体が被ろ過液の流れに異方性を生じさせたりむらの原因になることはない。ろ過に不均一を生じる大きな原因はスペーサー中のろ過液の流れの不均一にある。ろ過液が、ろ過面において不均一な流れを生じることとにより実質的有効ろ過面積が減少し、滞留部ではゲル化物を生成し、フィルター寿命に大きな影響を与える。
【００１０】
そこで本発明においては、金網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、ごく簡単な金網の使い方によって、その欠点である流れの異方性の問題を極めて効果的に解消できることが判った。一般に１枚の金網では金網面内の流れ易さに異方性がある。しかし複数の金網を重ねて使用すれば、互いの異方性をうち消し合って等方性に近い特性を得ることができる。金網では、その２枚を４５度のバイアスに重ねれば異方性がかなり減少する。ところが、同じ種類の２枚の金網を相互に２２．５±７．５度の範囲、とくに２２．５±２．５度の範囲内でバイアス（斜め）に重ね合わせて形成することによってその異方性が意外にも劇的に減少することが見出された。その実験結果を図２に示す。
【００１１】
なお、本実験は、φ０．８ｍｍ×８メッシュ、厚さ１．２５ｍｍの平織の金網を２枚重ねて厚さ約２．５ｍｍのスペーサーに加工して使用した。スペーサーは、２枚の金網は網目を平行にしたもの（パラレル）、４５度のバイアスに重ねたもの、２２．５度のバイアスに重ねたものの３種類を用いた。
【００１２】
これらのスペーサ２を、図５に示すように圧力損失測定方向を中心とする所定の範囲（測定流路：角度によって規定）２１をＸ状に残して他の部分２２を粘土で塞ぎ、図６に示す２枚の円盤からなる試験体保持部材２３に挟んで固定し、片方の円盤の中心部に設けた吸引口２４から真空ブロワにより吸引して圧力損失を測定した。なお、本実験例において使用した流体は空気であるが、高粘性流体のろ過環境を再現するために層流域で実施した。図２に流量一定の場合における圧力損失とその分布測定結果を、基準位置からの角度で示した流路方向を横軸、圧力損失を縦軸として示した。
【００１３】
図２を見るとパラレルに重ねたものの異方性は、４５度のバイアスに重ねることによって大きく減少するが、さらに、２２．５度のバイアスに重ねることによって異方性が殆ど解消するという驚くべき結果が判明した。詳しくは、２枚の金網を２２．５±７．５度の範囲内でバイアス（斜め）に重ね合わせ、とくに２２．５±２．５度の範囲内でバイアス（斜め）に重ね合わせることが望ましい。
【００１４】
重ね合わせる金網組織は、平織又は綾織が好適である。
【００１５】
さて、一般にフィルターディスク３は、スペーサー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。
【００１６】
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。
【００１７】
なお、図４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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
【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】本発明フィルターディスクに使用する２枚の金網を重ねたスペーサーの模式的な平面図
【図２】２枚の金網をバイアスに重ねたスペーサーにおいてバイアス角度をパラメーターに、圧力損失を縦軸、流れ方向を横軸にその指向性を測定したグラフ。
【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主要部軸方向断面図
【図５】実験例において測定したスペーサ中の流れ方向を示す
【図６】実験装置主要部の模式図
【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、４’：スペーサー用平織金網
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
２１：測定流路                    ２２：粘土で塞いだ部分
２３：試験体保持部材              ２４：吸引口
【図１】
2004237174.tif 000003
【図２】
2004237174.tif 000004
【図３】
2004237174.tif 000005
【図４】
2004237174.tif 000006
【図５】
2004237174.tif 000007
【図６】
2004237174.tif 000008