(57)【要約】【課題】大幅な圧力損失の増加を招くことなく、変形容易な異物をも効率よく除去可能なフィルター装置及び押出成形装置を提供する。【解決手段】流体を濾過するメッシュフィルタ５ーと、該メッシュフィルター５を挟持するホルダー６とを備え、前記ホルダー６は、前記メッシュフィルター５に流体を導入する導入路７ａを有する導入側ホルダー７と、前記メッシュフィルター５通過後の流体を導出する導出路８ａを有する導出側ホルダー８とから構成され、前記導入路７ａと導出路８ａとがメッシュフィルター５を介して互いにずれた位置に形成された構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を濾過するメッシュフィルターと、該メッシュフィルターを挟持するホルダーとを備え、前記ホルダーは、前記メッシュフィルターに流体を導入する導入路を有する導入側ホルダーと、前記メッシュフィルター通過後の流体を導出する導出路を有する導出側ホルダーとから構成され、前記導入路と導出路とがメッシュフィルターを介して互いにずれた位置に形成されたことを特徴とするフィルター装置。
【請求項２】
前記メッシュフィルターが、複数枚のメッシュを互いに密接した状態で重ね合わせたものである請求項２記載のフィルター装置。
【請求項３】
前記導入路が前記ホルダーの中央部に形成され、前記導出路がホルダーの中央部よりも外方位置に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のフィルター装置。
【請求項４】
前記導入路及び／又は導出路が、複数の貫通孔からなる請求項１、２又は３記載のフィルター装置。
【請求項５】
押出機から吐出された樹脂を、ギヤポンプを介してダイスから所定形状に成形して押し出す押出成形装置において、請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター装置を前記ギヤポンプとダイスとの間に介在させたことを特徴とする押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を濾過するためのフィルター装置及びこれを使用した押出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂の押出成形装置としては、特許文献１に示すように、押出機の先端にブレーカープレート付きメッシュフィルターを介してギヤポンプを接続し、該ギヤポンプの吐出側にダイヘッドを接続するようにした構造のものが知られている。
【０００３】
上記フィルターは、図７に示すように、樹脂をフィルター５の面に対して直交する方向（フィルター軸方向Ｘ）に通過させる構造となっており、樹脂中に不純物として含まれる金属などの硬質の異物を除去することによってポンプの破損を防止するとともに、樹脂配合成分であるカーボンブラック等の粉状成分が凝集してできる凝集体や、樹脂カス等の樹脂異物Ａを除去している。
【特許文献１】特開２００１−１５０５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記フィルター５として、ギヤポンプにとって有害な大きさの金属異物を十分除去することが可能なメッシュを用いた場合でも、凝集体や樹脂カスは比較的容易に変形可能であることから、メッシュの目開きよりも大きいものでも変形しながらメッシュを通過してしまう（図８参照）といった問題が生じていた。
【０００５】
特に、押出成形装置から押出される製品がフィルム状である場合に、樹脂中に樹脂異物が含まれていると、製品表面に凸斑が現れて不良の原因となることから、フィルターでの樹脂異物の除去が重要となる。
【０００６】
この問題を解決するために、フィルターのメッシュを細かくすることも考えられるが、この場合には圧力損失が大幅に増加して押出機に負荷がかかりすぎ、スクリュー回転が止まったり、著しく押出量が減少するおそれが生じるという新たな問題が生じていた。
【０００７】
そこで、本発明においては、大幅な圧力損失の増加を招くことなく、変形容易な異物をも効率よく除去可能なフィルター装置及び押出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、流体を濾過するメッシュフィルターと、該メッシュフィルターを挟持するホルダーとを備え、ホルダーは、メッシュフィルターに流体を導入する導入路を有する導入側ホルダーと、メッシュフィルター通過後の流体を導出する導出路を有する導出側ホルダーとから構成され、導入路と導出路とがメッシュフィルターを介して互いにずれた位置に形成されたことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、導入路と導出路とはフィルターを中心とした対称位置に形成されているのではなく、互いにずれた位置に形成されているため、導入路からメッシュフィルター内に導入された流体はそのままフィルター軸方向に直進することができず、フィルター内で向きを変えてフィルター軸方向と直交する方向（フィルター面方向）に流れて導出路から導出される。
【００１０】
上述したように、本発明のフィルター装置においては、導入路と導出路との間にフィルター内をフィルター面方向に流れる流体流路が形成されることになり、これにより、従来は、縦長に変形しながらメッシュフィルターを通過していた変形容易な異物もフィルター面方向に移動するにはフィルターを構成する線材が障害となるため、結果的にフィルターから抜け出すことができなくなり、効率よく除去することが可能となる。
【００１１】
上記フィルター装置では、流体がフィルター面方向に流れる流体流路を形成するために、メッシュフィルターとホルダーとを密接した状態にすることが重要となる。すなわち、フィルター面方向に流れる流体流路を形成したとしても、フィルターとホルダーとの間に隙間があれば、異物はフィルターを回避しつつフィルター面方向に移動可能となり、結局流体をフィルター軸方向に通過させた場合と同等の異物除去性能しか発揮しないことになる。メッシュフィルターとホルダーとが密接した状態であっても、メッシュ自体が金属線材から構成されているため、フィルター内にフィルター面方向に流体が流れるだけのスペースを十分確保することが可能となる。
【００１２】
また、メッシュフィルターは、メッシュを１枚用いてもよいし、複数枚を互いに密接した状態で重ね合せたものを使用することもできる。メッシュを複数枚重ね合わせて使用する場合も、上記と同様の理由によりメッシュは互いに密接した状態にする。これにより、異物は、よりフィルターを通過しにくくなり、除去効率を高めることができる。
【００１３】
導入路及び導出路の形成位置については特に制限はないが、導入路をホルダーの中央部に形成し、導出路をホルダーの中央部よりも外方位置に形成するのが好ましい。このように導入路と導出路とをフィルター半径方向にずれた位置に配置すれば、流体がフィルター軸方向にフィルターを通過することを確実に防止することができるとともに、流体をフィルター半径方向にスムーズに流すことができる。
【００１４】
また、導入路及び／又は導出路としてホルダ−に穿設した複数の貫通孔で構成することもできる。このようにすれば、フィルターをしっかりと支持することができ、流体圧によってフィルターが撓んだり破損するのを効果的に防止することができる。
【００１５】
上記フィルター装置は、単に流体をフィルター軸方向に通過させる従来のフィルターに比べて、より細かい異物を除去することができる（同じメッシュを使用した場合）。逆にいえば、本発明のフィルター装置と従来のフィルターの異物除去性能を同等にする場合、本発明のフィルター装置では従来のフィルターよりも大きなメッシュを使用することができるため、圧力損失を低減することが可能となる。
【００１６】
上述のごとく、本発明のフィルター装置は、押出成形装置等において粘度の高い樹脂中の異物を除去するのに特に好適に使用することができる。具体的には、押出機から吐出された樹脂を、ギヤポンプを介してダイスから所定形状に成形して押し出す押出成形装置において、フィルター装置を前記ギヤポンプとダイスとの間に介在させた構成とすることができる。
【００１７】
上記構成によれば、異物による凸斑の発生を抑制可能な押出成形装置を得ることができる。ここで、フィルター装置をギヤポンプの下流側に設置したのは、押出機よりもギヤポンプの方が樹脂の搬送能力が高いためであり、フィルター装置がある程度の圧力損失を伴うものであっても、ギヤポンプにより樹脂の押出量を安定させることができ、均一な厚みの製品を得ることが可能となる。
【００１８】
本発明に係るフィルター装置は、押出成形装置のみならず、種々の装置において流体中の異物を除去する目的で使用することができるのは勿論である。例えば、液体原料、塗料などの樹脂組成物あるいは溶剤等の輸送ライン中に介在させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るフィルター装置は、導入路と導出路とがメッシュフィルターを介して互いにずれた位置に形成されたため、導入路と導出路との間にフィルター内をフィルター面方向に流れる流体流路が形成され、異物の除去性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を基に本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る押出成形装置を示す概略構成図である。この押出成形装置は、樹脂流れ方向上流側から押出機１、ギヤポンプ２、フィルター装置３及びダイス４がこの順に接続されて構成されており、最終的にダイス４から所定形状に成形された樹脂製品が押し出されるようになっている。
【００２１】
図２は、図１の押出成形装置において使用される本発明のフィルター装置を示す断面図である。フィルター装置３は、メッシュフィルター５と、メッシュフィルター５を挟持するホルダー６とを備えており、ホルダー６は、メッシュフィルター５に樹脂を導入する導入路７ａを有する導入側ホルダー７と、メッシュフィルター５通過後の樹脂を導出する導出路８ａを有する導出側ホルダー８とから構成されている。導入側ホルダー７及び導出側ホルダー８並びにメッシュフィルター５は、いずれも円盤状に形成されており、最終的なフィルター装置３の形状は円筒状とされている。
【００２２】
図３は、フィルター軸Ｘ方向の上流側から下流側に向けて見た導入側ホルダー７の外観図であり、図４は、フィルター軸Ｘ方向の下流側から上流側に向けて見た導出側ホルダー８の外観図である。図２〜４に示すように、導入路７ａはホルダー６の中央部に形成され、導出路８ａはホルダー６の中央部よりも外方位置に形成されている。
【００２３】
すなわち、導入路７ａと導出路８ａとは、互いにフィルター面方向（半径方向）にずれた位置に形成されており、導入路７ａと導出路８ａとの間にフィルター５内をフィルター面方向に流れる流体流路１３が形成されている。
【００２４】
導入路７ａは、単一の流路としてもよいが、本実施形態においては、導入側ホルダー７の中央部に形成された複数の貫通孔９から構成しており、これによりフィルター５を確実に保持するようになっている。導出路８ａについても同様に、導出側ホルダー８の中央部よりも外方で、中央部を取り囲む帯状領域に形成された複数の貫通孔９から構成されている。
【００２５】
図５は、フィルター装置３の詳細な構造を示す断面図である。図５に示すように、導出側ホルダー８にはメッシュフィルター５を収容可能な筒状部８ｂが形成されており、この筒状部８ｂに導入側ホルダー７が挿入可能とされている。すなわち、導入側ホルダー７はフィルター軸方向にスライド可能に形成されている。この導入側ホルダー７を導出側ホルダー８に挿入してスライドさせることにより、筒状部８ｂに収容されたメッシュフィルター５をホルダー７，８で挟持するようになっている。
【００２６】
上記構成のフィルター装置を押出成形装置にセットするには、図２に示すように、押出機１の吐出口に接続される管体１１の下流側端部に凹部１１ａを設け、この凹部１１ａにフィルター装置３を嵌め込んだ状態で、管体１１と、ギヤポンプ２の入口側に接続された管体１２とを接続する。
【００２７】
このとき、導出側ホルダー８が管体１２に押えられ、導出側ホルダー８が導入側ホルダー７側に押し付けられる。これにより、メッシュフィルター５とホルダー６との間に隙間を生じることなく両者は密接した状態となる。なお、本実施形態においては、メッシュフィルター５として複数枚のメッシュ１０を重ね合わせて使用しているが、メッシュ１０間も隙間を生じることなく、互いに密接した状態となる。
【００２８】
図６は、本発明のフィルター装置３における異物除去の様子を示す模式図である。図に示すように、メッシュフィルター５は、導入側ホルダー７と、導出側ホルダー８とによって挟み込まれ、導入路７ａと、導出路８ａとの間にフィルター軸方向Ｘに直交する流体流路１３が形成されている。
【００２９】
上記構成のフィルター装置３において、樹脂が導入路７ａからフィルター装置３内に導入されると、樹脂はフィルター軸方向Ｘにメッシュフィルター５内に流入するが、そのままフィルター軸方向Ｘに直進することができず、フィルター５内で向きを変えて流体流路１３を通って導出路８ａから導出される。
【００３０】
このとき、樹脂中の異物Ａは、変形してフィルター５内に嵌り込んだ状態となり、樹脂が流れを変えてもフィルター５から抜け出すことができず、結果的に樹脂中から除去される。
【００３１】
なお、本実施形態では、フィルター装置３は、ギヤポンプ２とダイス４の間にのみ介在させた構成としているが、これに加えて押出機１とギヤポンプ２との間にプレフィルターを介在させるようにしてもよい。このプレフィルターは、本発明に係るフィルター装置を使用してもよいし、従来から使用されているようなメッシュフィルターを単に通過させるタイプのものを用いてもよい。このプレフィルターを使用することで、ギヤポンプ２に硬質の異物が浸入するのを防止することができる。
【実施例】
【００３２】
上記実施形態で説明した押出成形装置を使用して、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）をチューブ状に押し出した。このときフィルター装置３で使用するメッシュフィルター５のメッシュの細かさ及びメッシュの枚数を変化させ、製品中に混入した異物の大きさ及び数について評価した。
【００３３】
比較例として、本発明のフィルター装置３の代わりに、円盤状のブレーカープレートに１枚乃至複数枚のメッシュを載置し、ブレーカープレートが下流側になるようにして管体１１の凹部１１ａに嵌め込んだ後、管体１１と管体１２とを接続した。すなわち、ＰＥＳをメッシュフィルターに対してフィルター軸方向に通過させ、製品中の異物の大きさ及び数について評価した。
【００３４】
他の試験条件としては、押出機１とギヤポンプの間には、プレフィルターとして４０メッシュのメッシュフィルターを１枚使用し、押出温度を３４０〜３６０℃、ダイス圧力が１０ＭＰａ、押出ライン速度０．５〜２ｍ／ｍｉｎ、ダイス口径φ１５０ｍｍ、製品厚み１００〜２００μｍになるようにしてＰＥＳを押し出した。
【００３５】
このようにして得られたチューブ状製品を切り開き、任意の５箇所から１０ｃｍ×１０ｃｍのシートを切り出し、これら５枚のシートについてそれぞれ異物の大きさと数を測定した。結果を表１に記す。
【００３６】
【表１】
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表１より、メッシュフィルターとして同じメッシュを同じ枚数使用した場合、実施例と比較例とでは、明らかに実施例の方が異物の大きさ又は個数が少なくなっている。特に、メッシュとして、１００メッシュ以上のものを使用した場合には、比較例３〜５では依然として異物の混入が認められたものの、実施例３〜４では、異物は認められなかった。
【００３７】
すなわち、比較例で異物の混入を防止するには、少なくとも比較例５よりも厳しい条件にする必要があり、その分だけフィルターでの圧力損失が増加することになる。一方、実施例においては、１００メッシュを１枚使用した実施例３ですでに異物の混入は認められず、大幅な圧力損失の増加を伴うことなく、効率よく異物を除去することが可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の押出成形装置を示す概略構成図
【図２】図１の押出成形装置において使用される本発明に係るフィルター装置
【図３】導入側ホルダーの外観図
【図４】導出側ホルダーの外観図
【図５】フィルター装置の詳細な構造を示す断面図
【図６】本発明のフィルター装置における異物除去の様子を示す模式図
【図７】従来のフィルター上の異物を示す模式図
【図８】従来のメッシュフィルターを通過する異物の様子を示す模式図
【符号の説明】
【００３９】
１        押出機
２        ギヤポンプ
３        フィルター装置
４        ダイス
５        メッシュフィルター
６        ホルダー
７        導入側ホルダー
７ａ      導入路
８        導出側ホルダー
８ａ      導出路
８ｂ      筒状部
９        貫通孔
１０        メッシュ
１１、１２  管体
１３        流体流路
Ｘ        フィルター軸方向
Ａ        異物
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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