(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の濾材と該濾材を直接又は間接的に支持する支持部材とを積層してなる積層金属フィルターであって、
前記支持部材は、金属細線を用いた経線、緯線を織成した網状体からなり、かつ経線、緯線の少なくとも一方には、凹部、凸部の折曲げ部を繰り返す波状に型付けした波付け線を用い、かつこの波付け線は、前記折曲げ部を１つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金属細線と織成されることを特徴とする積層金属フィルター。
【請求項２】
前記金属濾材と支持部材とは、その間に、パンチングプレート又は金属粉末焼結板からなる介挿部材が配置されることを特徴とする請求項１記載の積層金属フィルター。
【請求項３】
前記支持部材は、クリンプ織りによって織成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の積層金属フィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば溶融ポリマーなどのような高粘度流体の濾過に好適に用いられ、特に低圧損化を可能とする積層金属フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学繊維の分野においては、溶融ポリマー中の異物を金属フィルターによって除去することにより、紡糸、製膜の品質向上を図っている。
【０００３】
現在このような用途で用いられるフィルターとして、例えばリーフ形状のものとしては、実公昭６４−９８０号公報などが提案し、図６に例示するように、所定の濾過特性を持つ金属製の濾材Ａと、その下流側において直接又は間接的に支持する網状体などの支持部材Ｂとを積層配置するとともに、濾材Ａの外周部を溶接することによって一体化した円板状のものが多用されている。
【０００４】
この場合、支持部材Ｂは濾材Ａにかかる濾過圧を支持する強度と、濾過された溶融ポリマーが通る流出通路とを確保するために、例えば０．８mmφ程度の金属細線によって平織りした数メッシュ程度の比較的目の粗い網状体が使用されている。
【０００５】
なお、従来のフィルターにおいても、金属細線の折曲げ部である網状体の凸部Ｃが濾材を押圧し局所的に濾材の空孔を潰し目詰まりすることを防ぐために、前記濾材Ａと支持部材Ｂとの間には例えばパンチングプレートや粉末焼結体などの介挿部材Ｄを配置しているものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特に被処理流体が経時変化しやすい例えば化学繊維の溶融ポリマーなどである場合、濾材で濾過された被処理流体の円滑な排出と、流動抵抗の低下とが望まれているが、そのためには、この支持部材を改善し、前記性能を向上させうることが重要であると判明した。
【０００７】
すなわち、前記網状体により直接濾材を支持する場合、濾材は網状体の経線、緯線との交差部がなす凸部で直接支持されることから、経線、緯線を比較的狭いピッチ間隔で交差させることによって交差部の数を増し、交差部の一点当たりに加わる負荷圧力を減じることが必要となる。
【０００８】
しかしながら、このようなものは線材数を増加させ、それに伴って流出通路内に占める有効通路面積が減少して、被処理流体の流出を阻害し、ときにその滞留を発生させる機会を増すなど、高品質の濾過溶融ポリマーを得ることを困難にしていた。
【０００９】
なお、流出通路の増加のために、単に線間隔を広くして使用本数を削減することは、それに伴い濾材を支持する支持点数を減少させることとなり、濾材との接触圧を増し、濾孔を目詰まりさせ、又ときに濾材自体が濾過圧に耐えることができず、変形、破損を生ずることとなる。
【００１０】
またこのような従来の支持部材は、機械織り（平織り）によって製造しており、製網時に発生する加工異物、不純物が交差部内などに残留して完全除去を困難とし、この異物が濾過処理時に剥脱して被処理流体に混入し品質を低下させるという問題も発生している。
【００１１】
網状体以外の他の支持部材として、例えば波付け加工した金属平線を渦巻き状態に成形したもの（例えば実公平１−１４８７１３号）、倒立した金属平線を流出方向に並べ組み立てたもの（例えば特開昭６４−４２１０号）なども知られているが、このような支持部材は組立てに手間を要する他、重量を増して取扱いを困難とし、また前者の支持部材では凸部が平面で濾材と接する為に滞留発生の機会を大きくし、溶融ポリマーなどの濾過のためには不向きである。
【００１２】
本発明は、波付け線の折曲げ部を飛ばして細線を交差させ織成することを基本としてかかる課題を解決しうる積層金属フィルターの提供を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の発明は、金属製の濾材と該濾材を直接又は間接的に支持する支持部材とを積層してなる積層金属フィルターであって、前記支持部材は、金属細線を用いた経線、緯線を織成した網状体からなり、かつ経線、緯線の少なくとも一方には、凹部、凸部の折曲げ部を繰り返す波状に型付けした波付け線を用い、かつこの波付け線は、前記折曲げ部を１つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金属細線と織成されることを特徴としている。
【００１４】
これにより折曲げ部ごとに金属細線を交差させた従来の網状体に比して、金属細線の交差ピッチを大きくすることができ、金属細線の本数を減じうるとともに、波付け線による支持部、即ち折曲げ部における一方の面での凸部の個数を維持して、略同様の支持強度を備えつつ、経線、緯線の本数、乃至交差部を減少させることによって流出通路の面積を増して流体の流過抵抗を減じ流れを円滑とする。また実質的に使用本数を減らしうるため、フィルター自体の軽量化にも役立ち、従って濾過液の流出抵抗の低下と耐濾過圧強度の向上という相反する２つの特性を、一方を犠牲にすることなく改善しうるものであって、
請求項２の発明は、前記金属濾材と支持部材との間に、パンチングプレート又は金属粉末焼結板からなる介挿部材が配置されることを特徴としている。これにより、濾過圧によって、支持部材の細線の交差部での凸部が濾材を局部的に押圧し圧痕発生などを確実に防ぎつつ支持強度を増し、流出通路を拡大しうることとなる。
【００１５】
請求項３の発明は、支持部材を、クリンプ織りによって織成したことを特徴としている。このとき、経線、緯線とも予め波状に型付けした波付け線を用いるため、織成に際しての異物の発生、又交差部などへの噛み込みがなく、かつ予め波付け線を洗浄しておくことによってフィルターの清浄化に役立つ。
【００１６】
【発明の好ましい実施の態様】
図１、図２は、本発明の積層金属フィルター１がリーフフィルターとして用いた一実施例を示し、積層金属フィルター１は、中抜き円板状の濾材２と、この濾材２を支持する中抜き環状の網状体からなる支持部材３とを含み、さらに濾材２と支持部材３との間には、濾材２と支持部材３との直接接触を防ぐ介挿部材４を配置している。介挿部材４は、濾過圧による濾材２の濾孔の変形、閉塞、即ち目つぶれを防止するように支持部材３の凸部によって支持されている。
【００１７】
さらに濾材２と介挿部材４との外周縁は、前記支持部材３の外周縁をこえる部分が挟圧されかつこの挟圧部分の周縁を溶接し溶融によって接合している。又各濾材２の内周縁は断面Ｕ字の補強リング６によって補強され、かつ両側の補強リング６、６間には横孔７を並設した内リング９を介在させる。なお介挿部材４の内周縁もこの内リング９に溶着してもよい。
【００１８】
このような積層金属フィルター１は、図２に一点鎖線で示すスペーサ１０を介して多段に積重ねられ図示しない濾槽内に配置し、処理液、例えば高圧ポリマーを流過させることによって、被処理液は濾材２、介挿部材４を通り支持部材３内を流れて横孔７をへて回収される。
【００１９】
濾材２として好ましくはステンレス鋼、ニッケル鋼などの微細な金属繊維などをランダムに絡ませ所定の濾過孔特性を持たせて焼結した板状の焼結体を用いている。濾材２として、その他に金属粉末の焼結体、又は金属粉末と金属短繊維との混合物の焼結体などを採用することもできる。さらに濾孔、材質などの仕様の異なる複数層の焼結体を積層したもの、濾材表面層保護の為の微小メッシュの金網を表面に積層したものなど、被処理液の種類、処理条件などにより種々設定することができる。
【００２０】
また介挿部材４として複数の小孔を形成したパンチングプレートを用いているが、前記濾材２よりも粗大空孔の板状の金属粉末焼結体などを用いることもできる。
【００２１】
前記支持部材３は、図３，図４に示すように、金属細線を用いた経線１１、緯線１２を織成した網状体からなり、金属細線としては、例えばステンレス鋼線、ニッケル線など耐熱性金属が好ましく、又太さは０．３〜３．０mmの丸線、異形線などが用いられる。なお、金属細線の各部仕様は用いる用途や状態によっても種々変更できる。さらに経線又は緯線の配列ピッチＰ１１、Ｐ１２は、ともに同一としても異ならせてもよく、さらに通常１インチ当たりの本数を２〜５本程度とするのが好ましい。本数が減少すると、太さを増して金属細線自体の強度を向上するのがよい。
【００２２】
経線１１、緯線１２の少なくとも一方には、金属細線を一面から見て凹部１４、凸部１５からなる折曲げ部１６を繰り返す波状に予め型付けしクリンプ成形した波付け線２０を用いている。このような波付け線２０を用いることによって、網状体として形状維持性を高めることができ、ピッチ間隔をより大きくできる。
【００２３】
また、経線１１、緯線１２の双方に前記波付け線２０を用いているとき、両者の嵌合わせによって組立てるいわゆるクリンプ機によって網状体を織成でき、嵌合わせ前に波付け線２０を十分に洗浄することによって、従来の折曲げつつ織成する機械自動織り方法に比べて織成に伴う異物の各線の表面、交差部に異物を残留させることを防止できることとなる。
【００２４】
又波付け線２０の凹部１４、凸部１５からなる各折曲げ部１６の間の凹凸ピッチＰ１６は、金属細線において可能な範囲で小とするのがよく、線径ｄが例えば０．６〜２．５mm程度のときには２〜５ｍｍ程度とする。なお、折曲げ部の凹凸ピッチを１つの金属細線において変化することもでき、また経線、緯線で違えることもできる。さらに所定の濾過圧に耐え得るように全振幅高さＨは例えば線径ｄの約１．５〜２．２倍程度、傾きの平均角度θを３０〜８０°とする傾きに形成するのが好ましい。なおこの時、高さＨが前記２．０以下を含んでいることは、折曲げ部形成時の加圧による局部的断面変形を想定している。なお、折曲げ部のピッチを１つの金属細線において変化することもでき、また経線、緯線で違えることもできる。
【００２５】
この波付け線２０は、前記折曲げ部１６を１つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金属細線、本例では他の波付け線２０ａと織成され網状体を形成する。
【００２６】
又交差する金属細線が、折曲げ部１６を飛ばす飛ばしの間隔は、１以上であって、図３の場合には、平行な細線間で２つの折曲げ部１６，１６を飛ばしている。即ち、波付け線の１つの交差部に隣り合う折曲げ部を第１として、第３番目の折曲げ部１６で次の他の波付け線２０ａと交差している。平行な細線間で飛ばす折曲げ部１６の個数は通常、２〜１０程度とし、金属細線の直径ｄを考慮して支持部材３の保持強度が低下しない程度の交差ピッチとする。なお図３における一点鎖線の四角は凹部１４を示している。
【００２７】
さらに折曲げ部の飛ばしの個数は、経線、緯線とも同数とする場合の他、線方向に異ならせ、又は位置を変化させて配置することができる。間隔を経線、緯線で異ならせる場合にあっては、支持点数はあまり減ずることなく、使用本数を削減することも可能となる。これにより軽量化や流動特性に寄与させることができる。
【００２８】
このように、折曲げ部１６を飛ばして織成しているので軽量化できるとともに、従来よりも多数の折曲げ部が形成可能であることから線自体の耐圧強度については高い特性を有している。したがって、全体として折曲げ部の個数の減少を抑制することもでき、折曲げ部に作用する負荷圧力も小さくすることができ、図５に示す金属積層フィルター１のように、介挿部材が無いときにも濾材への圧痕発生を軽減できる。
【００２９】
そのため、飛ばすことなく折曲げ部ごとに交差させた従来の網状体に比して、支持部材における単位面積当たりの濾材を直接又は間接的に支持する支持部の個数（凸部の数）を大幅に減じることなく、かつ同様の支持強度を備えつつ、経線、緯線の本数、その交差部を減少させることができ、流出通路の面積を増して流体の流過抵抗を減じ、流れを円滑とする。また実質的に使用本数を減らすことができることから、フィルター自体の軽量化を図ることもでき、取扱いを容易にする。
【００３０】
なおこのような支持部材は、このようなリーフ状以外に、プレート状、円筒状など各種のフィルターに応じて種々形状や種類に応用できる。
【００３１】
「具体例」
図１に示すような、濾材２と、支持部材３と、介挿部材４とを有する積層金属フィルターを、濾材２としてステンレス鋼の微細な金属繊維をランダムに絡ませ焼結した焼結体を用い、介挿部材４としてパンチングプレートを用いて製作した。前記支持部材３は、直径２mmのステンレス鋼からなる波付け線を経線１１、緯線１２に用いてクリンプ成形機により織成した。
【００３２】
波付け線２０は、折曲げ部間のピッチＰ１６＝３mm、高さＨ＝３．８mmのクリンプ（凹凸波付け）成形を施し、このように成形した成形線材を経線１１、緯線１２として前記折曲げ部１６の２つ飛ばし毎に交差させ嵌合わせることで網製品とした。
【００３３】
その結果、支持部材３の重量は３０ｇと軽量化できた。また波付け線は、それ自体の耐圧強度は従来の平織網と同様に多くの凹凸部が形成させていることから従来品と変わりなく高い特性を有している。したがって、凸部にかかる負荷圧力も小さくでき、濾材への圧痕発生を軽減できる。
【００３４】
各外周縁を溶融結合させリークを阻止したリーフフィルター１の６０枚をスペーサ１０を介在させて試験プラントの濾過装置に装着して濾過テストを行った。
【００３５】
使用した被処理流体はＰ、Ｐ（ポリプロピレン）の溶融ポリマーであって、処理流量１０００〜１２００kg／Ｈｒ．の条件で濾過処理を行い、濾過処理前後の圧力損失の大小を測定した。
【００３６】
なお、比較試料としては、従来から支持部材として使用してきた機械自動織りによる平織網製品を用いたフィルターも同時に試験し比較した。
【００３７】
（比較品の構成）
比較品は、ステンレス鋼線（線径２mm）による平織網（６メッシュ）で、厚さ４mmに形成した。
【００３８】
その結果、発明品の全圧力損失は６７．９kg／mm2 Ｇと、比較品に比べ１０％以上も減少させることができ、また濾過圧に対して変形等を生じることもなかった
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による積層金属フィルターは特に支持部材として予め折曲げ部を形成した波付け線を使用し、しかも経線、緯線の交差部を折曲げ部を飛ばして配置したことから、実質的な濾材支持点数を減じることなくその使用本数を削減することができ、その結果、被処理流体の流出特性を改善できる。
【００４０】
しかも、全体的な軽量化を図るとともに、従来から指摘されていた支持部材の交差部に付着残留する不純物の排除が容易となることから、高い信頼性を具備し、また本発明は種々形態のフィルターに応用できるなど産業上の利用性は高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す部分断面図である。
【図２】図２は、上半分をスペーサとともに示す平面図である。
【図３】図３は支持部材を例示する平面図である。
【図４】支持部材を例示する断面部である。
【図５】フィルターの他の実施例を示す拡大断面図である。
【図６】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  積層金属フィルター
２  濾材
３  支持部材
４  介挿部材
１１  経線
１２  緯線
１４  凹部
１５  凸部
１６  折曲げ部
Ｐ１６  凹凸ピッチ
【図１】
0003884133.tif 000002
【図２】
0003884133.tif 000003
【図３】
0003884133.tif 000004
【図４】
0003884133.tif 000005
【図５】
0003884133.tif 000006
【図６】
0003884133.tif 000007