JP2000192323A - 紡糸用パックフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造の簡素化とともに取扱い性を大幅に改善
でき、かつ、長寿命であり、しかも、ゲル処理性能を含
む濾過性能に極めて優れた紡糸用パックフィルタを提供
する。 【解決手段】 金属パウダーと金属繊維とを一体に焼結
したことを特徴とする紡糸用パックフィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紡糸用パックフィ
ルタに関し、とくに従来のフィルタ部の構造を大幅に簡
略化でき、かつ、濾過性能、寿命に優れた紡糸用パック
フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常フィルタは濾過精度、初期圧損、寿
命の三要素により評価される。言うまでもなく精度は高
い程良く、圧損は低い程良く、寿命は長い程良い。特に
合成繊維の紡糸に使用されるパックフィルタは、紡糸口
金の直上に置かれるものだけに、フィルタ交換の度に生
産は中止されることになり、それだけに長寿命のフィル
タであることが最重要特性である。

【０００３】しかし近年、合繊の中に存在するゲルが断
糸、毛羽発生の大きな原因であることが認識されるに至
り、パックフィルタにも上記の長寿命を初めとする三つ
の特性の他に、ゲル破砕効果が求められることになっ
た。

【０００４】従来の紡糸におけるフィルタ部の構成は、
代表的にはたとえば図９に示すようになっている。すな
わち、紡糸用口金１０１の上に装着されたブレーカプレ
ート１０２上に構成されるパック内に、まずフィルタ１
０３が設けられ、このフィルタ１０３上に、通常、ゲル
処理を目的としたサンド層１０４（天然砂、ガラスビー
ズ、ステンレスパウダー等を積層したもの）が納められ
る。フィルタ１０３には、金網の積層体や、ステンレス
等からなる金属繊維の焼結体が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の紡糸用パックフィルタには以下のような問題が
ある。まず、上記ゲル処理（ゲル破砕）のために設けら
れるサンド層１０４は、たとえば、２〜３種類のサンド
（たとえばステンレスパウダー）を順に手作業で積層し
てパック内に収納しているが、この積層作業は、自動
化、無人化が進む紡糸工程における最も労働集約的な部
分といわれ、生産性向上の大きな妨げとなっている。

【０００６】また、金属パウダーは後述の如く表面に突
起を持っており、この突起がゲル破砕に有効に作用する
ものであるが、上記サンド層１０４では、単に金属パウ
ダーが積層されるだけなので、表面突起が折れて脱落し
やすい。脱落した突起部分は異物となり、下層のフィル
タ層１０３で捕捉される。つまり、フィルタ１０３が上
記異物受けとして使われており、ゲル処理のためのサン
ド層１０４が、逆に異物発生源になっているという、極
めて不合理な構成となっている。上記脱落した突起部分
がフィルタ１０３に捕捉されると、フィルタ１０３の目
詰まりが促進され、寿命の低下を招く。

【０００７】本発明の課題は、上記のような従来のパッ
クフィルタにおける問題点に着目し、構造の簡素化とと
もに取扱い性を大幅に改善でき、かつ、長寿命であり、
しかも、ゲル処理性能を含む濾過性能に極めて優れた紡
糸用パックフィルタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の紡糸用パックフィルタは、金属パウダーと
金属繊維とを一体に焼結したことを特徴とするものから
なる。

【０００９】この紡糸用パックフィルタにおいては、フ
ィルタの厚さ方向に実質的に全域にわたって金属パウダ
ーと金属繊維とが混合されている構成とすることもでき
るし、フィルタの厚さ方向に金属パウダーの層と金属繊
維の層が配置され、両層の境界部に金属パウダーと金属
繊維の混合層が形成されている構成とすることもでき
る。また、パックフィルタの一面にさらに別の、あるい
は同種の金属繊維の層が一体に焼結されている構成とす
ることもできる。

【００１０】上記金属パウダーと混合されて一体焼結さ
れる金属繊維には、通常金属繊維の不織布焼結フィルタ
に使用されている伸線法による細線からなる金属繊維を
用いることもできるし、異形断面繊維からなる金属繊維
を用いることもできる。異形断面繊維は、たとえばびび
り切削法により製造されたものからなり、横断面形状が
三角形等の円形以外の異形形状であるとともに、表面が
粗れており、ゲル破砕効果を有している。また、前記パ
ックフィルタの一面に付加される金属繊維層に用いられ
る金属繊維としては、伸線法による細線からなる金属繊
維が好ましい。この細線からなる金属繊維の層により、
最終的な濾過精度を精細に設定することができる。

【００１１】また、本発明に係る紡糸用パックフィルタ
の代表的な態様として、金属パウダーと、異形断面繊維
からなる金属繊維と、伸線法による細線からなる金属繊
維とが一体に焼結されているものを挙げることができ
る。とくに、フィルタの厚さ方向に、金属パウダーの
層、異形断面繊維からなる金属繊維の層、伸線法による
細線からなる金属繊維の層の順に配置され、各層の境界
部に、金属パウダーと異形断面繊維からなる金属繊維の
混合層および異形断面繊維からなる金属繊維と細線から
なる金属繊維の混合層が形成されているものが好まし
い。つまり、各層間の境界は明確には現れないが、金属
パウダー層、異形断面繊維からなる金属繊維層、細線か
らなる金属繊維層がこの順に積層され、一体焼結された
形態である。

【００１２】このような紡糸用パックフィルタに使用さ
れる金属パウダー、金属繊維としては、防錆性、防食性
等から、ともにステンレスからなるものが好ましい。

【００１３】また、上記のような紡糸用パックフィルタ
は、いわゆる湿式沈降法（後に詳述）により形成でき
る。つまり、金属パウダーと金属繊維が、液中に分散浮
遊させた後沈降させる湿式沈降法により、少なくとも厚
さ方向に部分的に混合されている構成である。

【００１４】このように構成された本発明に係る紡糸用
パックフィルタにおいては、ゲル破砕効果の高い金属パ
ウダーを用いることによりパックフィルタのゲル処理性
能が向上され、同時にこの初期圧損の大きい濾材に金属
繊維が混入されることにより、圧損が下げられ、同時に
濾過精度が向上される。そして、これら両濾材が一体に
焼結されることにより、取扱いが極めて容易になるとと
もに、一体焼結であるから金属パウダーの突起部分の脱
落が実質的に無くなり、高いゲル処理性能が維持されつ
つ、フィルタの長寿命化が実現される。

【００１５】また、金属パウダーと混合される金属繊維
に異形断面繊維を用いれば、異形断面繊維が有するゲル
処理機能が付加され、より高いゲル処理性能が得られ
る。併せて、最下流側に伸線法による細線からなる金属
繊維の層を配置することにより、同時に所望の高精度濾
過性能を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図は、本発明の一実
施態様に係る紡糸用パックフィルタを適用した紡口部の
概略構成を示している。図１において、紡糸用口金２上
に装着されたブレーカプレート３上に、本発明に係る紡
糸用パックフィルタ１が設けられる。本発明において
は、図９に示したようなサンド層は不要になる。

【００１７】紡糸用パックフィルタ１の濾材は、各種態
様に構成できる。たとえば図２に示すように、パックフ
ィルタ１１を、フィルタの厚さ方向に実質的に全域に渡
って金属パウダー１２と金属繊維１３とが混合され一体
焼結されている構成とできる。もっとも、図２に示すよ
うに、ポリマ流の上流側（図の上部側）程金属パウダー
１２の割合が多く、下流側（図の下部側）程金属繊維１
３の割合が多い構成が好ましい。このように割合を変化
させる構成は、後述の湿式沈降法による製造によって達
成できる。

【００１８】混合される金属パウダーには、たとえば空
中に噴射する方法によって製造され、図３に示すよう
に、表面上に突起１２ａを有している。この突起１２ａ
が、ゲル破砕に有効に働き、金属パウダー１２を主体と
する層に良好なゲル処理性能が付与される。

【００１９】一方金属繊維１３には、通常金属繊維の不
織布形成に用いられている、伸線法（所望の線径まで引
き伸ばす方法）により製造された細線を用いることがで
きる。このような細線はたとえば４μｍ程度、あるいは
それ以下の線径まで容易に形成できるから、所望の高い
濾過精度が容易に得られる。

【００２０】あるいは、金属繊維１３として、たとえば
図４に示すような異形断面繊維からなる金属繊維１４を
用いることもできる。図示例では、横断面が三角形のも
のを示してあるが、円形以外の他の異形断面のものも使
用できる。このような異形断面繊維からなる金属繊維１
４は、たとえばびびり切削法により所定の繊維長に切断
されて使用されるが、その表面が粗れている。この表面
粗れ１４ａ（表面凹凸あるいは表面突起）が、ゲル破砕
効果を発揮する。したがって、このような異形断面繊維
からなる金属繊維１４を金属パウダーと混合し、一体焼
結することにより、金属パウダー１２が有するゲル処理
機能に対し、パックフィルタ全体としてのゲル処理機能
が一段と高められる。ただし、このびびり切削法による
異形断面繊維からなる金属繊維１４は、あまり細いもの
には形成できないので、後述の如く、最下流側には高精
度濾過のために伸線法による細線からなる金属繊維を設
け、良好なゲル破砕機能を有する、異形断面繊維からな
る金属繊維１４と機能を分けて使用するのが好ましい。

【００２１】また別の態様として、たとえば図５に示す
ように、フィルタの厚さ方向において、実質的に金属パ
ウダー１２のみからなる層と実質的に金属繊維１３のみ
からなる層との境界部に、金属パウダー１２と金属繊維
１３との混合層２２を形成したパックフィルタ２１とし
てもよい。この金属繊維１３は、前述の異形断面繊維か
らなるもの、伸線法による細線からなるもののいずれで
もよい。

【００２２】このように構成すれば、ゲル処理機能を有
する金属パウダー１２の層から、主として濾過精度を決
める金属繊維１３の層へと、急激な変化なく円滑に移行
させることができる。

【００２３】さらに別の態様として、図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、パックフィルタの一面（下流側の
面）上に別の金属繊維の層を一体焼結することもでき
る。この態様は、とくに図２や図５に示した形態におい
て金属パウダー１２と混合される金属繊維１３が異形断
面繊維からなる場合に有効である。

【００２４】すなわち、図６（Ａ）に示す態様は、図２
に示したパックフィルタ１１の構成において金属繊維１
３に図４に示したような異形断面繊維からなる金属繊維
１４が用いられており、その一面（ポリマ流れ方向下流
側）に、伸線法による細線からなる金属繊維３２の層が
一体に焼結されたパックフィルタ３１である。

【００２５】また、図６（Ｂ）に示す態様は、図５に示
したパックフィルタ２１の構成において金属繊維１３に
図４に示したような異形断面繊維から金属繊維１４が用
いられており、その一面に、伸線法による細線からなる
金属繊維４２の層が一体に焼結されたパックフィルタ４
１である。

【００２６】図６（Ａ）、（Ｂ）に示したような態様で
は、パックフィルタ部１１、２１で良好なゲル処理効果
が得られ、伸線法による細線からなる金属繊維層３２、
４２で、所望の高い濾過精度が確保される。

【００２７】さらに、図６（Ａ）、（Ｂ）に示した態様
では、断面において、層１１と層３２、層２１と層４２
との間に比較的明確な境界が現れるが、このような明確
な境界が現れないように、最初から、金属パウダーと、
異形断面繊維からなる金属繊維と、伸線法による細線か
らなる金属繊維とが一体に焼結された構造とすることも
できる。

【００２８】たとえば図７に示すように、実質的に金属
パウダー１２のみからなる層と、実質的に異形断面繊維
からなる金属繊維１４のみからなる層と、実質的に伸線
法による細線からなる金属繊維３２のみからなる層とが
ポリマ流れ方向にこの順に配置され、各層間に、金属パ
ウダー１２と金属繊維１４との混合層５２、および金属
繊維１４と金属繊維３２との混合層５３とが形成された
パックフィルタ５１とすることができる。この形態は最
も好ましい形態である。ゲル処理機能部と高精度濾過部
とが機能分離されるとともに、急激に変化することなく
円滑に移行される。

【００２９】上記のような、金属パウダーおよび金属繊
維には、代表的にはステンレスからなるものが用いら
れ、良好な耐食性や防錆性が得られる。

【００３０】上記のような各態様に係るパックフィルタ
は、たとえば図８に示すような湿式沈降法によって、容
易に製造できる。

【００３１】図８において、複数の供給タンク６１ａ、
６１ｂ、６１ｃ、・・・６１ｎが設けられており、各供
給タンクには、予め定められた繊維径、繊維長の金属繊
維および予め定められた粒径の金属パウダーが、種別に
それぞれ収容されている。金属繊維と金属パウダーは、
それぞれ１種類ずつでもよいが、複数種収容していても
よい。各金属繊維と金属パウダーは、スラリーの形態で
収容することが好ましい。

【００３２】各供給タンクから、液体、たとえば水が収
容された攪拌槽６２内に、混合すべき所定の金属繊維１
３および金属パウダー１２が所定の比率で投入され、攪
拌翼６３によって攪拌、混合され、液中に均一に分散、
浮遊される。しかる後に、開閉ゲート６４を開いて、混
合液が下方の沈降抄造槽６５に落とされる。沈降抄造槽
６５には予め水が張られており、、混合液中の金属繊維
１３および金属パウダー１２が、適切に設定された目の
粗さを有する簀の子６６上に沈降される。

【００３３】沈降後、あるいは沈降と実質的に同時に、
弁６７を開いて槽６５内の液を外部に排出する。この動
作により、金属繊維１３と金属パウダー１２との混合物
が簀の子６６上に堆積して、金属繊維１３と金属パウダ
ー１２との混合物からなるシート状の混合体を形成す
る。なおこの時、槽６７内の液は全部排出してもよい
し、液面が簀の子６６の直下の位置まで低下した後、液
排出を停止してもよい。

【００３４】この混合物の沈降過程においては、金属パ
ウダー１２が金属繊維１３に比べて先に沈降するが、金
属繊維１３と金属パウダー１２は液中での分散浮遊状態
にて均一に混合されているので、簀の子６６上に沈降堆
積した後にも、少なくとも堆積物の面と平行方向には極
めて均一な混合状態を維持でき、混合体の厚さ方向各部
分において、混合比率は変化するものの極めて均質な混
合状態が現出される。また、上記沈降速度の差により、
濾材厚み方向に金属繊維１３と金属パウダー１２の混合
比率が変化する。沈降速度の設定または制御により、図
２、図５、図６に示したような形態にできる。また、図
６（Ａ）、（Ｂ）に示した形態を構成するには、パック
フィルタ１１、２１の層と金属繊維３２、４２の層を、
バッチ毎に、つまり一旦水を抜いて再び同様の湿式沈降
を行い、両層を積層することにより作成できる。

【００３５】上記のような本発明に係る紡糸用パックフ
ィルタにおいては、金属パウダー１２により、あるいは
それに加えて異形断面繊維からなる金属繊維１４によ
り、極めて良好なゲル破砕効果が得られる。このとき、
金属パウダー１２や金属繊維１４は一体焼結されている
ので、突起部分が脱落することもなく、それによる濾圧
上昇や寿命の低下は生じない。そして、金属繊維１３、
とくに伸線法による細線からなる金属繊維１３により、
高い濾過精度が確保される。これら全ての濾材が一体焼
結されているから、取扱は極めて簡単になり、かつ、目
標とするゲル処理機能、低圧損性能、高濾過精度が全て
一つの一体焼結された濾材内に集約され、しかも、長寿
命のパックフィルタとなる。また、従来のサンド層は全
て不要になり、大幅な省力化、フィルタ交換時間の短縮
が可能になる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の紡糸用パ
ックフィルタによれば、フィルタ全体としての構造の簡
素化、取扱い性の大幅な向上、ゲル処理機能の大幅な向
上、低圧損化、長寿命化が一挙に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る紡糸用パックフィル
タを用いた紡糸部の概略縦断面図である。

【図２】本発明に係る紡糸用パックフィルタの一態様を
示す部分縦断面図である。

【図３】金属パウダーの一例を示す拡大正面図である。

【図４】異形断面繊維からなる金属繊維の一例を示す拡
大斜視図である。

【図５】本発明に係る紡糸用パックフィルタの別の態様
を示す部分断面図である。

【図６】本発明に係る紡糸用パックフィルタのさらに別
の態様を示す部分断面図である。

【図７】本発明に係る紡糸用パックフィルタのさらに別
の態様を示す部分断面図である。

【図８】湿式沈降法の一例を示す概略構成図である。

【図９】従来の紡糸部の概略縦断面図である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１、５１ 紡糸用パックフィ
ルタ ２ 紡糸用口金 ３ ブレーカプレート １２ 金属パウダー １３ 金属繊維 １４ 異形断面繊維からなる金属繊維 ２２、５２、５３ 混合層 ３２、４２ 伸線法による細線からなる金属繊維

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属パウダーと金属繊維とを一体に焼結
   したことを特徴とする紡糸用パックフィルタ。
2. 【請求項２】 フィルタの厚さ方向に実質的に全域にわ
   たって金属パウダーと金属繊維とが混合されている、請
   求項１の紡糸用パックフィルタ。
3. 【請求項３】 フィルタの厚さ方向に金属パウダーの層
   と金属繊維の層が配置され、両層の境界部に金属パウダ
   ーと金属繊維の混合層が形成されている、請求項１の紡
   糸用パックフィルタ。
4. 【請求項４】 一面にさらに金属繊維の層が一体に焼結
   されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の紡糸
   用パックフィルタ。
5. 【請求項５】 金属繊維が異形断面繊維からなる、請求
   項１ないし４のいずれかに記載の紡糸用パックフィル
   タ。
6. 【請求項６】 異形断面繊維がびびり切削法により製造
   されたものである、請求項５の紡糸用パックフィルタ。
7. 【請求項７】 金属繊維が伸線法による細線からなる、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の紡糸用パックフィ
   ルタ。
8. 【請求項８】 一面にさらに付加される金属繊維層の金
   属繊維が伸線法による細線からなる、請求項４の紡糸用
   パックフィルタ。
9. 【請求項９】 金属パウダーと、異形断面繊維からなる
   金属繊維と、伸線法による細線からなる金属繊維とが一
   体に焼結されている、請求項１ないし８のいずれかに記
   載の紡糸用パックフィルタ。
10. 【請求項１０】 フィルタの厚さ方向に、金属パウダー
    の層、異形断面繊維からなる金属繊維の層、伸線法によ
    る細線からなる金属繊維の層の順に配置され、各層の境
    界部に、金属パウダーと異形断面繊維からなる金属繊維
    の混合層および異形断面繊維からなる金属繊維と細線か
    らなる金属繊維の混合層が形成されている、請求項９の
    紡糸用パックフィルタ。
11. 【請求項１１】 金属パウダーがステンレスからなる、
    請求項１ないし１０のいずれかに記載の紡糸用パックフ
    ィルタ。
12. 【請求項１２】 金属繊維がステンレスからなる、請求
    項１ないし１１のいずれかに記載の紡糸用パックフィル
    タ。
13. 【請求項１３】 金属パウダーと金属繊維が、液中に分
    散浮遊させた後沈降させる湿式沈降法により、少なくと
    も厚さ方向に部分的に混合されている、請求項１ないし
    １２のいずれかに記載の紡糸用パックフィルタ。