JP2002119811A - 金属繊維焼結フィルター - Google Patents
金属繊維焼結フィルターInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高粘度液体を安定して濾過することが可能で
あり、かつゲル状物質の阻止性能に優れた金属繊維焼結
フィルターを提供する。 【解決手段】 金属繊維を不織布状に分散し焼結して得
られる金属繊維焼結体を濾材として用いたフィルターで
あって、該濾材の通気抵抗の加圧処理による変化率が２
〜７０％の範囲であることを特徴とする金属繊維焼結フ
ィルター。
あり、かつゲル状物質の阻止性能に優れた金属繊維焼結
フィルターを提供する。 【解決手段】 金属繊維を不織布状に分散し焼結して得
られる金属繊維焼結体を濾材として用いたフィルターで
あって、該濾材の通気抵抗の加圧処理による変化率が２
〜７０％の範囲であることを特徴とする金属繊維焼結フ
ィルター。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属繊維焼結フィル
ターに関し、更に詳しくは高粘度液体を安定して濾過す
ることが可能であり、かつゲル状物質の阻止性能に優れ
た金属繊維焼結フィルターに関する。
ターに関し、更に詳しくは高粘度液体を安定して濾過す
ることが可能であり、かつゲル状物質の阻止性能に優れ
た金属繊維焼結フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】粘度の高い溶液や、溶融ポリマーから繊
維やフィルム製造する際、ポリマー中の異物、フィラー
等に含まれる粗大な粒子等粒子状物或いはゲル状物を除
去するためにフィルターによる濾過が行われる。フィル
ター用の濾材には金属粒子を焼結したもの（金属粒子焼
結体）或いは不織布状の金属繊維を焼結したもの（金属
繊維焼結体）が使用されている。
維やフィルム製造する際、ポリマー中の異物、フィラー
等に含まれる粗大な粒子等粒子状物或いはゲル状物を除
去するためにフィルターによる濾過が行われる。フィル
ター用の濾材には金属粒子を焼結したもの（金属粒子焼
結体）或いは不織布状の金属繊維を焼結したもの（金属
繊維焼結体）が使用されている。
【０００３】金属繊維焼結体は一般的に金属粒子焼結体
に比べて空隙率が高いため、濾過抵抗が小さく、特に粘
度の高いポリマーの精密濾過に適している。しかし熱可
塑性ポリマーを溶融して押出す際、一部のポリマーはし
ばしばゲル状物化して押出成形品の異物欠点になる。こ
のゲル状物を除去する捕捉性能はフィルターの濾材によ
って異なり、金属粒子焼結体が金属繊維焼結体より優れ
ていることが知られている。従って高粘度ポリマーの濾
過において、ゲル状物を除去しつつしかも精密濾過する
ために、金属粒子焼結体と金属繊維焼結体とのそれぞれ
の利点を活かす方法（特開平９−１１３０８号公報、特
開平９−３９０７２号公報）が提案されている。
に比べて空隙率が高いため、濾過抵抗が小さく、特に粘
度の高いポリマーの精密濾過に適している。しかし熱可
塑性ポリマーを溶融して押出す際、一部のポリマーはし
ばしばゲル状物化して押出成形品の異物欠点になる。こ
のゲル状物を除去する捕捉性能はフィルターの濾材によ
って異なり、金属粒子焼結体が金属繊維焼結体より優れ
ていることが知られている。従って高粘度ポリマーの濾
過において、ゲル状物を除去しつつしかも精密濾過する
ために、金属粒子焼結体と金属繊維焼結体とのそれぞれ
の利点を活かす方法（特開平９−１１３０８号公報、特
開平９−３９０７２号公報）が提案されている。
【０００４】即ち、濾過工程を直列二段階にして、そ
の一方に金属繊維焼結体フィルターを用い、他の一方に
金属粒子焼結体フィルターを入れる方法で、濾過工程の
上流側に金属繊維焼結体フィルターを用いればこのフィ
ルターで溶融ポリマー中の異物或いはフィラー等に含ま
れる粗大粒子を捕捉し、下流側の金属粒子焼結体フィル
ターでゲル状物を確実に捕捉することができる。
の一方に金属繊維焼結体フィルターを用い、他の一方に
金属粒子焼結体フィルターを入れる方法で、濾過工程の
上流側に金属繊維焼結体フィルターを用いればこのフィ
ルターで溶融ポリマー中の異物或いはフィラー等に含ま
れる粗大粒子を捕捉し、下流側の金属粒子焼結体フィル
ターでゲル状物を確実に捕捉することができる。
【０００５】二段階濾過の他の具体化方法として、１
個のフィルターエレメントの濾材を金属繊維焼結体と金
属粒子焼結体との積層体で構成して、濾過を実質一工程
で行う方法も知られている。このような濾材が異種焼結
体の積層体の場合、一個のフィルターの容積が大きくな
るため、一定容積の濾過系に組み込めるフィルターの個
数が少なくなり、実質濾過面積が小さくなる欠点があ
る。
個のフィルターエレメントの濾材を金属繊維焼結体と金
属粒子焼結体との積層体で構成して、濾過を実質一工程
で行う方法も知られている。このような濾材が異種焼結
体の積層体の場合、一個のフィルターの容積が大きくな
るため、一定容積の濾過系に組み込めるフィルターの個
数が少なくなり、実質濾過面積が小さくなる欠点があ
る。
【０００６】また、濾過面積の縮小を軽減する方法と
して、薄い金網に小さい金属粒子を焼結して濾材の構成
要素とし、異種焼結体の金属粒子層を代替した積層構造
のフィルターも知られている。
して、薄い金網に小さい金属粒子を焼結して濾材の構成
要素とし、異種焼結体の金属粒子層を代替した積層構造
のフィルターも知られている。
【０００７】しかしながら、濾過工程を二段階に分け
て、金属繊維焼結体による濾過と、金属粒子焼結体によ
る濾過を個別に行う前記の方法では、設備投資が大き
くなる上に、濾過工程が長くなってポリマーの高温履歴
時間が長くなるため、ゲル状物化し易いポリマーでは濾
過工程で新たにゲル状物化を生じる等の問題が生じる。
て、金属繊維焼結体による濾過と、金属粒子焼結体によ
る濾過を個別に行う前記の方法では、設備投資が大き
くなる上に、濾過工程が長くなってポリマーの高温履歴
時間が長くなるため、ゲル状物化し易いポリマーでは濾
過工程で新たにゲル状物化を生じる等の問題が生じる。
【０００８】また、一個のフィルターの濾材が、金属繊
維焼結体と金属粒子焼結体との積層体で構成される前記
の方法は、実質濾過面積が小さくなるため、単位時間
当りのポリマーの濾過量が少なくなる問題があり、加え
てフィルターの再生洗浄が困難になる問題がある。
維焼結体と金属粒子焼結体との積層体で構成される前記
の方法は、実質濾過面積が小さくなるため、単位時間
当りのポリマーの濾過量が少なくなる問題があり、加え
てフィルターの再生洗浄が困難になる問題がある。
【０００９】異種積層体の金属粒子層を、金網に小さい
金属粒子を焼結してなる濾材で代替する前記の方法
は、金属繊維焼結単体のフィルターよりゲル状物捕捉効
果は改善されるが、代替層が薄いため効果が十分でない
ことがある。
金属粒子を焼結してなる濾材で代替する前記の方法
は、金属繊維焼結単体のフィルターよりゲル状物捕捉効
果は改善されるが、代替層が薄いため効果が十分でない
ことがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題を解消し、溶融ポリマー中の異物やフィラー等に
含まれる粗大粒子等の粒子状物とゲル状物を同時に捕捉
し、除去出来るフィルターを提供することを課題とす
る。
な問題を解消し、溶融ポリマー中の異物やフィラー等に
含まれる粗大粒子等の粒子状物とゲル状物を同時に捕捉
し、除去出来るフィルターを提供することを課題とす
る。
【００１１】本発明者は、課題を解決するために種々検
討した結果、通気抵抗の加圧処理による変化率が特定値
になるように焼結された金属繊維焼結体を濾材としてに
用いた金属繊維焼結フィルターであれば、上記の問題が
一挙に解決できることを知見して本発明に到達した。
討した結果、通気抵抗の加圧処理による変化率が特定値
になるように焼結された金属繊維焼結体を濾材としてに
用いた金属繊維焼結フィルターであれば、上記の問題が
一挙に解決できることを知見して本発明に到達した。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、本発明
によれば、金属繊維を不織布状に分散し焼結して得られ
る金属繊維焼結体を濾材として用いたフィルターであっ
て、該濾材の通気抵抗の加圧処理による変化率が２〜７
０％の範囲であることを特徴とする金属繊維焼結フィル
ターにより達成できる。
によれば、金属繊維を不織布状に分散し焼結して得られ
る金属繊維焼結体を濾材として用いたフィルターであっ
て、該濾材の通気抵抗の加圧処理による変化率が２〜７
０％の範囲であることを特徴とする金属繊維焼結フィル
ターにより達成できる。
【００１３】また、本発明の好ましい態様として、前記
濾材の濾過精度が１〜５０μｍのものを挙げることがで
きる。本発明の更に好ましい態様として、粘度が５〜５
０００Ｐａ・ｓの液状物質を被濾過体に用いること、溶
融ポリマーを被濾過体に用いることを挙げることができ
る。
濾材の濾過精度が１〜５０μｍのものを挙げることがで
きる。本発明の更に好ましい態様として、粘度が５〜５
０００Ｐａ・ｓの液状物質を被濾過体に用いること、溶
融ポリマーを被濾過体に用いることを挙げることができ
る。
【００１４】本発明の特に好ましい態様として、フィル
ターの構造が、リーフディスクフィルター、パックディ
スクフィルター、円筒状フィルターよりなる群から選ば
れる少なくとも１種である上記の金属繊維焼結フィルタ
ーを挙げることができる。
ターの構造が、リーフディスクフィルター、パックディ
スクフィルター、円筒状フィルターよりなる群から選ば
れる少なくとも１種である上記の金属繊維焼結フィルタ
ーを挙げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１６】（濾材）本発明の金属繊維焼結フィルター
に用いる濾材は、金属繊維を不織布状に分散し焼結して
得られる濾材であって、加圧処理による通気抵抗の変化
率が２〜７０％の範囲のものである。濾材を構成する金
属繊維は、ステンレス鋼、ハステロイ等の耐蝕性の金属
を、太さが例えば１〜５０μｍの繊維状に成形したもの
であることが好ましい。
に用いる濾材は、金属繊維を不織布状に分散し焼結して
得られる濾材であって、加圧処理による通気抵抗の変化
率が２〜７０％の範囲のものである。濾材を構成する金
属繊維は、ステンレス鋼、ハステロイ等の耐蝕性の金属
を、太さが例えば１〜５０μｍの繊維状に成形したもの
であることが好ましい。
【００１７】本発明に用いる濾材は、通気抵抗の加圧処
理による変化率が２〜７０％の範囲であることが必要で
ある。この通気抵抗とは、２５℃の空気１Ｌ（リット
ル）が１分間に単位面積（１ｃｍ2 ）の濾材を通過する
時の圧力損失のことである。
理による変化率が２〜７０％の範囲であることが必要で
ある。この通気抵抗とは、２５℃の空気１Ｌ（リット
ル）が１分間に単位面積（１ｃｍ2 ）の濾材を通過する
時の圧力損失のことである。
【００１８】また、本発明における加圧処理とは、シー
ト状の濾材から直径５０ｍｍの円板状に切り出した濾材
をサンプルとし、このサンプルの両面に直径５０ｍｍの
円板状に切り出したゴム硬度５０〜７０度、厚さ５ｍｍ
のシリコンゴムシート又はウレタンゴムシートを重ね合
わせ、一方のゴムシートを下側にしてプレス機等の加圧
装置の金型上に設置し、もう一方のゴムシート面に濾材
サンプルの実質単位面積当り１４．７ＭＰａ（１５０Ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）の圧力を加えて１０分間保持し、その後
加圧負荷を開放することをいう。
ト状の濾材から直径５０ｍｍの円板状に切り出した濾材
をサンプルとし、このサンプルの両面に直径５０ｍｍの
円板状に切り出したゴム硬度５０〜７０度、厚さ５ｍｍ
のシリコンゴムシート又はウレタンゴムシートを重ね合
わせ、一方のゴムシートを下側にしてプレス機等の加圧
装置の金型上に設置し、もう一方のゴムシート面に濾材
サンプルの実質単位面積当り１４．７ＭＰａ（１５０Ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）の圧力を加えて１０分間保持し、その後
加圧負荷を開放することをいう。
【００１９】加圧処理した濾材サンプルは、ゴムシート
を取り除いた後、通気抵抗の測定に供する。同一サンプ
ルについてこの加圧処理と通気抵抗測定を５回繰り返
し、５回の通気抵抗測定値の最大値（Ｒｍ）と加圧処理
前の通気抵抗測定値（Ｒｉ）から下記式（１）より通気
抵抗の変化率（Ｘ）を求める。
を取り除いた後、通気抵抗の測定に供する。同一サンプ
ルについてこの加圧処理と通気抵抗測定を５回繰り返
し、５回の通気抵抗測定値の最大値（Ｒｍ）と加圧処理
前の通気抵抗測定値（Ｒｉ）から下記式（１）より通気
抵抗の変化率（Ｘ）を求める。
【００２０】
【数１】 Ｘ＝１００×（Ｒｍ−Ｒｉ）／（Ｒｉ）・・・（１） 但し、上記の式（１）でＸは通気抵抗の変化率（％）、
Ｒｉは加圧処理を行なう前の濾材サンプルの通気抵抗測
定値、Ｒｍは加圧処理と通気抵抗測定を５回繰り返した
際の加圧処理後の通気抵抗測定値の最大値である。
Ｒｉは加圧処理を行なう前の濾材サンプルの通気抵抗測
定値、Ｒｍは加圧処理と通気抵抗測定を５回繰り返した
際の加圧処理後の通気抵抗測定値の最大値である。
【００２１】本発明の金属繊維焼結フィルターに用いる
濾材は、加圧処理による通気抵抗の変化率が２〜７０％
であることが必要であるが、この変化率が２％未満であ
ると、濾材の引張応力に対する伸度が小さく、濾材を曲
げ加工する際に濾材の表面に割れが発生する等の問題が
生じる。また、変化率が７０％を越えると、異物やフィ
ラー等に含まれる粗大粒子等粒子状物とゲル状物を同時
に捕捉し除去する本発明の効果が発現しない。
濾材は、加圧処理による通気抵抗の変化率が２〜７０％
であることが必要であるが、この変化率が２％未満であ
ると、濾材の引張応力に対する伸度が小さく、濾材を曲
げ加工する際に濾材の表面に割れが発生する等の問題が
生じる。また、変化率が７０％を越えると、異物やフィ
ラー等に含まれる粗大粒子等粒子状物とゲル状物を同時
に捕捉し除去する本発明の効果が発現しない。
【００２２】通気抵抗の変化率の下限は、３％であるこ
とが好ましく、４％であることが更に好ましい。また、
通気抵抗の変化率の上限は５０％であることが好まし
く、４０％であることが更に好ましく、３０％であるこ
とが特に好ましい。
とが好ましく、４％であることが更に好ましい。また、
通気抵抗の変化率の上限は５０％であることが好まし
く、４０％であることが更に好ましく、３０％であるこ
とが特に好ましい。
【００２３】本発明の金属繊維焼結フィルターに用いる
濾材は加圧処理による変化率の少ない、言い換えると耐
圧搾変形性に優れたものであるが、このような濾材は、
例えばアスペクト比が６０〜５００００の金属繊維を不
織布状に分散し、焼結の温度や時間を変えることや、濾
材の空隙率を小さくして焼結すること等により造ること
ができる。このアスペクト比とは繊維の長さと太さの比
であって、アスペクト比が６０未満であると、金属繊維
を不織布状に配置して焼結して得られる濾材の機械強度
が不十分になることがある。また、アスペクト比が５０
０００を超えると、金属繊維を不織布状に均一に分散さ
せることが困難になることがある。金属繊維のアスペク
ト比の下限は、濾材の機械強度を更に強固なものとする
ため１００であることが好ましく、５００であることが
更に好ましい。また金属繊維のアスペクト比の上限は、
金属繊維を不織布状に配置する際により均一に分散させ
るため２００００であることが好ましく、１００００で
あることが更に好ましい。
濾材は加圧処理による変化率の少ない、言い換えると耐
圧搾変形性に優れたものであるが、このような濾材は、
例えばアスペクト比が６０〜５００００の金属繊維を不
織布状に分散し、焼結の温度や時間を変えることや、濾
材の空隙率を小さくして焼結すること等により造ること
ができる。このアスペクト比とは繊維の長さと太さの比
であって、アスペクト比が６０未満であると、金属繊維
を不織布状に配置して焼結して得られる濾材の機械強度
が不十分になることがある。また、アスペクト比が５０
０００を超えると、金属繊維を不織布状に均一に分散さ
せることが困難になることがある。金属繊維のアスペク
ト比の下限は、濾材の機械強度を更に強固なものとする
ため１００であることが好ましく、５００であることが
更に好ましい。また金属繊維のアスペクト比の上限は、
金属繊維を不織布状に配置する際により均一に分散させ
るため２００００であることが好ましく、１００００で
あることが更に好ましい。
【００２４】尚、本発明の金属繊維焼結フィルターに用
いる濾材は、その少なくとも片面に保護金網が焼結され
ていることが好ましく、両面に保護金網が焼結されてい
ることが特に好ましい。
いる濾材は、その少なくとも片面に保護金網が焼結され
ていることが好ましく、両面に保護金網が焼結されてい
ることが特に好ましい。
【００２５】（ゲル状物の阻止性能）本発明の金属繊維
焼結フィルターはゲル状物の阻止に優れた性能を発揮す
る。ゲル状物の生成と濾過を、例えばポリエステルのシ
ート成形を例にして述べる。ポリエステルポリマーは押
出機で溶融され、溶融ポリマーは配管系で移送されてフ
ィルターハウジングに導かれ、ここでリーフディスクフ
ィルター等のフィルターを通過してダイからシート状に
押し出され、冷却ドレムで冷却されてシートに成形され
る。
焼結フィルターはゲル状物の阻止に優れた性能を発揮す
る。ゲル状物の生成と濾過を、例えばポリエステルのシ
ート成形を例にして述べる。ポリエステルポリマーは押
出機で溶融され、溶融ポリマーは配管系で移送されてフ
ィルターハウジングに導かれ、ここでリーフディスクフ
ィルター等のフィルターを通過してダイからシート状に
押し出され、冷却ドレムで冷却されてシートに成形され
る。
【００２６】ゲル状物は、ポリマーの熱劣化によって生
じ、押出機からダイの出口までの溶融状態の間に発生す
ると考えられる。例えば、配管の壁面や滞留部等ポリマ
ーの流速が遅い個所で長時間の熱履歴を受けてゲル状物
が生じる。このため、一般にフィルターをダイに接近し
て配置することにより、濾過後のゲル状物発生を極力回
避する手段がとられる。
じ、押出機からダイの出口までの溶融状態の間に発生す
ると考えられる。例えば、配管の壁面や滞留部等ポリマ
ーの流速が遅い個所で長時間の熱履歴を受けてゲル状物
が生じる。このため、一般にフィルターをダイに接近し
て配置することにより、濾過後のゲル状物発生を極力回
避する手段がとられる。
【００２７】ゲル状物は滞留部では溶融ポリマーよりも
ゆっくり流動し、滞留部で発生したゲル状物は配管系の
僅かな流速の変化などによって滞留部から離脱し、ある
いは配管壁面などから剥離して溶融ポリマーに同伴して
流動しフィルターの濾材表面に到達し堆積する。この堆
積量が少なく濾過の差圧が小さい間は、ゲル状物の堆積
物は移動しないが、時間が経過して濾過の差圧が大きく
なると堆積物に作用する押し圧力が大きくなり、ゲル状
物が変形して濾材を通過することがある。
ゆっくり流動し、滞留部で発生したゲル状物は配管系の
僅かな流速の変化などによって滞留部から離脱し、ある
いは配管壁面などから剥離して溶融ポリマーに同伴して
流動しフィルターの濾材表面に到達し堆積する。この堆
積量が少なく濾過の差圧が小さい間は、ゲル状物の堆積
物は移動しないが、時間が経過して濾過の差圧が大きく
なると堆積物に作用する押し圧力が大きくなり、ゲル状
物が変形して濾材を通過することがある。
【００２８】この時に、加圧処理による通気抵抗の変化
率が小さい濾材を用いた本発明の金属繊維焼結フィルタ
ーは、濾過の差圧が大きくなってもゲル状物を捕捉した
ままで通過させない効果がある、或いはゲル状物を実害
の無い程度に小さく裁断して通過させる効果がある。一
方、加圧処理による通気抵抗の変化率が本発明に用いる
濾材よりも大きい濾材では、濾過の差圧が大きくなる
と、変形したゲル状物が貫通できる程度に濾材が変形
し、貫通路が形成されてしまうので、ゲル状物の阻止性
能が劣る。
率が小さい濾材を用いた本発明の金属繊維焼結フィルタ
ーは、濾過の差圧が大きくなってもゲル状物を捕捉した
ままで通過させない効果がある、或いはゲル状物を実害
の無い程度に小さく裁断して通過させる効果がある。一
方、加圧処理による通気抵抗の変化率が本発明に用いる
濾材よりも大きい濾材では、濾過の差圧が大きくなる
と、変形したゲル状物が貫通できる程度に濾材が変形
し、貫通路が形成されてしまうので、ゲル状物の阻止性
能が劣る。
【００２９】（フィルター再生後の濾過性能）金属繊維
焼結フィルターを、例えば溶融ポリマー等の高温高粘度
液体の濾過に用い、次いでこのフィルターを再生洗浄し
て溶融ポリマーの濾過に繰り返し用いる場合、再生後の
フィルターの濾過圧力はポリマー濾過初期の濾過圧力よ
り一般的には高くなる。この理由は不織布状にして焼結
された濾材に高い濾過圧力が負荷されると、濾材に圧搾
変形現象が生じて濾材シートの厚さが薄くなると共に濾
材の空隙率等が減少するためと考えられる。特に、高温
雰囲気で濾材に濾過圧力の負荷が加わると、金属材料の
強度が低下しているため、圧搾変形現象はより顕著にな
る。圧搾変形した濾材シートは、流体に対する圧力損失
が高くなること、ＪＩＳＢ８３５６−１９７６（ＡＳＴ
Ｍ−Ｅ−１２８−６１）で測定される濾材シートの平均
孔径が小さくなること、その結果、濾材シートの濾過精
度が精密濾過の方向に変化する（濾過精度が向上する）
こと知られている。
焼結フィルターを、例えば溶融ポリマー等の高温高粘度
液体の濾過に用い、次いでこのフィルターを再生洗浄し
て溶融ポリマーの濾過に繰り返し用いる場合、再生後の
フィルターの濾過圧力はポリマー濾過初期の濾過圧力よ
り一般的には高くなる。この理由は不織布状にして焼結
された濾材に高い濾過圧力が負荷されると、濾材に圧搾
変形現象が生じて濾材シートの厚さが薄くなると共に濾
材の空隙率等が減少するためと考えられる。特に、高温
雰囲気で濾材に濾過圧力の負荷が加わると、金属材料の
強度が低下しているため、圧搾変形現象はより顕著にな
る。圧搾変形した濾材シートは、流体に対する圧力損失
が高くなること、ＪＩＳＢ８３５６−１９７６（ＡＳＴ
Ｍ−Ｅ−１２８−６１）で測定される濾材シートの平均
孔径が小さくなること、その結果、濾材シートの濾過精
度が精密濾過の方向に変化する（濾過精度が向上する）
こと知られている。
【００３０】しかし、本発明者はゲル状物の濾過につい
ては、金属繊維焼結フィルターが圧搾変形していない新
品フィルターより、繰り返し使用して圧搾変形したフィ
ルターの方がゲル状物を通過し易いことを知見した。
ては、金属繊維焼結フィルターが圧搾変形していない新
品フィルターより、繰り返し使用して圧搾変形したフィ
ルターの方がゲル状物を通過し易いことを知見した。
【００３１】フィルターが被濾過体に含まれる微細な土
石や金属片等の固形異物を捕捉する濾過精度は、濾材シ
ートの平均孔径と高い相関関係にあり、圧搾変形性を受
けて平均孔径が小さくなった平均孔径が減少する圧搾変
形性を受けた濾材シートでは濾過精度は向上する。しか
しゲル状物の捕捉性能は濾材シートの平均孔径との相関
性が低く、むしろ濾材シートの耐圧搾変形性と強い相関
関係があって、平均孔径が小さくとも圧搾変形し易いフ
ィルターはゲル状物を通過し易いことを見出した。
石や金属片等の固形異物を捕捉する濾過精度は、濾材シ
ートの平均孔径と高い相関関係にあり、圧搾変形性を受
けて平均孔径が小さくなった平均孔径が減少する圧搾変
形性を受けた濾材シートでは濾過精度は向上する。しか
しゲル状物の捕捉性能は濾材シートの平均孔径との相関
性が低く、むしろ濾材シートの耐圧搾変形性と強い相関
関係があって、平均孔径が小さくとも圧搾変形し易いフ
ィルターはゲル状物を通過し易いことを見出した。
【００３２】ゲル状物が圧搾変形し易いフィルターを通
過する現象のメカニズムは定かでないが、金属繊維の焼
結体で圧搾変形し難い焼結体の繊維は、加圧処理による
負荷を加えても、その焼結点間の自由空間で緊張状態に
あると思われる。しかし圧搾変形し易い焼結体あるいは
既に圧搾変形している焼結体は負荷を加えると、焼結点
間の距離が短くなって繊維が弛むものと思われる。加え
て、金属繊維の焼結点自身も自由空間の中の固定点でな
く、ある制約の下で自由に動くことが出来るようになる
と思われる。
過する現象のメカニズムは定かでないが、金属繊維の焼
結体で圧搾変形し難い焼結体の繊維は、加圧処理による
負荷を加えても、その焼結点間の自由空間で緊張状態に
あると思われる。しかし圧搾変形し易い焼結体あるいは
既に圧搾変形している焼結体は負荷を加えると、焼結点
間の距離が短くなって繊維が弛むものと思われる。加え
て、金属繊維の焼結点自身も自由空間の中の固定点でな
く、ある制約の下で自由に動くことが出来るようになる
と思われる。
【００３３】ゲル状物が圧搾変形しない焼結体を通過す
る場合には、緊張した繊維に引っ掛かって止まってしま
うか、小さく裁断されて通過することが出来る。しかし
圧搾変形し易い焼結体では、ゲル状物は自身がアメーバ
のように自在に変形し、繊維の弛みや焼結点の移動し易
さを利用して、連続した通気孔を形成しながら通過する
ことが出来ると考えられる。金属粒子焼結体が圧搾変形
しない焼結体であることを考えれば、金属粒子焼結体が
ゲル状物の捕捉性能に優れていることが理解される。
る場合には、緊張した繊維に引っ掛かって止まってしま
うか、小さく裁断されて通過することが出来る。しかし
圧搾変形し易い焼結体では、ゲル状物は自身がアメーバ
のように自在に変形し、繊維の弛みや焼結点の移動し易
さを利用して、連続した通気孔を形成しながら通過する
ことが出来ると考えられる。金属粒子焼結体が圧搾変形
しない焼結体であることを考えれば、金属粒子焼結体が
ゲル状物の捕捉性能に優れていることが理解される。
【００３４】（濾過精度）本発明の金属繊維焼結フィル
ターに用いる濾材は、濾過精度が１〜５０μｍであるこ
とが好ましい。この濾過精度は、コンタミナント（ＡＣ
ＦＴＤ、ＵＷホワイト９０（カオリン））を水に懸濁し
た液（懸濁液）を濾材に導いて一定圧力（−４ｋＰａ）
下で吸引濾過し、濾過前後の懸濁液について各粒径の粒
子の個数を測定して捕集効率を算出し、この捕集効率が
９５％に対応する粒径をもって濾過精度とする。
ターに用いる濾材は、濾過精度が１〜５０μｍであるこ
とが好ましい。この濾過精度は、コンタミナント（ＡＣ
ＦＴＤ、ＵＷホワイト９０（カオリン））を水に懸濁し
た液（懸濁液）を濾材に導いて一定圧力（−４ｋＰａ）
下で吸引濾過し、濾過前後の懸濁液について各粒径の粒
子の個数を測定して捕集効率を算出し、この捕集効率が
９５％に対応する粒径をもって濾過精度とする。
【００３５】本発明における濾材の濾過精度が１μｍ未
満であると濾過圧力に高圧力が必要となるので実用上好
ましくない。また、濾過精度が５０μｍを超えると焼結
体の構成繊維が粗になり過ぎ、粗大粒子やゲル状物を除
去する効果が不足することがある。濾過精度の下限は
１．５μｍであることが更に好ましく、２μｍであるこ
とが特に好ましい。また、濾過精度の上限は４０μｍで
あることが更に好ましく、３０μｍであることが特に好
ましい。
満であると濾過圧力に高圧力が必要となるので実用上好
ましくない。また、濾過精度が５０μｍを超えると焼結
体の構成繊維が粗になり過ぎ、粗大粒子やゲル状物を除
去する効果が不足することがある。濾過精度の下限は
１．５μｍであることが更に好ましく、２μｍであるこ
とが特に好ましい。また、濾過精度の上限は４０μｍで
あることが更に好ましく、３０μｍであることが特に好
ましい。
【００３６】（被濾過体）本発明の金属繊維焼結フィル
ターは被濾過体として、溶融ポリマー等の高粘性流体や
溶質を溶解した溶液、固体を懸濁させた懸濁液などに適
用することができる。このうち、粘度が５〜５０００Ｐ
ａ・ｓの液状物質を被濾過体として用いることが好まし
く、溶融ポリマーを被濾過体として用いることが特に好
ましい。
ターは被濾過体として、溶融ポリマー等の高粘性流体や
溶質を溶解した溶液、固体を懸濁させた懸濁液などに適
用することができる。このうち、粘度が５〜５０００Ｐ
ａ・ｓの液状物質を被濾過体として用いることが好まし
く、溶融ポリマーを被濾過体として用いることが特に好
ましい。
【００３７】被濾過体が溶融ポリマーの場合、例えばポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレートのような芳香族ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンのようなポリオレフイン、ポリスチ
レンのようなポリビニル、ナイロンのようなポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリスルフォン等の熱可塑性重
合体の溶融ポリマーを好ましく挙げることができ、その
中でも芳香族ポリエステルの溶融ポリマーが特に好まし
い。
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレートのような芳香族ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンのようなポリオレフイン、ポリスチ
レンのようなポリビニル、ナイロンのようなポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリスルフォン等の熱可塑性重
合体の溶融ポリマーを好ましく挙げることができ、その
中でも芳香族ポリエステルの溶融ポリマーが特に好まし
い。
【００３８】更に、本発明の金属繊維焼結フィルターは
被濾過体として、粘度が５〜５０００Ｐａ・ｓの範囲の
ものに好ましく適用することができる。被濾過体の粘度
が５Ｐａ・ｓ未満の場合は、本発明の金属繊維焼結フィ
ルターによらなくてもゲル状物の濾過が比較的容易に行
われるので対象にならない。被濾過体の粘度が５０００
Ｐａ・ｓを超える場合は、本発明の金属繊維焼結フィル
ターを用いても、高い濾過圧力のため圧搾変形して本発
明の効果が発現しない。被濾過体の粘度の下限は８Ｐａ
・ｓが更に好ましく、１０Ｐａ・ｓでが特に好ましい。
また被濾過体の粘度の上限は２０００Ｐａ・ｓが更に好
ましく、１０００Ｐａ・ｓが特に好ましい。
被濾過体として、粘度が５〜５０００Ｐａ・ｓの範囲の
ものに好ましく適用することができる。被濾過体の粘度
が５Ｐａ・ｓ未満の場合は、本発明の金属繊維焼結フィ
ルターによらなくてもゲル状物の濾過が比較的容易に行
われるので対象にならない。被濾過体の粘度が５０００
Ｐａ・ｓを超える場合は、本発明の金属繊維焼結フィル
ターを用いても、高い濾過圧力のため圧搾変形して本発
明の効果が発現しない。被濾過体の粘度の下限は８Ｐａ
・ｓが更に好ましく、１０Ｐａ・ｓでが特に好ましい。
また被濾過体の粘度の上限は２０００Ｐａ・ｓが更に好
ましく、１０００Ｐａ・ｓが特に好ましい。
【００３９】被濾過体が溶液の場合の例としては、ポリ
カーボネートを溶解した塩化メチレン溶液、トリアセチ
ルセルロースを溶解した塩化メチレン溶液等を挙げるこ
とができる。これらの溶液にはしばしば完全には溶解し
ていないゲル状物が含まれていることがあり、このゲル
状物が溶剤を蒸発して成形したフィルム等の製品の異物
欠点になる。
カーボネートを溶解した塩化メチレン溶液、トリアセチ
ルセルロースを溶解した塩化メチレン溶液等を挙げるこ
とができる。これらの溶液にはしばしば完全には溶解し
ていないゲル状物が含まれていることがあり、このゲル
状物が溶剤を蒸発して成形したフィルム等の製品の異物
欠点になる。
【００４０】（フィルター構造）本発明の金属繊維焼結
フィルターは、全ての構造のフィルターに適用できる
が、特に溶融ポリマーの濾過に適した構造のリーフディ
スクフィルター、パックディスクフィルター、円筒状フ
ィルターに都合良く適用できる。
フィルターは、全ての構造のフィルターに適用できる
が、特に溶融ポリマーの濾過に適した構造のリーフディ
スクフィルター、パックディスクフィルター、円筒状フ
ィルターに都合良く適用できる。
【００４１】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。なお、本発明における物性値は、以下の如く測定さ
れたものであり、かつ定義される。尚、濾材シートに保
護金網が焼結されている場合、各種濾材特性の測定は保
護金網が積層された状態で実施する。
る。なお、本発明における物性値は、以下の如く測定さ
れたものであり、かつ定義される。尚、濾材シートに保
護金網が焼結されている場合、各種濾材特性の測定は保
護金網が積層された状態で実施する。
【００４２】１．濾材の通気抵抗 濾材の通気抵抗は、２５℃の空気１Ｌ（リットル）が１
分間に単位面積（１ｃｍ2 ）の濾材を通過する時の圧力
損失のことである。通気抵抗は、例えば図２に模式図で
示した通気抵抗測定用セルを、図１に模式図を示した濾
材の通気抵抗測定装置に装着して測定する。図２の濾材
サンプル（１１）には、シート状の濾材から直径５０ｍ
ｍの円板状に切り出したものを用い、シール材（１２：
上側シール材、１３：下側シール材、１４：側面シール
材）で側面からの空気の流入が防げるように組立てる。
上側シール材および下側シール材の穴の直径は３０ｍｍ
とし、セル内の濾材の有効通気面積を７．１ｃｍ2 とす
る。
分間に単位面積（１ｃｍ2 ）の濾材を通過する時の圧力
損失のことである。通気抵抗は、例えば図２に模式図で
示した通気抵抗測定用セルを、図１に模式図を示した濾
材の通気抵抗測定装置に装着して測定する。図２の濾材
サンプル（１１）には、シート状の濾材から直径５０ｍ
ｍの円板状に切り出したものを用い、シール材（１２：
上側シール材、１３：下側シール材、１４：側面シール
材）で側面からの空気の流入が防げるように組立てる。
上側シール材および下側シール材の穴の直径は３０ｍｍ
とし、セル内の濾材の有効通気面積を７．１ｃｍ2 とす
る。
【００４３】この通気抵抗測定用セルを、図１に示した
通気抵抗測定装置に装着し、２５℃に温調した雰囲気下
で真空ポンプ（６）を作動させ、濾材を通気する空気の
量（オリフィス流量計（３）により測定）が単位面積
（１ｃｍ2 ）当り１分間に１Ｌ（リットル）となるよう
流量調節弁（５）の開度を調節する。空気は大気開放配
管（７）を通じて通気抵抗測定用セルに流入する。通気
量が所定の量になった時の圧力損失を通気抵抗測定用マ
ノメーター（２）で測定し、その値を通気抵抗とする。
通気抵抗測定装置に装着し、２５℃に温調した雰囲気下
で真空ポンプ（６）を作動させ、濾材を通気する空気の
量（オリフィス流量計（３）により測定）が単位面積
（１ｃｍ2 ）当り１分間に１Ｌ（リットル）となるよう
流量調節弁（５）の開度を調節する。空気は大気開放配
管（７）を通じて通気抵抗測定用セルに流入する。通気
量が所定の量になった時の圧力損失を通気抵抗測定用マ
ノメーター（２）で測定し、その値を通気抵抗とする。
【００４４】２．濾材の加圧処理 濾材の加圧処理は、シート状の濾材から直径５０ｍｍの
円板状に切り出した濾材をサンプルとし、図３に示した
ようにこのサンプル（２１）の両面に直径５０ｍｍの円
板状に切り出したゴム硬度５０〜７０度、厚さ５ｍｍの
ウレタンゴムシートを重ね合わせ、２５℃に温調した雰
囲気下で一方のゴムシート（２３：下側クッション材）
を下側にしてプレス機等の加圧装置の金型（２５：下側
プレス金型）上に設置し、もう一方のゴムシート面（２
２：上側クッション材）にプレス金型（２４：上側プレ
ス金型）にて濾材サンプルの実質単位面積当り１４．７
ＭＰａ（１５０Ｋｇｆ／ｃｍ2）の圧力を加えて１０分
間保持し、その後加圧負荷を開放する。
円板状に切り出した濾材をサンプルとし、図３に示した
ようにこのサンプル（２１）の両面に直径５０ｍｍの円
板状に切り出したゴム硬度５０〜７０度、厚さ５ｍｍの
ウレタンゴムシートを重ね合わせ、２５℃に温調した雰
囲気下で一方のゴムシート（２３：下側クッション材）
を下側にしてプレス機等の加圧装置の金型（２５：下側
プレス金型）上に設置し、もう一方のゴムシート面（２
２：上側クッション材）にプレス金型（２４：上側プレ
ス金型）にて濾材サンプルの実質単位面積当り１４．７
ＭＰａ（１５０Ｋｇｆ／ｃｍ2）の圧力を加えて１０分
間保持し、その後加圧負荷を開放する。
【００４５】［実施例１］ステンレス繊維を不織布状に
分散し焼結して得た金属繊維の不織布状焼結体を濾材と
した不織布状焼結体を濾材として用いた、直径１７７ｍ
ｍのリーフディスクフィルター３０枚をセットとしたも
のを用いてポリエチレン−２，６−ナレフタレートを溶
融押出し、厚さ６０μｍのポリエステルシートを成形し
た。
分散し焼結して得た金属繊維の不織布状焼結体を濾材と
した不織布状焼結体を濾材として用いた、直径１７７ｍ
ｍのリーフディスクフィルター３０枚をセットとしたも
のを用いてポリエチレン−２，６−ナレフタレートを溶
融押出し、厚さ６０μｍのポリエステルシートを成形し
た。
【００４６】用いた濾材は二層の繊維層からなり、上流
側から第一層は繊維径６μｍで目付け量６００ｇ／
ｍ2 、第二層は繊維径３μｍで目付け量１２００ｇ／ｍ
2 、全体の空隙率が６５％で、通気抵抗の加圧処理によ
る変化率が１３％のものであった。ポリエチレン−２，
６−ナレフタレートのシートを連続５日間成形した結
果、シートにゲル状物は認められなかった。
側から第一層は繊維径６μｍで目付け量６００ｇ／
ｍ2 、第二層は繊維径３μｍで目付け量１２００ｇ／ｍ
2 、全体の空隙率が６５％で、通気抵抗の加圧処理によ
る変化率が１３％のものであった。ポリエチレン−２，
６−ナレフタレートのシートを連続５日間成形した結
果、シートにゲル状物は認められなかった。
【００４７】［比較例１］濾材の繊維構成は実施例１と
同一であるが、その空隙率が７７％、通気抵抗の加圧処
理による変化率が１４０％のものを用いた以外は実施例
１と同様にポリエステルシートを成形した。運転３日目
にゲル状物が発生し、ポリエステルシートにゲル状物に
起因する欠陥が認められた。濾材構成が同一であって
も、通気抵抗の変化率が大きい濾材を用いたフィルター
ではゲル状物が通過し易い。
同一であるが、その空隙率が７７％、通気抵抗の加圧処
理による変化率が１４０％のものを用いた以外は実施例
１と同様にポリエステルシートを成形した。運転３日目
にゲル状物が発生し、ポリエステルシートにゲル状物に
起因する欠陥が認められた。濾材構成が同一であって
も、通気抵抗の変化率が大きい濾材を用いたフィルター
ではゲル状物が通過し易い。
【００４８】［実施例２］上流側から第一層は繊維径８
μｍで目付け量４００ｇ／ｍ2 、第二層は繊維径４μｍ
で目付け量１０００ｇ／ｍ2 、全体の空隙率が６８％
で、通気抵抗の加圧処理による変化率が２３％の濾材を
リーフディスクフィルターに用い、ポリエステルとして
エチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートの重
量比率が８５対１５のものを用い、シート厚さを１７０
μｍとした以外は実施例１と同様にポリエステルシート
を成形した。６日間の連続成形を行なった結果、ポリエ
ステルシートにゲル状物は認められなかった。
μｍで目付け量４００ｇ／ｍ2 、第二層は繊維径４μｍ
で目付け量１０００ｇ／ｍ2 、全体の空隙率が６８％
で、通気抵抗の加圧処理による変化率が２３％の濾材を
リーフディスクフィルターに用い、ポリエステルとして
エチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートの重
量比率が８５対１５のものを用い、シート厚さを１７０
μｍとした以外は実施例１と同様にポリエステルシート
を成形した。６日間の連続成形を行なった結果、ポリエ
ステルシートにゲル状物は認められなかった。
【００４９】［比較例２］濾材の第二層の目付け量を１
７００ｇ／ｍ2 、全体の空隙率を７６％、通気抵抗の加
圧処理による変化率が１４０％である濾材（濾過精度は
実施例２とほぼ同等）を用いた以外は実施例２同様にポ
リエステルシートを成形した。運転４日目にゲル状物が
発生し、ポリエステルシートにゲル状物に起因する欠陥
が認められた。濾材の濾過精度が同等であっても、通気
抵抗の変化率の大きいフィルターはゲル状物が通過し易
い。
７００ｇ／ｍ2 、全体の空隙率を７６％、通気抵抗の加
圧処理による変化率が１４０％である濾材（濾過精度は
実施例２とほぼ同等）を用いた以外は実施例２同様にポ
リエステルシートを成形した。運転４日目にゲル状物が
発生し、ポリエステルシートにゲル状物に起因する欠陥
が認められた。濾材の濾過精度が同等であっても、通気
抵抗の変化率の大きいフィルターはゲル状物が通過し易
い。
【００５０】
【発明の効果】本発明の金属繊維焼結フィルターフィル
ターによれば、溶融ポリマー中の異物やフィラー等に含
まれる粗大粒子等の粒子状物に加えて、長期間ゲル状物
を同時に捕捉し除去することができる。
ターによれば、溶融ポリマー中の異物やフィラー等に含
まれる粗大粒子等の粒子状物に加えて、長期間ゲル状物
を同時に捕捉し除去することができる。
【図１】濾材の通気抵抗測定装置の模式図。
【図２】通気抵抗測定用セル部分の拡大断面を示す模式
図。
図。
【図３】濾材の加圧処理を行なう装置の模式図。
１：通気抵抗測定用セル ２：通気抵抗測定用マノメーター ３：オリフィス流量計 ４：真空容器 ５：流量調節弁 ６：真空ポンプ ７、１５：大気開放配管 １１、２１：濾材サンプル １２：上側シール材 １３：下側シール材 １４：側面シール材 １６：吸引側配管 ２２：上側クッション材 ２３：下側クッション材 ２４：上側プレス金型 ２５：下側プレス金型
Claims (5)
- 【請求項１】 金属繊維を不織布状に分散し焼結して得
られる金属繊維焼結体を濾材として用いたフィルターで
あって、該濾材の通気抵抗の加圧処理による変化率が２
〜７０％の範囲であることを特徴とする金属繊維焼結フ
ィルター。 - 【請求項２】 濾材の濾過精度が１〜５０μｍである請
求項１に記載の金属繊維焼結フィルター。 - 【請求項３】 粘度５〜５０００Ｐａ・ｓの液状物質を
被濾過体として用いる請求項１に記載の金属繊維焼結フ
ィルター。 - 【請求項４】 溶融ポリマーを被濾過体として用いる請
求項３に記載の金属繊維焼結フィルター。 - 【請求項５】 フィルターの構造が、リーフディスクフ
ィルター、パックディスクフィルター、円筒状フィルタ
ーよりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項
１に記載の金属繊維焼結フィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316382A JP2002119811A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 金属繊維焼結フィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316382A JP2002119811A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 金属繊維焼結フィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002119811A true JP2002119811A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=18795339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000316382A Pending JP2002119811A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 金属繊維焼結フィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002119811A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004009653A1 (ja) * | 2002-07-24 | 2004-01-29 | Asahi Glass Company, Limited | 連続式樹脂回収装置および回収方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54142313A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Filter medium for spinning artificial fibers |
| JPH04174706A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-22 | Teijin Ltd | 溶融紡糸用濾過体及びその製造方法 |
| JPH08243323A (ja) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Tokyo Seiko Co Ltd | 金属繊維フイルタの積層製法及び積層金属繊維フイルタ |
| JPH0939072A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-02-10 | Toray Ind Inc | 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法及び熱可塑性樹脂フイルム |
| JPH1199312A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Hard Face Weld Company:Kk | 金属製フィルターユニット及びその製造方法 |
| JPH11104421A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-20 | Toray Ind Inc | 板状濾材 |
| JP2000129311A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Bridgestone Corp | 金属繊維不織布焼結シート |
-
2000
- 2000-10-17 JP JP2000316382A patent/JP2002119811A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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| JPWO2004009653A1 (ja) * | 2002-07-24 | 2005-11-17 | 旭硝子株式会社 | 連続式樹脂回収装置および回収方法 |
| US7057011B2 (en) | 2002-07-24 | 2006-06-06 | Asahi Glass Company, Limited | Continuous resin recovery apparatus and recovery method |
| JP4506464B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2010-07-21 | 旭硝子株式会社 | 連続式樹脂回収装置および回収方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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