JP2003026721A - 溶融ポリマーのフィルター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルターエレメントを通過した溶融ポリマ
ーの流れを円滑にすることができ、圧力損失が少なく、
均一かつ均質なろ過処理を行うことができる溶融ポリマ
ーのフィルター装置を提供する。 【解決手段】 溶融ポリマー流出口２２からろ過室形成
体２３の中心線上に挿入される支軸２４の外周面に、円
盤状のフィルターエレメント２５を通過した溶融ポリマ
ーを流出口２２にガイドする溝状のポリマー流路３０を
複数設けるとともに、該ポリマー流路３０の断面積が支
軸先端から流出口に向かって漸次拡大するテーパー状に
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融ポリマーのフ
ィルター装置に関し、詳しくは、合成繊維やフィルム等
の原料となる合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボ
ネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の中に含まれ
るコンタミネーションゲルのような固形不純物をフィル
ターによるろ過処理によって除去するためのフィルター
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維やフィルム等の原料合成樹脂の
中にコンタミネーションゲルのような固形不純物が含ま
れていると、この固形不純物に起因した欠陥が製品に生
じるため、合成樹脂の合成プロセスから成形プロセスに
至る間にフィルター装置を設置し、合成樹脂中の固形不
純物を除去するようにしている。

【０００３】図３は、従来から用いられているフィルタ
ー装置の一例を示す断面正面図である。このフィルター
装置は、一端に溶融ポリマーの流入口１１を、他端に流
出口１２を有する円筒状のろ過室形成体１３と、該ろ過
室形成体１３の流出口側からろ過室形成体１３の中心線
上に挿入された中空軸１４と、該中空軸１４の外周に複
数枚が積層状態で装着された円盤状のフィルターエレメ
ント１５と、前記中空軸１４の先端に装着された傘状の
フィルター抑え１６と、該フィルター抑え１６を固定す
るためのキャップ１７とにより形成されている。

【０００４】前記中空軸１４の周壁には、中空軸内外に
連通する多数の通孔１８が放射状に設けられており、こ
の通孔１８の外側には、フィルターエレメント１５を通
過した溶融ポリマーを通孔１８にガイドするためのガイ
ド凹部１８ａが設けられている。

【０００５】流入口１１からろ過室形成体１３の内部に
流入した溶融ポリマーは、各フィルターエレメント１５
によりろ過処理されて含有する固形不純物が除去された
後、フィルターエレメント１５の内周から前記ガイド凹
部１８ａを経て通孔１８を通り、中空軸１４の内部流路
１４ａに集められて前記流出口１２から流出する。

【０００６】このような溶融ポリマーのフィルター装置
は、近年の製品の高品質化、歩留まりの向上に伴い、よ
り高いフィルターのろ過精度が要求されている。しか
し、ろ過精度を上げると、その分圧力損失が高くなって
生産効率が低下するおそれがある。したがって、フィル
ター装置においては、フィルターエレメント以外の部分
における各構造体の流路抵抗をできるだけ小さくし、フ
ィルター装置全体としての流路抵抗を少なくすることが
望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフィル
ター装置では、フィルターエレメント１５を通過した溶
融ポリマーが、ガイド凹部１８ａから通孔１８を通って
内部流路１４ａに集められて流出するため、これらの部
分の流路抵抗が大きくなっていた。すなわち、前記ガイ
ド凹部１８ａが小さくて通孔１８以外の部分でフィルタ
ーエレメント１５の内周に流出した溶融ポリマーが前記
通孔１８に至るまでの流路抵抗が大きいこと、通孔１８
の合計断面積がフィルターエレメント１５の内周側面積
に比べて非常に小さいこと、通孔１８における中空軸外
周から内部流路１４ａまでの経路が長いことから、これ
らの部分の流路抵抗によって圧力損失が高くなり、溶融
ポリマーがフィルターエレメントを通過しにくくなる要
因となってしまう。

【０００８】そこで本発明は、フィルターエレメントを
通過した溶融ポリマーの流れを円滑にすることができ、
圧力損失が少なく、均一かつ均質なろ過処理を行うこと
ができる溶融ポリマーのフィルター装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の溶融ポリマーのフィルター装置は、一端に
溶融ポリマー流入口を有し、他端に溶融ポリマー流出口
を有する円筒状のろ過室形成体と、前記溶融ポリマー流
出口から該ろ過室形成体の中心線上に挿入された支軸
と、該支軸の外周に複数枚が積層状態で装着された円盤
状フィルターエレメントとを備え、溶融ポリマー中に存
在する固形不純物を前記円盤状フィルターエレメントで
除去する溶融ポリマーのフィルター装置おいて、前記支
軸の外周面に前記円盤状フィルターエレメントを通過し
た溶融ポリマーを前記溶融ポリマー流出口にガイドする
溝状のポリマー流路を複数設けるとともに、該ポリマー
流路の断面積が支軸先端から溶融ポリマー流出口に向か
って漸次拡大するテーパー状に形成したことを特徴とし
ている。

【００１０】さらに、本発明のフィルター装置は、前記
支軸の外周寸法に対する前記ポリマー流路の開口幅合計
寸法が１／２以上であり、支軸の半径に対するポリマー
流路の平均深さ寸法が１／２以上であることを特徴とし
ている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の溶融ポ
リマーのフィルター装置の一形態例を示すもので、図１
は断面正面図、図２は流出口側から見た支軸の側面図で
ある。本形態例に示すフィルター装置は、一端に溶融ポ
リマー流入口２１を有し、他端に溶融ポリマー流出口２
２を有する円筒状のろ過室形成体２３と、前記流出口２
２から該ろ過室形成体２３の中心線上に挿入された支軸
２４と、該支軸２４の外周に複数枚が積層状態で装着さ
れた円盤状のフィルターエレメント２５とを備えてお
り、基本的構成は、従来のフィルター装置と同じように
している。

【００１２】前記ろ過室形成体２３は、溶融ポリマー流
入口２１を設けた筒状の本体部２６と、溶融ポリマー流
出口２２を設けた蓋体部２７とをボルト等で一体化した
ものであり、前記支軸２４は、この蓋体部２７と一体的
に形成されている。また、支軸２４の先端には、フィル
ターエレメント２５を保持するとともに、流入口２１か
ら流入した溶融ポリマーをフィルターエレメント２５の
外周にガイドするための傘状のフィルター抑え２８が取
り付けられ、ねじ込み式のキャップ２９によって固定さ
れている。

【００１３】前記支軸２４は、先端を除く外周に、前記
フィルターエレメント２５を通過した溶融ポリマーを前
記流出口２２にガイドするための溝状のポリマー流路３
０を４本有しており、支軸２４の断面形状は、フィルタ
ーエレメント２５の内周に略接する突出部３１とこのポ
リマー流路３０とによって略十字形となっている。さら
に、このポリマー流路３０は、支軸先端側から流出口側
に向かって流路断面積が漸次拡大するテーパー状に形成
されている。

【００１４】また、ポリマー流路３０の溝形状は、溶融
ポリマーの流れをできるだけ円滑にするため、支軸２４
の外周寸法に対するポリマー流路３０の開口幅合計寸法
が１／２以上になるように設定し、さらに、支軸２４の
半径に対するポリマー流路３０の深さ寸法も１／２以上
になるように設定している。加えて、突出部３１の両角
部も円弧状に面取りして溶融ポリマーを流れやすくして
いる。

【００１５】このように形成したフィルター装置は、従
来のフィルター装置と同様に、前記流入口２１にブレー
カープレートを介して押出機が接続され、前記流出口２
２に適宜な導管を介して口金が接続された状態で使用さ
れ、押出機で所定圧力に加圧された溶融ポリマーが流入
口２１からろ過室形成体２３内のろ過室２３ａに供給さ
れる。ろ過室２３ａに流入した溶融ポリマーは、フィル
ター抑え２８によってフィルターエレメント２５の外周
にガイドされ、順次フィルターエレメント２５を通過し
てろ過処理され、コンタミネーションゲルのような固形
不純物が除去される。ろ過処理後の溶融ポリマーは、フ
ィルターエレメント２５の内周に流出し、ポリマー流路
３０に流れ込んで流出口２２に向かって流れ、流出口２
２から口金に向かって流出する。

【００１６】このとき、フィルターエレメント２５の内
周に流出した溶融ポリマーは、従来のようなガイド凹部
や通孔を通過することなくポリマー流路３０に直接流入
するので、この部分の流路抵抗が小さくなって圧力損失
を少なくすることができる。特に、支軸２４の外周寸法
に対する前記ポリマー流路３０の開口幅の合計寸法を１
／２以上に設定することにより、フィルターエレメント
２５内周からポリマー流路３０へ溶融ポリマーの流れを
より円滑にすることができる。

【００１７】また、前記ポリマー流路３０を、その断面
積が支軸先端から流出口２２に向かって漸次拡大するよ
うなテーパー面を有する凹溝で形成することにより、各
フィルターエレメント２５内周側における溶融ポリマー
の流れを円滑にすることができるので、流入口側フィル
ターエレメントと流出口側フィルターエレメントとにお
ける処理量を均一化することができ、処理効率の向上及
びろ過処理の均質化が図れる。

【００１８】なお、ポリマー流路３０の開口幅を更に大
きくすることによって溶融ポリマーの流れを良好にする
ことができるが、開口幅を大きくし過ぎると突出部３１
の断面積が小さくなって支軸２４の強度が低下するの
で、外周寸法に対する開口幅の合計寸法は、最大でも２
／３程度にしておくことが望ましい。

【００１９】また、支軸２４の半径に対するポリマー流
路３０の平均深さ寸法を１／２以上にすることにより、
ポリマー流路３０の流路断面積を十分に大きくすること
ができるので、流出口２２に向かう溶融ポリマーの流れ
を円滑にすることができるが、この場合も深さ寸法を大
きくし過ぎると支軸２４の強度が低下するので、半径に
対する深さ寸法も、最大でも２／３程度にしておくこと
が望ましい。

【００２０】ここで、フィルターエレメント２５の内径
をＤ、従来の中空軸１４における内部流路１４ａの直径
をＤ／２、本形態例におけるポリマー流路３０を半径Ｄ
／４の単純な半円形とした場合、ポリマー流路３０の合
計流路断面積は、従来の内部流路１４ａの流路断面積に
比べて約２倍となる。中空軸１４及び支軸２４の長さが
同じとき、ポリマー流路３０の合計開口面積は、直径が
Ｄ／１０の通孔の数十個乃至百個分に相当する大きさの
面積となる。

【００２１】そして、流入口及び流出口の寸法関係を同
一とし、フィルターエレメントも同一条件としてポリス
チレンポリマーのろ過処理を行ったところ、本形態例の
フィルター装置は、従来装置に比べて圧力損失を約１割
減少させることができた。この圧力損失の低下により、
フィルターエレメント２５の目詰まりも少なくなり、生
産ライフの向上も見込めることになる。

【００２２】なお、このようなフィルター装置では、ろ
過処理する溶融ポリマーの性質、生産量によってフィル
ターエレメント２５の大きさや枚数を決定し、各フィル
ターエレメント２５に均一に溶融ポリマーが流れるよう
に、ポリマー流路３０における凹溝の寸法やテーパー角
度を決定することになる。

【００２３】また、ポリマー流路３０を有する支軸２４
の作成は、ＮＣ工作機によって所望の形状のものを容易
に形成することができ、流出口側端部は放電加工によっ
て処理することができ、ポリマー流路３０の凹溝形状
は、該凹溝を形成する方法に応じて、例えば、半円乃至
Ｕ字状、角溝状、Ω字状等の任意の形状にすることがで
きる。この支軸２４は、所定形状に形成した後、ろ過室
形成体２３の蓋体部２７に溶接によって接続してもよ
い。さらに、溶融ポリマーと接触する各面はペーパー研
削等によって所定の平滑面に仕上げるようにする。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶融ポリ
マーのフィルター装置によれば、フィルターエレメント
から流出口に至る部分の流路抵抗を小さくして圧力損失
を少なくしたので、フィルターエレメントにおける溶融
ポリマーの滞留時間が短くなり、目詰まりも少なくな
り、長時間の使用が可能となる。これにより、フィルタ
ーのろ過精度を向上させて製品の高品質化や歩留まりの
向上に寄与することができる。また、フィルター装置に
溶融ポリマーを供給する押出機等の負担も軽減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のフィルター装置の一形態例を示す断
面正面図である。

【図２】 流出口側から見た支軸の側面図である。

【図３】 従来のフィルター装置の一例を示す断面正面
図である。

【符号の説明】

２１…溶融ポリマー流入口、２２…溶融ポリマー流出
口、２３…ろ過室形成体、２３ａ…ろ過室、２４…支
軸、２５…フィルターエレメント、２６…本体部、２７
…蓋体部、２８…フィルター抑え、２９…キャップ、３
０…ポリマー流路、３１…突出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に溶融ポリマー流入口を有し、他端
   に溶融ポリマー流出口を有する円筒状のろ過室形成体
   と、前記溶融ポリマー流出口から該ろ過室形成体の中心
   線上に挿入された支軸と、該支軸の外周に複数枚が積層
   状態で装着された円盤状フィルターエレメントとを備
   え、溶融ポリマー中に存在する固形不純物を前記円盤状
   フィルターエレメントで除去する溶融ポリマーのフィル
   ター装置おいて、前記支軸の外周面に前記円盤状フィル
   ターエレメントを通過した溶融ポリマーを前記溶融ポリ
   マー流出口にガイドする溝状のポリマー流路を複数設け
   るとともに、該ポリマー流路の断面積が支軸先端から溶
   融ポリマー流出口に向かって漸次拡大するテーパー状に
   形成したことを特徴とする溶融ポリマーのフィルター装
   置。
2. 【請求項２】 前記支軸の外周寸法に対する前記ポリマ
   ー流路の開口幅合計寸法が１／２以上であり、支軸の半
   径に対するポリマー流路の平均深さ寸法が１／２以上で
   あることを特徴とする請求項１記載の溶融ポリマーのフ
   ィルター装置。