JP2004154705A

JP2004154705A - 樹脂濾過装置

Info

Publication number: JP2004154705A
Application number: JP2002323829A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kubo; 秀夫久保; Masanobu Ueda; 正信上田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】フィルタ部材の数を増やすことなく、粘度が比較的高い樹脂も濾過することができる樹脂濾過装置を提供する。
【解決手段】樹脂濾過装置は、溶融樹脂を濾過する複数のＰＦエレメント１を有している。濾過される溶融樹脂は、ＰＦエレメント１内をその中心部から外周部に向かって流れるように構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製造装置に組み合わせて用いられる樹脂濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の樹脂濾過装置の概略構成を示す図であり、同図（ａ）はその軸方向断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。また、図９は、図８に示したＰＦエレメントがサポート部材に支持されている様子を示す断面斜視図である。
【０００３】
従来の樹脂濾過装置は、フィルタ部材であるポリマーフィルター（以下、「ＰＦ」という。）を構成する多数のＰＦエレメント１０１と、これらのＰＦエレメント１０１を重ね合わせた状態でそれらの中心部を支持する筒状のサポート部材１０４と、これらのＰＦエレメント１０１を締め付けるキャップ１０５と、これらの構成を収容する内部空間を構成する第１、第２、および第３のカバー１０６，１０７，１０８とを有している。
【０００４】
図１０は図８に示した樹脂濾過装置におけるＰＦエレメントを拡大して示す断面図であり、図１１はそのＰＦエレメントの一部を破断した状態で示す正面図である。
【０００５】
ＰＦエレメント１０１は、その骨組みを構成するガイド１０３と、ガイド１０３の両面にわたって積層された複数枚のスクリーンメッシュ１０２とで構成されている。ガイド１０３の内部には、複数の樹脂流路１０３ａがＰＦエレメント１０１の中心に向かって略放射状に形成されている。これにより、溶融樹脂は、スクリーンメッシュ１０２を透過して濾過された後にこの樹脂流路１０３ａに流入し、ＰＦエレメント１０１の中心に向かって流れるようになっている。
【０００６】
再び図８を参照すると、サポート部材１０４には多数の穴１０４ａが形成されている。これらの穴１０４ａは、ＰＦエレメント１０１の樹脂流路１０３ａにそれぞれ連通する位置に形成されている。
【０００７】
上記に説明した従来の樹脂濾過装置は、特に先行技術文献情報を記載するまでもなく、極々周知のものである。
【０００８】
次に、上記のように構成された従来の樹脂濾過装置による樹脂の濾過動作について説明する。
【０００９】
溶融樹脂は、第１のカバー１０６に形成された流路を通って樹脂濾過装置の内部空間内に流入すると、キャップ１０５の側壁面に沿って放射状にＰＦエレメント１０１の外周方向へ流れる。そして、溶融樹脂は、図１０および図１１に示すように、ＰＦエレメント１０１の外周側からＰＦエレメント１０１内に入り込む。
【００１０】
ＰＦエレメント１０１内に入り込んだ溶融樹脂は、スクリーンメッシュ１０２を透過して不純物が濾過される。そして、清浄化された溶融樹脂が樹脂流路１０３ａに流入し、ＰＦエレメント１０１の中心に向かって流れる。
【００１１】
樹脂流路１０３ａを流れてきた溶融樹脂は、サポート部材１０４の穴１０４ａを通ってサポート部材１０４の筒内部に流入し、第３のカバー１０８に形成された流路を通って樹脂濾過装置の外部に排出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成された樹脂濾過装置は次に説明する問題点を有していた。
（１）上述したように、樹脂濾過装置の内部空間内に流入した溶融樹脂は、キャップ１０５の側壁面に沿って放射状にＰＦエレメント１０１の外周方向へ流れるが、このとき、サポート部材１０４は流入する溶融樹脂による押圧力を受ける。この押圧力は、溶融樹脂が固いほど、言い換えれば溶融樹脂の粘度が高いほど大きい。サポート部材１０４には多数の穴１０４ａが形成されているため、その構造上、サポート部材１０４の強度はあまり高くない。したがって、サポート部材１０４が受けることができる力には一定の制限があり、その制限を越える力を受けると、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、サポート部材１０４が座屈したり、屈曲したりしてしまう。このような理由から、従来の樹脂濾過装置には柔らかい樹脂（粘性が比較的低い樹脂）しか適用できない。
（２）溶融樹脂は、スクリーンメッシュ１０２を透過して濾過された後に樹脂流路１０３ａに流入し、ＰＦエレメント１０１の中心に向かって流れる。しかし、図１１に示すように樹脂流路１０３ａの流路はガイド１０３の中心に向かうにつれて徐々に狭くなるので、ガイド１０３の中心では溶融樹脂が集積され、溶融樹脂の圧力損失が大きくなる。
（３）また、樹脂濾過装置に固い樹脂（粘性が比較的高い樹脂）を適用するために、サポート部材１０４の強度を高めるべくその径を大きくすることが考えられる。このとき、サポート部材１０４の径を大きくした分だけＰＦエレメント１０１の一枚当たりの有効濾過面積は小さくなってしまうので、良好な濾過効果を得るためにはより多数のＰＦエレメント１０１を備える必要がある。
【００１３】
本発明は上記の従来技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、フィルタ部材の数を増やすことなく、粘度が比較的高い樹脂も濾過することができる樹脂濾過装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の樹脂濾過装置は、溶融樹脂を濾過する複数のフィルタ部材を有する樹脂濾過装置において、濾過される溶融樹脂が、前記各フィルタ部材内を前記各フィルタ部材の中心部から外周部に向かって流れるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明の樹脂濾過装置は、溶融樹脂が各フィルタ部材内を中心部から外周部に向かって流れるように構成されているので、従来技術とは異なり、フィルタ部材を支持する部材が、樹脂濾過装置内に流入する溶融樹脂による押圧力によって屈曲等してしまうようなことはない。その結果、本発明の樹脂濾過装置では、フィルタ部材の支持強度が構造上高められるので、一枚当たりのフィルタ部材の有効濾過面積を大きくすることができることから、フィルタ部材の数を増やすことなく、粘度が比較的高い樹脂も濾過することができる。
【００１６】
また、前記複数のフィルタ部材を重ね合わせた状態で、前記複数のフィルタ部材の外周面を支持する支持部材を有している構成としてもよい。
【００１７】
さらに、前記支持部材は、前記複数のフィルタ部材の外周面を囲む多孔質性の壁部を有する円筒状部材からなる構成としてもよい。多孔質性の壁部は、そのどの部分でも溶融樹脂を通すことができることから、フィルタ部材を通って濾過された溶融樹脂を通すための穴を支持部材に設けなくても、支持部材の壁部を通して支持部材の外部に良好に排出することができる。
【００１８】
また、前記各フィルタ部材の内部には、前記フィルタ部材の中心部から外周部に向かって放射状に形成された複数の樹脂流路が設けられており、該各樹脂流路は前記フィルタ部材の中心部から外周部に向かうにつれて流路が広くなっている構成とすることが好ましい。これにより、フィルタ部材内に浸入して濾過された溶融樹脂が樹脂流路を通って流れる際に生じる溶融樹脂の圧力損失が小さくなるので、フィルタ部材で濾過された溶融樹脂を良好に外部に排出することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る樹脂濾過装置の第１の実施形態の概略構成を示す軸方向断面図、図２は図１に示したＰＦエレメントのいくつかを示す断面斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態による樹脂濾過装置は、フィルタ部材であるポリマーフィルター（ＰＦ）を構成する多数のＰＦエレメント１と、これらのＰＦエレメント１を重ね合わせる際のガイドとなる中実円柱状の心棒４と、これらのＰＦエレメント１を締め付けるキャップ５と、これらの構成を収容する内部空間を構成する第１、第２、および第３のカバー６，７，８とを有している。
【００２２】
図２に示すように、これらのＰＦエレメント１の互いの接触面にはその全周にわたって溝１ａが形成されており、互いに接触する２つのＰＦエレメント１の溝１ａ内にはＯリング状のシール部材９が設けられている。これらのＰＦエレメント１は、上記のように構成された溝１ａとシール部材９によって支持されており、互いに横ずれ（半径方向へのずれ）が生じないようになっている。
【００２３】
ＰＦエレメント１は、特に図２に示されているように、心棒４を通す穴がその中心部に設けられ、中心部から外周部にかけて次第に肉厚になるように形成された輪状の形状を有している。そして、ＰＦエレメント１の外周部近傍の側面には、隣接するＰＦエレメント１同士の接触面となる平面部が設けられている。
【００２４】
図３は図１に示した第１のカバーおよび心棒の構造を示す図であり、同図（ａ）はその構造の透視平面図、同図（ｂ）はその構造の斜視図である。また、図４（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、図４（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００２５】
図３に示すように、心棒４の一端が第１のカバー６の中心部に埋め込まれており、第１のカバー６と心棒４とは一体になっている。そのため、心棒４に複数のＰＦエレメント１を通した後に心棒４にキャップ５を通し、心棒４の他端に形成されたねじ部にナットを締め付けることで、第１のカバー６とキャップ５との間に複数のＰＦエレメント１を押さえつけて固定することができるようになっている。
【００２６】
また、第１のカバー６の内部には溶融樹脂を流す流路６ａが形成されており、第１のカバー６の心棒４が設けられている面には、この流路６ａが開口する複数の分流穴６ｂが形成されている。これらの分流穴６ｂは、心棒４の回りに均等に配置されている。そのため、第１のカバー６の流路６ａを通って流れてきた溶融樹脂は、これらの分流穴６ｂによって、ＰＦエレメント１の中心穴の内周と心棒４の外周との間の空間に均等に分流されるようになっている。
【００２７】
図５（ａ）は図１に示した樹脂濾過装置におけるＰＦエレメントを拡大して示す断面図であり、図５（ｂ）はそのＰＦエレメントの一部を破断した状態で示す正面図である。
【００２８】
ＰＦエレメント１は、その骨組みを構成するガイド３と、ガイド３の両面にわたって積層された複数枚のスクリーンメッシュ２とで構成されている。ガイド３の内部には、複数の樹脂流路３ａがＰＦエレメント１の中心部から外周部に向かって略放射状に形成されている。これにより、溶融樹脂は、スクリーンメッシュ２を透過して濾過された後にこの樹脂流路３ａに流入し、ＰＦエレメント１の中心から外に向かって流れるようになっている。
【００２９】
次に、上記のように構成された本実施形態の樹脂濾過装置による樹脂の濾過動作について説明する。
【００３０】
溶融樹脂は、第１のカバー６に形成された流路６ａから分流穴６ｂを通って、樹脂濾過装置の内部空間内に流入する。このとき、第１のカバー６の流路６ａを通って流れてきた溶融樹脂は、複数の分流穴６ｂによって、ＰＦエレメント１の内周と心棒４の外周との間の空間に均等に分流される。
【００３１】
ＰＦエレメント１と心棒４との間の空間に流れてきた溶融樹脂は、ＰＦエレメント１の内周側からＰＦエレメント１内に入り込む。このとき、溶融樹脂は、スクリーンメッシュ２を透過して不純物が濾過される。そして、清浄化された溶融樹脂が樹脂流路３ａに流入し、ＰＦエレメント１の中心部から外周部に向かって流れる。
【００３２】
樹脂流路３ａを流れてきた溶融樹脂は、その樹脂流路３ａから流出し、ＰＦエレメント１群と第２のカバー７との間の空間を通り、第３のカバー８に形成された流路を経て樹脂濾過装置の外部に排出される。
【００３３】
本実施形態の樹脂濾過装置における心棒４は、複数のＰＦエレメント１を重ね合わせる際のガイドとしての役割を有するものの、図８に示すサポート部材１０４のようにＰＦエレメント１を支持するものではない。また、心棒４は、溶融樹脂が樹脂濾過装置内に流入するときに押圧力を受けることがない。そのため、心棒４は、溶融樹脂の流入時に受ける押圧力によって座屈や屈曲を生じることがない。
【００３４】
このように、本実施形態の樹脂濾過装置はＰＦエレメント１の支持強度が構造上高められているので、一枚当たりのＰＦエレメント１の有効濾過面積を大きくすることができることから、ＰＦエレメント１の数を増やすことなく、固い樹脂（粘性が比較的高い樹脂）も濾過することができる。
【００３５】
また、図５（ｂ）に示すように、樹脂流路３ａの流路はＰＦエレメント１の中心から外側に向かうにつれて徐々に広くなっており、このような樹脂流路３ａに対して、溶融樹脂はスクリーンメッシュ２を透過して濾過された後に樹脂流路３ａに流入し、ＰＦエレメント１の中心部から外周部に向かって流れる。そのため、溶融樹脂がこれとは逆の方向に流れる従来技術に比べて溶融樹脂の圧力損失が小さくなる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図６は本発明に係る樹脂濾過装置の一実施形態の概略構成を示す軸方向断面図、図７は図６に示したＰＦエレメントが支持部材内に収容されている様子を示す断面斜視図である。
【００３７】
図６および図７に示すように、本実施形態の樹脂濾過装置では、フィルタ部材であるポリマーフィルター（ＰＦ）を構成する多数のＰＦエレメント１が、多孔質性の壁部を有する円筒状部材からなる支持部材１９の内部に積層されている。この支持部材１９は、内部に収容したＰＦエレメント１の外周面を支持するとともに、ＰＦエレメント１を通って濾過された樹脂をその壁部を通して外部に排出する役割を有している。
【００３８】
本実施形態におけるＰＦエレメント１も、特に図７に示されているように、心棒４を通す穴がその中心部に設けられ、中心部から外周部にかけて次第に肉厚になるように形成された輪状の形状を有している。ＰＦエレメント１の外周部近傍の側面には、隣接するＰＦエレメント１同士の接触面となる平面部が設けられている。
【００３９】
本実施形態では、支持部材１９によって各ＰＦエレメント１が支持されるため、第１の実施形態のようにＰＦエレメント１同士の接触面に溝を形成し、互いに接触するＰＦエレメント１の溝内にシール部材を設ける構成は不要とすることができる。ただし、必要に応じて、本実施形態の支持部材１９を用いたＰＦエレメント１の支持構成と、第１の実施形態の溝およびシール部材を用いたＰＦエレメント１の支持構成とを組み合わせて用いることも可能である。
【００４０】
なお、本実施形態の樹脂濾過装置におけるスクリーンメッシュ（不図示）、ガイド（不図示）、心棒４、キャップ５、第１、第２、および第３のカバー６，７，８等の各構成は第１の実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００４１】
上記のように構成された本実施形態の樹脂濾過装置では、第１のカバー６に形成された流路から樹脂濾過装置の内部空間内に流入した溶融樹脂は、複数の分流穴（不図示）によって、ＰＦエレメント１の内周と心棒４の外周との間の空間に均等に分流される。
【００４２】
ＰＦエレメント１と心棒４との間の空間に流れてきた溶融樹脂は、ＰＦエレメント１の内周側からＰＦエレメント１内に入り込み、スクリーンメッシュを透過してその不純物が濾過される。そして、清浄化された溶融樹脂がＰＦエレメント１の樹脂流路３ａに流入し、ＰＦエレメント１の中心部から外周部に向かって流れる。
【００４３】
樹脂流路３ａを流れてきた溶融樹脂は、その樹脂流路３ａから流出した後に支持部材１９の壁部を通り抜け、支持部材１９と第２のカバー７との間の空間を通り、第３のカバー８に形成された流路を経て樹脂濾過装置の外部に排出される。
【００４４】
なお、複数のＰＦエレメント１を収容する支持部材１９は、その内部に流入する溶融樹脂による内圧によって軸方向および周方向に応力が発生する。しかし、そのような内圧は、装置を通常の状態で使用している限りにおいては装置の設計時に想定される大きさを越えることはない。そのため、溶融樹脂による内圧によって支持部材１９が壊れるようなことはない。また、支持部材１９は、その壁部の任意の部分から溶融樹脂を通すことができるようになっているので、溶融樹脂を通す際の圧力損失は小さい。
【００４５】
このように、本実施形態の樹脂濾過装置においてもＰＦエレメント１の支持強度が構造上高められているので、一枚当たりのＰＦエレメント１の有効濾過面積を大きくすることができることから、ＰＦエレメント１の数を増やすことなく、固い樹脂（粘性が比較的高い樹脂）も濾過することができる。
【００４６】
なお、上記の第１の実施形態および第２の実施形態の説明ではＰＦエレメント１が輪状の形状を有している例を示したが、ＰＦエレメント１の形状はこれに限られるものではなく、上記のように樹脂をＰＦエレメント１の中心部から外周部に向かって流して濾過できる構造および機能を有していれば他の形状であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の樹脂濾過装置は、濾過される溶融樹脂が、各フィルタ部材内を各フィルタ部材の中心部から外周部に向かって流れるように構成されているので、フィルタ部材の支持強度が構造上高められており、一枚当たりのフィルタ部材の有効濾過面積を大きくすることができることから、フィルタ部材の数を増やすことなく、粘度が比較的高い樹脂も濾過することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂濾過装置の第１の実施形態の概略構成を示す軸方向断面図である。
【図２】図１に示したＰＦエレメントのいくつかを示す断面斜視図である。
【図３】図１に示した第１のカバーおよび心棒の構造を示す図である。
【図４】図（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、図（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図（ａ）は図１に示した樹脂濾過装置におけるＰＦエレメントを拡大して示す断面図、図（ｂ）はそのＰＦエレメントの一部を破断した状態で示す正面図である。
【図６】本発明に係る樹脂濾過装置の第２の実施形態の概略構成を示す軸方向断面図である。
【図７】図６に示したＰＦエレメントが支持部材内に収容されている様子を示す断面斜視図である。
【図８】従来の樹脂濾過装置の概略構成を示す図である。
【図９】図８に示したＰＦエレメントがサポート部材に支持されている様子を示す断面斜視図である。
【図１０】図８に示した従来の樹脂濾過装置におけるＰＦエレメントを拡大して示す断面図である。
【図１１】図８に示したＰＦエレメントの一部を破断した状態で示す正面図である。
【図１２】流入する溶融樹脂による押圧力でサポート部材が屈曲等した状態を示す図である。
【符号の説明】
１ＰＦエレメント
１ａ溝
２スクリーンメッシュ
３ガイド
３ａ樹脂流路
４心棒
５キャップ
６第１のカバー
６ａ流路
６ｂ分流穴
７第２のカバー
８第３のカバー
９シール部材
１９支持部材

Claims

溶融樹脂を濾過する複数のフィルタ部材（１）を有する樹脂濾過装置において、
濾過される溶融樹脂が、前記各フィルタ部材（１）内を前記各フィルタ部材（１）の中心部から外周部に向かって流れるように構成されていることを特徴とする樹脂濾過装置。
前記複数のフィルタ部材（１）を重ね合わせた状態で、前記複数のフィルタ部材（１）の外周面を支持する支持部材（１９）を有している、請求項１に記載の樹脂濾過装置。
前記支持部材（１９）は、前記複数のフィルタ部材（１）の外周面を囲む多孔質性の壁部を有する円筒状部材からなる、請求項２に記載の樹脂濾過装置。
前記各フィルタ部材（１）の内部には、前記フィルタ部材（１）の中心部から外周部に向かって放射状に形成された複数の樹脂流路（３ａ）が設けられており、該各樹脂流路（３ａ）は前記フィルタ部材（１）の中心部から外周部に向かうにつれて流路が広くなっている、請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂濾過装置。