JP2590436Y2 - 高粘度流体のフィルター部材 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば溶融樹脂などい
わゆるポリマのような高粘度流体の濾過に好適に使用し
うる高粘度流体のフィルター部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリマなどの高粘度流体の濾過に
おいては、耐熱性と濾過特性を考慮して例えば微細な金
属繊維や金属粒子などの焼結体を、例えばリーフ状、チ
ューブ状などに成形した濾材がフィルターエレメントと
して使用されている。

【０００３】例えば実開昭５９−１７６６１５号公報
は、金属繊維焼結体などのフィルター板２枚を重ねて外
縁部を溶接するとともに、その間に、空孔形成用の金網
とその両面のパンチングプレートとを配置したリーフフ
ィルタを開示している。

【０００４】また実開昭６０−８６４２６号公報は、こ
のようなリーフフィルタにおいて特にゲル発生を防止す
る方法として、単体では濾過圧に耐えない濾材を、該濾
材よりも目びらきの大な焼結金属の支持板で支持するこ
とにより、パンチングプレートを排除したポリマー用の
リーフフィルタを提案している。

【０００５】しかしながら、前者のリーフフィルタにお
いては、後者の公報も指摘しているようにフィルター板
とパンチングプレートとの接合界面においてゲルが発生
し易く、異物混入のおそれがあり、濾過精度に劣る他、
再使用のための洗浄を困難にするという問題がある。

【０００６】又後者のリーフフィルタは、前記のよう
に、パンチングプレートに代えて金属粉末などの焼結体
からなる支持板で濾材を支持するものであり、例えば２
００〜４００kg／cm² 程度の濾過圧に耐えるには、その
支持板の厚さを最低２mm程度とする必要がある。

【０００７】このように、支持板の厚さが大となること
により支持板内でのポリマの通過時間が長く、これによ
ってゲルが発生し、さらには洗浄性にも問題を伴う。又
厚さの増加によってエレメント自体の厚さを増しかつ重
量も大となって取り扱いを困難にする他、濾過装置にセ
ット収容しうるフィルタの枚数を減じるという課題があ
る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】従ってこのような課題
の解決のために、フィルター板とパンチングプレートと
の間に、比較的目の粗い、例えば金属繊維、粉末材料を
厚さ１mm程度に焼結した焼結体からなるスペーサを介在
させることも考えられるが、このようなスペーサとして
前記粉末焼結体を用いるときには空孔率が小さく、前記
のように濾過液の流れが阻害され、かつ重量も増す。さ
らにスペーサとして金属繊維焼結体を用いるときには、
濾過圧によって圧縮され空孔を微細化するとともに濾過
層とパンチングプレート間の間隙を減じて、濾過液のパ
ンチングプレート上での流れが阻害されることとなる。

【０００９】本考案は、パンチングプレートを用いて、
濾過処理性にすぐれかつ軽量化、薄厚化しうる高粘度流
体のフィルター部材の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、微細粒子で形
成されかつ濾過精度１０μｍ以下の微細孔を有する濾過
層を少なくとも濾過の下流側に設けた濾材と、該濾材に
作用する濾過圧を受けるパンチングプレートと、前記濾
材とパンチングプレートとの間に介在する分散板とを具
え、該分散板は、前記濾過層より大径の孔を有する厚さ
１０〜５００μｍかつ前記濾過層側の金属繊維焼結層
と、前記パンチングプレート側に配置されるとともに１
５〜４０メッシュのスクリーンとが結合一体化されてな
る高粘度流体のフィルター部材である。

【００１１】

【作用】濾過層とパンチングプレートとの間には、薄い
金属繊維焼結層と所定メッシュのスクリーンとを結合一
体化した分散板を介在させている為、濾過圧によっても
濾過層とパンチングプレートとを所定間隔に維持でき、
濾過液の流れを阻害することが少なく、その結果、ゲル
発生、洗浄性を改善することができる。

【００１２】又前記分散板はスクリーンとの結合によ
り、粉末焼結体などに比べ軽量化、薄肉化が可能とな
る。

【００１３】しかも金属繊維焼結層を前記濾過層側に、
かつスクリーンをパンチングプレート側に配し、かつ金
属繊維焼結層は比較的微細で柔軟性にもすぐれている
為、スクリーンの凹凸が濾過層の表面に与える損傷を緩
和しつつスクリーンは濾過層の濾過圧を支持して濾過層
とパンチングプレートとの間を一定に保ち、流れを円滑
とする。

【００１４】

【実施例】図１は、本考案の高粘度流体のフィルター部
材（以下フィルター部材という）をドーナツ型のリーフ
フィルタとして用いた場合の断面図であって、図２は図
１のＡ部を拡大した断面図である。

【００１５】リーフフィルタ１は、中央に開口部２Ａを
有してドーナツ円盤状に中抜きされた一対の向き合う本
考案に係るフィルター部材２、２の外縁部２Ｂを溶接し
て一体にされる。又フィルター部材２、２間には濾過室
３を形成する為の例えば金網などからなるリテーナー４
を配しており、フィルター部材２、２を通過した濾過液
が前記濾過室３を経て前記開口部２Ａから流出する。

【００１６】フィルター部材２は、濾過液が流入する濾
過の上流側から流出する下流側に向かって、濾過層１０
Ａを有する濾材１０、分散板１２、パンチングプレート
１１を積層することにより形成される。

【００１７】又前記濾材１０は、前記濾過層１０Ａと、
その上流側に設けたプレフィルター層１０Ｂとからな
り、本例ではさらにその上流側に保護スクリーン１０Ｃ
を配し、かつそれらを一体に焼結している。

【００１８】前記濾材１０の濾過層１０Ａは、１０μｍ
以下（好ましくは５μｍ以下）の濾過精度を維持する微
細孔を有し、かつ一体なプレフィルター層１０Ｂが補強
用の支持層として機能することにより、その厚さを例え
ば２０〜５００μｍ以下と薄く設定して圧力損失を低下
させる。

【００１９】前記濾過精度を１０μｍ以下とするのは、
近年の樹脂製品の高品質化によって、例えば紡糸用のと
き、太さ数μｍという細かいフィラメントを糸切れなく
効率よく紡糸するには細径の異物をも除去することが必
要であることによる。好ましくは濾過精度を５μｍ以下
とする。

【００２０】このような濾過層１０Ａとしては、例えば
粒子径５μｍ以下のアトマイズド粉末粒子、直径２０μ
ｍ以下でアスペクト比２〜２０の金属短繊維などを用い
た焼結品を採用しうる。特に金属短繊維を用いた焼結品
は空孔が立体的となり、低圧損となる。なお金属短繊維
と粉末粒子との混合体の焼結品とすることもできる。

【００２１】なお空孔精度のバラツキを減じることが好
ましく、孔径のバラツキを減じることにより、厚さを前
記のごとく１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００
μｍと薄く形成することができ、そのような薄肉化によ
って圧損をさらに低減できる。

【００２２】またその上流側のプレフィルター層１０Ｂ
は、前記濾過層１０Ａよりも大径の孔を具え、比較的大
きな不純物を濾過層１０Ａに先行して捕捉し、これによ
り濾過層１０Ａの濾過寿命を延長しつつ、圧損の増加を
抑制する。

【００２３】このため、プレフィルター層１０Ｂには、
図３に示すごとく上流側に向かって空孔率が除々に大と
なる金属繊維焼結体が好適に用いうる。又繊維径や濾過
径の異なる２以上の複数層を順次積層することによって
濾過径を除々に変化させるのもよい。

【００２４】又プレフィルター層１０Ｂには、濾過層１
０Ａが粒子径２μｍ程度の金属微細粒子を用いた厚さ２
０μｍ程度の焼結品であるとき、繊維径２６〜３μｍ程
度の数種の金属繊維を用いて、濾過径を順次変化させて
焼結されかつ厚さを０．５〜２mm程度とした焼結品を採
用しうる。

【００２５】このように微小な孔径と薄肉の濾過層１０
Ａをプレフィルター層１０Ｂに一体的に形成するには、
本出願人が先に提案した特願平３−２８９０８７号の方
法、すなわち、予め金属粒子を懸濁させた懸濁液を、予
め製造されたプレフィルター層となる焼結体からなる支
持板の片面に所定厚さで吸引付着せしめ、その後焼結す
る方法を用いうる。

【００２６】さらに本例では、前記のごとく、前記プレ
フィルター層１０Ｂの上流面には表面保護用の保護スク
リーン１０Ｃを積層焼結させている。

【００２７】この保護スクリーン１０Ｃは、表面保護用
として比較的太径、例えば０．１〜０．５mm程度の線材
が用いられており、かつプレフィルター層１０Ｂの局部
押圧を防ぎ、かつプレフィルター層１０Ｂとの結合強度
の向上のために、保護スクリーン１０Ｃの線材は、図３
に示すごとく、本例では交差部において偏平化されてい
る。

【００２８】しかしながらこの偏平部において濾液の流
動不良を生じるおそれがあり、そのため前記プレフィル
ター層１０Ｂの保護スクリーン１０Ｃと接する最外部分
を、その内部層１０Ｂ１に比してやや太径の金属繊維を
用いたスペーサ層１０Ｂ２としている。このスペーサ層
１０Ｂ２は、偏平化されない保護スクリーン１０Ｃを用
いるときにも採用できかつ耐圧強度を３００kg／cm² 以
上として耐圧縮強さを維持する。

【００２９】前記分散板１２は、少なくとも前記濾過層
１０Ａよりも空孔径が大かつ厚さ（ｔ）が１０〜５００
μｍの金属繊維焼結層１２Ａと、保護スクリーン１２Ｂ
とを結合一体化した複合体であり、金属繊維焼結層１２
Ａは濾過層１０Ａ側に位置し、本例では濾過層１０Ａに
接して配される。

【００３０】前記金属繊維焼結層１２Ａの厚さ（ｔ：単
位μｍ）を前記範囲に設定する理由は、１０μｍ未満の
場合、その下流側に設けられるスクリーン１２Ｂの凹凸
が前記濾過層１０Ａ表面に転写されて濾過層１０Ａに損
傷を与える原因となること。又５００μｍを越える厚肉
とすることは、濾過液の流れを阻害するとともにコスト
アップとなる。より好ましくは５０〜３００μｍ、さら
に好ましくは１００〜３００μｍ程度である。

【００３１】又金属繊維焼結層１２Ａは、ステンレス鋼
繊維、ニッケル繊維、ハステロイ繊維などの例えば直径
２〜５０mm、好ましくは１５〜５０μｍ程度の金属繊維
からなる繊維不織布を、所定厚さに加圧焼結することに
よって形成され、その一面側に前記スクリーン１２Ｂを
積層して結合一体化することにより前記分散板１２が形
成される。

【００３２】このような金属繊維焼結層１２Ａは、空孔
率が５０〜８０％程度と極めて高く、かつある程度の弾
性も具えている為、圧損が小さく滞留が改善できるとと
もに、厚さを前記のように薄くしても割れなどが防止で
きる利点があり、さらに前記弾性に起因してこれと直接
接する濾過層１０を緩衝してその損傷を防ぐ。

【００３３】又金属繊維焼結層１２Ａは、圧縮力が作用
したときにも目づまりしない程度の充分な孔径を維持す
るように設定される。

【００３４】前記スクリーン１２Ｂは、薄い金属繊維焼
結層１２Ａを用いつつ、前記濾材１０とパンチングプレ
ート１１とを所定の間隔（例えば０．１〜１mm程度）に
隔てるものであり、スクリーン１２Ｂとして１５〜４０
程度のものを利用する。

【００３５】スクリーン１２Ｂは、縦線と横線とを所定
の屈曲ピッチで織上げた織成体であり平面方向にも液体
を流過しうる。又スクリーン１２Ｂは圧縮強度も高く前
記濾過圧に耐え、かつ金属繊維焼結層１２Ａを直接的に
支持することができる。

【００３６】このためには１５ 未満では繊維脱落防
止、耐濾過圧性の点で好ましくなく、また４０ を越え
るときには濾過液の流れが阻害される問題がある。さら
により好ましいスクリーンのメッシュＭは、金属繊維焼
結層１２Ａの厚さ（ｔ：単位μｍ））に対して次式の範
囲とする。 Ｍ＝Ｋ／√ｔ Ｋ：３００〜５００

【００３７】また、パンチングプレート１１は従来のリ
ーフフィルターなどで広く採用されてきたものがそのま
ま使用でき、全面にわたって例えば０．５〜１mm程度の
小孔を所定ピッチ（例えば１〜２mm）で穿設した厚さ
０．５mm程度の薄板品であり、実質的に濾材１０及び分
散板１２を濾過圧に抗して支持することができる。

【００３８】本考案は、このように濾材１０と分散板１
２とパンチングプレート１１を含んで順次積層されたフ
ィルター部材であって、それぞれが単独の組み合わせ品
としても、隣接するいずれかもしくはそれら全体を一体
に結合して用いることもできる。又濾材１０には、その
開口部２Ｂに、リーク防止用のリム１３を嵌着し、ある
いは開口部２Ａを周知のハブ金具（図示しない）に溶接
するなどによってリーフフィルタを形成する。

【００３９】（具体例） 本考案のフィルター部材の濾過特性などを評価する為、
表１に示す仕様により作成した実施例品、分散板を用い
ない比較例品１、分散板として厚さ１mmの金属繊維焼結
体を用いた比較例品２、分散板として厚さ２mm金属粒子
焼結品を用いた比較例品３について、外径３００mmのリ
ーフフィルターを高さ１００mmのセンターポストに各々
セットした濾過装置について、温度３００℃のポリエチ
レンテレフタレートを５０kg／時の流量で濾過し測定し
た。その結果を同表に示す。なお使用した実施例品の濾
過層はプレフィルター層によって支持したものである。

【００４０】

【表１】

【００４１】なお表１において圧力損失とは濾過装置前
後の差圧、洗浄の容易さとはポリエチレンテレクタレー
トを濾過した後、トリエチレングリコールに浸漬し、熱
処理を施し、フィルター内に残留するポリマー灰分異物
等を超音波洗浄によって除去するのに要する時間（処理
回数）の長短で判断している。

【００４２】本考案（実施例品）のフィルター部材は、
ゲル発生がほとんど認められずかつ寿命的にもすぐれて
いることがわかる。しかも分散板自身は非常に軽量かつ
薄板品でもあることから、エレメント重さが軽減され、
その取り扱いを極めて容易とする。

【００４３】このことは、濾材支持板としてのパンチン
グプレートに変えて、金属粉末焼結体を用いる実開昭６
０−８６４２６号の複合リーフフィルターと比べても、
重量及び厚さにおいてそれぞれ約３０％軽減されたもの
となり、軽量化、軽薄化が可能となった。

【００４４】本考案のフィルター部材は、このようにリ
ーフフィルターにおいて実施可能であるが、それ以外に
も例えばプレート状で用いるディスク型、円筒型などを
はじめとして種々応用され得る。

【００４５】

【考案の効果】このように本考案のフィルター部材は、
濾過層とパンチングプレートを使用することを前提と
し、その間に耐圧強度を有するスクリーンと繊維層との
複合である分散板を介在させることによって、滞留、ゲ
ル発生を解決し流れを整流とさせるとともに、軽量、薄
肉化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルター部材を用いたリーフフィルターの断
面を例示する断面図である。

【図２】フィルター部材を拡大した他の実施例である。

【図３】濾材の組織を拡大して示す顕微鏡拡大写真（×
倍）である。

【符号の説明】 １０ 濾材 １０Ａ 濾過層 １０Ｂ プレフィルター層 １０Ｃ 保護スクリーン １１ パンチングプレート １２ 分散板 １２Ａ 金属繊維焼結層 １２Ｂ スクリーン

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】微細粒子で形成されかつ濾過精度１０μｍ
   以下の微細孔を有する濾過層を少なくとも濾過の下流側
   に設けた濾材と、該濾材に作用する濾過圧を受けるパン
   チングプレートと、前記濾材とパンチングプレートとの
   間に介在する分散板とを具え、該分散板は、前記濾過層
   より大径の孔を有する厚さ１０〜５００μｍかつ前記濾
   過層側の金属繊維焼結層と、前記パンチングプレート側
   に配置されるとともに１５〜４０メッシュのスクリーン
   とが結合一体化されてなる高粘度流体のフィルター部
   材。
2. 【請求項２】前記濾過層は、濾過精度１０μｍ以下、厚
   さ２０〜５００μｍ、かつ少なくとも金属微粉末、又は
   金属短繊維を用いて形成されたことを特徴とする請求項
   １記載のフィルター部材。
3. 【請求項３】前記分散板のスクリーンのメッシュ（Ｍ）
   は、前記金属繊維焼結層の厚さ（ｔ：単位μｍ）に対し
   て次式の範囲であることを特徴とする請求項１または２
   に記載のフィルター部材。 Ｍ＝Ｋ／√ｔ（Ｋ：３００〜５００）