KR100341620B1 - 고점도 유체용 필터 - Google Patents
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Abstract
지지층내의 외부물질을 용이하게 제거하고 그의 최종층을 직접 세척할 수 있는 고점도 유체용 필터를 제공하며, 상기 필터를 이용하여 정제된 폴리머를 효율적으로 생산하는 방법 및 상기 정제된 폴리머를 성형함에 의해 성형품을 생산하는 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 고점도 유체용 필터는 공동을 포함하는 하우징(60), 상기 공동내에서 제 1 체임버를 분할하는 제 1 경질 다공성 판(25), 상기 공동내에서 제 2 체임버를 분할하는 제 2 경질 다공성 판(26), 상기 제 2 체임버에 대향하는 부분에서 상기 제 1 다공성 판에 접합되는 제 1 필터(30), 상기 제 1 체임버에 대향하는 부분에서 상기 제 2 다공성 판에 접합되는 제 2 필터(30), 상기 제 1 및 제 2 필터 사이에 삽입되는 지지층(40), 상기 제 1 및 제 2 체임버와 연통하도록 하우징내에 제공된 도입구, 및 상기 지지층의 부분에서 상기 공동과 연통하도록 하우징내에 제공된 배출구(65)를 포함한다.
Description
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 고점도 유체용 필터 및 그 필터를 이용하여 정제된 폴리
머와 그 정제된 폴리머를 성형하여 성형품을 생산하는 방법에 관한 것이다.
[종래기술]
이하, 제 4 도 및 5 도를 참조하여 종래 필터 조립체에 대해 설명한다.
고분자 폴리머(1)내의 중합 겔의 오염된 물질 및 다른 종류의 오염된 외부물질을 제거하는 필터(2)는 섬유 직경이 다른 금속 미세 섬유들(3,4)이 적층된 부직포 및 그 금속 미세 섬유들의 부직포를 사이에 보유하고 있는 2개의 보호 와이어 메쉬 층들(5)을 포함한다. 부직포 및 보호 와이어 메쉬 층들(5)은 소결에 의해 단일 피스로 일체화된다. 이 메쉬층(5)은, 예컨대 100 메쉬로 되어있다.
제 5 도의 필터 조립체에서, 디스크 형태로 형성된 2개의 필터(2)는 외주에서 밀봉함에 의해 서로 부착된다. 이 한 쌍의 필터들(2)은 외측이 (걸러지지 않은 용액에 대한) 제 1 필터이고 내측이 (걸러진 용액에 대한) 제 2 필터로 되도록 정해진다.
상기 필터 조립체를 통해 걸러진 고분자 폴리머(1)는 적절한 온도, 예컨대 200℃로 가열되어, 점도를 낮춘다. 점도가 낮아진 고분자 폴리머가 전술한 필터들을 통과 할 수 있도록, 필터 조립체의 제 1 및 제 2 필터측 사이에, 예컨대 10㎏/㎠의 압력 차가 인가된다.
필터들을 10㎏/㎠의 압력차로 인한 손상으로부터 보호하도록, 고 강도의 링형 지지층(6)이 필터 조립체의 제 2 필터측과 접촉되어지는 방식으로 포함된다.
그 지지층(6)은 직경이, 예컨대 1㎜인 와이어로 된 와이어 메쉬 층(7) 및 그 메쉬층(7)을 사이에 고정시키도록, 예컨대 0.8㎜의 두께로 된 2개의 다공성 판들(8)을 포함한다.
지지층(6)을 갖는 한 쌍의 필터들(2,2)의 조합체 및 다른 조합체 사이에, 링형 스페이서(9)가 삽입된다. 이 스페이서(9)는 직경이, 예컨대 1㎜인 와이어로 된 와이어 메쉬 층을 포함한다.
[발명에 의해 해결되어야 할 문제]
필터 장치의 각 요소의 생산시에 각 요소상에 축적된 외부물질이 조립전의 세척 단계에서 항상 세척될 수는 없다.
따라서, 필터 장치의 조립 후에, 각 요소는 걸러진 유체로써 미리 세척함에 의한 세척이 필요해진다. 미리 세척하는 동안에 걸러진 유체는 외부 물질들로써 오염되기 때문에, 사용할 수 없게 되고 버려진다.
제 1 필터측에 축적된 외부 물질들은 백워시(backwash)에 의해 제거되지만, 제 2 필터측에 배치된 와이어 메쉬 지지층내의 왁스성분등의 외부물질은 필터 장치의 오랜 작동 기간동안 축적되어 있는다.
상기한 바와같은 종래의 필터 장치에서는, 지지층(6)이 한쌍의 필터들(2,2)의 내측에 장착되어 있으므로, 취출되어 세척 수 없다. 더욱이, 필터의 최종층은폐쇄된 공간 내측에 배치되어 있기 때문에, 직접 세척될 수 없다.
본 발명의 목적은 지지층내의 외부물질을 용이하게 제거할 수 있고 최종층도 직접 세척할 수 있는 고점도 유체용 필터 및 그 필터를 이용하여 정제된 폴리머를 효율적으로 생산하는 방법 및 그 정제된 폴리머를 성형함에 의해 성형품을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
[문제를 해결하기 위한 수단]
특허청구의 범위 제 1 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 상기 목적은 : 공동을 포함하는 하우징, 상기 공동내에서 제 1 체임버를 분할하는 제 1 경질 다공성 부재, 상기 공동내에서 제 2 체임버를 분할하는 제 2 경질 다공성 부재, 상기 제 2 체임버에 대향하는 부분에서 상기 제 1 다공성 부재에 접합되는 제 1 필터, 상기 제 1 체임버에 대향하는 부분에서 상기 제 2 다공성 부재에 접합되는 제 2 필터, 상기 제 1 및 제 2 필터 사이에 삽입되는 지지층, 상기 제 1 및 제 2 체임버와 연통하도록 하우징내에 제공된 도입구, 및 상기 지지층의 부분에서 상기 공동과 연통하도록 하우징내에 제공된 배출구를 포함하는 고점도 유체용 필터에 의해 성취된다.
특허청구의 범위 제 2 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 상기 제 1 다공성 부재는 한쌍의 제 1 디스크형 다공성 판들을 포함하며, 상기 제 2 다공성 부재는 상기 제 1 디스크형 다공성 판들에 인접하게 떨어져 있는 한쌍의 제 2 디스크형 다공성 판들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 필터들은 각각 섬유 직경이 다른 금속 미세 섬유들이 적층된 환형 부직포 및 상기 금속 미세 섬유로 된 부직포를 사이에고정시키고 있는 2개의 환형 보호 와이어 메쉬 층들을 포함하며, 상기 환형 부직포 및 환형 보호 와이어 메쉬 층들이 단일 피스로 소결되는 고점도 유체용 필터가 제공된다.
특허청구의 범위 제 3 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 상기 지지층이 절반부들로 직경방향을 따라 분할되도록 구성되어 있는 고점도 유체용 필터가 제공된다.
특허청구의 범위 제 4 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 상기 필터를 이용하여 폴리머내의 외부 물질을 제거하는 정제된 폴리머 생산 방법이 제공된다.
특허청구의 범위 제 5 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 상기 필터를 이용하여 폴리머내의 외부 물질을 제거하여 정제된 폴리머를 생산하고 상기 정제된 폴리머를 더욱 성형함으로써 성형품을 생산하는 방법이 제공된다.
[발명의 작용]
특허청구의 범위 제 1 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 제 1 또는 제 2 체임버에 축적된 외부물질들이 백워시에 의해 제거될 수 있고, 필터의 오랜 기간 사용으로 인해 지지층에 축적된 왁스등의 외부물질들이 지지층에서 용이하게 제거될 수 있음으로써 제 1 및 제 2 다공성 부재들 및 제 1 및 제 2 필터들의 조립체를 하우징의 공동에서 분리함에 의해 지지층을 상기 조립체에서 용이하게 분리할 수 있고, 또한 최종층을 직접 세척할 수 있게된다.
특허청구의 범위 제 2 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 제 1 다공성 부재는 한쌍의 제 1 디스크형 다공성 판들을 포함하고, 제 2 다공성 부재는 상기 제 1 디스크형 다공성 판들에 인접하게 떨어져 있는 한쌍의 제 2 디스크형 다공성 판들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 필터들은 각각 섬유 직경이 다른 금속 미세 섬유들이 적층된 환형 부직포 및 상기 금속 미세 섬유로 된 부직포를 사이에 고정시키고 있는 2개의 환형 보호 와이어 메쉬 층들을 포함하며, 상기 환형 부직포 및 환형 보호 와이어 메쉬 층들이 단일 피스로 소결되어, 백워시 및 분리 세척이 더 확실하고 더 용이하게 실행될 수 있다. 특허청구의 범위 제 3 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 지지층이 직경방향을 따라 절반부들로 분할될 수 있게 구성되어 있으므로, 분리 세척이 더욱 용이해진다.
특허청구의 범위 제 4 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 청구항 제 1 항 내지 제 3 항에 기재된 고점도 유체용 필터를 이용함에 의해 고도로 정제된 폴리머가 얻어지게 된다.
특허청구의 범위 제 5 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 여러가지 외부물질에 대해 품질 표준면에서 엄격하게 사용되기에 적합한 성형품들이 청구항 제 1 항 내지 제 3 항에서 기재된 필터를 이용하여 생산될 수 있게된다.
[실시예들]
이하, 도면들에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.
제 1 도의 육각형 단면의 중앙 축(11)은 중앙 구멍(12)을 가진다. 또한, 이 중앙축은 제 1 도에 육각형 단면으로 되어 있지만, 다각형 단면을 갖기만 하면 된다. 중앙 축(11)상에, 길이방향 축선(13)의 방향에 대한 중앙 축(11)의 일 위치에서 중앙구멍(12)을 중앙 축(11)의 외측과 연통시키는 반경방향 구멍들(14)이 길이방향 축선(13) 주위의 6개의 등각도로 떨어져 있는 위치들에 제공된다. 이와 유사하게 길이방향 축선(13) 방향의 일 위치에서 동일 간격으로 떨어져 있는 위치에, 반경방향 구멍들(14)들이 다수 배열되어 있다.
각각의 반경방향 구멍(14)에 대응하는 위치에서, 중앙 축(11)에 링 칼라(15)가 배치된다. 그 칼라(15)의 내주에는, 반경방향 구멍들(14)과 연통하는 초승달 모양(crescent) 스페이스들(16)이 형성된다. 칼라(15)상에는, 각 스페이스(16)를 외주측과 연통시키는 6개의 반경방향 구멍들(17)이 등각도로 떨어져 있는 위치들에 제공된다. 칼라(15)의 양 단부면의 외주내에, 링형 계단부들(18, 19)이 각각 제공된다.
칼라(15) 둘레에는, 칼라(15)와 동축방향으로 링(20)이 배치된다. 그 링(20)의 외주에는, 링형 홈(21)이 제공된다. 링(20)의 양 단부면상의 내주에는, 링형 계단부들(22,23)이 각각 제공된다.
링-디스크형 다공성 판(25)은 그의 내주가 링형 계단부(18)내에 끼워지며 그의 외주는 링형 계단부(22)에 끼워진다. 또한, 링-디스크형 다공성 판(26)은 그의 내주가 링형 계단부(19)에 끼워지며 그의 외주는 링형 계단부(23)에 끼워져 있다. 칼라(15), 링(20) 및 다공성 판들(25,26)이 함께 링형 스페이스(27)를 형성한다.
다공성 판(25,26)은 각각 두께가 0.8㎜이고, 구멍 직경은 1㎜이며, 구멍간의 간격은 2㎜이고, 그 판들의 상호 간격은 3㎜이다.
상기 다공성 판들(25,26) 외측에, 링-디스크형 필터들(30)이 각각 배치된다. 이 필터(30)는 섬유 직경이 다른 금속 미세 섬유들(31,32)이 적층된 부직포, 및 그금속 미세 섬유 부직포를 사이에 고정시키고 있는 2개의 와이어 메쉬 층들(33)을 포함한다. 상기 금속 미세 섬유들(31,32)과 보호용 와이어 메쉬 층들(33)은 단일 피스로 소결된다. 이 메쉬 층들(33)은, 예컨대 100 메쉬로 되어있다.
상기 필터(30)는 그의 외주가 링(20)의 단부면의 외주에 밀봉되도록 용접되어 있고 그의 내부는 중앙 축(11)에 끼워진다. 필터(30)의 내주는 칼라(15) 및 그 칼라(15)에 인접한 링형 디스크(35) 사이에 삽입되며 중앙 축(11)에 끼워지고, 필터(30)의 내주, 칼라(15) 및 디스크(35)는 서로 용접된다.
인접한 필터들(30)간의 디스크들(35) 사이에는 링형 가스켓(36)이 삽입된다.
인접한 필터들(30) 사이에는 링형 지지층(40)이 삽입된다. 이 지지층(40)은 1.2㎜ 직경의 와이어로 일체 소결된 와이어 메쉬층(41) 및 각각 일체 소결된 금속 미세 섬유로 된 2개의 부직포들(42)을 포함한다. 이 메쉬층(41)은 두께가 1.4㎜이고 부직포(42,43)의 두께는 각각 0.73㎜이다. 지지층(40)은 필터들(30) 사이에서 스페이서로서 작용한다.
이하, 제 6 도 및 7 도를 참조하여 지지층(40)의 개조예를 설명한다.
지지층(40)의 일 개조예에서, 지지층(45)은 제 6 도에 도시된 바와같이 금속 디스크(46)를 포함한다. 그 디스크(46)의 중앙에는 축(12)이 삽입되어질 구멍(47)이 제공된다. 디스크(46)의 각 표면상에, 반경방향으로 홈들(48)이 제공되며, 그 홈들 각각에 구멍들(49)이 동일 간격으로 떨어져 제공된다.
지지층(40)의 다른 개조예에서, 지지층(50)은 축(12)이 통과되어질 금속 링(51) 및 제 7 도에 도시된 바와같이 그 링(51)에서 반경방향으로 연장하는 봉형금속부재(52)를 포함한다.
필터들(30)과 지지층(40)의 조립 세트는 중앙 축(11)상에 다레벨 배열로 장착되어 제 2 도에 도시된 바와같이 필터 조립체를 구성한다.
필터(30)와 지지층(40)의 조립체는 축(11)에서 그 축방향을 따라 개별적으로 분리될 수 있다.
축(11)에서의 분리를 용이하게 하도록, 지지층(40)은 직경방향에 대해 절반부들로 분리될 수 있게 구성된다.
상기 필터 조립체는 제 3 도에 도시된 하우징(60) 내측의 공동(61)에 내장된다.
하우징(60) 내측의 공동(61)은 헤드캡(62)으로 밀폐된다. 중앙축(11)은, 헤드캡(62)내로 조여진다. 헤드캡(62)에는, 중앙축(11)의 중앙 구멍(12)을 하우징(60) 외측과 연통시키고 200℃로 가열된 고분자 폴리머를 중앙 구멍(12)안으로 도입하는 도입구(63)가 형성된다. 하우징(60)의 하부(64)에는, 공동(61)을 하우징(60) 외측과 연통시키고 공동내의 유체를 배출하는 배출구(65)가 형성된다.
또한, 헤드 캡(62)에는 도입구(63)와 연통하는 압력계 장착 구멍(70)이 제공되며 그 구멍(70)으로 도입구 압력계가 장착된다. 하우징(60)의 하부에는, 배출구(65)와 연통하는 압력계 장착 구멍(72)이 제공되며 그 구멍(72)으로 배출구 압력계가 장착된다.
이하, 본 실시예의 작동을 설명한다.
도시되지 않은 펌프를 이용하여, 200℃로 가열된 고분자 폴리머 유체가 도입구(63)를 통해 중앙 구멍(12)으로 도입된다. 도입된 유체는 반경방향 구멍(14), 스페이스(16) 및 반경방향 구멍(17)을 통해 링형 스페이스(27)로 유동된다. 이 유체는 다공성 판(25)의 구멍들을 거쳐 필터(30)를 통과하며, 지지층(40)을 통해 공동(61)에 도달된다. 이 경우에, 필터(30)는 지지층(40)에 의해 지지되어 있으므로 유체에서 가해지는 압력을 견디며 파손되지 않는다.
필터(30)를 통해 걸러진 외부물질 및 겔타입 외부 물질은 링형 스페이스(27) 및 필터(30) 내측에 축적된다. 필터(30)를 통과한 유체는 배출구(65)에서 하우징(60) 외측으로 배출된다. 도입구(63)와 배출구(65) 사이의 압력차는 10㎏/㎠ 이상으로 된다.
본 실시예의 배열상태에서, 필터(30)가 막히게 되면, 스페이스(27)의 내압 증가로 인해 칼라(15)를 팽창시키게 되므로, 가스켓(36)이 축선(13)을 향해 압축되어 자체 수축 가스켓의 형태를 갖게 됨으로써, 밀봉 용량을 증가시킨다.
내부 물질들은 스페이스(27) 및 필터(30)에만 축적되는 것이 아니라, 왁스등의 외부 물질은 지지층(40)에도 축적된다.
스페이스(27) 및 필터(30)에서 외부 물질을 제거하는 경우에는, 필터의 작동을 잠시 중단한 후에 백워시를 실행한다. 이 경우에, 필터(30)는 다공성 판(25,26)에 의해 지지되므로, 백워시 압력을 견디며 파손되지 않는다.
또한, 필터(30) 재생 방법은 하우징(60)에서 전체 필터 조립체로서 헤드캡(62)을 분해하는 단계, 중앙축(11)에서 지지층(40)과 함께 필터(30)를 분리하는 단계 및 필터(30) 및 지지층(40)에 축적된 외부 물질을 용제로써 용해시키거나 또는 태워 없애는 단계를 포함한다. 다음, 필터를 조립한후, 필터를 세척하고 그의 제 2 측면을 제트류로써 더 세척한다.
다음, 사출 성형기의 팁에 부착된 10㎛ 규격의 본 발명의 필터로써 필름을 마스킹하도록 사용되는 폴리에틸렌을 정제했을때, 30㎛ 이상의 크기를 갖는 외부 물질들이 99.9% 이상 제거될 수 있었으며 청정한 폴리에틸렌이 얻어졌다.
본 발명의 필터를 이용하여 정제될 수 있는 폴리머들은 특별히 한정되지는 않지만, 전술한 폴리에틸렌 외에, 예컨대 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트등이 있다.
또한, 정제된 폴리머를 성형하는 방법은 특히 한정되지 않지만, 예컨대 압출 성형, 사출 성형, 필름 처리 및 코팅처리등이 사용될 수 있다.
또한, 정제된 폴리머를 이용하여 성형처리함에 의해 얻어지는 성형품은, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머 또는 폴리에틸렌으로 된 마스킹 필름, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 된 라미네이트 필름, 폴리 카보네이트로 된 광학 디스크, 폴리메틸 메타크릴레이트로 된 투명 플라스틱 유리, 폴리프로필렌으로 된 커패시터 필름 및 폴리에틸렌으로 된 케이블등이 해당된다.
[발명의 효과]
특허청구의 범위 제 1 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 제 1 또는 제 2 체임버에 축적된, 외부물질들이 백워시에 의해 제거될 수 있고, 필터의 오랜기간 사용으로 인해 지지층에 축적된 왁스등의 외부물질들이 지지층에서 용이하게 제거될수 있음으로써 제 1 및 제 2 의 다공성 부재들 및 제 1 및 제 2 필터들의 조립체를 하우징의 공동에서 분리함에 의해 지지층을 상기 조립체에서 용이하게 분리할 수 있고, 최종층을 직접 세척할 수 있게된다.
특허청구의 범위 제 2 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 백워시 및 분리 세척이 더 확실하고 더 용이하게 실행될 수 있다.
특허청구의 범위 제 3 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 지지층이 직경방향을 따라 절반부들로 분할될 수 있게 구성되어 있으므로, 분리 세척이 더욱 용이해진다.
특허청구의 범위 제 4 항에서 청구된 본 발명에 따르면, 상기한 필터를 이용함에 의해 고도로 정제된 폴리머가 효율적으로 얻어지게 된다.
특허청구의 범위 제 5항에서 청구된 본 발명에 따르면, 여러가지 외부물질에 대해 품질 표준면에서 엄격하게 사용되기에 적합한 성형품들이 상기한 필터를 이용하되 정제된 폴리머로부터 생산될 수 있게된다.
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 본 발명에 따른 필터 장치의 필터 조립체의 길이방향 부분 단면도,
제 2 도는 제 1 도의 필터 조립체의 사시도,
제 3 도는 본 발명에 따른 필터 장치의 길이방향 단면도,
제 4 도는 종래 필터의 개략 사시도,
제 5 도는 종래 필터의 길이방향 단면도,
제 6 도는 지지층의 제 1 개조예의 사시도, 및
제 7 도는 지지층의 제 2 개조예의 사시도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 중앙 축, 12 : 중앙 구멍, 15 ; 칼라, 16 : 초승달 모양 스페이스, 17 : 반경방향 구멍, 20 : 링, 25,26 : 다공성 판, 30 : 필터, 31,32 : 금속 미세 섬유, 33 : 와이어 메쉬 층, 40 : 지지층, 60 : 하우징, 61 : 공동, 62 : 헤드캡, 63 : 도입구, 65 : 배출구.
Claims (5)
- 공동을 포함하는 하우징, 상기 공동내에서 제 1 체임버를 분할하는 제 1 경질 다공성 부재, 상기 공동내에서 제 2 체임버를 분할하는 제 2 경질 다공성 부재, 상기 제 2 체임버에 대향하는 부분에서 상기 제 1 다공성 부재에 접합되는 제 1 필터, 상기 제 1 체임버에 대향하는 부분에서 상기 제 2 다공성 부재에 접합되는 제 2 필터, 상기 제 1 및 제 2 필터 사이에 삽입되는 지지층, 상기 제 1 및 제 2 체임버와 연통하도록 하우징내에 제공된 도입구, 및 상기 지지층의 부분에서 상기 공동과 연통하도록 하우징내에 제공된 배출구를 포함하는 고점도 유체용 필터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 다공성 부재는 한쌍의 제 1 디스크형 다공성 판들을 포함하며, 상기 제 2 다공성 부재는 상기 한쌍의 제 3 디스크형 다공성 판들에 인접하게 떨어져 있는 한쌍의 제 2 디스크형 다공성 판들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 필터들은 각각 섬유 직경이 다른 금속 미세 섬유들이 적층된 환형 부직포 및 상기 금속 미세 섬유로 된 부직포를 사이에 고정시키고 있는 2개의 환형 보호 와이어 메쉬층들을 포함하며, 상기 환형 부직포 및 환형 보호 와이어 메쉬 층들은 단일 피스로 함께 소결되는 고점도 유체용 필터.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지층이 절반부들로 분할되도록 구성되어 있는 고점도 유체용 필터.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 필터를 이용하여 폴리머내의 외부 물질을 제거하는 정제된 폴리머 생산 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 필터를 이용하여 폴리머내의 외부 물질을 제거하고, 정제된 폴리머를 생산하여 상기 정제된 폴리머를 더욱 성형함으로써 성형품을 생산하는 방법.
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