JPH1176721A - 積層金属フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば溶融ポリマーなどのような高粘度流体
の濾過に用いられ、特に低圧損化を可能とする積層金属
フィルターに関する。 【解決手段】 金属製の濾材と該濾材を直接又は間接的
に支持する支持部材とを積層してなる積層金属フィルタ
ーであって、前記支持部材は、金属細線を用いた経線、
緯線を織成した網状体からなり、かつ経線、緯線の少な
くとも一方には、凹部、凸部の折曲げ部を繰り返す波状
に型付けした波付け線を用い、かつこの波付け線は、前
記折曲げ部を１つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金
属細線と織成されることを特徴とする積層金属フィルタ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば溶融ポリマ
ーなどのような高粘度流体の濾過に好適に用いられ、特
に低圧損化を可能とする積層金属フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】化学繊維の分野においては、溶融ポリマ
ー中の異物を金属フィルターによって除去することによ
り、紡糸、製膜の品質向上を図っている。

【０００３】現在このような用途で用いられるフィルタ
ーとして、例えばリーフ形状のものとしては、実公昭６
４−９８０号公報などが提案し、図６に例示するよう
に、所定の濾過特性を持つ金属製の濾材Ａと、その下流
側において直接又は間接的に支持する網状体などの支持
部材Ｂとを積層配置するとともに、濾材Ａの外周部を溶
接することによって一体化した円板状のものが多用され
ている。

【０００４】この場合、支持部材Ｂは濾材Ａにかかる濾
過圧を支持する強度と、濾過された溶融ポリマーが通る
流出通路とを確保するために、例えば０．８mmφ程度の
金属細線によって平織りした数メッシュ程度の比較的目
の粗い網状体が使用されている。

【０００５】なお、従来のフィルターにおいても、金属
細線の折曲げ部である網状体の凸部Ｃが濾材を押圧し局
所的に濾材の空孔を潰し目詰まりすることを防ぐため
に、前記濾材Ａと支持部材Ｂとの間には例えばパンチン
グプレートや粉末焼結体などの介挿部材Ｄを配置してい
るものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特に被処理
流体が経時変化しやすい例えば化学繊維の溶融ポリマー
などである場合、濾材で濾過された被処理流体の円滑な
排出と、流動抵抗の低下とが望まれているが、そのため
には、この支持部材を改善し、前記性能を向上させうる
ことが重要であると判明した。

【０００７】すなわち、前記網状体により直接濾材を支
持する場合、濾材は網状体の経線、緯線との交差部がな
す凸部で直接支持されることから、経線、緯線を比較的
狭いピッチ間隔で交差させることによって交差部の数を
増し、交差部の一点当たりに加わる負荷圧力を減じるこ
とが必要となる。

【０００８】しかしながら、このようなものは線材数を
増加させ、それに伴って流出通路内に占める有効通路面
積が減少して、被処理流体の流出を阻害し、ときにその
滞留を発生させる機会を増すなど、高品質の濾過溶融ポ
リマーを得ることを困難にしていた。

【０００９】なお、流出通路の増加のために、単に線間
隔を広くして使用本数を削減することは、それに伴い濾
材を支持する支持点数を減少させることとなり、濾材と
の接触圧を増し、濾孔を目詰まりさせ、又ときに濾材自
体が濾過圧に耐えることができず、変形、破損を生ずる
こととなる。

【００１０】またこのような従来の支持部材は、機械織
り（平織り）によって製造しており、製網時に発生する
加工異物、不純物が交差部内などに残留して完全除去を
困難とし、この異物が濾過処理時に剥脱して被処理流体
に混入し品質を低下させるという問題も発生している。

【００１１】網状体以外の他の支持部材として、例えば
波付け加工した金属平線を渦巻き状態に成形したもの
（例えば実公平１−１４８７１３号）、倒立した金属平
線を流出方向に並べ組み立てたもの（例えば特開昭６４
−４２１０号）なども知られているが、このような支持
部材は組立てに手間を要する他、重量を増して取扱いを
困難とし、また前者の支持部材では凸部が平面で濾材と
接する為に滞留発生の機会を大きくし、溶融ポリマーな
どの濾過のためには不向きである。

【００１２】本発明は、波付け線の折曲げ部を飛ばして
細線を交差させ織成することを基本としてかかる課題を
解決しうる積層金属フィルターの提供を目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、金属製の濾材と該濾材を直接又は間接的に支持する
支持部材とを積層してなる積層金属フィルターであっ
て、前記支持部材は、金属細線を用いた経線、緯線を織
成した網状体からなり、かつ経線、緯線の少なくとも一
方には、凹部、凸部の折曲げ部を繰り返す波状に型付け
した波付け線を用い、かつこの波付け線は、前記折曲げ
部を１つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金属細線と
織成されることを特徴としている。

【００１４】これにより折曲げ部ごとに金属細線を交差
させた従来の網状体に比して、金属細線の交差ピッチを
大きくすることができ、金属細線の本数を減じうるとと
もに、波付け線による支持部、即ち折曲げ部における一
方の面での凸部の個数を維持して、略同様の支持強度を
備えつつ、経線、緯線の本数、乃至交差部を減少させる
ことによって流出通路の面積を増して流体の流過抵抗を
減じ流れを円滑とする。また実質的に使用本数を減らし
うるため、フィルター自体の軽量化にも役立ち、従って
濾過液の流出抵抗の低下と耐濾過圧強度の向上という相
反する２つの特性を、一方を犠牲にすることなく改善し
うるものであって、請求項２の発明は、前記金属濾材と
支持部材との間に、パンチングプレート又は金属粉末焼
結板からなる介挿部材が配置されることを特徴としてい
る。これにより、濾過圧によって、支持部材の細線の交
差部での凸部が濾材を局部的に押圧し圧痕発生などを確
実に防ぎつつ支持強度を増し、流出通路を拡大しうるこ
ととなる。

【００１５】請求項３の発明は、支持部材を、クリンプ
織りによって織成したことを特徴としている。このと
き、経線、緯線とも予め波状に型付けした波付け線を用
いるため、織成に際しての異物の発生、又交差部などへ
の噛み込みがなく、かつ予め波付け線を洗浄しておくこ
とによってフィルターの清浄化に役立つ。

【００１６】

【発明の好ましい実施の態様】図１、図２は、本発明の
積層金属フィルター１がリーフフィルターとして用いた
一実施例を示し、積層金属フィルター１は、中抜き円板
状の濾材２と、この濾材２を支持する中抜き環状の網状
体からなる支持部材３とを含み、さらに濾材２と支持部
材３との間には、濾材２と支持部材３との直接接触を防
ぐ介挿部材４を配置している。介挿部材４は、濾過圧に
よる濾材２の濾孔の変形、閉塞、即ち目つぶれを防止す
るように支持部材３の凸部によって支持されている。

【００１７】さらに濾材２と介挿部材４との外周縁は、
前記支持部材３の外周縁をこえる部分が挟圧されかつこ
の挟圧部分の周縁を溶接し溶融によって接合している。
又各濾材２の内周縁は断面Ｕ字の補強リング６によって
補強され、かつ両側の補強リング６、６間には横孔７を
並設した内リング９を介在させる。なお介挿部材４の内
周縁もこの内リング９に溶着してもよい。

【００１８】このような積層金属フィルター１は、図２
に一点鎖線で示すスペーサ１０を介して多段に積重ねら
れ図示しない濾槽内に配置し、処理液、例えば高圧ポリ
マーを流過させることによって、被処理液は濾材２、介
挿部材４を通り支持部材３内を流れて横孔７をへて回収
される。

【００１９】濾材２として好ましくはステンレス鋼、ニ
ッケル鋼などの微細な金属繊維などをランダムに絡ませ
所定の濾過孔特性を持たせて焼結した板状の焼結体を用
いている。濾材２として、その他に金属粉末の焼結体、
又は金属粉末と金属短繊維との混合物の焼結体などを採
用することもできる。さらに濾孔、材質などの仕様の異
なる複数層の焼結体を積層したもの、濾材表面層保護の
為の微小メッシュの金網を表面に積層したものなど、被
処理液の種類、処理条件などにより種々設定することが
できる。

【００２０】また介挿部材４として複数の小孔を形成し
たパンチングプレートを用いているが、前記濾材２より
も粗大空孔の板状の金属粉末焼結体などを用いることも
できる。

【００２１】前記支持部材３は、図３，図４に示すよう
に、金属細線を用いた経線１１、緯線１２を織成した網
状体からなり、金属細線としては、例えばステンレス鋼
線、ニッケル線など耐熱性金属が好ましく、又太さは
０．３〜３．０mmの丸線、異形線などが用いられる。な
お、金属細線の各部仕様は用いる用途や状態によっても
種々変更できる。さらに経線又は緯線の配列ピッチＰ１
１、Ｐ１２は、ともに同一としても異ならせてもよく、
さらに通常１インチ当たりの本数を２〜５本程度とする
のが好ましい。本数が減少すると、太さを増して金属細
線自体の強度を向上するのがよい。

【００２２】経線１１、緯線１２の少なくとも一方に
は、金属細線を一面から見て凹部１４、凸部１５からな
る折曲げ部１６を繰り返す波状に予め型付けしクリンプ
成形した波付け線２０を用いている。このような波付け
線２０を用いることによって、網状体として形状維持性
を高めることができ、ピッチ間隔をより大きくできる。

【００２３】また、経線１１、緯線１２の双方に前記波
付け線２０を用いているとき、両者の嵌合わせによって
組立てるいわゆるクリンプ機によって網状体を織成で
き、嵌合わせ前に波付け線２０を十分に洗浄することに
よって、従来の折曲げつつ織成する機械自動織り方法に
比べて織成に伴う異物の各線の表面、交差部に異物を残
留させることを防止できることとなる。

【００２４】又波付け線２０の凹部１４、凸部１５から
なる各折曲げ部１６の間の凹凸ピッチＰ１６は、金属細
線において可能な範囲で小とするのがよく、線径ｄが例
えば０．６〜２．５mm程度のときには２〜５ｍｍ程度と
する。なお、折曲げ部の凹凸ピッチを１つの金属細線に
おいて変化することもでき、また経線、緯線で違えるこ
ともできる。さらに所定の濾過圧に耐え得るように全振
幅高さＨは例えば線径ｄの約１．５〜２．２倍程度、傾
きの平均角度θを３０〜８０°とする傾きに形成するの
が好ましい。なおこの時、高さＨが前記２．０以下を含
んでいることは、折曲げ部形成時の加圧による局部的断
面変形を想定している。なお、折曲げ部のピッチを１つ
の金属細線において変化することもでき、また経線、緯
線で違えることもできる。

【００２５】この波付け線２０は、前記折曲げ部１６を
１つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金属細線、本例
では他の波付け線２０ａと織成され網状体を形成する。

【００２６】又交差する金属細線が、折曲げ部１６を飛
ばす飛ばしの間隔は、１以上であって、図３の場合に
は、平行な細線間で２つの折曲げ部１６，１６を飛ばし
ている。即ち、波付け線の１つの交差部に隣り合う折曲
げ部を第１として、第３番目の折曲げ部１６で次の他の
波付け線２０ａと交差している。平行な細線間で飛ばす
折曲げ部１６の個数は通常、２〜１０程度とし、金属細
線の直径ｄを考慮して支持部材３の保持強度が低下しな
い程度の交差ピッチとする。なお図３における一点鎖線
の四角は凹部１４を示している。

【００２７】さらに折曲げ部の飛ばしの個数は、経線、
緯線とも同数とする場合の他、線方向に異ならせ、又は
位置を変化させて配置することができる。間隔を経線、
緯線で異ならせる場合にあっては、支持点数はあまり減
ずることなく、使用本数を削減することも可能となる。
これにより軽量化や流動特性に寄与させることができ
る。

【００２８】このように、折曲げ部１６を飛ばして織成
しているので軽量化できるとともに、従来よりも多数の
折曲げ部が形成可能であることから線自体の耐圧強度に
ついては高い特性を有している。したがって、全体とし
て折曲げ部の個数の減少を抑制することもでき、折曲げ
部に作用する負荷圧力も小さくすることができ、図５に
示す金属積層フィルター１のように、介挿部材が無いと
きにも濾材への圧痕発生を軽減できる。

【００２９】そのため、飛ばすことなく折曲げ部ごとに
交差させた従来の網状体に比して、支持部材における単
位面積当たりの濾材を直接又は間接的に支持する支持部
の個数（凸部の数）を大幅に減じることなく、かつ同様
の支持強度を備えつつ、経線、緯線の本数、その交差部
を減少させることができ、流出通路の面積を増して流体
の流過抵抗を減じ、流れを円滑とする。また実質的に使
用本数を減らすことができることから、フィルター自体
の軽量化を図ることもでき、取扱いを容易にする。

【００３０】なおこのような支持部材は、このようなリ
ーフ状以外に、プレート状、円筒状など各種のフィルタ
ーに応じて種々形状や種類に応用できる。

【００３１】「具体例」図１に示すような、濾材２と、
支持部材３と、介挿部材４とを有する積層金属フィルタ
ーを、濾材２としてステンレス鋼の微細な金属繊維をラ
ンダムに絡ませ焼結した焼結体を用い、介挿部材４とし
てパンチングプレートを用いて製作した。前記支持部材
３は、直径２mmのステンレス鋼からなる波付け線を経線
１１、緯線１２に用いてクリンプ成形機により織成し
た。

【００３２】波付け線２０は、折曲げ部間のピッチＰ１
６＝３mm、高さＨ＝３．８mmのクリンプ（凹凸波付け）
成形を施し、このように成形した成形線材を経線１１、
緯線１２として前記折曲げ部１６の２つ飛ばし毎に交差
させ嵌合わせることで網製品とした。

【００３３】その結果、支持部材３の重量は３０ｇと軽
量化できた。また波付け線は、それ自体の耐圧強度は従
来の平織網と同様に多くの凹凸部が形成させていること
から従来品と変わりなく高い特性を有している。したが
って、凸部にかかる負荷圧力も小さくでき、濾材への圧
痕発生を軽減できる。

【００３４】各外周縁を溶融結合させリークを阻止した
リーフフィルター１の６０枚をスペーサ１０を介在させ
て試験プラントの濾過装置に装着して濾過テストを行っ
た。

【００３５】使用した被処理流体はＰ、Ｐ（ポリプロピ
レン）の溶融ポリマーであって、処理流量１０００〜１
２００kg／Ｈｒ．の条件で濾過処理を行い、濾過処理前
後の圧力損失の大小を測定した。

【００３６】なお、比較試料としては、従来から支持部
材として使用してきた機械自動織りによる平織網製品を
用いたフィルターも同時に試験し比較した。

【００３７】（比較品の構成）比較品は、ステンレス鋼
線（線径２mm）による平織網（６メッシュ）で、厚さ４
mmに形成した。

【００３８】その結果、発明品の全圧力損失は６７．９
kg／mm² Ｇと、比較品に比べ１０％以上も減少させるこ
とができ、また濾過圧に対して変形等を生じることもな
かった

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による積層
金属フィルターは特に支持部材として予め折曲げ部を形
成した波付け線を使用し、しかも経線、緯線の交差部を
折曲げ部を飛ばして配置したことから、実質的な濾材支
持点数を減じることなくその使用本数を削減することが
でき、その結果、被処理流体の流出特性を改善できる。

【００４０】しかも、全体的な軽量化を図るとともに、
従来から指摘されていた支持部材の交差部に付着残留す
る不純物の排除が容易となることから、高い信頼性を具
備し、また本発明は種々形態のフィルターに応用できる
など産業上の利用性は高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す部分断面図である。

【図２】図２は、上半分をスペーサとともに示す平面図
である。

【図３】図３は支持部材を例示する平面図である。

【図４】支持部材を例示する断面部である。

【図５】フィルターの他の実施例を示す拡大断面図であ
る。

【図６】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 積層金属フィルター ２ 濾材 ３ 支持部材 ４ 介挿部材 １１ 経線 １２ 緯線 １４ 凹部 １５ 凸部 １６ 折曲げ部 Ｐ１６ 凹凸ピッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製の濾材と該濾材を直接又は間接的に
   支持する支持部材とを積層してなる積層金属フィルター
   であって、 前記支持部材は、金属細線を用いた経線、緯線を織成し
   た網状体からなり、かつ経線、緯線の少なくとも一方に
   は、凹部、凸部の折曲げ部を繰り返す波状に型付けした
   波付け線を用い、かつこの波付け線は、前記折曲げ部を
   １つ以上飛ばしてこれに交差する他方の金属細線と織成
   されることを特徴とする積層金属フィルター。
2. 【請求項２】前記金属濾材と支持部材とは、その間に、
   パンチングプレート又は金属粉末焼結板からなる介挿部
   材が配置されることを特徴とする請求項１記載の積層金
   属フィルター。
3. 【請求項３】前記支持部材は、クリンプ織りによって織
   成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の積層金
   属フィルター。