ポリマー濾過フィルターと濾過装置
【課題】濾過装置のポリマー流路の下流側と上流側の間での差圧が少なく、所要の溶融ポリマーの通過流量を確保することが出来、ポリマーに混在する粒子状異物とゲルを確実に捕捉し得るポリマー濾過フィルターを得る。
【解決手段】ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が１００μｍ以下の金属繊維に成る不織布フィルターと、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターを重ね合わせ、それら不織布フィルターと金網フィルターの何れか少なくとも一方の外面に、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターと金網フィルターの何れよりも粗い補強金網を重ね合わせてポリマー濾過フィルターを構成する。
【解決手段】ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が１００μｍ以下の金属繊維に成る不織布フィルターと、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターを重ね合わせ、それら不織布フィルターと金網フィルターの何れか少なくとも一方の外面に、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターと金網フィルターの何れよりも粗い補強金網を重ね合わせてポリマー濾過フィルターを構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルアルコール等の繊維やフイルム等のプラスチック製品の原料として使用される溶融状態にあるポリマー（以下、単にポリマーとも言う。）に混在する粒子状異物やゲル状ポリマー（以下、単にゲルとも言う。）を捕捉して濾過するフィルターおよび装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のポリマー濾過フィルターとしては、線径が１００μｍ以下の金属繊維に成る濾過粒度が概して５〜６０μｍの不織布に、それよりも濾過粒度の粗い補強金網を重ね合わせた不織布フィルター、又は、線径が１００μｍ以下の金属繊維糸条を経糸と緯糸に用いて織成された目開き（隣合う経糸と経糸の間の隙間の寸法と、隣合う緯糸と緯糸の間の隙間の寸法の中の何れか少ない方の寸法を言う。）が２０〜１５０μｍの金網に、それよりも目開きの粗い補強金網を重ね合わせた金網フィルターが慣用されている。
【０００３】
これらのフィルターには一長一短があり、不織布フィルターは、金属繊維の線径よりも遥かに厚い繊維積層体であり、繊維間の隙間が厚み方向に曲折して細かく続いているので、ポリマー中のゲルに対して優れた捕捉効果を発揮し、図１の濾過粒度３０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線Ｘと、濾過粒度４０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線Ｙと、濾過粒度６０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線Ｚが示すように、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験によって表示される濾過粒度よりも細かい粒子状異物やゲルを捕捉する確率が金網フィルターに比較して高い。
【０００４】
その濾過粒度を高めるためには、不織布の繊維密度を緻密にすると、それを装着した濾過装置の流路における不織布フィルターの下流側と上流側との間での差圧が大きく、所要のポリマーの通過流量を確保することが出来ず、又、その通過するポリマーに、下流側と上流側の間での圧力変化に伴って発生する熱によって、新たなゲルが発生する。
【０００５】
その差圧を少なくするためには、不織布フィルターを、濾過面積の狭い固定式ブレーカープレートやスクリーンチェンジャーとしてではなく、濾過面積の広いプリーツ型円筒フィルターやリーフディスクフィルターに組み込んで使用すればよいのであるが、プリーツ型円筒フィルターやリーフディスクフィルターでは濾過装置が大型化し、プリーツ型円筒フィルター内やリーフディスクフィルター内でのポリマーの滞留時間が長くなり、プリーツ型円筒フィルター内やリーフディスクフィルター内の局部にポリマーの流れ難い箇所が出来てしまう等々の点で問題がある。
【０００６】
不織布フィルターには、不織布と不織布の間に金網を挟み込んだものもある（例えば、特許文献１参照）。しかし、その金網は、その前後する不織布よりも隙間が粗く、公称濾過粒度よりも粗い粒子状異物を捕捉する異物捕捉手段となるものではない。即ち、その金網は、不織布フィルターの内部に粗い空隙を形成し、その空隙においてポリマーを滞留させ、ポリマーと共に内部に入り込んだゲルの凝集を促して肥大化させ、不織布フィルター内部においてゲルを捕捉しようとするゲル捕捉手段であり、下流側と上流側の間での差圧を少なくするものではなく、その金網によって所要の溶融ポリマーの通過流量が確保される訳ではなく、濾過装置の大型化は不可避である。
【特許文献１】特開昭５９−１９２７０７号公報
【０００７】
金網フィルターは、図１の濾過粒度２５μｍの金網フィルターの濾過粒度分布曲線Ｋが示すように、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験によって表示される濾過粒度よりも細かい粒子状異物を捕捉する異物捕捉性の点では不織布フィルターに比して劣るが、同じ濾過粒度の不織布フィルターに比較すると、濾過装置の流路におけるフィルターの下流側と上流側との間での差圧が少ない。
金網フィルターは、又、ゲルが、粘性と流動性を帯びたポリマーの塊状集合体であり、金網フィルターを構成する経糸や緯糸に剪断されて瞬時分割されるものの、金網フィルターの下流側では、その分割されたゲルが金網フィルターを離れるや粘着し合って再び肥大なゲルとなるので、ゲルに対する捕捉機能を欠く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、濾過装置のポリマー流路の下流側と上流側の間での差圧が少なく、所要の溶融ポリマーの通過流量を確保することが出来、ポリマーに混在する粒子状異物とゲルを確実に捕捉し得るポリマー濾過フィルターを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るポリマー濾過フィルターは、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が１００μｍ以下の金属繊維に成る不織布フィルターと、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターが重ね合わされており、その不織布フィルターと金網フィルターの何れか少なくとも一方の外面に、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターと金網フィルターの何れよりも粗い補強金網が重ね合わされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るポリマー濾過装置は、上記のポリマー濾過フィルターが、溶融ポリマーの流動する流路に、前記補強金網を当該流路の下流側に位置決めして装着されており、そのポリマー濾過フィルターを通過する溶融ポリマーの通過流量が０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
ポリマー濾過装置は、一般に、ポリマーの流路と、ポリマーを流動するスクリューと、ポリマーを吐出する吐出口を具備するが、それは、合成繊維紡糸装置やプラスチック製品を製造する押出装置や成形装置の一部を成すものであってもよい。前記の通り、不織布フィルター単独使用によって所要のポリマー通過流量を確保しようとする場合、ポリマー流路の下流側と上流側の間で差圧が大きくなる。一方、金網フィルター単独使用では、ポリマー流路の下流側と上流側の間で差圧を大きくすることなく所要のポリマー通過流量を確保することが出来るものの、その濾過粒度を細かくしてもゲルを捕捉することは出来ない。
【００１２】
この点、本発明のポリマー濾過フィルターでは、不織布フィルターと金網フィルターが一体化になっており、その一方の短所が他方に補完され、粒子状異物を捕捉するために金網フィルターを緻密にしてもポリマー濾過装置でのポリマー通過流量を０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
に設定し得、下流側と上流側の間での圧力変化に伴って発生する熱によって新たなゲルを発生するようなことなく、不織布フィルターによってゲル捕捉機能が確保される。そのようにポリマー濾過装置でのポリマー通過流量を０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
に設定することによって、局部にポリマーの流れ難い箇所が濾過フィルターに出来ず、ポリマーを効率的に濾過することが可能となる。
【００１３】
濾過フィルターを構成する不織布フィルターと金網フィルターは、その何れがポリマー流路の上流側にあってもよい。補強金網は、その下流側に設定されるが、下流側と上流側の双方に設定することも出来る。又、不織布フィルターと金網フィルターは、それぞれ対にして複数枚重ね合わせることが出来る。その場合、補強金網は、ポリマー流路の下流側と上流側の他に、それらのフィルター間に設定することも出来る。
【００１４】
不織布フィルターが上流側に、金網フィルターが下流側に設定される場合、上流側の不織布フィルターがゲルを捕捉し、不織布フィルターが捕捉し得なかった粒径の大きい粗い粒子状異物を不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターが捕捉する、或いは、不織布フィルターが捕捉し得なかった細かいゲルが、金網フィルターに到達すると、金網フィルターに捕捉されるか、或いは、金網フィルターに細かく分割されて濾過フィルターを通過する、と考えられる。そのためには、不織布フィルターと金網フィルターは密着していなければならない。何故なら、それらのフィルターが離れていれば、前掲特許文献１が示すように、その離れている不織布フィルターと金網フィルターの間の空隙部には、上流側にあってポリマーの流動を促すスクリューからの圧力が上流側の不織布フィルターに遮られ、その結果、空隙部において粘着を帯びて残存するゲル粒子が凝集して肥大化する虞れがあるからである。このことは、金網フィルターを上流側に設定し、不織布フィルターを下流側に設定する場合も同様である。このため、濾過フィルターの中間層を形成するように補強金網をフィルター内部に付設するとしても、その場合は、その中間の補強金網の上流側と下流側に、それぞれ不織布フィルターと金網フィルターが重なり合って介在する多層積層構造とする。
【００１５】
金網フィルターが上流側に、不織布フィルターが下流側に設定される場合、濾過粒度の細かい金網フィルターが粒径の大きい粗い粒子状異物を確実に捕捉するので、粒径の大きい粗い粒子状異物が不織布フィルターに到達することはなく、又、ゾルが金網フィルターを通過したとしても、その金網フィルターの経糸や緯糸によって剪断されて微細になったゲルは、再び他のゲルと粘着して肥大化することなく、その微細に分割された状態のまま直ちに不織布フィルターの微細孔に吸収されて捕捉されるので、ゲルの捕捉精度が高まる、と考えられる。
従って、本発明の濾過フィルターは、その一部が不織布フィルターによって構成されていても、ポリマーを高加圧することなく、粒径の大きい粗い粒子状異物もゲルも捕捉し得、ゲルの捕捉精度を高めるためにプリーツ型円筒やリーフディスク等の大型フィルターに組み込んで使用する必要がなく、それ故に、ポリマー通過流量が０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
と言ったコンパクトで異物捕捉精度の高い濾過装置が得られる。
【００１６】
かくして、本発明によると、ゲルの除去されたポリマーが得られ、ゲルが残存することによって発現するフィッシュアイ、つまり、ゲルの混在しないポリマーによって構成されるプラスチックフイルムその他のプラスチック製品にポリマー中に混在していたゲルによって形成される部分が混在して魚の目やレンズのように看取される異質部分がなく、品質が揃ったプラスチックフイルムその他のプラスチック製品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
濾過フィルターを構成する不織布フィルターと金網フィルターと補強金網は、重ね合わせて焼結一体化してもよく、又、重ね合わされた不織布フィルターと金網フィルターと補強金網の周縁部にスポット溶接を施して一体化してもよく、或いは又、重ね合わされた不織布フィルターと金網フィルターと補強金網の周縁部を縁取り材によって挟持して一体化してもよい。
【００１８】
濾過後にポリマーに残存する粒子状異物やゲルの有無は、そのポリマーによって形成されたフイルムを観察し、そのフィッシュアイの多少によって調べることが出来る。
このフィッシュアイは、Ｔダイ押出装置を具備するフィッシュアイカウンター（製造元；ドイツ所在オーシーエス社（ＯＣＳ社）、販売元；伊藤忠プラマック株式会社，機種；ＦＳ−５型）によって検出し、把握することが出来る。このＦＳ−５型フィッシュアイカウンターでは、単位面積に介在するフィッシュアイの数が、個々のフィッシュアイの表面積から平均直径として割り出される大きさ毎に定量的に読み取られる。
従って、本発明による効果を、本発明によって得られたポリマーをＦＳ−５型フィッシュアイカウンターによってフイルムとすると同時に、そのフイルムのフィッシュアイの有無を調べて実証することとする。
【実施例】
【００１９】
［実施例１］
ステンレス繊維に成る濾過粒度６０μｍの不織布フィルターと、線径２５μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度２５μｍ（５００メッシュ）の金網フィルターを重ね合わせ、その不織布フィルターの外面に線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網を重ね合わせ、その金網フィルターの外面に線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した低密度ポリエチレンをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍのポリエチレンフイルムを作成し、同時に、そのポリエチレンフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表１に示す通り、合計フィッシュアイ数１３２６個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は１２．０Ｍｐａであった。
【００２０】
［比較例１］
ステンレス繊維に成る濾過粒度３０μｍの不織布フィルターの表裏に、線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網と、線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した低密度ポリエチレンをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍのポリエチレンフイルムを作成し、同時に、そのポリエチレンフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表１に示す通り、合計フィッシュアイ数１８９４個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は８．０Ｍｐａであった。
【００２１】
［確認試験１］
実施例１と比較例１において使用した低密度ポリエチレンを、ポリマー濾過装置に通して濾過することなく、オーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍのポリエチレンフイルムを作成し、同時に、そのポリエチレンフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表１に示す通り、合計フィッシュアイ数３８１７個／ｍ2
との結果を得た。
その測定結果によると、比較例１の濾過フィルターを使用した場合のフィッシュアイの減少率は５０．３％（＝１００×（３８１７−１８９４）÷３８１７）となり、実施例１の濾過フィルターを使用した場合はフィッシュアイの減少率は６５．３％（＝１００×（３８１７−１３２６）÷３８１７）となる。尚、表１には、フィッシュアイ数とフィッシュアイの減少率をフィッシュアイの大きさ別に表示している。
【００２２】
【表１】
【００２３】
［実施例２］
ステンレス繊維に成る濾過粒度６０μｍの不織布フィルターと、線径２５μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度２５μｍ（５００メッシュ）の金網フィルターを重ね合わせ、その金網フィルターの外面に線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網を重ね合わせ、その不織布フィルターの外面に線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した酢酸ビニルポリマーをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍの酢酸ビニルフイルムを作成し、同時に、その酢酸ビニルフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表２に示す通り、合計フィッシュアイ数１０９個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は９．０Ｍｐａであった。
【００２４】
［比較例２］
ステンレス繊維に成る濾過粒度４０μｍの不織布フィルターの表裏に、線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網と、線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した酢酸ビニルポリマーをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍの酢酸ビニルフイルムを作成し、同時に、その酢酸ビニルフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表２に示す通り、合計フィッシュアイ数１５３個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は１１．５Ｍｐａであった。
【００２５】
［確認試験２］
実施例２と比較例２において使用した酢酸ビニルポリマーを、ポリマー濾過装置に通して濾過することなく、オーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍの酢酸ビニルフイルムを作成し、同時に、その酢酸ビニルフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表２に示す通り、合計フィッシュアイ数４２２個／ｍ2
との結果を得た。
その測定結果によると、比較例１の濾過フィルターを使用した場合のフィッシュアイの減少率は６３．７％（＝１００×（４２２−１５３）÷４２２）となり、実施例１の濾過フィルターを使用した場合はフィッシュアイの減少率は７４．２％（＝１００×（４２２−１０９）÷４２２）となる。尚、表２には、フィッシュアイ数とフィッシュアイの減少率をフィッシュアイの大きさ別に表示している。
【００２６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】フィルターの濾過粒度分布曲線図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｘ：濾過粒度３０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線
Ｙ：濾過粒度４０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線
Ｚ：濾過粒度６０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線
Ｋ：濾過粒度２５μｍの金網フィルターの濾過粒度分布曲線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルアルコール等の繊維やフイルム等のプラスチック製品の原料として使用される溶融状態にあるポリマー（以下、単にポリマーとも言う。）に混在する粒子状異物やゲル状ポリマー（以下、単にゲルとも言う。）を捕捉して濾過するフィルターおよび装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のポリマー濾過フィルターとしては、線径が１００μｍ以下の金属繊維に成る濾過粒度が概して５〜６０μｍの不織布に、それよりも濾過粒度の粗い補強金網を重ね合わせた不織布フィルター、又は、線径が１００μｍ以下の金属繊維糸条を経糸と緯糸に用いて織成された目開き（隣合う経糸と経糸の間の隙間の寸法と、隣合う緯糸と緯糸の間の隙間の寸法の中の何れか少ない方の寸法を言う。）が２０〜１５０μｍの金網に、それよりも目開きの粗い補強金網を重ね合わせた金網フィルターが慣用されている。
【０００３】
これらのフィルターには一長一短があり、不織布フィルターは、金属繊維の線径よりも遥かに厚い繊維積層体であり、繊維間の隙間が厚み方向に曲折して細かく続いているので、ポリマー中のゲルに対して優れた捕捉効果を発揮し、図１の濾過粒度３０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線Ｘと、濾過粒度４０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線Ｙと、濾過粒度６０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線Ｚが示すように、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験によって表示される濾過粒度よりも細かい粒子状異物やゲルを捕捉する確率が金網フィルターに比較して高い。
【０００４】
その濾過粒度を高めるためには、不織布の繊維密度を緻密にすると、それを装着した濾過装置の流路における不織布フィルターの下流側と上流側との間での差圧が大きく、所要のポリマーの通過流量を確保することが出来ず、又、その通過するポリマーに、下流側と上流側の間での圧力変化に伴って発生する熱によって、新たなゲルが発生する。
【０００５】
その差圧を少なくするためには、不織布フィルターを、濾過面積の狭い固定式ブレーカープレートやスクリーンチェンジャーとしてではなく、濾過面積の広いプリーツ型円筒フィルターやリーフディスクフィルターに組み込んで使用すればよいのであるが、プリーツ型円筒フィルターやリーフディスクフィルターでは濾過装置が大型化し、プリーツ型円筒フィルター内やリーフディスクフィルター内でのポリマーの滞留時間が長くなり、プリーツ型円筒フィルター内やリーフディスクフィルター内の局部にポリマーの流れ難い箇所が出来てしまう等々の点で問題がある。
【０００６】
不織布フィルターには、不織布と不織布の間に金網を挟み込んだものもある（例えば、特許文献１参照）。しかし、その金網は、その前後する不織布よりも隙間が粗く、公称濾過粒度よりも粗い粒子状異物を捕捉する異物捕捉手段となるものではない。即ち、その金網は、不織布フィルターの内部に粗い空隙を形成し、その空隙においてポリマーを滞留させ、ポリマーと共に内部に入り込んだゲルの凝集を促して肥大化させ、不織布フィルター内部においてゲルを捕捉しようとするゲル捕捉手段であり、下流側と上流側の間での差圧を少なくするものではなく、その金網によって所要の溶融ポリマーの通過流量が確保される訳ではなく、濾過装置の大型化は不可避である。
【特許文献１】特開昭５９−１９２７０７号公報
【０００７】
金網フィルターは、図１の濾過粒度２５μｍの金網フィルターの濾過粒度分布曲線Ｋが示すように、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験によって表示される濾過粒度よりも細かい粒子状異物を捕捉する異物捕捉性の点では不織布フィルターに比して劣るが、同じ濾過粒度の不織布フィルターに比較すると、濾過装置の流路におけるフィルターの下流側と上流側との間での差圧が少ない。
金網フィルターは、又、ゲルが、粘性と流動性を帯びたポリマーの塊状集合体であり、金網フィルターを構成する経糸や緯糸に剪断されて瞬時分割されるものの、金網フィルターの下流側では、その分割されたゲルが金網フィルターを離れるや粘着し合って再び肥大なゲルとなるので、ゲルに対する捕捉機能を欠く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、濾過装置のポリマー流路の下流側と上流側の間での差圧が少なく、所要の溶融ポリマーの通過流量を確保することが出来、ポリマーに混在する粒子状異物とゲルを確実に捕捉し得るポリマー濾過フィルターを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るポリマー濾過フィルターは、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が１００μｍ以下の金属繊維に成る不織布フィルターと、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターが重ね合わされており、その不織布フィルターと金網フィルターの何れか少なくとも一方の外面に、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターと金網フィルターの何れよりも粗い補強金網が重ね合わされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るポリマー濾過装置は、上記のポリマー濾過フィルターが、溶融ポリマーの流動する流路に、前記補強金網を当該流路の下流側に位置決めして装着されており、そのポリマー濾過フィルターを通過する溶融ポリマーの通過流量が０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
ポリマー濾過装置は、一般に、ポリマーの流路と、ポリマーを流動するスクリューと、ポリマーを吐出する吐出口を具備するが、それは、合成繊維紡糸装置やプラスチック製品を製造する押出装置や成形装置の一部を成すものであってもよい。前記の通り、不織布フィルター単独使用によって所要のポリマー通過流量を確保しようとする場合、ポリマー流路の下流側と上流側の間で差圧が大きくなる。一方、金網フィルター単独使用では、ポリマー流路の下流側と上流側の間で差圧を大きくすることなく所要のポリマー通過流量を確保することが出来るものの、その濾過粒度を細かくしてもゲルを捕捉することは出来ない。
【００１２】
この点、本発明のポリマー濾過フィルターでは、不織布フィルターと金網フィルターが一体化になっており、その一方の短所が他方に補完され、粒子状異物を捕捉するために金網フィルターを緻密にしてもポリマー濾過装置でのポリマー通過流量を０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
に設定し得、下流側と上流側の間での圧力変化に伴って発生する熱によって新たなゲルを発生するようなことなく、不織布フィルターによってゲル捕捉機能が確保される。そのようにポリマー濾過装置でのポリマー通過流量を０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
に設定することによって、局部にポリマーの流れ難い箇所が濾過フィルターに出来ず、ポリマーを効率的に濾過することが可能となる。
【００１３】
濾過フィルターを構成する不織布フィルターと金網フィルターは、その何れがポリマー流路の上流側にあってもよい。補強金網は、その下流側に設定されるが、下流側と上流側の双方に設定することも出来る。又、不織布フィルターと金網フィルターは、それぞれ対にして複数枚重ね合わせることが出来る。その場合、補強金網は、ポリマー流路の下流側と上流側の他に、それらのフィルター間に設定することも出来る。
【００１４】
不織布フィルターが上流側に、金網フィルターが下流側に設定される場合、上流側の不織布フィルターがゲルを捕捉し、不織布フィルターが捕捉し得なかった粒径の大きい粗い粒子状異物を不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターが捕捉する、或いは、不織布フィルターが捕捉し得なかった細かいゲルが、金網フィルターに到達すると、金網フィルターに捕捉されるか、或いは、金網フィルターに細かく分割されて濾過フィルターを通過する、と考えられる。そのためには、不織布フィルターと金網フィルターは密着していなければならない。何故なら、それらのフィルターが離れていれば、前掲特許文献１が示すように、その離れている不織布フィルターと金網フィルターの間の空隙部には、上流側にあってポリマーの流動を促すスクリューからの圧力が上流側の不織布フィルターに遮られ、その結果、空隙部において粘着を帯びて残存するゲル粒子が凝集して肥大化する虞れがあるからである。このことは、金網フィルターを上流側に設定し、不織布フィルターを下流側に設定する場合も同様である。このため、濾過フィルターの中間層を形成するように補強金網をフィルター内部に付設するとしても、その場合は、その中間の補強金網の上流側と下流側に、それぞれ不織布フィルターと金網フィルターが重なり合って介在する多層積層構造とする。
【００１５】
金網フィルターが上流側に、不織布フィルターが下流側に設定される場合、濾過粒度の細かい金網フィルターが粒径の大きい粗い粒子状異物を確実に捕捉するので、粒径の大きい粗い粒子状異物が不織布フィルターに到達することはなく、又、ゾルが金網フィルターを通過したとしても、その金網フィルターの経糸や緯糸によって剪断されて微細になったゲルは、再び他のゲルと粘着して肥大化することなく、その微細に分割された状態のまま直ちに不織布フィルターの微細孔に吸収されて捕捉されるので、ゲルの捕捉精度が高まる、と考えられる。
従って、本発明の濾過フィルターは、その一部が不織布フィルターによって構成されていても、ポリマーを高加圧することなく、粒径の大きい粗い粒子状異物もゲルも捕捉し得、ゲルの捕捉精度を高めるためにプリーツ型円筒やリーフディスク等の大型フィルターに組み込んで使用する必要がなく、それ故に、ポリマー通過流量が０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
と言ったコンパクトで異物捕捉精度の高い濾過装置が得られる。
【００１６】
かくして、本発明によると、ゲルの除去されたポリマーが得られ、ゲルが残存することによって発現するフィッシュアイ、つまり、ゲルの混在しないポリマーによって構成されるプラスチックフイルムその他のプラスチック製品にポリマー中に混在していたゲルによって形成される部分が混在して魚の目やレンズのように看取される異質部分がなく、品質が揃ったプラスチックフイルムその他のプラスチック製品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
濾過フィルターを構成する不織布フィルターと金網フィルターと補強金網は、重ね合わせて焼結一体化してもよく、又、重ね合わされた不織布フィルターと金網フィルターと補強金網の周縁部にスポット溶接を施して一体化してもよく、或いは又、重ね合わされた不織布フィルターと金網フィルターと補強金網の周縁部を縁取り材によって挟持して一体化してもよい。
【００１８】
濾過後にポリマーに残存する粒子状異物やゲルの有無は、そのポリマーによって形成されたフイルムを観察し、そのフィッシュアイの多少によって調べることが出来る。
このフィッシュアイは、Ｔダイ押出装置を具備するフィッシュアイカウンター（製造元；ドイツ所在オーシーエス社（ＯＣＳ社）、販売元；伊藤忠プラマック株式会社，機種；ＦＳ−５型）によって検出し、把握することが出来る。このＦＳ−５型フィッシュアイカウンターでは、単位面積に介在するフィッシュアイの数が、個々のフィッシュアイの表面積から平均直径として割り出される大きさ毎に定量的に読み取られる。
従って、本発明による効果を、本発明によって得られたポリマーをＦＳ−５型フィッシュアイカウンターによってフイルムとすると同時に、そのフイルムのフィッシュアイの有無を調べて実証することとする。
【実施例】
【００１９】
［実施例１］
ステンレス繊維に成る濾過粒度６０μｍの不織布フィルターと、線径２５μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度２５μｍ（５００メッシュ）の金網フィルターを重ね合わせ、その不織布フィルターの外面に線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網を重ね合わせ、その金網フィルターの外面に線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した低密度ポリエチレンをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍのポリエチレンフイルムを作成し、同時に、そのポリエチレンフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表１に示す通り、合計フィッシュアイ数１３２６個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は１２．０Ｍｐａであった。
【００２０】
［比較例１］
ステンレス繊維に成る濾過粒度３０μｍの不織布フィルターの表裏に、線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網と、線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した低密度ポリエチレンをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍのポリエチレンフイルムを作成し、同時に、そのポリエチレンフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表１に示す通り、合計フィッシュアイ数１８９４個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は８．０Ｍｐａであった。
【００２１】
［確認試験１］
実施例１と比較例１において使用した低密度ポリエチレンを、ポリマー濾過装置に通して濾過することなく、オーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍのポリエチレンフイルムを作成し、同時に、そのポリエチレンフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表１に示す通り、合計フィッシュアイ数３８１７個／ｍ2
との結果を得た。
その測定結果によると、比較例１の濾過フィルターを使用した場合のフィッシュアイの減少率は５０．３％（＝１００×（３８１７−１８９４）÷３８１７）となり、実施例１の濾過フィルターを使用した場合はフィッシュアイの減少率は６５．３％（＝１００×（３８１７−１３２６）÷３８１７）となる。尚、表１には、フィッシュアイ数とフィッシュアイの減少率をフィッシュアイの大きさ別に表示している。
【００２２】
【表１】
【００２３】
［実施例２］
ステンレス繊維に成る濾過粒度６０μｍの不織布フィルターと、線径２５μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度２５μｍ（５００メッシュ）の金網フィルターを重ね合わせ、その金網フィルターの外面に線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網を重ね合わせ、その不織布フィルターの外面に線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した酢酸ビニルポリマーをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍの酢酸ビニルフイルムを作成し、同時に、その酢酸ビニルフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表２に示す通り、合計フィッシュアイ数１０９個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は９．０Ｍｐａであった。
【００２４】
［比較例２］
ステンレス繊維に成る濾過粒度４０μｍの不織布フィルターの表裏に、線径２２０μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度４００μｍの補強金網と、線径４００μｍのステンレス繊維に成る濾過粒度９００μｍの補強金網を重ね合わせて圧着し、周囲をスポット溶接して作成した濾過フィルターを、濾過粒度９００μｍの補強金網をポリマー流路の下流側に位置決めしてドイツ所在のグノイス（ｇｎｅｕｓｓ）社製ポリマー濾過装置（名称：スクリーンチェンジャー、ポリマー通過流量１．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2
）に装着して濾過した酢酸ビニルポリマーをオーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍの酢酸ビニルフイルムを作成し、同時に、その酢酸ビニルフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表２に示す通り、合計フィッシュアイ数１５３個／ｍ2
との結果を得た。濾過フィルターの下流側と上流側の間で差圧は１１．５Ｍｐａであった。
【００２５】
［確認試験２］
実施例２と比較例２において使用した酢酸ビニルポリマーを、ポリマー濾過装置に通して濾過することなく、オーシーエス社製ＦＳ−５型フィッシュアイカウンターのＴダイ押出装置に通して厚み２５μｍの酢酸ビニルフイルムを作成し、同時に、その酢酸ビニルフイルムのフィッシュアイ数を測定し、表２に示す通り、合計フィッシュアイ数４２２個／ｍ2
との結果を得た。
その測定結果によると、比較例１の濾過フィルターを使用した場合のフィッシュアイの減少率は６３．７％（＝１００×（４２２−１５３）÷４２２）となり、実施例１の濾過フィルターを使用した場合はフィッシュアイの減少率は７４．２％（＝１００×（４２２−１０９）÷４２２）となる。尚、表２には、フィッシュアイ数とフィッシュアイの減少率をフィッシュアイの大きさ別に表示している。
【００２６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】フィルターの濾過粒度分布曲線図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｘ：濾過粒度３０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線
Ｙ：濾過粒度４０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線
Ｚ：濾過粒度６０μｍの不織布フィルターの濾過粒度分布曲線
Ｋ：濾過粒度２５μｍの金網フィルターの濾過粒度分布曲線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が１００μｍ以下の金属繊維に成る不織布フィルターと、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターが重ね合わされており、
その不織布フィルターと金網フィルターの何れか少なくとも一方の外面に、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターと金網フィルターの何れよりも粗い補強金網が重ね合わされているポリマー濾過フィルター。
【請求項２】
前掲請求項１に記載のポリマー濾過フィルターが、溶融ポリマーの流動する流路に、前記補強金網を当該流路の下流側に位置決めして装着されており、そのポリマー濾過フィルターを通過する溶融ポリマーの通過流量が０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2 であるポリマー濾過装置。
【請求項１】
ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が１００μｍ以下の金属繊維に成る不織布フィルターと、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターの濾過粒度よりも細かい金網フィルターが重ね合わされており、
その不織布フィルターと金網フィルターの何れか少なくとも一方の外面に、ＪＩＳ−Ｂ−８３５６に基づくガラスビーズ透過試験による濾過粒度が上記不織布フィルターと金網フィルターの何れよりも粗い補強金網が重ね合わされているポリマー濾過フィルター。
【請求項２】
前掲請求項１に記載のポリマー濾過フィルターが、溶融ポリマーの流動する流路に、前記補強金網を当該流路の下流側に位置決めして装着されており、そのポリマー濾過フィルターを通過する溶融ポリマーの通過流量が０．５〜２．０ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2 であるポリマー濾過装置。
【図１】
【公開番号】特開２００９−８２８６８（Ｐ２００９−８２８６８Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５８４２９（Ｐ２００７−２５８４２９）
【出願日】平成１９年１０月２日（２００７．１０．２）
【出願人】（５９１０１８０７３）伊藤忠システック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２日（２００７．１０．２）
【出願人】（５９１０１８０７３）伊藤忠システック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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