リーフディスクフィルタ組立体およびポリマーフィルムの製造方法
【課題】フィルタ組立体内において滞留部を無くし、ゲル状体などの異物発生を抑え、欠点の少ないフィルムを製造することができるリーフディスクフィルタ組立体およびそれを用いたフィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】支柱に組み付けられた複数のリーフディスクフィルタ１と、前記リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように配置された保護板５と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように配置された底板１０と、を備えたリーフディスクフィルタ組立体６０であって、前記の保護板、底板のリーフディスクフィルタと相対する面の全面、または径方向内周の一部の面に濾過機能を有したリーフディスクフィルタ組立体とする。
【解決手段】支柱に組み付けられた複数のリーフディスクフィルタ１と、前記リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように配置された保護板５と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように配置された底板１０と、を備えたリーフディスクフィルタ組立体６０であって、前記の保護板、底板のリーフディスクフィルタと相対する面の全面、または径方向内周の一部の面に濾過機能を有したリーフディスクフィルタ組立体とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリーフディスクフィルタ組立体およびポリマーフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリ乳酸、アクリル系ポリマーなどを用いて製造されるフィルムは図２２に示すような製造装置により製造されている。
【０００３】
フィルム製造装置４０において、ポリマーは、押出機２１により熱とせん断力が加えられ溶融し、溶融状態でギアポンプ２２に送り込まれる。ギアポンプ２２によって一定量で吐出された溶融ポリマーは、その後フィルタ２３を通過し異物等が濾過され、任意のリップ間隙のスリットを有する口金２４からフィルム状に押し出し成形される。押し出されたフィルム状溶融ポリマーは、回転する冷却ドラム２５によって冷却・固化される。冷却・固化されたフィルムは、続いて延伸装置２６により任意の方向・倍率に延伸され、ワインダによりポリマーフィルム３０として巻き取られる。またその際、厚み計２７によりフィルムの幅方向の厚み測定が行われ、この厚み測定データに基づき口金２４のリップ間隙を厚み制御装置２９により調整することで、幅方向の厚みが均一なフィルムが製造される。
【０００４】
上記フィルム製造装置に用いられるフィルタはリーフディスクフィルタ、筒型フィルタ、スクリーンフィルタといった様々な種類があり、製造するフィルムの品質、製造条件に応じて適宜用いられる。リーフディスクフィルタは複数枚を支柱に組み付けながら積層し、ツリー状にして用いることが多く、濾材として金属繊維タイプや多孔質タイプのものなどが広く用いられる。高い濾過精度を有するフィルタや、粘度の高いポリマーを用いる場合には濾圧が高くなるため、広い濾過面積で低圧損化を図ることができるリーフディスクフィルタを用いることが一般的である。
【０００５】
このリーフディスクフィルタは、通常、図８に示すように複数枚のリーフディスクフィルタ１を支柱４に組み付け積層したツリー状の組立体として使用される。ここで図８において、リーフディスクフィルタ組立体５０はケーシング３内に、先述の支柱４に積層し、組み付けた複数枚のリーフディスクフィルタ１と共に納められ、上蓋２によりケーシング内流路１１が確保される形状で組立てられる。支柱４に組み付けられたリーフディスクフィルタ１はその最上流部と最下流部とにそれぞれ相対する形で保護板５と底板１０とが配置され、止めネジ６にて固定されている。図９および図１０は、それぞれのリーフディスクフィルタ１の最上流部付近と最下流部付近を拡大した概略図であり、厚みＢを有するリーフディスクフィルタ１がリーフディスクフィルタ間の間隔が等間隔となるように、一定の厚みＡを有するガスケット７を介して順にリーフディスクフィルタを支柱に組み付け積層している。また吐出量やケーシングサイズにより各リーフディスクフィルタ間の流量・圧力バランスが崩れる場合には、各リーフディスクフィルタ間の任意の位置に金属円柱体を挿入することもある。
【０００６】
一般的なリーフディスクフィルタ組立体においては、図８〜１０に示すように、リーフディスクフィルタ間の間隔Ａはほぼ均等に維持されており、保護板と最上流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隔および底板と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隔についても、同様に間隔Ａが維持されている。これは、通常は、同一の厚みを有するガスケット７を使用しているためである。
【０００７】
図１１にフィルタケーシング内での溶融したポリマーの流れを示す。また、図１２、図１３にはリーフディスクフィルタ１の最上流部付近と最下流部付近での溶融ポリマーの流れを示す。矢印で示されるように上流（図１１における上部）からケーシング内流路１１を通って各リーフディスクフィルタ１にほぼ均等に分配される。分配されたポリマーは、リーフディスクフィルタ表面の濾材により濾過され、リテーナ部材が挿入された空間を通ってリーフディスクフィルタの中心方向へ流れ、接続部材１４に穿たれた孔を通って、以後、順に支柱溝９、支柱孔８および支柱内流路２０を通ってリーフディスクフィルタ組立体の外へ流れていく。
【０００８】
図１４、図１６は各々、最上流部付近と最下流部付近でのポリマーの流れを示した概略断面図であり、リーフディスクフィルタ１は濾過機能を有する濾材１２ａ、１２ｂと、この濾材を支持し、かつ多数設けられたポリマー流入口からポリマーをディスク内部へ導くパンチング部材１６ａ、１６ｂと、このパンチング部材を支持するリテーナ部材１３と、リテーナ部材の下に底板と、これら各部材をまとめ、ディスク積層時の荷重を受ける部分となるハブ部材１４とを備えている。リーフディスクフィルタ１の外周は溶接で固定されており（溶接部１７）、内周は濾材１２ａ、１２ｂ、パンチング部材１６ａ、１６ｂ、およびリテーナ部材１３が径方向に多数の孔が穿たれたハブ部材１４に溶接され、その他各所も必要に応じて溶接で接合する構造をとっている。また、ハブ部材には濾材支持部が設けられ、溶接でハブ部材に接続されている。このようなポリマーの流れを適用したフィルタの例としては、例えば特許文献１記載の濾過装置である。
【０００９】
ここで、図１５、図１７に示すように、各リーフディスクフィルタ間を流れるポリマーの流量をＱ１とし、各リーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量をＱ２とする。各リーフディスクフィルタ内に流れるポリマーの流量Ｑ２は、リーフディスクフィルタの上下の隙間から［Ｑ１］／２ずつ流れ込むため、結果的にＱ１＝Ｑ２となる。
【００１０】
ところが、保護板５と最上流部に位置するリーフディスクフィルタ１とで形成される隙間を流れるポリマーの流量Ｑ１１、および底板１０と最下流部に位置するリーフディスクフィルタ１とで形成される隙間を流れるポリマーの流量Ｑ１２は濾過されるフィルタ濾材が１面しかないので、この隙間での圧損が２倍に上がり、流量が１／２倍に下がり、結果的にＱ１１＝Ｑ１２＝［Ｑ１］／２＝［Ｑ２］／２となる。
【００１１】
ここで、リーフディスクフィルタ間の体積をＶと置くと、ここを流れるポリマーの滞留時間Ｔは、Ｖ／［Ｑ１］となる。一方、保護板５と最上流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間を流れるポリマーの滞留時間はＴ＝Ｖ／［Ｑ１１］＝２Ｖ／［Ｑ１］となり、同様に、底板１０と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間を流れるポリマーの滞留時間はＴ＝Ｖ／［Ｑ１２］＝２Ｖ／［Ｑ１］となり、いずれも、リーフディスクフィルタ間を流れるポリマーに対し２倍の滞留時間となる。
【００１２】
従って、従来の構成では保護板や底板の部分で滞留時間が長くなり酸化劣化や熱劣化する傾向が強くなり問題であるが、さらに図１８に示すガスケットと濾過機能を有しない金属面とが構成するコーナーでは流れが留まり、滞留部１８（図２３に示す保護板５と最下流部に位置するリーフディスクフィルタ１ａとで形成される隙間１５ａ、底板１０と最下流部に位置するリーフディスクフィルタ１ｂとで形成される隙間１５ｂ）となり劣化が顕著となりやすく異物の発生箇所となる問題があった。また底板においては、ケーシングとによって構成されるコーナーでも流れが留まり滞留部１８となり同様に異物の発生箇所となる問題があった。そして、発生した異物が固形体ではなくゲル状体であると、たとえ高精度のフィルタを用いてもフィルタをすり抜けてしまい、フィルムに異物欠点を発生させることがあった。
【００１３】
この課題に対しては、例えば先行特許文献２や先行特許文献３に示すようにリーフディスクフィルタと金属部材間の間隙を狭めることやケーシング下層のリーフディスクフィルタを他リーフディスクフィルタより外径の小さくし、かつ下流側に向って大きくならないように配列することにより、ポリマー流速を速め滞留時間を短く、またポリマー流れをスムーズにすることでゲル状体の異物発生を起こりにくくすることが解決手段として開示されている。しかしながら、本発明者らの知見によれば、ガスケットと金属部材によって構成されるデッドスペースが根本的に解決されておらず滞留部は依然として除去できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３０７５２９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０２５１８号公報
【特許文献３】特開平０９−１５００１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、最上流部および最下流部において、リーフディスクフィルタと保護板または底板で構成される隙間の上下両面がともに濾過機能を有することにより滞留部を無くし、ゲル状体などの異物発生を抑え、欠点の少ないポリマーフィルムを製造することができるリーフディスクフィルタ組立体およびそれを用いたポリマーフィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は以下の特徴を有する。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、前記保護板および前記底板のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する面の全面、または径方向内周の一部の面が濾過機能を有することを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体が提供される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態によれば、ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、積層されたリーフディスクフィルタ間の任意の位置に挿入する金属円柱体の上流側および下流側のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する全面または内周の一部が濾過機能を有する部材を備えることを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体が提供される。
【００１９】
また前述の濾過機能としてリテーナ部材、パンチングメタルまたは金網による多孔質部材、濾材を溶接により一体型とした部材を、前記の保護板、底板、または金属円柱体に埋め込んだことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の別の形態によれば、溶融ポリマーを供給する溶融ポリマー供給工程と、該溶融ポリマー供給工程から供給された溶融ポリマーを前記リーフィディスクフィルタ組立体にて濾過する溶融ポリマー濾過工程と、該溶融濾過工程から供給される溶融ポリマーを所望の成形体形状に口金から押し出す溶融ポリマー押出工程と、該溶融ポリマー押出工程から供給される溶融ポリマー成形体を冷却固化させる冷却工程と、該冷却工程から供給される冷却固化したポリマー成形体を引き取るポリマー成形体引き取り工程とからなるポリマーフィルムの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、以下に示すとおり、フィルタ内にポリマーが滞留する部分を無くすことができるため、ポリマーの酸化劣化や熱劣化を防止し、それにともなう異物の発生を抑止することで、異物欠点の少ないポリマーフィルムの製造に好適に適用できるリーフディスクフィルタ組立体を提供することができる。また、そのようなリーフディスクフィルタ組立体を用いて異物欠点の少ないポリマーフィルムの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態様にかかるリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図２】図１のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近を示す概略断面図である。
【図３】図１のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近を示す概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態様にかかるリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図５】図４のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近を示す概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態様にかかるリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図７】図６のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近を示す概略断面図である。
【図８】従来のリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図９】図６のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近を示す概略断面図である。
【図１０】図６のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近を示す概略断面図である。
【図１１】従来のリーフディスクフィルタ組立体におけるポリマーの流れを示す概略断面図である。
【図１２】図１１のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１３】図１１のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１４】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１５】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１６】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１７】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１８】図６のリーフディスクフィルタ組立体の滞留部を示す概略断面図である。
【図１９】本発明による図１３の滞留部解消によるポリマー流れを示す概略断面図の一例である。
【図２０】本発明による図１３の滞留部解消によるポリマー流れを示す概略断面図の一例である。
【図２１】図１の支柱付近を示す概略横断面図である。
【図２２】ポリマーフィルムの製造装置を示す概略図である。
【図２３】従来の金属円柱体を用いたリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図２４】図２３のリーフディスクフィルタ組立体の金属円柱体付近を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について、図面を参考にしながら説明する。もちろん、以下の説明は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態にかかるリーフディスクフィルタ組立体の概略断面図である。図１において、リーフディスクフィルタ組立体６０は、ケーシング３内に、支柱４に組み付けた複数のリーフディスクフィルタ１とともに納められ、上蓋２によりケーシング内流路１１が確保される状態で、ボルト（図示せず）で固定・組み立てがなされている。支柱４に組み付けられたリーフディスクフィルタ１はその最上流部と最下流部とにそれぞれ相対する形で保護板５と底板１０とが配置され、油圧等で上下方向にプレスされた後、止めネジ６にて固定されている。図２および図３は、それぞれリーフディスクフィルタ１の最上流部付近と最下流部付近を拡大した概略断面図であり、厚みＢを有するリーフディスクフィルタ１がリーフディスクフィルタ間の間隔Ａが等間隔となるように、一定の厚みを有するガスケット７を介して順に組み付けられている。また、最上流部と最下流部の保護板と底板には、組み付けられたリーフディスクフィルタと相対する面にそれぞれ濾過部材１ａ、１ｂが埋め込められている。
【００２５】
図２１は、支柱４付近の概略横断面図である。支柱４は、外形の横断面形状が６角形であり、中心部に支柱内流路２０を備えた筒状の形態を有している。また、側面に支柱孔８が穿たれ、接続部材１４との間に支柱溝９を形成するようにそれぞれの部材が配置されている。
【００２６】
また、上記において、支柱４は外形の断面形状が６角形のものを例示したが、もちろん、他の多角形でもよいし、楕円または螺旋形でも構わない。
以下に、フィルタ内の溶融ポリマーの流れについて、詳細に説明する。なお、リーフディスクフィルタの径方向で流速が異なるため、ここでは各隙間を通過するポリマーの総和として流量を定義する。また、リーフディスクフィルタ間の間隔Ａは、相対するリーフディスクフィルタの濾材間の距離を言うが、実際には溶接構成であるため円周方向で間隔のばらつきが大きい。従って、本発明においては、各間隔の平均値をもって間隔Ａとする。
【００２７】
本発明においては、図１〜５のような形状とすることにより、フィルタの上流方向から流入してきたポリマーが僅かな隙間に滞留するのをより効果的に防ぐことが可能となり、リーフディスクフィルタと保護板、または底板で形成される間隙のいずれの領域においても、常にポリマーが流動している状態を維持することがより効果的に行なえるようになることで従来の問題を解決する。詳細には、図１８の片面のみの濾過機能により発生する滞留部１８に対し、図１９、２０に示すように全面または、滞留部１８の部分にのみ濾過機能を付与することで滞留部を解消する。また前述後者の部分的に濾過機能を持たせる場合には吐出量によって変わる滞留部の面積に応じて、濾過部材の径方向の長さを変更することが好ましい。さらにこの部分での濾過機能としては、リーフディスクフィルタと同じ構成であるリテーナ部材、パンチングメタルまたは金網による多孔質部材、濾材を溶接した一体型のリーフディスクフィルタ同等の濾過部材であることが好ましく、ポリマー特性や異物目標に応じてパンチングメタルまたは金網による多孔質部材のみの濾過部材でも良い。
【００２８】
図２３に示すようにリーフディスクフィルタ組立体のリーフディスクフィルタ間に挿入される金属円柱体１９の機能としてはケーシング内部の圧損、滞留時間の最適化を目的としたものであり、形態は外径および内径はリーフディスクフィルタと同じであることが好ましく、厚みは適宜条件により設定して良く制限されるものではない。また金属円柱体を挿入する場所、枚数に関しても条件により任意に設定して構わない。
【００２９】
本発明の保護板５、底板１０、金属円柱体１９に濾過装置を埋め込む手法としては、リテーナ部材、パンチングメタルまたは金網による多孔質部材、濾材を溶接により一体型とした濾過部材を埋め込みことが可能なように、各保護板５、底板１０、金属円柱体に段差加工を施すことで凹型の窪みを形成し、この時、濾過部材を挿入した時に外れないようにしまりばめとなるように窪みを加工することが好ましい。また、この各保護板５、底板１０、金属円柱体窪みに対して濾過部材を埋め込む手法としては、圧入、焼ばめ、または冷やしばめが好ましい。また、図４に示すように底板全面に濾過装置を入れる方法としては前記のような埋め込む方法ではなく、支柱最下部に底板外径と同径のリーフディスクを入れた後、その他の底板外径より狭いリーフディスクを積層する構成がより好ましい。
【００３０】
リーフディスクフィルタの好ましい使用枚数の範囲としては、２０〜２００枚であり、より好ましくは２０〜１００枚である。また濾過精度の好ましい範囲としては、工材用途では５０〜１００μｍであり、より好ましくは２０μｍ以下、また光学用途では１０μｍ以下である。濾過精度を０．５μｍ未満とする場合には、ポリマーが通過する圧力が高くなりリーフディスクフィルタの耐圧を超えてしまうことがある。これを防止するためにはリーフディスクフィルタ枚数を増やすか、リーフディスクフィルタ外径を大きくする必要があるが、リーフディスクフィルタ枚数が例えば２００枚を超えるようになると、上流と中間と下流の位置にあるリーフディスクフィルタにおいて、それぞれ通過するポリマー流量が異なるため異常滞留が発生する傾向が強くなる。一方、リーフディスクフィルタ外径を大きくするとリーフディスクフィルタ最外周部を通過するポリマーの流れが遅くなるため、異常滞留が発生することが多いので、１２インチ以下が好ましい。
【００３１】
本発明に適用可能なポリマーとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリ乳酸、アクリル系ポリマー、などである。
【００３２】
ポリマーフィルムの構成は、単層構成でもよいし、複層構成を有していてもよい。また、延伸工程を採用する場合は、縦延伸と横延伸を順次組み合わせた逐次二軸延伸機を用いて行なってもよいし、縦延伸と横延伸を同時に行なう同時二軸延伸機を用いて行なってもよい。もちろん、延伸工程を経ない未延伸フィルムとしても構わない。
【００３３】
上記した製法により得られるポリマーフィルムは、例えば、フラットディスプレイパネル用の工学フィルム等、異物欠点に敏感な用途に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３４】
［実施例１］
図１〜３に記載のリーフディスクフィルタ組立体を使用した。保護板と底板の一部を改造することで、リーフディスクフィルタに相対するように配置された保護板、底板と金属円柱体のリーフディスクフィルタと相対する面に濾過部材を埋め込み、各リーフディスクフィルタの間隔は同じ条件として図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜した。ポリマーはポリエチレンを使用した（粘度は、せん断速度１０ｓｅｃ−１で約１〜２万ｐｏｉｓｅ）。押出機はスクリュー系φ９０のものを使用した。吐出量はギアポンプで計量して１００ｋｇ／ｈｒとした。フィルタはべカルト製の濾過精度３０μ（９９％以上カット）、直径１２インチ、厚み（Ｂ）１２ｍｍのリーフディスクフィルタを５０枚使用した。ガスケットは０．５ｍｍ厚のものを６枚一組として各リーフディスクフィルタ間、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの間、および底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの間において使用した。口金の幅は２，０００ｍｍである。なお、延伸工程は採用せず未延伸フィルムとしてワインダで巻き取った。
【００３５】
その結果、１週間後であっても異物の発生を抑えることができ、製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間には変色したポリマーは認められなかった。他の部分についても同様に変色したポリマーは認められなかった。
［実施例２］
図４〜５に記載のリーフディスクフィルタ組立体を使用し、他の条件は実施例１と同じとした。
【００３６】
その結果、２週間後であっても異物の発生を抑えることができ、製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間には変色したポリマーは認められなかった。他の部分についても同様に変色したポリマーは認められなかった。
［比較例１］
図８〜１０、図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜を行なった。ポリマー、製膜装置は実施例１に記載の製膜条件と同じである。
【００３７】
製膜を始めて約２日後から異物が増加し、１週間後には多量の異物が発生した。なお、この異物は、ポリマーが変質したもので、茶褐色をしており、大きさが１００μｍ以上のものも存在した。濾過精度が３０μｍのフィルタを使用しているが、異物形状が変形して濾材を構成している金属ファイバの隙間をすり抜けるため、肉眼で観察できる程度の大きな欠点が発生したものと思われる。製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間に変色したポリマーが存在した。なお、リーフディスクフィルタ同士の隙間など、他の箇所には特に変色したポリマーは認められなかった。
［実施例２］
図６，図７に記載のリーフディスクフィルタ組立体を使用した。保護板と底板の一部を改造することで、リーフディスクフィルタに相対するように配置された保護板と底板の面に濾過部材を埋め込み、各リーフディスクフィルタの間隔は同じ条件として図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜した。ポリマーはポリプロピレンを使用した（粘度は、せん断速度１０ｓｅｃ−１で約５〜６万ｐｏｉｓｅ）。押出機はスクリュー系φ９０のものを使用した。吐出量は５００ｋｇ／ｈｒとした。フィルタは日本精線製の濾過精度２５μ（９９％以上カット）、直径１２インチ、厚み（Ｂ）１１ｍｍのリーフディスクフィルタを３０枚と、直径１２インチ、厚み４０ｍｍの金属円柱体を５枚使用した。また、金属円柱体はリーフディスクフィルタ５枚を一組としてその間に１枚ずつ挿入した。ガスケットは３．２ｍｍ厚のものを各リーフディスクフィルタ間、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの間、および底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの間において使用した。口金の幅は８００ｍｍである。なお、延伸工程は逐次２軸延伸としてワインダで巻き取った。
【００３８】
その結果、１週間後であっても異物の発生を抑えることができ、製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間には変色したポリマーは認められなかった。他の部分についても同様に変色したポリマーは認められなかった。
［比較例２］
図２３、図２４、図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜を行なった。ポリマー、製膜装置は実施例２に記載の製膜条件と同じである。
【００３９】
製膜を始めて約３日後から異物が増加し、１週間後には製品とならない程度に異物が発生した。なお、この異物は、ポリマーが変質したもので、茶褐色をしており、大きさが１５０μｍ以上のものも存在した。濾過精度が２５μｍのフィルタを使用しているが、異物形状が変形して濾材を構成している金属ファイバの隙間をすり抜けるため、肉眼で観察できる程度の大きな欠点が発生したものと思われる。製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間に変色したポリマーが存在し、リーフディスクフィルタ同士の隙間など他の箇所には特に変色したポリマーは認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は特にポリマーフィルムを製造する際に用いるリーフディスクフィルタ組立体およびポリマーフィルムの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ リーフディスクフィルタ
１ａ 最上流部に位置する濾過部材
１ｂ 最下流部に位置する濾過部材
１ｃ 金属円柱体に位置するリーフディスクフィルタ
２ 上蓋
３ ケーシング
４ 支柱
５ 保護板
６ 止めネジ
７ ガスケット
８ 支柱穴
９ 支柱溝
１０ 底板
１１ ケーシング内流路
１２ａ 濾材
１２ｂ 濾材
１３ リテーナ部材
１４ 接続部材
１５ａ 保護板と最上下流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間
１５ｂ 保護板と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間
１５ｃ ケーシングとリーフディスクフィルタとで形成される隙間
１６ａ パンチング部材
１６ｂ パンチング部材
１７ 溶接部
１８ 滞留部
１９ 金属円柱体
２０ 支柱内流路
２１ 押出機
２２ ギアポンプ
２３ フィルタ
２４ 口金
２５ 冷却ドラム
２６ 延伸装置
２７ 厚み計
２８ ワインダ
２９ 厚み制御装置
３０ ポリマーフィルム
４０ ポリマーフィルムの製造装置
５０ リーフディスクフィルタ組立体
６０ リーフディスクフィルタ組立体
７０ リーフディスクフィルタ組立体
８０ リーフディスクフィルタ組立体
９０ リーフディスクフィルタ組立体
１００ リーフディスクフィルタ組立体
Ａ リーフディスクフィルタ間の間隔
Ｂ リーフディスクフィルタの厚み
Ｑ１ リーフディスクフィルタ間を流れるポリマーの流量
Ｑ２ リーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量
Ｑ１１ 保護板と最上流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隙を流れるポリマーの流量
Ｑ１２ 底板と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隙を流れるポリマーの流量
Ｑ２１ 最上流部に位置するリーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量
Ｑ２２ 最下流部に位置するリーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量
【技術分野】
【０００１】
本発明はリーフディスクフィルタ組立体およびポリマーフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリ乳酸、アクリル系ポリマーなどを用いて製造されるフィルムは図２２に示すような製造装置により製造されている。
【０００３】
フィルム製造装置４０において、ポリマーは、押出機２１により熱とせん断力が加えられ溶融し、溶融状態でギアポンプ２２に送り込まれる。ギアポンプ２２によって一定量で吐出された溶融ポリマーは、その後フィルタ２３を通過し異物等が濾過され、任意のリップ間隙のスリットを有する口金２４からフィルム状に押し出し成形される。押し出されたフィルム状溶融ポリマーは、回転する冷却ドラム２５によって冷却・固化される。冷却・固化されたフィルムは、続いて延伸装置２６により任意の方向・倍率に延伸され、ワインダによりポリマーフィルム３０として巻き取られる。またその際、厚み計２７によりフィルムの幅方向の厚み測定が行われ、この厚み測定データに基づき口金２４のリップ間隙を厚み制御装置２９により調整することで、幅方向の厚みが均一なフィルムが製造される。
【０００４】
上記フィルム製造装置に用いられるフィルタはリーフディスクフィルタ、筒型フィルタ、スクリーンフィルタといった様々な種類があり、製造するフィルムの品質、製造条件に応じて適宜用いられる。リーフディスクフィルタは複数枚を支柱に組み付けながら積層し、ツリー状にして用いることが多く、濾材として金属繊維タイプや多孔質タイプのものなどが広く用いられる。高い濾過精度を有するフィルタや、粘度の高いポリマーを用いる場合には濾圧が高くなるため、広い濾過面積で低圧損化を図ることができるリーフディスクフィルタを用いることが一般的である。
【０００５】
このリーフディスクフィルタは、通常、図８に示すように複数枚のリーフディスクフィルタ１を支柱４に組み付け積層したツリー状の組立体として使用される。ここで図８において、リーフディスクフィルタ組立体５０はケーシング３内に、先述の支柱４に積層し、組み付けた複数枚のリーフディスクフィルタ１と共に納められ、上蓋２によりケーシング内流路１１が確保される形状で組立てられる。支柱４に組み付けられたリーフディスクフィルタ１はその最上流部と最下流部とにそれぞれ相対する形で保護板５と底板１０とが配置され、止めネジ６にて固定されている。図９および図１０は、それぞれのリーフディスクフィルタ１の最上流部付近と最下流部付近を拡大した概略図であり、厚みＢを有するリーフディスクフィルタ１がリーフディスクフィルタ間の間隔が等間隔となるように、一定の厚みＡを有するガスケット７を介して順にリーフディスクフィルタを支柱に組み付け積層している。また吐出量やケーシングサイズにより各リーフディスクフィルタ間の流量・圧力バランスが崩れる場合には、各リーフディスクフィルタ間の任意の位置に金属円柱体を挿入することもある。
【０００６】
一般的なリーフディスクフィルタ組立体においては、図８〜１０に示すように、リーフディスクフィルタ間の間隔Ａはほぼ均等に維持されており、保護板と最上流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隔および底板と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隔についても、同様に間隔Ａが維持されている。これは、通常は、同一の厚みを有するガスケット７を使用しているためである。
【０００７】
図１１にフィルタケーシング内での溶融したポリマーの流れを示す。また、図１２、図１３にはリーフディスクフィルタ１の最上流部付近と最下流部付近での溶融ポリマーの流れを示す。矢印で示されるように上流（図１１における上部）からケーシング内流路１１を通って各リーフディスクフィルタ１にほぼ均等に分配される。分配されたポリマーは、リーフディスクフィルタ表面の濾材により濾過され、リテーナ部材が挿入された空間を通ってリーフディスクフィルタの中心方向へ流れ、接続部材１４に穿たれた孔を通って、以後、順に支柱溝９、支柱孔８および支柱内流路２０を通ってリーフディスクフィルタ組立体の外へ流れていく。
【０００８】
図１４、図１６は各々、最上流部付近と最下流部付近でのポリマーの流れを示した概略断面図であり、リーフディスクフィルタ１は濾過機能を有する濾材１２ａ、１２ｂと、この濾材を支持し、かつ多数設けられたポリマー流入口からポリマーをディスク内部へ導くパンチング部材１６ａ、１６ｂと、このパンチング部材を支持するリテーナ部材１３と、リテーナ部材の下に底板と、これら各部材をまとめ、ディスク積層時の荷重を受ける部分となるハブ部材１４とを備えている。リーフディスクフィルタ１の外周は溶接で固定されており（溶接部１７）、内周は濾材１２ａ、１２ｂ、パンチング部材１６ａ、１６ｂ、およびリテーナ部材１３が径方向に多数の孔が穿たれたハブ部材１４に溶接され、その他各所も必要に応じて溶接で接合する構造をとっている。また、ハブ部材には濾材支持部が設けられ、溶接でハブ部材に接続されている。このようなポリマーの流れを適用したフィルタの例としては、例えば特許文献１記載の濾過装置である。
【０００９】
ここで、図１５、図１７に示すように、各リーフディスクフィルタ間を流れるポリマーの流量をＱ１とし、各リーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量をＱ２とする。各リーフディスクフィルタ内に流れるポリマーの流量Ｑ２は、リーフディスクフィルタの上下の隙間から［Ｑ１］／２ずつ流れ込むため、結果的にＱ１＝Ｑ２となる。
【００１０】
ところが、保護板５と最上流部に位置するリーフディスクフィルタ１とで形成される隙間を流れるポリマーの流量Ｑ１１、および底板１０と最下流部に位置するリーフディスクフィルタ１とで形成される隙間を流れるポリマーの流量Ｑ１２は濾過されるフィルタ濾材が１面しかないので、この隙間での圧損が２倍に上がり、流量が１／２倍に下がり、結果的にＱ１１＝Ｑ１２＝［Ｑ１］／２＝［Ｑ２］／２となる。
【００１１】
ここで、リーフディスクフィルタ間の体積をＶと置くと、ここを流れるポリマーの滞留時間Ｔは、Ｖ／［Ｑ１］となる。一方、保護板５と最上流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間を流れるポリマーの滞留時間はＴ＝Ｖ／［Ｑ１１］＝２Ｖ／［Ｑ１］となり、同様に、底板１０と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間を流れるポリマーの滞留時間はＴ＝Ｖ／［Ｑ１２］＝２Ｖ／［Ｑ１］となり、いずれも、リーフディスクフィルタ間を流れるポリマーに対し２倍の滞留時間となる。
【００１２】
従って、従来の構成では保護板や底板の部分で滞留時間が長くなり酸化劣化や熱劣化する傾向が強くなり問題であるが、さらに図１８に示すガスケットと濾過機能を有しない金属面とが構成するコーナーでは流れが留まり、滞留部１８（図２３に示す保護板５と最下流部に位置するリーフディスクフィルタ１ａとで形成される隙間１５ａ、底板１０と最下流部に位置するリーフディスクフィルタ１ｂとで形成される隙間１５ｂ）となり劣化が顕著となりやすく異物の発生箇所となる問題があった。また底板においては、ケーシングとによって構成されるコーナーでも流れが留まり滞留部１８となり同様に異物の発生箇所となる問題があった。そして、発生した異物が固形体ではなくゲル状体であると、たとえ高精度のフィルタを用いてもフィルタをすり抜けてしまい、フィルムに異物欠点を発生させることがあった。
【００１３】
この課題に対しては、例えば先行特許文献２や先行特許文献３に示すようにリーフディスクフィルタと金属部材間の間隙を狭めることやケーシング下層のリーフディスクフィルタを他リーフディスクフィルタより外径の小さくし、かつ下流側に向って大きくならないように配列することにより、ポリマー流速を速め滞留時間を短く、またポリマー流れをスムーズにすることでゲル状体の異物発生を起こりにくくすることが解決手段として開示されている。しかしながら、本発明者らの知見によれば、ガスケットと金属部材によって構成されるデッドスペースが根本的に解決されておらず滞留部は依然として除去できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３０７５２９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０２５１８号公報
【特許文献３】特開平０９−１５００１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、最上流部および最下流部において、リーフディスクフィルタと保護板または底板で構成される隙間の上下両面がともに濾過機能を有することにより滞留部を無くし、ゲル状体などの異物発生を抑え、欠点の少ないポリマーフィルムを製造することができるリーフディスクフィルタ組立体およびそれを用いたポリマーフィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は以下の特徴を有する。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、前記保護板および前記底板のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する面の全面、または径方向内周の一部の面が濾過機能を有することを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体が提供される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態によれば、ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、積層されたリーフディスクフィルタ間の任意の位置に挿入する金属円柱体の上流側および下流側のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する全面または内周の一部が濾過機能を有する部材を備えることを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体が提供される。
【００１９】
また前述の濾過機能としてリテーナ部材、パンチングメタルまたは金網による多孔質部材、濾材を溶接により一体型とした部材を、前記の保護板、底板、または金属円柱体に埋め込んだことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の別の形態によれば、溶融ポリマーを供給する溶融ポリマー供給工程と、該溶融ポリマー供給工程から供給された溶融ポリマーを前記リーフィディスクフィルタ組立体にて濾過する溶融ポリマー濾過工程と、該溶融濾過工程から供給される溶融ポリマーを所望の成形体形状に口金から押し出す溶融ポリマー押出工程と、該溶融ポリマー押出工程から供給される溶融ポリマー成形体を冷却固化させる冷却工程と、該冷却工程から供給される冷却固化したポリマー成形体を引き取るポリマー成形体引き取り工程とからなるポリマーフィルムの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、以下に示すとおり、フィルタ内にポリマーが滞留する部分を無くすことができるため、ポリマーの酸化劣化や熱劣化を防止し、それにともなう異物の発生を抑止することで、異物欠点の少ないポリマーフィルムの製造に好適に適用できるリーフディスクフィルタ組立体を提供することができる。また、そのようなリーフディスクフィルタ組立体を用いて異物欠点の少ないポリマーフィルムの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態様にかかるリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図２】図１のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近を示す概略断面図である。
【図３】図１のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近を示す概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態様にかかるリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図５】図４のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近を示す概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態様にかかるリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図７】図６のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近を示す概略断面図である。
【図８】従来のリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図９】図６のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近を示す概略断面図である。
【図１０】図６のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近を示す概略断面図である。
【図１１】従来のリーフディスクフィルタ組立体におけるポリマーの流れを示す概略断面図である。
【図１２】図１１のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１３】図１１のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１４】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１５】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最上流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１６】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１７】図８のリーフディスクフィルタ組立体の最下流部付近のポリマー流れを示す概略断面図である。
【図１８】図６のリーフディスクフィルタ組立体の滞留部を示す概略断面図である。
【図１９】本発明による図１３の滞留部解消によるポリマー流れを示す概略断面図の一例である。
【図２０】本発明による図１３の滞留部解消によるポリマー流れを示す概略断面図の一例である。
【図２１】図１の支柱付近を示す概略横断面図である。
【図２２】ポリマーフィルムの製造装置を示す概略図である。
【図２３】従来の金属円柱体を用いたリーフディスクフィルタ組立体を示す概略断面図である。
【図２４】図２３のリーフディスクフィルタ組立体の金属円柱体付近を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について、図面を参考にしながら説明する。もちろん、以下の説明は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態にかかるリーフディスクフィルタ組立体の概略断面図である。図１において、リーフディスクフィルタ組立体６０は、ケーシング３内に、支柱４に組み付けた複数のリーフディスクフィルタ１とともに納められ、上蓋２によりケーシング内流路１１が確保される状態で、ボルト（図示せず）で固定・組み立てがなされている。支柱４に組み付けられたリーフディスクフィルタ１はその最上流部と最下流部とにそれぞれ相対する形で保護板５と底板１０とが配置され、油圧等で上下方向にプレスされた後、止めネジ６にて固定されている。図２および図３は、それぞれリーフディスクフィルタ１の最上流部付近と最下流部付近を拡大した概略断面図であり、厚みＢを有するリーフディスクフィルタ１がリーフディスクフィルタ間の間隔Ａが等間隔となるように、一定の厚みを有するガスケット７を介して順に組み付けられている。また、最上流部と最下流部の保護板と底板には、組み付けられたリーフディスクフィルタと相対する面にそれぞれ濾過部材１ａ、１ｂが埋め込められている。
【００２５】
図２１は、支柱４付近の概略横断面図である。支柱４は、外形の横断面形状が６角形であり、中心部に支柱内流路２０を備えた筒状の形態を有している。また、側面に支柱孔８が穿たれ、接続部材１４との間に支柱溝９を形成するようにそれぞれの部材が配置されている。
【００２６】
また、上記において、支柱４は外形の断面形状が６角形のものを例示したが、もちろん、他の多角形でもよいし、楕円または螺旋形でも構わない。
以下に、フィルタ内の溶融ポリマーの流れについて、詳細に説明する。なお、リーフディスクフィルタの径方向で流速が異なるため、ここでは各隙間を通過するポリマーの総和として流量を定義する。また、リーフディスクフィルタ間の間隔Ａは、相対するリーフディスクフィルタの濾材間の距離を言うが、実際には溶接構成であるため円周方向で間隔のばらつきが大きい。従って、本発明においては、各間隔の平均値をもって間隔Ａとする。
【００２７】
本発明においては、図１〜５のような形状とすることにより、フィルタの上流方向から流入してきたポリマーが僅かな隙間に滞留するのをより効果的に防ぐことが可能となり、リーフディスクフィルタと保護板、または底板で形成される間隙のいずれの領域においても、常にポリマーが流動している状態を維持することがより効果的に行なえるようになることで従来の問題を解決する。詳細には、図１８の片面のみの濾過機能により発生する滞留部１８に対し、図１９、２０に示すように全面または、滞留部１８の部分にのみ濾過機能を付与することで滞留部を解消する。また前述後者の部分的に濾過機能を持たせる場合には吐出量によって変わる滞留部の面積に応じて、濾過部材の径方向の長さを変更することが好ましい。さらにこの部分での濾過機能としては、リーフディスクフィルタと同じ構成であるリテーナ部材、パンチングメタルまたは金網による多孔質部材、濾材を溶接した一体型のリーフディスクフィルタ同等の濾過部材であることが好ましく、ポリマー特性や異物目標に応じてパンチングメタルまたは金網による多孔質部材のみの濾過部材でも良い。
【００２８】
図２３に示すようにリーフディスクフィルタ組立体のリーフディスクフィルタ間に挿入される金属円柱体１９の機能としてはケーシング内部の圧損、滞留時間の最適化を目的としたものであり、形態は外径および内径はリーフディスクフィルタと同じであることが好ましく、厚みは適宜条件により設定して良く制限されるものではない。また金属円柱体を挿入する場所、枚数に関しても条件により任意に設定して構わない。
【００２９】
本発明の保護板５、底板１０、金属円柱体１９に濾過装置を埋め込む手法としては、リテーナ部材、パンチングメタルまたは金網による多孔質部材、濾材を溶接により一体型とした濾過部材を埋め込みことが可能なように、各保護板５、底板１０、金属円柱体に段差加工を施すことで凹型の窪みを形成し、この時、濾過部材を挿入した時に外れないようにしまりばめとなるように窪みを加工することが好ましい。また、この各保護板５、底板１０、金属円柱体窪みに対して濾過部材を埋め込む手法としては、圧入、焼ばめ、または冷やしばめが好ましい。また、図４に示すように底板全面に濾過装置を入れる方法としては前記のような埋め込む方法ではなく、支柱最下部に底板外径と同径のリーフディスクを入れた後、その他の底板外径より狭いリーフディスクを積層する構成がより好ましい。
【００３０】
リーフディスクフィルタの好ましい使用枚数の範囲としては、２０〜２００枚であり、より好ましくは２０〜１００枚である。また濾過精度の好ましい範囲としては、工材用途では５０〜１００μｍであり、より好ましくは２０μｍ以下、また光学用途では１０μｍ以下である。濾過精度を０．５μｍ未満とする場合には、ポリマーが通過する圧力が高くなりリーフディスクフィルタの耐圧を超えてしまうことがある。これを防止するためにはリーフディスクフィルタ枚数を増やすか、リーフディスクフィルタ外径を大きくする必要があるが、リーフディスクフィルタ枚数が例えば２００枚を超えるようになると、上流と中間と下流の位置にあるリーフディスクフィルタにおいて、それぞれ通過するポリマー流量が異なるため異常滞留が発生する傾向が強くなる。一方、リーフディスクフィルタ外径を大きくするとリーフディスクフィルタ最外周部を通過するポリマーの流れが遅くなるため、異常滞留が発生することが多いので、１２インチ以下が好ましい。
【００３１】
本発明に適用可能なポリマーとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリ乳酸、アクリル系ポリマー、などである。
【００３２】
ポリマーフィルムの構成は、単層構成でもよいし、複層構成を有していてもよい。また、延伸工程を採用する場合は、縦延伸と横延伸を順次組み合わせた逐次二軸延伸機を用いて行なってもよいし、縦延伸と横延伸を同時に行なう同時二軸延伸機を用いて行なってもよい。もちろん、延伸工程を経ない未延伸フィルムとしても構わない。
【００３３】
上記した製法により得られるポリマーフィルムは、例えば、フラットディスプレイパネル用の工学フィルム等、異物欠点に敏感な用途に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３４】
［実施例１］
図１〜３に記載のリーフディスクフィルタ組立体を使用した。保護板と底板の一部を改造することで、リーフディスクフィルタに相対するように配置された保護板、底板と金属円柱体のリーフディスクフィルタと相対する面に濾過部材を埋め込み、各リーフディスクフィルタの間隔は同じ条件として図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜した。ポリマーはポリエチレンを使用した（粘度は、せん断速度１０ｓｅｃ−１で約１〜２万ｐｏｉｓｅ）。押出機はスクリュー系φ９０のものを使用した。吐出量はギアポンプで計量して１００ｋｇ／ｈｒとした。フィルタはべカルト製の濾過精度３０μ（９９％以上カット）、直径１２インチ、厚み（Ｂ）１２ｍｍのリーフディスクフィルタを５０枚使用した。ガスケットは０．５ｍｍ厚のものを６枚一組として各リーフディスクフィルタ間、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの間、および底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの間において使用した。口金の幅は２，０００ｍｍである。なお、延伸工程は採用せず未延伸フィルムとしてワインダで巻き取った。
【００３５】
その結果、１週間後であっても異物の発生を抑えることができ、製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間には変色したポリマーは認められなかった。他の部分についても同様に変色したポリマーは認められなかった。
［実施例２］
図４〜５に記載のリーフディスクフィルタ組立体を使用し、他の条件は実施例１と同じとした。
【００３６】
その結果、２週間後であっても異物の発生を抑えることができ、製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間には変色したポリマーは認められなかった。他の部分についても同様に変色したポリマーは認められなかった。
［比較例１］
図８〜１０、図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜を行なった。ポリマー、製膜装置は実施例１に記載の製膜条件と同じである。
【００３７】
製膜を始めて約２日後から異物が増加し、１週間後には多量の異物が発生した。なお、この異物は、ポリマーが変質したもので、茶褐色をしており、大きさが１００μｍ以上のものも存在した。濾過精度が３０μｍのフィルタを使用しているが、異物形状が変形して濾材を構成している金属ファイバの隙間をすり抜けるため、肉眼で観察できる程度の大きな欠点が発生したものと思われる。製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間に変色したポリマーが存在した。なお、リーフディスクフィルタ同士の隙間など、他の箇所には特に変色したポリマーは認められなかった。
［実施例２］
図６，図７に記載のリーフディスクフィルタ組立体を使用した。保護板と底板の一部を改造することで、リーフディスクフィルタに相対するように配置された保護板と底板の面に濾過部材を埋め込み、各リーフディスクフィルタの間隔は同じ条件として図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜した。ポリマーはポリプロピレンを使用した（粘度は、せん断速度１０ｓｅｃ−１で約５〜６万ｐｏｉｓｅ）。押出機はスクリュー系φ９０のものを使用した。吐出量は５００ｋｇ／ｈｒとした。フィルタは日本精線製の濾過精度２５μ（９９％以上カット）、直径１２インチ、厚み（Ｂ）１１ｍｍのリーフディスクフィルタを３０枚と、直径１２インチ、厚み４０ｍｍの金属円柱体を５枚使用した。また、金属円柱体はリーフディスクフィルタ５枚を一組としてその間に１枚ずつ挿入した。ガスケットは３．２ｍｍ厚のものを各リーフディスクフィルタ間、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの間、および底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの間において使用した。口金の幅は８００ｍｍである。なお、延伸工程は逐次２軸延伸としてワインダで巻き取った。
【００３８】
その結果、１週間後であっても異物の発生を抑えることができ、製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間には変色したポリマーは認められなかった。他の部分についても同様に変色したポリマーは認められなかった。
［比較例２］
図２３、図２４、図２２に記載のリーフディスクフィルタ組立体、ポリマーの製造装置を利用して製膜を行なった。ポリマー、製膜装置は実施例２に記載の製膜条件と同じである。
【００３９】
製膜を始めて約３日後から異物が増加し、１週間後には製品とならない程度に異物が発生した。なお、この異物は、ポリマーが変質したもので、茶褐色をしており、大きさが１５０μｍ以上のものも存在した。濾過精度が２５μｍのフィルタを使用しているが、異物形状が変形して濾材を構成している金属ファイバの隙間をすり抜けるため、肉眼で観察できる程度の大きな欠点が発生したものと思われる。製膜終了直後にフィルタを解体した結果、保護板と最上流部のリーフディスクフィルタとの隙間や、底板と最下流部のリーフディスクフィルタとの隙間に変色したポリマーが存在し、リーフディスクフィルタ同士の隙間など他の箇所には特に変色したポリマーは認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は特にポリマーフィルムを製造する際に用いるリーフディスクフィルタ組立体およびポリマーフィルムの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ リーフディスクフィルタ
１ａ 最上流部に位置する濾過部材
１ｂ 最下流部に位置する濾過部材
１ｃ 金属円柱体に位置するリーフディスクフィルタ
２ 上蓋
３ ケーシング
４ 支柱
５ 保護板
６ 止めネジ
７ ガスケット
８ 支柱穴
９ 支柱溝
１０ 底板
１１ ケーシング内流路
１２ａ 濾材
１２ｂ 濾材
１３ リテーナ部材
１４ 接続部材
１５ａ 保護板と最上下流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間
１５ｂ 保護板と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとで形成される隙間
１５ｃ ケーシングとリーフディスクフィルタとで形成される隙間
１６ａ パンチング部材
１６ｂ パンチング部材
１７ 溶接部
１８ 滞留部
１９ 金属円柱体
２０ 支柱内流路
２１ 押出機
２２ ギアポンプ
２３ フィルタ
２４ 口金
２５ 冷却ドラム
２６ 延伸装置
２７ 厚み計
２８ ワインダ
２９ 厚み制御装置
３０ ポリマーフィルム
４０ ポリマーフィルムの製造装置
５０ リーフディスクフィルタ組立体
６０ リーフディスクフィルタ組立体
７０ リーフディスクフィルタ組立体
８０ リーフディスクフィルタ組立体
９０ リーフディスクフィルタ組立体
１００ リーフディスクフィルタ組立体
Ａ リーフディスクフィルタ間の間隔
Ｂ リーフディスクフィルタの厚み
Ｑ１ リーフディスクフィルタ間を流れるポリマーの流量
Ｑ２ リーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量
Ｑ１１ 保護板と最上流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隙を流れるポリマーの流量
Ｑ１２ 底板と最下流部に位置するリーフディスクフィルタとの間隙を流れるポリマーの流量
Ｑ２１ 最上流部に位置するリーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量
Ｑ２２ 最下流部に位置するリーフディスクフィルタ内を流れるポリマーの流量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、前記保護板および前記底板のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する面の全面、または径方向内周の一部の面が濾過機能を有する部材を備えることを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体。
【請求項２】
ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、積層されたリーフディスクフィルタ間の任意の位置に挿入する金属円柱体の上流側および下流側のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する全面または内周の一部が濾過機能を有する部材を備えることを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体。
【請求項３】
溶融ポリマーを供給する溶融ポリマー供給工程と、該溶融ポリマー供給工程から供給された溶融ポリマーを請求項１または２に記載の前記リーフィディスクフィルタ組立体にて濾過する溶融ポリマー濾過工程と、該溶融濾過工程から供給される溶融ポリマーを所望の成形体形状に口金から押し出す溶融ポリマー押出工程と、該溶融ポリマー押出工程から供給される溶融ポリマー成形体を冷却固化させる冷却工程と、該冷却工程から供給される冷却固化したポリマー成形体を引き取るポリマー成形体引き取り工程とからなるポリマーフィルムの製造方法。
【請求項１】
ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、前記保護板および前記底板のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する面の全面、または径方向内周の一部の面が濾過機能を有する部材を備えることを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体。
【請求項２】
ポリマーの入口と出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けられた管状体からなる支柱と、該支柱の外側において前記支柱の長手方向に積層されて前記ケーシング内に収納された複数枚の環状のリーフディスクフィルタと、該リーフディスクフィルタのうち最上流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最上流部に位置するリーフディスクフィルタの上流側に配置された保護板と、前記リーフディスクフィルタのうち最下流部に位置するリーフディスクフィルタに相対するように前記最下流部に位置するリーフディスクフィルタの下流側に配置された底板とからなり、前記入口から流入した溶融樹脂が、前記リーフディスクフィルタの外表面から該フィルタの濾材を通りその内方に濾過済みの溶融樹脂として流入し、濾過済みの溶融樹脂が、次いで、前記支柱の管状体の外表面から管状体内に流入し、前記出口から流出する樹脂流路を有するリーフディスクフィルタ組立体において、積層されたリーフディスクフィルタ間の任意の位置に挿入する金属円柱体の上流側および下流側のうち少なくとも一方のリーフディスクフィルタと相対する全面または内周の一部が濾過機能を有する部材を備えることを特徴とするリーフディスクフィルタ組立体。
【請求項３】
溶融ポリマーを供給する溶融ポリマー供給工程と、該溶融ポリマー供給工程から供給された溶融ポリマーを請求項１または２に記載の前記リーフィディスクフィルタ組立体にて濾過する溶融ポリマー濾過工程と、該溶融濾過工程から供給される溶融ポリマーを所望の成形体形状に口金から押し出す溶融ポリマー押出工程と、該溶融ポリマー押出工程から供給される溶融ポリマー成形体を冷却固化させる冷却工程と、該冷却工程から供給される冷却固化したポリマー成形体を引き取るポリマー成形体引き取り工程とからなるポリマーフィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−１４００００（Ｐ２０１２−１４００００Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７３０６４（Ｐ２０１１−２７３０６４）
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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