CN1311890C - 耐热过滤器元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种由含粉尘气体中分离和捕集粒子用的耐热过过滤器元件，它包含的连通多孔体形成的产品是通过熔融含有作为树脂成分主要组成的聚乙烯和含有以100重量分树脂成分计的0.1-3重量分抗氧化剂的树脂组合物粒子，并使其在其表面上彼此粘附并在其表面上形成氟树脂涂层而制备的；以及制备该过滤元件的生产方法，它可以用于以有利于环境的方式的低成本设备进行生产。该树脂过滤器元件甚至能在大约70℃-130℃，尤其是90℃-110℃的高温环境下连续使用，具有优良的耐化学性，并具有挠性和大规模的低成本生产。

Description

耐热过滤器元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及分离和收集微粒子用的耐热过滤器元件和该元件的制造方法。
背景技术
当粉尘是产品或例如为保持工作环境要将其收集时，目前用于收集工厂中产生的粉尘的技术例如为保持工作环境采用袋滤器，它是通过编织玻璃纤维或编织由耐热合成树脂制成的纤维以获得滤器织物纤维并将织物缝制成袋而获得的。也使用毡滤器织物或自撑过滤介质，即通过将陶瓷树脂或合成树脂粉烧结成可渗透的多孔体而获得的过滤器元件。也有用电子粉尘收集器收集粉尘的例子。
已经提到的那种类型的过滤器元件包括通过将合成树脂粉烧结成自撑过滤器元件而生产的一种(见JP-B-1-5934)和通过将聚乙烯、聚丙烯等粉末烧结并用聚四氟乙烯颗粒和粘合剂一起涂覆烧结物表面而获得的一种(见JP-B-2-39926)。
但是，由耐热过滤器织物制成的袋滤器由于织物的编织结构是粗糙的，因此存在泄漏粉尘的情况。另一方面，毡滤器逐渐被阻塞并开始增加空气流动的阻力，这导致有必要增加空气送风机的动力。另一个缺点是，当通过回洗法而除去收集的粉尘时，由于与固定器(过滤器织物固定器)之间的摩擦，使过滤器织物破坏。由于陶瓷烧结体或电子粉尘收集器价格昂贵，因此用它们进行的粉尘收集需要很高的设备成本。
另外，通过烧结合成树脂粉获得的过滤器元件，虽然在普通温度环境下没有材料上的变化并经得起使用，但当环境温度升至70-90℃或更高时，其材料开始变化并变得难以用作过滤器。通过使用耐热树脂例如聚砜等作为合成树脂粉末可以提高耐热性。但是，这种耐热树脂不是始终对化学物质和机械强度有充分的抗力，并由于其材料本身的昂贵，其使用造成了成本的增加。
本发明的第一个目的是提供一种用于从粉尘气体中分离和收集粒子的由聚乙烯粒子生产的低成本耐热过滤器元件，该元件甚至在约70℃-130℃，尤其是90℃-110℃的高温环境下也能连续使用，具有优良的耐化学性和挠性，并对大规模生产具有优良的适应性。
本发明的第二个目的是提供一种以低设备成本并兼顾环境的耐热过滤器元件的生产方法。
发明的公开
本发明的耐热过滤器元件和本发明的制造该元件的方法具有下列结构，根据这些能实现那些目的。
(1)从粉尘气体中分离和收集粒子的耐热过滤器元件，包括：
一种包含树脂组合物粒子的可渗透多孔性模制品，其中粒子在其表面上彼此相互融合，其树脂组合物包括作为其树脂成分的主要组成的聚乙烯和以100重量分树脂成分计的0.1-3重量分的抗氧化剂；和
在可渗透多孔性模制品的表面上形成的氟树脂涂层。
(2)制造上述(1)的耐热过滤器元件的方法，按以下顺序包括：
(I-1)将粉末状抗氧化剂分散到包含以聚乙烯为主要组成的树脂粒子中，
(I-2)将抗氧化剂渗透到包含以聚乙烯为主要组成的树脂粒子中以制备颗粒状树脂组合物，
(I-3)将颗粒状树脂组合物装入模型中，随后通过加热使树脂组合物粒子彼此在其表面上熔融粘结，从而形成可渗透多孔性模制品，和
(I-4)在形成的可渗透多孔性模制品表面上形成氟树脂涂层。
(3)制造上述(1)的耐热过滤器元件的方法，按以下顺序包括：
(II-1)将粉末状抗氧化剂分散到包含以聚乙烯为主要组成的树脂粒子中，
(II-2)将包含有分散其中的粉末状抗氧化剂的树脂粒子装入模型中，随后通过加热使树脂组合物粒子彼此在其表面上熔融粘结，从而形成可渗透多孔性模制品，与此同时，使抗氧化剂渗透到树脂粒子中，和
(II-3)在形成的可渗透多孔性模制品表面上形成氟树脂涂层。
(4)上述(2)或(3)的制造耐热过滤器元件的方法，其中树脂组合物粒子的平均粒径为50-500μm。
(5)上述(2)-(4)中任意一个的制造耐热过滤器元件的方法，其中抗氧化剂是选自酚类抗氧化剂、芳香胺抗氧化剂、硫类抗氧化剂和磷类抗氧化剂中的至少一种。
本发明的耐热过滤器元件包括：通过加热包含一种对大规模生产具有优良的适应性的，作为树脂成分主要组成的聚乙烯粒子和进一步包含一种以特定比例混合到其中的抗氧化剂的树脂组合物粒子，并使树脂组合物粒子彼此在其表面上熔融粘结而获得可渗透多孔性模制品；以及在可渗透多孔性模制品表面上形成的氟树脂涂层。
具有这种结构的本发明的过滤器元件和相关技术领域中所使用的聚乙烯粒子的过滤器元件相比，具有提高的耐热性。也就是说，使用这种耐热过滤器元件能使微粒子的分离/收集甚至在约70℃-130℃，尤其是在90℃-110℃的高温环境中也能连续进行。另外，该过滤器元件价格便宜。
另外，由于可渗透多孔性模制品在其表面上形成有氟树脂层，因此，过滤器元件不仅在粒子间具有狭窄的缝隙和同样可收集细的尘粒并且具有令人满意的可释放性，其能使在元件表面粘附和聚集的粉尘通过回冼法而易于除去。
附图简述
图1是说明本发明耐热过滤器元件表面的示意图。
图2是说明已经装配有本发明的耐热过滤器元件的粉尘收集器的结构示意图。
图3是说明本发明的耐热过滤器元件外观的示意图。
图4是图3所示的耐热过滤器元件的P-P截面的斜视图。
在图中，符号A代表树脂组合物粒子，B代表缝隙，C代表粉尘，D代表氟树脂粒子(涂层)，数字10代表粉尘收集器，12代表外壳，24代表耐热过滤器元件。
实施本发明的最佳方式
下面通过参考附图，将对本发明的实施耐热过滤器元件及其制造方法的最佳方式进行详细适当地说明。
首先，对构成耐热过滤器元件的材料进行解释。用于构成本发明的耐热过滤器元件的树脂组合物的粒子(此后称其为“树脂组合物粒子”)含有作为树脂成分主要组成的聚乙烯。
树脂组合物粒子中的树脂成分的例子包括：仅由聚乙烯粒子组成的树脂成分；由聚乙烯粒子和除聚乙烯外的一种或多种树脂粒子的混合物组成的树脂成分；由聚乙烯和除聚乙烯外的一种或多种树脂的熔融捏和的混合物粒子组成的树脂成分。其中优选的是仅由聚乙烯粒子组成的树脂成分和由聚乙烯粒子和除聚乙烯外的一种或多种树脂粒子的混合物组成的树脂成分。
树脂组合物粒子的树脂成分中，聚乙烯占树脂成分的50重量％或更多，优选占65重量％或更多或100重量％。
作为树脂组合物粒子中的树脂成分的聚乙烯例子包括乙烯均聚物、乙烯和一种或多种具有3-10个碳原子的少量α-烯烃的结晶共聚物等。
聚乙烯优选是具有135℃下在萘烷溶剂中测量的300-2500mL/g粘度数的聚乙烯。具有这范围粘度数的聚乙烯包括具有超过1,000,000的重均分子量Mw的所谓的超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯粒子或含超高分子量聚乙烯的树脂粒子由于其流动性低，因此在制造用于本发明的过滤器的可渗透多孔性模制品的过程中，甚至当其加热到不低于其熔点的温度时，它们仍长时间保持保持其粒子形状。因此，能容易地制造可渗透多孔性模制品，并使用这些粒子是极度优选的。重均分子量的值是通过渗透色谱法的测量和相对标准聚苯乙烯的计算而获得。
通过乙烯的聚合或者通过乙烯和少量的一种或多种具有3-10个碳原子的α-烯烃的共聚来获得聚乙烯。颗粒或丸状形式的聚乙烯在市场上有售，这些可以使用。
树脂组合物粒子中的树脂成分可包括除聚乙烯外的树脂，例如，聚丙烯。
这种其它树脂以粒子形式和聚乙烯粒子混合或和聚乙烯熔融混合并研磨成粉。由此这些树脂构成了树脂组合物中的树脂成分。
在其它树脂是聚丙烯的例子中，可通过丙稀的聚合或丙稀和一种或多种少量的其它烯烃(例如乙烯)的共聚而获得其粒子。颗粒或丸状形式的聚丙烯在市场上有售，这些可以使用。
在树脂组合物粒子是聚乙烯和除聚乙烯外的至少一种树脂的熔融捏和的混合物的粒子的情况下，可通过熔融捏和而混合二者然后通过机械粉化等对混合物进行处理而制备这种具有所要粒径的树脂组合物粒子。
该树脂组合物粒子优选具有50-500μm，更优选100-300μm的平均粒径。当其平均粒径小于50μm时，过滤器元件会具有大比例的阻塞区域，这导致空气流动阻力增加。另一方面，当其平均粒径大于500μm时，过滤器元件可使细微粉尘粒子通过，并其强度降低。
以100重量分树脂成分计(聚乙烯和其它树脂的总和)，树脂组合物粒子包含0.1-3重量分，优选0.5-1重量分的抗氧化剂。
由于所含抗氧化剂的量在这范围内，本发明的构成过滤器元件的可渗透多孔性模制品具有提高的耐热性，并甚至在约70℃-130℃，尤其是90℃-110℃的高温环境下也能连续使用。过低含量的抗氧化剂导致耐热性提高不足，相反过高的含量导致成本增加。
抗氧化剂的实例包括酚类抗氧化剂，芳香胺抗氧化剂，硫类抗氧化剂，磷类抗氧化剂等。它们可以单独使用或者两个或多个组合使用。
下面是这些抗氧化剂的具体实例。酚类抗氧化剂的实例包括受阻酚，高分子量受阻酚，高分子量多环受阻酚，单酯型高分子量受阻酚，四酯型高分子量受阻酚，二酯型高分子量受阻酚等。芳香胺抗氧化剂的实例包括芳烷基化的二苯胺，苯二胺化合物，二氢喹啉化合物等。
硫化合物抗氧化剂的实例包括四酯型高分子量过氧化物分解剂，硫醚型过氧化物分解剂等。磷化合物抗氧化剂的实例包括亚磷酸盐，亚磷酸三(单-或双壬基苯基)酯，TNP(亚磷酸三壬基苯酯)，亚磷酸烷基烯丙基酯，亚磷酸三烷基酯和亚磷酸烯丙基酯。
这些抗氧化剂中特别优选的是作为酚类抗氧化剂的高分子量受阻酚。
顺便地，酚类抗氧化剂尤其对阻止基团的分解变质有影响，该分解变质是合成树脂通过热氧化变质而脆化的主要原因。芳香胺抗氧化剂具有延长的氧吸附诱导期并具有优良的抗氧化性。硫类抗氧化剂分解成为惰性化合物以阻止合成树脂的脆化和变色。尤其当与酚类抗氧化剂组合使用时，由于协同作用，硫类抗氧化剂会具有大幅提高的氧化抑制效果。磷类抗氧化剂不仅具有阻止氧化变质的作用，还具有阻止变色、提高处理稳定性、钝化树脂中催化剂残余等的作用。例如，当存在因酚类抗氧化剂引起的着色问题或涉及因硫化合物抗氧化剂引起的恶臭问题时，可通过使用那些亚磷酸盐中的任何一个作为替代物而将这些问题容易地解决。
另外，作为在可渗透多孔性模制品表面上形成的涂层的氟树脂优选为聚四氟乙烯(PTFE)。
下面，将对本发明的耐热过滤器元件的制造方法进行说明。
首先，进行的是其中将定量粉末状抗氧化剂分散到树脂粒子中的步骤。对这一步骤，可使用用于干混树脂和添加剂的普通混合机器，例如转鼓混合器，亨舍尔混合机，犁头混合机，或Redige混合机。这个步骤给出了包括树脂粒子和分散于其中的抗氧化剂的混合物。这里的抗氧化剂可与已经溶解在低沸点有机溶剂，例如四氢呋喃、甲基乙基酮、甲基异丁基酮或丙酮中后的树脂粒子混合。混合后通过蒸发除去溶剂。
本发明的制造方法的一个实施方式中(此后称其为“第一实施方式”)，下面的步骤是将分散到树脂粒子中的抗氧化剂渗透到树脂粒子中的步骤。在这一步骤中，将容器中的混合物加热到不低于抗氧化剂的液化的熔点，并在树脂粒子基本上保持其形状的温度范围内的温度，优选加热到不低于抗氧化剂熔点又不高于树脂粒子熔点的温度。该混合物在这一温度下保持15-120分钟，更优选保持30-120分钟，以使抗氧化剂渗透到树脂粒子中，从而制备颗粒状的树脂组合物（树脂组合物粒子)。可用例如加热炉进行加热。
顺便地，本发明中的熔点是用差示扫描量热计(DSC)在加热中以10℃/分钟的速率观察到的吸热峰所在的温度(JIS K7121)。
在第一实施方式中，下一个进行的步骤是将包括树脂粒子和渗透到其中的抗氧化剂的树脂组合物粒子装入到模型中，将该模型加热以使树脂组合物粒子在其表面上彼此部分地熔融粘结，从而形成整体结构的可渗透多孔性模制品。该模型是由例如耐热铝合金制成的模型，并具有与可渗透多孔性模制品的形状相适应的空腔。虽然该装填操作通常在振动状态下进行，但对该振动的振幅和频率没有特殊限制。
在例如加热炉中进行加热。该树脂组合物粒子被加热到不低于主要构成树脂组合物粒子的聚乙烯的熔点的温度，优选高于该熔点50℃或更高，并且在整个加热过程中是处于该粒子基本保持其形状而不流动的温度范围内。这一温度随聚乙烯种类的不同，特别是聚乙烯分子量的不同而不同。分子量越高，也就是粘度数越高，在加热到更高温度时流化的发生就越少，越能使树脂组合物粒子保持其形状。
但是，优选将温度调整到250℃或更低，更优选为240℃或更低。加热到250℃以上会导致树脂组合物粒子有相当程度的氧化变质，并使其难以形成可渗透的多孔性模制品。
加热时间决定于聚乙烯的粘度数和加热温度，并要对其合适地确定以形成令人满意的可渗透多孔性模制品。该加热处理通常进行1-6小时，优选1.5-3小时。
经过上述的加热处理，树脂组合物粒子在其表面上彼此部分地熔融粘结，由此形成了整体的可渗透多孔性模制品。
本发明的另一个制造方法的实施方式(第二实施方式)，其中，没有特别地将已经分散到树脂粒子中的抗氧化剂渗透到树脂粒子中的步骤。相反，通过将抗氧化剂分散到树脂粒子中而制备的混合物直接装填到模型中并在加热炉中对该模型进行加热处理。这样，抗氧化剂渗入到树脂粒子中，并且树脂组合物粒子在其表面彼此部分地熔融粘结从而形成了整体结构的可渗透多孔性模制品。在这一例子中形成可渗透多孔性模制品的过程中，抗氧化剂没有渗透入其中的树脂粒子特别在初始阶段经历了彼此的熔融粘结。但是，其后抗氧化剂渗入到熔融粘结的树脂粒子中。结果，在加热处理的终止时间时，形成了整体结构的可渗透多孔性模制品，该模制品是由在其表面上彼此部分地熔融粘结的含抗氧化剂的树脂组合物粒子所构成。在这一方法中，抗氧化剂的渗透基于施加在树脂组合物粒子熔融粘结的热量，并因此获得了提高的能量效率。顺便地，第二实施方式中热处理的温度和时间与第一实施方式中的大体相同。
在第一实施方式和第二实施方式的每个中，在加热了给定时间并充分冷却后，将含有得到的模制品的模型从加热炉中取出。此后，将模制品从模型中取出。这样就获得了具有充分强度和适度孔隙率的可渗透多孔性模制品。制造的过滤器元件具有挠性，并对外力具有高的阻抗力。另外，当不以溶液的形式将抗氧化剂添加到例如有机溶剂中，而是通过干分散的方式将其添加到聚乙烯粒子中时，可以避免有机溶剂扩散进入空气，并且不必使用回收设备。这种情况的制造方法能达到低设备成本，并对环境的伤害较小。
下面的步骤是，在上述形成的可渗透多孔性模制品的表面上形成氟树脂涂层的步骤，即对表面处理步骤进行说明。
上述获得的可渗透多孔体其本身能用作过滤器元件。但如图1所示，该图是说明本发明的耐热过滤器元件的表面示意图，可渗透多孔体是由作为主要成分的树脂组合物粒子A组成的粘附块，并在可渗透多孔体内具有大量50-500μm的相对大的缝隙B。
由于这个因素，当可渗透多孔体用作过滤器时，细粉尘C从其中穿过。为防止这一现象，在由树脂组合物粒子A组成的可渗透多孔体的表面上形成微粒子层，即具有大约1-10μm缝隙的氟树脂涂层D。这样能提高过滤效率。
特别是，作为构成涂层的细氟树脂粒子，尤其优选聚四氟乙烯(PTFE)。通过向可渗透多孔体表面喷射而施加由细氟树脂粒子与作为粘合剂的热固性树脂及水混合而制备的悬浮体，并通过加热将其固化，从而形成氟树脂粒子的涂层。通过使用氟树脂粒子，获得了防水性，并因此使回洗产生令人满意的粉尘释放，并阻止了粉尘的再分散。
尤其优选用作氟树脂粒子的聚四氟乙烯粒子是低分子量的聚四氟乙烯。其平均粒径优选在3-10μm的范围内。
在图2中示意性地表明其中安装有经上述步骤制造的耐热过滤器元件的粉尘收集器的结构。该粉尘收集器10具有封闭的壳体12，并且其内部已经分成作为较低部分的粉尘收集室16和具有作为分隔壁的上部顶板14的较高部分的清洁空气室18。壳体12具有在其中间部分形成的含粉尘空气的供应口20，该口与粉尘收集室16的较低部分相连接。壳体12还具有在其较高部分形成的清洁空气的排放口22，该口与清洁空气室18相连接。另外，耐热过滤器元件24的每一个以中空的平板形式以给定的间隔固定在上部顶板14的较低侧。在壳体12，在其较低部分处具有用于除去的粉尘排放的漏斗26，和用于排放粉尘的排放口28。
如示意性地说明过滤器元件24外观的图3所示，耐热过滤器元件24每一个都在上端具有连接部件32，该连接部件32具有扩大的形状以使框架34装配在其中。装配在连结部件32的框架34的两端均通过扣紧螺钉36固定到上部顶板14上，以这种方式，与连结部件32成为一体。在上部顶板14与框架34之间插入密封件38。
如图4所示，该图是图3所示的耐热过滤器元件24的P-P截面的斜视图，过滤器元件24的内部具有多个中空室24a，每个中空室都有开放的上端。该元件的粉尘粘附表面为波纹状或风箱状以使其粘附面积增加。
经供应口20提供至壳体12的粉尘收集室16的含粉尘空气经过中空耐热过滤器元件24的过滤介质并流向内部。在这里粉尘被粘附，并聚集在耐热过滤器元件的表面并被收集，同时流进耐热过滤器元件的清洁空气在每个框架34内穿过，进入位于壳体12上部的清洁空气室18，并因此穿过排放口22而引入到给定位置。
当粉尘粘附并聚集在每个耐热过滤器元件24的表面上时，空气通道被阻塞，压力损失增加。因此，在给定时间的间隔内将耐热过滤器元件24依次回洗以除去在耐热过滤器元件24的表面上粘附并聚集的粉尘。也就是，通过例如定时控制而在给定的间隔内依次打开和关闭没有显示的回洗阀以从相应的喷射管中喷射回洗的脉冲空气。这样，脉冲空气流向后，流过每个耐热过滤器元件24也就是从内部到外部，从而将在每个耐热过滤器元件24表面上粘附并聚集的粉尘以没有分散的聚集状态除去。除去的粉尘经漏斗26和排放口28回收。
如上述的经热处理并以氟树脂粒子进行涂层可以形成制造的耐热过滤器元件以使其具有圆柱形或盒形或者使其具有波浪形截面的盒形，从而使其表面积增加。
实施例
下面基于实施例对本发明进行详细描述。但是，本发明不被下列实施例所限制。
实施例和比较例中使用的树脂粒子如下。
聚乙烯粒子(A)(PE粒子(A))
平均粒径＝200μm(经筛分法确定)
熔点＝135℃
聚乙烯粒子(B)(PE粒子(B))
平均粒径＝150μm
熔点＝135℃
聚乙烯粒子(C)(PE粒子(C))
平均粒径＝300μm
熔点＝125℃
聚丙稀粒子(PP粒子(A))
平均粒径＝200μm
熔点＝170℃
实施例1
将50重量分PE粒子(A)和50重量分PP粒子(A)与将3重量分抗氧化剂(酚类抗氧化剂，高分子量受阻酚)溶解到9重量分四氢呋喃中所制得的溶液，通过亨舍尔混合机进行混合。这样就制备了包含PE粒子(A)和分散于其中的抗氧化剂的混合物。
将该混合物引入到不锈钢容器中。在氮气氛中，用油浴将内含物加热到120℃并在该温度下保持2小时。这样，制备了抗氧化剂已经掺入到树脂粒子中的树脂组合物粒子。
将上述制备的树脂组合物粒子装入到用于试验样品的模型(外部尺寸：20mm×60mm，厚度：3mm)中。在200℃温度下保持该模型10分钟并同时向其施压。这样就获得了片状固体模制品。已经发现树脂组合物粒子给出具有与片状固体模制品相同的性质的可渗透多孔性模制品。
将上面制造的18个片状固体模制品放入180℃的炉中。分别在24小时、48小时、72小时后的每个时间点取出6个片。测定在180°角度下在中心弯曲时断裂的片的数目。用肉眼观察其变色和任何形状上的改变。其结果示于表1中。
另外，72小时后用下列数学表达式(1)计算重量保持性，结果示于表1。重量保持性越低，耐热性越差。
数学表达式(1)：重量保持性(％)＝[(72小时后的重量)]/(初始重量)×100％
另外，用下列3个级别评价总的耐热性，并示于表1。
A：优良
B：不足
C：差
实施例2和比较例1-3
除了以表1所示的比例使用表1所示的树脂粒子和抗氧化剂之外，按照与实施例1相同的方式制造片状固体模制品。测试制造的固体模制品的耐热性。其结果示于表1。
表1
粒子种类和比例(重量分) 抗氧化剂(重量分) 24小时后 48小时后     72小时后 重量保持性(％) 评价
弯曲试验(断裂片的数目) 变色 形状 弯曲试验(断裂片的数目) 变色 形状 弯曲试验(断裂片的数目) 变色 形状
实施例1 PE(A)(50)PP(A)(50) 酚的(高分子量受阻酚)(3) 0 白色，半透明 表面不规则 0 白色，半透明 表面不规则     0 白色，半透明 表面不规则 100.9 A
实施例2 PE(A)(50)PP(A)(50) 酚(受阻酚)和硫化合物(四酯型高分子量过氧化物分解剂)(共计3) 0 浅黄色，半透明 表面不规则 0 浅黄色，半透明 表面不规则     0 浅黄色，半透明 表面不规则 101.8 A
比较例1 PE(A)(100) 无 0 琥珀色 收缩，变形 0 深琥珀色 收缩，变形     0 深琥珀色 收缩，变形 101.3 B
比较例2 PE(A)(50)PP(A)(50) 无 6 琥珀色 陷坑 6 部分深琥珀色 陷坑     6 深琥珀色 许多陷坑 70.2 C
比较例3 PE(A)(50)PE(B)(25)PE(C)(25) 无 0 光亮黑色 收缩，变形 0 光亮黑色 收缩、变形     0 光亮黑 收缩，变形 98.3 B
表1的结果显示本发明详细说明的固体模制品(包括可渗透多孔性模制品)甚至在老化后依然保持原来的形状，并且没有变色，具有优良的耐热性。
实施例3-7和比较例4-6
将表2所示的树脂粒子和抗氧化剂(酚类抗氧化剂，高分子量受阻酚)以表2所示的比例通过亨舍尔混合机彼此进行混合，并将抗氧化剂以25重量％的四氢呋喃溶液添加。这样制备了包含树脂粒子和分散于其中的抗氧化剂的混合物。
将该混合物引入到不锈钢容器中。在氮气氛下，用油浴将该内含物加热到120℃并在该温度下保持2小时。这样就制造了其中抗氧化剂已经渗透到树脂粒子中的树脂组合物粒子。
将获得的树脂组合物粒子装入到用于试验样品的模型(外部尺寸：10mm×130mm，厚度：3mm)中。将该模型放入加热炉中并在表2所示的加热条件下加热。这样就获得了片状的可渗透多孔性模制品。
将获得的片形可渗透多孔性模制品在炉温为190℃的炉中保持72小时。在保持前和保持后根据JIS K7113对模制品的抗张强度(MPa)和延长率(％)进行测试，并用肉眼观察其外观的任何变化。另外，用下列4个等级评价总的耐热性。顺便地，在190℃温度下进行72小时的耐热试验相当于在100℃下保持40,000小时的耐热试验(根据其中假定温度增加约10℃导致寿命降低一半的简单的寿命评价方法进行这里的试验)。
A：高度优良
B：优良
C：不足
D：差
结果示于表2。
表2
粒子种类和比例(重量分) 抗氧化剂(重量分) 加热条件 抗张强度[MPa]老化前→老化后 延长率[％]老化前→老化后 外观 评价
实施例3 PE(A)(50)PE(B)(25)PE(C)(25) 高分子量受阻酚(1.0) 240℃2小时 4.5→5.6 36.7→37.4 保持原始形状，不变色 A
实施例4 PE(A)(100) 高分子量受阻酚(1.0) 240℃2小时 4.7→5.8 76.3→105.3 保持原始形状，不变色 A
实施例5 PE(A)(50)PP(A)(50) 高分子量受阻酚(1.0) 170℃2小时 1.4→- 1.1→- 部分熔融，不变色 B
实施例6 PE(A)(50)PP(A)(50) 高分子量受阻酚(1.5) 170℃2小时 1.7→- 1.5→- 部分熔融，不变色 B
实施例7 PE(A)(50)PP(A)(50) 高分子量受阻酚(1.0) 170℃2小时 2.6→- 2.3→- 部分熔融，不变色 B
比较例4 PE(A)(50)PP(A)(50) 高分子量受阻酚(0.5) 170℃2小时 1.8→- 1.3→- 部分熔融，部分变色 C
比较例5 PE(A)(50)PP(A)(50) 无 170℃2小时 1.9→- 1.5→- 熔融，收缩，变色 D
比较例6 PE(A)(50)PE(B)(25)PE(C)(25) 无 240℃2小时 4.1→- 30.7→- 熔融，收缩，变色 D
从表2可以明显看出，由含有本发明规定的加量范围的抗氧化剂的树脂组合物粒子制造的可渗透多孔体具有优良的耐热性。
实施例8
将实施例1制造的、其中抗氧化剂已经渗透到树脂粒子中的树脂组合物粒子装入到有振动的模型(外部尺寸：1050mm×960mm×60mm，厚度：3mm，截面形状：波纹形)中。然后将该模型放到加热炉中并在240℃的炉温下加热处理3小时(180分钟)。
加热处理结束后，将该模型在加热炉中冷却到100℃，然后从炉中取出。在用冷却扇对该模型进行冷却时，将得到的可渗透多孔性模制品从模型中取出。
随后，通过混合聚四氟乙烯粉末(平均粒径：7μm)与热固性粘合剂、甲醇和水制备的悬浮体经搅拌充分地均匀化，并通过喷射施加到可渗透多孔性模制品的表面上。然后将涂覆的模制品放入干燥器中并在180℃下加热30分钟以使该涂层硬化。这样就获得了重量为18kg的耐热膜元件。
将该耐热过滤器元件连接到负载检测器上，在下列条件下进行负载检测试验。
温度：100℃
空气过滤速度：1m/min
回洗脉冲条件：
压力：0.44MPa
喷出时间：0.2秒
喷出间隔：12秒(由于普通的喷出间隔是120秒，而此值相当于10倍的加速试验)
粉末：碳酸钙(平均粒径＝11μm)，浓度：5g/m3
连续进行该负载检测试验1200小时(50天)，用压力计从过滤器元件的入口和出口之间的压力差别上确定压力损失。结果，获得了不超出180daPa允许范围的值。另外，用数字粉尘计(由Shibata Kagaku Kiki Kogyo公司生产)测量出口侧粉尘的量。结果过滤器元件显示了0.1mg/m3或更小粉尘量的令人满意的过滤结果。没有观察到过滤器元件被破坏，并且确定该过滤器元件具有12000小时(相当于在负载下连续操作1年又5个月)或更长的寿命。
本申请基于2001年10月29日申请的日本专利申请(申请号：No.2001-330642)，其内容在这里作为参考文献引入。
工业可应用性
本发明的过滤器元件包括：通过加热包含一种适于大规模生产的聚乙烯作为树脂成分主要组成和进一步含有以特殊比例掺入的抗氧化剂的树脂组合物粒子，并使树脂组合物粒子在其表面彼此熔融粘结而获得的可渗透多孔性模制品，并在模制品表面上形成的氟树脂涂层。
本发明的具有这种结构的耐热过滤器元件，和相关技术的使用聚乙烯粒子的过滤器元件相比具有提高的耐热性。也就是说，使用这种过滤器元件甚至能在大约70℃-130℃，尤其是90℃-110℃的高温环境下连续进行微粒子的分离和收集。该过滤器元件具有优良的耐化学性和挠性，并且高度适于大规模生产而且成本低。
另外，由于可渗透多孔体在其表面上具有形成的氟树脂层，因此保证了足够的强度和透气性，而且通过回洗能将在元件表面粘附和聚集的微粒子令人满意地除去。
而且，根据本发明的制造方法，能在兼顾环境的同时以降低的设备成本制造耐热过滤器元件。

Claims (5)

1.从粉尘气体中分离和收集粒子用的耐热过滤器元件，包括：
包含树脂组合物粒子的可渗透多孔性模制品，其中在其表面上粒子是彼此熔融，该树脂组合物包含作为树脂成分主要组成的聚乙烯和以每100重量份树脂成分计的0.1-3重量份的抗氧化剂；和
在可渗透多孔性模制品表面上形成的氟树脂涂层。
2.制造如权利要求1所述的耐热过滤器元件的方法，按以下顺序包括：
(I-1)将粉末状抗氧化剂分散到包含粒径为50-500μm的聚乙烯作为主要组成的树脂粒子中，
(I-2)将生成物加热到不低于抗氧化剂熔点且不高于树脂粒子的熔点的温度，使抗氧化剂渗透到包含聚乙烯作为主要组成的树脂粒子中以制备颗粒状树脂组合物，
(I-3)将颗粒状树脂组合物装入模型中，接着通过在不低于主要构成树脂组合物粒子的聚乙烯的熔点的温度下加热使树脂组合物粒子彼此在其表面上熔融粘结，从而形成可渗透多孔性模制品，和
(I-4)将由细氟树脂粒子和作为粘合剂的热固性树脂以及水混合制备的悬浮体喷雾涂覆在形成的可渗透多孔性模制品表面上，形成氟树脂涂层。
3.制造如权利要求1所述的耐热过滤器元件的方法，按以下顺序包括：
(II-1)将粉末状抗氧化剂分散到包含粒径为50-500μm的聚乙烯作为主要组成的树脂粒子中，
(II-2)将包含其中分散有粉末状抗氧化剂的树脂粒子装入模型中，接着通过在不低于主要构成树脂组合物粒子的聚乙烯的熔点的温度下加热使树脂组合物粒子彼此在其表面上熔融粘结，从而形成可渗透多孔性模制品，与此同时，使抗氧化剂渗透到树脂粒子中，和
(II-3)将由细氟树脂粒子和作为粘合剂的热固性树脂以及水混合制备的悬浮体喷雾涂覆在形成的可渗透多孔性模制品表面上，形成氟树脂涂层。
4.如权利要求2或3所述的制造耐热过滤器元件的方法，其中树脂组合物粒子的平均粒径为50-500μm。
5.如权利要求2-4任一权利要求所述的制造耐热过滤器元件的方法，其中抗氧化剂是选自酚类抗氧化剂、芳香胺抗氧化剂、硫类抗氧化剂和磷类抗氧化剂中的至少一种。
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