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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtrieren von Füssigkeit unter
Verwendung des Filters. Spezieller betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Filtrieren der
Flüssigkeit, um so in der Lage zu sein, Staub in der Untermikrongrößenordnung, der in der
Flüssigkeit enthalten ist, zu entfernen.
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Es ist erforderlich, selbst feinen Staub kleiner als 1 um aus hydraulischen Flüssigkeiten,
Schmierölen und Maschinenölen für elektrische Entladung zu entfernen. Mechanische Filter,
wie Papierfilter, nichtgewebte Tuchfilter und körnige Filter, können jedoch Staub nur in
Größen höchstens herab bis 5 um entfernen, können aber Staub in Untermikrongrößeordnung
nicht mehr entfernen. Mit den oben erwähnten herkömmlichen mechanischen Filtern steigt
außerdem, wenn die Maschengröße verminder wird, um die Filtereffizienz zu erhöhen, der
Druckabfall und entwickelt sich frühzeitig eine Verstopfung, was die Lebensdauer des Filters
verkürzt. Unter Verwendung der herkömmlichen mechanischen Filter ist es daher nicht
möglich, die präzise Filtration in der Größenordnung unter Mikron zu bewirken.
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Um eine präzise Filtration durchzuführen, schlägt die japanische Patentanmeldung Kokai-
Veröffentlichung Nr. 58-61 845 Mittel vor, gemäß denen ein Paar von Elektroden in einer zu
filtrierenden Lösung vorgesehen wird, um das mechanische Filter zu unterstützen, und eine
Spannung wird an die Elektroden angelegt, um ein elektrischen Feld zu erzeugen, so daß
Staub in der Flüssigkeit gesammelt wird oder in der Lösung durch die elektrische Kraft des
elektrischen Feldes wandert. Die Methode, ein Paar von Elektroden als eine Hilfseinrichtung
vorzusehen, erfordert jedoch zusätzliche Einrichtungen, wie einen Spannungserzeuger und
dergleichen, was unvermeidlich einen Nachteil bei der Handhabung der Einrichtung und
bezüglich der Herstellungskosten einschließt. Selbst wenn versucht wird, einen höheren
Filtrationsgenauigkeitsgrad zu bekommen, wird außerdem das Ziel nie erreicht, da das
Verfahren, das die Hilfselektroden vorsieht, in Kombination mit den oben erwähnten
herkömmlichen mechanischen Filtern verwendet wird.
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In den jüngst vergangenen Jahren wurde die Verwendung eines Luftfilters vorgeschlagen,
das in der Form eines Elektretfaserbogens oder eines Aggregats von Pellets erhalten wird,
wobei das Luftfilter verwendet wird, um in der Luft suspendierten Staub zu filtrieren. Es
wurde jedoch über kein Beispiel für die Verwendung des obigen Filters zum Filtrieren der
Flüssigkeit berichtet. Der Grund, warum das obige Filter nicht zum Filtrieren der Flüssigkeit
verwendet wird, ist der Tatsache zuzuschreiben, daß die elektrische Kraft von Elektret infolge
des elektrischen Abschirmeffektes der Flüssigkeit in der Flüssigkeit nicht wirksam ist.
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Ein weiteres bekanntes Filter findet sich in Patents Abstracts of Japan, Band 12, Nr. 365
(C-532) 3212.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Filtrieren einer Flüssigkeit zu
bekommen, das es möglich macht, genaue Filtration von Staub in Untermikrongrößenordnung
zu bewirken.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Filtrieren der
Flüssigkeit zu liefern, welches es möglich macht, präzise Filtration in Untermikrongrößenordnung zu
bewirken und dabei den Druckabfall zu reduzieren und die Lebensdauer des Filters zu erhöhen.
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Um die obigen Ziele nach der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein Verfahren zur
Herstellung eines Flüssigkeitsfilters für eine Flüssigkeit mit einer dielektrischen Konstante von
weniger als 10 mit einer porösen Schicht eines Elektrets vorgesehen, wobei dieses Verfahren
darin besteht, daß man den Elektretfilm auf eine Oberflächenladungsdichte gleich wie oder
größer als 1 x 10&supmin;&sup9; Coulombs/cm² lädt, den Elektretfilm in Fasern schlitzt und die Fasern unter
Bildung einer porösen Schicht vermischt.
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Unter Verwendung des aus poröser Elektretschicht aufgebauten Filters werden
Flüssigkeiten mit dielektrischen Konstanten kleiner als 10 filtriert, so daß feiner Staub in der
Untermikrongrößenordnung adsorbiert und auf den Oberflächen der porösen Schicht und in deren
Innenschichten gehalten wird. Daher ergibt sich eine sehr hohe Filtrierwirksamkeit.
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Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt, der ein aus einem Faserbogen nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebautes Filter erläutert.
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Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt, der ein Beispiel erläutert, in welchem das Filter der
vorliegenden Erfindung auf ein anderes Filter laminiert verwendet wird.
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Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Verwendung des Filters nach der vorliegenden
Erfindung in Kombination mit einem Elektrodenpaar.
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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels einer Verwendung des Filters
nach der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem Elektrodenpaar.
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Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung, die teilweise im Querschnitt die Filtrationsstruktur
unter Verwendung des Filters der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Lichtdurchlässigkeitstestapparatur zur
Bewertung der Leistung eines Filters.
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Wie oben beschrieben, war es bereits bekannt, das Elektretfilter zur Reinigung der Luft zu
verwenden. Wenn jedoch das Elektretfilter einfach zum Filtern der Flüssigkeit benutzt wird,
werden in der Flüssigkeit enthaltene polare Substanzen um die elektrische Ladung herum, die
das Elektretfilter besitzt, angeordnet und wird die elektrische Kraft der elektrischen Ladung
infolge der Abschirmwirkung nicht wirksam für die Filtration ausgenutzt. ln der Praxis wird
kein bemerkenswerter Effekt erkannt, selbst wenn Teilchen in einer Flüssigkeit, wie Wasser,
Alkohol oder dergleichen, durch das Elektretfilter filtriert werden.
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Die vorliegenden Erfinder entdeckten die Tatsache, daß die auf der elektrischen Kraft des
Elektretfilters basierende Filterwirkung stark in Abhängigkeit von der dielektrischen Konstante
der Flüssigkeit variiert, wenn sie für die Filtration von Flüssigkeit angewendet wird, und sie
entdeckten weiterhin, daß das Elektretfilter nur für jene Flüssigkeiten wirksam ist, die kleine
spezifische lnduktivitäten haben. Konkreter wurde weiterhin gefunden, daß ein
zufriedenstellender Filtereffekt nur dann erhalten wird, wenn die Flüssigkeit eine dielektrische
Konstante kleiner als 10 hat. Die dielektrische Konstante der zu filtrierenden Flüssigkeit sollte
vorzugsweise kleiner als 5 und stärker bevorzugt kleiner als 3 sein, so daß sich erhöhte
Filtrierwirkung ergibt. Hier steht die spezifische Induktivität für einen Wert, der gemäß JIS C-
2101 gemessen wird.
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Die Flüssigkeit, die eine solche spezifische Induktivität hat, kann eine nichtwäßrige
Flüssigkeit sein. Repräsentative Beispiele schließen verschiedene Öle, wie hydraulische
Flüssigkeiten, Schmieröle, Isolieröle, Maschinenöle für elektrische Entladung und Brennstoffe
ein. Außerdem können die meisten organischen Lösungsmittel aufgelistet werden, die
Tetrachlorethylen, Cumol, Diethylbenzol, Ethylbenzol, Trimethylamin, Trichlorethylen, Chloroform,
Propylenchlorid, Tetrachlorethan usw.
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Flüssigkeiten mit hohen Viskositäten sind für das Filtrieren nicht geeignet. Flüssigkeiten
mit hohen Viskositäten verursachen oftmals, daß der bereits an dem Filter anhaftende Staub
wieder von den Filteroberflächen infolge ihrer viskosen Kräfte abgelöst werden. Daher sollten
die zu filtrierenden Flüssigkeiten gewünschtermaßen eine Viskosität kleiner als 1000 cSt und
stärker erwünscht kleiner als 200 cSt haben.
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Das Filter der vorliegenden Erfindung zeigt eine Filtrierleistung, die nicht durch elektrische
Eigenschaften des zu filtrierenden Staubes beeinflußt wird, wie dadurch, ob der zu filtrierende
Staub gute elektrische Leitfähigkeit hat oder nicht, und entfernt günstig selbst jene Teilchen
mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wie Metallstaub und Kohlenstoff, oder selbst jene Teilchen
mit elektrisch isolierenden Eigenschaften, wie Oxide.
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Die poröse Schicht, die das Filter der vorliegenden Erfindung bildet, kann Faserbögen oder
ein Laminat vieler Pellets umfassen und sollte zweckmäßig in Abhängigkeit von dem Ziel der
Verwendung des Filters oder der Installationsstelle ausgewählt werden. Das die poröse
Schicht bildende Material wird unter solchen Materialien ausgewählt, die in Elektrete hiervon
umgewandelt werden können. Solche Materialien sollten einen elektrischen Widerstand größer
als 10¹³ Ohm cm und vorzugsweise größer als 10¹&sup5; 0hm cm haben. Beispiele solcher
Materialien sind etwa Kunstharze, wie Harze vom Polyolefintyp, Harze vom Polyestertyp,
Harze vom Polycarbonattyp, fluorhaltige Harze und Harze vom Vinyltyp sowie anorganische
Verbindungen, wie Glas und dergleichen. Kunstharze sind besonders bevorzugt. Unter ihnen
sind Harze vom Polyolefintyp, wie Polypropylen und Plyethylen, am meisten erwünscht.
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Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete aus einem Faserbogen bestehende poröse
Schicht ist besser als jene des Laminats von Pelletaggregat aus der Sicht der
Filtrierwirksamkeit
und der Leichtigkeit der Verwendung. Es gibt keine spezielle Beschränkung bezüglich der
Form des Faserbogens, vorausgesetzt daß die Fasern in dreidimensionaler Weise unter Bildung
der porösen Schicht miteinander vermischt sind. Bevorzugte Beispiele schließen nichtgewebte
Tücher, Gewebe und Wirkware ein. Speziell sind die nichtgewebten Tücher aus der Sicht der
Herstellung und Kosten am meisten erwünscht. Den Faserbogen bildende Fasern bestehen
vorzugsweise aus jenen, die durch Spinnen gebildet werden. Es ist jedoch auch zulässig,
Fasern zu verwenden, die man durch feines Aufschlitzen des filmartigen Materials erhält.
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Die nichtgewebten Stoffe sollten erwünschtermaßen nach dem Schmelzblasverfahren oder
dem Spinnvliesverfahren hergestellt werden. Das Schmelzblasverfahren besteht darin, ein
geschmolzenes Harz aus einer Schmelzspinndüse in der Form von Fäden zusammen mit der
Druckluft auszublasen, um eine Anzahl fein zerschnittener Stapelfasern zu erhalten, die dann
auf einem Netz wie ein Bogen laminiert werden. Der nichtgewebte Stoff, der nach dem
Schmelzblasverfahren erhalten wird, zeigt sehr feine Faserdurchmesser und macht es möglich,
ein Filter mit einer hohen Filtriereffizienz zu erhalten. Das Spinnvliesverfahren besteht im
Laminieren kontinuierlicher Fasern, die aus der Schmelzspinndüse auf das Netz in willkürlicher
Weise gesponnen wurden, um einen Bogen zu erhalten. Mit dem Spinnvliesverfahren werden
die Fasern nicht so sehr fein erhalten wie jene, die man nach dem Schmelzblasverfahren
bekommt, doch kann man aus kontinuierlichen Fasern bestehende nichtgewebte Stoffe
erhalten.
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Wenn die poröse Schicht aus einem Faserbogen besteht, dienen die Porosität und der
mittlere Faserdurchmesser als wichtige Faktoren, die die Filtrierleistung bestimmen. Gemäß
der vorliegenden Erfindung sollte der mittlere Faserdurchmesser von Fasern, die den
Faserbogen bilden, kleiner als 50 um, vorzugsweise kleiner als 20 um und stärker bevorzugt kleiner
als 10 um sein. Außerdem sollte die Porosität des Faserbogens im Bereich von 60 % bis 98
% und vorzugsweise von 70 % bis 96 % liegen. Verstopfen findet leicht statt, wenn die
Porosität kleiner als 60 % ist, und der Faserbogen unterliegt dann der Veränderung in seiner
Form, um die Flüssigkeitsdurchlässigkeit zu verschlechtern, wenn die Porosität größer als 98
% ist.
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Hier steht der mittlere Faserdurchmesser für einen Wert, den man findet, indem man ein
Bild des Faserbogens unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) aufnimmt,
die Faserdurchmesser von Fasern von wenigstens 100 Stellen in einer willkürlichen Weise
mißt und die gemessenen Werte arithmetisch mittelt. Die Porosität steht für einen Wert, der
gemäß der Meßmethode gefunden wird, die unter JlS L-1096 angegeben ist.
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Die aus einem Faserbogen oder aus einem Laminat von pelletisiertem Aggregat aufgebaute
poröse Schicht wird mit Elektrizität geladen, um ein Elektret zu sein und elektrische Ladung
auf seinen Oberflächen zu haben. Das Verfahren, den Elektret zu erhalten, kann leicht nach
verschiedenen herkömmlichen Methoden, wie der thermischen Elektretmethode, der
Elektroelektretmethode, der Radioelektretmethode, der mecahnischen Elektretmethode und
ähnlichen Methoden, durchgeführt werden. Das Verfahren zum Erhalten des Elektrets kann
gleichzeitig mit der Stufe der Erzeugung der porösen Schicht oder vor oder nach der Stufe zur
Erzeung der porösen Schicht durchgeführt werden.
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Die poröse Elektretschicht sollte elektrische Ladung haben, die so polarisiert ist, daß sie
unterschiedliche Polaritäten auf der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche
derselben hat. Die poröse Schicht mit einer solchen polarisierten Struktur zeigt günstigerweise
erhöhten Grad an Elektretwirkung.
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Die poröse Schicht braucht jedoch nicht notwendigerweise elektrische Ladung zu haben,
die sowhol auf der vorderen als such auf der hinteren Oberfläche polarisiert ist. Beispielsweise
besitzt, wie später beschrieben wird, die poröse Schicht, die man durch Aufschlitzen eines
Elektretfilmes zu einer Faser und Laminieren oder Packen der Faser in Form eines Bogens
erhält, gewöhnlich nicht elektrische Ladung, die auf seinen vorderen und hinteren Oberflächen
polarisiert ist, aber zeigt dennoch eine Leistung, die als ein Filter zufriedenstellend ist.
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Die poröse Elektretschicht sollte eine Oberflächenladungsdichte Q von 5 x 10&supmin;¹¹
Coulomba/cm² oder mehr und vorzugsweise von 1 x 10&supmin;¹&sup0; Coulombs/cm² oder mehr haben, wenn
sie in der Form eines Faserbogens vorliegt. In dem Fall der porösen Schicht in der Form eines
Faserbogens, der durch Aufspalten des Elektretfilmes zu einer Faser erhalten wurde, sollte die
elektrische Oberflächenladungsdichte, die der Film vor dem Aufschlitzen hat, greößer als 1 x
10&supmin;&sup9; Coulombs/cm² oder höher und vorzugsweise 5 x 10&supmin;&sup9; Coulombs/cm² oder höher sein.
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Die Oberflächenladungsdichte Q des Faserbogens oder Filmes findet man aus einer
Spannung V (V), gemessen quer zu den Enden des Konsators, und einer Oberflächen S (cm²)
des Faserbogens oder Filmes gemäß der folgenden Gleichung, d.h.
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Q (Coulombs/cm²) = C x V/S,
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indem man den Faserbogen oder Film zwischen zwei Stücke von Metallplatten anordnet, die
miteinander über einen Kondensator mit einer Kapazität C (Farad) verbunden sind.
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Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Filters der vorliegenden Erfindung. Das Filter F umfaßt einen
nichtgewebten Faserbogen 1, in welchem eine Anzahl von Fasern 2 in dreidimensionaler
Weise miteinander vermischt ist. Der Faserbogen 1, der zu einem Elektret mit einer
elektrischen Ladung versehen ist, hat eine elektrische Ladung, die auf seiner vorderen und seiner
hinteren Oberfläche zu positiver und negativer Polarität polarisiert ist. Der so mit einer
elektrischen Ladung geladene Faserbogen 1 kann allein als ein Filter F verwendet oder in
Kombination mit anderen Filtern benutzt werden.
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Fig. 2 erläutert ein Beispiel, wo zwei solche Filterarten in Kombination miteinander
verwendet werden. Das heißt, an der Aufstromseite des Faserbogens 1 eines Elektrets der
vorliegenden Erfindung ist ein anderer Faserbogen 11 auflaminiert, in welchem entweder die
Porosität oder der mittlere Faserdurchmesser größer als jene bzw. jener des Faserbogens 1
derart ist, daß wenigstens einer der Parameter, die Faserpackungsdichte oder der
Faserdurchmesser, einen Gradienten in der Fließrichtung der filtrierten Flüssigkeit, die durch Pfeile
angegeben ist, bildet. Der Faserbogen 11, der auf der Aufstromseite angeordnet ist, hat
wenigstens einer der Parameter, des mittleren Faserdurchmessers oder der Porosität, der
größer als jener des Faserbogens 1 ist. Daher zeigt der Faserbogen 11 auf der Aufstromseite
keine deutliche Filtereffizienz für feinen Staub, doch hält er Staub von relativ großen
Teilchengrößen günstig fest. Daher werden ausgezeichnete Effekte in bezug auf die Unterdrückung
des An stiegs des Druckabfalles in dem Faserbogen 1 eines Elektrets auf der Abstromsite und
bezüglich einer Verlängerung der Lebensdauer, bevor der Bogen 1 verstopft wird,
hervorgebracht. Mit dem ober erwähnten Faserbogen 11, der auf der Aufstromsite angeordnet ist,
kann somit der Faserbogen 1 eines Elektrets seine Filterleitung günstig über ausgedehnte
Zeitdauer zeigen.
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Der Faserbogen 11 zeigt die Funktion einer Primäzrfiltration auf der Aufstromseite in der
Richtung, in welcher die zu filtrierende Flüssigkeit fließt. Daher wird, selbst wenn eine große
Mengen Staub enthaltende Flüssigkeit zu behandeln ist, das Filter nicht frühzeitig beladen,
sondern macht es möglich, die Filtration günstig über lange Zeitdauer durchzuführen.
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So kann der auf der Aufstromsite laminierte Faserbogen 11 ein Elektret sein, braucht aber
kein Elektret zu sein. Die Filtration kann jedoch wirksamer bewirkt werden, wenn der
Faserbogen eines Elektrets benutzt wird.
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Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann außerdem der Faserb ogen 1 eines Elektrets der vorligenden
Erfindung in Kombination mit einem Elektrodenpaar 3a und 3b verwendet werden. Das
Elektrodenpaar 3a und 3b ist auf der Aufstromseite des Flusses von Flüssigkeit, die zu
filtrieren ist, angeordnet. Wenn ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden durch Anlegung
einer Spannung erzeugt wird, wird feiner Staub dazu gebracht, under Bildung großer Teilchen
in der zu filtrierenden Flüssigkeit zusammenzuhaften. Daher zeigt der Faserbogen 1 auf der
Abstromseite erhöhte Einfangwirkung, um an einer weiteren Erhöhung der präzisen
Filterwirkung teilzuhaben.
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Fig. 4 erläutert ein weiteres Beispiel einer Verwendung eines Elektrodenpaares 3a und 3b
in Kombination. In diesem Beispiel werden zwei Stücke von Faserbögen 1 und 1 parallel zu
dem Fluß der zu fitrierenden Flüssigkeit angeordnet, und ein Elektrodenpaar 3a und 3b wird
auf den Außenseiten der Faserbögen 1 und 1 angeordnet. Infolge des elektrischen Feldes, das
durch das Anlegen einer Spannung quer zu den Elektroden 3a und 3b erzeugt wird, haftet
feiner Staub in der zu filtrierenden Flüssigkeit unter Bildung großer Teilchen aneinander an, die
dann zu den Elektroden 3a und 3b wandern und von den Faserbögen 1 eingefangen werden.
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Die Faserbögen können in einer bogenartigen Form benutzt werden. Vorzugsweise
sollten die Faserbögen jedoch gefaltet verwendet werden, um eine Filterfläche zu erhalten, die
so groß wie möglich ist. Fig. 3 erläutert ein Beispiel, in wlechem ein Faserbogen 1, der unter
Bildung von Falten 7 gefaltet ist, entland dem Außenumfang eines Rohres 4 mit vielen
Durchgangslöchern 5 angeordnet ist und sein Außenumfang von einem Netz 6 umgeben ist.
In dem so konstruierten Filter geht die zu filtrierende Flüssigkeit durch den Faserbogen 1 von
der Innenseite des Rohres 4 durch die Löcher 5 und fließt zu der Außenseite des Netzes 6.
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Die oben erwähnten Filter der vorliegenden Erfindung können wirksam Staub in
Untermikrongrößenordnung, der in den Flüssigkeiten mit dielektrischen Konstanten kleiner als 10
enthalten ist, wie in hydraulischen Flüssigkeiten, Schmierölen, Isolierölen, Maschinenölen für
elektrisch Entladung, Brennstoffen sowie einer Vielzahl organischer Lösungsmittel, entfernen.
Außerdem erhält man die Präzisionsfilterwirkungen, ohne die Maschengröße der porösen
Schicht sehr vermindern zu müssen. Daher bekommt man ein Filter, das kleinen Druckabfall
und verlängerte Lebensdauer zeigt.
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Die Funktionen und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand konkreter
Asuführungsformen erklärt.
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Die in der nachfolgend erwähnten Ausführungsform verwendete Filterwirksamkeit ist ein
Wert, den man nach der folgenden Beziehung findet:
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Filterwirksamkeit (%) = (X&sub1; - X&sub2;) x 100/X&sub1;,
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worin X&sub1; die Staubdichte in der Flüssigkeit vor dem Filtrieren und X&sub2; die Staubdichte nach
dem Filtrieren bedeutet.
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Die Dichte X&sub2; von Staub in der Flüssigkeit nach der Filtration wird in einer Weise
gemessen, wie sie nachfolgend unter Verwendung einer Meßapparatur beschrieben ist, die
schematisch in Fig. 6 gezeigt ist.
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DAs heißt, Flüssigkeiten von insgesamt sieben Dichtearten, die aus der Flüssigkeit vor dem
Filtrieren und aus Flüssigkeiten, die man durch Verdünnen der obigen Flüssigkeit zu 1/2, 1/4,
1/8, 1/16, 1/32 und 1/64 ihrer Dichten erhält, sind in Quarzsäulen 63 mit einer Dicke von
jeweils 1 cm enthalten. Jede dieser Quarzsäulen 63 ist zwischen einem Lichtprojektor 61 und
einem Lichtempfänger 64 angeordnet, wobei das Licht eine Wellenlänge von 500 nm hat, und
eine einfallende Lichtintensität I&sub1; von dem Lichtoprojektor 61 wird auf die Quarzsäule 63
gerichtet, die Intensität des durchgelassenen Lichtes wird durch die Lichtempfängereinheit 4
gemewssen, um eine durchgelassene Lichtintensität I&sub2; zu finden, und eine Beziehung zwischen
der Staubdichte in der Flüssigkeit und der durchgelassenen Lichtintensität wird durch eine
Gleichung
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I&sub2; = I&sub1; e-ax
genähert, worin I&sub1; eine einfallende Lichtintensität bedeutet, I&sub2; eine durchgelassene
Lichtintensität bedeutet, e eine Basis des natürlichen Logarithmus bedeutet, a eine Konstante
bedeutet und x eine Staubdichte bedeutet.
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Dann werden die filtrierten Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer durchgelassenen
Lichtintensitäten nach der obigen Methode gemessen, und die so erhaltenen durchgelassenen
Lichtintensitäten werden für die obigen Näherung ersetzt, um Dichten (geschätzte Werte) nach der
Filtration zu finden.
Beispiel 1
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Ein Polypropylen wurde nach dem Schmelzblasverfahren gesponnen, um ein
nichtgewebtes Tuch mit einem mittleren Faserdurchmesser von 4 um, einem Gewicht von 20g/m² und
einer Dicke von 0,12 mm herzustellen. Das nichtgewebte Tuch wurde dann zu einem Elektret
nach der Elektroelektretmethode elektrisch gemacht, um einen Faserbogen mit einer
Oberflächenladungsdichte von 6,0 x 10&supmin;¹&sup0; Coulombs/cm² zu erhalten. Drei Stücke solcher
Faserbögen wurden laminiert, um ein Filter herzustellen, durch welches ein Isolieröl (mit einer
dielektrischen Konstante von 2,2 und einer Viskosität von 8,7 cSt bei 40 ºC) filtriert wurde, worin
100 mg JIS-Standardstaub zum Testen (Nr. 11 mit Teilchengrößen von mehreren Mikron oder
kleiner), der im wesentlichen elektrisch isolierende Eigenschaften hatte, je 100 ml des
Isolieröles dispergiert waren.
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Das Filtrieren erfolgte durch horizontales Fixieren des Filters in dem Zylinder eines
Durchmessers von 6 cm und Eingießen von etwa 100 cm³ Flüssigkeit von der oberden Richtung des
Filters derart, daß die Flüssigkeit natürlich durchtropfen konnte.
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Die Filtrierwirksamkeit des obigen Filtrierverfahrens wurde mit 99,7 % als die
durchgelassene Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit gefunden, was sehr günstig war.
Beispiel 2
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Das gleiche nichtgewebte Tuch eines Elektrets, wie das in Beispiel 1 beschriebene, wurde
als ein Filter verwendet, um Tetrachlorethylen (mit einer dielektrischen Konstante von 2,2 und
einer Viskosität von 0,9 cST) zu filtrieren, das darin dispergiert 100 mg Rußteilchen (JIS-
Standardstaub zum Testen Nr. 12 mit Teilchengrößen von 0,03 bis 0,2 um) mit guter
elektrischer Leitfähigkeit je 100 ml des Tetrachlorethylens enthielt.
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Das obige Filtern erfolgte durch Einpassen eines Rundfilters eines Durchmessers von 9 cm
in einen konischen Trichter und Eingießen von etwa 30 cm³ Flüssigkeit von der Oberseite des
Filters, so daß die Flüssigkeit natürlich durchtropfen konnte.
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Die Filterwirksamkeit des obigen Filtrierverfahrens erwies sich als größer als 99,7 % als
die durchgelassene Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was sehr günstig war.
Beispiel 3
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Ein Polypropylen wurde nach dem Spinnvliesverfahren gesponnen, um ein nichtgewebtes
Tuch mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 28 um, einem Gewicht von 200
g/m² und einer Dicke von 1,7 mm herzustellen, Das nichtgewebte Tuch wurde dann zu einem
Elektret nach der Elektroelektretmethode elektrisch geladen, um einen Faserbogen mit einer
Oberflächenladungsdichte von 7,8 x 10&supmin;¹&sup0; Coulombs/cm² zu erhalten. Zwei Stücke eines
solchen Faserbogens wurden laminiert, um ein Filter herzustellen, durch welches die gleiche
Flüssigkeit, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
filtriert wurde.
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Die Filterwirksamkeit in dem obigen Filtrierverfahren wurde mit 97,9 % als die
durchgelassene Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit gefunden, was sehr günstig war.
Beispiel 4
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Die gleiche Flüssigkeit, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde nach dem gleichen
Verfahren, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, unter Benutzung einer Filterschicht filtriert,
die durch Laminierung eines nach dem Spinnvliesverfahren hergestellten nichtgewebten
Stoffes mit einem mittleren Faserdurchmesser von 28 um, einen Gewicht von 200 g/m² und
einer Dicke von 1,7 mm, das nicht zu einem Elektret elektrisch geladen wurde, auf der
Aufstromseite des gleichen Filters, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, erhalten wurde.
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Die Filterwirksamkeit des obigen Filtrierverfahrens erwies sich als größer als 99,7 %,
ausgedrückt als durchgelassene Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was sehr günstig
war. Außerdem blieb der Druckabfall klein wührend lägerer Zeitdauer als im Falle des
Beispiels 1.
Beispiel 5
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Die gleiche Flüssigkeit, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde nach dem gleichen
Verfahren, wie es in Beispiel 1 benutzt wurde, unter Verwendung einer Filterschicht filtriert,
die durch Laminieren eines nach dem Spinnvliesverfahren gewonnenen, nichtgewebten
Stoffes mit einem mittleren Faserdurchmesser von 28 um, einem Gewicht von 200 g/m² und
einer Dicke von 1,7 mm, der zu einem Elektret elektrisch geladen wurde und die eine
Oberflächenladungsdichte von 7,8 x 10&supmin;¹&sup0; Coulombs/cm² hatte, auf der Aufstromseite des
gleichen Filters, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, erhalten wurde.
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Die Filtrierwirksamkeit in dem obigen Filtrierverfahren erwies sich als größer als 99,7 %,
ausgedrückt als die durchgelassene Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was sehr günstig
war. Außerdem blieb der Druckabfall klein wührend längerer Zeitdauer als im Falle des
Beispiels 4.
Vergleichsbeispiel 1
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Die gleiche Flüssigkeit, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde nach dem gleichen
Verfahren, wie es im Beispiel 1 benutzt wurde, unter Verwendung eines Filters, des gleichen
nichtgewebten Stoffes, wie er in Beispiel 1 verwendet wurde, der aber nicht zu einem Elektret
elektrisch geladen wurde, filtriert.
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Die Filtrierwirksamkeit erwies sich als 80,3 % ausgedrückt als die durchgelassene
Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was offensichtlich schlechter als die des Filters des
Beispiels 1 war.
Vergleichsbeispiel 2
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Die gleiche Flüssigkeit, wie sie in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde nach der gleichen
Methode, wie si in Beispiel 2 benutzt wurde, unter Verwendung eines Filters, des gleichen
nichtgewebten Stoffes, wie er in Beispiel 2 verwendet wurde, aber nicht zu einem Elektret
elektrisch geladen wurde, filtriert.
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Die Filtrierwwirksamkeit erwies sich als 78,0 %, ausgedrückt als die durchgelassene
Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was offensichtlich schlechter als jene des Filters von
Beispiel 2 war.
Vergleichsbeispiel 3
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Unter Verwendung des gleichen nichtgewebten Filters, wie er in Beispiel 2 verwendet
wurde, als ein Filter wurde Methanol mit der dielektrischen Konstante von 31,2 in der
gleichen Weise wie in Beispiel 2 filtriert, wobei das Methanol darin dispergiert 100 mg JIS-
Standardstaub zum Testen (Nr. 11 mit Teilchengrößen kleiner als einige Mikron) mit im
wesentlichen elektrisch isolierender Eigenschaft je 100 ml Methanol enthielt.
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Die Filtrierwirksamkeit erwies sich als 18,2 %, ausgedrückt als die durchgelassene
Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was sehr niedrig war.
Vergleichsbeispiel 4
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Die gleiche Flüssigkeit, wie si im Vergleichsbeispiel 3 verwendet wurde, wurde nach dem
gleichen Verfahren, wie es im Vergleichsbeispiel 3 benutzt wurde, unter Verwendung des
gleichen nichtgewebten Stoffes, wie es in den Beispielen 1 und 2 benutzt wurde, das aber
nicht zu einem Elektret elektrisch geladen worden war, als Filter filtriert.
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Die Filtrierwirkamkeit erwies sich als 16,4 %, ausgedrückt als die durchgelassene
Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was sehr niedrig war.
Vergleichsbeispiel 5
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Die gleiche Flüssigkeit, wie sie in Beispiel 3 benutzt wurde, wurde nach dem gleichen
Verfahren, wie es im Beispiel 3 verwendet wurde, filtriert, wobei als Filter der gleiche
nichtgewebte Stoff, wie er in Beispiel 3 benutzt wurde, der aber nicht zu einem Elektret elektrisch
geladen wurde, verwendet wurde.
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Die Filtrierwirksamkeit erwies sich als 21,4 %, ausgedrückt als durchgelassene
Lichtintensität der filtrierten Flüssigkeit, was sehr niedrig war.