HU224275B1 - Kompozit szűrőközegek, azokat tartalmazó készítmények és szűrési eljárás - Google Patents

Kompozit szűrőközegek, azokat tartalmazó készítmények és szűrési eljárás Download PDF

Info

Publication number
HU224275B1
HU224275B1 HU9903013A HUP9903013A HU224275B1 HU 224275 B1 HU224275 B1 HU 224275B1 HU 9903013 A HU9903013 A HU 9903013A HU P9903013 A HUP9903013 A HU P9903013A HU 224275 B1 HU224275 B1 HU 224275B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
composite filter
component
filter medium
permeability
medium
Prior art date
Application number
HU9903013A
Other languages
English (en)
Inventor
Jerome C. Shiuh
Scott K. Palm
Timothy R. Smith
John S. Roulston
Original Assignee
Advanced Minerals Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Minerals Corporation filed Critical Advanced Minerals Corporation
Publication of HUP9903013A2 publication Critical patent/HUP9903013A2/hu
Publication of HUP9903013A3 publication Critical patent/HUP9903013A3/hu
Publication of HU224275B1 publication Critical patent/HU224275B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B01D39/06Inorganic material, e.g. asbestos fibres, glass beads or fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2003Glass or glassy material
    • B01D39/2006Glass or glassy material the material being particulate
    • B01D39/201Glass or glassy material the material being particulate sintered or bonded by inorganic agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2072Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
    • B01D39/2075Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular sintered or bonded by inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

A találmány tárgya kompozit szűrőközeg, amely heterogénközegrészecskéket tartalmaz, ahol a részecskék mindegyike (i)természetes diatomitból álló funkcionális szűrőkomponenst és (ii) egymátrixkomponenst foglal magában, amely mátrixkomponens az üvegből,természetes üvegből, expandált perlitből, habkőből, obszidiánból,szurokkőből, vulkáni hamuból, ömlesztett expandált perlitből,üvegszálból, szintetikus üvegből, kristályos ásványból,ásványgyapotból, kőzetgyapotból, termoplasztikus anyagból, hőrelágyuló tulajdonságú hőre keményedő polimerből, fémből ésfémötvözetből álló csoport egyik tagja, ahol a mátrixkomponenslágyuláspontja kisebb, mint a funkcionális szűrőkomponenslágyuláspontja, és ahol a funkcionális szűrőkomponens termikusszinterezés következtében szorosan kötődik a mátrixkomponenshez.

Description

A találmány tárgya funkcionális szűrőkomponensből és mátrixkomponensből álló, javított kompozit szűrőközeg, valamint eljárások annak előállítására és alkalmazására. Közelebbről, a találmány javított kompozit szűrőközegre és funkcionális szűrőkomponenst tartalmazó, javított kompozit szűrőközeg-készítményekre vonatkozik, amelyek a szűréshez alkalmas, egyedülálló porozitású és bonyolult szerkezetű, természetes diatomitot tartalmaznak, amely termikus szinterezéssel kapcsolódik egy, a funkcionális szűrőkomponens lágyuláspontjánál alacsonyabb lágyuláspontú mátrixkomponenshez, így egy műszaki polimerhez (például üvegekhez, kristályos ásványokhoz, termoplasztikus anyagokhoz és fémekhez).
Dufour (1995) eljárást ismertet természetes diatomitból álló szűrőközeg előállítására, amelynek részecskéit kötőanyag tartja össze. Ishibashi (1997) expandált perlitet és égetett vagy ömlesztéssel égetett diatomitot ismertet, ahol a részecskéket különálló kötőanyag kapcsolja össze.
A jelen bejelentésben különböző további publikációkra, szabadalmakra és publikált szabadalmi bejelentésekre hivatkozunk. A dokumentumok azonosító adatait a leírás végén az igénypontok előtt adjuk meg. A leírásunkban referált publikációkat, szabadalmakat és publikált szabadalmi bejelentéseket a jelen találmányhoz tartozó technika állásának teljesebb ismertetése érdekében mutatjuk be.
A jelen találmány tárgya olyan javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg, amely (i) egy funkcionális szűrőkomponensből és (ii) egy mátrixkomponensből áll, amelyben a mátrixkomponens lágyuláspontja a funkcionális szűrőkomponens lágyuláspontjánál alacsonyabb, valamint a funkcionális szűrőkomponens termikus szinterezéssel szorosan kötődik a mátrixkomponenshez. A szuszpenzióban (például folyadékokban) vagy transzportfolyamatok alatt szegregálódásra hajlamos, egyszerű keveréktől eltérően, a találmány szerinti, javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg funkcionális szűrőkomponensei és mátrixkomponensei termikus szinterezés folytán egymással szoros kapcsolatban vannak.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg a jelenleg hozzáférhető szűrőközegekkel azonos alkalmazási területen használható. Ugyanakkor egy vagy több különleges tulajdonságot nyújt, mint például nagyobb permeabilitást, centrifugálást követően kis nedvessűrűséget, alacsony krisztobalittartalmat és/vagy különlegesen kialakított részecskéket (például szálakat), valamint megnövelt hatékonyságot és/vagy gazdaságosságot. Ezek a tulajdonságok különösen értékesek a szűrési alkalmazások számára.
A szűrés területén a részecskék folyadékoktól való elválasztására szolgáló számos módszer alkalmaz diatomittermékeket vagy természetes eredetű üvegtermékeket szűrési segédanyagként. Ezeknek a kovasavas anyagoknak az egyedülálló, bonyolult és porózus szerkezete különösen hatékony a részecskék fizikai megfogására, például a szűrési eljárásokban. Ezek a bonyolult és porózus szerkezetek üregek hálózatát alkotják, ami lebegő szűrőközeg-részecskéket eredményez, amelyek látszólagos sűrűsége hasonló a folyadékéhoz, amelyben szuszpendáltuk őket. Általános gyakorlat szűrési segédanyagok alkalmazása olyan esetekben, amikor szuszpendált részecskéket vagy szemcsés anyagot tartalmazó vagy zavaros folyadékok tisztaságát akarjuk javítani.
A szűrési eljárásokban a tisztaság javítására és az áramlási sebesség növelésére a diatomitot vagy a természetes eredetű üvegeket gyakran kapcsolják szeptumhoz egy, néha „előbevonás”-nak nevezett lépésben. A diatomit- vagy természetes eredetű üvegtermékeket gyakran közvetlenül a szűrendő folyadékhoz adják, hogy csökkentsék a szeptumon a nemkívánatos szemcsék által okozott terhelést, miközben fenntartják a tervezett folyadékáramlási sebességet. Ezt a módszert gyakran „részecskeadagolásnak”-nak nevezik. A szóban forgó részecskeelválasztástól függően diatomit- vagy természetes eredetű üvegtermékeket alkalmazhatunk előbevonatként, külön adagolva vagy mindkét módon. A porózus közeggel történő szűrés alapelveit hosszú évek alatt dolgozták ki (Carman, 1937, Heertjes, 1949, 1966; Ruth, 1946; Sperry, 1916; Tiller, 1953, 1962, 1964), újabban pedig részletesen felülvizsgálták őket mind gyakorlati szempontokból (Cain, 1984; Kiefer, 1991), mind az elméleti alapelvek szempontjából (Bear, 1988; Nordén, 1994).
Bizonyos körülmények között a szűrés során a diatomit- vagy természetes eredetű üvegtermékek egyedülálló adszorpciós tulajdonságokat is mutathatnak, amelyek jelentősen fokozhatják a folyadék derítését vagy tisztítását. Ezek az adszorpciós tulajdonságok nagyon specifikusak, és függnek a diatomit felületén lévő gyenge elektromos töltésekhez adszorbeált anyagok vonzását előidéző gyenge erőktől vagy a diatomit felületén gyakran előforduló szilanol funkciós csoportok (=Si—OH) reakcióképességétől. Egy ionizált szilanolcsoport (=Si-O_) például reakcióba léphet egy hidróniumionnal (H3O+), amelyet az oldatban jelen lévő savas anyag, például citromsav (C6H8O7) szolgáltat, megkötve a felületen a leadott hidrogéniont a folyamat során. Bizonyos körülmények között a perlittermékek, különösen a felületkezelt perlitek, szintén egyedülálló, a folyadék derítését vagy tisztítását nagymértékben javító tulajdonságokat mutathatnak a szűrés során (Ostreicher, 1986).
Néhány szűrési alkalmazásban különböző diatomittermékeket keverhetünk egymással, vagy természetes eredetű üvegeket keverhetünk össze a szűrési eljárás további módosítására vagy optimalizálására. Ehhez hasonlóan diatomittermékeket és természetes eredetű üvegtermékeket is keverhetünk egymáshoz vagy más anyagokhoz. Számos esetben ezek a kombinációk egyszerű keverékeket jelentenek, például cellulózzal, aktív szénnel, agyaggal, azbeszttel vagy egyéb anyagokkal. Más esetekben ezek a kombinációk bonyolultabb keverékeket jelentenek, amelyekben a diatomittermékek vagy a természetes eredetű üvegtermékek szorosan kapcsolódnak más alkotórészekhez, lapot, párnát, töltetet, vagy monolitikus vagy aggregált köze2
HU 224 275 Β1 get képezve, amelyek hordozóként, szubsztrátumként használhatók vagy katalizátorok előállításához alkalmazhatók.
Ezeknek a diatomit- vagy természetes eredetű üvegtermékeknek még bonyolultabb módosításait is használják szűrésnél vagy elválasztásnál. A módosítás például abból áll, hogy a diatomit- vagy természetes eredetű üvegtermékek, keverékek felületét vegyszerekkel kezelik, vagy a felületükre vegyszereket abszorbeálnak, vagy ezeket a módszereket kombinálják.
A diatomit- és természetes eredetű üvegtermékekre jellemző, egyedülálló, bonyolult és porózus kovasavszerkezet olyan alkalmazásukat is lehetővé teszi, amelynek során gátolják polimerek összetapadását A diatomittermékeket gyakran alkalmazzák festékek, zománcok, lakkok, valamint hasonló bevonatok és fényezőanyagok külső megjelenésének vagy jellemzőinek megváltoztatására. A diatomittermékeket kromatográfiás hordozóként is használják, és különösen alkalmasak gáz-folyadék kromatográfiás módszerekhez. Az újabb áttekintések (Breese, 1994; Engh, 1994) különösen hasznos ismertetéseket nyújtanak a diatomit tulajdonságairól és felhasználásairól. Sok természetes eredetű üvegterméknek - idetartozik például az expandált perlit, a habkő és az expandált habkő - egyedülálló töltőanyag-tulajdonságai is vannak. Az expandált perlittermékeket például gyakran használják szigetelő töltőanyagokként, gyanták töltőanyagaként és textúráit bevonatok készítéséhez.
A monolitikus vagy aggregált közeg előállítási eljárása abban különbözik a javított kompozit szűrőközeg előállításától, hogy a komponenseket a monolitikus vagy aggregált közeghez annak hőkezelését megelőzően eljárási segédanyagként (például agyag) adják, azért, hogy a hőkezelést megelőzően a még ki nem égetett keveréknek bizonyos mértékű szilárdságot biztosítson (például lehetővé téve a nyers keverékek extrudálását, formázását, öntését, öntőformába öntését vagy alakítását), és nem annyira a javított kompozit szűrőközeg kívánt feladatának eléréséhez szükséges alkotórészként adagolják őket. Az eljárási segédanyagok hozzáadása egyébként nem járul hozzá kedvezően a létrejövő monolitikus vagy aggregált szűrőközegtermékek szűrési jellemzőihez, mindazonáltal ezek a termékek mégis alkalmasak fehérjék, enzimek és mikroorganizmusok megkötésére. Különálló szemcsés fázisok fizikai keverékéből készülő ipari kerámiák gyártásánál a hőkezelés (égetés) célja tömör, homogén kerámiai anyag (Reynolds, 1976) előállítása, és ez eltér a találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg szinterezett heterogén komponenseitől.
A találmány tárgya kompozit szűrőközeg, amely heterogén közegrészecskéket tartalmaz, ahol a részecskék mindegyike (i) természetes diatomitból álló funkcionális szűrőkomponenst és (ii) egy mátrixkomponenst foglal magában, amely mátrixkomponens az üvegből, természetes üvegből, expandált perlitből, habkőből, obszidiánból, szurokkőből, vulkáni hamuból, ömlesztett expandált perlitből, üvegszálból, szintetikus üvegből, kristályos ásványból, ásványgyapotból, kőzetgyapotból, termoplasztikus anyagból, hőre lágyuló tulajdonságú hőre keményedő polimerből, fémből és fémötvözetből álló csoport egyik tagja, ahol a mátrixkomponens lágyuláspontja kisebb, mint a funkcionális szűrőkomponens lágyuláspontja, és ahol a funkcionális szűrőkomponens termikus szinterezés következtében szorosan kötődik a mátrixkomponenshez.
Egy előnyös kiviteli alaknál a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg áteresztőképessége nagyobb (még előnyösebben legalább 5%-kal nagyobb), mint a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens olyan egyszerű keverékének az áteresztőképessége, amelyben a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens aránya azonos a találmány szerinti szűrőközeg előállítása során alkalmazottal.
Egy másik kiviteli alaknál a javított kompozit szűrőközeg közepes részecskeátmérője nagyobb (előnyösebben legalább 5%-kal nagyobb), mint a funkcionális szűrőkomponens közepes részecskeátmérőjének és a mátrixkomponens közepes részecskeátmérőjének súlyozott átlaga, ahol a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens részaránya megegyezik a szűrőközeg készítésénél alkalmazott részarányokkal.
A mátrixkomponensben lévő üveg szintetikus üveg lehet.
Egy további előnyös kiviteli alaknál a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg további jellemzője, hogy kisebb mint 1 súly% krisztobalitot tartalmaz.
A találmány tárgyát továbbá a fentiekben ismertetett javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget tartalmazó készítmények képezik. Egy előnyös kiviteli alaknál a készítmény por alakú. Egy másik előnyös kiviteli alaknál a készítmény formája lap, párna vagy töltet. Egy további előnyös kiviteli alaknál a készítmény monolitikus hordozó vagy aggregált hordozó. Egy még további előnyös kiviteli alaknál a készítmény egy monolitikus szubsztrátum vagy aggregált szubsztrátum.
A találmány tárgya olyan szűrési eljárásokra is kiterjed, amelyeknél szuszpendált részecskéket tartalmazó folyadékot szűrési segédanyagon, előnyösen szeptumon elhelyezkedő szűrési segédanyagon vezetünk át, ahol az említett szűrési segédanyag a találmány szerinti kompozit szűrőközeget tartalmazza.
A) A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg
A találmány szerinti javított kompozit szűrőközeg (i) egy funkcionális szűrőkomponenst és (ii) egy mátrixkomponenst tartalmaz, ahol a mátrixkomponens lágyuláspontja kisebb, mint a funkcionális szűrőkomponens lágyuláspontja, és a funkcionális szűrőkomponens termikus szinterezés útján szorosan kapcsolódik a mátrixkomponenshez.
A természetes diatomitra jellemző, egyedülálló, bonyolult porózus szerkezetek különösen hatásosak a szűrési eljárásokban a részecskék fizikai megfogására; ennélfogva a diatomit alkalmas a találmány szerinti funkcionális szűrőkomponens céljára. A műszaki polimerek és bizonyos egyéb anyagok méretstabilitása és a mechanikai tulajdonságok megőrzése a hőkezelés folyamán alkalmassá teszi azok mátrixkomponensként
HU 224 275 Β1 történő alkalmazását a jelen találmánynál. A találmány szerinti javított kompozit szűrőközegben a mátrixkomponensek termikus szinterezés következtében szorosan kötődnek a funkcionális szűrőkomponensekhez, és az alkotórészek nem csak összekeverve vagy elegyítve vannak jelen. A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközegtől eltérően az egyszerű keverékek szegregálódásra hajlamosak szuszpenzióban (például folyadékokban) vagy a transzportfolyamatok során. Az „egyszerű keverék” kifejezést itt hagyományos értelemben használjuk a mechanikai elegyekre vagy keverékekre (például amelyeket nem vetettünk alá szinterezésnek).
A találmány szerinti javított kompozit szűrőközeget célszerűen a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens agglomerátumának tekinthetjük. Az „agglomerálás” kifejezést itt a hagyományos értelemben használjuk, ami bármilyen olyan módszert vagy hatást jelöl, amelynek eredményeként a részecskék koherens tömeggé állnak össze. Az agglomerációs módszerre példa a termikus szinterezés, amely kiváltja, hogy a részecskék koherens tömeggé, vagyis „agglomerátummá” alakuljanak (azaz egymással szorosan összakapcsolódjanak) megolvadás nélküli hevítés útján. Megjegyzendő, hogy a termikus szinterezésnél az agglomerálás nem vezet homogén közeg kialakulásához (például kerámiához). így a találmány szerinti javított kompozit szűrőközegben a funkcionális szűrőkomponensek és a mátrixkomponensek agglomeráltak és egymáshoz szorosan kapcsolódnak, megőrzik azonban azokat a fizikai és kémiai tulajdonságaikat, amelyeket kívánatosnak tartunk a végtermékben, és ennélfogva javulnak a végtermék jellemzői.
A „lágyuláspont” kifejezést a hagyományos értelemben használjuk, azt a hőmérsékletet jelenti, amelyen az anyag lágyulni kezd, és általában a keménység és viszkozitás csökkenésével van kapcsolatban. Sok műszaki polimer esetében a lágyuláspontot üvegesedési hőmérsékletként ismerik, néha másodlagos átalakulási hőmérsékletnek hívják, amely hőmérsékleten a hőmérséklet emelkedése a polimerláncok tekeredését okozza, azaz a polimer rideg, üveges állapotból rugalmas szilárd anyaggá alakul át. A poliéter-ketonok üvegesedési hőmérséklete például körülbelül 165 °C (330 °F), míg a szóda-mész üvegek lágyuláspontja körülbelül 700 °C (1290 °F). Miközben rendszerint termőmechanikai analízist alkalmazó standard vizsgálati módszereket fejlesztettek ki (például American Society fór Testing and Materials, 1995), a lágyuláspontot gyakran vizuális laboratóriumi vizsgálatokkal állapítják meg bonyolult kvantitatív meghatározások nélkül.
1. A funkcionális szűrőkomponens
A találmány szerint alkalmazott funkcionális szűrőkomponens természetes diatomitot, egy biogén szilícium-dioxidot (azaz SiO2-ot) tartalmaz, amely egyedülállóan porózus és bonyolult szerkezettel rendelkezik. Az utóbbi időben a diatomittermékeket széleskörűen alkalmazzák, így elválasztáshoz, adszorpcióhoz, hordozóként és funkcionális töltőanyagként (az alkalmazások azonban nem korlátozódnak a felsoroltakra).
A diatomittermékeket (a kieselguhr néven is ismert) diatómaföldből nyerjük, amely szilikáttartalmú kagylókban, azaz a kovamoszat kagylóhéjában gazdag üledék. A kovamoszatok a Bacillariophyceae osztályába tartozó, mikroszkopikusan különböző méretű egysejtű, aranybarna algák, amelyben a citoplazma változatos és bonyolult szerkezetű, gazdagon díszített szilikátos kagylók belsejében helyezkedik el. Ezek a kagylók eléggé szívósak ahhoz, hogy porozitásúk és bonyolult szerkezetük nagyrészt gyakorlatilag sértetlen maradjon geológiai korok hosszú periódusain keresztül, ha olyan körülmények között konzerválódtak, hogy a kémiai egyensúly fennmaradt. Újabban változatos fizikai és kémiai tulajdonságú diatomittermékeket állítanak elő többféle eljárással, számos nyersanyagból. Az újabb áttekintések (Breese, 1994; Engh, 1994) a diatomit tulajdonságainak és alkalmazásainak különösen hasznos bemutatását biztosítják.
A közönséges diatomittermékek egy tipikus hagyományos előállítási eljárásában a diatómaföld nyers ércét olyan méretűre törik össze, hogy őrléssel tovább lehessen aprítani, levegő alkalmazásával osztályozzák, kemencében levegővel szárítják, majd ezt követően levegő alkalmazásával osztályozzák, és így a kívánt permeabilitású termékhez jutnak. Az így kapott száraz terméket általában „természetes” diatomitnak nevezik.
Egy másik hagyományos eljárásban a természetes terméket szokásosan 1000 és 1100 °C (1800 és 2000 °F) közötti hőmérsékleten levegőn szinterezik (más néven kalcinálják), amit levegő alkalmazásával végzett osztályozás követ. Ez a módszer jobb permeabilitású terméket eredményez, de ezt gyakran kíséri az amorf szilícium-dioxid (a diatómaföld-ércek természetes szilícium-dioxid-fázisának) részleges átalakulása krisztobalittá, amely egy tetragonális alakú kristályos szilícium-dioxid. Az ezzel a módszerrel készült termékek szokásosan 5-40 súly% krisztobalitot tartalmaznak.
Egy másik hagyományos eljárásnál a szárított terméket tovább szinterezhetik levegőn, kis mennyiségű folyasztószer hozzáadásával (más néven folyasztásos vagy flux kalcinálás) tipikusan 1000 és 1150 °C (1800 és 2100 °F) közötti hőmérsékleten, amelyet levegő alkalmazásával végzett osztályozás követ. Ezzel a módszerrel a termék permeabilitását még tovább lehet növelni, rendszerint azonban az amorf szilícium-dioxid még nagyobb mértékben alakul át krisztobalittá, amely tipikusan 20-75 súly% mennyiségben van jelen. A leggyakrabban alkalmazott folyasztószerek közé tartozik a szóda (nátrium-karbonát, Na2CO3) és a kősó (nátrium-klorid, NaCI), azonban sok más folyasztószer, különösen az alkálifémek (a periódusos rendszer IA oszlopában szereplő fémek) sói alkalmasak.
A diatomittermékek szinterezésének hagyományos módszereinél használt magas hőmérsékletek rendszerint csökkent felületet, megnövekedett pórusokat, nagy nedves sűrűséget és a szennyeződések oldhatóságának megváltozását eredményezik, azon túlmenően, hogy a szilícium-dioxid-fázis a várt módon az amorf állapotból krisztobalittá alakul át.
HU 224 275 Β1
Egyéb módszereket is részletesen leírtak diatomit feldolgozására és diatomitból készült termékek előállítására. A gyenge minőségű diatómaföld jobb minőségű érccé alakítására kifejtett jelentős erőfeszítések a jobb ércekből nyert kereskedelmi termékekével lényegében azonos minőségű diatomittermékeket eredményeztek. Erről például a következő szerzők számolnak be: Norman és Ralston (1940), Bartuska és Kalina (1968a, 1968b), Visman és Picard (1972), Tarhanic és Kortisova (1979), Xiao (1986), Li (1990), Liang (1990), Zhong és munkatársai (1991), Brozek és munkatársai (1972), Wang (1992), Cai és munkatársai (1992) és Videnov és munkatársai (1993). Különféle olyan diatomittermékekről számoltak be az alábbi szerzők, amelyeknél csak egyetlen tulajdonság megjavítása volt a cél, például csökkentett teljes vas- vagy oldható vaskoncentráció: Thomson és Barr (1907), Barr (1907), Vereinigte (1915,1928), Koech (1927), Swallen (1950), Suzuki és Tomizawa (1971), Bradley és McAdam (1979), Nielsen és Vogelsang (1979), Heyse és Feigl (1980) és Mitsui és munkatársai (1989). A Baly (1939) által készített diatomitterméknek alacsony szervesanyag-tartalma volt. Codolini (1953), Pesce (1955, 1959), Martin és Goodbue (1968) és Munn (1970) viszonylag magas fehérségű diatomittermékeket készített. Az Enzinger (1901) által előállított diatomittermék csökkentette a szokásos oldhatóságot. A Bregar (1955), valamint Gruder és munkatársai (1958) és Nishamura (1958) által előállított diatomittermékek világosabbak voltak, kisebb teljes vaskoncentráció mellett. Smith (1991a, b, c; 1992a, b, c; 1993; 1994a, b) egy folyasztásos kalcinált diatomitterméken javított az oldható többértékű kationok tekintetében. Schuetz (1935), Filho és Mariz da Veiga (1980), Marcus és Creanga (1964) és Marcus (1967) szintén valamivel tisztább diatomittermékek előállításának módszereiről számolt be. Dufour (1990, 1993) alacsony krisztobalittartalmú diatomittermékek előállítási módszerét ismerteti.
A fentebb említett diatomittermékek egyike sem tartalmaz azonban (i) egy funkcionális szűrőkomponenst és (ii) egy mátrixkomponenst, ahol a mátrixkomponens lágyuláspontja alacsonyabb, mint a funkcionális szűrőkomponens lágyuláspontja, és ahol a funkcionális szűrőkomponens termikus szinterezés következtében szorosan kötődik a mátrixkomponenshez.
2. Mátrixkomponensek
A találmány szerinti javított kompozit szűrőközeg előállítására alkalmas mátrixkomponenseket az jellemzi, hogy a lágyuláspontjuk alacsonyabb, mint a kiválasztottfunkcionális szűrőkomponens lágyuláspontja.
Előnyös mátrixkomponensek például a műszaki polimerek és a hasonló anyagok, amelyek természetes eredetű vagy szintetikusan előállított szerves vagy szervetlen polimerek lehetnek. A műszaki polimerek kiváló áttekintését készítette el Seymour (1990). A különösen előnyös mátrixkomponensek például az üvegek, a kristályos ásványok, a termoplasztikus anyagok és a fémek.
Az üvegek üvegszerű amorf polimerek, amelyek a polimerláncban ismétlődő sziloxán- [azaz —(Si—O)—} egységekből állnak. Egyes üvegek előfordulnak a természetben, mint a perlit, habkő, obszidián, szurokkő és vulkáni hamu.
A „természetes üveg” kifejezést a hagyományos értelmében használjuk, eszerint a kifejezés természetes üvegekre vonatkozik, amelyeket szokásosan vulkanikus üvegeknek neveznek. Ezek a szilikáttartalmú magma vagy láva gyors lehűlésekor képződnek. A természetes üvegek több típusa ismert, például a perlit, habkő, obszidián és a szurokkő. A feldolgozást megelőzően a perlit általában szürke és zöld közötti színű, sűrű, körkörös repedésekkel, amelyektől apró, gyöngyszerű anyaggá törik szét. A habkő nagyon könnyű, üvegszerű, üreges kőzet. Az obszidián általában sötét színű, üvegszerűen csillogó és jellegzetesen kagylós törésű. A szurokkő fényes, gyantaszerű, és gyakran barna, zöld vagy szürke. A vulkanikus üvegek, mint a perlit és a habkő, masszív lerakódásokban fordulnak elő, és sokféle felhasználásuk van. A vulkanikus hamu, amelyet megszilárdult állapotában vulkanikus tufának neveznek, apró szemcsékből vagy szilánkokból áll, és gyakran üvegszerű; a jelen használatunkban a természetes üveg kifejezés magában foglalja a vulkanikus hamut.
A legtöbb természetes üveg kémiailag azonos a riolittal. A trachittel, dacittel, andezittel, latittel és bazalttal kémiailag egyenértékű természetes üvegek jól ismertek, azonban kevésbé gyakoriak. Az obszidián nevet általában a szilícium-dioxidban gazdag masszív természetes üvegekre használják. Az obszidiánüvegeket a szilícium-dioxid-tartalmuk alapján sorolhatjuk alosztályokba, a legismertebb a riolitos obszidián (tipikusan kb. 73 súly% SiO2-ot tartalmaz) (Berry, 1993).
A perlit hidratált természetes üveg, szokásosan körülbelül 72-75 s% SiO2-ot, 12-14 s% AI2O3-ot, 0,5—2 s% Fe2O3-ot, 3—5 s% Na2O-ot, 4—5 s% K2O-ot, 0,4-1,5 s% CaO-ot és kis koncentrációkban egyéb fémes elemeket tartalmaz. A perlit eltér más természetes üvegektől a nagyobb kémiailag kötött víztartalom (2-5 s%), az üveges, gyöngyszerű üregek és a jellemző koncentrikus vagy ívelt hagymahéjszerű (azaz perlites) hasadások jelenléte miatt.
A perlittermékeket gyakran őrléssel és termikus expanzióval állítják elő, és egyedülálló fizikai tulajdonságaik vannak, így nagy a porozitásúk, csekély a térfogatsűrűségük és kémiailag közömbösek. Az expandált perlitet az 1940-es évek végétől kezdve használják a szűrés területén (Breese és Barker, 1994). A perlit hagyományos feldolgozása a végtermékkel szemben támasztott követelmények eléréséhez aprításból (zúzás és őrlés), levegő alkalmazásával végzett, méret szerinti osztályozásból, termikus expanzióból és levegő alkalmazásával végzett osztályozásból áll. Például a perlitércet zúzzák, őrlik és előre meghatározott szemcseméret-tartomány eléréséhez osztályozzák [például 0,6 mm-es (30 mesh) méretű szitán át], ezután az osztályozott anyagot levegőn 870-1100 °C-os hőmérsékletű expanziós kemencében hevítik, ahol az üveg egyidejű meglágyulása és a víztartalom elpárolgása az üvegszemcsék gyors kitágulásához vezet, és habos üveganyag jön létre, amelynek a fajlagos térfogata
HU 224 275 Β1 akár 20-szorosa az expandálatlan ércének. Gyakran járnak el úgy, hogy az expandált perlitet levegő alkalmazásával osztályozzák és adott esetben őrlik, hogy kielégítsék a kívánt termék méretével szemben támasztott követelményeket. Más természetes üvegekben (például a habkőben, obszidiánban és vulkáni hamuban) a kémiailag kötött víz jelenléte gyakran tesz lehetővé a perlit esetében általánosan használttal analóg módon „termikus expanzió”-t.
A habkő mezoporózus szerkezetű természetes üveg (1 mm körüli méretig terjedő pórusokat vagy hólyagocskákat tartalmaz). A habkőnek a nagyon porózus jellege igen kis látszólagos sűrűséget biztosít, sok esetben lehetővé téve, hogy a víz felszínén lebegjen. A legtöbb kereskedelmi habkő körülbelül 60-70 súly% SiO2-ot tartalmaz. A habkő feldolgozása tipikusan őrléssel és osztályozással (a perlitnél fentebb leírtak szerint) történik. A terméket elsősorban mint könnyű aggregátumokat alkalmazzák csiszolóanyagként, abszorbensként és töltőanyagként. A nem expandált és a termikusán expandált habkövet (előállítása a perlitével azonos módon történik) némely esetben szűrési segédanyagként is alkalmazzák (Geitgey, 1979), ugyanígy használható a vulkáni hamu is (Kansas Minerals, Inc., dátum nélküli publikáció).
A természetes eredetű üvegkészítmények és gyártási módszereik módosításait is ismertették. Például Houston (1959), Bradley (1979), Jung (1965), Morisaki (1976), Ruff és Nath (1982) és Shiuh (1982, 1985) írnak le olyan kezelési módszereket, amelyek specializált természetes üvegtermékeket eredményeznek.
Mások, mint a nátronüvegek, szintetikusan készülnek. A nátronüveget úgy állítják elő, hogy szilícium-dioxidot (SiO2), alumínium-oxidot (AI2O3), kalcium-oxidot (CaO), nátrium-oxidot (Na2O) és néha kálium-oxidot (K2O) vagy lítium-oxidot (Li2O) tartalmazó nyersanyagsarzsokat kemencében megömlesztenek, majd az ömledéket kihűlni hagyják, és így amorf termék képződik. Az üvegek változatos alakban készülhetnek, lehetnek például lapok vagy lemezek, öntött formák vagy szálak. Az üvegek főbb csoportjainak gyártási módszereit már ismertették (Scholes, 1974). Az ásványgyapot, kőzetgyapot és szilikátgyapot az olyan szálak általános elnevezése, amelyekben a szálképző anyagot salak, bizonyos kőzetek vagy üveg szolgáltathatja (Kujawa, 1983).
A termoplasztikus anyagok hő hatására lágyulnak, hűtéskor azonban ismét keményednek, és elérik az eredeti jellemzőiket, azaz a hevítés-hűtés ciklus teljesen reverzibilis. Szokásos megfogalmazással a termoplasztikus anyagok molekuláris kötésű, egyenes és elágazó, lineáris láncú szerves polimerek. Jól ismert termoplasztikus anyagok például a következő termékek: akrilnitril-butadién-sztirol (ABS), sztirol-akrilnitril (SAN), akrilát-sztirol-akrilnitril (ASA), metakrilát-butadién-sztirol (MBS). Idetartoznak az acetálként ismert formaldehidpolimerek; az akrilműanyag néven ismert metil-metakrilát-polimerek; a sztirolmonomer polimerjei, amelyek polisztirolként ismertek; a fluortartalmú monomerek polimerjei, amelyek fluorozott szénhidrogénekként ismertek; az amidláncok polimerjei, amelyek nejlon néven ismertek; paraffinok és olefinek polimerjei, amelyek polietilén, polipropilén és poliolefin néven ismertek; a polikarbonátokként ismert, ismétlődő biszfenolés karbonátcsoportokból felépülő polimerek; a poliészterekként ismert tereftalátpolimerek; a poliarilátokként ismert, biszfenolból és dikarbonsavakból álló polimerek; és a poli(vinil-klorid)-okként (PVC) ismert vinil-klorid-polimerek. A nagy teljesítményű termoplasztikus anyagok rendkívüli tulajdonságokkal rendelkeznek. Ilyen például a poli(fenilén-szulfid) (PPS), amelynek kivételesen nagy a szilárdsága és a merevsége; a poliéter-keton (PÉK), poliéter-éter-keton (PEEK), poliamid-imid (PAI), amelyeknek nagy a szilárdságuk és a merevségük, továbbá kivételes a hőállóságuk; valamint a poliéter-imid (PEI), amelyet lángállóság jellemez. A szokásostól eltérő termoplasztikus anyagok közé tartoznak például a következők: ionomerek, azaz az etilén és metakrilsav kopolimerjei, amelyek inkább ionos, mint kovalens keresztkötésekkel rendelkeznek, és ennek eredményeként viselkedésük a hőre keményedő műanyagokra emlékeztet a használhatósági tartományukban; poli(vinil-karbazol), amelynek egyedülálló elektromos tulajdonságai vannak; és a poliizobutilén néven ismert izobutilénpolimerek, amelyek szobahőmérsékleten viszkózusak.
A hőre keményedő műanyagok olyan szintetikus gyanták, amelyek hőkezelés hatására állandó változást szenvednek, azaz megszilárduláskor olvaszthatatlan állapotba kerülnek úgy, hogy a későbbi melegítés hatására nem lágyulnak és nem lesznek rugalmasak. Bizonyos hőre keményedő műanyagok azonban a hasznos alkalmazási idejük egy korlátozott részében termoplasztikus viselkedésűek lehetnek, és hasonlóan felhasználhatók a találmány szerinti mátrixkomponensként. A hőre keményedő műanyagok néhány típusa, különösen bizonyos poliészterek és epoxidok szobahőmérsékleten is képesek térhálósodni. A hőre keményedő műanyagok közé tartoznak az alkid-, fenol-, epoxid-, amingyanták (ideértve a karbamid-formaldehid és melamin-formaldehid gyantákat), a poliimidek és néhány szilikongyanta.
A termoplasztikus és hőre keményedő műanyagok tulajdonságait és alkalmazási területeit már részletesen leírták (Elsevier, 1992; Rubin, 1990).
Bizonyos fémek és fémötvözetek alkalmas mátrixkomponensek, különösen az alacsony olvadáspontú fémek és ötvözetek, amennyiben ezek a jelen találmánynál hasznos termoplasztikus tulajdonságokkal rendelkeznek. Az alkalmas fémekre példa az ón (Sn), cink (Zn) és ólom (Pb). Az alkalmas fémötvözetekre példák a forrasztóanyagok, mint az ón-ólom forrasz (Sn-Pb), az ón-cink forrasz (Sn-Zn) és a cink-ólom forrasz (Zn-Pb).
B) Módszerek a találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg jellemzésére A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközegnek egyedülálló tulajdonságai vannak, miután egy funkcionális szűrőkomponenst és egy mátrixkomponenst tartalmaz. Ezek a közegek megőrzik a bonyolult és porózus szerkezetet, amely a funkcionális
HU 224 275 Β1 szűrőkomponensre jellemző (ami számos alkalmazásban nélkülözhetetlen ahhoz, hogy a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget tartalmazó termék hatékony legyen), amint ezt a szűrőközeg megfelelő permeabilitása bizonyítja a szűréshez alkalmas tartományokban. A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg tulajdonságai azonban módosulnak a mátrixkomponens jelenléte miatt. Ezeket a változásokat mutatják az olyan különleges tulajdonságok, mint a megnövekedett permeabilitás, a centrifugálás utáni csekély nedves sűrűség, a kis krisztobalittartalom és/vagy a mikroszerkezet jellemzőinek változásai.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg fontos jellemzőit és az azok meghatározására szolgáló módszereket az alábbiakban részletesen ismertetjük.
1. Permeabilitás
A funkcionális szűrőtermékek rendszerint olyan kialakításúak, hogy egy szűrési sebességtartományt biztosítsanak. Ez szoros kapcsolatban van a P permeabilitásukkal. A permeabilitást gyakran darcy, vagy rövidítve „Da” egységekben adják meg; a permeabilitás 1 darcy egysége azt jelenti, hogy az 1 cm vastagságú szűrőközegen az 1 cP viszkozitású folyadék 1 cm3 térfogata 1 cm2 felületen 101,325 kPa (1 atm) nyomáskülönbség hatására 1 s alatt jut át. A permeabilitás könnyen meghatározható (European Brewery Convention, 1987) egy speciális felépítésű eszközzel, amely úgy lett megtervezve, hogy a szűrőközeg vizes szuszpenziójából szűrőpogácsa alakuljon ki a szeptumon, majd megmérjük azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy egy meghatározott térfogatú víz átáramoljon az ismert keresztmetszetű szűrőpogácsa megmért vastagságán. A mérés elvét korábban levezették porózus közegekre Darcy törvényéből (Bear, 1988), és így léteznek olyan alternatív eszközök és módszerek, amelyek jó összefüggést adnak a permeabilitással. A kereskedelemből jelenleg hozzáférhető szűrőközegek, mint amilyenek a diatomités természetes üvegtermékek (és amelyek a találmány szerinti funkcionális szűrőkomponensként történő felhasználásra is alkalmasak), a permeabilitás széles tartományát fogják át, kevesebb mint 0,05 Da és több mint 30 Da között. Egy konkrét szűrési eljáráshoz a szűrési permeabilitás kiválasztása függ az illető alkalmazáshoz megkívánt áramlási sebességtől és az elérni szándékozott folyadéktisztaságtól.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg a kereskedelemben beszerezhető funkcionális szűrőkomponensekével összehasonlítható permeabilitási spektrumot kínál.
Az agglomerálódás és így a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg (azaz amelyben a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens szoros kötésben van egymással) képződését általában az bizonyítja, hogy nagyobb permeabilitásértéket figyelünk meg a javított tulajdonságú kompozit szűrőközegnél (termikus szinterezés után, őrlés nélkül, vagyis további morzsolódás vagy szétosztályozódás nélkül), mint az alkotórészei egyszerű keverékénél (azaz a termikus szinterezés előtt).
Például ha a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens (amelyek permeabilitása 0,06 Da, illetve 0,29 Da) egyszerű keverékének permeabilitása, P(a+b), 0,07 Da, és az ebből az egyszerű keverékből készült javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg permeabilitása, P(c), 0,20 Da, akkor a permeabilitás növekedése az agglomerálódást bizonyítja. P(c) előnyösen legalább 5%-kal, még előnyösebben legalább 10%-kal, különösen előnyösen legalább 20%-kal nagyobb, mint P(a+b).
2. Nedves sűrűség
Azt, hogy a találmány szerinti javított kompozit szűrőközeg termék milyen mértékben őrzi meg a funkcionális szűrőkomponens porózus és bonyolult szerkezetét, a centrifugálás utáni nedves sűrűség mérésével kaphatjuk meg, amely mutató a szűrésnél a hasznos tömörített sűrűséget jelenti, mivel a sűrűség nagyságát korlátozza az elérhető tömörítettség. A nedves sűrűség fontos, mivel a szűrési folyamatban a szemcsés anyag befogadásához rendelkezésre álló üregtérfogatot mutatja meg; ez az egyik legfontosabb kritérium a szűrés hatékonyságának meghatározásánál. A kisebb nedves sűrűségű szűrőtermékeknek nagyobb az üregtérfogata, és így nagyobb a szűrőhatékonysága.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg termékek tömörített sűrűségének meghatározása előnyösen a centrifugálás utáni nedves sűrűség mérésével történik. A 0,5 és 1,00 g közötti ismert tömegű mintát kalibrált 14 ml térfogatú centrifugacsőbe helyezzük, és ionmentesített vízzel megközelítőleg 10 ml térfogatúra töltjük fel. A keveréket erőteljesen rázzuk, amíg a minta teljes egésze nem lesz nedves, és nem marad benne száraz por. További ionmentesített víz hozzáadásával a centrifugacső felső részéről lemossuk a rázás miatt a cső oldalára esetleg feltapadt keveréket. A csövet 30 percen keresztül 1800 ford./perc fordulatszámon centrifugáljuk. A centrifugálást követően a csövet óvatosan eltávolítjuk, úgy hogy ne zavarjuk fel a szilárd anyagot, és a csövön lévő 0,05 ml-es beosztáson a legközelebbi félbeosztáshoz hozzáolvassuk a leülepedett anyag szintjét (azaz térfogatát). Az ismert súlyú por centrifugálás utáni nedves sűrűségét könnyen kiszámíthatjuk oly módon, hogy a száraz (110 °C-on levegőn súlyállandóságig szárított) minta súlyát elosztjuk a mért térfogattal.
A szokásos szűrőközeg jellemző nedves sűrűsége kevesebb mint 0,19 g/cm3 (12 pounds/ft3) és több mint 0,48 g/cm3 (30 pounds/ft3) között van. A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg által biztosított nedves sűrűségek összehasonlíthatók a kereskedelemben beszerezhető funkcionális szűrőkomponensei által biztosított értéktartománnyal.
3. Részecskeméret
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg egyik fontos jellemzője a komponensrészecskéknek előnyösen termikus szinterezéssel létrehozott agglomerálódására vonatkozik. Az agglomeráció fokának számszerű kifejezésére szolgáló egyik módszer szerint meghatározzuk a komponensek (azaz az agglomerálás előtti komponensek) és a kapott javí7
HU 224 275 Β1 tott tulajdonságú kompozit szűrőközeg részecskeméret-eloszlása közötti különbséget.
A részecskeméret-eloszlás meghatározására szolgáló előnyös módszer lézerdiffrakciót alkalmaz. A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg vagy komponensei részecskeméret-eloszlásának meghatározására az előnyös műszer egy Leeds & Northrup Microtrac Model X-100 műszer. A műszer teljesen automatizált, és 100 csatornás mértani sorozatban képezett térfogateloszlást használva, a felhelyezett szűrővel 30 másodpercig futtatva kapjuk az eredményeket. A diffrakciós képből nyert adatok értelmezéséhez olyan algoritmust használva jellemezzük az eloszlást, amelynél feltételezzük, hogy a részecskék alakja D átmérővel jellemzett gömb. A műszerrel D50-értékként meghatározott közepes részecskeátmérő az az érték, amelynél a teljes részecsketérfogat 50%-át ezzel azonos átmérőjű vagy kisebb részecskék alkotják.
Az agglomerálódást és így a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg (amelyben a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens szoros kötésben van egymással) képződését azzal bizonyíthatjuk, hogy kiszámítjuk a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens egyszerű (azaz a termikus szinterezést megelőző) keveréke közepes részecskeátmérőjének súlyozott átlagát, valamint az ebből a keverékből készült (termikus szinterezés utáni, őrlés, vagyis további morzsolódás vagy szétosztályozás nélküli) javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg közepes részecskeátmérőjét.
Például agglomerálódás akkor következett be, amikor a funkcionális szűrőkomponens D50(a) közepes részecskeátmérőjének és a mátrixkomponens D50(b) közepes részecskeátmérőjének a D50(a+b) súlyozott átlaga kisebb, mint a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg D50(c) közepes részecskeátmérője. Például ha D50(a)=16,7 pm és a javított tulajdonságú kompozit szűrőközegben a funkcionális szűrőkomponens mennyisége 70 súly%, és ha D50(b)=17,3 pm és a javított tulajdonságú kompozit szűrőközegben 30 tömeg% a mátrixkomponens mennyisége, akkor
D50(a+b) =[(0,70*16,7)+(0,30*17,3)] =16,9 pm.
Amennyiben a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg tényleges mért közepes részecskeátmérője D50(c)=17,1 pm, akkor agglomeráció következett be, mert D50(a+b) kisebb, mint D50(c). Előnyösen a D50(c) legalább 1%-kal, előnyösebben legalább 5%-kal, még előnyösebben legalább 10%-kal, különösen előnyösen legalább 20%-kal nagyobb, mint D50(a+b).
A részecskeméret meghatározásán alapuló módszer alkalmazása akkor célszerű, amikor a funkcionális szűrőkomponens, a mátrixkomponens és a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg részecskéi mind megközelítőleg azonos sűrűségűek, és megközelítik az algoritmus által feltételezett gömb alakot. Rostos jellegű mátrixkomponensek esetén az általánosabb permeabilitási módszer az előnyös.
4. Krisztobalitkoncentráció
Némelyik javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg egyedülálló abban, hogy nagyon csekély a krisztobalittartalma az összehasonlítható permeabilitású, szokásos kereskedelmi diatomittermékekhez viszonyítva. A krisztobalittartalom meghatározására az előnyös módszer a Klug és Alexander (1972) által körvonalazott alapelvek szerinti kvantitatív röntgensugár-diffrakció. A mintát egy mozsárban mozsártörővei finom porrá aprítjuk, majd alumíniumtartóba töltjük. A mintát tartalmazó tartót egy röntgensugár-diffrakciós rendszer sugarának útjába helyezzük, és egy réz céltárgyon fókuszált, párhuzamosított röntgensugár behatásának tesszük ki, 40 kV-os gyorsítófeszültséget és 20 mA áramerősséget alkalmazva. A diffrakciós adatokat a krisztobalit kristályrácsszerkezetén belüli síkok közötti távolságot reprezentáló szögtartományban lépésenként letapogatva gyűjtjük össze úgy, hogy az a legnagyobb diffrakciós intenzitást adja. Ez a tartomány 21 és 23 20° között van, az adatokat 0,05 20° lépésekben gyűjtjük, lépésenként 20 másodpercig mérve. A hálóintegrált csúcsintenzitást standard krisztobalitminták adataival hasonlítjuk össze a mintában lévő krisztobalitfázis súly%-ának meghatározása céljából. A standard krisztobalitmintákat standard addíciós módszerrel készítjük krisztobalitból és amorf szilícium-dioxidból.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg krisztobalittartalma előnyösen kevesebb mint 1 % (rendszerint körülbelül 1 % és a kimutatási határ között van), előnyösebben kevesebb mint 1,1% (rendszerint 1,1% és a kimutatási határ között van), még előnyösebben kevesebb mint 1,5% (rendszerint 1,5% és a kimutatási határ között van), még előnyösebben kevesebb mint 2% (rendszerint 2% és a kimutatási határ között van), még előnyösebben kevesebb mint 3% (rendszerint 3% és a kimutathatósági határ között van), még előnyösebben kevesebb mint 5% (rendszerint 5% és a kimutatási határ között van) és még előnyösebben kevesebb mint 10% (rendszerint 10% és a kimutatási határ között van).
5. Mikroszerkezeti jellemzők
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg mikroszerkezeti jellemzői gyakran eltérnek a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens termikus szinterezést megelőző jellemzőitől. A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg mikroszkopikus jellemzőit könnyen megfigyelhetjük úgy, hogy megfelelő törésmutatójú folyadékkal (például vízzel) üveglapon szuszpenziót készítünk belőle, majd optikai mikroszkóppal 200-szoros és 400-szoros nagyítás mellett megfigyeljük. Ezeken a nagyításokon tisztán láthatók a funkcionális szűrőkomponensek bonyolult és porózus szerkezetei, valamint a mátrixkomponens mikroszkopikus jellemzői.
C) Eljárások a találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg előállítására A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg előállítására célszerű módszer a funkcionális szűrőkomponens összekeverése a mátrixkomponenssel, majd hevítéssel szinterezést váltunk ki, és agglomerálódást hozunk létre (azaz termikus szinterezés).
A funkcionális szűrőkomponenst és a mátrixkomponenst bármilyen arányban összekeverhetjük, az al8
HU 224 275 Β1 kalmazott arányokat a kiválasztott funkcionális szűrőkomponens és mátrixkomponens, valamint a tervezett javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg határozza meg. Például csekély mátrixtartalomnál a mátrixkomponens mennyisége tipikusan 0,5 és 5 súly% lehet (a funkcionális szűrőkomponenst és mátrixkomponenst tartalmazó, a termikus szinterezést megelőző egyszerű keverék mennyiségére vonatkoztatva), míg nagy mátrixtartalomnál a mátrixkomponens mennyisége elérheti a 70-90 súly%-ot (a funkcionális szűrőkomponenst és mátrixkomponenst tartalmazó, a termikus szinterezést megelőző egyszerű keverék mennyiségére vonatkoztatva).
A funkcionális szűrőkomponens összekeverését a mátrixkomponenssel a hőkezelést megelőzően könnyen elvégezhetjük például mechanikai keverő használatával. A keverést megfelelően hosszú ideig folytatjuk ahhoz, hogy a komponensek alaposan elegyedjenek.
A hőt például hagyományos kemence, mikrohullámú kemence, infravörös kemence, tokos kemence, szárítókamra vagy termikus reaktor segítségével adhatjuk át környezeti atmoszférában, például levegőn vagy mesterséges atmoszférában, például nitrogénben (N2) vagy oxigénben (O2), jellemzően 40 és 1400 °C (100 és 2500 °F) közötti hőmérsékleten és 1 és 5000 kPa (0,1 és 50 atm) közötti nyomáson. A hőkezelés paramétereit, így a hőmérsékletet és az időtartamot a kiválasztott funkcionális szűrőkomponensnek és mátrixkomponensnek, valamint a kívánt javított tulajdonságú kompozit szűrőközegnek megfelelően választjuk meg. Például a hőkezelés időtartama 1 milliszekundumtól (például fluidizált ágyas reaktorok használatakor) egészen 10 óráig (például hagyományos kemencék használatakor) tarthat. A megfelelő hőmérsékletek (a termikus szinterezés eléréséhez) tipikusan a mátrixkomponens lágyuláspontja körül, de az olvadáspontja alatt vannak (azaz ne jöjjön létre olvadt állapot).
A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg további módosításai is lehetségesek, amelyek szintén a jelen találmány oltalmi körén belül vannak. Például a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget további feldolgozásnak is alávethetjük egy vagy több tulajdonsága (mint az oldhatóság vagy a felületi jellemzők) fokozására, vagy annak érdekében, hogy új terméket hozzunk létre egy különleges felhasználási területre. Az ilyen további módosítás lehet például savas mosás, felületi kezelés és/vagy szervesszármazék-képzés.
1. Savas mosás
A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg egy másik csoportja készíthető a fentebb ismertetett javított tulajdonságú kompozit szűrőközegből savas anyaggal történő mosással, majd ezt követően a maradék sav eltávolítására ionmentesített vizes öblítéssel, végül szárítással. A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg savas mosása azzal az előnnyel jár, hogy csökken az oldható szennyező anyagok, például a vas vagy az alumínium koncentrációja. Az alkalmas savak közé tartoznak az ásványi savak, például a kénsav (H2SO4), sósav (HCI), foszforsav (H3PO4) vagy salétromsav (HNO3), valamint a szerves savak, például a citromsav (C6H8O7) vagy ecetsav (CH3COOH).
2. Felületi kezelés
A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg egy másik csoportja készíthető el a fentebb ismertetett javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg termékek felületi kezelésével, például szilánozással, miáltal úgy módosul a termékek felülete, hogy az erősebben hidrofób vagy erősebben hidrofil jellegűvé válik.
A javított tulajdonságú kompozit szürőközeget például műanyag edénybe helyezhetjük, és egy kis mennyiségű dimetil-diklór-szilánt [SiCI2(CH3)2] vagy hexametil-diszilazánt [(CH3)3Si-NH-Si(CH3)3j adunk az edénybe. Hagyjuk, hogy a reakció 24 órán át gőzfázisban lejátszódjon a felületen, és ennek eredményeképpen erősebben hidrofób termékeket kapunk. Az ilyen termékeket kromatográfiában használatos készítményekben alkalmazzuk, továbbá más hidrofób anyagokkal együtt a jobb mechanikai tulajdonságok elérésére, például szénhidrogénekkel és olajokkal kapcsolatos alkalmazásokban.
Hasonlóan, a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget erősebben hidrofil jellegű termékek előállítása érdekében úgy reagáltathatjuk, hogy például 10 vegyes% amino-propil-trietoxi-szilánt (C9H23NO3Si) tartalmazó vizes oldatban szuszpendáljuk, 700 °C-on 3 órán forraljuk, a keveréket szűrjük, majd a visszamaradó szilárd anyagot szárítjuk. Az ilyen termékeket kromatográfiában használatos készítményekben alkalmazzuk vizes rendszerekkel kapcsolatban a jobb mechanikai tulajdonságok elérésére, valamint ahhoz, hogy a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg felületén a láncvégi hidroxil (-OH) funkciós csoportokat amino-propil-csoportokká j-(CH2)3NH2] alakítsuk át.
3. Szervesszármazék-képzés
A hidrofillé módosított (például szilánozott), javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg termékeket tovább reagáltathatjuk szerves vegyületek, például fehérje megkötésére. A javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg ezáltal hordozóként szolgálhat szerves vegyületek megfogására. Az így módosított termék használható egyes kromatográfiai alkalmazásokban és biokémiai tisztításban.
A szilikáttermékek származékainak előállítására szolgáló számos más reakciót korábban már ismertettek (Hermanson, 1992). Azonban a találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközegből származékok kialakítása kétségtelenül lényegesen hatékonyabb javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg termékeket hoz létre a mátrixkomponens beépítésének eredményeként. (Ezek a termékek is a találmány oltalmi körébe tartoznak.)
D) A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget alkalmazó eljárások A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg termékek és további módosításaik felhasználhatók más anyagok feldolgozásánál, kezelésénél vagy formulázásánál.
A szűrés területén a találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szürőközeget és további módosítá9
HU 224 275 Β1 sait szeptumra való felvitellel (például előbevonással) a tisztaság javítására, valamint az áramlási sebesség növelésére használhatjuk, vagy közvetlenül a folyadékhoz adhatjuk (például részecskeadagolással) annak szűrésekor, hogy csökkentsük a szeptumon a nemkívánatos részecskék mennyiségét.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget szűréshez más közeggel együtt is használhatjuk (azaz szűrési segédanyagot alakíthatunk ki). Hasznos szűrési segédanyagot képez például a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg keveréke például diatomittal, perlittel, természetes eredetű üveggel, cellulózzal, aktív szénnel, agyaggal vagy más anyagokkal. Egyéb, még bonyolultabb kombinációkban a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget más alkotórészekkel összekeverve lapokat, párnákat és tölteteket készítünk.
A konkrét alkalmazás határozza meg azt, hogy a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg milyen összetétele vagy módosítása előnyös. Olyan szűrőeljáráshoz például, amelynél kivételes tisztaság az igény, de elfogadható a kisebb áramlási sebesség, előnyös a kis permeabilitású, javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg, míg az olyan szűrőeljárásnál, amelynél nagy áramlási sebességre van szükség, azonban nem igény a kivételes tisztaság, a nagy permeabilitású javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg előnyös. Hasonló okfejtés vonatkozik a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg használatára, amikor más anyagokkal együtt használjuk, vagy amikor a terméket tartalmazó keverékeket készítünk. A termékből alkalmazott mennyiséget hasonló módon a konkrét eljárás határozza meg, amelyhez használjuk.
A találmány szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg szűrésen kívüli alkalmazásokhoz is hasznos, például funkcionális töltőanyagként. Festékek és bevonóanyagok, vagy papírok vagy polimerek esetén rendszerint közvetlenül a készítményhez adjuk a szűrőközeget a kívánt hatás eléréséhez szükséges koncentrációban. Mind a termékek kiegyenlítő tulajdonsága festékekben és bevonatokban, mind a termékek csúszásgátló hatása polimerekben a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg biztosította egyedülálló felülettől származik.
Szilánozott hidrofób vagy hidrofil termékek akkor szükségesek, amikor ezek a tulajdonságok tovább javítják a szűrés vagy a funkcionális töltőanyag teljesítményét annak köszönhetően, hogy a termékek jobban összeférhetők más anyagokkal vagy alkotórészekkel egy adott alkalmazási területen. A felületi jellemzők szilánozással történő megváltoztatása különösen a kromatográfiai alkalmazások szempontjából kritikus, mivel ezek a jellemzők jelentősen befolyásolják a kromatográfiás elválasztások hatékonyságát adott rendszerek esetén. A kromatográfiai hordozón kialakított hidrofób felületek például csökkentik a hordozó felületi aktivitását, és jelentős mértékben csökkentik az elmosódást peszticidek analitikai meghatározásánál.
A termékek további szerves származékok előállításához is kívánatosak, így fehérjének aminoszilánozott hordozóhoz való kapcsolásához. Például az „A” fehérjét, amely egy baktériumforrásból származó polipeptid, a találmány szerinti, aminoszilánozott, javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget tartalmazó hordozóhoz kapcsolhatjuk.
Más alkalmazásokhoz a javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget egyéb alkotórészekkel keverhetjük össze olyan monolitikus vagy aggregált közeg készítésére, amely hordozóként (például mikroba megkötéséhez), szubsztrátumként (például enzim megkötéséhez) vagy katalizátorok előállításához használható.
E) Példák
A következő példákban a találmány szerinti, különböző, javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget és annak előállítási eljárásait ismertetjük illusztrálás céljából, korlátozás nélkül.
1. példa
Diatomit (70%)+perlit (30%)
Ebben a példában egy javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget alakítottunk ki úgy, hogy 70 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 30 súly% mátrixkomponenst [HARBORLITE 200 (Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan), amely 0,29 Da permeabilitású, 0,224 g/cm3 (14 pounds/ft3) nedves sűrűségű és D50(b)=17,3 pm közepes részecskeátmérőjű, őrölt expandált perlit] kevertünk össze. A keveréket levegőn tokos kemencében 930 °C-on (1700 °F) 45 percig szintereztük, ezután eltávolítottuk a kemencéből, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,20 Da, nedves sűrűsége 0,232 g/cm3 (14,5 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője, D50(c), 17,1 pm volt, és 0,1% krisztobalitot tartalmazott.
Összehasonlításul, az ebben a példában felhasznált komponensek egyszerű keverékének a permeabilitása 0,07 Da, nedves sűrűsége 0,274 g/cm3 (17,1 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője 17,0 pm. Sőt, a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeggel összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek jellemzően körülbelül 20% krisztobalitot tartalmaznak, és a nedves sűrűségük körülbelül 0,30 g/cm3 (19 pounds/ft3). így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságodat mutat, amelyeket nem biztosítják sem az egyes alkotórészei, sem az összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek.
2. példa
Diatomit (90%)+perlit (10%)+savas folyasztószer
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 90 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitá10
HU 224 275 Β1 sú, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 10 súly% mátrixkomponenst [HARBORLITE 200 (Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan), amely 0,29 Da permeabilitású, 0,224 g/cm3 (14 pounds/ft3) nedves sűrűségű és D50(b)=17,3 pm közepes részecskeátmérőjű, őrölt expandált perlit] kevertünk össze, majd a keverékhez savas folyasztószerként 2% bórsavat (H3BO3) adtunk a perlit lágyulási hőmérsékletének csökkentésére. A keveréket levegőn tokos kemencében 930 °C-on (1700 °F) 30 percig szintereztük, ezután eltávolítottuk a kemencéből, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,69 Da, nedves sűrűsége 0,208 g/cm3 (13,0 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője, D50(c), 20,3 pm volt, és 0,5% krisztobalitot tartalmazott.
Összehasonlításul az ebben a példában felhasznált komponensek egyszerű keverékének a permeabilitása 0,06 Da, és a nedves sűrűsége 0,277 g/cm3 (17,3 pounds/ft3). Sőt, a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeggel összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek jellemzően körülbelül 40% krisztobalitot tartalmaznak, nedves sűrűségük körülbelül 0,30 g/cm3 (19 pounds/ft3). így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják sem az egyes alkotórészei, sem az összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek.
3. példa
Diatomit (50%)+perlit (50%)+savas folyasztószer
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 50 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 50 súly% mátrixkomponenst [HARBORLITE 700 (Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan), amely 0,73 Da permeabilitású, 0,232 g/cm3 (14,5 pounds/ft3) nedves sűrűségű és D50(b)=30,2 pm közepes részecskeátmérőjű, őrölt expandált perlit] kevertünk össze, majd a keverékhez savas folyasztószerként 5% bórsavat (H3BO3) adtunk a perlit lágyulási hőmérsékletének csökkentésére. A keveréket levegőn tokos kemencében 930 °C-on (1700 °F) 30 percig szintereztük, ezután eltávolítottuk a kemencéből, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 1,9 Da, nedves sűrűsége 0,181 g/cm3 (11,3 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője, D50(c), 33,5 pm volt, és 0,1% krisztobalitot tartalmazott.
Összehasonlításul a példában felhasznált komponensek egyszerű keverékének a permeabilitása 0,1 Da, nedves sűrűsége 0,253 g/cm3 (15,8 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője 26,4 pm. Sőt, a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeggel összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek jellemzően körülbelül 50% krisztobalitot tartalmaznak, és a nedves sűrűségük körülbelül 0,30 g/cm3 (19 pounds/ft3). így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják sem az egyes alkotórészei, sem az összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek.
4. példa
Diatomit (70%)+bázikusan folyasztott perlit (30%)
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 70 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 30 súly% mátrixkomponenst [HARBORLITE 700 (Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan), amely 0,73 Da permeabilitású, 0,232 g/cm3 (14,5 pounds/ft3) nedves sűrűségű és D50(b)=30,2 pm közepes részecskeátmérőjű, őrölt expandált perlit] kevertünk össze, ahol az utóbbi komponenst 930 °C-on (1700 °F) 10 percig 2 tömeg% szódahamuval (nátrium-karbonát, Na2CO3), mint bázikus folyasztószerrel eiőhevítettük a perlit lágyulási hőmérsékletének lecsökkentésére. A keveréket levegőn tokos kemencében 930 °C-on (1700 °F) 30 percig szintereztük, ezután eltávolítottuk a kemencéből, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,38 Da, nedves sűrűsége 0,232 g/cm3 (14,5 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője, D50(c), 24,8 pm volt, és 0,9% krisztobalitot tartalmazott.
összehasonlításul, a példában alkalmazott komponensek egyszerű keverékének a permeabilitása 0,07 Da, nedves sűrűsége 0,263 g/cm3 (16,4 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője 24,2 pm. Sőt, a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeggel összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek jellemzően körülbelül 30% krisztobalitot tartalmaznak, nedves sűrűségük körülbelül 0,30 g/cm3 (19 pounds/ft3). így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják sem az egyes alkotórészei, sem az összehasonlítható permeabilitású kereskedelmi diatomittermékek.
5. példa
Diatomit (50%)+poliéter-keton (50%)
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 50 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű,
HU 224 275 Β1
D50(a)=16,7 μπι közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 50 súly% mátrixkomponenst [KADEL E1000C poliéter-keton (Amoco Performance Products, Alpharetta, Georgia)] kevertünk össze. A keveréket levegőn tokos kemencében 200 °C-on (400 °F) 30 percig szintereztük, ezután eltávolítottuk a kemencéből, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,13 Da, nedves sűrűsége 0,317 g/cm3 (19,8 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője, D50(c), 61,1 pm volt, és kevesebb mint 0,1% krisztobalitot tartalmazott.
Összehasonlításul, a példában alkalmazott komponensek egyszerű keverékének a permeabilitása 0,07 Da, nedves sűrűsége 0,370 g/cm3 (31,3 pounds/ft3), közepes részecskeátmérője 31,3 pm. A poliéter-keton hidrofób tulajdonsága miatt, a permeabilitás, a nedves sűrűség és a közepes részecskeméret összehasonlítható mérései nem lehetségesek az egyébként előnyös módszerekkel. A termék egyedülálló abban, hogy a termoplasztikus anyag részben behatol a funkcionális szűrőkomponens pórusaiba, ugyanakkor azonban agglomerálódás is létrejön. így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják az egyes alkotórészei.
6. példa
Diatomit (85%)+kőzetgyapot (15%)
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 85 súly% funkcionális szűrőkomponepst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 15 súly% mátrixkomponenst [amely 1,11 g/cm3 (69,3 pounds/ft3) nedves sűrűségű, 5-20 pm átmérőjű, 50-300 pm hosszúságú, barna, izotróp szálakat tartalmazó, darált kőgyapot (USG Interiors, Inc., Chicago, lllionis)] kevertünk össze. A keveréket levegőn tokos kemencében 930 °C-on (1700 °F) 30 percig szintereztük, ezután eltávolítottuk a kemencéből, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,13 Da, nedves sűrűsége 0,317 g/cm3 (19,8 pounds/ft3) volt, és kevesebb mint 0,1% krisztobalitot tartalmazott.
Összehasonlításul, a példában alkalmazott két komponens egyszerű keverékének permeabilitása 0,06 Da, nedves sűrűsége 0,313 g/cm3 (19,5 pounds/ft3), és közepes részecskeátmérője 17,6 pm. A termék egyedülálló abban, hogy megtartotta a kőzetgyapot mikroszerkezeti tulajdonságait. így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják az egyes alkotórészei.
7. példa
Diatomit (95%>)+üvegszál (5%)
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 95 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 5 súly% mátrixkomponenst [amely 5 pm körüli átmérőjű, 300-700 pm hosszúságú, színtelen szálakat tartalmazó szigetelő üvegszál (Owens-Corning Fiberglass, Toledo, Ohio)] kevertünk össze. A keveréket levegőn tokos kemencében szintereztük, és hagytuk szobahőmérsékletre lehűlni. Ilyen módon javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget kaptunk.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,09 Da, nedves sűrűsége 0,256 g/cm3 (16,0 pounds/ft3) volt, és kevesebb mint 0,1% krisztobalitot tartalmazott.
A termék egyedülálló abban, hogy megtartotta az üvegszál mikroszerkezeti tulajdonságait. így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják az egyes alkotórészei.
8. példa
Diatomit (80°/o)+ón (20%)
Ebben a példában úgy állítottunk elő javított tulajdonságú kompozit szűrőközeget, hogy 80 súly% funkcionális szűrőkomponenst [CELITE 500 (Celite Corporation, Lompoc, California), amely 0,06 Da permeabilitású, 0,272 g/cm3 (17 pounds/ft3) nedves sűrűségű, D50(a)=16,7 pm közepes részecskeátmérőjű, természetes eredetű diatomit] és 20 súly% mátrixkomponenst [amely 99,5% tisztaságú, kevesebb mint 150 pm-es (100 mesh) szitaméretű ónpor (Johnson-Matthey, Ward Hill, Massachusetts)] kevertünk össze.
A jelen példa szerinti, javított tulajdonságú, kompozit szűrőközeg permeabilitása 0,06 Da, nedves sűrűsége 0,333 g/cm3 (20,8 pounds/ft3) volt, és 0,3% krisztobalitot tartalmazott.
A termék abban egyedülálló, hogy a mikroszerkezeti analízis gömb alakú, ellipszis alakú vagy szögletes, kisméretű, átlátszatlan, fémesen csillogó szemcséket tárt fel, azaz megmaradtak az ón jellemzői. így a példa szerinti javított tulajdonságú kompozit szűrőközeg nagyon egyedi tulajdonságokat mutat, amelyeket nem biztosítják az egyes alkotórészei.
F) Szakirodalmi hivatkozások
A leírásban megnevezett publikációk, szabadalmak és publikált szabadalmi leírások adatait adjuk meg annak érdekében, hogy a szakterületet, amelyhez a találmányunk is tartozik, még teljesebben ismertessük.
Baly, E. C. C. és társai (1939), Trans. Faraday Soc.,
35, 1165-1175. old.
Barr, J. (1907), FR377086.
Bartuska, M. és Kalina, J. (1968a), CZ128699. Bartuska, M. és Kalina, J. (1968b), CZ128894.
HU 224 275 Β1
Bear, J. (1988), Dynamics of Fluids in Porous Media (New York: Dover Publications, Inc.), 161-176. old.
Berry, L. G. és társai (1983), Mineralogy, 2nd ed. (New York: Freeman and Co.) 540-542. old.
Bradley, T. G. és McAdam, R. L. (1979), US4134857. Breese, R. (1994), in Industrial Minerals and Rocks,
6th ed., (Littleton, Colorado: Society fór Mining, Metallurgy , and Exploration); 735-749. old.
Bregar, G. W. (1955), US2701240,
Brozek, M. és társai (1992), Pregl. Gorn., 48, 7. 16-20. old.
Cai, H. és társai (1992), Kuangchan Zonghe Liyong, (1992), 6,1-8. old.
Cain, C. W. Jr. (1984), in Encyclopedia of Chemical Processing and Desiqn (New York; Marcel Dekker), 348-372. old.
Carman, P. (1937), Trans, Institution of Chem. Eng., 150-166. old.
Codolini, L. (1953), IT487158.
Cummins, A. B. (1933), US1934410.
Dufour, P. (1990), FR Appl. 90-07690.
Dufour, P. (1993), US5179062.
Dufour, P. (1995), 4440931 számú német szabadalmi bejelentés.
Engh, K. R. (1994), in Kirkh-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., 8 (New York: John Wiley & Sons); 108-118. old.
Elsevier Advanced Technology (1992), Handbook of Industrial Materials, 2nd ed., (Oxford, England: Elsevier Science Publishers Ltd.) 371-514. old.
Enzinger, K. (1901), US665652.
Filho, F. X. H. és társai (1980), Mineraca Metalurgia 44. 424. 14-21. old.
Geitgey, R. P„ (1979) in Industrial Minerals and Rocks (Littleton, Colorado: Society fór Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc.), 803-813. old.
Gordienko, V. F. (1941), RU59337.
Govindaraju, K. (July, 1989), Geostandards Newsletter, XIII.
Gruder, G. és társai (1958), Rév. Chim. (Bucharest), 9, 361-366. old.
Heertjes, P. és társai (1949), Reueil, 68, 361-383. old. Heertjes, P. és társai (1966) in Solid-Liquid Separation (London: Her Majesty's Stationery Office), 37-43. old.
Hermanson, G. T. és társai (1992), Immobilized Affinity Ligand Techniques (San Diego: Academic Press Inc.).
Heyse, K. U. és társai (1980), Brauwissenschaft, 33, 137-143. old.
Houston, Η. H. (1959) US2898303.
Ishibashi, T. (1997) 7-47266 számú japán szabadalmi bejelentés.
Jones, F. R. (1992), US5122112.
Jung, J. (1965), BE657019.
Kasama, K. és Ida, T. (1958), JP33-10780.
Kiefer, J. (1991), Brauwelt International, IV/1991;
300-309. old.
Kieselguhr-lndustrie GmbH (1942), X-ray Diffraction Procedures fór Policrystalline and Amorphous Materials, 2nd ed. (New York: John Wiley & Sons), 531-563. old.
Koech, R. (1927), DE469606.
Kouloheris, A. P. (1971), US3572500.
Kujawa, R. J. (1983), in Industrial Minerals and Rocks, 5th ed. (Littleton, Colorado: Society fór Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc.), 199-201. old.
Li, F. (1990), Feijinshukang, 1989, 3,27-28. és 43. old. Liang, C., és társai (1990), Chinese Pat. 1044233. Marcus, D. és társai (1964), Rév. Chim. (Bucharest),
15, 11, 671-674. old.
Marcus, D. (1967), Rév. Chim. (Bucharest), 18, 6, 332-335. old.
Martin, C. C. és Goodbue, D. T. (1968), US3375922. Mitsui, Y. és társai (1989), JP01-153564.
Morisaki, K. és Watanabe, M. (1976), US3944687. Munn, D. R. (1970), US3547260.
Nielsen, R. B. és Vogelsang, C. J. (1979), US4142968. Nishimura, Y. (1958), JP33-4414.
Nordén, H. és társai (1994), Separation Science and
Technology, 29, 10, 1319-1334. old.
Norman, J. és társai (1940), Mining Technology 1940. máj. 1-11. old.
Olmsted, Jr., B. C. (1982), US4324844.
Ostreicher, E. A. (1986), US4617128.
Pesce, L. (1955), IT529036.
Pesce, L. (1959), DE1052964.
Reynolds, T. Ili (1976), in Wang, F,, ed., Treatise on Materials Science and Technology, 9, 199-216. Rubin, I. (1990), Handbook of Plastic Materials and
Technology (New York: John Wiley & Sons, Inc.).
Ruff, D. and Nath (1982) US4313997.
Ruth, B. (1946), Industrial and Engineering Chemistry, 38, 6. 564-571.
Scholes, S. (1974), Modern Glass Practice, 7th ed. by C. Greene (Boston, Massachusetts: CBI Publishing Company, Inc.).
Schrauf, R. és Frey, A. (1957), DE1005048.
Schuetz, C. C. (1935), US1992547.
Seymour, R. B. (1990), Engineering Polymer Sourcebook (New York: McGraw-Hill Publishing Company).
Shiu, J. (1982), GB2080282A.
Shiu, J. (1985), US4557883.
Smith, T. R. (1991a), US5009906.
Smith, T. R. (1991b), CA2044868.
Smith, T. R. (1991c), DN91-01179.
Smith, T. R. (1992a), DE4120242.
Smith, T. R. (1992b), NL91-01957.
Smith, T. R. (1992c), BR91-02509.
Smith, T. R. (1993), AU638655.
Smith, T. R. (1994a), GB2245265.
Smith, T. R. (1994b), JP6-315368.
Sperry, D. (1916), Metallurgical and Chemical Eng., 15, 4, 198-203. old.
Suzuki, T. és Tomzawa, T. (1971), JP46-7563.
Swallen, L. C. (1950), US2504347.
Tarhanic, L. és társai (1979), Geo!. Pruzkum 21, 5,
140-142. old.
Thomson, W. és Barr. J. (1907), UK5397.
HU 224 275 Β1
Tiller, F. és társai (1953), Chemical Engineering Progress, 49, 9, 467-479. old.
Tiller, F. és társai (1962), A. I. CH. E. Journal., 8, 4, 445—449. old.
Tiller, F. és társai (1964), A. I. CH. E. Journal., 10, 1, 61-67.
Vereiningte Deutsche Kieselguhrwerke GmbH (1915), DE286240.
Vereinigte Stahlwerke A.-G. (1931), UK341060. Videnov, N. és társai (1993), Inter. J. Miner. Process.,
39, 291-298.
Visman, J., és Picard, J. L. (1972), CA890249.
Wang, S. (1992), Feijinshukang, 1992, 3, 10-13. Williams, R. C. (1926), US1606281.
Xiao, S. (1986), Chinese Appl. 1053564.
Analytica-EBC of the European Brewery Convention,
4th ed. (1987; Zürich: Braurei- und Getránke-Rundschau); E255-E258. old.
Kansas Minerals, Inc. (dátum nélkül), KAMCO Filteraids, Fillers, Micro Silica Beads.
American Society fór Testing and Materials (1995), Method E1545, 14.02, 982-985. old.

Claims (25)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Kompozit szűrőközeg, amely heterogén közegrészecskéket tartalmaz, ahol a részecskék mindegyike (i) természetes diatomitból álló funkcionális szűrőkomponenst és (ii) egy mátrixkomponenst foglal magában, amely mátrixkomponens az üvegből, természetes üvegből, expandált perlitből, habkőből, obszidiánból, szurokkőből, vulkáni hamuból, ömlesztett expandált perlitből, üvegszálból, szintetikus üvegből, kristályos ásványból, ásványgyapotból, kőzetgyapotból, termoplasztikus anyagból, hőre lágyuló tulajdonságú hőre keményedő polimerből, fémből és fémötvözetből álló csoport egyik tagja, ahol a mátrixkomponens lágyuláspontja kisebb, mint a funkcionális szűrőkomponens lágyuláspontja, és ahol a funkcionális szűrőkomponens termikus szinterezés következtében szorosan kötődik a mátrixkomponenshez.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg permeabilitása nagyobb, mint az aktív szűrőkomponens és a mátrixkomponens olyan egyszerű keverékének a permeabilitása, amely egyszerű keverékben a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens aránya azonos az ugyanezen anyagoknak a fenti közeg előállításában használt tömegarányával.
  3. 3. A 2. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg permeabilitása legalább 5%-kal nagyobb a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens egyszerű keverékének a permeabilitásánál.
  4. 4. A 3. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg permeabilitása legalább 10%-kal nagyobb a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens egyszerű keverékének a permeabilitásánál.
  5. 5. A 4. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg permeabilitása legalább 20%-kal nagyobb a funkcionális szűrőkomponens és a mátrixkomponens egyszerű keverékének a permeabilitásánál.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg közepes részecskeátmérője nagyobb, mint a funkcionális szűrőkomponens közepes részecskeátmérőjének és a mátrixkomponens közepes részecskeátmérőjének súlyozott átlaga; ahol a súlyozott átlag kiszámolásánál a funkcionális szűrőkomponens és mátrixkomponens aránya azonos az ugyanezen anyagoknak a fenti közeg előállításánál alkalmazott arányával.
  7. 7. A 6. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg közepes részecskeátmérője legalább 5%-kal nagyobb, mint a súlyozott átlag.
  8. 8. A 7. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg közepes részecskeátmérője legalább 10%-kal nagyobb, mint a súlyozott átlag.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a közeg közepes részecskeátmérője legalább 20%-kal nagyobb, mint a súlyozott átlag.
  10. 10. Az 1-9. igénypontok szerinti kompozit szürőközeg, azzal jellemezve, hogy a krisztobalittartalma legfeljebb 10 súly%.
  11. 11. A 10. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a krisztobalittartalma legfeljebb 5 súly%.
  12. 12. A 11. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a krisztobalittartalma legfeljebb 3 súly%.
  13. 13. A 12. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a krisztobalittartalma legfeljebb 2 súly%.
  14. 14. A 13. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy a krisztobalittartalma legfeljebb 1 súly%.
  15. 15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész természetes üveg, expandált perlit, ömlesztett expandált perlit, habkő, obszidián, szurokkő vagy vulkáni hamu.
  16. 16. A 15. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész expandált perlit.
  17. 17. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész termoplasztikus anyag vagy hőre lágyuló tulajdonságú hőre keményedő polimer.
  18. 18. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész üvegszál.
  19. 19. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne az (i) alkotórész természetes diatomit és a (ii) alkotórész természetes üveg.
  20. 20. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész habkő.
    HU 224 275 Β1
  21. 21. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész obszidián.
  22. 22. Az 1. igénypont szerinti kompozit szűrőközeg, azzal jellemezve, hogy benne a (ii) alkotórész ón.
  23. 23. Készítmény, azzal jellemezve, hogy egy, az 5 1-22. igénypontok bármelyike szerinti kompozit szűrőközeget és egy vagy több további anyagot tartalmaz.
  24. 24. A 23. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy a formája por, lap, párna, töltet, monolitikus hordozó, aggregált hordozó, monolitikus szubsztrátum vagy aggregált szubsztrátum.
  25. 25. Szűrési eljárás, amelynek során szuszpendált részecskéket tartalmazó folyadékot szeptumon elhelyezkedő szűrési segédanyagon juttatunk keresztül, azzal jellemezve, hogy a szűrési segédanyag az 1-22. igénypontok bármelyike szerinti kompozit szűrőközeg vagy a 23. és 24. igénypontok egyike szerinti készítmény.
HU9903013A 1996-02-16 1996-06-17 Kompozit szűrőközegek, azokat tartalmazó készítmények és szűrési eljárás HU224275B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/602,583 US5776353A (en) 1996-02-16 1996-02-16 Advanced composite filtration media
PCT/US1996/010465 WO1997029829A1 (en) 1996-02-16 1996-06-17 Composite filtration media

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP9903013A2 HUP9903013A2 (hu) 2001-06-28
HUP9903013A3 HUP9903013A3 (en) 2002-02-28
HU224275B1 true HU224275B1 (hu) 2005-07-28

Family

ID=24411942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9903013A HU224275B1 (hu) 1996-02-16 1996-06-17 Kompozit szűrőközegek, azokat tartalmazó készítmények és szűrési eljárás

Country Status (20)

Country Link
US (2) US5776353A (hu)
EP (1) EP0790070B1 (hu)
JP (2) JPH1024205A (hu)
KR (1) KR100326647B1 (hu)
CN (1) CN1064856C (hu)
AT (1) ATE210486T1 (hu)
AU (1) AU713405B2 (hu)
BR (1) BR9612497A (hu)
CA (1) CA2241946C (hu)
DE (1) DE69617899T2 (hu)
DK (1) DK0790070T3 (hu)
ES (1) ES2164839T3 (hu)
HU (1) HU224275B1 (hu)
PL (1) PL328368A1 (hu)
PT (1) PT790070E (hu)
RU (1) RU2176926C2 (hu)
TR (1) TR199801572T2 (hu)
UA (1) UA52644C2 (hu)
WO (1) WO1997029829A1 (hu)
ZA (1) ZA971218B (hu)

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904848A (en) * 1996-02-21 1999-05-18 Cpg, Inc. Controlled pore glass-synthetic resin membrane
AU5803198A (en) * 1997-01-10 1998-08-03 Advanced Minerals Corporation Filterable composite adsorbents
US6712974B1 (en) * 1997-01-10 2004-03-30 Advanced Minerals Corporation Filterable composite adsorbents
US6662956B2 (en) 1997-03-18 2003-12-16 Selecto, Inc. Nanocrystal-containing filtration media
US6390304B1 (en) * 1997-06-02 2002-05-21 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters comprising inorganic fibers having inorganic fiber whiskers grown thereon
US6274041B1 (en) 1998-12-18 2001-08-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Integrated filter combining physical adsorption and electrokinetic adsorption
US6537614B1 (en) 1998-12-18 2003-03-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Cationically charged coating on hydrophobic polymer fibers with poly (vinyl alcohol) assist
US6155432A (en) 1999-02-05 2000-12-05 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters based on inorganic fibers and inorganic fiber whiskers
US6645388B2 (en) 1999-12-22 2003-11-11 Kimberly-Clark Corporation Leukocyte depletion filter media, filter produced therefrom, method of making same and method of using same
WO2001097640A1 (fr) * 2000-06-19 2001-12-27 Shimaya Corporation Filtre de cigarette, cigarette comprenant un filtre et procede de production de ceramique pour filtre de cigarette
US6464770B1 (en) * 2000-08-08 2002-10-15 Advanced Minerals Corporation Perlite products with controlled particle size distribution
US6506308B1 (en) 2000-09-12 2003-01-14 Advanced Minerals Corporation Methods for the removal of organic substances from aqueous solutions
DE10051266A1 (de) * 2000-10-16 2002-04-25 Basf Ag Verfahren zur Filtration einer Flüssigkeit, mit einem Filterhilfsmittel und Verfahren zu deren Herstellung
US6562245B2 (en) * 2001-02-05 2003-05-13 Integrated Environmental Technologies, Llc Crushed foam glass filter aid and method of use
DE20122792U1 (de) * 2001-02-13 2007-10-11 Lehmann & Voss & Co. Kg Filterhilfsmittel
US6808908B2 (en) * 2001-05-30 2004-10-26 Porex Technologies Corporation Functionalized porous substrate for binding chemical and biological moieties
AU2003228347A1 (en) * 2002-03-23 2003-10-13 Omnipure Filter Company Filtration media comprising granules of binder-agglomerated active component
US20050221089A1 (en) * 2002-03-23 2005-10-06 Reid Roger P Filtration media comprising granules of binder-agglomerated active component
DE10215147A1 (de) * 2002-04-05 2003-10-16 Basf Ag Verwendung von Polymerisation, enthaltend thermoplastische Polymere als Filterhilfs- und/oder Stabilisierungsmittel
WO2004004867A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-15 Irakli Grishashvili Process of hard filter production from diatomite
US20040007130A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Gislason Jason J. Desulfurization and novel compositions for same
DE10235866B4 (de) * 2002-08-05 2005-02-24 Technische Universität München Verfahren zur thermischen Behandlung von Kieselgur, thermisch behandelte Kieselgur und Verwendung einer derartigen Kieselgur
US20050215144A1 (en) * 2002-09-06 2005-09-29 Polymer Group, Inc. Acid washed nonwoven fabric
WO2004041401A1 (en) * 2002-10-01 2004-05-21 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
US7264728B2 (en) * 2002-10-01 2007-09-04 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
DE10260745A1 (de) * 2002-12-23 2004-07-01 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zur thermischen Behandlung von körnigen Feststoffen
CA2534639C (en) * 2003-07-31 2013-07-30 Immunomedics, Inc. Anti-cd19 antibodies
BR0304176A (pt) * 2003-09-19 2005-05-17 Fernando Nunes Ribeiro Composição microfibrosa compreendendo espìculas silicosas de espongiários, processos e equipamentos para a sua obtenção
DE102004006172B4 (de) * 2004-02-07 2007-07-05 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Sinterkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US20060179804A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Gerritsen Robert J High temperature fabric filter media
DE102005012659A1 (de) * 2005-03-18 2006-09-21 Herding Gmbh Filtertechnik Filterelement mit Beschichtung zur Oberflächenfiltration
US7673757B2 (en) * 2006-02-17 2010-03-09 Millipore Corporation Adsorbent filter media for removal of biological contaminants in process liquids
WO2007129380A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Ge Techno Co., Ltd 浄水器用フィルター、その製造方法、並びに浄水器用フィルターを用いた浄水器
JP4948249B2 (ja) * 2006-05-01 2012-06-06 イビデン株式会社 ハニカム構造体、ハニカム構造体の製造方法、ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
AU2007260246A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-21 Aqua-Nu Filtration Systems Limited A filter device for filtering liquid from a source
EP2684589B1 (en) * 2006-07-14 2022-06-22 Imerys Filtration Minerals, Inc. Method for producing a composition for filtering and removing particles and/or constituents from a fluid
US20100126388A1 (en) * 2007-04-18 2010-05-27 World Minerals, Inc. Calcined diatomite products with low cristobalite content
US7632394B2 (en) * 2007-05-29 2009-12-15 Westinghouse Plasma Corporation System and process for upgrading heavy hydrocarbons
US20090181848A1 (en) * 2007-07-06 2009-07-16 Ep Minerals, Llc Crystalline silica-free diatomaceous earth blended filter aids and methods of manufacturing the same
US8084392B2 (en) * 2007-07-06 2011-12-27 Ep Minerals, Llc Crystalline silica-free diatomaceous earth filter aids and methods of manufacturing the same
US8410017B2 (en) * 2007-11-25 2013-04-02 Imerys Filtration Minerals, Inc. Filter aids made from low permeability diatomites
CN101903296B (zh) * 2008-02-12 2013-08-14 3M创新有限公司 复合聚合物过滤介质
FR2928565B1 (fr) * 2008-03-14 2012-08-31 Rhodia Operations Materiau composite de cohesion elevee, procede de preparation et utilisations, notamment dans les filtres a cigarettes.
JP5334043B2 (ja) * 2008-04-04 2013-11-06 新日鐵住金株式会社 水ガラスの製造方法
US9284200B2 (en) * 2008-08-13 2016-03-15 Contech Engineered Solutions LLC Thermally treated expanded perlite
CN105817199A (zh) * 2008-10-09 2016-08-03 英默里斯筛选矿物公司 硅藻土产品、其制备方法及其使用方法
SG184852A1 (en) 2010-04-12 2012-11-29 Avelis Llc Mineral complex, compositions thereof, and methods of using the same
RU2466945C1 (ru) * 2011-07-06 2012-11-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Шихта для получения цветного стекла
CN102350135B (zh) * 2011-08-08 2013-09-18 杰成纯水设备科技(太仓)有限公司 珍珠岩滤芯的生产方法
WO2013109948A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Northwestern University Methods of making non-covalently bonded carbon-titania nanocomposite thin films and applications of the same
AT511713B1 (de) * 2012-02-20 2013-02-15 Commerzialbank Mattersburg Burgenland Ag Verfahren zur aufbereitung von in einem abgasstrom enthaltenem kohlendioxid
TW201341031A (zh) * 2012-04-02 2013-10-16 bo-da Chen 水族用過濾材料及其製造方法
US20130330388A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-12 Mattech, Inc. Porous Sphere-like Objects, Method to Form Same and Uses Thereof Involvoing the Treatment of Fluids Including Anti-bacterial Applications
MX2014015720A (es) * 2012-06-19 2015-07-23 Specialty Granules Inc Granulos de techumbre blancos de hiper-brillo con alta reflectancia solar.
CN104718021A (zh) * 2012-06-26 2015-06-17 英默里斯筛选矿物公司 共烧结的复合材料、制备共烧结的复合材料的方法和使用共烧结的复合材料的方法
US9095842B2 (en) 2012-12-13 2015-08-04 Ep Minerals, Llc Diatomaceous earth filter aid containing a low crystalline silica content
US9775335B2 (en) 2013-03-12 2017-10-03 University Of Florida Research Foundation, Inc. Durable coating-embedded pesticides with peel and stick mosquito treatment of containers
RU2531970C1 (ru) * 2013-05-21 2014-10-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Способ изготовления гидрофобной легковесной микросферы на основе перлита
US20140353243A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Ep Minerals, Llc Low Soluble Iron Content Diamite Filter Aids
US10226750B2 (en) 2013-12-26 2019-03-12 Imerys Filtration Minerals, Inc. Co-agglomerated composite materials, methods for making co-agglomerated composite materials, and methods for using co-agglomerated composite materials
US11192997B2 (en) * 2014-03-07 2021-12-07 Ticona Llc Sintered polymeric particles for porous structures
US10857759B2 (en) 2014-03-12 2020-12-08 Tamko Building Products, Llc Peel and stick waterproofing material
US9534378B2 (en) 2014-03-12 2017-01-03 Tamko Building Products, Inc. Peel and stick waterproofing material
RU2561638C1 (ru) * 2014-05-21 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" (ФГБОУ ВПО "Дальрыбвтуз") Способ изготовления формованных керамических мембран
JP6783234B2 (ja) * 2014-12-19 2020-11-11 イーピー ミネラルス,エルエルシー オパール質の生物起源シリカ/膨張パーライト複合製品
US10913049B2 (en) * 2015-01-13 2021-02-09 Imerys Usa, Inc. Compositions and methods for producing high purity filter aids
RU2599824C1 (ru) * 2015-04-06 2016-10-20 Дмитрий Валентинович Ларин Способ измельчения диатомитовой породы
EP3302750A4 (en) 2015-06-04 2019-02-20 Imerys Filtration Minerals, Inc. COMPOSITIONS AND METHOD FOR CALCINATING DIATOMEEN EARTH WITH REDUCED CRISTOBALIT CONTENT AND / OR REDUCED BEER SOLUBLE IRON CONTENT
US11243177B2 (en) * 2015-10-23 2022-02-08 Ep Minerals, Llc Opaline flux-calcined diatomite products
EP3496768B1 (en) * 2016-08-11 2022-06-08 Imerys Filtration Minerals, Inc. Antimicrobial compositions and related methods of use
RU2641742C1 (ru) * 2017-01-30 2018-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" Фильтрующий материал
AU2017396763B2 (en) 2017-01-31 2022-09-29 Medtronic Minimed, Inc. Ambulatory infusion devices and filter assemblies for use with same
RU176291U1 (ru) * 2017-04-18 2018-01-16 Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" Гранулированный фильтрующий и/или сорбирующий материал
US20200206665A1 (en) * 2017-08-31 2020-07-02 Imerys Filtration Minerals, Inc. High density perlite filter aid
RU2663426C1 (ru) * 2017-11-20 2018-08-06 Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" Сорбирующий материал
RU2663173C1 (ru) * 2017-11-20 2018-08-01 ООО "Воронежпеностекло" Сорбирующий материал
CN112275029B (zh) * 2020-10-27 2022-05-10 广西柳州银海铝业股份有限公司 轧制油的过滤方法
CN113338102B (zh) * 2021-07-02 2023-03-17 西安建筑科技大学 一种应用于海绵城市建设的生态透水砖及其制备方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2967149A (en) * 1958-03-28 1961-01-03 Int Minerals & Chem Corp Filter aid
US2956016A (en) * 1959-05-06 1960-10-11 Great Lakes Carbon Corp Mineral filter aid composition
CA980038A (en) * 1969-04-23 1975-12-16 Dexter Worden Flexible, non-woven compositions and process for producing same
DD116557A1 (hu) * 1974-04-23 1975-12-05
GB1556993A (en) * 1975-07-17 1979-12-05 Sovitec Sa Gas-expansible bodies
US4859340A (en) * 1976-03-15 1989-08-22 Cuno, Incorporated Filter sheet
US4064071A (en) * 1976-06-28 1977-12-20 General Refractories Company Process for agglomerating expanded perlite fines
JPS539805A (en) * 1976-07-15 1978-01-28 Kogyo Gijutsuin Composite of alkaliiproof glass
US4175198A (en) * 1976-10-07 1979-11-20 W. R. Grace & Co. 5-Secondary alkylidene hydantoins
JPS5390065A (en) * 1977-01-18 1978-08-08 Somar Mfg Filter element for deeoiler
FR2484861A1 (fr) * 1980-06-20 1981-12-24 Brun Patrice Realisation d'un element filtrant et de son procede de fabrication
US4430108A (en) * 1981-10-14 1984-02-07 Pedro Buarque De Macedo Method for making foam glass from diatomaceous earth and fly ash
JPS60137874A (ja) * 1983-11-24 1985-07-22 株式会社興人 セラミツク成形体の製造法
JPS61205619A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Osaka Tokushu Gokin Kk 耐熱性酸化亜鉛透明導電膜
FR2588768B1 (fr) * 1985-10-19 1989-12-22 Kubota Ltd Filtre pour metal fondu a haut point de fusion et son procede de fabrication
FR2600550B1 (fr) * 1986-05-30 1990-10-19 Meridional Oenologie Centre Procedes de fabrication de membrane minces composees d'un reseau mineral d'oxydes de titane et de silicium et poudre composee de grains submicroniques en oxydes mixtes de titane et de silicium
US4737411A (en) * 1986-11-25 1988-04-12 University Of Dayton Controlled pore size ceramics particularly for orthopaedic and dental applications
US5019311A (en) 1989-02-23 1991-05-28 Koslow Technologies Corporation Process for the production of materials characterized by a continuous web matrix or force point bonding
JPH02265631A (ja) * 1989-04-05 1990-10-30 Natl Res Inst For Metals 水素分離用合金膜
JP3006620B2 (ja) * 1990-01-12 2000-02-07 山川産業株式会社 無機多孔質体の製造方法
EP0465424B1 (de) * 1990-07-05 1994-12-07 Filtrox-Werk AG Tiefbettfilter, Verfahren zur Herstellung einer Filterschicht und Filtermodul
US5389166A (en) * 1990-12-17 1995-02-14 American Colloid Company Water barrier formed from a clay-fiber mat
US5248425A (en) * 1992-10-28 1993-09-28 Corning Incorporated Aqueous thermite coated filter
US5356446A (en) * 1993-07-07 1994-10-18 Smetana David A Low density insulating and fire-resistant perlite concrete
FR2712508B1 (fr) * 1993-11-19 1996-01-05 Ceca Sa Procédé pour l'obtention d'agents filtrants diatomitiques à très faible teneur en cristobalite par agglomération avec des liants silicatés ou siliciques et agents filtrants correspondants.
US5582892A (en) * 1994-04-08 1996-12-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Dimensionally stable particle-loaded PTFE web
US5540834A (en) * 1994-08-23 1996-07-30 Regents Of The University Of Minnesota Synthesis of porous inorganic particles by polymerization-induced colloid aggregation (PICA)
US5538634A (en) * 1995-04-27 1996-07-23 Pfiffner; Tim E. Solid phase extraction filtration disk and method for its manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
ES2164839T3 (es) 2002-03-01
ATE210486T1 (de) 2001-12-15
US5776353A (en) 1998-07-07
PL328368A1 (en) 1999-01-18
KR100326647B1 (ko) 2002-05-09
DE69617899D1 (de) 2002-01-24
AU713405B2 (en) 1999-12-02
US6524489B1 (en) 2003-02-25
EP0790070B1 (en) 2001-12-12
TR199801572T2 (xx) 1998-11-23
CA2241946A1 (en) 1997-08-21
HUP9903013A3 (en) 2002-02-28
ZA971218B (en) 1997-08-25
CN1064856C (zh) 2001-04-25
EP0790070A1 (en) 1997-08-20
CA2241946C (en) 2001-10-30
KR19990082332A (ko) 1999-11-25
BR9612497A (pt) 1999-07-20
UA52644C2 (uk) 2003-01-15
HUP9903013A2 (hu) 2001-06-28
WO1997029829A1 (en) 1997-08-21
JPH1024205A (ja) 1998-01-27
JPH11503972A (ja) 1999-04-06
RU2176926C2 (ru) 2001-12-20
DE69617899T2 (de) 2002-04-25
DK0790070T3 (da) 2002-03-18
JP3392144B2 (ja) 2003-03-31
PT790070E (pt) 2002-06-28
AU6282296A (en) 1997-09-02
CN1209079A (zh) 1999-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU224275B1 (hu) Kompozit szűrőközegek, azokat tartalmazó készítmények és szűrési eljárás
AU2001261621B2 (en) Expanded perlite products with controlled particle size distribution
US6712974B1 (en) Filterable composite adsorbents
US10066197B2 (en) Composition for filtering and removing particles and/or constituents from a fluid
AU2001261621A1 (en) Expanded perlite products with controlled particle size distribution
US10226750B2 (en) Co-agglomerated composite materials, methods for making co-agglomerated composite materials, and methods for using co-agglomerated composite materials
EP2874740B1 (en) Co-agglomerated composite materials
US20190270067A1 (en) Composite filter aids and methods of using composite filter aids
MX2013001969A (es) Ayudas de filtro compuestas que tienen caracteristicas novedosas en el tamaño de los poros.
KR101227802B1 (ko) 톱밥을 이용한 미생물용 다공성 세라믹 담체 및 그 제조방법
KR20110100491A (ko) 톱밥을 이용한 미생물용 다공성 세라믹 담체 및 그 제조방법
WO1998030324A2 (en) Filterable composite adsorbents

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20050615

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees