JP2000300922A - 多孔質プラスチックフィルタ - Google Patents
多孔質プラスチックフィルタInfo
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- JP2000300922A JP2000300922A JP11154247A JP15424799A JP2000300922A JP 2000300922 A JP2000300922 A JP 2000300922A JP 11154247 A JP11154247 A JP 11154247A JP 15424799 A JP15424799 A JP 15424799A JP 2000300922 A JP2000300922 A JP 2000300922A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、液体や気体等の流体中に含まれる
微粒子を分離濾過するための多孔質プラスチックフィル
タを提供する。 【解決手段】 熱可塑性プラスチック材料の粒子を焼結
成形して得られる多孔質プラスチックフィルタにおい
て、多孔質プラスチックフィルタは嵩密度0.4〜0.
55g/cm3でありかつ安息角が25〜40゜の粉体
粒子を焼結成形して得られることを特徴とする多孔質プ
ラスチックフィルタ。
微粒子を分離濾過するための多孔質プラスチックフィル
タを提供する。 【解決手段】 熱可塑性プラスチック材料の粒子を焼結
成形して得られる多孔質プラスチックフィルタにおい
て、多孔質プラスチックフィルタは嵩密度0.4〜0.
55g/cm3でありかつ安息角が25〜40゜の粉体
粒子を焼結成形して得られることを特徴とする多孔質プ
ラスチックフィルタ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体や気体等の流
体中に含まれる微粒子を分離濾過するための多孔質プラ
スチックフィルタに関する。
体中に含まれる微粒子を分離濾過するための多孔質プラ
スチックフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、液体や気体などの流体中に含
まれる塵芥等の微粒子を分離濾過するための多孔質プラ
スチックフィルタは多数知られている。その中でも粘度
平均分子量が100万以上のいわゆる超高分子量ポリエ
チエン粒子を焼結成形して得られる多孔質プラスチック
フィルタは、(1)自立性があり、リテナーが不要であ
る(2)布製フィルターのような毛羽立ちがなく、コン
タミを起こさない、などの理由から、粉体回収用のフィ
ルタや除塵用のフィルタとして広く用いられている。
まれる塵芥等の微粒子を分離濾過するための多孔質プラ
スチックフィルタは多数知られている。その中でも粘度
平均分子量が100万以上のいわゆる超高分子量ポリエ
チエン粒子を焼結成形して得られる多孔質プラスチック
フィルタは、(1)自立性があり、リテナーが不要であ
る(2)布製フィルターのような毛羽立ちがなく、コン
タミを起こさない、などの理由から、粉体回収用のフィ
ルタや除塵用のフィルタとして広く用いられている。
【0003】また、一般的に製品回収用のフィルタや除
塵用のフィルタでは、フィルタ面で捕集された粉体や塵
をそのまま放置しておくと、圧力損失が大きくなるた
め、粉体等の処理量の低下を招くことになる。したがっ
てかかる問題に対して、定期的にパルスエアで逆洗を行
うなどして、捕集した粉体等の払い落としを行ってい
る。ここでパルスエアは通常4〜6kg/cm2程度の
高圧エアを用いるため、フィルタはかかる圧力に耐える
だけの強度を有している必要がある。またフィルタは年
単位の長期間で使用する場合が常であり、かかる長期の
使用に対する耐久性も要求される。
塵用のフィルタでは、フィルタ面で捕集された粉体や塵
をそのまま放置しておくと、圧力損失が大きくなるた
め、粉体等の処理量の低下を招くことになる。したがっ
てかかる問題に対して、定期的にパルスエアで逆洗を行
うなどして、捕集した粉体等の払い落としを行ってい
る。ここでパルスエアは通常4〜6kg/cm2程度の
高圧エアを用いるため、フィルタはかかる圧力に耐える
だけの強度を有している必要がある。またフィルタは年
単位の長期間で使用する場合が常であり、かかる長期の
使用に対する耐久性も要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルタでは、フィルタの強度が十分でないため、使用
後数ヶ月で、パルスエアの圧力に耐えられず逆洗時に破
損してしまう場合が多く、また年単位の使用では、使用
中にフィルタが破損する場合もあり、そのため長期間の
使用に耐えうる十分な強度を有するフィルタが求められ
ていた。
フィルタでは、フィルタの強度が十分でないため、使用
後数ヶ月で、パルスエアの圧力に耐えられず逆洗時に破
損してしまう場合が多く、また年単位の使用では、使用
中にフィルタが破損する場合もあり、そのため長期間の
使用に耐えうる十分な強度を有するフィルタが求められ
ていた。
【0005】
【課題を解決する為の手段】本発明者は上記のような問
題点に鑑み、鋭意検討した結果、多孔質プラスチックフ
ィルタを焼結成形するための粉体粒子の嵩密度や安息角
を特定することで、上記の課題を解決できることを見い
だしたものであり、その要旨は、(1)熱可塑性プラス
チック材料の粒子を焼結成形して得られる多孔質プラス
チックフィルタにおいて、多孔質プラスチックフィルタ
は、嵩密度0.40〜0.55g/cm3でありかつ安
息角が25〜40゜の粒子を焼結成形して得られること
を特徴とする多孔質プラスチックフィルタであり、好ま
しくは(2)該粒子が超高分子量ポリエチレンであるこ
とを特徴とする(1)記載の多孔質プラスチックフィル
タにある。
題点に鑑み、鋭意検討した結果、多孔質プラスチックフ
ィルタを焼結成形するための粉体粒子の嵩密度や安息角
を特定することで、上記の課題を解決できることを見い
だしたものであり、その要旨は、(1)熱可塑性プラス
チック材料の粒子を焼結成形して得られる多孔質プラス
チックフィルタにおいて、多孔質プラスチックフィルタ
は、嵩密度0.40〜0.55g/cm3でありかつ安
息角が25〜40゜の粒子を焼結成形して得られること
を特徴とする多孔質プラスチックフィルタであり、好ま
しくは(2)該粒子が超高分子量ポリエチレンであるこ
とを特徴とする(1)記載の多孔質プラスチックフィル
タにある。
【0006】本発明の多孔質プラスチックフィルタを構
成するプラスチック材料としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル等、焼結により多孔質体を
得られる熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものでは
ない。しかし焼結成形時の流動性・溶融特性や、フィル
タ表面に付着した微粒子を容易に剥離・除去するという
使用態様、および環境性を考慮すると、プラスチック材
料としては超高分子量ポリエチレンが好ましく、また、
当該プラスチック材料においては、焼結成形するために
用いられるプラスチック材料の粒子の嵩密度は0.40
〜0.55g/cm3であるとともに、安息角が25〜
40゜であることが必要とされる。
成するプラスチック材料としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル等、焼結により多孔質体を
得られる熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものでは
ない。しかし焼結成形時の流動性・溶融特性や、フィル
タ表面に付着した微粒子を容易に剥離・除去するという
使用態様、および環境性を考慮すると、プラスチック材
料としては超高分子量ポリエチレンが好ましく、また、
当該プラスチック材料においては、焼結成形するために
用いられるプラスチック材料の粒子の嵩密度は0.40
〜0.55g/cm3であるとともに、安息角が25〜
40゜であることが必要とされる。
【0007】本発明において、焼結成形するために用い
られるプラスチック材料の粒子の嵩密度は0.40〜
0.55g/cm3の範囲にあればよく、好ましくは
0.47〜0.52g/cm3のものを使用することに
より好結果が得られる。嵩密度が0.40g/cm3未
満の場合は、多孔質体の気孔率が大きくなりすぎて、焼
結成形した際に粉体粒子同士の融着点数が少なくなり、
その結果長期間の使用に耐えうる十分な強度を有したフ
ィルタを得ることが出来ない。一方、嵩密度が0.55
g/cm3を越えるものでは、長期間の使用に耐えうる
強度を有したフィルタは得られるものの、多孔質体の気
孔率が低下してしまうため、焼結成形した際にフィルタ
の圧力損失が大きくなり、フィルタとしての機能を果た
さなくなる。
られるプラスチック材料の粒子の嵩密度は0.40〜
0.55g/cm3の範囲にあればよく、好ましくは
0.47〜0.52g/cm3のものを使用することに
より好結果が得られる。嵩密度が0.40g/cm3未
満の場合は、多孔質体の気孔率が大きくなりすぎて、焼
結成形した際に粉体粒子同士の融着点数が少なくなり、
その結果長期間の使用に耐えうる十分な強度を有したフ
ィルタを得ることが出来ない。一方、嵩密度が0.55
g/cm3を越えるものでは、長期間の使用に耐えうる
強度を有したフィルタは得られるものの、多孔質体の気
孔率が低下してしまうため、焼結成形した際にフィルタ
の圧力損失が大きくなり、フィルタとしての機能を果た
さなくなる。
【0008】加えて、該粒子の安息角は25〜40゜の
範囲であればよく、好ましくは30〜35°のものを使
用することにより好結果が得られる。安息角が25゜未
満の場合は、焼結成形時に金型へ充填する際の粉体粒子
の流動性が過剰に良好となる。その結果多孔質体の気孔
率が小さくなり圧力損失が大きくなり、フィルタとして
の機能を果たさなくなる。一方、安息角が40゜を越え
ると粉体粒子の流動性が極端に悪くなり、多孔質体の気
孔率が大きくなりすぎて、焼結成形した際に粉体粒子同
士の融着点数が少なくなり、結果長期間の使用に耐えう
る十分な強度を有したフィルタを得ることが出来ない。
加えて焼結成形時に金型への充填性が悪いため、ピンホ
ール不良の製品不良が増加する等、製造上の問題が発生
する。
範囲であればよく、好ましくは30〜35°のものを使
用することにより好結果が得られる。安息角が25゜未
満の場合は、焼結成形時に金型へ充填する際の粉体粒子
の流動性が過剰に良好となる。その結果多孔質体の気孔
率が小さくなり圧力損失が大きくなり、フィルタとして
の機能を果たさなくなる。一方、安息角が40゜を越え
ると粉体粒子の流動性が極端に悪くなり、多孔質体の気
孔率が大きくなりすぎて、焼結成形した際に粉体粒子同
士の融着点数が少なくなり、結果長期間の使用に耐えう
る十分な強度を有したフィルタを得ることが出来ない。
加えて焼結成形時に金型への充填性が悪いため、ピンホ
ール不良の製品不良が増加する等、製造上の問題が発生
する。
【0009】従って、プラスチック材料の粒子の嵩密度
は0.40〜0.55g/cm3でありかつ安息角が2
5〜40゜であることが必要とされ、かかる数値範囲を
外れるものについては、本発明の効果を得ることはでき
ない。
は0.40〜0.55g/cm3でありかつ安息角が2
5〜40゜であることが必要とされ、かかる数値範囲を
外れるものについては、本発明の効果を得ることはでき
ない。
【0010】熱可塑性プラスチック材料の形態として
は、粉末状のものが好ましく、その平均粒径は50〜7
00μmの範囲であればよく、好ましくは60〜500
μmのものが好結果をもたらす。すなわち、平均粒径が
50μm以下では、ろ過精度は向上するものの、粒体が
通過する時の圧力損失が高くなるため好ましくない。ま
た、平均粒径が700μm以上では、満足するろ過精度
を発現できず、これまた好ましくない。
は、粉末状のものが好ましく、その平均粒径は50〜7
00μmの範囲であればよく、好ましくは60〜500
μmのものが好結果をもたらす。すなわち、平均粒径が
50μm以下では、ろ過精度は向上するものの、粒体が
通過する時の圧力損失が高くなるため好ましくない。ま
た、平均粒径が700μm以上では、満足するろ過精度
を発現できず、これまた好ましくない。
【0011】また、本発明の多孔質フィルタの焼結成形
方法には、特に制限はなく、通常は、いわゆる型内焼結
法による。すなわち,筒状等の内表面形状を有する外型
とその内部に挿入した同様の外表面形状を有する内型と
からなる成形金型を用い、外型内表面と内型外表面の間
隙部に形成されるキャビティ内に、熱可塑性プラスチッ
クを充填した後、成形金型共々これを加熱する静的成形
法が、本発明の多孔質フィルタ成形方法として好まし
い。場合によっては、シリンダ内にピストンを内蔵した
ラム式押出機を用いて行うラム押出法、シリンダ内にス
クリュを内蔵した押出成形機を用いて行う押出成形法に
よっても連続的にプラスチックフィルタが成形できる。
方法には、特に制限はなく、通常は、いわゆる型内焼結
法による。すなわち,筒状等の内表面形状を有する外型
とその内部に挿入した同様の外表面形状を有する内型と
からなる成形金型を用い、外型内表面と内型外表面の間
隙部に形成されるキャビティ内に、熱可塑性プラスチッ
クを充填した後、成形金型共々これを加熱する静的成形
法が、本発明の多孔質フィルタ成形方法として好まし
い。場合によっては、シリンダ内にピストンを内蔵した
ラム式押出機を用いて行うラム押出法、シリンダ内にス
クリュを内蔵した押出成形機を用いて行う押出成形法に
よっても連続的にプラスチックフィルタが成形できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明する
が、本発明は以下の実施例によりその範囲が限定される
ものではない。以下の内容にて各フィルタを製造し、フ
ィルタとしての性能を下記に示した方法により評価し、
その結果を表1に記載した、
が、本発明は以下の実施例によりその範囲が限定される
ものではない。以下の内容にて各フィルタを製造し、フ
ィルタとしての性能を下記に示した方法により評価し、
その結果を表1に記載した、
【0013】「嵩密度」……粉体粒子をパウダテスタP
T−N型(ホソカワミクロン社製)を用いて測定した数
値。
T−N型(ホソカワミクロン社製)を用いて測定した数
値。
【0014】「安息角」……粉体粒子をパウダテスタP
T−N型(ホソカワミクロン社製)を用いて測定した数
値。
T−N型(ホソカワミクロン社製)を用いて測定した数
値。
【0015】「引張強度」……JIS K−6251記
載のダンベル状3号形試験片をフィルタより採取し、室
温で引張強度5mm/minにて測定した数値。
載のダンベル状3号形試験片をフィルタより採取し、室
温で引張強度5mm/minにて測定した数値。
【0016】「気孔率」……プラスチック材料の真密
度、プラスチックフィルタの見かけ密度より、次の式
を用いて算出される。
度、プラスチックフィルタの見かけ密度より、次の式
を用いて算出される。
【数1】
【0017】 気孔率(%)=(ρ0−ρ1)/ρ0×100・・・ (ただしρ0はプラスチックフィルタを構成する熱可塑
性プラスチック材料の真密度(g/cm3)であり、ρ
1はプラスチックフィルタの見かけ密度(g/cm3)
である。)
性プラスチック材料の真密度(g/cm3)であり、ρ
1はプラスチックフィルタの見かけ密度(g/cm3)
である。)
【0018】また、式で用いる見かけ密度ρ1(g/
cm3)は、次の式にて算出される。
cm3)は、次の式にて算出される。
【0019】
【数2】ρ1=W/V・・・ (ただしWはプラスチックフィルタの質量(g)、Vは
プラスチックフィルタの体積(cm3)である。)
プラスチックフィルタの体積(cm3)である。)
【0020】「圧力損失」……中空円筒体のプラスチッ
クフィルタを、その中空円筒体の一方の開口にマノメー
タを装着し、他方の開口に真空ポンプを装着し、その真
空ポンプで、フィルタの外表面積(1m3)当たり所定
流量(1m3/min:温度23℃、圧力1気圧)の空
気になるように吸引し、その時の圧力差を測定し、圧力
損失(mmAq)とした。
クフィルタを、その中空円筒体の一方の開口にマノメー
タを装着し、他方の開口に真空ポンプを装着し、その真
空ポンプで、フィルタの外表面積(1m3)当たり所定
流量(1m3/min:温度23℃、圧力1気圧)の空
気になるように吸引し、その時の圧力差を測定し、圧力
損失(mmAq)とした。
【0021】「逆洗耐久性評価」……フィルタを集塵機
内にセットし、6kg/cm2のエアをパルス的にフィ
ルタ内部に供給し、逆洗回数:100万回(約6年間の
使用に相当)の耐久性試験を行い、目視によりフィルタ
の亀裂・破損の有無を確認した。判定は亀裂・破損が無
ければ「亀裂・破損無し」とし、亀裂・破損が発生した
場合、その時の逆洗回数を記録した。
内にセットし、6kg/cm2のエアをパルス的にフィ
ルタ内部に供給し、逆洗回数:100万回(約6年間の
使用に相当)の耐久性試験を行い、目視によりフィルタ
の亀裂・破損の有無を確認した。判定は亀裂・破損が無
ければ「亀裂・破損無し」とし、亀裂・破損が発生した
場合、その時の逆洗回数を記録した。
【0022】[実施例1]平均粒径が62μm、分子
量:175万で粉体粒子の嵩密度が0.50g/c
m3、安息角が32゜の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
量:175万で粉体粒子の嵩密度が0.50g/c
m3、安息角が32゜の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
【0023】[実施例2]平均粒径が73μm、分子
量:400万で粉体粒子の嵩密度が0.46g/c
m3、安息角が35°の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
量:400万で粉体粒子の嵩密度が0.46g/c
m3、安息角が35°の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
【0024】[比較例1]平均粒径が65μm、分子
量:400万で粉体粒子の嵩密度が0.37g/c
m3、安息角が42゜の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
量:400万で粉体粒子の嵩密度が0.37g/c
m3、安息角が42゜の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
【0025】[比較例2]平均粒径が70μm、分子
量:200万で粉体粒子の嵩密度が0.57g/c
m3、安息角が26°の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
量:200万で粉体粒子の嵩密度が0.57g/c
m3、安息角が26°の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
【0026】[比較例3]平均粒径が60μm、分子
量:200万で粉体粒子の嵩密度が0.50g/c
m3、安息角が45°の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
量:200万で粉体粒子の嵩密度が0.50g/c
m3、安息角が45°の超高分子量ポリエチレン樹脂を
肉厚3mmになるような筒状金型内に振動充填し、これ
を200℃の温度で30分加熱して、多孔質フィルタを
得た。
【表1】
【0027】表1に示したように、実施例1,2におい
ては、逆洗耐久性も問題なく、また通気抵抗の値も実用
上問題のないレベルであった。一方比較例1、3では引
張強度が小さく、結果逆洗耐久性も40〜45万回程度
の逆洗でフィルタが破損し、長期的な耐久性に問題があ
った。また比較例2においては、圧力抵抗値が大きく、
これも実用上問題があった。
ては、逆洗耐久性も問題なく、また通気抵抗の値も実用
上問題のないレベルであった。一方比較例1、3では引
張強度が小さく、結果逆洗耐久性も40〜45万回程度
の逆洗でフィルタが破損し、長期的な耐久性に問題があ
った。また比較例2においては、圧力抵抗値が大きく、
これも実用上問題があった。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明品の多孔質
プラスチックフィルタは、嵩密度0.4〜0.55g/
cm3でありかつ安息角が25〜40゜の粒子を焼結成
形しているため、長期間の使用に耐えうる十分な強度を
有するフィルタを提供することができる。
プラスチックフィルタは、嵩密度0.4〜0.55g/
cm3でありかつ安息角が25〜40゜の粒子を焼結成
形しているため、長期間の使用に耐えうる十分な強度を
有するフィルタを提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 熱可塑性プラスチック材料の粒子を焼結
成形して得られる多孔質プラスチックフィルタにおい
て、前記粒子は嵩密度0.40〜0.55g/cm3で
ありかつ安息角が25〜40゜の粒子であることを特徴
とする多孔質プラスチックフィルタ。 - 【請求項2】 該粒子が超高分子量ポリエチレンである
ことを特徴とする請求項1記載の多孔質プラスチックフ
ィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11154247A JP2000300922A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 多孔質プラスチックフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11154247A JP2000300922A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 多孔質プラスチックフィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000300922A true JP2000300922A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=15580059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11154247A Pending JP2000300922A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 多孔質プラスチックフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000300922A (ja) |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11154247A patent/JP2000300922A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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