JP2002239319A - フィルタエレメント及びその製造方法 - Google Patents

フィルタエレメント及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い通気圧力損失と高い集塵効率の両方を有
すると共に、帯電防止機能及び非粘着性を有するフィル
タエレメント及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 樹脂粒子1を焼結して得られた空隙を有
するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムの加硫
物、必要に応じてフッ素樹脂3及び導電性物質を含有し
た原料で多孔性表層2を形成したことを特徴とするフィ
ルタエレメント及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、含塵ガスから粒子
を分離捕集する集塵機、例えば工場における製品捕集や
環境保全のための集塵機中に組み込むフィルタエレメン
トに係るものであり、特に、低い通気圧力損失と高い集
塵効率の両機能を具備すると共に、帯電防止機能及びフ
ィルタエレメント表面に堆積した粉塵を払い落とす際に
粉塵剥離性が良好なフィルタエレメント及びその製造方
法に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】従来、工場等において発生
する粉体や塵を捕集することを目的として、合成樹脂粉
体を焼結して空隙を成形することにより連通多孔質化し
たフィルタエレメントが用いられている。
【0003】フィルタエレメントが有する粉塵濾過性能
は、多孔質体の空隙の孔径の大きさに依存するが、この
空隙の孔径の大きさは原料となる樹脂粉体の粒子径の大
きさによって異なる。例えば、樹脂粉体の粒子径が大き
いものを原料として用いて焼結成形したフィルタエレメ
ントであると、空隙の孔径が大きくなり、したがって粒
子径の大きい粉体は濾過されるが、しかし粒子径の小さ
い粉体は素通りして濾過できず、集塵効率の低いフィル
タとなる。
【0004】一方、樹脂粉体の粒子径が小さいものを原
料として用いて焼結成形したフィルタエレメントである
と、空隙の孔径が小さくなり、したがって粒子径の小さ
い粉体も濾過されるが、しかし高圧力損失のフィルタと
なる。また、樹脂粉体の粒子径を小さい原料を使用し
て、圧力損失を低く押さえようとすると、フィルタエレ
メントの肉厚を薄くする必要があり、これによってフィ
ルタエレメントの強度が低下して実用性に欠ける。さら
に、一般的に市販されているペレットや粉末体を粉砕し
てフィルタエレメントの原料を得る場合には、粒子径の
小さい粉体を得ることが難しい。
【0005】上述の従来焼結成形法によるフィルタエレ
メントの製造方法では、フィルタエレメントを構成する
多孔質体の空隙の孔径を最適にして、低い圧力損失でか
つ高い集塵効率の両機能を満足するフィルタエレメント
を製造するのは技術的に難しかった。
【0006】また、別の問題としてフィルタエレメント
は、粉塵間で生じる帯電が原因で粉塵爆発が起こる可能
性があり、これを防止するためにフィルタエレメントの
表面に帯電防止性が付与されることも多い。更に、フィ
ルタエレメントの表面に堆積した粉塵は、適宜行われる
逆洗パルスによって払い落とされるが、剥離性を良くす
るためにもフィルタエレメントに帯電防止性や非粘着性
が要求される場合が多い。
【0007】従来、フィルタエレメントの表面に帯電防
止性を付与する方法としては、例えば、予め樹脂粉体に
カーボンや金属等の導電性粉体を混合し、その後この混
合物を焼結成形してフィルタエレメントを製造する方
法、或いは、予め樹脂粉体とカーボンや金属等の導電性
粉体を溶融混練し、導電性物質を分散させた樹脂を製造
し、次いで当該樹脂を粉砕して粉砕物とした後、これを
焼結成形してフィルタエレメントを製造する方法等が採
用されている。
【0008】しかしながら、帯電防止性付与を目的とし
た上記の前者方法では、焼結樹脂粉体から導電性物質の
脱落が起きたり、焼結樹脂粉体間に存在する導電性物質
が当該焼結樹脂粉体同士の接触を弱めるので、フィルタ
エレメントの機械的強度を極端に低下させるという問題
があった。また、帯電防止性付与を目的とした上記の後
者方法においても、焼結樹脂粉体中に存在する導電性物
質が当該焼結樹脂粉体同士の接触を弱めるので、フィル
タエレメントの機械的強度を極端に低下させるという問
題があった。
【0009】
【課題を解決する手段】本発明は、上記の諸問題を解決
した低圧力損失で高い集塵効率を有し、かつ帯電防止機
能と非粘着性をも有するフィルタエレメント及びその製
造方法を提供しようとするもので、その要旨は、1)樹
脂粒子を焼結して得られた空隙を有するフィルタエレメ
ントの表面に、フッ素ゴムの加硫物の多孔性表層を形成
したことを特徴とするフィルタエレメントである。 2)多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフッ素樹脂よ
りなることを特徴とする上記1)のフィルタエレメント
である。 3)多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフィルタエレ
メントの表面電気抵抗率が1010Ω/sq以下となるよ
うな導電性物質よりなることを特徴とする上記1)のフ
ィルタエレメントである。 4)多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物、フッ素樹脂及
びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が1010Ω/s
q以下となるような導電性物質よりなることを特徴とす
る上記1)のフィルタエレメントである。 5)予め樹脂粒子を焼結して得られた空隙を有するフィ
ルタエレメントの表面に、フッ素ゴムとフッ素ゴムの加
硫剤とを懸濁した懸濁液を塗布及び乾燥して多孔性表層
を形成することを特徴とするフィルタエレメントの製造
方法。 6)懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフ
ッ素樹脂よりなることを特徴とする上記5)のフィルタ
エレメントの製造方法である。 7)懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフ
ィルタエレメントの表面電気抵抗率が1010Ω/sq以
下となるような導電性物質よりなることを特徴とする上
記5)のフィルタエレメントの製造方法である。 8)懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤、フッ
素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が10
10Ω/sq以下となるような導電性物質よりなることを
特徴とする上記5)のフィルタエレメントの製造方法で
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて実施の形態を
説明する。図1は、本発明のフィルタエレメントの一例
を示す模式的な部分断面図である。図1において、1は
樹脂粒子、11は空隙の孔径、2はフッ素の加硫物質よ
りなる多孔性表層、21は多孔性表層の孔径、3はフッ
素樹脂及び4は導電性物質である。
【0011】本発明において、フィルタエレメントを製
造するたの焼結樹脂原料としては、樹脂の平均粒子径が
50〜600μmのポリエチレン、ポリプロピレン、フ
ェノール樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテル
イミド、ポリサルフォン、ポリカーボネート等の樹脂粒
子1が好適に使用できる。上記樹脂原料を焼結して得ら
れた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素
ゴムの加硫物の多孔性表層2を形成することにより、当
該フィルタエレメンに形成された空隙の孔径11を狭め
ることができ、これによってフィルタエレメントの粉塵
濾過効率を制御することができる。上記多孔性表層2
が、フッ素ゴムの加硫物とフッ素樹脂3とを含有した原
料で形成することにより、粉塵濾過効率が制御され、か
つフィルタエレメント表面に非粘着性を付与されたフィ
ルタエレメントを得ることができる。これら多孔性表層
2の原料は、フッ素ゴムとフッ素ゴムの加硫剤とを水に
分散させたエマルジョン、又はフッ素ゴム、フッ素ゴム
の加硫剤及びフッ素樹脂の三者を水に分散させたエマル
ジョンの状態で使用するとよい。
【0012】上記多孔性表層2が、フッ素ゴムの加硫物
とフィルタエレメントの表面電気抵抗率が1010Ω/s
q以下となるような導電性物質4を含有した原料で形成
することにより、粉塵濾過効率が制御され、かつ粉塵爆
発の危険性が極めて小さいフィルタエレメントを得るこ
とができる。上記多孔性表層2が、フッ素ゴムの加硫
物、フッ素樹脂3及びフィルタエレメントの表面電気抵
抗率が1010Ω/sq以下となるような導電性物質4を
含有した原料で形成することにより、粉塵濾過効率が制
御され、フィルタエレメント表面に非粘着性を付与さ
れ、かつ粉塵爆発の危険性が極めて小さいフィルタエレ
メントを得ることができる。これらのフッ素樹脂3及び
導電性物質4は、図1に示すように多孔性表層2に含有
されて空隙の孔径11を、多孔性表層の孔径21まで狭
めることにより集塵効率を向上することができる。
【0013】また、多孔性表層2に上記数値の導電性を
もたせるために上記エマルジョン液に添加する物質とし
ては、カーボンブラックや導電性ウィスカの粉体を用い
ることが望ましく、少量の界面活性剤によってこれらの
導電性物質4を分散化したエマルジョンとすることが望
ましい。表面電気抵抗率が1010Ω/sqを超えると、
粉塵が帯電して付着が起こりやすくなって堆積が早まる
と共に濾過方向と逆向きにパルスエアーを送る逆洗によ
る払い落しがしにくくなる。さらに、1010Ω/sq以
下にすることによって、表面に付着する粉塵間の帯電量
を減らして、粉塵爆発の危険が無くなる。
【0014】本発明のフィルタエレメントの製造方法と
しては、予め樹脂粒子1を焼結成形して得られた空隙を
有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴム及びフ
ッ素ゴムの加硫剤を懸濁した懸濁液を塗布するか、必要
に応じて、この懸濁液にフッ素樹脂3や表面電気抵抗率
が1010Ω/sq以下となるように導電性物質4を分散
させたエマルジョン液を塗布し、これを乾燥して多孔性
表層2を形成するフィルタエレメントの製造工程を行え
ばよい。このようにして得られた加硫されたフッ素ゴム
の多孔性表層2は、フィルタエレメント側が架橋による
ゴム成分が多くて付着力に優れると共に表面側がフッ素
分が多くて払い落とし性が優れている。
【0015】
【実施例】以下本発明の実施例を具体的に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。本発明におい
て、フィルタエレメントの焼結した樹脂粒子1の空隙の
孔径11は、フィルタエレメントの表面を目盛り付の顕
微鏡で観察し、表面に明確に表れた空隙の孔径を測定
し、1平方センチあたりの平均値を算出したものであ
る。先ず、平均粒子径が200μmの超高分子量ポリエ
チレンを焼結して、平均空隙の孔径11が50μm、厚
さが2.5mmの空隙を有する樹脂焼結体であるフィル
タエレメント(No1)を成形した。次いで、イオン交
換水にフッ素樹脂3及びフッ素ゴムの加硫物を分散させ
たエマルジョンに、カーボンブラックを表1に示す質量
比で分散させた液体を、前記の樹脂焼結体の表面に2
9.0g/m2の液量で塗装した後、150℃で30分
間加熱して多孔性表層2有するフィルタエレメント(N
o2)を得た。
【0016】この多孔性表層2を有するフィルタエレメ
ント(No2)と塗装前のフィルタエレメント(No
1)の圧力損失測定、フィルタエレメント表面上の抵抗
率測定、及び粉体捕集性能評価の試験結果を表2に示
す。表2より明らかなように、塗装前のフィルタエレメ
ント(No1)については、平均粒子径が4.5μmの
炭酸カルシュウム粉体を用いて捕集性能試験において、
フィルタエレメント中を粉体が素通りしフィルターとし
ての機能を十分には果たさなかった。しかし、樹脂焼結
体の表面に多孔性表層2を設けたフィルタエレメント
(No2)は、粉体の捕集性能は良好であった。また、
多孔性表層を有するフィルタエレメント(2)の表面に
堆積した粉塵を払い落とす際に行った逆洗パルスにおい
て、当該表面からの粉塵剥離性は塗装前のフィルタエレ
メント(1)に比べて極めて良好であった。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、極めて簡単に、低い集
塵効率の多孔質フィルタエレメントを低い通気圧力損失
状態で高い集塵効率を有する多孔質フィルタエレメント
に変えることができると共に、帯電防止機能及び非粘着
性も付与した多孔質フィルタエレメントを得ることがで
きる。更に、フィルタエレメントの表面に形成された多
孔性表層に含まれる加硫フッ素は、引張り時の伸びが大
きいので粉塵を払い落とす際に行なわれる逆洗パルスに
おいて、フィルタエレメントの変形に多孔性表層が十分
追従でき当該多孔性表層の表面にクラック等が発生する
心配がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィルタエレメントの一例を示す模式
的な部分断面図。
【符号の説明】
1 樹脂粒子 11 空隙の孔径 2 フッ素ゴムの加硫物よりなる多孔性表層 21 多孔性表層の孔径 3 フッ素樹脂 4 導電性物質

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂粒子を焼結して得られた空隙を有す
    るフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムの加硫物の
    多孔性表層を形成したことを特徴とするフィルタエレメ
    ント。
  2. 【請求項2】 多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフ
    ッ素樹脂よりなることを特徴とする請求項1記載のフィ
    ルタエレメント。
  3. 【請求項3】 多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフ
    ィルタエレメントの表面電気抵抗率が1010Ω/sq以
    下となるような導電性物質よりなることを特徴とする請
    求項1記載のフィルタエレメント。
  4. 【請求項4】 多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物、フ
    ッ素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が1
    10Ω/sq以下となるような導電性物質よりなること
    を特徴とする請求項1記載のフィルタエレメント。
  5. 【請求項5】 予め樹脂粒子を焼結して得られた空隙を
    有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムとフッ
    素ゴムの加硫剤とを懸濁した懸濁液を塗布及び乾燥して
    多孔性表層を形成することを特徴とするフィルタエレメ
    ントの製造方法。
  6. 【請求項6】 懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加
    硫剤及びフッ素樹脂よりなることを特徴とする請求項5
    記載のフィルタエレメントの製造方法。
  7. 【請求項7】 懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加
    硫剤及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が1010
    Ω/sq以下となるような導電性物質よりなることを特
    徴とする請求項5記載のフィルタエレメントの製造方
    法。
  8. 【請求項8】 懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加
    硫剤、フッ素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵
    抗率が1010Ω/sq以下となるような導電性物質より
    なることを特徴とする請求項5記載のフィルタエレメン
    トの製造方法。
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