JP2004508164A - バッグハウス・エレメント - Google Patents
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Abstract
バッグハウス又はフィルタバッグとして一般に知られるフィルタ、あるいはバッグ構造体を有するエアフィルタは、フィルタ媒体構造の上流表面にファインファイバ層を配置して、チューブ状又は二つ折り構造のバッグアッセンブリを製造することで作成することができる。フィルタアッセンブリは、内部成分を持つフィルタキャビネットを含む。フィルタ成分はフィルタキャビネット内部に吊り下げられる。フィルタ成分は、フィルタ媒体用のフレーム又は支持体を含む。このフレーム又は支持体は、フィルタバッグを、フィルタバッグがキャビネット内部内のフレームから吊り下げられるように保持する。取り込まれた空気は、キャビネットに入り、フィルタアッセンブリを通過して、キャビネットの外に出る。空気は最初にファインファイバ層を通過し、フィルタ媒体、そして次にキャビネットの外に出なければならない。
Description
【0001】
本願は2001年8月21日に、米国に所在する会社法人であるドナルドソンカンパニー社(Donaldson Company、Inc)により、米国を除き全ての国を指定したPCT国際特許出願として出願されたものであり、2000年9月5日出願の米国出願番号第60/230,138号、及び2001年5月31日出願の米国出願番号第09/871,006号の優先権を主張するものである。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、気体又は液体を含む流体から粒子をフィルタするためのフィルタ構造体又は構造を記載する。より具体的には、本発明は、バッグハウス・フィルタエレメントに関する。フィルタエレメントはバッグハウス内で用いられ、典型的には気体流出物から含まれる粒子を取り除く。バッグハウスフィルタ構造は、典型的には大量の気体流出物を処理し、塵(ダスト)及び砂(グリット)を取り除くのに使用される。本発明は、更に、フィルタアッセンブリ、構造及び方法に関する。より具体的には、本発明は、フィルタエレメントが気体流体よりダスト又はその他粒子をフィルタするためにキャビネット内に吊り下げられた一連のバッグを含んでいるキャビネット・フィルタアッセンブリに関する。本発明のダストキャビネットに有用なバッグは、様々な構造形状又は構成を含むことができる。本発明のキャビネットに関するフィルタエレメントのバッグは、長い有効期間と高いフィルタ効率とを併せ持っている。バッグは折りたたみ対称性を持つフィルタチューブ又はシート状フィルタ構造を含むことができる。フィルタハウジングは、多数の、しかしフィルタする空気の量に応じてその数が変わるバッグを含むことができる。
【0003】
(発明の背景)
バッグハウスとしても知られる集塵機は、一般には産業排液あるいは排気から粒状物質をフィルタするのに使用される。フィルタされ清浄化された排気は大気中に放出し、あるいは再循環することができる。このようなバッグハウス集塵機構造は一般に、キャビネット又は同様の構造中に支持された1又はそれ以上のフレキシブル・フィルタバンクを含んでいる。このようなフィルタキャビネット及びバンクでは、フィルタバッグは通常キャビネット内に固定され、流出物が効率的にバッグを通過し、含まれる粒子を効率的に除去する位置に維持されている。キャビネット内に固定されたフィルタバッグは、一般、に汚染されたエアーサイドと清浄なエアーサイドとを隔離し、フィルタバッグを支持して効率的な動作を維持する構造により支えられている。
【0004】
(発明の概要)
我々はバッグハウス・エレメントにファインファイバ層(最大直径約0.5ミクロンを有するファイバ)を利用することでバッグハウス・エレメントの有効性を維持又は改良できること、及びバッグハウス・エレメントの全有効期間を実質的に維持し改良できることを見いだした。フィルタ動作中、バッグハウス・エレメントに衝突した粒子はフィルタ構造の表面により停止され、その上に留められる。フィルタ表面上にこのような粒状物質が付着すると、ある時点からフィルタ寿命及び粒子除去効率は低下し始める。我々は、フィルタエレメントの反対側にファインファイバを配置すると、フィルタの寿命を大きく延長しながらもフィルタの効率が維持されることを見いだした。逆向きのパルス清掃ステップを利用し蓄積された粒子を除去し、圧低下を実質的に軽減することができる。
【0005】
我々は本発明のバッグハウス構造が少なくとも2つの実施態様がとれることを見いだしている。第1の実施態様では、ファインファイバフィルタ構造は粒子がバックに衝突する表面上に形成されたファインファイバで、その端部が密封されている管状バッグ又は部材上に多孔性の管状層の形を取ることができる。管状部材の開放端にはカラーが取り囲んでいる管状部材を適合させることができる。カラーは管状部材とバッグハウス構造中の支持構造との間に密着させて組み込むことができる。このような部材は、孔の開いたチューブ又はワイヤーメッシュを含む様々な構造を含むことができる。
【0006】
第2の実施態様では、ファインファイバ構造は、汚れた又はダストのある側から清浄な側を隔離するように、対縁や継ぎ目に沿って接続され又は密閉されたほぼ長方形の布パネルから形成されたバッグ上にある、多孔性フィルタ層の形をとることができる。好適な実施態様では、単一の、ほぼ長方形の細長ストリップ布は二分された下端部に沿って折りたたまれ、粒子がバックと衝突する表面上にファインファイバが形成された折りたたみ構造を形成する。実質U字型の金属クリップを、各バッグの下端部及びシム部材の側部に沿って伸ばすか、又は1つにクリップで留めてバックの下端部をその間に挟むことができる。この部材の目的は、バック下端部に十分な重さを提供してバッグを垂直位置に保つと共に、バックを通る気体及びその中の差圧の影響を受けてバックの一部が上向きに引っ張られるのを防ぐことである。ワイヤーメッシュ又はその他の好適な材料がバック内部に閉じ込められ、パネルが潰されるのを防ぎ、そして気体が確実に各バックの表面まで運ばれるようにしている。カラーが各バックの上面又は端部に配置される。このようなカラーは、適切且つ効率的なフィルタ動作を目的としてバッグをキャビネット内に密着させるために用いられる。本明細書では、用語「フィルタ目的に対し変化しない」とは、選択された応用に必要とされる程度に流体の流れから粒子を取り除く効率を十分維持していることを意味する。
【0007】
本発明はまた、熱、湿度、反応性物質、及び機械的応力に対し、改善された環境安定性を持たせ製造できるポリマー材料にも関する。このような材料は、改良された安定性と強度とを持つマイクロファイバやナノファイバといったファインファイバの形成に使用できる。ファイバのサイズが小さくなることから、材料の残存性がより大きな問題である。このようなファインファイバは様々な応用に有用である。応用の1つでは、フィルタ構造はこのファインファイバ技術を用い製造できる。本発明は、ポリマー、重合性組成物、ファイバ、フィルタ、フィルタ構造体、及びフィルタ方法に関する。本発明の応用は、特に流体の流れ、例えば気流及び液(例えば非水性及び水性の)流からの粒子のフィルタに関係する。本明細書に記載の技術は、フィルタ媒体(メディア:media/medium)中に1又はそれ以上のファインファイバの層を有する構造に関係する。組成体及びファイバのサイズは、特性と残存性との組み合わせに従って選択される。
【0008】
(発明の詳細な説明)
本発明は、フィルタ装置、又は容易に交換でき、フィルタ動作又は装置の能力を維持し、改善することができる複数のフィルタエレメントを含む改良されたフィルタ構造に関する。フィルタ構造は、空気流量及びダスト粒子に応じ様々な外形に形成できる。本発明のフィルタ構造は、フィルタ装置を封入するハウジングを用い形成されるが、このハウジングは、ハウジング及びフィルタ構造を取り込んだハウジングに空気を通すための手段を有している。ハウジングは、粒子発生箇所から持ち込まれた粒子を有する空気流をハウジング内に送り、粒子を除去して清浄化された空気流を元の場所又は外部環境に戻すのに適している。大規模な例では、本発明のフィルタ構造は、一般に工業動作で生ずる空気流からのダスト除去に利用される。空気汚染に対する関心は高まっており、発生場所又は外気に戻す前にダスト、汚れ、砂、及びその他粒子を空気あるいはその他の排気流より除くことが強く望まれている。現在も環境規制は厳しいが、今後更に、厳しくなると予想されている。バックフィルタハウジングの能力、効率、及び保守の容易さを高めるという明確なニーズが、重要な最終目的である。このようなバッグハウスは、フィルタバッグの形をした様々なフィルタエレメントを含んでいる。このようなフィルタバッグは、多くの場合、折りたたまれたシートのチューブ状に形成され、そしてバッグはバッグが密閉されるようにハウジング内に入れられる。このようなバッグハウジングの動作では、粒子を含む空気はバッグを通過し、バッグ構造体の内部から清浄な空気が出て行く。ダストは典型的にはバッグの外表面上に集まる。
【0009】
本発明のミクロファイバ又はナノファイバ含有層を含む微細ファイバは、約0.001乃至2ミクロン、好ましくは0.05乃至0.5ミクロンの直径を有することができる。典型的なファインファイバフィルタ層の厚さは、ファイバ直径の約1乃至100倍であり、約0.01乃至240マイクログラム・cm−2の範囲の基本重量を持つ。
【0010】
空気及び気体流のような流体流は、その中に粒状物質を運んでいることが多い。流体流より粒状物質の一部又は全てを除去することが必要とされている。例えば、自動車のキャビンへの空気取り込み流、コンピュータ・ディスクドライブ内の空気、HVAC空気、フィルタバッグ,バリアー布,布を使ったクリーンルームの換気や応用、自動車用エンジン又は発電装置への空気、ガスタービンに向かう気流、及び様々な燃焼炉への気流は、たいていその中に粒状物質を含んでいる。キャビン用エアフィルタの場合、乗客の快適さ及び/又は美的価値から粒状物質の除去が望まれる。エンジン、ガスタービン、及び燃焼炉への空気及び気体取り込み流に関しては、粒子が様々なメカニズムに関係する内部動作を大きく損なうことがあるために、粒状物質の除去が望まれる。その他の例では、気体の産生又は工業工程もしくはエンジンからの排気がその中に粒状物質を含むことがある。このような気体を各種の下流装置を通し外気中に放出する又はするであろう前に、これら流れから粒状物質の実質的な除去が望まれる。
【0011】
空気フィルタ設計の基本原理及び問題の幾つかを一般的に理解することは、次のタイプのフィルタ媒体、表面負荷媒体、及び深さ媒体を考察することで理解できる。これらタイプの媒体はそれぞれよく研究されており、それぞれ広く利用されている。それらに関係する特定の原理は、例えば米国特許第5,082、476号、第5,238,474号、及び第5,364,456号に記載されている。これら3つの特許の完全な開示は参照され、ここに取り込まれている。
【0012】
フィルタの「有効期間」は一般に、選択されたフィルタを横断する極限圧の低下により規定される。フィルタを横断する圧力形成は、その応用又は設計に合わせ規定されたレベルでの寿命を規定する。この圧力形成は負荷の結果であることから、効率が同じシステムの場合、一般には容量が高いほど有効期間が長い。効率は粒子を通過させる性質というよりはむしろ捕捉する性質である。典型的には、フィルタ媒体が気流流体からの粒子除去に関し高効率であるほど、フィルタ媒体が「有効期間」の差圧に達するのが早い(その他変数が一定であるとして)。本発明のフィルタ媒体(メディア:media/medium)上に形成された微細層は、フィルタ性能及びファイバ配置の両方について、実質的に均一でなければならない。「実質均一である」とは、ファイバが基体を十分に覆っており、被覆された基体全体で少なくとも適度のフィルタ効率を有していることを意味する。十分なフィルタは、多ようなファイバ内への付加を伴いながら生じるだろう。従って、ファインファイバ層は、ファイバ適用範囲、基礎重量、層厚又はファイバ付加に関するその他の測定値を変えることはあるが、それでもなお十分に本発明の範囲内である。比較的小さい微小ファイバの付加によりフィルタ構造全体の効率を上げることができる。
【0013】
不繊布ファインファイバのフィルタ媒体では、グラスファイバ、金属、セラミック及び広範な重合組成体を含む様々な材料が使用されている。様々な技術が直径の小さいミクロファイバ及びナノファイバの製造に使用されている。1つの方法としては、材料を融解物質として、又は引き続き蒸発させられる液体として微小キャピラリー又は開口部を通す方法が挙げられる。ファイバは、またナイロンのような合成ファイバの製造に一般的である「スピナレット」を使用して形成することもできる。静電的紡糸も既知である。このような技術は、皮下注射針、ノズル、キャピラリー又は可動エミッタを含む。これらの構造は、次に高電圧静電気場により収集ゾーンに誘引されるポリマー溶液を提供する。材料はエミッタから引き出されてから静電気ゾーンで加速されるため、ファイバは極めて細くなり、溶媒の蒸発により微細構造を形成することができる。
【0014】
本発明は改良型ポリマー材料を提供する。このポリマーは改良された物理的及び科学的安定性を有する。ポリマーファインファイバ(マイクロファイバ及びナノファイバ)は有用な製品形態に造形できる。ナノファイバは直径200ナノメートル又は0.2ミクロン未満のファイバである。マイクロファイバは直径が0.2ミクロン以上であるが、10ミクロンを越えないファイバである。このファインファイバは改良型多層マイクロフィルタ媒体構造の形に作ることができる。発明のこのファインファイバ層は結合して格子状ネットを形成できるファインファイバの無作為な分布を含む。フィルタ性能は主に粒子の通過に対する微小ファイババリアーの結果として得られる。剛直性、強度、ひだ付け性といった構造特性は、ファインファイバが付着する基体により与えられる。ファインファイバネット網は重要な特徴として、マイクロファイバ又はナノファイバの形をとるファインファイバ及び比較的狭いファイバ間の間隙を有する。このような間隙は、ファイバ間では、典型的には約0.01乃至約25ミクロンの範囲、又は多くは約0.1乃至約10ミクロンの範囲である。ファインファイバ層及び基体層を含むフィルタ製品は、適切に選択された基体を有する薄いものである。ファインファイバはファインファイバとフィルタ媒体全体に対し1ミクロン未満の厚みを加える。その役務に於いては、フィルタは粒子のファインファイバ層の偶発的な通過を阻止し、捕捉された粒子を実質的に表面に負荷させることができる。ダスト又はその他偶発的な粒子を含む粒子は、ファインファイバ表面状に急速にダストの塊を形成し、粒子除去の高い初期及び全体効率を維持する。約0.01乃至約1ミクロンの大きさを持つ比較的微細な汚染物質の場合でも、ファインファイバを含むフィルタ媒体は極めて高い集ダスト能力を有する。
【0015】
ここに開示したポリマー材料は熱、湿度、高流速、逆向きパルス洗浄、動作による摩耗、ミクロン以下の粒子、使用条件及びその他要求要件でのフィルタの清掃による有害な影響に対し、実質的に改善された抵抗性を有している。改良されたマイクロファイバ及びナノファイバの性能は、そのマイクロファイバ又はナノファイバを形成しているポリマー材料の特性改良の結果である。更に、発明の改良ポリマー材料を用いた発明のフィルタ媒体は、より高い効率、より低い流れ抵抗、摩滅性粒子存在下での高い耐久性(応力関連又は環境関連)及び緩んだ小ファイバのない平滑な表面を含む、優れた特性を多く与える。フィルタ材料の全体構造は単位容積あたりの媒体面積を改善し、媒体を通過する速度を低下させ、媒体効率の改善し、そして流れ制限を小さくできる全体的に薄い媒体を提供する。
【0016】
本発明の好適なモードは、第1ポリマー及び第2ポリマーを含むポリマーブレンドであって、前記ポリマーが高温でコンディショニング又は処理された別種ポリマー(ポリマータイプ、分子量又は物理特性が異なる)であるブレンドである。ポリマーブレンドは反応して単一化学種を形成することができるか、又はアニーリング工程により配合組成体と物理的に組み合わすことができる。アニーリングとは、結晶度、応力緩和又は配向といった物理的変化を意味する。好適材料は化学反応により示差走査熱量計分析が単一ポリマー材料を示すような単一ポリマー種になる。このような材料は、好ましい添加材料と組み合わされるとマイクロファイバ上に表面コーティング添加物を形成することができ、これが高温、高湿度及び様々な動作条件に接した時に疎油性、疎水性又はその他関連する改良された安定性を提供する。この分類材料のファインファイバは2ミクロン乃至0.01ミクロン未満の直径を持つことができる。このようなマイクロファイバは添加材料の孤立層を含む平滑面、又はポリマー表面中に部分的に可溶化されているか又は複合化されている添加物の外コーティングを有することができる。配合ポリマー系での使用に好ましい材料としてはナイロン6;ナイロン66;ナイロン6−10;ナイロン(6−66−610)コポリマー及びその他の直鎖の、一般的に脂肪族であるナイロン組成体が挙げられる。好ましいナイロンコポリマー樹脂(SVP−651)を末端基滴定を用い分子量分析した。(J.E.Walz及びG.B.Taylor、ナイロンの分子量決定(determination of the molecular weight of nylon)、Anal.Chem。Vol.19,7巻、pp448〜450(1947)。数平均分子量(Wn)は21,500から24,800の間であった。組成を3種類のナイロンの融解温度状態図から、ナイロン6約45%、ナイロン66約20%、及びナイロン610約25%と推定した。(ページ286、ナイロンプラスチックハンドブック(Nylon Plastics Handbook)、Melvin Kohan編集、Hanser Publisher、New York(1995))。
【0017】
SVP651樹脂について報告されている物理特性は次の通りである:
【0018】
【表1】
87乃至99.9%の範囲の加水分解度を有するポリビニルアルコールはこのようなポリマーシステムに使用できる。これらは好ましく架橋されている。そしてそれらは最も好ましくは架橋され、更に、実質量の疎油性及び疎水性添加物と組み合わされる。
【0019】
本発明の別の好適な実施態様は、ファイバ有効期間又は操作特性を向上するための、添加組成体と組み合わされた単一ポリマー物質を含む。発明の上記側面に有用な好適ポリマーとしては、ナイロンポリマー、塩化ポリビニリデンポリマー、フッ化ポリビニリデンポリマー、ポリビニルアルコールポリマーが挙げられるが、特には強力な疎油性及び疎水性添加物と組み合わされた時にファインファイバ表面上のコーティング内に添加物質と共にマイクロファイバ又はナノファイバを形成することができる上記物資である。更に、同様のナイロンのブレンド、同様の塩化ポリビニルポリマー、塩化ポリビニリデンポリマーのブレンドのような同様のポリマーのブレンドは本発明に有用である。更に、ポリマーブレンド又は異なるポリマーの複合物もまた本発明により想定される。この点に関して互換性を有するポリマー混合体は発明のマイクロファイバ材料の形成に有用である。フルオロ界面活性剤、非イオン性界面活性剤、低分子量樹脂(例えば)3000未満の分子量を持つ第三ブチルフェノール樹脂のような添加組成体が利用できる。樹脂はメチレン架橋基非存在下でのフェノール核間のオリゴマー結合を特徴とする。ヒドロキシル及び第三ブチル基は環周囲の任意の場所に配置することができる。フェノール環間の結合は必ずヒドロキシルの隣であり、無作為ではない。同様にポリマー物質はビスフェノールAより形成された可溶性非直鎖型ポリマー樹脂と組み合わせることができる。このような物質は上記第三ブチルフェノール樹脂に類似しており、アルキレン又はメチレン基といった架橋基非存在下に芳香環に芳香環を直接結合するオリゴマー結合を用い形成される。
【0020】
ポリマー物質は、不織又は織ファイバ及びマイクロファイバの形に加工される。ポリマー物質は製品の安定に必要な物理特性を提供する。これら物質は寸法が大きく変化したり、分子量が低下したり、柔軟性が劣化したり、又は応力亀裂を生じたり、あるいは太陽光、湿気、高温又はその他有害な環境作用により物理的に劣化したりしてはならない。本発明は環境光のような偶発的な電磁放射、熱、湿気及びその他物理的作用を受けた場合にも物理特性を維持できる改良されたポリマー物質に関する。
【0021】
本発明のポリマー組成体に使用可能なポリマー材料としては、ポリオレフィン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、セルロースエーテル及びエステル、ポリアルキレンスルフィド、ポリアリーレンオキサイド、ポリスフフォン、修飾ポリスルフォンポリマーならびにその混合体といった付加ポリマー及び縮合ポリマー物質が挙げられる。これら一般的な分類に該当する好適物質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(塩化ビニル)、ポリメチルメタクリレート(及びその他アクリル樹脂)、ポリスチレン、及びそのコポリマー(ABA型ブロックコポリマーを含む)、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(演歌ビニリデン)、架橋型又は非架橋型の、様々な程度(87%乃至99.5%)に加水分解されたポリビニルアルコールが挙げられる。好適付加ポリマーはカラス質である傾向がある(室温より高いTg)。これは塩化ポリビニル及びポリメチルメタクリレート、ポリスチレンコポリマー組成体又は複合体の場合であり、フッ化ポリビニリデン及びポリビニルアルコール物質の場合には結晶度は低い。ポリアミド縮合ポリマーの1分類はナイロン物質である。用語「ナイロン」は長鎖型の合成ポリアミド全てに当てはまる一般名称である。典型的には、ナイロンの命名はナイロン6−6の様に一連の数字を含んでいるが、これは出発原料がC6ジアミン及びC6二酸(最初の数字はC6ジアミンを、二番目の数字はC6時カルボン酸化合物を表す)であることを表している。別のナイロンは少量の水存在下にエプシロンカプロラクタムの重縮合により作ることができる。この反応は直鎖ポリアミドであるナイロン−6(環式ラクタム−エプシロン−アミノカプロン酸としても知られる)を形成する。更に、ナイロンコポリマーもまた想定される。コポリマーは各種ジアミン化合物、各種二酸化合物及び各種環式ラクタム構造を反応混合体中に組み合わせ、次にポリアミド構造中に無作為にモノマー物質を配置したナイロンを形成することで作ることできる。例えばナイロン6,6−6,10物質はヘキサメチレンジアミンならびに二酸物質のC6及びC10ブレンドから製造されたナイロンである。ナイロン6−6,6−6,10はエプシロンアミノカプロン酸、ヘキサメチレンジアミンならびにC6及びC10二酸物質のブレンドの共重合により製造されたナイロンである。
【0022】
ブロックコポリマーもまた本発明の工程に有用である。このようなコポリマーでは、溶媒膨潤剤の選定が重要である。選択溶媒は両ブロックがその溶媒に可溶性であるものである。一例は塩化メチレン溶媒中のABA(スチレン−EP−スチレン)又はAB(スチレン−EP)ポリマーである。もし成分の一つが溶媒に可溶性でない場合、それはゲルを形成する。このようなブロックコポリマーの例はスチレン−b−ブタジエン及びスチレン−b−水素化ブタジエン(エチレンプロピレン)のKraton(登録商標)型、e−カプロラクタム−b−エチレンオキサイドのPebax(登録商標)型、Sympatex(登録商標)ポリエステル−b−エチレンオキサイドならびにエチレンオキサイド及びイソシアネートのポリウレタンである。
【0023】
フッ化ポリビニリデン、シンジオタクチックポリスチレン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテートのような付加ポリマー、ポリ(アクリロニトリル)及びアクリル酸とメタクリレートとのそのコポリマー、ポリスチレン、ポリ(塩化ビニル)及びその各種コポリマー、ポリ(メチルメタクリレート)及びその各種コポリマーといった非結晶性付加ポリマーは、それらが低圧及び低温にて可溶性であることから比較的容易に溶液紡糸が可能である。しかし、ポリエチレン及びポリプロピレンのような比較的結晶度の高いポリマーは、溶液紡糸する場合は高温、高圧の溶媒を必要とする。従ってポリエチレン及びポリプロピレンを溶液紡糸することはきわめて難しい。静電溶液紡糸はナノファイバ及びミクロファイバ製造法の一つである。
【0024】
我々はまたポリマーが混合した複合形態、又は化学的に架橋結合した構造中に2又はそれ以上のポリマー物質を含むポリマー組成体を形成することについても本質的な利点を見いだした。我々はこのようなポリマー組成体が、ポリマー物質の網状構造の形成を通してポリマー鎖の柔軟性又は鎖の運動性を改善すること、全体分子量を増すこと、及び強度追加すること等ポリマー属性を変化させることで物理特性を改善すると信じている。
【0025】
この概念の実施態様の1つでは、有益な特性のために2種類の関連ポリマー物質を配合することができる。例えば高分子量塩化ポリビニルを低分子量塩化ポリビニルと配合することができる。同様に、高分子量ナイロン物質は低分子量ナイロン物質と配合することができる。更に、一般的ポリマー類の異なる種を配合することができる。例えば高分子量スチレン物質を低分子量の耐衝撃性ポリスチレンと配合することができる。ナイロン−6物質はナイロン−6;6,6;6,10コポリマーのようなナイロンコポリマーと配合できる。更に、87%加水分解ポリビニルアルコールのような加水分解度の低いポリビニルアルコールは、加水分解度98乃至99.9%又はそれ以上である完全加水分解、もしくは過加水分解されたポリビニルアルコールと配合できる。混合体中のこれら物質は全て適当な架橋メカニズムを用い架橋することができる。ナイロンはアミド結合中の窒素原子と反応する架橋剤を用い架橋することができる。ポリビニルアルコール物質はホルムアルデヒドのようなモノアルデヒド、尿素、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂及びその類似体、ホウ酸及びその他無機化合物のようなヒドロキシル反応物質、ジアルデヒド、二酸、ウレタン、エポキシド及びその他既知架橋剤を用いて架橋することができる。架橋技術は周知であり、架橋剤が反応してポリマー鎖の間に共有結合を形成して分子量、薬品耐性、全体強度及び機械的崩壊に対する耐性を大きく改善する現象として理解されている。
【0026】
我々は添加物質がファインファイバの形成に於いてポリマー物質の特性を実質的に向上できることを見いだした。熱、湿気、衝撃、機械応力の作用及びその他有害な環境作用に対する耐性を、添加物質の存在により実質的に向上させることができる。我々は発明のマイクロファイバ物質を加工する際に、添加物質が疎油性特性、疎水性特性を改善でき、そして物質の化学安定性の改善を補助できることを見いだした。我々はこれら疎油性及び疎水性添加物が存在することによって、これら添加物が保護層コーティング、被覆表面を形成するか又は表面からある深度まで貫通してポリマー物質の特性を改善することにより、ミクロファイバの形状を持つ発明のファインファイバが改良されると信じている。我々はこれら物質の重要特性は、疎油特性を併せ持つ強力な疎水基が存在することと信じている。強力な疎水基にはフッ化炭素基、疎水性炭化水素界面活性剤又はブロック、及び実質的な炭化水素オリゴマー組成体が挙げられる。これら物質は、ポリマーと典型的に物理的に結合又は関連できるポリマー物質と両立できる傾向にある分子部分を有する一方で、強力な疎水性又は疎油性基は、添加物がポリマーと関連した結果として表面上に存在するか又はポリマー表面層と複合化又は混合する保護表面層を形成する組成体として製造される。添加レベル10%の0.2ミクロンファイバの場合、添加物が表面芳香に移動した場合、表面厚は約50Åと計算される。移動は嵩高な物質中にある疎油性又は疎水性基の持つ不適合性に拠り起こると信じられている。50Åの厚さは保護コーティングとしては合理的な厚さと考えられる。直径0.05ミクロンのファイバの場合、50Åの厚さは全体の2%に相当する。好ましくは添加物質は約2乃至25重量%の量で用いられる。発明のポリマー物質と組み合わせて使用できるオリゴマー物質としては、フッ素性化学物質、非イオン性界面活性剤、及び低分子量樹脂又はオリゴマーを含む、分子量約500乃至約5000、好ましくは約500乃至約3000のオリゴマーが挙げられる。
【0027】
本発明に有用であるフッ化−有機湿潤剤は次式で表される有機分子であり、
Rf−G
式中のRfはフルオロ脂肪族ラジカルであり、Gはカチオン、アニオン、非イオン又は両性基のような親水基を少なくとも1個含んでいる基である。非イオン性物質が好ましい。Rfは少なくとも2個の炭素原子を含むフッ素化された、単価の脂肪族有機ラジカルである。好ましくは、それは飽和型ペルフルオロ脂肪族単価有機ラジカルである。しかし水素又は塩素原子も骨格鎖中に置換基として存在できる。多くの炭素原子を含むラジカルは適当に機能するだろうが、より短い骨格鎖を持つラジカルに比べ大型のラジカルは一般にフッ素の利用効率が低いことから、約20個を越えない炭素原子を含む化合物が好ましい。好ましくはRfは約2乃至8個の炭素原子を含む。
【0028】
本発明に使用されるフッ化有機剤に有用であるカチオン基としては、酸を含まない(例えば−NH2)又は酸素を含む(例えば酸化アミン)であるアミン又は第四アンモニウムカチオン基が挙げられる。このようなアミン及び第四アンモニウムカチオン親水基は、−NH2、−(NH3)X、−(NH(R2)2)X、−(NH(R2)3)X、又は−N(R2)2→Oといった式を持つが、式中のXはハロゲン化物、水酸化物、硫酸塩、亜硫酸塩又はカルボン酸塩のようなアニオン対イオンであり、R2はH又はC1−18アルキル基であり、そして各R2は別のR2基と同一でも又は別種でもよい。好ましくは、R2はH又はC1−18アルキル基であり、そしてXはフッ化物、水酸化物又は亜硫酸塩である。
【0029】
本発明に使用されるフッ化−有機湿潤剤に有用であるアニオン基としては、イオン化によりアニオンラジカルになることができる基が挙げられる。アニオン基は−COOM、−SO3M、−OSO3M、―PO3HM、−OPO3M2、又は−OPO3HMといった式を持ち、式中MはH、金属イオン、(NR1 4)+又は(SR1 4)+であり、この場合の各R1は独立にH又は置換もしくは非置換C1−C6アルキルである。好ましくはMはNa+又はK+である。本発明に使用されるフッ化有機湿潤剤の好ましいアニオン基は、式−COOM又は−SO3Mを有する。アニオンフッ化有機湿潤剤のグループに含まれるものとしては、それに付加された垂下フッ化炭素基を有するエチレン不飽和型カルボキシル一及び二酸モノマーより一般的に製造されたアニオンポリマー物質である。このような物質としては、FC−430及びFC−431として知られる3Mコーポレーションより得られる界面活性剤が挙げられる。
【0030】
本発明に使用されるフッ化−有機湿潤剤に有用である両性基としては、少なくとも1個の上記カチオン基及び少なくとも1個の上記アニオン基を含む基が挙げられる。
【0031】
本発明に使用されるフッ化−有機湿潤剤に有用である非イオン基としては、親水性ではあるが通常の作物学で使用されるpH条件ではイオン化されない基が挙げられる。非イオン基は式中のxが1より大きい−O(CH2CH2)xOH、−SO2NH2、−SO2NHCH2CH2OH、−SO2N(CH2CH2H)2、−CONH2、−CONHCH2CH2OH、又は−CON(CH2CH2OH)2のような式を有する。このような物質の例は以下の構造式の物質を含む:
F(CF2CF2)n−CH2CH2O−(CH2CH2O)m−H
式中nは2乃至8であり、mは0乃至20である。
【0032】
その他フッ化有機湿潤剤としては、例えば米国特許第2,764,602号;第2,764,603号;第3,147,064号及び第4,069,158号に記載のカチオンフッ化化学物質が挙げられる。このような両性フッ化有機湿潤剤としては、例えば米国特許第2,764,602号;第4,042,522号;第4,069,158号;第4,069,244号;第4,090,967号;第4,161,590号及び4,161,602号に記載の両性フッ化化学物質が挙げられる。このようなアニオンフッ化有機湿潤剤としては、例えば米国特許第2,803,656号;第3,255,131号;第3,450,755号及び第4,090,967号に記載のアニオンフッ化化学物質が挙げられる。
【0033】
このような物質は、duPont Zonyl FSN及びduPont Zonyl FSO非イオン性界面活性剤である。初面のポリマーに使用できる添加物の別の側面は次の一般構造式を持つ3MのScotchgard物質のような低分子量フッ化炭素アクリレート物質を含む:
CF3(CX2)n−アクリレート
この場合式中のXは−F又は−CH3であり、そしてnは1乃至7である。
【0034】
更に、低級アルコールエトキシレート、脂肪酸エトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート等を含む非イオン性炭化水素界面活性剤もまた発明に関する添加物質として使用できる。これら物質の例にはTriton X−100及びTriton N−101が含まれる。
【0035】
本発明の組成体での添加物質としての使用に関し有用な物質は、第3ブチルフェノールオリゴマーである。このような物質は、比較的低分子量の芳香族フェノール樹脂である傾向にある。このような樹脂は、酵素による酸化的共役により製造されたフェノールポリマーである。メチレン架橋を欠くことから固有の化学的及び物理的安定性を獲得している。これらフェノール樹脂は、各種アミン及びエポキシドと架橋することができ、様々なポリマー材料に適合できる。これら材料は、一般にはフェノール基及び芳香族基を持つメチレン架橋基を欠く、繰り返しモチーフのフェノール物質を特徴とする次の構造式で例示される。
【0036】
【化4】
【0037】
【化5】
【0038】
【化6】
【0039】
式中nは1乃至20である。これらフェノール物質の例としてはEnzo−BPA、Enzo−BPA/フェノール、Enzo−TBP、Enzo−COP及びエンザイモルインターナショナル社(Enzymol International Inc.,)、コロンバス(Columbus)、オハイオ州(Ohio)より得られるその他関連フェノール類が挙げられる。
【0040】
各種応用にはきわめて広範囲のファイバフィルタ媒体が存在することを理解すべきである。本発明に記載の耐久性のあるナノファイバ及びミクロファイバはこのいずれの媒体にも加えることができる。本発明に記載のファイバはまた既存の媒体のファイバ成分を代替し、優れた耐久性を有しながらもその直径が小さいことに拠る改良性能の明瞭な利点(効率の向上及び/又は圧低下の軽減)を与えることにも利用できる。
【0041】
ポリマーナノファイバ及びミクロファイバは既知であるが、それらが持つ機械応力に対する脆弱性、及びそれらが持つきわめて高い対容積面積比ゆえの化学崩壊に対する感受性から、その使用はきわめて限定されている。本発明に記載のファイバはこれら限界を取り扱っており、従って広範囲のフィルタ、テキスタイル、メンブレン、及びその他多ような応用において有用であろう。
【0042】
本発明の特に好ましい物質は直径約2乃至0.01ミクロンのマイクロファイバ材料を含む。最も好ましいファイバは0.05乃至0.5ミクロンの範囲である。このような好ましいサイズを持つファイバは、優れたフィルタ活性と、逆向きのパルス清掃の容易さ、及びその他側面を提供する。より好ましい本発明のポリマーシステムは、セルロース基体に接触した際にその基体と十分な強度で接着し、それが基体にしっかり結合され、逆向き清掃技術及びその他機械応力の剥離作用に耐えることができるような接着特性を有する。このような様式では、ポリマー物質はフィルタ構造を逆向きに横断すること以外は典型的なフィルタ条件に実質等しいパルス清掃作業を受けている間も基体に接着し続けなければならない。このような接着はファイバを基体と接触させた時、又は基体上のファイバを熱又は圧で後処理した時に、ファイバ形成の溶媒作用より起こる。しかし水素結合、Tg以上又は以下で生じるポリマーと基体間の接触、及び添加物を含むポリマーの組成といったポリマー特性が接着の決定に重要な役割を果たしていると考えられる。接着時に溶媒又は水蒸気でポリマーを可塑化するとポリマーの接着力を大きくすることができる。
【0043】
本発明の重要な側面は、形成されたこのようなミクロファイバ又はナノファイバ物質をフィルタ構造内に利用することである。このような構造では、本発明のファインファイバ物質はフィルタ媒体上に形成されるか、又は接着される。不織布、合成ファイバ不織布及びセルロース、合成ファイバ及びガラスファイバブレンドの不織不のような天然ファイバ及び合成ファイバ構造、有機ポリマーの押し出され穴が開けられたUF及びMFメンブレンのようなプラスチックスクリーン様物質が利用できる。次に流体より懸濁している又は含まれる粒子を取り除くことを目的として、気流又は液流を含むその流体流内に配置されるフィルタ構造内にシート状の基体を形成することができる。フィルタ材料の形状及び構造は設計エンジニアしだいである。形成後のフィルタエレメントの重要なパラメータの1つは熱、湿度又はその両方の作用に対する抵抗性である。本発明のフィルタ媒体の一側面は、十分な期間温水内への浸漬に耐うるフィルタ媒体の能力の試験である。浸漬試験は高温湿潤状態におけるファインファイバの耐久性及び強力な洗剤及び強力なアルカリ性物質を高い割合で含むことがある水溶液中でのフィルタエレメントの洗浄に対する耐久性に関し価値ある情報を提供できる。好ましくは本発明のファインファイバ物質は温水への浸漬に耐えることができ、少なくとも基体表面上に形成された委細ファイバの50%が保持される。ファインファイバの少なくとも50%が保持されると、フィルタ能力の損失又は背圧の増加なしに本質的なファイバの有効性を保つことができる。少なくとも75%が残ることが最も好ましい。
【0044】
ファインファイバフィルタ構造には、フィルタが1又はそれ以上の合成、セルロース又は配合布又は基体と組み合わされた、又はそれにより分離された少なくとも1又はそれ以上のファインファイバ層を含む二層又は多層構造を含む。
【0045】
我々はフィルタ構造中のファイバ及びマイクロファイバ層の重要特性がマイクロファイバが特に高温にて湿気、水分又は溶媒にふれた時の温度耐性、湿度又は水分耐性及び溶媒耐性に関係すると信じている。更に、本発明の物質の第2の重要な特性は、基体構造への物質の接着に関する。このマイクロファイバ層接着はフィルタ材料の重要特性であり、基体からマイクロファイバ層を剥がすことなしに物質を製造することができ、大きく剥離することなしにマイクロファイバ層に基体を加えたものをプリーツ、ロール物質及びその他構造に加工することができる。我々は温度を一方のポリマー物質の溶解温度まで、又は溶解温度近くであるが溶解温度より低い温度、典型的には最低溶解温度より低い温度まで上げる製造工程の加熱段階が、ファイバの相互間又は基体への接着を実質的に向上させることを見いだした。融解温度又はそれより高い温度では、ファインファイバはそのファイバ構造を失うことがある。また加熱速度の制御も重要である。ファイバをその結晶化温度に長時間曝した場合にもそのファイバ構造が失われる可能性がある。注意深く熱処理すると、付加物質が表面に移動してファイバ表面上に疎水基又は疎油基を露出する外部付加層が形成される結果、ポリマー特性が改善される。
【0046】
性能の判定基準は、最終用途に応じて物質がフィルタ有効性の30%、50%、80%又は90%を残しながら様々なファイバ又はフィルタ動作温度、即ち140°F、160°F、270°F、300°Fの温度に1又は3時間無傷状態を維持できることである。性能の別の判定基準は、最終用途に応じてフィルタ内の有効ファインファイバの30%、50%、80%又は90%が維持されながら、最終用途に応じて物質が様々な動作温度、即ち140°F、160°F、270°F、300°Fにおいて1時間又は3時間無傷状態を保つことができることである。付帯の空気が通常の速度でフィルタを通過する限りにおいては、ファイバ温度が室温より高い温度であり続けることが多い。流れが制限された場合、外気が暑い場合、装置の動作が異常な場合又は空気流が停止した後装置が高温に留まった場合には、ファイバ又はフィルタは高温に曝される可能性がある。このような温度で破壊されずに残ることは、低湿度、高湿度及び水飽和空気内でも重要である。発明のマイクロファイバ及びフィルタ物質は、物質が160°Fより高い温度で浸漬された場合に5分以上その有効性を維持できる場合には、耐湿性と見なされる。同様に発明のマイクロファイバ及びフィルタ材料の溶媒耐性は、エタノール、ハイドロカーボン、圧媒液、又は芳香族溶媒のような溶媒と5分以上、70°Fで接触させた時に、50%異常の有効性を保つことができる物質から得られる。
【0047】
本発明のファインファイバ物質は、集ダスト、ガスタービン、及びエンジンの空気取り入れ又は誘導システム用パルスクリーンフィルタ又は非パルスクリーンフィルタ;バスタービン用取り入れ又は誘導システム、強力エンジン用の取り入れ又は誘導システム、軽量乗り物用エンジンの取り入れ又は誘導システム;ジー(Zee)フィルタ;乗り物乗員室の空気;オフロード用乗り物の乗員室の空気、ディスクドライブの空気、コピートナーの除去;商業用又は住宅用のフィルタ利用の両方におけるHVACフィルタを含む各種フィルタ応用に利用できる。
【0048】
フィルタ媒体についてより需要が高い想像されることから、有意に改善された物質には100°F乃至250°F及び300°Fまでの高温範囲、10%乃至90%、100%までの高い湿度、
気体及び液体両方の高い流速に耐え、且つミクロン及びミクロン以下の粒子(約0.01乃至10ミクロンを越える範囲)をフィルタして流体流より研磨性及び非研磨性、ならびに反応性及び非反応性粒子を取り除くことが求められる。
【0049】
我々はこの応用に関し、ファインファイバの臨界的追加量があることを見いだした。ファインファイバは、ファインファイバの単層内に約15%乃至約80%の有効性が得られる量基体上に配置される。好ましい追加パラメータは、次の通りであるが、ファインファイバ追加量の上限は、剛率5%乃至40%(ボイド分画90%乃至60%)のファイバ層で0.1〜3ミクロン厚であろう。この場合、基礎重量は0.00005乃至0.2mg−cm−2又は0.00055乃至2lb.〜3000ft−2である。(lbs/3000ft−2はテキスタイル及び製紙標準単位である)。このファインファイバの追加量は典型的な操作量よりも少ないが、フィルタエレメントの両側又は反対側に配置した場合には、有効性と有効危難を維持するのに十分なファインファイバを含む。
【0050】
フィルタ媒体は、機械的に安定なフィルタ構造中に基体物質と組み合わせてミクロファイバウェブ又はナノファイバウェブを少なくとも1つ含む。これらの層は1つとなり、気体又は液体のような流体がフィルタ媒体を通過する際に優れたフィルタ、高い粒子捕捉、最少流れ制限時の有効性を提供する。基体は流体流の上流、下流、又は内部層の中に配置することができる。様々な産業が近年フィルタ目的のフィルタ媒体の使用、即ち気体又は液体のような流体からの不要な粒子の除去に大きな関心を向けている。一般のフィルタ工程は、空気流又はその他気体流を含む流体から、又は圧媒液、潤滑油、燃料、水流、又はその他液体のような液体流から粒子を除く。このようなフィルタ工程は、ミクロファイバ及び基体物質の機械強度、ならびに化学的及び物理的安定性を必要とする。フィルタ媒体は広範囲の温度条件、湿度、機械的振動及びショック、及び流体流中に含まれる反応性乃至非反応性、研磨性乃至非研磨性粒子に曝されることがある。更に、フィルタ媒体はしばしば、フィルタ媒体を逆向きのパルス圧に曝す自己清掃能力(短時間流体流を逆転し表面を覆う粒子を排除する)、又はフィルタ媒体の表面にある粒子を取り除くことができるその他の清掃機構を必要とする。このような逆転清掃により大きな改善がもたらされる。(即ち、)パルス清掃後に圧低下が小さくなる。粒子捕捉効率は、一般にはパルス清掃により改善されないが、パルス清掃は圧力の低下を軽減し、フィルタ動作のエネルギーを節約する。このようなフィルタは、保守を目的として取り外すことができ、水性又は非水性洗浄組成体の中で洗うことができる。このような媒体は、ファインファイバを紡糸してから多孔性の基体の上にマイクロファイバの格子状ウェブを形成することで製造されることが多い。紡糸工程では、ファイバはファイバ間に物理的結合を形成しファイバマットを一体層に組み合わせる。次に、このような物質は、カートリッジ、フラットディスク、キャニスタ、パネル、バッグ、及びポーチのような所望のフィルタ形状に作り上げられる。媒体は、このような構造の内、支持基体上に実質的にひだ付けされ、巻かれ、又はその他の形で配置することができる。
【0051】
そのようなバッグは、綿、麻、又は他の天然ファイバのようなセルロースファイバ、ガラスファイバを含む無機ファイバ、又は、ポリエステルポリマー、ナイロンポリマー又は他の従来のファイバ又はポリマー材料のような有機ファイバを含む様々な従来のファイバから形成することができる。本発明のフィルタバッグは布でも布でなくてもよい。布バッグでは、一般にはフィルタは典型的な織形式のファイバの格子状メッシュに形づくられる。不織布は、一般的にはファイバを重要でない又は特定の方向に緩やかに作った後ファイバをフィルタ布に結合することで作られる。特に重要な布の1つは、フェルト布である。典型的には、空気の通過及び粒子の捕捉の作用に対し優れた弾性及び抵抗性を示すファイバが用いられる。布は、化学的粒子に関し安定でなければならず、またバッグハウスを通過する空気及びフィルタ表面に捕捉される粒子の温度の両方の温度変化に関して安定でなければならない。チューブ状フィルタ及びシート状フィルタバッグは、一般には、外部からの粒子を含む気体流をバッグ構造の内部から出て行く形でその内部に通す。このような動作形式では圧がある方向に低下するため、動作中にバッグがつぶれ易くなる。逆向きに取り付け、逆向きの気流で動作する「裏返しバッグ」もある。ダストを含む空気がバッグ内側に流れ込み、そして外部に出て行く。このような利用法では、ファイバはバッグの内側又は両面に配置される。清掃時、このようなバッグは振られるか、又は振動を加えられる。
【0052】
典型的には本発明のフィルタ構造は、バッグ内側の上に一般的に形成された好適支持構造の上に布を支持することで、それら有用な開放形状に維持される。このような支持体は、巻き線又はケージ様構造の形状を持つライナーメンブレンから作ることができる。あるいは、支持体は、バッグの形状を模した有孔セラミック又は金属構造を含むことができる。いずれの場合も、支持体構造は、構造を通る空気通路の前になければならず、そしてフィルタバッグの圧低下を大きくしてはならない。一般にこのような支持体構造は、支持構造がフィルタバッグ内側全体に接してフィルタバッグを効率的なフィルタ形状又は確定した状態に維持するよう形作られる。
【0053】
動作圧の低下を一定に保つ又は小さくするために、フィルタバッグは動作中にパルス清掃されることが多い。パルス清掃動作中、空気のパルスが通常のフィルタ方向とは逆の方向にフィルタバッグ内を通過する。この空気パルスの作用は2つの重要な結果をもたらす。第1は、パルスが上昇した内圧に反応してフィルタバッグを屈曲させる傾向にあることである。このような外向きの屈曲運動は、バッグ外側にフィルタ塊として蓄積した粒子を機械的に除去する傾向がある。更に、フィルタバッグの表面を反対方向に通過する空気流の増加により、フィルタバッグ構造内の孔開口部を通過する空気の作用により粒子が除去されるようになる。動作中にバッグ内を反対方向に通過する空気の作用の重要な結果は、フィルタバッグ外側に形成された粒子又はフィルタ塊の量を減らす方向に向かわせ、その結果フィルタバッグの圧低下は、構造の効果的な動作によりかなった程度まで戻る。このようなパルス清掃動作は、バッグハウス内にある様々な内部構造を利用し実施できる。あるいはハウジングは、バッグハウス内側に空気の逆向きパルス流を導入する構造を支持するために、支持構造内に取り付けることができる、又は支持構造から取り外すことができる空気開口部又はスプレーヘッドを含むことができる。
【0054】
全フィルタ構造の動作では、空気は空気取り入れ口からバッグハウス構造を通り出口に至る。一般に、ハウジングを通る空気の運動を引き起こす手段としては、ファン、タービン、又はその他の空気移動装置を挙げられる。一般にこのような空気移動手段は、空気出口内に設置され、空気を出口からハウジングの外に出す一方で、ハウジング内部に減圧域を作り出し、空気を入口内に引き込みバッグハウスに通す。粒子を含む空気は、フィルタバッグ外側に接触するため、粒子はバッグ外側で捕捉され、バッグハウス又はフィルタ構造から粒子がでることを阻止している。清浄化された空気は、フィルタバッグ内部から引き出されバッグハウスの清浄区間を通され、次に清浄空気は外部環境に向かうか、その空気の発生した動作環境内に戻される。
【0055】
本発明は、フィルタ動作又は装置の能力を保守し改善するために、容易に交換できるフィルタエレメントを複数含むフィルタ装置及び改良型フィルタ構造に関する。このフィルタ構造は、空気流量及びダスト粒子に応じて様々な寸法に作ることができる。本発明のフィルタ構造は、フィルタ装置を閉じこめたハウジングを用いて作られるが、このハウジングは、空気をハウジングとフィルタ構造とを合体させたハウジング内に通す手段を有している。ハウジングは、粒子発生場所から粒子を含んだ空気流をハウジング内に導き、粒子を除去し清浄化された空気流を元の場所又は外部環境に戻すのに適している。大型装置の場合、本発明のフィルタ構造は、一般には工業動作で作られた空気流からダストを除去するのに用いられる。空気汚染に対する関心は高まっており、そして空気又はその他排気流を発生場所又は外気中に戻す前に、それら流体よりダスト、汚れ及びその他粒子を取り除くことが強く望まれている。現在の環境要求は厳しく、そしてこれから更に厳しさが増すと予想される。バッグフィルタハウジングの能力、効率及び保守の容易さを高めるという本質的な需要は、重要な最終目標である。
【0056】
バッグハウス構造内に収容されるものは、上記構造のいずれかを有することができるバッグハウス・エレメントである。上記構造内に保持されるフィルタエレメントは、典型的にはファインファイバ層と共に少なくとも1層の織布又は不織布層を含でいる多孔性エレメントである。本発明のエレメントに有用な布としては、通常のファイバ物質から作れた織又は不織布の両方が挙げられる。バッグハウス・エレメント媒体に使用できる一般的ファイバとしては、綿又はウールのような天然ファイバ、ならびにポリエステル、ナイロン、ポリアミド、ポリオレフィン等の合成ファイバが挙げられる。本発明のエレメントの構築に関する好ましい様式の1つとしては、フェルト媒体を用いることが挙げられる。フェルトは最も古くそして最もよく知られた不織ものである典型的な、不織布である。一般には、フェルトは、フェルト材料の分離ファイバを置いて、一般に利用可能なフェルト結合技術を用いてフェルトをフェルト層に圧縮することで作られる、通常は天然又は合成ファイバから作られる圧縮された多孔性の不織布と考えられる。
【0057】
(図面の詳細な説明)
図1には、本発明によるフィルタフレーム・アッセンブリが用いられている典型的なシステムを示す概略図を例示している。図1では、バッグハウス・エアフィルタが20に一般的に示されている。バッグハウス・エアフィルタ20は、側壁21、後壁22、前壁23、及び本概略図では除かれている、側壁21の反対にある側壁より形作られた閉鎖体を組み込んでいる。これら壁は一般には直交閉鎖構造、即ちハウジング又はキャビネットを形成している。前壁23は第1及び第2ドアパネル24、25を含む。例示の概略図では、第1及び第2ドア24,25は、それぞれ上部及び下部位置に対応している。第1及び第2ドア24,25は、開放及び閉鎖することができ、バッグハウス・エアフィルタ20の内部26へのアクセスを提供する。
【0058】
基底部30の反対側、バッグハウス・エアフィルタ20の頂点部は未フィルタ又は汚れた空気を取り込むための入り口路又は口28を有する可動式の頂点部カバー部材27である。バッグハウス・エアフィルタ20内には、側壁間に伸び、そして後壁22と間隔を開けて、壁上端部より下端部に向かって伸び基底部30近くで終わるバッフル29があり、未フィルタの空気を閉鎖体の内部26に導くキャビネット後方の通路を提供している。頂点部カバー部材27には頂点部カバー27に取り付けられるモータ又はブロワが配置される。カバー部材27は清浄空気出口32を画定している。内部26の内、取り入れ口28から離れたバッフル29の側方で、ブロワ31の下に、一般的に33で示されるフィルタ部が配置される。フィルタ部33には、空気からダスト及びその他粒子を除くためのフィルタエレメントが複数含まれる。
【0059】
空気は流入して矢印34で示す経路を辿る。即ち、ブロワ31が真空を作り出し、これが汚れた空気を取り入れ口28内に引き込み、流路部38を下らせ、フィルタ部33の底に誘導する。次に、空気はフィルタ部33を通過し、フィルタ部内のフィルタエレメントを通り、清浄空気が充満する空間35に入る。次に、清浄空気は出口32を通り排気される。
【0060】
フィルタ部33内のフィルタエレメント70は、複数の布製バッグを含むことができる。このようなシステムでは、ダスト及びその他粒子状物質は布製バッグ表面を通過できない。ダストは基底部まで又はパン36内に落下するか、あるいは布製バッグ外側に付着する。震動棒37は布製バッグの端部を横切り伸びている。定期的にペダル39を使って手動により又は自動的に震動棒37が作動され、震動棒37は布製バックを上下に叩いて、バッグ70の外側に塊を作っているダストを取り除く。例示の実施態様では、各バッグ70は一般には実質的に平行な壁83、84を持つ長方形のバッグである。ハウジング内には、少なくとも2個、典型的は10〜100個の、200個は越えないフィルタバッグがある。
【0061】
上記概略述べた動作原理は、Pierceらの米国特許第3,733,790号に記載されており、この特許はここに参照され取り込まれている。
【0062】
フィルタ部33は、閉鎖体の側壁21及び対向する側壁に好適に取り付けられているフランジ部材52上に溶接等の手段により取り付けられており、前記フランジ構造はその中にフィルタフレームが取り付けられる溝付きガイド部53を有している。フィルタフレーム53は、溝付きサイドフレーム部材58と、それに好適に接続され一般に長方形構造を形成するストラップ型端部部材60とを含むものとして、図3及び4に最もよく示されている。溝付きサイド部材58の頂点部にはスロット62が配置されており、以下記すようにそこを通してフィルタエレメントは挿入され、そして除去される。フィルタエレメントは、その端部に取り付けられたクリップ72等により閉鎖され、そして反対側の端部には取り付け金具74を有し、フィルタフレームの溝付きフレーム側部58の内又はその間に保持されている複数のバッグ型エレメントとして、70で示されている。これらバッグは、スロット62を通してフレーム上部に差し込まれ、ブロック型スペーサ部材75によって個々のフィルタ部材70の間に気密シールが得られるように間隔が取られる。ガスケット又はその他好適なストリッピング76がスペーサ頂点部及びフィルタ取り付け端部74に配置され、フレーム内のフィルタバッグエレメントの気密性及び移動の制約性のある配置を確保している。図4に見られるように各バッグ70は、空気が上流側78から下流側79(バッグ内部)を通過した後にそこを通り出口32に出ていく清浄空気開口部77を有している。清浄空気開口部77はバッグ70の内部容積81と連絡している。
【0063】
フィルタエレメント70の数は、スペーサの大きさ及び数を減らす又は増やすことで変更でき、フィルタの能力を変えることができる。フィルタエレメント70は、フランジ部52の溝付きフレーム部53の閉鎖体内に、その中にスライドして入り、ドア25又は前壁23、側壁21及びバッフル部29より画定される閉鎖体内を満するように取り付けられている。フィルタエレメント70は、閉鎖体前面とバッフル部29との間の距離に実質的に同一の幅寸法を持ち、平行になるよう間隔を開けて取り付けられて、連続するフィルタ表面を画定しており、内部の未フィルタの空気は、その連続するフィルタ表面を通してブロワ31によって吸引されてその内部に引き込まれ、その出口32より放出されなければならない。
【0064】
フィルタ装置の動作では、ブロワ31を作動させると、気流は頂点部閉鎖体27にある入り口を通り、吸気口28からバッフル分離部29と後壁22とにより画定される閉鎖体の一側に導かれる。この空気流は、バッフル29の端部周囲を回りフィルタ部33を通過する。汚れた空気流は、上流側78から下流側79に通されることで個々のエレメント70を通過し、清浄空気開口部77を通り外に出る。清浄空気は、ブロワ31により閉鎖体の外に引き出され、ブロワはフィルタされた空気を頂点部カバーのグリル又は出口32から放出する。フィルタ部の汚れは、フィルタ70を震動する震動器37のペダル39を動かしてフィルタを揺り動かすことで取り除かれる。フィルタ表面に蓄積したダスト及び汚れはフィルタ表面より揺さぶられ、閉鎖体基底部30に落され、そこでそれらはドア部25を通して手動により取り除かれる。
【0065】
図5〜図7には、バッグハウスフィルタ・アッセンブリの別の実施態様が提供されている。図5で、一部が切り取られて描かれている集塵機100は、汚染空気取り入れ口104と清浄空気排出口105とを持つ外側ハウジング102を含む。チューブシート107が、ハウジング102を汚染空気側又は汚染空気部108と清浄空気側、清浄空気部又は充満部(プリナム)109とに分けている。汚染空気部108内には、複数のフィルタチューブ又はバッグ120が備えられている。各フィルタチューブ120は、チューブシート107と結合又は隣接する清浄空気出口又は開口端部130を持っており、組み立てに際しては清浄空気が開口端部130から清浄空気部190内に出て行くように配向される。
【0066】
動作中、汚染空気は汚染空気取り入れ口104を通りハウジング102内に入る。次に、空気はフィルタチューブ又はバッグ120に向かわされる。空気がバッグ120内に入ると、空気に含まれる粒子状物質はバッグ120の外壁140上に捕捉される。次に、バッグ120の内側の清浄空気は上向きに流れ、開口端部130を通って(バッグから)出て、チューブシート107を通り清浄空気部109内に入る。次に、清浄空気は清浄空気排出口105を通り、集塵機から排気又は換気される。
【0067】
上記配置の通常の様式では、集塵機100は取り入れ口バッフル構造160、フィルタチーブ・アクセスドア170、集塵機ホッパ180、及びダスト排出口190を含んでいる。
【0068】
更に、例示の配置は、フィルタチューブ又はバッグ120を定期的に清掃するための圧縮空気装置又は配置を含んでいる。一般に本配置200は、圧縮ガスの選択された周期パルスを逆方向にフィルタチューブ又はバッグ120に提供する。これがバッグ外壁140に集められたダストを押し戻して、ダストをホッパ180内に落下させ、落ちたダストはダスト取り出し口190から取り出すことができる。この清掃動作を実行するのに使用する圧縮空気タンクは210に描かれている。例示及び記載のタイプの圧縮空気清掃配置は、集塵機において一般的である。
【0069】
図5に示すタイプの大規模な産業用集塵機では、チューブシート107は、一般的には、その中に個々のフィルタバッグ120を取り付けるための孔を48乃至484個含んでいる。従って、この配置では典型的には48乃至484個のフィルタバッグ120を含んでいる。
【0070】
始動時及び組立て時には、フィルタバッグ120を設置する必要がある。この作業は一般には、設置時にチューブシート107をアクセスドア170を通して入れて、設置又は監督する者により行われる。又、フィルタチューブ120は定期的に保守あるいは交換する必要があり、この場合も作業員がチューブシート170をアクセスドア170を通して中に入れて、設置又は監督する。
【0071】
まず図6に注目する。図6は、図5に例示したタイプの集塵機内にフィルタチューブを設置する段階を図示した部分概略図である。図6を参照すると、チューブシート107が部分概略図として示されている。125には、汚染空気部と清浄空気部と(それぞれ図5の108、109)の連絡を提供しているチューブシート107内の様々な孔が示されている。
【0072】
図6を見ると、フィルタチューブ・アッセンブリ128が描かれている。フィルタチューブ・アッセンブリ128は、フィルタバッグ120と、フィルタチューブ・フレーム129と、チューブフレーム・フランジ(又は頂点部フランジ)130とを含む。動作時には、柔らかな布構造体であるフィルタチューブ又はバッグ120は、バッグ120の頂端部132がフランジ130と結合して作動するようになるまで、フィルタチューブ・フレーム129の上をスライドさせられる。フランジ130とチューブ120との好ましい接続は、図7に関連して以下に記載される。フィルタチューブ・フレーム129は、使用中はバッグ120の内側に配置され、そしてバッグ120に潰されないような内部支持を与える。組み立て中、配置128は、フランジ130がチューブシート107とかみ合うまで開口部125の1つを通り下方にスライドされる。次に、フランジ130は、以下に記載のコネクタ配置によりチューブシート107に固定される。
【0073】
図7を参照すると、フィルタバッグ120がチューブ・リング145の周囲に縫いつけられた(sewn)部分を含む頂端部132と併せて示されている。チューブ・リング145は従来の軟質重合体のO−リングである。
【0074】
頂点フランジ130は、外縁部149及び内縁部150を含んでいる。チューブ・リング145は、プレート152の下、外縁部149と内縁部150との間に画定されたくぼみ151に適合するよな大きさと形に造形されている。それはまた、外縁部150の外面153に対しフィルタバッグ120がしっかり固定される大きさに作られる。これによりバッグは所定位置に固定される。(図7には外枠129が示されていないことに注意。)
フレームフランジ130及びチューブシート107間の確実な接続は、コネクタ・アッセンブリ155により提供される。コネクタ・アッセンブリ155は、リブナット157及びボルト158を含むボルト構造体を含む。リブナット157は、一般の内側にねじが切られたものであり、リブナットは通常の様式、即ちフランジ161及び162の圧縮により、チューブシート107内のボルト穴159に固定されている。チューブシート107をフランジ161及び162間に圧縮した結果、リブナット157はチューブシート107にしっかり、回転しないように配置される。別の方法としては、所定位置のリブナットに類似のナット及び類似の固定アタッチメントを溶接する方法がある。
【0075】
上記詳述、例及びデータは、本発明の組成体の製造及び仕様の完全な記述を提供する。本発明の多くの実施態様が発明の精神及び範囲から逸脱すること成しに実施できることから、本発明は添付の請求項にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】
動作中のバッグハウス集塵機の概略図である。
【図2】
一部が切り取られた図1のフィルタ装置の側立面図である。
【図3】
図2内の3−3の線に沿った図2の装置の断面図である。
【図4】
図3の装置の側立面図である。
【図5】
内部の詳細を示すために一部を切り取ったバッグハウス集塵機の別の実施態様の透視図である。
【図6】
図5のバッグハウス内で使用されるフィルタチューブ、フィルタチューブ・フレーム、チューブフランジ、チューブシートの展開された一部概略図である。
【図7】
1つに組み立てられたフィルタチューブ、フィルタチューブ・フレーム、チューブフランジ及びチューブシートを描写する拡大された一部断面図である。
本願は2001年8月21日に、米国に所在する会社法人であるドナルドソンカンパニー社(Donaldson Company、Inc)により、米国を除き全ての国を指定したPCT国際特許出願として出願されたものであり、2000年9月5日出願の米国出願番号第60/230,138号、及び2001年5月31日出願の米国出願番号第09/871,006号の優先権を主張するものである。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、気体又は液体を含む流体から粒子をフィルタするためのフィルタ構造体又は構造を記載する。より具体的には、本発明は、バッグハウス・フィルタエレメントに関する。フィルタエレメントはバッグハウス内で用いられ、典型的には気体流出物から含まれる粒子を取り除く。バッグハウスフィルタ構造は、典型的には大量の気体流出物を処理し、塵(ダスト)及び砂(グリット)を取り除くのに使用される。本発明は、更に、フィルタアッセンブリ、構造及び方法に関する。より具体的には、本発明は、フィルタエレメントが気体流体よりダスト又はその他粒子をフィルタするためにキャビネット内に吊り下げられた一連のバッグを含んでいるキャビネット・フィルタアッセンブリに関する。本発明のダストキャビネットに有用なバッグは、様々な構造形状又は構成を含むことができる。本発明のキャビネットに関するフィルタエレメントのバッグは、長い有効期間と高いフィルタ効率とを併せ持っている。バッグは折りたたみ対称性を持つフィルタチューブ又はシート状フィルタ構造を含むことができる。フィルタハウジングは、多数の、しかしフィルタする空気の量に応じてその数が変わるバッグを含むことができる。
【0003】
(発明の背景)
バッグハウスとしても知られる集塵機は、一般には産業排液あるいは排気から粒状物質をフィルタするのに使用される。フィルタされ清浄化された排気は大気中に放出し、あるいは再循環することができる。このようなバッグハウス集塵機構造は一般に、キャビネット又は同様の構造中に支持された1又はそれ以上のフレキシブル・フィルタバンクを含んでいる。このようなフィルタキャビネット及びバンクでは、フィルタバッグは通常キャビネット内に固定され、流出物が効率的にバッグを通過し、含まれる粒子を効率的に除去する位置に維持されている。キャビネット内に固定されたフィルタバッグは、一般、に汚染されたエアーサイドと清浄なエアーサイドとを隔離し、フィルタバッグを支持して効率的な動作を維持する構造により支えられている。
【0004】
(発明の概要)
我々はバッグハウス・エレメントにファインファイバ層(最大直径約0.5ミクロンを有するファイバ)を利用することでバッグハウス・エレメントの有効性を維持又は改良できること、及びバッグハウス・エレメントの全有効期間を実質的に維持し改良できることを見いだした。フィルタ動作中、バッグハウス・エレメントに衝突した粒子はフィルタ構造の表面により停止され、その上に留められる。フィルタ表面上にこのような粒状物質が付着すると、ある時点からフィルタ寿命及び粒子除去効率は低下し始める。我々は、フィルタエレメントの反対側にファインファイバを配置すると、フィルタの寿命を大きく延長しながらもフィルタの効率が維持されることを見いだした。逆向きのパルス清掃ステップを利用し蓄積された粒子を除去し、圧低下を実質的に軽減することができる。
【0005】
我々は本発明のバッグハウス構造が少なくとも2つの実施態様がとれることを見いだしている。第1の実施態様では、ファインファイバフィルタ構造は粒子がバックに衝突する表面上に形成されたファインファイバで、その端部が密封されている管状バッグ又は部材上に多孔性の管状層の形を取ることができる。管状部材の開放端にはカラーが取り囲んでいる管状部材を適合させることができる。カラーは管状部材とバッグハウス構造中の支持構造との間に密着させて組み込むことができる。このような部材は、孔の開いたチューブ又はワイヤーメッシュを含む様々な構造を含むことができる。
【0006】
第2の実施態様では、ファインファイバ構造は、汚れた又はダストのある側から清浄な側を隔離するように、対縁や継ぎ目に沿って接続され又は密閉されたほぼ長方形の布パネルから形成されたバッグ上にある、多孔性フィルタ層の形をとることができる。好適な実施態様では、単一の、ほぼ長方形の細長ストリップ布は二分された下端部に沿って折りたたまれ、粒子がバックと衝突する表面上にファインファイバが形成された折りたたみ構造を形成する。実質U字型の金属クリップを、各バッグの下端部及びシム部材の側部に沿って伸ばすか、又は1つにクリップで留めてバックの下端部をその間に挟むことができる。この部材の目的は、バック下端部に十分な重さを提供してバッグを垂直位置に保つと共に、バックを通る気体及びその中の差圧の影響を受けてバックの一部が上向きに引っ張られるのを防ぐことである。ワイヤーメッシュ又はその他の好適な材料がバック内部に閉じ込められ、パネルが潰されるのを防ぎ、そして気体が確実に各バックの表面まで運ばれるようにしている。カラーが各バックの上面又は端部に配置される。このようなカラーは、適切且つ効率的なフィルタ動作を目的としてバッグをキャビネット内に密着させるために用いられる。本明細書では、用語「フィルタ目的に対し変化しない」とは、選択された応用に必要とされる程度に流体の流れから粒子を取り除く効率を十分維持していることを意味する。
【0007】
本発明はまた、熱、湿度、反応性物質、及び機械的応力に対し、改善された環境安定性を持たせ製造できるポリマー材料にも関する。このような材料は、改良された安定性と強度とを持つマイクロファイバやナノファイバといったファインファイバの形成に使用できる。ファイバのサイズが小さくなることから、材料の残存性がより大きな問題である。このようなファインファイバは様々な応用に有用である。応用の1つでは、フィルタ構造はこのファインファイバ技術を用い製造できる。本発明は、ポリマー、重合性組成物、ファイバ、フィルタ、フィルタ構造体、及びフィルタ方法に関する。本発明の応用は、特に流体の流れ、例えば気流及び液(例えば非水性及び水性の)流からの粒子のフィルタに関係する。本明細書に記載の技術は、フィルタ媒体(メディア:media/medium)中に1又はそれ以上のファインファイバの層を有する構造に関係する。組成体及びファイバのサイズは、特性と残存性との組み合わせに従って選択される。
【0008】
(発明の詳細な説明)
本発明は、フィルタ装置、又は容易に交換でき、フィルタ動作又は装置の能力を維持し、改善することができる複数のフィルタエレメントを含む改良されたフィルタ構造に関する。フィルタ構造は、空気流量及びダスト粒子に応じ様々な外形に形成できる。本発明のフィルタ構造は、フィルタ装置を封入するハウジングを用い形成されるが、このハウジングは、ハウジング及びフィルタ構造を取り込んだハウジングに空気を通すための手段を有している。ハウジングは、粒子発生箇所から持ち込まれた粒子を有する空気流をハウジング内に送り、粒子を除去して清浄化された空気流を元の場所又は外部環境に戻すのに適している。大規模な例では、本発明のフィルタ構造は、一般に工業動作で生ずる空気流からのダスト除去に利用される。空気汚染に対する関心は高まっており、発生場所又は外気に戻す前にダスト、汚れ、砂、及びその他粒子を空気あるいはその他の排気流より除くことが強く望まれている。現在も環境規制は厳しいが、今後更に、厳しくなると予想されている。バックフィルタハウジングの能力、効率、及び保守の容易さを高めるという明確なニーズが、重要な最終目的である。このようなバッグハウスは、フィルタバッグの形をした様々なフィルタエレメントを含んでいる。このようなフィルタバッグは、多くの場合、折りたたまれたシートのチューブ状に形成され、そしてバッグはバッグが密閉されるようにハウジング内に入れられる。このようなバッグハウジングの動作では、粒子を含む空気はバッグを通過し、バッグ構造体の内部から清浄な空気が出て行く。ダストは典型的にはバッグの外表面上に集まる。
【0009】
本発明のミクロファイバ又はナノファイバ含有層を含む微細ファイバは、約0.001乃至2ミクロン、好ましくは0.05乃至0.5ミクロンの直径を有することができる。典型的なファインファイバフィルタ層の厚さは、ファイバ直径の約1乃至100倍であり、約0.01乃至240マイクログラム・cm−2の範囲の基本重量を持つ。
【0010】
空気及び気体流のような流体流は、その中に粒状物質を運んでいることが多い。流体流より粒状物質の一部又は全てを除去することが必要とされている。例えば、自動車のキャビンへの空気取り込み流、コンピュータ・ディスクドライブ内の空気、HVAC空気、フィルタバッグ,バリアー布,布を使ったクリーンルームの換気や応用、自動車用エンジン又は発電装置への空気、ガスタービンに向かう気流、及び様々な燃焼炉への気流は、たいていその中に粒状物質を含んでいる。キャビン用エアフィルタの場合、乗客の快適さ及び/又は美的価値から粒状物質の除去が望まれる。エンジン、ガスタービン、及び燃焼炉への空気及び気体取り込み流に関しては、粒子が様々なメカニズムに関係する内部動作を大きく損なうことがあるために、粒状物質の除去が望まれる。その他の例では、気体の産生又は工業工程もしくはエンジンからの排気がその中に粒状物質を含むことがある。このような気体を各種の下流装置を通し外気中に放出する又はするであろう前に、これら流れから粒状物質の実質的な除去が望まれる。
【0011】
空気フィルタ設計の基本原理及び問題の幾つかを一般的に理解することは、次のタイプのフィルタ媒体、表面負荷媒体、及び深さ媒体を考察することで理解できる。これらタイプの媒体はそれぞれよく研究されており、それぞれ広く利用されている。それらに関係する特定の原理は、例えば米国特許第5,082、476号、第5,238,474号、及び第5,364,456号に記載されている。これら3つの特許の完全な開示は参照され、ここに取り込まれている。
【0012】
フィルタの「有効期間」は一般に、選択されたフィルタを横断する極限圧の低下により規定される。フィルタを横断する圧力形成は、その応用又は設計に合わせ規定されたレベルでの寿命を規定する。この圧力形成は負荷の結果であることから、効率が同じシステムの場合、一般には容量が高いほど有効期間が長い。効率は粒子を通過させる性質というよりはむしろ捕捉する性質である。典型的には、フィルタ媒体が気流流体からの粒子除去に関し高効率であるほど、フィルタ媒体が「有効期間」の差圧に達するのが早い(その他変数が一定であるとして)。本発明のフィルタ媒体(メディア:media/medium)上に形成された微細層は、フィルタ性能及びファイバ配置の両方について、実質的に均一でなければならない。「実質均一である」とは、ファイバが基体を十分に覆っており、被覆された基体全体で少なくとも適度のフィルタ効率を有していることを意味する。十分なフィルタは、多ようなファイバ内への付加を伴いながら生じるだろう。従って、ファインファイバ層は、ファイバ適用範囲、基礎重量、層厚又はファイバ付加に関するその他の測定値を変えることはあるが、それでもなお十分に本発明の範囲内である。比較的小さい微小ファイバの付加によりフィルタ構造全体の効率を上げることができる。
【0013】
不繊布ファインファイバのフィルタ媒体では、グラスファイバ、金属、セラミック及び広範な重合組成体を含む様々な材料が使用されている。様々な技術が直径の小さいミクロファイバ及びナノファイバの製造に使用されている。1つの方法としては、材料を融解物質として、又は引き続き蒸発させられる液体として微小キャピラリー又は開口部を通す方法が挙げられる。ファイバは、またナイロンのような合成ファイバの製造に一般的である「スピナレット」を使用して形成することもできる。静電的紡糸も既知である。このような技術は、皮下注射針、ノズル、キャピラリー又は可動エミッタを含む。これらの構造は、次に高電圧静電気場により収集ゾーンに誘引されるポリマー溶液を提供する。材料はエミッタから引き出されてから静電気ゾーンで加速されるため、ファイバは極めて細くなり、溶媒の蒸発により微細構造を形成することができる。
【0014】
本発明は改良型ポリマー材料を提供する。このポリマーは改良された物理的及び科学的安定性を有する。ポリマーファインファイバ(マイクロファイバ及びナノファイバ)は有用な製品形態に造形できる。ナノファイバは直径200ナノメートル又は0.2ミクロン未満のファイバである。マイクロファイバは直径が0.2ミクロン以上であるが、10ミクロンを越えないファイバである。このファインファイバは改良型多層マイクロフィルタ媒体構造の形に作ることができる。発明のこのファインファイバ層は結合して格子状ネットを形成できるファインファイバの無作為な分布を含む。フィルタ性能は主に粒子の通過に対する微小ファイババリアーの結果として得られる。剛直性、強度、ひだ付け性といった構造特性は、ファインファイバが付着する基体により与えられる。ファインファイバネット網は重要な特徴として、マイクロファイバ又はナノファイバの形をとるファインファイバ及び比較的狭いファイバ間の間隙を有する。このような間隙は、ファイバ間では、典型的には約0.01乃至約25ミクロンの範囲、又は多くは約0.1乃至約10ミクロンの範囲である。ファインファイバ層及び基体層を含むフィルタ製品は、適切に選択された基体を有する薄いものである。ファインファイバはファインファイバとフィルタ媒体全体に対し1ミクロン未満の厚みを加える。その役務に於いては、フィルタは粒子のファインファイバ層の偶発的な通過を阻止し、捕捉された粒子を実質的に表面に負荷させることができる。ダスト又はその他偶発的な粒子を含む粒子は、ファインファイバ表面状に急速にダストの塊を形成し、粒子除去の高い初期及び全体効率を維持する。約0.01乃至約1ミクロンの大きさを持つ比較的微細な汚染物質の場合でも、ファインファイバを含むフィルタ媒体は極めて高い集ダスト能力を有する。
【0015】
ここに開示したポリマー材料は熱、湿度、高流速、逆向きパルス洗浄、動作による摩耗、ミクロン以下の粒子、使用条件及びその他要求要件でのフィルタの清掃による有害な影響に対し、実質的に改善された抵抗性を有している。改良されたマイクロファイバ及びナノファイバの性能は、そのマイクロファイバ又はナノファイバを形成しているポリマー材料の特性改良の結果である。更に、発明の改良ポリマー材料を用いた発明のフィルタ媒体は、より高い効率、より低い流れ抵抗、摩滅性粒子存在下での高い耐久性(応力関連又は環境関連)及び緩んだ小ファイバのない平滑な表面を含む、優れた特性を多く与える。フィルタ材料の全体構造は単位容積あたりの媒体面積を改善し、媒体を通過する速度を低下させ、媒体効率の改善し、そして流れ制限を小さくできる全体的に薄い媒体を提供する。
【0016】
本発明の好適なモードは、第1ポリマー及び第2ポリマーを含むポリマーブレンドであって、前記ポリマーが高温でコンディショニング又は処理された別種ポリマー(ポリマータイプ、分子量又は物理特性が異なる)であるブレンドである。ポリマーブレンドは反応して単一化学種を形成することができるか、又はアニーリング工程により配合組成体と物理的に組み合わすことができる。アニーリングとは、結晶度、応力緩和又は配向といった物理的変化を意味する。好適材料は化学反応により示差走査熱量計分析が単一ポリマー材料を示すような単一ポリマー種になる。このような材料は、好ましい添加材料と組み合わされるとマイクロファイバ上に表面コーティング添加物を形成することができ、これが高温、高湿度及び様々な動作条件に接した時に疎油性、疎水性又はその他関連する改良された安定性を提供する。この分類材料のファインファイバは2ミクロン乃至0.01ミクロン未満の直径を持つことができる。このようなマイクロファイバは添加材料の孤立層を含む平滑面、又はポリマー表面中に部分的に可溶化されているか又は複合化されている添加物の外コーティングを有することができる。配合ポリマー系での使用に好ましい材料としてはナイロン6;ナイロン66;ナイロン6−10;ナイロン(6−66−610)コポリマー及びその他の直鎖の、一般的に脂肪族であるナイロン組成体が挙げられる。好ましいナイロンコポリマー樹脂(SVP−651)を末端基滴定を用い分子量分析した。(J.E.Walz及びG.B.Taylor、ナイロンの分子量決定(determination of the molecular weight of nylon)、Anal.Chem。Vol.19,7巻、pp448〜450(1947)。数平均分子量(Wn)は21,500から24,800の間であった。組成を3種類のナイロンの融解温度状態図から、ナイロン6約45%、ナイロン66約20%、及びナイロン610約25%と推定した。(ページ286、ナイロンプラスチックハンドブック(Nylon Plastics Handbook)、Melvin Kohan編集、Hanser Publisher、New York(1995))。
【0017】
SVP651樹脂について報告されている物理特性は次の通りである:
【0018】
【表1】
87乃至99.9%の範囲の加水分解度を有するポリビニルアルコールはこのようなポリマーシステムに使用できる。これらは好ましく架橋されている。そしてそれらは最も好ましくは架橋され、更に、実質量の疎油性及び疎水性添加物と組み合わされる。
【0019】
本発明の別の好適な実施態様は、ファイバ有効期間又は操作特性を向上するための、添加組成体と組み合わされた単一ポリマー物質を含む。発明の上記側面に有用な好適ポリマーとしては、ナイロンポリマー、塩化ポリビニリデンポリマー、フッ化ポリビニリデンポリマー、ポリビニルアルコールポリマーが挙げられるが、特には強力な疎油性及び疎水性添加物と組み合わされた時にファインファイバ表面上のコーティング内に添加物質と共にマイクロファイバ又はナノファイバを形成することができる上記物資である。更に、同様のナイロンのブレンド、同様の塩化ポリビニルポリマー、塩化ポリビニリデンポリマーのブレンドのような同様のポリマーのブレンドは本発明に有用である。更に、ポリマーブレンド又は異なるポリマーの複合物もまた本発明により想定される。この点に関して互換性を有するポリマー混合体は発明のマイクロファイバ材料の形成に有用である。フルオロ界面活性剤、非イオン性界面活性剤、低分子量樹脂(例えば)3000未満の分子量を持つ第三ブチルフェノール樹脂のような添加組成体が利用できる。樹脂はメチレン架橋基非存在下でのフェノール核間のオリゴマー結合を特徴とする。ヒドロキシル及び第三ブチル基は環周囲の任意の場所に配置することができる。フェノール環間の結合は必ずヒドロキシルの隣であり、無作為ではない。同様にポリマー物質はビスフェノールAより形成された可溶性非直鎖型ポリマー樹脂と組み合わせることができる。このような物質は上記第三ブチルフェノール樹脂に類似しており、アルキレン又はメチレン基といった架橋基非存在下に芳香環に芳香環を直接結合するオリゴマー結合を用い形成される。
【0020】
ポリマー物質は、不織又は織ファイバ及びマイクロファイバの形に加工される。ポリマー物質は製品の安定に必要な物理特性を提供する。これら物質は寸法が大きく変化したり、分子量が低下したり、柔軟性が劣化したり、又は応力亀裂を生じたり、あるいは太陽光、湿気、高温又はその他有害な環境作用により物理的に劣化したりしてはならない。本発明は環境光のような偶発的な電磁放射、熱、湿気及びその他物理的作用を受けた場合にも物理特性を維持できる改良されたポリマー物質に関する。
【0021】
本発明のポリマー組成体に使用可能なポリマー材料としては、ポリオレフィン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、セルロースエーテル及びエステル、ポリアルキレンスルフィド、ポリアリーレンオキサイド、ポリスフフォン、修飾ポリスルフォンポリマーならびにその混合体といった付加ポリマー及び縮合ポリマー物質が挙げられる。これら一般的な分類に該当する好適物質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(塩化ビニル)、ポリメチルメタクリレート(及びその他アクリル樹脂)、ポリスチレン、及びそのコポリマー(ABA型ブロックコポリマーを含む)、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(演歌ビニリデン)、架橋型又は非架橋型の、様々な程度(87%乃至99.5%)に加水分解されたポリビニルアルコールが挙げられる。好適付加ポリマーはカラス質である傾向がある(室温より高いTg)。これは塩化ポリビニル及びポリメチルメタクリレート、ポリスチレンコポリマー組成体又は複合体の場合であり、フッ化ポリビニリデン及びポリビニルアルコール物質の場合には結晶度は低い。ポリアミド縮合ポリマーの1分類はナイロン物質である。用語「ナイロン」は長鎖型の合成ポリアミド全てに当てはまる一般名称である。典型的には、ナイロンの命名はナイロン6−6の様に一連の数字を含んでいるが、これは出発原料がC6ジアミン及びC6二酸(最初の数字はC6ジアミンを、二番目の数字はC6時カルボン酸化合物を表す)であることを表している。別のナイロンは少量の水存在下にエプシロンカプロラクタムの重縮合により作ることができる。この反応は直鎖ポリアミドであるナイロン−6(環式ラクタム−エプシロン−アミノカプロン酸としても知られる)を形成する。更に、ナイロンコポリマーもまた想定される。コポリマーは各種ジアミン化合物、各種二酸化合物及び各種環式ラクタム構造を反応混合体中に組み合わせ、次にポリアミド構造中に無作為にモノマー物質を配置したナイロンを形成することで作ることできる。例えばナイロン6,6−6,10物質はヘキサメチレンジアミンならびに二酸物質のC6及びC10ブレンドから製造されたナイロンである。ナイロン6−6,6−6,10はエプシロンアミノカプロン酸、ヘキサメチレンジアミンならびにC6及びC10二酸物質のブレンドの共重合により製造されたナイロンである。
【0022】
ブロックコポリマーもまた本発明の工程に有用である。このようなコポリマーでは、溶媒膨潤剤の選定が重要である。選択溶媒は両ブロックがその溶媒に可溶性であるものである。一例は塩化メチレン溶媒中のABA(スチレン−EP−スチレン)又はAB(スチレン−EP)ポリマーである。もし成分の一つが溶媒に可溶性でない場合、それはゲルを形成する。このようなブロックコポリマーの例はスチレン−b−ブタジエン及びスチレン−b−水素化ブタジエン(エチレンプロピレン)のKraton(登録商標)型、e−カプロラクタム−b−エチレンオキサイドのPebax(登録商標)型、Sympatex(登録商標)ポリエステル−b−エチレンオキサイドならびにエチレンオキサイド及びイソシアネートのポリウレタンである。
【0023】
フッ化ポリビニリデン、シンジオタクチックポリスチレン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテートのような付加ポリマー、ポリ(アクリロニトリル)及びアクリル酸とメタクリレートとのそのコポリマー、ポリスチレン、ポリ(塩化ビニル)及びその各種コポリマー、ポリ(メチルメタクリレート)及びその各種コポリマーといった非結晶性付加ポリマーは、それらが低圧及び低温にて可溶性であることから比較的容易に溶液紡糸が可能である。しかし、ポリエチレン及びポリプロピレンのような比較的結晶度の高いポリマーは、溶液紡糸する場合は高温、高圧の溶媒を必要とする。従ってポリエチレン及びポリプロピレンを溶液紡糸することはきわめて難しい。静電溶液紡糸はナノファイバ及びミクロファイバ製造法の一つである。
【0024】
我々はまたポリマーが混合した複合形態、又は化学的に架橋結合した構造中に2又はそれ以上のポリマー物質を含むポリマー組成体を形成することについても本質的な利点を見いだした。我々はこのようなポリマー組成体が、ポリマー物質の網状構造の形成を通してポリマー鎖の柔軟性又は鎖の運動性を改善すること、全体分子量を増すこと、及び強度追加すること等ポリマー属性を変化させることで物理特性を改善すると信じている。
【0025】
この概念の実施態様の1つでは、有益な特性のために2種類の関連ポリマー物質を配合することができる。例えば高分子量塩化ポリビニルを低分子量塩化ポリビニルと配合することができる。同様に、高分子量ナイロン物質は低分子量ナイロン物質と配合することができる。更に、一般的ポリマー類の異なる種を配合することができる。例えば高分子量スチレン物質を低分子量の耐衝撃性ポリスチレンと配合することができる。ナイロン−6物質はナイロン−6;6,6;6,10コポリマーのようなナイロンコポリマーと配合できる。更に、87%加水分解ポリビニルアルコールのような加水分解度の低いポリビニルアルコールは、加水分解度98乃至99.9%又はそれ以上である完全加水分解、もしくは過加水分解されたポリビニルアルコールと配合できる。混合体中のこれら物質は全て適当な架橋メカニズムを用い架橋することができる。ナイロンはアミド結合中の窒素原子と反応する架橋剤を用い架橋することができる。ポリビニルアルコール物質はホルムアルデヒドのようなモノアルデヒド、尿素、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂及びその類似体、ホウ酸及びその他無機化合物のようなヒドロキシル反応物質、ジアルデヒド、二酸、ウレタン、エポキシド及びその他既知架橋剤を用いて架橋することができる。架橋技術は周知であり、架橋剤が反応してポリマー鎖の間に共有結合を形成して分子量、薬品耐性、全体強度及び機械的崩壊に対する耐性を大きく改善する現象として理解されている。
【0026】
我々は添加物質がファインファイバの形成に於いてポリマー物質の特性を実質的に向上できることを見いだした。熱、湿気、衝撃、機械応力の作用及びその他有害な環境作用に対する耐性を、添加物質の存在により実質的に向上させることができる。我々は発明のマイクロファイバ物質を加工する際に、添加物質が疎油性特性、疎水性特性を改善でき、そして物質の化学安定性の改善を補助できることを見いだした。我々はこれら疎油性及び疎水性添加物が存在することによって、これら添加物が保護層コーティング、被覆表面を形成するか又は表面からある深度まで貫通してポリマー物質の特性を改善することにより、ミクロファイバの形状を持つ発明のファインファイバが改良されると信じている。我々はこれら物質の重要特性は、疎油特性を併せ持つ強力な疎水基が存在することと信じている。強力な疎水基にはフッ化炭素基、疎水性炭化水素界面活性剤又はブロック、及び実質的な炭化水素オリゴマー組成体が挙げられる。これら物質は、ポリマーと典型的に物理的に結合又は関連できるポリマー物質と両立できる傾向にある分子部分を有する一方で、強力な疎水性又は疎油性基は、添加物がポリマーと関連した結果として表面上に存在するか又はポリマー表面層と複合化又は混合する保護表面層を形成する組成体として製造される。添加レベル10%の0.2ミクロンファイバの場合、添加物が表面芳香に移動した場合、表面厚は約50Åと計算される。移動は嵩高な物質中にある疎油性又は疎水性基の持つ不適合性に拠り起こると信じられている。50Åの厚さは保護コーティングとしては合理的な厚さと考えられる。直径0.05ミクロンのファイバの場合、50Åの厚さは全体の2%に相当する。好ましくは添加物質は約2乃至25重量%の量で用いられる。発明のポリマー物質と組み合わせて使用できるオリゴマー物質としては、フッ素性化学物質、非イオン性界面活性剤、及び低分子量樹脂又はオリゴマーを含む、分子量約500乃至約5000、好ましくは約500乃至約3000のオリゴマーが挙げられる。
【0027】
本発明に有用であるフッ化−有機湿潤剤は次式で表される有機分子であり、
Rf−G
式中のRfはフルオロ脂肪族ラジカルであり、Gはカチオン、アニオン、非イオン又は両性基のような親水基を少なくとも1個含んでいる基である。非イオン性物質が好ましい。Rfは少なくとも2個の炭素原子を含むフッ素化された、単価の脂肪族有機ラジカルである。好ましくは、それは飽和型ペルフルオロ脂肪族単価有機ラジカルである。しかし水素又は塩素原子も骨格鎖中に置換基として存在できる。多くの炭素原子を含むラジカルは適当に機能するだろうが、より短い骨格鎖を持つラジカルに比べ大型のラジカルは一般にフッ素の利用効率が低いことから、約20個を越えない炭素原子を含む化合物が好ましい。好ましくはRfは約2乃至8個の炭素原子を含む。
【0028】
本発明に使用されるフッ化有機剤に有用であるカチオン基としては、酸を含まない(例えば−NH2)又は酸素を含む(例えば酸化アミン)であるアミン又は第四アンモニウムカチオン基が挙げられる。このようなアミン及び第四アンモニウムカチオン親水基は、−NH2、−(NH3)X、−(NH(R2)2)X、−(NH(R2)3)X、又は−N(R2)2→Oといった式を持つが、式中のXはハロゲン化物、水酸化物、硫酸塩、亜硫酸塩又はカルボン酸塩のようなアニオン対イオンであり、R2はH又はC1−18アルキル基であり、そして各R2は別のR2基と同一でも又は別種でもよい。好ましくは、R2はH又はC1−18アルキル基であり、そしてXはフッ化物、水酸化物又は亜硫酸塩である。
【0029】
本発明に使用されるフッ化−有機湿潤剤に有用であるアニオン基としては、イオン化によりアニオンラジカルになることができる基が挙げられる。アニオン基は−COOM、−SO3M、−OSO3M、―PO3HM、−OPO3M2、又は−OPO3HMといった式を持ち、式中MはH、金属イオン、(NR1 4)+又は(SR1 4)+であり、この場合の各R1は独立にH又は置換もしくは非置換C1−C6アルキルである。好ましくはMはNa+又はK+である。本発明に使用されるフッ化有機湿潤剤の好ましいアニオン基は、式−COOM又は−SO3Mを有する。アニオンフッ化有機湿潤剤のグループに含まれるものとしては、それに付加された垂下フッ化炭素基を有するエチレン不飽和型カルボキシル一及び二酸モノマーより一般的に製造されたアニオンポリマー物質である。このような物質としては、FC−430及びFC−431として知られる3Mコーポレーションより得られる界面活性剤が挙げられる。
【0030】
本発明に使用されるフッ化−有機湿潤剤に有用である両性基としては、少なくとも1個の上記カチオン基及び少なくとも1個の上記アニオン基を含む基が挙げられる。
【0031】
本発明に使用されるフッ化−有機湿潤剤に有用である非イオン基としては、親水性ではあるが通常の作物学で使用されるpH条件ではイオン化されない基が挙げられる。非イオン基は式中のxが1より大きい−O(CH2CH2)xOH、−SO2NH2、−SO2NHCH2CH2OH、−SO2N(CH2CH2H)2、−CONH2、−CONHCH2CH2OH、又は−CON(CH2CH2OH)2のような式を有する。このような物質の例は以下の構造式の物質を含む:
F(CF2CF2)n−CH2CH2O−(CH2CH2O)m−H
式中nは2乃至8であり、mは0乃至20である。
【0032】
その他フッ化有機湿潤剤としては、例えば米国特許第2,764,602号;第2,764,603号;第3,147,064号及び第4,069,158号に記載のカチオンフッ化化学物質が挙げられる。このような両性フッ化有機湿潤剤としては、例えば米国特許第2,764,602号;第4,042,522号;第4,069,158号;第4,069,244号;第4,090,967号;第4,161,590号及び4,161,602号に記載の両性フッ化化学物質が挙げられる。このようなアニオンフッ化有機湿潤剤としては、例えば米国特許第2,803,656号;第3,255,131号;第3,450,755号及び第4,090,967号に記載のアニオンフッ化化学物質が挙げられる。
【0033】
このような物質は、duPont Zonyl FSN及びduPont Zonyl FSO非イオン性界面活性剤である。初面のポリマーに使用できる添加物の別の側面は次の一般構造式を持つ3MのScotchgard物質のような低分子量フッ化炭素アクリレート物質を含む:
CF3(CX2)n−アクリレート
この場合式中のXは−F又は−CH3であり、そしてnは1乃至7である。
【0034】
更に、低級アルコールエトキシレート、脂肪酸エトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート等を含む非イオン性炭化水素界面活性剤もまた発明に関する添加物質として使用できる。これら物質の例にはTriton X−100及びTriton N−101が含まれる。
【0035】
本発明の組成体での添加物質としての使用に関し有用な物質は、第3ブチルフェノールオリゴマーである。このような物質は、比較的低分子量の芳香族フェノール樹脂である傾向にある。このような樹脂は、酵素による酸化的共役により製造されたフェノールポリマーである。メチレン架橋を欠くことから固有の化学的及び物理的安定性を獲得している。これらフェノール樹脂は、各種アミン及びエポキシドと架橋することができ、様々なポリマー材料に適合できる。これら材料は、一般にはフェノール基及び芳香族基を持つメチレン架橋基を欠く、繰り返しモチーフのフェノール物質を特徴とする次の構造式で例示される。
【0036】
【化4】
【0037】
【化5】
【0038】
【化6】
【0039】
式中nは1乃至20である。これらフェノール物質の例としてはEnzo−BPA、Enzo−BPA/フェノール、Enzo−TBP、Enzo−COP及びエンザイモルインターナショナル社(Enzymol International Inc.,)、コロンバス(Columbus)、オハイオ州(Ohio)より得られるその他関連フェノール類が挙げられる。
【0040】
各種応用にはきわめて広範囲のファイバフィルタ媒体が存在することを理解すべきである。本発明に記載の耐久性のあるナノファイバ及びミクロファイバはこのいずれの媒体にも加えることができる。本発明に記載のファイバはまた既存の媒体のファイバ成分を代替し、優れた耐久性を有しながらもその直径が小さいことに拠る改良性能の明瞭な利点(効率の向上及び/又は圧低下の軽減)を与えることにも利用できる。
【0041】
ポリマーナノファイバ及びミクロファイバは既知であるが、それらが持つ機械応力に対する脆弱性、及びそれらが持つきわめて高い対容積面積比ゆえの化学崩壊に対する感受性から、その使用はきわめて限定されている。本発明に記載のファイバはこれら限界を取り扱っており、従って広範囲のフィルタ、テキスタイル、メンブレン、及びその他多ような応用において有用であろう。
【0042】
本発明の特に好ましい物質は直径約2乃至0.01ミクロンのマイクロファイバ材料を含む。最も好ましいファイバは0.05乃至0.5ミクロンの範囲である。このような好ましいサイズを持つファイバは、優れたフィルタ活性と、逆向きのパルス清掃の容易さ、及びその他側面を提供する。より好ましい本発明のポリマーシステムは、セルロース基体に接触した際にその基体と十分な強度で接着し、それが基体にしっかり結合され、逆向き清掃技術及びその他機械応力の剥離作用に耐えることができるような接着特性を有する。このような様式では、ポリマー物質はフィルタ構造を逆向きに横断すること以外は典型的なフィルタ条件に実質等しいパルス清掃作業を受けている間も基体に接着し続けなければならない。このような接着はファイバを基体と接触させた時、又は基体上のファイバを熱又は圧で後処理した時に、ファイバ形成の溶媒作用より起こる。しかし水素結合、Tg以上又は以下で生じるポリマーと基体間の接触、及び添加物を含むポリマーの組成といったポリマー特性が接着の決定に重要な役割を果たしていると考えられる。接着時に溶媒又は水蒸気でポリマーを可塑化するとポリマーの接着力を大きくすることができる。
【0043】
本発明の重要な側面は、形成されたこのようなミクロファイバ又はナノファイバ物質をフィルタ構造内に利用することである。このような構造では、本発明のファインファイバ物質はフィルタ媒体上に形成されるか、又は接着される。不織布、合成ファイバ不織布及びセルロース、合成ファイバ及びガラスファイバブレンドの不織不のような天然ファイバ及び合成ファイバ構造、有機ポリマーの押し出され穴が開けられたUF及びMFメンブレンのようなプラスチックスクリーン様物質が利用できる。次に流体より懸濁している又は含まれる粒子を取り除くことを目的として、気流又は液流を含むその流体流内に配置されるフィルタ構造内にシート状の基体を形成することができる。フィルタ材料の形状及び構造は設計エンジニアしだいである。形成後のフィルタエレメントの重要なパラメータの1つは熱、湿度又はその両方の作用に対する抵抗性である。本発明のフィルタ媒体の一側面は、十分な期間温水内への浸漬に耐うるフィルタ媒体の能力の試験である。浸漬試験は高温湿潤状態におけるファインファイバの耐久性及び強力な洗剤及び強力なアルカリ性物質を高い割合で含むことがある水溶液中でのフィルタエレメントの洗浄に対する耐久性に関し価値ある情報を提供できる。好ましくは本発明のファインファイバ物質は温水への浸漬に耐えることができ、少なくとも基体表面上に形成された委細ファイバの50%が保持される。ファインファイバの少なくとも50%が保持されると、フィルタ能力の損失又は背圧の増加なしに本質的なファイバの有効性を保つことができる。少なくとも75%が残ることが最も好ましい。
【0044】
ファインファイバフィルタ構造には、フィルタが1又はそれ以上の合成、セルロース又は配合布又は基体と組み合わされた、又はそれにより分離された少なくとも1又はそれ以上のファインファイバ層を含む二層又は多層構造を含む。
【0045】
我々はフィルタ構造中のファイバ及びマイクロファイバ層の重要特性がマイクロファイバが特に高温にて湿気、水分又は溶媒にふれた時の温度耐性、湿度又は水分耐性及び溶媒耐性に関係すると信じている。更に、本発明の物質の第2の重要な特性は、基体構造への物質の接着に関する。このマイクロファイバ層接着はフィルタ材料の重要特性であり、基体からマイクロファイバ層を剥がすことなしに物質を製造することができ、大きく剥離することなしにマイクロファイバ層に基体を加えたものをプリーツ、ロール物質及びその他構造に加工することができる。我々は温度を一方のポリマー物質の溶解温度まで、又は溶解温度近くであるが溶解温度より低い温度、典型的には最低溶解温度より低い温度まで上げる製造工程の加熱段階が、ファイバの相互間又は基体への接着を実質的に向上させることを見いだした。融解温度又はそれより高い温度では、ファインファイバはそのファイバ構造を失うことがある。また加熱速度の制御も重要である。ファイバをその結晶化温度に長時間曝した場合にもそのファイバ構造が失われる可能性がある。注意深く熱処理すると、付加物質が表面に移動してファイバ表面上に疎水基又は疎油基を露出する外部付加層が形成される結果、ポリマー特性が改善される。
【0046】
性能の判定基準は、最終用途に応じて物質がフィルタ有効性の30%、50%、80%又は90%を残しながら様々なファイバ又はフィルタ動作温度、即ち140°F、160°F、270°F、300°Fの温度に1又は3時間無傷状態を維持できることである。性能の別の判定基準は、最終用途に応じてフィルタ内の有効ファインファイバの30%、50%、80%又は90%が維持されながら、最終用途に応じて物質が様々な動作温度、即ち140°F、160°F、270°F、300°Fにおいて1時間又は3時間無傷状態を保つことができることである。付帯の空気が通常の速度でフィルタを通過する限りにおいては、ファイバ温度が室温より高い温度であり続けることが多い。流れが制限された場合、外気が暑い場合、装置の動作が異常な場合又は空気流が停止した後装置が高温に留まった場合には、ファイバ又はフィルタは高温に曝される可能性がある。このような温度で破壊されずに残ることは、低湿度、高湿度及び水飽和空気内でも重要である。発明のマイクロファイバ及びフィルタ物質は、物質が160°Fより高い温度で浸漬された場合に5分以上その有効性を維持できる場合には、耐湿性と見なされる。同様に発明のマイクロファイバ及びフィルタ材料の溶媒耐性は、エタノール、ハイドロカーボン、圧媒液、又は芳香族溶媒のような溶媒と5分以上、70°Fで接触させた時に、50%異常の有効性を保つことができる物質から得られる。
【0047】
本発明のファインファイバ物質は、集ダスト、ガスタービン、及びエンジンの空気取り入れ又は誘導システム用パルスクリーンフィルタ又は非パルスクリーンフィルタ;バスタービン用取り入れ又は誘導システム、強力エンジン用の取り入れ又は誘導システム、軽量乗り物用エンジンの取り入れ又は誘導システム;ジー(Zee)フィルタ;乗り物乗員室の空気;オフロード用乗り物の乗員室の空気、ディスクドライブの空気、コピートナーの除去;商業用又は住宅用のフィルタ利用の両方におけるHVACフィルタを含む各種フィルタ応用に利用できる。
【0048】
フィルタ媒体についてより需要が高い想像されることから、有意に改善された物質には100°F乃至250°F及び300°Fまでの高温範囲、10%乃至90%、100%までの高い湿度、
気体及び液体両方の高い流速に耐え、且つミクロン及びミクロン以下の粒子(約0.01乃至10ミクロンを越える範囲)をフィルタして流体流より研磨性及び非研磨性、ならびに反応性及び非反応性粒子を取り除くことが求められる。
【0049】
我々はこの応用に関し、ファインファイバの臨界的追加量があることを見いだした。ファインファイバは、ファインファイバの単層内に約15%乃至約80%の有効性が得られる量基体上に配置される。好ましい追加パラメータは、次の通りであるが、ファインファイバ追加量の上限は、剛率5%乃至40%(ボイド分画90%乃至60%)のファイバ層で0.1〜3ミクロン厚であろう。この場合、基礎重量は0.00005乃至0.2mg−cm−2又は0.00055乃至2lb.〜3000ft−2である。(lbs/3000ft−2はテキスタイル及び製紙標準単位である)。このファインファイバの追加量は典型的な操作量よりも少ないが、フィルタエレメントの両側又は反対側に配置した場合には、有効性と有効危難を維持するのに十分なファインファイバを含む。
【0050】
フィルタ媒体は、機械的に安定なフィルタ構造中に基体物質と組み合わせてミクロファイバウェブ又はナノファイバウェブを少なくとも1つ含む。これらの層は1つとなり、気体又は液体のような流体がフィルタ媒体を通過する際に優れたフィルタ、高い粒子捕捉、最少流れ制限時の有効性を提供する。基体は流体流の上流、下流、又は内部層の中に配置することができる。様々な産業が近年フィルタ目的のフィルタ媒体の使用、即ち気体又は液体のような流体からの不要な粒子の除去に大きな関心を向けている。一般のフィルタ工程は、空気流又はその他気体流を含む流体から、又は圧媒液、潤滑油、燃料、水流、又はその他液体のような液体流から粒子を除く。このようなフィルタ工程は、ミクロファイバ及び基体物質の機械強度、ならびに化学的及び物理的安定性を必要とする。フィルタ媒体は広範囲の温度条件、湿度、機械的振動及びショック、及び流体流中に含まれる反応性乃至非反応性、研磨性乃至非研磨性粒子に曝されることがある。更に、フィルタ媒体はしばしば、フィルタ媒体を逆向きのパルス圧に曝す自己清掃能力(短時間流体流を逆転し表面を覆う粒子を排除する)、又はフィルタ媒体の表面にある粒子を取り除くことができるその他の清掃機構を必要とする。このような逆転清掃により大きな改善がもたらされる。(即ち、)パルス清掃後に圧低下が小さくなる。粒子捕捉効率は、一般にはパルス清掃により改善されないが、パルス清掃は圧力の低下を軽減し、フィルタ動作のエネルギーを節約する。このようなフィルタは、保守を目的として取り外すことができ、水性又は非水性洗浄組成体の中で洗うことができる。このような媒体は、ファインファイバを紡糸してから多孔性の基体の上にマイクロファイバの格子状ウェブを形成することで製造されることが多い。紡糸工程では、ファイバはファイバ間に物理的結合を形成しファイバマットを一体層に組み合わせる。次に、このような物質は、カートリッジ、フラットディスク、キャニスタ、パネル、バッグ、及びポーチのような所望のフィルタ形状に作り上げられる。媒体は、このような構造の内、支持基体上に実質的にひだ付けされ、巻かれ、又はその他の形で配置することができる。
【0051】
そのようなバッグは、綿、麻、又は他の天然ファイバのようなセルロースファイバ、ガラスファイバを含む無機ファイバ、又は、ポリエステルポリマー、ナイロンポリマー又は他の従来のファイバ又はポリマー材料のような有機ファイバを含む様々な従来のファイバから形成することができる。本発明のフィルタバッグは布でも布でなくてもよい。布バッグでは、一般にはフィルタは典型的な織形式のファイバの格子状メッシュに形づくられる。不織布は、一般的にはファイバを重要でない又は特定の方向に緩やかに作った後ファイバをフィルタ布に結合することで作られる。特に重要な布の1つは、フェルト布である。典型的には、空気の通過及び粒子の捕捉の作用に対し優れた弾性及び抵抗性を示すファイバが用いられる。布は、化学的粒子に関し安定でなければならず、またバッグハウスを通過する空気及びフィルタ表面に捕捉される粒子の温度の両方の温度変化に関して安定でなければならない。チューブ状フィルタ及びシート状フィルタバッグは、一般には、外部からの粒子を含む気体流をバッグ構造の内部から出て行く形でその内部に通す。このような動作形式では圧がある方向に低下するため、動作中にバッグがつぶれ易くなる。逆向きに取り付け、逆向きの気流で動作する「裏返しバッグ」もある。ダストを含む空気がバッグ内側に流れ込み、そして外部に出て行く。このような利用法では、ファイバはバッグの内側又は両面に配置される。清掃時、このようなバッグは振られるか、又は振動を加えられる。
【0052】
典型的には本発明のフィルタ構造は、バッグ内側の上に一般的に形成された好適支持構造の上に布を支持することで、それら有用な開放形状に維持される。このような支持体は、巻き線又はケージ様構造の形状を持つライナーメンブレンから作ることができる。あるいは、支持体は、バッグの形状を模した有孔セラミック又は金属構造を含むことができる。いずれの場合も、支持体構造は、構造を通る空気通路の前になければならず、そしてフィルタバッグの圧低下を大きくしてはならない。一般にこのような支持体構造は、支持構造がフィルタバッグ内側全体に接してフィルタバッグを効率的なフィルタ形状又は確定した状態に維持するよう形作られる。
【0053】
動作圧の低下を一定に保つ又は小さくするために、フィルタバッグは動作中にパルス清掃されることが多い。パルス清掃動作中、空気のパルスが通常のフィルタ方向とは逆の方向にフィルタバッグ内を通過する。この空気パルスの作用は2つの重要な結果をもたらす。第1は、パルスが上昇した内圧に反応してフィルタバッグを屈曲させる傾向にあることである。このような外向きの屈曲運動は、バッグ外側にフィルタ塊として蓄積した粒子を機械的に除去する傾向がある。更に、フィルタバッグの表面を反対方向に通過する空気流の増加により、フィルタバッグ構造内の孔開口部を通過する空気の作用により粒子が除去されるようになる。動作中にバッグ内を反対方向に通過する空気の作用の重要な結果は、フィルタバッグ外側に形成された粒子又はフィルタ塊の量を減らす方向に向かわせ、その結果フィルタバッグの圧低下は、構造の効果的な動作によりかなった程度まで戻る。このようなパルス清掃動作は、バッグハウス内にある様々な内部構造を利用し実施できる。あるいはハウジングは、バッグハウス内側に空気の逆向きパルス流を導入する構造を支持するために、支持構造内に取り付けることができる、又は支持構造から取り外すことができる空気開口部又はスプレーヘッドを含むことができる。
【0054】
全フィルタ構造の動作では、空気は空気取り入れ口からバッグハウス構造を通り出口に至る。一般に、ハウジングを通る空気の運動を引き起こす手段としては、ファン、タービン、又はその他の空気移動装置を挙げられる。一般にこのような空気移動手段は、空気出口内に設置され、空気を出口からハウジングの外に出す一方で、ハウジング内部に減圧域を作り出し、空気を入口内に引き込みバッグハウスに通す。粒子を含む空気は、フィルタバッグ外側に接触するため、粒子はバッグ外側で捕捉され、バッグハウス又はフィルタ構造から粒子がでることを阻止している。清浄化された空気は、フィルタバッグ内部から引き出されバッグハウスの清浄区間を通され、次に清浄空気は外部環境に向かうか、その空気の発生した動作環境内に戻される。
【0055】
本発明は、フィルタ動作又は装置の能力を保守し改善するために、容易に交換できるフィルタエレメントを複数含むフィルタ装置及び改良型フィルタ構造に関する。このフィルタ構造は、空気流量及びダスト粒子に応じて様々な寸法に作ることができる。本発明のフィルタ構造は、フィルタ装置を閉じこめたハウジングを用いて作られるが、このハウジングは、空気をハウジングとフィルタ構造とを合体させたハウジング内に通す手段を有している。ハウジングは、粒子発生場所から粒子を含んだ空気流をハウジング内に導き、粒子を除去し清浄化された空気流を元の場所又は外部環境に戻すのに適している。大型装置の場合、本発明のフィルタ構造は、一般には工業動作で作られた空気流からダストを除去するのに用いられる。空気汚染に対する関心は高まっており、そして空気又はその他排気流を発生場所又は外気中に戻す前に、それら流体よりダスト、汚れ及びその他粒子を取り除くことが強く望まれている。現在の環境要求は厳しく、そしてこれから更に厳しさが増すと予想される。バッグフィルタハウジングの能力、効率及び保守の容易さを高めるという本質的な需要は、重要な最終目標である。
【0056】
バッグハウス構造内に収容されるものは、上記構造のいずれかを有することができるバッグハウス・エレメントである。上記構造内に保持されるフィルタエレメントは、典型的にはファインファイバ層と共に少なくとも1層の織布又は不織布層を含でいる多孔性エレメントである。本発明のエレメントに有用な布としては、通常のファイバ物質から作れた織又は不織布の両方が挙げられる。バッグハウス・エレメント媒体に使用できる一般的ファイバとしては、綿又はウールのような天然ファイバ、ならびにポリエステル、ナイロン、ポリアミド、ポリオレフィン等の合成ファイバが挙げられる。本発明のエレメントの構築に関する好ましい様式の1つとしては、フェルト媒体を用いることが挙げられる。フェルトは最も古くそして最もよく知られた不織ものである典型的な、不織布である。一般には、フェルトは、フェルト材料の分離ファイバを置いて、一般に利用可能なフェルト結合技術を用いてフェルトをフェルト層に圧縮することで作られる、通常は天然又は合成ファイバから作られる圧縮された多孔性の不織布と考えられる。
【0057】
(図面の詳細な説明)
図1には、本発明によるフィルタフレーム・アッセンブリが用いられている典型的なシステムを示す概略図を例示している。図1では、バッグハウス・エアフィルタが20に一般的に示されている。バッグハウス・エアフィルタ20は、側壁21、後壁22、前壁23、及び本概略図では除かれている、側壁21の反対にある側壁より形作られた閉鎖体を組み込んでいる。これら壁は一般には直交閉鎖構造、即ちハウジング又はキャビネットを形成している。前壁23は第1及び第2ドアパネル24、25を含む。例示の概略図では、第1及び第2ドア24,25は、それぞれ上部及び下部位置に対応している。第1及び第2ドア24,25は、開放及び閉鎖することができ、バッグハウス・エアフィルタ20の内部26へのアクセスを提供する。
【0058】
基底部30の反対側、バッグハウス・エアフィルタ20の頂点部は未フィルタ又は汚れた空気を取り込むための入り口路又は口28を有する可動式の頂点部カバー部材27である。バッグハウス・エアフィルタ20内には、側壁間に伸び、そして後壁22と間隔を開けて、壁上端部より下端部に向かって伸び基底部30近くで終わるバッフル29があり、未フィルタの空気を閉鎖体の内部26に導くキャビネット後方の通路を提供している。頂点部カバー部材27には頂点部カバー27に取り付けられるモータ又はブロワが配置される。カバー部材27は清浄空気出口32を画定している。内部26の内、取り入れ口28から離れたバッフル29の側方で、ブロワ31の下に、一般的に33で示されるフィルタ部が配置される。フィルタ部33には、空気からダスト及びその他粒子を除くためのフィルタエレメントが複数含まれる。
【0059】
空気は流入して矢印34で示す経路を辿る。即ち、ブロワ31が真空を作り出し、これが汚れた空気を取り入れ口28内に引き込み、流路部38を下らせ、フィルタ部33の底に誘導する。次に、空気はフィルタ部33を通過し、フィルタ部内のフィルタエレメントを通り、清浄空気が充満する空間35に入る。次に、清浄空気は出口32を通り排気される。
【0060】
フィルタ部33内のフィルタエレメント70は、複数の布製バッグを含むことができる。このようなシステムでは、ダスト及びその他粒子状物質は布製バッグ表面を通過できない。ダストは基底部まで又はパン36内に落下するか、あるいは布製バッグ外側に付着する。震動棒37は布製バッグの端部を横切り伸びている。定期的にペダル39を使って手動により又は自動的に震動棒37が作動され、震動棒37は布製バックを上下に叩いて、バッグ70の外側に塊を作っているダストを取り除く。例示の実施態様では、各バッグ70は一般には実質的に平行な壁83、84を持つ長方形のバッグである。ハウジング内には、少なくとも2個、典型的は10〜100個の、200個は越えないフィルタバッグがある。
【0061】
上記概略述べた動作原理は、Pierceらの米国特許第3,733,790号に記載されており、この特許はここに参照され取り込まれている。
【0062】
フィルタ部33は、閉鎖体の側壁21及び対向する側壁に好適に取り付けられているフランジ部材52上に溶接等の手段により取り付けられており、前記フランジ構造はその中にフィルタフレームが取り付けられる溝付きガイド部53を有している。フィルタフレーム53は、溝付きサイドフレーム部材58と、それに好適に接続され一般に長方形構造を形成するストラップ型端部部材60とを含むものとして、図3及び4に最もよく示されている。溝付きサイド部材58の頂点部にはスロット62が配置されており、以下記すようにそこを通してフィルタエレメントは挿入され、そして除去される。フィルタエレメントは、その端部に取り付けられたクリップ72等により閉鎖され、そして反対側の端部には取り付け金具74を有し、フィルタフレームの溝付きフレーム側部58の内又はその間に保持されている複数のバッグ型エレメントとして、70で示されている。これらバッグは、スロット62を通してフレーム上部に差し込まれ、ブロック型スペーサ部材75によって個々のフィルタ部材70の間に気密シールが得られるように間隔が取られる。ガスケット又はその他好適なストリッピング76がスペーサ頂点部及びフィルタ取り付け端部74に配置され、フレーム内のフィルタバッグエレメントの気密性及び移動の制約性のある配置を確保している。図4に見られるように各バッグ70は、空気が上流側78から下流側79(バッグ内部)を通過した後にそこを通り出口32に出ていく清浄空気開口部77を有している。清浄空気開口部77はバッグ70の内部容積81と連絡している。
【0063】
フィルタエレメント70の数は、スペーサの大きさ及び数を減らす又は増やすことで変更でき、フィルタの能力を変えることができる。フィルタエレメント70は、フランジ部52の溝付きフレーム部53の閉鎖体内に、その中にスライドして入り、ドア25又は前壁23、側壁21及びバッフル部29より画定される閉鎖体内を満するように取り付けられている。フィルタエレメント70は、閉鎖体前面とバッフル部29との間の距離に実質的に同一の幅寸法を持ち、平行になるよう間隔を開けて取り付けられて、連続するフィルタ表面を画定しており、内部の未フィルタの空気は、その連続するフィルタ表面を通してブロワ31によって吸引されてその内部に引き込まれ、その出口32より放出されなければならない。
【0064】
フィルタ装置の動作では、ブロワ31を作動させると、気流は頂点部閉鎖体27にある入り口を通り、吸気口28からバッフル分離部29と後壁22とにより画定される閉鎖体の一側に導かれる。この空気流は、バッフル29の端部周囲を回りフィルタ部33を通過する。汚れた空気流は、上流側78から下流側79に通されることで個々のエレメント70を通過し、清浄空気開口部77を通り外に出る。清浄空気は、ブロワ31により閉鎖体の外に引き出され、ブロワはフィルタされた空気を頂点部カバーのグリル又は出口32から放出する。フィルタ部の汚れは、フィルタ70を震動する震動器37のペダル39を動かしてフィルタを揺り動かすことで取り除かれる。フィルタ表面に蓄積したダスト及び汚れはフィルタ表面より揺さぶられ、閉鎖体基底部30に落され、そこでそれらはドア部25を通して手動により取り除かれる。
【0065】
図5〜図7には、バッグハウスフィルタ・アッセンブリの別の実施態様が提供されている。図5で、一部が切り取られて描かれている集塵機100は、汚染空気取り入れ口104と清浄空気排出口105とを持つ外側ハウジング102を含む。チューブシート107が、ハウジング102を汚染空気側又は汚染空気部108と清浄空気側、清浄空気部又は充満部(プリナム)109とに分けている。汚染空気部108内には、複数のフィルタチューブ又はバッグ120が備えられている。各フィルタチューブ120は、チューブシート107と結合又は隣接する清浄空気出口又は開口端部130を持っており、組み立てに際しては清浄空気が開口端部130から清浄空気部190内に出て行くように配向される。
【0066】
動作中、汚染空気は汚染空気取り入れ口104を通りハウジング102内に入る。次に、空気はフィルタチューブ又はバッグ120に向かわされる。空気がバッグ120内に入ると、空気に含まれる粒子状物質はバッグ120の外壁140上に捕捉される。次に、バッグ120の内側の清浄空気は上向きに流れ、開口端部130を通って(バッグから)出て、チューブシート107を通り清浄空気部109内に入る。次に、清浄空気は清浄空気排出口105を通り、集塵機から排気又は換気される。
【0067】
上記配置の通常の様式では、集塵機100は取り入れ口バッフル構造160、フィルタチーブ・アクセスドア170、集塵機ホッパ180、及びダスト排出口190を含んでいる。
【0068】
更に、例示の配置は、フィルタチューブ又はバッグ120を定期的に清掃するための圧縮空気装置又は配置を含んでいる。一般に本配置200は、圧縮ガスの選択された周期パルスを逆方向にフィルタチューブ又はバッグ120に提供する。これがバッグ外壁140に集められたダストを押し戻して、ダストをホッパ180内に落下させ、落ちたダストはダスト取り出し口190から取り出すことができる。この清掃動作を実行するのに使用する圧縮空気タンクは210に描かれている。例示及び記載のタイプの圧縮空気清掃配置は、集塵機において一般的である。
【0069】
図5に示すタイプの大規模な産業用集塵機では、チューブシート107は、一般的には、その中に個々のフィルタバッグ120を取り付けるための孔を48乃至484個含んでいる。従って、この配置では典型的には48乃至484個のフィルタバッグ120を含んでいる。
【0070】
始動時及び組立て時には、フィルタバッグ120を設置する必要がある。この作業は一般には、設置時にチューブシート107をアクセスドア170を通して入れて、設置又は監督する者により行われる。又、フィルタチューブ120は定期的に保守あるいは交換する必要があり、この場合も作業員がチューブシート170をアクセスドア170を通して中に入れて、設置又は監督する。
【0071】
まず図6に注目する。図6は、図5に例示したタイプの集塵機内にフィルタチューブを設置する段階を図示した部分概略図である。図6を参照すると、チューブシート107が部分概略図として示されている。125には、汚染空気部と清浄空気部と(それぞれ図5の108、109)の連絡を提供しているチューブシート107内の様々な孔が示されている。
【0072】
図6を見ると、フィルタチューブ・アッセンブリ128が描かれている。フィルタチューブ・アッセンブリ128は、フィルタバッグ120と、フィルタチューブ・フレーム129と、チューブフレーム・フランジ(又は頂点部フランジ)130とを含む。動作時には、柔らかな布構造体であるフィルタチューブ又はバッグ120は、バッグ120の頂端部132がフランジ130と結合して作動するようになるまで、フィルタチューブ・フレーム129の上をスライドさせられる。フランジ130とチューブ120との好ましい接続は、図7に関連して以下に記載される。フィルタチューブ・フレーム129は、使用中はバッグ120の内側に配置され、そしてバッグ120に潰されないような内部支持を与える。組み立て中、配置128は、フランジ130がチューブシート107とかみ合うまで開口部125の1つを通り下方にスライドされる。次に、フランジ130は、以下に記載のコネクタ配置によりチューブシート107に固定される。
【0073】
図7を参照すると、フィルタバッグ120がチューブ・リング145の周囲に縫いつけられた(sewn)部分を含む頂端部132と併せて示されている。チューブ・リング145は従来の軟質重合体のO−リングである。
【0074】
頂点フランジ130は、外縁部149及び内縁部150を含んでいる。チューブ・リング145は、プレート152の下、外縁部149と内縁部150との間に画定されたくぼみ151に適合するよな大きさと形に造形されている。それはまた、外縁部150の外面153に対しフィルタバッグ120がしっかり固定される大きさに作られる。これによりバッグは所定位置に固定される。(図7には外枠129が示されていないことに注意。)
フレームフランジ130及びチューブシート107間の確実な接続は、コネクタ・アッセンブリ155により提供される。コネクタ・アッセンブリ155は、リブナット157及びボルト158を含むボルト構造体を含む。リブナット157は、一般の内側にねじが切られたものであり、リブナットは通常の様式、即ちフランジ161及び162の圧縮により、チューブシート107内のボルト穴159に固定されている。チューブシート107をフランジ161及び162間に圧縮した結果、リブナット157はチューブシート107にしっかり、回転しないように配置される。別の方法としては、所定位置のリブナットに類似のナット及び類似の固定アタッチメントを溶接する方法がある。
【0075】
上記詳述、例及びデータは、本発明の組成体の製造及び仕様の完全な記述を提供する。本発明の多くの実施態様が発明の精神及び範囲から逸脱すること成しに実施できることから、本発明は添付の請求項にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】
動作中のバッグハウス集塵機の概略図である。
【図2】
一部が切り取られた図1のフィルタ装置の側立面図である。
【図3】
図2内の3−3の線に沿った図2の装置の断面図である。
【図4】
図3の装置の側立面図である。
【図5】
内部の詳細を示すために一部を切り取ったバッグハウス集塵機の別の実施態様の透視図である。
【図6】
図5のバッグハウス内で使用されるフィルタチューブ、フィルタチューブ・フレーム、チューブフランジ、チューブシートの展開された一部概略図である。
【図7】
1つに組み立てられたフィルタチューブ、フィルタチューブ・フレーム、チューブフランジ及びチューブシートを描写する拡大された一部断面図である。
Claims (86)
- 気体媒体を通すことができる入口及び出口を有するフィルタハウジングと、
前記ハウジング内にあって、前記ハウジングを第1部分と第2部分とに分割できるフレームであって、細長のフィルタ表面を含むフィルタ布基体を含む一連の柔軟なフィルタバッグを、気体媒体が前記ハウジング内部の前記柔軟なフィルタバッグを確実に通過できるように、前記フレームに接続する密閉手段を含む前記フレームと、
前記柔軟なフィルタバッグのそれぞれに結合している、バッグがハウジングを通って移動する気流の影響によりつぶれるのを防ぐ手段、及び、ハウジングの一部分の中にあってハウジングと柔軟バッグとに気流を通すための手段とを有し、
前記柔軟なフィルタバッグのそれぞれが、約0.01乃至約0.5ミクロンの直径を持つポリマーのファインファイバを含む層により少なくとも部分的に覆われていることを特徴とするフィルタアッセンブリ。 - 140°Fの空気で相対湿度100%の試験条件に16時間の試験期間曝した後に、30%を越えるファイバが変化せずにフィルタ目的を果たすため保持されることを特徴とする請求項1記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリマーが付加ポリマーを含むことを特徴とする請求項1記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリマーが縮合ポリマーを含むことを特徴とする請求項1記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリマーが付加ポリマーと添加物とを含むことを特徴とする請求項3記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリマーが縮合ポリマーと添加物とを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が疎水性であることを特徴とする請求項5記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が疎水性であることを特徴とする請求項6記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記付加ポリマーがハロゲン化ポリビニルポリマーを含むことを特徴とする請求項3記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記付加ポリマーがハロゲン化ポリビニリデンポリマー又はその混合体を含むことを特徴とする請求項3記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ハロゲン化ポリビニリデンが塩化ポリビニリデンを含むことを特徴とする請求項10記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ハロゲン化ポリビニリデンがフッ化ポリビニリデンを含むことを特徴とする請求項10記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記付加ポリマーがポリビニルアルコールを含むことを特徴とする請求項2記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記付加ポリマーがコポリマーを含むことを特徴とする請求項13記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリビニルアルコールが約1乃至40重量%の架橋剤で架橋されていることを特徴とする請求項13記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記架橋されたポリビニルアルコールが、分子量約1000乃至3000を有するポリアクリル酸を用いて架橋されていることを特徴とする請求項15記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記架橋されたポリビニルアルコールが、分子量約1000乃至3000を有するメラミン−ホルムアルデヒドを用いて架橋されていることを特徴とする請求項15記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがナイロンと添加物とを含むことを特徴とする請求項3記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が約500乃至3000の分子量で芳香族特性を有する樹脂性オリゴマーを含み、前記縮合ポリマーと混和性があることを特徴とする請求項18記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリマーファイバが、環式ラクタムと、C6−10ジアミンモノマー又はC6−10二酸化モノマーとから形成されたコポリマー以外の、ナイロンポリマーと添加物とを含むことを特徴とする請求項18記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が約500乃至3000の分子量でアルキルフェノール芳香族特性を有するオリゴマーを含み、前記縮合ポリマーと混和性があることを特徴とする請求項20記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーが、ナイロンポリマーと、約500乃至3000の分子量で芳香族特性を有するオリゴマーを含み、前記縮合ポリマーと混和性がある樹脂添加剤とを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリアルキレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項3記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリアルキレンナフタレートを含むことを特徴とする請求項23記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項24記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーが環式ラクタムからの反復単位を有するホモポリマーを含むナイロンポリマーを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ナイロンポリマーが分子量又はモノマー組成が異なる第2ナイロンポリマーと組み合わされていることを特徴とする請求項26記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ナイロンコポリマーが第2ナイロンポリマーと組み合わされていることを特徴とする請求項18記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記第2ナイロンポリマーがアルコキシアルキル変性ポリアミドを含むことを特徴とする請求項28記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリマーが処理され、示差走査熱量計により測定した場合に単一層物質を示す単一ポリマー組成体を形成していることを特徴とする請求項28記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記コポリマー及び第2ポリマーが熱処理されていることを特徴とする請求項30記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記コポリマー及び第2ポリマーが、前記第1又は第2ポリマーの融点より低い温度まで加熱処理されていることを特徴とする請求項31記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が第3ブチルフェノールを含むオリゴマーを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物がビスフェノールAを含んでなるオリゴマーを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物がジヒドロキシビフェニルを含んでなるオリゴマーを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が前記樹脂添加物とフルオロポリマーとのブレンドを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物がフルオロカーボン界面活性剤を含むことを特徴とする請求項4のフィルタアッセンブリ。
- 前記添加物が非イオン性活性剤を含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリウレタンポリマーを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリウレタンポリマーとポリアミドポリマーとのブレンドを含むことを特徴とする請求項4のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリアミドポリマーがナイロンを含むことを特徴とする請求項43記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ナイロンがナイロンホモポリマー、ナイロンコポリマー又はその混合体を含むことを特徴とする請求項18記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーが芳香族ポリアミドを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがジアミンモノマーとポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)との反応生成物を含むことを特徴とする請求項4記載のアッセンブリ。
- 前記ポリアミドがジアミンとポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)との反応生成物を含むことを特徴とする請求項46記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリベンゾイミダゾールを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記縮合ポリマーがポリアリーレートを含むことを特徴とする請求項4記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ポリアリーレートのポリマーがビスフェノールAと混合フタル酸との間の縮合重合反応生成物を含むことを特徴とする請求項50記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記柔軟なバッグは、シールを有する開口端部と閉鎖端部とを持つフィルタチューブであって、気流がその内部より退出するフィルタチューブと、該チューブの外側部分で1平方センチメートル当たり約0.0005乃至0.2ミリグラムの基本重量を持つファインファイバ層とを含むことを特徴とする請求項1記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブが織布を含むことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブが不織布を含むことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブ部分がポリエステルファイバを含むことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブが綿ファイバを含むことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタが、フィルタ媒体の1平方フィート当たり、約5乃至約15立方フィート/分の気体媒体を通すことが可能であることを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ハウジング内に約10乃至約100個のフィルタチューブがあることを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブが、前記フィルタチューブの上流表面上のファインファイバ層と、前記フィルタチューブの出口表面上のファインファイバの第2層とを含むことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ファインファイバ層が約0.1乃至約3ミクロンの厚さと、約0.001乃至0.1ミリグラム/平方センチメートルの基礎重量を持つことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- (a)内部、入り口、及び出口を画定するハウジングと、
(b)前記ハウジング内部に取り付けられたフレームと、
(c)前記フレーム上に取り付けられ、前記フレームに対し密封されている少なくとも2個のフィルタバッグと、
(i)前記フィルタバッグの各々は、内部容積を画定する外側上流表面と内側下流表面とを有しており、前記フィルタバッグの各々は、内部容積と連絡する清浄空気開口部を持ち、
(A)各フィルタバッグの外面は、上部に均一に沈積された約0.0005乃至0.2mg−cm−2のファインファイバ層を有し、
(d)空気流を、ハウジング入り口を通過させ、フィルタバッグを通して上流表面から下流表面に向かって内部容積内に運び、清浄空気開口部を通って内部容積から出て、ハウジング出口を通過させるブロワ配置とを有することを特徴とするバッグハウスフィルタ装置。 - (a)前記フィルタバッグの各々が、実質的に平行な壁を持つ長方形であることを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記フィルタバッグの各々がチューブ形状をしていることを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記フィルタバッグの各々が織布を含むことを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記フィルタバッグの各々が不織布を含むことを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記フィルタバッグの各々がポリエステルファイバを含むことを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記フィルタバッグの各々が綿ファイバを含むことを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記バッグハウスフィルタ装置が1平方フィートのフィルタ媒体当たり、約5乃至約15立方フィート/分の気体媒体を通すことが可能であることを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記ハウジング内に約10乃至約100個のフィルタバッグがあることを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- (a)前記フィルタバッグの各々が、各フィルタバッグの上流面上のファインファイバ層と、各フィルタバッグの出口面のファインファイバの第2層とを含んでいることを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- 前記ファインファイバ層が約0.1乃至約3ミクロンの厚さと、0.0001乃至0.1ミリグラム/平方センチメートルの基礎重量を持つことを特徴とする請求項61記載のバッグハウスフィルタ装置。
- 粒子を含む空気流をフィルタするフィルタ方法であって、
空気取り入れ口と空気出口とを有するフィルタハウジング内にエアフィルタバッグを配置する工程であって、
前記フィルタハウジングが、ハウジングを2つの部分、すなわち清浄部分と汚染部分とに分ける前記ハウジング内のフレームサポートを含み、
前記ハウジング及びフレームが、
実質的な開口上端部と塩基フレームに対するシールとを各々が持つ空気透過性素材の一連の柔軟なフィルタバッグと、
少なくとも1個のフィルタバッグに固定されて、清浄部分と汚染部分との間の分離を維持するシーリング部材と、
バッグがつぶれることを防ぐため前記バッグ内にある空気透過性手段と、
空気をバッグに通すため前記ハウジングの一方の部分内にある手段とを含む前記工程と、
空気にフィルタバッグを通過させて、空気流から粒子を確実に取り除く工程であって、前記フィルタバッグが外表面と内表面とを持ち、該外表面は該外表面上に均一に沈積された約0.0005乃至0.2mg−cm−2の基礎重量を持つファインファイバ層を有し、前記空気が前記バッグ内に入り内表面を出て行く工程とを有することを特徴とするフィルタ方法 - 前記フィルタ方法が、前記バッグ外側に形成されたダストを空気流の短い逆転により取り除き、圧低下を実質的に軽減するパルス清掃工程を含むことを特徴とする請求項72記載のフィルタ方法。
- 前記フィルタ方法が、バッグ外側に形成されたダストを震動により取り除き、圧低下を実質的に軽減するバッグの機械振動清掃工程を含むことを特徴とする請求項72記載のフィルタ方法。
- (a)バッグ布の上に、約0.01乃至0.5ミクロンの直径と0.0005乃至0.2mg−cm−2の基礎重量とを持つファインファイバの層を形成する工程であって、前記層が約0.3ミクロンより薄い厚さを有してファイバ及び布を形成する工程と、
(b)前記ファイバ及び布を組み立ててバッグにする工程とを有することを特徴とするフィルタバッグの製造方法 - 前記布に対するファイバの付着を高めて付着したファイバ及び布を形成するのに有効な期間、前記ファイバ及び布を加熱処理する工程を含むことを特徴とする請求項75記載の製造方法。
- 前記加熱処理工程がバッグの組み立て後に行われることを特徴とする請求項76記載の製造方法。
- 前記工程(b)では、付着したファイバ及び布が付着したファイバ及び布のロール形状にされ、前記付着したファイバ及び布が巻き出され、切り出され、そしてバッグに綴じられることを特徴とする請求項75記載の製造方法。
- 前記ファイバが織布上に電気紡糸されることを特徴とする請求項75記載の製造方法。
- 前記ファイバ及び布がポリマーの低融点未満の温度で処理されることを特徴とする請求項76記載の製造方法。
- 前記ファインファイバ層が予備形成されたファインファイバ層を積層することで基体上に形成されることを特徴とする請求項75記載の製造方法。
- 前記ファインファイバが、前記ファインファイバ層の剥離を防止する層で覆われていることを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記剥離を防止する層が約0.2乃至2oz.−yd−2の基礎重量を持つスクリムを含むことを特徴とする請求項82記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブが、前記フィルタチューブの出口表面上にファインファイバ層を含んでいることを特徴とする請求項52記載のフィイルタアッセンブリ。
- 前記フィルタチューブが、前記フィルタチューブの上流面上のファインファイバ層と、前記フィルタチューブの出口表面上のファインファイバの第2層とを含んでいることを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
- 前記ファインファイバ層が、約0.1乃至約3ミクロンの厚さを持ち、1平方センチメートル当たり約0.001乃至0.1ミリグラムの基礎重量を持つことを特徴とする請求項52記載のフィルタアッセンブリ。
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008513208A (ja) * | 2004-09-23 | 2008-05-01 | ゴフラン、ギー | 液体用濾過要素およびこのタイプの濾過要素を備える濾過装置 |
JP2008525671A (ja) * | 2004-12-28 | 2008-07-17 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 粒子状物質をガス流れから濾過するための濾過媒体 |
JP2009509753A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 凝集ろ材および方法 |
JP2009526917A (ja) * | 2006-02-13 | 2009-07-23 | ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド | ポリマーブレンド、ポリマー溶液組成物、ポリマーブレンドから紡糸されたファイバおよび濾過への応用 |
JP2009233645A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Kuraray Kuraflex Co Ltd | フィルター及びその製造方法 |
JP2010089067A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Tokyo Institute Of Technology | 折り畳みフィルタおよびその製造方法 |
JP2010525938A (ja) * | 2007-05-02 | 2010-07-29 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | バグハウスフィルター及び媒体 |
JP2010528846A (ja) * | 2007-06-07 | 2010-08-26 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ナノウェブと基材との積層体の形成方法及びこの積層体を用いたフィルタ |
JP2011502767A (ja) * | 2007-11-09 | 2011-01-27 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 熱安定化されたバグハウスフィルターおよび媒体 |
JP2011504138A (ja) * | 2007-11-20 | 2011-02-03 | クラーコア インコーポレーテッド | 濾過媒体、100ナノメートル未満の細繊維および方法 |
JP2013513474A (ja) * | 2009-12-14 | 2013-04-22 | マン ウント フンメル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | コンパクトフィルタ、コンパクトフィルタを製造するための方法、およびフィルタ媒体 |
JP2014013039A (ja) * | 2003-12-22 | 2014-01-23 | Donaldson Co Inc | エアフィルタカートリッジ |
JP2015189129A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | キヤノン株式会社 | ナノファイバ構造体とこれを用いた捕集装置、ナノファイバ構造体の製造方法 |
CN110381680A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-25 | 二工防爆科技股份有限公司 | 一种高效散热电气柜 |
JP2022530806A (ja) * | 2019-05-01 | 2022-07-01 | アセンド・パフォーマンス・マテリアルズ・オペレーションズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ポリアミドナノファイバー層を含むろ過媒体 |
Families Citing this family (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7476889B2 (en) * | 1998-12-07 | 2009-01-13 | Meridian Research And Development | Radiation detectable and protective articles |
US20090000007A1 (en) * | 1998-12-07 | 2009-01-01 | Meridian Research And Development, Inc. | Nonwoven radiopaque material for medical garments and method for making same |
US6743273B2 (en) | 2000-09-05 | 2004-06-01 | Donaldson Company, Inc. | Polymer, polymer microfiber, polymer nanofiber and applications including filter structures |
KR100379215B1 (ko) * | 2002-04-30 | 2003-04-08 | 주식회사공영엔지니어링 | 원통형 여과포와 사각통형 여과포를 일체로 갖는 집진기 |
US20040038014A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-02-26 | Donaldson Company, Inc. | Fiber containing filter media |
KR101119051B1 (ko) * | 2002-10-23 | 2012-03-16 | 도레이 카부시키가이샤 | 나노섬유 집합체, 하이브리드섬유, 섬유구조체, 및 그들의 제조방법 |
US7789930B2 (en) | 2006-11-13 | 2010-09-07 | Research Triangle Institute | Particle filter system incorporating nanofibers |
TWI341230B (en) * | 2004-04-21 | 2011-05-01 | Toray Industries | Polishing cloth and production method for the nanofiber construction |
US7229944B2 (en) * | 2004-07-23 | 2007-06-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Fiber structures including catalysts and methods associated with the same |
US8057567B2 (en) | 2004-11-05 | 2011-11-15 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and breather filter structure |
CN101934172B (zh) | 2004-11-05 | 2016-06-08 | 唐纳森公司 | 过滤介质和结构 |
US8021457B2 (en) * | 2004-11-05 | 2011-09-20 | Donaldson Company, Inc. | Filter media and structure |
EP1846136A2 (en) | 2005-02-04 | 2007-10-24 | Donaldson Company, Inc. | Aerosol separator |
WO2006091594A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Donaldson Company, Inc. | Aerosol separator |
US20060272507A1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-12-07 | Johnson Christopher M | Adsorbent Carbon Breather with Scrim for Improved Flow |
US8689985B2 (en) * | 2005-09-30 | 2014-04-08 | E I Du Pont De Nemours And Company | Filtration media for liquid filtration |
US7641055B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-01-05 | Donaldson Company, Inc. | Polysulfone and poly(N-vinyl lactam) polymer alloy and fiber and filter materials made of the alloy |
US20070157808A1 (en) * | 2006-01-06 | 2007-07-12 | Wagner Brian K | Filter with enhanced media area utilization |
US20080017038A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | 3M Innovative Properties Company | High efficiency hvac filter |
US9254458B2 (en) | 2006-08-21 | 2016-02-09 | Simatek A/S | Filter inlet |
EP2111486A2 (en) * | 2007-02-14 | 2009-10-28 | Dow Global Technologies Inc. | Polymer or oligomer fibers by solvent-free electrospinning |
EP2117674A1 (en) | 2007-02-22 | 2009-11-18 | Donaldson Company, Inc. | Filter element and method |
EP2125149A2 (en) | 2007-02-23 | 2009-12-02 | Donaldson Company, Inc. | Formed filter element |
US7927540B2 (en) * | 2007-03-05 | 2011-04-19 | Bha Group, Inc. | Method of manufacturing a composite filter media |
US20080315465A1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-12-25 | Alan Smithies | Method of manufacturing composite filter media |
US8308834B2 (en) * | 2007-03-05 | 2012-11-13 | Bha Group, Inc. | Composite filter media |
US7942948B2 (en) * | 2007-03-05 | 2011-05-17 | Bha Group, Inc. | Filter element including a composite filter media |
US20090071114A1 (en) * | 2007-03-05 | 2009-03-19 | Alan Smithies | Gas turbine inlet air filtration filter element |
US20080217241A1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-11 | Alan Smithies | Composite filter media and methods of manufacture |
US8303693B2 (en) * | 2007-04-26 | 2012-11-06 | The Hong Kong Polytechnic University | Nanofiber filter facemasks and cabin filters |
EP2155934A2 (en) * | 2007-05-30 | 2010-02-24 | Dow Global Technologies Inc. | High-output solvent-based electrospinning |
US20090049810A1 (en) * | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Green Thomas B | Dust filtration bag and frame apparatus and method |
WO2009038767A2 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-26 | Pawel Czubarow | Continuous ceramic nanofibers, method of producing and devices using the same |
DE102009016194A1 (de) * | 2008-04-23 | 2009-10-29 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals auf einem flachen Substrat |
DE202008008464U1 (de) * | 2008-06-25 | 2008-08-21 | Enviroserv Gmbh | Gasfilteranlage |
US7922959B2 (en) * | 2008-08-01 | 2011-04-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of manufacturing a composite filter media |
US8512432B2 (en) * | 2008-08-01 | 2013-08-20 | David Charles Jones | Composite filter media |
US8206484B2 (en) * | 2008-08-13 | 2012-06-26 | Dow Global Technologies Llc | Process for producing micron and submicron fibers and nonwoven webs by melt blowing |
US8365925B2 (en) * | 2008-08-13 | 2013-02-05 | Dow Global Technologies Llc | Filter medium |
US8267681B2 (en) | 2009-01-28 | 2012-09-18 | Donaldson Company, Inc. | Method and apparatus for forming a fibrous media |
IT1395633B1 (it) * | 2009-08-27 | 2012-10-16 | Ufi Innovation Ct Srl | Filtro per motori endotermici |
US8545605B2 (en) * | 2009-09-22 | 2013-10-01 | Alstom Technology Ltd | Square filter bag and cage design |
US8382869B2 (en) * | 2010-06-23 | 2013-02-26 | General Electric Company | System and method for removal of particulate matter from a filter media |
TW201206545A (en) | 2010-07-14 | 2012-02-16 | Ppg Ind Ohio Inc | Filtration media and applications thereof |
WO2012027659A2 (en) | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Filtration media and applications thereof |
US8845791B2 (en) * | 2010-11-10 | 2014-09-30 | Gundersen Lutheran Health System | Contaminant removal from gas streams |
US20120318136A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Hot gas filtration media and filters |
EP2758569A4 (en) | 2011-09-21 | 2015-07-08 | Donaldson Co Inc | FIBERS COMPOSED OF SOLUBLE POLYMERS |
EP2758568B1 (en) | 2011-09-21 | 2020-01-15 | Donaldson Company, Inc. | Fine fibers made from polymer crosslinked with resinous aldehyde composition |
US8979959B2 (en) * | 2012-04-04 | 2015-03-17 | Torching Solutions, Llc | Industrial air vacuum filter assembly |
CA2873249C (en) * | 2012-05-15 | 2020-06-02 | Camfil Ab | Multilayer filter media |
EP2854984A4 (en) * | 2012-05-31 | 2016-01-27 | Advancetex Internat Pty Ltd | FILTER CAGE AND FILTER ASSEMBLY FOR TISSUE FILTERS |
WO2013185878A1 (de) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | Carl Freudenberg Kg | Filterelement mit filtertaschen |
US9468879B2 (en) * | 2012-09-18 | 2016-10-18 | Great Lakes Air Systems, Inc. | Controlled pulse air filter system |
US9149748B2 (en) | 2012-11-13 | 2015-10-06 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-layered filter media |
US11090590B2 (en) | 2012-11-13 | 2021-08-17 | Hollingsworth & Vose Company | Pre-coalescing multi-layered filter media |
US9149749B2 (en) | 2012-11-13 | 2015-10-06 | Hollingsworth & Vose Company | Pre-coalescing multi-layered filter media |
RU2567327C2 (ru) * | 2012-11-26 | 2015-11-10 | Закрытое акционерное общество "Кондор-Эко" | Фильтр |
WO2014164130A1 (en) | 2013-03-09 | 2014-10-09 | Donaldson Company, Inc. | Fine fibers made from reactive additives |
US9084956B2 (en) * | 2013-03-18 | 2015-07-21 | Camfil Usa, Inc. | Dust collector with monitor air filter |
CN103321797B (zh) * | 2013-06-28 | 2015-04-15 | 唐纳森(无锡)过滤器有限公司 | 带风机引射排尘装置的车辆发动机进气系统 |
BE1021858B1 (nl) * | 2014-02-28 | 2016-01-22 | Daco S.R.O. | Filterinrichting |
WO2015171744A1 (en) | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Cummins Filtration Ip, Inc. | Filter element with depressed side portion |
EP3142774A4 (en) * | 2014-05-15 | 2017-12-06 | Hollingsworth & Vose Company | Pre-coalescing multi-layered filter media |
US10195542B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-02-05 | Hollingsworth & Vose Company | Surface modified filter media |
US10399024B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-09-03 | Hollingsworth & Vose Company | Surface modified filter media |
GB201419989D0 (en) * | 2014-11-10 | 2014-12-24 | Clear Edge Filtration Cfe Gmbh | Filter element support |
BE1023322B1 (nl) * | 2014-11-27 | 2017-02-06 | Daco S.R.O. | Filterinrichting. |
CN104785015B (zh) * | 2015-03-17 | 2017-01-04 | 中山市洁鼎过滤制品有限公司 | 水过滤滤芯的制造工艺 |
US10898860B2 (en) * | 2015-03-24 | 2021-01-26 | Arstroma Co., Ltd. | Fluid separation apparatus comprising fluid separation membrane, and fluid separation membrane module |
US10828587B2 (en) | 2015-04-17 | 2020-11-10 | Hollingsworth & Vose Company | Stable filter media including nanofibers |
US10625196B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-04-21 | Hollingsworth & Vose Company | Coalescing filter media |
US10898838B2 (en) | 2016-12-15 | 2021-01-26 | Hollingsworth & Vose Company | Filter media including adhesives |
US10543441B2 (en) | 2016-12-15 | 2020-01-28 | Hollingsworth & Vose Company | Filter media including adhesives and/or oleophobic properties |
CN107998758A (zh) * | 2017-07-03 | 2018-05-08 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种自清洁滤网及应用有该滤网的风机叶轮及吸油烟机 |
US10874967B2 (en) * | 2017-12-12 | 2020-12-29 | Air Systems Design, Inc. | Separator assembly for filter systems |
CN108079679B (zh) * | 2017-12-22 | 2023-12-01 | 江苏全风环保科技有限公司 | 模块化工业除尘机 |
CN107837618A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-03-27 | 安徽赛月环境科技有限公司 | 一种高压脉冲滤尘器 |
CN109432892B (zh) * | 2018-12-12 | 2023-09-01 | 中国地质大学(武汉) | 碳纳米管纤维滤层气体净化与热发电一体化可再生装置 |
CN110115880B (zh) * | 2019-04-06 | 2023-05-30 | 南阳盛易德环保科技有限公司 | 适用于拌合站的集成化除尘系统及其控制系统和控制方法 |
US20200384400A1 (en) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Industrial Accessories Company | Top inlet vacuum pulse cleaning dust collector |
RU2746559C1 (ru) * | 2020-02-26 | 2021-04-15 | Акционерное общество "Кондор" | Фильтр |
CN111375254B (zh) * | 2020-04-28 | 2021-08-13 | 张作华 | 一种易于集尘且防堵的布袋吸附式煤矿安全降尘装置 |
CN117225106B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-02-20 | 江苏汇金环保科技有限公司 | 一种扁布袋除尘器 |
Family Cites Families (106)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US567399A (en) | 1896-09-08 | Machine chuck | ||
GB745030A (en) | 1952-12-11 | 1956-02-15 | Johnson & Johnson | Fibrous disposable fluid filter medium |
US2835341A (en) | 1954-10-25 | 1958-05-20 | Little Inc A | Filter construction |
US3251475A (en) | 1955-04-18 | 1966-05-17 | Fmc Corp | Fibrous filter body |
US2980204A (en) | 1959-08-04 | 1961-04-18 | United Gas Improvement Co | Apparatus for filtering gas |
US3102793A (en) | 1960-03-14 | 1963-09-03 | Chace Co W M | Thermostat metal |
GB969327A (en) | 1960-08-22 | 1964-09-09 | Ozonair Engineering Company Lt | Improvements in or relating to filter elements |
NL131144C (ja) | 1961-03-06 | |||
US3207620A (en) * | 1962-05-18 | 1965-09-21 | American Cyanamid Co | Light stabilization of nylon |
US3258900A (en) | 1963-08-06 | 1966-07-05 | American Air Filter Co | Unit filter assembly |
US3295298A (en) | 1964-05-18 | 1967-01-03 | Torit Mfg Company | Dust collecting down draft bench |
US3387326A (en) | 1964-06-04 | 1968-06-11 | Du Pont | Apparatus for charging and spreading a web |
US3360598A (en) | 1964-12-28 | 1967-12-26 | Du Pont | Process of dry spinning an aromatic polycarbonamide fiber |
US3475884A (en) | 1966-05-09 | 1969-11-04 | Torit Mfg Co | Filter bag collar |
US3387433A (en) | 1966-10-10 | 1968-06-11 | Torit Corp | Dust collector |
US3570675A (en) | 1967-01-05 | 1971-03-16 | Pall Corp | Back pressure resistant filter element |
US3565979A (en) | 1968-09-18 | 1971-02-23 | Du Pont | Flash spinning |
US3596441A (en) * | 1968-11-26 | 1971-08-03 | Ernest W Lundahl | Filtering device for vehicle exhaust |
US3739055A (en) * | 1969-08-26 | 1973-06-12 | Bridgestone Tire Co Ltd | Method for heat treating polyamide fibers |
US3755527A (en) | 1969-10-09 | 1973-08-28 | Exxon Research Engineering Co | Process for producing melt blown nonwoven synthetic polymer mat having high tear resistance |
US3731352A (en) * | 1970-06-15 | 1973-05-08 | Toray Industries | Method of manufacturing a fibrous sheet |
US4143196A (en) | 1970-06-29 | 1979-03-06 | Bayer Aktiengesellschaft | Fibre fleece of electrostatically spun fibres and methods of making same |
US3745748A (en) | 1970-10-29 | 1973-07-17 | Johns Manville | Filtering process |
US3733790A (en) | 1971-02-11 | 1973-05-22 | Torit Corp | Filtering apparatus |
US3772136A (en) | 1971-04-20 | 1973-11-13 | Gen Mills Inc | Fibrous products from thermoplastic polyamide polymers |
US3839529A (en) | 1971-12-17 | 1974-10-01 | Standard Oil Co | Preparation of polyamide-imide filaments |
US3825380A (en) | 1972-07-07 | 1974-07-23 | Exxon Research Engineering Co | Melt-blowing die for producing nonwoven mats |
US3851023A (en) | 1972-11-02 | 1974-11-26 | Du Pont | Process for forming a web |
US4210615A (en) | 1973-05-23 | 1980-07-01 | Basf Aktiengesellschaft | Manufacture of thermoplastics fibrids |
US3994258A (en) | 1973-06-01 | 1976-11-30 | Bayer Aktiengesellschaft | Apparatus for the production of filters by electrostatic fiber spinning |
CH570493A5 (ja) | 1973-08-16 | 1975-12-15 | Battelle Memorial Institute | |
US3888610A (en) | 1973-08-24 | 1975-06-10 | Rothmans Of Pall Mall | Formation of polymeric fibres |
US4011067A (en) | 1974-01-30 | 1977-03-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Filter medium layered between supporting layers |
US4020230A (en) | 1975-10-03 | 1977-04-26 | The Dow Chemical Company | Microporous polyethylene hollow fibers and process of preparing them |
US4278623A (en) | 1977-01-11 | 1981-07-14 | Union Carbide Corporation | Ultra-fine fibers and method for making same |
US4148595A (en) | 1977-09-28 | 1979-04-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Coating for aerodynamic shield in apparatus for making non-woven web |
US4215682A (en) | 1978-02-06 | 1980-08-05 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Melt-blown fibrous electrets |
EP0005035B1 (en) | 1978-04-19 | 1981-09-23 | Imperial Chemical Industries Plc | A method of preparing a tubular product by electrostatic spinning |
NZ190436A (en) | 1978-05-15 | 1981-12-15 | Pall Corp | Preparation of skinless hydrophilic alcohol insoluble polyamide membranes membranes casting resin solutions |
US4223101A (en) | 1978-07-17 | 1980-09-16 | Inmont Corporation | Method of producing fibrous structure |
EP0009941B2 (en) | 1978-10-10 | 1987-05-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Production of electrostatically spun products |
US4290987A (en) | 1979-07-02 | 1981-09-22 | Celanese Corporation | Process for preparing microporous hollow fibers |
JPS56159314A (en) | 1980-05-09 | 1981-12-08 | Ube Ind Ltd | Preparation of polyimide fiber |
US4468428A (en) | 1982-06-01 | 1984-08-28 | The Procter & Gamble Company | Hydrophilic microfibrous absorbent webs |
US4469606A (en) | 1982-07-26 | 1984-09-04 | Ciba-Geigy Corporation | Stabilization systems for fiber finishes |
JPS6249922A (ja) | 1985-08-28 | 1987-03-04 | Kurabo Ind Ltd | 多層構造フイルタ−エレメント |
US4647952A (en) | 1985-11-13 | 1987-03-03 | The Mead Corporation | Phenolic developer resins |
US4824451A (en) | 1985-12-31 | 1989-04-25 | Kimberly-Clark Corporation | Melt-blown filter medium |
US4849474A (en) * | 1986-01-06 | 1989-07-18 | General Electric Company | Moisture reduction in polyamide compositions |
US5166246A (en) | 1986-01-06 | 1992-11-24 | General Electric Company | Polyetherimide-polyamide compositions |
US4650506A (en) * | 1986-02-25 | 1987-03-17 | Donaldson Company, Inc. | Multi-layered microfiltration medium |
GB2189738B (en) | 1986-03-24 | 1989-11-15 | Ethicon Inc | Apparatus for producing fibrous structures electrostatically |
EP0247357B1 (en) * | 1986-05-24 | 1990-11-22 | Unitika Ltd. | Impact resistant resin composition |
US4842924A (en) | 1986-08-25 | 1989-06-27 | Farris Richard J | Novel compositions based on reinforcement with microfibrillar networks of rigid-rod polymers |
US4929502A (en) | 1986-10-14 | 1990-05-29 | American Cyanamid Company | Fibrillated fibers and articles made therefrom |
US4915886A (en) | 1987-04-27 | 1990-04-10 | Cuno, Incorporated | Method of manufacturing nylon microporous hollow fiber membrane |
US4874399A (en) | 1988-01-25 | 1989-10-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electret filter made of fibers containing polypropylene and poly(4-methyl-1-pentene) |
JPH01293102A (ja) | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Tokuyama Soda Co Ltd | 微多孔性中空糸膜及びその製造方法 |
JPH0627366B2 (ja) * | 1988-06-02 | 1994-04-13 | 東レ株式会社 | ポリビニルアルコール系繊維、該繊維からなるタイヤコード並びにそれらの製造法 |
US4992515A (en) | 1990-01-09 | 1991-02-12 | Shakespeare Company | Nylon terpolymer crosslinked with melamine formaldehyde for coating sewing threads |
JPH0726683B2 (ja) * | 1990-02-26 | 1995-03-29 | 日本ピラー工業株式会社 | パッキンおよびその製造方法 |
US5104537A (en) | 1990-07-20 | 1992-04-14 | Donaldson Company, Inc. | High pressure hydraulic spin-on filter |
US5082476A (en) | 1990-10-19 | 1992-01-21 | Donaldson Company, Inc. | Filtration arrangement and method |
US5843442A (en) | 1990-10-22 | 1998-12-01 | Corvas International, Inc. | Blood coagulation protein antagonists and uses therefor |
JPH04209875A (ja) | 1990-12-05 | 1992-07-31 | Toyobo Co Ltd | 染色された交編編地とその製法 |
EP0509480B1 (en) * | 1991-04-18 | 1998-07-01 | Suehiro Kogyo Co., Ltd. | Laminated tube |
US5203201A (en) | 1991-12-20 | 1993-04-20 | Donaldson Company, Inc. | On-line web filtration efficiency test method |
JPH05195322A (ja) | 1992-01-17 | 1993-08-03 | Toyobo Co Ltd | ポリウレタン系弾性繊維 |
US5236652A (en) | 1992-02-11 | 1993-08-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making polyamide fiber useful as staple for papermaking machine felt |
JP3221508B2 (ja) | 1992-02-24 | 2001-10-22 | 東洋紡績株式会社 | 染色された交編編地とその製法 |
JPH0657530A (ja) | 1992-07-31 | 1994-03-01 | Toyobo Co Ltd | ポリアミド繊維とその製造法 |
JPH0657531A (ja) | 1992-07-31 | 1994-03-01 | Toyobo Co Ltd | ポリアミド繊維とその製法 |
US5273565A (en) | 1992-10-14 | 1993-12-28 | Exxon Chemical Patents Inc. | Meltblown fabric |
JPH06264301A (ja) | 1993-03-09 | 1994-09-20 | Toyobo Co Ltd | 水 着 |
AU669420B2 (en) | 1993-03-26 | 1996-06-06 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Oily mist resistant electret filter media |
US5342433A (en) * | 1993-05-10 | 1994-08-30 | Aercology, Inc. | Dust collector with bimodal shaker |
KR100336012B1 (ko) | 1993-08-17 | 2002-10-11 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 일렉트릿필터매체를하전시키는방법 |
US5429864A (en) * | 1993-10-06 | 1995-07-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High efficiency filter fabric for hot gas filtration |
US5674302A (en) | 1994-07-12 | 1997-10-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Automobile filter element |
EP0709410A3 (en) | 1994-10-26 | 1997-03-26 | Ocg Microelectronic Materials | Polymers |
DE29623145U1 (de) | 1995-01-12 | 1997-12-18 | Donaldson Co., Inc., Minneapolis, Minn. | Filterelement |
US5908598A (en) | 1995-08-14 | 1999-06-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Fibrous webs having enhanced electret properties |
US5672399A (en) * | 1995-11-17 | 1997-09-30 | Donaldson Company, Inc. | Filter material construction and method |
CA2213092C (en) | 1995-12-26 | 2001-01-23 | Asahi Medical Co., Ltd. | Leukocyte-removing filter material |
US5820646A (en) | 1996-04-26 | 1998-10-13 | Donaldson Company, Inc. | Inline filter apparatus |
USD425189S (en) | 1996-04-26 | 2000-05-16 | Donaldson Company, Inc. | Combined filter element and frame therefor |
US6048661A (en) | 1997-03-05 | 2000-04-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Polymeric compounds, chemically amplified positive type resist materials and process for pattern formation |
US5853442A (en) * | 1997-04-18 | 1998-12-29 | Donaldson Company, Inc. | Bolt connector assembly having retainer ring construction and reduced diameter shank portion |
US6068799A (en) * | 1997-10-01 | 2000-05-30 | 3M Innovative Properties Company | Method of making electret articles and filters with increased oily mist resistance |
US6238466B1 (en) | 1997-10-01 | 2001-05-29 | 3M Innovative Properties Company | Electret articles and filters with increased oily mist resistance |
US5895510A (en) | 1997-10-22 | 1999-04-20 | Dana Corporation | Air filter assembly |
US5931988A (en) * | 1997-12-04 | 1999-08-03 | Donaldson Company, Inc. | Cabinet filter assembly and methods |
US6063862A (en) * | 1998-03-11 | 2000-05-16 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Glass-polyamide composite and process for producing the same |
US6354296B1 (en) * | 1998-03-16 | 2002-03-12 | 3M Innovative Properties Company | Anti-fog face mask |
EP0985751B1 (en) * | 1998-03-25 | 2005-05-11 | Teijin Limited | Polyethylene naphthalate fiber |
US6265333B1 (en) * | 1998-06-02 | 2001-07-24 | Board Of Regents, University Of Nebraska-Lincoln | Delamination resistant composites prepared by small diameter fiber reinforcement at ply interfaces |
US6123751A (en) | 1998-06-09 | 2000-09-26 | Donaldson Company, Inc. | Filter construction resistant to the passage of water soluble materials; and method |
US6432175B1 (en) | 1998-07-02 | 2002-08-13 | 3M Innovative Properties Company | Fluorinated electret |
US6090173A (en) | 1998-08-07 | 2000-07-18 | Donaldson Company, Inc. | Air filter assembly for filtering air with particulate matter |
US6348432B1 (en) * | 1999-03-12 | 2002-02-19 | Nashua Corporation | Heat sensitive coating, recording material and methods of manufacture |
US6156086A (en) * | 1999-03-22 | 2000-12-05 | 3M Innovative Properties Company | Dual media vacuum filter bag |
US6110249A (en) | 1999-03-26 | 2000-08-29 | Bha Technologies, Inc. | Filter element with membrane and bicomponent substrate |
IT1312263B1 (it) | 1999-04-29 | 2002-04-10 | Globus Srl | Macchina per la triturazione e la macinazione di materiali in genere |
DE19919809C2 (de) * | 1999-04-30 | 2003-02-06 | Fibermark Gessner Gmbh & Co | Staubfilterbeutel, enthaltend Nanofaservlies |
DE29907699U1 (de) | 1999-04-30 | 1999-08-05 | FiberMark Gessner GmbH & Co., 83052 Bruckmühl | Staubfilterbeutel, enthaltend Nanofaservlies |
US6391807B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-05-21 | 3M Innovative Properties Company | Polymer composition containing a fluorochemical oligomer |
-
2001
- 2001-05-31 US US09/871,006 patent/US6740142B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-21 RU RU2003107561/15A patent/RU2003107561A/ru not_active Application Discontinuation
- 2001-08-21 MX MXPA03001926A patent/MXPA03001926A/es unknown
- 2001-08-21 WO PCT/US2001/026090 patent/WO2002020129A2/en not_active Application Discontinuation
- 2001-08-21 CN CNA018168213A patent/CN1468134A/zh active Pending
- 2001-08-21 EP EP01964263A patent/EP1317316A2/en not_active Withdrawn
- 2001-08-21 JP JP2002524603A patent/JP2004508164A/ja not_active Withdrawn
- 2001-08-21 KR KR10-2003-7003279A patent/KR20030086985A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-08-21 AU AU2001285140A patent/AU2001285140A1/en not_active Abandoned
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014013039A (ja) * | 2003-12-22 | 2014-01-23 | Donaldson Co Inc | エアフィルタカートリッジ |
JP4664981B2 (ja) * | 2004-09-23 | 2011-04-06 | ゴフラン、ギー | 液体用のフィルタおよびそれを備える濾過装置 |
JP2008513208A (ja) * | 2004-09-23 | 2008-05-01 | ゴフラン、ギー | 液体用濾過要素およびこのタイプの濾過要素を備える濾過装置 |
JP4871883B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2012-02-08 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 粒子状物質をガス流れから濾過するための濾過媒体 |
JP2008525671A (ja) * | 2004-12-28 | 2008-07-17 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 粒子状物質をガス流れから濾過するための濾過媒体 |
JP4785928B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-10-05 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 凝集ろ材および方法 |
JP2009509753A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 凝集ろ材および方法 |
JP2009526917A (ja) * | 2006-02-13 | 2009-07-23 | ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド | ポリマーブレンド、ポリマー溶液組成物、ポリマーブレンドから紡糸されたファイバおよび濾過への応用 |
US8247069B2 (en) | 2006-02-13 | 2012-08-21 | Donaldson Company, Inc. | Polymer blend, polymer solution composition and fibers spun from the polymer blend and filtration applications thereof |
JP2010525938A (ja) * | 2007-05-02 | 2010-07-29 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | バグハウスフィルター及び媒体 |
JP2010528846A (ja) * | 2007-06-07 | 2010-08-26 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ナノウェブと基材との積層体の形成方法及びこの積層体を用いたフィルタ |
JP2011502767A (ja) * | 2007-11-09 | 2011-01-27 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 熱安定化されたバグハウスフィルターおよび媒体 |
JP2011504138A (ja) * | 2007-11-20 | 2011-02-03 | クラーコア インコーポレーテッド | 濾過媒体、100ナノメートル未満の細繊維および方法 |
US9101860B2 (en) | 2007-11-20 | 2015-08-11 | Clarcor Inc. | Filtration medias, fine fibers under 100 nanometers, and methods |
JP2009233645A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Kuraray Kuraflex Co Ltd | フィルター及びその製造方法 |
JP2010089067A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Tokyo Institute Of Technology | 折り畳みフィルタおよびその製造方法 |
JP2013513474A (ja) * | 2009-12-14 | 2013-04-22 | マン ウント フンメル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | コンパクトフィルタ、コンパクトフィルタを製造するための方法、およびフィルタ媒体 |
JP2015189129A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | キヤノン株式会社 | ナノファイバ構造体とこれを用いた捕集装置、ナノファイバ構造体の製造方法 |
JP2022530806A (ja) * | 2019-05-01 | 2022-07-01 | アセンド・パフォーマンス・マテリアルズ・オペレーションズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ポリアミドナノファイバー層を含むろ過媒体 |
JP7340037B2 (ja) | 2019-05-01 | 2023-09-06 | アセンド・パフォーマンス・マテリアルズ・オペレーションズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ポリアミドナノファイバー層を含むろ過媒体 |
CN110381680A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-25 | 二工防爆科技股份有限公司 | 一种高效散热电气柜 |
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