JP2015514579A - シーム・シール型フィルタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1. (A) 体積空気流/布地面積の比が高い(濾材を通過する動作速度が高い);そして
(B) オンライン清浄化はユニットが所期流量で設計されるのを可能にするので、オフライン清浄化を考慮に入れて付加的な濾材領域を設ける必要がない、という理由から、
ユニット・サイズが小さい(シェーカ及びリバース・エアのサイズの1/2又は1/4の大きさであることもある)こと。
2. 運動部分の数が最小限であること。
3. 交換すべきバグの数が少ないこと。
(a) シームによって接合された少なくとも2つの隣接するエッジ部分を有する濾材;及び
(b) 延伸フルオロポリマー層と、シームに付着してシームをシールするための材料とを含むシーム・テープ
を含み、シーム・テープはシームを覆うように配置されており、テープはシームに対してほぼ平行な長さ方向と、シームに対してほぼ垂直な横方向とを有しており、シーム・テープの延伸フルオロポリマーは、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有している、
シーム・シール型フィルタを提供することである。
(a) シームによって接合された少なくとも2つの隣接するエッジ部分を有する濾材;及び
(b) シームに付着してシームをシールするための接着剤として作用し得る延伸フルオロポリマーを含むシーム・テープ
を含み、シーム・テープはシームを覆うように配置されており、テープはシームに対してほぼ平行な長さ方向と、シームに対してほぼ垂直な横方向とを有しており、シーム・テープの延伸フルオロポリマーは、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有している、
フィルタである。
(a) シームによって接合された少なくとも2つの隣接するエッジ部分を有する濾材を用意し;
(b) 延伸フルオロポリマー層と、シームに付着してシームをシールするための材料とを含むシーム・テープをシームに被着し、シーム・テープはシームを覆うように配置され、テープはシームに対してほぼ平行な長さ方向と、シームに対してほぼ垂直な横方向とを有しており、シーム・テープの延伸フルオロポリマー成分は、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有しており;そして
(c) シーム・シール型フィルタを形成するために、シーム・テープの付着材料でシームをシールする
ことを含む、シーム・シール型フィルタを製造する方法を提供することである。
上記式中、ECWは横方向モジュラスであり、
上記式中、エンタルピー(H)比は、「試験法」に記載されているように、示差走査熱量測定法によって測定して、ePTFEの全ての融解転移温度(327℃、345℃、及び380℃)からの吸熱量を積算することにより割り出される。いかなる理論にも縛られたくはないが、345℃における融解転移が、さらに延伸され得るノードを示すことが考えられる。327℃における融解転移は、さらに延伸されることのないノードを示し、そして380℃における融解転移はフィブリルを示す。
所定の方法及び設備を下述するが、いうまでもなく、当業者によって適宜に決められたものであればいかなる方法又は設備を利用してもよい。
パルス・ジェット式バグハウスのバック・パルシング中に、フィルタ・バグのシーム内に加えられる応力にできる限り近似させるように、亀裂試験を設計した。パルス・ジェット式バグハウスは、フィルタ・バグ内部へ強制的に送り込まれる高圧の空気を利用して、バグ内に機械的運動を引き起こし、続いてバグの外側からダストを払い落とす。この試験は、多量の5バール空気でパルシングされる5.72”直径の繊維ガラス・フィルタ・バグ内に加えられる応力を模倣するように作成された。
延伸フルオロポリマーテープ、例えばePTFEの試料を1”×6”の長方形にカットして、6”区分が横方向に対して平行になるようにした。試料にはカット時に皺はなかった。少なくとも3つの試料をそれぞれの被験テープからカットした。Mettler Toledo モデルAG204秤を使用して質量を割り出し、そして定置Heidenhain モデルMT 60Mゲージを使用して厚さを割り出すように試料を測定した。次いでそれぞれの試料を、Instronモデル5565グリップ・プレートを使用して引張り特性を割り出すように試験した。この場合、試料の各端部を1”(鉛直方向)×1.5”(水平方向)のグリップ・プレート間に保持するようにした。グリップ・プレートの一方の面は鋸歯状であり、他方の面はラバー面を有することにより、試料の滑り防止を助けた。グリップ間のゲージ長さを2.0インチに設定し、クロスヘッド速度を20インチ/minに設定した。112ポンドの較正ロードセルを使用してこれらの測定を行い、データを1秒当たり20回の割合で収集した。ラボラトリ温度は、同等の結果を保証するために68°F〜72°Fであった。少なくとも3つの試料を横方向で試験した。データ分析はBluehill 2ソフトウェア・データ分析パッケージによって実施した。延伸フルオロポリマーの横方向モジュラスを0.005インチ〜0.1インチの歪み範囲の間で計算した。下記式を用いて密度を計算した:
m=質量(g)
l=長さ(6cm)
w=幅(1cm)
t=厚さ(cm)
である。
次いで延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスを下記式を用いて計算した:
ρFull_Density_Fluoropolymer=使用された完全密度フルオロポリマーの密度
ρsample=使用された試料の密度
である。
材料の融解転移を割り出すために、示差走査熱量測定(DSC)を行った。これらの測定を実施するために使用された設備は、液体窒素冷却システム(TA LNCS)が装着された、適宜の基準を用いて較正されたTA示差走査熱量計(Model #Q2000)であった。
例1
本発明に従って、ePTFE/FEP複合フィルムを製造するために、Wilmington, DE在、E.I.Dupont Companyから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.218g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを49℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによってテープを製造し、次いでその元の厚さのほぼ40%までカレンダリングした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。次いでテープに1.4:1の比の長手方向延伸を施した。次いでテープに横断方向延伸(6:1)を施し、続いて、拘束したままテープを380℃で焼結した。結果として生じたエンタルピー比は0.15であり、結果として生じた横断方向マトリックス・モジュラスは17,819psiであった。
例1に記載したものと同様にePTFE/FEP複合テープを調製した。Wilmington, DE在、E.I.DuPont Companyから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.193g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを49℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによってテープの形状にした。次いでテープを二つ折りにし、その元の合体厚さのほぼ33%となる厚さまでカレンダリングした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。次いでテープに1.73:1の比の長手方向延伸を施した。次いでテープに横断方向延伸(11.7:1)を施し、続いて、拘束したままテープを380℃で焼結した。結果として生じたエンタルピー比は0.56であり、結果として生じた横断方向マトリックス・モジュラスは2,211psiであった。
例1に記載したものと同様にePTFE/FEP複合テープを調製した。Daiken Industriesから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.184g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを49℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによってテープの形状にした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。次いで、結果として得られた乾燥したテープに10:1の比の長手方向延伸を施した。結果として得られた材料の横断方向マトリックス・モジュラスは15,234psiであった。次いでテープに,米国特許第5,554,236号明細書に記載されたものと同様のラミネーション・プロセスを施した。310℃に設定された温度及び長手方向比1.10:1で、加熱された表面全体にわたってテープを0.5ミルFEP-100フィルムにラミネートした。次いで複合テープに320℃の温度設定点で、横断方向比5:1を与えた。次いで、拘束したままテープに390℃の設定点で焼結を施した。複合体の結果として得られたePTFE部分の横断方向マトリックス・モジュラスは15,234psiであり、エンタルピー比は0.18であった。次いで、結果として得られた複合体ロールを横断方向に約1”にスライスした。
例1に記載したものと同様にePTFE/FEP複合テープを調製した。Wilmington, DE在、E.I.DuPont Companyから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.168g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを49℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによって、約54ミル厚のテープの形状にした。次いでテープをローラに2回通し、最初に25ミルにし、再度通したときに8.5ミルの最終厚にした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。結果として生じた横断方向マトリックス・モジュラスは29,050psiであった。
本発明に従って、ePTFE/FEP複合フィルムを製造するために、Wilmington, DE在、E.I.Dupont Companyから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.218g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを49℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによって約28ミル厚のテープを製造した。次いでこのテープをローラに通すことにより厚さを11ミルにした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。次いでテープに1.4:1の比の長手方向延伸を施した。次いでテープに横断方向延伸(6:1)を施し、続いて、拘束したままテープを380℃で焼結した。結果として生じたエンタルピー比は0.15であり、長手方向マトリックス・モジュラスは151,356psiであった。
例1に記載したものと同様にePTFE/FEP複合テープを調製した。Wilmington, DE在、E.I.DuPont Companyから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.213g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを49℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによって約26ミル厚のテープを製造した。次いでこのテープをローラに通すことにより厚さを11ミルにした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。次いでテープに1.62:1の比の長手方向延伸を施した。次いでテープに横断方向延伸(11.7:1)を施し、続いて、拘束したままテープを380℃で焼結した。結果として生じた材料のエンタルピー比は0.62であり、横断方向マトリックス・モジュラスは53,751psiであった。
例1に記載したものと同様にePTFE/FEP複合テープを調製した。Wilmington, DE在、E.I.DuPont Companyから入手した、ペースト押し出し及び延伸に適したPTFE微粉末を原材料として使用した。PTFE微粉末をIsopar K(Exxon Mobil Corp., Fairfax, Va)と0.213g/微粉末gの比率でブレンドした。潤滑粉末をシリンダ内で圧縮することによってペレットを形成し、そしてペレットを16℃に設定された炉内へ、ペレットをその温度にもたらすのに十分な滞留時間にわたって入れた。圧縮・加熱済ペレットを次いでラムで押し出すことによって約25ミル厚のテープを製造した。次いでこのテープをローラに通すことにより厚さを4ミルにした。次いで潤滑剤を加熱によって駆逐した。次いで米国特許第3,953,566号明細書に記載されているように、テープに2.30:1の比の長手方向延伸を施した。材料にはまた米国特許第3,953,566号明細書に記載されているように、長手方向に1:1の比で拘束したまま375℃の焼結温度を施した。結果として生じた材料のエンタルピー比は0.16であり、横断方向マトリックス・モジュラスは1858psiであった。
Claims (53)
- フィルタであって:
(a) シームによって接合された少なくとも2つの隣接するエッジ部分を有する濾材;及び
(b) 延伸フルオロポリマー層と、該シームに付着して該シームをシールするための材料とを含むシーム・テープ
を含み、前記シーム・テープは該シームを覆うように配置されており、該テープは該シームに対してほぼ平行な長さ方向と、該シームに対してほぼ垂直な横方向とを有しており、該シーム・テープの延伸フルオロポリマーは、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有している、
フィルタ。 - 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約4,000psiを上回る、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約8,000psiを上回る、請求項2に記載のフィルタ。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約12,000psiを上回る、請求項3に記載のフィルタ。
- 前記エンタルピー比が約0.45未満である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記エンタルピー比が約0.3未満である、請求項5に記載のフィルタ。
- 前記エンタルピー比が約0.2未満である、請求項6に記載のフィルタ。
- 前記延伸フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン(TFE)を含むコポリマーである、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記延伸フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン(TFE)と、ビニリデンジフルオリド(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、エチレン、ビニリデンフルオリド(VF)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、ペルフルオロエーテル、及びトリフルオロエチレンから成る群から選択された1種又は2種以上のモノマーとから調製されたコポリマーである、請求項9に記載のフィルタ。
- 前記延伸フルオロポリマーがePTFEである、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記シーム・テープが導電性である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記付着材料が、連続的又は不連続的な接着剤層である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記延伸フルオロポリマーが接着剤として作用することができる、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記接着剤が、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、ペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/ビニリデンフルオリドコポリマー(THV)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、並びに、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)及びエチレンフッ素化エチレンプロピレン(EFEP)から成る群から選択されたポリオレフィン、から成る群から選択される、請求項12に記載のフィルタ。
- 前記接着剤がFEPである、請求項14に記載のフィルタ。
- 前記シームを覆うように配置されるシーム・テープは50,000以上のパルス・ジェット清浄化サイクルを200℃で施され、亀裂試験に合格する、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記濾材が、ePTFE、繊維ガラス、アラミド、ポリイミド、ポリエステル、又はポリフェニレンスルフィドの織布、不織布、又はフェルトを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタがバグである、請求項1に記載のフィルタ。
- シーム・シールされている、請求項1に記載のフィルタ。
- シーム・シール型フィルタを製造する方法であって、
(a) 延伸フルオロポリマーと、シームを有するフィルタに当該シーム・テープを付着させるための材料とを含むシーム・テープを被着し、前記シーム・テープは該シームに対してほぼ平行な長さ方向と、該シームに対してほぼ垂直な横方向とを有しており、該シーム・テープの延伸フルオロポリマーは、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有しており;そして
(b) シーム・シール型フィルタを形成するために、該シーム・テープの付着材料で該シームをシールする
ことを含む、シーム・シール型フィルタを製造する方法。 - 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約4,000psiを上回る、請求項20に記載の方法。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約8,000psiを上回る、請求項21に記載の方法。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約12,000psiを上回る、請求項22に記載の方法。
- 前記エンタルピー比が約0.45未満である、請求項20に記載の方法。
- 前記エンタルピー比が約0.3未満である、請求項24に記載の方法。
- 前記エンタルピー比が約0.2未満である、請求項25に記載の方法。
- 前記延伸フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン(TFE)と、ビニリデンジフルオリド(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、エチレン、ビニリデンフルオリド(VF)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、ペルフルオロエーテル、又はトリフルオロエチレンから成る群から選択された1種又は2種以上のモノマーとから調製されたコポリマーである、請求項20に記載の方法。
- 前記延伸フルオロポリマーがePTFEである、請求項20に記載の方法。
- 前記シーム・テープが導電性である、請求項20に記載の方法。
- 前記付着材料が、連続的又は不連続的な接着剤層である、請求項20に記載の方法。
- 前記延伸フルオロポリマーが接着剤として作用することができる、請求項20に記載の方法。
- 前記接着剤が、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、ペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/ビニリデンフルオリドコポリマー(THV)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、並びに、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)及びエチレンフッ素化エチレンプロピレン(EFEP)から成る群から選択されたポリオレフィン、から成る群から選択される、請求項30に記載の方法。
- 前記接着剤がFEPである、請求項32に記載の方法。
- 前記シームを覆うように配置されるシーム・テープは50,000以上のパルス・ジェット清浄化サイクルを200℃で施され、亀裂試験に合格する、請求項18に記載の方法。
- 前記濾材が、ePTFE、繊維ガラス、アラミド、ポリイミド、ポリエステル、又はポリフェニレンスルフィドの織布、不織布、又はフェルトを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記フィルタがバグである、請求項18に記載の方法。
- 延伸フルオロポリマー層と、シームに付着して該シームをシールするための材料とを含むシーム・テープであって、該シーム・テープの延伸フルオロポリマーは、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有している、シーム・テープ。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約4,000psiを上回る、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約8,000psiを上回る、請求項38に記載のシーム・テープ。
- 前記シーム・テープの延伸フルオロポリマーの横方向マトリックス・モジュラスが約12,000psiを上回る、請求項39に記載のシーム・テープ。
- 前記エンタルピー比が約0.45未満である、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記エンタルピー比が約0.3未満である、請求項41に記載のシーム・テープ。
- 前記エンタルピー比が約0.2未満である、請求項42に記載のシーム・テープ。
- 前記延伸フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン(TFE)と、ビニリデンジフルオリド(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、エチレン、ビニリデンフルオリド(VF)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、ペルフルオロエーテル、又はトリフルオロエチレンから成る群から選択された1種又は2種以上のモノマーとから調製されたコポリマーである、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記延伸フルオロポリマーがePTFEである、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記シーム・テープが導電性である、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記付着材料が、連続的又は不連続的な接着剤層である、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記延伸フルオロポリマーが接着剤として作用することができる、請求項37に記載のシーム・テープ。
- 前記接着剤が、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、ペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/ビニリデンフルオリドコポリマー(THV)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、並びに、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)及びエチレンフッ素化エチレンプロピレン(EFEP)から成る群から選択されたポリオレフィン、から成る群から選択される、請求項47に記載のシーム・テープ。
- 前記接着剤がFEP又はPFAである、請求項49に記載のシーム・テープ。
- 前記接着剤がFEPである、請求項50に記載のシーム・テープ。
- 50,000以上のパルス・ジェット清浄化サイクルを200℃で施され、亀裂試験に合格することができる、請求項37に記載のシーム・テープ。
- フィルタであって:
(a) シームによって接合された少なくとも2つの隣接するエッジ部分を有する濾材;及び
(b) 該シームに付着して該シームをシールするための接着剤として作用し得る延伸フルオロポリマーを含むシーム・テープ
を含み、前記シーム・テープは該シームを覆うように配置されており、該テープは該シームに対してほぼ平行な長さ方向と、該シームに対してほぼ垂直な横方向とを有しており、該シーム・テープの延伸フルオロポリマーは、室温で約1,950psiを上回る横方向マトリックス・モジュラスと、0.6未満のエンタルピー比とを有している、
フィルタ。
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