JP3266615B2 - 寸法的に安定で透過的で多孔質なプラスチック成型体を有するフィルター要素 - Google Patents

寸法的に安定で透過的で多孔質なプラスチック成型体を有するフィルター要素

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、第一面に従えば、フィルター要素に関する
もので、とりわけ空気から固体粒子を分離するためのフ
ィルター要素にして、 （ａ）フィルター要素が透過性の多孔質で、ほぼ寸法的
に安定な成型体を有し； （ｂ）当該成型体がほぼポリエチレンからなり； （ｃ）成型体が、平均分子量106以上の超高分子で微粒
状のポリエチレン及び初期状態で微粒状で平均分子量が
104より大きく106以下の別のポリエチレン成分から築か
れていて； （ｄ）超高分子ポリエチレンと別のポリエチレン成分の
粒子が熱作用によって成型体に結合していて；及び （ｅ）成型体がその流入表面で、濾過されるべき媒体の
ために、成型体よりも小さな平均粒子サイズを有し流入
表面で少なくともその表面の深さの一部を充填する微粒
状材料の微孔コーティング部を備えていて、そして （ｆ）超高分子ポリエチレンは、初期状態で粒子の少な
くとも95重量％が63マイクロメートルより大きく250マ
イクロメートル以下の範囲での粒子サイズ分布を有する
ことを特徴とするフィルター要素に関するものである。
ヨーロッパ特許公報第177521号（EP−B0 177 521）に
は、ほぼ寸法的に安定で、透過性の多孔質な成型体が高
分子量の微粒状ポリエチレンと初期状態で低分子量の微
粒状ポリエチレンからなり、それらポリエチレン要素が
熱作用によって成型体に結合し、微粒状ポリテトラフル
オロエチレンの表面孔コーティング部が備えられている
フィルター要素が開示されている。この種の実際に製造
されたフィルター要素においては、比較的高分子のポリ
エチレンが106以上の分子量を有する。表面孔コーティ
ング部のために、フィルター要素は、表面濾過の原理で
濾過することができる。濾過されるべき媒体の微細及び
著しく微細な粒子ですらフィルター要素の流入表面に既
に保持され、例えば逆流原理（back−flow principle）
によって非常に簡単に拭き取られうる。
これらフィルター要素は、いままで、ちょうど10％未
満の粒子が250マイクロメートルより大きく63マイクロ
メートルよりも小さいか同じである材料に由来する超高
分子ポリエチレンを用いて製造された。これらフィルタ
ー要素は実務上まったくうまい具合に用いられている。
しかしながら、本発明は公知のフィルター要素で更なる
改善を達成する。
本発明は、ほぼポリエチレンからなり、流れ抵抗を減
らし微小孔コーティング部の形成を改善するように、そ
の流入表面に当該コーティング部をもつほぼ寸法的に安
定な成型体を有する透過性の多孔質フィルター要素を展
開する技術的問題に基づいている。
この問題の第一の解決法は、既に導入段落の最後に述
べられているが、本発明に従い、超高分子ポリエチレン
のために初期状態で少なくとも粒子の95重量％が63マイ
クロメートルより大きく250マイクロメートル以下の範
囲での粒子サイズ分布を有することである。
この発明及びコーティングされるべき成型体のための
超高分子ポリエチレンの粒子サイズ範囲の新規ではっき
りした定義は、流れ抵抗を増加するとりわけ非常に小さ
な孔が事実上完全にない非常に一様な孔分布をコーティ
ングされない成型体が有することを意味する。コーティ
ングされない成型体の表面孔がまた、非常に一様な孔サ
イズ分布を有する。その結果、コーティング部も、同じ
コーティング材料に基づくより小さな平均孔サイズでの
非常に一様な孔サイズ分布を有する。これは、事実上一
様なフィルター負荷及びフィルター要素の流入表面全体
にわたる事実上完全な表面濾過をもたらす。
第二面に従えば、本発明はフィルター要素に関するも
ので、とりわけ空気から固体粒子を分離するためのフィ
ルター要素にして、上記構成（ａ）〜（ｅ）を有し、超
高分子ポリエチレンが初期状態で粒子の少なくとも60重
量％が125マイクロメートルより大きく250マイクロメー
トル以下の範囲での粒子サイズ分布を有することを特徴
としている。
既述の技術的問題に対するこの第二の発明的解決法
は、第一解決法に関連した上記効果にならった効果を達
成する。63〜250マイクロメートルの粒子サイズ範囲で
の超高分子ポリエチレンの粒子のあきらかに半分以上が
従来、63〜125マイクロメートルの粒子サイズ範囲であ
り、125〜250マイクロメートルの粒子サイズ範囲での粒
子の重量部分は明らかに50％以下であった一方、第二の
発明的解決法は成型体の流れ抵抗を減少し、上記に従う
均一化効果をもたらすことが驚くべきことに発見され
た。
第三面に従えば、本発明はフィルター要素に関するも
ので、とりわけ空気から固体粒子を分離するためのフィ
ルター要素にして、 （ａ）フィルター要素が透過性の多孔質で、ほぼ寸法的
に安定な成型体を有し； （ｂ）当該成型体がほぼポリエチレンからなり； （ｃ）成型体が、平均分子量106以上の超高分子で微粒
状のポリエチレンから築かれていて；及び （ｄ）成型体がその流入表面で、濾過されるべき媒体の
ために、成型体よりも小さな平均粒子サイズを有し流入
表面で少なくともその表面の深さの一部を濾過する微粒
状材料の微孔コーティング部を備えていて、そして （ｅ）超高分子ポリエチレンは、初期状態で粒子の少な
くとも70重量％が63マイクロメートルより大きく315マ
イクロメートル以下の範囲での粒子サイズ分布を有し； （ｆ）超高分子ポリエチレンの粒子が熱作用により成型
体に直接的に結合していることを特徴とする フィルター要素に関するものである。
本発明の第三面に従うフィルター要素は平均分子量が
104より大きく106以下の別のポリエチレン成分を備え
ず、超高分子ポリエチレンの粒子は熱作用によって成型
体に直接的に結合している。第三の発明的解決法は、第
一及び第二解決法が単独で又は結びついて第三の発明的
解決法の展開として好ましくもあるけれども、63マイク
ロメートル以下のサイズの粒子と250マイクロメートル
以上のサイズの粒子の事実上の排除なしに（第一の発明
的解決法参照）、あるいは125〜250マイクロメートルの
粒子サイズ範囲での比較的高い集中なしに（第二の発明
的解決法参照）、第一の発明的解決法に関連して記述さ
れた効果にならった効果を達成する。
選択的に、第三の発明的解決法において平均分子量が
104より大きく106以下の別のポリエチレン成分を用いる
ことが可能だけれども、従来備えられたよりも明らかに
低い比率である。超高分子ポリエチレンと別のポリエチ
レン成分の合計を基礎として、15％以下、好ましくは10
％以下の別のポリエチレン成分の重量部分を用いること
ができる。
フィルター要素壁を通って流れる濾過されるべき媒体
に対する流れ抵抗が減少することは、例えばブロワー又
はポンプのより小さな送りがフィルター要素を通って濾
過されるべき媒体を搬送することが求められることを意
味する。言い換えれば、所与の濾過表面と所与の送りを
備えた所与の濾過装置のために、濾過装置を通って濾過
されるべき媒体のより高い処理量を与える。
成型体はもっぱら上記ポリエチレン成分からなってい
てよい。しかしながら、成型体のために、熱作用によっ
て成分の永久的結合を著しくは損ねない別の成分を有す
ることも可能である。これら追加的成分は、たとえある
にはせよ、比較的小さな割合の量での一般的な添加物で
ある。例ば静電防止添加物としてのカーボンブラックで
ある。
本発明のフィルター要素は一般的に粒子を濾過される
べき液状又はガス状媒体から分離するのに適する。適用
のとりわけ好適な範囲は、固体粒子の空気からの分離と
固体粒子の水や油のような液体からの分離である。
既述のコーティングが成型体の流入表面全体を覆うこ
とも可能であることが指摘され、即ち、成型体の流入表
面にある表面孔の深さの一部又は全部に限定される必要
がない。機能的に先ず重要なものは、表面孔の深さの少
なくとも一部が、好適には表面から始まる深さ部分で表
面から引っ込んだ深さの部分が満たされることである。
第三の発明的解決法において、63〜315マイクロメー
トルの範囲での粒子の比率は、好適には少なくとも80重
量％で、より好適には少なくとも90重量％で、更に好適
には少なくとも95重量％である。
第一及び第三の解決法の好適な展開においては、粒子
の少なくとも60重量％が、第二解決法におけるように、
125マイクロメートルより大きく250マイクロメートル以
下の範囲である。
３つの解決法のすべてにおいて、粒子の少なくとも70
重量％にとって、125マイクロメートルより大きく250マ
イクロメートル以下の範囲であることが好適である。
第二及び第三の解決法において、粒子の少なくとも80
重量％、より好適には少なくとも90重量％、更に好適に
は少なくとも95重量％にとって、63マイクロメートルよ
り大きく250マイクロメートル以下の範囲にあることが
好適である。
３つの解決法のすべてにおいて、粒子の少なくとも97
重量％にとって、63マイクロメートルより大きく250マ
イクロメートル以下の範囲にあることが好適である。
第一及び第二の解決法において、別のポリエチレン成
分の重量部分は、超高分子ポリエチレンと別のポリエチ
レン成分の合計を基礎として、好適には３〜70％、より
好適には５〜60％、更に好適には20〜60％である。
別のポリエチレン成分が存在する場合、好適には105
〜106の範囲での平均分子量を有する。また別のポリエ
チレン成分はより高い平均分子量での第一サブコンポー
ネントとより低い平均分子量での第二サブコンポーネン
トとから構成される。その際、第一サブコンポーネント
と第二サブコンポーネントとでとる平均分子量は、104
より大きく106以下である。第一サブコンポーネントの
平均分子量は104〜106の範囲、好適には105〜106の範
囲、更に好適には２×105〜106の範囲である。当該ポリ
エチレン成分は一般には高分子ポリエチレンと呼ばれる
が、以下においては、５×104を越える平均分子量での
ポリエチレン成分が平易化の目的のために高分子と呼ば
れる。第二サブコンポーネントの平均分子量は５×104
より少ない範囲、好適には103〜５×104の範囲、より好
適には103〜５×104の範囲、更に好適には５×103〜５
×104の範囲であるこれら範囲はすべて低分子ポリエチ
レンの範囲である。既述の分子量範囲での低分子ポリエ
チレンはしばしばポリエチレンワックスとしても言及さ
れる。第二サブコンポーネントの重量部分は、別のポリ
エチレン成分全体を基礎として、好適には２〜50％、よ
り好適には５〜20％である。
たとえあるにはせよ高分子ポリエチレン成分の粒子サ
イズ分布に関する限り、初期状態において、粒子サイズ
分布は好適には粒子の少なくとも95重量％が1000マイク
ロメートルの粒子サイズ以下であり、粒子の多くとも15
％以上が63マイクロメートルの粒子サイズ以下で、好適
には粒子の少なくとも99重量％が1000マイクロメートル
の粒子サイズ以下で、粒子の多くとも５％が63マイクロ
メートルの粒子サイズ以下である。
たとえあるにはせよ低分子ポリエチレン成分の粒子サ
イズ分布に関する限り、初期状態での粒子サイズ分布
は、好適には粒子の少なくとも95重量％が500マイクロ
メートルの粒子サイズ以下であり、粒子の多くとも15％
以上が63マイクロメートルの粒子サイズ以下である。選
択的に、粒子の少なくとも95重量％が初期状態で63マイ
クロメートルの粒子サイズ以下である所謂マイクロワッ
クスが好適である。
本明細書及び請求の範囲において「初期状態におい
て」という場合には、透過性の多孔質成型体に結合する
ための熱作用の前のポリエチレン成分の状態に関するも
のである。
別のポリエチレン成分が５×104以下の平均分子量を
有するが、この分子量のサブコンポーネントを含むなら
ば、成型体の表面孔においてコーティング材料粒子のと
りわけ高い粘着力が観察される。コーティング適用前の
走査電子顕微鏡によるフィルター要素の流入表面の図に
は、低分子ポリエチレン成分が、コーティング材料粒子
の特に堅い固定を明らかに助長する表面孔の壁に湾曲し
た茎状突起部を形成することがたぶんこの効果の原因で
あろうことを示している。
超高分子ポリエチレンは、少なくとも20〜75％の範囲
でほぼ直線路を有した「孔径に関する孔の累積率」のグ
ラフが非コーティングの成型体に対する結果として生じ
るような、好適には初期状態で粒子サイズ分布を有して
いる。これに関する更なる詳細は明細書の具体例の部分
で見出される。
本発明の好適な展開に従って、他のほぼ球状粒子形状
を越えてこぶ状に膨らんだ範囲を備えた形状を有する超
高分子ポリエチレンの粒子が用いられる。これによっ
て、コーティング材料粒子が成型体へ又はその表面孔に
特に良好に接着することとなることが見出された。また
成型体の流れ抵抗の減少の傾向も認められた。
超高分子ポリエチレンの平均分子量に関して、６×10
6の上限が好適であり、２×106〜６×106がとりわけ好
適である。
超高分子ポリエチレンの粒子は好適には300〜550g/l
の体積密度を有し、その中でも350〜500g/lがとりわけ
好適である。初期状態での高分子ポリエチレン成分の体
積密度は好適には200〜350g/lである。低分子ポリエチ
レン成分の溶融温度は好適には100〜150℃である。
表面孔をコーティングするための微粒状材料は好適に
はポリテトラフルオロエチレンである。微粒状コーティ
ング材料は好適には100マイクロメートル以下の平均粒
子サイズを、更に好適には50マイクロメートル以下の平
均粒子サイズを有する。
本発明の対象はまた、既述のフィルター要素又は成型
体を製造するための方法であり、これは −任意に別のポリエチレン成分と混合された超高分子ポ
リエチレンの粒子を型に注ぎ込み； −粒子を成型体に結合するのに十分な時間（通常は10〜
180分）170℃〜250℃の温度に型の内容物を加熱し； −型内の成型体を冷却し（室温までに下げる必要はな
い）； −型から成型体を取り除き；そして −型から取り除いた成型体の流入表面にコーティングを
施す ことの段階によって特徴づけられる。
特に好ましくはコーティングは、好適には熱風を吹き
つけられることで後に乾燥される懸濁液の態様で施され
うる。当該懸濁液はスプレー及び刷毛方法によって特に
良好に施されうる。
型の内容物は振動で型内の好適に揺り動かされる。型
の内容物が加熱される場合、もし存在するならば低分子
ポリエチレン成分が先ず溶ける。型の内容物の温度が上
がるにつれ、更に高分子ポリエチレン成分も溶け始め、
超高分子ポリエチレン粒子は寸法的に安定な状態でその
表面が幾らか軟らかくなる。高分子ポリエチレン成分は
超高分子ポリエチレン粒子の間で結合骨格を形成し、一
方、もし存在するならば低分子ポリエチレン成分は高分
子結合骨格と超高分子ポリエチレン粒子上に位置する。
別のポリエチレン成分が存在しないならば、型の内容物
が加熱される場合に、超高分子ポリエチレン粒子は、そ
の表面の寸法的に安定な軟化のために共にくっつく。
上記のポリエチレン成分は市販され、第一の発明的解
決法に従う粒子サイズ分布と第二の発明的解決法に従う
粒子サイズ分布は別として例えばヘキスト社（Hoechst
AG）やBASF社から入手可能である。
請求項１〜３の特徴を備えない場合ですら請求項４〜
18に記載された特徴の１つ又はそれ以上を備えたフィル
ター要素が技術的に有効で工夫に富んでいることが明快
に指摘される。これは請求項11、12、13、14に記載され
た特徴で特に保持されている。
本発明は具体的に関した以下の記載で更に詳細に説明
される。
図１は濾過装置を断面で示す。
図２は図１の濾過装置の単一フィルター要素を図１の
矢印IIに従う側面で示す。
図３は（図２よりも少ない数の壁輪郭を備えた）フィ
ルター要素の水平断面を示す。
図４は図２及び３のフィルター要素の外側表面部分を
拡大断面で示す。
図５は選択的なフィルター要素の外側表面部分を示
す。
図６は球状の粒子形状を有した超高分子ポリエチレン
粒子を示す。
図７、９、10、11はコーティングされない各種成型体
のための「孔径に関する孔の累積率」のグラフを示す。
図８、12は図７、９、10、11と似ているけれどもコー
ティングされた成型体又はコーティング部のためのグラ
フを示す。
図１に示され、「フィルター」としばしば縮められて
言及される濾過装置２は、ハウジング４を備え、当該ハ
ウジング内に４つのフィルター要素６が図示の実施例で
は互いに平行に離れて位置している。フィルター要素６
は大雑把に言って縁で狭い正確な平行六面体で長側面で
ジグサグ状に延びるベローズ状壁を備えた形状（図３参
照）を有する。そのようなフィルター要素は層状のフィ
ルター要素としても参照される。濾過ポケット形状のフ
ィルター要素６は中空で、上方及び下面で開放し、全周
でほぼ一定の壁厚を有する。当該フィルター要素は異な
る形状、例えば管状形状を有しうることが指摘される。
各フィルター要素６は、その材料組成が以下により正
確に記載される外側にコーティングされた成型体22を備
える。各成型体22は上方ヘッド範囲で全周にはみ出たエ
ッジ範囲10を備え、そこで固定プレートを備えて濾過装
置２のハウジング４ににより容易に固定される。４つの
フィルター要素６は下方からハウジング４に横向きに配
置された強く目打ちのあるプレート12に固定され、各フ
ィルター要素の内側空間14は複数の孔を介して目打ちの
あるプレート12の上方の空間に連通する。各フィルター
要素６の低い脚範囲において裾部15が成型体22に固定さ
れ、下方から成型体22をシールし、その上で両端で立ち
上がる。裾部15はハウジング４の突起部17で各端部とか
かる。図示の成型体22は、裾部15の長手方向に相前後す
る３つの凹部に分かれる。
濾過されるべき媒体は流入口16を通ってハウジング４
の内側を流れ、次いでフィルター要素６の外側から内側
に、そこから目打ちのあるプレート12の上方の空間19へ
流れ出口18を通って濾過装置２から離れる。フィルター
要素６の下方で、ハウジング４は漏斗形状をしていて、
濾過されるべき媒体から分離し洗浄のためフィルター要
素６を流れ落ちる粒子は排出口20を通って時々除去され
うる。
各フィルター要素６の成型体22は例えば超高分子ポリ
エチレン粒子と別のポリエチレン成分とからなる。これ
ら成分は製造型に注ぎ込まれる際には微粒状であった
が、顆粒形状の超高分子ポリエチレンだけは仕上がった
成型体22で存在している。既述の成分は、上記した製造
方法により、熱作用によってほぼ寸法的に安定で透過的
で多孔質な成型体に結合する。
図４に微孔の表面孔コーティング部32を含んだ仕上が
った成型体22の構造を模式的に示す。高分子ポリエチレ
ン成分26は、製造中の熱作用下で超高分子ポリエチレン
の粒子の間で結合骨格を形成する。低分子成分は追加的
に高分子及び超高分子ポリエチレン材料上に位置する。
超高分子ポリエチレン粒子24は製造中にその形状を事実
上変えない。成型体22の構造は全体でかなり多孔質であ
る。高分子及び低分子ポリエチレン成分が用いられない
ならば、結果としての成型体の構造は図５に示されたよ
うになる。超高分子粒子24はその接触点で共に焼結す
る。
コーティング部32は小さなポリテトラフルオロエチレ
ン粒子からなる。コーティング32は、成型体22の外側表
面34（即ち、濾過されるべき媒体のための流入表面）に
存在する孔の深さの少なくとも一部を満たす。
図６に好適な超高分子ポリエチレン成分24の粒子形状
を示す。この粒子形状は大雑把に言って、こぶ状又はい
ぼ状に膨らんだ範囲38を備えほぼ球状であると言える。
この粒子形状を有した超高分子ポリエチレンを用いる有
利な効果は、上に記載された。
具 体 例 以下に発明の成型体の３つの具体例を、従来技術に従
う標準例と比較しながら、超高分子ポリエチレン粒子の
粒子サイズ分布と材料構造に関してより正確に記載す
る。
具体例1: 平均分子量２×106の超高分子ポリエチレン約60重量
％と平均分子量約３×105の微粒状高分子ポリエチレン
約40重量％とから既述の方法によって成型体が製造され
る。初期状態での超高分子成分の粒子サイズ分布は次の
とおりである： 63マイクロメートル以下： １％ 63〜125マイクロメートル： 59％ 125〜250マイクロメートル： 40％ 250マイクロメートル以上： ０％ 図７におけるように「孔径に関する孔の累積率」のグ
ラフが成型体に関して決定される。孔径d50、即ち、孔
の50％がd50より大きく50％がd50より小さい成型体の孔
径は約20マイクロメートルである。図７のグラフは、約
10〜83％の範囲でほぼ直線状である。40マイクロメート
ルを越える大きさの孔は事実上ない。
小さなポリテトラフルオロエチレン粒子のコーティン
グを施した後に、図７のグラフのように、図８での孔サ
イズ分布のグラフが決定される。いまd50が約8.5マイク
ロメートルである。孔の約36％のみがd50より大きく、
孔の約10％のみがd50より小さい。30マイクロメートル
以上のサイズの孔は事実上存在しない。
図１に従う濾過装置での200作業時間後、フィルター
要素で225ミリメートル水頭の圧力損失が測定される。
具体例１は請求項１の定義の範囲にあるものである。
具体例2: 平均分子量約４×106の超高分子ポリエチレン約54重
量％と平均分子量３×105の微粒状高分子ポリエチレン
約35重量％と平均分子量約２×104の微粒状低分子ポリ
エチレン約11％とから既述の方法によって成型体が製造
される。初期状態での超高分子成分の粒子サイズ分布は
次のとおりである： 63マイクロメートル以下： 1.5％ 63〜125マイクロメートル： 23％ 125〜250マイクロメートル： 73％ 250〜315マイクロメートル： ３％ 400マイクロメートル以上： ０％ 図９におけるように「孔径に関する孔の累積率」のグ
ラフが成型体に関して決定される。孔径d50は約23マイ
クロメートルである。図９のグラフは、約８〜75％の範
囲でほぼ直線状である。45マイクロメートルを越える大
きさの孔は事実上ない。
図１に従う濾過装置での200作業時間後、小さなポリ
テトラフルオロエチレン粒子でコーティングされたフィ
ルター要素で240ミリメートル水頭の圧力損失が測定さ
れる。
具体例２は請求項２の定義の範囲にあるものだが、同
時に請求項１の定義の範囲にあるものでもある。
具体例3: 平均分子量約４×106の超高分子ポリエチレン100重量
％から既述の方法によって成型体が製造される。開始材
料の粒子サイズ分布は次のとおりである： 63マイクロメートル以下： 1.5％ 63〜125マイクロメートル： 23％ 125〜250マイクロメートル： 73％ 250〜315マイクロメートル： ３％ 400マイクロメートル以上： ０％ 図10におけるように「孔径に関する孔の累積率」のグ
ラフが成型体に関して決定される。孔径d50は約17.5マ
イクロメートルである。図10のグラフは、約４〜81％の
範囲でほぼ直線状である。35マイクロメートルを越える
大きさの孔は事実上ない。
図１に従う濾過装置での200作業時間後、小さなポリ
テトラフルオロエチレン粒子でコーティングされたフィ
ルター要素で205ミリメートル水頭の圧力損失が測定さ
れる。
具体例３は請求項３の定義の範囲にあるものだが、同
時に請求項１及び２の定義の範囲にあるものである。
比較例： 平均分子量２×106の超高分子ポリエチレン約60重量
％と平均分子量約３×105の微粒状高分子ポリエチレン
約40重量％とから既述の方法によって成型体が製造され
る。初期状態での超高分子成分の粒子サイズ分布は次の
とおりである： 63マイクロメートル以下： ４％ 63〜125マイクロメートル： 48％ 125〜250マイクロメートル： 45％ 250マイクロメートル以上： ３％ 図11におけるように「孔径に関する孔の累積率」のグ
ラフが成型体に関して決定される。孔径d50は約24マイ
クロメートルである。55マイクロメートルを越える大き
さの孔は事実上ない。
小さなポリテトラフルオロエチレン粒子のコーティン
グを施した後に、図11のグラフのように、図12に従う孔
サイズ分布のグラフが決定される。いまd50が約14.5マ
イクロメートルである。孔の約40％がd50より大きく、
孔の約15％のみがd50より小さい。
図１に従う濾過装置での200作業時間後、フィルター
要素で270ミリメートル水頭の圧力損失が測定される。
比較例における成型体は請求項１、２及び３の定義の
外側にあるものである。
４つの例すべてにおいて、コーティングはもちろん同
じ開始材料から適用され、圧力損失は固体粒子の同じ内
容物で空気にさらされた同じ濾過装置で測定された。
ポリテトラフルオロエチレン粒子のコーティング部の
場合、追加的に接着剤を含有する懸濁液の形態をしたコ
ーティング部を適用するのが一般的に好適である。分散
接着剤として知られた接着剤がとりわけ好適であり、特
にビニルアセテート、エチレン及び塩化ビニルの水性の
共重合体分散物であるMOWILITH（ヘキスト社の登録商
標）のようなポリビニルアセテートを基礎とする接着分
散物が好適である。典型的に、コーティング部を形成す
るためにフィルター要素の流入表面に適用されるべき懸
濁液は次の組成を有する： ポリテトラフルオロエチレン粒子20重量％ MOWILITH6重量％ 水74重量％
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラーベンシュタイン クラウス ドイツ デー・8451 ハーンバッハ・ジ ュース フローンホーファー シュトラ ーセ 12 (56)参考文献 特開 平５−228315（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）フィルター要素（６）が、透過性の
    多孔質でほぼ寸法的に安定な成型体（22）を有し； （ｂ）当該成型体（22）がほぼポリエチレンからなり； （ｃ）成型体（22）が、平均分子量106以上の超高分子
    で微粒状のポリエチレン（24）、及び初期状態で微粒状
    で平均分子量が104より大きく106以下の別のポリエチレ
    ン成分（26、30）から築かれていて； （ｄ）超高分子ポリエチレン（24）の粒子と上記別のポ
    リエチレン成分（26、30）が熱作用によって成型体（2
    2）に結合していて；及び （ｅ）成型体（22）が、濾過されるべき媒体のための、
    その流入表面（34）で、成型体（22）よりも小さな平均
    粒子サイズを有し流入表面（34）で少なくともその表面
    孔（36）の深さの一部を充填する微粒状材料の微孔コー
    ティング部（32）を備えている、とりわけ空気から固体
    粒子を分離するためのフィルター要素（６）において、 （ｆ）超高分子ポリエチレン（24）は、初期状態で粒子
    の少なくとも95重量％が63マイクロメートルより大きく
    250マイクロメートル以下の範囲での粒子サイズ分布を
    有することを特徴とするフィルター要素。
  2. 【請求項２】（ａ）フィルター要素（６）が透過性の多
    孔質でほぼ寸法的に安定な成型体（22）を有し； （ｂ）当該成型体（22）がほぼポリエチレンからなり； （ｃ）成型体（22）が、平均分子量106以上の超高分子
    で微粒状のポリエチレン（24）、及び初期状態で微粒状
    で平均分子量が104より大きく106以下の別のポリエチレ
    ン成分（26、30）から築かれていて； （ｄ）超高分子ポリエチレン（24）の粒子と上記別のポ
    リエチレン成分（26、30）が熱作用によって成型体（2
    2）に結合していて；及び （ｅ）成型体（22）が、濾過されるべき媒体のための、
    その流入表面（34）で、成型体（22）よりも小さな平均
    粒子サイズを有し流入表面（34）で少なくともその表面
    孔（36）の深さの一部を充填する微粒状材料の微孔コー
    ティング部（32）を備えている、とりわけ空気から固体
    粒子を分離するためのフィルター要素（６）において、 （ｆ）超高分子ポリエチレン（24）は、初期状態で粒子
    の少なくとも60重量％が125マイクロメートルより大き
    く250マイクロメートル以下の範囲での粒子サイズ分布
    を有することを特徴とするフィルター要素。
  3. 【請求項３】（ａ）フィルター要素（６）が透過性の多
    孔質でほぼ寸法的に安定な成型体（22）を有し； （ｂ）当該成型体（22）がほぼポリエチレンからなり； （ｃ）成型体（22）が、平均分子量106以上の超高分子
    で微粒状のポリエチレンから築かれていて；及び （ｄ）成型体（22）がその流入表面（34）で、濾過され
    るべき媒体のために、成型体（22）よりも小さな平均粒
    子サイズを有し流入表面（34）で少なくともその表面孔
    （36）の深さの一部を充填する微粒状材料の微孔コーテ
    ィング部を備えている、とりわけ空気から固体粒子を分
    離するためのフィルター要素（６）において、 （ｅ）超高分子ポリエチレン（24）は、初期状態で粒子
    の少なくとも70重量％が63マイクロメートルより大きく
    315マイクロメートル以下の範囲での粒子サイズ分布を
    有し； （ｆ）超高分子ポリエチレン（24）の粒子が熱作用によ
    り成型体（22）に直接的に結合していることを特徴とす
    るフィルター要素。
  4. 【請求項４】粒子の少なくとも80重量％、好適には少な
    くとも90重量％、更に好適には少なくとも95重量％が、
    63マイクロメートルより大きく315マイクロメートル以
    下の範囲であることを特徴とする請求項３に記載のフィ
    ルター要素。
  5. 【請求項５】粒子の少なくとも60重量％が、125マイク
    ロメートルより大きく250マイクロメートル以下の範囲
    であることを特徴とする請求項１、３及び４のいずれか
    一項に記載のフィルター要素。
  6. 【請求項６】粒子の少なくとも70重量％が、125マイク
    ロメートルより大きく250マイクロメートル以下の範囲
    であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に
    記載のフィルター要素。
  7. 【請求項７】粒子の少なくとも80重量％、好適には少な
    くとも90重量％、更に好適には少なくとも95重量％が、
    63マイクロメートルより大きく250マイクロメートル以
    下の範囲であることを特徴とする請求項２〜６のいずれ
    か一項に記載のフィルター要素。
  8. 【請求項８】粒子の少なくとも97重量％が、63マイクロ
    メートルより大きく250マイクロメートル以下の範囲で
    あることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記
    載のフィルター要素。
  9. 【請求項９】上記別のポリエチレン成分（26、30）の重
    量部分が、超高分子ポリエチレン（24）と上記別のポリ
    エチレン成分（26、30）の合計を基礎として、３〜70
    ％、好適には５〜60％、更に好適には20〜60％であるこ
    とを特徴とする請求項１、２及び５〜８のいずれか一項
    に記載のフィルター要素。
  10. 【請求項１０】上記別のポリエチレン成分（26、30）
    が、105〜106の範囲での平均分子量を有することを特徴
    とする請求項１、２及び５〜９のいずれか一項に記載の
    フィルター要素。
  11. 【請求項１１】上記別のポリエチレン成分が、104〜106
    の範囲、好適には105〜106の範囲の平均分子量の第一サ
    ブコンポーネント（26）と、５×104より少ない範囲、
    好適には103〜５×104の範囲、更に好適には５×103〜
    ５×104の範囲の平均分子量の第二サブコンポーネント
    （30）とから構成され、第一サブコンポーネントと第二
    サブコンポーネントとでとる平均分子量が104より大き
    く106以下であることを特徴とする請求項１、２及び５
    〜９のいずれか一項に記載のフィルター要素。
  12. 【請求項１２】第二サブコンポーネント（30）の重量部
    分が、上記別のポリエチレン成分全体を基礎として、２
    〜50％、好適には５〜20％であることを特徴とする請求
    項11に記載のフィルター要素。
  13. 【請求項１３】超高分子ポリエチレン（24）が初期状態
    で有する粒子サイズ分布は、非コーティングの成型体
    （22）にとって、「孔径に関する孔の累積率」のグラフ
    が少なくとも20〜75％の範囲でほぼ直線路を有したもの
    となるようなものであることを特徴とする請求項１〜12
    のいずれか一項に記載のフィルター要素。
  14. 【請求項１４】超高分子ポリエチレン（24）の粒子が、
    他のほぼ球状粒子形状を越えてこぶ状に膨らんだ範囲を
    備えた形状を有することを特徴とする請求項１〜13のい
    ずれか一項に記載のフィルター要素。
  15. 【請求項１５】超高分子ポリエチレン（24）が、６×10
    6以下の平均分子量を有することを特徴とする請求項１
    〜14のいずれか一項に記載のフィルター要素。
  16. 【請求項１６】超高分子ポリエチレン（24）が、２×10
    6〜６×106の範囲での平均分子量を有することを特徴と
    する請求項15に記載のフィルター要素。
  17. 【請求項１７】コーティング部（32）の材料が、ポリテ
    トラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１
    〜16のいずれか一項に記載のフィルター要素。
  18. 【請求項１８】コーティング部（32）の材料が、100マ
    イクロメートル以下の平均粒子サイズ、好適には50マイ
    クロメートル以下の平均粒子サイズを有することを特徴
    とする請求項１〜17のいずれか一項に記載のフィルター
    要素。
  19. 【請求項１９】−任意に別のポリエチレン成分（26,3
    0）と混合された超高分子ポリエチレン（24）の粒子を
    型に注ぎ込み； −粒子を成型体（22）に結合するのに十分な時間、170
    ℃〜250℃の温度に型の内容物を加熱し； −型内の成型体（22）を冷却し； −型から成型体（22）を取り除き；そして −型から取り除いた成型体（22）の流入表面（34）にコ
    ーティングを施す ことを特徴とする、請求項１〜18のいずれか一項に記載
    のフィルター要素（６）を製造する方法。
  20. 【請求項２０】コーティング部（32）が懸濁液の態様で
    施され、当該懸濁液が後に乾燥されることを特徴とする
    請求項19に記載の方法。
  21. 【請求項２１】懸濁液がスプレー及び刷毛方法によって
    施されることを特徴とする請求項20に記載の方法。
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