JPH0368409A - フィルターラミネート - Google Patents

フィルターラミネート

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JPH0368409A
JPH0368409A JP2090480A JP9048090A JPH0368409A JP H0368409 A JPH0368409 A JP H0368409A JP 2090480 A JP2090480 A JP 2090480A JP 9048090 A JP9048090 A JP 9048090A JP H0368409 A JPH0368409 A JP H0368409A
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filter
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laminate
fibers
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JP2090480A
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English (en)
Inventor
Robert L Sassa
ロバート・エル．サッサ
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WL Gore and Associates Inc
Original Assignee
WL Gore and Associates Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体流、例えば、産業用気流から固形物質の
る別に用いるフィルターとして有用な膜ラミネート（膜
積層品）に関する。
〔従来の技術〕
産業用流体流からの粒状不純物の分離は、多くの場合、
布フィルターを用いてなされる。これらの繊維系ろ材は
、液体から粒体を徐去する。フィルターへ粒体が蓄積し
繊維の流抵抗または圧力降下が増大すると、フィルター
のクリーニングを行い粒体ろ塊を徐去することが必要と
なる。
産業用ろ過の分野においては、ろ過袋の種類をクリーニ
ング法により分けるのが一般的である。
最も一般的なりリーニング法には、逆風法、振とう機法
及びパルスジェット法がある。逆風法と振とう機法は、
低エネルギーのクリーニング法であると考えられている
。
逆風法は、内部に粉じんを集めたろ過袋におだやかな気
流による逆洗を行う。逆洗により、ろ過袋はつぶされ、
粉じんのる塊は砕かれてろ過袋の底を離脱しホッパーに
落ちる。
振とう機機構においても、ろ過袋の内部に集められたろ
塊が除去される。ろ過袋の頂部は、振動アームに結合す
る。振動アームは、ろ過袋内に弦波を発生させ粉じんろ
塊を離脱させる。
パルスジェット法では、圧縮空気の短パルスを利用する
。パルスはろ通管の内項に進入する。クリーニング用の
パルス気流が管のベンチュリを通過する際、それは二次
空気を吸引する。生じた気流量は、ろ過袋を急激に膨張
させ集じんケーキを離脱させる。ろ過袋は、通常、直ち
にケージサポートに収められ、粒状物回収の作業に戻る
。
上記３種のクリーニング法の内、パルスジェット法の場
合、ろ材に加わる応力は最大となる。しかしながら、近
年、工業プロセスエンジニア−により粉じん回収の用途
にパルスジェットバグハウスがより多く選ばれる理由は
、次の点にある。
（１）次の理由で装置法が小（振とう機、逆風装置の寸
法の１／２または１／４にすぎない場合もある）。
（イ）体積気流量／布面積の比が大（ろ材を通過する運
転速度が大）。
（ロ）オンラインクリーニングのため装置を設計流量に
応じて設計することが可能であり、オンラインクリーニ
ングの際に必要なる材面積の付加が不要。
（２）可動部品が最小ですむ。
（３）故障の際に交換するろ過袋数が小。
バグハウスで用いるる材は、高温（４００°Ｆ）での熱
安定性、耐薬品性が要求されるため、ろ材の選択幅は小
さく、パルスジェットの用途に用いることのできるろ材
の種類は極めて少数である。
通常、耐熱性繊維は、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）　、ガラス繊維又はポリイミドより戒る。
高温に酸化剤、酸、塩基等の影響が加わると、ガラス繊
維とポリイミドから成るろ材は、早期に不良化する傾向
がある。従って、ＰＴＦｆ！の使用が好ましい。市販の
ＰＴＦＨの織物は、ＰＴＦＥ繊維のニードルフェルトに
より支持されている。これらのフェルトの重量は、通常
、２０〜２６オンス／平方ヤードであり、多条繊維織布
スクリム（４〜６オンス／平方ヤード）で補強されてい
る。フェルトは、ステープルファイバー（ｉｉｌ！常、
６．７デニール／フイラメント、若しくは７．４デイ−
テックス（ｄｔｅｘ）フィラメント）から威り、その繊
維長は２〜６インチである。本島も、他の多くのフェル
トろ材と類似の動きをし、初期粉じんろ塊によりろ過袋
が「シーズニング（ｓｅａｓｏｎｉｎｇ）　Ｊされる。
このシーズニングは、深部ろ過（ｄｅｐｔｈ　ｆｉｌｔ
ｒａｔｉｏｎ）と呼ばれることもあるが、ろ材によるよ
り効率的なろ過を可能にする。しかしながら、これには
圧力降下を生じる欠点がある。ついには、ろ過袋に目詰
まりが生じ、ろ過袋の洗浄または交換が必要となる。一
般に、高温下では、ろ材のろ過動率が低下し、目詰まり
、寸法の不安定化（収縮）が生じる。
近年、膜積層品が、パルスジェットクリーニング法を含
むフィルター用途に使用される。これには、多孔性膨張
ＰＴＦＥ繊維から成る織物に多孔性膨張ＰＴＦＥ膜が積
層されて成る二層品が使用される。
いろいろな理由で、本島の商業的成功はいまだ達成され
ていない、その主な理由は、織繊維から戒る織物の下地
がパルスジェットのケージサポート上で長持ちしないこ
とにある。織糸の相互滑りが生じて膜上に過剰の応力が
加わり、膜にクラックが発生する。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明のうごネート（積層品）は、上記の問題点を解決
し、高温、腐食条件下の用途に用いることのできる最良
のろ材を産業用ろ過産業に提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］ 本発明においては、多孔性延伸ポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＦＥ）膜をポリテトラフルオロエチレンフェ
ルトと積層連結して用い、上記フェルトは織スクリムに
より補強する。
本発明は、その複数の構成要件に多孔性ＰＴＦＥ膜を用
いる。上記構成要件の一つとして用いる多孔性ポリテト
ラフルオロエチレン膜は、多数の異なる公知の方法で製
造されるが、米国特許第４，１８７゜３９０号、第４，
１１０．２３９２号、第４，０７５，６７９号及び第３
．９５３，５６６号に記載のポリテトラフルオロエチレ
ンを延伸膨張し多孔性膨張ポリテトラフルオロエチレン
を得る方法により製造することが好ましい。
「多孔性」とは、膜の通気量が０．５インチ水位圧下０
．０１立方フィート／平方フィート（ｃｆｍ／ｆｔ”）
以上であることを意味する。通気量は、３００ｃｆｍ／
ｆ　ｔ”以上であって良い。気孔は、延伸ＰＴＦＨのフ
ィブリルと結節部により形成される微視孔である。
膜は、気流ろ過に用いる時は０．５インチ水位圧下で１
６ｃｆｍ　／ｆｔ”以上の通気量を有することが好まし
い、液流の用途のときには、通気量の小さい膜を用いる
のが有効である。
本発明においては、多孔性延伸ＰＴＦＥは、また、フィ
ルトの構成要素として用いることができる。
フィルトの構成要素は、通常のＰＴＦＥステープルファ
イバー、すなわち、非延伸ファイバーとすることができ
る。しかし、延伸ＰＴＦＥの方が好ましい。
多孔性延伸ＰＴＦＥは、ローチルパッチ（Ｌｏｕ　ｔｅ
ｒｂａｃｈ）による米国特許第２，８９３，１０５号に
全般的に記載されているステーブルファイバーのニード
ルパンチにより製造することが好ましく、本発明におい
ては、ニードルパンチしたフェルトと称することがある
０本発明で用いるＰＴＦＥフェルトは、０．５インチ水
位圧下で３０ｃｆｍ　／ｆｔ”以上の通気量を有するこ
とが好ましい本発明の構成要素としてのスクリムはポリ
テトラフルオロエチレンを用いて製造することができそ
の種類は臨界的でないが、多孔性膨張ポリテトラフルオ
ロエチレンうを用いることが好ましい。
第１図において、ラミネートｌＯは、多孔性膨張ＰＴＦ
Ｅから成る。膜１１が接着剤層１２を介して多孔性膨張
ＰＴＦＥフェルトから成るバット（ｂａｔｈ）１３に積
層されている。織布スクリム１４から成る支持体が、バ
ラ目３を貫通している。支持体１４は、バットを貫通す
るように図示されているが、バッロ３の底部に配置する
ことができ、また、膜１１のシートと実質的に平行であ
るかぎり、要望により、他のいかなる位置に配置しても
よい。
フェルトバットとスクリムの結合体は、多孔性膨張ＰＴ
ＦＥのステーブルファイバーから成るゆるく、かさ高く
カードされたウェッブを用いて製造することが好ましい
。ウェッブは、支持体スクリム１３と結合する。織スク
リムを第１ウエツブ上に配置し、ウェッブをその下のス
クリムと共にニードルパンチしてウェッブのステーブル
ファイバーとスクリムをもつれさせる。得られた結合体
を上下逆にして、スクリムの反対側に第２のウェッブ層
をニードルパンチの工程の結果、同時にゆるやかなウェ
ッブはニードルパンチされたフェルトに変えられ、スク
リムとステーブルファイバーの間には結合一体化された
材料を形成するに十分な密接な連結が達成される。
ニードルパンチを連結させると、より堅く結合し、より
密となった交錯度の向上した材料が得られる。
フェルトには、他の繊維を含めることができる。
たとえば、２５重量％まで、炭素繊維、ポリイミド繊維
、ガラス繊維等を含めることができる。
気流ろ過であっても液流ろ過であっても、ろ適用途に応
じてフェルトを支持するために用いるスクリムは厚手の
ものでも薄手のものでも利用できることは明らかである
。たとえば、機械方向（ＭＯ）に高強度が要求される時
は、機械方向の糸数を増加すればよい。
通常の接着剤１２、たとえば、フッ素化エチレンプロピ
レン（ＰＥＰ）共重合体等のフッ素化ポリマー接着剤を
、通常は、フェルトの上表面にＦＥＰ水素分散液をトラ
ンスファーコートすることによりフェルト１３上に塗布
する。他の有用な接着剤としては、テトラフルオロエチ
レン／パーフルオロプロピレン共重合体粒子の分散液で
あることが好ましい。分散液の好ましい濃度は、全固形
分として２０〜５０重量％である。フェルトの一面のト
ランスファーコートにより加わる付着重量％は、３〜Ｉ
Ｏ重量％である。コート後、材料は、対流型乾燥空中で
、２００　’Ｃ１５〜１０分間乾燥する。また、従来、
接着剤付着量を最小にするためスプレー法も利用される
。付着（ａｄｄ−ｏｎ）重１０．２５〜３０．０％のと
き、積層により、より好ましい結果が得られる。
多孔性延伸ＰＴＦＥ］ｉｉのフェルトのコート面への積
層は、フェルトのコート面上に膜をのせ、軽く圧力を加
えた状態で２７０℃（接着剤融点）より高い温度に加熱
して行う。
上記の方法で得られるラミネート（積層体）は、ろ過器
組立品中で用いるのに適し、また、パルスジェットクリ
ーニング法に適している。ＰＴＦＨの使用により、良好
な耐熱性と耐薬品が得られる。多孔性延伸ＰＴＦＥを使
用すると、通常のＰＴＦＥ材料に比べて高い強度と安定
性が得られる。ＰＴＦＥフェルトの使用により、容易に
屈曲し、しかも、パルスジェットクリーニングにより生
じる応力に耐える柔軟で耐久性の材料が得られる。上記
応力には二種類あり、その一つは、パルスシェフ）クリ
ーニング時の急激な膨張によるものであり、他は、その
堅い支持部材にぶつかってろ過器が急に陥没する除虫じ
るものである。最後に、多孔性延伸ＰＴＦＨ膜の使用に
より、良好な気流ろ過装置に必要な高い気流速度、即ち
、高い通気量が得られる。本発明のラミネートの通気量
は、０．５インチ水位下で３〜１０ｃｆｍ　／ｆｔ”で
あることが好ましい、延伸ＰＴＦＨの気孔径が小であり
、そのフィブリル綱目構造が微細であるため、気流中の
不純物粒子がフィルターアセンブリ（ろ過器組立器）を
通って侵入することを防ぐことが出来る。
第２図を参照しながら、パルスジェットクリーニングの
手順を示す、ホッパ２ｏ内、金粒子気流２１は、入口２
２からホッパに入り、本発明のフィルターラミネート２
４から成るろ過器２３を通って進行する。ホッパ２０内
の管板２５は、気流がろ過器を迂回するのを防ぐ、ろ過
器２３は、支持ケージ２６により開放されたままとする
。気流は、ろ過器を通り抜け、ろ過器出口２９を出て、
出口２７から清掃気流室の外に出る。運転時、図の左側
のろ過器に示す通り、粒子は、ろ過器の外側に粉粒ろ過
ケーキ２８を形成する。ろ塊を除去するためのクリーニ
ング時、パルス管３０から気流が送られ、ろ過器内に入
る。
パルス気流３２は、ろ過器を膨張させ粉粒体ろ塊を離脱
させるため、ホッパ２０の底部に粒子３１が回収される
。図の右側のろ過器に示す通り、パルスジェットは、ろ
過器を膨張させる。保持支柱に対してろ過器が膨張と収
縮を繰り返すと、ろ過器の摩滅が起こる。
〔実施例〕
多孔性延伸ＰＴＦＥステーブルを織った繊維４００デニ
ール七ノフイラメントを用いて織スクリムを製造した。
スクリムの重量は１３０ｇ／ｍ”であり、糸数は１５　
Ｘ　１４本／ｃｍ（ＭＤ　ＸＣＭＤ）テあツタ。
多孔性延伸ＰＴＦＥのステープル繊維を１１ｃｍ＋長に
切断した。ステーブルを帯電防止剤含有の鉱油を用いて
、通常のカード機でカード状とした。鉱油は市販のもの
であり、アルポンケミ−（Ａｌｂｏｎ　Ｃｈｅｍｉｅ）
のカドリンジーオー（ＫａｔｏｌｉｎＧＯ）を用いた。
カード状にされたウェッブをスクリム上に配置し、ニー
ドルパンチした。ニードルした素材をひっくり返した後
、第二のカード状つヱップをスクリムにニードルパンチ
した。上記の方法で得られたフェルトは、５０１５０の
バッＩ−（ｂａｔｔ）分布を有し対称であった。ニード
ルフェルトの最終重量は６５０ｇ／ｍｇであり、０．５
インチ水位下の通気量は１６ｃｆｍ　／ｆｔ’であった
。上記フェルトを約６００　　＠Ｆで数分間熱硬化させ
た。
上記ニードルフェルトの片面に水系フッ素化工チレンプ
ロピレン（ＰＥＰ）分散液（全固形分：３３％）を塗布
した０分散液をドクターナイフを用いてガラス板上に間
隔約０．０１０インチで塗布した。二ドルフィルトをそ
の面をガラス板の滑面にあわせて置き、手でネオプレン
ローラーを動かして押しつけ、離して、対流乾燥器中２
００″Ｃで５分間乾燥した。
塗布付着量は、１４重量％であった。上記の方法でコー
トしたフェルト片と、０．５インチ水位下の通気量が１
８ｃｆｍ　／ｆｔ”の多孔性延伸ＰＴＦＥ膜片を膜とコ
ート面が接触するように重ね合わせた。得られた品をア
ルミニウムホイルの封筒に入れ、加熱した油圧プレスで
押圧した。上部プレートは３３５℃に加熱し、底部は周
囲温度のままとした。プラテンを閉じて、６インチ×６
インチ面積に１６５０ポンドの圧を加えた０本条件下で
の滞留時間は１秒とし、プレートを開いた。上記の方法
で得られたラミネートは優れた層間接着力を有し、優れ
た粒子のろ過動率を示した。
本膜ラミネートは約２０オンス／平方ヤードであり、厚
みは０．０３５インチであった。０．５インチ水位下の
通気量は、５．５ｃｆｍ／ｆｔ”であった。
通気量は、試験サンプルを気流中に置き、水位圧計に０
．５インチを示すのに必要な気流速度を計測して求める
。
〔発明の効果〕
上記で説明したように、本発明の膜ラミネートは、流体
流、例えば、産業用気流から固形物質のろ別に用いるフ
ィルターとして有用であり、高温、腐食環境条件下でも
用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の好ましいう旦ネート構造を示し、そし
て第２図はフィルターバグハウスのオペレーシッン模式
図を示す。 １０・・・ラミネート、　　１１・　・・膜、１２・・
・接着剤層、　　１３・・・バット、１４・・・支持体
、　　　２０・・・ホッパ、２１・・・金粒子気流、　
２２・・・入口、２３・・・ろ過器、 ２４・・・フィルターラミネート、 ２５・・・管板、　　　　２６・・・支持ケージ、２７
・・・出口、　　　　２９・・・ろ過器出口、２８・・
・粉粒ろ過ケーキ、 ３０・・・パルス管。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（イ）０．５インチ水位圧下の通気量が、０．０
    １立方フィート／平方フィート以上である多孔性延伸ポ
    リテトラフルオロエチレン膜と、 （ロ）ポリテトラフルオロチレン製織スクリムにより支
    持されたポリテトラフルオロエチレンステープルファイ
    バーより成るウエッブを含むフェルトとを包含すること
    を特徴とするラミネート。
  2. （２）フェルトのファイバーとスクリムをニードルパン
    チにより混紡させることにより、織布スクリムがフェル
    トに固着されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載のラミネート。
  3. （３）膜が、接着剤を介してフェルトに固着されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のラミネ
    ート。
  4. （４）接着剤が、フッ素化ポリマーであることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項に記載のラミネート。
  5. （５）フェルトが、多孔性延伸ポリテトラフルオロエチ
    レンを含有して成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載のラミネート。
  6. （６）フェルトが、非延伸ポリテトラフルオロチレンを
    含有して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載のラミネート。
  7. （７）フェルトが、炭素繊維、ポリイミド繊維、ガラス
    繊維及びそれらの混合物から選ばれた繊維を２５重量パ
    ーセント以下含有することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載のラミネート。
  8. （８）織布状である特許請求の範囲第１項に記載のラミ
    ネート。
  9. （９）ろ過袋状である特許請求の範囲第１項に記載のラ
    ミネート。
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