JPH08503408A - 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

Abstract

(57)【要約】 透過性の多孔質で、ほぼ寸法的に安定な成型体を有するフィルター要素。成型体はほぼポリエチレン粒子からなる。粒子の少なくとも部分が、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の粒子サイズ分布を有するか、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の粒子サイズ分布を有するか、又は別のポリエチレン粒子が存在しない場合には、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の粒子サイズ分布を有する超高分子ポリエチレン粒子である。フィルター要素の表面孔は微粒状材料で充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】 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 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孔のかなりの深さで充 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-B-0 177 521）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 pr inciple）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、６３〜１ ２５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孔のかなりの深さで濾 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。例は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、表面孔のすくなくともかなりの深さ 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、１２ ５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１０³〜１０⁶の範囲での平均 分子量を有する。第一の選択に従って、別のポリエチレン成分の平均分子量は好 適には１０⁴〜１０⁶の範囲で、 より好適には１０⁵〜１０⁶の範囲で、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。第二の選択に従って、別のポリエチレン成分の平均 分子量は５×１０⁴より少ない範囲で、より好適には１０³〜５×１０⁴の範囲で 、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。第一の選択と第二の選択での上記 段落に記述された２つの材料の混合物を用いることが可能であり、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。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１ ０００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か、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「孔径を越える孔の累積比率」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、６×１０⁶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で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「孔径を越 える孔の累積比率」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ザ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。低分子成分は迫加的に高分子及 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 ティング部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で満たされる。 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「孔径を越える孔の累積比率」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「孔径を越える孔の累積比率」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「孔径を越える孔の累積比率」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もある。 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「孔径を越える孔の累積比率」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 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＺ， ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ ，ＵＳ (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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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）と別のポリエチレン成分（２６、３０）の 粒子が熱作用によって成型体（２２）に結合していて；及び （ｅ）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）のかなりの深さで充填する微粒状材料の微孔コーテーィ 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．（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）と別のポリエチレン成分（２６、３０）の 粒子が熱作用によって成型体（２２）に結合していて；及び （ｅ）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）のかなりの深さで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）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するフイルター要素。 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）のかなりの深さで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．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のフィルター要素（６）。 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の少な くとも１つのフィルター要素（６）。 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の少なくとも １つのフィルター要素（６）。 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の少なくとも１つのフィ ルター要素（６）。 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の少なくとも１ つのフィルター要素（６）。 ９．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の少なくとも１つのフィルター要素（６）。 １０．別のポリエチレン成分（２６、３０）が、１０³〜１０⁶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の少なくとも１つのフィ ルター要素（６）。 １１．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）とから構成されることを特徴とする 請求項１、２及び５〜１０の少なくとも１つのフィルター要素（６）。 １２．第二サブコンポーネント（３０）の重量部分が、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のフィルター要素（６）。 １３．少なくとも２０〜７５％の範囲でほぼ直線路を有した「孔径を越える孔の 累積比率」のグラフが非コーティングの成型体（２２）に対する結果として生じ るような、粒子サイズ分布を、超高分子ポリエチレン（２４）が、初期状態で有 していることを特徴とする請求項１〜１２の少なくとも１つのフィルター要素。 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 少なくとも１つのフィルター要素。 １５．超高分子ポリエチレン（２４）が、６×１０⁶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の少なくとも１つのフィルター要素。 １６．超高分子ポリエチレン（２４）が、２×１０⁶〜６×１０⁶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のフィルター要素。 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の少なくとも１つ のフィルター要素。 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の少なくとも１つのフィルター要素。 １９．−任意に別のポリエチレン成分（２６，３０）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 ことの段階を特徴とする、請求項１〜１８の少なくとも１つのフィルター要素（ ６）を製造する方法。 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の方法。 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の方法。