JPS6257626A - 凝集用フイルタ− - Google Patents

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】 本発明はガス状流れから液体エーロゾルを高効率除去す
る方法、およびその方法を実施する凝集用フィルターに
関するものである。

凝集用フィルターは各種の応用に使用される。

一般に、ガスコアレツサ（ｃｏａｌｅｓｃｅｒ）　　は
液体および固体の両方のエーロゾル汚染物をガス状流か
ら、例えば空気、ヘリウム、水素、窒素、二酸化炭素、
および天然ガスの精製において、そして、油を回収する
際に用いる不活性ガスの濾過において除するのに役立つ
。それらはまた真空ポンプ排液の濾過におけるような液
体エーロゾル汚染物を捕集するのにまた使用してもよく
、その際、それは環境の汚染を防ぎ高価な真空ポンプ油
を再生する両方に役立つ。同様に、それらは低圧化学工
程流から化学ミストラ濾過して液体化学エーロゾルによ
る汚染を防ぎかつそれを回収することができる。

代表的には、凝集用フィルターはエーロゾル分離の最大
困難を除くのに頼りにされる。例えば、油潤滑コンプレ
ッサーはガス圧縮に広く使用される。その種のコンプレ
ッサーは機械的剪断と油の蒸発および下流でのその後の
凝縮の組合せとの結果としてエーロゾルを生成する。形
成されるエーロゾルは一般的には０．０１から５０マイ
クロメートルの粒径範囲にある。

水エーロゾルはコンプレッサーへの取入ガスが十分な水
蒸気を含み従って得られる圧縮冷却ガスが１００％関係
湿度をこえるときに形成する。これは普通には例えば、
取入れガスが大気空気であ′るとき、あるいは圧縮され
るべきガスが水と接触させた工程ガスであるときにおこ
る。

高度に疎水性のフィルターは、また「バリヤーフィルタ
ー」と呼ぶが、ときには比較的大粒径の水ベースのエー
ロゾルをガス流から除くのに使用される。これらのフィ
ルターは水ベース・エーロゾルをフィルター媒体の上流
表面上で捕捉することによってその媒体中を水が通過す
ることを妨げることによって作動する。このようなバリ
ヤー・フィルターの細孔は除去されつつあるエーロゾル
粒子より小さくなければならない。従ってそれらは、圧
力降下が禁止的であるので、小さいエーロゾル粒子の除
去には有効でない。

大キいエーロゾル粒子（０６マイクロメードルより大き
い）はそれらの運動量がしばしば大きすぎて流路に沿い
得ないので、配管系全体の表面で衝突および凝集する傾
向がある。これらの大粒子は経済的理由で他の分離手段
、例えば、後冷却器および遠心分離器あるいはデミスタ
−によって一般的に除かれる。凝集用フィルター要素は
しかし、代表的には０．１から０．６マイクロメードル
の粒径範囲のエーロゾル粒子を除くのに頼りにされねば
ならない。そのようなエーロゾルは最も分離しにくいも
のと考えられ、それは、それらがぎりぎりの衝撃除去挙
動を示しかつ系の流れをそらせて分離用装置との相互作
用を可能にする十分な拡散的特性をもたないからである
。より小さいエーロゾル粒子、例えば０．１マイクロメ
ートル以下の粒子は代表的には、それらがとりかこむ表
面へ迅速に拡散するので多少粗いフィルターで以て除く
ことができる。

他の分離手段が用いられても用いられなくても、凝集用
フィルターは慣習的には周知の原理を念頭において設計
されている。与えられた空洞容積をもつ凝集用フィルタ
ーについて、かつ与えられた流速とエーロゾル含有量を
もつガス流について、その濾過効率は一般的には細孔寸
法が小さくなりそして／またはフィルター媒体の厚さが
増すにつれて増加する。細孔寸法の減少および／または
フィルター媒体の厚さの増加はしかし、その媒体の圧力
降下を増し、それによって与えられた流速を維持するの
に要するエネルギを増加させる。与えられた容積または
空間を一定に保ち、例えば、特定された寸法のフィルタ
ー・カートリッジの場合、厚いフィルターの使用は一般
的に利用可能のフィルター表面積の制限、総括的流速の
増加およびそれらに対応して太きい流れ抵抗をもたらす
。フィルターを通る流速の増大はまた除去困難粒径のエ
ーロゾル粒子についての分離効率を低下させる。

過去においては、凝集用フィルター媒体はこれらの競合
性要因を釣合わせ最適化するよう設計されてきた。この
ように設計された多くのフィルター媒体は乾燥条件下で
良好な成績を提供する。蓄積される液体は小さい方の細
孔を閉塞し、それによって媒体の濾過効率を低下させる
。閉塞された細孔はまた媒体の圧力降下を増し、このこ
とはエネルギー必要量を増すことになる。

慣用的な凝集用フィルターは濡れると効率を低下し圧力
降下を増すだけでなく、二次的エーロゾルを生成する傾
向がある。小さい孔が閉塞すると、大きい方の未閉塞細
孔を通るガスの速度が増す。

この速度増加はフィルター媒体表面から液体を剪断して
フィルター下流で二次的エーロゾルを形成する可能性を
増す。さらに、凝集液体がフィルターを流れ落ちるとき
には、それは細孔上でフィルムを形成することができる
。フィルターを通過するガスは気泡を形成することによ
ってその液体を追い出し、それらが破裂し、フィルター
下流において二次的エーロゾルを形成する。要するに、
フィルター媒体の総体的性能は湿潤時には問題がある。

液体エーロゾル除去のために処理されつつあるガス流中
には少くともいくらかの国体粒状物質が一般的には存在
する。この種の汚れは濾過されるべきガスに付随するも
のであってもよくあるいはその系の装置の磨耗および侵
蝕の結果としておこってもよい。この国体粒状物質もま
たフィルター媒体中の孔を閉塞し圧力降下増の原因とな
る。

そこで、ガス流から随伴エーロゾルを最も効率よく分離
するには、高性能凝集用フィルターは以下の特性をもつ
べきである： （１）　　広い範囲の流入濃度にわたって０．１から０
．６マイクロメードルの粒径をもつエーロゾルに対する
高分離効率（上記のとおり、これらのエーロゾルは最も
分離しにくいものと考えられている）；（２）流れ抵抗
を最小にしてエネルギー損失を減らすべきであるので、
湿潤時での低い圧力降下（流れ抵抗）； （３）　　ガスがフィルター中を通過するときの剪断力
により、あるいは、細孔が凝集化流体によって橋かけさ
れ次にフィルターを通過するガスの圧力のもとで吹きと
ばされるときの「気泡の吹きとばし」により、フィルタ
ー下流において二次的エーロゾルが形成するのを避けな
がら、液体エーロゾルを取扱および捕集するときの、有
効操作継続能力；および （！Ｉ）圧力降下を低く保持しながら固体の蓄積物を収
容する高い汚染物保持容量；すなわち、凝集用フィルタ
は、濾過されつつあるガス流の中へ放出される侵蝕およ
び磨耗から生ずる粒子の取込みによっておこる汚染物負
荷を効果的に取扱うことができねばならない。

高効率の凝集用フィルター媒体の液体エーロゾル分離効
率と飽和圧力降下（ΔＰ）を評価するためニ、ポール・
コーポレーションはその１９８４年１１月刊行のＰＥＤ
Ｄ−ＦＳＲＩｏｔａ　　において「フィールド・リポー
ト１０１．高効率エーロゾル凝集用フィルター性能評価
用の実際使用時のシミューレーション試験」の標題の中
で詳細に記述されている試験方法を開発した。

本発明はガス状流からの液体エーロゾルの高効率除去方
法、および湿潤時で操作するときでも高効率と小圧力降
下を保ちかつ上述の（１，１−（４１の特性を十分にも
つ凝集用フィルターへ向けられている。

本発明はガス状流から液体エーロゾルをｆ５過する方法
へ向けられている。それらの方法は凝集用フィルター中
に液体エーロゾル含有ガス流を通すことから成り、その
フィルターは除去されるべき液体の表面張力より低い臨
界表面エネルギーをもつ多孔質媒体から成る。除去され
るべき液体の動的フィルム厚さｆｔ）は０．５　Ｄから
０．８　Ｄであって、Ｄは多孔質媒体の細孔寸法であり
、それによって、操作時に、液体の表面張力と多孔質媒
体の臨界表面エネルギーとの間の関係と結びつけて考え
た、細孔寸法と動的フィルム厚さとの相関がその液体エ
ーロゾルの高効率除去を提供する。

本発明はまた水エーロゾル（または油エーロゾル）をガ
ス状流から高効率で除去できる凝集用フィルターに向け
られている。これらのフィルターは三層から成る。すな
わち、（ａ）水（または油）の動的フィルム厚さくｔ）
が０．５　Ｄから０．８　Ｄであるような細孔寸法金も
つ中間繊維質層。ここにＤはその中間繊維質層の細孔寸
法であり、この中間繊維質層は０．１から２０マイクロ
メートルの範囲の直径をもつ。（ｂｌ　　中間層より大
きい細孔寸法をもつ中間層の上流側の繊維質層。および
、（Ｃ）中間層より大きい細孔寸法をもつ下流側の繊維
質層。

水エーロゾルを除去するためのフィルターの各層の臨界
表面エネルギーは水の表面張力より小さい。

油エーロゾル除去用フィルターの各層の臨界表面エネル
ギーは油の表面張力より小さい。

これらの方法は濡れているときでも流れに対する最小抵
抗で以てエーロゾルの高効率除去を提供する。流出物は
代表的には重量でエーロゾルの０゜０５ｐ−またはそれ
以下を含む。

第１図は慣用的設計の円筒形フィルター要素の側面図で
あり； 第２，２ａおよび２ｂは第１図に描くタイプのフィルタ
ー要素中で使用に適する各種の好−ましいフィルター構
造体の直線エーエに沿う断面図であり； 第３図は第１図に開示する一般タイブの円筒状フィルタ
ー要素の、その軸平面に沿って取った部分断面図である
。

本発明を以下においてさらに詳述する前に、いくつかの
用語をここで定義しておく必要がある。

ここで使用するとき、多孔質媒体の［臨界表面エネルギ
ー」（γＳΩ）という用語は、表面（平衡にある）の一
単位を濡らし存在するガス相を置換えるのに必要とする
エネルギーとして定義される。

′　それは γ社＝γＳｇ−ｒｌｉ９．（ｃｏｓ　θ）で表わすこと
ができ、ここに、θ＝三相接触角（度）、γｓ９”ガス
に対して相対的な固体凝集エネルギー、および、γρ９
＝ガス相に対して相対的な液体の表面張力、である。

ここで用いるとき、除去されるべき液体の「表面張力」
という用語は、系のガスを置換する、すなわち、ガス相
に関して単位表面積の表面を生成させるのに必要とされ
るエネルギーと定義される。

これは慣用的方法、例えば、リング・プル方法によって
測定することができる。

ここで使用するとき、除去されるべき液体の「動的フィ
ルム厚さ」とは、ガス流を液体の周りで方向を変えさせ
るのに必要とするエネルギーが付着および摩擦的相互作
用に打ち勝って液体を移動させるのに必要とされるエネ
ルギーより小さい場合の、媒体細孔中の液体の最大厚み
として定義される。この動的フィルム厚さは関係式％式
％） から決定でき（層流として）、ここに、Ｋは１２８／に
等しい恒数であり、 Ｑは０ｍ３７秒で示す容積的流れであり、Ｄはｃｒｎで
示す細孔直径（寸法）であり、μはボイズで示す絶対粘
度であり、 ｔは浦で示すフィルムの動的フィルム厚さであり、 θは上記定義のとおりであり、そして、ｇｏは重力定数
（Ｃ，Ｇ、　Ｓ、単位の場合、（に等しい）である。

ここで用いるとき、フィルター媒体の「細孔寸法」とい
う用語は媒体表面間の、すなわち媒体を構成する構造体
の向い合う壁の間の流路の平均直径または平均等価直径
、例えば繊維質フィルター構造体が用いられるときの繊
維間の平均距離として定義される。これは流体の流れに
ついての不規則形状水路に対する動水半径と類似してい
る。最良結果を得るには、平均細孔寸法の周りの分布は
与えられたフィルタ一層中で比較的狭くあるべきである
。

ここで用いるとき、用語「高効率」は流出する流れの中
で重量で０．０５９ＩＸｌより低い水準への特定エーロ
ゾルの除去として定義される。油ベースのエーロツルに
ついては、濾過物中のエーロツル含量の測定は上記引用
の刊行物Ｆ’ＥＤυ−ＦＳＲ１０１ａに開示の方法を使
って実施される。

本発明による方法において有用である本発明に従う凝集
用フィルターは多孔性の繊維質媒体から成ることが好ま
しい。これらのフィルターは一定の細孔寸法をもってい
てもよくあるいは勾配のある細孔寸法をもっていてもよ
く、そして、多重フィルター媒体層および／または多重
支持層から成る複合体構造であってもよい。このフィル
ター媒体の層の少くとも一つは除去されるべき液体の動
的フィルム厚さく１）が０．５Ｄから０．８　Ｄ　にこ
にＤは上記定義のとおりの細孔直径である）であるよう
に設計される。代表的には、この層（捷だ複数層）の細
孔寸法は油ベースのエーロゾルの洒過に使用するときに
は１から５マイクロメートルである。水ベースのエーロ
ゾルの除去については、その細孔寸法は代表的には工か
ら２０マイクロメートル、さらに好ましくは４から２０
マイクロメートルの範囲にある。流れに対する抵抗は慣
用のコアレッサーより同条件下においてはるかに低く、
例えば慣用コアレッサーの２０から５０％の程度であり
、例えば、７．０から１４０！Ｊ／ｃｍ２　の差圧（０
，１から２．０ポンド／平方インチの差圧（ｐｓｉｄ）
またはそれ以下の差圧、あるいは等しい圧力降下におけ
るはるかに高い流速を得ることができる。

フィルター媒体並びに排出層および支持層のすべての層
について、除去されるべき液体の動的フィルム厚さは少
くとも０．５　Ｄであるべきである。その上、フィルタ
ー媒体は定義された臨界表面エネルギーをもたねばなら
ない。すなわち、除去されるべき液体の表面張力より低
くなければならない。

好ましくは、濾過されつつあるガスと接触するに至る構
造全体は、支持層およびフィルター・力一トリツジの場
合の端末キャップを含めて、定義された臨界表面エネル
ギーをもつ。所望の表面性質を得るには、以下において
さらに詳細に述べるとおり表面変性剤の使用によってフ
ィルター媒体のいくつかの層またはすべての層を改質し
て必要とする臨界表面エネルギー全提供することが必要
であるかもしれない。

本発明による繊維質フィルター媒体は有機または無機の
ファイバーからつくってよい。例示的な有機質の微細繊
維はポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリメチルベンテン、ポリイソブチレン、および
それらのコポリマー、例えば、ポリブチレンテレフタレ
ートおよびポリエチレンテレフタレート、およびポリア
ミド、例えば、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロ
ン６６）、ポリヘキサメチレンアジパミド？（ナイロン
６１Ｏ）、ナイロン１１（１１〜アミノ−ノナノール酸
からつくられた）、およびボリルε−カプロラクタムの
ホモポリマー（ナイロン６）およびその種のポリマーの
混合物またはブレンド、からつくられるものを含む。こ
れらの微細繊維は微細繊維へ成形できるその他の、ｔ−
０１Ｊマーかもつくることができ、そして、微細繊維の
混合物も使用できる。例示的な無機質繊維はガラスおよ
びチタン酸金属例えばチタン酸カリウムを含む。

これらの繊維は一般的には０．１から２０マイクロメー
トルの直径をもつが、ただし、それより微細あるいはそ
れより粗い繊維を使ってよい。繊維は長さにおいて、１
．３　ｃｍ　（０，５インチ）の比較的短かいステーブ
ル状微細繊維から長さがｉｎ（数フィート）またはそれ
以上の実質上連続のフィラメントにわたって、変動して
よい。代表的には、繊維の長さ中央値対直径の比（アス
はクト比）が５００からＬＯｏｏの範囲にある。

チタン酸カリウム繊維は大塚化学（日本）およびデュポ
ン社のような商業的製造業者から入手できる。適当なガ
ラス繊維はＰ、Ｐ、　Ｇ　社、ジョンス・マンピル社、
およヒ、オーエンス・コーニング・ファイバーガラス社
、並びにその他の製造業者から入手できる。

多孔性繊維質媒体、特に無機繊維質媒体は繊維と適当結
合剤とのスラリーからつくってよい。このスラリーは代
表的には流延し、あるいはスクリーン上で真空によって
ひき、次に乾燥・硬化させる。

繊維が熱可塑性有機ポリマーで構成される場合にＲｅ５
ｅａｒｃｈ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、刊行物ＰＢｌｌ１
４３７゜１９５４）　　において記載されているとおり
、メルト・ブロー法によってつくってよい。

媒体が主として構成される物質は得られる媒体が本発明
に従う表面性質ヲもつように選ぶことができる。しかし
一般的には、商業的に入手できる凝集用フィルター媒体
を単純に改質するのが高価でなくかつより千つとりばや
いものであるかもしれない。構成物質がその改質処理を
施こさないでは規定表面エネルギー全もった媒体を生成
しない場合に、媒体の構造的、非撥液的およびその他の
特色を達成させることもまた望ましい。慣用的凝集用フ
ィルター媒体の表面性質は多数のよく知られた表面変性
剤または処理剤のいずれかによって改質してよい。

フィルターに所要の臨界表面エネルギーを与えるのに使
用してよい処理剤は所要性質を付与する処理剤のどれで
あってもよい。好ましい弗素ケミカルは各種の化学構造
をもつことができる。例えば米国特許３，４８ｃＡ１４
８およびその中で第４欄において引用された特許を見ら
れたい。特に好ましい組成物は過弗素化弗素ケミカルを
含む。これらツタイブの物質はＦＣ−７２１，Ｆ’Ｃ−
８０７゜ＦＣ−８０９，およびＦ’Ｃ−８２４の記号の
もとにミネソタ・マイニング・アンド″働マニファクチ
ャリング社から入手できる。ＦＣ−８０７およびＦＣ−
８０９の中の活性物は詳細にＦｅｄｅｒａｌＲｅｇｉｓ
ｔｅｒ、　　３７巻、／／６９６．９７６２−９７６３
　に記述されている。特定的にいえば、それらは活性固
体として最低４０％のアンモニウムビス（Ｎ−エチル−
２−パーフルオロアルキルスルフォアミドエチル）燐酸
塩を含む液体Ｒ−ス組成物であり、その中でアルキル基
は９５％以上が０８　　であり弗素含量が５０．１から
５２．８重量％である。Ｆ’Ｃ−８２４はパーフルオロ
アクリレートコポリマーである。これらの処理用物質は
好ましくは、例えば７容量部の水、０５容量部の一時的
の（ｆｕｇｉ　ｔｉｖｅ　）湿潤剤としてのジエチレン
グリコールモツプチルエーテル（ブチルカルピトールの
商標でユニオン拳カーバイビ・コーポレーションから入
手できる）、および２．５容量部の弗素ケミカル処理剤
（これは代表的には４０重量％またはそれ以上の固体を
含む）から成る稀釈混合物の形で適用される。上記でい
う２．５容量部は製造業者から受取った状態の弗素化学
処理剤、例えばＦ’Ｃ−８２４の合計容積を基準にして
いる。処理用稀釈混合物をつくるためには、水とジエチ
レングリコールモノブチルエーテルと全予備混合し弗素
化学処理剤をゆっくりとこのはじめの混合物へ混合しな
がら添加すべきである。もう一つの好ましい処理剤は７
０ラッドＦＣ−７２１であり、弗素化メタクリレートポ
リマーと類似の弗素ポリマーの澄明可動性溶液である。

ＦＣ−７２１は、提供されるまま、すなわち、フレオン
ＴＦ（トリフルオロトリクロロエタン）の中に溶かした
２重量％の固体または活性物、の２重量部を１９８重量
部のフレオンＴＦで以て稀釈することによって、処理す
べきフィルター構造体へ施用するのが好ましい。この稀
釈組成物は次に以下に述べる方法のいずれかによってフ
ィルター媒体または構造体へ施用する。

表面変性剤はフィルター媒体または予備形成構造体例え
ばフィルター・カートリッジへ、成形媒体または構造体
を例えば、浸漬、スプレー、ローラ塗布、あるいは、予
備形成媒体または構造体を界面変性剤の溶液または分散
液と接触させること、によって施用してよい。繊維のス
ラリーからつくった繊維質フィルター媒体の場合には、
表面変性剤はフィルター媒体の形成の前にスラリー中へ
混入してもよい。

複合体媒体は稀釈処理剤を含浸、スプレーあるいはロー
ラー塗布することによって処理したのち、次に乾燥する
。

処理後、フィルター媒体は、もしそれを油エーロゾルの
濾過に使用すべき場合には、鉱油との１００度の最小接
触角、好ましくは１００度と１４０度の間の接触角を、
セシル・ドロップ法によって測定するときに生ずるべき
である。この既知の方法は顕微鏡によって試験しつつあ
る媒体の平坦表面上に静止している油の静止部の接線角
度の測定を含む。同様に、フィルター媒体を水エーロゾ
ルの濾過に使用すべき場合には、水との最小接触角１０
０度、好ましくは１００度と１４０度の間の接触角が得
られるべきである。

凝集用フィルター構造体は慣用的凝集用フィルター構造
の形態を含めて各種の形をとることができ、例えば、円
板、平坦板、ひだつきまたはひだつきでない円筒がある
。それらはまた単一媒体または複合媒体から成っていて
よい。第１図に描くとおり、好ましいフィルター要素は
円筒状フィルター構造体１０と端末キャップ１１および
１２から成る。矢印ＡとＢによって描くとおり、第１図
に示す具体化においては、ガス状流は端末キャップＩ２
中の開口（図示せず）全円筒形要素の内部に通り、そし
て端末キャップ１１は無垢であるので、ガス状流はフィ
ルター構造体１０全通って外部へ出る。第１図に描くフ
ィルター要素（フィルター構造体ｌＯと端末キャップ１
１および１２から成る）はハウジング（図示せず）内で
かこわれてよく、その中でフィルター構造体１０上で凝
集するエーロゾルはフィルター構造体の外側を重力によ
って底の液だめまたは捕集器へ運び落される。

第２図に描くとおり、フィルター構造体ｌＯは外側の孔
開き支持ケージ１３によって支持された単一のひだつき
フィルター媒体１４から成っていてよい。

あるいはまた、第２ａ図に示すとおり、フィルター構造
体１０は、固体粒状物を捕捉するよう働く外側の粗いフ
ィルター媒体１５、孔開き支持ケージ１６、および内部
フィルター媒体１７から成っていてよい。図において描
かれている好ましい具体化構造体中のフィルター媒体１
５および１７は上述タイプの繊維質媒体である。この形
態においてはしかし、外側媒体１５は好ましくは比較的
大きい細孔寸法をもち、内部媒体１７は好ましくは比較
的大きい方から比較的小さい方へそして次に比較的大き
い方へ戻る勾配付き細孔の構造体をもち；はじめの大き
い細孔部は汚染物容量ヲ与え、中間の小さい細孔部は効
果的エーロゾル除去用であり、第二の大きい細孔部は凝
集を助ける。

第２ｂ図に描くとおり、本発明によるもう一つの具体化
はひだつき内部媒体１８、中間支持ケージ１６、および
外側の粗いフィルター媒体１９から成る。この形態にお
いてはまた、ひだつき内部媒体は好ましくは粗い方から
細かい方へかつ粗い方へ戻る勾配つき細孔構造をもつ。

内側／外側のフィルター要素形態のもう一つの例は第３
図に描かれている。このフィルター要素においては、孔
開き支持ケージ４０の上に三つのフィルタ一層が存在し
、それは、 仏）孔開き支持コア４０上の内側の粗い繊維質層４１で
あって、好ましくは流れの方向に太きい孔から細かい孔
の勾配つき細孔構造をもち固体粒状物を捕捉するもので
あり、 （ｂｌ　　エーロゾル除去用の細かい細孔寸法の中間体
繊維質層４２であって、好ましくは油ベースのエーロゾ
ルを濾過するのに使うときにばｌから５マイクロメート
ルの範囲の細孔寸法をもち、水ベースのエーロゾルを濾
過するのに使うときには１から２０マイクロメートルの
範囲の細孔寸法金もつものであり、 （Ｃ）　　エーロゾル凝集金助ける外側の粗い繊維質層
４３、 である。

各種の凝集用フィルター構造体並びに各種の凝集用フィ
ルター媒体が適当である。しかし好ましくは、フィルタ
ー媒体だけでなくフィルター構造体のすべての部分、例
えばフィルター・カートリッジまたは端末キャップを含
む要素、支持体ケージ、あるいはコアは、複合体物質あ
るいは表面性質を改質する処理の結果として、除去され
るべき液体の表面張力よりも小さい臨界表面エネルギー
をもつ。

本発明を実施するための最良方法を以下の実施例を参照
することによってさらに説明する。

実施例１： 四つの疎油性層から成り、ひだの深さが０７２５ｃｍ　
（０，２８５インチ）、波型合計が６０個、長さが２４
．１　ｃｍ　（９，５インチ）、有効フィルター表面積
が０１０７平方メートル（１１５平方フイート）である
複合体の円筒状ひだつきフィルター構造を、メルトブロ
ーのポリエステル繊維状物゛肖の２層から、２層のガラ
ス繊維層音間にサンドイッチさせてつくった。メルトブ
ローのポリエステル繊維層は同等であり、直径が３５か
ら５０マイクロメートルの範囲の繊維から成っていた。

このメルトブローのポリエステル繊維物質は平板シート
の重さが１．６１９層ｃｍ２（１，３５９／平方ヤード
）であり、ガラス繊維媒体と組合わせる前に００２３ｃ
ｒｎ（ｏ、　ｏ　Ｏ９インチ）の厚さへカレンダー処理
した。

このカレンダー処理物質は約１００マイクロメートルの
細孔寸法をもっていた。中間ガラス繊維層は直径が０．
２から１．６マイクロメードルの範囲にあるエポキシ接
着ガラス繊維から成っていた。これらのガラス繊維層は
各々、平板シート重量が９５．８　ｇ／ｍ２（８，９ｇ
／平方フィート）であり、厚さは約０．０５　ｃｒｎ　
（０，０２インチ）で、ｌから５マイクロメートルの範
囲にある細孔寸法をもち、２．５重量部のＦＣ８２４，
７重量部の水、および０．５重量部のブチルカルピトー
ル拳ガスで以て処理された。このひだつき複合体フィル
ター構造体を開放状の孔開きポリプロピレン・ケージの
内側に置き、ポリプロピレンのウェブ全この孔開きケー
ジの周りに置いた。この外側ウェブの厚さは約０．６３
５ｃｍＣ０，２５インチ）であった。この外包ウェブ中
の繊維は直径が２０から３０マイクロメートルの範囲で
あった。細孔寸法は約ｔｏｏｏマイクロメートルであっ
た。生成構造体は第２ｂ図において描くとおりの断面形
態をもち、上述のとおり、４層でつくられたひだつき媒
体１８をもっている。

上述のボリプロヒ０レンのウェブとケージには、成分を
０．０４重量％のフロラツ）Ｆ’Ｃ７２１で以て含浸す
ることから成る疎油性後処理ｆ　ｊｌＱこした。

すなわち、入手したままの物質の４重量部を１９６重量
部のフレオンＴＦで以て稀釈した。真空を適用して過剰
の処理用物質を除いたのち、構造体全周辺条件で乾燥し
た。生成構造体はセシル・ｌ’クロップ法すなわち、平
坦表面上で静止する油の静止滴の接線角の顕微鐘による
測定、によって測定するとき、鉱油との最低接触角が１
３０度であった。

第２ｂ図に描いたのと同じ断面形態をもつ上述のフィル
ター要素またはカートリッジをつくった。

このフィルター構造体を構成する各種の層とそれらの性
質ヲ表２において示す。

このフィルター要素を、試みとして、流入ガス流中で重
量で１３５ｐ−のエーロゾル重量濃度をもつ、モビルＤ
ＴＥ２４オイルから誘導した油エーロゾルに使って、Ｐ
ＥＤＤ−ＦＳＲ１０１ａに記載の方法によって試験した
。５．７ρ／秒の平均流速、３８７ｋｇ／ｃｍ２・ゲー
ジの平均圧力、２０℃の平均温度を使用した。流出物中
の油の濃度は重量で０．００２５１１−であった。清浄
なフィルター要素は圧力降下（ΔＰ）が３４．３９　／
ｃｍ２（０，４８８ｐｓｉｄ）であった。その飽和圧力
降下は７９．４９／ｃｍ２（１，１３ｐｓｉｄ）　であ
った。清浄な集成装置の圧力降下は５５．４９　／ｃｍ
２（０，７８８ｐｓｉｄ）であり、負荷状態または飽和
の集成装置の圧力降下は１００．５９　／ｃｍ２（１，
４３ｐｓｉｄ）であった。

１８１の性能数字（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｎｕｍｂ
ｅｒ）が得られた（同じ形態の慣用的コアレッサーの約
２倍）。

圧力を７．０３　ｋｇ／　ｃｍ２、　温度全３７８℃へ
変えると、６．３ｆｌ／秒の流速、１．６９９７ｃｍ２
　　の清浄フィルター圧力降下、８３．０　ｇ／ｃｍ２
　　の飽和圧力降下、およびＬ　２０９　／　ｃｍ２の
負荷状態または飽和時の集成装置圧力降下が得られ、性
能数字は１４８であった。

実施例２： 深さ１．０ｃｍ　（０，４インチ）のひだ、合計５６個
の波型、２３．５　ｃｍ　（９，２５インチ）の長さを
もち、有効フィルター表面が０．２６８ｍ２（２，８８
平方フイート）である、２個の同等の複合円筒状ひた付
きフィルター構造体を、直径が３５から５０マイクロメ
ートルの範囲にあり細孔寸法が約１００マイクロメート
ルであるメルトブローのポリエステル繊維質物資の７層
から（流れ方向で、すなわち、内側を外にして）、各層
を厚さＯ，Ｏｌ　ｃｍ　（０，００４インチ）で平板シ
ート密度がｊ　７．０　’ｊ　／　ｍ２（０，５オンス
／平方ヤード）であるようカレンダー処理したものでつ
くり、続いて、０．２から１．６マイクロメードルの範
囲にあり平板シート重量が２９９／ｍ２（２，７ｇ／平
方フィート）で厚さが０．０２５ｃｍ　（０，０ｉイン
チ）であり細孔寸法が１から５マイクロメートルの範囲
にある繊維をもつフェノール樹脂接着ガラス繊維媒体の
１層を施こし、続いて、繊維直径が３５から５０マイク
ロメートル、平板シート電食が６４０９／ｍ２　（２，
ｉオンス／平方フィート）、細孔寸法が約１００マイク
ロメートルであるメルトブローのポリエステル繊維層を
施こした。

一つのフィルターは上記実施例１で述べたとおりのＦＣ
−７２１で以て処理した。処理ずみおよび非処理の両方
のフィルターを次に１２２および１．４４ｍ／分（４お
よび８フイ一ト／分）の空気速度で７４０−の濃度の水
エーロゾルで以て、２、１　’に９　／　ｃｍ２・ゲー
ジ（３０ｐｓｉｇ）の系運転圧力において試験した。結
果を次の表２に示す。

表２ 空気速度　　　　　　ΔＰ（乾燥）　　　ΔＰ（平衡）
■、非処理　　　　　１．２２ｉ４１　　　　７．３８
（０，１０５）　　４１．９　　（０，５９６）ｌＡ、
処理ずみ　　　１．２２（４）　　　　　７．１７（０
，１０２）　　　７．８７（０，１１２）２、非処理　
　　　　２．４４（８）　　　　２０．６　　（０，２
９３）　　５４．３　　（０，７７３）２Ａ、処理ずみ
　　　２．４４（８１２０，５（０，２９１）　　２３
．９　　（０，３４０）表から見られるとおり、非処理
フィルター構造体はこの試験条件下で処理ずみフィルタ
ー構造体よりもはるかに高い圧力差をもっていた。

【図面の簡単な説明】

に描くタイプのフィルター要素において使用に適する各
種の好ましいフィルター構造体の直線Ｉ−Ｉに沿う断面
図であり、第３図は第１図に示す一般タイブの円筒状フ
ィルター要素の、その軸平面に沿ってとった部分断面図
である。 代　理　人　　弁理士　湯　浅　恭　三１′１１−′、
、、１１ （外５名） 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和４７年　件季　願第７　ｊ　Ｊ’　！−イを号２、
発明の名称 を室 」ゑ謝】η　フイｌレクー Ｓ、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 Ｊ、Ａｒ　木′−ル・コー不０レーンコノ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体エーロゾル含有ガス流を凝集用フィルター中に
   通すことから成る、液体エーロゾルをガス流からろ過す
   る方法であつて；そのフィルターが除去されるべき液体
   の表面張力より小さい臨界表面エネルギーをもつ多孔質
   媒体から成りそして、除去されるべき液体の動的フィル
   ム厚み（ｔ）がＤが上記多孔質媒体の細孔寸法である場
   合に０．５Ｄから０．８Ｄであり、それによって、操作
   に際して、上記液体の表面張力と上記多孔質媒体の臨界
   表面エネルギーとの間の関係と結びつけて考えた、上記
   多孔質媒体の細孔寸法と上記液体の動的フィルム厚みと
   の相関が、上記液体エーロゾルの高効率除去を提供する
   ；ろ過方法。 ２）上記媒体が多孔質の繊維質媒体である、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ３）上記エーロゾルが油エーロゾルである、特許請求の
   範囲第２項に記載の方法。 ４）上記多孔性繊維質媒体が１から５マイクロメートル
   の細孔寸法と、接触角（三相）が鉱油で以て１００度と
   １４５度との間にあるような臨界表面エネルギーとをも
   つ、特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５）上記凝集用フィルターが三層：（ａ）中間繊維質層
   としての上記多孔質媒体、（ｂ）上記中間繊維質層より
   大きい細孔寸法をもつ上流側繊維質層、および（ｃ）上
   記中間層より大きい細孔寸法をもつ下流側繊維質層、か
   ら成る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６）上記エーロゾルが水エーロゾルである、特許請求の
   範囲第２項に記載の方法。 ７）上記多孔性繊維質媒体が１から２０マイクロメート
   ルの細孔寸法と接触角（三相）が水で以て少くとも１０
   ０度であるような臨界表面エネルギーとをもつ、特許請
   求の範囲第６項に記載の方法。 ８）上記多孔質媒体が繊維から成り、上記繊維がガラス
   、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドの繊維、
   あるいはそれらの混合物であり、かつ、上記繊維をフル
   オロケミカルで以て変性してその臨界表面エネルギーを
   除去されるべき液体の臨界表面エネルギーより小さい値
   へ下げる、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ９）上記凝集用フィルターが上記多孔質媒体の一つまた
   は一つより多くの層、より粗い上流側層、および、より
   粗い下流側層から成る、特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 １０）上記フィルター中を通る上記の流れの流れ抵抗が
   ７０から１４０ｇ／ｃｍ＾２（０．１から２．０ポンド
   ／平方インチ）（差圧）またはそれ以下である、特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 １１）ガス状流から水エーロゾルを高効率除去するため
   の凝集用フィルターであって；該フィルターが三層：（
   ａ）水の動的フィルム厚み（ｔ）がＤが中間繊維質層の
   細孔寸法である場合に０．５Ｄから０．８Ｄであり、上
   記中間繊維層の繊維が０．１から２０マイクロメートル
   の範囲の直径をもつような細孔寸法をもつ中間繊維質層
   、（ｂ）上記中間層より大きい細孔寸法をもつ上記中間
   層の上流側の繊維質層、および、（ｃ）上記中間層より
   大きい細孔寸法をもつ下流側繊維質層、から成り、かつ
   、上記フィルターの各層の臨界表面エネルギーが水の表
   面張力より小さい；凝集用フィルター。 １２）特許請求の範囲第１１項に記載の凝集用フィルタ
   ーから成り、かつさらにコア、支持ケージおよび端末キ
   ャップを含むことから成る、フィルター・カートリッジ
   。 １３）ガス状流れから油エーロゾルを高効率除去するた
   めの凝集用フィルターであって、該フィルターが三層：
   （ａ）油の動的フィルム厚み（ｔ）がＤが中間繊維質層
   の細孔径である場合に０．５Ｄから０．８Ｄであり、上
   記中間繊維質層の繊維が０．１から２０マイクロメータ
   の範囲にある直径をもつような細孔寸法をもつ中間繊維
   質層、（ｂ）上記中間層より大きい細孔寸法をもつ上記
   中間層の上流側の繊維質層、および（ｃ）上記中間層よ
   り大きい細孔寸法をもつ下流の繊維質層、から成り、か
   つ、上記フィルターの各層の臨界表面エネルギーが油の
   表面張力より小さい；凝集用フィルター。 １４）特許請求の範囲第１３項に記載の凝集用フィルタ
   ーから成り、かつさらにコア、支持ケージおよび端末キ
   ャップを含む、フィルター・カートリッジ。 １５）上記カートリッジのすべての部分が油の表面張力
   より小さい臨界表面エネルギーをもつ、特許請求の範囲
   第１４項に記載のフィルター・カートリッジ。