JPS63500859A - 高温，高横断歪力環境用フィルタ及びその製造方法 - 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】 発明の名称：横断方向構造一体性と可撓性が向上された高温環境用複合体および その製造方法 発明の詳細な説明： 溌ＱＪＩ（針列Ｉ− この発明は、横断方向構造一体性と可撓性が向上され、高温環境たとえば高温流 体濾過に好適な複合体に関する。

見匪立實盈 耐高温シート材料は周知で、種々の高温条件下で使用されている。これらの材料 は厚さが２分の１インチ以上に達することもあるが、しばしば紙製造方法と同様 な方法で作製されるので「紙状部材」として知られている。このような紙状部材 は、保護ライニング、高温絶縁物、高温流体用フィルタ媒体のような種々の高温 環境で使用される。この紙状部材は、繊維とくにセラミックまたはガラス繊維の ような無機繊維を編合わせてマットとし、このマットを固化して紙状物とするこ とによって作成されることが多いが、他の方法による作成も行なえる。このよう な紙状部材の作成に用いられる繊維は、繊維編合わせ工程中に不規則な方向に向 けられ固化によって相互に結合されて、２個の横方向面を持つ紙状部材に形成さ れる。このようにして固化された紙状部材は、不規則な向きの繊維が相互に結合 されているためかなりの構造一体性を有し、この充分強い構造一体性のために多 くの分野での紙状部材の使用が可能である。しなしながら、紙状部材が摩耗のよ うな機械的作用を受けたり、流体の濾過中に高圧力を受けたりするときのように 、紙状部材が高い歪みを受ける応用面に対しては、紙状部材が本来もつ上記の構 造一体性は充分ではない。こうした高歪力環境下では、紙状部材に働く歪みによ って紙状部材の構造一体性が急速に劣化し、紙状部材は急速に使用不能になる。

高歪力環境に置いても、紙状部材の構造一体性が失なわれないようにするために 、紙状部材に接合材を加えることが多い。接合材には種々のものがあるが、一般 にフェノール、アクリル、エポキシのような有機ポリマが用いられる１紙状部材 が製品として作成される過程で、接合材は紙状部材の構造一体性を高めるととも に、高歪力環境下で該構造一体性を維持する働きをする。

紙状部材の接合材は周囲の温度または若干高い温度に対しては充分満足できるも のであるが１例えば約３００〜４００下の高温で接合効果を失い始め、その結果 紙状部材の構造一体性が喪失する。このような高温で使用し続けると、接合材が 焼散して紙状部材の構造一体性は、再び繊維間の結合だけによって保たれること となる。このような事態が発生したとき紙状部材が歪みを受けると１紙状部材は 破損などのために急速に役に立たなくなる。

この発明の譲渡人の特許である米国特許第４，４９９，１３４号の開示を全てこ の明細書で参考とするが、この米国特許には紙状部材と耐摩耗、耐高温、可撓性 の織合せまたは非織合せスクリムとの組合せからなる複合体が記載されている。

紙状部材とスクリムは、耐摩耗、耐高温の系の繰り返しパターン網で縫い合せら れる。この複合体では紙状部材中の接合材は使用中に焼散するが、スクリムのお かげで、複合体の構造一体性が保たれ、たとえば回転焼成がま中で焼成がま壁と 耐火レンガとの間に設けた複合体が摩耗作用を受けるなどのように、機械的作用 を受けても紙状部材の劣化が防止される。この複合体は、特に機械的摩耗を受け る使用状態に対して確かに改善されてはいるが、上記特許の複合体は、例えば高 温流体流を極めて高い濾過効率で濾過するときのような高歪力環境には必ずしも 適合しないことが判明した。

多くの理由、特に上記の観点から、紙状部材とスクリムの縫い合せ針によって複 合体を貫く孔を形成することが行なわれる。この場合、複合体の全表面積に比べ て上記孔の数は少ないのに５こうした孔のために複合体の濾過効率の連続性が損 なわれてしまう。普通のバッグハウスなどに用いられる汎用フィルタと異なり高 効率フィルタとして使用されるフィルタの場合、上記不連続性の問題は重大であ る。

したがって、米国特許第４，４９９，１３４号に類似して接合材が焼散するほど の高温で用いられる複合体ではあるが、スクリムと紙状部材の縫い合せを不要と しフィルタ効率の不連続性を生じることなく、紙状部材の構造一体性を高温で充 分維持できる複合体を提供することは極めて有意義なことである。

且囲立亘崖 したがって、この発明の目的は、米国特許第４，４９９，１３４号に類似して良 好な構造一体性を有するが、上記特許の複合体が持つ欠点を除去した複合体を提 供するにある。この発明の他の目的は、流体流の濾過時に受ける横断方向歪みを 支えることができる良好な横断方向構造一体性を持つ複合体を提供するにある。

この発明の他の目的は、製作の際に可撓性を有していて、ある種のフィルタでし ばしば要求されるような複雑な形状に形成できる複合体を提供するにある。この 発明の他の目的は、高温環境で使用でき、複合体中の接合材が焼散する温度で連 続的に使用しても、構造一体性が充分維持される複合体を提供するにある。この 発明のさらに他の目的は。

比較的安価に作成でき、取扱い、成形などが容易であり１作成時および取扱時の 構造一体性や可撓性の喪失を招くことなく、複雑な形状に構成できる複合体を提 供するにある。最後に、この発明の目的は上記のような複合体の製造方法を提供 するにある。上記以外の目的は、この発明についての以下の説明および特許請求 の範囲から明らかになろう。

又匪艶貫星星敬吸 この発明は４つの主要な発見、３つの副次的発見にもとずいている。紙状部材を 織合わせまたは非織合せ構造体へ接着接合させることにより、上記特許に記載の 特性の複合体を作成しても、取扱い、製造、成形に要する複合体の可撓性が保た れるというのが第１の発見である。これに関連して、このような接着剤は熱可塑 性、熱硬化性のいずれの接着剤でもよく、どちらの接着剤を用いても複合体を処 理してその可撓性を保持できるという注目すべき副次的発見がある。また上記と 関連して、もし紙状部材と構造体との間に接着剤を連続して設けず５例えば接着 剤の離間ドツトパターンのような不連続配置とすれば、上記の可撓性を維持でき るという別の副次的発見がある。したがって、接着剤のドツト間の間隔が「ヒン ジ」をなして可撓性を増大させる。

第２の主要な発見は最も重要であり、これは複合体の歪みがほぼ横断方向すなわ ち複合体の厚さに沿わず長さおよび幅に沿って発生するように複合体に負荷が加 えられても、構造体と紙状部材間の本来的摩擦のために、紙状部材と構造体の相 互結合用接着剤や紙状部材中の接合材の焼散後でも、複合体の横断方向の構造一 体性が殆んど崩されないということである。

第３の発見は、例えば流体圧によってこの発明の複合体に歪力または負荷が加え られているとき、上記第２の発見に従って使用中の複合体が歪力、負荷を支え得 るように該複合体を機械的に支持することができ、この横断方向歪みを支える機 能により接着剤の焼散後でも、上記摩擦にもとづく複合体の構造一体性が維持さ れるということである。これに関連して、垂直方向歪みではなく、横断方向歪み に対して複合体を支えるためには、かなり接近した間隔で上記機械的支持を施こ さなければならないという副次的発見がある。

最後に前述の米国特許第４，４９９，１３４号の複合体と異なり、濾過効率が実 質的に不連続とならないので、この発明の特性の複合体を用いれば抵抗増加が僅 少で非常に高いフィルタ効率が達成でき使用中も高フィルタ効率を維持でき、例 えば９０ないし９５％以上のフィルタ効率が要求されるクリティカルな濾過応用 面で、この発明の複合体から作製したフィルタを充分適合できるというのが第４ の発見である。

簡単に言えばこの発明は、横断方向構造一体性と可撓性が向上され、高温環境に 好適な複合体を提供するものである。

複合体は、不規則な方向に編合わされ相互に結合さ九て、２個の横方向面を持つ 紙状部材を保つ形状に形成された耐高温無機繊維を備えている。紙状部材の横断 方向に亘る厚さは約０．００５〜０．５インチである。無機繊維からなる織合せ または非織合せの耐高温、可撓性横断方向強化構造体を紙状部材の少なくとも一 方の横方向面上に配置する。この構造体の重さは１平方ヤード当り約０．２５な いし１０オンスである。紙状部材と構造体との間に有機接着剤が配され、この接 着剤により紙状部材は可撓性と接着性を以って構造体に接合されて両者の複合体 を形成する。複合体は充分な可撓性を有するので、折曲げたりプリーツ化しても 破損せず、高温、高横断方向歪力の下で使用しても壊れることがない。

また、このような複合体を製造する方法も提供され、この方法は、耐高温無機繊 維を編合わせて、編合わせマットを形成する工程を備える。次に編合わせマット を固化して厚さ釣る。織合せまたは非織合せの耐高温、可撓性横断方向強化構造 体を設ける。この構造体は無機繊維からなり、１平方ヤード当り約０．２５ない し１０オンスの重さがある。紙状部材または構造体もしくは両者の横方向面の少 なくとも一方に有機接着剤を与える。構造体の横方向面に対して紙状部材の横方 向面を配置して、両横方向面間に接着剤を配置することにより両者の複合体を形 成する。複合体を適切に調節して接着剤を硬化し、接合複合体を形成する。

図面の簡単な説明 第１図はこの発明の複合体の横断面図である。

第２図は、折り曲げプリーツ化し機械的に支持して、通常の流体フィルタフレー ム（フレームは図示せず）に用いるこの発明の複合体を示す斜視図である。

第３図は、通常のフィルタフレーム内に設けた複合体と支持体を示す部分破断斜 視図である。

Ｉの詳細な説■ この発明のより広い様相を検討するのに先立ち、第１図を参照して複合体の一般 的性質を明らかにする。同図において、紙状部材１は、不規則な方向に編合わさ れた耐高温無機繊維で作られ、これらの繊維は編合わせ工程によって相互に結合 され、紙状部材を保つ形状を形成している。紙状部材は２個の横方向面、すなわ ち、第１横方向面２と第２横方向面３とを有する０紙状部材の全体的厚さ４は約 ０．００５〜０．５インチである。

織合せまたは非織合せの構造体５は耐高温可撓構造体であり、複合体に横断方向 （矢印６で示す方向のような）の強度を与えている。この構造体は１平方ヤード 当り約０．２５ないし１０オンス、特に約０．５ないし８オンス／平方ヤードの 重さがある。構造体は横方向面２，３の少なくとも一方の上に配置される。第１ 図では、横方向面３上に設けられたものとして構造体５が示されている。しかし 、横方向面２に別の構造体（図示せず）を設けることもできるが、横断方向強化 構造体を２個使用することは通常必要とされない。

紙状部材１と構造体５との間に有機接着剤７を配する。この接着剤により、紙状 部材１は可撓性と、接着性を以って構造体５に接合され、全体を８で示す両者の 複合体を形成する。

後に詳しく説明するが、この接着剤は不連続に配置されたものとして第１図に示 されている。複合体８とくに後述のような不連続性接着剤を備えたものは充分な 可撓性を有するので、折り曲げたりプリーツ化しても破損しない。

この後者の観点から、第２図に示すように複合体８はプリーツ２０でプリーツ化 され、従来の流体濾過フレーム（第２図には図示してないが第３図を参照のこと ）への組込みに好適な機械的支持プリーツフィルタに形成される。

紙状部材１と構造体５とを接合する接着剤７について言えば、この接着剤は熱可 塑性、熱硬化性のいずれを問わず普通の織物用接着剤でよい。しかし、熱可塑性 接着剤は熱硬化性接着剤よりも急速に焼散するにも拘らず、熱可塑性接着剤の方 が満足できる結果を与えることは注目すべきである。熱可塑性接着剤を使用すれ ば複合体の製造が極めて容易になる。

熱硬化性接着剤も用いることができ、事実、熱硬化性接着剤は高温使用で長期間 に亘り複合体中に残存するが、上記理由により接着剤は熱可塑性接着剤であるこ とが好ましい。従来の接着剤が使用できポリアミド、エチレンビニールアセテー ト、ポリエステルたとえばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン からなる加熱溶融接着剤、高濃度アクリルラテックスのような水溶性接着剤、交 差結合性ポリエステルのような交差結合性接着剤、エポキシ等がある。

しかしながら１周知のように多くの接着剤とくに高溶融点熱可塑性接着剤や交差 結合性熱硬化接着剤は比較的可撓性に乏しくてもろいことが多い。このような接 着剤を紙状部材１と構造体５との間に連続的に配置すると、接着剤の使用状況に よっては複合体が極めて硬い板となる。紙状部材１または構造体５の片側横方向 面に連続被着される接着剤の量を加減して、例えば非常に薄い接着剤フィルムを 使用すれば、上記のような硬さや板状化の程度を制御できる。こような極めて薄 いフィルムの使用により複合体に幾分の可撓性を持たせることができるが１片側 横方向面に薄いフィルムを精度よく形成するのは実用上非常にむずかしい。した がって、紙状部材と構造体との間に接着剤を不連続パターンで配置するのが好ま しい。このような不連続パターンが第１図に示されており。

同図で接着剤は離間した接着剤７がドツトのパターンで配置されている。このよ うなドツト状接着剤は、従来のプリント工程により簡単に片側横方向面に配置で き、プリント工程により接着剤は片側横方向面上に極めて精度よく配置される。

例えば、通常の輪転グラビアを用いたドツト状接着剤プリントが充分利用できる 。

第１図かられかるように、接着剤の不連続部分すなわち接着剤７間に間隔が定め られ、接着剤が非常に薄いフィルムでなく、例えば２ミルまたは３ミルといった 実質的厚みがある場合でも、上記間隔は複合体の可撓性を保つのに充分である。

その理由として、接着剤のドツト間の間隔が、接着剤接合複合体の曲げおよび撓 みを可能にする「ヒンジ」を形成することがあげられる。接着剤７の数が多く接 着剤７の大きさが小さいと、複合体に多数のｒヒンジ」が形成されるので、複合 体をかなり撓ませても複合体が破損したり、複合体の構造体と紙状部材との間の 接合が破壊することがない。

接着剤のドツトの具体的大きさや、接着剤のドツトの数を厳密に定める必要はな く、接着剤のドツト間の間隔が複合体の可撓性を保つのに充分でありさえすれば よい。しかし、５ないし１００ミル程度の小さいドツトの径が充分利用でき、こ れよりも小さいか逆に大きいドツトサイズたとえばエミルないし１／８インチ以 上のものも使用できる。ドツトサイズがこれよりもはるかに大きいと、極めて鋭 い折り曲げやプリーツ化が望ましいときなどに、局在領域での複合体可撓性が悪 影響を受けるので、ドツトのサイズは小さい方が好ましい。

さらに、ドツト全体の合計面積が、接着剤が設けられる紙状部材や構造体の横方 向の全面積に対し、その６０％を占めても良好な可撓性が維持される。しなしな がら、一般的には上記面積率が５０％以下であるのが好ましい。一方、良好な強 さを得るためには少なくとも５％の面積、好ましくは少なくとも１０ないし２０ ％必要である。

また、上記接着剤は必ずしもドツト状に配置される必要がないことは言うまでも なく、他の幾何学的形状も使用できる。

実際、不連続ドツトの形状を特定化する必要はなく、前述のように「ヒンジ」を 形成する不連続部が配置された接着剤間に得られさえすればよい、したがって、 上記不連続性が保持されるのであれば、どのようなパターンでも用いることがで きる。

接着剤についてのこれまでの説明は、この発明の複合体が一般的用途のものにつ いて述べており、この発明の複合体がフィルタ媒体、とくに高効率フィルタ媒体 として用いられるものであるときは、接着剤の配置が上記よりもはるかにクリテ ィカルである。

非常に薄くて実質的に連続的なフィルムまたは非常に薄くて連続的なフィルムは ある程度の流体透過性を呈するので。

とような薄い接着剤フィルムを用いた複合体はフィルタとして使用できよう、し かし、透過性の再現性がよい薄い接着剤フィルムを作るのは非常にむずかしく、 また再現性よく作られたとしても、フィルタ媒体として用いられる薄いフィルム によって複合体を通る流体流がかなり制限される。したがって複合体をフィルタ 媒体としようとするときは、接着剤を前述のように不連続に配置しなければなら ない。その上、非連続接着剤のドツトの大きさ、数、パターンはとくに高効率フ ィルタにとって重要である。したがって、フィルタに適用するには、接着剤を不 連続に配置することによって接着剤の配置パターンが、構造物または紙状部材も しくは両者の接着剤配設横方向面の面積の４０％以上とくに３０％以上を占めな いようにする必要がある。そうでないと、フィルタとして用いられる複合体を通 る流体流が不必要に制限されてしまう、一層好ましくは、横方向面面積の２５％ 以下とくに２０％以下が接着剤によって占められるようにすべきである。もっと 通常的には、接着剤が占める横方向面面積は約５％と２０％の間である。

さらに、フィルタの用途では接着剤を一定パターンで配置するのが極めて好まし く、これによって、フィルタとして用いられ゛る複合体の全横方同面面積に亘り 、流体流への抵抗がほぼ均一化される。この点に関して、正方形、ひし形１円形 または対角パターンのように、接着剤のドツトを規則的な繰返しパターンのもの とするのが好ましい。最後にフィルタの用途でのドツト寸法は小さくすべきであ って、例えば直径で約５−２５ミル（または他の最大横方向ドツト寸法）の間と する。

接着剤をこのように配置することによって、「ヒンジ」を維持して複合体の可撓 性を保てるだけでなく、複合体を通る流体流の局所的制限をできるだけ小さくす ることができる。

上記の条件に加えて、フィルタの用途での紙状部材２は、複合体を通って流れる 流体の高い圧力に直面しなければならない。高圧側は第１図に矢印９で示しであ る。接着剤さらに接合材を使用していればこれらが使用中に前述のように焼散し た後に、流れ流体による紙状部材１上の作用圧は流体に対し反作用圧を生じる。

その結果、複合体８を横切る圧力降下　′が発生し、構造体５の外側面１０での 圧力が低下する。この圧力差によって紙状部材２は構造体５へ押圧され、接着剤 が焼散した後でも、上記圧力および構造体５と紙状部材２間に得られる摩擦力は 充分大きいので、紙状部材は構造体５に対して接着剤が焼散する前の初期時とほ ぼ同じ並置状態を保つことができる。さらに、紙状部材１は構造体５に押圧され ているので、実質的な横断方向強度を有するこの構造体５のおかげで、さもない と生じる紙状部材の破損すなわちｒ吹き抜け」を防止できる。

しかし、横断方向強化構造体５で支持されていても、とくに高圧高効率濾過にお いて接着剤の焼散接紙状部材１と構造体５との間の相対移動をできるだけ小さく するためには、複合体を機械的に支持する必要がある。第２図において、代表的 な機械的支持具がたとえばアルミニウムからなり波形金属板２１として示されて いる。棒状、格子状など他のものも使用できるが、第２図の波形金属板が主要な ものである。構造体の強度、紙状部材の強度、被濾過流体流の圧力などに応じて 波形金属板２１の支持点２２間の間隔を変える。しかし、一般的に言ってこれら の支持点間の間隔は約１０インチ以下、より好ましくは２インチ以下とすべきで ある。高温、高効率濾過において、接着剤の焼散後の紙状部材と構造体との間の 移動をできるだけ小さくするためには、上記支持点間の間隔は１インチ以下、と くに０．５インチ以下たとえば０．２ないし０．４インチとすべきである。

第２図において、流体は矢印２３　、２４の方向に流れ、上記のように構造体５ が機械的支持体２１に隣接して配置される。流体流が第２図と逆になれば、もち ろん逆配置となる。図示を明確にするために、通常のフィルタフレームからなる 容器は第２図に示してない。しかし、第３図は通常のフィルタフレーム３０の一 部破断を表わし、該フレーム内には第２図のように構成したフィルタが配置され る。

なお、この発明の紙状部材としては周知の高温紙状部材を用いることができる。

例えば、紙状部材として針縫いフェルト、乾式または湿式の非織合せ構造体など が用いられ、紙製造工程と同様な工程で作られた従来の紙状物でよい。したがっ て、説明を簡略にするために、これら紙状部材の詳細や製造方法についての説明 は省略するが、紙状部材の好ましい実施例およびその製造方法の概要を以下に述 べる。

簡単に言って、この発明の好ましい実施例の紙状部材は。

不規則な方向に編合わされた耐熱繊維で作られている。従来の乾式または湿式編 合わせ工程により編合わされた繊維は、不規則に配向して相互に結合しマットを 形成する。次に、このマットは輪転グラビア機、長網抄紙機などの少なくとも１ つの工程を経て固められて紙状部材となる。この紙状部材の厚さは一般に約０． ００５ないし０．５インチとくに０．０１ないし０．３インチであり、全体積に ついての密度は一般に５〜１５ポンド／立方フイートである。

適宜選択した従来方法によって上記特性の紙状部材を作成した後に、この紙状部 材に接合材を加える。−例として、可溶性接合材を湿式１程の液体中に溶かし、 同化後も紙状部材中に保持する。末た他の１例では、湿式または乾式１程で使用 する可溶性または可融性繊維を接合材として用い、作成した紙状部材中に保持す る。上記は全て周知であるから詳細説明は省略する。

しかしながら、紙状部材へ接合材を含ませることは必ずしも必要ではない。上記 のように、接合材は最終的に焼散するものであり、また多くの場合、紙状部材中 の接合材によって複合体の初期構造一体性を強化しなくとも、製作、設置過程で の複合体の取扱いに支障をきたさず、このことは構造体と紙状部材との間に接着 剤を配するのと異にするからである。

接合材を用いれば、接合材は紙状部材の繊維とよくなじみ、繊維間にほぼ一様に 分布される。

多くの接合材が知られており一般に有機重合体であるが、幾つかの無機重合体や 「ガラス」も提案され使用されている０、通常の接合材は塩化ポリビニール、ポ リビニールアセテート／アルコール、フェノール、アクリル、エポキシのポリマ からできている。しかし、必要に応じて前述の接着剤とくにポリエステル、ポリ アミド、エチレンビニールアセテートを接合材として用いることができる。通常 、接合材は工ないし２０％の上乗せ率（紙状部材と接合材の合計重量は紙状部材 だけの重量よりも工ないし２０％大きい）で紙状部材に添加される。

接着剤の使用について詳細に説明してきたが、処理の観点から見ると、接着剤は 上述のようなプリントの他に噴流ドツトスプレー、シルクスクリーン、転写法な ど、他の従来方法によって形成される。接着剤が上記のように横方向面上に配設 される限り、どの方法で接着剤を形成するかは重要でない。

また、上記のように接着剤は紙状部材の横方向面または構造体の横方向面もしく はその両者に形成できるが、通常は１つの横方向面とくに紙状部材の横方向面の み形成される。

一方の横方向面に接着剤を形成した後５紙状部材と構造体が相互に接触配置され 、その結果、横方向面間に接着剤が配置される。この点に関して上記のように、 紙状部材の他方の横方向面に接着剤を設け、この横方向面に第２の構造体を接合 することもできる（または、接着剤を第２の構造体に設けてから紙状部材の他方 の横方向面に接合することができる）。

その後、複合体を適宜調節して接着剤の「硬化」を行なう。

この調節は接着剤の種類により異なる。例えば加熱溶融接着剤に対しては冷却調 節のみ必要で、通常たとえば冷却容器の口細部を介して複合体を通すことにより 加圧下で冷却調節する。熱硬化性接着剤は充分長い時間に亘り充分に加熱、加圧 して、例えば交差結合硬化し、接合複合体を形成する必要がある。後者の場合、 温度および時間は熱硬化接着剤の種類により異なるが、一般的に言って多くの織 物用熱硬化性接着剤に対して硬化温度は通常２００ないし４５０下、時間は数秒 から数分と少ない。こうした事柄は全て周知であるので説明を省略する。

一旦複合体が完成すると、これは構造的に安定しているので、特定用途に合うよ うに取扱ったり、切断、形成、整形したりすることができる。例えば構造体をフ ィルタとして用いるのであれば、これを折曲げまたはプリーツ化し、もしくは折 曲げたうえプリーツ化して第２図に示す形状とし、特に機械的支持体を内装して 第３図に示すようなフィルタフレーム内に据付ける。折曲げ、プリーツ化操作は 、通常のフィルタフレームへの据付は同様周知であるので説明を省略する。

紙状部材および構造体を作製するのに用いる繊維は耐熱性繊維で、例えばガラス のような無機繊維、銅、真鍮、青銅。

アルミニウム、鉄鋼のような金属、またはセラミック繊維である。繊維そのもの は糸状、微細繊維状または連続形状に作り出される。紙状部材の作製方法を１例 をとると、無機材料たとえばガラスを連続フィラメント状に押出し、この連続フ ィラメントを結合、編合わせて紙状部材を形成する。しかし、もっと一般的で慣 用的な紙状部材製造方法は、糸もしくは微細繊維または両者を用い、この従来方 法では、上記のような乾式または湿式編合せ工程により繊維を紙状部材に形成し 、固めて高密度な紙状部材を得る。構造体も同様に作製できるが、例えば針縫い によって更に固めて強化する。しかしながら、構造体に関しては無機の糸繊維を 紡んで細線とし、この細線を用い従来方法で構造体を織合せるのが最も好ましい 。

したがって、明細書および特許請求の範囲では、用語「繊維」を広く定義し、糸 繊維、微細繊維、連続繊維（フィラメント）をも含むものとする。＃Ｉ＆維の長 さや直径はかなり広い範囲で変えることができる。直径はたとえばサブミクロン 程度から４０ミクロン以上であり、＊細繊維に対して例えば１３ないし１５ミク ロン、糸繊維の場合はもっと大きく、例えば１０デニールもしくはそれ以上であ る。また繊維長は数１０００分の１以下程度の小さい値から上記連続フィラメン トまで種々と変えることができる。このように繊維の長さおよび直径はクリティ カルでなく所望の値に選択できる。

構造体や紙状部材に用いる繊維としては、はうけい酸ガラス繊維、Ｅガラス繊維 またはＳガラス繊維のようなガラス繊維、シリカ繊維またはアルミニウム・シリ カ繊維のようなセラミック繊維、そのほか無機系繊維などが好適である。しかし 、構造体と紙状部材とをガラス繊維で作るのが最も好ましい。

上記のように、構造体は織合せまたは非織合せの構造体である。構造体はクリテ ィカルな特定構造を有する必要がなく、例えばフェルト構造体、織物または織合 せメツシュとすることができる。構造体は上記の横断方向強度を与え、耐温性。

可撓性が高く、かつ紙状部材に確実に接着できれば充分である。ガラス繊維から 作られた普通の構造体は、このような特性を有するから使用できる。このような 構造体は非常に軽く、０．２５ないし１０オンス／平方ヤードの重さであるが、 約１ないし５オンス／平方ヤードの範囲の重量のものが好適である。

この発明の複合体は種々の応用面を有し、特に横断方向での高い構造一体性およ び可撓性が要求される複合体や他の織物状材に使用できる。例えば、印加垂直力 によって通常生じる横断方向負荷に耐える必要のある絶縁物として、この発明の 複合体は有用である。単に複合体を絶縁体として使用し支持体で支持しなければ 、複合体自身の重さによって上記のような負荷がたとえば長径間に亘って発生す る。しかしながら、既に述べたように、この発明の複合体が主に使用されるのは フィルタとしてである。フィルタは上記構造をとる必要はなく例えばバッグハウ スフィルタ、フレーム付板状フィルタなど横断方向負荷や高温が作用する種々の フィルタとして構成できる。しかし、この発明の複合体が理想的に適合するフィ ルタ構成は、上記特性を有するプリーツフィルタである。特にプリーツフィルタ によれば非常に高いフィルタ効率（ＭＩＬ−Ｆ−５１０６８Ｅ（７）ＤＯＰ試験 ニヨル）カ達成すレルカらである。こうしたフィルタはＵＬ５８６標号に対して も適格である。ＤＯＰ試験（０，３ミクロン一様粒径の加熱生成フタル酸ジオク チルエーロゾル）によると、最小で９９．９９９％のフィルタ効率が得られる。

勿論この値は格別に高い濾過効率を示しており、極めて細かい粒子をほぼ完全に 濾過する必要がある利用面に適している。一方粒径がもっと大きい場合とか、要 求される濾過効率がもっと低い場合には、ＤＯＰ濾過効率は例えば９９％以下ま たは９０％以下であってもよい。高温塗装焼付室内を例にとると、塵埃、糸くず などを濾過しさえすればよいので、約５０％のＤＯＰ濾過効率が必要とされるに すぎない。また、要求効率がさらに低い利用面では、必要とされるＤＯＰ濾過効 率はわずか約１５％である。とは言えＤＯＰ濾過効率はかなり厳しい試験である から、この試験での効率が１５％でもフィルタ効果は大きい。

上記から、極めて苛酷な応用分野とくに時には異常とも言える条件が課せられる 利用面で、これらのフィルタを使用できることが理解されよう。勿論、この発明 の複合体をフィルタとして使用するときは、該複合体およびこれに結合した支持 物を適当なガスケットを具備したフィルタパックやフレーム、フィルタ容器内に 配置して、フィルタを通る流体がフレームやパックから漏れないように液密とし なければならない。

このようなフレーム、パック、ガスケットは周知であるのでここでは説明を省略 する。

次に、以下の実施例を用いてこの発明を説明するが、この発明はこの特定例に限 定されるものではなく、上記開示および特許請求の範囲の記載の範囲に及ぶもの である。

実施例 この実施例で用いられた紙状部材は、リーダル社の紙技術部門が作製した高温紙 であり、２５５級リーすアとして市販されている。この紙状部材はガラス糸と微 細繊維とからなっている。厚さは約０．０１フインチ、密度は約１３ポンド／立 方フイートでアクリル接合材を６％上乗せしである。

この例で用いら肛た構造体は工業用ガラス織合せ構造体であり、クラーク・シュ ベーベル社の１６７５番として市販されている。重さは２．８オンス／ヤードで 主成分はＥガラスである。

グラビヤ輪転プリンタを用いて紙状部材をプリントし、直径が約０．００５イン チ、厚さが約３ミルの接着剤ドツトを形成した。接着剤ドツトのパターンは繰返 しの円形パターンで、接着剤のドツトは紙状部材の横方向面の約２０％を占めた 。接着剤は市販の加熱溶融ポリアミド接着剤であった。

約４２５下に加熱され約３０ボンド／インチで加圧されたロールの口細部へ紙状 部材と構造体を供給し、約０．２５秒だけ口細部にくわえさせた。

複合体は普通のプリーツ機を通して、２４インチ×２４インチ×１２インチのプ リーツフィルタにプリーツ化し、第２図に示すようにプリーツ点間にアルミニウ ムの波形支持体を配設した。このフィルタを第３図のようにガスケット付きフィ ルタフレームに収納した。　１０００’Ｆに加熱した空気を３日間濾過するのに フィルタを使用したところ、接着剤および接合材はすべて焼散した。０．９イン チの降下水圧でＤＯＰ試験をした結果、フィルタ効率は９９．９９％であった。

したがって、この発明の目的は達成されたと言える。

通常の紙状部材が対抗できないフィルタ以外の高温条件下でも、この発明の複合 体を使用できる。ここで「高温」とは接着剤や接合材が焼散する温度である。こ の温度は個々の接着剤や接合材によって異なるが、一般に接着剤、接合材は約３ ００ないし４００’Ｆ以上の温度で焼散し、５００７以上の温度では殆んど全て の接着剤、接合材が焼散する。同様にこの明細書および特許請求の範囲で用いる 「高歪力」は一旦接着剤や接合材（もし使用していれば）が焼散するとこの歪み 作用下で通常の紙状部材が直ちに構造一体性を失う状態を意味する。しかしてこ れらの用語は当業者には明らかなところである。

ＦＩＧ、　１ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６２年５月 １１日 特許庁長官　黒　１）　明　雄　殿　図１、　国際出願番号 ＰＣＴ／ＵＳ　８６１０１８６９ ２、発明の名称 横断方向構造一体性と可撓性が向上された高温環境用複合体およびその製造方法 ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、　０６０４０　コネチカット。

マンチェスター、ワン　コロニアル　ロード（番地無し） 名　称　ライダル、インコーホレイテッド代表者　ブチナス、キャロル ４、代理人 ５、補正書の提出年月日 １９８７年１月１３日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の写しく翻訳文）　Ｗ≧＼　１通請求の　囲の補正 １、（Ａ）（１）不規則な方向に糾合わされ相互に結合されて、横断方向に亘る 厚さが約ｏ、ｏｏｓないし０．５インチで２個の横方向面を持つ紙状部材を保つ 形状に形成された耐高温無機繊維と、 （２）重さが約０．２５ないし１０オンス／平方ヤードで、前記紙状部材の少な くとも一方の横方向面上に配置される無機繊維から外る織合せまたは非織合せの 耐高温、可撓性横断方向強化構造体と、 （３）横方向面の２０％以上は占めないように前記紙状部材と前記構造体との間 に不連続パターンとして配置され、可撓性と接着性を以って前記紙状部材と構造 体を相互接合して両者の複合体を形成する有機接着剤と、 からなる構造一体性と可撓性が向上された複合体、（Ｂ）フィルタの低圧側で複 合体の構造体と隣接し、複合体に加わる高横断方向歪みに抗するため、１０イン チ以下の間隔で離間配置された機械的支持手段を備え、高温、高歪力濾過時に複 合体に加えられる横断方向歪力が支えられ、前記横断方向歪力に起因して、複合 体の前記構造体と前記紙状部材との間に発生した本来的摩擦により、前記高温濾 過時の前記接着剤の焼散後でも、複合体の横断方向の構造一体性が殆んど崩され ないことを特徴とする高温、高横断方向歪力濾適用フィルタ。

２、特許請求の範囲第１項において、紙状部材と構造体の繊維はセラミック繊維 またはガラス繊維であることを特徴とするフィルタ。

３、特許請求の範囲第２項において、紙状部材と構造体の繊維はガラス繊維であ ることを特徴とするフィルタ。

４、特許請求の範囲第１項において、紙状部材の厚さが０．０１ないし０．３イ ンチであることを特徴とするフィルタ。

５、特許請求の範囲第１項において、紙状部材中に接合材を配置したことを特徴 とするフィルタ。

６、特許請求の範囲第５項において、接合材は有機重合接合材であり、重合体は 、塩化ポリビニール、ポリビニールアセテート／アルコール、フェノール、アク リル、ポリエステル、ポリアミド、エチレンビニールアセテート、エポキシのポ リマからなる群から選択されることを特徴とするフィルタ。

７、特許請求の範囲第６項において、紙状部材への接合材の上乗せ量は、工ない し２０％であることを特徴とするフィルタ。

８、特許請求の範囲第１項において、構造体の重さは０．５ないし８オンス／平 方ヤードであることを特徴とするフィルタ　。

９、特許請求の範囲第１項において、前記紙状部材の両横方向面上に構造体を設 けたことを特徴とするフィルタ。

ｉｏ、特許請求の範囲第１項において、接着剤は熱可塑性接着剤であることを特 徴とするフィルタ。

１１、特許請求の範囲第１項において、接着剤は前記紙状部材と前記構造体との 間に不連続パターン状に配置されていることを特徴とするフィルタ。

１２、特許請求の範囲第１項において、パターンは前記接着剤の離間ドツトのパ ターンであることを特徴とするフィルタ。

１３、特許請求の範囲第１２項において、前記ドツトはプリントドツトであるこ とを特徴とするフィルタ。

１４、特許請求の範囲第１１項において、前記接着剤の不連続部分間に間隔を設 け、これらの間隔により前記複合体の可撓性が充分に維持されることを特徴とす るフィルタ。

１５、特許請求の範囲第１２項において、ドツト間の間隔により、前記複合体の 可撓性が充分に維持されることを特徴とするフィルタ。

１６、（１）耐高温無機繊維を編合わせて編合わせマットを形、成する工程と、 （２）ｇ合わせマットを固化して厚さ約ｏ、ｏｏｓないし０．５インチで２個の 横方向面をもつ紙状部材を形成する工程と、 （３）重さが約０．２５ないし１０オンス／平方ヤードで無機繊維からなる織合 せまたは非織合せの耐高温、可撓性横断方向強化構造体を設ける工程と、 （４）前記紙状部材または前記構造体もしくは両者の横方向面の少なくとも一方 へ無機接着剤の不連続パターンを与える工程と、 （５）前記構造体の横方向面に対して、前記紙状部材の横方向面を配置して、両 横方向面間に前記接着剤を配置することにより両者の複合体を形成する工程と、 （６）複合体を充分調節して前記接着剤を硬化し、接合複合フィルタ材を形成す る工程と、 （７）フィルタの低圧側が複合フィルタ材の構造体に隣接し、かつ複合フィルタ 材に加わる高横断方向歪みに抗するために機械的支持体が１０インチ以下の間隔 で離間するように、該機械的支持体中に接合複合フィルタ材を設ける工程とを備 え、高温、高歪力濾過時に複合フィルタ材に加えられる横断方向歪力が支えられ 、前記横断方向歪力に起因して、複合フィルタ材の前記構造体と前記紙状部材と の間に発生した本来的摩擦により１．前記高温濾過時の前記接着剤の焼散後でも 、複合フィルタ材の横断方向の構造一体性が殆んど崩されないことを特徴とする 特許請求の範囲第１項のフィルタを製造する方法。

１７、特許請求の範囲第１６項において、紙状部材と構造体の繊維は、セラミッ ク繊維またはガラス繊維であることを特徴とする方法。

１８、特許請求の範囲第１７項において、紙状部材と構造体の繊維は、ガラス繊 維であることを特徴とする方法。

１９、特許請求の範囲第１６項において、接着剤は熱可塑性接着剤であることを 特徴とする方法。

２、特許請求の範囲第１６項において、前記横方向面上に接着剤を不連続パター ン状に配置したことを特徴とする方法・ ２、特許請求の範囲第２０項において、パターンは前記接着剤の離間ドツトのパ ターンであることを特徴とする方法。

２、特許請求の範囲第２１項において、前記ドツトはプリントによって前記横方 向面上に配置されることを特徴とする方法。

２、特許請求の範囲第２２項において、前記プリントは輪転グラビアプリントに よることを特徴とする方法。

２、特許請求の範囲第１項において、枠付き板フィルタとして構成されたことを 特徴とするフィルタ。

２、特許請求の範囲第１項において、フィルタは、２インチ以下離間した支持体 によって機械的に支持されていることを特徴とするフィルタ。

２、特許請求の範囲第１項において、フィルタはプリーツフィルタであることを 特徴とするフィルタ。

２、特許請求の範囲第２６項において、機械的支持体は複合体の摺曲化部分間に 設けられていることを特徴とするフィルタ。

２、特許請求の範囲第２７項において、機械的支持体は波形金属であることを特 徴とするフィルタ。

２、特許請求の範囲第２８項において、フィルタは少なくとも９０％のＤＯＰ効 率を有することを特徴とするフィルタ。

３０、特許請求の範囲第２９項において、効率は少なくとも９９％であることを 特徴とするフィルタ。

国際調斉報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（１）不規則な方向に編合わされ相互に結合されて、横断方向に亘る厚さが 約０．００５ないし０．５インチで２個の横方向面を持つ紙状部材を保つ形状に 形成された耐高温無機繊維と、 （２）重さが約０．２５ないし１０オンス／平方ヤードで、前記紙状部材の少な くとも一方の横方向面上に配置される無機繊維からなる織合せまたは非職せの耐 高温、可撓性横断方向強化構造体と、 （３）前記紙状部材と前記構造体との間に配置され、可撓性と接着性を以って、 前記紙状部材と構造体とを相互に接合して、両者の複合体を形成する有機接着剤 とを備え、 前記複合体は充分な可撓性を有し、折り曲げたりプリーツ化しても破損せず、か つ高温、高横断方向歪力の下で使用しても壊れないことを特徴とする横断方向構 造一体性と可撓性が向上された高温、高歪力環境用複合体。 ２．特許請求の範囲第１項において、紙状部材と構造体の繊維は、セラミック繊 維またはガラス繊維であることを特徴とする複合体。 ３．特許請求の範囲第２項において、紙状部材と構造体の繊維はガラス繊維であ ることを特徴とする複合体。 ４．特許請求の範囲第１項において、紙状部材の厚さが０．０１ないし、０．３ インチであることを特徴とする複合体。 ５．特許請求の範囲第１項において、紙状部材中に接合材を配置したことを特徴 とする複合体。 ６．特許請求の範囲第５項において、接合材は有機重合接合材であり、重合体は 塩化ポリビニール、ポリビニールアセテート／アルコール、フェノール、アクリ ル、ポリエステル、ポリアミド、エチレンビニールアセテート、エポキシのポリ マからなる群から選択されることを特徴とする複合体。 ７．特許請求の範囲第６項において、紙状部材への接合材の上乗せ量は、１％な いし２０％であることを特徴とする複合体。 ８．特許請求の範囲第１項において、構造体の重さは０．５ないし８オンス／平 方ヤードであることを特徴とする複合体。 ９．特許請求の範囲第１項において、前記紙状部材の両横方向面上に構造体を設 けたことを特徴とする複合体。 １０．特許請求の範囲第１項において、接着剤は熱可塑性接着剤であることを特 徴とする複合体。 １１．特許請求の範囲第１項において、接着剤は前記紙状部材と前記構造体との 間に不連続パターン状に配置されていることを特徴とする複合体。 １２．特許請求の範囲第１１項において、パターンは前記接着剤の離間ドットか らなるパターンであることを特徴とする複合体。 １３．特許請求の範囲第１２項において、前記ドットはプリントドットであるこ とを特徴とする複合体。 １４．特許請求の範囲第１１項において、前記接着剤の不連続部分間に間隔を設 け、これらの間隔により前記複合体の可撓性が充分に維持されていることを特徴 とする複合体。 １５．特許請求の範囲第１２項において、ドット間の間隔により、前記複合体の 可撓性が充分に維持されることを特徴とする複合体。 １６．（１）耐高温無機繊維を編合わせて編合わせマットを形成する工程と、 （２）編合わせマットを固化して厚さ約０．００５ないし０．５インチで２個の 横方向面をもつ紙状部材を形成する工程と、 （３）重さが約０．２５ないし１０オンス／平方ヤードで無機繊維からなる織合 せまたは非職合せの耐高温、可撓性横断方向強化構造体を設ける工程と、 （４）前記紙状部材または前記構造体もしくは両者の横方向面の少なくとも一方 へ無機接着剤を与える工程と、（５）前記構造体の横方向面に対して、前記紙状 部材の横方向面を配置して、両横方向面間に前記接着剤を配置することにより両 者の複合体を形成する工程と、（６）複合体を充分調節して前記接着剤を硬化し 、接合複合体を形成する工程とを備えた特許請求の範囲第１項の複合体を製造す る方法。 １７．特許請求の範囲第１６項において、紙状部材と構造体の繊維は、セラミッ ク繊維またはガラス繊維であることを特徴とする方法。 １８．特許請求の範囲第１７項において、紙状部材と構造体の繊維は、ガラス繊 維であることを特徴とする方法。 １９．特許請求の範囲第１６項において、接着剤は熱可塑性接着剤であることを 特徴とする方法。 ２０．特許請求の範囲第１６項において、前記横方向面上に接着剤を不連続パタ ーン状に配したことを特徴とする方法。 ２１．特許請求の範囲第２０項において、パターンは前記接着剤の離間ドットか らなるパターンであることを特徴とする方法。 ２２．特許請求の範囲第２１項において、前記ドットはプリントによって前記横 方向面上に配置されたことを特徴とする方法。 ２３．特許請求の範囲第２２項において、前記プリントは輪転グラビアプリント によることを特徴とする方法。 ２４．特許請求の範囲第１項において、フィルタとして構成されていることを特 徴とする複合体。 ２５．特許請求の範囲第２４項において、フィルタは機械的に支持されているこ とを特徴とする複合体。 ２６．特許請求の範囲第２５項において、フィルタはプリーツフィルタであるこ とを特徴とする複合体。 ２７．特許請求の範囲第２６項において、機械的支持体が複合体のプリーツ化部 分間に設けられていることを特徴とする複合体。 ２８．特許請求の範囲第２７項において、機械的支持体は波形金属であることを 特徴とする複合体。 ２９．特許請求の範囲第２８項において、フィルタは少なくとも９０％ＤＯＰ効 率を有することを特徴とする複合体。 ３０．特許請求の範囲第２９項において、効率は少なくとも９９％であることを 特徴とする複合体。