KR100326647B1 - 복합여과매질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (i) 기능성 여과성분 및 (ii) 기재성분을 포함하는 것으로서, 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합되어 있는 복합여과매질 및 이것을 제조하고 이용하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 생체 실리카 제품(예: 규조토)또는 천연유리 제품(예: 발포 펄라이트)와 같은 기능성 여과성분을 포함하는 복합여과매질 및 복합여과매질 제품에 관한 것으로서, 상기 기능성 여과성분은 여과에 적당한 현저히 뒤얽히고 다공성인 구조를 가지고, 열적으로 소결되어 상기 기능성 여과성분보다 낮은 연화점 온도를 가지는 엔지니어링 고분자(예: 유리, 결정성 광물, 열가소성 물질 및 금속)와 같은 기재성분과 열적으로 소결한다. 본 발명의 복합여과매질은 향상된 투과성, 낮은 원심 습윤밀도, 낮은 크리스토바라이트 함유량 및 독특한 입자형상(예: 섬유)을 가지는 특유의 성질을 제공한다.

Description

복합여과매질{COMPOSITE FILTRATION MEDIA}
이 출원 전체에서, 인용자료로서 여러 가지 공보, 특허 및 공개된 특허출원이 언급되고, 명세서 후단부, 청구항의 바로 앞부분에서 이들 인용자료 전체를 찾을 수 있다. 이 출원에서 언급된 공보, 특허 및 공개된 특허 명세서는 본 발명의 기술수준을 더욱 완벽하게 기술하기 위해 참조된 것이다.
본 발명은 (i) 기능성 여과성분과, (ii) 기재성분을 포함하는 개량 복합여과매질에 관한 것으로, 여기서 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착결합되어 있다. 운반이나 운송 또는 현탁에 의해(예를 들어 액체로) 쉽게 분리되는 단순한 혼합물과는 달리, 본 발명의 개량 복합여과매질의 기능성 여과성분과 기재성분은 예를 들어 열적 소결에 의해 달성될 수 있는 바와 같이 밀착 결합되어 있다.
본 발명의 개량 복합여과매질은 현재 입수가능한 여과매질과 동일한 많은 동일한 용도에서 유용하나, 향상된 효율 및/또는 경제성 뿐 아니라, 예를 들어, 증가된 투과성, 낮은 원심분리 습윤밀도, 낮은 크리스토바라이트 함유량 및/또는 독특하게 형상화된 입자들(예: 섬유)과 같은 여러 가지 독특한 성질을 제공한다.
여과 분야의 적용에 있어서, 유체로부터 입자를 분리하는 많은 방법에서 필터 보조재로서 규조토(diatomite) 제품이나 천연유리 제품을 사용한다. 이들 규산 재료의 특징인, 뒤얽히고 다공성인 구조는 예를 들어 여과 공정에서 입자를 물리적으로 잡아두는데 특히 효과적이다. 이 뒤얽히고 다공성인 구조는 빈 공간의 그물구조를 만들고 그 결과 부유(buoyant) 여과 매질 입자는 외견상 이 입자들이 현탁되는 유체의 밀도와 유사한 밀도를 가진다. 현탁된 입자나 미립자 물질을 함유하거나 혼탁성을 가지는 유체의 투명성을 개선할 때, 여과 제품을 사용하는 것은 매우 통상적인 일이다.
규조토 또는 천연유리 제품은 종종 "프리코팅(precoating)" 으로 불려지는 단계에서, 투명도를 개선하고 여과공정에서의 유속을 증가시키기 위해 격막에 자주 응용된다. 또한 종종 " 바디피딩(body feeding)" 이라고 불려지는 단계에서, 원하는 액체 유속을 유지하는 동안 불필요한 입자가 격막에 부착하는 것을 감소시키기 위해, 유체가 여과될 때 규조토 또는 천연유리 제품을 그 유체로 직접 첨가한다. 관련된 구체적인 분리법에 따라, 규조토 또는 천연유리 제품은 프리코팅, 바디피딩 또는 양자에 사용될 수 있다. 다공성 매질 여과에 관련된 작용 원리는 수년 동안에 걸쳐 밝혀져 왔고(Carman, 1937; Heertjes, 1949, 1966; Ruth, 1946; Sperry, 1916; Tiller, 1953, 1962, 1964), 그 기초가 되는 이론적 원리로부터 뿐만 아니라 (Bear, 1988; Norden, 1994) 실용적 관점으로부터도 (Cain, 1984; Kiefer, 1991) 상세히 재검토되어 왔다.
어떤 경우에 규조토 또는 천연유리 제품은 여과하는 동안 그 특유의 흡착성을 나타내며 이로서 유체의 투명도 또는 순수도를 매우 크게 증가시킬 수 있다. 이러한 흡착성은 매우 독특하며, 규조토 표면에서의 전하를 약화시키는 흡착종의 약한 인력 또는, 종종 규조토 표면에서 발생하는 실란올기(즉,≡Si-OH)의 반응성에 의존한다. 예를 들면, 이온화된 실란올기(즉,≡Si-O-)는 용액 내의 산성 물질, 예를 들면, 시트르산(즉, C6H8O7)에 의해 부여되는 히드로늄 이온(즉, H3O+)과 반응하며, 반응시 표면에서 받아들인 H+ 를 흡수할 수 있다. 특정한 경우에, 펄라이트 제품, 특히 표면 처리된 것은 여과 동안 유체의 선명도 또는 순수도를 크게 개선할 수 있는 독특한 성질을 나타낼 수도 있다(Ostreicher, 1986).
몇몇 여과 용도에서, 여과 작업을 보다 개선하고 또는 효율적이도록 하기 위해, 서로 다른 규조토 제품을 블렌드하거나, 서로 다른 천연유리 제품을 블렌드할 수 있다. 경우에 따라, 규조토 제품 및 천연유리 제품은 서로, 또는 다른 물질과함께 종종 블렌드될 수 있다. 몇몇 경우, 이러한 조합물은 예를 들어, 셀룰로오스, 활성탄, 점토, 석면 또는 그 외의 재료들과의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 경우에, 이들 조합물은 종이, 패드, 카트리지, 또는 지지체나 기질로 사용되는 모노리스나 집성물 매질을 만들기 위하여 또는 촉매를 제조하기 위하여, 규조토 제품 이나 천연유리 제품을 다른 성분과 밀착되게 블렌드시킨 보다 정교한 조합물이다.
이들 규조토 또는 천연유리 제품의 보다 정교한 변형품은 여과 또는 분리에 사용되는데, 예를 들어 규조토 또는 천연유리 제품, 혼합물 또는 이들의 조합물에 대한 표면 처리 또는 화학약품 흡착에 사용된다.
또한, 규조토 및 천연유리 제품에 특유한, 실리카의 뒤얽히고 다공성인 구조는 고분자에 안티-블록 성질을 제공하여 상업적 적용을 가능하게 한다. 규조토는 종종 페인트, 에나멜, 라커 및 관련 코팅제 및 마감제의 외관 및 성질을 바꾸는데 이용된다. 규조토 제품은 또한 크로마토그래피 지지체로도 이용되고, 특히 기체-액체 크로마토그래피법에 적당하다. 최근의 저널(Breese, 1994; Engh, 1994)은 규조토의 성질 및 용도에 대한 특히 유용한 소개를 제공한다. 예를 들어, 발포 펄라이트(expanded perlite), 경석, 발포 경석을 포함하는 많은 천연유리 제품 역시 독특한 충전재 성질을 가진다. 예를 들면, 발포 펄라이트 제품은 절연 충전재, 수지 충전재로서 또 섬유상 피복물의 제조에서 자주 이용된다.
모노리스 또는 집성물 매질의 제조법은 모노리스나 집성물 매질을 위해 첨가되는 성분이 열처리 전에, 일반적으로는 열처리되지 않은 혼합물에 그린 강도를 부여하기 위한 (예: 그린 혼합물의 압출, 성형, 몰딩, 주조 또는 형상화가 가능하도록) 열처리 전에 가공보조제로서 첨가된다는 점에서, 모노리스나 집성물 매질로서 첨가되는 성분이 개량 복합여과매질의 원하는 작용 성분으로 첨가되는, 개량 복합여과매질의 제조법과 구별된다. 가공 보조제의 첨가는 생성되는 모노리스 또는 집합 매질 제품의 여과 특성에 바람직하게 기여하지는 않지만, 이들 제품들은 그럼에도 불구하고, 단백질, 효소 및 미생물의 고정화에 유용하다. 불연속적인 입자상의 물리적 혼합물로부터 공업용 세라믹의 가공시에 열처리를 포함하는 것은 조밀한 동종 세라믹 재료를 생성하기 위한 것이고(Reynolds, 1976) 이는 본 발명의 개량 복합여과매질의 소결된 이종 성분과는 차이가 있다.
본 발명은 기능성 여과성분(functional filtration component)과 기재성분(matrix component)을 포함하는 개량 복합여과매질과, 이를 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 생체 실리카 제품(예를 들어, 규조토)이나 천연유리 제품(예를 들어, 발포 펄라이트)과 같이, 여과에 적당하도록 뒤얽히고 다공성인 특징적 구조를 가지는 기능성 여과성분을 포함하는 개량 복합여과매질 및 개량 복합여과매질 제품에 관한 것으로, 이 기능성 여과성분은 자신보다 낮은 연화온도를 가지는 엔지니어링 고분자(예를 들어, 유리, 결정성 광물, 열가소성 물질 및 금속)와 같은 기재성분과 열적으로 소결된다.
발명의 개시
본 발명은 기능성 여과성분(i)과 기재성분(ii)을 포함하는 개량 복합여과매질에 관한 것으로, 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합되어 있다.
바람직한 실시예에서, 개량 복합여과매질은 상기 기능성 여과성분 및 상기 기재성분의 단순 혼합물의 투과성보다 큰(더욱 바람직하게는 5% 이상 큰) 투과성을 가지는데, 이 때, 상기 단순 혼합물 내의 상기 기능성 여과성분 및 상기 기재성분의 비율은 상기 매질의 제조에 사용된 것과 동일하다.
또 다른 실시예에서, 개량 복합여과매질은 상기 기능성 여과성분 및 상기 기재성분의 매질 입자 반경의 가중 평균보다 큰,(더욱 바람직하게는 5% 이상 큰) 매질 입자 반경을 가지는데, 이 때 상기 기능성 여과성분 및 상기 기재성분의 비율은 상기 매질의 제조에서 사용된 것과 동일하다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 기능성 여과성분은 생체 실리카 및/또는 천연유리를 포함하고; 더욱 바람직하게는 상기 기능성 여과성분은 규조토, 펄라이트, 경석, 흑요석, 역청암 및/또는 화산재를 포함하고; 더욱 바람직하게는 상기 기능성 여과성분은 규조토를 포함한다.
또 다른 바람직한 구체예에서, 기재성분은 유리, 결정성 광물, 열가소성 물질, 금속 및/또는 합금을 포함한다. 또 다른 바람직한 구체예에서 기재성분은 천연유리를 포함하고, 더욱 바람직하게는 펄라이트, 경석, 흑요석, 역청암 및 화산재로 이루어진 군에서 선택되고, 가장 바람직하게는 펄라이트 또는 용융 펄라이트를 포함한다. 또 다른 바람직한 구체예에서 기재성분은 합성유리를 포함한다. 또 다른 바람직한 구체예에서 기재성분은 유리섬유를 포함한다. 또 다른 바람직한 구체예에서 기재성분은 광질면 또는 암면을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 기재성분은 열가소성 물질, 또는 열가소성 물질의 작용을 가지는 열경화성 수지를 포함한다. 또 다른 바람직한 실시예에서 기재성분은 금속 또는 합금을 포함한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 개량 복합여과매질은 1 중량% 이하의 크리스토바라이트를 함유하는 것에 더 특징이 있다.
본 발명은 또한 여기서 기술한 개량 복합여과매질을 포함하는 조성물에 관한것으로, 상기 매질은 (i) 기능성 여과성분과, (ii) 기재성분을 포함하고, 이 때 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합되어 있다. 바람직한 구체예에서 이 조성물은 분말의 형태이다. 또 다른 바람직한 구체예에서 이 조성물은 종이, 패드 또는 카트리지의 형태이다. 또 다른 바람직한 구체예에서 이 조성물은 모노리스 지지체(support) 또는 집성물(aggrogate) 지지체의 형태이다. 또 다른 바람직한 구체예에서 그 조성물은 모노리스 기질(substrate) 또는 집성물 기질의 형태이다.
본 발명은 또한 현탁 입자를 함유하는 유체를, 바람직하게는 격막에 의해 지지된 필터 보조재로 통과시키는 단계를 포함하는데, 이 때 상기 필터 보조재는 여기서 기술된 바와 같이 개량 복합여과매질을 포함하고, 상기 매질은 (i) 기능성 여과성분과 (ii) 기재성분을 포함하고, 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합되어 있다.
본 발명의 바람직한 특징 및 성질은 위에서 설명한 측면 이외의 다른 측면으로도 응용될 수 있음이 분명할 것이다.
발명을 실시하기 위한 최량의 양태
A. 본 발명의 개량 복합여과매질
본 발명의 개량 복합여과매질은 (i) 기능성 여과성분과, (ii) 기재성분을 포함하고, 이 때 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 작은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합되어 있다.
유체로부터 입자를 분리하기 위한 많은 방법에서 규조토, 펄라이트, 경석 또는 화산재 같은 규산 매질 재료를 여과매질로서 사용한다. 이들 규산 매질 재료 특유의 뒤얽히고 다공성인 구조는 특히 여과 공정에서 입자를 물리적으로 잡아두는데 효과적이다; 따라서, 이들은 본 발명의 기능성 여과성분으로서 유용한다. 열 가공 과정을 통한 칫수 안정성 및 기계적 성질의 보유는 엔지니어링 고분자 및 어떤 다른 재료들의 특정적인 성질이며 이러한 성질은 이들을 본 발명에서 기재성분으로 유용하게 한다. 본 발명의 개량 복합여과매질에서 기재성분은 바람직하게는 열적 소결에 의해 기능성 여과성분과 밀착 결합되고, 단순히 서로 혼합되거나 블렌드되지 않는다. 이러한 단순 혼합물은 본 발명의 개량 복합여과매질과는 달리 현탁상에서 (즉, 유체로) 또는 운송이나 운반에 의해 분리되는 경향이 있다. "단순 혼합물"이라는 용어는 기계적 혼합물 또는 블렌드(예를 들어, 열적 소결에 의하지 않은)을 뜻하는 종래의 의미로 사용된다.
본 발명의 개량 복합여과매질은 일반적으로 기능성 여과성분 및 기재의 집괴(agglomerate)인 것으로 간주될 수 있다. 여기서 사용된 "집괴화(agglomeration)" 라는 용어는 통상적인 의미에서 입자들을 응집된 덩어리로 조합하는 방법 또는 효과라면 무엇이든 말한다. 응집 방법의 일 예로는 열적 소결이 있는데, 이 때 입자는 용융하지 않고 가열함으로써 응집 덩어리(coherent mass)(즉, 밀착 결합된)를 이루어 집괴가 된다. 열적 소결에서 집괴화는 균일 매질(예: 세라믹)을 형성하는 점까지 진행하지는 않는다는 점에 주목한다. 따라서, 본 발명의 개량 복합여과매질에서, 기능성 여과성분 및 기재성분은 집괴화하고 밀착 결합되나 그 결과적인 생성물에서 바람직하게 여겨지는 물리적 성질 및 화학적 성질을 유지하게 되고, 이로서 그 결과적인 생성물의 전체 성질을 개선하게 된다.
여기서 사용되는 용어 "연화점 온도"는 통상적 의미로서 물질이 연화되기 시작하는 온도를 말하고, 일반적으로 경도 및 점도의 감소와 관련있다. 많은 엔지니어링 고분자에 있어서, 연화점은 종종 더욱 명확하게는 유리 전이 온도로 인정되고, 때때로 이차 전이 온도로 불려지는데, 이는 온도가 상승하면서 고분자 사슬의 유동성이 발생하는, 즉 고분자 사슬이 고정 유리질 상태에서 유연성있는 고체로 변화하는 온도이다. 예를 들어, 폴리에테르 케톤은 약 330℉(즉, 165℃) 유리 전이 온도를 가지는 반면, 소다 석회 유리는 1290℉(즉, 700℃)의 연화점을 가진다. 일반적으로 열역학적 분석을 사용하는 표준 테스트법이 발전되어 왔으나 (예; American Society for Testing and Materials, 1995), 연화점은 종종 복잡한 정량 측정을 사용하지 않고, 실험실 연구에서 육안에 의해 추정될 수 있다.
1. 기능성 여과성분
본 발명에서 사용하기 위한 특히 바람직한 기능성 여과성분은 규조토 특유의, 실리카의 현저하게 뒤얽히고 다공성인 구조를 가지는 생체 실리카(즉, 실리콘 디옥사이드, SiO2)로부터 얻어진다. 현재, 규조토 제품은 분리, 흡착, 지지체 및 기능성 충전재의 용도를 포함한 넓은 범위에서 사용되나, 여기에 제한되는 것은 아니다.
규조토 제품은 규토질의 규조 피각 즉, 규조각 내에 풍부해진 침전물인 규조토 흙(또는 규조토(kieselguhr)로 알려짐)으로부터 얻을 수 있다. 규조(diatoms)는 다양한 배열의, 미시적이고 단세포인 황갈색의 규조강(Bacillariophyceae) 조류이고, 이 규조강 조류는 다양하고 뒤얽힌 구조를 가지는 장식적 규조각 내에 세포질을 포함한다. 이들 규조각은 화학적 평형을 유지하는 조건하에 보존될 때, 지질학적 시간의 긴 주기 동안 이들의 다공성 구조의 많은 부분이 사실상 그대로 유지될 정도로 충분히 내구적이다. 현재, 규조토 제품은 물리적, 화학적 특성상의 다양함을 제공하면서, 수많은 원료로부터 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 최근의 저널(Breese, 1994 ; Engh, 1994)은 규조토의 성질 및 용도에 대해 특히 유용한 소개를 제공한다.
상업적인 규조토 제품을 제조하는 전형적인 종래법에서, 규조토의 미가공 광석은 제분에 의해 더 감소될 수 있는 크기로 분쇄되고, 공기 분급된 다음, 노에서 공기 건조되고, 이어서 원하는 제품 투과성을 얻기 위해 공기 분급함으로써, 통상 "천연" 규조토라고 불려지는 건조 제품을 형성한다.
또 다른 종래의 방법에서, 천연 제품을 보통 1800 내지 2000℉(즉, 1000 내지 1100℃)의 온도범위에서 공기 소결하고 (일반적으로 '하소'라 함), 이어서 공기 분급한다. 이 방법으로 보다 투과성이 높은 제품을 얻을 수 있으나, 보통 비결정성 실리카(규조토 광석)의 일부가 결정성 실리카의 정방정계 형태인 크리스토바라이트로 변환되는 것이 수반된다. 이 방법으로 얻어진 제품은 전형적으로 5 내지40 중량%의 크리스토바라이트 함유량을 갖는다.
또 다른 일반적인 방법으로, 건조된 제품을 전형적으로 1800 내지 2100℉(즉, 1000 내지 1150℃)의 온도에서, 소량의 플럭스를 첨가하여 소결하고(보통 '플럭스 하소'라 한다), 이어서 공기 분급한다. 이 방법으로 투과성이 더욱 큰 제품을 얻으나, 보통 더 많은 비결정성 실리카가 크리스토바라이트로 변환되고, 그 양은 통상적으로 20 내지 75 중량%의 범위이다. 가장 많이 사용되는 플럭스는 소다 재(soda ash) (즉, 탄산 나트륨, Na2CO3)와 석염(즉, 염화 나트륨, NaCl)이지만, 많은 다른 플럭스, 특히 알칼리 금속의 염(즉, 주기율표의 IA 족)도 유용하다.
규조토 제품을 소성하는 종래 방법에 수반되는 고온은 실리카의 비결정성 상태에서 크리스토바라이트로의 상변화라는 예상되는 변화 뿐 아니라, 표면적 감소, 다공의 확장, 습윤밀도의 증가, 불순물 용해도의 변화 등을 유발한다.
규조토로부터 제품을 만들고 규조토를 가공하기 위한 다른 방법들이 보다 상세히 기술되어 왔다. 저급 규조토를 고급 광석으로 개선하기 위한 많은 노력에 의해 본래 우수한 광석으로부터 얻은 상업적 제품과 그 전체 질에 있어 본질적으로 동등한 규조토 제품을 얻을 수 있게 되었다. 이러한 작업의 예로는, Norman과 Ralston(1940), Bartuska와 Kalina(1968a, 1968b), Visman과 Picard(1972), Tarhanic과 Kortisova(1979), Xiao(1986), Li(1990), Liang (1990), Zhong 외(1991), Brozek 외(1992), Wang(1992), Cai 외(1992)와 Videnov 외(1993)의 것을 포함한다. 개선을 목적으로 예를 들면, 감소된 전체 철 또는 용해철 농도와 같은단일 성질을 갖도록 제조된 여러 규조토 제품이 Thomson과 Barr(1970), Barr(1907), Vereinigte(1915, 1928), Koech(1927), Swallen(1950), Suzuki와 Tomizawa(1971), Bradley와 McAdam(1979), Nielsen와 Vogelsang(1979), Heyse와 Feigl(1980) 및 Mitsui 외(1989)에 의해 보고되었다. Baly(1939)에 의해 제조된 규조토 제품은 유기물의 함유가 낮고, Codolini(1953), Pesce(1955,1959), Martin과 Goodbue(1968) 및 Munn(1970)은 상대적으로 높은 밝기를 가지는 규조토를 제조하였다. Enzinger(1901)에 의해 제조된 규조토는 그 당시 종래의 용해도를 감소시켰다. Bregar(1955), Gruder 외 (1958) 및 Nishamura (1958)에 의해 제조된 규조토는 더 밝았고, 더 낮은 전체 철농도를 가졌다.
Smith(1991a,b,c; 1992a,b,c; 1993; 1994a,b)에 의해 제조된 제품은 플럭스 하소된 규조토 제품의 용해성 다가 양이온을 개선시켰다. Schuets(1935), Filho와 Mariz da Veiga(1980), Marcus와 Creanga(1964) 및 Marcus(1967)은 또한 다소 더 순수한 규조토 제품을 만드는 방법을 보고하였다. Dufour(1990,1993)은 낮은 크리스토바라이트 함유량을 가지는 규조토 제품을 기술한다.
그러나, 상술한 제품은 어느 것도, (i) 기능성 여과성분과 (ii)기재성분 (이 때 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합된)을 포함하지 않는다.
다른 기능성 여과성분의 구체적인 유용성은 여과 공정시 입자의 물리적 고착에 특히 효과적인, 특유의 뒤얽히고 다공성인 구조를 또한 함유하는 천연유리로부터 유래된다. 여기서 "천연유리"라는 용어는 일반적인 의미로서 사용되고, 통상적으로 규산질의 마그마 또는 용암의 급냉각에 의해 형성된 화산 유리로 불리는 천연유리를 말한다. 다양한 타입의 천연유리가 알려져 있고, 여기에는 예를 들어, 펄라이트, 경석, 흑요석 및 역청암을 포함된다. 가공 전의 펄라이트는 일반적으로 회색 내지 녹색이고, 소형의 진주상 덩어리로 파괴하는 원인이 되는 구형 균열이 많다. 경석은 매우 경량인 유리질의 기포암이다. 흑요석은 일반적으로 색상이 어둡고, 유리 광택 및 특유의 조개 모양 균열을 가진다. 역청암은 납 수지 광택을 가지고, 갈색, 녹색 또는 회색인 경우도 있다. 펄라이트나 경석 같은 화산 유리는 덩어리 채 침적되고 광범위한 상업적 용도가 존재한다. 고정된 형태일 때 응회암이라고도 불려지는 화산재는 종종 유리질 형태인 소형입자 또는 조각으로 구성되고; 여기서 사용되는 바와 같이, 천연유리라는 용어는 화산재를 포함한다.
많은 천연유리가 유문암과 화학적으로 동일하다. 조면암, 석영 안산암, 안산암, 래타이트(latite) 및 현무암과 화학적으로 동등한 천연유리가 알려져 있으나, 흔하지는 않다. 흑요석이라는 용어는 일반적으로 실리카가 풍부하지 않는 덩어리형 천연유리에 적용된다. 흑요석 유리는 그 실리카 함유량에 따라 하위 범주로 구분될 수 있고, 유문암형 흑요석(일반적으로, SiO273 중량% 함유) 이 가장 흔하다(Berry, 1983).
펄라이트는 약 72 - 75 중량%의 SiO2, 12 - 14 중량%의 Al2O3, 0.5 - 2 중량%의 Fe2O3, 3 - 5 중량%의 Na2O, 4 - 5 중량%의 K2O, 0.4 - 1.5 중량%의 CaO 및 저농도의 다른 금속 성분들을 함유하는 수화된 천연유리이다. 펄라이트는 화학적으로 결합된 물의 보다 높은 함유량(2-5 중량%), 투명한, 진주상 광택의 존재, 독특한 동심원 또는 아치형의 양파 껍질형(즉, 진주암상) 분쇄 조각 등에 의해 다른 천연유리와 구별된다.
펄라이트 제품은 종종 제분 및 열적 확장에 의해 제조되고, 높은 다공성, 낮은 용적 밀도 및 화학적 불활성과 같은 특유의 물리적 성질을 가진다. 발포 펄라이트는 1940년대 후반부터 여과 용도에 사용되어 왔다(Breese와 Barker, 1994). 종래의 펄라이트의 가공은 분쇄(쇄광과 연마), 공기 크기 분급, 열적 확장, 완성 제품의 특성에 부합시키기 위한 확장 재료의 공기 크기 분급으로 구성된다. 예를 들면, 펄라이트 광석은 쇄광되고, 연마되고, 소정의 입자 크기 범위로 (예; 30 메쉬를 통과하도록)분급된 다음, 그 분급된 재료는 확장 노에서 870 -1100℃ 의 온도로 건조 가열되는데, 이 때 동시에 발생하는 유리의 연화 및 함유된 물의 증기화는 유리 입자의 급속 팽창을 유발하여 벌크 용적을 확장되지 않은 광석의 20 배에 달할 때까지 기포 투성이의 유리 재료를 형성한다. 종종, 발포 펄라이트는 이후 공기 분급되고, 경우에 따라 원하는 제품의 특정 크기에 부합되도록 제분된다. 다른 천연유리(예를 들어, 경석, 흑요석 및 화산재) 내에 화학적으로 결합된 물의 존재는 펄라이트에 흔히 사용되는 것과 같은 방식의 "열적 확장"을 허용한다.
경석은 중간 다공성 구조(예: 약 1 mm 까지의 크기의 기공 또는 소기공을 가지는)에 의해 특징지워진다. 경석의 높은 다공성은 매우 낮은 밀도를 부여하고,많은 경우에 물 표면에서 부유를 가능하게 한다. 가장 상업적인 경석은 SiO2을 대략60 - 70 중량%로 포함한다. 경석은 전형적으로 제분 및 분급(펄라이트에 대해 상술한 바와 같이)에 의해 가공되고, 그 제품은 주로 경량 괘상으로 사용되고, 연마제, 흡착제 및 충전재로도 사용된다. 비확장된 경석 및 열적 확장된 경석(펄라이트에 사용된 것과 유사한 방법으로 제조)은 화산재(Kansas Mineral,Inc.)와 같이 어떤 경우에 여과 보조재로서도 이용될 수 있다.
천연유리의 변성 방법 및 제품이 보고되었다. 예를 들어, Houston(1959), Bradley(1979), Jung(1965), Moriski(1976), Ruff와 Nath(1982), 그리고 Shiuh(1982, 1985)는 특수 천연유리 제품을 위한 처리 방법을 설명한다.
그러나 상술한 어떠한 천연 가스도, (i) 기능성 여과성분과, (ii)기재성분을 이루어지고, 또 상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분과 밀접하게 결합되어 있지는 않다.
2. 기재성분
본 발명의 개량 복합여과매질의 제조에 사용되기에 적합한 기재성분은 선택된 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지는 것을 그 특징으로 할 수 있다.
바람직한 기재성분의 예로는 엔지니어링 고분자와 그 관련 재료를 들 수 있는데, 이것은 천연 원료로부터 유래된 또는 합성적으로 제조된 유기 또는 무기 고분자일 수 있다. 엔지니어링 고분자의 탁월한 검토가 Seymour(1990)에 의해 마련되었다. 특히 바람직한 기재성분의 예는 유리, 결정성 광물, 열가소성 물질 및 금속이다.
유리는 고분자 사슬 내에서 반복되는 실옥산 (즉, -(Si-O)-)단위로 구성되는 유리질 비결정 고분자이다. 상술한 바와 같이, 펄라이트, 경석, 흑요석, 역청암 및 화산재와 같이 몇몇 유리는 자연적으로 발생한다. 소다 석회 유리는 실리콘, 알루미늄, 칼슘, 나트륨 및 종종 칼륨이나 리튬의 산화물(즉, SiO2,Al2O3, CaO, Na2O, K2O, Li2O)을 포함하는 미가공 재료의 배치를 노에서 같이 용융시키고, 이 용융물을 냉각하여 비결정성 제품을 생산함으로써 만들어진다. 유리는 시트 또는 판, 주형 또는 섬유를 포함한 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 유리의 주요 관련물의 제조방법이 보고되어 있다(Scholes, 1974). 광질면, 암면 및 규산염 솜은 섬유 형성 물질이 슬래그, 특정 암석 또는 유리인 제조 섬유의 일반명이다(Kujawa, 1983).
어떤 결정성 광물, 특히 규산염 광물과 알루미늄규산염 광물 그리고 이들의 혼합물로 구성된 암석은 본 발명의 유용한 기재성분인데, 이는 이들이 종종 바람직한 열가소성 특징을 가지기 때문이다(즉, 이들이 많은 규산염 유리와 관련된 화학적 성질을 가지기 때문이다).
이러한 결정성 광물의 예로는 네펠린(nepheline; 칼륨 나트륨 알루미늄 규산염, 즉 (Na,K)AlSiO4), 알비트(albite; 나트륨 알루미늄 규산염, 즉 NaAlSi3O8) 또는, 칼시안 알비트(calcian albite; 나트륨 칼슘 알루미늄 규산염, 즉(Na,Ca)(Si,Al)4O8)등이 있다.
열가소성 재료는 열작용 하에 연화되고, 냉각시 그 원래의 특성으로 다시 고화되는 것으로서, 즉, 그 가열-냉각 주기가 완전히 가역적이다. 종래의 정의에 의하면, 열가소성 물질은 분자결합을 하는 직선 및 가지형 선형 사슬 유기 고분자이다. 잘 알려진 열가소성 물질로는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN), 아크릴레이트 스티렌 아크릴로니트릴(ASA), 메타크릴레이트 부타디엔 스티렌(MBS) 등이 있다. 또한, 아세탈로 알려진 포름알데히드 중합체, 아크릴계 플라스틱으로 알려진 메틸 메타크릴레이트 중합체, 폴리스티렌으로 알려진 스티렌 모노머 중합체, 탄화플루오르로 알려진 플루오르와 모노머의 중합체 나일론으로 알려진 아미드 사슬의 중합체 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀으로 알려진 파라핀 및 올레핀 중합체 폴리카보네이트로 알려진 반복 페놀 및 카보네이트기로 구성된 중합체 폴리에스테르로 알려진 테레프탈레이트의 중합체 폴리아릴레이트로 알려진 비스페놀 및 디카르복실산의 중합체 폴리염화비닐(PVC)로 알려진 염화비닐 중합체 등도 포함된다.
고성능 열가소성 물질은 탁월한 성질을 가지는데, 예를 들어, 폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 매우 높은 강도 및 강성을; 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르케톤(PEEK), 폴리아미드 이미드(PAI)는 현저한 내열성 뿐 아니라 매우 높은 강도 및 강성을 가지고; 폴리에테르이미드(PEI)는 특유의 난연성을 가진다. 특이한 열가소성 물질로서 이오노머, 즉 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체가 있고, 이것은 공유 가교보다는 이온 가교를 하고 있어 작동범위 내에서는 열경화성 물질과 유사한 작용을 가지게 된다. 폴리비닐카르바졸은 특유의 전기적 성질을 가지고 있고; 폴리이소부틸렌으로 알려진 이소부틸렌 중합체는 실온에서 점성이다.
열경화성 플라스틱은 열적 고화시 영구적으로 변화하는 합성 수지로, 즉 이들은 불용해성 상태로 고화하여, 뒤이어 다시 가열하더라도 연화 및 소성되지 않는다. 그러나, 몇몇 열경화성 플라스틱은 그 유용한 적용 범위의 제한된 부분에 있어 열가소성 작용을 띠고, 본 발명의 기재성분으로서 유사하게 유용하다. 열경화성 플라스틱의 몇몇 타입, 특히 몇몇 폴리에스테르 및 에폭사이드는 실온에서 냉 경화가 가능하다. 열경화성 플라스틱은 알키드, 페놀계, 에폭사이드, 아미노(우레아-포름알데히드 및 멜라민-포름알데히드 포함), 폴리이미드 및 몇 실리콘 플라스틱을 포함한다.
열가소성 물질 및 열경화성 플라스틱의 성질 및 용도는 상세하게 기재되어 있다(Elsevier, 1992; Rubin, 1990).
몇몇 금속 및 합금, 특히 저 용융온도 금속 및 합금은 이들이 본 발명에 이용될 수 있는 열가소성 성질을 가진다는 점에서 매우 유용한 기재성분이다. 적당한 금속의 예로는 주석(즉, Sn), 아연(즉, Zn) 및 납(즉, Pb) 등이 있다. 적당한 합금의 예로는 주석-납 땜납(즉, Sn-Pb), 주석-아연 땜납(즉, Sn-Zn) 및 아연-납 땜납(즉, Zn-Pb) 등의 땜납(solder)을 들 수 있다.
유사한 열가소성 특징을 가지고, 선택된 기능성 여과성분의 연화 온도보다 낮은 연화 온도에 특징이 있는 다른 재료들 또한 본 발명의 기재성분으로 유용할것이다.
B. 본 발명의 개량 복합여과매질을 특성화하는 방법
본 발명의 개량 복합여과매질은 기재성분 뿐 아니라 기능성 여과성분의 양자로 이루어져 있어 독특한 성질을 가진다. 이들 매질은 여과에 유용한 범위내에서 적당한 투과성을 가지는 매질에 의해 밝혀진 바와 같이, 기능성 여과성분의 특성인 뒤얽히고 다공성인 구조(이것은 개량 복합여과매질 제품을 유효하게 하는 데 필수적이다)를 보유한다. 그러나 개량 복합여과매질의 성질은 기재성분의 존재에 의해 조절된다. 이러한 조절은 증가된 투과성, 낮은 원심 습윤밀도, 낮은 크리스토바라이트 함유량 및/또는 미세 구조 특성의 변화 같은 독특한 성질로서 설명된다.
본 발명의 개량 복합여과매질의 중요한 성질과, 이를 측정하기 위한 적당한 방법을 이하에서 상세히 설명한다.
1. 투과성
기능성 여과 제품은 보통 그 투과성(P)와 밀접하게 관련있는 일정 범위의 여과 속도를 제공하도록 가공된다. 투과성은 보통 "Da"로 약칭되는 달시(dalcy) 단위로 나타낸다. 1 달시는 1 센티포이즈의 점도를 가지는 유체 1 cm3이 1 atm(즉, 101.325 kPa)의 압력차 하에서 1 초 동안 1 cm2의 면적을 통과할 수 있게 하는 여과 매질 1 cm 두께의 투과성에 해당한다. 투과성은 물 속에서 여과 매질의 현탁액으로부터 격막에 여과 케익을 형성하도록 고안된, 특별한 구성의 장치를 이용하여 쉽게 측정된다(European Brewery Convention, 1987). 그 원리는 다공성 매질에 대해이미 달시의 법칙(Bear, 1988)으로부터 유도되어 있고, 투과성과 매우 상관있는 일련의 선택적인 장치 및 방법이 알려져 있다. 현재 시판되고 있는 (또한, 본 발명의 기능성 여과성분으로서의 사용에 적당한) 규조토나 천연유리 제품과 같은 여과 매질은 0.05 내지 30 Da 이상에 걸친 넓은 범위의 투과성을 갖는다. 구체적인 여과 공정을 위한 여과 투과성의 선택은 특정 용도에 요구되는 액체 순도 및 유속에 의존한다.
본 발명의 개량 복합여과매질은 공업용 기능성 여과성분에 의해 제공되는 범위에 비할 만한 투과성의 스펙트럼을 제공한다.
집괴화(agglomeration)와 그로 인해 개량 복합여과매질(즉, 이 때, 기능성 여과성분 및 기재성분은 밀착 결합되는)이 형성되는 증거는 그 성분들의 단순한 혼합물(즉, 열적 소결전)에서보다, 개량 복합여과매질(열적 소결후 제분하지 않고,즉, 더 이상 마멸이나 분급없이)에 대해 더 큰 투과성을 관찰함으로써 일반적으로 얻을 수 있다.
예를 들어, 만일 기능성 여과성분과 기재성분(각각, 0.06 Da 및 0.29 Da의 투과성을 가지는)의 단순한 혼합물이 0.07 Da의 투과성 P(a+b)을 가지고, 이 단순 혼합물로부터 제조된 복합여과매질은 0.20 Da의 투과성, P(c)를 가지면, 투과성의 증가는 집괴화의 증거인 것이다. 바람직하게는, P(c)는 P(a+b)보다 5% 이상 더욱 바람직하게는 10% 이상, 특히 바람직하게는 20% 이상이다.
2. 습윤밀도 (wet density)
본 발명의 복합여과매질이 기능성 여과 매질성분의 다공성이고 뒤얽힌 구조를 보유하는 정도의 표시는 원심 습윤밀도를 측정함으로써 얻어질 수 있고, 이것은 여과시 유용한 압축 밀도를 나타내는데, 이는 밀도의 크기가 얻어질 수 있는 패킹 배열에 의해 제한되기 때문이다. 습윤밀도는 여과 효율을 측정하는 중요한 기준의 하나인, 여과 공정에서 입자물을 운반할 수 있는 공간 부피를 나타내므로 중요하다. 낮은 습윤밀도를 가지는 여과 제품은 더 큰 공간 부피를 가지고 따라서, 더 큰 여과 효율을 가진다.
본 발명의 개량 복합여과매질 제품의 압축 밀도를 측정하기 위한 바람직한 방법은 원심 습윤밀도의 측정에 의한 것이다. 0.50 및 1.00 g 사이의 알고 있는중량의 샘플을 눈금이 새겨진 14 mL 원심 튜브에 놓고, 여기에 탈이온화수를 첨가하여 약 10 mL 의 부피를 만든다. 모든 샘플이 젖고 남아 있는 건조 분말이 없을 때까지 혼합물을 완전히 섞는다. 원심 튜브의 상부 주위에 추가 탈이온화수를 첨가하여 섞음으로써 튜브면에 붙은 혼합물을 모두 헹궈낸다. 튜브는 1800 rpm에서 30분 동안 원심분리된다. 원심분리 후 고체가 섞이지 않게 튜브를 조심스럽게 제거하자, 고정물의 높이(즉, 부피)가 튜브의 0.05mL 눈금의 절반에 가장 근접하는 것으로 측정된다. 공지 분말 중량의 원심 습윤밀도는 건조 샘플 중량(예를 들어, 공기 중 110℃에서 건조된)을 측정된 부피로 나눔으로써 쉽게 계산된다.
일반 여과 매질의 전형적인 습윤밀도는 낮게는 입방피트 당 약 12 파운드(즉, 0.19 g/cm3)에서부터 입방피트당 약 30 파운드(즉, 0.48 g/cm3)에까지 달한다. 본 발명의 개량 복합여과매질은 공업용 기능성 여과성분에서 얻어지는 범위에 견줄만한 스펙트럼의 습윤밀도를 갖는다.
3. 입자 크기
본 발명의 개량 복합여과매질의 중요한 특성은 성분 입자의 집괴와, 더욱 바람직하게는 열적 소결을 통한 성분 입자의 집괴화와 관련이 있다. 집괴화의 정도를 정량하는 한 가지 방법은 성분(즉, 집괴화 전)과 그 생성된 개량 복합여과매질 간의 입자 크기 분포 차이를 측정하는 것을 포함한다.
입자 크기 분포를 측정하는 바람직한 방법은 레이저 회절을 사용하는 것이다. 개량 복합여과매질 또는 그 성분의 입자 크기 분포를 측정하기 위한 바람직한 기구는 Leeds & Northrup Microtrac Model X-100 이다. 이 기구는 완전 자동이고, 100 채널의 기하학적 순환으로 정형화된 부피 분포를 이용하여 그 여과기를 30 초 작동시켜 결과를 얻는다. 그 분포는 입자를 직경 D로 특정된 구형태로 추정한 회절 패턴으로부터의 데이터를 해석하는 알고리즘을 사용하여 특정된다. 중간입자직경은 기구에 의해 D50으로 동일시되는데, 즉, 전체 입자 부피의 50%가 이 값과 같거나 작은 직경을 가지는 입자에 의한 것으로 설명된다.
집괴화와 이로 인한 개량 복합여과매질(즉, 기능성 여과성분과 기재성분은 밀착 결합한)의 형성 증거는, 기능성 여과성분 및 기재성분의 단순 혼합물의 중간입자직경의 중량평균(즉, 열적 소결 전) 및 그 혼합물을 사용하여 제조된 개량 복합여과매질의 중간입자직경(열적 소결 후 제분되지 않고, 즉 더 이상 마멸 이나 분급시키지 않고)을 계산함으로써 제공될 수 있다.
예를 들어, 집괴화는 기능성 여과성분의 중간입자직경 D50(a)과, 기재성분의 중간 입자 평균, D50(b)이 개량 복합여과매질의 중간입자직경 D50(a+b)보다 작을 때 일어난다. 예를 들어, 만일 D50(a)이 16.7 ㎛에 해당하고, 개량 복합여과매질에 70 중량% 포함되고, 그리고, D50(b)이 17.3 ㎛에 해당하고, 개량 복합여과매질에 30 중량% 포함된다면, 이 때,
D50(a+b) = [(0.70 x 16.7) + (0.30 x 17.3)] = 16.9 ㎛ 이다.
만일, 개량 복합여과매질의 실제 측정된 중간입자직경 D50(c)이 17.1 ㎛ 이면, 집괴화가 일어나는데, 이는 D50(a+b)이 D50(c)보다 작기 때문이다. 바람직하게는 D50(c)는 D50(a+b)보다 1% 이상, 더욱 바람직하게는 5% 이상, 더더욱 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 20% 이상이다.
입자 크기 방법의 적용은 기능성 여과성분, 기재성분 및 개량 복합여과매질의 입자 모두가 대략 균일한 밀도를 가지고, 알고리즘에 의해 추정되는 입자의 구형 모양에 근접할 때 가장 적당하다. 자연상에서 섬유상인 기재성분에 대해서는 보다 일반적인 투과성 법이 더 바람직하다.
4. 크리스토바라이트 농도
몇몇 개량 복합여과매질은 크리스토바라이트 함유량이 공업용 규조토 제품의 대응하는 투과성에 비해 매우 낮다는 점에서 특색이 있다. 크리스토바라이트 함유량을 측정하는 바람직한 방법은 클러그(Klug)와 알렉산더(Alexander)(1972)에 의해 개설된 원리에 의한 정량 X-레이 회절에 의한 것이다. 절구 및 막자에서 샘플을 제분하여 고운 분말을 만든 다음, 알루미늄 홀더안으로 후진-장착한다. 샘플과 그 홀더는 X-레이 회절 시스템의 빔 경로 안으로 위치되고, 40 kV의 가속전압 및 구리표적에 초점 맞추어진 20 mA의 전류를 사용하여 조준된 X-레이에 노출된다. 회절 데이터는 최대 회절 강도를 내는 크리스토바라이트의 결정성 격자 구조 내에서 평면간 이격을 나타내는 각 지역 이상을 단계적-스캐닝함으로써 얻어진다. 이 지역은 21 내지 23 2θ°사이에 있고, 0.05 2θ°단계에서 수집된 데이터를 가지고, 단계 당 20 초로 계산된다. 전체 통합 피크 강도는 샘플 내의 크리스토바라이트 상의 중량%를 측정하기 위해 비결정성 실리카 내에서 표준 첨가법에 의해 제조된 크리스토바라이트 표준의 전체 통합 피크 강도와 비교된다.
바람직하게는, 본 발명의 개량 복합여과매질의 크리스토바라이트 함유량은 1% 이하이고(보통 약 1%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지), 더욱 바람직하게는 1.1%보다 낮게(보통 약 1.1%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지), 더 바람직하게는 1.5%보다 낮게(보통 약 1.5%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지), 더 바람직하게는 2%보다 낮게(보통 약 2%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지), 더 바람직하게는 2%보다 낮게(보통은 약 2%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지), 더 바람직하게는 3%보다 낮게(보통은 약 3%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지),더 바람직하게는 5%보다 낮게(보통은 약 5%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지), 더 바람직하게는 10%보다 낮게(보통은 약 10%에서부터 검출한계만큼 낮은 정도까지)이다.
5. 미세구조적 특성
개량 복합여과매질의 미세구조적 특징은 종종 열적 소결전에 기능성 여과성분 및 기재성분의 것과 다르다. 본 발명의 개량 복합여과매질의 미세구조적 특징은 유리 슬라이드 상에 적당한 굴절 지표 액체(예: 물)내의 현탁액을 제조하고, 이들을 200X와 400X의 비율의 광학 현미경으로 관찰함으로써 쉽게 관찰될 수 있다. 이러한 배율에서, 기능성 여과성분에서 관찰되는 뒤얽히고 다공성인 구조와 기재성분의 미시적 특징을 분명하게 볼 수 있다.
C. 본 발명의 개량 복합여과매질의 제조 방법
본 발명의 개량 복합여과매질의 일반적인 제조 방법은 기능성 여과성분을 기재성분과 블렌드시킨 후, 열적용시켜서 소결 및 집괴(즉, 열적 소결)가 발생하도록 하는 것이다.
기능성 여과성분 및 기재성분은 어떠한 비율로도 혼합될 수 있고 사용되는 비율은 선택된 기능성 여과성분 및 기재성분에 의해, 그리고 구하고자 하는 개량 복합여과매질에 의해 측정된다. 예를 들어, 스펙트럼의 기재-부족 말단에서, 기재성분은 전형적으로 0.5 내지 5 중량%정도로 적게 포함하고(즉, 열적 소결 전에 기능성 여과성분 및 기재성분으로 이루어지는 단순 혼합물의), 반면 스펙트럼의 기재-풍부 말단에서는 이 기재성분은 전형적으로 70 내지 90 중량% 정도(즉, 열적 소결 전에 기능성 여과성분 및 기재성분을 포함하는 단순 혼합물의)로 많이 포함한다.
열처리에 앞서, 기능성 여과성분을 기재성분과 블렌드하는 것은, 예를 들어성분들이 완전히 혼합되기에 적당한 길이의 시간 동안 기계적 혼합기를 사용함으로써 용이하게 수행될 수 있다.
가열은 예를 들어 통상의 오븐, 마이크로파 오븐, 적외선 오븐, 머플 노, 건조 노 또는 열반응기를 사용하여 예를 들어, 일반적으로 100 내지 2500℉(즉, 40 내지 1400℃) 범위의 온도, 0.1 내지 50 atm(즉, 1 내지 5000 kPa)의 압력에서 공기 같은 주변 분위기 또는 질소(N2) 또는 산소(O2)같은 인공 분위기 내에서 적용될 수 있다. 예를 들면, 내구성은 약 1 밀리초(예: 유동화된 베드 반응기 내에서) 내지 약 10 시간(예: 종래의 노에서)까지의 범위일 수 있다. 적당한 온도(즉, 열적 소결을 얻기에)는 일반적으로 기재성분의 연화점 온도 정도이나, 그 융해점보다는 낮다(즉, 용융 상태는 아니다).
개량 복합여과매질(본 발명의 범위 내)을 더 개선시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 개량 복합여과매질 더 많은 특성을 개선시키기 위해(예를 들면, 용해성 또는 표면 특성) 또는 특별한 용도를 가지는 새로운 제품을 만들기 위해 더 가공될 수 있다. 그러한 부가 개량의 예로는 산 세척, 표면 처리 및/또는 유기 소독 등을 들 수 있다.
1. 산 세척
상 물질 세척에 의해 상술된 개량 복합여과매질으로부터 또 다른 종류의 개량 복합여과매질을 얻어지고, 이후 탈이온화수로 헹구어 잔류산을 제거한 다음 건조시킨다. 개량 복합여과매질의 산 세척은 예를 들어, 철이나 알루미늄 같은 용해성 불순물의 농도를 감소시키는데 유리하다. 적당한 산으로는 구연산(C6H8O7) 또는 초산(즉, CH3COOH)같은 유기산 뿐 아니라, 예를 들어, 황산(즉, H2SO4), 염산(즉, HCl0), 인산(H3PO4) 또는 질산(HNO3)과 같은 무기물산을 포함한다.
2. 표면 처리
상술한 개량 복합여과매질 제품의 표면처리에 의하여, 또 다른 종류의 개량 복합여과매질 제품을 제조할 수 있으며, 예를 들어, 실란화에 그 제품의 표면을 보다 소수성으로 또는 친수성으로 조절할 수 있다.
예를 들어, 개량 복합여과매질을 플라스틱 용기에 위치시킨 후, 소량의 디메틸 디클로로실란(즉, SiCl2(CH3)2) 또는 헥사메틸디실라잔(즉, (CH3)3Si-NH-Si(CH3)2)을 용기에 첨가한다. 반응은 증기 중 24 시간동안 표면에서 발생하여 보다 소수성 제품을 낸다. 이러한 제품은 크로마토그래피에 사용되는 조성물이나, 또 기계적 성능의 향상을 위한 다른 소수성 재료와의 병용시, 예를 들어, 탄화수소나 오일을 포함하는 적용에 이용된다.
마찬가지로, 예를 들어 개량 복합여과매질을 10%(w/v) 아미노프로필트리에톡시실란(즉, C9H23NO3Si) 수용액 함유 용액에 현탁시킨 다음, 700℃에서 3 시간동안 환류한 후, 그 혼합물을 여과한 다음 그 잔류 고체를 건조시킴으로써 보다 친수성인 제품을 얻을 수 있다. 이러한 제품은 기계적 성능의 향상을 위해 수용성 시스템과 결합 사용하여 크로마토그래피용 조성물로 이용될 수 있고, 또 제품의 유도체화를 더욱 허용하기 위해 개량 복합여과매질 제품 표면의 말단 히드록실(즉, -OH) 기를 아미노프로필기(즉, -(CH2)3NH2)로 변환시킬 수도 있다.
3. 유기 유도체화
친수성(예: 실란화된)으로 조절된, 개량 복합여과매질 제품은 계속 반응하여 예를 들어, 단백질과 같은 유기 화합물과 결합할 수 있다. 이로서 개량 복합여과매질은 유기 화합물의 고정화를 위한 지지체로서 작용할 수 있다. 이러한 조절로써, 제품은 친화성 크로마토그래피 및 생화학적 정제와 같은 용도에서 유용성을 가진다.
규토질의 매질 제품의 유도체화와 관련한 다수의 다른 반응이 이미 종래에 기재되어 있다(Hermanson, 1992). 그러나, 본 발명의 개량 복합여과매질은 기재성분과의 합체의 결과로서 실질적으로 더 우수한 효능을 가지도록 조절된, 개량 복합여과매질 제품(본 발명의 범위 내에서)을 제공한다.
D. 본 발명의 개량 복합여과매질을 이용하는 방법.
본 발명의 개량 복합여과매질 제품과 그 개량품들은 다른 재료들의 가공, 처리 또는 제조에 유용한다.
여과 용도에 있어서, 본 발명의 개량 복합여과매질과 그 변형품은 격막에 적용되어 여과 공정(예: 프리코팅)시의 투명성을 향상시키고 유속을 증가시킬 수 있고, 또는 여과시 유체에 직접 첨가하여 격막에 원하지 않는 입자가 부착되는 것을 감소시킬 수도 있다(예: 바디피딩).
본 발명의 개량 복합여과매질은 여과분야에서의 적용을 위해 다른 매질과 결합하여(즉, 여과 보조 조성물을 형성하기 위해) 사용될 수도 있다. 예를 들어, 개량 복합여과매질과 예를 들어, 규조토, 펄라이트, 천연유리, 셀룰로우스, 활성탄, 점토 또는 다른 재료들과의 혼합물은 여과 보조 조성물로서 유용하다. 다른 보다 정교한 조합물에 있어서, 개량 복합여과매질은 시트, 패드 및 카트리지를 만들기 위해 다른 성분들과 블렌드된다.
개량 복합여과매질 제품의 변형물 또는 조성물의 보다 적절한 선택은 구체적인 용도에 따라 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 극히 높은 투명성을 요구하나 느린 유속에는 구애받지 않는 여과 공정에서는 저투과성의 개량 복합여과매질 제품이 바람직한 반면, 투명도는 그렇게까지 높을 필요가 없으나, 빠른 유속이 필요한 여과 공정의 경우 고투과율의 개량 복합여과매질 제품이 바람직하다. 다른 재료와 결합될 때 또는 그 제품을 포함하는 혼합물을 제조할 때, 개량 복합여과매질 제품을 사용하는 유사한 이유가 적용된다. 사용되는 제품의 양은 적용되는 구체적인 공정에 의해 유사하게 결정된다.
본 발명의 개량 복합여과매질은 예를 들면, 기능성 충전재와 같은 비여과분야에서의 적용분야에서도 유용하다. 페인트 및 코팅 또는 종이나 고분자에서, 이러한 특징은 보통 원하는 효과에 내기 위해 필요한 농도에서 제조물로 직접 첨가함으로써 얻어진다. 고분자에서 제품의 안티 블록성뿐 아니라, 페인트 및 코팅에서 제품의 무광성은 개량 복합여과매질에 의해 제공되는 특유한 표면으로부터 기인한다.
다른 재료 또는 성분들과의 상용성이 우수하므로, 실란화된 친수성 또는 소수성 제품은 구체적인 적용에 있어 이들 특성들이 여과 또는 기능성 충전 성능을 개선시킬 때 바람작하다. 실란화를 통한 표면 특성의 변형은 특히 크로마토그래피 용도에서 중요한데, 이는 이들 특성이 특정 시스템에 대한 크로마토 그래피 분리의 효과에 강한 영향을 끼치기 때문이다. 예를 들어, 크로마토 그래피 지지체 상의 소수성 표면은 농약의 분석 측정을 위해 사용될 때, 지지체의 표면 활성과 찌꺼기 발생을 상당한 정도로 감소시킨다.
이 제품은 또한 단백질을 아미노 실란화된 지지체와 연결짓는 유기 유도체화에 있어서 더욱 바람직하다. 예를 들어, 박테리아 원료로부터 유도된 폴리펩티드인 단백질 A는 본 발명의 아미노 실란화된 개량 복합여과매질을 포함하는 지지체에 연결될 수 있다.
다른 적용에서, 개량 복합여과매질은 지지체(예: 미생물의 고정), 기질(예: 효소의 고정)에 유용한, 모노리스 또는 집성물 매질을 만들기 위해 또는 촉매를 제조하기 위해 블렌드될 수 있다.
지금까지 설명된 바와 같은 본 발명의 많은 다른 개량 및 변형은 그 본래의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있고, 따라서, 오직 첨부된 청구범위에 의해 나타난 바에 의한 제한만이 부과되어야 할 것이다.
E.실시예
본 발명의 여러 가지 개량 복합여과매질과 이들을 제조하는 방법이 아래의실시예에서 기술되는데, 이들은 단지 예시적인 것이고 발명의 내용을 제한하기 위한 것이 아니다.
실시예 1
규조토(70%) + 펄라이트(30%)
이 실시예에서, 개량 복합여과매질은 70중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 투과성 0.06 Da, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm 3 )의 습윤밀도, 중간입자직경D50(a) 16.7 ㎛ 인 천연 규조토(Celite Corporation, Lompoc, California)와, 30 중량%의 기재성분으로서, HARBORLITE 200, 즉, 투과성 0.29 Da, 입방피트 당 14.0 파운드(즉, 0.224 g/cm3)의 습윤밀도, 17.3 ㎛의 중간입자직경 D50(b)을 가지는 제분된 발포 펄라이트(Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan)를 병합하여 제조하였다. 이 혼합물을 1700℉(즉, 930℃)의 머플 노 내의 공기 중에서 45분 동안 소결한 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온으로 냉각시켜 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.20 Da의 투과성, 입방피트 당 14.5 파운드(즉, 0.232 g/cm3)의 습윤밀도, 17.1 ㎛의 중간입자직경 D50(a), 0.1%의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
이와 비교하여, 본 실시예 성분의 단순 혼합물은 0.07 Da의 투과성, 입방피트 당 17.1 파운드(즉, 0.274 g/cm3)의 습윤밀도, 17.0 ㎛의 중간입자직경을 갖는다. 더욱이, 본 실시예의 개량 복합여과매질과 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품은 전형적으로 약 20%의 크리스토바라이트 함유량과 입방피트당 약 19 파운드(즉, 0.30 g/cm3)의 습윤밀도를 갖는다.
따라서, 본 실시예의 개량 복합여과매질은 각각의 매질성분에 의해 또는 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품에 의해 제공되지 않은 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 2
규조토 (90%) + 펄라이트(10%) + 산성 플럭스
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 90 중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation, Lompoc, California)와, 10 중량%의 기재성분으로서, HARBORLITE 200, 즉, 0.29 Da의 투과성, 입방피트 당 14.0 파운드(즉, 0.224 g/cm3)의 습윤밀도, 17.3 ㎛의 중간 입자직경 D50(b)을 가지는 제분된 발포 펄라이트(Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan)을 병합하여 제조하였다. 이 혼합물을 1700℉(즉, 930℃)의 머플 노 내의 공기 중에서 30분 동안 소결한 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온으로 냉각시켜 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.69 Da의 투과성, 입방피트 당 13.0 파운드(즉, 0.208 g/cm3)의 습윤밀도, 20.3 ㎛의 중간입자직경 D50(c), 0.5%의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
이와 비교하여, 본 실시예의 성분의 단순 혼합물은 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.3 파운드(즉, 0.277 g/cm3)의 습윤밀도를 갖는다. 또한, 본 실시예의 개량 복합여과매질과 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품은, 일반적으로 약 40%의 크리스토바라이트 함유량과 입방피트당 약 19 파운드(즉, 0.30 g/cm3)의 습윤밀도를 갖는다. 따라서, 본 실시예의 개량 복합여과매질은 각각의 매질성분에 의해 또는 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품에 의해 제공되지 않는 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 3
규조토 (50%) + 펄라이트(50%) + 산성 플럭스
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 50 중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation Lompoc, California)와, 50 중량%의 기재성분으로서, HARBORLITE 700, 즉, 0.73 Da의 투과성, 입방피트 당 14.5 파운드(즉, 0.232 g/cm3)의 습윤밀도,30.2 ㎛의 중간입자직경 D50(b)을 가지는 제분된 발포 펄라이트 (Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan)을 병합하여 제조하고, 그 혼합물을 펄라이트의 연화점 온도를 내리기 위한 산성 플럭스로서 5%의 붕산(즉, H3BO3)과 병합시켰다. 이 혼합물을 1700℉(즉, 930℃)의 머플 노 내의 공기 중에서 30분 동안 소결한 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온으로 냉각시켜 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 1.9 Da의 투과성, 입방피트 당 11.3 파운드(즉, 0.181 g/cm3)의 습윤밀도, 33.5 ㎛의 중간입자직경 D50(c), 0.1%의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
이와 비교하여, 본 실시예 성분의 단순 혼합물은 0.10 Da의 투과성, 입방피트 당 15.8 파운드(즉, 0.253 g/cm3)의 습윤밀도 및 26.4 ㎛의 중간입자직경을 갖는다. 또한, 본 실시예의 개량 복합여과매질과 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품은 일반적으로 약 50%의 크리스토바라이트 함유량과 입방피트당 약 19 파운드(즉, 0.30 g/cm3)의 습윤밀도를 갖는다. 따라서, 본 실시예의 개량 복합여과매질은 개개의 매질성분에 의해 또는 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품에 의해 제공되지 않은 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 4
규조토 (70%) + 염기 플럭스된 펄라이트(30%)
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 70 중량%의 기능성 여과성분으로서,CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation Lompoc, California)와, 30 중량%의 기재성분으로서, HARBORLITE 700, 즉, 0.73 Da의 투과성, 입방피트 당 14.5 파운드(즉, 0.232 g/cm3)의 습윤밀도, 30.2 ㎛의 중간입자직경 D50(b)을 가지는 제분된 발포 펄라이트 (Harborlite Corporation, Vicksburg, Michigan)를 병합하여 제조하였고, 이 중 두 번째 성분은 펄라이트의 연화점 온도를 내리기 위해 염기 플럭스로서 2%의 소다 재(즉, 탄산 나트륨, Na2CO3)와 함께 1700℉(즉, 930℃)에서 10분 동안 예비 가열시켰다. 이 혼합물을 1700℉(즉, 930℃)의 머플 노에서 30분 동안 소결시킨 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온으로 냉각시켜 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.38 Da의 투과성, 입방피트 당 14.5 파운드(즉, 0.232 g/cm3)의 습윤밀도, 24.8 ㎛의 중간입자직경 D50(c) 및 0.9%의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
이와 비교하여, 본 실시예의 성분의 단순 혼합물은 0.07 Da의 투과성, 입방피트 당 16.4 파운드(즉, 0.263 g/cm3)의 습윤밀도 및 24.2 ㎛의 중간입자직경을 갖는다. 또한, 본 실시예의 개량 복합여과매질과 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품은, 일반적으로 약 30%의 크리스토바라이트 함유량과 입방피트당 약19 파운드(즉, 0.30 g/cm3)의 습윤밀도를 갖는다. 따라서, 본 실시예의 개량 복합여과매질은 각각의 매질성분에 의해 또는 비교할 만한 투과성을 가지는 공업용 규조토 제품에서는 제공되지 않는 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 5
규조토 (50%) + 폴리 에테르 케톤 (50%)
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 50 중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation Lompoc, California)와, 50 중량%의 기재성분으로서, KADEL E1000C, 즉, 폴리에테르 케톤(Amoco Performance Products, Alpharetta, Georgia)을 병합하여 제조하였다. 이 혼합물을 400℉(즉, 200℃)의 머플 노에서 30분 동안 소결시킨 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온으로 냉각시켜 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.13 Da의 투과성, 입방피트 당 19.8 파운드(즉, 0.317 g/cm3)의 습윤밀도, 61.1 ㎛의 중간입자직경 D50(c) 및 0.1% 이하의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
이와 비교하여, 본 실시예 성분의 단순 혼합물은 0.07 Da의 투과성, 입방피트 당 23.1 파운드(즉, 0.370 g/cm3)의 습윤밀도 및 31.3 ㎛의 중간입자직경을 갖는다. 단독 폴리 에테르 케톤의 소수성 특징으로 인하여, 그 외의 바람직한 어떤 방법에 의해서도 비교할 만한 크기의 투과성, 습윤밀도 및 중간입자직경을 얻을 수 없었다. 이 생성물은 열가소성 물질이 부분적으로 기능성 여과성분의 세공을 침투한다는 점에서 특이하지만, 역시 집괴화한다. 따라서 본 실시예의 개량 복합여과매질은 개개의 매질성분으로부터 얻을 수 없는 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 6
규조토 (85%) + 암면(15%)
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 85 중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation Lompoc, California)와, 15 중량%의 기재성분으로서, 제분된 암면, 즉, 5 내지 20 ㎛의 직경, 50 - 300 ㎛의 길이, 입방피트 당 69.3 파운드(즉, 1.11 g/cm3)의 습윤밀도를 가지는 갈색, 등방성 섬유(USG Interiors, Inc., Chicago, Illinois)을 병합하여 제조하였다. 이 혼합물을 1700℉(즉, 930℃)의 머플 노에서 30분 동안 소결시킨 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온에서 냉각시켜 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.25 Da의 투과성, 입방피트 당 17.8 파운드(즉, 0.285 g/cm3)의 습윤밀도 및 0.1% 이하의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
이와 비교하여, 본 실시예의 성분의 단순 혼합물은 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 19.5 파운드(즉, 0.313 g/cm3)의 습윤밀도 및 17.6 ㎛의 중간입자직경을 갖는다. 이 생성물은 암면의 미세구조적 특징을 보유하는 점에서 독특하다. 따라서 본 실시예의 개량 복합여과매질은 개개의 매질성분으로부터 얻을 수 없는 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 7
규조토 (95%) + 유리섬유 (5%)
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 95 중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation Lompoc, California)와, 5 중량%의 기재성분으로서, 약 5 ㎛의 직경 및 300 내지 700 ㎛의 길이의 무색 섬유를 가지는 절연 유리섬유(Owens-Corning Fiberglass, Toledo, Ohio)을 병합하여 제조하였다. 이 혼합물을 머플 노에서 30분 동안 공기 중 소결시킨 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온에서 냉각하여 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.09 Da의 투과성, 입방피트 당 16.0 파운드(즉, 0.256 g/cm3)의 습윤밀도 및 0.1%의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
생성물은 유리섬유의 미세구조적 특징을 보유하는 점에서 독특하다. 따라서본 실시예의 개량 복합여과매질은 개개의 매질성분으로부터 얻을 수 없는 매우 독특한 성질을 제공한다.
실시예 8
규조토 (80%) + 주석 (20%)
본 실시예에서, 개량 복합여과매질은 80 중량%의 기능성 여과성분으로서, CELITE 500, 즉, 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 17.0 파운드(즉, 0.272 g/cm3)의 습윤밀도, 16.7 ㎛의 중간입자직경 D50(a)을 가지는 천연 규조토(Celite Corporation Lompoc, California)와, 20 중량%의 기재성분으로서 100 메쉬 이하 및 99.5%의 순도를 가지는 주석 분말(Johnson-Matthey, Ward Hill, Massachusetts)을 병합하여 제조하였다. 이 혼합물을 220℃의 머플 노에서 30분 동안 공기 중 소결한 다음, 이것을 노에서 꺼내 실온으로 냉각하여 개량 복합여과매질을 형성하였다.
본 실시예의 개량 복합여과매질은 0.06 Da의 투과성, 입방피트 당 20.8 파운드(즉, 0.333 g/cm3)의 습윤밀도 및 0.3%의 크리스토바라이트 함유량을 가졌다.
생성물은 미세구조적 분석에서 주석의 특징인, 금속 광채를 가지는 구형, 타원형 또는 각진 모양의 소형 불투명 입자를 보인다는 점에서 특이하다. 따라서 본 실시예의 개량 복합여과매질은 개개의 매질성분으로부터 얻을 수 없는 매우 독특한 성질을 제공한다.
F. 참고자료
아래에 참고된 공보, 특허 및 반포된 특허 명세서는 본 발명에 관한 기술의상태를 더욱 완전하게 기술하기 위해 기재된 것이다.
Baly, E.C.C. et al.(1939).Trans. Faraday Soc., Vol.35, pp.1165-1175.
Barr, J.(1907), French Patent 377,086.
Bartuska, M. and Kalina, J.(1968a), Czech. Patent 128,699.
Bartuska, M. and Kalina, J.(1968b), Czech. Patent 128,894.
Bear, J.(1988),Dynamics of Fluids in Porous Media(New York : Dover Publications, Inc.), pp.161-176.
Berry, L.G. et al.(1983), Mineralogy, 2nd ed.(New York: Freeman and Co.), pp.540-542.
Bradly, T.G. and McAdam, R.L.(1979), U.S. Patent 4,134,857.
Breese, R.(1994), inIndustrial Minerals and Rocks,6th ed.,(Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration): pp.397-412.
Breese, R. and Baker, J.(1994), inIndustrial Minerals and Rocks(Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration):pp.735-749.
Bregar, G.W.(1955), U.S. Patent 2,701,240.
Brozek, M. et al.(1992), Przegl. Gorn., Vol. 48, No.7, pp.16-20.
Cai, H. et al.(1992),Kuangchan Zonghe Liyong,(1992), No. 6, pp.1-8.
Cain, C.W.Jr.(1984) inEncyclopedia of Chemical Processing and Design(New York: Marcel Dekker), pp.348-372.
Carman, P.(1937),Trans. Institution of Chem. Eng., pp.150-166.
Codolini, L.(1953), Italian Patent 487,158.
Cummins, A.B.(1933), U.S. Patent 1,934,410.
Dufour, P.(1990), French Patent Application 90-07690.
Dufour, P.(1993), U.S. Patent 5,179,062.
Engh, K.R.(1994), inKirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., vol.8(New York: John Wiley & Sons); pp.108-118.
Elsevier Advanced Technology(1992),Handbook of Industerial Materials,2nd ed.(Oxford, England: Elsevier Science Publishers Ltd.), pp.371-514.
Enzinger, K.(1901), U.S. Patent 665,652.
Geitgey, R. P.,(1979) inIndusterial Minerals and Rocks(Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc.), pp.803-813.
Gordienko, V.F.(1941), Russian Patent 59,337.
Govindaraju, K.(July, 1989),Geostandards Newsletter, Vol. XIII.
Gruder, G. et al.(1958),Rev. Chim.(Bucharest), Vol.9, pp.361-366.
Heertjes, P. et al.(1949), Recueil, Vol. 68, pp.361-383.
Heertjes, P. et al.(1966) inSolid-Liquid Separation(London: Her Majesty's Sationery Office), pp.37-43.
Hermanson, G.T. et al.(1992),Immobilized Affinity Ligand Techniques(San Diego: Academic Press Inc.).
Heyse, K. U. et al.(1980), Brauwissenschaft, Vol. 33, pp.137-143.
Houston, H.H.(1959), U.S. Patent 2,898,303.
Jones, F.R.(1992), U.S. Patent 5,122,112.
Jung, J.(1965), Belgium Patent 657,019.
Kasama, K. and Ida, T.(1958), Japanese Patent 33-10,780.
Kiefer, J.(1991),Brauwelt International,IV/1991; pp.300-309.
Kieselguhr-Industric G.m.b.H.(1942), German Patent 730,034.
Klug, H.P., and Alexander, L.E.(1972),X-Ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials, 2nd ed.(New York: John Willey & Sons), pp.531-563.
Koech, R.(1927), German Patent 469,606.
Kouloheris, A.P.(1971), U.S. Patent 3,572,500.
Kujawa, R.J.(1983), inIndustrial Minerals and Rocks,5th ed.(Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc.), pp.199-201.
Li,F.(1990),Feijinshukang, Vol, 1989, No. 3, pp.27-28 and 43.
Liang, C., et al.(1990), Chinese Patent 1,,044,233.
Marcus, D.(1964),Rev. Chim.(Bucharest), Vol. 15, No. 11, pp.671-674.
Marcus, D.(1967),Rev. Chim.(Bucharest), Vol. 18, No. 6, pp.332-335.
Martin, C.C. and Goodbue, D.T.(1968), U.S. Patent 3,375,922.
Mitsui, Y., et al.(1989), Japanese Patent 01-153564.
Morisaki, K. and Watanabe, M.(1976), U.S. Patent 3,944,687.
Munn, D.R.(1970), U.S. Patent 3,547,260.
Nitsui Y. et al.(1989), Japanese Patent 01-153564.
Morisaki, K. and Watanabe, M.(1976), U.S. Patent 3,944,687.
Munn, D.R.(1970), U.S. Patent 3,547,260.
Nielsen, R.B. and Vogelsang, C.J.(1979), U.S. Patent 4,142,968.
Nishmura, Y.(1958), Japanese Patent 33-4414.
Norden, H., et al.(1994),Separation Science and Technology, Vol. 29, No. 10, pp.1319-1334.
Norman, J., et al.(1940),Mining TechnologyMay 1940, pp.1-11.
Olmsted, Jr., B.C.(1982), U.S. Patent 4,324,844.
Ostreicher, E.A.(1986),U.S. Patent 4,617,128.
Pesce,L.(1955), Italian Patent 529,036.
Peace,L.(1959), German Patent 1,052,964.
Reynolds, T.III(1976), in Wang, F., ed.,Treatise on Materials Science and Technology, Vol.9,pp.199-216.
Rubin, I.(1990),Handbook of Plastic Materials and Technology(New York: John Wiley & Sons, Inc.).
Ruff,D. and Nath(1982), U.S. Patent 4,313,997.
Ruth,B.(1946),Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 38, No. 6, pp.564-571.
Scholes,S.(1974),Modern Galss Practice, 7th ed. by C. Greene(Boston, Massachusetts: CBI Publishing Company, Inc.)
Schrauf, R. and Frey, A.(1957), German Patent 1,005,048.
Schetz, C.C.(1935), U.S. Patent 1,992,547.
Seymour, R.B.(1990),Engineering Polymer Sourcebook(New York: McGraw-Hill Publishing Company).
Shiuh, J.(1982), U.K. Patent 2,080,282A.
Shiuh, J.(1985), U.S. Patent 4,557,883.
Smith, T. R.(1991a), U.S. Patent 5,009,906.
Smith, T. R.(1991b), Canadian Patent 2,044,868.
Smith, T. R.(1991c), Danish Patent Application 91-01179.
Smith, T. R.(1992a), German Patent 4,120,242.
Smith, T. R.(1991b), Dutch Patent Application 91-01957.
Smith, T. R.(1991c), Brazilian Patent Application 91-02509.
Smith, T. R.(1993), Australian Patent 638,655.
Smith, T. R.(1994a), U.K. Patent 2,245,265.
Smith, T. R.(1994b), Japanese Patent 6-315368.
Sperry, D(1916),Metallurgical and Chemical Eng., Vol. 15, No. 4,pp.198-203.
Suzuki, T., and Tomizawa, T.(1971), Japanese Patent 46-7563.
Swallen, L.C.(1950), U.S. Patent 2,504,347.
Tarhanic, L. et al.(1979),Geol. PruzkumVol. 21, No. 5, pp.140-142.
Thomson, W. and Barr. J.(1907), U.K. Patent 5397.
Tiller, F. et al.(1953),Chemical Engineering Process, Vol.49, No.9 pp.467-479.
Tiller, F. et al.(1962),A.I.Ch.E. Journal, Vol.8, No.4, pp.445-445.
Tiller, F. et al.(1964),A.I.Ch.E. Journal., Vol.10, No.1 pp.61-67.
Vereiningte Deutsche Kieselguhrwerke G.m.b.H.(1915), German Patent 286,240.
Vereinigte Stahlwerke A.-G.(1931), U.K. Patent 341,060.
Videnov, N. et al.(1993),Inter.J.Miner.Process.,Vol.39, pp.291-298.
Visman, J., and Picard, J.L.(1972), Canadian Patent 890,249.
Wang, S.(1992),Feijinshukang, Vol. 1992, No. 3, pp.10-13.
Williams, R.C.(1926), U.S. Patent 1,606,281.
Xiao, S.(1986), Chinese Application 86-107500.
Zaklac Elektro Spolka z Organiczona Poreka (1933), German Patent 570,015.
Zhong, S., et al.(1990), Chinese Patent 1,053,564.
Analytica- EBC of the European Brewery Convention, 4th ed.(1987;Zurich: Braurei-und Getranke-Rundschau); pp.E255-E258.
Kansas Minerals, Inc.(Undated Publication),KAMCO Fillteraids. Fillers. Micro Silica Beads.
American Society for Testing and Materials(1995), Method E1545, Vol. 14.02, pp.982-985.
본 발명의 개량 복합여과매질은 현재 입수가능한 여과매질과 동일한 많은 동일한 용도에서 유용하나, 개개의 매질성분으로부터 얻을 수 없는 매우 독특한 성질을 제공함으로써 향상된 효율 및/또는 경제성 뿐 아니라, 예를 들어, 증가된 투과성, 낮은 원심분리 습윤밀도, 낮은 크리스토바라이트 함유량 및/또는 독특하게 형상화된 입자들(예: 섬유)과 같은 여러 가지 독특한 성질을 제공한다.

Claims (31)

  1. 이종 매질입자를 포함하는 복합여과매질에 있어서, 상기 매질입자 각각은,
    i) 규조토, 발포 펄라이트, 경석, 흑요석, 역청암 및 화산재로 구성된 군으로부터 선택된 기능성 여과성분과
    ii) 유리, 천연유리, 발포 펄라이트, 경석, 흑요석, 역청암, 화산재, 플럭스된 발포 펄라이트, 유리섬유, 합성유리, 결정성 광물질, 광물면, 암면, 열가소성 중합체, 열가소성 작용을 가지는 열경화성 중합체, 금속 및 금속합금으로 구성된 군으로부터 선택된 기재성분을 포함하고,
    상기 기재성분은 상기 기능성 여과성분의 연화점 온도보다 낮은 연화점 온도를 가지고, 상기 기능성 여과성분은 상기 기재성분에 밀착 결합된 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  2. 제 1 항에 있어서, 2 성분 매질인 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기능성 여과성분이 상기 기재성분으로 열적소결되는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매질의 투과성이 상기 기능성 여과성분과 상기 기재성분의 단순 혼합물의 투과성보다 5% 이상 크고, 상기 단순 혼합물에서 상기 기능성 여과성분 및 상기 기재성분의 비율이 상기 매질의 제조에 사용된 비율과 동일한 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 매질의 투과성이 상기 기능성 여과성분과 상기 기재성분의 단순 혼합물의 투과성보다 10% 이상 큰 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 매질의 투과성이 상기 기능성 여과성분과 상기 기재성분의 단순 혼합물의 투과성보다 20% 이상 큰 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 매질의 중간입자직경이
    상기 기능성 여과성분의 중간입자직경과
    상기 기재성분의 중간입자직경의 중량평균보다 5% 이상 크고,
    중량평균의 계산시, 상기 기능성 여과성분 및 상기 기재성분의 비율이 상기 매질의 제조에 사용된 비율과 동일한 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 매질의 중간입자직경이 상기 중량평균보다 10% 이상 큰 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 매질의 중간입자직경이 상기 중량평균보다 20% 이상큰 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 매질이 상기 기능성 여과성분의 원심 습윤밀도보다 작고 상기 기재성분의 원심 습윤밀도보다 작은 원심 습윤밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 매질이 30lb/ft3(0.480g/cm3)보다 크지 않은 원심 습윤밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 매질이 14.5lb/ft3(0.232g/cm3)보다 크지 않은 원심 습윤밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 매질이 11.3lb/ft3(0.181g/cm3)보다 크지 않은 원심 습윤밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 10중량% 이하의 크리스토바라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  15. 제 14 항에 있어서, 5중량% 이하의 크리스토바라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  16. 제 15 항에 있어서, 3중량% 이하의 크리스토바라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  17. 제 16 항에 있어서, 2중량% 이하의 크리스토바라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  18. 제 17 항에 있어서, 1중량% 이하의 크리스토바라이트 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 천연 또는 다른 규조토, 화산재, 또는 발포 펄라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  20. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, ii)가 천연유리, 발포 펄라이트, 플럭스된 발포 펄라이트, 경석, 흑요석, 요청암 또는 화산재를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  21. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 발포 펄라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  22. 제 21 항에 있어서, i)가 천연 규조토를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  23. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 열가소성 중합체 또는 열가소성 작용을 가지는 열경화성 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  24. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 유리섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  25. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 천연유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  26. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 경석을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  27. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 흑요석을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  28. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, i)가 규조토를 포함하고 ii)가 주석을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합여과매질.
  29. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항의 복합여과매질 및 하나 이상의 다른 물질을 포함하는 여과 보조 조성물.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 조성물이 분말, 시트, 패드, 카트리지, 모노리스 지지체, 집성물 지지체, 모노리스 기질, 또는 집성물 기질의 형태인 것을 특징으로 하는 여과 보조 조성물.
  31. 현탁입자 함유 유체를 격막에 지지된 여과 보조재에 통과시키는 것을 포함하는 여과방법으로서, 상기 여과 보조재는 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항의 복합여과매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과방법.
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US8/602,583 1996-02-16
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CA (1) CA2241946C (ko)
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DK (1) DK0790070T3 (ko)
ES (1) ES2164839T3 (ko)
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WO (1) WO1997029829A1 (ko)
ZA (1) ZA971218B (ko)

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904848A (en) * 1996-02-21 1999-05-18 Cpg, Inc. Controlled pore glass-synthetic resin membrane
US6712974B1 (en) * 1997-01-10 2004-03-30 Advanced Minerals Corporation Filterable composite adsorbents
WO1998030324A2 (en) * 1997-01-10 1998-07-16 Advanced Minerals Corporation Filterable composite adsorbents
US6662956B2 (en) 1997-03-18 2003-12-16 Selecto, Inc. Nanocrystal-containing filtration media
US6390304B1 (en) * 1997-06-02 2002-05-21 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters comprising inorganic fibers having inorganic fiber whiskers grown thereon
US6537614B1 (en) 1998-12-18 2003-03-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Cationically charged coating on hydrophobic polymer fibers with poly (vinyl alcohol) assist
US6274041B1 (en) 1998-12-18 2001-08-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Integrated filter combining physical adsorption and electrokinetic adsorption
US6155432A (en) 1999-02-05 2000-12-05 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters based on inorganic fibers and inorganic fiber whiskers
US6645388B2 (en) 1999-12-22 2003-11-11 Kimberly-Clark Corporation Leukocyte depletion filter media, filter produced therefrom, method of making same and method of using same
WO2001097640A1 (fr) * 2000-06-19 2001-12-27 Shimaya Corporation Filtre de cigarette, cigarette comprenant un filtre et procede de production de ceramique pour filtre de cigarette
US6464770B1 (en) * 2000-08-08 2002-10-15 Advanced Minerals Corporation Perlite products with controlled particle size distribution
US6506308B1 (en) 2000-09-12 2003-01-14 Advanced Minerals Corporation Methods for the removal of organic substances from aqueous solutions
DE10051266A1 (de) * 2000-10-16 2002-04-25 Basf Ag Verfahren zur Filtration einer Flüssigkeit, mit einem Filterhilfsmittel und Verfahren zu deren Herstellung
US6562245B2 (en) * 2001-02-05 2003-05-13 Integrated Environmental Technologies, Llc Crushed foam glass filter aid and method of use
DE20122792U1 (de) * 2001-02-13 2007-10-11 Lehmann & Voss & Co. Kg Filterhilfsmittel
US6808908B2 (en) * 2001-05-30 2004-10-26 Porex Technologies Corporation Functionalized porous substrate for binding chemical and biological moieties
US20050221089A1 (en) * 2002-03-23 2005-10-06 Reid Roger P Filtration media comprising granules of binder-agglomerated active component
CN1315568C (zh) * 2002-03-23 2007-05-16 奥美尼纯化过滤公司 含有结块的结合剂活性组分颗粒的过滤介质
DE10215147A1 (de) * 2002-04-05 2003-10-16 Basf Ag Verwendung von Polymerisation, enthaltend thermoplastische Polymere als Filterhilfs- und/oder Stabilisierungsmittel
WO2004004867A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-15 Irakli Grishashvili Process of hard filter production from diatomite
US20040007130A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Gislason Jason J. Desulfurization and novel compositions for same
DE10235866B4 (de) * 2002-08-05 2005-02-24 Technische Universität München Verfahren zur thermischen Behandlung von Kieselgur, thermisch behandelte Kieselgur und Verwendung einer derartigen Kieselgur
AU2003260104A1 (en) * 2002-09-06 2004-03-29 Polymer Group, Inc. Acid washed nonwoven fabric
US7264728B2 (en) * 2002-10-01 2007-09-04 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
CA2500466C (en) * 2002-10-01 2013-02-26 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
DE10260745A1 (de) * 2002-12-23 2004-07-01 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zur thermischen Behandlung von körnigen Feststoffen
WO2005012493A2 (en) * 2003-07-31 2005-02-10 Immunomedics, Inc. Anti-cd19 antibodies
BR0304176A (pt) * 2003-09-19 2005-05-17 Fernando Nunes Ribeiro Composição microfibrosa compreendendo espìculas silicosas de espongiários, processos e equipamentos para a sua obtenção
DE102004006172B4 (de) * 2004-02-07 2007-07-05 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Sinterkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US20060179804A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Gerritsen Robert J High temperature fabric filter media
DE102005012659A1 (de) * 2005-03-18 2006-09-21 Herding Gmbh Filtertechnik Filterelement mit Beschichtung zur Oberflächenfiltration
US7673757B2 (en) 2006-02-17 2010-03-09 Millipore Corporation Adsorbent filter media for removal of biological contaminants in process liquids
WO2007129380A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Ge Techno Co., Ltd 浄水器用フィルター、その製造方法、並びに浄水器用フィルターを用いた浄水器
JP4948249B2 (ja) * 2006-05-01 2012-06-06 イビデン株式会社 ハニカム構造体、ハニカム構造体の製造方法、ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
AU2007260245B2 (en) * 2006-06-14 2012-10-11 Aqua-Nu Filtration Systems Limited Ceramic filter
CN101528320B (zh) * 2006-07-14 2013-11-20 英默里斯筛选矿物公司 用于过滤并去除流体中的粒子和/或组分的组合物
WO2008131124A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-30 World Minerals, Inc. Calcined diatomite products with low cristobalite content
US7632394B2 (en) * 2007-05-29 2009-12-15 Westinghouse Plasma Corporation System and process for upgrading heavy hydrocarbons
US20090181848A1 (en) * 2007-07-06 2009-07-16 Ep Minerals, Llc Crystalline silica-free diatomaceous earth blended filter aids and methods of manufacturing the same
US8084392B2 (en) * 2007-07-06 2011-12-27 Ep Minerals, Llc Crystalline silica-free diatomaceous earth filter aids and methods of manufacturing the same
ES2835176T3 (es) 2007-11-25 2021-06-22 Imerys Filtration Minerals Inc Proceso para la preparación de ayudas de filtro, hechos de tierra de diatomáceas de baja permeabilidad
US20110006007A1 (en) * 2008-02-12 2011-01-13 Gokhan Kuruc Composite polymeric filtration media
FR2928565B1 (fr) * 2008-03-14 2012-08-31 Rhodia Operations Materiau composite de cohesion elevee, procede de preparation et utilisations, notamment dans les filtres a cigarettes.
JP5334043B2 (ja) * 2008-04-04 2013-11-06 新日鐵住金株式会社 水ガラスの製造方法
US9284200B2 (en) * 2008-08-13 2016-03-15 Contech Engineered Solutions LLC Thermally treated expanded perlite
EP3059010B1 (en) * 2008-10-09 2017-09-27 Imerys Filtration Minerals, Inc. Processes for preparing diatomaceous earth products
MX2012011883A (es) 2010-04-12 2013-02-26 Avelis Llc Complejo mineral, sus composiciones, y metodos para utilizar el mismo.
RU2466945C1 (ru) * 2011-07-06 2012-11-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Шихта для получения цветного стекла
CN102350135B (zh) * 2011-08-08 2013-09-18 杰成纯水设备科技(太仓)有限公司 珍珠岩滤芯的生产方法
WO2013109948A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Northwestern University Methods of making non-covalently bonded carbon-titania nanocomposite thin films and applications of the same
AT511713B1 (de) * 2012-02-20 2013-02-15 Commerzialbank Mattersburg Burgenland Ag Verfahren zur aufbereitung von in einem abgasstrom enthaltenem kohlendioxid
TW201341031A (zh) * 2012-04-02 2013-10-16 bo-da Chen 水族用過濾材料及其製造方法
US20130330388A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-12 Mattech, Inc. Porous Sphere-like Objects, Method to Form Same and Uses Thereof Involvoing the Treatment of Fluids Including Anti-bacterial Applications
US20150192698A1 (en) * 2012-06-19 2015-07-09 Specialty Granules, Inc. Hyperbright white roofing granules with high solar reflectance
WO2014004349A1 (en) 2012-06-26 2014-01-03 Imerys Filtration Minerals, Inc. Co-agglomerated composite materials, methods for making co-agglomerated composite materials, and methods for using co-agglomerated composite materials
US9095842B2 (en) 2012-12-13 2015-08-04 Ep Minerals, Llc Diatomaceous earth filter aid containing a low crystalline silica content
US9775335B2 (en) 2013-03-12 2017-10-03 University Of Florida Research Foundation, Inc. Durable coating-embedded pesticides with peel and stick mosquito treatment of containers
RU2531970C1 (ru) * 2013-05-21 2014-10-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Способ изготовления гидрофобной легковесной микросферы на основе перлита
US20140353243A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Ep Minerals, Llc Low Soluble Iron Content Diamite Filter Aids
EP3086875B1 (en) * 2013-12-26 2020-04-08 Imerys Filtration Minerals, Inc. Co-agglomerated composite materials and methods for making co-agglomerated composite materials
WO2015134860A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Ticona Llc Sintered polymeric particles having narrow particle size distribution for porous structures
US10857759B2 (en) 2014-03-12 2020-12-08 Tamko Building Products, Llc Peel and stick waterproofing material
US9534378B2 (en) 2014-03-12 2017-01-03 Tamko Building Products, Inc. Peel and stick waterproofing material
RU2561638C1 (ru) * 2014-05-21 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" (ФГБОУ ВПО "Дальрыбвтуз") Способ изготовления формованных керамических мембран
MX2017007977A (es) 2014-12-19 2017-09-29 Ep Minerals Llc Productos compuestos de silice opalina biogenico/perlita expandida.
US20180016190A1 (en) * 2015-01-13 2018-01-18 Imerys Filtration Minerals, Inc. High-purity composite materials, methods of making high-purity composite materials, and methods of using high-purity composite materials
RU2599824C1 (ru) * 2015-04-06 2016-10-20 Дмитрий Валентинович Ларин Способ измельчения диатомитовой породы
WO2016196137A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 Imerys Filtration Minerals, Inc. Compositions and methods for calcining diatomaceous earth with reduced cristobalite and/or reduced beer soluble iron
US10908102B2 (en) * 2015-10-23 2021-02-02 Ep Minerals Llc Methods of determining the mineralogy of calcined and flux-calcined diatomite
US20190168145A1 (en) * 2016-08-11 2019-06-06 Imerys Filtration Minerals, Inc. Antimicrobial compositions and related methods of use
RU2641742C1 (ru) * 2017-01-30 2018-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" Фильтрующий материал
EP3576823B1 (en) 2017-01-31 2021-03-17 The Alfred E. Mann Foundation for Scientific Research Ambulatory infusion devices and filter assemblies for use with same
RU176291U1 (ru) * 2017-04-18 2018-01-16 Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" Гранулированный фильтрующий и/или сорбирующий материал
WO2019046499A1 (en) * 2017-08-31 2019-03-07 Imerys Filtration Minerals, Inc. HIGH DENSITY PERLITE FILTERING ACCESSORY
RU2663426C1 (ru) * 2017-11-20 2018-08-06 Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" Сорбирующий материал
RU2663173C1 (ru) * 2017-11-20 2018-08-01 ООО "Воронежпеностекло" Сорбирующий материал
CN112275029B (zh) * 2020-10-27 2022-05-10 广西柳州银海铝业股份有限公司 轧制油的过滤方法
CN113338102B (zh) * 2021-07-02 2023-03-17 西安建筑科技大学 一种应用于海绵城市建设的生态透水砖及其制备方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2967149A (en) * 1958-03-28 1961-01-03 Int Minerals & Chem Corp Filter aid
US2956016A (en) * 1959-05-06 1960-10-11 Great Lakes Carbon Corp Mineral filter aid composition
CA980038A (en) * 1969-04-23 1975-12-16 Dexter Worden Flexible, non-woven compositions and process for producing same
DD116557A1 (ko) * 1974-04-23 1975-12-05
GB1556993A (en) * 1975-07-17 1979-12-05 Sovitec Sa Gas-expansible bodies
US4859340A (en) * 1976-03-15 1989-08-22 Cuno, Incorporated Filter sheet
US4064071A (en) * 1976-06-28 1977-12-20 General Refractories Company Process for agglomerating expanded perlite fines
JPS539805A (en) * 1976-07-15 1978-01-28 Kogyo Gijutsuin Composite of alkaliiproof glass
US4175198A (en) * 1976-10-07 1979-11-20 W. R. Grace & Co. 5-Secondary alkylidene hydantoins
JPS5390065A (en) * 1977-01-18 1978-08-08 Somar Mfg Filter element for deeoiler
FR2484861A1 (fr) * 1980-06-20 1981-12-24 Brun Patrice Realisation d'un element filtrant et de son procede de fabrication
US4430108A (en) * 1981-10-14 1984-02-07 Pedro Buarque De Macedo Method for making foam glass from diatomaceous earth and fly ash
JPS60137874A (ja) * 1983-11-24 1985-07-22 株式会社興人 セラミツク成形体の製造法
JPS61205619A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Osaka Tokushu Gokin Kk 耐熱性酸化亜鉛透明導電膜
US4798615A (en) * 1985-10-19 1989-01-17 Kubota Ltd. Process for making a filter for molten metal having a high melting point
FR2600550B1 (fr) * 1986-05-30 1990-10-19 Meridional Oenologie Centre Procedes de fabrication de membrane minces composees d'un reseau mineral d'oxydes de titane et de silicium et poudre composee de grains submicroniques en oxydes mixtes de titane et de silicium
US4737411A (en) * 1986-11-25 1988-04-12 University Of Dayton Controlled pore size ceramics particularly for orthopaedic and dental applications
US5019311A (en) 1989-02-23 1991-05-28 Koslow Technologies Corporation Process for the production of materials characterized by a continuous web matrix or force point bonding
JPH02265631A (ja) * 1989-04-05 1990-10-30 Natl Res Inst For Metals 水素分離用合金膜
JP3006620B2 (ja) * 1990-01-12 2000-02-07 山川産業株式会社 無機多孔質体の製造方法
ATE114992T1 (de) * 1990-07-05 1994-12-15 Filtrox Werk Ag Tiefbettfilter, verfahren zur herstellung einer filterschicht und filtermodul.
US5389166A (en) * 1990-12-17 1995-02-14 American Colloid Company Water barrier formed from a clay-fiber mat
US5248425A (en) * 1992-10-28 1993-09-28 Corning Incorporated Aqueous thermite coated filter
US5356446A (en) * 1993-07-07 1994-10-18 Smetana David A Low density insulating and fire-resistant perlite concrete
FR2712508B1 (fr) * 1993-11-19 1996-01-05 Ceca Sa Procédé pour l'obtention d'agents filtrants diatomitiques à très faible teneur en cristobalite par agglomération avec des liants silicatés ou siliciques et agents filtrants correspondants.
US5582892A (en) * 1994-04-08 1996-12-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Dimensionally stable particle-loaded PTFE web
US5540834A (en) * 1994-08-23 1996-07-30 Regents Of The University Of Minnesota Synthesis of porous inorganic particles by polymerization-induced colloid aggregation (PICA)
US5538634A (en) * 1995-04-27 1996-07-23 Pfiffner; Tim E. Solid phase extraction filtration disk and method for its manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
ATE210486T1 (de) 2001-12-15
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US5776353A (en) 1998-07-07
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ES2164839T3 (es) 2002-03-01
DK0790070T3 (da) 2002-03-18
KR19990082332A (ko) 1999-11-25
HU224275B1 (hu) 2005-07-28
WO1997029829A1 (en) 1997-08-21
BR9612497A (pt) 1999-07-20
AU6282296A (en) 1997-09-02
EP0790070B1 (en) 2001-12-12

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