KR19980018147A - 폴리머 공극 필터 - Google Patents

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로브레브스키 파울
도란 프레드릭
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월워크 알란 씨.
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Abstract

직물 기질과 응고된 폴리머를 포함하는 폴리머 공극 필터를 사용하여 수성 매체로부터 카올린 입자를 여과시키는 방법이 발표된다.

Description

폴리머 공극 필터
본 발명은 수성매체에서 입자성 물질의 여과에 사용하는 폴리머 공극 구조물에 관계한다. 본 발명의 폴리머 공극 구조물은 카올린의 여과에 특별한 용도를 가진다.
회전 드럼 필터를 사용하여 수성 매체로부터 카올린 입자를 여과하는 것은 공지이다.
종래의 회전 드럼 필터는 드럼 주위에 예정된 간격으로 배치된 복수의 축 지대로 분리되는 원형 드럼을 포함하며 각각은 여과액 회수 파이프에 연결된다. 이들 파이프는 드럼의 한면 또는 양면의 드럼 중심을 통해 회전 진공 밸브와 액체 여과액 진공 수집기로 통한다.
각 섹션 또는 판넬은 열장(dovetail) 모양일 수 있는 코킹(caulking) 홈 또는 슬롯을 수단으로 분리된다. 필터천은 완전한 크기의 천으로서 드럼 주변에 끼워지며 하나 이상의 코킹홈 속으로 코킹된다. 혹은 필터천의 분리된 조각이 끼워져 하나 이상의 판넬을 덮고 홈내로 코킹되어서 전체 드럼이 이러한 방식으로 덮힌다.
회전 드럼은 입자성 물질과 수성 액체를 포함한 슬러리가 채워진 물통에 부분적으로 잠긴다. 드럼이 현탁액에 들어갈 때 액체가 진공에 의해 칸막이 내로 유입되고 천을 통해 칸막이 내로 통과되고 파이프에 의해서 필터 외부로 전달된다.
천에 유지된 고형물은 케이크를 형성하며 이것은 물과 같은 액체를 분무함으로써 이후에 세척된다. 여과된 고형 케이크의 제거는 닥터 블레이드나 닥터 롤러로 알려진 스크레이퍼 블레이드에 의해 이루어진다.
효과적인 방출을 위해 필터천은 벨트 방출 시스템으로 알려진 드럼을 남길수도 있는데 이 경우에 필터천은 어떤 축방향 홈에도 코킹되지 않는다.
전통적으로 미립자 여과 및 일부 등급의 카올린 여과는 약 2.0 내지 2.6% 효율로 작동되어서 액체 여과액에 94 내지 98% 고형물의 카올린 입자 수집을 가져온다. 이것은 꽤 빈약한 유지 효율인 것으로 간주된다.
사실상 카올린 여과와 같은 모든 여과분야에서 원칙은 고형입자가 필터 직물에 의해 일정 두께 또는 층의 입자가 형성될 때까지 표면상에나 구조물 내에 유지되는 것이고 예정된 싸이클동안 여과될 나머지 입자를 유지시키는 필터 매체로 작용하는 것이다.
종래의 직물로 여과될 때 약 2 미크론의 입자크기를 가지는 카올린, TiO2, 안료 및 기타 미립자의 일정 부분은 직물을 통과한다.
본 발명의 목적은 종래의 필터천을 초기 고형물 층을 유지시키는 필터 매체로 대체하여 보유 효율을 증가시키는 것이다.
놀랍게도 입자가 코팅된 직물을 사용하여 수성매체에서 카올린 입자의 여과 효율을 여러배 증가시킴이 발견되었다. 그러므로 카올린 여과 효율을 최대화하는 코팅된 직물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명에 따라서 수성 매체로부터 카올린 입자 여과에 사용되는 폴리머 공극 구조물이 제시되며, 상기 폴리머 구조물은 직물 기질과 응고된 폴리머를 포함한다.
본 발명의 폴리머 공극 구조물은 놀랍게도 99.97% 고형물 수집까지 여과를 향상시켜서 종래 방법의 2 내지 6% 효율에 비해 0.03% 효율에서도 카올린 여과가 이루어짐이 발견되었다.
이러한 공극 구조물은 직물이나 부직물의 한면 또는 양면 또는 내부구조에 적용될 수 있다.
특히 상분리 직물의 폴리머 코팅은 폴리에테르 기초 폴리우레탄 코팅을 포함할 수 있다. 이 폴리머는 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 카프로락탑 또는 카보네이트에서 유도될 수 있다.
폴리머 공극 구조물에 대한 지지 직물로서 작용하는 기질은 공극구조물 및 여과의 화학적 조건과 상용적이도록 선택된다.
특히 기질은 직조된 폴리에스테르 직물이다.
기질은 2/8 PET 스태플 날실, 즉 ㎝ 당 23 내지 75 단부에서 2/1 능직(twill) 위이브(weave)로 직조된 8개의 필라멘트를 포함하는 두 개의 서로 엉킨 얀과 1/4 PET 스태플 씨실, 즉 ㎝당 9피크(pick)로 4개의 필레멘트를 포함한 단일 얀을 포함할 수 있다. 이러한 기질은 약 440g/㎡의 단위중량을 갖는 직물을 제공한다.
기질은 니이들 펠트, 즉 베이스 상의 배트(batt)로 구성될 수 있다. 이것은 직물, 라미네이트 및 직물 층과 부직물의 조합으로부터 선택될 수 있다.
깊이 여과뿐만 아니라 표면 여과를 허용하는 적당한 기질이 선택되는 것이 좋으며 내부 매체는 상분리 지대로서 작용을 한다.
종래의 필터천에서 직물은 직물 구조 내에 입자성 물질이 쌓이는 것에 대해 메워지는 경향이 있다. 이러한 입자는 케이크가 제거될 때 직물 내에 남아 있어서 여과액을 통과시키는 필터천의 용량이 감소되게 하고 따라서 생성률도 유지되지 않는다.
폴리머 공극 구조물은 지지 직물 내에 입자성 물질의 축적을 막아서 생성률이 유지되게 한다.
기질의 양면은 코팅될 수 있다. 특히 한 면만이 폴리머 코팅으로 코팅될 수 있다.
최종 코팅은 기질 지지물의 적어도 한면을 덮기에 충분히 두꺼운 약 0.1-1.0, 특히 0.3-0.8, 더더욱 0.5㎜ 두께이다.
상분리 직물의 공극 크기는 약 5 내지 10, 특히 약 5 미크론이다.
직물의 투과성은 12cfm, 특히 0.2 내지 3.5cfm 이다. 상분리 직물의 표면은 양호한 필터케이크 방출을 위해 매우 부드러운 것이 좋다.
폴리머 코팅의 응고는 10내지 20% 고형물 용액을 사용하여 DMF에서 수행될 수 있다.
응고된 폴리머는 발포되며, 상기 발포는 응고와 동시에 또는 응고 직후에 일어난다. 발표는 물리적인 수단이나 화학적 발포제를 사용하여 수행될 수 있다. 발포제는 저 비등점 불수용성 할로겐화 탄화수소를 포함한다. 할로겐화 탄화수소는 10 내지 50℃, 특히 20 내지 30℃의 끓는점을 가진다. 선호되는 발포제로는 1,2-디브로모-1,1,2,2-테트라플루오로에탄과 트리클로로플루오로에탄이다.
폴리머의 응고 및/또는 발포는 열 응고제의 존재 하에서 함침된 코팅 직물 기질을 가열함으로써 이루어질 수 있다. 적당한 열응고제는 비닐 알킬 에테르 및 이의 유도체, 폴리아세탈, 폴리티오 에테르, 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 이의 유도체, 폴리(프로필렌/에틸렌 옥사이드) 및 이의 유도체를 포함한다. 열 응고제는 폴리머 기본골격이 될 수 있다. 보통 약 70℃까지 가열하면 응고만이 일어난다. 이 온도 이상으로 가열하면 발포제가 존재하는 한 발포가 일어난다.
응고는 적당한 전해질을 가하거나 폴리머 라텍스의 pH를 변화시켜서 이루어질 수 있다. 예컨대, 양이온성 폴리머를 사용할 때 알카리성 pH에서 응고가 일어나며 음이온 폴리머의 경우에 산성 pH에서 응고가 일어난다. 만족스러운 발포를 위해 가열이 뒤따른다.
나이프코팅, 딥 코팅, 릭 코팅, 스크린 프린팅 또는 분무와 같은 코팅 기술에 의해 코팅이 적용될 수 있다. 역 롤러 기술이 사용될 수 있다.
내용없음.

Claims (26)

  1. 직물 기질과 응고된 폴리머를 포함하는 폴리머 공극 필터를 사용함을 특징으로 하는 수성 매체로부터 카올린 입자를 여과하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 직물 기질이 직조되거나 직조되지 않음을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 직물 기질이 직조된 폴리에스테르 직물임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 직물 기질이 ㎝당 23 내지 75 단부에서 2/1 능직 위이브로 직조된 2/8 PET 스태플 날실과 1/4 스태플 씨실을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 기질이 약 440g/㎡의 단위 중량을 가지는 직물을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 기질이 니이들 펠트로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 기질이 깊이 여과와 표면 여과를 허용하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 폴리머가 폴리에스테르 기초 폴리우레탄으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 폴리머가 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 카프로락탐 또는 카보네이트에서 유도됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 응고된 폴리머가 직물의 한면 또는 양면과 직물 기질의 내부 구조에 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 폴리머가 직물 기질의 적어도 한면과 직물 기질의 내부구조에 약 0.1 내지 1.0㎜ 두께로 코팅됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 폴리머가 직물기질의 적어도 한면과 직물 기질의 내부구조에 0.3 내지 0.8㎜ 두께로 코팅됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 폴리머가 직물기질의 적어도 한면과 직물 기질의 내부구조에 0.5㎜ 두께로 코팅됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 폴리머 공극 필터가 5 내지 10 미크론의 공극 크기를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 폴리머 공극 필터가 5 미크론의 공극 크기를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 폴리머 공극 필터의 투과성이 12cfm 까지임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 폴리머 공극 필터의 투과성이 0.2 내지 3.5cfm 임을 특징으로 하는 방법.
  18. 직물 기질을 폴리머로 코팅 또는 함침하고 기질을 가열하고 이후에 폴리머를 응고시키는 단계를 사용하여 폴리머 공극 필터가 제조됨을 특징으로 하는 수성매체로 부터 카올린 입자를 여과하는 폴리머 공극 필터 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 가열 단계는 열 응고제의 존재 하에서 일어남을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 가열 단계는 비닐 알킬 에테르 및 이의 유도체, 폴리아세탈, 폴리티오 에테르, 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 이의 유도체, 폴리(프로필렌/에틸렌 옥사이드) 및 이의 유도체와 같은 열응고제의 존재 하에서 일어남을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 열응고제가 폴리머 기본골격에 존재함을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 18 항에 있어서, 응고가 적당한 전해질을 첨가하거나 폴리머 라텍스의 pH를 변화시킴으로써 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 18 항에 있어서, 폴리머 발포단계를 포함하며 발포가 응고와 동시에 또는 응고 직후에 일어남을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 18 항에 있어서, 폴리머 발포단계를 포함하며 발포가 저비등점의 불수용성 할로겐화 탄화수소와 같은 화학적 발포제를 사용하여 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 18 항에 있어서, 폴리머 발포단계를 포함하며 발포가 화학적 발포제를 사용하여 이루어지며 발포제는 10 내지 50℃, 특히 20 내지 30℃의 비등점을 가짐을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 18 항에 있어서, 폴리머 발포단계를 포함하며 발포가 화학적 발포제를 사용하여 이루어지며 발포제가 1,2-디브로모-1,1,2,2-테트라플루오로에탄 또는 트리클로로플루오로에탄임을 특징으로 하는 방법.
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