KR20150003812A - 솔기-밀봉된 필터 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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레베카 린 로에머
스티브 에메트 마이너
스콧 제로
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더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 1,950 psi 초과이고 그리고 엔탈피 비가 0.6 미만인 팽창 플루오로중합체, 예컨대 ePTFE 및 그의 공중합체로 이루어진 솔기 테이프로 솔기를 밀봉시키는 솔기-밀봉된 필터에 관한 것이다. 그러한 솔기-밀봉된 필터는 밀봉된 솔기의 실질적인 균열 또는 박리 없이 50,000 초과의 펄스-제트 또는 역기류 클리닝 사이클로 처리할 수 있다. 따라서, 백 형태의 솔기-밀봉된 필터는 시멘트 백하우스 등에서 미립자 배출의 감소에 사용하기에 특히 적절하다.

Description

솔기-밀봉된 필터 및 그의 제조 방법{SEAM-SEALED FILTERS AND METHODS OF MAKING THEREOF}
본 발명은 공업용 유체 흐름으로부터 미립자 불순물을 여과하기에 적절한 내구성 솔기-밀봉된(seam-sealed) 필터, 특히 필터 백(bag)에 관한 것이다. 필터 백은 시멘트 플랜트의 백하우스에서 미립자 물질 배출, 에컨대 더스트 미립자의 여과 및 수집에 사용하기에 특히 적절하다.
공업용 유체 흐름으로부터 미립자 물질의 분리는 종종 적층 필터를 사용하여 달성된다. 이들 직물계 적층 필터는 흐름으로부터 미립자를 제거한다. 필터 위의 미립자의 누적에 의하여 야기되는 직물을 통한 흐름 또는 압력 강하에 대한 저항이 커지게 될 때, 필터를 세정하고 그리고 미립자를 필터로부터 제거한다.
공업용 여과 시장에서는 클리닝 방법에 의하여 필터 백의 유형을 특정화하는 것이 통상적이다. 가장 흔한 유형의 클리닝 기법으로는 역기류, 진탕기 및 펄스-제트가 있다. 역기류 및 진탕기 기법은 저 에너지 클리닝 기법으로 간주된다.
역기류 여과 기법에서는 미립자가 백의 내부에서 수집된다. 클리닝 동안 기류의 온화한 역세가 백을 붕괴시키고 그리고 백으로부터 더스트 케이크를 파열시켜 백의 바닥으로부터 호퍼로 더스트를 배출시킨다.
진탕기 메카니즘은 마찬가지로 백의 내부에 수집되는 더스크 케이크를 클리닝시킨다. 백의 상부는 더스트 케이크를 제거하기 위하여 백에서의 사인파를 생성하는 진동 아암에 접착된다.
펄스-제트 여과에서, 미립자는 백의 외부에서 포획된다. 펄스-제트 클리닝 기법은 필터 백 또는 튜브의 내부 상부 부분에 유입되는 압축 기류의 짧은 펄스를 사용한다. 이러한 클리닝 펄스의 에너지는 백을 팽창시키고, 더스트 케이크를 부순다. 백은 통상적으로 케이지 받침대로 되돌아와서 미립자를 수집하는 작동으로 되돌아가게 될 것이다.
3가지 클리닝 기법 중에서, 펄스-제트는 필터 매체 위에서 응력이 가장 크다. 최근 수년간, 공업용 프로세스 엔지니어는
1. (A) 더 높은 부피 기류/직물 면적 비 (매체를 통한 더 높은 작업 속도); 및
(B) 온라인 클리닝은 유닛이 소정의 유속에서 설계되도록 하므로, 오프라인 클리닝을 허용하도록 추가의 필터 매체 부위에 대하여서는 필요가 없어서 더 작은 유닛 크기 (종종 역기류 및 진탕기 크기의 1/2 또는 1/4 정도임) 및
2. 최소의 수의 가동부,
3. 더 적은 수의 교체되는 백으로 인하여 더스트 수집 적용예를 위하여 펄스-제트 백하우스를 점차로 선택하였다.
펄스-제트 백하우스에서, 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 내부에 금속 케이지를 갖는 백하우스에 백이 삽입된다. 더스트를 함유하는 더러운 공기는 더스트가 표면에 누적되는 백의 외부에 있는 백하우스에 도입된다. 클리닝된 공기는 백을 통하여 백하우스의 밖으로 이동한다. 충분량의 더스크가 백의 외부에 누적되어 백을 통하는 기류의 양이 감소되면, 펄스-제트 백하우스는 고압 기류의 펄스를 다시 백을 통하여 보낸다. 고압 기류의 조합에 의하여 백하우스의 하부 부분에서의 수집 및, 역(back) 펄스에 의하여 야기되는 백에서의 이동을 위하여 누적된 더스트를 백으로 보내게 된다. 이러한 클리닝 과정은 백을 통한 충분한 기류가 유지되도록 시간당 수회 발생될 수 있다.
상기 언급된 백에서의 이동은 백에 응력을 부여하는 고압 기류의 결과이다. 이와 같이 부여된 응력은 모든 방향으로 백에 응력을 가하게 된다. 솔기에 응력이 가해질 경우, 누출 경로가 발생될 수 있으며, 이는 시간이 경과함에 따라 팽창될 수 있어서 더스트가 백하우스에서 빠져나가게 된다. 스티치 홀이 솔기에 존재할 경우, 솔기에 응력이 가해지면 스티치 홀은 또한 누출 경로가 될 수 있으며, 이는 시간이 경과함에 따라 팽창될 수 있어서 더스트가 백하우스로부터 빠져나가게 된다. 솔기 그 자체는 분해되지 않으면서 응력을 견디기에 충분히 강할 수 있으나, 이들 누출 경로에 더스트의 도입을 방지하기 위하여 솔기에 솔기 테이프를 적용할 경우, 솔기 테이프는 응력하에서 균열, 박리 또는 파괴가 실질적으로 없이 유지되어야만 하는 것이 바람직하다.
솔기에 적용되는 임의의 솔기 테이프는 백의 수명 (>3 년) 동안 반복된 백 클리닝 사이클 (>50,000)을 견뎌야만 한다.
그러나, 필터 백의 솔기를 밀봉시키는데 사용되는 시판중인 솔기 테이프는 필터 백의 수명 기간에 걸쳐 복수회의 펄스-제트 클리닝 사이클의 반복된 응력을 견딜 수 없다. 솔기 기하 및 솔기 테이프가 솔기에 적용되는 방식으로 인하여, 폭 방향(crosswise direction) 응력은 솔기 테이프내에 집중된다. 이러한 응력은 조기 균열을 초래하며, 필터 백의 길이 아래에서 솔기에서의 스티치 홀을 노출시킬 수 있다. 이러한 균열 및 홀은 누출 경로가 되며, 더스트 배출의 증가를 초래할 수 있다.
그러므로, 필터 백의 솔기를 밀봉시키는데 사용된 솔기 테이프는 솔기를 통한 미립자 물질 침입을 허용하는 균열 및 박리가 실질적으로 발생하지 않으면서 복수회의 클리닝 사이클 (>50,000)을 견뎌야만 하였다.
EPA는 시멘트 플랜트로부터 미립자 물질 배출을 추가로 감소시키는 점에서 기존의 그리고 새로운 미립자 물질 공급원 모두에 대한 새로운, 더욱 엄격한 규제를 통과하였다. 이러한 규제의 준수를 보장하기 위하여, 필터 백 제조업자는 백하우스내의 필터 백으로부터 배출을 추가로 감소시켜야만 한다.
그러므로, 필터 백의 수명 기간에 걸친 복수회의 펄스-제트 또는 역기류 클리닝 사이클을 견딜 수 있고 그리고 이롭게는 EPA 표준을 충족하는 수준으로 미립자 배출을 제한할 수 있는 솔기-밀봉된 필터 백 및 필터 백의 솔기를 밀봉시키기 위한 솔기 테이프에 대한 해결되지 않은 수요가 여전히 존재한다.
이롭게도, 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 그리고 엔탈피 비가 0.6 미만인 팽창(expanded) 플루오로중합체로 이루어진 솔기 테이프는 이롭게는 필터 백의 수명 (>3 년)에 걸쳐 반복된 클리닝 사이클 (>50,000)을 견딜 수 있다는 것이 발견되었다. 예시의 팽창 플루오로중합체는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌 (ePTFE)이다.
따라서, 솔기 테이프는 더스트 배출 수집 중에 반복된 클리닝 사이클을 처리하여 기타 필터 백을 사용하여 통상적으로 얻을 수 있는 것보다 본 발명의 솔기-밀봉된 필터 백의 수명 기간에 걸쳐 더 낮은 더스트 배출을 달성하게 되는 필터 백의 솔기의 밀봉 및 여과 보전성 유지에 특히 적절하다.
놀랍게도, 본 발명에 의하여 제공된 솔기 테이프는 눈에 보이는 홀이 실질적으로 없으며, 눈에 보이는 균열도 실질적으로 없으며, 2,500x 초과의 배율에서 주사 전자 현미경으로 보이는 누출 경로가 실질적으로 없으며, 상기 기재된 바와 같이 복수회의 클리닝 사이클후조차 2.5 ㎛ 초과의 더스트 배출이 테이프를 침투할 수 있다.
본 발명의 목적은
(a) 솔기에 의하여 연결된 2개 이상의 인접 엣지 부분을 갖는 필터 매체; 및
(b) 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프로서, 상기 솔기 테이프는 솔기의 위에 배치되며, 이 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖고, 이때 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 솔기 테이프
를 포함하는 솔기-밀봉된 필터를 제공하는 것이다.
또다른 실시양태에서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 4,000 psi 초과이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 8,000 psi 초과이다.
가장 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 12,000 psi 초과이다.
또다른 실시양태에서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 엔탈피 비가 약 0.45 미만이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.3 미만이다.
가장 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.2 미만이다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 필터의 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질의 예로는 접착제로서 작용할 수 있는 팽창 플루오로중합체의 연속 또는 불연속 접착제 층을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
따라서, 본 발명의 또다른 목적은
(a) 솔기에 의하여 연결된 2개 이상의 인접 엣지 부분을 갖는 필터 매체; 및
(b) 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 접착제로서 작용할 수 있는 팽창 플루오로중합체를 포함하는 솔기 테이프로서, 상기 솔기 테이프는 솔기의 위에 배치되며, 이 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖고, 이때 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 솔기 테이프
를 포함하는 필터이다.
본 발명의 예시의 실시양태는 더스트 미립자를 여과 및 수집하기 위하여 시멘트 백하우스에 사용하기 위한 솔기-밀봉된 필터 백이다.
본 발명의 또다른 목적은
(a) 솔기에 의하여 연결된 2개 이상의 인접 엣지 부분을 갖는 필터 매체를 제공하는 단계;
(b) 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프를 솔기에 적용하는 단계로서, 상기 솔기 테이프는 솔기의 위에 배치되며, 이 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖고, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 단계, 및
(c) 솔기 테이프의 접착 물질로 솔기를 밀봉시켜 솔기-밀봉된 필터를 제조하는 것을 포함하는, 솔기-밀봉된 필터의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또다른 목적은 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프를 제공하고자 하며, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이며 그리고 엔탈피 비가 0.6 미만이다.
솔기 테이프에 사용하기 위한 예시의 팽창 플루오로중합체는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌 (ePTFE)이다.
솔기 테이프는 반복된 응력을 받는 솔기를 밀봉하는데 사용하기에 특히 적절하며, 이는 솔기의 보전성을 절충할 수 있다.
또다른 실시양태에서, 솔기 테이프는 정전하를 백으로부터 분산시키기에 충분한 전도성을 갖도록 구조될 수 있다. 정적 분산은 백으로부터 더스트 케이크를 클리닝하는 것을 도울 수 있다. 정적 분산은 솔기 테이프의 저항률이 1013 Ω-㎝ 미만이 되도록 팽창 플루오로중합체에 전도성 탄소, 금속 미립자 등의 첨가에 의하여 달성될 수 있다.
그래서, 본 발명에 의하면, 시멘트 플랜트에서 백하우스로부터 미립자 배출에 대한 새롭고, 더 엄격한 EPA 배출 표준을 충족하도록 밀봉된 솔기의 구조적 보전성을 실질적으로 유지하면서 백의 수명 (>3 년)에 걸쳐 반복된 클리닝 사이클 (>50,000)을 견딜 수 있는 솔기-밀봉된 필터 백 및 필터 백의 솔기를 밀봉시키기 위한 솔기 테이프가 제공된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 잇점은 하기 상세한 설명을 고려하여 하기에 보다 구체적으로 명백할 것이다. 그러나, 도면은 예시를 위한 것이며 그리고 본 발명의 한정을 정의하는 것으로 간주하여서는 안되는 것으로 명백하게 이해하여야 한다.
본 발명의 잇점은 특히 첨부된 도면과 함께 본 발명의 하기 상세한 개시내용을 고려하면 명백해질 것이다.
도 1은 균열 테스트를 실시하는데 사용된 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 ePTFE의 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 <1,950 psi인 실패한 솔기 테이프의 ePTFE 부분의 SEM을 도시한다.
도 3은 엔탈피 비가 >0.6인 실패한 솔기 테이프의 SEM을 도시한다.
도 4는 예시의 구조의 개략도를 도시한다.
도 5는 균열 테스트를 통과한 솔기 테이프의 SEM을 도시한다.
반대의 의미로 정의하지 않는다면, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 분야에서 당업자 중 하나에 의하여 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 공개된 또는 대응 미국 또는 외국 특허 출원, 허여된 미국 또는 외국 특허 및 임의의 기타 문헌을 비롯한 본원에 인용된 모든 문헌은 각각 인용된 문헌에서 제시된 모든 데이타, 표, 도면 및 본문을 비롯한 그 전문이 참고로 포함된다. 도면에서, 라인, 층 및 구역의 두께는 명백하게 나타내기 위하여 과장될 수 있다. 도면을 통하여 나타낸 유사 번호는 유사 부재를 나타낸다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 하나의("a" 또는 "an")는 본 발명의 부재 및 성분을 기재하기 위한 것이다. 이는 단지 편의를 위한 것이며, 본 발명의 일반적인 의미를 제공하기 위함이다. 본원의 기재는 하나 또는 하나 이상을 포함하도록 해석하여야만 하며, 단수형은 또한 반대로 명시하지 않는다면 복수형을 포함한다. 용어 "ePTFE"를 본원에서 사용할 경우, 팽창 PTFE 및 그의 공중합체를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
명확히 나타내기 위하여, 팽창 플루오로중합체는 제조된 상태로 횡방향 및 종방향을 가질 것이다. 솔기 테이프가 필터 물질에 적용되면, 길이 방향은 솔기에 대하여 평행한 방향을 기재하는데 사용될 것이며, 폭 방향은 솔기에 수직인 방향을 기재하는데 사용될 것이다. 팽창 플루오로중합체의 매트릭스 모듈러스에 대한 본 발명의 초점은 폭 방향이다. 즉, 제조된 상태의 솔기 테이프는 팽창 플루오로중합체의 길이 방향이 솔기에 수직하여 길이 방향 매트릭스 모듈러스가 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 되도록 적용될 수 있다. 유사하게, 제조된 상태의 솔기 테이프가 솔기에 대하여 수직인 횡방향으로 적용될 경우, 횡방향 매트릭스 모듈러스는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 된다. 그러므로, 폭 방향 매트릭스 모듈러스는 필터 매체에 적용시 솔기에 수직하는 방향으로 제조된 상태로 솔기 테이프의 매트릭스 모듈러스를 지칭한다.
본 발명은 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 그리고 엔탈피 비가 0.6 미만인 팽창 플루오로중합체로 이루어진 솔기 테이프로 솔기가 밀봉된 솔기-밀봉된 필터를 제공한다. 본 발명의 솔기-밀봉된 필터는 미립자 배출을 감소시켜 현행 배출 기준을 충족하는 것을 도울 수 있다.
본 발명은 솔기-밀봉된 필터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 솔기에 의하여 연결된 2개 이상의 인접 엣지 부분을 갖는 필터 매체; 및 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프로서, 상기 솔기 테이프는 솔기의 위에 배치되며, 이 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖고, 이때 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체의 성분은 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 솔기 테이프를 포함하는 필터를 제공한다.
본 발명에 의한 예시의 실시양태는 시멘트 백하우스에 사용하기 위한 백인 필터이다.
또다른 실시양태에서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 4,000 psi 초과이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 8,000 psi 초과이다.
가장 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 12,000 psi 초과이다.
또다른 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.45 미만이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.3 미만이다.
가장 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.2 미만이다.
솔기를 갖는 임의의 필터는 본 발명에 사용하기 적절하다. 펄스-제트 또는 역기류 클리닝 작업에서 반복된 응력을 겪은 필터, 예컨대 기체 스트림으로부터 미립자 배출물을 여과 및 수집하기 위한 백하우스에 사용하기 위한 필터 백이 특히 적절하다. 예시의 실시양태에서, 솔기의 구조적 및 여과 보전성을 유지하면서 장기간 사용에 대하여 복수회의 클리닝 사이클을 견딜 수 있는 솔기-밀봉된 필터가 제공된다. 특히 예시의 실시양태에서, 본 발명에 의하여 솔기 테이프로 밀봉된 솔기가 있는 필터는 밀봉된 솔기의 균열 또는 박리가 실질적으로 없으면서 필터의 수명 (>3 년)에 걸쳐 50,000 회 초과의 클리닝 사이클을 겪을 수 있어서 기타 현재 이용 가능한 필터와 비교시 시멘트 백하우스에서의 작동 중 필터의 솔기를 통한 더스트 배출의 방출을 감소시켜서 이롭다.
본 발명에 의하여 제공된 솔기 밀봉을 위한 솔기 테이프는 하기에 추가로 기재되는 바와 같은 "균열 테스트"를 통과한다. 솔기 테이프에서 눈에 보이는 균열이 실질적으로 없거나 또는 2,500x 배율에서 주사 전자 현미경으로 보이는 누출 경로가 실질적으로 없으며, 이를 통하여 2.5 ㎛ 초과의 더스트가 빠져나갈 수 있을 때 솔기 테이프는 균열 테스트를 통과한다.
필터의 필터 매체는 특히 본 발명에 의하여 제공되는 바와 같이 솔기 테이프를 사용하여 봉제 및/또는 열-밀봉될 수 있는 임의의 적절한 필터 시트 물질일 수 있다.
적절한 필터 매체는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌 (ePTFE), 유리섬유, 아라미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 또는 폴리페닐렌 술피드의 직포, 부직포 또는 펠트를 포함한다.
본 발명에 사용하기에 적절한 필터 백은 미국 특허 제4,983,434호, 제5,549,966호, 제5,667,611호 및 제5,928,414호에 기재되어 있는 바와 같은 ePTFE의 필터 매체로 이루어지며, 이들 특허는 본원에 참고로 포함된다. 필터 백은 필터 매체, 예컨대 내부 라이너 및 폴리프로필렌 등의 부직 물질의 외피 이외에 기타의 층을 포함할 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 기타 특히 적절한 필터 백은 유리섬유, 특히 ePTFE 멤브레인/내산성 유리섬유 직물 필터 백으로 이루어진 것을 들 수 있다. 현재까지, 솔기 테이프에서 균열 및 박리가 발생되지 않고 백의 수명 (>3 년) 중에 반복된 백 클리닝 사이클 (>50,000)을 신뢰성 있게 견딜 수 있는 시판 중인 솔기-밀봉된 유리섬유 필터 백은 존재하지 않는다.
필터 백은 필터 매체의 하나 이상의 시트로 형성될 수 있다. 사용된 시트의 매수는 필터 백의 최종 형상 및 그의 용도에 부분적으로 의존할 것이다. 대부분의 경우에서, 필터 백은 솔기의 크기를 바람직하게는 최소로 하는 1개 또는 2개의 필터 매체 시트만으로 제조될 수 있다. 필터 백은 필터 매체의 단일 시트로 구조되어 시트의 엣지를 잇는 단일 솔기의 존재를 초래하는 것이 가장 바람직하다.
필터 매체의 시트를 연결하는 솔기는 봉제 또는 열 용접 등의 통상의 방법에 의하여 형성될 수 있다. 필터의 솔기를 형성하는 필터 매체 부분을 연결하는데 사용되는 실의 물질, 크기 및 성질은 필터 매체, 필터를 형성하는데 사용될 수 있는 기타 물질 및 필터의 최종 용도에 의존한다. 필터 백 위의 솔기가 봉제되는 방식은 변동될 수 있다. 예를 들면, 솔기는 솔기의 봉제전 필터 매체의 엣지 사이에 바인더 스트립이 삽입되어 스트레이트 스티치할 수 있거나 또는 솔기는 오버-스티치할 수 있다. 솔기는 통솔인 것이 바람직하다.
필터의 솔기는 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프로 밀봉되며; 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이며, 엔탈피 비는 0.6 미만이다.
팽창 플루오로중합체의 예시의 실시양태는 ePTFE 및 그의 공중합체이다.
또다른 실시양태에서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 4,000 psi 초과이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 8,000 psi 초과이다.
가장 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 12,000 psi 초과이다.
또다른 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.45 미만이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 팽창 플루오로중합체는 엔탈피 비가 약 0.3 미만이다.
가장 바람직한 실시양태에서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 엔탈피 비가 약 0.2 미만이다.
솔기 테이프에 사용하기 위한 ePTFE는 미국 특허 제4,187,390호, 제4,110,392호 및 제3,953,566호의 기재에 의하여 제조될 수 있으며, 이들 특허의 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.
또다른 실시양태에서, 솔기 테이프는 백으로부터 정전하를 제거하기 위하여 충분한 전도성을 갖도록 구조될 수 있다. 정적 분산은 백으로부터 더스트 케이크를 클리닝하는 것을 도울 수 있다. 솔기 테이프가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제5,527,569호에 기재된 바와 같이, ASTM D257-90에 의하여 측정시 저항률이 1013 Ω-㎝ 미만이 되도록 정적 분산은 전도성 탄소 또는 금속 미립자 등의 물질 (이에 한정되지 않음)을 팽창 플루오로중합체에 첨가하여 전도성 경로의 추가를 통하여 달성될 수 있다.
실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 그리고 엔탈피 비가 0.6 미만, 바람직하게는 약 0.3 미만, 가장 바람직하게는 약 0.2 미만인 팽창 플루오로중합체, 바람직하게는 ePTFE를 포함하는 솔기 테이프가 필터 백의 솔기를 밀봉시키는데 사용될 수 있다는 점이 본 발명에 의하여 이롭게도 발견되었다. 본 발명의 솔기 테이프는 반복된 클리닝 사이클후 테이프 및 솔기를 통한 미립자 침투를 허용하게 되는 균열 및 홀이 실질적으로 없는 상태를 유지하여 미립자 배출물의 방출을 감소시키는 것이 바람직하다.
놀랍게도, 실온에서의 파괴 연신율이 더 높은 일부 ePTFE는 균열 테스트를 실패한 것으로 밝혀졌다. 당업자는 펄스 변형을 견디는 능력이 파괴 연신율과 연관되어 있는 것으로 판단한다. 더욱 놀라운 것은 주어진 변형에서 더 높은 응력을 의미하는 높은 모듈러스가 통과되었다는 점이다. 임의의 특정한 이론으로 한정하고자 하는 것은 아니나, 더 높은 실온 연신율 샘플은 고온에서 피로시 균열되는 경향이 있는 커다란 결절을 갖는 샘플과 관련되어 있다. 그러나, 모듈러스가 높은 샘플은 가능하게는 피브릴 재배향으로 인하여 예상밖으로 견디었다.
피브릴 재배향은 솔기 테이프가 그의 구조 변경 없이 연신되도록 한다. 이들 테이프는 폭 방향에서 배향 성분을 갖는 다수의 피브릴을 갖는다. 이들 테이프가 폭 방향으로 펄스 및 응력을 갖는 경우, 피브릴은 폭 방향으로 그 자신이 추가로 재배향될 수 있으며, 테이프는 조기 구조 변경 없이 폭 방향으로 변형된다. 온도가 200℃로 증가되는 펄스-제트 클리닝 적용예에서와 같이 일부 열을 가하면, 열은 피브릴이 그의 초기 배향으로 되돌아가게 하여 솔기 테이프가 탄성-유사 양상을 갖게 될 수 있다. 구조는 역 펄스의 응력후 실질적으로 불변한 상태를 유지할 수 있으므로, 차후의 역 펄스가 발생하는 경우, 구조는 균열을 초래하는 결함을 생성하지 않고 응력을 신뢰성 있게 견디는 것을 지속할 수 있다.
이러한 이론을 유념하면서, 폭 방향으로 방향 성분을 갖는 피브릴의 양을 정량화할 수 있는 것이 유용하다. 이를 위하여, 폭 방향 매트릭스 모듈러스를 측정할 수 있다. 폭 방향으로의 더 많은 피브릴은 솔기 테이프를 더 뻣뻣하게 하여 폭 방향으로의 매트릭스 모듈러스를 증가시키게 될 것이다.
솔기 테이프를 비교하기 위하여, 매트릭스 모듈러스를 제공하는 전체 밀도 PTFE에 비하여 솔기 테이프 샘플의 밀도에 의하여 모듈러스를 정규화시켜 테이프의 팽창량을 설명한다.
팽창 플루오로중합체, 바람직하게는 ePTFE의 폭 방향 매트릭스 모듈러스는 하기 수학식에 의하여 정량적으로 구할 수 있다:
Figure pct00001
상기 수학식에서,
ECW는 폭 방향 모듈러스이며, ECW 매트릭스는 폭 방향 매트릭스 모듈러스이고, ρ는 밀도이다. PTFE의 경우, ρ전체_밀도_플루오로중합체는 2.2 g/㎤이다. 팽창 플루오로중합체가 ePTFE가 아닌 경우 기타 플루오로중합체에 대한 해당 밀도를 사용하여야만 한다. 크로스방향 모듈러스를 구하기 위하여, 테스트 방법에 기재된 바와 같이 인장 테스트를 실시할 수 있다.
도 5는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 <1,950 psi인 ePTFE 성분을 지님으로 인하여 균열 테스트를 실패한 샘플의 SEM을 도시한다.
폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과인 ePTFE는 본 발명에 의하여 솔기 테이프에 사용하기에 적절하다.
폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과인 것 이외에, 필터를 밀봉시키는 솔기에 사용되는 솔기 테이프에 사용하기에 적절한 ePTFE는 무정형 로킹(locking)을 나타내며, 낮은 엔탈피 비를 특징으로 한다.
팽창 제품을 폴리(테트라플루오로에틸렌)의 최저 결정질 융점보다 높게 가열할 경우, 미세결정의 기하 질서에서의 무질서가 발생되기 시작하며, 결정화도가 감소되며, 통상적으로 10% 이상의 중합체의 무정형 함유량의 증가를 수반한다. 결정질 구조내의 이들 무정형 영역은 미세결정의 결정질 축을 따른 미끄러짐을 크게 억제하는 것으로 보이며, 이들이 응력하에서 미끄러짐 내성을 갖도록 피브릴 및 미세결정을 로킹시키는 것으로 보인다. 그러므로, 열 처리는 무정형 로킹 공정인 것으로 간주될 수 있다. 무정형 로킹의 중요한 측면은 출발 수지의 결정화도에도 불구하고, 무정형 함유량의 증가가 존재한다는 점이다. 어떠한 설명이든간에, 327℃ 초과의 열 처리는 종종 비열처리 물질보다 2배의 놀라운 강도 증가를 야기한다.
폴리(테트라플루오로에틸렌) 중합체 (중합된 상태)의 상한 용융 범위는 약 345℃이므로, 노출 시간이 충분히 긴 경우 저온이 동등하기는 하나, 열 처리는 이러한 온도 초과에서 더 효율적인 것으로 보인다.
본 발명의 솔기 테이프에 사용하기 위한 ePTFE 물질은 필터 백에 사용되는 공지의 테이프보다 더 낮은 엔탈피 비를 갖는다. 따라서, 본 발명의 솔기 밀봉 테이프는 무정형 로킹되며, 그리하여 하기 논의된 바와 같이 0.6 미만의 낮은 엔탈피 비를 갖는다.
임의의 특정 이론에 의하여 한정하고자 하는 것은 아니지만, 엔탈피 비가 높은 (>0.6) ePTFE 솔기 테이프가 펄스 처리를 실패하는 이유에 대한 이론은 누출 경로를 생성하는 방법과 관련되어 있다. 엔탈피 비가 높은 테이프는 추가로 피브릴화시킬 수 있는 다량의 결절을 갖는다. 폭 방향으로 다수의 피브릴을 갖는 높은 폭 방향 매트릭스 모듈러스 (>1,950 psi)를 가질 수 있더라도, 이들 결절이 응력을 받는 경우, 이들은 피브릴화를 지속할 수 있으며, 궁극적으로는 미립자 물질이 바져나가는 긴 개방 공극을 초래할 수 있다.
비교에 의하면, 엔탈피 비가 낮은 테이프는 결절을 갖게 되어 추가 피브릴화에 대한 저항이 크게 된다. 이러한 방식으로, 낮은 엔탈피 비를 갖는 것은 높은 매트릭스 모듈러스 테이프가 결절 피브릴화보다는 피브릴 재배향에 의하여 반복적으로 변형될 수 있게 하는 것이 이롭다.
팽창 플루오로중합체, 바람직하게는 ePTFE에 대한 용융 비의 엔탈피는 하기 수학식에 의하여 계산될 수 있다:
Figure pct00002
상기 수학식에서, 엔탈피 (H) 비는 테스트 방법에 기재된 바와 같이 시차 주사 열량계에 의하여 구한 ePTFE의 모든 용융 전이 온도 (327℃, 345℃ 및 380℃)로부터 흡열을 적분하여 구한다. 임의의 이론에 의하여 한정하고자 하지는 않지만, 345℃에서의 용융 전이는 추가로 팽창될 수 있는 결절을 나타낸다. 327℃에서의 용융 전이는 추가로 팽창될 수 없는 결절을 나타내며, 380℃에서의 용융 전이는 피브릴을 나타낸다.
도 3은 >0.6의 엔탈피 비를 가짐으로 인하여 균열 테스트를 실패한 솔기 테이프의 SEM을 도시한다.
도 5는 균열 테스트를 통과한 솔기 테이프를 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 2.5 ㎛보다 큰 더스트 미립자가 빠져나가는 2,500x 배율에서 주사 전자 현미경으로 볼 수 있는 누출 경로가 실질적으로 없었다.
그래서, 놀랍게도 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과, 더욱 바람직하게는 약 4,000 psi 초과, 가장 바람직하게는 약 12,000 psi 초과이고, 엔탈피 비가 약 0.6 미만, 바람직하게는 약 0.3 미만, 가장 바람직하게는 약 0.2 미만인 팽창 플루오로중합체로 이루어진 솔기 테이프가 본 발명에 사용하기에 특히 적절한 것으로 밝혀졌다.
팽창 플루오로중합체의 가장 바람직한 실시양태는 테트라플루오로에틸렌 (TFE)의 단독중합체이다. 팽창 플루오로중합체의 또다른 실시양태는 비닐리덴 디플루오라이드 (VDF), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 (VF), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 퍼플루오로에테르 또는 트리플루오로에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 1 종 이상 및 TFE의 공중합체이다.
솔기 테이프의 접착 물질과 관련하여, 접착 물질은 필터의 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 열가소성 접착제의 연속 또는 불연속 층일 수 있다. 접착제 층은 팽창 플루오로중합체의 층에 적용, 첨부 또는 접착시켜 솔기 테이프를 형성할 수 있다. 접착제의 불연속 층 및 그의 형성 및 팽창 플루오로중합체로의 적용 방법은 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,306,729호에 기재되어 있다.
융점이 팽창 플루오로중합체보다 낮다면 어떠한 열가소성 접착제도 사용할 수 있다. 적절한 접착 물질의 예로는 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 퍼플루오로알콕시 중합체 (PFA), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/비닐리덴 플루오라이드 공중합체 (THV), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 또는 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 및 에틸렌 플루오르화 에틸렌 프로필렌 (EFEP)로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리올레핀을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 고온 적용예의 경우 접착제의 바람직한 실시양태로는 FEP 및 PFA가 있다. 접착제의 가장 바람직한 실시양태는 FEP이다.
별법으로, 접착 물질은 팽창된 구조 그 자체로부터 유래하는 접착 성질을 갖는 팽창 플루오로중합체일 수 있다.
솔기 테이프는 하기 방식으로 구조될 수 있다. PTFE의 비팽창 또는 약간 팽창된 (예, 2:1 팽창) 기재는 적층되어 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니(E.I. Dupont Company)로부터 입수 가능한 FEP 100 등의 열가소성 플루오로중합체의 필름 층으로 적층되어 복합체를 형성한다. 적층은 열가소성 물질의 용융 온도보다 높은 온도에서 발생된다. 그후, 적층물은 열가소성 물질의 융점보다 높은 온도에서 (예를 들면 2:1 내지 100:1 이상의 비에서) 추가로 연신되며, 복합체는 높은 강도 물질로 연신된다. PTFE를 이러한 방식으로 처리하기 위한 적절한 절차는 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제3,953,566호(Gore)에 개시되어 있다. 이는 팽창된 PTFE 및 FEP의 매우 얇은 층을 갖는 고 강도 솔기 테이프 복합체를 제조한다.
솔기 테이프는 필터의 내부 또는 외부 면에 적용될 수 있다. 솔기 테이프는 필터 백의 외부면에서 솔기를 덮도록 적용되는 것이 바람직하다. 2개의 인접 엣지 부분의 중첩은 테이프의 엣지 사이의 중간이 있도록 솔기 테이프를 배치하는 것이 바람직하다. 추가로, 솔기 테이프는 가능하다면 스티치 홀이 존재할 경우, 스티치 홀의 단부를 넘어서 연장되는 것이 바람직하다.
도 4는 필터의 솔기에 적용된 상태로 솔기 테이프를 사용한 솔기가 있는 필터의 구조를 도시한다. 필터 (700)는 필터 (700)의 인접 엣지에서 통솔 (701)을 스티치하여 구조된다. 통솔 (701)은 3개의 줄의 스티치 (703)로 이루어진다. 솔기 테이프 (704)는 폭 방향에서 엣지로부터 2.5"에 존재하도록 통솔 (701)의 엣지의 중간을 넘어 솔기 (701)에 적용된다. 솔기 테이프의 횡방향은 필터 (700)의 폭 방향에 대하여 평행하며, 솔기 테이프의 종방향은 필터 (700)의 길이 방향에 대하여 평행하다. 솔기 테이프 (704)는 솔기 (701)에 접착되며, 솔기 (701)의 스티치 홀 (705)을 통하여 더스트 미립자에 대한 누출 경로를 방지한다. 균열 테스트에 의하여 실시한 바와 같이 200℃에서 50,000회 초과의 펄스-제트 또는 역기류 클리닝 사이클을 실시한 후, 본 발명의 솔기 테이프 (704)는 예를 들면 시멘트 백하우스에서 2.5 ㎛ 초과의 더스트 미립자가 미립자 여과 작업 중에 빠져나갈 수 있는, 2,500x 배율의 주사 전자 현미경으로 볼 수 있는 누출 경로가 실질적으로 존재하지 않거나 또는 가시 균열이 실질적으로 존재하지 않는 것이 이로우며, 그리하여 더스트 배출을 감소시키는 것이 이롭다. 길이 방향 및 폭 방향에서의 필터 (700)의 치수를 도 4에 도시한다.
솔기 밀봉을 위하여, 솔기 테이프는 상기 기재된 바와 같은 필터의 솔기 위에 배치될 수 있으며, 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖는다. 그후, 솔기의 위에 놓인 솔기 테이프를 갖는 필터 ("샘플")는 가열된 프레스에 배치할 수 있다. 프레스는 접착제의 용융 온도보다는 높지만, 팽창 플루오로중합체의 분해 온도보다는 낮은 온도로 설정된다. 테이프를 열-밀봉시키는데 필요한 열 및 압력의 양은 필터에 사용되는 특정 열가소성 테이프 및 필터 매체에 부분적으로 의존할 것이다. 적용된 열 및 압력은 필터의 보전성이 보충되도록 하여야만 하는 것은 아니다. (프레스의 온도보다 더 높은) 고 용융 중합체의 조각을 사용하여 프레스의 판으로부터 솔기 테이프를 보호할 수 있다. 필터 물질로 접착제가 이동되기에 충분한 열 및 압력의 적용을 가할 수 있다. 그후, 솔기-밀봉된 필터를 프레스로부터 꺼내어 냉각되도록 할 수 있다. 별법으로, 팽창 플루오로중합체는 접착제로서 작용할 수 있다.
별법으로, 솔기 테이프는 열풍식 밀봉기, 초음파 접합 또는 충격 용접기 등 (이에 한정되지 않음)과 같은 솔기 밀봉 산업에 공지된 다수의 방법을 사용하여 필터 백에 적용할 수 있다. 바람직한 방법은 긴 솔기를 제조하기 위한 열풍식 솔기 밀봉기이다.
본 발명에 의하면, 놀랍게도, 필터, 특히 솔기 테이프에 의하여 밀봉된 솔기를 갖는 필터 백은 팽창 플루오로중합체의 층 및 접착제의 층으로 이루어지며, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체 성분은 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 그리고 엔탈피 비가 0.6 미만이며, >50,000회 사이클의 반복된 클리닝 사이클을 균열 및 박리 없이 견딜 수 있으며, 그리하여 시멘트 백하우스로부터 낮은 더스트 배출을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그후, 본 발명에 의하면, 새로운 및 기존의 공급원 모두에 대한 EPA 배출 기준을 충족시키는 것이 이로운 솔기-밀봉된 필터 백을 제공한다.
본 발명에 의하여 제공된 필터 백은 다양한 적절한 최종 용도를 갖는다. 특히, 필터 백은 페인트 및 코팅, 특히 수계 페인트 및 프라이머, 화학물질, 석유화학 제품, 물, 수성 용액 및 현탁액 등을 여과하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 필터 백은 미네랄, 화학물질, 금속 및 에너지의 제조에 사용될 수 있다. 가장 특별하게는, 본 발명의 솔기-밀봉된 필터 백은 시멘트 플랜트에 사용되는 백하우스에서 미립자 더스트 배출물을 여과 및 수집하는데 사용될 수 있다. 필터 백의 용도는 어떠한 방법으로도 이들 용도로 한정되지 않으며, 통상의 필터 백에 대한 대부분의 용도를 포함한다.
테스트 방법
특정한 방법 및 기기가 하기에 기재되어 있기는 하나, 당업자 중 하나에 의하여 적절하게 결정된 임의의 방법 또는 기기를 사용할 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
균열 테스트
균열 테스트는 가능한한 타당하게 근접한 펄스-제트 백하우스의 역 펄스 처리 동안 필터 백의 솔기에 부여된 응력과 비슷하도록 설계되었다. 펄스 제트 백하우스는 백에서의 기계적 이동을 유발하기 위하여 필터 백의 내부에 가하는 고압 부피의 기류를 사용하며, 그리하여 백의 밖으로 더스트를 보낸다. 이러한 테스트는 큰 부피의 5 바아 기류로 펄스 처리되는 5.72" 직경의 유리섬유 필터 백으로 부여되는 응력을 모사하도록 개발되었다.
도 1은 균열 테스트를 실시하는데 사용된 테스트 장치를 도시한다. 테스트 기구는 환경실이 있는 텍스쳐 분석기 (TA) 스테이블 마이크로 시스템즈(Stable Micro Systems) TA.XTplus에 사용하고자 설계되었다.
테스트 기구는 텍스쳐 분석기 ("TA")(15)의 크로스헤드로 조여지는 프로브 (1)를 포함한다. 프로브는 필터 백의 반경을 모사하기 위하여 2.860"의 반경으로 굴곡되어 있다. 프로브의 길이 방향 부분은 도시된 바와 같이 샘플의 길이 방향에 대하여 수직 배치되어야만 한다. 스크류 (2)는 기구에 테스트 샘플 (4)을 지지하기 위하여 지지 바아 (3)를 통하여 기부 (7)에 설치된다. 지지 바아 (3)는 그의 폭을 따라 적소에 샘플 (4)을 지지하도록 하는 치수를 갖는다. 4개의 고정 핀 (5)은 기부 (7)의 고정 구간 (6)에 지지 바아를 적절하게 배열한다.
고정 판 (8)은 기구의 기부 (7)를 텍스쳐 분석기 (15)의 기부에 고정시키는데 사용된다. 이는 텍스쳐 분석기에 고정되어 기부가 프로브 아래의 정확한 위치에 유지되도록 하는 것을 보장한다. 스크류 (9)는 고정 판을 기부에 지지시킨다.
샘플 (4)을 기구 (6)에 장착하여 솔기 테이프 (20)가 프로브 (1)로부터 배면하도록 한다. 솔기 테이프의 길이 방향은 테스트 기구의 기부 (7)의 엣지에 대하여 평행하게 배치된다. 샘플의 중앙 인치는 기부의 고정 구간 (6) 및 지지 바아 (3) 사이의 구간에만 존재한다.
균열 테스트는 200℃에서의 환경실내에서 실시된다. 스크류 (2)를 지지 바아 (3) 위에서 단단히 아래로 조여서 기구에 유리섬유 필터 백 샘플을 고정시킨다. 1 ㎏의 힘이 백 샘플의 솔기에 가해질 때까지 프로브 (1)를 40 ㎜/s에서 이동시킨다. 그후, 프로브는 그의 초기 위치로 40 ㎜/s로 되돌아간다. 이를 1회 사이클로 계수한다. 프로브는 각각의 테스트에서 이러한 사이클을 50,000 회 반복한다.
2.5 ㎛ 초과의 더스트가 빠져나가는, 2,500x 배율로 주사 전자 현미경으로 보이는 누출 경로가 실질적으로 없거나 또는 눈에 보이는 솔기 테이트에서 균열이 없는 경우 샘플은 균열 테스트를 통과하였다. 반대로, 솔기 테이프에서의 균열이 눈에 보이거나 또는 2.5 ㎛ 초과의 더스트가 빠져나가는, 2,500x 배율로 주사 전자 현미경으로 실질적인 누출 경로가 존재하면 샘플은 균열 테스트를 실패하였다.
인장 테스트
6" 구간이 폭 방향에 대하여 평행이 되도록 팽창 플루오로중합체 테이프, 예컨대 ePTFE의 샘플을 1"×6"의 직사각형으로 절단하였다. 샘플은 절단시 주름이 없었다. 테스트하고자 하는 각각의 테이프로부터 적어도 3개의 샘플을 절단하였다. 메틀러 톨레도(Mettler Toledo) 모델 AG204 저울을 사용하여 그의 질량을 구하고 그리고 정지 하이덴하인(Heidenhain) 모델 MT 60M 게이지를 사용하여 그의 두께를 구하여 샘플을 측정하였다. 그후, 샘플의 미끄러짐을 방지하는 것을 돕기 위하여 한면에는 톱니 모양을 가지며, 다른 면은 고무면을 갖는 1" (수직)×1.5" (수평) 그립 판 사이에 샘플의 각각의 단부가 지지되도록 인스트론 (Instron) 모델 5565 그립판을 사용하여 그의 인장 성질을 구하도록 각각의 샘플을 테스트하였다. 그립 사이의 게이지 길이는 2.0 인치에서 설정되었으며, 크로스헤드 속도는 20 in/min에서 설정되었다. 112 lb 보정된 로드 셀은 이들 측정을 실시하는데 사용되었으며, 1초당 20회의 속도로 수집하였다. 실험실 온도는 68℉ 내지 72℉이어서 필적하는 결과를 보장한다. 적어도 3개의 샘플을 폭 방향으로 테스트하였다. 데이타 분석은 블루힐(Bluehill) 2 소프트웨어 데이타 분석 패키지를 사용하여 실시하였다. 팽창 플루오로중합체의 크로스방향 모듈러스는 0.005 in 내지 0.1 in의 변형 범위 사이에서 계산하였다. 밀도는 하기 수학식을 사용하여 계산하였다:
Figure pct00003
상기 수학식에서,
ρ=밀도 (g/㎤)
m=질량 (g)
l=길이 (6 ㎝)
w=폭 (1 ㎝)
t=두께 (㎝)
그후, 팽창 플루오로중합체의 폭 방향 매트릭스 모듈러스는 하기 수학식을 사용하여 계산하였다:
Figure pct00004
상기 수학식에서,
ECW 매트릭스=폭 방향 매트릭스 모듈러스 (PSI)
ECW=폭 방향 모듈러스 (PSI)
ρ전체_밀도_플루오로중합체=사용된 전체 밀도 플루오로중합체의 밀도
ρ샘플=테스트한 샘플의 밀도
최종 폭 방향 매트릭스 모듈러스는 테스트한 샘플 3종에 대한 폭 방향 매트릭스 모듈러스의 평균값을 구하여 결정하였다.
시차 주사 열량측정법
시차 주사 열량측정법 (DSC)은 물질의 용융 전이를 구하기 위하여 실시하였다. 이들 측정을 실시하는데 사용된 기기는 접착된 액체 질소 냉각계 (TA LNCS)를 갖는, 적절한 기준을 사용하여 보정된 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments) 시차 주사 열량계 (모델 #Q2000)이었다.
샘플 제조는 총 중량이 약 5-10 ㎎이 되도록 4 ㎜ 직경의 펀치를 사용하여 ePTFE 샘플의 층을 절단하여 실시하였다. 샘플을 칭량하는데 사용한 저울은 사르토리우스(Sartorius) MC210P 전자 미량저울이었다. 일단 샘플을 절단하면, 이를 티제로(Tzero) 알루미늄 샘플 팬 (TA P/N 901683.901)에 배치하고, 티제로 뚜껑 (TA P/N 901671.901)을 팬의 상부에 배치하고, 샘플 프레스 (TA P/N 901600.901)를 사용하여 적소에 뚜껑에 주름을 생성하었다. 그후, 이 샘플을 분석하고자 하는 DSC 셀로 옮기기 위하여 DSC 오토샘플러에 배치하였다. 이와 같은 일련의 측정에 사용되는 기준 물질은 비어 있는 티제로 알루미늄 샘플 팬 및 뚜껑이었다.
샘플 및 기준 팬을 셀에 삽입하면, 테스트 챔버내의 그리고 주위의 대기를 헬륨 기체로 퍼징시켰다. 테스트 사이클을 -50℃에서 평형을 이루도록 설정하고, 분당 10℃의 속도로 +425℃로 승온시켰다. 테스트의 마지막에, 에너지 플롯 출력을 생성하여 와트/그램 단위로 주사 중 온도에 대한 측정된 열류 (즉, 테스트되는 ePTFE 샘플의 실제 질량에 대하여 정규화된 측정된 출력)를 나타낸다. 티에이 인스트루먼츠의 소프트웨어 프로그램 유니버설 애널리시스 (Universal Analysis) 2000 (버젼 4.7A)을 사용하여 +310 및 +390℃에서의 측정된 데이타 사이의 라인을 그려서 기준선을 생성하였다. 측정된 데이타 및 이러한 기준선 사이의 면적을 적분하여 엔탈피 값 (주울/그램)을 제공하였다. 그후, 엔탈피 비는 하기 수학식을 사용하여 계산하였다:
Figure pct00005
상기 수학식에서, H는 엔탈피이다.
본 발명을 일반적으로 기재하였으나, 하기 예시된 특정한 실시예를 참조하여 추가의 이해를 구할 수 있으며, 하기의 실시예는 단지 예시를 위하여 제공하며, 반대로 명시하지 않는다면 모두 포괄적 또는 제한적인 것을 의도하지 않는다.
실시예
실시예 1
본 발명에 의한 ePTFE/FEP 복합체 필름을 제조하기 위하여, 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파(Isopar) K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션((from Exxon Mobil Corp.))와 0.218 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 49℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 램 압출시켜 테이프를 생성한 후, 그의 초기 두께의 약 40%로 캘린더링하였다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 그후, 테이프를 1.4:1 비의 종방향 팽창시켰다. 그후, 테이프를 횡방향 팽창 (6:1)시킨 후, 구속하에 380℃ 소결시켰다. 생성된 엔탈피 비는 0.15이었으며, 생성된 횡방향 매트릭스 모듈러스는 17,819 psi이었다.
생성된 멤브레인으로부터 절단하여 폭에서 1 밀 두께의 FEP-100 필름 (미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 듀폰 플루오로폴리머즈(DuPont Fluoropolymers) 시판)으로 일치하도록 하였다. 그후, 2종의 물질을 ePTFE 물질의 상부에 배치된 FEP 필름과 합하고, 이 둘을 모두 320℃의 온도에서 1.10:1의 횡방향 비로 하였다. 그후, 생성된 복합체 롤을 횡방향으로 약 1" 슬라이스로 만들었다.
그후, 3" 길이의 샘플을 제공된 1" 슬릿으로부터 절단하였다. 이는 횡방향으로 1" 폭 그리고 종방향으로 3" 길이의 솔기 테이프 샘플을 제조하였다. 프리스틴(PRISTYNE)® 필터 매체 (미국 매릴랜드주 엘크톤에 물질하는 더블유.엘. 고어 앤 어쏘시에이츠(W.L. Gore & Associates, Elkton, Md.) 시판)의 직조 PTFE-코팅된 유리섬유 6250의 2개의 엣지를 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 줄의 스티치로 통솔을 사용하여 함께 스티치하였다. 유리섬유 스티치한 백 샘플은 치수가 길이 방향으로 3" 및 폭 방향으로 6"이었으며, 통솔의 엣지는 폭 방향에서의 엣지로부터 3"에 존재하였다. 도 4에 도시한 바와 같은 폭 방향에서의 엣지로부터 2.5"가 되도록 통솔의 엣지의 중앙에 솔기 테이프 샘플을 배치하였다. 솔기 테이프의 횡방향은 유리섬유 샘플의 폭 방향에 평행하였으며, 솔기 테이프의 종방향은 유리섬유 샘플의 길이 방향에 평행하였다. 합한 솔기 테이프 및 유리섬유 샘플을 스카이빙시킨 PTFE로 피복하여 솔기 테이프가 프레스 압반에 접착되는 것을 방지하였다. 합한 솔기 테이프 및 유리섬유 샘플을 300℃에서 10 분 동안 10 psi 압력으로 솔기 테이프의 전체 부위에 걸쳐 압착시켰다. 그후, 샘플을 프레스로부터 꺼내고, 스카이빙시킨 PTFE를 꺼내고, 샘플을 5 분 이상의 기간 동안 냉각되도록 하였다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
실시예 2
ePTFE/FEP 복합체 테이프는 실시예 1에 기재된 바와 유사하게 하여 제조하였다. 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파 K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션)와 0.193 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 49℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 램 압출시켜 테이프의 형태로 압출시켰다. 그후, 테이프를 그의 초기 합한 두께의 약 33%인 두께로 배가 및 캘린더링시켰다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 그후, 테이프를 1.73:1 비의 종방향 팽창시켰다. 그후, 테이프를 횡방향 팽창 (11.7:1)시킨 후, 구속하에 380℃ 소결시켰다. 제조된 물질의 엔탈피 비는 0.56이었으며, 횡방향 매트릭스 모듈러스는 2,211 psi이었다.
제조된 멤브레인으로부터 절단하여 폭에서 1 밀 두께로 일치하도록 하였다. 그후, 2종의 물질을 ePTFE 물질의 상부에 배치된 FEP 필름과 합하고, 이 둘을 모두 320℃의 온도에서 1.10:1의 횡방향 비로 하였다. 그후, 제조된 복합체 롤을 횡방향으로 약 1" 슬라이스로 만들었다.
그후, 솔기 테이프를 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하고, 유리섬유 스티치한 백 샘플에 적용 및 밀봉시켰다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
실시예 3
ePTFE/FEP 복합체 테이프는 실시예 1에 기재된 바와 유사하게 하여 제조하였다. 다이켄 인더스트리즈(Daiken Industries)로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파 K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션)와 0.184 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 49℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 램 압출시켜 테이프의 형태로 압출시켰다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 그후, 제조된 드라이 테이프를 10:1 비의 종방향 팽창 비로 처리하였다. 제조된 물질은 횡방향 매트릭스 모듈러스가 15,234 psi이었다. 그후, 테이프를 미국 특허 제5,554,236호에 기재되어 있는 바와 유사한 적층 처리를 실시하였다. 테이프를 310℃로 설정된 온도 및 1.10:1의 종방향 비로 가열된 표면에 걸쳐 5.0 밀 FEP-100 필름에 적층시켰다. 그후, 복합체 테이프에 320℃의 온도 설정점에서 5:1의 횡방향 비를 제공하였다. 그후, 물질을 구속하에 390℃의 소결 설정점으로 처리하였다. 제조된 복합체의 ePTFE 부분은 횡방향 매트릭스 모듈러스가 15,234 psi이고, 엔탈피 비는 0.18이었다. 그후, 제조된 복합체 롤을 횡방향으로 약 1"로 슬라이스로 만들었다.
그후, 솔기 테이프를 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하고, 유리섬유 스티치한 백 샘플에 적용 및 밀봉시켰다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
실시예 4
ePTFE/FEP 복합체 테이프는 실시예 1에 기재된 바와 유사하게 하여 제조하였다. 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파 K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션)와 0.168 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 49℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 램 압출시켜 약 54 밀 두께의 테이프의 형태로 압출시켰다. 테이프를 롤러를 통하여 2회로 처음 25 밀로 넣은 후, 다시 8.5 밀의 최종 두께를 얻었다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 제조된 물질의 횡방향 매트릭스 모듈러스는 29,050 psi이었다.
그후, 테이프를 미국 특허 제5,554,236호에 기재되어 있는 바와 유사한 적층 처리를 실시하였다. 테이프를 310℃로 설정된 온도 및 1.10:1의 종방향 비로 가열된 표면에 걸쳐 5.0 밀 FEP-100 필름에 적층시켰다. 그후, 복합체 테이프에 320℃의 온도 설정점에서 5:1의 횡방향 비를 제공하였다. 그후, 물질을 구속하에 390℃의 소결 설정점으로 처리하였다. 제조된 복합체의 ePTFE 부분은 엔탈피 비가 0.23이었다. 그후, 제조된 복합체 롤을 횡방향으로 약 1"로 슬라이스로 만들었다.
그후, 솔기 테이프를 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하고, 유리섬유 스티치한 백 샘플에 적용 및 밀봉시켰다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
실시예 5
본 발명에 의한 ePTFE/FEP 복합체 필름을 제조하기 위하여, 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파 K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션)와 0.218 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 49℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 램 압출시켜 약 28 밀 두께의 테이프를 제조하였다. 테이프를 롤러를 통하여 11 밀이 되게 하였다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 그후, 테이프를 1.4:1 비의 종방향 팽창시켰다. 그후, 테이프를 횡방향 팽창 (6:1)시킨 후, 구속하에 380℃ 소결시켰다. 생성된 엔탈피 비는 0.15이었으며, 종방향 매트릭스 모듈러스는 151,356 psi이었다.
제조된 멤브레인으로부터 절단하여 폭에서 1 밀 두께의 FEP 필름으로 일치하도록 하였다. 그후, 2종의 물질을 ePTFE 물질의 상부에 배치된 FEP 필름과 합하고, 이 둘을 모두 320℃의 온도에서 1.10:1의 횡방향 비로 하였다. 그후, 제조된 복합체 롤을 종방향으로 약 1" 슬라이스로 만들었다.
그후, 3" 길이의 샘플을 제공된 1" 슬릿으로부터 절단하였다. 이는 종방향으로 1" 폭 그리고 횡방향으로 3" 길이의 솔기 테이프 샘플을 제조하였다. 프리스틴® 필터 매체 (미국 매릴랜드주 엘크톤에 물질하는 더블유.엘. 고어 앤 어쏘시에이츠 시판)의 직조 PTFE-코팅된 유리섬유 6250의 2개의 엣지를 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 줄의 스티치로 통솔을 사용하여 함께 스티치하였다. 유리섬유 스티치한 백 샘플은 치수가 길이 방향으로 3" 및 폭 방향으로 6"이었으며, 통솔의 엣지는 폭 방향에서의 엣지로부터 3"에 존재하였다. 도 4에 도시한 바와 같은 폭 방향에서의 엣지로부터 2.5"가 되도록 통솔의 엣지의 중앙에 솔기 테이프 샘플을 배치하였다. 솔기 테이프의 종방향은 유리섬유 샘플의 폭 방향에 평행하였으며, 솔기 테이프의 횡방향은 유리섬유 샘플의 길이 방향에 평행하였다. 합한 솔기 테이프 및 유리섬유 샘플을 스카이빙시킨 PTFE로 피복하여 솔기 테이프가 프레스 압반에 접착되는 것을 방지하였다. 합한 솔기 테이프 및 유리섬유 샘플을 300℃에서 10 분 동안 10 psi 압력으로 솔기 테이프의 전체 면적에 걸쳐 압착시켰다. 그후, 샘플을 프레스로부터 꺼내고, 스카이빙시킨 PTFE를 꺼내고, 샘플을 5 분 이상의 기간 동안 냉각되도록 하였다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
비교예 1
ePTFE/FEP 복합체 테이프는 실시예 1에 기재된 바와 유사하게 제조하였다. 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파 K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션)와 0.213 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 49℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 대략 약 26 밀 두께의 테이프로 램 압출시켰다. 테이프를 롤러를 통하여 11 밀이 되게 하였다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 그후, 테이프를 1.62:1 비의 종방향 팽창시켰다. 그후, 테이프를 횡방향 팽창 (11.7:1)시킨 후, 구속하에 380℃ 소결시켰다. 제조된 물질의 엔탈피 비는 0.62이었으며, 횡방향 매트릭스 모듈러스는 53,751 psi이었다.
실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 멤브레인으로부터 절단하여 폭에서 1 밀 두께의 FEP 필름으로 일치하도록 하였다. 그후, 2종의 물질을 ePTFE 물질의 상부에 배치된 FEP 필름과 합하고, 이 둘을 모두 320℃의 온도에서 1.10:1의 횡방향 비로 하였다. 그후, 제조된 복합체 롤을 횡방향으로 약 1" 슬라이스로 만들었다.
그후, 실시예 1에 기재된 바와 같이 솔기 테이프를 제조 및 적용하고, 유리섬유 스티치한 백 샘플에 밀봉시켰다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
비교예 1
ePTFE/FEP 복합체 테이프는 실시예 1에 기재된 바와 유사하게 제조하였다. 미국 델라웨어주 윌밍턴에 물질하는 이.아이. 듀폰 앤 컴파니로부터의 페이스트 압출 및 팽창에 적절한 PTFE 미분말을 원료로서 사용하였다. PTFE 미분말을 이소파 K (미국 버지니아주 페어팩스에 물질하는 엑손 모빌 코포레이션)와 0.213 g/g의 미분말의 비율로 블렌딩하였다. 윤활 분말을 실린더내에서 압축시켜 펠릿을 형성하고, 16℃에서 설정된 오븐에 충분한 체류 시간 동안 넣어서 펠릿이 상기 온도가 되게 하였다. 그후, 압축 및 가열된 펠릿을 대략 약 25 밀 두께의 테이프로 램 압출시켰다. 그후, 테이프를 롤러를 통하여 4 밀의 두께가 되게 하였다. 그후, 윤활제를 가열에 의하여 제거하였다. 그후, 미국 특허 제3,953,566호에 기재된 바와 같이 테이프를 2.30:1 비의 종방향 팽창시켰다. 또한, 미국 특허 제3,953,566호에 기재된 바와 같이 1:1 종방향 구속하면서 375℃의 소결 온도로 물질을 처리하였다. 제조된 물질은 엔탈피 비가 0.16이었으며, 횡방향 매트릭스 모듈러스는 1,858 psi이었다.
그후, 미국 특허 제5,554,236호에 기재된 바와 유사하게 테이프를 적층시켰다. 310℃로 설정된 온도 및 1.43:1의 종방향 비로 가열면에 걸쳐 0.5 밀 FEP-100 필름에 테이프를 적층시켰다. 그후, 제조된 복합체 롤을 횡방향으로 약 1" 슬라이스로 만들었다.
그후, 실시예 1에 기재된 바와 같이 솔기 테이프를 제조 및 적용하고, 유리섬유 스티치한 백 샘플로 밀봉시켰다.
그후, 샘플을 균열 테스트에 기재된 바와 같이 테스트하였다.
하기 표 1은 본 발명의 실시예 1-5의 샘플이 균열 테스트를 통과하였으며, 비교예 1 및 2의 샘플은 실패하였다는 것을 나타낸다.
Figure pct00006
표 1은 균열 테스트를 통과하거나 또는 실패한 테이프의 ePTFE 성분의 폭 방향 매트릭스 모듈러스 및 엔탈피 비를 나타낸다. ePTFE의 크로스방향 매트릭스 모듈러스 및 엔탈피 비는 FEP와의 조합전에 측정하였다. 표 1은 >1,950 psi의 폭 방향 매트릭스 모듈러스 및 0.60 미만의 엔탈피 비를 갖는 ePTFE를 사용한 본 발명에 의한 솔기 테이프가 놀랍게도 그리고 예상밖으로 균열 테스트를 통과하였다는 것을 명백하게 예시한다. <1,950 psi의 폭 방향 매트릭스 모듈러스 또는 >0.60의 엔탈피 비를 갖는 ePTFE 테이프는 상기 정의한 바와 같은 균열 테스트를 실패하였다.

Claims (53)

  1. (a) 솔기(seam)에 의하여 연결된 2개 이상의 인접 엣지 부분을 갖는 필터 매체; 및
    (b) 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창(expanded) 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프로서, 상기 솔기 테이프는 솔기의 위에 배치되며, 이 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향(crosswise direction)을 갖고, 이때 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 솔기 테이프
    를 포함하는 필터.
  2. 제1항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 4,000 psi 초과인 필터.
  3. 제2항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 8,000 psi 초과인 필터.
  4. 제3항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 12,000 psi 초과인 필터.
  5. 제1항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.45 미만인 필터.
  6. 제5항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.3 미만인 필터.
  7. 제6항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.2 미만인 필터.
  8. 제1항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 테트라플루오로에틸렌 (TFE)을 포함하는 공중합체인 필터.
  9. 제9항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 비닐리덴 디플루오라이드 (VDF), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 (VF), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 퍼플루오로에테르 및 트리플루오로에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 1종 이상 및 테트라플루오로에틸렌 (TFE)으로부터 제조된 공중합체인 필터.
  10. 제1항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 ePTFE인 필터.
  11. 제1항에 있어서, 솔기 테이프가 전도성인 필터.
  12. 제1항에 있어서, 접착 물질이 접착제의 연속 또는 불연속 층인 필터.
  13. 제1항에 있어서, 팽창 플루오로중합체는 접착제로서 작용할 수 있는 것인 필터.
  14. 제12항에 있어서, 접착제가 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 퍼플루오로알콕시 중합체 (PFA), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/비닐리덴 플루오라이드 공중합체 (THV), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 및 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 및 에틸렌 플루오르화 에틸렌 프로필렌 (EFEP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 필터.
  15. 제14항에 있어서, 접착제가 FEP인 필터.
  16. 제1항에 있어서, 솔기의 위에 배치된 솔기 테이프가 200℃에서 ≥50,000 펄스-제트 클리닝 사이클을 겪고 균열 테스트를 통과한 것인 필터.
  17. 제1항에 있어서, 필터 매체가 ePTFE, 유리섬유, 아라미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 또는 폴리페닐렌 술피드의 직포, 부직포 또는 펠트를 포함하는 것인 필터.
  18. 제1항에 있어서, 필터가 백(bag)인 필터.
  19. 제1항에 있어서, 솔기-밀봉된 것인 필터.
  20. 솔기-밀봉된 필터의 제조 방법으로서,
    (a) 솔기가 있는 필터에, 솔기 테이프를 접착시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체를 포함하는 솔기 테이프를 적용하는 단계로서, 상기 솔기 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖고, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 단계, 및
    (b) 솔기 테이프의 접착 물질로 솔기를 밀봉하여 솔기-밀봉된 필터를 제조하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 4,000 psi 초과인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 8,000 psi 초과인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 12,000 psi 초과인 방법.
  24. 제20항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.45 미만인 방법.
  25. 제24항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.3 미만인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.2 미만인 방법.
  27. 제20항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 비닐리덴 디플루오라이드 (VDF), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 (VF), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 퍼플루오로에테르 또는 트리플루오로에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 1종 이상 및 테트라플루오로에틸렌 (TFE)으로부터 제조된 공중합체인 방법.
  28. 제20항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 ePTFE인 방법.
  29. 제20항에 있어서, 솔기 테이프가 전도성인 방법.
  30. 제20항에 있어서, 접착 물질이 접착제의 연속 또는 불연속 층인 방법.
  31. 제20항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 접착제로서 작용할 수 있는 방법.
  32. 제30항에 있어서, 접착제가 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 퍼플루오로알콕시 중합체 (PFA), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/비닐리덴 플루오라이드 공중합체 (THV), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 및 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 및 에틸렌 플루오르화 에틸렌 프로필렌 (EFEP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  33. 제32항에 있어서, 접착제가 FEP인 방법.
  34. 제18항에 있어서, 솔기 위에 배치된 솔기 테이프가 200℃에서 ≥50,000 펄스-제트 클리닝 사이클을 겪고 균열 테스트를 통과하는 것인 방법.
  35. 제18항에 있어서, 필터 매체가 ePTFE, 유리섬유, 아라미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 또는 폴리페닐렌 술피드의 직포, 부직포 또는 펠트를 포함하는 것인 방법.
  36. 제18항에 있어서, 필터가 백인 방법.
  37. 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 물질 및 팽창 플루오로중합체의 층을 포함하는 솔기 테이프로서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 솔기 테이프.
  38. 제37항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 4,000 psi 초과인 솔기 테이프.
  39. 제38항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 8,000 psi 초과인 솔기 테이프.
  40. 제39항에 있어서, 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 12,000 psi 초과인 솔기 테이프.
  41. 제37항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.45 미만인 솔기 테이프.
  42. 제41항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.3 미만인 솔기 테이프.
  43. 제42항에 있어서, 엔탈피 비가 약 0.2 미만인 솔기 테이프.
  44. 제37항에 있어서, 팽창 플루오로중합체는 비닐리덴 디플루오라이드 (VDF), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 (VF), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 퍼플루오로에테르 또는 트리플루오로에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체 1종 이상 및 테트라플루오로에틸렌 (TFE)으로부터 제조된 공중합체인 솔기 테이프.
  45. 제37항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 ePTFE인 솔기 테이프.
  46. 제37항에 있어서, 솔기 테이프가 전도성인 솔기 테이프.
  47. 제37항에 있어서, 접착 물질이 접착제의 연속 또는 불연속 층인 솔기 테이프.
  48. 제37항에 있어서, 팽창 플루오로중합체가 접착제로서 작용할 수 있는 것인 솔기 테이프.
  49. 제47항에 있어서, 접착제는 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 퍼플루오로알콕시 중합체 (PFA), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/비닐리덴 플루오라이드 공중합체 (THV), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 및 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE) 및 에틸렌 플루오르화 에틸렌 프로필렌 (EFEP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 솔기 테이프.
  50. 제49항에 있어서, 접착제가 FEP 또는 PFA인 솔기 테이프.
  51. 제50항에 있어서, 접착제가 FEP인 솔기 테이프.
  52. 제37항에 있어서, 200℃에서 ≥50,000 펄스-제트 클리닝 사이클을 겪고 균열 테스트를 통과할 수 있는 솔기 테이프.
  53. (a) 솔기에 의하여 연결된 2개 이상의 인접 엣지 부분을 갖는 필터 매체; 및
    (b) 솔기에 접착하여 이를 밀봉시키는 접착제로서 작용할 수 있는 팽창 플루오로중합체를 포함하는 솔기 테이프로서, 상기 솔기 테이프는 솔기의 위에 배치되며, 이 테이프는 솔기에 대하여 실질적으로 평행한 길이 방향 및 솔기에 대하여 실질적으로 수직인 폭 방향을 갖고, 이때 솔기 테이프의 팽창 플루오로중합체는 실온에서 폭 방향 매트릭스 모듈러스가 약 1,950 psi 초과이고 엔탈피 비가 0.6 미만인 솔기 테이프
    를 포함하는 필터.
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