TWI827731B - 塗佈液 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係提供一種粉塵捕集層形成用塗佈液，係可均一地塗佈且所形成之粉塵捕集層不易從濾材元件材料中剝離，並且可捕集小粒徑的微粉體製品者。

一種集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液，係含有：細微粉粒體、鹽酸多巴胺以及接著劑。

Description

塗佈液

本發明係關於可作為集塵濾材等之材料之以各種微粒為主成分之塗佈液。

以往為人所知之集塵濾材的濾材元件是由下述者所構成：包含樹脂燒結體且具有層狀結構之濾材元件材料、以及包含樹脂微粒之粉塵捕集層。此外，因濾材元件之規格的不同，有時會追加呈現導電性之碳層而構成。

於專利文獻1、2中係記載有將合成樹脂粉末燒結而得到濾材元件材料之方法，於構成由此等方法所得到之合成樹脂的燒結體之各個合成樹脂的粒子之間，係形成有可讓空氣通過之空隙。

集塵之濾材元件的粉塵捕集層係將作為粉塵捕集層使用之樹脂微粒懸浮於水系溶劑，而調製出含有作為粉塵捕集層使用之樹脂微粒之塗佈液，並將前述塗佈液塗佈於由樹脂燒結體所構成之濾材元件材料的表面後進行乾燥，藉此形成粉塵捕集層。

此外，抗靜電規格的濾材元件係將呈現導電性之碳粉懸浮於水系的溶劑，而調製出含有呈現導電性之碳粉之塗佈液，並將前述碳塗佈液塗佈於由樹脂燒結體所構成之濾材元件材料的表面後進行乾燥，藉此形成呈現導電性之 碳層，然後塗佈含有作為粉塵捕集層使用之樹脂微粒之塗佈液後進行乾燥，藉此形成粉塵捕集層而製造。

作為前述濾材元件的粉塵捕集層使用之樹脂的微粒，係因應採用集塵濾材所要捕集之粉塵的性質及粒徑來選擇樹脂的材質及粒徑。一般而言，作為粉塵捕集層使用之樹脂的材質係選自PE、PTFE等，樹脂的粒徑選自1至100μm的範圍。

粉塵捕集層係將該捕集層所使用之樹脂的微粒個別積層而形成，並形成為在構成該捕集層之各個樹脂微粒之間具有可讓空氣通過之空隙的構造，含有捕集對象粒子之含塵空氣的粉塵成分被粉塵捕集層所捕捉，藉由前述粉塵捕集層捕集粉塵成分後之清淨空氣係通過形成於前述捕集層之可讓空氣通過的空隙，然後通過濾材元件材料的空隙而流入於前述濾材元件的內側。

如此地製造之集塵濾材的濾材元件已作為可長期間連續使用之集塵濾材元件，被廣泛地使用作為國內外的礦場、碎石場、鋼鐵廠中之發塵場所的環境集塵手段，惟近年來亦逐漸採用在由電子相片列印系統所進行之印刷用途等之微粉末製品的回收用途。

於電子相片列印系統中，隨著繪圖往高畫質化的進展，於高級印刷領域中係要求全彩畫質或接近於膠卷相片之高畫質解析度。伴隨於此，作為印刷用途使用之微粉體(碳粉)的粒徑隨著時間的經過而有小粒徑化之傾向，於1990年左右使用以往的混練粉碎法所製造之碳粉的平均粒徑為8至12μm，相對於此，於2000年以後其製造方法轉移至化學製法，平均粒徑亦以5至9μm為主流(參考非專利文獻1)。

從此狀況來看，可得知製造該微粒之電子相片列印系統機器製造商係強烈期待一種可對應於小粒徑微粉體製品的捕集之集塵濾材元件。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2003-126627號公報

專利文獻2：日本特開2004-202326號公報

[非專利文獻]

非專利文獻1：Technical Report No.20(2011)「EA-Eco Toner」Fuji Xerox公司發行

因應前述期待，係對作為形成於由樹脂燒結體所構成之濾材元件材料的表面之粉塵捕集層所使用之樹脂微粒的選定，以及塗佈前述樹脂微粒時之塗佈液的調製方法不斷嘗試錯誤，而開發出一種於濾材元件材料的表面形成樹脂微粒的均一層，並且可對應於細微粒子的捕集之元件的製造方法。

然而，藉由先前的方法及配方形成於由樹脂燒結體所構成之濾材元件材料的表面之由樹脂微粒所構成之粉塵捕集層，會有因銳利的材料接觸於該粉塵捕集層而容易從濾材元件材料中剝離之本質性問題。

再者，在為了捕集細微的粉塵而使捕集層所使用之粒子亦細微化時，會損及塗佈液內的分散性而產生難以均一地塗佈之問題。

本發明人等係為了解決上述課題而進行精心探討，結果發現，藉由使用含有鹽酸多巴胺之溶液作為微粒的分散劑，使粉塵捕集層與濾材元件材料之接合變得堅固，並且藉由使用如二氧化矽粉般之分散性較樹脂微粒優異之粒子，即使使用微粒，只要確保分散性即可解決上述問題。

多巴胺的聚合物之聚多巴胺(PDA：Polydopamine)為從貽貝等之貽蛤科的貝類的足絲腺所分泌之接著蛋白質，其已知為足以使貝類即使在潮濕的岩岸上亦不會被大浪沖走而強力地黏附之接著物質。

再者，本發明人等亦發現到，於塗佈液的調製時，與將鹽酸多巴胺添加於緩衝液並於其中投入球狀二氧化矽等後進行搖動而成之塗佈液相比，藉由預先將球狀二氧化矽等投入於緩衝液並攪拌後，添加鹽酸多巴胺來調製塗佈液，可於調製出之塗佈液中控制多巴胺的聚合度，而能夠得到更良好的粉塵捕集層。

亦即，在將鹽酸多巴胺添加於緩衝液而調製DOPA液，並於其中投入球狀二氧化矽等之情形下，由於鹽酸多巴胺在預先調製出之DOPA液中進行自聚合而被消耗，使得塗佈液中的成分產生變動，相對於此，在藉由本方法來調製塗佈液之情形下，鹽酸多巴胺不會因自我聚合而被消耗，塗佈液中的成分不易產生變動，所以可得到良好的粉塵捕集層。

本發明係根據該發現而研創者，其內容如以下所述。

(1)一種集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液，係含有：由有機微粒或無機微粒所構成之粉粒體、鹽酸多巴胺以及接著劑。

(2)如(1)所述之集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液，其中，粉粒體為球狀二氧化矽。

(3)如(1)或(2)所述之集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液，其中，粉粒體的平均粒徑(D50值)為0.1至30μm。

(4)一種集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液的製造方法，係包含下列步驟：將無機微粒及接著劑投入於緩衝液並攪拌而使其呈均一後，添加鹽酸多巴胺。

本發明的技術之作為粉塵捕集層使用之細微粉粒體可使用有機微粒、無機微粒中任一種。其粒徑可選自0.1至100μm的範圍，平均粒徑較佳為0.1至30μm。在此所述之平均粒徑，意指藉由以Microtrac及HELOS&RODOS等所例示之粒度分布測定裝置進行測定時之D50值。

此外，在將分散劑添加於上述微粒以使用作為塗佈液之情形下，為了容易塗佈，可添加界面活性劑。

在使用分散性優異之二氧化矽微粒作為前述塗佈液所含有之微粒之情形下，可例示以下內容。

二氧化矽微粒的添加率相對於塗佈液的全體成分所佔有之比率，可選自1wt%至50wt%。尤佳是以25wt%至35wt%的範圍添加球狀二氧化矽，以0.1wt%至10.0wt%的範圍添加界面活性劑。

在塗佈液所含有之球狀二氧化矽的量未達1wt%之情形下，球狀二氧化矽無法遍布於藉由塗佈所形成之粉塵捕集層全體，濾材元件材料的氣孔未被充分地填滿，此外，在超過50wt%之情形下，球狀二氧化矽結塊，在塗佈於 濾材元件材料表面時難以均質地塗佈。若位於前述範圍，於球狀二氧化矽的添加時雖然溶液的黏度會急速地上升，但可藉由強力攪拌而暫時成為液狀，並且在為了塗佈而附著於元件上時雖然呈半固態模樣，但藉由刷子等予以擴展會形成液態模樣而可容易塗佈。此對於藉由噴霧所進行之吹送塗佈亦同。

在前述塗佈液含有界面活性劑之情形下，應將界面活性劑相對於塗佈液的全體成分所佔有之比率設為10wt%以下。在界面活性劑的量超過10wt%之情形下，塗佈液會從濾材元件材料的表面撥離而難以塗佈。

本發明之塗佈液所含有之鹽酸多巴胺係在弱鹼條件下使多巴胺自我聚合，而成為聚多巴胺並被覆微粒表面，並且藉由與調配於塗佈液之水溶性接著劑的相互作用，使得藉由塗佈液的塗佈而形成於元件材料表面之粉塵捕集層中之微粒彼此顯現出接著性。此外，可提高塗膜與元件材料之相互作用，而使藉由塗佈液的塗佈所形成之粉塵捕集層與元件材料之接合變得堅固，所以可製作出強度優異之濾材元件。再者，由於本發明之含有分散劑之塗佈液於固化後的強度亦優異，若形成薄膜化，則可得到具有細微空隙之獨立性薄膜。

此外，若使用本發明之塗佈液，即使在使用平均粒徑4μm以下的二氧化矽微粒之情形下，亦可形成均一的粉塵捕集層。此捕集層之捕集性能、強度及接著強度優異且具有耐水性，即使在構成濾材元件材料之樹脂燒結體之氣孔的大小較大或是要塗佈之元件材料產生彎折時，亦可進行塗佈。

然後，藉由調整以前述方法所調配之塗佈液中所使用之二氧化矽微粒的含量及粒徑，可調整粉塵捕集層中之氣孔的大小。

此外，塗佈液所含有之微粒並不限定於二氧化矽微粒，亦可使用如聚四氟乙烯(PTFE：Polytetrafluoroethylene)、聚乙烯(PE：Polyethylene)等所例示之有機微粒。

1a、1b:集塵缸筒部

2:進料口

3:流量計

4:含塵濃度計

5:真空泵

6:差壓計

7:濾材元件

8:掃落裝置

第1圖為對於經交叉切割試驗用多刀刃切割器切出切痕後之實施例1中所製作之形成於濾材元件表面之粉塵捕集層進行拍攝而得之照片。

第2圖為對於第1圖之經切割器切出切痕之形成於濾材元件表面之粉塵捕集層之剝離試驗後的膠帶進行拍攝而得之照片。

第3圖為在實施例2之濾材元件的集塵負荷確認試驗時使用之集塵裝置。

第4圖為顯示使用第3圖的集塵裝置所實施之每1小時的壓力損耗測定試驗的結果之圖表。

第5圖為對塗佈有使用各種微粒所調製之塗佈液之樣本的塗佈面進行拍攝而得之照片。

第6圖為使用實施例4及實施例5、比較例中所調製之塗佈液而形成之粉塵捕集層之鉛筆抗刮強度試驗的結果(圖像)及粉塵負荷(侵入粉)確認試驗的結果。

以下根據本發明之實施例來具體地說明。惟本發明並不限定於以下的實施例。

實施例1

調製本發明之用以形成粉塵捕集層所使用之塗佈液時之典型的液組成係如表1所示。在此，『DOPA液』是由鹽酸多巴胺0.2wt%、三羥甲基胺基甲烷0.15wt%以及剩餘部分為水所構成之水溶液。

表1

使用平均粒徑4μm以下的球狀二氧化矽、PTFE微粒作為粉塵捕集層所使用之微粒，並添加DOPA液作為分散劑而形成塗佈液，為了進行比較，調製未添加DOPA液之塗佈液，並分別塗佈在由樹脂燒結體所構成之具有層狀結構之濾材元件材料後進行乾燥，藉此於濾材元件材料表面形成粉塵捕集層。

參考JIS K 5600-5-6並藉由以下要領來測定如此地形成於濾材元件材料表面之粉塵捕集層的附著強度。

〈交叉切割試驗方法〉

(1)使用交叉切割試驗用多刀刃切割器(3mm間隔、Allgood公司製)，對於藉由實施例1之方法形成於濾材元件材料表面之粉塵捕集層以90°的角度交叉地切出6條切痕，並在此狀態下拍攝。所拍攝之照片如[第1圖]所示。

(2)以一定速度取出賽珞凡(Cellophane)膠帶(市售品)並切割成約75mm長的小片。

(3)將前述賽珞凡膠帶的中心以平行於切割方格之方向放置，並以與切割方格的部分前後超過20mm之長度，用手指將此壓平而使其與形成於濾材元件表面之粉塵捕集層密著。

(4)將前述所密著之賽珞凡膠帶於5分鐘以內從形成於濾材元件表面之粉塵捕集層中剝離。此時盡可能以相對於濾材元件表面接近於60°之角度抓緊膠帶並以0.5至1.0秒間確實地剝離。

(5)排列剝離後的切割方格並進行拍攝。所拍攝之照片如[第2圖]所示。

(6)貼附於文件夾並保存膠帶。

依以下表2所示之評估基準來評估以上所進行之試驗結果。藉由膠帶所進行之剝離試驗前後之塗佈面的照片如第1圖所示，剝離試驗所使用之膠帶之表面的照片如第2圖所示。

表2

從第1圖、第2圖的結果中，可得知關於二氧化矽微粉末，添加DOPA液作為分散劑之例4係與不含DOPA液之例3相比，其附著強度顯著地提升。另一方面，關於PTFE微粉末，即使添加DOPA液，強度亦未提升(例1、例2)，與未添加DOPA液之二氧化矽微粒(例3)相比更差。此咸認是因為PTFE微 粒顯示出撥水性、撥油性而與其他化合物缺乏相互作用，或是PTFE的溶解度參數較其他高分子低而缺乏相溶性之緣故。

實施例2

將三羥甲基胺基甲烷以成為1.5g/L之方式添加於自來水100g。接著以成為2.0g/L之方式添加鹽酸多巴胺並使其溶解而調製DOPA液。分離出前述DOPA液59.8g，並添加水溶性接著劑10.0wt%、界面活性劑0.2wt%並加以混合然後靜置30分鐘。

將靜置後的DOPA液移至塑膠瓶，添加球狀二氧化矽(商品名稱：Sunsphere H-31、AGC公司製)30g並振動30秒。由於溶液的黏度提高，所以使用刮勺使其附著於濾材元件材料上並以刷毛來回塗佈10次，然後進行乾燥而形成粉塵捕集層，如此製作出塗佈有本發明之塗佈液之濾材元件。

[比較例1]

以平均粒徑10μm的PTFE粒子20.0wt%、水溶性接著劑4.0wt%、消泡劑0.3wt%、水75.7wt%之比率進行調配。

以下使用與實施例2相同之方法來製作比較例1之濾材元件。

(所得到之濾材元件的集塵評估〉

將前述所得到之濾材元件裝著於第3圖所示之集塵裝置，以分析過濾時之壓力損耗以及於集塵層內之粉塵的侵入量。集塵裝置是由2個集塵缸筒部1a、1b所構成，前述濾材元件7係安裝於2個集塵缸筒部1a、1b之間。由於其中一方的集塵缸筒部1a內被真空泵5吸引而受到減壓，所以試驗用含塵氣體會從進料口2流入於另一方的集塵缸筒部1b內。於連接集塵缸筒部1a與真空泵5之吸引管線具備流量計3、含塵濃度計4，以測定經濾材元件7除塵後之試驗用含塵 氣體中所殘留之含塵量與氣體的流量。再者，用以測定因既定時間的集塵處理而侵入於前述濾材元件7內之粉體量之掃落裝置8係安裝於集塵缸筒部1a，濾材元件7的壓力損耗則藉由差壓計6來測定。

從進料口2導入AGC公司製的球狀二氧化矽「Sunsphere H-31」(平均粒徑：3.7μm)作為實驗集塵粉，在過濾風速6m/min.(處理風量30L/min)、粉塵進料濃度10g/m³的條件下進行5分鐘的集塵負荷確認試驗。於集塵負荷確認試驗中，對通過濾材元件並穿透至清淨空氣側成為侵入粉之粉體的量進行評估。

於集塵負荷確認試驗結束後，藉由前述掃落裝置8從高度80cm的一定位置起將8.3g的金屬球落下於濾材元件，以將因負荷試驗而附著於前述濾材元件的表面之集塵粉掃落，測定掃落後的重量，並將與事前測量的重量之差作為侵入粉。該集塵負荷確認試驗的結果如表3(集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果)所示。於實施例2之二氧化矽微粒的濾材元件中，於5分鐘的集塵負荷確認試驗中幾乎未觀察到侵入粉，相對於此，於比較例1之PTFE粒子的濾材元件中觀察到明顯的侵入粉。此咸認是因為表面的平滑性與比較例1相比得到提升而改善附著於前述濾材元件的表面之集塵粉的掃落性，或是伴隨於此使連接於濾材元件材料之微粉的流路減少之緣故。從以上的結果來看，可得知本發明之集塵層與先前者相比不易阻塞。

表3實施例2及比較例1中之集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果

進一步持續進行上述集塵負荷確認試驗5小時並測定每1小時的壓力損耗，結果如第4圖所示。從此圖表中，可得知實施例2之二氧化矽微粒的濾材元件係與比較例1之PTFE粒子的濾材元件相比，壓力損耗的增加率較小而壽命較長。

實施例3

藉由照相機VHX-6000(Keyence公司製)來拍攝塗佈有使用各種微粒所調製之塗佈液之樣本的塗佈面，並觀察其表面粗糙度Sa以及強度。

在此，表面粗糙度Sa(算術平均高度)為各點的高度相對於表面的平均面之差之絕對值的平均，具體而言，係拍攝5處200倍的圖像並從顯示為3D之影像進行解析，然後採用排除最大值與最小值後之平均值。

此外，塗佈面的強度係依以下基準來評估。

×：用手指碰觸時會剝離。

△：用手指施加力道碰觸時會剝離。

○：若未用手指強力來回擦拭就不會剝離。

◎：難以用手指的力道剝離。

各樣本之塗佈液的組成如表4所示。

表4

第5圖顯示各樣本的表面照片，表5顯示各樣本的測定結果。

表5

從表5的結果中，可得知在使用球狀二氧化矽作為塗佈液所含有之微粒(塗覆粉)之例子中，與先前例(例5)相比，其表面平滑且強度亦提升。尤其在添加有DOPA液並使用接著劑之例6中，強度顯著地提升。

此外，在使用氧化鋁作為塗覆粉之例子中，與先前例(例5)相比強度雖提升，但粒子容易滲入於元件材料的空隙，而於粉塵捕集層的表面容易殘留來自元件材料樹脂的凹凸。再者，使用赤鐵礦作為其他無機粉粒體時，與先前例(例5)相比強度得到增加，可得知藉由添加DOPA液，可使用各種無機粉粒及有機微粒來形成強度優異之粉塵捕集層。

實施例4

〈於球狀二氧化矽分散後添加鹽酸多巴胺所調製之塗佈液的塗佈例1〉

藉由表6的調配量來得到分散有球狀二氧化矽「Sunsphere H-31」(平均粒徑：3.7μm)之均一的漿液，並將鹽酸多巴胺添加於此漿液而調製塗佈液。

表6

使前述所調製之塗佈液附著於濾材元件材料上，並使用形狀符合濾材元件材料的層狀結構凹凸之橡膠製刮刀予以塗佈，然後進行乾燥而形成粉塵捕集層，而得到塗佈有本發明之塗佈液之濾材元件。

〈於實施例4中所得到之濾材元件的集塵評估〉

將前述所得到之濾材元件安裝於第3圖所示之集塵裝置，以分析過濾時於集塵層內之粉塵的侵入量。

從進料口2導入AGC公司製的球狀二氧化矽「Sunsphere H-31」(平均粒徑：3.7μm)作為實驗集塵粉，在過濾風速6m/min.(處理風量30L/min)、粉塵進料濃度10g/m³的條件下進行5分鐘的集塵負荷確認試驗。於集塵負荷確認試驗中，對通過濾材元件並穿透至清淨空氣側成為侵入粉之粉體的量進行評估。

該集塵負荷確認試驗的結果如表7(集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果)所示。於實施例4之二氧化矽微粒的濾材元件中，於5分鐘的集塵負荷確認 試驗中幾乎未觀察到侵入粉，相對於此，於比較例1之PTFE粒子的濾材元件中觀察到明顯的侵入粉。此咸認是因為表面的平滑性與比較例1相比得到提升而改善附著於前述濾材元件的表面之集塵粉的掃落性，或是伴隨於此使連接於濾材元件材料之微粉的流路減少之緣故。從以上的結果來看，可得知本發明之集塵層與先前者相比不易阻塞。

表7實施例4中之集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果

實施例5

〈於球狀二氧化矽分散後添加鹽酸多巴胺所調製之塗佈液的塗佈例2〉

藉由表8的調配量來得到分散有球狀二氧化矽「Sunsphere H-31」(平均粒徑：3.7μm)之均一的漿液，並將鹽酸多巴胺添加於此漿液而調製塗佈液。

表8

使前述所調製之塗佈液附著於濾材元件材料上，並使用形狀符合濾材元件材料的層狀結構凹凸之橡膠製刮刀予以塗佈，然後進行乾燥而形成粉塵捕集層，而得到塗佈有本發明之塗佈液之濾材元件。

〈於實施例5中所得到之濾材元件的集塵評估〉

將前述所得到之濾材元件安裝於第3圖所示之集塵裝置，以分析過濾時於集塵層內之粉塵的侵入量。

從進料口2導入日鐵礦業井倉礦業所製的「排煙脫硫用碳酸鈣」(平均粒徑：12.0μm)作為實驗集塵粉，在過濾風速6m/min.(處理風量30L/min)、粉塵進料濃度10g/m³的條件下進行5分鐘的集塵負荷確認試驗。於集塵負荷確認試驗中，對通過濾材元件並穿透至清淨空氣側成為侵入粉之粉體的量進行評估。

該集塵負荷確認試驗的結果如表9(集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果)所示。於實施例5之二氧化矽微粒的濾材元件中，於5分鐘的集塵負荷確認試驗中幾乎未觀察到侵入粉。此可咸認是因為表面的平滑性與比較例相比得到提升而改善附著於前述濾材元件的表面之集塵粉的掃落性，或是伴隨於此使遭捕集對象粉侵入之氣孔顯著地減少之緣故。從以上的結果來看，可得知本發明之集塵層與先前者相比不易阻塞。

表9實施例5中之集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果

實施例6

〈於使平均粒徑不同的球狀二氧化矽分散後添加鹽酸多巴胺所調製之塗佈液的塗佈例〉

藉由表10的調配量將三羥甲基胺基甲烷添加於自來水並溶解，於此溶液分散接著劑、以及預先混合之平均粒徑不同的2種球狀二氧化矽「Sunsphere H-31」(平均粒徑：3.7μm)及「Sunsphere H-201」(平均粒徑：23.1μm)而得到均一的漿液，並將鹽酸多巴胺添加於此漿液而調製塗佈液。此塗佈液係呈現觸變性。

混合2種球狀二氧化矽後之平均粒徑為23.07μm。平均粒徑係使用雷射繞射式粒度測定裝置的「HELOS(BR-multi)&RODOS」來進行測定。

表10

充分地攪拌前述所調製之塗佈液而使黏度降低後，使其附著於濾材元件材料上並使用形成符合濾材元件材料的層狀結構凹凸之橡膠製刮刀予以塗佈，然後進行乾燥而形成粉塵捕集層，而得到塗佈有本發明之塗佈液之濾材元件。

〈於實施例6中所得到之濾材元件的集塵評估〉

將前述所得到之濾材元件安裝於第3圖所示之集塵裝置，以分析過濾時於集塵層內之粉塵的侵入量。

從進料口2導入日鐵礦業井倉礦業所製的「排煙脫硫用碳酸鈣」(平均粒徑：12.0μm)作為實驗集塵粉，在過濾風速6m/min.(處理風量30L/min)、 粉塵進料濃度10g/m³的條件下進行5分鐘的集塵負荷確認試驗。於集塵負荷確認試驗中，對通過濾材元件並穿透至清淨空氣側成為浸入粉之粉體的量進行評估。

[比較例2]

〈所得到之濾材元件的集塵評估〉

將使用以與比較例1相同的配方所調製之塗佈液所製作之濾材元件安裝於第3圖所示之集塵裝置，以分析過濾時於集塵層內之粉塵的侵入量。

從進料口2導入日鐵礦業井倉礦業所製的「排煙脫硫用碳酸鈣」(平均粒徑：12.0μm)作為實驗集塵粉，在過濾風速6m/min.(處理風量30L/min)、粉塵進料濃度10g/m³的條件下進行5分鐘的集塵負荷確認試驗。於集塵負荷確認試驗中，對通過濾材元件並穿透至清淨空氣側成為侵入粉之粉體的量進行評估。

該集塵負荷確認試驗的結果如表11(集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果)所示。於實施例6之二氧化矽微粒的濾材元件中，於5分鐘的集塵負荷確認試驗中幾乎未觀察到侵入粉。此咸認是因為表面的平滑性與比較例2相比得到提升而改善附著於前述濾材元件的表面之集塵粉的掃落性，或是伴隨於此使遭捕集對象粉侵入之氣孔顯著地減少之緣故。從以上的結果來看，可得知本發明之集塵層與先前者相比不易阻塞。

表11實施例6及比較例2中之集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果

〈所得到之濾材元件粉塵捕集層強度的評估〉

參考JIS K 5600-5-4(鉛筆抗刮強度試驗)並藉由以下要領，對藉由實施例4、5及6所示之順序形成於濾材元件的表面之粉塵捕集層的強度進行測定。該粉塵捕集層之強度的評估結果如第6圖所示。此外，於第6圖中亦一併記載集塵負荷(侵入粉)確認試驗結果。

從第6圖中，可得知與藉由比較例所形成之粉塵捕集層相比，藉由實施例4所形成之粉塵捕集層的強度為強韌且幾乎未觀察到侵入粉。此外，可得知藉由實施例5及6所形成之粉塵捕集層的強度雖停留在6B，但幾乎未觀察到侵入粉。

〈鉛筆抗刮強度試驗的定義〉

相對於將依鉛筆硬度(pencil hardness)所規定之尺寸、形狀及硬度之鉛筆的筆芯緊壓於塗膜面並移動後所產生之刮痕或其他缺陷，塗膜之阻抗性。因鉛筆的筆芯所產生之塗膜面的缺陷存在有數種。

該缺陷係定義如下。

a)塑性變形(plastic deformation)：塗膜雖產生永久凹陷，但未凝聚破壞。

b)凝聚破壞(cohesive fracture)：於表面可用肉眼觀察到塗膜材質產生脫落之刮痕或破壞。

c)上述組合：於最終階段會同時產生所有缺陷。

〈鉛筆抗刮強度試驗方法〉

(1)試驗是在溫度23±2℃、相對濕度(50±5)%下進行。

(2)使用削鉛筆器，以使鉛筆的筆芯成為無刮傷之平滑的圓柱狀之方式小心地削除木頭部，使筆芯露出5至6mm。

(3)將鉛筆保持垂直，一面保持90°的角度一面將筆芯抵壓於研磨紙上並前後移動，必須使筆芯的前端成為平整。持續研磨直到在筆芯的角落部分無碎片或缺損而得到平滑且呈圓形之剖面為止。此操作是在每次使用鉛筆時重複進行。

(4)將塗板放置在平整且堅固的水平面。安裝鉛筆並在鉛筆的前端與塗膜相接時在試驗裝置呈水平之位置固定扣具。

(5)在鉛筆的前端插入於塗膜上後，立刻使裝置以0.5至1mm/s的速度從操作者遠離之方式至少按壓7mm的距離。

(6)以肉眼檢查塗面並以肉眼來調查上述所定義之壓痕(痕跡)的種類。使用柔軟的布或脫脂棉及非活性溶劑來拭除塗膜面之鉛筆芯的粉末，則會使破壞評估變得容易進行。

進行此操作時，須留意不要對試驗部位的硬度造成影響。

在未產生刮痕時，以不會重疊之方式，提高硬度標度並重複進行試驗(3)至(6)直到試驗部位產生至少長度3mm以上的刮痕為止。

在產生刮痕時，則降低硬度標度並重複進行試驗(3)至(6)直到不會產生刮痕為止。

對於上述所定義之缺陷判定其種類。將未產生刮痕之最硬的鉛筆的硬度稱為鉛筆硬度。

(7)進行2次試驗，若2次的結果產生一位數以上的差異時，則捨棄該結果並重新進行試驗。

[產業上之可應用性]

使本發明的技術之塗佈液乾燥固化而形成成型體者，其捕集性能、強度及接著強度優異且具有耐水性，即使彎曲至某種程度亦不易產生破損， 所以可製作成如濾材元件的樹脂燒結體般之成型體，且作為如Sinter Lamella Filter(註冊商標)般之現有的濾材的元件使用。

從此結果來看，不僅在將本發明的技術之塗佈液塗佈於由樹脂燒結體所構成之具有層狀結構之濾材元件材料，而於濾材元件表面形成粉塵捕集層之情形，以及使塗佈液乾燥固化而形成成型體後作為集塵濾材的元件使用之情形，即使在長時間將捕集對象粒子的平均粒徑為10μm以下之細微的粉體予以捕集之情形，亦可得到大幅地降低捕集對象粒子通過構成粉塵捕集層之微粒間的空隙而穿透至清淨空氣側之「穿透」，或是細微的粒子侵入於構成粉塵捕集層之微粒間的空隙之「阻塞」的產生次數之元件，而能夠令人期待有利於集塵機使用者之集塵機維護的效率化及生產性的提升。

Claims (3)

1. 一種集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液，係含有：球狀二氧化矽、鹽酸多巴胺以及接著劑，其中，塗佈液所含有之球狀二氧化矽的量為25wt%至35wt%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液，其中，粉粒體的平均粒徑(D50值)為0.1至30.0μm。
3. 一種集塵濾材之粉塵捕集層形成用塗佈液的製造方法，係包含下列步驟：將球狀二氧化矽及接著劑投入於緩衝液並攪拌(使其呈均一)後，添加鹽酸多巴胺，其中，球狀二氧化矽係以相對於塗佈液的全體成分成為25wt%至35wt%的範圍添加。

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