(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂粒子を焼結して得られた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムの加硫物の多孔性表層を形成したことを特徴とするフィルタエレメント。
【請求項２】
多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフッ素樹脂よりなることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
【請求項３】
多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
【請求項４】
多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物、フッ素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
【請求項５】
予め樹脂粒子を焼結して得られた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムとフッ素ゴムの加硫剤とを懸濁した懸濁液を塗布及び乾燥して多孔性表層を形成することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。
【請求項６】
懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフッ素樹脂よりなることを特徴とする請求項５記載のフィルタエレメントの製造方法。
【請求項７】
懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする請求項５記載のフィルタエレメントの製造方法。
【請求項８】
懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤、フッ素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする請求項５記載のフィルタエレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含塵ガスから粒子を分離捕集する集塵機、例えば工場における製品捕集や環境保全のための集塵機中に組み込むフィルタエレメントに係るものであり、特に、低い通気圧力損失と高い集塵効率の両機能を具備すると共に、帯電防止機能及びフィルタエレメント表面に堆積した粉塵を払い落とす際に粉塵剥離性が良好なフィルタエレメント及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
従来、工場等において発生する粉体や塵を捕集することを目的として、合成樹脂粉体を焼結して空隙を成形することにより連通多孔質化したフィルタエレメントが用いられている。
【０００３】
フィルタエレメントが有する粉塵濾過性能は、多孔質体の空隙の孔径の大きさに依存するが、この空隙の孔径の大きさは原料となる樹脂粉体の粒子径の大きさによって異なる。
例えば、樹脂粉体の粒子径が大きいものを原料として用いて焼結成形したフィルタエレメントであると、空隙の孔径が大きくなり、したがって粒子径の大きい粉体は濾過されるが、しかし粒子径の小さい粉体は素通りして濾過できず、集塵効率の低いフィルタとなる。
【０００４】
一方、樹脂粉体の粒子径が小さいものを原料として用いて焼結成形したフィルタエレメントであると、空隙の孔径が小さくなり、したがって粒子径の小さい粉体も濾過されるが、しかし高圧力損失のフィルタとなる。
また、樹脂粉体の粒子径を小さい原料を使用して、圧力損失を低く押さえようとすると、フィルタエレメントの肉厚を薄くする必要があり、これによってフィルタエレメントの強度が低下して実用性に欠ける。
さらに、一般的に市販されているペレットや粉末体を粉砕してフィルタエレメントの原料を得る場合には、粒子径の小さい粉体を得ることが難しい。
【０００５】
上述の従来焼結成形法によるフィルタエレメントの製造方法では、フィルタエレメントを構成する多孔質体の空隙の孔径を最適にして、低い圧力損失でかつ高い集塵効率の両機能を満足するフィルタエレメントを製造するのは技術的に難しかった。
【０００６】
また、別の問題としてフィルタエレメントは、粉塵間で生じる帯電が原因で粉塵爆発が起こる可能性があり、これを防止するためにフィルタエレメントの表面に帯電防止性が付与されることも多い。
更に、フィルタエレメントの表面に堆積した粉塵は、適宜行われる逆洗パルスによって払い落とされるが、剥離性を良くするためにもフィルタエレメントに帯電防止性や非粘着性が要求される場合が多い。
【０００７】
従来、フィルタエレメントの表面に帯電防止性を付与する方法としては、例えば、予め樹脂粉体にカーボンや金属等の導電性粉体を混合し、その後この混合物を焼結成形してフィルタエレメントを製造する方法、或いは、予め樹脂粉体とカーボンや金属等の導電性粉体を溶融混練し、導電性物質を分散させた樹脂を製造し、次いで当該樹脂を粉砕して粉砕物とした後、これを焼結成形してフィルタエレメントを製造する方法等が採用されている。
【０００８】
しかしながら、帯電防止性付与を目的とした上記の前者方法では、焼結樹脂粉体から導電性物質の脱落が起きたり、焼結樹脂粉体間に存在する導電性物質が当該焼結樹脂粉体同士の接触を弱めるので、フィルタエレメントの機械的強度を極端に低下させるという問題があった。
また、帯電防止性付与を目的とした上記の後者方法においても、焼結樹脂粉体中に存在する導電性物質が当該焼結樹脂粉体同士の接触を弱めるので、フィルタエレメントの機械的強度を極端に低下させるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決する手段】
本発明は、上記の諸問題を解決した低圧力損失で高い集塵効率を有し、かつ帯電防止機能と非粘着性をも有するフィルタエレメント及びその製造方法を提供しようとするもので、その要旨は、１）樹脂粒子を焼結して得られた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムの加硫物の多孔性表層を形成したことを特徴とするフィルタエレメントである。
２）多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフッ素樹脂よりなることを特徴とする上記１）のフィルタエレメントである。
３）多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物とフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする上記１）のフィルタエレメントである。
４）多孔性表層が、フッ素ゴムの加硫物、フッ素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする上記１）のフィルタエレメントである。
５）予め樹脂粒子を焼結して得られた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムとフッ素ゴムの加硫剤とを懸濁した懸濁液を塗布及び乾燥して多孔性表層を形成することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。
６）懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフッ素樹脂よりなることを特徴とする上記５）のフィルタエレメントの製造方法である。
７）懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする上記５）のフィルタエレメントの製造方法である。
８）懸濁液が、フッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤、フッ素樹脂及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質よりなることを特徴とする上記５）のフィルタエレメントの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて実施の形態を説明する。
図１は、本発明のフィルタエレメントの一例を示す模式的な部分断面図である。
図１において、１は樹脂粒子、１１は空隙の孔径、２はフッ素の加硫物質よりなる多孔性表層、２１は多孔性表層の孔径、３はフッ素樹脂及び４は導電性物質である。
【００１１】
本発明において、フィルタエレメントを製造するたの焼結樹脂原料としては、樹脂の平均粒子径が５０〜６００μｍのポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリカーボネート等の樹脂粒子１が好適に使用できる。
上記樹脂原料を焼結して得られた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴムの加硫物の多孔性表層２を形成することにより、当該フィルタエレメンに形成された空隙の孔径１１を狭めることができ、これによってフィルタエレメントの粉塵濾過効率を制御することができる。
上記多孔性表層２が、フッ素ゴムの加硫物とフッ素樹脂３とを含有した原料で形成することにより、粉塵濾過効率が制御され、かつフィルタエレメント表面に非粘着性を付与されたフィルタエレメントを得ることができる。
これら多孔性表層２の原料は、フッ素ゴムとフッ素ゴムの加硫剤とを水に分散させたエマルジョン、又はフッ素ゴム、フッ素ゴムの加硫剤及びフッ素樹脂の三者を水に分散させたエマルジョンの状態で使用するとよい。
【００１２】
上記多孔性表層２が、フッ素ゴムの加硫物とフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質４を含有した原料で形成することにより、粉塵濾過効率が制御され、かつ粉塵爆発の危険性が極めて小さいフィルタエレメントを得ることができる。
上記多孔性表層２が、フッ素ゴムの加硫物、フッ素樹脂３及びフィルタエレメントの表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるような導電性物質４を含有した原料で形成することにより、粉塵濾過効率が制御され、フィルタエレメント表面に非粘着性を付与され、かつ粉塵爆発の危険性が極めて小さいフィルタエレメントを得ることができる。
これらのフッ素樹脂３及び導電性物質４は、図１に示すように多孔性表層２に含有されて空隙の孔径１１を、多孔性表層の孔径２１まで狭めることにより集塵効率を向上することができる。
【００１３】
また、多孔性表層２に上記数値の導電性をもたせるために上記エマルジョン液に添加する物質としては、カーボンブラックや導電性ウィスカの粉体を用いることが望ましく、少量の界面活性剤によってこれらの導電性物質４を分散化したエマルジョンとすることが望ましい。
表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑを超えると、粉塵が帯電して付着が起こりやすくなって堆積が早まると共に濾過方向と逆向きにパルスエアーを送る逆洗による払い落しがしにくくなる。
さらに、１０10Ω／ｓｑ以下にすることによって、表面に付着する粉塵間の帯電量を減らして、粉塵爆発の危険が無くなる。
【００１４】
本発明のフィルタエレメントの製造方法としては、予め樹脂粒子１を焼結成形して得られた空隙を有するフィルタエレメントの表面に、フッ素ゴム及びフッ素ゴムの加硫剤を懸濁した懸濁液を塗布するか、必要に応じて、この懸濁液にフッ素樹脂３や表面電気抵抗率が１０10Ω／ｓｑ以下となるように導電性物質４を分散させたエマルジョン液を塗布し、これを乾燥して多孔性表層２を形成するフィルタエレメントの製造工程を行えばよい。
このようにして得られた加硫されたフッ素ゴムの多孔性表層２は、フィルタエレメント側が架橋によるゴム成分が多くて付着力に優れると共に表面側がフッ素分が多くて払い落とし性が優れている。
【００１５】
【実施例】
以下本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明において、フィルタエレメントの焼結した樹脂粒子１の空隙の孔径１１は、フィルタエレメントの表面を目盛り付の顕微鏡で観察し、表面に明確に表れた空隙の孔径を測定し、１平方センチあたりの平均値を算出したものである。
先ず、平均粒子径が２００μｍの超高分子量ポリエチレンを焼結して、平均空隙の孔径１１が５０μｍ、厚さが２．５ｍｍの空隙を有する樹脂焼結体であるフィルタエレメント（Ｎｏ１）を成形した。
次いで、イオン交換水にフッ素樹脂３及びフッ素ゴムの加硫物を分散させたエマルジョンに、カーボンブラックを表１に示す質量比で分散させた液体を、前記の樹脂焼結体の表面に２９．０ｇ／ｍ2の液量で塗装した後、１５０℃で３０分間加熱して多孔性表層２有するフィルタエレメント（Ｎｏ２）を得た。
【００１６】
この多孔性表層２を有するフィルタエレメント（Ｎｏ２）と塗装前のフィルタエレメント（Ｎｏ１）の圧力損失測定、フィルタエレメント表面上の抵抗率測定、及び粉体捕集性能評価の試験結果を表２に示す。
表２より明らかなように、塗装前のフィルタエレメント（Ｎｏ１）については、平均粒子径が４．５μｍの炭酸カルシュウム粉体を用いて捕集性能試験において、フィルタエレメント中を粉体が素通りしフィルターとしての機能を十分には果たさなかった。
しかし、樹脂焼結体の表面に多孔性表層２を設けたフィルタエレメント（Ｎｏ２）は、粉体の捕集性能は良好であった。
また、多孔性表層を有するフィルタエレメント（２）の表面に堆積した粉塵を払い落とす際に行った逆洗パルスにおいて、当該表面からの粉塵剥離性は塗装前のフィルタエレメント（１）に比べて極めて良好であった。
【００１７】
【表１】
0003701569.tif 000002
【００１８】
【表２】
0003701569.tif 000003
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、極めて簡単に、低い集塵効率の多孔質フィルタエレメントを低い通気圧力損失状態で高い集塵効率を有する多孔質フィルタエレメントに変えることができると共に、帯電防止機能及び非粘着性も付与した多孔質フィルタエレメントを得ることができる。
更に、フィルタエレメントの表面に形成された多孔性表層に含まれる加硫フッ素は、引張り時の伸びが大きいので粉塵を払い落とす際に行なわれる逆洗パルスにおいて、フィルタエレメントの変形に多孔性表層が十分追従でき当該多孔性表層の表面にクラック等が発生する心配がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルタエレメントの一例を示す模式的な部分断面図。
【符号の説明】
１      樹脂粒子
１１    空隙の孔径
２      フッ素ゴムの加硫物よりなる多孔性表層
２１    多孔性表層の孔径
３      フッ素樹脂
４      導電性物質
【図１】
0003701569.tif 000004