(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状又は液状の媒体から微細な塵粒子を分離するフィルターエレメントであって、超高分子量ポリエチレンを主体原料とする焼結して成形した多孔質基体の表面に、該多孔質基体の孔径よりも小さい孔径のポリエチレン製多孔質シート又はフィルムを加圧、加熱により積層融着してなるプラスチック製フィルターエレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラスチック製フィルターエレメントに係り、特に、ガス状又は液状の媒体から微細な塵粒子を分離する濾過装置に使用するプラスチック製フィルターエレメントに関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
従来、各種の媒体、特に空気中から微細な塵粒子を分離する濾過装置に組込み使用するフィルターエレメントとして、▲１▼織布、フェルト等の濾布表面に、フッ素樹脂製多孔質フィルムを貼り合わせたバッグフィルターが知られており、また、▲２▼プラスチック製の多孔質基体の表面気孔に、フッ素樹脂微粒子等の非粘着材を被着したフィルターエレメントが知られており、更には▲３▼フッ素樹脂製多孔質基体の表面を１枚以上のフッ素樹脂製多孔質シート又はフィルムで覆ったフィルターエレメント等も知られている。
【０００３】
しかしながら、上記▲１▼のバッグフィルターは、表面気孔が微小且つ均一なので表面捕集が優れ、また、表面が非粘着性の良い材料で構成されているので、捕集粉塵の払い落しが容易であるが、反面、このバッグフィルターは自立性を具えていないので、これを支えるリテーナが必要である。  また、捕集粉塵を払い落すためにこのバッグフィルターに逆圧を繰返しかけることにより、リテーナとの間で摩擦を引き起してバッグフィルターが裂け、フィルターとして使用できなくなると云う問題がある。
【０００４】
また、上記▲２▼のフィルターエレメントは、自立性を有するためリテーナは不要であるが、フッ素樹脂微粒子等の非粘着材をプラスチック製の多孔質基体の表面気孔に塗布、充填することにより、粉塵を表面で効率的に捕集したり、捕集粉塵の払い落し性の向上を図るものであるので、非粘着材を均一に塗布、充填する必要がある。  しかし、この非粘着材を多孔質基体の表面気孔に均一に塗布、充填することは困難であって不均一になり易く、結果的にフィルターエレメントとしての性能が不均一と云うことになる。
また、プラスチック製の多孔質基体とフッ素樹脂微粒子とは接着し難いため、濾過使用中にフッ素樹脂微粒子が脱落して所定の性能維持が困難となったり、捕集した製品粉体内へ混入する云わゆるコンタミが起き易いと云う問題がある。
【０００５】
更に、上記▲３▼のフィルターエレメントは、シート又はフィルムがその端部でのみ融着等の手段により基体に支持されているので、捕集粉塵を払い落すために多孔質基体に繰返し逆圧をかける際に、シート又はフィルムが疲労で裂けフィルターとして使用不能となる等の問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、その要旨は、ガス状又は液状の媒体から微細な塵粒子を分離するフィルターエレメントであって、超高分子量ポリエチレンを主体原料とする焼結して成形した多孔質基体の表面に、該多孔質基体の孔径よりも小さい孔径のポリエチレン製多孔質シート又はフィルムを加圧、加熱により積層融着してなるプラスチック製フィルターエレメントである。
【０００７】
本発明のフィルターエレメントは、超高分子量ポリエチレンを主体原料とする焼結して成形した多孔質基体の表面に、ポリエチレン製多孔質シート又はフィルムを加圧、加熱により積層融着した二層構造体からなるものであり、上記多孔質基体は、フィルターエレメント全体に自立性を賦与する骨格部分であって、フィルターエレメント全体の濾過抵抗を低くするために、その孔径は限りなく大きく形成してある。
【０００８】
一方、ポリエチレン製多孔質シート又はフィルムは粉塵の捕集を行なう部分であって、フィルターエレメントの表面気孔を微小且つ均一に形成してあるので、本発明は自立性を具備し、表面捕集された粉塵の払い落しが容易であると共に、濾過抵抗が必要最低限に抑えられ濾過性能が改良されたものである。
【０００９】
本発明を構成する多孔質基体は、超高分子量ポリエチレンを主体とする粉末原料を加熱、焼結して成形したものであって、自立性を保持するのに必要にして充分な機械的強度を有し、通常、その孔径は１０〜３００μｍであり、その肉厚は１〜１０ｍｍである。そして、通常は中空状の円筒体であるが中空角筒体や板状であってもよい。
【００１０】
上記多孔質基体に加圧、加熱により積層融着するポリエチレン製多孔質シート又はフィルムは、直径略０．１〜１μｍも均一多孔を有するものであって、捕集する粉塵の粒径に応じた孔径を有し、厚み５０〜１００μｍのシート又はフィルムを選択使用し、その材質は通常の分子量のポリエチレンや超高分子量ポリエチレンが挙げられるが、非粘着性のより良いものを選択すれば捕集粉塵の払い落しが容易となり好ましい。
【００１１】
多孔質基体にポリエチレン製多孔質シート又はフィルムを積層融着するには、シート又はフィルムを多孔質基体に重ね合わせ、その全体又は片側を金型、プレス、ロール、又は圧力調整した加熱炉等を用いて加圧、加熱することにより容易に行なうことができるが、この加圧、加熱を多孔質基体の成形と同時に行なうこともできる。
【００１２】
以上の如く、超高分子量ポリエチレンを主体とする原料で構成された多孔質基体に、ポリエチレン製多孔質シート又はフィルムを加圧、加熱により積層融着することにより、濾過抵抗が少なく、リテーナが不要で、表面捕集性能に優れ、且つ捕集粉塵の払い落しが容易なフィルターエレメントが得られ、しかもシート又はフィルムが多孔質基体に強固に支持されるため長期間に亘る耐久性能に優れている。
【００１３】
【実施例１】
超高分子量ポリエチレン粉末を外型と内型で構成された二重筒成形型の間隙に充填して、２００℃に温調した加熱炉内で４０分間加熱した後、成形品を内型ごと外型より取出し、外径５０ｍｍ、肉厚３ｍｍ、平均孔径６０μｍの多孔を有する中空円筒形状の多孔質基体を得た。
次に、この基体表面に、孔径１μｍの多孔を有する厚み１００μｍの超高分子量ポリエチレン製多孔質フィルムを重ね、これらの外側を内径５０ｍｍの半割状の筒形外型で覆って加圧した。  そして、２００℃に温調した加熱炉内で２０分間加熱した後、半割状外型および内型より取出して、超高分子量ポリエチレン製多孔質基体の表面に、超高分子量ポリエチレン製多孔質フィルムを融着したフィルターエレメントを得た。
【００１４】
【実施例２】
超高分子量ポリエチレン粉末と低密度ポリエチレン粉末とを９０：１０の比率で混合したものを、外型と内型で構成された二重筒成形型の間隙に充填して、２００℃に温調した加熱炉内で４０分間加熱した後、成形品を内型ごと外型より取出し、外径５０ｍｍ、肉厚３ｍｍ、平均孔径６０μｍの多孔を有する中空円筒形状の多孔質基体を得た。
次に、この基体表面に、孔径１μｍの多孔を有する厚み１００μｍの超高分子量ポリエチレン製多孔質フィルムを重ね、これらの外側を内径５０ｍｍの半割状の筒形外型で覆って加圧した。  そして、２００℃に温調した加熱炉内で２０分間加熱した後、半割状外型および内型より取出して、ポリエチレン主体の多孔質基体の表面に超高分子量ポリエチレン製多孔質フィルムを融着したフィルターエレメントを得た。
【００１６】
【実施例３】
雌金型の内底面に超高分子量ポリエチレン製フィルム（孔径１μｍ、厚み１００μｍ）を敷き、その上に超高分子量ポリエチレン粉末を充填した後雄金型を載せた。
次に、金型を２００℃に加熱しつつプレス機により所定の条件で加圧した後、金型から取出し、５００ｍｍ角、肉厚３ｍｍの超高分子量ポリエチレン製の平板状多孔質基体に、超高分子量ポリエチレン製多孔質フィルムを融着したフィルターエレメントを得た。
【００１７】
【比較例１】
超高分子量ポリエチレン粉末を外型と内型で構成された二重筒成形型の間隙に充填して、２００℃に温調した加熱炉内で６０分間加熱した後、成形品を外型及び内型より取出し、外径５０ｍｍ、肉厚３ｍｍ、平均孔径６０μｍの多孔を有する中空円筒形状の多孔質基体を得た。
次に、この基体外表面の気孔に、粒径１０μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子をバインダーと共に塗装、充填して、従来のフィルターエレメントを得た。
【００１８】
【比較例２】
実施例１で用いたものより微小な超高分子量ポリエチレン粉末を外型と内型で構成された二重筒成形型の間隙に充填して、２００℃に温調した加熱炉内で６０分間加熱した後、成形品を外型及び内型より取出し、外径５０ｍｍ、肉厚３ｍｍ、平均孔径１０μｍの多孔を有するフィルターエレメントを得た。
【００１９】
上記実施例１〜４及び比較例１〜２で得た試料について、下記表１に特性（非粘着材の脱落状態、圧力損失）を表示する。
【００２０】
【表１】
0003547187.tif 000002
【００２１】
上記表１の如く、比較例１のＰＴＦＥ微粒子の脱落は見られたが、本発明の実施例１〜３では、払い落しによる多孔質基体からのフィルムの脱落、剥離は起らず、また、実施例は何れも比較例に比較して圧力損失が少なかった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上記構成よりなるので下記効果を奏する。
即ち、本発明のフィルターエレメントは、濾過抵抗が少なく、自立性が優れているのでリテーナが不要であり、表面捕集性能に優れていると共に、捕集粉塵の払い落しが容易であり、しかもシート又はフィルムが多孔質基体に強固に支持されるため長期間に亘る耐久性能に優れている。