(57)【要約】  ろ過設備における難燃性を改善する方法において、可燃性のエアロゾルを伴う空気流がフィルターに供給される。該フィルターは、エアロゾルの少なくとも本質的な部分が空気流に戻らないようにそれらを保持する。難燃剤は、多孔質の鉱物粒子を本質的な構成要素として有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過設備のための難燃剤であって、多孔質の鉱物粒子を必須成分として有する、該難燃剤。
【請求項２】
前記粒子が、８０％超、好ましくは９０％超の細孔容積を有することを特徴とする、請求項１に記載の難燃剤。
【請求項３】
前記粒子が、二酸化ケイ素を必須成分として含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の難燃剤。
【請求項４】
前記粒子が膨潤パーライトであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の難燃剤。
【請求項５】
ろ過設備における難燃性を向上させる方法において、燃焼性エアロゾルが装入された空気流がフィルターに供給され、その際、空気流からのエアロゾルの少なくとも実質的な部分がフィルターに残存する方法であって、粒子状難燃剤、好ましくは、請求項１〜４のいずれかに記載の難燃剤が、フィルターに供給された空気流に供給されることを特徴とする、上記の方法。
【請求項６】
前記難燃剤が、空気流への供給前に、又は空気流中で微細化されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記エアロゾルが、炭化水素、特に、油脂であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記空気流が、食品技術分野、食品もしくは化学品の、熱もしくは機械加工技術分野もしくは製造技術分野における排気流であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記フィルターが、ケークフィルター、クロスフローフィルター、又は深絞りフィルターであることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
前記空気流が、前記フィルターを通過する際に、少なくとも部分的に、フィルター媒体を貫通し、その際、該フィルター媒体は、好ましくは、ふるい、フェルト、繊維配向されたフリース、紡績フリース、からみ繊維フリース、補強材（Ｓｃｈｕｅｔｔｕｎｇ）、多孔質固形体、特に、焼結金属、糸巻きフィルター媒体、メンブレン、モノフィラメント織物又はマルチフィラメント織物であることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記難燃剤が、前記エアロゾルによって湿潤させることができ、好ましくは、前記エアロゾルは、前記難燃剤と９０°未満の接触角をなすことを特徴とする、請求項５〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記空気流が、成形プロセス（Ｕｒｆｏｒｍｆａｈｒｅｎ）、変形プロセス、離型プロセス、結合プロセス、コーティングプロセス、又は材料特性変性プロセスからなる処理加工範囲由来であることを特徴とする、請求項５〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過設備のための難燃剤並びにろ過設備における難燃性を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術及び産業の多くの分野で、エアロゾルを伴う排気流が発生している。その際、エアロゾルは、排気流中に混入した微細な固体又は流体の懸濁粒子であり、一般に、排気流から排除されなければならない。
【０００３】
空気流からエアロゾル粒子を分離するために、しばしばろ過設備が使用され、エアロゾル粒子はそこに保持される。エアロゾルはしばしば燃焼性であり、その大きい比表面積に起因して容易に燃焼するため、これらのろ過設備では、しばしば、火災や爆発、あるいはデフラグレーション（爆燃）を招く。一般に、そのような火災は、人々が気づくまでに非常に時間がかかり、エアロゾルの種類によっては消火が非常に困難な場合があるため、とりわけ、例えば、エアロゾル粒子として金属微粒子が存在し、それに応じて高い燃焼温度に達する場合には、この種の火災は、ろ過設備の大きな被害を伴う場合が多い。
【発明の概要】
【０００４】
それ故、本発明の課題は、ろ過設備のための難燃剤及びろ過設備における難燃性を向上させる方法を提供することに基づいており、これは、ろ過設備における火災及び／又は爆発の危険性を低減する。
【０００５】
上記の課題は、請求項１に記載のろ過設備のための難燃剤、並びに、請求項５に記載のろ過設備における難燃性を向上させる方法によって解決される。従属の請求項に記載の要件は、有利な実施形態に関する。
【０００６】
本発明によれば、燃焼性のエアロゾルを伴う空気流をフィルターに供給し、その際、該フィルターは、空気流からの少なくともエアロゾルの実質的な部分を留め、その際、フィルターに供給された空気流に粒状の難燃剤が供給される方法が提供される。そのために、粒状の難燃剤は空気流中で分散され、そして該粒子はエアロゾルと相互作用し、それにより、エアロゾルの潜在的な反応性の表面が減少し、そして、それによって発火の危険性が低減される。難燃剤は、それから、エアロゾルとともにフィルター中に堆積され、そうして堆積されたエアロゾルと一緒に廃棄又はさらなる処理加工に供給することができる。
【０００７】
それ故、本発明の難燃剤は、多孔質の鉱物粒子、好ましくは、粒子の破片形状の断片及び／又は小片形状の断片を必須成分として有する。多孔質であることによって粒子は大きい表面積を有し、これは、エアロゾルと相互作用することができるため、大量のエアロゾルと結合することができる。したがって、鉱物材料は燃えにくいという利点をもたらし、それ故、難燃剤の表面が新たな発火源となることはない。そのため、空気流中の難燃剤粒子によって、フィルター中での燃焼の危険性だけでなく、フィルターへの過程における空気流中のエアロゾルの燃焼の危険性もすでに低減される。
【０００８】
そのため、粒子は、好ましくは、８０％超の細孔容積、特に好ましくは９０％超の細孔容積を有する。その際、この細孔容積は、粒子全体の体積に対する粒子の粒の孔の体積の指数として定義される。そのような高い多効度の材料は、大きな表面積が得られるという利点を有する一方で、それらが小さい密度であることに起因して、空気流によって問題なく一緒に運ばれるため、望ましくない空気流からの分離を防ぐことができる。
【０００９】
有利には、粒子は、特に、６０〜８０重量％の濃度で二酸化ケイ素を必須成分として有する。この成分は、その反応不活性さに加えて衛生的かつ無害であり、そして実際上、お買い得な原材料として、実務上、制限されない量で入手可能である。好ましくは、粒子は、膨潤パーライト（Ｐｅｒｌｉｔｇｅｓｔｅｉｎ）からなる。天然に産出する安価な原材料として入手可能な天然のパーライトから、膨潤プロセスでの簡単な方法で膨潤したパーライトが得られる。このために、パーライトを、単に、それが粘性になるまで加熱することだけが必要である。というのも、天然に産出するパーライトは貯留水を含んでおり、この水が、上記のプロセスの時に蒸発して、高い多孔度の粒状材料が得られるからである。
【００１０】
好ましくは、難燃剤は、空気流に供給される前に、又は空気流中で粉砕される。難燃剤の粒子が小さい程、空気流によってより容易に運ぶことができ、そして、より良好に、孔中の表面へ到達可能である。一般に、難燃剤の利用可能な表面を増大させる。そのために、粉砕は、別個のプロセス工程の形態で、又は粒子相互の衝突、もしくは障害物、例えば、空気流が流れる管の壁との衝突の結果として生じさせることができる。
【００１１】
フィルターは、ケークフィルター、逆流フィルター（Ｑｕｅｒｓｔｒｏｍｆｉｌｔｅｒ）又はディープフィルター（Ｔｉｅｆｅｎｆｉｌｔｅｒ）であることができる。その際、ケークフィルターの場合、粒子は、フィルター媒体上に保持されてフィルターケークが形成される。ディープフィルターの場合、粒子はフィルター媒体自体で分離され、その後、粒子はフィルター中を通過する。また、逆流フィルターの場合、浅い角度でのフィルター媒体の流入によって、ケークの形成並びにフィルター媒体中への粒子の進入が回避される。それにより、フィルター媒体にわたる圧力損失を低減させることが可能となる。
【００１２】
フィルターのフィルター媒体は、フェルト、繊維配向されたフリース、紡績フリース、からみ繊維フリース、モノフィラメント織物又はマルチフィラメント織物であることができる。同様に、多孔質固形体、例えば、補強材（Ｓｃｈｕｅｔｔｕｎｇ）又は焼結金属をフィルターとして使用することもできる。同様に、メンブレン又は糸巻きフィルター媒体も考慮可能である。それ故、本発明の方法及び／又は本発明の難燃剤の利点とは、通常、追加の防火剤によって、フィルター媒体に対する要求を高める必要はないという点である。むしろ、多くの場合、特に、ケーク形成フィルターの場合、難燃剤の粒子は、フィルターケークの貫流可能性に対して好ましく作用するか、又はケークを形成しないろ過プロセスの場合に、フィルター媒体の付着及びクロッギングを防ぐか又は少なくとも妨げることが期待される。後者の利点は、特に、エアロゾルが炭化水素、特に、油又は油脂である場合に効力を発揮する。
【００１３】
難燃剤は、例えば、次の産業で使用されているものであることができる：木材及び木材ベース材料の加工、紙加工及び印刷、プラスチック加工、テキスタイル加工、皮革加工、ゴム加工、金属プロセス、空気輸送技術、自動車技術及び付属品技術、金属加工、レーザー技術、化学品、薬剤（薬局）、廃棄及び利用。これらの産業においてはしばしば、固体又は液体のエアロゾルを伴う汚れた空気流が生じ、その場合、難燃剤を非常に有効に使用することができる。
【００１４】
一般に、エアロゾルを伴う汚れた空気流の全ては、難燃剤の使用に関して問題を有する。ただし、特に有利な使用分野は、食品技術、食品加工技術、化学品、熱加工技術又は機械加工技術、並びに製造技術の分野における汚れた空気流であることが判明している。特に、これらの技術分野で生じるエアロゾルを伴う汚れた空気流は、しばしば、油、油脂又はその他の炭化水素を含有しているため、容易に燃焼可能であるが、本発明の難燃剤と良好に結合させることができる。そのため、難燃剤が、エアロゾルによって湿潤化可能である場合、好ましくは、エアロゾルが難燃剤と形成する接触角は＜９０°であることもまた有利である。このことにより、エアロゾルは難燃剤に非常に良好に付着し、かつ、その粒子の孔中へ迅速に取り込まれ、及び／又は粒子のフラグメントに良好に付着され、それによって、エアロゾル粒子の空気流に隣接した表面積を元来のフラグメントの場合に対して、減少させることができる。
【００１５】
本発明の難燃性を向上させる方法が特に適した、エアロゾルを伴う汚れた空気流が付随的に発生する製造技術の分野からの方法の例は、例えば、無定形材料からワークピースを製造する成形プロセス（Ｕｒｆｏｒｍｖｅｒｆａｈｒｅｎ）、つまり、鋳造又は焼結である。その際、とりわけ製造時に蒸発する助剤がエアロゾルとして存在する。しかし、ＤＩＮ  ８５８３に従う、鍛造、圧延、押出、深絞り、圧縮変形法のような成形プロセス（Ｕｍｆｏｒｍｖｅｒｆａｈｒｅｎ）、ＤＩＮ  ８５８４に従う深絞りプロセス、ＤＩＮ  ８５８５に従う延伸成形プロセス（Ｚｕｇｕｍｆｏｒｍｖｅｒｆａｈｒｅｎ）、ＤＩＮ  ８５６５に従う曲げ成形法（Ｂｉｅｇｅｕｍｆｏｒｍｖｅｒｆａｈｒｅｎ）、及びＤＩＮ  ８５８７に従うせん断成形プロセスもまた、例えば、剥離剤の使用に起因する、エアロゾル伴う汚れた空気流を意味する場合があり、それらの場合においても、本発明を有利に用いることができる。
【００１６】
さらに、分離プロセス、特に、例えば、掘削、フライスプロセス、ターニングプロセス（Ｄｒｅｈｅｎ）、製材プロセス（Ｓａｅｇｅｎ）、粉砕プロセス、ホーニングプロセス又はラッピングプロセス並びに結合技術のプロセスのような、幾何学的に画定されるか又は画定されない端部による加工プロセス、特に、溶接又はろう付け、全コーティングプロセス並びに材料特性を変化させるプロセス、例えば、硬化、焼き鈍し（Ｇｌｕｅｈｅｎ）、焼き戻し（Ａｎｌａｓｓｅｎ）、老化、汚れた空気流の補償源などの場合にも、本発明の難燃性を向上させる方法はとりわけ有利である。というのも、一般に、炭化水素を含有する、製造プロセス時に蒸発する助剤も、金属粒子も、汚れた空気流中に存在しており、そのため、有効な難燃剤に対する非常に高い要求が存在するからである。
【００１７】
以下で、本発明を図１〜図５に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明による方法の一例の、図式的なプロセスフロー図である。
【図２】図２は、本発明による難燃剤の表面を概略的に示す図である。
【図３】図３は、本発明による難燃剤の個々の粒子であって、該粒子の開放孔表面構造を示す図である。
【図４】図４は、例示的な本発明の難燃剤の個々の粒子の表面構造の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】図５は、例示的な本発明の難燃剤の個々の粒子の開放孔表面構造の走査型電子顕微鏡写真である。
【発明の実施形態】
【００１９】
エアロゾルを伴う汚れた空気流を用いた例示的な方法を、例示的プロセス及び／又は製造加工デバイス（Ｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）１において構成する。固形材料のためのアロケータ（Ｚｕｔｅｉｌｅｒ）２によって、例示的な本発明の難燃剤を汚れた空気流に添加し、そして、フィルター３中にエアロゾルと一緒に堆積される。この例示的な方法の際、汚れた空気流は、ブロワー４によって促進され、このブロワーは、示す例中、フィルターの下流に有利に配置される。そのようにして浄化された汚れた空気流は、例えば、浄化空気アウトレット５を介して放出することができる。アロケータ１の場合、例えば、任意のインジェクターであることができ、難燃剤を汚れた空気流中へ噴射することができる。
【００２０】
例示的な難燃剤は、膨潤パーライトである。膨潤プロセスによって、パーライトは２０°において７０±２０ｋｇ／ｍ３のバルク密度を有する。その際、パーライトの粒子の内部は、開放孔構造による高い多孔度を有し、その際、表面における孔の開放部の直径は、５〜４０μｍの尺度範囲内である。孔は円形形状ではないため、ここでの直径は、相当直径、つまり、円形形状の場合の同じ大きさの孔の直径を有することを意味する。大きさとしては、ここでは、孔開放部の粒子表面に対する横断面積が割り当てられる。というのも、そのような開放部の大きさは、エアロゾルが多孔質粉砕粒子中へ侵入にするのを可能にする大きさだからである。
【００２１】
例示する有利な場合、孔の間のセル壁は、高い多孔度に起因して約１μｍの尺度範囲の壁厚を有する。これらの、硬質でかつ脆性の材料からなる非常に薄いセル壁は容易に壊れやすいため、図４及び、特に、図５において十分にわかる様に、粒子が、特に、例えば、微小な油滴が付着した表面に良好に付着したまま、壊れたセル壁フラグメントが多数存在しており、それらのフラグメントを燃焼を防ぐ層で覆うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月8日(2014.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過設備における難燃性を向上させる方法において、燃焼性エアロゾルが装入された空気流がフィルターに供給され、その際、空気流からのエアロゾルの少なくとも実質的な部分がフィルターに残存する方法であって、多孔質の鉱物粒子を必須成分として有する粒子状難燃剤が、フィルターに供給された空気流に供給されることを特徴とする、上記の方法。
【請求項２】
前記粒子が、膨潤パーライトであることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項３】
前記難燃剤が、空気流への供給前に、又は空気流中で微細化されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項４】
前記エアロゾルが、炭化水素、特に、油脂であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記空気流が、食品技術分野、食品もしくは化学品の、熱もしくは機械加工技術分野もしくは製造技術分野における排気流であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記フィルターが、ケークフィルター、クロスフローフィルター、又は深絞りフィルターであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
前記空気流が、前記フィルターを通過する際に、少なくとも部分的に、フィルター媒体を貫通し、その際、該フィルター媒体は、好ましくは、ふるい、フェルト、繊維配向されたフリース、紡績フリース、からみ繊維フリース、補強材（Ｓｃｈｕｅｔｔｕｎｇ）、多孔質固形体、特に、焼結金属、糸巻きフィルター媒体、メンブレン、モノフィラメント織物又はマルチフィラメント織物であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
ろ過設備における難燃性を向上させる方法において、燃焼性エアロゾルが装入された空気流がフィルターに供給され、その際、空気流からのエアロゾルの少なくとも実質的な部分がフィルターに残存する方法であって、
特に、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法によって、多孔質の鉱物粒子を必須成分として有する粒子状難燃剤が、フィルターに供給された空気流に供給される方法であって、
前記難燃剤が、前記エアロゾルによって湿潤させることができ、好ましくは、前記エアロゾルは、前記難燃剤と９０°未満の接触角をなすことを特徴とする、上記の方法。
【請求項９】
ろ過設備における難燃性を向上させる方法において、燃焼性エアロゾルが装入された空気流がフィルターに供給され、その際、空気流からのエアロゾルの少なくとも実質的な部分がフィルターに残存する方法であって、
特に、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法によって、多孔質の鉱物粒子を必須成分として有する粒子状難燃剤が、フィルターに供給された空気流に供給される方法であって、
前記空気流が、成形技術（Ｕｒｆｏｒｍｆａｈｒｅｎ）、変形技術、離型技術、結合技術、コーティング技術、又は材料特性変性技術からなる処理加工範囲由来であることを特徴とする、上記の方法。
【国際調査報告】
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