(57)【要約】粒子が分散されているガス状の媒体から望ましくない粒子を分離する方法。粒子およびガス状の媒体を、グリセリド、脂肪酸、アルケン、およびアルキンからなる群から選択されるオイル成分と、メタクリル酸、またはアクリル酸ポリマー成分との均質な熱的反応生成物を含んでなる吸着組成物が注入されている流体透過性ろ過媒体を経由して通過させる。それによってその粒子が、媒体に固定される。ろ過媒体を経由して通過してきた精製されたガス状の媒体は、集められて、利用または排出点まで流れる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子が分散されているガス状の媒体から望ましくない粒子を分離する方法において、
前記ガス状の媒体および粒子を、前記媒体でその場で硬化された吸着組成物で処理された流体透過性ろ過媒体を経由して通過させるステップであって、前記組成物が、グリセリド、脂肪酸、アルケン、およびアルキンよりなる群から選択されるオイル成分と、メタクリル酸、またはアクリル酸ポリマー成分との均質な熱的反応生成物を含んでなり、それによって前記粒子が前記媒体に固定されるステップと、
前記ろ過媒体を経由して排出または利用点まで通過してきた前記精製されたガス状の媒体を流すステップと、
を含んでなる方法。
【請求項２】
前記粒子が、前記ガス状の媒体に懸濁されて、エアロゾルを形成し、前記エアロゾルを、前記ろ過媒体を経由して通過させて前記粒子を分離する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吸着組成物が、前記ろ過媒体の表面に適用され、かつ、前記ろ過媒体の表面を改質した、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス状の媒体が、空気である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス状の媒体が、空気である、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記粒子が、液滴である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記エアロゾル粒子が、液滴である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記粒子が、固体を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エアロゾル粒子が、固体を含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記エアロゾル粒子が、直径１００μｍ未満である、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記エアロゾル粒子が、液体中で被覆された、または包まれた固体粒子を含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記粒子のうちの少なくとも４０重量％が、直径０．２μｍ未満である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ろ過媒体が、不織ポリプロピレンを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ろ過媒体が、繊維状のポリエステル・セルロースを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ろ過媒体が、ポリエチレンを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ろ過媒体が、ガラス繊維を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ろ過媒体が、粒状の活性炭を含浸された多孔性の媒体を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ろ過媒体は、鉱物微粒子を含浸された多孔性の媒体を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記鉱物微粒子が、パーライトを含んでなる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記鉱物微粒子が、バーミキュライトを含んでなる、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００２年４月１８日出願の米国仮出願第６０／３７３，６６６号、および２００３年３月２７日出願の米国仮出願第６０／４５７，９５７号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に汚染ミストおよび微粒子を、かかる物質が分散しているガスから除去する装置および方法に関し、より詳しくはオイルミストおよび他の有機蒸気ミスト、並びに他の固体および液体粒子を、それらが分散している気流から、および／または、それらがエアロゾルを形成している気流から除去するろ過デバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
オイルミストおよび有機蒸気ミストは、一旦空中浮遊すると、捕集するのが非常に難しい。用語「ミスト」は、ガス（一般に空気）中で、周囲条件の下で真の浮遊を形成するのに十分に小さい液滴の分散、並びにかかるサイズより大きい液滴の分散を意味する。多くの工業操作は、かかるオイルミスト、空中浮遊炭化水素ミスト、および揮発性有機化合物（ＶＯＣミスト）を発生させ、有害かつ費用のかかる汚染をもたらす。かかる汚染は、屋内／屋外の空気品質に影響を及ぼして、臭気問題を生み出し、ＨＶＡＣ／熱交換器汚れを発生させ、屋根の総汚染を引き起こし、有害な雨水流出および地下水汚染を発生させることがある。これらの問題を経験する設備は、金属加工作業（機械加工および工具細工）、表面被覆作業（溶媒ベースの工業塗装）、自動製造作業、並びに、オイル精製および化学製品製造作業を含む。同様に、ビルディング、またはさらには海洋船のＨＶＡＣシステムに付随する圧縮機などは、しばしば油性のミストを、ＨＶＡＣシステムおよび最終的に周囲環境に持ち出す。
【０００４】
上述のタイプの液滴に加えて、空気などのガスに分散した固体粒子は、汚染の一因となり、しばしば除去するように努めさせられる、さらに一般的な汚染物を意味する。かかる固体粒子は、しばしば分離した液滴または粒子と一緒に存在する。他の場合には、液体および固体粒子は、固体粒子が液体に包まれた、または被覆された、一緒になった存在物として存在することがある。
【０００５】
より一般的な懸念が生まれており、その一つが複合廃ガス流のろ過に関係する。複合廃ガス流では、オイルミストおよび懸濁固体粒子が、真のエアロゾルとして、または真のエアロゾルと共に、および、ファン・デル・ワールス（ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ）親和力の強さを低減する、静電気散逸性および／または中性にされた懸濁微粒子物質の存在下で、同時に存在する。通常の吸着剤およびろ過媒体は、期待されるように性能を発揮するためには、この種のファン・デル・ワールス力、および他のいわゆる弱い分子相互作用に大いに依存する。
【０００６】
低濃度の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）ミスト、炭化水素および／または油蒸気ミストで汚染された空気流れの従来の処理方法は、費用がかかり、複雑であり、かつ操作するのが難しい。いまだに多くの工業はこの種の空気流れを発生させており、それゆえにこの種の空気流れを、１９９０年のモントリオール議定書および修正大気汚染防止法の要求を満たすために処理しなければならない。空気流れから低濃度ミストを除去する従来の処理技術には、多分子層吸着、触媒転化、および光分解などの、強力な物理的または化学的プロセスが含まれる。バイオスクラバーおよび／または空気相バイオリアクターを使用して炭化水素を除去する試みがなされてきたが、しかし、それらは、流速／接触時間の問題のため、７５％までの除去を達成することができるだけであり、性能が、ガス空塔速度、ガス入口濃度、物質移動係数、および生物動力学定数に著しく依存して変化する。
【０００７】
１９９５年、有害な廃棄物処理、貯蔵、および処分設備（ＴＳＤＦ）、並びに有害な廃棄物発生装置に対する、有機物空気放出についての新たなＥＰＡ基準に対応するため、ローレンス・リバモア国立研究所（Ｌａｗｒｅｎｃｅ  Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）（ＬＬＮＬ）は、その現存の排水処理タンク地域を修正し、９５％のＴＯＣ低減を達成する有機物除去および破壊処理手順を設計した。それは、空気ストリッパー、高効率微粒子空気フィルタ（ＨＥＰＡ）、触媒酸化剤（ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｏｘｉｄｉｚｅｒ）、スクラバー、およびミスト除去器からなっている。
【０００８】
ＨＥＰＡ（高効率微粒子捕捉器（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｒｒｅｓｔｏｒ））と呼ばれる最初の高性能フィルタは、マンハッタン計画中に放射性粒子の排出を防ぐために開発された。それ以来、高効率ろ過が、工業、医学、軍事上の応用、およびつい最近家庭用ろ過デバイスにおいて必要とされるときに、ＨＥＰＡは優れた技術になった。ＨＥＰＡフィルタは、サブミクロンガラス繊維からなる。定義によるＨＥＰＡフィルタは、直径０．３ミクロンの全粒子に対して、９９．９７％の粒子除去効率を有することになる。ＨＥＰＡフィルタは、より小さい粒子またはより大きい粒子の両方に対しより高い効率を示す。ＨＥＰＡフィルタは、圧力損失が大きい性能特性を有し、通常最適性能のためにはプレフィルタを必要とする。
【０００９】
同様に、造粒活性炭（ＧＡＣ）を用いた仕事がなされたが、しかし、それは、閉塞、再放出、および吸収能力などの、良く知られた多数の欠点を有する。ＧＡＣとの多層設計のゼオライトを利用することは、一般に有効とはいえ、費用がかかり、多層が、これらの組合せに基づいて、フィルタ両端間に大きい圧力損失（ΔＰ）を引き起こす。
【００１０】
本明細書において、いくつかの上記タイプの粒子／ガス系のいずれかに関する用語「分散」は、ミストまたは固体粒子などが、空気などのガス相に分散されていることを意味する。用語「エアロゾル」は、ガスの媒体に懸濁した固体または液体、あるいは、液体に包まれた固体粒子の系として定義することができ、その粒子は、ごくわずかな沈降速度を有している。
【００１１】
エアロゾルは、本明細書ではさらに直径１００ミクロン未満の液体または固体（あるいは、一緒になった液体／固体）粒子を有することで特徴づけられる。典型的な分布では、粒子のうちの少なくとも４０重量％が０．２ミクロン未満である。このサイズでは、有機化合物およびイオン性化合物を含めて、低い表面電荷が助長されることを仮定すると、これらの液滴および／または微粒子は、いつまでも空気に浮揚してとどまることになる。液滴の表面張力の強さは、液滴の塊の１００，０００倍を超える。液滴を切開しない限り、中に閉じ込められた汚染物質はアクセスできないままで残る。液体エアロゾルをフィルタを経由して再循環させる場合、液滴径分布は、かなり狭くなり、より小さいミクロン範囲に向う傾向があることが明らかにされている。換言すれば、液体エアロゾルがフィルタ表面上に吸着されない場合、質量比に対してはるかに大きい表面張力を有する、より小さいより堅牢な液滴が形成される。
【００１２】
エアロゾルは、周囲条件の下で複数の方法で自然に形成される。微粒子物質は、そのまわりに液体および有機化合物が自己集合する核形成中心を提供する。話すこと、呼吸すること、およびくしゃみをすることのような人の活動は、液体エアロゾルを形成する。これは、結核症の全ての場合に対して伝染する媒介体である。運動は、空気を移動させて、油性のエアロゾル液滴を形成する微粒子の核形成中心、および家事システム（ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ）を提供する。他の汚染物質は、これらの最初のエアロゾル液滴に自然に一体化し、かつ付着する。
【００１３】
空気汚染は実際多くの形態で存在し、そのそれぞれが様々な表面特性および親和力を有する。空気中で起こる複合した相互作用の幾分より完全な描写は、次の通りである。
空気汚染形成の第一の機構には、次が含まれる。
１．蒸発および不完全燃焼による揮発性有機化合物の形成。
２．揮発性有機化合物の生物学的発生。
３．調理および家庭用溶剤ベースの洗浄剤からの、剪断力および乱流に関係したプロセスよる液体エアロゾル液滴の形成。
４．微粒子エアロゾルの擬人化された（ａｎｔｈｒｏｐｏｍｏｒｐｈｉｃ）発生。
５．分解および胞子形成による微粒子エアロゾルの生物学的形成。
６．地質学的および気象ベースの現象からの微粒子エアロゾル形成。
【００１４】
空気汚染形成の第二の機構には、次が含まれる。
１．凝縮−気相成分の凝縮に起因する液体エアロゾル液滴形成。
２．吸着−微粒子表面上への気相および液体エアロゾル成分の吸着。有機化合物、および水和無機相の吸着により微粒子エアロゾルの表面が改変される。
３．核形成−微小な微粒子核形成サイト上への沈殿による液体エアロゾル形成。
【００１５】
上記供給源およびプロセスは、表面特性および親和力に基づき、最小限次の一般的な空中浮遊汚染物質のカテゴリになるだろう。これは、ろ過デバイスの構成部材が相補的な親和力を有しなければならないので、重要である。
１．微粒子エアロゾル（帯電または極性の表面）
２．微粒子エアロゾル（中性または導電性の表面）
３．液体エアロゾル（有機）
４．液体エアロゾル（水和）
５．液体エアロゾル（混合）
【００１６】
環境空気汚染は、獣のような手に負えない代物である。吸着、核形成、および凝縮などのメカニズムは、様々な表面親和力およびバルク特性によって、様々な空中浮遊化学種を生み出すことができる。現在までに詳細に記録された環境空気汚染の一部の形態は、次の通りである。
１．擬人化した、および自然のプロセスから生ずる乾燥、および水和炭素質物質。
２．地質学プロセスから生ずる酸化アルミニウム、ケイ酸塩、および他の化合物などの無機質微小微粒子。
３．生物学的根源物質の胞子、花粉種子。
４．生物学的分解過程から生ずる内毒素および他の有機堆積物。
５．液体非極性のエアロゾル（全ての液体）。
６．液体極性の水和エアロゾル（全ての液体）。
７．微粒子の核形成サイトを有する液体エアロゾル。
８．表面に吸着した非極性液体有機成分を有する微粒子エアロゾル。
９．吸着した水和液体（極性）を有する微粒子エアロゾル。
１０．水和および非極性成分の混合エマルジョンを有する微粒子エアロゾル。
【００１７】
化合物を自由に流す単一の供給源を除去することに比べて、エアロゾル液滴に閉じ込められた汚染物質を除去することは、はるかに難しい。フィルタ材は、微粒子エアロゾル物質を捕捉するためには、および、液体エアロゾルの場合、液滴内に閉じ込められた汚染物質を露出させるために表面エネルギーを界面膜で低減するためには、懸濁したエアロゾルの表面に対し相補的な親和力を有しなければならない。
【００１８】
微粒子エアロゾルの場合、除去が最も難しいのは、サイズが３ミクロン未満であるもの、および、中性または絶縁表面を有するものである傾向がある。この場合、非極性の粒子表面に対し親和力を有するようにフィルタ基材表面を改質することにより、ろ過効率を増大させることができる。フィルタの親和力なしでもっぱら物理的なろ過メカニズムに依存する場合、システム両端間に維持できない圧力差が急速に生ずる。
【００１９】
大部分のエアーフィルタは、繊維が空気流れに対して垂直に整列配置した多孔性の繊維質材料である。繊維直径は、一般に０．５０ｍｍ未満であり、得られる繊維間の間隔は、通常ろ過すべき空中浮遊汚染物質に比べてはるかに大きい。フィルタ体積の９０％超がボイドスペースである。直接のインターセプションは、頻繁には起こらない。０．６ミクロンより小さい粒径では、ブラウン拡散（Ｂｒｏｗｎｉａｎ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）が支配的なろ過メカニズムであり、静電相互作用が場合により効果を有する。０．６ミクロン超では、慣性衝突および重力沈降が支配的になる。１９４２年、アーヴィング・ラングミュア（Ｉｒｖｉｎｇ  Ｌａｎｇｍｕｉｒ）は、上記効果の寄与が極小になる粒径を計算した。この理論計算の結果は、０．３ミクロンで最低のろ過効率が起こるというものであった。従って、フィルタは、依然としてラングミュアにより計算された最低効率の点での性能に基づいて評価されている。面白いことに、今日使用されている空気フィルタ性能規準、解析手法、および装置の多くは、放射性物質の捕集用のＨＥＰＡフィルタ（高効率微粒子捕捉器）の開発に加えて、第二次世界大戦中に、個人の防護マスク研究、並びに化学的煙霧および化学兵器戦争の研究の一部分として開発された。
【００２０】
この初期の仕事および後続の研究から、空気フィルタの性能がより明確に理解されるようになった。フィルタ性能を測定するため標準化されたテストが開発された。利用されているより一般的な基準の一つが、ＡＮＳＩ／ＡＳＨＲＡＥ  ５２．２−１９９９に基づく、ＭＥＲＶ（最低効率の報告値（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  Ｖａｌｕｅ））評価体系である。（ＡＳＨＲＡＥは、アメリカン・ソサエティー・オブ・ヒーティング、リフレジレーション・アンド・エアー・コンディショニング・エンジニアズ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）を指す）。この体系では、いくつかの観察可能なものに関する性能に基づいて、フィルタが評価される。それらの中には、ダスト・スポット効率（Ｄｕｓｔ  Ｓｐｏｔ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）、最小の最終圧力（Ｍｉｎｉｍａｌ  Ｆｉｎａｌ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、粒度効率（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）、平均アレスタンス（Ａｖｅｒａｇｅ  Ａｒｒｅｓｔａｎｃｅ）、ダスト保持容量（Ｄｕｓｔ  Ｈｏｌｄｉｎｇ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）、および通過率（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）がある。フィルタは、効率および識別能の増大する順に１から１６までの値が割り当てられる。ＭＥＲＶ１等級のフィルタは、かさ高い塊のろ過用を意味する一般に使い捨ての材料であり、ＭＥＲＶ１６のフィルタは、全ての細菌および煙などのさらに微細なエアロゾルを除去することができる。本出願では、フィルタ性能が、「ダスト保持容量」、「アレスタンス」、「圧力損失」、および「ダスト・スポット効率」に関係するとき、時々フィルタ性能に対する参照が行われる。これらの用語は、次の通り定義される。
【００２１】
「アレスタンス」は、テストしたフィルタが、注入された合成試験用ダストをテスト空気から除去する能力の重量測定値であり、フィルタが捕集できる試験用ダストの重量パーセントで表される。「ダスト保持容量」は、グラム単位で表され、テスト・フィルタに供給された合成試験用ダスト量と平均アレスタンスの積により決定される。ダスト保持容量は、フィルタが最終の圧力損失時に保持することができる試験用ダストの重量を評価する。
【００２２】
「ダスト・スポット効率」は、フィルタが大気中のダストをテスト空気から除去する能力の測度である。この量を決定する方法は、予め評価されているターゲット紙を通る光透過に基づいている。これは、テスト・フィルタの上流側および下流側で、ターゲットを通ってサンプリングされた空気量の比を、光透過の変化が等しく起こるように調節することにより、達成される。この比は、パーセントとして表される効率に変換される。ダスト・スポット効率が大きいと、汚染への抵抗が大きくなる。
【００２３】
「ケーキング」は、フィルタ表面上の微粒子物質の蓄積である。一般にケーキングが起こる場合、パーセント通過率が減少し、保持容量が増加する。しかし、ΔＰもまた急激に増大し、フィルタの有効寿命の終わりを示す。
【００２４】
「圧力損失」は、空気流れに対するフィルタの抵抗の測度であり、本明細書では「デルタＰ」（または、「ΔＰ」）として表される。それは、フィルタ両端間の圧力差の測度であり、通常水柱のインチ単位で表される。一般に水柱１．６〜１．７インチのΔＰが最高の圧力損失であり、一般にその点で試験を停止する。従来、ろ過効率およびフィルタ能力が増大するのにつれて、圧力損失もまた増大することが、空気ろ過では基本的な原則と考えられていた。パーセント通過率は、フィルタ性能にとって好ましくなく、パーセント通過率の減少は、通常ΔＰの増加をもたらすこともまた真実である。したがって、空気ろ過研究において長く継続している目的は、ΔＰを相対的に一定に保持しながら、保持容量を増大すること、通過率を最小にすること、および、ケーキングの開始を遅らせることであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
長年にわたって様々な技術が、使用され、上記目的を達成するために提案されてきた。フィルタに加えられる粘着剤が利用され、入り混じった結果であった。粘着助剤として使用されてきた物質のタイプのうちには、ゴムラテックス、ポリイソブチレン、および様々な粘着性オイルがある。粘着剤は、特に微粒子を捕集する際に、圧力の増加を引き起こす傾向があり、ケーキング発生点でダスト保持容量が著しく下がる。多くの場合、保持容量のこの減少は、粘着剤なしの対応するフィルタの示すものより大きい。しばしばフィルタ基材の静電帯電が利用される。この種のフィルタは、若干の性能改良を示すが、ローディングの初期段階中に通過率の減少を示す残念な現象を欠点として持つ。その上、オイルミストおよび水分凝縮が、コロナ効果の有効性および寿命を低減させる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
さて本発明によれば、本発明の発明者の米国特許第５，４３７，７９３号明細書、米国特許第５，６９８，１３９号明細書、米国特許第５，８３７，１４６号明細書、および米国特許第５，９６１，８２３号明細書に開示されている組成物が（これらの明細書全てが、引用により本明細書に組み込まれたものとする）、上述のミスト汚染物、並びに空気およびガス流れ中の他の分散粒子および／またはエアロゾル粒子に対し極めて強い親和力を有すること、これらの汚染粒子を含むこの種の流れを、これらの創意に富んだ組成物を組み込んだ流体透過性ろ過媒体を経由して通過させる場合、汚染物が、媒体で固定され、その結果として、ろ過されるものの流れ中の汚染物の濃度レベルを、非常に低い値、ある場合には単一の通過で検出限界未満に低減できることが予想外に見出された。
【００２７】
前記組成物（以下、「吸着剤組成物」または「粘弾性粘着付与剤」（「ＶＥＴ」）と呼ぶ）を組み込んだフィルタの構成は、細断した、紡いだ、そうでない場合賦形したポリプロピレン、ポリエチレン、あるいは、細断した、または紡いだセルロースもしくはポリエステル・セルロースなどの、様々な空気またはガス流れ透過性基材に基礎を置くことができ、その基材は、吸着剤組成物を注入するか、そうでない場合吸着剤組成物で処理し、次に、それを硬化させて、表面改質されたフィルタを製造する。同様に、前記吸着剤組成物を、他のろ過基材および媒体、例えば、圧縮されたパルプ材料を含めて、紙、微粒子状多孔性の海綿状プラスチック、ガラス繊維、パーライトおよびバーミキュライトなどの鉱物粒子状物質、並びに、粒子状、繊維状もしくは多孔質セラミック媒体の中または上に組み込むことができる。得られた基材フィルタを単独で使用して、汚染ミスト、他の分散粒子、または懸濁粒子が除去されることになる空気または他のガス流れを処理することができ、あるいは、実施例の場合のように、空気またはガス流れが通過する従来のフィルタの前に（すなわち、直列に）置くことにより、従来のフィルタと共に（特にミスト除去のために）使用することができる。
【００２８】
一般に、本発明による媒体の表面改質により、ほとんどの任意の従来の空気またはガスろ過媒体の性能が改善されるだろう。本発明による乾燥硬化可能なＶＥＴで処理されたろ過媒体は、追加の圧力損失がわずかまたは皆無で、かつ、ケーキングの開始を加速せずに、保持容量の増加を示すことが予想外に見出された。典型的なテストでは、本発明によるＶＥＴ吸着剤組成物で処理すると、ΔＰの著しい増加もなく、２以上のＭＥＲＶ等級だけフィルタ性能を改善できることが示される。その上、処理されたフィルタは、ケーキングの開始の後でさえ、著しいΔＰを示さず、保持容量をさらに増大させるように見える。
【００２９】
本明細書で用語「吸着剤組成物」または「ＶＥＴ」を使用することは、上述した特許および特許出願の組成物を識別するための一つの便宜であることを理解するべきである。ミスト、および他の液体または固体汚染粒子が、「吸着剤組成物」の接続的な使用により、ガス流れから除去される具体的なメカニズムは、完全に理解できず、技術上は様々な物理的および／または化学的相互作用を含むメカニズムにより、この種の汚染物の付着および／または固定を含む可能性がある。本願明細書で用いる用語「吸着剤組成物」、または「ＶＥＴ」は、これらの可能なメカニズムの全てを包含することを意図する。
【００３０】
本発明を、実施例により、本明細書に添付した図面で概略的に例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１に、本発明の原理を利用した代表的ろ過システム１０を示す。望ましくないエアロゾル、その一例の油性ミストを含むと仮定された空気流れ１２が、図面の右方向へ進む。先行技術では、この流れは、通常、従来のファブリックまたは他のガス透過性フィルタ１６を経由して、直接通過するだろう。この多数のタイプが、当技術分野では良く知られている。しかし、本発明によれば、ミストおよび微粒子吸収フィルタ１４が、「プレフィルタ」として従来のフィルタ１６の前に直接配置され、その結果、空気流れは、連続するフィルタを経由して直列に進み、精製された流れが１８から出る。ミスト吸収フィルタ１４は、上述などの基材を含んでなる表面改質されたろ過媒体に基づいており、その基材は、上述した特許および特許出願に教示されたタイプの吸着剤組成物が注入されているか、そうでない場合それを有する。吸着剤組成物は、乾燥かつ硬化させたフィルタの０．０５〜１０重量％として存在することになり、０．１重量％が代表的である。ろ過媒体として使用するのに適切な注入された基材は、ワシントン州ベリングハム（Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ，ＷＡ）のアドソーベント社（Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販の吸着剤ＧＰ（Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  ＧＰ）材料などの、細断されたセルロースから、例えば調製することができる。細断された材料は、後述する方法で吸着剤組成物によって処理される。同様に、基材材料は、繊維状のポリエステル・セルロース、または不織ポリプロピレンを含んでなることができる。得られるフィルタは、化学親和性フィルタとみなすことができ、それは、上述の特許で参照される、粘弾性、親油性の界面活性剤ポリマー吸着剤組成物の所望のフィルタ基材上への注入および硬化により製造される。他の利用できる材料には、キンバリー・クラーク（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ）の互いに熱的接合されたポリオレフィン繊維製品ＩＮＴＲＥＰＩＤ（登録商標）、および、同じ製造業者のＵＬＴＩ−ＭＥＴ（登録商標）メルトダウン製品が含まれる。一旦フィルタ基材が改質されると、フィルタのΔＰの著しい増加を伴わず、フィルタ基材は、微粒子を引きつけ、かつ保持する、および、エアロゾルとして分散した油性液滴を吸収する、強化された能力を示す。応用分野に応じて、フィルタ１４を、「プレフィルタ」（図のように）として使用することができ、あるいは、空気またはガス流れのエアロゾルに対する単独のフィルタとして使用することができる。
【００３２】
上述した特許の最初、すなわち米国特許第５，４３７，７９３号明細書に開示されている吸着剤組成物は、ポリ（メタクリル酸イソブチル）などのポリマーと反応したアマニ油などのグリセリドを含んでなる凝固剤生成物としてそこでは特徴づけられている。次にそれを、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール・モノイソブチレートなどの溶剤で希釈する。アマニ油とイソブチル・メタクリル酸エステル重合体との熱化学反応により形成される組成物は、軟かい樹脂状生成物であり、それは、溶剤で希釈した場合、前記特許の教示では、流出オイル上に噴霧する、そうしない場合は流出オイルに注入して、そのオイルを凝固させることができる混合物になる。しかし、加えて、さらに上記引用した米国特許第５，６９８，１３９号明細書、米国特許第５，８３７，１４６号明細書、および米国特許第５，９６１，８２３号明細書に開示したように、さらなる実験は、ポリマーと様々な天然の動植物油、脂肪酸、アルケン、およびアルキンとから製造される、追加の吸着剤組成物の発見につながった。その吸着剤組成物は全て、本発明のフィルタおよびろ過方法に利用できる。より一般的には、これらの後者の組成物は、ポリマー成分と、グリセリド、脂肪酸、アルケン、およびアルキンよりなる群から選択されるオイル成分との熱的反応生成物である。反応条件は、「最初の終点」生成物、または「第２の終点」生成物を提供するように調節することができる。好ましい組成物が開示されており、それらは、メタクリル酸エステル重合体と、様々な天然の動植物油から誘導されるグリセリドとの熱的反応生成物、あるいは、メタクリル酸エステル重合体と、約８〜２４個の炭素原子を含む脂肪酸、アルケン、もしくはアルキンとの熱的反応生成物を含んでなる。メタクリル酸エステル重合体成分とこれらの任意のオイル成分の組合せが、反応条件に応じて、最初または第２の終点生成物をともに提供することができる。用語「最初の終点生成物」は、反応の溶解性生成物を述べるために使用され、それは、ファン・デル・ワールス引力を含めた、多くの補強的な非共有結合性相互作用により一緒に保持される協同的な構造をしている。用語「第２の終点生成物」は、反応の生成物を述べるために使用され、それは、分子量変化により示される、ポリマー成分とオイル成分の間の共有結合の形成の結果である。
【００３３】
吸着剤組成物は、ポリマー成分、並びに、グリセリド、脂肪酸、アルケン、およびアルキンよりなる群から選択されるオイル成分から容易に合成される。好ましい実施形態では、生成物は、イソブチル・メタクリル酸エステル重合体から合成され、オイル成分は、アマニ油、ベニバナ油、またはひまわり油などの天然の油から誘導されるものである。場合により、次に、組成物は、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール・モノイソブチラート、またはアセトンなどの溶剤で希釈される。次に、希釈された組成物を、本発明に従って、ろ過媒体として使用するのに望ましい基材に適用することができる。
【００３４】
吸着剤組成物のポリマー成分は、メタクリル酸から誘導されるポリマーなどの合成高分子である。好ましくは、ポリマーは、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、またはメタクリル酸ｎ−ブチルから誘導され、または、メタクリル酸エステル重合体を含む共重合体でよい。最も好ましくは、ポリマーは、エルバサイト（ＥＬＶＡＣＩＴＥ）（登録商標）２０４５としてＩＣＩアクリル（ＩＣＩ  Ａｃｒｙｌｉｃｓ）から入手できるものなどの、ポリ（メタクリル酸イソブチル）ポリマー、または、エルバサイト（登録商標）２００８もしくは２０４３などのメタクリレート／メタクリル酸共重合体である。しかし、他の等価なポリマーを使って、本発明の組成物に等価なものを調製できることが予想される。吸着剤組成物の調製に役立つようにポリマーの組合せを使用することができる。
【００３５】
本発明の吸着剤組成物を調製する際に、ポリマーを使用することができるか否かを決定するために使用されるテストは、本明細書に述べたような、問題のポリマー成分をオイル成分と混合して、合成された組合せが、加熱した後に均質の生成物を形成するかどうかを調べることである。理想的には、組成物のポリマー成分の割合は、約１５〜７５重量％、好ましくは２０〜４０重量％、より好ましくは約２５〜３５重量％の範囲にあるべきである。
【００３６】
吸着剤組成物の一実施形態では、組成物のオイル成分は、動植物起源のオイルから誘導されるグリセリドである。植物油は、そこに含まれているオイルを得るために植物の種子を冷間プレスすることにより、得られる。植物油のうちで、ヒマワリ、アブラギリ、アマニ、その他類似物などの乾燥油、並びに、ダイズおよび綿実油などの半乾燥油が、本発明のグリセリド成分として有用であることが示された。例えば、魚油、獣脂、およびラードなどの動物油もまた、組成物のグリセリド成分として使用することができる。どんな乾燥油または半乾性油も、組成物中で機能することが予想される。一般に、乾燥油は、酸素と反応して、かなり乾燥したフィルムを形成することになる、容易に広がる液体として定義される。場合により、２種以上のグリセリドの組合せを、ポリマーとの反応物として使用して、本発明に有用な吸着剤組成物を提供することができる。
【００３７】
好ましい実施形態では、吸着剤組成物のオイル成分は、アマニ油などの乾燥油から誘導されるグリセリドであり、それは、最高級アマニ油（Ｓｕｐｒｅｍｅ  Ｌｉｎｓｅｅｄ  Ｏｉｌ）、あるいは紅花またはひまわり油としてカーギル社（Ｃａｒｇｉｌｌ，Ｉｎｃ．）から入手できる。グリセリドは、凝結剤組成物の約２５〜８５％、好ましくは約６０〜８０％、最も好ましくは約６５〜７５％を含むべきである。特に明記しない限り、本明細書では全ての割合は重量による。
【００３８】
組成物のオイル成分が、ポリマーとの反応物として利用される脂肪酸、アルケン、またはアルキンである場合、オイル成分は、約８〜２４個の炭素原子、好ましくは約１０〜２２個の炭素原子を含む。この種の脂肪酸、アルケン、およびアルキンは、多くの製造業者から市販されている。代表的な脂肪酸には、ラウリン酸［ドデカン酸］、リノレン酸、シス−５−ドデカン酸、オレイン酸、エルカ酸［シス−ドコサン酸］、１０−ウンデシン酸、ステアリン酸、カプリル酸、カプロン酸、カプリン酸［デカン酸］、パルミチン酸、ドコサン酸、ミリストレイン酸［シス−９−テトラデセン酸］、およびリノール酸などの、飽和および不飽和の脂肪酸が含まれる。代表的なアルケンおよびアルキンは、少なくとも１、好ましくは１もしくは２の不飽和度、および約８〜２４個の炭素原子を含み、１０〜２０個の炭素原子が好ましい。アルケンおよびアルキンは、１−デセン、トランス−５−デセン、トランス−７−テトラデセン、１，１３−テトラデカジエン、１−テトラデセン、１−デシン、および５，７−ドデカジインなどが好ましい。
【００３９】
吸着剤組成物は、出発原料、または２つの出発原料の単純な混合物のいずれとも異なる特性を有する生成物であり、したがって、新たな組成物が熱化学反応により製造されたことを示している。具体的には、オイル／ポリマー吸着剤組成物は、高温で加熱された後にクリア・ピル・テスト（ｃｌｅａｒ  ｐｉｌｌ  ｔｅｓｔ）に合格し、冷却したとき、２つの部分に分かれず、むしろ均質な単一相化合物を形成する。
【００４０】
より詳しくは、溶剤は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール、ケトン、エーテル、アルデヒド、フェノール、カルボキシル酸、合成化学品、および天然産の物質から選択することができる。
【００４１】
本発明に使用される吸着剤組成物は、熱的反応プロセスにより調製される。プロセスの最初のステップは、オイル成分（グリセリド、あるいは、脂肪酸、アルケン、またはアルキン）を、連続的に撹拌しながら、毎分約５°Ｆの割合で約２３５〜３５０°Ｆに加熱することを含む。次いでポリマー成分を、通常は粉末の形で、加熱オイル成分に徐々にかき混ぜて入れる。使用される具体的な反応物に応じて、オイル成分は、凝結剤組成物の約２５〜８５％、好ましくは約６５〜８０％、より好ましくは約７２〜７７％の範囲にあるべきであり、ポリマーは、凝結剤組成物の約１〜５０％、好ましくは約２０〜４０％、より好ましくは約２３〜２８％の範囲にあるべきである。この混合物を適切に混合した後、混合物を、反応に利用される具体的な成分、および反応の所望の終点に応じて、約４００〜７００°Ｆに加熱するべきである。一般に、約５００°Ｆ未満の反応温度により、「最初の終点生成物」が製造され、一方、約５００°Ｆ超の温度により、「第２の終点生成物」が製造される。
【００４２】
クリア・ピル・テストが、反応がその最初の終点に到達したこと、すなわち、反応混合物の滴をクリアなガラス板に置いたとき、クリアであることを示すまで、混合物をその温度で加熱するべきである。クリア・ピル・テストが、反応がその最初の終点に到達したことを示したとき、混合物を、２００°Ｆ未満、一般に約１８０°Ｆの温度に冷却するべきである。冷却後、凝結剤生成物を適切な溶剤で希釈して、取り扱う、および使用するのがより容易なより液状の生成物を形成することができる。溶剤を加える温度は重要ではないが、しかし、凝結剤組成物が依然として柔軟であり、溶剤が急速に蒸発しない温度で溶剤を加えるべきである。
【００４３】
２つの反応は、温度および時間に基づくと、オイル成分とポリマー成分の間で起こるように見える。反応の最初の終点では、融点が１００°Ｆ〜２５０°Ｆの範囲のゴムのような粘弾性の相対的に軟かい生成物が得られる。この最初の終点生成物は、均質であり、融解または溶解に際し分離しない。この反応は、３５０°Ｆ〜５００°Ｆで起こる。これは、「最初の終点生成物」（溶解性生成物）と呼ばれる。
【００４４】
第２の反応では、ポリマーは、約５００°Ｆ超の温度で、完全なまたは部分的な鎖裂開を受けて、離散的なポリマー・フリーラジカルになる。３５０°Ｆ〜５００°Ｆの間では、ポリマー成分（メタクリル酸イソブチル・ポリマーは、ｍ．ｗ．＝３００，０００ダルトンを有する）の部分的な鎖裂開が、鎖の終端または中間で起こると考えられる。これは、低分子量の生成物をもたらす。３成分系組成物内で、（ＳｎとＰｂがハンダを形成するのと類似の）溶解性反応もまた起こっている可能性があると考えられる。しかし、化学反応が起きていることは、分子量の変化から確かめられる。
【００４５】
５００°Ｆ超および９００°Ｆまででの反応は、組成物の活性エネルギーに応じて、その温度で５分〜２０時間維持され、第２の終点生成物が得られる。この反応は、色相、レオロジ、および生成物の比熱変化により視覚的に観察可能である。［注：最初の終点生成物の場合は、反応の終わりは、変退色、レオロジ変化、および溶液のガス放出の停止により観察できる。示差走査熱分析（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）により測定される比熱変化もある］。第２の終点生成物は、約６２，０００ダルトンの範囲の重量平均分子量を有し、それは、ポリマーの完全な鎖裂開と整合し、低分子量の化合物になるより小さいフリーラジカルが得られる。これらの生成物の融点は、オイル成分が高度に不飽和である場合、通常３００°Ｆ超であり、そのため、高度に結合した３次元の密集して詰め込まれた分子マトリックスの形成による固体生成物が得られる。オイル成分が低い不飽和度を有する場合、合成された生成物は、通常液状であり、そのことはこのタイプの反応に整合する。
【００４６】
油性の成分とポリマー成分は、熱化学反応で反応し、反応は、反応が行われる雰囲気、すなわち、雰囲気が、不活性、酸化性、または還元性の雰囲気であるかどうかに敏感であるようには見えない。オイル成分対ポリマー成分の比、ポリマー成分の選択、および／または、使用するオイル成分に応じて、柔らかいものから硬いものまで、および、性状がエラストマーから脆性までの範囲にある吸着剤組成物が、この反応により調製された。冷却すると反応混合物が２つの相に分離する場合、それは、本発明に有用でない。このように、任意のポリマーが、本発明での使用に関して識別できる。
【００４７】
熱化学反応のメカニズムは、解明すべきこととして残っている。この点に関してどんな理論にも束縛されることを望まないが、反応は、熱によりもたらされる重合反応、または相転移反応であるように見え、それは低温度で安定である。高温により、ポリマーおよび共重合体のモノマー・フリーラジカルが形成され、次いで、フリーラジカルが、不飽和のグリセリド分子と架橋すると仮定される。また、おそらくオイル成分とポリマー成分間で相転移が起こっていると仮定される。オイル成分とポリマー成分の間でどんなタイプの相互作用または反応が起こっているかを決定しようと努めて、数種の吸着剤組成物の熱解析を実施した。その結果は、反応がオイル成分とポリマーの間で起こっていることを示している。
【００４８】
このように、数種のかかる組成物について示差走査熱分析（ＤＳＣ）を行った。ＤＳＣは、サンプルの温度が変化したとき、サンプルが吸収した、または放出したエネルギー量を、カロリー単位で測定する熱解析技術である。サンプルおよび基準物質が、プログラムされた速度で加熱される。サンプルの加熱の際の転移点で、例えばサンプルが融点に到達するときに、サンプルは、加熱するために、基準物質に比べてより多い、またはより少ないエネルギーを必要とする。これらの点が、典型的なＤＳＣ読取り点を示す。
【００４９】
サンプルを、先に記載した反応手順の初めと反応の終わりに採取した。最初の出発原料のＤＳＣプロファイルは、生成物のプロファイルとは劇的に異なっていた。最初のプロファイルは、ＤＳＣ分析を４０〜２８０℃で行ったとき、２つの発熱現象を示し、一方の現象は約１００℃で起り、他方は約２１７℃で起こった。しかし、反応生成物のＤＳＣプロファイルでは、約２６１℃で起こる一つの発熱現象だけであった。サンプルは、反応の間の最初および最終の点で採取し、室温まで冷却させて、その後、ＤＳＣにかけた。
【００５０】
さらなる反応の場合で、出発原料と最終生成物のＤＳＣを得た。やはり、生成された示差走査熱量曲線は、「単に混合」した反応物の場合に２つの熱的現象が起り、一方、最終生成物の場合には一つの熱的現象だけが起こったことを示した。すなわち、ＤＳＣは、反応または相転移の発生を示した。ＩＲスペクトル分析から得た同様の証拠もまた、本発明に使用される吸着剤組成物が、吸着剤組成物を調製するために使用した反応物とは異なった生成物であることを確かめた。
【実施例１】
【００５１】
本発明に従って使用するフィルタ基材を調製するために、注入溶液を、適切な溶剤および吸着剤組成物から調製した。この実施例では、９０ｗ／ｗアセトン（９９．９％）、並びに、３１％のメタクリル酸イソブチル、３１％のエルバサイト２０４５、および６６％のアマニ油の反応生成物である１０ｗ／ｗ吸着剤組成物から、溶液を調製した。吸着剤組成物を、アセトンと共に密閉防爆攪拌機に加え、１２時間、または、溶液が均質になるまで混合させた。この実施例の基材は、不織ポリプロピレン、すなわち、ヤロロフ社（Ｙａｒｏｒｏｕｇｈ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）（ノースカロライナ州ハイポイント（Ｈｉｇｈ  Ｐｏｉｎｔ，ＮＣ））のベラスパン（ＶＥＲＡＳＰＵＮ）材料であった。この材料は、１オンス（ｏｚ．）／平方フィートの重量を有する。基材材料を、飽和するまで注入溶液に浸漬し、次いで取り出し、過剰の液体を滴にしてたらし落とした。次いでその材料を、アセトンフリーになるまで１１０〜１２０°Ｆの対流式オーブンの中に置いた。次いでその材料を、室温で１週間硬化させた。次いで得られた材料を細断し、その後、フィルタの構成に使用した。
【実施例２】
【００５２】
炭化水素エアーフィルタクロス・フィールドテスト
【００５３】
この実施例では、マイセルックス・テクノロジー社（Ｍｙｃｅｌｘ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のベルシパッド（ＶＥＲＳＩＰＡＤ）製品を、ミストろ過媒体の出発材料として使用した。ベルシパッド製品は、実質的に実施例１に記載したように調製した。
【００５４】
テスト：
ベルシパッドを広げ、従来の商用エアーフィルタ［フランドル・プリシジョン・エァレ（Ｆｌａｎｄｅｒｓ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ａｉｒｅ）（登録商標）プレ・プリーツ（Ｐｒｅ−ｐｌｅａｔ）、２０インチ×２０インチ×２インチ］にステープルで留めた。これらの従来のフィルタ［不織綿／合成の混合紡糸から製造される］を、単一プライのベルシパッド材料（以下、「マイセルックス・フィルタクロス（ＭＹＣＥＬＸ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｃｌｏｔｈ）」と呼ぶ）で覆い、工業用のヨーク天盤上部ＨＶＡＣ装置（Ｙｏｒｋ  ｒｏｏｆ−ｔｏｐ  ＨＶＡＣ  ｕｎｉｔ）に取付け、取付けの後、７日目、３０日目、および４５日目に観察した。このような取付け状態の一次（従来の）フィルタは、通常、オイルで飽和するまで３０日間持ちこたえ、オイルがＨＶＡＣから天盤の上に洩出するまで、もう３０日間（合計６０日間）動作した。これは、ＨＶＡＣ装置の伝熱能力の破局的故障を引き起こし、熱交換器コイルが不可逆的に汚れ、かつ侵食された。
【００５５】
データ：
３枚の１プライ・マイセルックス・フィルタクロス（１７インチ×２０インチ）は、４５日目までに１３８．２１ｇのオイルおよびグリースを捕集した。最も重い１−プライ＝４８．７７ｇ捕集。
１マイセルックス・ベルシパッド（１８．２ｆｔ２）＝４６．６９ｇ
マイセルックス・フィルタクロス（１７インチ×２０インチ）＝２．３６ｆｔ２
【００５６】
結果：
マイセルックス・フィルタクロス（未使用）＝（４６．６９／１８．２ｆｔ２）＝２．５ｇ／ｆｔ２
マイセルックス・フィルタクロス＠４５日目＝（４８．７７ｇ／２．３６ｆｔ２）＝２０．６６ｇ／ｆｔ２
【００５７】
その結果、マイセルックス・フィルタクロスは、４５日目までにその重量の概約２０倍捕集し、その後、オイルが一次フィルタ上に微量破過した。これから、マイセルックス・フィルタクロスを３０日で取替えることによって、一次フィルタの運用寿命の１０倍が予測される増加が達成されることが明らかであろう。したがって、１枚のベルシパッドは、８枚の一次フィルタを保護することができる（８枚のマイセルックス・フィルタクロス／ベルシパッド）。単一プライのベルシパッド・フィルタクロスの最高寿命は、構造的整合性および破過点から４５日と算定される。３０日でマイセルックス・フィルタクロスを取替えることは、熱交換器コイルの汚れを最小にし、ＨＶＡＣから天盤の上へのオイル流出をなくしながら、一次フィルタの寿命を１０倍延ばすだろう。
【００５８】
堅牢にするためは、エアーフィルタは、著しいΔＰなしで、突然の高濃度流入に対応する必要があり、複合環境、特に油性ミストを含む環境において、効果的に機能する必要がある。加えて、フィルタ基材は、帯電粒子状物質および非帯電粒子状物質の両方に対して、並びに、電気的に中性な油性液滴の表層膜に対して親和力を有する必要がある。
【実施例３】
【００５９】
微粒子ろ過
【００６０】
このテストでは、１９インチ×２０インチ×２インチ・プリーツのポリプロピレン媒体フィルタを利用した。本発明により改質されたフィルタ、および改質されてない（対照）フィルタを、中和された塩化カリウムを用いて１２００ｃｆｍの流速で試した。塩化カリウムは、０．１〜１０μｍの範囲の非帯電粒子よりなる分散した粉末として存在していた。改質フィルタは、概ね実施例１のように調製した。フィルタに加えたＶＥＴ吸着剤組成物は、１重量パーセント未満であり、吸着剤組成物は、実施例１のようなアマニ油ではなくベニバナ油で処方した。また、化学線を用いて硬化を促進した。フィルタの平均細孔直径は、５μｍであった。改質フィルタは、ΔＰの著しい増加もなく、約２５％増大した効率を示した。図２を参照されたい。
【００６１】
これらのテストを、１〜１０μｍのアリゾナ道路ダスト（Ａｒｉｚｏｎａ  Ｒｏａｄ  Ｄｕｓｔ）、および粒子状炭素（炭素ダスト）で繰り返した。表１と図３は、同じΔＰまでの（２種の異なるダストに対する）ダスト吸収に関して、本発明による表面改質フィルタと非改質フィルタの間での圧力損失特性の比較を例示する。表１が示すように、改質フィルタは、非改質フィルタと比較して、ΔＰまでにダストを著しく多く吸収する。その上、ΔＰの増加速度は、非改質フィルタの場合よりはるかに緩やかである。これらの結果は、実用的には、どんなフィルタもこのような方法で改質することができ、何らかの実質的なΔＰコストを伴わず、増大した効率が得られることを示すので、重要である。
【００６２】
【表１】
2006504526.tif 000002
【００６３】
両方の場合、本発明の表面改質フィルタは、同じ圧力損失までにはるかに多くの粒子状物質を保持している。
【実施例４】
【００６４】
混合エアロゾルろ過
【００６５】
表面改質フィルタおよび非改質フィルタを、実施例３の場合のように調製し、次の廃ガス流で評価した。
（ａ）アリゾナ道路ダスト
（ｂ）サリチル酸メチル・オイルミストおよびアリゾナ道路ダスト
（ｃ）シリコーン・オイルミストおよびアリゾナ道路ダスト
（ｄ）シリコーン・オイルとアリゾナ道路ダストの細かく粉化した混合物。
これらの評価のパート１では、表面改質フィルタと非改質フィルタは、順番に、サリチル酸メチルまたはシリコーン・オイルのいずれかに試し、次に、アリゾナ道路ダストに試した。実験のパート２は、表面改質フィルタと非改質フィルタを、シリコーン・オイルをアリゾナ道路ダストの中に粉化させたアリゾナ道路ダストに試した。結果を、表２、並びに図４および５に示す。
【００６６】
【表２】
2006504526.tif 000003
【００６７】
表２、並びに図４および５は、同じΔＰまでのダスト吸収に関する、表面改質フィルタと非改質フィルタの間の比較、並びに、圧力損失特性それぞれを示す。
【００６８】
全ての場合、本発明による表面改質フィルタは、同じ圧力損失で、非改質（対照）フィルタの約２倍もの粒子状物質／オイルミストを吸収した。図６を参照されたい。面白いことに、表面改質フィルタおよび非改質フィルタは、油性ミストに試したとき、より少ない粒子状物質を吸収した。
【００６９】
本発明を、本明細書の具体的な実施例に関して記載してきたが、今や本発明に関する多数の変形形態が当業者に使用可能になり、その変形形態は、依然として本教示の範囲内に属することが本明細書に照らして理解されるだろう。したがって、本発明は、広く解釈されるべきであり、本明細書に添付の特許請求の範囲の範囲および趣旨だけにより限定される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に基づくろ過システムの一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】ろ過されるエアロゾルが中和された塩化カリウムに基づいている場合の、本発明によるフィルタの除去効率を、先行技術の対照フィルタと比較して示すグラフである。
【図３】２種の異なる空気分散された微粒子、すなわちエアロゾルをろ過する場合の、本発明によるフィルタと先行技術の対照フィルタのΔＰが所与のレベルまで上がる時間を比較した、図２に類似のグラフである。
【図４】様々な混合エアロゾルをろ過する場合の、本発明によるフィルタと先行技術の対照フィルタのΔＰが所与のレベルまで上がる時間を比較した、図２に類似のグラフである。
【図５】本発明によるフィルタ、本発明のように処理してない対照フィルタ、および、従来のラテックス粘着剤で改質したフィルタのΔＰが所与のレベルまで上がる時間を比較した、図３と同様のグラフである。
【図６】特定の一定の圧力損失までに吸収された微粒子状ダスト／オイルエアロゾルの量／フィルタ表面積を、本発明によるフィルタと先行技術の対照フィルタとを比較して例示する棒プロットである。
【図１】
2006504526.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006504526.tif 000009
【国際調査報告】
2006504526.tif 000010