JP2002542010A - 濾過媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
ダスト流等の流体流から固体を濾過するための濾過媒体として有用である延伸膨
張PTFE膜を組入れた層状材料に関する。 発明の背景 ガス流からの粒子の除去は、種々の工業用および消費者の分野で長く実施され
ている。ガス流からの粒子等を濾過するための従来の手段はフィルターバグ、濾
過管および濾過カートリッジを含むが、これらに限定されない。ここでは便宜上
、「濾過要素」(“filter element”)という用語はこれらの種
類の濾過手段を集合的にいうのに使用される。
、その粒子が要素内および/または上に集まるにつれて、要素の濾過効率は増大
される。大量のダストが濾過要素の表面に固まった後には、要素を通るガスの流
速は、通常、振動等のようなある形態の撹拌により要素から大部分のダストケー
キが除去されなければならないレベルに低下する。
フルオロポリマーを含む、種々の材料からつくられるフェルトおよび/または織
物媒体で構成されるのが通常である。使用される媒体の種類の選択は、濾過要素
が接触するガス流、系の操作条件、ならびに濾過される粒子の種類にもとづくの
が通常である。粒子濾過の領域における重要な進展は、延伸膨張(expand
ed)PTFEが従来の濾過要素とに表面積層物として組入れられたときに、達
成された。一例は、移動するガスもしくは空気流からダスト粒子を除去するため
の濾過カートリッジに向けられた米国特許第4,878,930号明細書中で教
示される。カートリッジのための好適な濾過媒体は多孔質の延伸膨張ポリテトラ
フルオロチレン膜の層を含むフェルトもしくは織物複合体である。
粒子は、延伸膨張PTFE層の不存在下で生じるような要素の深さよりも延伸膨
張PTFEの表面に捕集したからである。いくつかの重要な利点がこれらの濾過
要素で観察された。第1に、要素の濾過効率は濾過過程の初めからすぐに高く、
高効率を得るために粒子ケーキを「構成」(“buid up”)する必要はな
かった。第2に、粒子が要素の支持(backing)織物に入らず、したがっ
て繊維を摩擦して摩耗させなかったので、要素はもっと長持した。第3に清浄化
しうる系について、要素の粒子ケーキを清浄化するのに必要な清浄化エネルギー
は、膜表面が平滑で比較的低い表面エネルギーを有するので、比較的低かった。
物質の両方を効率的に捕集しうる。これらのデバイスは種々の形態でみられるが
、すべてはタンクに搭載された吸引ユニットを有する大きな保持タンクを含むの
が通常である。乾燥および/またはぬれた物質は吸引の間、その保持タンクにホ
ースで吸引される。
よりタンクの外側の空気に吹き出されない。この状況を回避するために、これら
の真空クリーナーのすべては、真空クリーナーのタンク内に乾燥ダスト汚染物を
入れるためにタンクと排気部分との間に搭載された、ある形態のフィルターをつ
けて販売されている。湿式/乾式真空クリーナーの場合には、使用者の一般的な
不平は、フィルターがぬれた物質での使用に適さないということである。典型的
な湿式/乾式真空クリーナーのフィルターが水、またはぬれた物質(たとえばぬ
れた木の葉)にさえもさらされると、水は紙フィルターをぬらし、真空そうじの
きびしい条件下でそれらをすぐに壊しやすい。これらの問題の多くは、延伸膨張
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような疎水性で空気を透過しうるフ
ィルター物質を用いる湿式/乾式真空クリーナのフィルターを使用することによ
り克服された。これらの改良された湿式/乾式真空クリーナーカートリッジは、
W.L.Gore and Associates,Inc.から入手し得、商
標CLEANSTREAM(登録商標)で販売されている。据え付けの際にこれ
らのフィルターは0.3μm粒子について60〜99%、好ましくは99.7〜
99.97%以上の濾過効率を付与することが示されている。
うとも、濾過性能に非常に影響しうる。直接的な粒子衝突およびダスト衝突は、
物質もしくは構造にかかわらず大部分の多孔質空気ろ過媒体に対して一般的な作
用を有する。たとえば、濾過媒体がスパンボンドもしくは溶融ブローンポリエス
テル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ガラス繊維、微小ガラス繊維、もしくは
ePTFE膜であろうとも、粒子衝突は、ダスト充満(短期および永続的)によ
る減少した透過性、すり切れ、効率低下もしくは損傷により特徴づけられる濾過
媒体の加速した劣化、ならびに永続的なダスト充満による低下した清浄化能力を
もたらしうる。さらに、特に、ePTFE膜および微小ガラス繊維のような高効
率の濾過媒体について、これらは媒体は、それらは粒子充満の結果、損傷を特に
受けやすい点でさらに特別な問題にさらされる。これらのePTFE膜は非常に
高い空気濾過効率を付与するように意図されているが、他の比較的低い効率の媒
よりも耐摩耗性比較的が小さい。したがって、意図された機能は粒子の衝突摩耗
により生じる効率低下により非常に傷つけられうる。少量の媒体損傷でさえもフ
ィルターに要求される性能レベルより低く操作させうるので、フィルター交換を
必要とするが、それは高価で、かつ時間も要する。
濾過系のための濾過媒体として適した、改良された層状構造である。この改良さ
れた媒体は、多孔質延伸膨張PTFE膜の片側に結合された、不織ポリエステル
、ポリプロピレン、ポリエチレン、ガラス繊維もしくは微小ガラス繊維のような
支持体層、ならびに延伸膨張PTFE膜のもう1つの側に結合された保護表面パ
ターンを含む。この保護表面パターンはガス濾過系の操作の間、捕集した粒子の
衝突による損傷に対して延伸膨張PTFEを保護する。このように、新規な濾過
媒体は、使用時に良好な濾過効率を維持するのに、摩耗に引起される劣化に耐え
ることができる。したがって、濾過媒体の向上した耐久性が清浄化能力を落とす
ことなく達成される。
層を含み、そしてさらに多孔質延伸膨張PTFEへの積層により結合された、こ
こでもっと詳しく述べるような網模様からなる保護表面パターンを含む。 発明の詳細な説明 図1は、本発明の好適な層状構造の略分解斜視図であり、不織支持体層15と
網模様材料19の間の延伸膨張PTFE膜11を含む。延伸膨張PTFE膜は不
織支持体層および網模様材料にたとえば、積層により結合されている。
)を使用する。このような要素に有用な多孔質PTFE膜は多数の異なる公知の
方法により製造されるが、延伸膨張した多孔質PTFEを得るために、米国特許
第4,187,390号、4,110,392号および3,953,566号明
細書に記載されるようにPTFEを延伸膨張することにより製造されるのが好適
である。「多孔質」(“porous”)により、膜が、0.5インチ水ゲージ
(water gauge)で少くとも2立方フィート/分/ft2 (cubi
c feet per minute per square foot)(c
fm/ft2 )(この単位はFrazier数といわれることがある)の空気透
過率(air permeability)を有することを意味する。300c
fm/ft2 以上までの空気透過率を有する膜も使用されうる。細孔(pore
s)は延伸膨張PTFEの結節(nodes)およびフィブリル(fibril
s)により形成されるミクロポアである。本発明の好適な膜は、ガス流濾過に使
用するために0.5インチ水ゲージで少くとも5、もっと好ましくは少くとも1
6cfm/ft2 の空気透過率を有する。
支持体層材料の例は、スパンボンドもしくは溶融ブローンポリエステル、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ガラス繊維、微小ガラス繊維およびポリテトラフルオ
ロエチレンを含みうるが、これらに限定されない。
して濾過媒体の上流側に向けられた材料の層を含み、ガス濾過系の操作中に捕集
した粒子の衝突による損傷に対して延伸膨張PTFEを保護する。保護表面パタ
ーンは点模様パターンのような不連続、網模様パターンのような連続、または連
続および不連続成分のいくつかの組合わせ、でありうる。好適には、保護表面パ
ターンは、保護表面パターンが、たとえば積層、スクリーン印刷、グラビア印刷
等により膜に結合されているとき、膜の表面積の60%以下、そしてもっと好ま
しくは50%以下をおおう。保護表面パターンによる膜の表面積の範囲は、試料
表面の面に90度の角度と、かつ10倍の倍率で配置されたデジタルビデオカメ
ラ(Sony CCD−IRIS)のもとでの検査により測定された。その画像
は1024×768の画素の分解能でデジタル画像捕捉ボード(英国Play,
Inc.により型名「Snappy」で販売されている)で捕捉され、コンピュ
ータに移送された。デジタル画像はScion Image Software
(メリーランド州FrederickのScion Corporation)
で解析され、範囲を測定した。画像は黒白に処理され、おおわれていない領域を
白で、そしておおった領域を黒で表示した。おおった%は画素合計数(1024
×768の合計)に分割された黒い画素数であった。
一様な配量である網目模様のパターンからなり、フィラメントがその材料の機械
方向(すなわち製造時の材料の動き(material travel)の方向
)に対してもう1つの、あるいは残りの角度に垂直に配向されているかどうかに
よらない。ここで用いられるように、「フィラメント」という用語は、たとえば
モノリス押出物、ワイヤ、もしくは紡糸繊維のような単1糸、繊維もしくはスト
ランド、またはマルチストランド構造をいう。「実質的に一様な」という用語は
、変動しない外観を示す。規則的にくり返すパターンをいう。交差は間隔をおい
て互いに接触するフィラメントをいう。1つの好適な態様において、ePTFE
に結合される網模様の少くともその側のフィラメント表面は熱可塑性樹脂の押出
しを延伸膨張することにより形成される網模様を有する場合のように、実質的に
平面、もしくは平らである。あるいは、その網模様はマルチ平面(たとえば、織
られ、編まれ、結び目を形成された等のような交差点で熱接着(heat−we
lding)されて形成される)でありうる。好適な網模様材料はフィラメント
間に開口を有するものであり、その結果、膜表面積の60%以下、好ましくは5
0%以下は、網模様がたとえば積層によりそこに結合されるとき、網模様により
おおわれる。さらに、好適な網模様材料は少くとも3ミル(mils)(約0.
008cm)、好ましくは少くとも6.5ミルの厚さを有する。好適な網模様は、
ポリプロピレンおよびポリエチレン、ポリウレタン、ナイロンのようなプラスチ
ックス、ステンレス鋼およびアルミニウムのような金属、ならびにガラス繊維を
含むが、これらに限定されない。特に好適な網模様はインチあたり総計22の機
械方向フィラメントおよびインチあたり総計12の交差ウェブ(cross−w
eb)方向(すなわち機械方向に垂直)を有する8.0ミル厚さのポリプロピレ
ン網模様層を含む。
様の組成に依存して、層を一緒に結合するのに任意に用いられうる。1つの好適
な接着剤は熱可塑性接着剤であり、数多くの加熱および冷却サイクルにわたって
、加熱で軟化され、ついで冷却で硬化されうる。そのような熱可塑性接着剤の例
は「ホットメルト」(“hot melt”)接着剤である。
、膜を支持物に接着するのに十分な温度でホットロールニップにより材料を通過
させるような適切な積層法を用いて、支持体材料に結合される。ついで網目模様
は膜に網目模様を接着するために接着剤を用いて、さらされた延伸膨張PTFE
表面に結合される。
Frazier、もっと好ましくは少くとも4Frazier、そしてさらに好
ましくは7Frazierの空気透過率を有する。
の上流に位置されるように向けられるので、ガス濾過系の操作の間、捕集した粒
子の衝突による損傷に対して、延伸膨張PTFEを保護する。このように、この
新規な濾過媒体は、使用時に良好な濾過効率を維持するのに、摩耗に引起される
劣化に耐えることができる。したがって、向上した耐久性が清浄化能力を損わな
いで本発明濾過媒体で達成されることが驚くべきことに見出された。
性」(“durability”)は損傷に抵抗し、膜の物理的完全さ(int
egrity)を保護する(すなわち、引裂き、クラック、穴を防止もしくは最
小にする)濾過媒体の能力をいう。耐久性は濾過媒体の粒子捕集効率保持を測定
することにより評価され得、それはすり減らない状態の同一試料の効率に対する
すり減った濾過媒体試料(たとえば、240グリットサンドペーパーで50サイ
クル)の粒子捕集効率(下記の試験法、たとえば、0.3μm粒子導入(cha
llenge)、面速度5.3cm/秒を参照されたい)の尺度である。本発明の
濾過媒体についての好適な粒子捕集効率保持は少くとも80%である。清浄化能
力は媒体から捕集された粒子を除去する能力であり、清浄化後の試料の空気透過
率の回復を測定することにより決定されうる(下記の試験法を参照されたい)。
本発明の新規な濾過要素の好適な空気透過率回復は少くとも50%、もっと好ま
しくは少くとも70%である。試験方法 空気透過性−平らなシート 延伸膨張PTFE膜および平らなシート形態の濾過媒体の空気透過率がここに
述べられる手順を用いて測定された。
方インチ(2.75インチ径))の円形領域を与えるガスケットつきフランジ定
着物に試験試料を挟み止めることにより測定された。試料定着物の上流側は乾燥
圧縮空気源とともにラインの流量計に接続された。試料定着物の下流側は大気に
開放された。試験は試料の上流側に水12.7mm(0.5インチ)の圧力を付加
し、インラインの流量計(ボールフロートロータメータ)を通過する空気の流速
を記録することにより実施された。試料は試験前に少くとも4時間、約21℃(
70°F)で、相対湿度65%に調整された。結果は、12.7mm(0.5イン
チ)水ゲージでの試料の空気流量立方フィート/分/平方フィートを示すFra
zier数により報告された。強度−ボール破裂 この試験法および関連する試料装填装置は、Chalillon Test
Standでの使用のために、W.L.Gore & Associates,
Inc.により開発された。その試験は、布地(織物、編物、不織布等)、多孔
質もしくは非多孔質プラスチックフィルム、膜、シート、等、それらの積層物、
ならびに平面形状の他の材料のような材料の破裂強度(burst stren
gth)の機械的測定である。
んと張られるが、伸ばさないで装填される。研磨されたステンレス鋼の1″径ボ
ール形状先端を有する金属ロッドがZ方向(X−Y平面方向に垂直)に試料の中
心に対して荷重をかける。そのロッドは、Chatillon Materia
ls Test Stand,No.TCD−200型(フロリダ州Largo
,Ametek Test & Calibration Instrumen
ts)に搭載された適切なChatillon力(force)ゲージの他端に
接続される。荷重は試料の破壊が発生するまで25.4cm(10インチ)/分の
率で付加される。破壊(引裂き、破裂等)は挟まれた領域内のどこででも発生し
うる。結果は破壊前の最大付加力として報告される。
2°F)および相対湿度45〜55%で実施される。試験される材料は試験前に
特定の温度および湿度条件下に調節されない。測定はポンド/インチ2 (psi
)で報告される。空気流−プリーツ要素 プリーツ濾過要素を通過する空気流が下記の手順を用いて測定された。
に、この試験法は、ホースを付着する設備を有する家事用の直立型、キャニスタ
ーおよび組合わせ型真空クリーナーの空気性能の特性を測定するための方法を包
含する。ROYAL(登録商標)DIRT DEVIL(登録商標)「VISI
ON」真空クリーナー(オハイオ州ClevelandのRoyal Appl
iance Manufacturing,Inc.の型No.086900,
GSElectricからの120V,60Hzモーターを有する(A712−3
410−65))のホースは約0.6〜5.1cm(0.250〜2.00インチ
)の開口を備えるオリフィス板に取り付けられうるプレナム(plenum)チ
ャンバに接続された。ついで真空クリーナーは清浄なフィルターに取り付けられ
た。クリーナーは作動され、プレナムチャンバに取り付けられたマノメーターは
水のインチで、得られる吸引を測定するのに用いられた。この外界室温、湿度、
気圧とともに「測定された」吸引は、「補正された吸引」および空気流、立方フ
ィート/分を計算するのに使用された(アメリカ材料試験協会から入手しうるA
STM F558−93参照)。摩耗試験−一般摩耗試験 濾過媒体の平たい試料が下記の試験を用いて研磨された。
ニュージャジー州Ceder Knolls)からのCSI−Stoll Qu
artermaster Wear Tester 型No.CS−22Cによ
り実施された。試験のために、径が152.4mm(6インチ)である濾過媒体試
料は、試料上方にゴム製O−リングを入れ、試験機に試料ホルダーを再び据え付
けることにより試験機の試料ホルダーに固着された。試料の大きさは、次の試験
のための粒子捕集効率試験機に適合するように選ばれた。研磨される試料の実際
の領域は試験試料の中心の約2インチ径の円であった。試験に使用される研磨材
(実施例で具体化される)は、摩擦パートに挟み止めすることにより摩耗試験機
に取り付けられた。ついで約0.9kg(2ポンド)の質量が摩擦パートのレバー
アームに付加され、サイクル数がサイクルタイマーにプログラムされた。ついで
、レバーアームは研磨材を試料と接触させるために低下され、そして試験が開始
され、それによって試料ホルダーは研磨材に対して前後に移動するが、同時に円
運動を示す。各試料はこの摩耗サイクル数について試験された。粒子捕集効率試験 粒子捕集効率は自動化した試験機(ミネソタ州St.PaulのTSI,In
c.からの型8160)により測定された。径152.4mm(6インチ)の濾過
媒体の平らなシート試料が水平に装填されたガスケットシールで濾過ホルダー内
に封入された。円形濾過ホルダーは2つの帯域を有し、空気流および試験粒子を
通過させる中央の試験帯域、ならびに試験帯域と大気との間の空気流の漏れを防
止するための外側の保護帯域であった。この2つの帯域の間の差圧は外側の空気
が試験帯域に漏れないようにほとんどゼロに調節された。試験帯域は約100cm 2 (11.3cm径)(15平方インチ(4.4インチ径))の面積を有していた
。フタル酸ジオクチル(DOP)溶液は多分散エーロゾルを発生させるために噴
霧された。ついで、エーロゾル粒子は、0.03〜0.5μm径の単分散粒子を発
生させるためにそれらの電気移動度により分類された。ついで、粒子は試験フィ
ルターに導かれた。2つの濃縮核粒子カウンターは粒子捕集効率を測定するため
にフィルターの上流および下流の粒子濃度を測定した。効率は上流の導入粒子に
対するフィルターで捕集された粒子の割合として報告された。圧力低下は水ゲー
ジmmで記録された。試験は媒体面速度5.3cm/秒で実施された。
験の間、媒体試料に侵入する粒子は試料の摩耗部分を通過すると考えられた。
れる試料は試験前に特定の温度および湿度条件には調節されなかった。透過率回復 プリーツ濾過要素の透過率回復が下記の試験方法を用いて測定された(マサチ
ューセッツ州ボストンで1999年4月6−9日に、American Fil
tration & Separation Societyの12回Annu
al Technical Conferenceで発表された、Poon,W
.S.の「Seasoning test method for clean
able filter media」を参照されたい。)。
付けた試験チャンバ内で試験された。試験チャンバは幅4インチ(約10cm)、
高さ18インチ(約45cm)、深さ10インチ(約25cm)であり、フィルター
試料(4インチ×18インチ、面積0.5平方フィート)が垂直に装填された。
面速度および空気流速は、それぞれ20ft/分および10ft3 /分であった
。流動床ダスト発生器はダストおよびノズルのための容器を下部に有し、フィル
ターにより捕集されるべき試験ダストを分散させるのに使用された。ノズルから
の高速エアジェットはダスト粒子をせん断し、ついでダスト粒子を散乱させ、分
散させた。流動床の流速は1.5ft3 /分であった。セメントダスト(ポルト
ランドセメント1型、2〜34μm径、ペンシルバニア州Allentownの
Lehigh Portland Cement Co.)が使用され、420
gが容器に入れられた。パルス清浄化システムは圧縮空気タンクに接続されるダ
イアフラムバルブを有した。タンク圧は30psiに設定された。バルブが開か
れるとき、圧縮空気は試験チャンバの清浄側、すなわち試験フィルターの下流側
、に乱入した。短いパルス(50ミリ秒)の空気は、空気流にすぐに移動と逆流
を付与することによりダストをフィルター表面に追いやった。
された。ついで、清浄化が開始され、ダイアフラムバルブが圧縮空気を解放する
ために開かれた。清浄化が終了するとすぐに、フィルターの圧力低下が記録され
た。これは残留(redidual)圧力低下といわれる。フィルターが清浄化
された後に、装填が再び始まった。装填および清浄化サイクルは、15回くり返
された。清浄化後のフィルターの空気透過率は各サイクルについて面速度および
残留圧力低下から計算された。試験は網材料ありとなしに、各媒体につき3回く
り返された。
t/分で、試料の透過率は次式により残留圧力低下に関係づけられる。
に対する透過率の比である。すなわち、 透過率回復、%=(透過率/初期透過率)×100比較例 濾過カートリッジは平均Frazier数19.7を有する延伸膨張多孔質ポ
リテトラフルオロエチレン(ePTFE)膜および3.87psiのボール破裂
測定(W.L.Gore and Associates,Inc.から入手し
うる)をまず得ることにより構成された。ついで膜は約1/2mm厚さの200g
/m2 のポリエステル不織支持材(韓国のKolon Industries,
Inc.から入手しうる)に積層された。積層は支持材および膜を、150ft
/分および圧力30psiの、膜に不織支持材を接着するのに十分な速度と圧力
で、325℃の温度に加熱されたローラーに挟んで通過させることにより実施さ
れた。
リーツ)(3.2ft2 )を与えるように長く切られ、ついで円筒状に形成され
、2つの末端プリーツは一緒にされる媒体の端に沿って置かれたエチレン一酢酸
ビニル(EVA)ホットメルト接着剤(ニューハンプシャー州Seabrook
のThe Dexter Corporation)のビーズとともに接着され
た。
ジニア州RoanokeのNSW Corporationから入手しうる。部
品No.FT2A45)を8.5インチの長さに切断することにより構成された
。
すべり込ませることにより組立てられた。ついで、この組立ては外径4.12イ
ンチ、内径2.61インチであり、深さが0.200インチである放射状みぞ(
groove)を有する機械加工したポリカーボネート末端キャップ(ポリカー
ボネート、ペンシルバニア州Harrisburg のAIN Plastic
sから入手しうる)に入れられた。頂部キャップは2.61インチ径の中央開口
を有し、底部キャップは開口がなく、中実(solid)である。プリーツ濾過
媒体およびフィルター支持体チューブを末端キャップに接着するのに使用された
、入れる材料は室温で硬化しうるウレタン(GORE−BOND(商標)13P
3接着剤、メリーランド州ElktonのW.L.Gore & Associ
ates,Inc.)であった。実施例1 濾過カートリッジは平均Frazier数19.7を有する延伸膨張多孔質ポ
リテトラフルオロエチレン(ePTFE)膜および3.868psiのボール破
裂測定(W.L.Gore and Associates,Inc.から入手
しうる)をまず得ることにより構成された。ついで膜は約1/2mm厚さの200
g/m2 のポリエステル不織支持材(韓国のKolon Industries
,Inc.から入手しうる)に積層された。積層は支持材および膜を、150f
t/分および圧力30psiの、速度と圧力で、325℃の温度に加熱されたロ
ーラーに挟んで通過させることにより実施された。
のフィラメント数が1インチあたり12で、約200μm(8.0mils)の
厚さを有するポリプロピレン網目層(網目の平面、もしくは平らな側面に接着剤
を有するRB0404−12として、デラウェア州MiddletownのAp
plied Extrusion Technologies,Inc.から入
手しうる)が、ePTFE/不織布ポリエステル構造の膜側に積層された。積層
はサーボコントロールしたブレードプリーター(pleater)で実施される
プリーツ加工の間に実施され、その間に0.5インチのプリーツが積層物に形成
された。材料は軟化した接着剤をePTFEと十分に接触するのを確保するため
に加熱プラーテン(280°F(約127℃)に加熱)と材料の幅(上部で)を
走行する2インチ径アルミニウムローラーの間を通過し、ついで300°F(約
138℃)に設定された後プリーツ化(post pleating)プラーテ
ンを通過した。
プリーツ)(3.2ft2 )を与えるように長く切られ、ついで円筒状に形成さ
れ、2つの末端プリーツは一緒にされる媒体の端に沿って置かれたエチレン一酢
酸ビニル(EVA)ホットメルト接着剤(ニューハンプシャー州Seabroo
kのThe Dexter Corporation)のビーズとともに接着さ
れた。
ジニア州RoanokeのNSW Corporationから入手しうる。部
品No.FT2A45)を8.5インチの長さに切断することにより構成された
。
すべり込ませることにより組立てられた。ついで、この組立ては外径4.12イ
ンチ、内径2.61インチであり、深さが0.200インチである放射状みぞ(
groove)を有する機械加工したポリカーボネート末端キャップ(ポリカー
ボネート、ペンシルバニア州Harrisburg のAIN Plastic
sから入手しうる)に入れられた。頂部キャップは2.61インチ径の中央開口
を有し、底部キャップは開口がなく、中実(solid)である。プリーツ濾過
媒体およびフィルター支持体チューブを末端キャップに接着するのに使用された
、入れる材料は室温で硬化しうるウレタン(GORE−BOND(商標)13P
3接着剤、メリーランド州ElktonのW.L.Gore & Associ
ates,Inc.)であった。
吸引1.40H2 Oで62.60cfmであった。真空クリーナー摩耗試験条件 比較例と実施例1のフィルターは直立型真空クリーナー(ROYAL(登録商
標)DIRT DEVIL(登録商標)「VISION」真空クリーナー(型N
o.086900、オハイオ州ClevelandのRoyal Applia
nce Manufacturing,Inc.,GS Electricから
の120V、60Hzモータ(A712−3410−65)を有する)にそれぞれ
取り付けられた。約1.5カップの砂(メリーランド州TowsonのAmer
ican Stone−Mix Inc.から「All Purpose Sa
nd」として入手しうる)が真空クリーナーダストカップに添加された。真空は
、濾過要素のまわりに砂のサイクロン流を創り出すために8分間作動され、そし
て2分間停止することをくり返した。
ターが取り除かれ目視で観察された。媒体への著しい損傷が膜表面のちぎれた外
観にもとづき観察された。
フィルターが取り除かれ目視で観察された。膜について最小限の摩耗が観察され
た。
実施例1の濾過カートリッジをそれぞれ示す写真(10倍)である。実施例2 実施例1の方法がくり返されたが、保護表面パターン層は、6.5milsの
厚さで、機械加工方向のフィラメント数が1インチあたり10で、交差ウェブ方
向のフィラメント数が1インチあたり7であるポリエチレン網目(網目の平面、
もしくは平らな側面に比較的低融点の熱可塑性接着剤を有する品番KX225N
AT−S.デラウェア州MiddletownのApplied Extrus
ion Technologies,Inc.)からなる点を異にする。
媒体(すなわち、網目なし)を含む試料が、いくつかの異なる摩耗条件にさらさ
れた後に粒子捕集効率を試験された。特に、試料は、エメリー布、240グリッ
トサンドペーパおよび80グリットサンドペーパ(すべてはミネソタ州Minn
eapolisの3Mから入手)を用いてそれぞれ10,25,50,75,1
00および200摩耗サイクル(COサイクルの対照も同様に維持された)で摩
耗された(「一般磨耗試験」を参照されたい)。
れた。各摩耗チャレンジに供される3つの試料は、ついで粒子捕集効率について
試験された。試験結果は平均効率±1標準偏差として報告されるが、図2〜4に
含まれるグラフに示される。
り前述された清浄化能力を試験された。透過率回復試験の結果は図7のグラフに
示される。
、使用されうるかを例示する。
示および記述に制限されるべきものではない。変更および修飾は、請求項の範囲
内で本発明の1部として組入れられ、具体化されうることは明らかであろう。
ラフである。
ラフである。
ラフである。
フである。
Claims (48)
- 【請求項1】 (a)不織支持体層; (b)その不織支持体層に結合された延伸膨張多孔質PTFE(ポリテトラフ
ルオロチレン)膜層;ならびに (c)その延伸膨張多孔質PTFE膜層に結合された保護表面パターンであり
、それによりその保護表面パターンは膜表面積の60%以下をおおう、 からなる濾過媒体であり、該濾過媒体は少くとも1cfm/ft2 の空気透過率
を有する、 濾過媒体。 - 【請求項2】 不織支持体層がスパンボンド(spunbonded)およ
び溶融ブローン(melt blown)ポリエステルから選ばれる請求項1記
載の濾過媒体。 - 【請求項3】 保護表面パターンがポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウ
レタン、ナイロン、ステンレス鋼;アルミニウムおよびガラス繊維からなる群よ
り選ばれる材料を含む請求項1記載の濾過媒体。 - 【請求項4】 保護表面パターンがポリプロピレンを含む請求項3記載の濾
過媒体。 - 【請求項5】 該保護表面パターンが連続的である請求項1記載の濾過媒体
。 - 【請求項6】 該保護表面パターンが不連続である請求項1記載の濾過媒体
。 - 【請求項7】 保護表面パターンが網模様(screen)を含む請求項1
記載の濾過媒体。 - 【請求項8】 保護表面パターンが点模様(dots)を含む請求項1記載
の濾過媒体。 - 【請求項9】 保護表面パターンが膜表面の50%以下をおおう請求項1記
載の濾過媒体。 - 【請求項10】 該濾過媒体が少くとも2cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項1記載の濾過媒体。 - 【請求項11】 該濾過媒体が少くとも4cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項1記載の濾過媒体。 - 【請求項12】 該濾過媒体が少くとも7cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項1記載の濾過媒体。 - 【請求項13】 濾過媒体がプリーツである請求項1記載の濾過媒体。
- 【請求項14】 保護表面パターンが熱可塑性接着剤で膜に積層された網模
様を含む請求項1記載の濾過媒体。 - 【請求項15】 濾過カートリッジの形態である請求項1記載の濾過媒体。
- 【請求項16】 濾過布の形態である請求項1記載の濾過媒体。
- 【請求項17】 フィルターバグの形態である請求項1記載の濾過媒体。
- 【請求項18】 該濾過媒体が少くとも80%の粒子捕集効率を有する濾過
媒体。 - 【請求項19】 該濾過媒体が少なくとも50%の透過率回復をさらに有す
る請求項1記載の濾過媒体。 - 【請求項20】 濾過媒体は少くとも70%の透過回復率を有する濾過媒体
。 - 【請求項21】 (d)不織支持体層; (e)その不織支持体層に結合された延伸膨張多孔質PTFE膜層;ならびに (f)その延伸膨張多孔質PTFE膜層に結合された点模様を含む保護表面パ
ターンであり、それによりその保護表面パターンは膜表面積の60%以下をおお
う、 からなる濾過媒体であり、該濾過媒体は少くとも1cfm/ft2 の空気透過率
を有する、 濾過媒体。 - 【請求項22】 不織支持体層がスパンボンドおよび溶融ブローンポリエス
テルから選ばれる請求項21記載の濾過媒体。 - 【請求項23】 保護表面パターンがポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
ウレタン、ナイロン、ステンレス鋼;アルミニウムおよびガラス繊維からなる群
より選ばれる材料を含む請求項21記載の濾過媒体。 - 【請求項24】 保護表面パターンがポリプロピレンを含む請求項23記載
の濾過媒体。 - 【請求項25】 保護表面パターンが膜表面の50%以下をおおう請求項2
1記載の濾過媒体。 - 【請求項26】 該濾過媒体が少くとも2cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項21記載の濾過媒体。 - 【請求項27】 該濾過媒体が少くとも4cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項21記載の濾過媒体。 - 【請求項28】 該濾過媒体が少くとも7cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項21記載の濾過媒体。 - 【請求項29】 濾過媒体がプリーツである請求項21記載の濾過媒体。
- 【請求項30】 濾過カートリッジの形態である請求項21記載の濾過媒体
。 - 【請求項31】 濾過布の形態である請求項21記載の濾過媒体。
- 【請求項32】 フィルターバグの形態である請求項21記載の濾過媒体。
- 【請求項33】 不織支持体層; その不織支持体層に積層された延伸膨張多孔質PTFE膜層;ならびに その延伸膨張多孔質PTFE膜層に積層された交差するフィラメントを有する
網目模様材料であり、それによりその網目模様材料は膜表面積の50%以下をお
おう、 からなる濾過媒体であり、該濾過媒体は少くとも1cfm/ft2 の空気透過率
を有する、 濾過媒体。 - 【請求項34】 不織支持体層がスパンボンドおよび溶融ブローンポリエス
テルから選ばれる請求項33記載の濾過媒体。 - 【請求項35】 保護表面パターンがポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
ウレタン、ナイロン、ステンレス鋼;アルミニウムおよびガラス繊維からなる群
より選ばれる材料を含む請求項33記載の濾過媒体。 - 【請求項36】 保護表面パターンがポリプロピレンを含む請求項33記載
の濾過媒体。 - 【請求項37】 保護表面パターンが膜表面の50%以下をおおう請求項3
3記載の濾過媒体。 - 【請求項38】 該濾過媒体が少くとも2cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項33記載の濾過媒体。 - 【請求項39】 該濾過媒体が少くとも4cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項33記載の濾過媒体。 - 【請求項40】 該濾過媒体が少くとも7cfm/ft2 の空気透過率を有
する請求項33記載の濾過媒体。 - 【請求項41】 濾過媒体がプリーツである請求項33記載の濾過媒体。
- 【請求項42】 保護表面パターンが熱可塑性接着剤で膜に積層された網模
様を含む請求項33記載の濾過媒体。 - 【請求項43】 濾過カートリッジの形態である請求項33記載の濾過媒体
。 - 【請求項44】 濾過布の形態である請求項33記載の濾過媒体。
- 【請求項45】 フィルターバグの形態である請求項33記載の濾過媒体。
- 【請求項46】 不織支持体層; その不織支持体層に結合された延伸膨張多孔質PTFE膜層;ならびに 捕集した粒子の衝突による損傷に対してその延伸膨張多孔質PTFE膜層を保
護するための手段、 からなる濾過媒体であり、該濾過媒体は少くとも1Frazierの空気透過率
を有する、 濾過媒体。 - 【請求項47】 該手段が網模様を含む請求項46記載の濾過媒体。
- 【請求項48】 該手段が点模様を含む請求項46記載の濾過媒体。
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