JPH11276824A

JPH11276824A - 焼結型フィルタエレメント及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11276824A
Application number: JP8702198A
Authority: JP
Inventors: Seizo Kobayashi; 征三小林; Toshiyuki Nashimoto; 俊行梨本; Hitoshi Otaka; 仁志大高
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高効率で粉塵の捕集が可能で、しかも、経時
的な圧損の増加を抑えて安定した長期の連続使用を実現
でき、更には、付着した粉塵の払い落としが容易な焼結
型フィルタエレメント及びその製造方法を提供するこ
と。【解決手段】平均粒径が１００〜２００μｍの超高分
子量ポリエチレン粒子と平均粒径が２００〜４００μｍ
のポリエチレン系粒子とを重量比で８０：２０乃至３
０：７０の割合で撹拌混合した樹脂粒子原料を所定の金
型に充填して加熱焼結させたエレメント母材の表面にフ
ッ素樹脂粒子のコーティング層３ｄを設けてなる焼結型
フィルタエレメントにおいて、樹脂粒子原料は粒径が６
３μｍ以下の粒子の含有率が１重量％以下で、且つ、コ
ーティング層３ｄはフッ素樹脂量が２５〜６０ｇ／ｍ²
となるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含塵ガスから粉塵
を分離捕集する集塵機、例えば、工場における環境保全
のための集塵機、又は乾燥機、ボイラー、焼却炉等の排
気中に含まれる粉塵を捕集するための集塵機、或いは粉
粒体の製品を回収するための捕集機に使用される焼結型
フィルタエレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より工場等において発生する粉塵を
集塵する手段や製品が粉粒体である場合に該製品を捕集
する手段として、繊維を編組してなる濾布を袋状に縫製
したバグフィルタや、合成樹脂粉体を焼結して連通多孔
質の板材とした濾過材即ち焼結型フィルタエレメントが
用いられている。

【０００３】ところが、乾式濾過処理の場合、バグフィ
ルタは被処理気体に含まれる水分により繊維が膨潤して
濾過効率が低下する傾向があり、これを防ぐためには、
被処理気体を高度に乾燥させる必要があり、処理コスト
を増加させる。また、濾布表面に堆積した粒子を払い落
とすために定期的にパルスエアによる逆洗が行われる
が、その際、粒子の払い落としにムラが生じ易く、その
ため部分的な目詰まりを起こしやすく圧力損失の増加速
度が早い。更に、濾過、逆洗を繰り返し行うことで濾布
が疲労し、破損しやすい。また湿式濾過処理の場合、濾
布表面の滞留粒子をかき取り器により除去することが行
われるが、これにより濾布が摩耗して長期間に亘る使用
に耐え得ない。

【０００４】上記のように、バグフィルタは特に機械的
強度に劣ることから、近年では合成樹脂粉体を焼結して
連通多孔質とした、所謂焼結型フィルタエレメントがバ
グフィルタの一部にとって変わりつつある。焼結型フィ
ルタエレメントとしては、ポリエチレンやポリプロピレ
ン及びこれらの混合粉体を焼結し、自立形状を有するフ
ィルタエレメントとしてもの（特公平１−５９３４号公
報参照）、その表面にポリテトラフルオロエチレン粒子
を接着剤と共にコーティングしたもの（特公平２−３９
９２６号公報参照）、更に、特定粒径の超高分子量ポリ
エチレン粒子とポリオレフィン系粒子とを特定割合で配
合したもの（特公平７−２１０８１号公報参照）等が提
案されている。

【０００５】このような焼結型フィルタエレメントは、
通常、多孔体構造を形成する難流動性の樹脂からなる粒
子と、樹脂粒子間を結着する易流動性の樹脂からなる粒
子とを撹拌混合した樹脂粒子原料を所定の金型に充填
し、両樹脂の融点以上に加熱することにより製造され
る。

【０００６】ところが、このような焼結型フィルタエレ
メントは、表面開孔部に大きな気孔が多数存在するた
め、これをそのまま使用すると、特に微粒粉塵の場合、
所謂目抜けを生じ、フィルタの役目を果たさない。そこ
で、焼結により形成したエレメント母材の表面に、該エ
レメント母材の表面に開口している気孔より小さい粒径
のフッ素樹脂粒子を塗布することで、気孔径を細径化す
るフッ素樹脂粒子によるコーティング層を形成すること
が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにフッ素樹
脂粒子によるコーティング層を装備すると、目抜けを防
止することができ、粉塵の捕集効率を高くすることがで
きる。しかし、その一方では、初期の濾過抵抗（圧損）
が高くなり、また、経時的に圧損が増加し続けるという
不都合が生じた。さらには、パルスエアによる逆洗処理
を行っても捕集した粉塵の払い落としが良好にできない
という問題も発生した。そのため、多大な送風機動力が
必要となると同時に、圧損が増加し続けて早期に圧損の
許容限界を超えてしまうため、長期の連続使用ができな
い、あるいはフィルタの交換作業のために集塵機の稼働
率が低下するという問題が生じた。

【０００８】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることにあり、高効率で粉塵の捕集が可能であり、しか
も、経時的な圧損の増加を抑えて安定した長期の連続使
用を実現することができ、さらには、捕集した粉塵の払
い落としが容易かつ良好になし得るため目詰まりによっ
て増大した圧損を容易且つ迅速に回復させることができ
て、フィルタの交換作業のために集塵機の稼働率が低下
するという不都合の発生を防止することのできる焼結型
フィルタエレメント及びその製造方法を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、平
均粒径が１００〜２００μｍの超高分子量ポリエチレン
粒子（Ａ）と平均粒径が２００〜４００μｍのポリエチ
レン系粒子（Ｂ）とを（Ａ）／（Ｂ）＝８０／２０〜３
０／７０（重量％）の範囲で撹拌混合した樹脂粒子原料
を所定の金型に充填して加熱焼結させたエレメント母材
の表面にフッ素樹脂粒子のコーティング層を設けてなる
焼結型フィルタエレメントであって、前記樹脂粒子原料
は粒径が６３μｍ以下の粒子の含有率が１重量％以下
で、且つ、前記コーティング層はフッ素樹脂量が２５〜
６０ｇ／ｍ²となるように形成したことを特徴とする焼
結型フィルタエレメントにより達成される。

【００１０】ここで、本願発明者は、鋭意研究の結果、
焼結型フィルタエレメントにおいて発生する経時的に圧
損が増加し続けるという現象、捕集した粉塵の払い落と
しが良好にできないという現象は、いずれも、フィルタ
の気孔径が過度に微細化されてしまったために発生して
いることを解明した。つまり、骨格樹脂粒子を構成する
超高分子量ポリエチレン粒子Ａおよびポリエチレン系粒
子Ｂは、粒径が小さすぎると、目詰まりが起こり易くな
ると同時に圧損が高くなり、また、粒径が大き過ぎる
と、粒子間の空隙が大きく、焼結した際に形成される気
孔の径が大きくなるため、目抜けが起こり易くなり、ま
た、粒子間の結合強度が低くなるため、自立型フィルタ
としての機械的強度が低下する。

【００１１】また、超高分子量ポリエチレン粒子とポリ
エチレン系粒子とを混合する際の配合比も、超高分子量
ポリエチレン粒子Ａが８０重量％以上の場合には、ポリ
エチレン系粒子Ｂが十分に機能せず、強度の低下が起こ
る。そして、超高分子量ポリエチレン粒子Ａが３０重量
％以下の場合は、超高分子量ポリエチレン粒子相互間の
気孔となる空隙がポリエチレン系粒子Ｂによって埋めら
れて、目詰まりが起こり、圧損が高くなるという問題が
起こる。更に詳述すると、気孔径の過度の微細化は、適
正な粒径粒子で形成された気孔に、微粒子群が更に付着
することが主な原因で、気孔径の適正化には、樹脂粒子
原料において、気孔を形成する各成分粒子の平均粒径を
適正化するだけでなく、フィルタとして要求される気孔
径よりも小さな微粒子の含有率を制御することが重要で
ある。

【００１２】つまり、超高分子量ポリエチレン粒子Ａや
ポリエチレン系粒子Ｂの原料粒子中に含まれる非常に微
小の粒子は、骨格樹脂粒子等の形成する気孔の開口部表
面に付着して、気孔開口部の表面を平滑化する働きをす
る。気孔開口部が平滑化されると、後にエレメント表面
に塗布されるコーティング層のフッ素樹脂粒子により気
孔が過度に微細化された状態になり、初期の過抵抗が高
くなると同時に、逆洗処理時のパルスエアの通りが悪く
なるという不都合を招く。

【００１３】そこで、上述のように各原料粒子中で粒径
が６３μｍ以下の微小粒子の含有率を１重量％以下に調
整すると、微小粒子が気孔開口部に付着しても、気孔開
口部が平滑化されずに済み、後にコーティング層を形成
しても、コーティング層のフッ素樹脂粒子によって気孔
径が過度に微細化されることがない。従って、コーティ
ング層により気孔径が過度に微細化されることを防止す
ること、即ち、初期の濾過抵抗を適度に抑えると同時
に、逆洗処理時のパルスエアの通りを良好にするという
点で、各樹脂粒子原料は、いずれも、粒径が６３μｍ以
下の粒子の含有率を１重量％以下に調整しておくことが
好ましい。

【００１４】更に、各原料粒子中の６３μｍ以下の微小
粒子の含有率を１重量％以下に調整しても、コーティン
グ層となるフッ素樹脂粒子の付着量が多過ぎると、やは
り、エレメント母材表面における気孔開口部がフッ素樹
脂粒子により厚く覆われて、気孔径が過度に微細化され
た状態に陥る。また、コーティング層となるフッ素樹脂
粒子の付着量が少な過ぎると、気孔径を微細化するとい
うコーティング層の本来の目的が果たせず、捕集すべき
粉体の目抜けという問題が起きる。そこで、エレメント
母材の表面に形成したコーティング層におけるフッ素樹
脂量は、２５〜６０ｇ／ｍ²になるように設定すると良
い。このようにコーティング層のフッ素樹脂量を調整す
ると、捕集効率を高めると同時に、気孔径が過度に微細
化されることを防止して、パルスエア等の通りを良好に
維持して、フィルタ表面に付着した粉塵の逆洗による払
い落としを良好にすることができる。

【００１５】また、前記コーティング層を形成するフッ
素樹脂粒子も、適正な粒径がある。粒径が小さすぎると
気孔を過度に微細化する要因となり、大きすぎると、目
抜けの防止という本来の目的を十分に果たせなくなる。
この平均粒径は３〜１０μｍのものを使用するのが好ま
しく、このようにフッ素樹脂粒子の粒径を調整した場合
には、目抜けの防止という本来の目的を十分に果たすこ
とができ、かつ、初期の濾過抵抗も適度に抑えて、目詰
まりによる圧損の上昇も適度に抑えることができる。

【００１６】経時的な圧損が増加し続けるという不都合
な現象の発生を防止して、安定した長期の連続使用を実
現することができ、さらには、付着した粉塵の払い落と
しが逆洗により容易かつ良好になし得るため目詰まりに
よって増大した圧損を容易且つ迅速に回復させることが
できて、フィルタの交換作業のために集塵機の稼働率が
低下するという不都合の発生を防止することができる。

【００１７】以上の焼結型フィルタエレメントは、粒径
が６３μｍ以下の粒子の含有率が１重量％以下になるよ
うに篩い分け処理した平均粒径が１００〜２００μｍの
超高分子量ポリエチレン粒子Ａと、ポリエチレン系ペレ
ットを平均粒径が２００〜４００μｍになるように粉砕
処理した後に粒径が６３μｍ以下の粒子の含有率が１重
量％以下になるように篩い分け処理したポリエチレン系
粒子Ｂとを、Ａ／Ｂ＝８０／２０〜３０／７０（重量
％）の範囲で撹拌混合した樹脂粒子原料を生成する撹拌
混合処理と、前記撹拌混合処理により生成した樹脂粒子
原料を所定の金型に充填した後、１５０〜２５０℃の温
度で３０分〜４時間焼結して、所定形状のエレメント母
材を形成する焼結処理と、前記焼結処理により形成した
エレメント母材の表面にフッ素樹脂粒子と酢酸ビニル系
接着剤の水懸濁液をスプレー又は刷毛により所定厚に塗
布して、フッ素樹脂量が２５〜６０ｇ／ｍ²のコーティ
ング層を形成するコーティング層形成処理とを順に実施
することを特徴とする焼結型フィルタエレメントの製造
方法によって良好に製造することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施形態に係る焼結型フィルタエレメント及びその製
造方法を詳細に説明する。図１は本発明に係る焼結型フ
ィルタエレメントを使用した粉塵捕集装置の一部縦断面
図、図２は図１に示した焼結型フィルタエレメント８の
付着表面の拡大図である。

【００１９】この捕集装置１は、略角形状の密閉された
ケーシング２を有し、その内部は区画壁である上部天板
３によって下部の捕集室４と上部の清浄空気室５とに分
けられ、ケーシング２の中腹に下部の捕集室４に連通す
る含塵空気の供給口６が設けられている。また、ケーシ
ング２の上部に清浄空気室５に連通する清浄空気の排出
口７が設けられている。更に、上部天板３の下面には中
空扁平状のフィルタエレメント８，８・・・・が所定の
間隔で取り付けられている。フィルタエレメント８は上
端に大径部９が形成され、上部天板３に取り付けられて
いる。なお、上部天板３と大径部９との間にはパッキン
１２が介装されている。

【００２０】供給口６からケーシング２の捕集室４内に
供給された含塵空気は、中空で断面が例えば波形形状な
いし蛇腹形状に形成したフィルタエレメント８の濾過体
を通過して内側に流れ込む。この時粉塵はフィルタエレ
メント８の表面に付着・堆積して捕集され、フィルタエ
レメント８の内側に流れ込んだ清浄空気は、内部の通路
を経てケーシング２の上部の清浄空気室５に入り、その
排出口７から所定の場所に導かれる。

【００２１】このように、フィルタエレメント８の表面
に粉塵が付着・堆積するとフィルタエレメント８の空気
通路が閉塞して圧力損失が増加する。このためフィルタ
エレメント８，８・・・・をそれぞれ一定の間隔をおい
て順次逆洗してフィルタエレメント８，８・・・・の表
面に付着・堆積した粉塵を除去する。即ち、図１に示す
ように、上部天板３の上方（二次側）には逆洗用の噴射
管１３，１３・・・が配せられ、噴射管１３，１３・・
・はそれぞれ図示しない逆洗バルブ（噴射管１３にそれ
ぞれ対応する）を介して空気発生源に接続されている。
そして、タイマー制御などにより一定の間隔をおいて逆
洗バルブを順次開閉して、それぞれの対応する噴射管１
３噴射ノズル１４から逆洗のためのパルスエアを噴射す
る。これにより、パルスエアがそれぞれのフィルタエレ
メント８の内側から外側に向かって逆流し、フィルタエ
レメント８の表面に付着・堆積した粉塵が払い落とされ
る。払い落とされた粉塵は、ケーシング２下部のホッパ
１５に落下して回収される。

【００２２】このように、パルスエアを逆流させて粉塵
もしくは粉塵の層をフィルタエレメントから剥離するよ
うに離すことにより、含塵空気の供給口６からケーシン
グ２内に供給された含塵空気は、圧力損失が好適に維持
された状態でフィルタエレメント８，８・・・・を経て
排出口７から清浄空気として排気される。

【００２３】焼結型フィルタエレメント８は、本発明の
第１実施形態となるもので、図３に示す微粒子含有率調
整処理１０１、原料樹脂粒子の撹拌混合処理１０２、原
料樹脂粒子を金型により所定形状に焼結させる焼結処理
１０３、焼結処理１０３により形成した焼結体であるエ
レメント母材の表面にコーティング層を形成するコーテ
ィング層形成処理１０４とを順に実施することにより形
成したものである。

【００２４】微粒子含有率調整処理１０１は、焼結型フ
ィルタエレメント８の原料となる超高分子量ポリエチレ
ン粒子Ａと、ポリエチレン系粒子Ｂについて、粒径が６
３μｍ以下の微粒子の含有率を基準値以下に調整する処
理である。ここでは２５０メッシュ（ＪＩＳＺ８８０
１：６３μｍ）の篩を使用する。この第１実施形態で
は、超高分子量ポリエチレン粒子Ａとしては、平均粒径
が１５０μｍのものに対して篩い分け処理を実施して、
粒径が６３μｍ以下の微粒子の含有率を１．０重量％以
下に調整する。また、ポリエチレン系粒子Ｂとしては、
高密度ポリエチレンペレットを適宜粉砕機により平均粒
径３２０μｍに破砕処理したものに対して篩い分け処理
を実施して、粒径が６３μｍ以下の微粒子の含有率を
１．０重量％以下に調整する。

【００２５】原料樹脂粒子の撹拌混合処理１０２は、前
述の微粒子含有率調整処理１０１により微粒子の含有率
を調整した超高分子量ポリエチレン粒子Ａとポリエチレ
ン系粒子Ｂとを、所定の重量比で配合して、ほぼ均質に
撹拌混合した樹脂粒子原料を生成する。この第１実施形
態では、超高分子量ポリエチレン粒子Ａを６５重量％、
ポリエチレン系粒子Ｂを３５重量％で撹拌混合した樹脂
粒子原料を作る。

【００２６】焼結処理１０３は、前述の原料樹脂粒子の
撹拌混合処理１０２により生成した樹脂粒子原料を、所
定の金型に振動を与えながら充填し、充填後の金型を適
当な焼結温度に調整された加熱炉に一定時間入れて焼結
を行う。その後、加熱炉から取り出した金型を、ファン
による送風により強制冷却し、適正温度まで冷却された
ら、金型から焼結体を取り出す。この焼結体が、前記焼
結型フィルタエレメント８の原型となるエレメント母材
である。この第１実施形態の場合、加熱炉の温度は２３
０℃に調整し、金型は該加熱炉内で２．５時間加熱す
る。

【００２７】コーティング層形成処理１０４は、前述の
焼結処理１０３により形成したエレメント母材の表面に
フッ素樹脂粒子と酢酸ビニル系接着剤の水懸濁液をスプ
レー又は刷毛により所定厚に塗布して、所定のフッ素樹
脂量のコーティング層を形成するもので、このコーティ
ング層の形成により、焼結型フィルタエレメント８が完
成する。完成した焼結型フィルタエレメント８の濾壁
は、図３に示すように、超高分子量ポリエチレン粒子及
びポリエチレン系粒子からなる焼結体粒子を骨格粒子Ｄ
とし、この骨格粒子Ｄ間に形成された隙間が空気の通過
を許容する気孔８ｄとして機能し、コーティング層Ｅを
形成するフッ素樹脂粒子が、エレメント表面側の気孔８
ｄの開口部に付着して気孔８ｄの実質的な開口径を微細
化して、微小な粉塵の目抜けを防止する。粉塵Ｆはこの
コーティング層Ｅに殆どが付着して捕集され、気孔８ｄ
を通過した空気は清浄空気室５を経て排出口７から清浄
空気として排気される。

【００２８】この第１実施形態では、フッ素樹脂粒子と
酢酸ビニル系接着剤の水懸濁液は、ポリテトラフルオロ
エチレンを２３重量％、酢酸ビニル系接着剤５重量％、
水７２重量％の割合で配合したものを使用する。そし
て、この水懸濁液は、スプレー法により、エレメント母
材の表面に塗布し、常温により硬化させる。スプレー法
による塗布は、図４に示すように、一対のスプレーノズ
ル２００を水平方向に離間させ対向配置すると共に、上
下方向に往復移動可能に装備し、これらの一対のスプレ
ーノズル２００間に垂直に立てたエレメント母材２０１
を通過させることで、エレメント母材２０１の両面に同
時に水懸濁液の塗布を行う。そして、エレメント母材２
０１に対する各スプレーノズル２００の上下方向への移
動速度をおよびフィルタエレメントの通過速度を調整す
ることで、塗布量の調節を行う。この第１実施形態では
コーティング層として残るフッ素樹脂量が４５ｇ／ｍ²
となるように、水懸濁液の塗布量を調整している。

【００２９】以上のようにして製造された焼結型フィル
タエレメント８は、エレメント母材の表面に開口する気
孔径をフッ素樹脂粒子によるコーティング層Ｅによって
適正値に設定することができるため、高効率で粉塵の捕
集が可能である。しかも、フッ素樹脂量を制限している
ため、コーティング層Ｅによってエレメント母材上の気
孔開口部が過度に塞がれることがなく、初期の濾過抵抗
が高くなり過ぎるという不都合を防止することもでき
る。

【００３０】そして、樹脂粒子原料中の粒径が６３μｍ
以下の微粒子の含有率を１重量％以下に調整したこと
で、エレメント母材に形成される気孔が気孔開口部に付
着した微粒子により平滑に埋められて過度に微細化され
ることを防止することができ、気孔径を適正化すること
ができる。そして、気孔径が適正であれば、逆洗処理時
に適度の圧力のパルスエアが気孔を通って確実にフィル
タ表面の捕集粉塵に届くため、パルスエアによる逆洗に
よって、付着した粉塵の払い落としを容易かつ良好にな
し得る。従って、経時的な圧損が増加し続けるという不
都合な現象の発生を防止して、安定した長期の連続使用
を実現することができ、さらには、付着した粉塵の払い
落としが逆洗により容易かつ良好になし得るため目詰ま
りによって増大した圧損を容易且つ迅速に回復させるこ
とができて、フィルタの交換作業のために集塵機の稼働
率が低下するという不都合の発生を防止することができ
る。

【００３１】以上の作用効果を実証するため、本願発明
者は、上記の第１実施形態の焼結型フィルタエレメント
８に準じて製造した第２，第３実施形態の焼結型フィル
タエレメントと、比較例として４種の焼結型フィルタエ
レメントとを用意し、同一条件下で、稼働１００時間後
の圧損と、捕集した粉塵量の測定を行った。第２実施形
態の焼結型フィルタエレメントは、フッ素樹脂粒子のコ
ーティング量が５６ｇ／ｍ²であるもので、それ以外の
点は、全て第１実施形態と同じ条件で製造したものであ
る。また、第３実施形態の焼結型フィルタエレメントの
場合は、第１実施形態の場合と比較して、超高分子量ポ
リエチレン粒子Ａの平均粒径が１４５μｍ、超高分子量
ポリエチレン粒子Ａにおける６３μｍ以下の微粒子の含
有率が０．８重量％、ポリエチレン系粒子Ｂの平均粒径
が３４０μｍ、該ポリエチレン系粒子Ｂにおける６３μ
ｍ以下の微粒子の含有率が０．２重量％、超高分子量ポ
リエチレン粒子Ａとポリエチレン系粒子Ｂとの配合比が
６０重量％：４０重量％、フッ素樹脂粒子のコーティン
グ量が３１ｇ／ｍ²のものである。製造手順は、第１実
施形態の場合と同様である。

【００３２】比較例１の焼結型フィルタエレメントの場
合は、第１実施形態の場合と比較して、超高分子量ポリ
エチレン粒子Ａの平均粒径が１３０μｍ、超高分子量ポ
リエチレン粒子Ａにおける６３μｍ以下の微粒子の含有
率が２．８重量％、フッ素樹脂粒子のコーティング量が
４３ｇ／ｍ²のものである。比較例２，３の焼結型フィ
ルタエレメントの場合は、第１実施形態の場合と比較し
て、フッ素樹脂粒子のコーティング量が、それぞれ、２
３ｇ／ｍ²，６７ｇ／ｍ²のものである。比較例４の焼結
型フィルタエレメントの場合は、第１実施形態の場合と
比較して、ポリエチレン系粒子Ｂの平均粒径が３４０μ
ｍ、ポリエチレン系粒子Ｂにおける６３μｍ以下の微粒
子の含有率が３．５重量％、フッ素樹脂粒子のコーティ
ング量が４４ｇ／ｍ²のものである。比較例１乃至４の
いずれも、基本的な製造手順は、第１実施形態の場合と
同様である。

【００３３】試験は、風速１ｍ／ｍｉｎ逆洗用のパルスエア圧５ｋｇｆ／ｃｍ² パルスエアの頻度１回／８０ｓ捕集する粉塵タンカル（３２５メッシュパス）、ｄ₅₀＝１２μｍ粉塵の濃度１０ｇ／ｍ³Ｎの条件下で行った。

【００３４】試験結果は、以下の表１に示す通りであ
る。なお、表１において、圧損は、焼結型フィルタエレ
メントの入口、出口の圧力差をマノメータにより測定し
た。

【００３５】

【表１】

【００３６】上記の表１に示したように、第１〜第３実
施形態の焼結型フィルタエレメントは、いずれも、稼働
１００時間後には圧損が飽和状態となっており、それ以
後の連続稼働で１０００時間以上経過した後も圧損は殆
ど上昇せず、安定した稼働を得ることができる。また、
この時の圧損値も１７５ｍｍＡｑ以下で、圧損が比較的
に低い値に抑えられている。それに対して、比較例の１
乃至４のものは、いずれも、稼働１００時間後に測定さ
れた圧損はすでに使用を続けるには不適格なほど高く、
しかも、以後も増大し続ける傾向を示す。

【００３７】このような実施形態と比較例との性能差
は、超高分子量ポリエチレン粒子Ａ及びポリエチレン系
粒子Ｂの平均粒径の他に、これらの各樹脂粒子原料にお
ける６３μｍ以下の微粒子の含有率、フッ素樹脂粒子に
よるコーティング層におけるフッ素樹脂量等が大きく影
響している。従って、超高分子量ポリエチレン粒子Ａと
しては平均粒径が１００〜２００μｍのものを、ポリエ
チレン系粒子Ｂとしては平均粒径が２００〜４００μｍ
のものを使用し、超高分子量ポリエチレン粒子Ａ及びポ
リエチレン系粒子Ｂの混合割合はＡ／Ｂ＝８０／２０〜
３０／７０（重量％）の範囲とし、各原料粒子中で粒径
が６３μｍ以下の微小粒子の含有率を１重量％以下に調
整し、エレメント母材の表面に形成したコーティング層
におけるフッ素樹脂量を２５〜６０ｇ／ｍ²になるよう
に設定することが望ましい。また、前記コーティング層
を形成するフッ素樹脂粒子の適正な粒径としては、平均
粒径が３〜１０μｍのものを使用するのが好ましい。

【００３８】なお、樹脂Ａとして用いられる超高分子量
ポリエチレンの分子量は特に制限されるものではなく、
従来より焼結型フィルタエレメントに使用されている超
高分子量ポリエチレンと同等の分子量で構わないが、以
下の数値であることが好ましい。分子量は、１３５℃デ
リカン中における極限粘度［η］が５〜５０ｄｌ／ｇ、
好ましくは８〜４０ｄｌ／ｇのものであり、粘度平均分
子量に換算して５０万〜１２００万、好ましくは９０万
〜９００万である。ここで、［η］が５ｄｌ／ｇ以下で
あると、フィルタエレメントである焼結体に目詰まり部
分が多数発生し、通気抵抗が高くなり好ましくない。ま
た、［η］が５０ｄｌ／ｇ以上であるとフィルタエレメ
ントの引張強度が低下し好ましくない。

【００３９】そして、樹脂Ｂとして用いられるポリエチ
レン系樹脂は、その樹脂組成や重合方法は特に制限され
ないが、得られるフィルタエレメントの特性を考慮する
と、以下のものがより望ましい。ＭＦＲ（メルトフロー
レート、ＡＳＴＭＤ１２３８−６５Ｔに準拠１９０
℃、２．１６ｋｇ荷重下）として０．０１〜３０ｇ／１
０ｍｉｎ、好ましくは、０．１〜１０ｇ／１０ｍｉｎ、
極限粘度［η］に換算して１．０〜４ｄｌ／ｇ、好まし
くは１．２〜３ｄｌ／ｇの範囲にあることが好ましいと
されており、本発明のエチレン系共重合体もこれらの値
を満足することがより望ましい。樹脂組成に関しては、
エチレンホモポリマーの外、エチレンと共重合可能なコ
モノマーとの共重合体を広く使用することができる。好
適なコモノマーとして、炭素数３〜８のα−オレフィ
ン、例えばプロピレン、ブテン−１、４−メチルペンテ
ン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等を挙げることが
でき、その含有量は２０モル％以下、更には１５モル％
以下であることが好ましい。また、エチレン−ビニルエ
ステル共重合体やエチレン−アクリル酸エステル共重合
体等も好適に使用でき、この場合コモノマー濃度は２０
重量％以下、更には１０重量％以下であることが好まし
い。何れの樹脂においても、コモノマー濃度が２０重量
％を超えると目詰まり部分が増加し、通気抵抗が高くな
る傾向にある。また、強度的には、高密度ポリエチレン
が好ましいが、低密度ポリエチレンや、中密度ポリエチ
レンでも構わない。更に、これらのブレンドポリマーで
も構わない。

【００４０】また、本発明の焼結型フィルタエレメント
を製造する際、樹脂Ａと樹脂Ｂとの混合方法や、金型へ
の充填方法、また焼結させるための加熱方法等は特に制
限されるものではなく、一般的なポリエチレン系樹脂か
らなる焼結型フィルタエレメントの製造条件に準ずるこ
とができる。例えば、混合粒子を金型に充填する際に金
型に振動を加えることで、高い充填率を持って金型全体
に均一に充填できる。加熱に関しては、金型を電気乾燥
機、電気加熱炉等に入れて行うか、あるいは熱源と金型
との間で熱媒体を循環し外側から加熱して行っても良
く、加熱条件は乾燥機や加熱炉の構造の違いにより一概
には規制されないが、温度については、およそ１５０〜
２５０℃の範囲、また時間については３０分〜４時間の
範囲で行う。一般に、温度が高すぎたり時間が長すぎる
場合は目詰まり部分が増加して通気抵抗が増加し、ま
た、温度が低かったり時間が短すぎる場合は焼結が不十
分となり、引張強度が低下する傾向にある。また、得ら
れるフィルタエレメントの形状も特に制限されず、使用
箇所や目的に応じた形状とすることができるが、濾過面
積が広く有効に利用できることから、濾壁の断面形状は
波形にすることが好ましい。

【００４１】さらに、本発明の焼結型フィルタエレメン
トのフッ素樹脂コーティング層はフッ素樹脂粒子と接着
剤とを溶媒に分散させた懸濁液をスプレーや刷毛等の手
段により、フィルタエレメントの表面に所定量になるよ
うに塗工し、接着剤を硬化させることによって得られ
る。前述の第１実施形態では、懸濁液の塗工をスプレー
法により行っている。また、刷毛等による手塗りでも良
いが、均一にしかも塗布量をコントロールするためには
自動スプレー式が好ましい。即ち、フィルタエレメント
を垂直に立てた状態で横方向に通過させ、その両側から
上下方向に往復移動するスプレーノズルからフッ素樹脂
懸濁液をスプレーする。このときフィルタエレメントの
移動速度およびスプレーノズルの上下方向への移動速度
をコントロールすることにより、コーティング量を調整
する。なお、コーティング量はコーティング前後のフィ
ルタエレメントの重量差から求める。また、前述の第１
実施形態では溶媒として水を使ったが、アルコール類を
溶媒に使用することもできる。なお、コーティング層に
使用するフッ素樹脂粒子としては、例えば、ポリテトラ
フロロエチレンやヘキサフロロエチレン、ポリクロロト
リフロロエチレン、テトラフロロエチレン・バーフロロ
アルキルビニルエーテル共重合体、テトラフロロエチレ
ン・ヘキサフロロプロピレン共重合体、エチレン・テト
ラフロロエチレン共重合体、エチレン・クロロトリフロ
ロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ
化ビニル等からなる平均粒径３〜１０μｍの粒子が望ま
しい。そして、接着剤は、ビニル系樹脂やフェノール系
樹脂、メラミン系樹脂、レソルシノール系樹脂等からな
る接着剤が好ましい。

【００４２】

【発明の効果】本発明の焼結型フィルタエレメント及び
その製造方法によれば、エレメント母材の表面に開口す
る気孔径をフッ素樹脂粒子によるコーティング層によっ
て適正値に設定することができるため、高効率で粉塵の
捕集が可能である。しかも、フッ素樹脂量を制限してい
るため、コーティング層によってエレメント母材上の気
孔が過度に塞がれることがなく、初期の濾過抵抗が高く
なり過ぎるという不都合を防止することもできる。

【００４３】そして、樹脂粒子原料中の粒径が６３μｍ
以下の微粒子の含有率を１重量％以下に調整したこと
で、エレメント母材に形成される気孔が気孔開口部に付
着した微粒子により平滑に埋められて過度に微細化され
ることを防止することができ、気孔径を適正化すること
ができる。そして、気孔径が適正であれば、逆洗処理時
に適度のパルスエアが気孔を通って確実にフィルタ表面
の捕集粉塵に届くため、パルスエアによる逆洗によっ
て、付着した粉塵の払い落としが容易かつ良好になし得
る。従って、経時的な圧損が増加し続けるという不都合
な現象の発生を防止して、安定した長期の連続使用を実
現することができ、さらには、付着した粉塵の払い落と
しが逆洗により容易かつ良好になし得るため目詰まりに
よって増大した圧損を容易且つ迅速に回復させることが
できて、フィルタの交換作業のために集塵機の稼働率が
低下するという不都合の発生を防止することができる。

【００４４】また、前記コーティング層を形成するフッ
素樹脂粒子は、平均粒径が３〜１０μｍのものを使用す
ると、目抜けの防止という本来の目的を十分に果たすこ
とができ、かつ、初期の濾過抵抗も適度に抑えて、目詰
まりによる圧損の上昇も適度に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼結型フィルタエレメントを使用
した粉体分離装置の一部縦断面図である。

【図２】図１の焼結型フィルタエレメントの付着表面の
拡大図である。

【図３】本発明に係る焼結型フィルタエレメントの製造
方法の手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明に係る焼結型フィルタエレメントの製造
方法にいてコーティング層の形成に使用するスプレー法
の説明図である。

【符号の説明】

１捕集装置２ケーシング３上部天板（区画壁）４捕集室５清浄空気室８焼結型フィルタエレメント８ｄ気孔９大径部１３噴射管１４噴射ノズルＤ骨格樹脂粒子Ｅコーティング層Ｆ粉塵

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が１００〜２００μｍの超高分
子量ポリエチレン粒子（Ａ）と平均粒径が２００〜４０
０μｍのポリエチレン系粒子（Ｂ）とを（Ａ）／（Ｂ）
＝８０／２０〜３０／７０（重量％）の範囲で撹拌混合
した樹脂粒子原料を所定の金型に充填して加熱焼結させ
たエレメント母材の表面にフッ素樹脂粒子のコーティン
グ層を設けてなる焼結型フィルタエレメントであって、前記樹脂粒子原料は粒径が６３μｍ以下の粒子の含有率
が１重量％以下で、且つ、前記コーティング層はフッ素
樹脂量が２５〜６０ｇ／ｍ²となるように形成したこと
を特徴とする焼結型フィルタエレメント。
【請求項２】前記コーティング層を形成するフッ素樹
脂粒子は、平均粒径が３〜１０μｍであることを特徴と
する請求項１に記載の焼結型フィルタエレメント。
【請求項３】粒径が６３μｍ以下の粒子の含有率が１
重量％以下になるように篩い分け処理した平均粒径が１
００〜２００μｍの超高分子量ポリエチレン粒子（Ａ）
と、ポリエチレン系ペレットを平均粒径が２００〜４０
０μｍになるように粉砕処理した後に粒径が６３μｍ以
下の粒子の含有率が１重量％以下になるように篩い分け
したポリエチレン系粒子（Ｂ）とを（Ａ）／（Ｂ）＝８
０／２０〜３０／７０（重量％）の範囲で樹脂粒子原料
を撹拌混合処理し、前記撹拌混合処理した樹脂粒子原料を所定の金型に充填
した後、１５０〜２５０℃の温度で３０分〜４時間焼結
して、所定形状のエレメント母材を形成する焼結処理
し、前記焼結処理により形成したエレメント母材の表面にフ
ッ素樹脂粒子と酢酸ビニル系接着剤の水懸濁液をスプレ
ー又は刷毛により、フッ素樹脂量が２５〜６０ｇ／ｍ²
となるコーティング層の形成処理を実施することを特徴
とする焼結型フィルタエレメントの製造方法。