耐熱性及び／又は耐化学性を有するフィルター要素
固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素であって、前記フィルター要素は、
（ａ）５０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適し、
（ｂ）及び／又は良好な耐酸性を有する、
フィルター要素において、
当該フィルター要素は、第一材料の粒子を有する基礎構成成分を備えて成ること、及び、第一材料の粒子は、接着剤によって互いに保持されることを特徴とし、当該接着剤は、
−接着温度までの加熱を含む、前記基礎構成成分との処理の前には、前記接着剤のための粒状第二プラスチック初期材料であり、
−処理温度で流動状態になり、
−熱硬化性プラスチック材料として硬化するか又は熱可塑性プラスチック材料として固体化するかのどちらかである。
（ａ）５０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適し、
（ｂ）及び／又は良好な耐酸性を有する、
フィルター要素において、
当該フィルター要素は、第一材料の粒子を有する基礎構成成分を備えて成ること、及び、第一材料の粒子は、接着剤によって互いに保持されることを特徴とし、当該接着剤は、
−接着温度までの加熱を含む、前記基礎構成成分との処理の前には、前記接着剤のための粒状第二プラスチック初期材料であり、
−処理温度で流動状態になり、
−熱硬化性プラスチック材料として硬化するか又は熱可塑性プラスチック材料として固体化するかのどちらかである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明のサブジェクトマターは、固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素であり、前記フィルター要素は、
（ａ）５０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適し、
（ｂ）及び／又は良好な耐酸性を有する、
フィルター要素において、
当該フィルター要素は、第一材料の粒子を有する基礎構成成分を備えて成ること、及び、第一材料の粒子は、接着剤によって互いに保持され、当該接着剤は、
−接着温度までの加熱を含む、前記基礎構成成分との処理の前には、前記接着剤のための粒状第二プラスチック初期材料であって、
−処理温度で流動状態になり、
−熱硬化性プラスチック材料として硬化するか又は熱可塑性プラスチック材料として固体化するかのどちらかであること、
を特徴とする。
【背景技術】
【０００２】
固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素が公知であり、当該フィルター要素は、共に焼結させられたポリエチレン粒子から成る。ポリエチレン粒子は、１６０〜１８０℃の温度でそれら表面上において粘着性のある状態になるので、公知のフィルター要素の連続使用温度は低い。永久的な塑性変形のために連続使用がもはや適当でない温度範囲が、早ければ８０℃以下で始まる。公知のフィルター要素は、特に、活性な酸及び／又は上昇した温度状態での酸に対する場合、良好な耐酸性をまったく有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明にしたがうフィルター要素は、効率的且つ費用のかからない方法で製造することが可能であり、既述の耐酸性及び／又は耐熱性を結果として生じる材料から作られる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第一材料の粒子と粒状プラスチック初期材料とは、（概して、第一材料の粒子と粒状プラスチック初期材料とがその中に導入される型内で）それらを混合することによって、接着温度までの加熱によって接着を実行する状態まで好都合に至らせられる。遅くとも、接着温度に近い温度に達するときには、粒状プラスチック初期材料は、流動状態に変化し、第一材料の粒子と接触する位置で接着接合点を形成するのに対して、第一材料粒子の間の他の空間は、（状況に応じて、第一材料粒子の表面上の薄い接着膜を除いて）実質的に接着から自由である。接着剤は熱硬化性タイプかそれとも熱可塑性タイプのどちらかである。接着剤が熱硬化性プラスチック材料として硬化する場合、粒状プラスチック初期材料は、二成分タイプかそれとも複成分タイプのどちらかである。硬化は、ほとんどの場合、おおむね化学反応によって行われ、この反応は、場合により触媒的に強められる。熱硬化性プラスチック材料が活性剤を使用する場合は、後者は、固体状態でプラスチック初期材料に含まれる。熱可塑性プラスチック材料の場合には、材料はフィルター要素の製造プロセスにおける冷却の際に固体化する。
【０００５】
耐熱性フィルター要素に関して、本発明にしたがうフィルター要素の全ての実施形態が、５０〜２００℃の全温度範囲に適合しなければならない必要はない。しかしがら、本発明にしたがうフィルター要素のすべての耐熱性実施形態は、任意の、実際の温度で、５０〜２００℃の範囲にある連続使用（最高）温度を有する。例えば、顧客が特定の使用環境で１５０℃の連続使用最高温度に適したフィルター要素を注文したい場合は、通常この顧客は、例えば１９０℃の連続使用最高温度用の使用環境を有する他の顧客のためのフィルター要素よりも高性能ではない構造のフィルター要素タイプを出されるであろう。後者の使用環境のためのフィルター要素は、通常、最初に記述した使用環境のためのフィルター要素よりも製造においてより高価である。一方で、連続使用最高温度に関して互いと異なるフィルター要素の過度に多い種類を提供しないための努力がなされる。
【０００６】
本発明では、良好な耐酸性を有するフィルター要素をもまた対応する材料選択によって提供する。良好な耐酸性を導く第一材料プラスチックと粒状プラスチック初期材料とは、必ずしも良好な耐熱性を同様に導く必要はなく、逆もまた同様である。耐熱性と耐酸性との組み合わせが特に好ましい。
【０００７】
接着剤のための粒状プラスチック初期材料と共に作用することは、本発明にしたがうフィルター要素のための製造プロセスを非常に単純にする。接着温度までの加熱は、概してオーブンで達成されるが、しかしながら、他の加熱方法、特にマイクロ波又は赤外線による加熱も同様に可能である。
【０００８】
フィルター要素の基礎構成成分が、一つだけの材料の粒子単独で強制的に成る必要はないことが強調される。このような「第一材料」は、既にいくつかの材料の混合物でありえる。それに加えて、以下により詳細に記述される充填物と添加剤とが既にここで言及される。同様な接着効果のために、接着剤は基礎構成成分の全ての成分を共に保持させることは明らかである。
【０００９】
本発明の更なる発展において、プラスチック材料を第一材料粒子として用いることが好ましい。驚いたことに、発明者らは、互いと接着可能であり、且つ、本発明にしたがう耐熱性を有するフィルター要素に結果としてなる、利用可能なプラスチック粒子が存在することを見出した。
【００１０】
本発明の範囲において、以下のプラスチック材料の一つを第一材料のプラスチック材料のために用いるのが特に好ましい。
−ポリアミド、特にアラミド（aramides）
−ポリスルホン
−ポリサルファイド、特にポリフェニレンサルファイド
−ポリイミド
−ポリメタクリレート（polymethacrylate）、特にポリメチルメタクリレート（polymethyl methacrylate）
【００１１】
これらプラスチック材料は、一部分は熱可塑性材料であり、一部分は熱硬化性材料であることが見て取れる。
【００１２】
必ずしも、接着温度が特定のフィルター要素の連続使用温度以下である必要はないことが指摘される。例えば、１４０℃の連続使用温度を有しているフィルター要素の場合、（例えば、プラスチック材料の第一材料粒子は、短い時間の間１７０℃に耐えることができるので、）例えば１７０℃の接着温度でフィルター要素を製作することが実際に可能である。熱可塑性接着剤の場合、接着温度が実際の連続使用温度より十分に高い状況は、通例である。しかしながら、熱硬化性接着剤の場合、その状況は、多くの場合、反対である。すなわち、接着温度は、実際の連続使用温度よりも低い。結局、製造技術の理由で、できる限り低い接着温度を有することがいずれにしろ望まれる。当然のことながら、接着温度は、基礎構成成分が少なくとも接着のために要求される時間の間は熱に耐えられる温度以下である必要がある。
【００１３】
プラスチック粒子の代わりとして、第一材料の粒子が無機粒子であることが、本発明の更なる発展において好ましい。無機粒子のグループ内では、ガラス粒子（特に、非中空ガラス小球及び／又は中空ガラス小球）及びセラミック粒子（特に非中空セラミック小球及び／又は中空セラミック小球）が特に好ましい。
【００１４】
以下の接着剤が、特に好ましい。
−エポキシ樹脂
−フェノール樹脂
−ポリエステル樹脂
−メラミン樹脂
−シリコーン樹脂
−ウレタン樹脂
【００１５】
熱硬化性プラスチックが、ここでは前面に出ているが、いくつかの熱可塑性材料も同様に適している。
【００１６】
既述の特に好ましい接着剤の内、エポキシ樹脂は、最良の耐熱性を呈し、且つ、対応する適用のために最も好ましい。いわゆるエポキシ成形材料の部類が特に好都合である。
【００１７】
第一材料の粒子のために特に好ましいプラスチック材料に加え、特に好ましい接着剤を見つけ出すことにおいて、連続使用温度及び接着温度での前述の温度状況は、一方では関連性があった。他方では、粒状の初期状態における利用可能性、接着温度における流動状態への変形、及び、少なくとも十分な接着初期強度に達するまでの期間に留意しなければならなかった。最後に、良好な耐酸性に留意しなければならなかった。
【００１８】
フィルター要素は、（後で記述されている、その流入表面上に可能なコーティングは別にしてでさえ）第一材料及び接着剤だけで強制的に成る必要はないことが強調される。特に、充填物と他の添加剤とが設けられうる。例えば、第一材料粒子間の充填物粒子がありえ、又は、「第一材料の粒子」は、適当な第一材料それぞれ（好ましくはプラスチック又は無機物の粒子）と充填物とが混合されて存在する粒子でありえる。充填物は、従来の充填物でありえる。充填物は、粒状充填物、特に無機質充填物及び／又は繊維状充填物でありえる。添加物の一例として、すすが静電荷に対する添加物として示される。
【００１９】
本発明の更なる発展において、より高い強度を得るために、処理後、熱硬化性プラスチックを後で活性化することが可能である。これは、特に、化学的にか又は紫外線によって達成される。
【００２０】
第一材料の粒子は、通常、接着剤のためのプラスチック初期材料の粒子よりも大きい。第一材料の粒子サイズに関して、一方ではフィルター要素の低い流れ抵抗と他方ではフィルター要素の十分な強度との間の有利な妥協点を見つけ出すことが試される。第一材料の粒子の好ましい平均サイズの範囲は、５０〜５００μｍであり、１００〜３５０μｍが特に好ましい。接着剤のためのプラスチック初期材料の粒に関しては、これらが、第一材料の粒子間で良好な分配を得られる小さな平均サイズを有することが有利である。他方で、過度に小さな粒は、製造と取扱いとがより困難である。プラスチック初期材料の平均粒サイズにとって好ましい範囲は、５〜５０μｍであり、１０〜３０μｍが特に好ましい。
【００２１】
処理において、第一材料がプラスチック粒子から成るか又は構成される場合、第一材料と接着剤のためのプラスチック初期材料とは、好ましくは、、２．３：１〜９．０：１の重量比であり、４：１〜５．６：１の重量比が、特に好ましい。第一材料が無機粒子から成るか又はおおむね構成される場合、重量比は、好ましくは２５：１〜３４：１（非中空粒子）であり、又は、著しくより低い特に３：１〜１０：１（中空粒子）である。プラスチック初期材料は、概して比較的高価なので、少ない量を維持することが試される。他方で、第一材料粒子の確かな接着が得られる必要がある。充填物が第一材料の粒子内に存在する場合、この充填物は、固有の第一材料の粒子として既述の重量比範囲に同様に計算される。
【００２２】
可能な充填物は、好ましくは、繊維及び／又は粒状充填物である。基礎構成成分の充填物という意味のガラス繊維は、特に好ましい実施例として示される。これら充填物は、基礎構成成分の耐熱性を増加させるために役立つ。代替として、例えば、酸化ケイ素、カルシウム化合物、酸化アルミニウムのような無機充填物が特に好ましい実施例として示される。
【００２３】
本発明にしたがうフィルター要素は、好ましくはその流入表面に、フィルター要素の支持（保持）構成物よりも小さな孔サイズを備えたコーティングを有する。このコーティングは、表面ろ過乃至フィルタリングのために設けられるので、フィルター要素を用いて、ろ過して取り除かれる固体粒子は、フィルター要素の内部に入り込まない。そのようなコーティングを備えたフィルター要素は、逆流圧噴射クリーニング（counterflow pressure jet cleaning）により、非コーティングフィルター要素よりも非常により容易に清掃することができる。コーティングは、好ましくは繊維及び／又は粒子から成る。
【００２４】
通常、浄水場において本発明にしたがういくつかのフィルター要素が設備され、多くの場合、吸込み送風機がフィルター要素下流の清浄ガス側に配置される。通常、フィルター要素の逆流圧噴射クリーニングのための手段が設けられる。
【００２５】
本発明にしたがうフィルター要素は、前記５０〜２００℃の温度範囲における任意の実際の連続使用温度が要求されるろ過作業、及び／又は、良好な耐酸性が要求されるろ過作業、である全てのろ過作業のために事実上適している。示されるべき連続使用温度のより近接した範囲は、８０〜２００℃、１００〜２００℃及び１２０〜２００℃の範囲である。良好な耐酸性に関して示されるべきより近いフィールドは、燃焼ガス中に多くの場合存在する酸への良好な耐性である。特に好ましい使用フィールド、故にフィルター要素の適用に関しては、以下が挙げられる。
１．燃焼ガスのフィルタリング
２．作り出された生成物粒子の分離、特に、
−洗剤産業での噴霧乾燥機
−流動床乾燥機
−乾燥機、特に食料品産業での混合乾燥機
−石灰焼成オーブン（calcinating ovens）
−高熱粒子生産
３．材料リサイクル、好ましくは触媒流動床リアクターの場合における触媒のリサイクル
４．流出ガスクリーニング、好ましくは、
−金属浴の流出ガス
−金属溶解炉の流出ガス
−液状ガラスを伴う浴の流出ガス
−クリンカー冷却器の流出ガス
−光導波路（optical waveguide）製品の炉の流出ガス
−食料品産業での焙焼工場、特にコーヒー焙焼工場の流出ガス
５．液流のフィルタリング
【００２６】
そのような適用は、焼結したポリエチレン粒子の従来のフィルター要素の連続使用温度を明らかに超過し及び／又は酸負荷を明らかに超過する連続使用温度及び／又は酸負荷を含むことがわかる。ここまでにおいて、本発明は、プラスチック粒子又は無機粒子を用いて実際に製造されたフィルター要素の完全に新しい広範な使用範囲を開示するが、その他の点については、より高度な改良点を含む。
【００２７】
第一材料の粒子と接着剤のためのプラスチック初期材料との最良選択によって、フィルター要素にとっての多くの使用フィールドにおいて生じる化学的な負荷に配慮することが可能である。本発明との関係において、特に塩酸、二酸化硫黄、ふっ酸、硫化水素に対する耐性に対して留意する。そのような化合物は、特に燃焼プロセスが行われるような状況において、また他の工業環境においてでも発生する。加えて、連続使用温度では蒸気の形態でありえる水（多くの場合さほど純粋ではない）が、長い運転においてフィルター要素に悪影響を有する状況を避けるために注意する。それに加え、加水分解への耐性が設けられるべきである。
【００２８】
充填物と添加剤との選択においてもまた、当然ながら、耐熱性及び／又は化学作用に対する耐性に留意する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明と本発明の特定の実施形態とが、実施形態を介して以下により詳細に明らかにされる。
【００３０】
図１は、型孔４を囲む型２の部分断面図を示す。型孔４は、その中に、第一プラスチック粒子６（第一材料粒子として）と、第一プラスチック粒子６よりもはるかに小さい平均サイズの第二プラスチック粒子８とを充填される。第二プラスチック粒子８は、接着剤のための初期材料を構成する。それに加えて、第一プラスチック粒子６の間の空間に繊維２０（概して、２００μｍ以下の長さのガラス繊維）を見ることができる。
【００３１】
図２は、適当な期間、接着温度まで型２を加熱した後で、且つ、原フィルター要素１０を開放した型２から引き出し後の状態を示す。接着温度で、第二プラスチック粒子８は、流動又は流体状態（flowing or fluid state）に変化し、プラスチック初期材料は、第一プラスチック粒子６が、接触するか又はほとんど互いに接触するこれら位置１２に集まった。第二プラスチック初期材料が熱可塑性材料の場合、プラスチック初期材料の溶融と次に続く接着への固体化（型内容物の冷却の際）とが、位置１２で行われた。プラスチック初期材料が熱硬化性プラスチック材料のための初期材料であった場合、化学反応と架橋が、接着温度に近い範囲でさらに行われた。熱硬化性プラスチック材料は、位置１２で硬化した。
【００３２】
図３は、運転中に流入側であるフィルター要素の右手側にコーティング１４が適用された状態を図解する。コーティング１４は、一部分は繊維１６（概して２５０μｍ以下の長さを有するガラス繊維）から成り、一部分は微粒子プラスチック粒子１８（概して、平均サイズ０．３〜３０μｍのポリテトラフルオロエチレン粒子（凝集塊））から成る。繊維１６と粒子１８とは、特に、最初に原フィルター要素１０の特定の表面上へ接着剤をスプレーし、その後、その上に繊維１６と粒子１８とを吹き込むことによって適用される。代替として、最初に繊維１６と粒子１８とを吹き込み、その後、液体接着剤をスプレーすることも可能である。コーティングは、液体の形態、例えば、粒子と接着剤との水性エマルジョンから成る液体の形態でも適用されうる。接着剤は、室温で又は高温で硬化する熱硬化性プラスチック材料でありえる。
【００３３】
繊維無しの基礎構成成分、例えば、プラスチック粒子と粒状の無機充填材粒子とからなる基礎構成成分を使用する際には、図１〜３は、いくぶん異なるように見える。繊維２０は全く存在しない。第一プラスチック粒子６の間に、充填粒子が設けられ、第一プラスチック粒子６と充填粒子との両者は、著しくより小さいプラスチック粒子８によって囲まれる。概して、充填粒子は、平均でプラスチック粒子６よりもいくぶん小さく、プラスチック粒子６よりもいくぶん少ない数で存在する。
【００３４】
図４は、図２に類似した描写を示す。すなわち、接着作用後だが、表面コーティングの可能な適用の前のフィルター要素の状態を示す。図４において断片的な様式で示されたフィルター要素１０は、（図１〜３に記載の実施形態における第一プラスチック粒子６の代わりに）ガラス小球６の基礎構成成分を備えて成る。ガラス小球６は、第一プラスチック粒子６よりも球体の幾何学的形状に近い。ガラス小球の間の空間には、いかなる繊維２０も存在しない。その他については、状態は、図１〜３に記載の実施形態の状態に類似する。同じ参照数字が用いられる。
【００３５】
セラミック小球がガラス小球６の代わりに用いられる場合は、図４は変わらないままである。図４は、中空小球又は非中空小球が用いられるかどうかに関係なく同じままである。
【００３６】
図１〜４では、第一プラスチック粒子６又はガラス小球６それぞれの相互接触位置又は接着位置１２に関してあてにならないことが指摘される。第一プラスチック粒子６とガラス小球６とは、それぞれ、ほとんど「最も密集した小球密集」（closest globule packing）の状態で存在する。しかしながら、図１〜４は、同時に、第一プラスチック粒子６又はガラス小球それぞれの一仕切りを通る断面であるという事実のために、多くの接着位置１２は、図平面の上方又は下方にある。
【００３７】
以下に、本発明にしたがうフィルター要素の材料仕様に関する実施例が示される。
【００３８】
実施例１
４０パーセントのガラス繊維を充填され、３００μｍの平均サイズを有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＲＹＴＯＮ ＧＦ４０）は、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、８０パーセント充填されたＰＰＳと２０パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００３９】
混合物は、型に充填される。型は、接着剤を流動状態にさせるために３０分間、１００℃の温度でのステップで炉の中で加熱される。エポキシ樹脂のためのプラスチック初期材料は、およそ１００℃の温度で溶融する。このようにして、接触結合が確立される。少なくとも３０分間、１６０℃の温度の次の加熱は、接着剤の架橋を導く。原フィルター要素は、その最終的な機械的安定性及び熱安定性に到達する。その後、原フィルター要素は開いた型から取り外される。原フィルター要素を手にとってみると、ＰＰＳ粒子が、エポキシ樹脂を介してそれらの接触位置で互いに接着されているのを見て取ることができる。
【００４０】
ＰＰＳは、１８０℃の連続使用最高温度を有し、エポキシ樹脂は、１８０℃の連続使用最高温度を有する。フィルター要素は、二酸化硫黄、水、硫化水素に対して耐性があり、塩酸に対して一定の耐性を示す。それに加えて、加水分解に対して耐性がある。
【００４１】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率と４点曲げ試験で測定される十分な機械的な強度とを有していることを示す。密度は、９３５ｋｇ／ｍ３である。
【００４２】
代替として、３０パーセント無機充填物を備えたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＲＹＴＯＮ ＭＶ３０）で実施例を実行しうる。結果は、非常に類似している。
【００４３】
ＰＰＳが粒状の形態（その中に充填繊維又は粒状の充填粒子を含んでいる粒状粒子の状態で）で届けられ、記述された平均粒子サイズを得るために、インパクトクラッシャを用いて、フィルター要素の製造工場で細かくつぶされたこともここで加えて言及しておく。粒子は、棒形状であった。同じことが、接着剤のためのプラスチック初期材料のためにまた行われ、当該接着剤は、適した破砕と混合プロセスによって基礎構成成分の材料と均質化される（図１参照）。
【００４４】
フィルター要素は、例えば、内部空洞を有し、且つ、その４つのより小さい制限領域の一つで開放している平坦な箱の構造を有する。箱の二つの大きな側面は、波型に形成されて、又は、ジグザグ様式に延在する。箱形状のフィルター要素は、概して、外側から内側への流れのために構成されるので、可能なコーティングは、箱の外側に適用される。フィルター機器は、概して、フィルター手段の流れ込み空間からフィルター機器の清浄空間を分離する隔壁上に並列様式で取り付けられた複数の箱形状のフィルター要素を含む。代替として、管状のフィルター要素を有することが可能であり、可能な断面領域は、中空の円筒形状であるか、又は、シリンダー壁が波型に形成されるか若しくはジグザグ様式に延在する。
【００４５】
他の変形例は、箱形のフィルター要素又は管状のフィルター要素のどちらかのために、円錐形に延在する形状である。
【００４６】
実施例２
平均サイズ２５０μｍを有するポリスルホン（ＰＳＵ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＲＡＤＥＬ）が、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、８０パーセントのＰＵＳと２０パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００４７】
実施例１と異なるのは、ＰＳＵは充填材を添加されない、すなわち、充填材としていかなるガラス繊維も有さない。
【００４８】
接着プロセスは、実施例１と同様に行われる。フィルター要素は、１８０℃の連続使用最大温度を有し、硫化水素、水に耐性があり、二酸化硫黄に対してわずかな制限付きで耐性があるのと同様に、塩酸に対して制限付きで耐性がある。それに加えて、加水分解に対して耐性がある。
【００４９】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率と４点曲げ試験で測定される十分な機械的な強度とを有していることを示す。密度は、６４０ｋｇ／ｍ３である。
【００５０】
実施例３
１５０〜３００μｍの範囲のサイズを有するポリアミド（ＰＡ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＶＥＳＴＯＳＩＮＴ）が、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、７９パーセントのＰＡと２１パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００５１】
ＰＡは充填材を添加されない。すなわち、充填材としていかなるガラス繊維も有さない。
【００５２】
外径５０ｍｍと内径３２ｍｍとを有する管状フィルター要素が形成される。
【００５３】
接着プロセスは、実施例１と同様に行われる。フィルター要素は、１３０℃の連続使用最高温度を有し、この温度で、硫化水素、水、二酸化硫黄、塩酸及び加水分解に耐性がある。
【００５４】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率と４点曲げ試験で測定される十分な機械的な強度とを有していることを示す。密度は、９８３ｋｇ／ｍ３である。
【００５５】
実施例４
３００μｍ未満の平均サイズを有する非中空ガラス小球（製造者名称 ＳＰＨＥＲＩＧＬＡＳＳ ２５３０）が、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、９７パーセントのガラス小球と３パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００５６】
接着プロセスは、実施例１と同様に行われる。
【００５７】
フィルター要素は、１８０℃の連続使用最高温度を有し、二酸化硫黄、水、硫化水素、塩酸及び加水分解にも耐性がある。
【００５８】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率を有することを示す。機械的な強度は、実施例１及び実施例２よりも非常に良好である。密度は、１６３０ｋｇ／ｍ３である。
【００５９】
実施例４は、また中空のガラス小球で、又は、非中空のセラミック小球で、若しくは、中空のセラミック小球で実施されうる。中空のガラス小球又は中空のセラミック小球の場合は、フィルター要素の結果として生じる密度は、当然ながら１６３０ｋｇ／ｍ３よりも明らかに小さく、機械的な強度もまたいくぶん低くなる。その他については、性質は事実上変わらない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】接着作用前の状態におけるフィルター要素を作るための充填された型の部分断面図を示す。
【図２】フィルター要素の部分断面図を示す。
【図３】表面コーティングの適用後のフィルター要素の部分断面図を示す。
【図４】他のフィルター要素の部分断面図を示す。
【符号の説明】
【００６１】
２ 型
６ 第一プラスチック粒子
８ 第二プラスチック粒子
１０ フィルター要素
１２ 接着位置
１４ コーティング
１６ 繊維
１８ 粒子
２０ 繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明のサブジェクトマターは、固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素であり、前記フィルター要素は、
（ａ）５０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適し、
（ｂ）及び／又は良好な耐酸性を有する、
フィルター要素において、
当該フィルター要素は、第一材料の粒子を有する基礎構成成分を備えて成ること、及び、第一材料の粒子は、接着剤によって互いに保持され、当該接着剤は、
−接着温度までの加熱を含む、前記基礎構成成分との処理の前には、前記接着剤のための粒状第二プラスチック初期材料であって、
−処理温度で流動状態になり、
−熱硬化性プラスチック材料として硬化するか又は熱可塑性プラスチック材料として固体化するかのどちらかであること、
を特徴とする。
【背景技術】
【０００２】
固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素が公知であり、当該フィルター要素は、共に焼結させられたポリエチレン粒子から成る。ポリエチレン粒子は、１６０〜１８０℃の温度でそれら表面上において粘着性のある状態になるので、公知のフィルター要素の連続使用温度は低い。永久的な塑性変形のために連続使用がもはや適当でない温度範囲が、早ければ８０℃以下で始まる。公知のフィルター要素は、特に、活性な酸及び／又は上昇した温度状態での酸に対する場合、良好な耐酸性をまったく有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明にしたがうフィルター要素は、効率的且つ費用のかからない方法で製造することが可能であり、既述の耐酸性及び／又は耐熱性を結果として生じる材料から作られる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第一材料の粒子と粒状プラスチック初期材料とは、（概して、第一材料の粒子と粒状プラスチック初期材料とがその中に導入される型内で）それらを混合することによって、接着温度までの加熱によって接着を実行する状態まで好都合に至らせられる。遅くとも、接着温度に近い温度に達するときには、粒状プラスチック初期材料は、流動状態に変化し、第一材料の粒子と接触する位置で接着接合点を形成するのに対して、第一材料粒子の間の他の空間は、（状況に応じて、第一材料粒子の表面上の薄い接着膜を除いて）実質的に接着から自由である。接着剤は熱硬化性タイプかそれとも熱可塑性タイプのどちらかである。接着剤が熱硬化性プラスチック材料として硬化する場合、粒状プラスチック初期材料は、二成分タイプかそれとも複成分タイプのどちらかである。硬化は、ほとんどの場合、おおむね化学反応によって行われ、この反応は、場合により触媒的に強められる。熱硬化性プラスチック材料が活性剤を使用する場合は、後者は、固体状態でプラスチック初期材料に含まれる。熱可塑性プラスチック材料の場合には、材料はフィルター要素の製造プロセスにおける冷却の際に固体化する。
【０００５】
耐熱性フィルター要素に関して、本発明にしたがうフィルター要素の全ての実施形態が、５０〜２００℃の全温度範囲に適合しなければならない必要はない。しかしがら、本発明にしたがうフィルター要素のすべての耐熱性実施形態は、任意の、実際の温度で、５０〜２００℃の範囲にある連続使用（最高）温度を有する。例えば、顧客が特定の使用環境で１５０℃の連続使用最高温度に適したフィルター要素を注文したい場合は、通常この顧客は、例えば１９０℃の連続使用最高温度用の使用環境を有する他の顧客のためのフィルター要素よりも高性能ではない構造のフィルター要素タイプを出されるであろう。後者の使用環境のためのフィルター要素は、通常、最初に記述した使用環境のためのフィルター要素よりも製造においてより高価である。一方で、連続使用最高温度に関して互いと異なるフィルター要素の過度に多い種類を提供しないための努力がなされる。
【０００６】
本発明では、良好な耐酸性を有するフィルター要素をもまた対応する材料選択によって提供する。良好な耐酸性を導く第一材料プラスチックと粒状プラスチック初期材料とは、必ずしも良好な耐熱性を同様に導く必要はなく、逆もまた同様である。耐熱性と耐酸性との組み合わせが特に好ましい。
【０００７】
接着剤のための粒状プラスチック初期材料と共に作用することは、本発明にしたがうフィルター要素のための製造プロセスを非常に単純にする。接着温度までの加熱は、概してオーブンで達成されるが、しかしながら、他の加熱方法、特にマイクロ波又は赤外線による加熱も同様に可能である。
【０００８】
フィルター要素の基礎構成成分が、一つだけの材料の粒子単独で強制的に成る必要はないことが強調される。このような「第一材料」は、既にいくつかの材料の混合物でありえる。それに加えて、以下により詳細に記述される充填物と添加剤とが既にここで言及される。同様な接着効果のために、接着剤は基礎構成成分の全ての成分を共に保持させることは明らかである。
【０００９】
本発明の更なる発展において、プラスチック材料を第一材料粒子として用いることが好ましい。驚いたことに、発明者らは、互いと接着可能であり、且つ、本発明にしたがう耐熱性を有するフィルター要素に結果としてなる、利用可能なプラスチック粒子が存在することを見出した。
【００１０】
本発明の範囲において、以下のプラスチック材料の一つを第一材料のプラスチック材料のために用いるのが特に好ましい。
−ポリアミド、特にアラミド（aramides）
−ポリスルホン
−ポリサルファイド、特にポリフェニレンサルファイド
−ポリイミド
−ポリメタクリレート（polymethacrylate）、特にポリメチルメタクリレート（polymethyl methacrylate）
【００１１】
これらプラスチック材料は、一部分は熱可塑性材料であり、一部分は熱硬化性材料であることが見て取れる。
【００１２】
必ずしも、接着温度が特定のフィルター要素の連続使用温度以下である必要はないことが指摘される。例えば、１４０℃の連続使用温度を有しているフィルター要素の場合、（例えば、プラスチック材料の第一材料粒子は、短い時間の間１７０℃に耐えることができるので、）例えば１７０℃の接着温度でフィルター要素を製作することが実際に可能である。熱可塑性接着剤の場合、接着温度が実際の連続使用温度より十分に高い状況は、通例である。しかしながら、熱硬化性接着剤の場合、その状況は、多くの場合、反対である。すなわち、接着温度は、実際の連続使用温度よりも低い。結局、製造技術の理由で、できる限り低い接着温度を有することがいずれにしろ望まれる。当然のことながら、接着温度は、基礎構成成分が少なくとも接着のために要求される時間の間は熱に耐えられる温度以下である必要がある。
【００１３】
プラスチック粒子の代わりとして、第一材料の粒子が無機粒子であることが、本発明の更なる発展において好ましい。無機粒子のグループ内では、ガラス粒子（特に、非中空ガラス小球及び／又は中空ガラス小球）及びセラミック粒子（特に非中空セラミック小球及び／又は中空セラミック小球）が特に好ましい。
【００１４】
以下の接着剤が、特に好ましい。
−エポキシ樹脂
−フェノール樹脂
−ポリエステル樹脂
−メラミン樹脂
−シリコーン樹脂
−ウレタン樹脂
【００１５】
熱硬化性プラスチックが、ここでは前面に出ているが、いくつかの熱可塑性材料も同様に適している。
【００１６】
既述の特に好ましい接着剤の内、エポキシ樹脂は、最良の耐熱性を呈し、且つ、対応する適用のために最も好ましい。いわゆるエポキシ成形材料の部類が特に好都合である。
【００１７】
第一材料の粒子のために特に好ましいプラスチック材料に加え、特に好ましい接着剤を見つけ出すことにおいて、連続使用温度及び接着温度での前述の温度状況は、一方では関連性があった。他方では、粒状の初期状態における利用可能性、接着温度における流動状態への変形、及び、少なくとも十分な接着初期強度に達するまでの期間に留意しなければならなかった。最後に、良好な耐酸性に留意しなければならなかった。
【００１８】
フィルター要素は、（後で記述されている、その流入表面上に可能なコーティングは別にしてでさえ）第一材料及び接着剤だけで強制的に成る必要はないことが強調される。特に、充填物と他の添加剤とが設けられうる。例えば、第一材料粒子間の充填物粒子がありえ、又は、「第一材料の粒子」は、適当な第一材料それぞれ（好ましくはプラスチック又は無機物の粒子）と充填物とが混合されて存在する粒子でありえる。充填物は、従来の充填物でありえる。充填物は、粒状充填物、特に無機質充填物及び／又は繊維状充填物でありえる。添加物の一例として、すすが静電荷に対する添加物として示される。
【００１９】
本発明の更なる発展において、より高い強度を得るために、処理後、熱硬化性プラスチックを後で活性化することが可能である。これは、特に、化学的にか又は紫外線によって達成される。
【００２０】
第一材料の粒子は、通常、接着剤のためのプラスチック初期材料の粒子よりも大きい。第一材料の粒子サイズに関して、一方ではフィルター要素の低い流れ抵抗と他方ではフィルター要素の十分な強度との間の有利な妥協点を見つけ出すことが試される。第一材料の粒子の好ましい平均サイズの範囲は、５０〜５００μｍであり、１００〜３５０μｍが特に好ましい。接着剤のためのプラスチック初期材料の粒に関しては、これらが、第一材料の粒子間で良好な分配を得られる小さな平均サイズを有することが有利である。他方で、過度に小さな粒は、製造と取扱いとがより困難である。プラスチック初期材料の平均粒サイズにとって好ましい範囲は、５〜５０μｍであり、１０〜３０μｍが特に好ましい。
【００２１】
処理において、第一材料がプラスチック粒子から成るか又は構成される場合、第一材料と接着剤のためのプラスチック初期材料とは、好ましくは、、２．３：１〜９．０：１の重量比であり、４：１〜５．６：１の重量比が、特に好ましい。第一材料が無機粒子から成るか又はおおむね構成される場合、重量比は、好ましくは２５：１〜３４：１（非中空粒子）であり、又は、著しくより低い特に３：１〜１０：１（中空粒子）である。プラスチック初期材料は、概して比較的高価なので、少ない量を維持することが試される。他方で、第一材料粒子の確かな接着が得られる必要がある。充填物が第一材料の粒子内に存在する場合、この充填物は、固有の第一材料の粒子として既述の重量比範囲に同様に計算される。
【００２２】
可能な充填物は、好ましくは、繊維及び／又は粒状充填物である。基礎構成成分の充填物という意味のガラス繊維は、特に好ましい実施例として示される。これら充填物は、基礎構成成分の耐熱性を増加させるために役立つ。代替として、例えば、酸化ケイ素、カルシウム化合物、酸化アルミニウムのような無機充填物が特に好ましい実施例として示される。
【００２３】
本発明にしたがうフィルター要素は、好ましくはその流入表面に、フィルター要素の支持（保持）構成物よりも小さな孔サイズを備えたコーティングを有する。このコーティングは、表面ろ過乃至フィルタリングのために設けられるので、フィルター要素を用いて、ろ過して取り除かれる固体粒子は、フィルター要素の内部に入り込まない。そのようなコーティングを備えたフィルター要素は、逆流圧噴射クリーニング（counterflow pressure jet cleaning）により、非コーティングフィルター要素よりも非常により容易に清掃することができる。コーティングは、好ましくは繊維及び／又は粒子から成る。
【００２４】
通常、浄水場において本発明にしたがういくつかのフィルター要素が設備され、多くの場合、吸込み送風機がフィルター要素下流の清浄ガス側に配置される。通常、フィルター要素の逆流圧噴射クリーニングのための手段が設けられる。
【００２５】
本発明にしたがうフィルター要素は、前記５０〜２００℃の温度範囲における任意の実際の連続使用温度が要求されるろ過作業、及び／又は、良好な耐酸性が要求されるろ過作業、である全てのろ過作業のために事実上適している。示されるべき連続使用温度のより近接した範囲は、８０〜２００℃、１００〜２００℃及び１２０〜２００℃の範囲である。良好な耐酸性に関して示されるべきより近いフィールドは、燃焼ガス中に多くの場合存在する酸への良好な耐性である。特に好ましい使用フィールド、故にフィルター要素の適用に関しては、以下が挙げられる。
１．燃焼ガスのフィルタリング
２．作り出された生成物粒子の分離、特に、
−洗剤産業での噴霧乾燥機
−流動床乾燥機
−乾燥機、特に食料品産業での混合乾燥機
−石灰焼成オーブン（calcinating ovens）
−高熱粒子生産
３．材料リサイクル、好ましくは触媒流動床リアクターの場合における触媒のリサイクル
４．流出ガスクリーニング、好ましくは、
−金属浴の流出ガス
−金属溶解炉の流出ガス
−液状ガラスを伴う浴の流出ガス
−クリンカー冷却器の流出ガス
−光導波路（optical waveguide）製品の炉の流出ガス
−食料品産業での焙焼工場、特にコーヒー焙焼工場の流出ガス
５．液流のフィルタリング
【００２６】
そのような適用は、焼結したポリエチレン粒子の従来のフィルター要素の連続使用温度を明らかに超過し及び／又は酸負荷を明らかに超過する連続使用温度及び／又は酸負荷を含むことがわかる。ここまでにおいて、本発明は、プラスチック粒子又は無機粒子を用いて実際に製造されたフィルター要素の完全に新しい広範な使用範囲を開示するが、その他の点については、より高度な改良点を含む。
【００２７】
第一材料の粒子と接着剤のためのプラスチック初期材料との最良選択によって、フィルター要素にとっての多くの使用フィールドにおいて生じる化学的な負荷に配慮することが可能である。本発明との関係において、特に塩酸、二酸化硫黄、ふっ酸、硫化水素に対する耐性に対して留意する。そのような化合物は、特に燃焼プロセスが行われるような状況において、また他の工業環境においてでも発生する。加えて、連続使用温度では蒸気の形態でありえる水（多くの場合さほど純粋ではない）が、長い運転においてフィルター要素に悪影響を有する状況を避けるために注意する。それに加え、加水分解への耐性が設けられるべきである。
【００２８】
充填物と添加剤との選択においてもまた、当然ながら、耐熱性及び／又は化学作用に対する耐性に留意する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明と本発明の特定の実施形態とが、実施形態を介して以下により詳細に明らかにされる。
【００３０】
図１は、型孔４を囲む型２の部分断面図を示す。型孔４は、その中に、第一プラスチック粒子６（第一材料粒子として）と、第一プラスチック粒子６よりもはるかに小さい平均サイズの第二プラスチック粒子８とを充填される。第二プラスチック粒子８は、接着剤のための初期材料を構成する。それに加えて、第一プラスチック粒子６の間の空間に繊維２０（概して、２００μｍ以下の長さのガラス繊維）を見ることができる。
【００３１】
図２は、適当な期間、接着温度まで型２を加熱した後で、且つ、原フィルター要素１０を開放した型２から引き出し後の状態を示す。接着温度で、第二プラスチック粒子８は、流動又は流体状態（flowing or fluid state）に変化し、プラスチック初期材料は、第一プラスチック粒子６が、接触するか又はほとんど互いに接触するこれら位置１２に集まった。第二プラスチック初期材料が熱可塑性材料の場合、プラスチック初期材料の溶融と次に続く接着への固体化（型内容物の冷却の際）とが、位置１２で行われた。プラスチック初期材料が熱硬化性プラスチック材料のための初期材料であった場合、化学反応と架橋が、接着温度に近い範囲でさらに行われた。熱硬化性プラスチック材料は、位置１２で硬化した。
【００３２】
図３は、運転中に流入側であるフィルター要素の右手側にコーティング１４が適用された状態を図解する。コーティング１４は、一部分は繊維１６（概して２５０μｍ以下の長さを有するガラス繊維）から成り、一部分は微粒子プラスチック粒子１８（概して、平均サイズ０．３〜３０μｍのポリテトラフルオロエチレン粒子（凝集塊））から成る。繊維１６と粒子１８とは、特に、最初に原フィルター要素１０の特定の表面上へ接着剤をスプレーし、その後、その上に繊維１６と粒子１８とを吹き込むことによって適用される。代替として、最初に繊維１６と粒子１８とを吹き込み、その後、液体接着剤をスプレーすることも可能である。コーティングは、液体の形態、例えば、粒子と接着剤との水性エマルジョンから成る液体の形態でも適用されうる。接着剤は、室温で又は高温で硬化する熱硬化性プラスチック材料でありえる。
【００３３】
繊維無しの基礎構成成分、例えば、プラスチック粒子と粒状の無機充填材粒子とからなる基礎構成成分を使用する際には、図１〜３は、いくぶん異なるように見える。繊維２０は全く存在しない。第一プラスチック粒子６の間に、充填粒子が設けられ、第一プラスチック粒子６と充填粒子との両者は、著しくより小さいプラスチック粒子８によって囲まれる。概して、充填粒子は、平均でプラスチック粒子６よりもいくぶん小さく、プラスチック粒子６よりもいくぶん少ない数で存在する。
【００３４】
図４は、図２に類似した描写を示す。すなわち、接着作用後だが、表面コーティングの可能な適用の前のフィルター要素の状態を示す。図４において断片的な様式で示されたフィルター要素１０は、（図１〜３に記載の実施形態における第一プラスチック粒子６の代わりに）ガラス小球６の基礎構成成分を備えて成る。ガラス小球６は、第一プラスチック粒子６よりも球体の幾何学的形状に近い。ガラス小球の間の空間には、いかなる繊維２０も存在しない。その他については、状態は、図１〜３に記載の実施形態の状態に類似する。同じ参照数字が用いられる。
【００３５】
セラミック小球がガラス小球６の代わりに用いられる場合は、図４は変わらないままである。図４は、中空小球又は非中空小球が用いられるかどうかに関係なく同じままである。
【００３６】
図１〜４では、第一プラスチック粒子６又はガラス小球６それぞれの相互接触位置又は接着位置１２に関してあてにならないことが指摘される。第一プラスチック粒子６とガラス小球６とは、それぞれ、ほとんど「最も密集した小球密集」（closest globule packing）の状態で存在する。しかしながら、図１〜４は、同時に、第一プラスチック粒子６又はガラス小球それぞれの一仕切りを通る断面であるという事実のために、多くの接着位置１２は、図平面の上方又は下方にある。
【００３７】
以下に、本発明にしたがうフィルター要素の材料仕様に関する実施例が示される。
【００３８】
実施例１
４０パーセントのガラス繊維を充填され、３００μｍの平均サイズを有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＲＹＴＯＮ ＧＦ４０）は、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、８０パーセント充填されたＰＰＳと２０パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００３９】
混合物は、型に充填される。型は、接着剤を流動状態にさせるために３０分間、１００℃の温度でのステップで炉の中で加熱される。エポキシ樹脂のためのプラスチック初期材料は、およそ１００℃の温度で溶融する。このようにして、接触結合が確立される。少なくとも３０分間、１６０℃の温度の次の加熱は、接着剤の架橋を導く。原フィルター要素は、その最終的な機械的安定性及び熱安定性に到達する。その後、原フィルター要素は開いた型から取り外される。原フィルター要素を手にとってみると、ＰＰＳ粒子が、エポキシ樹脂を介してそれらの接触位置で互いに接着されているのを見て取ることができる。
【００４０】
ＰＰＳは、１８０℃の連続使用最高温度を有し、エポキシ樹脂は、１８０℃の連続使用最高温度を有する。フィルター要素は、二酸化硫黄、水、硫化水素に対して耐性があり、塩酸に対して一定の耐性を示す。それに加えて、加水分解に対して耐性がある。
【００４１】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率と４点曲げ試験で測定される十分な機械的な強度とを有していることを示す。密度は、９３５ｋｇ／ｍ３である。
【００４２】
代替として、３０パーセント無機充填物を備えたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＲＹＴＯＮ ＭＶ３０）で実施例を実行しうる。結果は、非常に類似している。
【００４３】
ＰＰＳが粒状の形態（その中に充填繊維又は粒状の充填粒子を含んでいる粒状粒子の状態で）で届けられ、記述された平均粒子サイズを得るために、インパクトクラッシャを用いて、フィルター要素の製造工場で細かくつぶされたこともここで加えて言及しておく。粒子は、棒形状であった。同じことが、接着剤のためのプラスチック初期材料のためにまた行われ、当該接着剤は、適した破砕と混合プロセスによって基礎構成成分の材料と均質化される（図１参照）。
【００４４】
フィルター要素は、例えば、内部空洞を有し、且つ、その４つのより小さい制限領域の一つで開放している平坦な箱の構造を有する。箱の二つの大きな側面は、波型に形成されて、又は、ジグザグ様式に延在する。箱形状のフィルター要素は、概して、外側から内側への流れのために構成されるので、可能なコーティングは、箱の外側に適用される。フィルター機器は、概して、フィルター手段の流れ込み空間からフィルター機器の清浄空間を分離する隔壁上に並列様式で取り付けられた複数の箱形状のフィルター要素を含む。代替として、管状のフィルター要素を有することが可能であり、可能な断面領域は、中空の円筒形状であるか、又は、シリンダー壁が波型に形成されるか若しくはジグザグ様式に延在する。
【００４５】
他の変形例は、箱形のフィルター要素又は管状のフィルター要素のどちらかのために、円錐形に延在する形状である。
【００４６】
実施例２
平均サイズ２５０μｍを有するポリスルホン（ＰＳＵ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＲＡＤＥＬ）が、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、８０パーセントのＰＵＳと２０パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００４７】
実施例１と異なるのは、ＰＳＵは充填材を添加されない、すなわち、充填材としていかなるガラス繊維も有さない。
【００４８】
接着プロセスは、実施例１と同様に行われる。フィルター要素は、１８０℃の連続使用最大温度を有し、硫化水素、水に耐性があり、二酸化硫黄に対してわずかな制限付きで耐性があるのと同様に、塩酸に対して制限付きで耐性がある。それに加えて、加水分解に対して耐性がある。
【００４９】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率と４点曲げ試験で測定される十分な機械的な強度とを有していることを示す。密度は、６４０ｋｇ／ｍ３である。
【００５０】
実施例３
１５０〜３００μｍの範囲のサイズを有するポリアミド（ＰＡ）のプラスチック粒子（製造者名称 ＶＥＳＴＯＳＩＮＴ）が、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、７９パーセントのＰＡと２１パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００５１】
ＰＡは充填材を添加されない。すなわち、充填材としていかなるガラス繊維も有さない。
【００５２】
外径５０ｍｍと内径３２ｍｍとを有する管状フィルター要素が形成される。
【００５３】
接着プロセスは、実施例１と同様に行われる。フィルター要素は、１３０℃の連続使用最高温度を有し、この温度で、硫化水素、水、二酸化硫黄、塩酸及び加水分解に耐性がある。
【００５４】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率と４点曲げ試験で測定される十分な機械的な強度とを有していることを示す。密度は、９８３ｋｇ／ｍ３である。
【００５５】
実施例４
３００μｍ未満の平均サイズを有する非中空ガラス小球（製造者名称 ＳＰＨＥＲＩＧＬＡＳＳ ２５３０）が、エポキシ樹脂のための微粒子プラスチック初期材料（製造者名称 ＡＲＤＡＬＩＴを備えた主成分）と混合される。エポキシ樹脂初期材料は、１５μｍの平均粒子サイズを有する。混合物は、９７パーセントのガラス小球と３パーセントのエポキシ樹脂から成り、全てのパーセンテージは重量パーセントである。
【００５６】
接着プロセスは、実施例１と同様に行われる。
【００５７】
フィルター要素は、１８０℃の連続使用最高温度を有し、二酸化硫黄、水、硫化水素、塩酸及び加水分解にも耐性がある。
【００５８】
測定結果は、原フィルター要素が、貫流可能なように良好な気孔率であるか、又は、それを通るのに十分に低い流れ抵抗率を有することを示す。機械的な強度は、実施例１及び実施例２よりも非常に良好である。密度は、１６３０ｋｇ／ｍ３である。
【００５９】
実施例４は、また中空のガラス小球で、又は、非中空のセラミック小球で、若しくは、中空のセラミック小球で実施されうる。中空のガラス小球又は中空のセラミック小球の場合は、フィルター要素の結果として生じる密度は、当然ながら１６３０ｋｇ／ｍ３よりも明らかに小さく、機械的な強度もまたいくぶん低くなる。その他については、性質は事実上変わらない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】接着作用前の状態におけるフィルター要素を作るための充填された型の部分断面図を示す。
【図２】フィルター要素の部分断面図を示す。
【図３】表面コーティングの適用後のフィルター要素の部分断面図を示す。
【図４】他のフィルター要素の部分断面図を示す。
【符号の説明】
【００６１】
２ 型
６ 第一プラスチック粒子
８ 第二プラスチック粒子
１０ フィルター要素
１２ 接着位置
１４ コーティング
１６ 繊維
１８ 粒子
２０ 繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素であって、前記フィルター要素は、
（ａ）５０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適し、
（ｂ）及び／又は、良好な耐酸性を有する、
フィルター要素において、
フィルター要素は、第一材料の粒子を有する基礎構成成分を備えて成ること、及び、第一材料の粒子が、接着剤によって共に保持され、当該接着剤は、
−接着温度までの加熱を含む、前記基礎構成成分との処理の前には、前記接着剤のための粒状プラスチック初期材料であり、
−処理温度で流動状態になり、
−熱硬化性プラスチック材料として硬化するか、又は、熱可塑性プラスチック材料として固体化するかのどちらかであることを特徴とするフィルター要素。
【請求項２】
前記第一材料の粒子が、プラスチック粒子であることを特徴とする請求項１に記載のフィルター要素。
【請求項３】
以下のプラスチック材料、
−ポリアミド、特にアラミド、
−又は、ポリスルホン、
−又は、ポリサルファイド、特にポリフェニレンサルファイド、
−又は、ポリイミド、
−又は、ポリメタクリレート、特にポリメチルメタクリレート、
の少なくとも一つが、第一材料のプラスチック粒子のために用いられることを特徴とする請求項２に記載のフィルター要素。
【請求項４】
第一材料の粒子が、無機粒子であることを特徴とする請求項１に記載のフィルター要素。
【請求項５】
無機粒子は、ガラス粒子、好ましくは中身の詰まったガラス小球及び／又は中空ガラス小球、又は、セラミック粒子、好ましくは中身の詰まったセラミック小球及び／又は中空セラミック小球、の形態であることを特徴とする請求項４に記載のフィルター要素。
【請求項６】
接着剤が、
−エポキシ樹脂、
−又は、フェノール樹脂、
−又は、ポリエステル樹脂、
−又は、メラミン樹脂、
−又は、シリコーン樹脂、
−又は、ウレタン樹脂、
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項７】
熱硬化性プラスチック材料が、処理後に、後で活性化されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項８】
処理のための前記第一材料の粒子が、５０〜５００μｍ、好ましくは１００〜３５０μｍの平均サイズを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項９】
接着剤のためのプラスチック初期材料の粒が、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの処理のための平均サイズを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１０】
処理において、プラスチック粒子を有する基礎構成成分と接着剤のためのプラスチック初期材料とは、重量比２．３：１〜９．０：１、好ましくは重量比４．０：１〜５．６：１で存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１１】
処理において、非中空ガラス粒子及び／又は非中空セラミック粒子を有する基礎構成成分と接着剤のためのプラスチック初期材料とは、重量比２５：１〜３４：１で存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１２】
基礎構成成分は、充填物、好ましくは繊維及び／又は粒状充填物を備えて成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１３】
フィルター要素は、その流入表面上に、フィルター要素の支持構成部分の孔サイズよりもより小さな孔サイズのコーティングを備えて成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１４】
コーティングが、繊維及び／又は粒子から成ることを特徴とする請求項１３に記載のフィルター要素。
【請求項１５】
フィルター要素が、８０〜２００℃、好ましくは１００〜２００℃、最も好ましいのは１２０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１６】
フィルター要素は、燃焼ガス中に通常生じる酸に対し良好な耐性を有していることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１７】
燃焼ガスをフィルタリングするための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項１８】
好ましくは、
−洗剤産業での噴霧乾燥機、
−流動床乾燥機、
−食料品産業での乾燥機、
−石灰焼成オーブン、
−高熱粒子生産、
におけるガス流からの生成物分離のための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項１９】
ガス流からリサイクルする材料のための、好ましくは触媒流動床リアクターの場合の触媒をリサイクルするための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項２０】
好ましくは、
−金属浴、
−金属溶解炉、
−液状ガラスを伴う浴、
−クリンカー冷却器、
−光導波路生産のための炉、
−食料品産業での焙焼工場、
の流出ガスクリーニングのための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項２１】
液流をフィルタリングするための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項１】
固有の安定性を有し、貫流可能に多孔質であるフィルター要素であって、前記フィルター要素は、
（ａ）５０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適し、
（ｂ）及び／又は、良好な耐酸性を有する、
フィルター要素において、
フィルター要素は、第一材料の粒子を有する基礎構成成分を備えて成ること、及び、第一材料の粒子が、接着剤によって共に保持され、当該接着剤は、
−接着温度までの加熱を含む、前記基礎構成成分との処理の前には、前記接着剤のための粒状プラスチック初期材料であり、
−処理温度で流動状態になり、
−熱硬化性プラスチック材料として硬化するか、又は、熱可塑性プラスチック材料として固体化するかのどちらかであることを特徴とするフィルター要素。
【請求項２】
前記第一材料の粒子が、プラスチック粒子であることを特徴とする請求項１に記載のフィルター要素。
【請求項３】
以下のプラスチック材料、
−ポリアミド、特にアラミド、
−又は、ポリスルホン、
−又は、ポリサルファイド、特にポリフェニレンサルファイド、
−又は、ポリイミド、
−又は、ポリメタクリレート、特にポリメチルメタクリレート、
の少なくとも一つが、第一材料のプラスチック粒子のために用いられることを特徴とする請求項２に記載のフィルター要素。
【請求項４】
第一材料の粒子が、無機粒子であることを特徴とする請求項１に記載のフィルター要素。
【請求項５】
無機粒子は、ガラス粒子、好ましくは中身の詰まったガラス小球及び／又は中空ガラス小球、又は、セラミック粒子、好ましくは中身の詰まったセラミック小球及び／又は中空セラミック小球、の形態であることを特徴とする請求項４に記載のフィルター要素。
【請求項６】
接着剤が、
−エポキシ樹脂、
−又は、フェノール樹脂、
−又は、ポリエステル樹脂、
−又は、メラミン樹脂、
−又は、シリコーン樹脂、
−又は、ウレタン樹脂、
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項７】
熱硬化性プラスチック材料が、処理後に、後で活性化されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項８】
処理のための前記第一材料の粒子が、５０〜５００μｍ、好ましくは１００〜３５０μｍの平均サイズを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項９】
接着剤のためのプラスチック初期材料の粒が、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの処理のための平均サイズを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１０】
処理において、プラスチック粒子を有する基礎構成成分と接着剤のためのプラスチック初期材料とは、重量比２．３：１〜９．０：１、好ましくは重量比４．０：１〜５．６：１で存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１１】
処理において、非中空ガラス粒子及び／又は非中空セラミック粒子を有する基礎構成成分と接着剤のためのプラスチック初期材料とは、重量比２５：１〜３４：１で存在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１２】
基礎構成成分は、充填物、好ましくは繊維及び／又は粒状充填物を備えて成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１３】
フィルター要素は、その流入表面上に、フィルター要素の支持構成部分の孔サイズよりもより小さな孔サイズのコーティングを備えて成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１４】
コーティングが、繊維及び／又は粒子から成ることを特徴とする請求項１３に記載のフィルター要素。
【請求項１５】
フィルター要素が、８０〜２００℃、好ましくは１００〜２００℃、最も好ましいのは１２０〜２００℃の範囲の温度である連続使用温度に適していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１６】
フィルター要素は、燃焼ガス中に通常生じる酸に対し良好な耐性を有していることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のフィルター要素。
【請求項１７】
燃焼ガスをフィルタリングするための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項１８】
好ましくは、
−洗剤産業での噴霧乾燥機、
−流動床乾燥機、
−食料品産業での乾燥機、
−石灰焼成オーブン、
−高熱粒子生産、
におけるガス流からの生成物分離のための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項１９】
ガス流からリサイクルする材料のための、好ましくは触媒流動床リアクターの場合の触媒をリサイクルするための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項２０】
好ましくは、
−金属浴、
−金属溶解炉、
−液状ガラスを伴う浴、
−クリンカー冷却器、
−光導波路生産のための炉、
−食料品産業での焙焼工場、
の流出ガスクリーニングのための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【請求項２１】
液流をフィルタリングするための請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルター要素の使用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５１２９５７（Ｐ２００７−５１２９５７Ａ）
【公表日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４３４５５（Ｐ２００６−５４３４５５）
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１３９０５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５３８１８
【国際公開日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５０６１９５８９３）ヘルディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング フィルターテヒニーク (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１３９０５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５３８１８
【国際公開日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５０６１９５８９３）ヘルディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング フィルターテヒニーク (2)
【Ｆターム（参考）】
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