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TW202423519A - 於不使用黏接劑之多孔體形成粉塵補集層的方法 - Google Patents

於不使用黏接劑之多孔體形成粉塵補集層的方法 Download PDF

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TW202423519A
TW202423519A TW112133343A TW112133343A TW202423519A TW 202423519 A TW202423519 A TW 202423519A TW 112133343 A TW112133343 A TW 112133343A TW 112133343 A TW112133343 A TW 112133343A TW 202423519 A TW202423519 A TW 202423519A
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松本道
一
二瓶雄次
篠田賢
伊藤貴裕
金子雅典
星徹
茱莉安 瑞貝
克里斯多夫 衛
克里斯汀 哈默
史蒂芬 哈傑克
迪諾 貝思克
馬堤那 馬克斯
伍爾斯 赫丁
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日商日鐵鑛業股份有限公司
德商禾鼎過濾技術有限公司
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Abstract

本發明提供一種不會有構成粉塵捕集層之微粒子的剝落，且即使尺寸放大也能長時間維持高性能之過濾元件的製造方法。藉由抽吸過濾元件素材而使包含低融點微粒子及小徑微粒子之微粒子的層堆積於過濾元件素材的表面而形成，並以例如紅外線加熱器、烘箱之加熱手段對該微粒子的層進行加熱，使前述微粒子燒結而形成粉塵捕集層。

Description

於不使用黏接劑之多孔體形成粉塵補集層的方法
本發明係關於不使用黏接劑(binder)而形成具備高捕集性能並同時具有一定的強度之粉塵捕集層，藉此製造壓力損失低能量效率佳的濾器(filter)的製造方法，尤其關於對於反沖洗(backwash)時的脈衝空氣(pulse air)的抵抗性良好，且即使尺寸放大(scale up)也長時間維持其性能之濾器的製造方法。
集塵濾器的過濾元件(filter element)係由過濾元件素材及粉塵捕集層所構成，過濾元件素材係由樹脂燒結體構成，粉塵捕集層係由樹脂微粒子構成。此外，依過濾元件的規格而定，會追加具有導電性的碳層而構成。
過濾元件素材可按照專利文獻1、2等所例示的方法，將合成樹脂粉末予以燒結而得到，在構成所得到的合成樹脂的燒結體之各個合成樹脂的粒子之間會形成有空氣可通過的空隙。
燒結多層濾器(sinter lamellar filter)的過濾元件的粉塵捕集層，係使作為粉塵捕集層而使用的樹脂微粒子懸浮於水系的溶劑中，調製出含有作為粉塵捕集層而使用的樹脂微粒子之塗液，將前述塗液塗佈在由樹脂燒結體構成的過濾元件素材的表面後，經過乾燥而形成的粉塵捕集層。
另外，在防止帶電規格的過濾元件，則是使具有導電性的碳粉懸浮於水系的溶劑中，調製出含有具導電性的碳粉之塗液，將前述碳塗液塗佈在由樹脂燒結體構成的過濾元件素材的表面後，經過乾燥而形成具有導電性的碳層。然後，再塗佈含有使用作為粉塵捕集層的樹脂微粒子之塗液後，經過乾燥而形成粉塵捕集層。
作為粉塵捕集層而使用之樹脂的微粒子，係依據使用集塵濾器所要捕集的粉塵的性質及粒徑而選擇樹脂的材質及粒徑。作為粉塵捕集層而使用之樹脂的材質可選用聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)等，樹脂的粒徑可選自1~100μm的範圍。
粉塵捕集層係由使用於該捕集層之一個個樹脂的微粒子積層而形成，且構成該捕集層之各個樹脂微粒子之間具有空氣可通過的空隙之構造。含有捕集對象粒子之含塵空氣的粉塵部分由粉塵捕集層加以捕捉，經前述粉塵捕集層將粉塵部分捕捉之後的清淨空氣，係通過前述捕集層中形成的空氣可通過的空隙及過濾元件素材的空隙而流到前述過濾元件的內側。
在此，利用圖1來說明一般的集塵機的構成及從含塵空氣將粉塵去除的程序。
集塵機10係具有密閉的機殼12，機殼12的內部由作為區隔壁之上部隔板14加以區隔成下部的集塵室16及上部的清淨空氣室18，且在機殼的中間部分設有與下部的集塵室連通之含塵空氣的供給口20。另外，在機殼的上部設有與清淨空氣室連通之清淨空氣的排出口22。在上部隔板的下表面，安裝有相隔著預定的間隔之中空扁平狀的過濾元件24，在機殼的下部，設有將經除塵而得的粉塵排出之漏斗26及該粉塵的取出口28。
過濾元件24其外觀的概略係如圖1(2)所示，上端部形成有大徑部32，且大徑部形成為膨出形狀以收容框架34。收容於大徑部內的框架的兩端部，係藉由緊固螺栓36而與大徑部成一體地安裝於上部隔板14。在上部隔板與框架之間裝入有密封墊片(packing)38。
過濾元件外觀圖的P-P剖面係如圖1(3)之斜視圖所示，過濾元件內部係形成有複數個上端部開口的中空室24a，且過濾元件的粉塵附著表面係形成為波形形狀或蛇腹形狀以使附著面積增大。從含塵空氣的供給口20供給到機殼的集塵室16內之含塵空氣，係通過中空形狀的過濾元件的過濾體而流入到內側。此時捕集對象粉會附著堆積於形成於過濾元件的素材表面之粉塵捕集層而被捕集，流入到過濾元件的內側之清淨空氣則是會通過框架的通路而進入到機殼的上部的清淨空氣室18，然後從排出口22導出到預定的場所。
當捕集對象粉附著堆積於形成於過濾元件的素材表面之粉塵捕集層，就會堵塞空氣通路使得壓力損失增大，所以每隔一定的時間間隔要依序對各個過濾元件24進行反沖洗，將附著堆積於粉塵捕集層之捕集對象粉去除掉。亦即，要利用計時器控制等每隔一定的間隔依序開關未圖示的反沖洗閥，從對應的噴射管噴射用來進行反沖洗的脈衝空氣。藉此，使脈衝空氣從各個過濾元件24的內側往外側逆流，使附著堆積於粉塵捕集層的捕集對象粉不飛散地以原本的堆積狀態剝落。如此剝落的捕集對象粉通過漏斗26而從取出口28回收。
因為前述的集塵機的裝置構成及從含塵空氣將粉塵去除的步驟、與過濾元件的構成之相乘效應，所以由用樹脂燒結體構成的過濾元件素材及用樹脂微粒子構成的粉塵捕集層所構成之過濾元件，作為可長時間連續使用的集 塵過濾元件而廣泛受到國內外的礦場、碎石場、鋼鐵廠等會有粉塵發生的場所採用作為環境集塵手段。
然而，以往的將塗液塗在過濾元件素材的表面而形成的粉塵捕集層，係藉由水溶性黏接劑的接著力而附著於過濾元件素材的表面，因此難以說具有高強度，可能有在利用脈衝空氣進行的反沖洗要將附著堆積於粉塵捕集層之捕集對象粉去除時導致粉塵捕集層的一部分剝落而汙染捕集對象粉之虞。因此，無法使用於重視食品等的汙染防止的用途。
此外，與一般的袋式集塵濾器相比較，運轉開始時的每單位過濾面積的壓力損失(初期壓損)略嫌過大，也不能滿足使用者想要減低初期成本之期望。由於此等背景，因而有需求希望能開發出更堅固且具有低初期壓損之形成於由樹脂燒結體所構成的過濾元件素材的表面之粉塵捕集層。
本發明的發明人曾開發出不使用液體黏接劑之乾式的粉塵捕集層形成方法，作為解決上述的技術的課題之方法(專利文獻3)。使用以此方法製造出的過濾元件，相較於使用液體黏接劑而形成粉塵捕集層的過濾元件，可做到較低的壓力損失且較有效率的集塵。
本發明的發明人為了將此低壓力損失的過濾元件應用於更大型的集塵裝置，以上述粉塵捕集層形成方法製造出更大型的過濾元件，並為了長時間運轉而利用脈衝空氣進行反沖洗，並進行了集塵實驗，結果雖然剛開始有維持所期望的壓力損失，但隨著時間經過壓力損失會提高。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-126627號公報
[專利文獻2]日本特開2004-202326號公報
[專利文獻3]日本特開2022-022054號公報
本發明的目的在於，提供在由樹脂燒結體所構成的過濾元件素材的表面形成粉塵捕集層之過濾元件的製造方法，而且是堅固且經過長時間也維持低初期壓損，且尺寸放大(scale up)也一樣之過濾元件的製造方法。
本發明的發明人詳盡探討專利文獻3中記載的先前技術的尺寸放大時的問題，得知：由於隨著尺寸放大應加熱的面積也增大，會發生加溫融著(熔融而接著)時的溫度的不均勻，有的粒子會完全熔融而局部地產生具有與過濾元件素材相近的大小的氣孔之部位，此即為壓力損失增大的原因。當產生具有如此的氣孔之部位，就會在該部位產生過度的氣流的流動，就會有以脈衝空氣的反沖洗無法完全除掉之捕集對象粉蓄積在過濾元件素材內，最終導致氣孔的堵塞。如此的堵塞部位增加，就會因為濾器的氣孔的絕對數減少，導致每個氣孔的氣流增大，因而陷入從氣孔較大的部位開始逐漸有堵塞區域增大之惡性循環，因而造成壓損的增大。
另外，還得知：當為了進行長時間稼動而間歇地進行必要的以脈衝空氣反沖洗之情況，若粉塵捕集層的構成粒子的粒徑比捕集對象粉大徑，則會有因捕集對 象粉的微細的部分不斷突破粉塵捕集層而堆積在過濾元件素材內的情形，此也是壓力損失增大的原因之一。
本發明的發明人有鑑於上述的課題，針對粉塵捕集層的形成方法重複進行試誤(trial and error)試驗，結果發現將融點低的粒子混合入形成粉塵捕集層之粒子的一部分，並將形成粉塵捕集層之際的加熱溫度設定在融點低的粒子的熔融溫度以上且比過濾元件素材的粒子及形成粉塵捕集層的其他的微粒子的融點低的溫度，藉此即使在過濾元件素材各處有若干溫度的不均勻，也可藉由低融點的粒子確實地使形成粉塵捕集層的粒子相融著，以及將微細的粒子混合入形成粉塵捕集層的粒子，可減低利用脈衝空氣進行反沖洗時微細的捕集對象粉突破粉塵捕集層的情形，而完成本發明。
因此，本發明的實施態樣如以下所述。
(1)一種過濾元件的製造方法，包含：在過濾元件素材的表面，形成由複數種的微粒子所構成的層，且複數種之中的一種以上的微粒子的融點係比過濾元件素材及形成粉塵捕集層的微粒子的融點低，然後以加熱手段對於該微粒子的層進行加熱，使前述微粒子燒結而形成粉塵捕集層。
(2)前述(1)之過濾元件的製造方法，其中，複數種的微粒子之中的一種以上的微粒子的粒徑係比過濾元件素材的粒徑小。
(3)前述(1)或(2)之過濾元件的製造方法，其中，複數種的微粒子之中形成粉塵捕集層的微粒子的一種以上係為比過濾元件素材的氣孔小之微粒子。
(4)前述(1)至(3)中任一項之過濾元件的製造方法，其中，將(1)中的兩種以上的微粒子預先充分混合之後使之吸附於過濾元件素材而形成於過濾元件素材的表面。
(5)前述(1)至(4)中任一項之過濾元件的製造方法，其中，分別使(1)中的兩種以上的微粒子吸附於過濾元件素材而呈層狀形成於前述過濾元件素材的表面。
(6)前述(1)至(5)中任一項之過濾元件的製造方法，其中，加熱手段為紅外線加熱器或烘箱(oven)。
(7)前述(1)至(6)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係具備有至少一個口袋(pocket)狀構造體或袋子(bag)狀構造體(310)，前述至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)係具有除了留下至少一個清淨流體出口開口部(212)之外都由前述過濾元件(204)的至少一個壁(210)圍住之內部空間(208)，且前述製造方法係包含在具有面向前述內部空間(208)之內面及面向與前述內側空間(208)相反的方向之外表面之過濾元件(204)的前述外表面形成粉塵捕集層。
(8)前述(1)至(6)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係具備有至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)，前述至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)係具有除了留下至少一個未處理流體入口開口部(228)之外都由前述過濾元件(204)的至少一個壁(210)圍住之內部空間(208)，前述過濾元件(204)係具有面向前述內部空間(208)之內面及面向與前述內部空間(208)相反的方向之外表面，且前述製造方法係包含在過濾元件(204)的前述內面形成粉塵捕集層(202)。
(9)前述(1)至(8)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係由劃定多層(lamellar)構造(300)之至少一個過濾元件壁(210)所形成，前述多層構造(300)係在前述至少一個過濾元件壁(210)的兩個相對的側面之中的至少一個包含凸部(304)及凹部(306)的幾何學構成。
(10)前述(9)之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述幾何學構成係由前述至少一個過濾元件壁(210)的兩側的複數個凸部(304)及凹部(306)所構成。
(11)前述(9)或(10)之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述至少一個過濾元件壁(210)的前述凸部(304)及凹部(306)係成形成會形成前述幾何學構成的至少一個切槽(undercut)部分(308)。
(12)前述(9)至(11)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述多層構造的幾何學構成為螺旋狀構成(302)。
(13)前述(9)至(12)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係形成為具備有形狀為由前述至少一個過濾元件壁(210)所劃定的具有圓筒形、圓錐形或其他旋轉對稱形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造(310)，前述至少一個過濾元件壁(210)的突出部(304)及凹部(306)係形成前述多層構造(300)的幾何學形狀。
(14)前述(9)至(13)中任一項之過濾元件(204)的製造方法其中，前述兩種以上的微粒子之中的一種係構成前述粉塵捕集層(202)的基體(matrix)，由與前述過濾元件素材相同的樹脂材料所構成。
(15)前述(14)之過濾元件(204)的製造方法，其中，構成前述粉塵捕集層(202)的基體材之兩種微粒子之中的一種為聚乙烯。
(16)前述(1)至(15)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述粉塵捕集層(202)的形成係不使用任何結合劑或溶劑而進行。
(17)前述(1)至(16)中任一項之過濾元件(204)的製造方法，其中，前述兩種以上的微粒子並不包含全氟烷氧基烷烴(perfluoroalkoxy alkane)(PFA)。
(18)一種過濾元件(204)，係以前述(1)至(17)中任一項所述的方法製造者。
對於微粒子的層進行加熱之加熱手段，舉例來說有照射熱射線之加熱手段及用高溫環境進行加熱之加熱手段，照射熱射線之加熱手段，舉例來說有紅外線加熱器，用高溫環境進行加熱之加熱手段，舉例來說有吉爾老化恆溫箱(Geer oven)。
用於粉塵捕集層之樹脂微粉可選自粒徑在0.1至200μm的範圍的樹脂微粉，較佳的是使用平均粒徑為0.1μm至50μm的樹脂微粉。此處所謂的平均粒徑，係指用Microtrac等的粒度分佈測定裝置量測之際的D50值。
適合用來形成粉塵捕集層之樹脂微粉，除了PTFE微粒子之外，還有超高分子量聚乙烯(Celanese Japan公司製，GUR2126)或低分子量聚乙烯(Mitsui Fine Chemical公司製，Hi-WAX HP10A)。
另外，融點低的樹脂微粉的融點與形成粉塵捕集層的其他的微粒子的融點之溫度差，只要大於所使用的加熱手段所不可避免產生的溫度不均勻度即可，可採用低分子量聚乙烯等的低融點樹脂作為低融點微細粒子。
再者，形成粉塵捕集層之微粒子之中的小徑的粒子，可採用HDPE等的高密度聚合物。
前述粉塵捕集層的形成時，要使之附著於過濾元件素材表面的微粒子群的附著量，可自1g~100g/m2的範圍指定適當的量，更佳的以30g~60g/m2的範圍來附著。
要使之附著於過濾元件素材表面的微粒子群的量少之情況，微粒子群無法遍布全體，並不能充分填滿燒結體的氣孔。過多之情況，則是會在表層形成塊，成為初期壓損上昇的原因。
使微粒子群附著於過濾元件素材表面的方法，簡便為使用例如刷毛進行塗佈。
使要形成粉塵捕集層之微粒子群附著於過濾元件素材表面的方法，係使用如圖3的治具。
將雙芯過濾元件的素材設置於圖3的治具，並在底部放置要形成粉塵捕集層之微粒子群，使用藉配管而配設成與前述治具連通之環形鼓風機(ring blower)進行抽吸，同時從治具下部的壓縮空氣吹出口92將壓縮空氣吹入，使前述粒子飛揚，以使粒子充分遍布前述過濾元件表面的氣孔。要形成粉塵捕集層之微粒子群係全部混合，或是不混合而分別階段性地呈層狀附著。
使藉前述方法而附著在過濾元件素材表面的微粒子群固定而成為粉塵捕集層之方法，係使用例如圖2所示的烘箱之加熱手段。以加熱手段加溫到微粒子群之中具有最低的軟化點之粒子的軟化點，使微粒子群熔融，使過濾元件素材表面與微粒子群或使微粒子群相融著即完成。
完成的過濾元件素材的表面形成如圖5的粉塵捕集層。由於在以前述附著的微粒子群填滿過濾元件素材的氣孔後，進行加溫仍未熔融的微粒子保持其原本的粒子狀，因此會形成具有極微細的氣孔之粉塵捕集層，而能兼顧初期壓損的抑制及粉塵捕集性能。
另外，所謂的雙芯元件，係指圖4所示的樣態的過濾元件的試驗用濾器，係為具有在過濾元件素材內部具備兩組上端部開口的中空室(芯)之構造，以一體燒結或用接著劑等將構成元件之部件黏接而製作得到的過濾元件素材。
上述的方法適合用來在具有至少一個口袋狀構造或袋子狀構造之過濾元件形成粉塵捕集層。
口袋狀構造或袋子狀構造的特徵係形成由至少一個壁圍成的內部空間。
至少一個壁係為了讓物質進入內部空間或讓物質從內部空間出來，而具有開口以能夠從外部進出口袋狀構造或袋子狀構造的內部空間。
至少一個口袋狀構造或袋子狀構造可具有：具有至少一個清淨流體出口開口，且具有劃定由過濾元件的至少一個壁圍成的內部空間之口袋或袋子的形狀。
亦即，除了一個或複數個清淨流體排出開口部之外，口袋狀構造或袋子狀構造的內部空間都由至少一個過濾元件壁所圍住。
如此的過濾元件具有面向口袋狀構造或袋子狀構造的內部空間之內面。
如此的過濾元件也具有面向與口袋狀構造或袋子狀構造的內側空間相反的方向之外表面。
在利用如此的過濾元件之情況，本說明書中記載的形成粉塵捕集層之方法可包含在口袋狀構造體或袋子狀構造體的外表面形成粉塵捕集層。
如此的話，形成粉塵捕集層之粒子係附著於面向與內部空間相反的方向之過濾元件的至少一方的壁的表面。
重點在於：粉塵捕集層也能夠應用於具備口袋狀構造或袋子狀構造的構成的過濾元件。
亦即，若在組裝之前就形成為口袋狀構造或袋子狀構造的過濾元件，即無需分別組裝層積有粉塵捕集層的兩個以上的過濾元件部件來形成過濾元件。
也就是說，根據本說明書中記載的方法，可將粉塵捕集層塗佈於口袋狀構造體或袋子狀構造體的外側，更正確地說係塗佈於已形成為口袋狀構造體或袋子狀構造體的型態的過濾元件的表面。
亦可為以取代的方式或以再追加的方式，使至少一個口袋狀構造或袋子狀構造可為具有除了留下至少一個原流體入口開口之外，都為過濾元件的至少一個壁所封閉的內部空間之口袋或袋子的形狀。
換言之，除了一個或複數個原流體入口開口部之外，口袋狀構造或袋子狀構造的內部空間都由至少一個過濾元件壁所圍住。
如此的過濾元件具有面向口袋狀構造或袋子狀構造的內部空間之內面。
如此的過濾元件也具有面向與口袋狀構造或袋子狀構造的內部空間相反的方向之外表面。
在利用如此的過濾元件之情況，此處說明的形成粉塵捕集層之方法可包含在口袋狀構造體或袋子狀構造體的內側形成粉塵捕集層。
如此的話，形成粉塵捕集層之粒子係附著於面向內部空間之過濾元件的至少一個的壁的表面。
重點在於：粉塵捕集層可應用於已經具備口袋狀構造或袋子狀構造的構成的過濾元件。
亦即，若在組裝之前就形成口袋狀構造或袋子狀構造的過濾元件，無需分別組裝具備粉塵捕集層的兩個以上的過濾元件的構成元件來形成過濾元件。
也就是說，根據本說明書中記載的方法，可在口袋狀構造體或袋子狀構造體的內側，更正確地說係在已形成有口袋狀構造體或袋子狀構造體的型態下，於過濾元件素材表面形成粉塵捕集層。
再者，上述的方法也可用來在形成有劃定多層(lamellar)構造的至少一個過濾元件壁之過濾元件素材表面形成粉塵捕集層。
多層構造係在至少一個過濾元件壁的相對的兩個側面的至少一個具備有凸部及凹部的幾何學構成。
尤其，規定多層構造之至少一個過濾元件壁可與規定口袋狀構造或袋子狀構造之至少一個過濾元件壁為相同的過濾元件壁。
尤其，幾何學構成可由設於過濾元件壁的兩側之複數個凸部及凹部構成。
尤其，至少一個過濾元件壁的凸部及凹部可成形成會形成幾何學形狀構成的至少一個切槽(undercut)部分。
以往的噴塗或刷塗等的塗佈方法，並無法在形成切槽部之過濾元件壁的表面很均勻地塗佈塗膜型態的粉塵捕集層，因此在以切槽形成的細孔將無可避免地會有未塗佈的部分及塗佈效率差的部分。
根據使兩種以上的微粒子以粉末狀附著於過濾元件，然後只要使兩種以上的微粒子之中的一種熔融就可得到充分均勻的厚度的集塵材的特殊的技術，則即使在形成切槽的區域也可形成粉塵捕集層。
在如本說明書中記載的製造過濾元件之方法的特定的實施例中，多層構造的幾何學構成係為螺旋構造。
採用螺旋構造，可使所給定體積的過濾元件成為可利用於過濾的表面積較大之多層構造。
例如，具備口袋狀或袋子狀的構造體之過濾元件的情況，過濾元件壁所圍住的內部空間的每單位的過濾面的面積尤其可能會變大。
此會使對於過濾元件而言必要的每單位體積的過濾效率增大。
尤其，過濾元件可由具有圓筒形、圓錐形或其他旋轉對稱形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造形成。
具有圓筒形或圓錐形的形狀之口袋狀構造或袋子狀構造，係相對於圓筒或圓錐的縱軸為旋轉對稱。
亦可不是採用圓筒形或圓錐形的形狀，而是採用相對於縱軸具有相同的旋轉對稱性之其他的形狀。
過濾元件的形狀係由至少一個過濾元件壁所劃定。
至少一個過濾元件壁的凸部及凹部，係成形成會形成多層構造的幾何學構成。
尤其，具有螺旋幾何學形狀之多層構造體，特別適合於具有圓筒形或圓錐形的形狀之口袋狀構造體或袋子狀構造體。
在更佳的實施例中，採用本說明書中記載的過濾元件的製造方法，可使用與過濾元件材料相同的樹脂材料作為構成粉塵捕集層的基體(matrix)材之兩種以上的微粒子之中的一種。
如此，可製作出用來形成過濾元件的本體之材料(例如燒結聚乙烯材料)也形成粉塵捕集層的基體之實質均勻的過濾元件。
此處的用語「粉塵捕集層的基體」指的並不是添加於基體的添加劑或充填劑之類的其他的材料，而是構成粉塵捕集層的構造之材料或微粒子。
舉一例來說，構成粉塵捕集層的基體材之兩種微粒子之中的一種可為聚乙烯。
尤其，在本說明書所記載的過濾元件的製造方法中，粉塵捕集層的形成可不使用黏接劑及溶劑而進行。
尤其，本說明書中說明的過濾元件的製造方法可說是乾式塗層法(dry coating)或粉體塗層法(powder coating)。
亦即，使粉塵捕集層的一種以上的微粒子以粉末型態附著於過濾元件素材表面，但能夠以預先混合成一種以上的微粒子的混合物之型態使之附著，亦能夠依序使不同種類的微粒子附著。
此程序中，並不使用液體的黏接劑或溶劑。
而是，在使一種以上的微粒子之中的至少一種微粒子呈粉末狀附著於過濾元件素材表面之後，藉由加熱使之熔融。
如此，可相較於以往的液基的塗層方法，更良好地調整粉塵捕集層的特性。
尤其，與本說明書中記載的流動床技術的使用相組合，將粉末狀的一種以上的微粒子塗佈於過濾元件的表面，就算是包含切槽部分之類的複雜的幾何學形狀之層狀構造，也都可高品質地形成塗層。
再者，在本說明書所記載的過濾元件的製造方法中，粉塵捕集層的形成並非一定要使用全氟烷氧基烷烴(PFA)。
因此，在具體的實施例中，用來形成粉塵捕集層之兩種以上的微粒子並不包含PFA，尤其，兩種以上的微粒子並不包含聚四氟乙烯。
如本說明書中記載的，使用不含有使粉塵捕集層形成及固著於過濾元件素材表面的黏接劑或溶劑之方法，可得到完全不含有PFA之過濾元件，此過濾元件可用壓力脈衝進行長時間的沖洗而很有效地加以洗淨。
如本發明的發明人所發現的，在壓力洗淨循環後通過根據本發明而製成的過濾元件之流體的壓力損失在最初較低，且延長過濾元件的使用壽命之後也都維持在相當低且穩定的水準。
本發明除了關於上述的過濾元件的製造方法之外，也關於用本方法製造出的過濾元件。
用本發明的技術形成的粉塵捕集層，與從前的技術相比較會較堅固地與過濾元件素材融著，不僅可用噴氣或高壓的水流加以洗淨，而且可防止構成粉塵捕集層之微粒子對於集塵粉的汙染。
藉由調整附著於過濾元件素材的表面之構成粉塵捕集層之微粒子的粒徑，可調整粉塵捕集層中的氣孔的大小。此外，也可藉由預先使要附著的微粒與其他的粒子混合，而使粉塵捕集層的性能變化。
因此，根據本發明，可提供具有對於低壓損等的性能要求而言所需的充分細的孔徑之濾器給使用者。而且，可期待能夠防止對於集塵粉的汙染，以及有助於迄今未有的用途的開發及集塵機維護保養的效率化及生產性的提高。
上述的方法，可用來在具有至少一個口袋狀構造或袋子狀構造之過濾元件素材表面形成粉塵捕集層。
粉塵捕集層可在已經形成有口袋狀構造或袋子狀構造的構成下，於過濾元件素材表面形成。
該粉塵捕集層在已經形成有口袋狀構造體或袋子狀構造體的型態當中，可形成在口袋狀構造體或袋子狀構造體的外側，可形成在口袋狀構造體或袋子狀構造體的內側，或形成於外側也形成於內側。
本發明的方法的特定的優點為：即使是具備有表面形成切槽(undercut)的表面形狀之情況，也可將充分均勻的粉塵捕集層形成於過濾元件素材表面。
此外，可將與用來形成過濾元件素材的材料相同的材料，例如聚乙烯，使用來形成粉塵捕集層的基體(matrix)。
10:燒結多層集塵機(集塵機)
12:機殼
14:上部隔板
16:集塵室
18:清淨空氣室
20:含塵空氣的供給口(供給口)
22:清淨空氣的排出口(排出口)
24:過濾元件
24a:中空室
26:漏斗
28:粉塵的取出口(取出口)
32:大徑部
34:框架
36:緊固螺栓
38:密封墊片
91:氣懸體吹出口
92:壓縮空氣吹出口
93:粉塵捕集層構成粉
100:風扇
101:定量供給裝置
102:上部儲槽
103:上部的清淨空氣室
104:粉塵搬送裝置
105:下部儲槽
106:試驗用過濾元件
107:下部的集塵室
108:上部隔板
109:漏斗
200:處理箱體
202:粉塵捕集層
204:過濾元件
206:過濾元件素材
208:內部空間
210:過濾元件壁
212:清淨空氣出口
214:處理箱體外殼
216:安裝孔
218:流體入口
220:安裝凸緣
222:處理空間
226:噴嘴裝置
228:原料流體入口開口部
230:安裝凸緣容器
234:過濾元件與安裝凸緣容器之間的空間
236:第二外殼
238:幫浦
300:多層構造
302:螺旋構造
304:凸部
306:凹部
308:切槽部
310:口袋狀或袋子狀構造
A,B,C:箭號
圖1(1)係一般的集塵機的外觀圖，圖1(2)係過濾元件(sinter lamellar)的外觀圖，圖1(3)係圖1(2)中的P-P剖面的斜視圖。
圖2係加熱手段(oven)。
圖3係過濾元件素材吸引用治具的剖面圖。
圖4係雙芯過濾元件的素材的照片。
圖5係實施例的剖面圖像。
圖6係雙芯過濾元件用實驗室負荷試驗裝置。
圖7係實際尺寸的過濾元件的負荷試驗裝置。
圖8係將實際尺寸的過濾元件的壓力損失的隨時間經過的變化與習知例的實驗結果一起顯示之圖表。
圖9顯示另一實施例之用來將粉塵捕集層形成於口袋形狀或袋子形狀的過濾元件素材的外側之處理箱體的概略圖。
圖10顯示使用圖9的處理箱體而製造出的過濾元件的概略剖面圖。
圖11顯示另一實施例之用來將粉塵捕集層形成於口袋形狀或袋子形狀的過濾元件素材的內側之處理箱體的概略圖。
圖12顯示使用圖11的處理箱體而製造出的過濾元件的概略剖面圖。
圖13顯示另一實施例之用來將粉塵捕集層形成於口袋形狀或袋子形狀的過濾元件素材的內側之處理箱體的概略圖。
圖14顯示按照本發明的實施型態之中的任一個之粉塵捕集層可形成於其內側或外側之過濾元件素材的不同的圖。
圖15顯示按照本發明的實施型態之中的任一個之粉塵捕集層可形成於其內側或外側之另一種過濾元件素材的不同的圖。
圖16係顯示實施例9的過濾元件的壓力損失的隨時間經過的變化之圖表。
以下，根據本發明的實施例來進行具體的說明。不過，本發明並不限定於以下的實施例。
另外，本發明的實施例及比較例中使用的過濾元件為雙芯一體型元件。雙芯一體型元件係過濾元件內部具備兩組中空室之構造的尺寸放大試驗用過濾元件。雙芯一體型元件係在藉一體燒結而得到的過濾元件素材形成本發明的粉塵捕集層而得到。
[實施例1]
將雙芯過濾元件(2 core element)的素材設置於圖3之吸引用治具，在底部放置以LLDPE(直鏈低分子量PE，D50=45μm)：HDPE(高密度PE，D50=10μm)：PTFE(D50=3.7μm)=5：4：1之重量比混合成的混合粒子5g，使用藉配管而配設成與前述治具連通之環形鼓風機(ring blower)，以過濾風速2.0m/min進行抽吸，同時從治具下部的壓縮空氣吹出口92將壓縮空氣吹入，使前述混合粒子飛揚，以使粒子充分遍布前述過濾元件素材的表面的氣孔。使用吉 爾老化恆溫箱(Geer oven)(ACR45A，東洋精機製作所製)以環境溫度130℃之溫度進行30分鐘的加溫使粒子融著，製作出具備粉塵捕集層之雙芯過濾元件(過濾面積0.16m2)。
將經前述而得到的雙芯過濾元件安裝到雙芯過濾元件用實驗室集塵負荷試驗裝置(圖6：日鐵鉱業製)，使用排煙脫硫用碳酸鈣粉(平均粒徑：12μm，日鐵鉱業製)作為實驗集塵粉，在過濾風速1m/min(處理風量0.16m3/min)，粉塵饋給濃度(10g/m3)的條件下進行集塵負荷確認試驗5分鐘。在集塵負荷確認試驗中，針對試驗開始及結束時的壓力損失(kPa)及排氣含塵濃度(LD-3K2，柴田科學製)進行了評價。
將得到的結果與使用專利文獻3的實施例8中使用的低分子量聚乙烯粉(Mitsui Fine Chemical公司製，Hi-WAX HP10A)的分級品(D50=24μm)作成過濾元件並用該過濾元件進行同樣的實驗所得到的結果都顯示於表中。
相比較的結果為：壓力損失雖然比專利文獻3(實施例8)略高，但排氣含塵濃度大幅降低。
[實施例2]
將按上述製作出的實際尺寸的過濾元件安裝於實際尺寸的過濾元件的負荷試驗裝置(圖7：日鐵鉱業製)，實施了集塵負荷確認試驗。實際尺寸的過濾元件的負荷試驗裝置的構造，係為與圖1的一般的集塵機一樣的構成，密閉的機殼內部由作為區隔壁之上部隔板108分隔成上部的清淨空氣室103及下部的集塵室107。
實驗集塵粉採用排煙脫硫用碳酸鈣粉(平均粒徑：12μm，日鐵鉱業製)，並利用設置於上部儲槽102下游之定量供給裝置101以成為預定的含塵量之方式進 行抽出，並使配管內的成為含塵空氣，且以過濾風速1m/min(處理風量18m3/min)，粉塵饋給濃度(5g/m3)的條件流入集塵室。前述含塵空氣由以預定的間隔及片數安裝於集塵室內的試驗用過濾元件106將之分離為粉塵及空氣。
附著堆積於形成在過濾元件的素材表面的粉塵捕集層上而被捕集的粉塵，會在以1分鐘間隔之0.5MPa的反沖洗脈衝空氣的反沖洗下剝落到集塵室下的漏斗109，並經粉塵搬送裝置104將之送到下部儲槽105儲存。儲存於下部儲槽之實驗集塵粉由未圖示的空氣輸送裝置將之搬送到上部儲槽。
在集塵負荷確認試驗中，針對試驗開始及結束時的壓力損失(kPa)及排氣含塵濃度(LD-3K2，柴田科學製)進行了評價。
試驗結果顯示於圖8中。
從圖8的圖表可知：本實施例的過濾元件與專利文獻3(實施例8)相比較雖然初期壓損略高但隨即逆轉，與習知技術之粉塵捕集層相比較則是一直都保持低很多的壓力損失。
此可想成是因為：在專利文獻3(實施例8)的條件下低分子量PE微粒子會熔融，實質由未熔融掉的大徑粒子發揮粉塵捕集層的氣孔形成的作用，相對於此，本實施例之粉塵捕集層係由混合有在加溫溫度下並不會熔融的兩種微粒子之總共三種微粒子相混合成的混合微粒子所形成，而且是藉由不會因為加溫而熔融之微粒子的有助於極微細的氣孔的形成，來形成雖然初期的壓力損失較高，但會成為大孔洞發生原因之大氣孔較少之粉塵捕集層的緣故。
[實施例3]
將雙芯過濾元件的素材設置於圖3之吸引用治具，在底部分別獨立放置LLDPE、HDPE、PTFE的粉體，使用藉配管而配設成與前述治具連通之 環形鼓風機，以過濾風速2.0m/min進行抽吸，同時從治具下部的壓縮空氣吹出口92將壓縮空氣吹入，使前述混合粒子飛揚，以使粒子遍布前述過濾元件素材的表面的氣孔。具體而言，按照最先為HDPE(D50=120μm)，接著為LLDPE(D50=20μm)，然後為HDPE(D50=10μm)，再來為LLDPE(D50=20μm)，最後為PTFE(D50=3.7μm)之順序使各粒子附著於過濾元件素材的表面後，從治具取出，再使用吉爾老化恆溫箱(ACR45A，東洋精機製作所製)以環境溫度130℃之溫度進行30分鐘的加溫融著，製作出具備粉塵捕集層之雙芯元件。
將經上述而得到的雙芯元件安裝到雙芯元件用實驗室集塵負荷試驗裝置(圖6：日鐵礦業製)，使用排煙脫硫用碳酸鈣粉(平均粒徑：12μm，日鐵礦業製)作為實驗集塵粉，在過濾風速1m/min(處理風量0.16m3/min)，粉塵饋給濃度(10g/m3)的條件下進行集塵負荷確認試驗5分鐘。在集塵負荷確認試驗中，針對試驗開始及結束時的壓力損失(kPa)及排氣含塵濃度(LD-3K2，柴田科學製)進行了評價。
從列出結果之表可清楚看出，實施例3可維持實施例1的捕集性能，同時可實現更低的壓損。
[表1]
Figure 112133343-A0202-12-0022-1
[實施例4]
圖9顯示另一實施例之用來將粉塵捕集層202形成於口袋(pocket)狀的過濾元件素材206的外側之處理箱體200的概略圖。
處理箱體200係具有將處理空間222完全圍住之處理箱體外殼214。
處理箱體外殼214具有可供包含載送流體(carrier fluid)及粉末混合物(亦即分散於載送流體中的兩種以上的微粒子的混合物)之氣溶膠(aerosol)進入處理空間222(參照箭號A)之入口開口218。
處理箱體外殼214還具有用來供安裝凸緣220插入安裝之安裝開口部216。
要形成粉塵捕集層202之過濾元件204的過濾元件素材206係裝設到該安裝凸緣220。
圖9中，為了更清楚地顯示在處理空間222內具備有安裝凸緣220及過濾元件素材206之處理空間222，以局部切開來的構成描繪處理箱體外殼214。
過濾元件素材206甚或過濾元件204係以具有口袋(pocket)或袋子(bag)的形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造310形成(參照圖14、圖15)。
口袋狀構造或袋子狀構造310係區隔出過濾元件素材206或過濾元件204的內部空間208。
內部空間208係由至少一個過濾元件壁210圍成(參照圖10)。
至少一個過濾元件壁210係除了留下至少一個清淨流體出口開口212之外將內部空間208完全圍住。
因此，過濾元件204具有面向內部空間208之內面及面向與內部空間208相反的方向之外表面。
過濾元件壁210由多孔質材料(例如多孔質聚乙烯)製成時，流體(例如氣體或空氣)會通過過濾元件壁210而進入到過濾元件204的內部空間208，然後經由清淨流體出口開口212而從內部空間208流出。
不過，粉末材料(亦即分散於通過入口開口部218而注入的載送流體中之一種以上的微粒子)並無法通過過濾元件壁210。
具備有安裝凸緣220之過濾元件本體206係安裝成：插入安裝開口部216內，且過濾元件素材206的閉塞側在處理空間222內延伸，過濾元件204的清淨流體出口212朝向處理箱體外殼214的外側。
在過濾元件本體素材所具備的安裝凸緣220插入安裝於安裝開口部216的構成中，如圖9所示，安裝開口部216及安裝凸緣220以及安裝凸緣220及過濾元 件壁210，係使處理空間222相對於處理箱體外殼214的環境流體密閉而密封。密封手段也可採用一般的工學的實務之外的密封手段，例如密封環(seal ring)。
因此，圖9所示的構成中，流體只能如圖9的箭號B所示，通過過濾元件204的清淨流體出口212而流出處理空間222。
圖9所示的過濾元件204及安裝凸緣220的方向，係要使粉末材料無法進入到過濾元件素材206的內部空間208，要使粉末材料附著於過濾元件素材206的外側，在過濾元件204的外側形成粉塵捕集層202。
因此，圖9之處理箱體200中，口袋形或袋子形的過濾元件204係以其外表面在處理空間222內露出的狀態插入於處理箱體200之中。
因此，圖9的處理室200係構成為使得粉塵捕集層202在口袋狀過濾元件204的外表面形成。
圖10顯示使用圖9的處理箱體而製造出的過濾元件204的概略剖面圖。
在口袋狀過濾元件204的外側形成粉塵捕集層202的步驟，係以下述方式進行：
(i)將分散於經過加壓的載送流體(例如空氣)中的構成粉塵捕集層之兩種以上的微粒子的混合粉末材料之氣懸體流體，經由入口開口部218而注入到處理空間222內(參照箭號A)。
(ii)過濾元件本體206的清淨流體出口212係與風扇、鼓風機、幫浦或類似的裝置連接，而抽吸從處理空間222通過過濾元件壁210之不再含粉體材料之流體(例如空氣)的流動。
可以說，注入處理空間的流體在通過過濾元件壁210而通過處理空間222時，將粉末材料塗佈於過濾元件素材206的外表面。
(iii)在與過濾元件204的清淨流體出口212連接之風扇、鼓風機或幫浦對於處理空間222內的氣溶膠提供的抽吸作用下(參照箭號B)，處理空間222內的分散於載送流體中的粉末混合物會附著於過濾元件素材206的外表面(更正確地說係面向處理空間222的過濾元件壁210的外表面)。
藉由使粉末材料附著於過濾元件素材206，在過濾元件204的外表面形成粉塵捕集層202。
(iv)處理箱體200具備有噴嘴裝置226，噴嘴裝置226具備有至少一個導管，該導管具備有複數個噴嘴。
通過噴嘴裝置226，將流體脈衝注入到處理空間222內(參照箭號C)。
該等流體脈衝發揮更進一步在用於粉塵收集層202的材料的適用完成為止，使處理空間222內的分散於載送流體中的粉末混合物的氣懸體維持充分分散，且均勻混合的狀態之作用。
如此的噴嘴裝置226的設置為任意者。
藉由此程序，即使是過濾元件壁210具有複雜的表面形狀之情況，例如過濾元件壁210具有切槽(undercut)部分之情況，也可提供均勻的粉末材料的分佈到過濾元件壁210的表面上。
例如，圖14及圖15所示的過濾元件素材206的實施例，形成過濾元件素材206之過濾元件壁210係具備有多層(lamellar)構造300，多層構造300具有包含凸部304及凹部306的螺旋構造302之複雜的表面形狀。
凸部304及凹部306係形成過濾元件素材206的外側的切槽部分。
凸部304及凹部306也在過濾元件素材206的內側形成切槽部分。
使過濾元件204在處理箱體200內旋轉之態樣可為任意的手段。
因此可說，上述的方法係為了讓用來形成粉塵捕集層202之粉末混合物附著於過濾元件204的外表面，而利用了類似過濾的處理。
讓用來形成粉塵捕集層202之粉末混合物附著於過濾元件204的外表面後，將過濾元件204從處理箱體200拆下，接著如上述的實施例中說明過地實施熱處理。
藉由此熱處理，使塗佈於過濾元件素材206的表面之粉末混合物中含有的兩種以上的粒子之中的一種粒子熔融，在熱處理結束後，使粉塵捕集層202固著於過濾元件素材206。
關於熱處理，請參照圖2及其說明以及上述實施例1。
[實施例5]
圖11顯示另一實施例之用來將粉塵捕集層202形成於口袋(pocket)狀過濾元件204的內側之處理箱體200的概略圖。
圖12顯示使用圖11的處理箱體而製造出的過濾元件的概略剖面圖。
圖11的處理箱體基本上係對應於圖9的處理箱體。
因此，圖11中使用與圖9所示的相同的元件符號。
具有與圖9相同的元件符號之圖11的構成元件，除非特別註明，否則都請參照上述的圖9的說明。
以下說明與圖9不同之圖11的實施例的不同點。
與圖9一樣，處理箱體外殼200具有用來供安裝凸緣220插入安裝之安裝開口部216。
具備粉塵捕集層202之過濾元件素材206係安裝至該安裝凸緣220。
圖11中，為了更清楚地顯示內部具備有安裝凸緣220及過濾元件素材206之處理空間222，以局部切開來的構成描繪處理箱體外殼214。
為了在口袋狀或袋子狀的過濾元件204的內側形成粉塵捕集層202，要相對於圖9而變更安裝凸緣220的構成，以不同的方法將口袋狀或袋子狀的過濾元件本體206安裝到安裝凸緣220。
與圖9的安裝凸緣220不同，圖11的安裝凸緣220係包含追加的安裝凸緣容器230。
安裝凸緣容器230係構成為：提供安裝凸緣220的往處理箱體222的延長部，收容要適用粉塵捕集層202之過濾元件202的過濾元件素材206。
與圖9所示的一樣，過濾元件素材206以及過濾元件204係以具有口袋(pocket)或袋子(bag)的形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造310形成。
口袋狀構造或袋子狀構造310係區隔出過濾元件素材206或過濾元件204的內部空間208。
內部空間208係由至少一個過濾元件壁210圍成(參照圖12)。
因此，過濾元件204具有面向內部空間208之內面及面向與內部空間208相反的方向之外表面。
圖11的實施例可使用與圖9的實施例中使用的相同的過濾元件素材206。
不過，圖11的實施例中，過濾元件素材206係以不同的配向，亦即除了留下至少一個原流體注入口開口部228之外，至少一個過濾元件壁210完全將內部空間208包圍住之配向，安裝於安裝凸緣220的安裝凸緣容器230。
原流體注入口開口部228係朝向處理空間222而開口。
因此，處理空間222內的氣溶膠(亦即其中分散有粉末混合物之載送流體，例如氣體或空氣)係經由原流體入口開口部228而流入過濾元件素材206的內部空間208。
過濾元件壁210由多孔質材料(例如多孔質聚乙烯)製成時，氣溶膠的流體相(例如氣體或空氣)會通過過濾元件壁210而流入到形成於過濾元件素材206的外表面與安裝凸緣容器230之間的空間234。
空間234係與將流體從空間234經由安裝凸緣出口238抽出之風扇、送風機或幫浦連接。
將內部插入有過濾元件素材206之安裝凸緣容器230安裝到安裝開口部216內之構成中，如圖11所示，安裝開口部216及安裝凸緣220係使處理空間222相對於處理箱體外殼214的環境為液密式之密封，安裝凸緣容器230及過濾元件素材206係使處理空間222相對於形成於過濾元件素材206的外側側面與安裝凸緣容器230之間之空間234為液密式之密封。密封手段也可採用一般的工學的實務之外的密封手段，例如密封環(seal ring)。
因此，圖11所示的構成中，流體可如圖11的箭號B所示，通過過濾元件壁210而到達形成於過濾元件素材206的外側與安裝凸緣容器230的間的空間234之後，只通過安裝凸緣出口238而流出處理空間222。
不過，因為粉末材料相對於過濾元件壁210並不具有透過性，因此粉末材料並無法全部從處理空間222脫離。
與圖11所示的過濾元件204及安裝凸緣220的配向一樣，只有注入處理空間222之氣溶膠的流體相能通過過濾元件壁210，粉末材料(亦即分散於通過注 入口開口218而注入的載送流體中的一種以上的微粒子)並無法通過過濾元件壁210，粉末材料會附著於過濾元件素材206的內側。
藉由粉體之附著於過濾元件204的內側，在過濾元件204的內側形成粉塵捕集層202。
因此，圖11的處理箱體200中，口袋形或袋子形的過濾元件204係以其內側在處理空間222內露出的狀態插入於處理箱體200。
因此，圖11的處理箱體200構成為在口袋狀過濾元件204的內側形成粉塵捕集層202。
圖12顯示利用圖11的處理箱體而製造出的過濾元件的概略剖面圖。
其餘的處理程序，都與關於圖9及10的實施例之上述說明相同。參照如上述(i)~(iv)之步驟及之後的加熱步驟，使粉塵捕集層202固定於過濾元件素材206。
[實施例6]
圖13顯示另一實施例之用來在口袋狀過濾元件204的內側形成粉塵捕集層202之處理箱體200的概略圖。
圖10顯示利用圖13的處理箱體而製造出的過濾元件的概略剖面圖。
圖13的處理箱體基本上係對應於圖11的處理箱體。
因此，圖13中，使用如同圖11所示的相同的元件符號。
關於具有與圖11所示的相同的元件符號之圖13的構成元件，除非特別註明，否則都請參照上述的圖11的說明。
以下說明與圖11不同之圖13的實施例的不同點。
與圖11所示的一樣，過濾元件素材206以及過濾元件204也是以具有口袋或袋子的形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造310形成。
口袋狀構造或袋子狀構造310係區隔出過濾元件素材206或過濾元件204的內部空間208。
內部空間208係由至少一個過濾元件壁210圍成(參照圖12)。
因此，過濾元件204具有面向內部空間208之內面及面向與內部空間208相反的方向之外表面。
圖13的實施例可使用與圖11及圖12的實施例中使用的相同的過濾元件素材206。
不過，圖13的實施例中，過濾元件素材206係以從處理箱體外殼214的外側安裝到安裝凸緣220，且除了留下至少一個原流體注入口開口部228之外，至少一個過濾元件壁210完全將內部空間208包圍住之配向安裝。
原流體注入口開口部228係朝向處理空間222而開口。
因此，處理空間222內的氣溶膠(亦即其中分散有粉末混合物之載送流體，例如氣體或空氣)係經由原流體入口開口部228而進入過濾元件素材206的內部空間208。
過濾元件壁210由多孔質材料(例如多孔質聚乙烯)製成時，氣溶膠的流體相(例如氣體或空氣)可通過過濾元件壁210而流到過濾元件204的外側的外部空間。
利用從外部空間將流體抽出之風扇、送風機或幫浦238的作用，將流體相從過濾元件204的外側的外部空間抽吸。例如，可將處理箱體外殼214及過濾元件204插入於與前述風扇、送風機或幫浦238連接之第二外殼236。
圖13的實施例並不需要前面的在圖11的實施例的說明中說明過的安裝凸緣容器230。
圖13的處理箱體200中，與圖11的處理箱體200一樣，口袋形狀或袋子形狀的過濾元件204以其內側對著處理空間222而露出的方式裝設到處理箱體外殼214，而安裝於處理箱體200。
因此，圖13的處理室200係構成為在口袋狀過濾元件204的內側形成粉塵捕集層202。
其餘的處理步驟，都與關於圖11及12的實施例之上述說明相同。
進行上述(i)~(iv)之步驟及之後的加熱步驟，使粉塵捕集層202固著於過濾元件素材206。
[實施例7]
圖14顯示按照本發明的任一個實施例之粉塵捕集層202可塗佈於其內側及/或外側之過濾元件素材206的三個不同的斜視圖。
過濾元件素材206甚或過濾元件204係以具有口袋或袋子的形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造310形成。
口袋狀構造或袋子狀構造310係劃定過濾元件素材206或過濾元件204的內部空間208。
內部空間208係由至少一個過濾元件壁210圍成(參照圖10或圖12)。
因此，過濾元件204或過濾元件素材206具有面向內部空間208之內側及面向與內部空間208相反的方向之外側。
如在實施例4中說明過的，可將粉塵捕集層202形成於過濾元件素材206的外表面，來製造在外表面具有粉塵捕集層202之過濾元件。
或者，亦可不是在外側而是在內側或除了外側也追加地在內側，以在實施例5及6中說明過的方式，使粉塵捕集層202形成於過濾元件素材206的內側，來製造在內部側具有粉塵捕集層202之過濾元件。
過濾元件素材206由劃定多層構造300之至少一個過濾元件壁210形成。
多層構造300係在至少一個過濾元件壁210的外側具備有凸部304及凹部306之複雜的幾何學構成。
或者，多層構成300可包含凸部304及凹部306之複雜的幾何學構成，且在至少一個過濾元件壁210的內側至少具備有凹部306。尤其是如圖14所示，多層構造300在至少一個過濾元件壁210的外側及內側都具備有由複數個凸部304及凹部306構成的互補的幾何學構成。
至少一個過濾元件壁210的凸部304及凹部306係成形為會形成幾何學構成的至少一個切槽部分308。
劃定出多層構造300之過濾元件壁210的獨特的優點在於：可相對於過濾元件素材206的給定的體積設置較大的過濾表面區域。
然而，要在如此的過濾元件素材206的表面塗佈粉塵捕集層通常很困難，尤其是多層構造300具備有切槽部分308的情況，或具備有複數個切槽部分308的情況更是困難。
以往的塗層(coating)方法並無法在具有如此的複雜的幾何學構成之過濾元件素材206形成很均勻的粉塵捕集層202。
本發明之乾式塗層方法則是如本說明書所說明的，首先提供在具有至少一個切槽部分308之具有凸部304及凹部306之多層構成300之類的具有複雜的幾何學構成之過濾元件素材206，形成充分均勻的粉塵捕集層202之方法。
在圖14所示的具體例中，多層構造的幾何學構成為螺旋構成302。至少一個過濾元件壁210的凸部304及凹部306成形為會形成多層構造的螺旋形狀構成。
過濾元件素材206或者說過濾元件204由具有圓筒形狀之至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體310形成。
在別的實施例中，過濾元件素材206或者說過濾元件204亦可形成為具有由至少一個過濾元件壁210劃定的圓錐、截頭圓錐或其他的旋轉對稱形狀。
用語「旋轉對稱形狀」所要表示的是：沿著過濾元件素材206的縱軸具有旋轉對稱之任何形狀。
具有如此的複雜的幾何學形狀之過濾元件素材206可藉由例如聚合物粒子，特別是聚乙烯粒子的燒結，進行燒結處理而製造出。
[實施例8]
圖15顯示按照本發明的任一個實施例之粉塵捕集層202可形成於其內側及/或外側之過濾元件素材206的不同的圖。
在圖15的實施例中，過濾元件素材206或者說過濾元件204係由複數個口袋狀構造體或袋子狀構造體310形成。
該等口袋狀構造或袋子狀構造310各自具有口袋或袋子的形狀。
口袋狀構造或袋子狀構造310係劃定過濾元件素材206或過濾元件204的內部空間208。
內部空間208係由至少一個過濾元件壁210圍成。
因此，過濾元件204或過濾元件素材206具有面向內部空間208之內面及面向與內部空間208相反的方向之外表面。
在關於圖14而說明過的上述的考慮事項，對於圖15的實施例也都適用，請參照該等考慮事項。
[實施例9]
按照實施例4，在處理室內實施在圓筒狀的過濾元件素材形成粉塵捕集層之處理而製造出過濾元件。
然後，針對該過濾元件，使用圖7的集塵負荷試驗裝置進行集塵負荷確認試驗。
過濾元件素材係將聚乙烯粒子燒結而製成。
過濾元件素材係為圓筒形，具有大致圓筒形的過濾元件壁。
在大致圓筒形的過濾元件壁設有具有螺旋形狀之多層構造。
多層構造係如圖14所示，由複數個螺旋狀的凸部及凹部所形成。
過濾元件本體係具有137mm的直徑及220mm的長度。
將過濾元件本體插入圖14的處理室內之後，使微粒子混合物流入處理室內，在過濾元件本體形成粉塵捕集層。
微粒子的混合物係以LLDPE(線狀低密度聚乙烯，D50=45μm)60重量%及UHMWPE(超高分子量聚乙烯，D50=10μm)40重量%來製成。
混合物並不包含PTFE。
處理步驟係按照實施例1中說明的步驟及實施例4中的上述說明。
製作出的過濾元件具有0.15m2的過濾面。
過濾元件係插入圖7的集塵負荷試驗裝置。
試驗參數如以下所述：
過濾表面：0.15m2
粉塵負荷：1.5kg黏板岩(clay slate)，相當於容積2.0L
風量：107.1m3/s(試驗開始)~84m3/s(試驗結束)
粉塵的質量流量：60g/s
粉塵饋給濃度：2017.0g/m3
脈衝沖洗的周期：28秒
脈衝沖洗的持續時間：2秒
沖洗脈衝的壓力：0.9bar
試驗期間：2880周期=191小時
搬送的粉塵的總量：34380kg
壓力沖洗循環後的過濾元件壓損如以下所述。
初期壓力損失：1750Pa
5分鐘後的壓力損失：2650Pa
30分鐘後的壓力損失：2800Pa
1小時後的壓力損失：3600Pa
2小時後的壓力損失：3850Pa
17小時後的壓力損失：5450Pa
41小時後的壓力損失：6150Pa
43小時後的壓力損失：6150Pa
67小時後的壓力損失：6400Pa
89小時後的壓力損失：6600Pa
161小時後的壓力損失：6600Pa
185小時後的壓力損失：6600Pa
191小時後的壓力損失：6600Pa
將以上的壓力損失的隨時間的變化作成圖表顯示圖16中。
在過濾元件下游的潔淨氣體中量測到的最大粉塵濃度如以下所述：
10分鐘後：0.099mg/m2
1小時後：0071mg/m2
43小時後：0.099mg/m2
粉塵濃度係以Helmut Hund GmbH,Wetzlar,Germany所製造的Hund(商標)data II裝置測出。
從集塵負荷試驗裝置將過濾元件拆下來後，並未發現有粉塵物質混入過濾元件的材質內的痕跡。

Claims (18)

  1. 一種過濾元件的製造方法，係包含：在過濾元件素材的表面形成由兩種以上的微粒子所構成的層，以加熱手段進行加熱從而使前述微粒子之中的一種以上熔融，冷卻後形成粉塵捕集層。
  2. 如請求項1所述之過濾元件的製造方法，其中，如請求項1所述之兩種以上的微粒子之中的一種以上的粒徑係比構成過濾元件素材之樹脂小。
  3. 如請求項1或2所述之過濾元件的製造方法，其中，如請求項1所述之兩種以上的微粒子之中的一種以上的軟化點係比其他的微粒子及構成過濾元件素材之粒子低。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之過濾元件的製造方法，係預先將如請求項1所述之兩種以上的微粒子充分混合後使之吸附於過濾元件素材而形成於前述過濾元件素材的表面。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之過濾元件的製造方法，係分別使如請求項1所述之兩種以上的微粒子吸附於過濾元件素材而呈層狀形成於前述過濾元件素材的表面。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，加熱手段係紅外線加熱器或烘箱。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係具備有至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)，前述至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)係具有除了留下至少一個清淨流體出口開口部(212)之外都由前述過濾元件(204)的至少一個壁(210)圍住之內部空 間(208)，前述製造方法係包含在具有面向前述內部空間(208)之內面及面向與前述內部空間(208)相反的方向之外表面之過濾元件(204)的前述外表面形成粉塵捕集層。
  8. 如請求項1至6中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係具備有至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)，前述至少一個口袋狀構造體或袋子狀構造體(310)係具有除了留下至少一個未處理流體入口開口部(228)之外都由前述過濾元件(204)的至少一個壁(210)圍住之內部空間(208)，前述過濾元件(204)係具有面向前述內部空間(208)之內面及面向與前述內部空間(208)相反的方向之外表面，前述製造方法係包含在過濾元件(204)的前述內面形成粉塵捕集層(202)。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係由劃定多層構造(300)之至少一個過濾元件壁(210)所形成，前述多層構造(300)係在前述至少一個過濾元件壁(210)的兩個相反的側面之中的至少一個包含凸部(304)及凹部(306)的幾何學構成。
  10. 如請求項9所述之過濾元件的製造方法，其中，前述幾何學構成係由前述至少一個過濾元件壁(210)的兩側的複數個凸部(304)及凹部(306)所構成。
  11. 如請求項9或10所述之過濾元件的製造方法，其中，前述至少一個過濾元件壁(210)的前述凸部(304)及凹部(306)係成形為形成前述幾何學構成的至少一個切槽部分(308)。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述多層構造的幾何學構成為螺旋狀構成(302)。
  13. 如請求項9至12中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述過濾元件(204)係形成為具備有由前述至少一個過濾元件壁(210)所劃定的具有圓筒形、圓錐形或其他旋轉對稱形狀之至少一個口袋狀構造或袋子狀構造(310)，前述至少一個過濾元件壁(210)的凸部(304)及凹部(306)係形成前述多層構造(300)的幾何學形狀。
  14. 如請求項1至13中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述兩種以上的微粒子之中的一種係構成前述粉塵捕集層(202)的基體材，且由與前述過濾元件素材相同的樹脂材料所構成。
  15. 如請求項14所述之過濾元件的製造方法，其中，構成前述粉塵捕集層(202)的基體材之兩種的微粒子之中的一種為聚乙烯。
  16. 如請求項1至15中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述粉塵捕集層(202)的形成係不使用任何結合劑或溶劑而進行。
  17. 如請求項1至16中任一項所述之過濾元件的製造方法，其中，前述兩種以上的微粒子並不包含全氟烷氧基烷烴(PFA)。
  18. 一種過濾元件(204)，係以請求項1至17中任一項所述之製造方法所製成。
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