接缝密封的过滤器及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104245086 A (43)申请公布日 2014.12.24 C N 1 0 4 2 4 5 0 8 6 A (21)申请号 201380021899.9 (22)申请日 2013.04.26 13/458,442 2012.04.27 US B01D 39/00(2006.01) B01D 46/02(2006.01) D06H 5/00(2006.01) B01D 39/14(2006.01) (71)申请人 W.L.戈尔及同仁股份有限公司 地址美国特拉华州 (72)发明人 RL罗摩尔 SE迈纳 S泽罗 (74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公 司 311。

2、00 代理人胡嘉倩 (54) 发明名称 接缝密封的过滤器及其制备方法 (57) 摘要 本申请公开了一种接缝密封的过滤器，其中 所述接缝用包含膨胀含氟聚合物如ePTFE及其共 聚物的接缝胶带密封，所述膨胀含氟聚合物具有 大于1,950psi的交叉基质模量和小于0.6的焓 比。这种接缝密封的过滤器能经受超过50,000次 脉冲式喷气或反向空气清洁循环，并且密封的接 缝无明显的破裂或剥离。因此，袋形式的接缝密封 的过滤器特别适合用于减少水泥袋滤室等的颗粒 排放。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.10.24 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2013/0。

3、38322 2013.04.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/163495 EN 2013.10.31 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书15页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书15页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104245086 A CN 104245086 A 1/3页 2 1.一种过滤器，其包括： (a)过滤器介质，所述过滤器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分；以 及 (b)接缝胶带，所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝的材 料，所述接缝胶带设置在所述接缝上。

4、，所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方 向基本垂直于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温 下大于约1,950psi且焓比小于0.6。 2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉 方向基质模量大于约4,000psi。 3.如权利要求2所述的过滤器，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉 方向基质模量大于约8,000psi。 4.如权利要求3所述的过滤器，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉 方向基质模量大于约12,000psi。 5.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述焓比小于约0.45。 6.如权利。

5、要求5所述的过滤器，其特征在于，所述焓比小于约0.3。 7.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述焓比小于约0.2。 8.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是包含四氟乙烯 (TFE)的共聚物。 9.如权利要求9所述的过滤器，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是由四氟乙烯(TFE) 与以下一种或多种单体制备的共聚物，所述单体选自下组：偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯 (HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚和三氟乙烯。 10.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是ePTFE。 11.如权利要求1所述的过滤器，。

6、其特征在于，所述接缝胶带是导电性的。 12.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述粘合材料是连续或不连续的粘合剂 层。 13.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物可用作粘合剂。 14.如权利要求12所述的过滤器，其特征在于，所述粘合剂选自下组：四氟乙烯/六氟 丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏 氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、和选自下组的聚烯烃：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、 乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。 15.如权利要求14所述的过滤器，其特征在于，所述粘合剂是。

7、FEP。 16.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，设置在所述接缝上的所述接缝胶带在 200进行50,000次脉冲式喷气清洁循环并通过裂纹测试。 17.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器介质包括ePTFE、纤维玻璃、 芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚的织造物、非织造物或毡材。 18.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器是袋。 19.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器是接缝密封的。 20.一种制备接缝密封的过滤器的方法，其包括： (a)向接缝过滤器施加接缝胶带，所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物和用于粘合所 权 利 要 求 书CN 104245086 A。

8、 2/3页 3 述接缝胶带的材料，所述接缝胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直 于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约 1,950psi且焓比小于0.6；和 (b)将所述接缝胶带的粘合材料密封至所述接缝，以制得接缝密封的过滤器。 21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉 方向基质模量大于约4,000psi。 22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉 方向基质模量大于约8,000psi。 23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉 方。

9、向基质模量大于约12,000psi。 24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述焓比小于约0.45。 25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述焓比小于约0.3。 26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述焓比小于约0.2。 27.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是由四氟乙烯(TFE) 与以下一种或多种单体制备的共聚物，所述单体选自下组：偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯 (HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚或三氟乙烯。 28.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是ePTFE。 29.。

10、如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述接缝胶带是导电性的。 30.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述粘合材料是连续或不连续的粘合剂 层。 31.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物可用作粘合剂。 32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述粘合剂选自下组：四氟乙烯/六氟丙 烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏氟 乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、和选自下组的聚烯烃：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙 烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。 33.如权利要求32所述的方法，其。

11、特征在于，所述粘合剂是FEP。 34.如权利要求18所述的方法，其特征在于，设置在所述接缝上的所述接缝胶带在 200进行50,000次脉冲式喷气清洁循环并通过裂纹测试。 35.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述过滤器介质包括ePTFE、纤维玻璃、芳 族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚的织造物、非织造物或毡材。 36.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述过滤器是袋。 37.一种接缝胶带，所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封接缝的材 料，其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi 且焓比小于0.6。 38.如权利要求37所述的接缝胶带。

12、，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的 交叉方向基质模量大于约4,000psi。 39.如权利要求38所述的接缝胶带，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的 交叉方向基质模量大于约8,000psi。 40.如权利要求39所述的接缝胶带，其特征在于，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的 权 利 要 求 书CN 104245086 A 3/3页 4 交叉方向基质模量大于约12,000psi。 41.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述焓比小于约0.45。 42.如权利要求41所述的接缝胶带，其特征在于，所述焓比小于约0.3。 43.如权利要求42所述的接缝胶带，其特征在于，所述焓比小。

13、于约0.2。 44.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是由四氟乙烯 (TFE)与以下一种或多种单体制备的共聚物，所述单体选自下组：偏二氟乙烯(VDF)、六氟 丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚或三氟乙 烯。 45.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述膨胀含氟聚合物是ePTFE。 46.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述接缝胶带是导电性的。 47.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述粘合材料是连续或不连续的粘 合剂层。 48.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述膨胀含氟聚。

14、合物可用作粘合剂。 49.如权利要求47所述的接缝胶带，其特征在于，所述粘合剂选自下组：四氟乙烯/六 氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯 /偏氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、和选自下组的聚烯烃：聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。 50.如权利要求49所述的接缝胶带，其特征在于，所述粘合剂是FEP或PFA。 51.如权利要求50所述的接缝胶带，其特征在于，所述粘合剂是FEP。 52.如权利要求37所述的接缝胶带，其特征在于，所述接缝胶带可经受200下 50,000次。

15、脉冲式喷气清洁循环并通过裂纹测试。 53.一种过滤器，其包括： (a)过滤器介质，所述过滤器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分；以 及 (b)接缝胶带，所述接缝胶带包括能用作粘合并密封所述接缝的粘合剂的膨胀含氟聚 合物，所述接缝胶带设置在所述接缝上，所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉 方向基本垂直于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室 温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。 权 利 要 求 书CN 104245086 A 1/15页 5 接缝密封的过滤器及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及耐久性的接缝密封的过滤器，特别是过滤袋，其适用。

16、于从工业流体物 流中过滤颗粒杂质。所述过滤袋特别适合用于过滤和收集水泥厂的袋滤室(baghouse)中 颗粒物质(例如粉尘颗粒)的排放。 0002 发明背景 0003 工业流体物流的颗粒物质分离通常使用叠层过滤器完成。这些基于织物的叠层过 滤器从物流中移除颗粒。由于颗粒累积在过滤器上导致通过织物的流动或压降阻力变得明 显时，必须清洁过滤器，从过滤器上去除颗粒。 0004 工业过滤市场中通常用清洁方法来区分过滤袋类型。最常用的清洁技术类型是反 向空气、摇振和脉冲式喷气。反向空气和摇振技术被认为是低能耗的清洁技术。 0005 使用反向空气过滤技术时，颗粒收集在袋内部。清洁时，空气温和地倒流以使袋塌。

17、 陷并使袋中尘饼破裂，这样粉尘从袋底部离开进入漏斗。 0006 摇振机制也通过袋内部收集来清洁尘饼。所述袋顶部与摆动臂相连，该摆动臂在 袋中产生正弦波以移出尘饼。 0007 使用脉冲式喷气过滤时，颗粒被捕获在袋外部。脉冲式喷气清洁技术采用压缩空 气的短脉冲，该压缩空气进入滤袋或管的内顶部部分。该清洁脉冲的能量使袋膨胀，敲掉尘 饼。所述袋通常会快速回到网笼支承件，并重新执行颗粒收集功能。 0008 三种清洁技术中，脉冲式喷气对过滤器介质产生的应力最大。但是，近年来，出于 以下原因工业方法设计师越来越多地选择脉冲式喷气袋滤室用于粉尘收集应用： 0009 1.单元尺寸较小(有时仅为摇振或反向空气尺寸。

18、的1/2或1/4)，这是由于： 0010 (A)较高的体积空气流/滤布面积比(较高的通过介质的操作速度)；以及 0011 (B)在线清洁能以所需的流速设计单元，因此不需要额外的过滤器介质面积来进 行离线清洁。 0012 2.最小数量的运动部件。 0013 3.需要替换的袋数量较少。 0014 在脉冲式喷气袋滤室中，所述袋用金属网笼插入袋滤室中，金属网笼在其内部以 防止其塌陷。包含粉尘的脏空气从袋外侧进入袋滤室，粉尘累积在其表面上。清洁的空气 从所述袋中通过并离开袋滤室。当大量粉尘累积在所述袋外侧导致流动通过所述袋的空气 量减少时，脉冲式喷气袋滤室发出高压空气脉冲倒流通过所述袋。累积的粉尘被迫离。

19、开所 述袋，通过高压空气和倒流脉冲引起的袋中运动的组合收集到袋滤室的下部。该清洁方法 可以一小时进行数次，以保持足够的通过所述袋的空气流。 0015 以上所述的袋中运动是高压空气对所述袋施加应力的结果。该施加的应力使得所 述袋在所有方向上张紧。当接缝受应力时，可能形成泄漏路径，其随着时间扩大，从而导致 粉尘从袋滤室逸出。如果接缝处存在缝合孔，但接缝受应力时，缝合孔也可成为随时间扩大 的泄漏路径，导致粉尘从袋滤室逸出。接缝本身可以足够强以经受应力不破裂，但是，当向 该接缝施用接缝胶带以阻止粉尘进入这些泄漏路径时，接缝胶带应理想地保持在应力状态 说 明 书CN 104245086 A 2/15页 。

20、6 下基本无破裂、剥离或断裂。 0016 施用于接缝的所有接缝胶带需要在所述袋的寿命期(大于3年)经受重复的袋清 洁循环(50,000)。 0017 但是，现有的用于密封过滤袋接缝的接缝胶带不能在过滤袋寿命期中承受多个脉 冲式喷气清洁循环的重复应力。由于接缝几何形状和密封胶带施用于接缝的方式，交叉方 向的应力在接缝胶带中聚集。这些应力导致早期裂纹形成，并使接缝中的缝合孔沿着过滤 袋的长度暴露出来。这些裂纹和孔都是导致粉尘排放增加的泄漏路径。 0018 因此，用于密封过滤袋接缝的接缝胶带需要经受多个清洁循环(50,000)而无明 显的裂纹或剥离，其中裂纹和剥离使颗粒物质渗透通过所述接缝。 001。

21、9 EPA通过了对于已有的和新的颗粒物质源的新的更严厉的法规，以进一步减少水 泥厂的颗粒物质排放。为保证满足法规要求，过滤袋制造商需要进一步减少袋滤室过滤袋 的排放。 0020 因此，仍存在对接缝密封的过滤袋和用于密封过滤袋接缝的接缝胶带的未解决的 需求，所述过滤袋和接缝胶带能经受过滤袋寿命期中多个脉冲式喷气或反向空气清洁循 环，并有利地将颗粒排放限制到满足EPA标准的水平。 发明内容 0021 现已有利地发现包含交叉方向基质模量在室温条件下大于约1,950psi且焓比小 于0.6的膨胀含氟聚合物的接缝胶带能有利地经受过滤袋寿命期(3年)内的重复清洁循 环(50,000)。示例性的膨胀含氟聚合。

22、物是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。 0022 因此，所述接缝胶带特别施用于密封并维持在粉尘排放收集过程中经受重复清洁 循环的过滤袋接缝的过滤完整性，从而使本发明的接缝密封的过滤袋与现有的其他过滤袋 相比实现其寿命期内较低的粉尘排放。 0023 即使在经受上述多个清洁循环之后，通过本发明方式提供的接缝胶带令人意想不 到地基本上无肉眼可见的孔；基本上无可见的裂纹；并且基本上无在超过2500倍的放大条 件下扫描电子显微镜可见的泄漏路径，大于或等于2.5m的粉尘排出物可以通过该泄漏 路径渗透所述胶带。 0024 本发明的一个目的是提供一种接缝密封的过滤器，其包括： 0025 (a)过滤器介质，所述过滤。

23、器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分； 以及 0026 (b)接缝胶带，所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝 的材料，所述接缝胶带设置在所述接缝上，所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交 叉方向基本垂直于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在 室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。 0027 在另一个实施方式中，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量 大于约4,000psi。 0028 在一个更优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约 8,000psi。 0029 在一个最优选的实施方式中，所述膨胀。

24、含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约 说 明 书CN 104245086 A 3/15页 7 12,000psi。 0030 在另一个实施方式中，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的焓比小于约0.45。 0031 在一个更优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.3。 0032 在最优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.2。 0033 在本发明的另一个实施方式中，用于粘合和密封过滤器接缝的材料包括但不限于 连续或不连续的粘合剂层或能用作粘合剂的膨胀含氟聚合物。 0034 相应地，本发明的另一个目的是提供一种过滤器，其包括： 0035 (a)过滤器介质，所述过滤器介质具有通过。

25、接缝连接的至少两个相邻的边缘部分； 以及 0036 (b)接缝胶带，所述接缝胶带包括能用作粘合并密封所述接缝的粘合剂的膨胀含 氟聚合物，所述接缝胶带设置在所述接缝上，所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且 交叉方向基本垂直于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量 在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。 0037 本发明的一个示例性实施方式是用于水泥袋滤室以过滤和收集粉尘颗粒的接缝 密封的过滤袋。 0038 本发明的另一个目的是提供一种制备接缝密封的过滤器的方法，其包括： 0039 (a)提供具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分的过滤器介质； 0040 (b)。

26、向所述接缝施加接缝胶带，所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合 并密封所述接缝的材料，所述接缝胶带设置在所述接缝上，所述胶带的纵向方向基本平行 于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的 交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6；以及 0041 (c)将所述接缝胶带的粘合材料密封至所述接缝，以制得接缝密封的过滤器。 0042 本发明的另一个目的是提供一种接缝胶带，其包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合 并密封接缝的材料，其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大 于约1,950psi且焓比小于0.6。 0043 用于所述。

27、接缝胶带的示例性膨胀含氟聚合物是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。 0044 所述接缝胶带特别适用于密封经受重复应力的接缝，所述重复应力会损害接缝的 完整性。 0045 在另一个实施方式中，所述接缝胶带可以构造为具有足够的导电性以消除袋的静 电荷。消除静电有助于从所述袋中清除尘饼。消除静电可以通过向膨胀含氟聚合物添加导 电性碳、金属颗粒等来实现，以使所述接缝胶带具有小于10 13 欧姆-厘米的电阻率。 0046 通过本发明提供了接缝密封的过滤袋和用于密封所述过滤袋接缝的接缝胶带，它 们可以经受所述袋寿命期(3年)中重复的清洁循环(50,000)，同时基本上保持密封接缝 的结构完整性，从而满足新的更。

28、严苛的对于水泥厂的袋滤室颗粒排放的EPA排放标准。 0047 考虑到以下详细说明可以更全面地了解本发明的前述内容和其他目的、特性和优 点。不过，应明确理解，附图用于说明本发明的目的而不应被理解为对本发明构成限制。 0048 附图简要说明 0049 考虑到以下本发明的详细说明，特别是结合附图，可以更详细地了解本发明的优 点，其中： 说 明 书CN 104245086 A 4/15页 8 0050 图1显示用于进行裂纹测试的设备的示意图。 0051 图2显示失效的接缝胶带的ePTFE部分的SEM，其中所述ePTFE的交叉基质模量 0.6的失效的接缝胶带的SEM。 0053 图4显示实施例的构建的示。

29、意图。 0054 图5显示通过裂纹测试的接缝胶带的SEM。 0055 发明详述 0056 除非另有限定，在此使用的所有技术和科学术语的含义均与本发明所属领域的普 通技术人员的通常理解一致。本文引用的所有文献，包括公开的或相应的美国或外国专利 申请，授权的美国或外国专利以及任何其他文献均通过引用将其全文(包括引用文献中所 述的所有数据、表格、图片和文本)纳入本文。在图中，为了清晰起见，放大了线、层和区域 的厚度。所用附图中相同的附图标记表示相同的元件。本文中使用的术语“一”或“一个” 用于描述本发明的元素和组分。这种做法只是为了方便，赋予本发明的普遍性含义。除非 另有说明，本文的描述应理解为包括。

30、一种或至少一种，单数形式也包括复数。在本文中使用 术语“ePTFE”时，应理解为包括膨胀PTFE及其共聚物。 0057 为清楚起见，所述膨胀含氟聚合物制备时即具有横向(transverse)和经向 (longitudinal)方向。当接缝胶带施用于过滤器材料时，纵向(lengthwise)用于描述平 行于所述接缝的方向，交叉方向(crosswise)用于描述垂直于所述接缝的方向。本发明膨 胀含氟聚合物的基质模量的焦点是交叉方向。即，制备得到的接缝胶带可以以膨胀含氟聚 合物的经向方向垂直于所述接缝被施用，在这种情况下所述经向基质模量将是交叉基质模 量。类似地，如果制备得到的接缝胶带以垂直于所述接。

31、缝的横向方向施用，所述横向基质模 量将是交叉基质模量。因此，交叉方向基质模量表示以这样的方向制备的接缝胶带的基质 模量：所述方向在施用于过滤器介质时垂直于所述接缝。 0058 本发明提供一种接缝密封的过滤器，其中所述接缝用包含膨胀含氟聚合物的接缝 胶带进行密封，所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓 比小于0.6。本发明的接缝密封的过滤器能帮助减少颗粒排放以满足现有的排放标准。 0059 本发明涉及接缝密封的过滤器及其制备方法。本发明提供一种过滤器，其包括具 有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分的过滤器介质；以及包括膨胀含氟聚合物层和 用于粘合并密封所述接缝的。

32、材料的接缝胶带，所述接缝胶带设置在所述接缝上，所述胶带 的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝；其中所述接缝胶带的膨 胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。 0060 根据本发明的示例性实施方式是一种过滤器，所述过滤器是用于水泥袋滤室的 袋。 0061 在另一个实施方式中，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量 大于约4,000psi。 0062 在一个更优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约 8,000psi。 0063 在一个最优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约 12,。

33、000psi。 说 明 书CN 104245086 A 5/15页 9 0064 在另一个实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.45。 0065 在一个更优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.3。 0066 在最优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.2。 0067 任何具有接缝的过滤器均适合用于本发明。在脉冲式喷气或反向空气清洁操作中 经受重复应力的过滤器，例如在用于从气态物流中过滤和收集颗粒排放物的袋滤室中使用 的过滤袋是特别合适的。在一个示例性实施方式中，提供了接缝密封的过滤器，其能在延长 的使用期内经受多个清洁循环并保持接缝的结构和过滤完整性。在具体的。

34、示例性实施方 式中，根据本发明用接缝胶带密封的接缝过滤器能在过滤器的寿命期(3年)内经受超过 50,000次清洁循环，并且密封的接缝基本上无裂纹或剥离，与其它已有的过滤器相比，有利 地减少水泥袋滤室操作过程中通过过滤器接缝释放的粉尘排放物。 0068 通过本发明方式提供的用于接缝密封的接缝胶带通过了如下所述的“裂纹测试”。 所述接缝胶带中基本上无肉眼可见的裂纹或无2500倍扫描电子显微镜可见的明显泄漏路 径(大于2.5m的粉尘能通过该路径逸出)时，接缝胶带通过所述裂纹测试。 0069 所述过滤器的过滤介质可以是任何合适的过滤器片材，其可以是(特别是通过本 发明方式提供的接缝胶带)缝合和/或热密。

35、封的。 0070 合适的过滤器介质包括膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)、纤维玻璃、芳族聚酰胺、聚酰亚 胺、聚酯或聚苯硫醚的织造物、非织造物或毡材。 0071 用于本发明的合适的过滤袋包括美国专利4,983,434,5,549,966,5,667,611,和 5,928,414所述的ePTFE过滤介质，其通过引用纳入本文。除了过滤器介质之外，所述过滤 袋可以包括其它层，例如非织造材料如聚丙烯的内部衬里和外部卷绕物。 0072 其它特别适用于本发明的过滤袋包括包含纤维玻璃的过滤袋，特别是ePTFE膜/ 耐酸纤维玻璃织物过滤袋。迄今为止，没有市售可得的能在所述袋的寿命期(3年)内可 靠地经受重复的袋清洁。

36、循环(50,000)而不在接缝胶带中产生裂纹和剥离的接缝密封的 纤维玻璃过滤袋。 0073 所述过滤袋可由一个或多个过滤器介质片形成。使用的片的数量部分取决于过滤 袋的最终形状及其用途。大部分情况下，可以仅用一个或两个过滤器介质片制备过滤袋，其 能理想地使接缝程度最小化。最优选地，过滤袋由单片过滤介质构建，从而使得存在连接所 述片边缘的单个接缝。 0074 连接过滤器介质片的接缝可以通过常规方法例如缝合或热焊接形成。用于连接过 滤器介质部分以形成过滤器接缝的线的材料、尺寸和性质取决于过滤器介质，用于形成过 滤器的其它材料和过滤器的最终用途。过滤袋上接缝的缝合方式可以变化。例如，所述接缝 可以是。

37、直线缝合的，并在缝合所述接缝之前过滤介质的边缘之间插入粘结剂条带，或者所 述接缝可以是包缝缝合的(over-stitched)。优选地，所述接缝是对折缝(felled seam)。 0075 过滤器的接缝用接缝胶带进行密封，所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于 粘合并密封所述接缝的材料，其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模 量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。 0076 膨胀含氟聚合物的示例性实施方式是ePTFE及其共聚物。 0077 在另一个实施方式中，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量 大于约4,000psi。 说 明 书CN 1042450。

38、86 A 6/15页 10 0078 在一个更优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约 8,000psi。 0079 在一个最优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约 12,000psi。 0080 在另一个实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.45。 0081 在一个更优选的实施方式中，所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.3。 0082 在最优选的实施方式中，所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的焓比小于约0.2。 0083 用于接缝胶带的ePTFE可以通过美国专利第4,187,390；4,110,392和3,953,566 号的描述进行制备，其通过。

39、引用纳入本文。 0084 在另一个实施方式中，所述接缝胶带可以构造为具有足够的导电性以消除袋的静 电荷。消除静电有助于从所述袋中清除尘饼。消除静电可以通过向膨胀含氟聚合物添加导 电性通路(通过添加物质，例如但不限于导电性碳或金属颗粒)来实现，以使所述接缝胶带 具有根据如美国专利5,527,569所述的ASTM D257-90测定的小于10 13 欧姆-厘米的电阻 率，其通过引用纳入本文。 0085 现已有利地通过本发明发现包含室温下交叉方向基质模量大于约1,950psi且焓 比小于0.6，优选小于约0.3，更优选小于约0.2的膨胀含氟聚合物(优选ePTFE)的接缝胶 带可用于密封过滤袋的接缝。。

40、本发明的接缝胶带有利地在重复清洁循环之后保持基本上无 允许颗粒进入胶带和接缝的裂纹和孔，从而减少颗粒排放物的释放。 0086 令人惊讶地，发现某些具有较高伸长率的ePTFE在室温下失效未通过裂纹测试。 本领域技术人员认为承受脉冲应变的能力与失效伸长率有关。更令人惊讶地，高模量(其 表示在指定应变下较高的应力)通过该测试。尽管不希望受到任何具体理论的限制，较高 的室温伸长率样品与具有大节点的样品相关，所述具有大节点的样品在高温下疲劳时容易 产生裂纹。但是，具有高模量的样品意想不到地经受了该测试，这可能是由于原纤重新取 向。 0087 原纤重新取向使得接缝胶带伸长但不改变其结构。这些胶带包含很多具。

41、有在交叉 方向上取向组分的原纤。当这些胶带在交叉方向上受到脉冲和应力时，原纤本身进一步重 新取向至交叉方向，使得胶带受到交叉方向的应变但不永久性地改变结构。在某些加热应 用，例如脉冲式喷气清洁应用中，温度在200以上的情况下，热量可使原纤回到其原始取 向，使接缝胶带具有类弹性的性质。由于所述结构在倒流脉冲的应力之后可保持基本不变， 当后续的倒流脉冲发生时，所述结构能继续可靠地经受应力而不产生会导致破裂的裂纹。 0088 考虑此理论，若能量化具有所述交叉方向的方向性组分的原纤的量将是有益的。 为此目的，可以测量交叉方向基质模量。交叉方向的更多原纤将使接缝胶带刚性更强，增加 交叉方向上的基质模量。。

42、 0089 为了比较接缝胶带，通过将接缝胶带样品的密度与PTFE全密度进行比较归一化 模量表示胶带的膨胀量，其提供基质模量。 0090 膨胀含氟聚合物(优选ePTFE)的交叉方向基质模量可以通过以下方程式定量确 定： 0091 说 明 书CN 104245086 A 10 7/15页 11 0092 其中E CW 是交叉模量，是交叉基质模量，是密度。对于PTFE, 全密度含氟聚合物 为2.2g/cm 3 。如果膨胀含氟聚合物不是ePTFE，应使用其它含氟聚合物的相应密度。为测 定交叉模量，可以按照测试方法中所述进行拉伸测试。 0093 图5示出由于具有交叉基质模量0.6)的ePTFE接缝胶 带。

43、未通过脉冲的原因与产生泄漏路径的方法有关。具有较高焓比的胶带的节点量较大，所 述节点可进一步原纤化。即使它们可具有高交叉基质模量(1,950psi)以及交叉方向的很 多原纤，当这些节点受压时，可以继续原纤化，其最终得到长开孔，颗粒物质可以通过该长 开孔逸出。 0100 相比较而言，具有低焓比的胶带的节点更耐进一步原纤化。通过这种方式，具有低 焓比能有利地使高基质模量胶带通过原纤重新取向(而非节点原纤化)而重复张紧。 0101 膨胀含氟聚合物(优选ePTFE)的熔融焓比根据下式计算： 0102 0103 其中焓(H)比通过对ePTFE的所有熔融转变温度(327,345和380)的吸热 曲线积分来。

44、确定，吸热曲线通过测试方法中所述的差示扫描量热法测量。虽然不希望受到 任何理论的限制，认为在345熔融转变表示能进一步被膨胀的节点。327的熔融转变表 示不能进一步被膨胀的节点；在380的熔融转变表示原纤。 0104 图3显示由于焓比0.6未通过裂纹测试的接缝胶带的SEM。 0105 图5显示通过裂纹测试的接缝胶带。如图5所示，无2500倍扫描电子显微镜可见 说 明 书CN 104245086 A 11 8/15页 12 的明显泄漏路径，大于2.5m的粉尘颗粒能通过该泄漏路径逸出。 0106 通过本发明令人惊讶地发现包含交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi、优 选大于约4,000ps。

45、i、最优选大于约12,000psi且焓比小于约0.6、优选小于约0.3、最优选小 于约0.2的膨胀含氟聚合物的接缝胶带特别适用于本发明。 0107 膨胀含氟聚合物的最优选实施方式是四氟乙烯(TFE)的均聚物。膨胀含氟聚 合物的另一实施方式是TFE与以下一种或多种单体的共聚物，所述单体选自偏二氟乙 烯(vinylidene difluoride，VDF)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯 (vinylidene fluoride，VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚或三氟乙烯。 0108 对于接缝胶带的粘合材料，所述粘合材料可以是用于粘合并密封过滤器接缝的热 塑性粘合剂。

46、的连续或不连续的层。所述粘合剂层可以施用、附连或附着于膨胀含氟聚合物 层以形成接缝胶带。粘合剂的不连续层及其形成和施用于膨胀含氟聚合物的方式在美国专 利7,306,729号中描述，其通过引用纳入本文。 0109 可以使用任何热塑性粘合剂，只要其熔融温度低于所述膨胀含氟聚合物即可。 合适的粘合剂材料包括但不限于四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物 (PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯 (CTFE)、或选自下组的聚烯烃：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化 乙烯丙烯(EFEP)。粘合剂的优选实施方。

47、式是用于高温应用的FEP和PFA。粘合剂最优选的 实施方式是FEP。 0110 或者，粘合材料可以是具有粘合剂性质的膨胀含氟聚合物，其粘合剂性质来自膨 胀结构本身。 0111 可根据以下方式构造接缝胶带。非膨胀或轻微膨胀(例如2:1膨胀)的PTFE 基材层叠在热塑性含氟聚合物膜层上，例如购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司 (E.I.duPont and Company of Wilmington,DE)的FEP 100，以形成复合体。在高于热塑性 塑料的熔点的温度下进行层叠。层合体在高于热塑性塑料熔点的温度下再进一步拉伸(例 如，以2:1至100:1或更高的比例)，下拉(draw dow。

48、m)复合体为高强度材料。以这种方式 加工PTFE的一种合适的方法如戈尔的美国专利3,953,566号所公开，其通过引用纳入本 文。这样得到具有极薄膨胀PTFE和FEP层的高强度接缝胶带复合体。 0112 接缝胶带可以施用于过滤器内表面或外表面。优选施用接缝胶带以覆盖过滤袋外 表面上的接缝。优选对所述接缝胶带的位置进行设置以使两个相邻边缘部分的重叠位于胶 带边缘的中间处。此外，只要可能，所述接缝胶带优选延伸超过缝合孔的端部(如果存在的 话)。 0113 图4显示具有接缝的过滤器的构造，所述过滤器具有施用于过滤器接缝的接缝胶 带。过滤器700通过缝合在过滤器700的邻接边缘处的对折接缝701来构造。

49、。对折接缝 701由三排缝线703组成。接缝胶带704在对折接缝701的边缘中部施用于接缝701，这样 距交叉方向的边缘为2.5”。所述接缝胶带的横向方向平行于过滤器700的交叉方向，所述 接缝胶带的经向方向平行于过滤器700的纵向方向。接缝胶带704粘附于接缝701，防止粉 尘颗粒通过接缝701的缝合孔705的泄漏路径。在200进行超过50,000次脉冲式喷气或 反向空气清洁循环(按照裂纹测试进行)之后，本发明的接缝胶带704有利地基本上无可 见裂纹或无明显的2500倍扫描电子显微镜可见的泄漏路径，大于2.5m的粉尘颗粒能在 说 明 书CN 104245086 A 12 9/15页 13 颗粒过滤操作(例如水泥袋滤室)中通过该泄漏路径逸出，从而有利地减少粉尘排放。过 滤器700在纵向反向和交叉方向的维度如图4所示。 。