(57)【要約】【課題】  従来の不織布の表面細孔径は粗いので、微細ダストの集塵には不向きである。また、カーディングした不織布の集塵機構は内部集塵となるため、使用時間の経過に伴い目詰まりが進行し、圧損上昇が発生する。また、ＰＴＦＥ繊維膜をダスト捕集面に用いると、使用後の（焼却）処分が困難であるという問題がある。【解決手段】  本発明のバグフィルター用ろ布は、ダスト捕集層と強度保持層がスクリムを介在して積層された２層構造としており、前記ダスト捕集層はポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、またはポリテトラフルオロエチレンの少なくとも１つから選ばれてなる、メルトブローにより作製された繊維で形成されていることを特徴としている。【選択図】          図１
2010264430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダスト捕集層と強度保持層の２層構造とし、前記ダスト捕集層はポリフェニレンサルファイドをメルトブロー法により作製した不織布で形成されており、前記強度保持層が、ポリフェニレンサルファイド繊維、メタアラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維及びガラス繊維の少なくとも１つから選ばれてなる不織布、フエルト、織物、または編み物であることを特徴とするバグフィルター用ろ布。
【請求項２】
前記ダスト捕集層は、水流交絡法により複層されていることを特徴とする請求項１に記載のバグフィルター用ろ布。
【請求項３】
前記ダスト捕集層の空隙率が４０〜９０％、密度が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚みが１ｍｍ以下であり、全体の通気度が１〜２０ｃｍ3／ｃｍ２／Ｓであること特徴とする請求項１または２に記載のバグフィルター用ろ布。
【請求項４】
前記ダスト捕集層の平均繊維径が、０．１〜２０μｍのポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバグフィルター用ろ布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉やボイラーなどにおいて発生するダストの集塵に関し、より詳しくは、集塵装置や、ろ過装置に使用されるバグフィルター用ろ布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市ゴミ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、ボイラー、鋳鉄溶鉱炉、セメントキルン、骨材乾燥炉、非鉄金属業の炉等より発生するダストを収集するためのフィルターとして、バグフィルターが用いられてきた。
【０００３】
排気ダストの性状は、発生源の種別や構造、操業条件によって千差万別であり、ろ布に要求される品質や性能も様々である。バグフィルター用ろ布は、用途によって異なるが、排ガスの温度が１５０℃〜２６０℃と高温であることから耐熱性を必要とする。また、この温度雰囲気下において高捕集効率が必要なことから、限られた空間内で、すなわち狭い空間内で濾過面積をできるだけ多くとる必要があった。
【０００４】
従来、このような高温下で使用されるろ布は、ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳという）繊維、メタアラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、あるいはガラス繊維等のろ布素材を用いて、スクリムとウェブとを積層し、ニードルパンチあるいは水流交絡等により繊維を交絡させることによって得られるフエルト・不織布が用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０７−９６０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カーディング（原綿をほぐし、このほぐされた繊維塊を一本一本分離しながら不純物を除去し平行な繊維束にする）工程を経て得られる不織布の表面細孔径は粗いので、微細ダストの集塵には不向きである。また、カーディングした不織布の集塵機構は内部集塵となるため、使用時間の経過に伴い目詰まりが進行し、圧損上昇が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のバグフィルター用ろ布は、ダスト捕集層と強度保持層の２層構造とし、前記ダスト捕集層はＰＰＳメルトブローにより作製された不織布で形成されており、前記強度保持層が、ＰＰＳ繊維、メタアラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維及びガラス繊維の少なくとも１つから選ばれてなる不織布、フエルト、織物、または編み物であることを特徴とするバグフィルター用ろ布。
【０００８】
ダスト捕集層は、排ガスや粉体のろ過を行う時インレット側にくる層である。本発明では、微細ダストを捕集できるようにするため、ダスト捕集層をメルトブローにより作製された不織布としている。メルトブローは、溶融したポリマーを口金から押し出し、該溶融ポリマーに加熱高速ガス流体等を吹き当てながら引き伸ばすことにより極細繊維化し、これを捕集してシートとするものであり、不織布を構成する繊維の平均繊維径として、０．１〜２０μｍを得ることができる。強度保持層は、排ガス等によるダスト捕集層への加圧力や、ダスト捕集層自体の自重による弛み等を防止するために設けられるもので、スクリムを内在あるいは介在してダスト捕集層と積層されている。スクリムとは、バグフィルター用ろ布を補強するための織物である。
【０００９】
本発明のバグフィルター用ろ布によれば、メルトブローで作製された不織布を用いているので、微細ダストを捕集することが可能となる。また、ダスト捕集層が排ガスや粉体のインレット側に設けられているので、集塵機構が表層集塵となり目詰まりの発生が軽減されるので、低圧損化が可能となる。
【００１０】
本発明のバグフィルター用ろ布では、前記ダスト捕集層が水流交絡法により複層されていることを特徴としている。不織布はニードルパンチまたは水流交絡等により交絡することができるが、ニードルパンチは微細なダストを捕集するのに十分な空隙が得られないので好ましくない。一方、水流交絡法によれば、微細なダストを捕集するのに必要充分な空隙を得ることができる。
【００１１】
本発明のバグフィルター用ろ布では、前記ダスト捕集層の空隙率が４０〜９０％、密度が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３、厚みが１ｍｍ以下であり、全体の通気度が１〜２０ｃｍ３／ｃｍ２／Ｓであること特徴としている。これにより、微細なダストを捕集できるだけでなく、圧損低下が少ないので、長期間使用することができる。
【００１２】
本発明のバグフィルター用ろ布では、前記ダスト捕集層の繊維の平均繊維径が、０．１〜２０μｍのＰＰＳであることを特徴としている。より好ましくは平均繊維径が１〜１０μｍの範囲である。
【００１３】
本発明のバグフィルター用ろ布では、前記強度保持層が、ＰＰＳ繊維、メタアラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維及びガラス繊維の少なくとも１つから選ばれてなる不織布、フエルト、織物、または編み物であることを特徴としている。
なお、使用後の処理（廃棄）が容易なＰＰＳの不織布、フエルト、織物、または編み物を用いることが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のバグフィルター用ろ布は、前記のようにメルトブローで作製された不織布を用いているので、微細ダストを捕集することが可能となる。また、ダストの捕集効率が高く、長時間にわたって捕集機能が発揮され、さらに捕集したダストの剥離性が良好である。また、ダスト捕集層が排ガスや粉体のろ過を行う時のインレット側に設けられているので、集塵機構が表層集塵となり目詰まりの発生が軽減され、低圧損化が可能となる。また、前記ダスト捕集層の繊維が、ＰＰＳであるため、耐熱性、耐薬品性に優れたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のバグフィルター用ろ布の側面断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すバグフィルター用ろ布の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のバグフィルター用ろ布について、図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明のバグフィルター用ろ布の側面断面図である。図１において、バグフィルター用ろ布１は、ダスト捕集層２とスクリム３を内在した強度保持層４が、２層構造に形成されている。また、図２において、バグフィルター用ろ布１は、ダスト捕集層２と強度保持層４が、スクリム３を介在して２層構造に形成されている。
【００１７】
ダスト捕集層２は、排ガスや粉体のろ過を行う時のインレット側に設けられる層をいい、強度保持層４とは、ろ過を行うときのアウトレット側にきてダスト捕集層２を保持する層をいう。前記ダスト捕集層２は、メルトブロー法により作製した不織布で形成されており水流交絡法により交絡している。なお、ダスト捕集層２はダストの剥離性、捕集効率向上のために、毛焼き、カレンダーロールによる平滑加工を施こしてもよい。
【００１８】
本発明におけるメルトブロー不織布は、溶融したポリマーを口金より押し出し、該溶融ポリマーに加熱高速ガス流体等を吹き当てながら引き伸ばすことにより極細繊維化し、捕集してシートとする方法等の、いわゆるメルトブローにより製造されるものである。前記メルトブロー不織布を構成する繊維の平均繊維径は、０．１〜２０μｍであり、好ましくは１〜１０μｍの範囲である。平均繊維径が０．１μｍよりも小さいときは、ポリマーを引き伸ばして極細繊維化する際に、繊維が切れやすくなって塊状のポリマーが混入する場合があり好ましくない。また、不織布の通気性が低下する傾向もあり好ましくない。一方、平均繊維径が２０μｍを超える場合は、繊維が太くなり過ぎるため、粉塵の捕集性能が低下する傾向があり好ましくない。なお、ここでいう平均繊維径とは、不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡等で５００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維の直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出することで求められるものをいう。
【００１９】
また本発明のメルトブロー不織布は、ＰＰＳを含むものであり、これが主成分であることが好ましい。主成分として、具体的には、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０〜１００重量％であることが最も好ましい。ＰＰＳからなるメルトブロー不織布は融点が高いため耐熱性に優れており、さらには耐薬品性も優れているため好ましい。
【００２０】
本発明においてＰＰＳとは、繰り返し単位としてｐ−フェニレンスルフィド単位やｍ−フェニレンスルフィド単位等のフェニレンスルフィド単位を有するポリマーを意味する。中でもｐ−フェニレンスルフィド単位を９０モル％以上含む実質的に線状のポリマーは、繊維製造時の製糸性の観点からより好ましいものである。
【００２１】
また本発明におけるＰＰＳはＡＳＴＭ  Ｄ１２３８（測定温度３１５℃、測定荷重５．０ｋｇ荷重）に準じて測定するメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）が５０〜２０００ｇ／１０分であることが好ましい。ＭＦＲが５０ｇ／１０分より小さい場合、ＰＰＳの繊維の製造時、繊維径の細化に多量のエアーを必要とするためコスト面から好ましくなく、ＭＦＲが２０００ｇ／１０分を超える場合は、糸条の強度が低下する傾向となり好ましくない。より好ましいＭＦＲは１００〜１５００ｇ／１０分である。
【００２２】
ダスト捕集層の空隙率は、４０〜９０％が好ましく、更に好ましくは６０〜９０％が好ましい。４０％以下では圧力損失が大きすぎて長期間使用できず、９０％より大き過ぎるとダストが強度保持層まで入り込みろ過効率を著しく低下させる為、好ましくない。ダスト捕集層の嵩密度は、０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、更に好ましくは０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３が好ましい。嵩密度は、繊維の比重と充填率とろ過層の厚みにより決まるが、厚みは通気抵抗を下げる為薄いほうが好ましく、１ｍｍ以下が好ましい。通気度は形成されたろ過層の特性により発現される特性であり、通常１〜２０ｃｍ３／ｃｍ２／Ｓが好ましく、さらに好ましくは５〜１０ｃｍ３／ｃｍ２／Ｓである。
【００２３】
ダスト捕集層に使用される繊維の繊度は０．１〜２０μｍが好ましく、更に好ましくは１〜１０μｍである。又繊維の異形度は１０以下が好ましく、更に好ましくは８以下である。１０以上では葉の部分が折れ曲がり異形の表面積増大の効果が減少する。表面積の増大により微細ダストの捕集がより容易となる。したがって、理論的には繊度が小さく異形度が大きいほうが好ましい。
【００２４】
強度保持層に使用される繊維は、ポリフェニレンサルファイド繊維、メタアラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維及びガラス繊維が好ましく、単独で使用してもよく、また、これらを必要に応じて積層又はブレンドして使用してもよい。更にこれらの繊維に限定するものではない。本発明に使用される強度保持層は、これらの繊維よりなる布帛である。また、焼却炉などにおいては、燃焼時に各種のガスが発生する可能性があるので、耐薬品性に優れたＰＰＳ繊維を有機繊維の全部又は一部として使用することが特に好ましい。
【００２５】
前記布帛は、不織布、織物、編み物が好ましい。不織布は、これらの繊維からなる目の粗い織物又は編み物の片面又は両面にこれらの繊維の単独もしくはブレンドよりなるウェブを重ね合わせ、ニードルパンチ法または水流交絡法により加工される。織物は、表面ろ過層を積層する為に、できるだけ平滑な織組織が好ましい。編み物は、長寸のバグ等に耐えられるように伸びの小さいラッセル編み等の経編み組織が好ましい。
【００２６】
本発明におけるバグフィルター用ろ布は、ダスト捕集層と強度保持層を別々に作製しておき、その任意の面にダスト捕集層を、他の面に強度捕集層を積層する。次に、水流交絡法により高圧水流でダスト捕集層と強度捕集層とを密に絡み合わせる。
【００２７】
本発明におけるバグフィルター用ろ布のダスト捕集層に用いられるＰＰＳのメルトブロー不織布は、ＰＰＳ単独でも他の樹脂とのブレンドもしくはアロイからなるシートを用いてもよい。メルトブロー不織布の平均繊維径は、０．１μ〜２０μが好ましく、目標粉塵の粒径や、要求されるろ布の性能により選ばれる。それにより、非常に微細なダストのろ過が可能となる。本発明により得られるバグフィルター用ろ布は、高い耐熱性、耐薬品性はもとより、従来品にはない高いろ過特性をも具備した非常に有用なろ布である。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
ＰＰＳ繊維（東洋紡株式会社製  ２．２ｄｔｅｘ×６０ｍｍ）１００％をカード機で開繊し、得られたウェブにＰＰＳ繊維からなる目の粗いスクリムを挿入しニードルパンチを施して交絡し、目付４５０ｇ／ｍ２の強度保持層を作製した。前記強度保持層にダスト捕集層としてＰＰＳメルトブロー（５０ｇ／ｍ２）を重ね合わせ水流交絡法により複層し、バグフィルター用ろ布を作製した。
【００２９】
（実施例２）
ＰＰＳ繊維（東洋紡株式会社製  ２．２ｄｔｅｘ×６０ｍｍ）１００％をカード機で開繊し、得られたウェブをＰＰＳ繊維からなる目の粗いスクリムの片面に重ねニードルパンチを施して交絡し、目付３００ｇ／ｍ２の強度保持層を作製した。前記強度保持層のスクリム側にダスト捕集層としてＰＰＳメルトブロー（５０ｇ／ｍ２）を重ね合わせ水流交絡法により複層し、バグフィルター用ろ布を作製した。
【００３０】
（比較例１）
ＰＰＳ繊維（東洋紡株式会社製  ２．２ｄｔｅｘ×６０ｍｍ）１００％をカード機で開繊し、得られたウェブをＰＰＳ繊維からなる目の粗いスクリムを挿入しニードルパンチを施して交絡し、目付５００ｇ／ｍ２のバグフィルター用ろ布を作製した。
【００３１】
（試験条件）
ダスト種類：ＪＩＳ１０種（フライアッシュ）
ダスト濃度：５g/ｍ３
ろ過速度：２．７ｍ/ｍｉｎ
パルス圧力：０．３ＭＰａ
パルス制御方法：１０００Ｐａ到達時にパルス発生
試験時間：６時間
ダスト捕集性能：前記試験条件下でリークした０．５μｍ粒径のダストをパーティクルカウンターで計測した。
【００３２】
実施例１，２および比較例１の物性及び試験結果（ダスト捕集性能）を、表１および表２に示す。
【００３３】
【表１】
2010264430.tif 000003
【００３４】
【表２】
2010264430.tif 000004
【００３５】
表２に示すように、本発明のバグフィルター用ろ布は、捕集効率（ダスト捕集性能）が高い。また、表１に示すように、パルス回数が少ない事からダストの入り込みによるろ布の目詰まりが軽減され低圧損化が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、焼却炉やボイラーなどにおいて発生するダスト等を捕集する集塵装置やろ過装置のバグフィルター用ろ布として最適なものである。また、ＰＰＳ繊維はその優れた耐熱性、耐湿熱性、耐薬品性および難燃性を有しているので、これらに限定されるものではなく、各種フィルター、難燃性電気絶縁材、バッテリセパレータ等に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  バグフィルター用ろ布
２  ダスト捕集層
３  スクリム
４  強度保持層
【図１】
2010264430.tif 000005
【図２】
2010264430.tif 000006