(57)【要約】  最低坪量３５ｇｓｍの高弾性率スクリム中に挿入された繊維マットを含む構造物。この構造物は、ＩＳＯ  ９０７３−３標準規格に従って、５ｃｍ布ストリップ当たり５０ＮでＭＤが小さな引張伸度を有する。この構造物は、少なくとも９オンス／平方ヤード（３０５ｇ／ｍ２）の坪量を有する。この構造物はまた、一般的な高温煙道ガス濾過条件下で使用するために、少なくとも１５０℃〜１９０℃、好ましくは２００℃を超え、最高２６０℃までの耐熱性を有する。これらの構造物から作られるフィルターバッグは、それらの全フィルター耐用年限にわたって制御された寸法安定性を与える。さらに、このような安定な構造物は脆い膜、具体的にはｅ−ＰＴＦＥ膜を貼り合せるのに適しており、そこでは膜に最小限の機械的損傷が起こる。
2014503702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持スクリムに絡み合った繊維マットを含み、かつ少なくとも３０５ｇ／ｍ2（ｇｓｍ）の坪量を有する布構造物であって、前記布構造物が、標準試験法ＩＳＯ  ９０７３−３に従って、５ｃｍの幅全体にわたって５０ニュートン（Ｎ）の荷重下で縦方向が伸長３．０％未満の伸度を有し、かつ前記布構造物が、初期引張強さの保持率が少なくとも３０％として定義される１５０℃で２年間の老化後の耐熱性を有し、かつ前記支持スクリムが少なくとも３５ｇ／ｍ2の坪量を有し、前記スクリムが前記繊維マットの内部に位置している、布構造物。
【請求項２】
前記構造物の前記伸度が、標準試験法ＩＳＯ  ９０７３−３に従って、５ｃｍの幅全体にわたって５０ニュートンの荷重下で縦方向が伸長１．０％未満である、請求項１に記載の構造物。
【請求項３】
前記繊維マットが、メタ−アラミド、メタ−アミド−イミド、パラ−アラミド、ポリ−イミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびこれらの組合せからなる群からのポリマーから作られる繊維を含む、請求項１に記載の布構造物。
【請求項４】
前記支持スクリムが、標準試験法ＩＳＯ  ９０７３−３に従って、５ｃｍの幅全体にわたって５０ニュートンの荷重下で縦方向が伸長３．０％未満である、請求項１に記載の布構造物。
【請求項５】
前記支持スクリムが、標準試験法ＩＳＯ  ９０７３−３に従って、５ｃｍの幅全体にわたって５０ニュートンの荷重下で縦方向が伸長１．０％未満である、請求項４に記載の布構造物。
【請求項６】
前記布積層構造物が、１９０℃において、引張強さの保持率が少なくとも３０％として定義される１年後の耐熱性を有する、請求項１に記載の布構造物。
【請求項７】
前記布積層構造物が、２１０℃において、引張強さの保持率が少なくとも３０％として定義される１年後の耐熱性を有する、請求項１に記載の布構造物。
【請求項８】
前記布積層構造物が、２５０℃において、引張強さの保持率が少なくとも３０％として定義される１年後の耐熱性を有する、請求項１に記載の布構造物。
【請求項９】
前記支持スクリムが無機繊維を含む、請求項１に記載の布構造物。
【請求項１０】
前記支持スクリムがガラス繊維を含む、請求項９に記載の布構造物。
【請求項１１】
前記支持スクリムが、１００ｇ／ｍ2以下の坪量を有する、請求項１０に記載の布構造物。
【請求項１２】
前記支持スクリムが金属繊維を含む、請求項９に記載の布構造物。
【請求項１３】
前記支持スクリムがパラ−アラミド繊維を含む、請求項１に記載の布構造物。
【請求項１４】
請求項１に記載の前記布構造物を含むバッグフィルター。
【請求項１５】
布積層構造物の形成方法であって、
Ｉ．交絡に適した形態のばらばらの繊維のマットを準備するステップと、
ＩＩ．前記ばらばらの繊維のマット中に、あるいは前記ばらばらの繊維に隣接または接触した状態に支持スクラムを挿入するステップと、
ＩＩＩ．前記ばらばらの繊維と前記支持スクリムを絡み合わせて、前記ばらばらの繊維が前記支持スクリムと混ざり合うようになる構造物を形成するステップと
を含み、
ステップＩＩＩの前記構造物が、少なくとも３０５ｇ／ｍ2（ｇｓｍ）の坪量と、標準試験法ＩＳＯ  ９０７３−３に従って、５ｃｍの幅全体にわたって５０ニュートン（Ｎ）の荷重下で縦方向が伸長３．０％未満の伸度を有し、かつ前記構造物が、初期引張強さの保持率が少なくとも３０％として定義される１５０℃で２年間の老化後の耐熱性を有し、かつ前記支持スクリムが少なくとも３５ｇ／ｍ2の坪量を有する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
粒子放出のための環境基準がますます厳しくなるにつれて布フィルターの使用は著しく増大している。布フィルターは、それらが非常に有効であり、操作が容易であり、かつ多くの場合、そのような放出の最も費用のかからない制御方法であるために使用される。フィルターバッグ布は、同一環境において或る布が別の布よりも一層効果的に機能することができるのできわめて重要である。濾過過程のあいだ、濾過媒体はその表面にまたは深層的に粒子を止め回収する。その可使時間のあらゆる段階で、また濾過設備設計に応じて媒体は粒子質量と共に、回収されたそれ自体の重量を支える。これは、機械的応力と、結果として起こる伸度などの媒体の寸法変化とを引き起こす。その全耐用寿命にわたって濾過能力の改良された新しいフィルター布構造物が望ましい目標である。本発明は、その耐用寿命全体を通して改良された寸法安定性を維持することができる低い伸度を有するフィルター布およびフィルターを目指す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明は、熱ガス濾過における塵埃負荷および浄化サイクルの間ずっとフィルター媒体の寸法安定性を維持するために必要である伸長力サイクルの初期に最小限の伸度特性を有する布積層構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この布は、耐熱繊維の繊維マットを含む。このマットは、支持スクリムに絡み合っている、例えば水流交絡（ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｅｄ）またはニードルパンチされている。この支持スクリムは、少なくとも３５ｇ／ｍ2の坪量を有し、かつこのスクリムは、マットの繊維がその支持スクリムと混ざり合うように繊維マットの内部に位置している。
【０００４】
繊維マットの繊維には、これらには限定されないがアラミド繊維、ポリアミド−イミド繊維、ポリアリーレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、ポリスルホン繊維などの材料を挙げることができる。この布積層構造物は、少なくとも９オンス／平方ヤード（３０５ｇ／ｍ2（ｇｓｍ））の坪量を有する。支持スクリムは、低伸度有機繊維、例えばこれらには限定されないがｐ−アラミド繊維、あるいは無機繊維、例えばこれらには限定されないがガラス、金属等の繊維を含むことができる。好ましくは支持スクリムは織物であり、あるいはそのスクリムがガラス繊維を含む場合には「レイ・ダウン」構造である。
【０００５】
支持スクリムおよび布積層品の縦方向（ＭＤ）の伸度は、ＩＳＯ  ９０７３−３に準拠して５ｃｍ幅の布ストリップの幅全体にわたって５０ニュートン（Ｎ）の力で測定される。布積層品は、繊維マットと支持スクリムを互いにニードルパンチ、スパンレース（または水流交絡）することによって作製することができる。さらに、このような低伸度スパンレース布は脆い膜に貼り合せることもでき、これは最終用途での膜の最小限の機械的損傷を提供する。
【０００６】
本発明はまた、繊維マットを含む少なくとも３０５ｇ／ｍ2（ｇｓｍ）の坪量を有する布構造物を対象とする。この布構造物は、標準試験法ＩＳＯ  ９０７３−３に従って、５ｃｍ幅のストリップの幅全体にわたる５０ニュートンの荷重下で縦方向が伸長３．０％未満の伸度を有し、かつこの布構造物は、初期引張強さの保持率が少なくとも３０％として定義される１５０℃で２年間の老化後の耐熱性を有する。繊維マットは支持スクリムに絡み合い、好ましくは水流交絡される。このスクリムは、少なくとも３５ｇ／ｍ2の坪量を有し、かつこのスクリムは、繊維マットの内部に位置している。
【０００７】
本発明はまた、この布を含むフィルターアセンブリと、その布積層構造物の製造方法とを対象とする。
【０００８】
本発明はまた、
ｉ．交絡に適した形態のばらばら（ｌｏｏｓｅ）の繊維のマットを準備するステップと、
ｉｉ．ばらばらの繊維のマット中に、あるいはばらばらの繊維のバットに隣接または接触した状態に支持スクラムを挿入するステップと、
ｉｉｉ．このばらばらの繊維と支持スクリムを、好ましくは水流交絡またはニードルパンチによって絡み合わせて構造物（その中ではばらばらの繊維が支持スクリムと混ざり合うようになる）を形成するステップと
を含む布積層構造物の形成方法を対象とする。
【０００９】
このばらばらの繊維は、その不織マットが含む本明細書中で述べた材料のいずれかを含む。この支持スクリムは、本発明の製品の支持スクリムが含む本明細書中で述べた材料のいずれかを含む。この入り混じった構造物は、本発明の製品の布積層構造物が有することができる物理的または熱的特性のいずれかを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のフィルターバッグの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
定義
本出願人等は、本発明の開示におけるすべての引用参考文献の全内容を具体的に援用する。さらに、量、濃度、あるいは他の値またはパラメータが、範囲、好ましい範囲、または上側の好ましい値と下側の好ましい値の一覧表のいずれかとして与えられる場合、それは、範囲が個別に開示されているどうかに関係なく、任意の上側の範囲限界または好ましい値と、任意の下側の範囲限界または好ましい値との任意の対から形成される全範囲を具体的に開示しているものと理解されたい。数値の範囲が本明細書中で列挙されている場合、別段の指定がない限りその範囲は、その端点と、その範囲内のすべての整数および分数とを含むことを意図している。本発明の範囲は、範囲を限定する際に列挙されるそれら特定の値に限定されるものではない。
【００１２】
用語「不織布」とは、多数の無秩序に分布した繊維を含むウェブを意味する。それら繊維は全体として互いに接合されてもよく、また接合されなくてもよい。繊維は、ステープルでも連続繊維でもよい。繊維は、単一材料を含むこともでき、また異種繊維の組合せとして、またはそれぞれが異種材料から構成される類似繊維の組合せとして、多種材料を含むこともできる。用語「マット」は、本明細書中ではばらばらの繊維または梳いた繊維の堆積物を指すことができる。用語「マット」はまた、不織布を指すこともできる。その場合、その意味を限定するのは、最終的な特許請求される構造がそれから得られるもののみである。
【００１３】
用語「スパンレースした」、「水流交絡した」、および「ハイドロレースした」は、本明細書中では同義である。本明細書中で使用される用語「スパンレースした」は、マット、布、またはウェブに適用される場合、１種類または複数種類の、好ましくは非連続繊維からなる材料のウェブを指し、この場合、それら繊維は結合材料または熱接着なしに機械的結合を達成するために水流交絡される。本明細書中で使用される用語「水流交絡」または「水流交絡法」または「ハイドロレース法」は、１種類または複数種類の繊維またはフィラメントからなる材料のウェブを高速ウォータージェットにかけるプロセスを指す。高速ウォータージェットは繊維を絡み合わせて機械的接合を達成する。米国特許第３，５０８，３０８号明細書および同第３，７９７，０７４号明細書中に開示されているスパンレース式プロセスは、不織布およびフェルトの製造に有用な当業界で知られている方法の例である。
【００１４】
「交絡」は水流交絡とニードルパンチの両方を意味するものと理解される。
【００１５】
好ましい実施形態の説明
本発明は、伸長力サイクルの初期に最小限の伸度特性を有する布積層品を提供する。この特性は熱ガス濾過における塵埃負荷および浄化サイクル中のフィルター媒体の寸法安定性を維持するために必要である。この布積層品は、これらに限定されないがアラミド繊維、ポリアミド−イミド繊維、ポリアリーレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、ポリスルホン繊維などの耐熱繊維の不織マットまたは不織構造物と、支持スクリムとを含み、上記マットは、少なくとも９オンス／平方ヤード（３０５ｇ／ｍ2（ｇｓｍ））の坪量を有する。この支持スクリムは、これらに限定されないがｐ−アラミド繊維、ガラス繊維、または金属繊維などの低伸度繊維を含む織物またはレイ・ダウン布であることができる。支持スクリムの伸度は、そのＭＤの伸度をＩＳＯ  ９０７３−３に準拠して５ｃｍ幅のスクリムストリップの幅方向全体に５０Ｎの力で測定した場合に３％未満、または好ましくは１％か、０．１％でさえあるべきである。このスクリムは、少なくとも３５ｇ／ｍ2の坪量を有し、かつこのスクリムは、繊維マットまたは不織布の内部に位置する。
【００１６】
最終の布積層品の伸度は、そのＭＤの伸度をＩＳＯ  ９０７３−３に準拠して５ｃｍ幅のスクリムストリップ当たり５０Ｎの力で測定する場合に３％未満、または好ましくは１％未満か、０．１％でさえあるべきである。この布積層品は、１枚または複数枚の不織マットと支持スクリムとを一緒にスパンレースまたは水流交絡させることによって作製することができる。マットは、水流交絡の前にはばらばらの繊維を含んでいてもよい。水流交絡の後、そのマットまたは不織布の繊維がスクリムに入り込むことになり、全体的な構造が凝縮し緻密になることができる。本明細書中で使用される用語「スクリムは繊維マットの内部に位置する」とは、そのマットおよび支持スクリムの繊維が混ざり合っていること、およびその全体的な構造が水流交絡前の元々の出発材料と比べて緻密になることができることを意味する。
【００１７】
さらに、このような低伸度布積層品は脆い膜、例えば発泡ポリテトラフルオロエチレン（ｅ−ＰＴＦＥ）に貼り合せることもでき、これはその膜に最小量の機械的損傷を与える。一実施形態において本発明は、ｅ−ＰＴＦＥ膜に貼り合せた上記開示の布積層構造物を対象とする。また、このｅ−ＰＴＦＥ膜と布積層品の間に接着剤の層が存在してもよく、一実施形態ではこの接着剤はフッ化エチレンプロピレン樹脂（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロペンコポリマー）であることができる。
【００１８】
本発明はまた、この布を含むフィルターアセンブリを対象とする。
【００１９】
ダストケーキまたは表面濾過の用途において本発明者等は、本発明を組み込んだ濾過布およびフィルターが、塵埃保持力および低い圧力降下に関してその全供用期間にわたって不変の高い濾過性能を与えることを発見した。本発明の目的は、ダストケーキ形成の間に用いられ、表面浄化サイクルおよび圧縮空気浄化サイクルに付加的な負担を引き起こす必要な応力において低伸度を有する布を提供することである。フィルターバッグのより低くかつより均一な伸度は、より均一なケーキ負荷および空気流れを生じさせることになり、フィルター全体にわたってより低い圧力降下をもたらすことが予想される。その濾過耐用寿命全体にわたる低伸度性能を制御することによって、そのような構造は、非常に長さの長いフィルターに使用するのに、またダストケーキ放出特性すなわち定期的浄化サイクル間の時間を改善すること（すなわち経済的理由）、あるいはフィルターを通過する塵埃粒子透過を改善することのいずれかのための機能膜、例えばこれらに限定されないがｅ−ＰＴＦＥ膜を共用するのに適している。このような低伸度フィルター材料は、ｅ−ＰＴＦＥ膜などの比較的壊れやい機能膜にそれを機械的に損傷することなく適度な伸縮性を施すことを可能にし、かつ耐用寿命中の層間剥離の危険性を減らす。膜の起こり得る早期破損の場合、それでもこれら使用されるスパンレース構造は、フィルターの耐用寿命が終わるまで十分に高いレベルの濾過性能を保証することになる。
【００２０】
好ましい実施形態では布積層品は、繊維マットと支持スクリムの水流交絡によって形成される。熱ガス濾過用途などの技術アップリケーションのための水流交絡されたスパンレース構造を作り出すためには少なくとも約３０５ｇ／ｍ2の坪量を得ることが必要である。従来の水流交絡機械は、一般に１３５ｇ／ｍ2未満の布を産出することができる。最近では、ウォータージェットインターミングル（ｗａｔｅｒ  ｊｅｔ  ｉｎｔｅｒｍｉｎｇｌｉｎｇ）設備がさらに進歩した結果、そのような機械でより重さのある濾過媒体坪量を達成することができる。
【００２１】
布積層品はまた、不織マットと支持スクリムを一緒にニードルパンチすることによっても形成することができる。ニードルパンチは、髭フェルト針がウェブに繰り返し出入りして達成される。米国特許第２，９１０，７６３号明細書および同第３，６８４，２８４号明細書中に開示されているニードルパンチプロセスは、不織布およびフェルトの製造に役立つ当業界でよく知られている従来の方法の例である。
【００２２】
最終構造物の前駆体として必要なかさ高の繊維マットの調製法は、これら両技術（ニードルパンチ法および／またはスパンレース法）の場合と同一であることができる。例えば、一実施形態では繊維の梱から得られる捲縮ステープルの塊をピッカーなどの装置によってほぐし、次いで空気搬送などの任意の利用可能な方法によってブレンドすることができる。次いでこれら繊維を、前述の従来の方法を用いて不織布またはフェルトに変えることができる。一般にはこれはカードなどの装置を使用することによる繊維のウェブの形成を伴うが、繊維の湿式積層などの他の方法を使用することもできる。クロスラッパーの代わりに繊維空気積層システムを同様に使用することができる。この場合、単一ウェブを高密度化の前に最終のバット（ｂａｔ）の所望の重量および等方繊維方向に調製する。したがってニードルパンチ法とスパンレース法の間の基本的な違いは高密度化のステップである。この場合、ニードルフェルト法の場合と同様にその高密度化は、髭金属針を使用し、スパンレーシングの間に無数の高圧の極めて小さなジェット水流で生み出されるウォーターカーテンで繊維ウェブを高密度化することによって行われる。
【００２３】
本発明で有用な支持スクリムは無機質であってもよい。具体的には支持スクリムには、例えばＫｉｒｓｏｎ  ＧＭＢＨ（Ｄｏｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ）によって製造されるフィラメントガラス繊維の「レイ・ダウン」構造物を挙げることができる。この積層スクリムは形がグリッドすなわち格子に似ている。これは、連続ガラスフィラメントから長方形スクリムにされる。ヤーンを望ましい直角をなす位置に保つためにはそれらのヤーンを互いに接合することが必要である。織物製品とは対照的に積層スクリム中の経糸および緯糸の固定は化学結合によって行われ、それはスパンレース工程中にジェット水流によって解消される。
【００２４】
支持スクリムはまた、織物構造であることもでき、また金属繊維を含むこともできる。支持スクリムはまた、パラ−アラミド（ｐ−アラミド）繊維を含むことも、またそれから構成することもできる。
【００２５】
本発明において不織マットに有用なメタ−アラミド繊維には、メタ配向性合成芳香族ポリアミドが挙げられる。これらポリマーは、繊維の形にするために繊維形成分子量のものでなければならない。これらポリマーには、主に芳香族であり、そのアミド（−−ＣＯＮＨ−−）結合の少なくとも８５％が２個の芳香族環に直接に結合しているポリアミドホモポリマー、ポリアミドコポリマー、およびそれらの混合物を挙げることができる。環は、非置換でも、また置換されてもよい。それらポリマーは、その２個の環または遊離基が分子鎖に沿って相互にメタ配向性である場合にメタ−アラミドである。好ましくはそれらコポリマーは、そのポリマーを形成する際に使用される第一級ジアミンの代わりに他のジアミンがせいぜい１０％使用されるか、またはそのポリマーを形成する際に使用される第一級ジカルボン酸塩化物の代わりに他のジカルボン酸塩化物がせいぜい１０％使用される。添加剤をアラミドと共に使用することができ、他の高分子材料の１３重量％ほどまでをアラミドとブレンドまたは結合させることができることが分かっている。好ましいメタ−アラミドは、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）およびそのコポリマーである。そのようなメタ−アラミド繊維の一つはＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手できるＮｏｍｅｘ（登録商標）アラミド繊維であるが、帝人株式会社（東京、日本）から入手できる商標Ｔｅｉｊｉｎｃｏｎｅｘ（登録商標）として、またＹａｎｔａｉ  Ｓｐａｎｄｅｘ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（山東省、中国）から入手できる商標Ｎｅｗ  Ｓｔａｒ（登録商標）Ｍｅｔａ−ａｒａｍｉｄとして、またＧｕａｎｇｄｏｎｇ  Ｃｈａｒｍｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（シンホイ、広東省、中国）から入手できるＣｈｉｎｆｕｎｅｘ（登録商標）Ａｒａｍｉｄ  １３１３として様々な呼び名で入手できる。メタ−アラミド繊維は本質的に難燃性であり、何段階かの工程を使用する乾式または湿式紡糸によって紡糸することができるが、米国特許第３，０６３，９６６号明細書、同第３，２２７，７９３号明細書、同第３，２８７，３２４号明細書、同第３，４１４，６４５号明細書、および同第５，６６７，７４３号明細書は、本発明で使用することができるアラミド繊維を製造するための有用な方法の例証である。
【００２６】
本発明において有用なパラ−アラミド繊維には、アラミドポリマー、すなわちそのアミド結合の８５％以上が２個の芳香族環に直接に結合している長鎖合成ポリアミドが挙げられる。これらのアラミドはよく知られており、例えばＤｕ  Ｐｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から市販されており容易に入手できる。Ｄｕ  Ｐｏｎｔは、そのような製品の一つを商標ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）として市場で販売している。別のアラミドが、帝人グループのＴｗａｒｏｎ  ＢＶ事業部から商標ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）として入手できる。
【００２７】
メタ−アラミド繊維とパラ−アラミド繊維の混紡繊維もまた、本発明において不織マット用に使用することができる。
【００２８】
不織マットはまた、ポリアリーレンスルフィドを含むことができる。本発明において有用なポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）には、アリーレンスルフィド単位を含む線状、分岐、または架橋ポリマーが挙げられる。ポリアリーレンスルフィドポリマーおよびそれらの合成については当業界で知られており、またそのようなポリマーは市販されている。
【００２９】
本発明において有用なポリアリーレンスルフィドの具体例には、式−［（Ａｒ1）n−Ｘ］m−［（Ａｒ2）i−Ｙ］j−［（Ａｒ3）k−Ｚ］l−［（Ａｒ4）o−Ｗ］pの反復単位を含むポリアリーレンチオエーテルが挙げられる。式中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3、およびＡｒ4は同一または異なり、６〜１８個の炭素原子のアリーレン単位である。Ｗ、Ｘ、Ｙ、およびＺは同一または異なり、−ＳＯ2−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、あるいは１〜６個の炭素原子のアルキレン基またはアルキリデン基から選択される二価連結基であり、かつこれら連結基の少なくとも１個が−Ｓ−である。ｎ、ｍ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｏ、およびｐは、それらの総計が２以上であるという条件に従って、独立して０、または１、２、３、または４である。アリーレン単位Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3、およびＡｒ4は、選択的に置換されてもよく、また非置換でもよい。有利なアリーレン系は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセン、およびフェナントレンである。ポリアリーレンスルフィドは、一般に少なくとも３０モル％、具体的には少なくとも５０モル％、より具体的には少なくとも７０モル％のアリーレンスルフィド（−Ｓ−）単位を含む。好ましくはポリアリーレンスルフィドポリマーは、２個の芳香族環に直接に結合している少なくとも８５モル％のスルフィド結合を含む。有利には、ポリアリーレンスルフィドポリマーはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）である。これは本明細書中ではその成分としてフェニレンスルフィド構造−（Ｃ6Ｈ4−Ｓ）n−（式中、ｎは１以上の整数である）を含むものと定義される。
【００３０】
主成分として１種類のアリーレン基を有するポリアリーレンスルフィドポリマーを好ましくは使用することができる。しかしながら加工性および耐熱性を考慮すると、２種類以上のアリーレン基を含むコポリマーもまた使用することができる。主成分としてｐ−フェニレンスルフィド反復単位を含むポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂は、それが優れた加工性を有し、かつ工業的に容易に得られるので、特に好ましい。さらにポリアリーレンケトンスルフィド、ポリアリーレンケトンケトンスルフィド、ポリアリーレンスルフィドスルホンなどもまた使用することができる。
【００３１】
可能性のあるコポリマーの特定の例には、ｐ−フェニレンスルフィド反復単位とｍ−フェニレンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィド反復単位とアリーレンケトンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィド反復単位とアリーレンケトンケトンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、およびフェニレンスルフィド反復単位とアリーレンスルホンスルフィド反復単位を有するランダムまたはブロックコポリマーが挙げられる。
【００３２】
ポリアリーレンスルフィドは、その望ましい特性に悪影響を与えない他の成分を含んでいてもよい。追加の成分として使用することができる材料の実例には、これらに限定されないが殺菌薬、顔料、酸化防止剤、界面活性剤、ワックス、流れ促進剤、微粒子、およびポリマーの加工性を高めるために加えられる他の材料が挙げられるはずである。これらおよび他の添加剤は従来の量で使用することができる。
【００３３】
図１は、本発明のフィルターバッグの一実施形態を例示する。フィルターバッグ１は、閉端部２、開口端部３、および管状部分４を有する。提示した実施形態ではフィルターバッグはまた、バッグの開口端部に取り付けられたバネ鋼金属製止め輪５を有する。このバッグの管状部分４は、一部を重ね合わされた濾過布積層構造からなり、３重の縫い合わせ７で縫い付けられた継ぎ目６を形成する。この実施形態におけるバッグの閉端部はまた、管状部分の代わりに使用されるバッグの端部に８において縫い付けられた積層構造からなる。この図は好ましい実施形態を表すが、Ｗｉｔｔｅｍｅｉｅｒらの米国特許第３，５２４，３０４号明細書；Ｈｉｘｅｎｂａｕｇｈの米国特許第４，０５６，３７４号明細書；Ｐｅｔｅｒｓｏｎの米国特許第４，３１０，３３６号明細書；Ｒｅｉｅｒの米国特許第４，４８１，０２２号明細書；Ｔａｆａｒａの米国特許第４，４９０，２５３号明細書、および／またはＴａｆａｒａの米国特許第４，５８５，８３３号の明細書中に開示されているものなどの他の可能性のあるバッグフィルターの構造、幾何学的配置、および機構を使用することもできる。
【００３４】
幾つかの実施形態では図１に示すようにフィルターバッグの閉端部２は、管状部分に縫い付けられたフィルター材料の平円盤である。幾つかの他の実施形態では閉端部は、何らかの他の材料で作ることもできる。例えば幾つかの状況では金属製の閉端部を必要とすることもある。他の実施形態では閉端部を、超音波で、接着剤で、または熱で継ぎ合わせるか、あるいは縫製以外の何らかの他の方法でシールすることもできる。別の実施形態ではバッグの管状部分に使用されるフェルトを寄り集めるか折り重ね、次いでシールして閉端部を形成することもできる。
【００３５】
幾つかの実施形態ではバッグの開口端部３は、バッグをセルプレートに取り付けるための機材を備えることができる。幾つかの他の実施形態ではバッグの開口端部は、特に設計されたセルプレート上をバッグを滑らせることによって滑りばめが達成されるようなサイズに作ることができる。
【００３６】
本発明の幾つかの実施形態では管状部分４に、また場合によっては閉端部２に使用される濾過材料は、本発明の布積層構造物である。
【００３７】
幾つかの実施形態では本発明のフィルターバッグの管状部分４と、場合によっては閉端部２は、濾過材料の単一層である。幾つかの他の実施形態では管状部分は、バッグのパルシングの間の安定性を与えるスクリムまたは補強布によって支持された濾過材料から作られる。図１に示す好ましい実施形態では濾過材料の一部を重ね合せて、継ぎ目６を有するフィルター材料の円筒を形成し、次いでその継ぎ目を耐熱スレッド、例えばメタ−アラミド繊維、フルオロポリマー繊維、ガラス繊維、あるいはこれらの組合せまたはブレンド繊維のストランド３〜６本を有するスレッドで縫い合せる。他の実施形態では一部を重ね合せたその継ぎ目を、超音波、接着剤、熱、またはこれらのすべての継ぎ合わせ方法の幾つかの組合せによってシールすることもできる。
【００３８】
試験方法
引張強さ
濾過材料の引張強さは、「ＩＳＯ  ９０７３−３」標準試験法に従って測定した。各試料について３回の試験を行い、それらの結果を平均し記録した。
【００３９】
濾過性能試験−ＶＤＩ試験法
清浄な未使用の濾過媒体について、濾過性能を２００４年１０月発行のＶＤＩ  ３９２６の第１部「クリーニング可能なフィルター媒体を評価するための標準試験」に従って試験した。手短に言えば直径１５ｃｍの布試料を試料保持器に取り付け、指定の濾過、クリーニング、および老化のサイクルにかけた。老化サイクルの後に、性能試験相の最後の５サイクルについて塵埃漏出量、平均圧力降下、およびパルスサイクル時間などの基本的パラメータを測定し記録した。
【００４０】
一定期間の現場での使用後にバッグハウスから回収した使用済み濾過媒体の性能を判定するために、ＶＤＩ  ３９２６試験法の場合と同じ試験装置を用いた「特殊ＶＤＩ試験」を開発した。直径１５ｃｍの布試料を使用済みフィルターバッグから切り取り、試料保持器に取り付けた。次いでこの実験室試験装置上で「屋外老化」布試料を３０回の通常の濾過サイクルにかけた。最後の５回のサイクルについて塵埃漏出量、圧力降下、およびパルスサイクル時間などの基本的な性能パラメータを測定し記録した。この試験は、現場での使用条件を実験室内でシミュレートすることによって、布が現場でどのように機能したかについて有用なデータを提供する。
【実施例】
【００４１】
Ａ）金属、ガラス、およびＰＰＳのスクリム付きおよび無しのＰＰＳスパンレース構造
比較例Ａ
スクリム無しのＰＰＳ繊維のスパンレース濾過構造
東レ（日本）から入手したＰＰＳ繊維２５０ｋｇを従来の開綿機の供給装置中で処理し、次いでボトムカードとトップカードに空気輸送することによってＰＰＳ繊維のスパンレース布を調製した。そのカードウェブを集め、所望の重量にしてからハイドロレース設備に入れた。ハイドロレース設備は、それぞれ２００バールまでの圧力範囲を有する７個のウォータージェットヘッドを搭載した。ハイドロレース工程は約５ｍ／分の速さで行い、作製された布は５２３ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００４２】
実施例１
メタルメッシュスクリムを有するＰＰＳ繊維のスパンレース濾過構造
ハイドロレーシングの前に４２０ｇｓｍの重いメタルメッシュスクリムを挿入したことを除いて実施例１で述べたと同様の手順に従ってスパンレース濾過構造物を作製した。作製されたフィルター構造は７８１ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００４３】
実施例２
積層ガラススクリムを有するＰＰＳ繊維のスパンレース濾過構造
ハイドロレーシングの前に６８ｇｓｍの積層ガラススクリムを挿入したことを除いて実施例１で述べた手順に従ってスパンレース濾過構造物を作製した。作製されたフィルター構造は４１７ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００４４】
比較例Ｂ
ＰＰＳスクリムを有するＰＰＳ繊維のニードルフェルト構造
１４２ｇｓｍのＰＰＳ織物スクリムを含む基準ニードルフェルト構造物を標準的なニードルフェルト製造手順に従って作製した。作製されたニードルフェルトフィルター対照構造物は、５２３ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００４５】
表１は、上記各試料のフィルターフェルトの特徴を要約する。
【００４６】
【表１】
2014503702.tif 000003
【００４７】
表２は、表１の各実施例の性能の特徴を要約する。
【００４８】
【表２】
2014503702.tif 000004
【００４９】
表２は、
ａ）スクリム無しの、脆い（ガラス）スクリム付きの、および非常に丈夫な（金属）スクリム付きのスパンレース構造の生産実現可能性、および
ｂ）より軽量のスパンレース構造の濾過性能（ＶＤＩ  ３９２６フィルター試験）が、ＰＰＳ繊維から作製された基準ニードルフェルトよりも優れていること
を実証している。
【００５０】
Ｂ）スクリム無しのＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０対照構造と比較した、ｍ−アラミド繊維（ＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０）スクリム付きで作られた、また積層ガラス繊維スクリム付きで作られたｍ−アラミド繊維とｐ−アラミド繊維の混紡繊維（ＤｕＰｏｎｔから入手できるＮＯＭＥＸ（登録商標）ＫＤ）スパンレース構造
比較例Ｃ
ＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０織物スクリムを有するＮＯＭＥＸ（登録商標）ＫＤのスパンレース濾過構造
ＤｕＰｏｎｔから入手したＮＯＭＥＸ（登録商標）ＫＤ繊維２５０ｋｇを従来の開綿機の供給装置中で処理し、次いでボトムカードとトップカードに空気輸送することによってＮＯＭＥＸ（登録商標）ＫＤ繊維のスパンレース布を調製した。そのカードウェブを集め、所望の重量にしてからハイドロレース設備に入れた。ハイドロレーシングの前に、ＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０から作製された６５ｇｓｍスクリムを２枚のカードウェブ間に挿入した。ハイドロレース設備は、それぞれ２００バールまでの圧力範囲を有する７個のウォータージェットヘッドを搭載した。ハイドロレース工程は約６ｍ／分の速さで行い、作製された布は４０５ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００５１】
実施例３
積層ガラススクリムを有するＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０のスパンレース濾過構造
ハイドロレーシングの前に６８ｇｓｍ積層ガラススクリムを挿入したことを除いて実施例５で述べた手順に従ってスパンレース濾過構造物を作製した。作製された濾過構造物は４２０ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００５２】
比較例ＤおよびＥ
ガラススクリム無しのＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０のスパンレース濾過構造
ハイドロレーシングの前にスクリムを何も挿入しなかったことを除いて比較例Ｃで述べた手順に従ってスパンレース濾過構造物を作製した。作製された濾過構造物は３９９および４１８ｇ／ｍ2の坪量を有した。
【００５３】
引張試験は、ＩＳＯ  ９０７３−３標準規格（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｎｏｒｍ）に基づいて縦方向（ＭＤ）の５ｃｍ布ストリップの伸長力として５０Ｎで行った。５ｃｍ幅の幅方向全体にわたるＭＤの５０ニュートンでの伸度を比較すると、実施例５が０．１％という極めて低い伸度の数値を示したのに対し、比較例Ｃは０．６〜３．５％の間の偏差で平均０．９％を示し、また対照のスクリム無し構造ＤおよびＥは１．２から２．９％の間の偏差で平均１．５５％程度である。これら比較例と比べて本発明の構造物の伸度がより低いことがこれらのデータによって示される。
【００５４】
Ｃ）長期性能試験
積層ガラススクリムを有するＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４５０のスクリムで支持されたスパンレース構造物を調製した。この積層品の坪重量は４００ｇｓｍであった。厚さは２．１５ｍｍであった。これらの特性は、老化後に基本的に保持された。
【００５５】
濾過の現場試験条件下での性能は、ガラスの積層スクリムが砕けた状態にならず、また平均１７０℃での現場試験条件下で３３か月後にスクリム中のガラス繊維が破壊しないことを確認した。この老化後、３３％の引張強さの保持率が得られた。
【００５６】
引張試験は、この試料に対してＩＳＯ  ９０７３−３標準規格に基づいて縦方向（ＭＤ）の２．５ｃｍ布ストリップの伸長力として２５ニュートンで行った。経時的な引張強さの損失の測定は、驚くべきことに５０Ｎにおけるガラススクリムが、依然として１％未満の伸度を示すことを示した。
【図１】
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【国際調査報告】
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