(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴミ焼却炉、石炭ボイラー、金属溶鉱炉などから排出される高温の排ガス中に含まれるダストを高い捕集効率で濾過できる耐熱性フィルター材及びその製造法を提供する。【解決手段】耐熱性フィルター材は、耐熱性有機繊維とガラス繊維とを含む不織布１ａ、１ｂにおいて、耐熱性有機繊維が少なくとも延伸糸からなるポリフェニレンサルファイド繊維を含むとともに、織物構造体２を含んで構成され、その製造法は、耐熱性有機繊維２５〜７５重量％とガラス繊維２５〜７５重量％を、一定面積のラチス上に前記繊維を積層し開繊機で前記繊維を混綿する混綿工程、ローラーカードで繊維方向を一定方向に引き揃えてウエブを作成し目付が１２５〜４００ｇ／ｍ２の範囲内になるようにウエブを折り重ね、得られた不織布１ａ、１ｂのウエブと耐熱性繊維からなる織物２を組み合わせて、厚み方向にニードルパンチ処理を行うローラーカード／ニードルパンチ工程からなる。【選択図】  図１
2007175567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性有機繊維とガラス繊維とを含む耐熱性フィルター材において、該耐熱性有機繊維が、少なくとも延伸糸からなるポリフェニレンサルファイド繊維を含み、前記耐熱性フィルター材が、織物構造体を含んで構成されていることを特徴とする耐熱性フィルター材。
【請求項２】
織物構造体のカバーファクターが、１００〜２０００の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の耐熱性フィルター材。
【請求項３】
織物構造体の剛軟度が、５０〜２５０ｍｇの範囲内であることを特徴とする、請求項１または２に記載の耐熱性フィルター材。
【請求項４】
ポリフェニレンサルファイド繊維が、未延伸糸を含んで構成されてい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耐熱性フィルター材。
【請求項５】
耐熱性フィルター材を構成する繊維の配合率は、ポリフェニレンサルファイド繊維が２５〜７５重量％の範囲内であり、ガラス繊維が２５〜７５重量％の範囲内である、請求項１〜４のいずれかに記載の耐熱性フィルター材。
【請求項６】
耐熱性フィルター材を構成している繊維全体が、部分的に熱融着されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の耐熱性フィルター材。
【請求項７】
耐熱性フィルター材の濾過層表面に、フッ素樹脂製微多孔膜が貼り合わせられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の耐熱性フィルター材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の耐熱性フィルター材を濾布として構成されてなることを特徴とするバグフィルター。
【請求項９】
少なくとも次の工程を順次経てなる耐熱性フィルター材の製造方法。
第１工程：耐熱性有機繊維２５〜７５重量％と、ガラス繊維２５〜７５重量％をそれぞれの配合率にとりわけ、一定面積のラチス上に前記繊維を積層し、開繊機にて前記繊維を混綿する混綿工程。
第２工程：ローラーカードにて繊維方向を一定方向に引き揃えてウエブを作成し、さらに目付が１２５〜４００ｇ／ｍ２の範囲内になるようにウエブを折り重ね、得られたウエブと、別に準備した耐熱性繊維からなる織物を組み合わせて、厚み方向にニードルパンチ処理を行うローラーカード／ニードルパンチ工程。
【請求項１０】
第１工程に記載の混綿工程において、耐熱性有機繊維とガラス繊維のうち、比重の高い繊維が上になるように積層したことを特徴とする、請求項９に記載の耐熱性フィルター材の製造方法。
【請求項１１】
第１工程に記載の混綿方法が、一定面積のラチス上に前記それぞれの繊維をまだらに配置させることを特徴とする、請求項９に記載の耐熱性フィルター材の製造方法。
【請求項１２】
第１工程の耐熱性有機繊維としてポリフェニレンサルファイド繊維を用いるとともに、更に次の第３工程を経ることを特徴とする、請求項９に記載の耐熱性フィルター材の製造方法。
第３工程：第２工程で得られた不織布の片面あるいは両面に、加熱処理を行い、前記ポリフェニレンサルファイド繊維を融着させる工程。
【請求項１３】
耐熱性フィルター材の片面にフッ素樹脂製微多孔膜を積層し、熱プレスロールにて熱圧着させて一体化することを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の耐熱性フィルター材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の排ガス中に含まれるダストを高い捕集効率にて濾過するためのフィルター材であって、かつ、ポリフェニレンサルファイド繊維１００％からなる耐熱性フィルター材よりも高い運転温度領域で使用することができる、耐熱性に優れた耐熱性フィルター材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気を清浄化する濾布である耐熱性フィルター材には、内部濾過用耐熱性フィルター材と表面濾過用耐熱性フィルター材とがあり、例えば集塵機では表面濾過用耐熱性フィルター材が用いられる。ここで表面濾過とは、ダストを耐熱性フィルター材表面で捕集してダスト層を耐熱性フィルター材表面に形成させ、そのダスト層によって次々にダストを捕集し、ダスト層がある程度の厚さになったら耐熱性フィルター材表面からダスト層を除去し、再び耐熱性フィルター材表面に新しいダスト層を形成させる操作を繰り返すものである。
【０００３】
この表面濾過用の耐熱性フィルター材としては、一般に不織布が利用され、例えばニードルパンチフェルトを加圧加熱（カレンダー）処理して表面を平滑にしたもの、更にはニードルパンチフェルトの表面にシリコーン樹脂やフッ素樹脂を加工、またフッ素樹脂製微多孔膜をラミネートしてダスト層の高剥離性を付与したもの、ダストの捕集効率を高めるため、濾過層を形成する繊維の直径を細くし表面積を大きくしたものなどが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
特にゴミ焼却炉、石炭ボイラー、あるいは金属溶鉱炉などから排出される排ガスは６０〜２００℃もの高温になり、この高温排ガスを濾過するための耐熱性フィルター材を構成する繊維としては、耐熱性および耐薬品性に優れたポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと略す。）繊維、メタ系アラミド繊維、フッ素系繊維、ポリイミド繊維などが好適であり、これらの素材を用いてニードルパンチあるいはウォータージェットパンチなどで繊維を絡合させて一体化し、これをバグフィルターなどの形態にした耐熱性フィルター材が用いられてきた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
一般に、これらの耐熱性フィルター材は、ゴミ焼却炉などにおける使用において、高温排ガスやその排ガス中に含まれる薬品などによる化学的な劣化と、これに加え、排ガス濾過時の圧力損失や逆洗時のパルスジェットによる摩耗や屈曲による物理的な劣化が同時に進行するものである。したがって、バグフィルターに用いられる耐熱性フィルター材には、上述したダスト捕集効率、耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性に加え、耐摩耗性などの機械的強度が要求される。
【０００６】
これらの要求特性に応える耐熱性フィルター材として、前述の特許文献１のフィルター材は、濾過層を形成する繊維の直径を細くして、ダストの捕集効率と剥離性を高める方策としてポリフェニレンンサルファイド繊維にガラス繊維を５〜５０％混入した耐熱性ニードルフェルトフィルター材であるが、この方法では確かにダストの捕集効率が高く、ダストの剥離性に優れたフィルター材が得られる可能性はあるものの、ガラス繊維には他の化学合成繊維に一般的に存在するけん縮が存在しないため、ＰＰＳ繊維との絡合性が弱く、十分なフェルト強度を得られるものではなかった。また、濾布表面でＰＰＳ繊維とガラス繊維同士が部分的にしか熔融していないため、繰り返しダスト払い落とし時のパルス圧等の衝撃力によって、徐々にフェルト表面に繊維の毛羽立ちが発生し、さらにはフェルトを構成している繊維が脱落するという問題があったためユーザーより脱落抑制や機械的強度の改善要望があった。
【０００７】
また、他の提案として、ＰＰＳ繊維とガラス転移温度が１００℃以上もしくはガラス転移点を有しない繊維、例えばガラス繊維を混綿した不織布とし、繊維同士の交点が合成樹脂により拘束されていることを特徴とする耐熱性布帛およびそれからなるフィルターが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では確かに、高温下での布帛の剛性が高くプリーツ形態保持性に優れ、引張破断強力を高くすることができる点で良好なものの、ガラス繊維とＰＰＳ繊維との絡合性を解決することは提案できていないため、合成樹脂を用いることで布帛全体の強度を改善する必要性があった。一方で合成樹脂を多量に複合して布帛の強度を改善しても、樹脂による繊維同士の拘束力が強くろ布の剛性が高すぎるため、布帛が硬くなって繰り返しダスト払い落とし時のパルス圧等の衝撃力により布帛が適度に変形せず、衝撃力を吸収できないため、その部位に応力が集中しやすくなって破れが発生するという懸念があった。
【０００８】
また、捲縮を有する延伸ＰＰＳ繊維と未延伸ＰＰＳ繊維からなる湿式不織布が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方法では確かに、延伸ＰＰＳがけん縮を有するので繊維同士の絡合が強いため湿潤強力を高くすることができ、従来は達成できなかった連続抄紙が可能であり、さらに未延伸ＰＰＳ繊維を熱融着することで十分なシート強力を得ることができる点で良好なものの、けん縮を有さないガラス繊維を含む本発明の耐熱性フィルター材とは未延伸ＰＰＳ繊維を用いる点で構成が近似しているが、けん縮を有さないガラス繊維とＰＰＳ繊維との絡合性を解決する手法について提案するものではなく、さらにまた、使用用途や要求特性が全く異なるものでもあった。
【０００９】
一方、ＰＰＳ繊維自体は価格も安く耐薬品性が極めて優れているにもかかわらず、耐熱性は前述のメタ系アラミド繊維、フッ素系繊維、ポリイミド繊維に比較して低く、連続１９０℃以上の高温下で使用されるフィルター材には適用できないという問題があった。
【特許文献１】特許２５９４８４４号（請求項１）
【特許文献２】特開２００１−１９２９５３号公報（請求項１）
【特許文献３】特開平９−６７７８６号公報（請求項３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、例えばゴミ焼却炉、石炭ボイラー、あるいは金属溶鉱炉などから排出される６０〜２００℃もの高温の排ガス中に含まれるダストを高い捕集効率にて濾過するための耐熱性フィルター材において、フィルター材に織物を用いることでフェルトを構成する繊維、特にけん縮を有さないガラス繊維と耐熱性有機繊維との一体化の問題を解決し、また、これら繊維と織物との絡合性に優れ、フェルト全体の絡合性を高くでき、さらに熱融着部によりガラス繊維の脱落量を軽減するとともに、熱による寸法安定性に優れ、ＰＰＳ繊維１００％からなる従来の耐熱性フィルター材よりも高い運転温度領域で使用することができる、耐熱性に優れた耐熱性フィルター材およびその製造方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の耐熱性フィルター材は、耐熱性有機繊維とガラス繊維とを含む耐熱性フィルター材において、該耐熱性有機繊維が、少なくとも延伸糸からなるポリフェニレンサルファイド繊維を含み、前記耐熱性フィルター材が、織物構造体を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、織物構造体のカバーファクターとしては、１００〜２０００の範囲内のものが好ましく、剛軟度としては、５０〜２５０ｍｇの範囲内のものが好ましい。
ポリフェニレンサルファイド繊維は、未延伸糸を含んでいるものが良い。また、耐熱性フィルター材を構成する繊維の配合率は、ポリフェニレンサルファイド繊維が２５〜７５重量％の範囲内であり、ガラス繊維が２５〜７５重量％の範囲内であるものが好ましい。そして、耐熱性フィルター材を構成している繊維全体が、部分的に熱融着されているのが好ましい。  さらに、耐熱性フィルター材の濾過層表面に、フッ素樹脂製微多孔膜が貼り合わせられているものが好ましい。
【００１３】
本発明のバグフィルターは、上記いずれかの耐熱性フィルター材を濾布として構成されてなるものである。
【００１４】
本発明の耐熱性フィルター材の製造方法は、少なくとも次の工程を順次経てなる製造方法である。
【００１５】
第１工程：耐熱性有機繊維２５〜７５重量％と、ガラス繊維２５〜７５重量％をそれぞれの配合率にとりわけ、一定面積のラチス上に前記繊維を積層し、開繊機にて前記繊維を混綿する混綿工程。
【００１６】
第２工程：ローラーカードにて繊維方向を一定方向に引き揃えてウエブを作成し、さらに目付が１２５〜４００ｇ／ｍ２の範囲内になるようにウエブを折り重ね、得られたウエブと、別に準備した耐熱性繊維からなる織物を組み合わせて、厚み方向にニードルパンチ処理を行うローラーカード／ニードルパンチ工程。
【００１７】
ここで、第１工程に記載の混綿工程において、耐熱性有機繊維とガラス繊維のうち、比重の高い繊維が上になるように積層するのが好ましく、第１工程に記載の混綿方法が、一定面積のラチス上に前記それぞれの繊維をまだらに配置させるのが好ましい。
【００１８】
また、第１工程の耐熱性有機繊維としてポリフェニレンサルファイド繊維を用いるとともに、更に次の第３工程を経るのが好ましい。
【００１９】
第３工程：第２工程で得られた不織布の片面あるいは両面に、加熱処理を行い、前記ポリフェニレンサルファイド繊維を融着させる工程。
【００２０】
また、耐熱性フィルター材の片面にフッ素樹脂製微多孔膜を積層し、熱プレスロールにて熱圧着させて一体化するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フィルター材として織物構造体を用いることでフェルトを構成する繊維、特にけん縮を有さないガラス繊維と耐熱性有機繊維が、織物との絡合性に優れ、フェルト全体の絡合性を高くでき、さらに熱融着部によりガラス繊維の脱落量を軽減するとともに、熱による寸法安定性に優れ、ＰＰＳ繊維１００％からなる従来の耐熱性フィルター材よりも高い運転温度領域で使用することができる、耐熱性に優れた耐熱性フィルター材およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の耐熱性フィルター材およびその製造方法を実施するための最良の形態を実施例の図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１〜２は、本発明にかかる耐熱性フィルター材の厚み方向の分解断面図、図３〜４は、本発明にかかる耐熱性フィルター材の集じん性能を試験するための試験装置の概略図である。
【００２４】
図１において、本発明の耐熱性フィルター材は、不織布１と、織物２と、前記不織布１とから構成され、これらは図のように織物２の両面を不織布１がサンドイッチ状に挟んで一体に積層されたものである。
【００２５】
不織布１は、本発明の耐熱性フィルター材のベースとなるもので、不織布１としては、耐熱性有機繊維とガラス繊維を含んで構成されたもので、該耐熱性有機繊維として延伸糸からなるＰＰＳ繊維が使用されている。
【００２６】
本発明で言う「耐熱性有機繊維」としては、少なくとも延伸糸からなるＰＰＳ繊維を含むことが必須である。また、「ＰＰＳ繊維」とは、耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性に優れていることで知られている繊維であり、該繊維はその構成単位の９０％以上が−（Ｃ６Ｈ４−Ｓ）−で構成されるフェニレンサルファイド構造単位を含有する重合体からなる繊維である。したがって、この繊維を使用すれば、耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性に優れた耐熱性フィルター材を得ることができる。それ以外の耐熱性有機繊維としては、例えばパラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素系繊維および炭素繊維なども使用することができる。
【００２７】
ところで、本発明において、特に延伸糸からなるＰＰＳ繊維を必須の構成要件として用いるのは、耐薬品性、耐加水分解性、捲縮率の観点からであり、延伸糸を用いると耐熱寸法安定性が格段に向上するからである。また、かかる延伸糸からなるＰＰＳ繊維にガラス繊維を混綿することにより、安価でありながら高捕集効率化を達成することが可能となるからである。「ガラス繊維」は、上述のＰＰＳ繊維に比べ耐薬品性、耐加水分解性には劣るものの、他の耐熱性有機繊維や炭素繊維に比べると、最も安価で耐熱性に優れた繊維であり、ＰＰＳ繊維と繊度の細いガラス繊維を混綿することによって、フィルター表面の繊維表面積を大きくすることができ、高捕集効率の耐熱性フィルター材を提供することができる。
【００２８】
なお、本発明の耐熱性フィルター材に用いる耐熱性有機繊維としては、常用使用温度が１５０℃以上に耐えられるものが好ましいが、たとえばポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの通常合成繊維は常用使用温度が１５０℃未満のため、本発明の耐熱性有機繊維としては使用されない。
【００２９】
本発明の耐熱性フィルター材の捕集効率は、フィルターを構成する繊維の繊度を細くすると向上させることができるが、別の方法として、繊維の表面摩擦係数や帯電性の異なる異繊維同士を混綿することによっても、捕集効率を向上させることができる。さらにまた、帯電性の異なる繊維同士を混綿することにより、繊維間で電気的な作用が働き（トリボエレクレット効果）捕集効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
延伸糸からなるＰＰＳ繊維とガラス繊維とを組み合わせると、上述の捕集効率の向上効果のほかに、ＰＰＳ繊維の常用使用温度を引き上げるという耐熱性向上効果を奏することができる。すなわち、ガラス繊維の常用使用温度は２６０℃であり、これに近い常用使用温度を有する耐熱性有機繊維との組み合わせでは、該常用使用温度の改善をすることはできない。したがって、たとえばフッ素系繊維やポリイミド繊維の常用使用温度は２６０℃であり、メタ系アラミド繊維の常用使用温度は２１０℃であるから、かかる耐熱性有機繊維とガラス繊維との組み合わせでは、さして大きな改善効果は期待できないのである。ところが、延伸糸からなるＰＰＳ繊維の常用使用温度は１９０℃と低いため、この繊維と常用使用温度２６０℃のガラス繊維とを混綿して構成された不織布は、常用使用温度差が大きい繊維同士の組み合わせとなるので、従来のＰＰＳ繊維１００％の不織布と比べると、特筆すべき向上幅の大きい耐熱性向上効果が得られるのである。ここで常用使用温度とは、１０万時間暴露で強度が半分となる温度である。
【００３１】
次に、不織布１と不織布１の中間に積層される織物２（織物構造体）としては、カバーファクター（以下、ＣＦという。）が１００〜２０００の範囲内のものであるものが好ましい。
【００３２】
ここで、本発明で言う「織物構造体」とは、耐熱性フィルター材の補強用織物のことを言い、織物構造体の織組織には特に限定されない。また、「ＣＦ」とは、織物の緻密さを表すものであり、次式で表現される値である。
ＣＦ＝（経糸密度（本／２．５４ｃｍ））×（経糸繊度（ｄｔｅｘ））（０．５）＋（緯糸密度（本／２．５４ｃｍ））×（緯糸繊度（ｄｔｅｘ））（０．５）。
【００３３】
けん縮を有さないガラス繊維、耐熱性有機繊維と、織物構造体とが十分に絡合するためには、織物は一定の緻密さを有するものが好ましい。ＣＦが１００未満であると織物構造体自身の強度が低く耐熱寸法安定性も悪くなる傾向となり、ＣＦが２０００を越える織物構造体を用いると織物が緻密になりすぎるため、絡合処理時にけん縮を有さないガラス繊維との絡合が十分に生じないため好ましくない。ＣＦのより好ましい範囲は５００〜１８００である。
【００３４】
用いる織物構造体の剛軟度は５０〜２５０ｍｇの範囲内のものが好ましい。剛軟度が５０ｍｇ未満であると剛性が低くなる傾向となり、２５０ｍｇを越える織物を用いると、例えばニードルパンチのような絡合処理の時にけん縮を有さないガラス繊維が絡むよりも折損する部分が多く発生し、結果的にガラス繊維と耐熱性有機繊維、織物構造体が十分に絡合しないので好ましくない。より好ましい剛軟度の範囲は１２０〜２００ｍｇである。
【００３５】
また、織物構造体の構成繊維としては、例えば有機繊維や無機繊維などの耐熱性を有するものが好ましく、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ＰＰＳ繊維、ポリイミド繊維、フッ素系繊維、炭素繊維、ガラス繊維などを用いることができる。中でも耐薬品性、耐加水分解性の観点から特にＰＰＳ繊維、フッ素系繊維を用いることが好ましい。かかるフッ素系繊維は、従来公知のマトリックス紡糸法により製造されるものや、エマルジョン紡糸法またはペースト押出法などによって得られるものも差し支えなく用いることができる。ＰＰＳ繊維としては、紡績糸またはマルチフィラメントを用いることが好ましい。特に、紡績糸は、繊維の表面積が多くなるため、不織布との絡合性に優れる点でより好適である。
【００３６】
ＰＰＳ繊維よりも高い耐熱性を有し、耐薬品性にも優れるフッ素系繊維としては、その重合体の繰り返し構造単位の９０％以上が、主鎖または側鎖にフッ素原子を１個以上含むモノマーで構成された繊維であれば、いずれのものでも使用することができるが、フッ素原子数の多いモノマーで構成された繊維ほど好ましく、例えば、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、または、エチレン−４フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、またはポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）などを使用することができる。かかるフッ素系繊維としては、耐熱性、耐薬品性、また表面低摩擦性に特に優れているポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を用いることがさらに好ましい。
【００３７】
かかる織物構造体を構成する繊維の繊度としては、適度な強度を有しているものであれば特に限定するものではないが、繊度が太すぎると、織条件によっては織物の目が詰まりしやすい傾向にあり、圧力損失が高くなってしまうため好ましくない。逆に、繊度が細すぎると、織り密度が低くなり、通気量は高くなるので、圧力損失は低くなる傾向が出てくるが、織物自身の強度が低下してしまい、耐熱性フィルター材の機械強度を損なう傾向がある。したがって、織物を構成する繊維の総繊度としては、好ましくは１００〜１０００ｄｔｅｘ、より好ましくは３００〜６００ｄｔｅｘの範囲内にあるのが、適度な強度を有し、また、高温時の形態保持性に優れた耐熱性フィルター材を提供することができる。総繊度が１００ｄｔｅｘ未満になると、かかる織物と不織布を積層してニードルパンチ、またはウォータージェットパンチにより絡合させ、一体化させた場合でも、織物積層化による寸法安定性や引張強力の向上効果を十分に得ることができない。また、総繊度が１０００ｄｔｅｘを超えると、寸法安定性や引張強力には優れるものの、耐熱性フィルター材の通気量が低くなる傾向が出てくるため、フィルター性能である捕集効率は良くなるが、初期の圧力損失が高くなり、これを耐熱性フィルター材でバグフィルターとした場合は、その寿命を短くしてしまうため好ましくない。
【００３８】
かかる織物構造体の織組織としては、フィルター性能である圧力損失に影響しないように目の粗い織り組織にすることが好ましく、一般的な構造としては、平織り、二重織り、三重織り、綾織り、朱子織りなどが挙げられるが、特に低コストで汎用的な平織りの織物で満足した性能のものが得られるため好ましく用いられる。織目付としては、好ましくは４９〜２７０ｇ／ｍ２の範囲内、さらに好ましくは１００〜１５０ｇ／ｍ２の範囲内であるものが使用される。
【００３９】
本発明において、ガラス繊維の混綿比率を高くする手段としては、通常、混綿する対象繊維の捲縮率を高くし、繊維同士の絡合性を良くする手段が採用されるが、しかし、極端に混綿する対象繊維の捲縮率を高くしすぎると、フェルト製布時において、ローラーカードで引き揃えられた繊維をフライコームでかき落とすことが困難となり、場合によっては、ローラーカードへの埋綿等の問題が発生し、工程通過性不良の原因となる可能性が高くなる。
【００４０】
かかる場合には、未延伸糸からなるＰＰＳ繊維を少量混入し、フェルトを製布した後に熱処理加工を施し、未延伸糸を熱で部分的に溶融させ混綿する対象繊維同士を熱融着にて固定させることにより繊維同士の絡合性を高め、かつ、ガラス繊維の脱落を低減することが最も好ましい手段である。
かかる未延伸糸からなるＰＰＳ繊維としては、特に限定するものではなく、部分的に未延伸の部分を有していれば、熱融着により混綿する繊維同士の絡合性は十分に高めることが可能である。かかる上述のような熱融着により繊維同士を固定してフェルトの絡合性を高める手段としては、一般的には、低融点の熱融着繊維などを少量だけ混綿させる場合が多いが、低融点の熱融着繊維では優れた耐熱性が得られず、また耐薬品性にも劣るため、本発明においては耐熱性及び耐薬品性に優れている、未延伸糸からなるＰＰＳ繊維を用いることが好ましい。
【００４１】
かかる未延伸糸からなるＰＰＳ繊維の比率は、ガラス繊維の比率を高くするほど高くする必要があるが、未延伸糸からなるＰＰＳ繊維の比率は、ガラス繊維の混綿比率に対して１〜１０重量％程度混綿することにより、繊維同士の絡合性が向上し、画期的なガラス繊維脱落量低減効果を有する。
【００４２】
ＰＰＳ繊維とガラス繊維の混綿比率としては、それぞれ２５〜７５重量％、７５〜２５重量％の範囲内が好ましい。ＰＰＳ繊維の混綿比率が２５重量％未満となると、ガラス繊維の混綿比率が高くなるので、細い繊維の混綿比率が増えて捕集効率は向上するが、耐熱性フィルター材自身の耐薬品性や耐加水分解性が低下するため好ましくない。さらに、ＰＰＳ繊維の混綿比率が７５重量％を超えると、ガラス繊維の混綿比率が低くなるので、ＰＰＳ繊維の混綿比率が増えて耐薬品性や耐加水分解性は優れるが、耐熱性フィルター材の捕集効率が大幅に低下するため好ましくない。
【００４３】
耐熱性繊維からなる不織布、あるいは、該不織布と織物を絡合する手段としては、ニードルパンチおよびウォータージェットパンチから選ばれた少なくとも一方の手段が好ましい。絡合強度の上からは、前者のニードルパンチが好ましく採用されるが、要求される圧力損失や捕集性能によってはウォータージェットパンチが好ましい場合があり、また、これらの組合せ処理が施されたものが、バランス調整されたものを与える場合があるので、適宜選択して採用するのが好ましい。
【００４４】
本発明の耐熱性フィルター材は、不織布の片面あるいは両面に加熱処理を行い、不織布を構成するポリフェニレンサルファイド繊維を融着させることにより、フェルトの絡合性に優れるとともに、ダストが堆積するエアー流入面の濾過層の繊維の一部も融着させるため、さらにダスト剥離性能や捕集性能を高めることができる。かかる融着方法としては、毛焼処理やミラー加工などの方法を用いることができる。特にダスト捕集効率の高いものが要求される場合は、両面とも処理を施したものが好ましく使用されるが、具体的には、耐熱性フィルター材の濾過面に、バーナー炎あるいは赤外線ヒーターなどによる毛焼き処理を行ったり、熱ロールでプレスするものである。かかる処理を施すことによって、濾布表面ならびにフェルトを構成している繊維全体を部分的に熱融着したり、目詰めしたり、さらに両方の手段でカレンダー加工することにより、捕集性能を向上させることができる。
【００４５】
さらに、本発明の耐熱性フィルター材においては、図３に示すようにそのエアー流入面にフッ素樹脂製微多孔膜３を貼り合わせることにより、ダスト剥離性能や捕集性能を向上させることができる。かかるフッ素樹脂製微多孔膜３としては、優れた耐熱性と化学安定性をもつポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ） 樹脂からなるものが好ましい。かかるフッ素樹脂製微多孔膜を用いることにより、ほとんどのアルカリ、酸、溶剤に対して安定で耐薬品性に優れ、低摩擦抵抗のためダストの剥離性に優れる。また、均一な孔径を有していることから、耐熱性フィルター材の表面にラミネートした場合でも、場所による通気性のバラツキ等も少なくダスト捕集効率に優れた耐熱性フィルター材を提供することができる。かかるフッ素樹脂製微多孔膜３の孔径としては、１〜２０μｍの範囲が、膜厚としては１〜１００μｍの範囲内が、目付としては１〜３０ｇ／ｍ２の範囲内が、耐熱性フィルター材の圧力損失の上から好ましい。
【００４６】
かかるフッ素樹脂製微多孔膜３の通気量としては、１〜２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲内が好ましい。通気量が１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ未満だと、初期の圧力損失が高くなるため、集塵機の運転状態によっては、パルスジェットの頻度が多くなり、バグフィルターの寿命が短くなる可能性が高くなる。逆に２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを越えると、圧力損失が低くなり、パルスジェットの頻度は軽減するが、フッ素樹脂製微多孔膜ラミネート化によるダスト剥離性や捕集性能が十分高くすることができず、該微多孔膜と不織布（フェルト基材）の間にダストが進入する可能性が高くなり、差圧が異常上昇し、最悪の場合はフィルターが破損することがあるので好ましくない。
【００４７】
次に、本発明の耐熱性フィルター材の製造方法の一例を前述の図面を参照しながら、以下工程別に説明する。なお、次の１〜４までの工程は本発明の製造方法に必須の工程であるが、その他の工程は所望により行われる。
【００４８】
１．不織布原綿の混綿工程
この工程では、不織布１のウェブの構成繊維である耐熱性有機繊維の原綿とガラス繊維の原綿とを混綿する。まず、耐熱性有機繊維とガラス繊維をそれぞれが２５〜７５重量％と、ガラス繊維２５〜７５重量％の範囲内の配合率になるようにとりわけ、一定面積のラチス上に各繊維を積層し、無数の針の付いた回転ドラムからなる開繊機にて均一になるまで混綿する。
【００４９】
２.カード工程
次に得られた混綿した原綿を用いて不織布１のウェブを製造する。まず、上記混綿した原綿を一定の方向に引きそろえる為に無数の針の付いた回転ドラム、シリンダーの中に投入し、カーディングして繊維を一定方向に引きそろえる。得られたウエブをクロスラッパーによりラチス上に一定の振幅で折り重ね、不織布１とする。最終的に仕上がるフェルトの目付としては、この時の原綿投入量とライン速度で決める。当然、原綿投入量が多くライン速度が遅ければ目付は高く、原綿投入量が少なくライン速度が早ければ目付は低くなる。
【００５０】
３.織物構造体の製造工程
この工程では、耐熱性繊維を用いて織物構造体２を製織する。まず耐熱性繊維を上述と同様に一定方向に引き揃えて束上とし、徐々に細く引延ばし撚りをかけて紡績糸とする。次に、紡績糸をタテとヨコ方向それぞれ所定本数で製織するが、織物が緻密になりすぎると不織布との絡合性が不十分となるため、ＣＦは１００〜２０００の範囲となるように製織する。
【００５１】
４.不織布と織物構造体のニードルパンチ工程
図１に示すように、前工程で予め得られた耐熱性繊維からなる織物構造体２の片面に、エアー流入面の濾過層を形成する不織布１ａを積層し、もう一方の面にエアー排出面の濾過層を形成する不織布１ｂを積層し少なくとも３層構造の不織布とする。得られた積層体は、全体を押さえロールによって軽く圧縮をかけラップ状態にしてから、ニードルパンチにより各積層体同士を厚み方向で絡合処理して、各層の構成繊維を一体化させ、織物構造体２を含んだ本発明の耐熱性フィルター材とする。なお、本発明におけるエアー流入面とは、表面濾過用耐熱性フィルター材において、ダストが含まれたエアーが最初に耐熱性フィルター材と接触する面のことを示し、ダストを耐熱性フィルター材表面で捕集しダスト層を形成させる面のことを表す。また、その裏面側でダストが除去されたエアーが排出される面のことをエアー排出面と定義する。
【００５２】
かかる絡合処理のニードルパンチの針密度としては、耐熱性フィルター材の強度や見かけ密度、また通気量の点から３００本／ｃｍ２以上であることが好ましい。かかる針密度は、少なすぎると繊維同士の絡合性が弱く、耐熱性フィルター材の強度が低くなってしまい、また見かけ密度も低くなる傾向があり、得られるフェルトの目も粗く、通気量も高くなりすぎてしまうため、ダストの捕集性能が悪くなる傾向があり好ましくない。逆に、針密度が多くなり過ぎた場合、ニードルによって繊維や織物（骨材）が傷つけられるため、耐熱性フィルター材の強度は低くなる場合があり好ましくない。また耐熱性フィルター材の収縮傾向が強くなるため、見かけ密度が上がって、ダスト捕集性能は良くなるが、通気量が低くなるため、使用初期の状態から圧力損失が高くなってしまい、短寿命化につながるため好ましくない。従って好ましい針密度は３００〜９００本／ｃｍ２、より好ましくは４５０〜８００本／ｃｍ２の範囲内である。
【００５３】
上述のことから、耐熱性フィルター材の見掛け密度としては、適宜ニードルパンチ条件を調整して、０．１〜１．５ｇ／ｃｍ３の範囲内にすることが好ましく、さらには０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲内にすることが好ましい。また通気量についても、適宜ニードルパンチ条件を調整して、１０〜８０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲内が好ましい。不織布の目付としては、好ましくは２５０〜８００ｇ／ｍ２の範囲内、さらに好ましくは５００〜７００ｇ／ｍ２の範囲内であるものが使用される。
【００５４】
５.加熱、表面処理工程
次に、必要により、不織布の片面あるいは両面に加熱処理を行い、ポリフェニレンサルファイド繊維を融着させ、一体化させる。
【００５５】
すなわち、加熱、表面処理の方法として、以下のＡ〜Ｃの方法を適宜選択して実施することが好ましい。
【００５６】
Ａ．得られた耐熱性フィルター材の片面、あるいは両面側からバーナー炎により毛焼き処理を行い、フィルター材の表面繊維の毛羽立ち部分を溶融して除去することによりダストの払い落とし性を良好にすると同時に、フィルター材を構成している各種繊維同士を部分的に熱融着させることにより、フィルター材の絡合性を向上させる表面処理工程。
【００５７】
Ｂ．得られた耐熱性フィルター材の片面、あるいは両面側から赤外線ヒーターにより加熱処理を行い上述の毛焼き処理と同様にダスト払い落とし性、フィルター材の絡合性を向上させる表面処理工程。
【００５８】
Ｃ．得られた耐熱性フィルター材の片面、あるいは両面側に熱ロールで加熱プレス処理を行い上述の毛焼き処理、あるいは赤外線ヒータによる過熱処理と同様にダスト払い落とし性、フィルター材の絡合性を向上させる表面処理工程。
【００５９】
６. ラミネート工程
本発明の耐熱性フィルター材のダスト剥離性を向上させるには、さらには、図３に示すように、図１の不織布１の毛焼き処理面側（エアー流入方向Ａ）にフッ素樹脂製微多孔膜３を積層し、熱プレスまたは熱プレスロール加工などにより圧着、融着といったラミネート加工法により貼り合わせをしてもよい。ラミネート加工時の熱プレスまたは熱プレスロール処理温度は、特に限定するものではないが、耐熱性有機繊維を基材とした耐熱性フィルター材を構成する繊維の種類により、処理温度は、該耐熱性有機繊維の融点もしくは分解点以下とすることが熱による強度劣化の影響がなく好ましく、例えば、設定温度は１５０〜５００℃の範囲内とすることが好ましい。また、ラミネート加工時のプレス圧力も特に限定するものではないが、必要以上に高圧でプレス加工を施すと、フッ素樹脂製微多孔膜３の均一な孔径が損なわれる可能性があり、耐熱性フィルター材自体の通気量が低下するため、プレス圧力の設定としては、ラミネート加工後の通気量に影響が出ないことが好ましく、例えば、９８〜９８０ｋＰａの範囲内とすることが好ましい。
【００６０】
以上に述べた本発明の製造方法において、さらに各工程を次の様にしても良い。すなわち、第１工程の不織布原綿の混綿工程においては、一定面積のラチス上に各種繊維を積層する際は、好ましくは、比重の高い繊維が上になるように積層した方が繊維の飛散が少なく均一に混綿できるので好ましい。かかる積層方法として、比重の低い繊維を上に積層した場合、積層した各種繊維の高さが嵩高になるため、ラチスによる搬送工程中に繊維が飛散してしまうため、所要の配合率になるように各種繊維を計量しても正しい混綿比率の不織布が得られなくなるので好ましくない。また、同様に開繊機による各種繊維の開繊工程においても、回転ドラムにより発生する風圧により、比重の低い繊維は飛散してしまため、同様に正しい混綿比率の不織布が得られなくなるので好ましくない。上述のことから、第１工程の各種繊維の配合方法においては、一定面積のラチス上に各種繊維を積層する際は、比重の高い繊維が上になるように各種繊維の間で傾斜をつけることにより、比重の高い繊維が比重の低い繊維を押さえるようなかたちとなり、繊維の飛散を抑制し積層した際の各種繊維の高さも低減できるため好ましい。
【００６１】
次に、上述の第１工程における各種繊維の混綿方法においては、好ましくは一定面積のラチス上に各種繊維をまだらに配置させることが均一に混綿できる点で好ましい。かかる混綿方法として、ラチス上で各種繊維をまだらにしない場合、開繊機のみでは部分的に開繊が不十分な箇所があるため好ましくない。上述のことから、第１工程の各種繊維の混綿方法においては、一定面積のラチス上に各種繊維をある程度まだらに配置させることにより、部分的に開繊が不十分な箇所がなく各種繊維の混綿状態が良好となるため好ましい。
【００６２】
このようにして得られた本発明の耐熱性フィルター材は、袋状に縫製し、耐熱性の要求されるゴミ焼却炉や石炭ボイラー、もしくは金属溶鉱炉などの排ガスを集塵するバグフィルターとして好適に使用される。この縫製に使用される縫糸としては、該耐熱性フィルター材やそれを構成する織物に使用した繊維と同様の、耐薬品性、耐熱性を有する繊維素材で構成された糸を使用するのが好ましく、たとえばＰＰＳ繊維やフッ素系繊維などを使用するのがよい。
【００６３】
かかるバグフィルターを縫製する際は、フィルター材の表面処理面側あるいはフッ素樹脂製微多孔膜側が濾過面となるように縫製するのが、ダストの払い落とし性に優れるため好ましく、さらにはリテーナーとの摩耗から回避できるため好ましい。  
【実施例】
【００６４】
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００６５】
なお、本発明の耐熱性フィルター材の各物性の測定方法は以下の通りとした。
【００６６】
［目付］
耐熱性フィルター材を４００ｍｍ角にカットして、その重量から算出した。
【００６７】
［厚み］
シックネスダイヤルゲージ（押し圧力３．５Ｎ）にて測定した。測定箇所は無作為に６点選んで測定した。
【００６８】
［通気量］
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６（１９９０）に規定されるフラジール形法に基づいて測定した。測定箇所は、無作為に６点選んで測定した。
【００６９】
［繊維の脱落量］
図４の集じん性能試験装置（ＪＩＳ  Ｚ８９０８−１−２００５）を用いて、本発明のフィルター材に対し繰り返しパルス負荷後のフェルト重量変化率の測定を行った。
【００７０】
図４の集じん性能試験機を説明すると、図において、４はダスト供給機、５はパルスジェット負荷機、６は上流チャンバー、７はダストが含まれたエアー、８は払い落としダスト捕集部、９は本発明の耐熱性フィルター材、１０は下流チャンバー、１１はＨＥＰＡフィルター、１２は流量計、１３は送風機、１４はダストが除去されたエアー、１５はデジタルジ差圧計である。
【００７１】
まず、本発明の耐熱性フィルター材９（濾過面積０．９ｍ２）の下流側に設置された送風機１３と流量計１２により耐熱性フィルター材９に対し、濾過風速２．０ｍ／ｍｉｎの気流を与え、一方耐熱性フィルター材９のエアー流入面側には、ＪＩＳ１０種ダストをダスト供給機４にてダスト供給量１０ｇ／ｈｒ（ダスト濃度１ｇ／ｍ３）に調整したダストを耐熱性フィルター材９に負荷した。そして、耐熱性フィルター材９の下流方向にあるパルスジェット負荷機５によりパルスジェット圧力５００ｋＰａ（５０ｍｓｅｃ）の条件で装置を運転させ、５秒間隔毎にパルスジェットを５０,０００回負荷し、パルス負荷前後のフェルト重量を計測し、次式から重量変化率を以下の計算式にて求めた。
重量変化率（％）＝（１−（パルス負荷後フェルト重量÷パルス負荷前フェルト重量）×１００
（注）パルス負荷前後フェルト重量の単位はｇである。
【００７２】
繊維の脱落量の判定基準は、重量変化率５％未満を○（マル）、５％以上１０％未満を△（サンカク）、１０％以上を×（バツ）とした。
【００７３】
［大気塵捕集効率試験］
図３の装置（ＪＩＳ  Ｂ９９０８−１９９１に準拠）を用いて大気塵計数法による捕集効率の測定を行った。
【００７４】
図３の大気塵捕集効率試験機において、９は本発明の耐熱性フィルター材、１３は送風機、１８、１９はパーティクルカウンターである。
【００７５】
すなわち、耐熱性フィルター材９（φ１７０ｍｍ）の下流側に設置された送風機１３により耐熱性フィルター材９に対し、濾過風速１ｍ／ｍｉｎの気流を５分間通気させた後、耐熱性フィルター材９の上流側の大気塵（粒径：０．３〜５μｍ）個数Ａをリオン株式会社製パーティクルカウンター１８によって測定し、同時に耐熱性フィルター材９の下流側の大気塵（粒径：０．３〜５μｍ）個数Ｂを同社製パーティクルカウンター１９によって測定した。測定試料はｎ＝３で行った。
【００７６】
該大気塵個数から次式によって捕集効率を求めたものである。
大気塵捕集効率（％）＝（１−（Ｂ÷Ａ））×１００
Ａ：上流側大気塵個数
Ｂ：下流側大気塵個数
なお、大気塵捕集効率の判定基準は、粒径１μｍ未満のダスト捕集効率が５０％以上を○（マル）、４５％以上５０％未満を△（サンカク）、４５％未満を×（バツ）とした。
【００７７】
［集じん性能試験］
図４の集じん性能試験装置（ＪＩＳ  Ｚ８９０８−１−２００５）を用いて繰り返しダスト払い落とし後の集じん率の測定を行った。
【００７８】
耐熱性フィルター材９（濾過面積０．９ｍ２）の下流側に設置された送風機１３と流量計１２により耐熱性フィルター材９に対し、濾過風速２．０ｍ／ｍｉｎの気流を与え、耐熱性フィルター材９のエアー流入面側に、ＪＩＳ１０種ダストをダスト供給機４にてダスト供給量５４ｇ／ｈｒ（ダスト濃度５ｇ／ｍ３）に調整したダストを耐熱性フィルター材９に負荷した。そして、耐熱性フィルター材９の下流方向にあるパルスジェット負荷機５によりパルスジェット圧力５００ｋＰａ（５０ｍｓｅｃ）の条件で装置を運転させ、圧力損失が１．０ｋＰａまで上昇する毎にパルスジェットを初期３０回打ち、圧力損失の推移をデジタル差圧計１５で連続モニターリングした。
【００７９】
また、耐熱性フィルター材９の下流側にＨＥＰＡフィルター１１を設置し、耐熱性フィルター材９から漏れ出たダストを捕集させ、ダストの供給量とダストの漏れ量から集じん率を以下の計算式にて求めた。
集じん率（％）＝（ダスト供給量−ダスト漏れ量）÷ダスト供給量×１００  
（注）ダスト供給量とダスト漏れ量の単位はｇである。
【００８０】
なお、集じん性能試験の判定基準は、集じん率が９９．９９００％以上を○（マル）、９９．９４００％以上９９．９９００％未満を△（サンカク）、９９．９４００％未満を×（バツ）と評価した。
【００８１】
［長期耐熱処理後のテーバ型磨耗試験（耐熱性向上効果率）］
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６（１９９０）のテーバ型磨耗試験に準じて測定した。試験片サイズはφ１３０ｍｍ、試験数５枚、磨耗輪Ｎｏ．ＣＳ−１７、荷重９．８１Ｎ、磨耗回数５００回の磨耗を付与し、試験前後の試験片重量から重量変化率を以下の計算式にて求めた。
【００８２】
なお、テーバ型磨耗試験に供する試験片は事前に高温処理を施すこととし、処理温度条件は各種耐熱性フィルター材を構成する有機繊維の常用使用温度＋３０℃とし、処理期間は３６５日間とした。
重量変化率（％）＝（試験前重量−試験後重量）÷試験前重量×１００  
（注）試験前後の重量の単位はｇである。
【００８３】
また、ガラス繊維混綿化による耐熱性向上効果率を以下の計算式にて求めた。
耐熱性向上効果率（％）＝（有機繊維１００％フェルトの重量変化率÷有機繊維５０％とガラス繊維５０％フェルトの重量変化率）×１００
（例）有機繊維がＰＰＳの場合
（ＰＰＳ１００％フェルトの重量変化率÷ＰＰＳ５０％とガラス繊維５０％フェルトの重量変化率）×１００
なお、長期耐熱処理後のテーバ型磨耗試験の判定基準としては、耐熱性向上効果率が１５０％以上を○（マル）、１２５％以上１５０％未満を△（サンカク）、１２５％未満を×（バツ）と評価した。
【００８４】
［総合判定］
総合判定の判定基準は、フェルト重量の変化率、大気塵捕集効率、集じん率、耐熱性向上効果率の判定で全項目が○（マル）の耐熱性フィルター材を○（マル）、△（サンカク）が３ヶ未満あるいは×（バツ）が２ヶ未満の耐熱性フィルター材を△（サンカク）、△（サンカク）が３ヶ以上あるいは×（バツ）が２ヶ以上の耐熱性フィルター材を×（バツ）とした。
【００８５】
実施例１
まず、繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．５μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍのＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ３０１（レギュラー）−２．２Ｔ５１ｍｍ）を用い、単糸番手２０ｓ、合糸本数２本の紡績糸（総繊度６００ｄｔｅｘ）を得た。これを平織りとし経糸密度２８本／２．５４ｃｍ、緯糸密度１８本／２．５４ｃｍ、カバーファクターが１１２７、ガーレ剛軟度１５８ｍｇのＰＰＳ紡績糸からなる図１の織物２を得た。
【００８６】
次に、繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．５μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍのＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ３０１（レギュラー）−２．２Ｔ５１ｍｍ、比重１．３４）４０％と、繊度６．０ｄｔｅｘ（繊維径２３．９μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３４のＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ１０１（未延伸糸）−６．０Ｔ５１ｍｍ）１０％と、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））５０％とを、ガラス繊維／ＰＰＳ繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理を行い、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理をし、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１ａ、１ｂとして、目付が２１３ｇ／ｍ２と２１９ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【００８７】
そして、図１に示すように、それぞれの不織布１ａ、１ｂで織物２をサンドイッチし、さらにニードルパンチ加工により織物２と、上述の不織布１ａ、１ｂとを絡合させ、目付が６０２ｇ／ｍ２、総刺針密度が３００本/ｃｍ２の耐熱性フィルター材を得た。なお、ここで得られた耐熱性フィルター材は、ニードルパンチ処理により収縮して理論上より目付が高くなっている傾向がみられた。
【００８８】
さらに、耐熱性フィルター材のエアー流入面Ａとエアー排出面の両側に、バーナー炎にて毛焼き処理、熱プレス加工を行いフィルター材の構成繊維を部分的に熱融着させ、目付が６１２ｇ／ｍ２、厚みが３．１ｍｍ、通気量が２０．３ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの本発明の耐熱性フィルター材を得た。そして、このフィルター材に対し、上述した厚み、目付け、通気量等を測定の上、集塵性能を評価した。
【００８９】
得られた耐熱性フィルター材の性能を後述の表１に示した。
【００９０】
実施例２
今度は、開繊機処理工程のみ各種繊維をラチス上にまだらに配置させて開繊処理を行い、その他は実施例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付６２４ｇ／ｍ２、厚みが３．１ｍｍ、通気量が２１．９ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
【００９１】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表１に示した。
【００９２】
実施例３
実施例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付６３４ｇ／ｍ２、厚みが３．２ｍｍ、通気量が２１．２ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。さらに、その片面の毛焼き処理面に厚さ３０μｍ、孔径１５μｍの図２のフッ素樹脂製微多孔膜３（住友電工ファインポリマー（株）製“ポアフロン（Ｒ）メンブレン”ＡＰ１５００−３０）を積層し、６０ＴＯＮ熱プレスにて温度２００℃、プレス圧力５ｋＰａ、加圧時間３０秒でラミネート加工を行い目付６４３ｇ／ｍ２、厚みが３．３ｍｍ、通気量が４．９ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
【００９３】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表１に示した。
【００９４】
比較例１
繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．５μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３４のＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ３０１（レギュラー）−２．２Ｔ５１ｍｍ）７５％、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））２５％をＰＰＳ繊維／ガラス繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理をし、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理を行い、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１として、目付が２２５ｇ／ｍ２と２３８ｇ／ｍ２の２種類を作成し、それぞれを重ね合わせた状態でさらにニードルパンチ加工により不織布を絡合させ、織物構造体を含まない状態の目付が５６０ｇ／ｍ２、厚みが２．９ｍｍ、通気量が３０．２ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
【００９５】
比較例１のフィルター材は、開繊機による繊維の開繊方法とフィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【００９６】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表１に示した。
【００９７】
比較例２
繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．５μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３４のＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ３０１−２．２Ｔ５１ｍｍ）をオープナー、カーディング処理して刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１ａ、１ｂとして、目付が２１０ｇ／ｍ２と２２３ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５２９ｇ／ｍ２、厚みが２．４ｍｍ、通気量が３３．６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃのガラス繊維を含まない耐熱性フィルター材を得た。
【００９８】
比較例２のフィルター材は、フィルター材にガラス繊維および織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。得られた耐熱性フィルター材の性能を表１に示した。
【００９９】
比較例３
繊度７．４ｄｔｅｘ（繊維径１３．５μｍ）、カット長７０ｍｍ、捲縮数１１．６個／２５ｍｍ、比重２．３のＰＴＦＥ短繊維（東レ（株）製“トヨフロン”（Ｒ）Ｔ２０１−７．４Ｔ７０ｍｍ）をオープナー、カーディング処理して刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１として、目付が２１７ｇ／ｍ２と２２５ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５６１ｇ／ｍ２、厚みが２．１ｍｍ、通気量が３４．６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
比較例３のフィルター材は、フィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【０１００】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表１に示した。
【０１０１】
比較例４
繊度７．４ｄｔｅｘ（繊維径１３．５μｍ）、カット長７０ｍｍ、捲縮数１１．６個／２５ｍｍ、比重２．３のＰＴＦＥ短繊維（東レ（株）製“トヨフロン”（Ｒ）Ｔ２０１−７．４Ｔ７０ｍｍ）５０％、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））５０％をＰＴＦＥ繊維／ガラス繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理を行い、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理をし、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１ａ、１ｂとして、目付が２２３ｇ／ｍ２と２１７ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【０１０２】
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５８２ｇ／ｍ２、厚みが２．０ｍｍ、通気量が３３．４ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
【０１０３】
比較例４のフィルター材も、開繊機による繊維の開繊方法とフィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。得られた耐熱性フィルター材の性能を表１に示した。
【０１０４】
比較例５
繊度２．２ｄｔｅｘ（異型断面）、カット長５５ｍｍ、捲縮数１０．０個／２５ｍｍ、比重１．４のポリイミド短繊維（ＩＮＳＰＥＣ  ＦＩＢＲＥＳ  Ｉｎｃ“Ｐ８４”（Ｒ）をオープナー、カーディング処理して刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１ａ、１ｂとして、目付が２０７ｇ／ｍ２と２０４ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【０１０５】
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５３３ｇ／ｍ２、厚みが２．９ｍｍ、通気量が２８．６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
比較例５のフィルター材は、フィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【０１０６】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表２に示した。
【０１０７】
比較例６
繊度２．２ｄｔｅｘ（異型断面）、カット長５５ｍｍ、捲縮数１０．０個／２５ｍｍ、比重１．４のポリイミド短繊維（ＩＮＳＰＥＣ  ＦＩＢＲＥＳ  Ｉｎｃ“Ｐ８４”（Ｒ））５０％、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））５０％をポリイミド短繊維／ガラス繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理を行い、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理をし、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１として、目付が２１１ｇ／ｍ２と２２３ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【０１０８】
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５４４ｇ／ｍ２、厚みが２．７ｍｍ、通気量が２９．４ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
比較例６のフィルター材は、開繊機による繊維の開繊方法とフィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【０１０９】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表２に示した。
【０１１０】
比較例７
繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．２μｍ）、カット長４０ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３８のメタ系アラミド短繊維（デュポン（株）製“ノーメックス”（Ｒ））をオープナー、カーディング処理して刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１として、目付が２１１ｇ／ｍ２と２０６ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【０１１１】
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５８１ｇ／ｍ２、厚みが３．０ｍｍ、通気量が２７．６ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
【０１１２】
比較例７のフィルター材は、フィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。得られた耐熱性フィルター材の性能を表２に示した。
【０１１３】
比較例８
繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．２μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３８のメタ系アラミド短繊維（デュポン（株）製“ノーメックス”（Ｒ））５０％、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））５０％をメタ系アラミド短繊維／ガラス繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理を行い、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理をし、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１ａ、１ｂとして、目付が２１７ｇ／ｍ２と２２５ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【０１１４】
それ以外は比較例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５５２ｇ／ｍ２、厚みが２．９ｍｍ、通気量が２９．４ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
比較例８のフィルター材は、開繊機による繊維の開繊方法とフィルター材に織物構造体を含まない点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【０１１５】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表２に示した。
【０１１６】
比較例９
繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．５μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３４のＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ３０１−２．２Ｔ５１ｍｍ）８０％、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））２０％をガラス繊維／ＰＰＳ繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理を行い、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理をし、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチした不織布１ａ、１ｂとして、目付が２１３ｇ／ｍ２と２１７ｇ／ｍ２の２種類を作成した。
【０１１７】
それ以外は実施例１と同様の方法で耐熱性フィルター材を作成し、目付が５９９ｇ／ｍ２、厚みが３．０ｍｍ、通気量が２３．４ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの耐熱性フィルター材を得た。
【０１１８】
比較例９のフィルター材は、ＰＰＳ繊維とガラス繊維の配合率が請求項の範囲外という点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【０１１９】
得られた耐熱性フィルター材の性能を表２に示した。
【０１２０】
比較例１０
繊度２．２ｄｔｅｘ（繊維径１４．５μｍ）、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２．３個／２５ｍｍ、比重１．３４のＰＰＳ短繊維（東レ（株）製“トルコン”（Ｒ）Ｓ３０１−２．２Ｔ５１ｍｍ）２０％、繊度０．７５ｄｔｅｘ（繊維経６μｍ）、カット長５０ｍｍ、捲縮数０個／２５ｍｍ、比重２．５４の非捲縮性ガラス繊維（ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲ  ＹＡＲＮＳ  ＬＬＣ“ＤＥ  ＧＬＡＳＳ”（Ｒ））８０％をガラス繊維／ＰＰＳ繊維の順にラチスに積層し、開繊機にて開繊処理を行い、ローラーカード装置、クロスラッパーにてカーディング処理をし、刺針密度４０本/ｃｍ２で仮ニードルパンチしたが、不織布として形態を保持したものが得られなかった。比較例１０のフィルター材は、ＰＰＳ繊維とガラス繊維の配合率が請求項の範囲外という点で実施例のフィルター材とは大きく異なるものである。
【０１２１】
以上の実施例と比較例のフィルター材の試作および評価結果を表１、２に纏めて示した。
【０１２２】
【表１】
2007175567.tif 000003
【０１２３】
【表２】
2007175567.tif 000004
【０１２４】
表の評価結果から明らかなように、実施例１〜３の耐熱性フィルター材は、フィルター性能の全試験項目が○（マル）の判定であり、比較例１〜１０の耐熱性フィルター材に比べ、フェルト製布および使用時における各種繊維の脱落量を抑制する点で工程通過性および耐久性に優れ、大気塵捕集効率にも優れ、集じん性能試験による初期３０回後の捕集効率にも優れ、ガラス繊維混綿化による耐熱性向上効果率が最も高く優れている。
【０１２５】
一方、比較例１、２、３、５、７、９の大気塵捕集効率ならびに集じん率が低い原因としては、繊維経の細いガラス繊維の混綿比率が低いため、あるいはガラス繊維を混綿していないので、表面濾過が不十分となり、ダストケーキ層が形成されにくいため、長時間の運転で徐々にダストが濾材内部を浸透しているためである。また、比較例４、６、８の耐熱性向上効果率が低い原因としては、耐熱性フィルター材を構成するフッ素系繊維やポリイミド繊維ならびにメタ系アラミド繊維自身の常用使用温度がガラス繊維の常用使用温度とほとんど大差がないため、フッ素系繊維やポリイミド繊維ならびにメタ系アラミドにガラス繊維を混綿した不織布にしても、常用使用温度の低いＰＰＳ繊維ほどの耐熱性向上効果が得られないためである。さらに、比較例１〜９には織物構造体が含まれていないため、織物構造体を含む実施例１〜３よりも、耐熱寸法安定性や不織布自身の絡合性が劣る。かかる結果から、実施例１、２、３の耐熱性フィルター材の有機繊維とガラス繊維を含み、ガラス繊維の混綿比率を高くすることにより、耐熱性フィルター材の高捕集効率化および耐熱性向上化を図ることが可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、例えばゴミ焼却炉、石炭ボイラーあるいは金属溶鉱炉などから排出される高温の排ガス中に含まれるダスト捕集用の他、例えばクリーニング用資材、保温材等の分野のダスト捕集にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明にかかる耐熱性フィルター材の分解断面図の一例である。
【図２】図１のものとは異なる態様の本発明にかかる耐熱性フィルター材の分解断面図の一例である。
【図３】図１〜２の本発明にかかる耐熱性フィルター材の大気塵捕集効率試験装置の概略図である。
【図４】図１〜２の本発明にかかる耐熱性フィルター材の集じん性能試験装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１ａ    不織布
１ｂ    不織布
２    織物
３    フッ素樹脂製微多孔膜
４    ダスト供給機
５    パルスジェット負荷機
６    上流チャンバー
７    ダストが含まれたエアー
８    払い落としダスト捕集部
９    耐熱性フィルター材
１０    下流チャンバー
１１    ＨＥＰＡフィルター
１２    流量計
１３    送風機
１４    ダストが除去されたエアー
１５    デジタルジ差圧計
１６    大気塵エアー
１７    大気塵が除去されたエアー
１８    パーティクルカウンター（上流）
１９    パーティクルカウンター（下流）
Ａ    エアー流入方向
【図１】
2007175567.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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