(57)【要約】【課題】  ダスト排ガス中の粉じんに対する捕集効率を向上させると共に粉じんの捕集容量が大きく、バグフィルタろ材の粉じん払い落とし作動すなわちろ材の膨張・収縮作動に耐えられ結果として使用寿命が長いバグフィルタろ材を提供しようとしたものである。【解決手段】  合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維を積層あるいは混合させ、前記不織布あるいは織布と超極細繊維を一体化したフィルタろ材を円筒状あるいジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工し円形状あるいは封筒形の払い落し再生用のバグフィルタろ材としたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維層を積層させ、前記不織布あるいは織布と超極細繊維を一体化した積層フィルタろ材を円筒状に巻き、端部を接合して円筒ろ材としたことを特徴とする払い落し再生用のバグフィルタろ材。
【請求項２】
請求項１の積層フィルタろ材の超極細繊維の薄い層の表面または裏面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、繊維径が１〜１００μｍ、厚みが０．０５〜２．５ｍｍの不織布あるいは織布を乾燥固着して一体にした多層積層フィルタろ材を円筒状に巻き円筒ろ材としたことを特徴とするバグフィルタろ材。
【請求項３】
合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維層を絡ませて、前記不織布あるいは織布と超極細繊維を混合一体化した混合フィルタろ材を円筒状に巻き、端部を接合して円筒ろ材としたことを特徴とする払い落し再生用のバグフィルタろ材。
【請求項４】
請求項３の混合フィルタろ材の表面または裏面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、繊維径が１〜１００μｍ、厚みが０．０５〜２．５ｍｍの不織布あるいは織布を乾燥固着して一体にした混合フィルタろ材を円筒状に巻き、円筒ろ材としたことを特徴とするバグフィルタろ材。
【請求項５】
請求項１および２の積層フィルタろ材をジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工して円形状あるいは封筒形にしたことを特徴とするバグフィルタろ材。
【請求項６】
請求項３および４の混合フィルタろ材をジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工して円形状あるいは封筒形にしたことを特徴とするバグフィルタろ材。
【請求項７】
請求項１から４までのフィルタろ材にグラフト重合や薬液添着法あるいは活性炭添着法などの手法によりイオン交換基や化学反応基を付与したガス除去フィルタろ材を円筒状に巻くか、またはジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工して円形状または封筒形にしたことを特徴とするバグフィルタろ材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、表面に付着した捕集ダストを払い落とし再生させるようにしたバグフィルタろ材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来より、バグフィルタは焼却設備や製鉄・製鋼工業における電気炉・転炉など各種工場から排出されるダスト排ガスからダストを除去して清浄なエアーとして除去するなどの幅広い分野で利用されている。【０００３】  通常、バグフィルタは各種工場から排出されるダスト排ガスをバグフィルタ本体内に吸煙導通し、バグフィルタろ材にてダストを捕集し清浄エアーとして外気に排気し環境汚染防止などの幅広い分野に利用されている。
そして、バグフィルタはダストなどを除去する途中に、バグフィルタろ材の捕集面を再生するため、ダスト捕集面とは逆のろ材面から、逆洗エアーやパルスジェットなどの圧縮空気を噴出してダスト捕集面を払い落としダスト捕集面の再生を行って、集じん運転を再開している。【０００４】  しかし、ダスト捕集面に送気した圧縮空気はバグフィルタ本体内に均等に圧力がかからないため、捕集したダストの一部しか効果的に剥離させることができず、結果的にまた直ちにダスト捕集面にダストが付着してしまい、再び上記の払い落とし操作を繰り返さざるを得ず、十分な集じん機能を果たすことが出来ない上集じん捕集率が不足し、ろ材の固有抵抗が高くなるといった問題がある上、上記の払い落とし操作によりバグフィルタろ材の寿命が早く来てしまうといった問題もあった。【０００５】  また、これを解決するために、圧縮空気圧力または圧縮空気量を増加してバグフィルタ本体の内圧を高めダスト捕集面のダストを払い落とし再生させることが可能となるが、間欠的に使用する圧縮空気を一時的に貯めておくためのタンクやコンプレッサー容量が膨大となるため、設備費用の増大を伴うことになるなどコスト的な問題が生じてしまいなかなか採用されないといった懸念があった。【０００６】  そして、上記のようなことからバグフィルタろ材に用いられる特性としては、集じん効率が高いこと、即ちダスト漏れが少ないこと、圧力損失が小さいこと、即ち通気性がよく且細孔径が小さいこと、またバグフィルタろ材の強度が大であること、例えばガスの通気圧に対して破れなどを生じないこと、耐用年数が長いこと、例えばパルス逆洗時にかかる繰り返しの屈曲に対する耐久性が大であることなどが要求されていた。【０００７】  このことから、従来バグフィルタ用ろ材の材質としては、ポリエステル、アラミド、４フッ化エチレン樹脂繊維などを混合し、ニードリングしたフェルトが主に用いられていた。【０００８】  しかし、合成繊維フェルトからなるバグフィルタろ材は、微粒子に対してダスト漏れが多く通気性も低く一般的に圧力損失が高いという欠点がありパルスなどでの再生使用中ろ材の膨張・収縮動作でダスト表面層の脱落に耐えられず亀裂などが発生しダストがそのまま漏れてしまうといった懸念があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明の目的は、低圧力損失でダスト排ガス中のダストに対する捕集効率を向上させると共にダストの捕集容量が大きく、ダスト払い落とし動作すなわち、ろ材の膨張・収縮動作に耐えられ、使用寿命の長いバグフィルタろ材を提供しようとしたものである。【００１０】  本発明の目的は、低圧力損失でダストの捕集効率及び強度に優れ、かつ逆洗時のダストの払い落としが容易なバグフィルタろ材を提供しようとしたものである。【００１１】  本発明の目的は、ダスト捕集面の清掃再生時期を延ばしランニングコストなどの維持費削減を図ろうとしたものである。【００１２】本発明の目的は、ダスト捕集効率と低圧力損失を持ちながら、焼却処分可能な新規なバグフィルタろ材を提供しようとしたものである。【００１３】  本発明の目的は、長期間の耐熱性、耐薬品性に優れたバグフィルタろ材を提供しようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明の第１の解決手段はバグフィルタろ材を合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維層を積層させ、前記不織布あるいは織布と超極細繊維を一体化した積層フィルタろ材から構成したものである。【００１５】  本発明の第２の解決手段は、バグフィルタろ材を前記積層フィルタろ材の超極細繊維の薄い層の表面または裏面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、繊維径が１〜１００μｍ、厚みが０．０５〜２．５ｍｍの不織布あるいは織布を乾燥固着して一体にした多層積層フィルタろ材から構成したものである。【００１６】  本発明の第３の解決手段は、バグフィルタろ材を合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維を絡ませて、前記不織布あるいは織布と超極細繊維を混合一体化した混合フィルタろ材から構成したものである。【００１７】  本発明の第４の解決手段は、バグフィルタろ材を混合フィルタろ材の表面または裏面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、繊維径が１〜１００μｍ、厚みが０．０５〜２．５ｍｍの不織布あるいは織布を乾燥固着して一体にした混合フィルタろ材から構成したものである。【００１８】  本発明の第５の解決手段は、バグフィルタろ材を前記［００１４］から［００１７］のフィルタろ材にグラフト重合や薬液添着法あるいは活性炭添着法などの手法によりイオン交換基や化学反応基を付与したガス除去フィルタろ材から構成したものである。【００１９】  本発明の第６の解決手段は、バグフィルタろ材は前記フィルタろ材またはガス除去フィルタろ材を円筒状に形成した円筒ろ材としたものである。【００２０】  本発明の第７の解決手段は、バグフィルタろ材はフィルタろ材またはガス除去フィルタろ材をジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工して円形状あるいは封筒形にしたものである。【００２１】  ここで、フィルタろ材の基材である不織布あるいは織布はポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、レーヨン、ポリプロピレン繊維などの有機繊維やガラス繊維、パルプ繊維が使用可能である。これらを単独で用いてもよいし２種類以上を併用しても良い。【００２２】  これらの不織布あるいは織布の形成方法としては湿式抄紙法を用いる方法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、電界紡糸法などが用いられる。【００２３】  フィルタろ材の接着媒体はバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーなどが使用される。そしてバインダは有機系バインダ、無機系バインダ又は混合して加えて得られる混合バインダが使用される。なお、好ましくはアクリル樹脂が使用される。溶融繊維は芯鞘構造の繊維などが使用される。さらに接着パウダーとしては軟化点の低い樹脂の粉末などが使用される。【００２４】  そして超極細繊維層は電界紡糸法により紡糸された平均繊維径が０．００１〜１μｍの高分子繊維からなる極細繊維で形成されたものである。このように電界紡糸法により製造された超極細繊維層は他不織布、織布などの基材と併用することで十分な強度を有するためバグフィルタろ材の加工性にすぐれている。この電���紡糸法とは従来公知の方法でありノズルなどから供給した紡糸溶液に対して電界を作用させることにより延伸して繊維化する方法である。【００２５】  フィルタろ材の超極細繊維は単繊維直径が０．０１〜０．５μｍの範囲内にあるものであるものを指し、その形態は繊維状の形態であればよく、長さや断面形状にはこだわらないものである。そして超極細繊維を構成する材料は特に限定されるものではないが、例えばポリエステルやポリアミド、ポリオレフイン、ポリフェニレンスルフイド（ＰＰＳ）、アラミドなどが挙げられる。ポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。また、ポリアミドとしてはナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン１１（Ｎ１１）などが挙げられる。ポリオレフインとしてはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。上記材料以外にもフェノール樹脂やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルホン、フッ素系高分子やそれらの誘導体を用いることももちろん可能である。【００２６】  本発明に使用される超極細繊維層は上述のような超極細繊維から構成されているが、超極細繊維は束状になく超極細繊維が分散した状態にあるのが好ましい。これは超極細繊維がスリップフロー効果で流体の流れが良くなり低圧力損失になるためである。【００２７】  次いで前記繊維化した超極細繊維を不織布あるいは織布上に積層させて超極細繊維層を形成できる。この不織布あるいは織布は超極細繊維を捕集でき且つ、バグフィルタろ材の加工性および強度が保持できるものであれば良く形状は特に限定されるものではない。【００２８】  低い圧力損失でありながら高効率のダスト捕集機能を発揮する多層積層フィルタろ材または混合フィルタろ材の製作は、繊維径が１．０〜１００μｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍの合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、その上に、ノズルなどから供給した紡糸材料に対して電界を作用させ延伸した超極細繊維を形成する電界紡糸法、溶融紡糸法により０．０１〜０．５μｍの超極細繊維層を積層させるかまたは混合することで、前記不織布あるいは織布と超極細繊維を一体化したフィルタろ材を形成する。【００２９】  さらに、フィルタろ材のもう一つの形態は前記フィルタろ材の超極細繊維層の表面または裏面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、繊維径が１〜１００μｍ、厚みが０．０５〜２．５ｍｍの不織布あるいは織布を乾燥固着するか、単に物理的に重ねて一体にした多層積層フィルタろ材である。【００３０】  そして低い圧力損失でありながら高効率のダスト捕集機能を発揮するバグフィルタろ材の製作は、フィルタろ材を円筒状に巻き、端部を一体にして円筒ろ材としたものである。【００３１】  もう一つのバグフィルタろ材の製作は、フィルタろ材をジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工し円形状あるいは封筒形としたものである。【００３２】  次に、低い圧力損失でありながら高効率の粉じん捕集機能を有し且つ汚染ガスの吸着機能を発揮するイオン交換基や反応基を付与したガス除去フィルタろ材の製作は、前記多層積層フィルタろ材または混合フィルタろ材にα線、β線、γ線、Ｘ線、電子線などの放射線を照射してラジカル（反応開始種）を生成させる。この照射後の積層フィルタろ材を重合性モノマー含有溶液に浸漬して重合性モノマーを多層積層フィルタろ材または混合フィルタろ材繊維にグラフト重合させる。その結果この重合性モノマーが繊維にグラフト重合側鎖として結合したものが生成する。この生成された重合性モノマーを側鎖として有する繊維をアニオン交換基又はカチオン交換基を有する化合物と接触反応させることにより、グラフト重合された側鎖の重合性モノマーにイオン交換基が導入されて最終生成物が得られる。また、ガスとの反応性を持った化学反応溶液を含浸、乾燥させてガス除去フィルタろ材も製作できる。そこで、かかる生成物が空気中のアルカリ性ガス、酸性ガスなどの汚染ガスと接触した際には、表面積の多い超極細繊維がガスと接触して、低圧損で効率よく接触するので、その汚染ガス除去率が優れたものとなる。【００３３】  また重合性モノマーとして、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルピリジンアクリル酸、メタクリル酸、アリールアミン、クロロメチルスルホン酸などがあるが、カチオン交換基、アニオン交換基の必要性によって適宜選択されるものでありこれらの範囲に限定されるものではない。【００３４】  また、含浸反応液としては水酸化カリウム、炭酸カリウム、硫酸、アミンなどが使用される。【００３５】  なお、ガス除去フィルタろ材は、イオン交換基や薬品を付与した不織布あるいは織布に繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維層を積層または超極細繊維を混合させ、前記不織布あるいは織布と超極細繊維とを組み合わせた構成でもよい。【００３６】  そして、低い圧力損失でありながら高効率のダスト捕集機能を有し且つ汚染ガスの吸着機能を発揮するバグフィルタろ材の製作は、ガス除去フィルタろ材を円筒状に巻くか、またはジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工し円形状に円筒ろ材に製作される。【００３７】  上記課題解決による作用は次の通りである。【００３８】  まず、集じん機の運転によりバグフィルタ内に吸入される汚染ガスやダストを含んだエアーは、バグフィルタろ材を経由してバグフィルタ外へ排気される。この時、ダストは超微小孔が形成された超極細繊維層で捕集される。ここで超極細繊維よりなる緻密な高密度捕捉機能を備えた超極細繊維層から構成されているので、低い圧力損失でありながら高効率の機能が発揮される。
またバグフィルタろ材のダスト払い落としに際しては、電界紡糸法を利用し、極細繊維層（不織布層）と補強用基材を用いることによって、強度向上を目的とした形状保持機能とじん挨保持容量の大きな機能を形成できるので、バグフィルタろ材のダスト払い落とし作動すなわちろ材の膨張・収縮作動に耐えられ結果として使用寿命が長いバグフィルタろ材を提供できるものである。
【発明の効果】
【００３９】  上述したように本発明のバグフィルタろ材は次のような効果がえられる。
（１）バグフィルタろ材は、強度向上を目的とした形状保持機能およびじん埃保持容量の大きな不織布あるいは織布と超極細繊維よりなる緻密な高密度捕捉機能を備えた超極細繊維層を混合または積層し、超極細繊維層でダストを捕集するようにしているので、微粒子を含む広範囲なダストに対しても確実に捕集でき、さらに低い圧力損失でありながら高効率の機能を発揮できる。
（２）バグフィルタろ材を強度向上を目的とした形状保持機能およびじん埃保持容量の大きな不織布あるいは織布で補強したので、度重なる逆洗作動に耐えられ、バグフィルタろ材の寿命を延ばすことができると共に捕集機能の低下を最小限に押さえることができる。
（３）フィルタろ材にグラフト重合や薬液添着法などの手法によりイオン交換基や反応基を付与したガス除去フィルタろ材からを払い落し再生用のバグフィルタろ材としたので、汚染ガスを確実に除去すると共に低い圧力損失でありながら高効率の機能を発揮できる。
（４）バグフィルタろ材表面を平滑にも出来るのでダストの剥離も向上でき、再生時に発生させる逆洗エアー量が少量であっても超極細繊維層から剥離、再生させることができるため、圧縮空気を貯めるためのバッファタンク容量を最小化と省電力化ができる。
（５）超極細遷移層を積層または混合一体化することで、ダストの捕集効率が大幅に向上すると共に、剥離効率も大幅に向上する。
即ち、互いに相反する機能を両立させることができる。
（６）本発明のバグフィルタろ材は極細繊維の交点が熱融着された不織布あるいは交絡された不織布と、強度の大きい繊維製ネットが熱融着されあるいは交絡された物である。したがって、このろ材は、引張強力に優れ、圧力損失が小さく、５μｍ以下の微粒子をも捕捉でき、ろ過精度に優れ、通気度も多く、加熱に対し孔径安定性が良く、加熱等により目開きしない。このろ材は加熱に対し孔径安定性が良いので、加熱や、高温ろ過などを行っても、安定した高精度のろ過を行うことが出来る。又このろ材は、ひだ折り凹凸状の加工が出来る。又このひだ折り加工されたろ材は前記効果に加え、ろ過面積が多いのでろ過の寿命が長いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】積層フィルタろ材を円筒形状にしたバグフィルタろ材。
【図２】図１の平面図。
【図３】積層フィルタろ材をジグザグ状にひだ折り加工し円筒形状にしたバグフィルタろ材。
【図４】図３の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】  図１はバグフィルタろ材１で、バグフィルタろ材１はフィルタろ材２を円筒状に巻き、端部を一体にして円筒ろ材としたものである。
【００４２】  図３はフィルタろ材２をジグザグ状に折り畳んで円形状にひだ折り加工し端部を一体にして円筒ろ材としたものである。
そして、積層フィルタろ材２は下記に示す構成となっている。
【実施例１】
【００４３】  フィルタろ材２の第１の実施形態は繊維径が１．０〜１００μｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍのガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる不織布あるいは織り布のフィルタ基材３表面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、その上に繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維の薄い層４を重ね乾燥固着して一体化して形成される。
【実施例２】
【００４４】  第２の実施形態は前記実施形態の超極細繊維の薄い層４の表面に繊維径が１〜１００μｍ、厚みが０．０５〜２．５ｍｍの不織布あるいは織り布を一体にしてフィルタろ材２が形成される。
【実施例３】
【００４５】第３の実施形態は、繊維径が１．０〜１００μｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍのガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる不織布あるいは織り布のフィルタ基材３表面に繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維を重ねニードリング加工して繊維混合するか、前記フィルタ基材３表面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、その上に繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維を重ねニードリング加工し繊維混合して一体化されたフィルタろ材２が形成される。
【実施例４】
【００４６】  第４の実施形態は繊維径が１．０〜１００μｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍのガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる不織布あるいは織り布の表面にバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて、その上に繊維径が０．０１〜０．５μｍの超極細繊維の薄い層を重ね乾燥固着して一体化したフィルタ基材３に放射線照射した後、スチレンスルホン酸あるいはアクリル酸グリシジルの重合性単量体モノマーを接触させ、それぞれカチオン交換基あるいはアニオン交換基を形成する。これによりカチオン交換基すなわちアルカリガス吸着機能またはアニオン交換基すなわち酸性ガス吸着機能を有したガス除去フィルタろ材２が形成される。【００４７】  なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の変更が可能である。【００４８】  さらに、払い落とし機構を使用せず静的な捕集としてのエアフィルタにも使用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】  バグフィルタを扱っている業界においては、低い圧力損失で且つ高い捕集効率および長寿命の性能を持ったバグフィルタろ材を従来から追い求めている。しかしこれらの性能は相反する性能を持ったものであることなどからなかなか理想とするものが生まれてこなかった。そこで近年繊維業界の技術開発により、超極細繊維などが開発されてきたのをきっかけにフィルタ業界でも理想の性能をもったバグフィルタろ材の開発が注目されている。そこで本発明はこれらの問題を解決し、超極細繊維効果を遺憾無く発揮し低圧損で高効率且つ多層、表面平滑などで長寿命の性能を持ったバグフィルタろ材を提供しょうとしたもので本発明は産業上極めて利用価値の高いものである。
【符号の説明】
【００５０】  １・・・バグフィルタろ材        ２・・・フィルタろ材
３・・・フィルタ基材            ４・・・超極細繊維の薄い層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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