(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐酸性ガラスのガラス繊維束から成るガラス繊維織物と、
前記ガラス繊維織物を被覆する樹脂被覆層と
を備えるバグフィルタ用ガラス繊維織物であって、
前記耐酸性ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｂ２Ｏ３、及びＲ２Ｏ（ＲはＮａ又はＫ）を成分として含み、当該耐酸性ガラスの全質量を１００質量％としたときの各成分の含有量は、ＳｉＯ２が５５〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３が１０〜１４質量％、ＣａＯとＭｇＯとが合計で２０〜２８質量％、Ｂ２Ｏ３が１質量％以下及びＲ２Ｏが１質量％以下であり、
前記樹脂被覆層は、四フッ化エチレン樹脂、グラファイト及びシリコーン樹脂を含む樹脂組成物で被覆処理することにより形成されており、
前記樹脂組成物に含まれる四フッ化エチレン樹脂、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比は、１：０．２〜０．５：０．０５〜１．０である
ことを特徴とするバグフィルタ用ガラス繊維織物。
【請求項２】
前記樹脂組成物に含まれる四フッ化エチレン樹脂、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比は、１：０．２〜０．５：０．１〜０．６であることを特徴とする請求項１に記載のバグフィルタ用ガラス繊維織物。
【請求項３】
前記ガラス繊維織物の質量を１００質量％としたときに、前記樹脂被覆層の質量は５〜２０質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のバグフィルタ用ガラス繊維織物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バグフィルタ用ガラス繊維織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却炉及び鉄鋼炉等の集塵用バグフィルタとしてガラス繊維織物が使用されている。従来のバグフィルタ用のガラス繊維織物としては、例えば特許文献１に記載されているように、ガラス繊維織物に、シリコーン樹脂、グラファイト、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）を含む組成物で被覆処理したものが知られている。
【特許文献１】特開平６−３９２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
バグフィルタは上記の各種炉の排気口に設けられるので、バグフィルタに用いられるガラス繊維織物は、常に圧力が作用した状態で使用される。従って、ガラス繊維織物には、この圧力に抗し得る引張強度を備えることが要求される。また、バグフィルタは、定期的にいわゆる逆洗等を行うことにより粉塵の分離をする保守を行いながら、一定の期間使用される。この逆洗において、ガラス繊維織物は繰り返し屈曲される。従って、ガラス繊維織物には、この繰り返しの屈曲に抗し得る耐折性を備えることが要求される。このようなバグフィルタは、常に高温且つ酸性の環境下に晒されており、引張強度及び耐折性の低下に起因する破損に備えてガラス繊維織物は一定期間ごとに交換される。従って、コスト低減を目的として交換の周期を可能な限り長くするためには、バグフィルタ用のガラス繊維織物に対しては、高温且つ酸性の環境において、強度及び耐折性が劣化し難いことが要求される。この点において、従来のガラス繊維織物は耐酸性及び耐熱性に欠け、十分な強度及び耐折性を維持し難かった。
【０００４】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、耐酸性及び耐熱性に優れ、高温及び酸性の環境下においても、引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るバグフィルタ用ガラス繊維織物は、耐酸性ガラスのガラス繊維束から成るガラス繊維織物と、ガラス繊維織物を被覆する樹脂被覆層とを備えるバグフィルタ用ガラス繊維織物であって、前記耐酸性ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｂ２Ｏ３、及びＲ２Ｏ（ＲはＮａ又はＫ）を成分として含み、当該耐酸性ガラスの全質量を１００質量％としたときの各成分の含有量は、ＳｉＯ２が５５〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３が１０〜１４質量％、ＣａＯとＭｇＯとが合計で２０〜２８質量％、Ｂ２Ｏ３が１質量％以下及びＲ２Ｏが１質量％以下であり、樹脂被覆層は、四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと記す）、グラファイト及びシリコーン樹脂を含む樹脂組成物で被覆処理することにより形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明のバグフィルタ用ガラス繊維織物では、上記成分を含む耐酸性ガラスのガラス繊維束からなるので、酸性の環境下においても強度及び耐折性が劣化しにくい。また、シリコーン樹脂を含む樹脂被覆層により被覆されているので、バグフィルタ用ガラス繊維織物の、高温の環境下における強度及び耐折性が劣化し難い。従って、高温及び酸性の環境下においても引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物を得ることが可能となる。
【０００７】
また、本発明に係るバグフィルタ用ガラス繊維織物では、樹脂組成物に含まれるＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比は、１：０．２〜０．５：０．０５〜１．０であることが好ましい。ＰＴＦＥの質量を１としたときのシリコーン樹脂の質量比が０．０５未満である場合には、高温の環境下において引張強度及び耐折性が劣化し易い傾向がある。また、シリコーン樹脂の質量比が１．０を超える場合には、相対的にＰＴＦＥの質量が小さくなるので、高温の環境下において耐折性が劣化し易い傾向がある。ＰＴＦＥを１としたシリコーン樹脂の質量比を０．０５〜１．０とすることにより、高温の環境下において強度及び耐折性の劣化が極めて小さいバグフィルタ用ガラス繊維織物を得ることができる。
【０００８】
また、本発明に係るバグフィルタ用ガラス繊維織物では、ガラス繊維織物の質量を１００質量％としたときに、樹脂被覆層の質量は５〜２０質量％であることが好ましい。樹脂被覆層に含まれるシリコーン樹脂の質量の割合が大きい場合には、ＰＴＦＥの質量は相対的に小さい。ＰＴＦＥは樹脂被覆層の硬さに寄与するので、ＰＴＦＥの少ない樹脂被覆層で被覆されているバグフィルタ用ガラス繊維織物は、耐折性に欠ける。このため、ガラス繊維織物の質量を１００質量％としたときの樹脂被覆層の質量が５質量％未満である場合には、バグフィルタ用ガラス繊維織物の耐折性が低下する。また、樹脂被覆層の質量が２０質量％を超える場合には、バグフィルタ用ガラス繊維織物の通気性が低下し、バグフィルタとしての効率性が低下したり、耐折性が低下することがある。従って、ガラス繊維織物の質量を１００質量％としたときの樹脂被覆層の質量を５〜２０質量％とすることにより、十分な量のＰＴＦＥで被覆されるので、高温及び酸性の環境下においても耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、耐酸性及び耐熱性に優れ、高温及び酸性の環境下においても、引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係るバグフィルタ用ガラス繊維織物の実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るバグフィルタ用ガラス繊維織物の一部を切り出して示す図である。バグフィルタ用ガラス繊維織物１は、ガラス繊維織物１０と樹脂被覆層１５とからなる。ガラス繊維織物１０は、樹脂被覆層１５により被覆されている。
【００１２】
ガラス繊維織物１０は、経糸１２及び緯糸１４が平織りされて成る。織布方法としては、平織りに限られず、例えば二重織り、朱子織り及び綾織等が採用される。ガラス繊維織物１０の厚さは、例えば０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。また、ガラス繊維織物１０の単位面積あたりの質量は、例えば２５０〜９５０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００１３】
経糸１２及び緯糸１４の一方は、フィラメント糸から成り、他方はバルキー糸からなる。これらの糸はガラス繊維束から成り、ガラス繊維束の番手は、例えば６０〜３６０ｔｅｘであることが好ましい。なお、ガラス繊維束の番手（ｔｅｘ）は、ガラス繊維の１０００ｍあたりの質量（グラム数）に相当する。ガラス繊維束を構成するガラス繊維の呼び径は７μｍ以下であることが好ましい。呼び径が７μｍより大きい場合には、ガラス繊維織物１０の耐折性が低下する。
【００１４】
ガラス繊維の素材であるガラスは、耐酸性ガラスである。耐酸性ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ及びＭｇＯを成分として含む。また、耐酸性ガラスは、Ｂ２Ｏ３及びＲ２Ｏ（ＲはＮａ又はＫ）を成分として含むことができる。当該耐酸性ガラスの全質量に対する各成分の含有量は、ＳｉＯ２が５５〜６０質量％、Ａｌ２Ｏ３が１０〜１４質量％、ＣａＯとＭｇＯとの合計で２０〜２８質量％、Ｂ２Ｏ３が１質量％以下及びＲ２Ｏが１質量％以下である。このような組成を有する耐酸性ガラスを用いることにより、酸性の環境下においても引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。
【００１５】
樹脂被覆層１５は、ガラス繊維織物１０に樹脂組成物を含浸して固化させることにより、ガラス繊維織物１０の縦糸１２及び緯糸１４を覆うように形成された層である。各種炉からの排気中に含まれる粉塵は樹脂被覆層１５に捕集され、排気中の気体は経糸１２及び緯糸１４の隙間を通過することにより、バグフィルタ用ガラス繊維織物１は、バグフィルタとしての機能を発揮する。
【００１６】
樹脂被覆層１５の形成に用いられる樹脂組成物は、ＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂を含む。ＰＴＦＥは樹脂被覆層１５の硬さに寄与するので、樹脂組成物にＰＴＦＥが含まれることにより、耐折性に優れたバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。シリコーン樹脂は樹脂被覆層１５の引張強度の向上に寄与するので、樹脂組成物にシリコーン樹脂が含まれることにより、引張強度に優れたバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。さらに、樹脂組成物に含まれるＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比は、１：０．２〜０．５：０．０５〜１．０であることが好ましい。ＰＴＦＥを１としたときのグラファイトの質量比を０．２〜０．５とすることにより、バグフィルタ用ガラス繊維織物１の耐折性を向上させることができる。ＰＴＦＥを１としたときのグラファイトの質量比が０．２未満又は０．５を超える場合には、耐折性が低下する。また、ＰＴＦＥを１としたときのシリコーン樹脂の質量比を０．０５以上とすることにより、高温の環境下において引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。また、ＰＴＦＥを１としたときのシリコーン樹脂の質量比を１以下とすることにより、高温の環境下において耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。また、ＰＴＦＥを１としたシリコーン樹脂の質量比を１以下とすることは、縫製等の加工時に必要な硬度の維持にも寄与する。ＰＴＦＥの質量を１としたときのシリコーン樹脂の質量比が０．０５未満である場合には、高温の環境下において引張強度及び耐折性が劣化し易い傾向があり、シリコーン樹脂の質量比が１．０を超える場合には、相対的にＰＴＦＥの質量が小さくなるので、高温の環境下において耐折性が劣化し易い傾向がある。
【００１７】
樹脂被覆層１５の質量は、バグフィルタ用ガラス繊維織物１の質量を１００質量％としたときに、５〜２０質量％であることが好ましい。引張強度を向上させるために樹脂被覆層１５に含まれるシリコーン樹脂の質量の割合を大きくすると、ＰＴＦＥの質量の割合は相対的に小さくなる。ＰＴＦＥは樹脂被覆層１５の硬さに寄与するので、ＰＴＦＥが少ない樹脂被覆層１５で被覆されているバグフィルタ用ガラス繊維織物１は、耐折性に欠ける。樹脂被覆層１５の質量を５〜２０質量％とすることにより、ガラス繊維織物１０は十分な量のＰＴＦＥで被覆されるので、高温及び酸性の環境下においても耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。
【００１８】
次に、バグフィルタ用ガラス繊維織物１を製造するための製造方法について説明する。
【００１９】
まず、耐酸性ガラスからなるガラス繊維織物１０を加熱処理し、当該ガラス繊維織物に付着しているサイズ剤を除去する。サイズ剤は、ガラス繊維を束ねてガラス繊維束とするための集束剤であり、例えばでんぷん系の材料からなる。サイズ剤が残留しているガラス繊維織物１０に樹脂被覆層１５を被覆しバグフィルタ用ガラス繊維織物１を製造すると、このサイズ剤は、熱により劣化し、樹脂被覆層１５がガラス繊維織物１０と剥離する原因となる。ガラス繊維織物１０から剥離された樹脂被覆層１５は、耐熱性等の性能を発揮しない。
【００２０】
この加熱処理により、ガラス繊維織物１０に残留するサイズ剤の質量は、ガラス繊維織物の質量に対して、０．３質量％以下になることが好ましい。残留するサイズ剤の質量を０．３質量％以下にすることにより、樹脂被覆層１５とガラス繊維織物１０との密着が保たれ、バグフィルタ用ガラス繊維織物１の、高温の環境下における耐折性の劣化を防止できる。
【００２１】
また、この加熱処理は、３５０〜６５０℃の温度及び３０秒以下の時間で行われることが好ましい。３５０℃以上の温度で加熱することにより、ガラス繊維織物に残留するサイズ剤の質量の割合を、ガラス繊維織物の質量に対して０．３質量％以下にすることができる。３５０℃未満で加熱した場合には、ガラス繊維織物に残留するサイズ剤を十分に除去することができない。６５０℃以下の温度及び３０秒以下の時間で加熱することにより、ガラス繊維織物１０の強度の低下を防ぐことができる。
【００２２】
さらに、加熱処理を行う前のガラス繊維織物１０に、硝酸カリウムを塗布することも好ましい。硝酸カリウムは酸化剤として作用するので、硝酸カリウムを塗布することにより、加熱処理によりサイズ剤が分解されやすくなる。
【００２３】
次に、ガラス繊維織物１０に樹脂組成物を含浸して固化させることにより、ガラス繊維織物１０を樹脂被覆層１５で被覆する。
【００２４】
具体的には、まず、ＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂を含む樹脂組成物から成る溶液を、ガラス繊維織物１０に含浸させる。溶液を含浸させる方法としては、例えば、ガラス繊維織物１０を溶液中に浸漬する方法、ガラス繊維織物に溶液を塗布する方法等が挙げられる。樹脂組成物に含まれるＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比は、１：０．２〜０．５：０．０５〜１．０であることが好ましい。樹脂組成物を上記組成とすることにより、高温の環境下において引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルタ用ガラス繊維織物１を得ることができる。
【００２５】
次に、溶液を含浸させたガラス繊維織物１０を２５０℃以下の温度で乾燥させる。２５０℃以下の温度で乾燥させることにより、ガラス繊維における微細クラックの発生及びシリコーン樹脂の熱分解が防止される。この乾燥により、樹脂組成物が固化して、ガラス繊維織物１０の縦糸１２及び緯糸１４を覆うように樹脂被覆層１５が形成される。以上説明した工程により、バグフィルタ用ガラス繊維織物１が得られる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
（実施例１）
［ガラス繊維織物の作製］
表１に示す組成の耐酸性ガラスのガラス繊維から成るガラス繊維束を経糸及び緯糸とし、二重織りの織布方法を用いて、ガラス繊維織物を作製した。経糸は１３５ｔｅｘのフィラメント糸であり、織布の際の密度は４８本／２５ｍｍとした。緯糸は２７０ｔｅｘのバルキー糸であり、織布の際の密度は４８本／２５ｍｍとした。ガラス繊維の呼び径は６μｍであった。このガラス繊維織物を３．６質量％硝酸カリウム液に浸漬し、乾燥して、硝酸カリウムをガラス繊維織物に付着させ、さらに２０秒の時間及び５９０℃の温度で加熱しサイズ剤を除去した。この加熱処理により、ガラス繊維織物の質量に対するサイズ剤の質量の割合は、０．１３質量％となった。
【表１】
0005104454.tif 000002
【００２８】
［樹脂被覆層の作製］
まず、樹脂組成物を含む処理液を作成した。処理液は、ＰＴＦＥ６０％液、グラファイト２０％液及びシリコーン樹脂３５％液からなる混合液である。ここで、「％液」とは、溶液中に含まれる溶質の質量の割合を示している。ＰＴＦＥ溶液には、分子量２００万〜１０００万、０．１５〜０．３５μｍの粒径のディスパージョンを用いることが好ましく、ここでは、ダイキン工業（株）社製のポリフロン（商品名）を用いた。グラファイト溶液には、天然黒鉛分散ディスパージョンを用いることが好ましく、ここでは、日本黒鉛工業（株）社製のコロハイト（商品名）を用いた。シリコーン樹脂溶液には、フェニルメチルシリコーンを用いることが好ましく、ここでは、東レダウコーニング（株）社製のシリコーン樹脂を用いた。配合する各溶液の質量を適宜調整することにより、ＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の溶質の質量比が、１：０．３：０．１とした。この処理液をガラス繊維織物に含浸させ、３分間、１９０℃で乾燥させ、樹脂被覆層を形成し、バグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。ガラス繊維織物の質量に対する樹脂被覆層の質量の割合は、７．１８質量％であった。
【００２９】
（実施例２）
処理液のＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比を、１：０．３：０．３としたこと以外は実施例１と同様にしてバグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。ガラス繊維織物の質量に対する樹脂被覆層の質量の割合は、８．０１質量％であった。
【００３０】
（実施例３）
処理液のＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比を、１：０．３：０．６としたこと以外は実施例１と同様にしてバグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。ガラス繊維織物の質量に対する樹脂被覆層の質量の割合は、８．５４質量％であった。
【００３１】
（比較例１）
ガラス繊維織物を構成するガラスとして、耐酸性ガラスに代えて表２に示すＥガラスを用いたこと以外は、実施例３と同様にバグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。
【００３２】
（比較例２）
処理液のＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比を、１：０．３：０としたこと以外は実施例１と同様にしてバグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。即ち、処理液にシリコーン樹脂は含まれていない。ガラス繊維織物の質量に対する樹脂被覆層の質量の割合は、５．７５質量％であった。
【００３３】
（実施例４）
処理液のＰＴＦＥ、グラファイト及びシリコーン樹脂の質量比を、１：０．３：１．２としたこと以外は実施例１と同様にしてバグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。ガラス繊維織物の質量に対する樹脂被覆層の質量の割合は、１２．０４質量％であった。
【００３４】
（実施例５）
処理液に含まれる樹脂組成物の総量を調整することにより、ガラス繊維織物の質量に対する樹脂被覆層の質量の割合を４．４３質量％としたこと以外は、実施例１と同様にしてバグフィルタ用ガラス繊維織物を得た。
【００３５】
上記実施例及び比較例におけるバグフィルタ用ガラス繊維織物の製造条件を表２に示す。サイズ剤及び樹脂被覆層については、ガラス繊維織物の質量に対する質量の割合を示した。
【表２】
0005104454.tif 000003
【００３６】
［バグフィルタ用ガラス繊維織物の評価］
実施例１〜５及び比較例１，２の各々のバグフィルタ用ガラス繊維織物について、常態、酸浸漬及び熱暴露の各々の条件において、引張試験及び耐折試験を行った。試験結果を表３に示す。常態は、上記作製方法により作製した後、特段の負荷を与えていない状態で試験を行った。酸浸漬は、バグフィルタ用ガラス繊維織物の試料片を１０質量％硫酸水溶液に浸漬し、室温で７２時間放置した後、水洗及び１１０℃での乾燥を行った後にそれぞれの試験を行った。酸浸漬の条件での試験により、酸性の環境下におけるバグフィルタ用ガラス繊維織物の劣化の程度を評価することができる。熱暴露は、試料片を２５０℃の雰囲気温度のオーブン中で１００時間の加熱をした後にそれぞれの試験を行った。
【００３７】
引張試験は、２５ｍｍ幅の試料片を掴み間隔１５０ｍｍで保持し、２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で試料片を引き伸ばし、試験片の破断時の最大引張荷重を測定した。これらの条件は、ＪＩＳ  Ｒ３４２０のタイプIIIに準拠している。
【００３８】
耐折試験は、１５ｍｍ幅の試料片掴み間隔５５ｍｍで保持し、試料片を毎分１７５回の速度で２７０度に折り曲げて、試料片が破断するまでの往復折り曲げ回数を測定した。これらの条件は、ＪＩＳ  Ｒ３４２０に準拠している。
【表３】
0005104454.tif 000004
【００３９】
比較例１では、酸浸漬における引張強力及び耐折回数が、常態における同試験結果に比べて大きく悪化した。これに対して、実施例３では、常態における試験結果に比べた酸浸漬における試験結果の変化は小さかった。
【００４０】
比較例２では、熱暴露における引張強力及び耐折回数が、常態における試験結果に比べて大きく悪化した。これに対して、実施例１〜５では、常態における試験結果に比べた熱暴露における試験結果の変化は小さかった。
【００４１】
比較例２では、熱暴露における引張強力及び耐折回数が、常態における試験結果に比べて大きく悪化した。また、実施例４では、常態の試験結果に比較して熱暴露における引張強力及び耐折回数の試験結果に、小さな悪化が見られた。比較例２及び実施例４に対して、実施例１〜３では、常態の試験結果に比較して熱暴露における引張強力及び耐折回数の試験結果に、悪化はほとんど見られなかった。
【００４２】
実施例５の試験結果と比較して、実施例３の引張強力及び耐折回数の試験結果は、常態、酸浸漬及び熱暴露のいずれにおいても優れている。
【００４３】
実施例１〜５は、比較例１及び比較例２よりも、耐酸性及び耐熱性に優れており、高温及び酸性環境下においても、引張強度及び耐折性が劣化し難いことが確認された。また、実施例１〜３は、実施例４よりも、顕著に耐酸性及び耐熱性に優れていることが確認された。さらに、実施例１〜３は、実施例５よりも、顕著に耐酸性及び耐熱性に優れていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係るバグフィルタ用ガラス繊維織物の一部を切り出して示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…バグフィルタ用ガラス繊維織物、１０…ガラス繊維織物、１２…経糸、１４…緯糸、１５…樹脂被覆層。
【図１】
0005104454.tif 000005