(57)【要約】【課題】  高温、酸性ガスが発生する過酷な条件下において使用される焼却炉用バグフィルターに好適に用いることができる捲縮フッ素繊維を提供する。【解決手段】  繊維表面の動摩擦係数が０．０１〜０．５であるフッ素繊維を、表面粗度が０．５〜１．５μｍであるクリンパーロールに供給して、捲縮付与し、捲縮フッ素繊維を得ることを特徴とする捲縮フッ素繊維の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維表面の動摩擦係数が０．０１〜０．５であるフッ素繊維を、表面粗度が０．５〜１．５μｍであるクリンパーロールに供給して、捲縮付与し、捲縮フッ素繊維を得ることを特徴とする捲縮フッ素繊維の製造方法。
【請求項２】
前記フッ素繊維が、テトラフルオロエチレン又は、その誘導体からなる繊維である請求項１に記載の捲縮フッ素繊維の製造方法。
【請求項３】
クリンパーロールに供給するフッ素繊維は、その表面に油剤が付与されてなる請求項１または２に記載の捲縮フッ素繊維の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法から得られる捲縮フッ素繊維。
【請求項５】
バグフィルターとして用いられる請求項４に記載の捲縮フッ素繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に捲縮特性に優れ、かつバグフィルターに好適に用いられる捲縮フッ素繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ素繊維は、その優れた力学特性および電気特性から近年さまざまな用途に利用されている。
【０００３】
フッ素繊維とは、通常、テトラフルオロエチレン（PTFE）または、その誘導体からなる繊維の略称で、極性の高いフッ素原子がポリマー外周を覆う結果、耐熱性と耐薬品性に優れかつ、摩擦係数が低くなるので摺動性が高く、また非粘着性のため、過酷な条件下で機能する焼却炉のバグフィルターなど各種フィルターや、自動車や航空機のベアリングクロスなどの素材として用いられている。
【０００４】
特に、このなかでも高温、酸性ガスが発生する過酷な条件下において、使用される焼却炉用バグフィルターに最適な素材である。
【０００５】
例えば、特許文献１では、捲縮のあるフッ素短繊維をニードルパンチにて交絡させることで、環境保護などを目的とする排ガスの集塵装置に使用されるバグフィルター用フェルト地において、高温度下における長時間の使用において寸法安定性が優れたバグフィルター用フェルトが得られることが開示されている。
【０００６】
しかしながら、フッ素繊維は一般に摩擦係数が低いので、フッ素繊維同士またはフッ素繊維とスクリムとの交絡時において、フェルトから繊維が脱落する、いわゆる繊維の抜けなどが発生しており、フィルターの基となるフェルトが得ることが難しい。その結果、かかるフェルトを用いたバグフィルターにおいて、焼却炉でのバグフィルターを使用する際に捕集効率が低く、粉塵がフィルターで捕集できず、大気に放出される、いわゆる粉塵抜けという問題が発生する。
【０００７】
また、特許文献２にも、捲縮を有する捲縮フッ素繊維が記載されているが、この捲縮フッ素繊維は、具体的にはギロチンカットにより製造されており、その際に繊維の先端部分のみが枝分かれした結果、フィブリル化しているため、この捲縮フッ素繊維を用いてもフェルトにおける繊維の抜けを防ぐことは難しかった。
【特許文献１】特開平０９−５７６３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１０７１１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記した従来の技術における問題点を解決し、高温、酸性ガスが発生する過酷な条件下において使用される焼却炉用バグフィルターに好適に用いることができる捲縮フッ素繊維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】
【０００９】
かかる本発明の目的を達成するために、本発明は次のいずれかの構成を有する。
（１）繊維表面の動摩擦係数が０．０１〜０．５であるフッ素繊維を、表面粗度が０．５〜１．５μｍであるクリンパーロールに供給して、捲縮付与し、捲縮フッ素繊維を得ることを特徴とする捲縮フッ素繊維の製造方法。
（２）前記フッ素繊維は、テトラフルオロエチレン又は、その誘導体からなる繊維である前記（１）に記載の捲縮フッ素繊維の製造方法。
（３）クリンパーロールに供給するフッ素繊維は、その表面に油剤が付与されてなる前記（１）または（２）に記載の捲縮フッ素繊維の製造方法。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法から得られる捲縮フッ素繊維。
【００１０】
（５）バグフィルターとして用いられる前記（４）に記載の捲縮フッ素繊維。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フェルトとなした際に繊維抜けの発生しにくい捲縮フッ素繊維を得ることができ、この高捲縮のフッ素繊維を用いることで、高温、酸性ガスが発生する過酷な条件下において使用される焼却炉用バグフィルターにおいて、粉塵抜けを低減でき、かつ安定したバグフィルターの生産が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
バグフィルターに用いられるフェルトにおいて、加工性が安定しておりまた十分なフェルト品位が得られるためには、捲縮特性の高い捲縮フッ素繊維を用いる必要があるが、摩擦係数の低いフッ素繊維は、安定した捲縮を付与しにくいという問題がある。
【００１３】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、特定の動摩擦係数を有するフッ素繊維に、特定の表面粗度を有するクリンパーロールを用いて捲縮加工を行なうことで、クリンパーロールとフッ素繊維との滑りが抑えられ、高捲縮のフッ素繊維を安定して得ることができることを見出した。
【００１４】
クリンパーロールに供給するフッ素繊維は、動摩擦係数が０．０１〜０．５、好ましくは０．０１〜０．２、より好ましくは０．０１〜０．１である必要がある。かかる動摩擦係数が低すぎると、フェルト作製時に繊維同士が絡まず、繊維が脱落しフィルターの形状が保持できない。また、バグフィルターでは、フィルターに溜まった粉塵をパルスにて脱落させることが多いが、この際にフッ素繊維の動摩擦係数が大きすぎると、粉塵がフィルターから脱落せず、フィルターの詰まりが発生する。
【００１５】
また、用いるクリンパーロールは、その表面粗度が、０．５〜１．５μｍ、好ましくは０．９〜１．２μｍである必要がある。クリンパー機器は、少なくとも２つのクリンパーロールが箱体で取り囲まれてなり、クリンパーロール間に繊維を挟み込み、箱体内に該繊維を押し込める。この結果、押し込められた繊維は、箱体内で座屈させながら押し出さられることで、繊維に連続して捲縮を付与することができる。
【００１６】
このクリンパーロールの表面粗度が０．５μｍ未満であると、摩擦係数の少ないフッ素繊維が粗度の小さいクリンパー表面で滑り、捲縮が十分に付与できない。特に０．４μｍ未満であると繊維への捲縮付与が出来ないばかりか、クリンパーロール表面とフッ素繊維の滑りが激しくなり、フッ素繊維から粉体が発生する。その結果、クリンパー機器の故障の原因となり、クリンパー機器の清掃が頻繁に必要となるため、安定して捲縮フッ素繊維を製造することができないし、クリンパーロール表面が金属の場合、フッ素繊維とクリンパーロール表面の滑りが大きく、フッ素繊維の傷みによりフッ素繊維自身の粉塵化が起こり、クリンパー機器に粉塵化したフッ素樹脂が詰まり、トラブルの原因となって、頻繁な設備の清掃が必要となる。
【００１７】
クリンパーロールの表面粗度が０．５〜１．５μｍであると、摩擦係数の少ないフッ素繊維でもクリンパー表面で滑らず、フッ素繊維の傷みが小さくフッ素繊維自身の粉塵化が起こりにくい。そのため、クリンパー設備への粉塵化したフッ素樹脂が詰まりにくくなり。この結果、設備の清掃回数が少なくなる。
【００１８】
しかし、クリンパーロールの表面粗度が１．５μｍを越えると、繊維がクリンパーロール表面の凹凸により、傷が発生し、得られる捲縮フッ素繊維の強度が劣化することになる。
【００１９】
捲縮フッ素繊維が用いられる焼却炉用バグフィルターは、２６０℃と高温条件下で使用されるため、耐熱性の高いフッ素繊維が用いられる。フッ素繊維としては、炭素とフッ素のみで構成されているテトラフルオロエチレンからなる繊維に限らず、テトラフルオロエチレンの誘導体からなる繊維が用いられる。テトラフルオロエチレン誘導体としては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(４．６フッ化)（ＦＥＰ）が例示できる。また、本発明に用いられるフッ素繊維としては、セルロース誘導体とフッ素樹脂をマトリクス状態で紡糸し焼成するマトリックス製造方法で得られるものでも、フッ素樹脂を加圧・加熱凝集した後フィルム状に延ばし、その後スリットカットするスリットヤーン製造方法で得られるものでも良い。
【００２０】
また、繊維の表面に油剤が付与されていても、前記した動摩擦係数を有するフッ素繊維が好ましく用いられる。フッ素繊維の動摩擦係数は、PTFEの成分中のポリマーユニットを変更する、又は、その割合を変えるなど、フッ素繊維の基質自体を変更する他、繊維の断面形状をＹ型などの異形断面としたり、油剤の成分として粘着性の異なるユニットを持つ成分を使うなどすることにより、変更することができる。特に動摩擦係数を大きくするには、フッ素繊維の基質としてPTFEにエーテル結合などの共重合体や側鎖を付与したり、粘着性の高い油剤を使用したり、水分を付与するのが効果的である。また、動摩擦係数を小さくするためには、フッ素繊維の基質としてPTFEのホモポリマーを用いたり、粘着性の低い油剤を使用したり、油剤を付与しないことが効果的である。
【００２１】
本発明により製造される捲縮フッ素繊維は、バグフィルターに適したフェルトを製造するために好適に用いられる。また、本発明によるバグフィルターは、焼却炉において粉塵が抜けるなどの問題の発生が低減される。
【００２２】
なお、フェルト作製に好適な高い捲縮とは、捲縮数が９〜２２山／２５ｍｍかつ捲縮率が９％〜２２％のものであり、これらの下限よりも低い捲縮繊維を用いると、得られるフェルトで繊維の抜けが発生しやすく、これらの上限よりも大きい捲縮繊維を用いると、繊維が絡みすぎてだま状になり、得られるフェルトの表面品位が落ちやすい他、フェルト作製時にフェルト作製装置内に繊維が詰まりやすく操作性が悪化しやすい。
【実施例】
【００２３】
本発明を、実施例を用いて、より具体的に説明する。なお、本発明において、各種物性値は以下に記載の方法によるものである。
【００２４】
＜捲縮数、捲縮率＞
ＪＩＳ Ｌ１０３６及びＪＩＳ Ｌ１０７４の記載により捲縮度、捲縮率を求める。
【００２５】
糸条に規定加重（繊度×２ｍｇ／ｄｔｅｘ）を掛けたときの原長をＡ、そのときの糸条25mm中の山の高さを捲縮度、さらに規定加重３００ｍｇの加重をかけた時の繊維長をＢとして、Ｂ−Ａ／Ｂを捲縮率とする。
【００２６】
また、糸条に規定加重（繊度×２ｍｇ／ｄｔｅｘ）を掛けたとき２５ｍｍ間隔中の山の数を捲縮数とする。
【００２７】
＜クリンパーロールの表面粗度＞
粗度計を用いて測定する。なお、実施例では、粗度計として、（株）ミツトヨ製  小型粗度計  ＳＪ−２０１を用いた。
【００２８】
＜動摩擦測定方法＞
ＪＩＳ  Ｋ７１２５の記載により動摩擦係数を測定する。なお、実施例では、動摩擦計として、エイコー測器（株）製  μメーターを用いた。
【００２９】
実施例１
動摩擦係数０．０１かつ単繊維繊度１０ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維を、ステンレスＳＵＳ４１０からなり、表面粗度が１．５μｍのクリンパーロール２つを収納した箱体内に押し込み、０．２ＭＰaの圧力を付与して捲縮加工した。その結果、捲縮数１７．１山、捲縮率１８．５％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は２４時間たっても不要であった。
【００３０】
実施例２
動摩擦係数０．０９かつ単繊維繊度５ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維を、ステンレスＳＵＳ４１０からなり、表面粗度１．２μｍクリンパーロール２つで実施例１と同様に捲縮加工した。その結果、捲縮数１１．０山、捲縮率１０．１％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は２４時間たっても不要であった。
【００３１】
実施例３
動摩擦係数０．１９かつ単繊維繊度２ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維を、ステンレスＳＵＳ３１０Ｓからなり、表面粗度０．９μｍクリンパーロール２つで実施例１と同様捲縮加工した。その結果、捲縮数１０．５山、捲縮率９．８％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は２４時間に１回必要であった。
【００３２】
実施例４
動摩擦係数０．４５かつ単繊維繊度２ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維で、油剤がポリアルキルエーテル系油剤を０．５重量％付与したものを、ステンレスＳＵＳ３１０Ｓからなり、表面粗度０．９μｍクリンパーロール２つで実施例１と同様捲縮加工した。その結果、捲縮数１０．５山、捲縮率１０．３％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は２４時間に１回必要であった。
【００３３】
比較例１
動摩擦係数０．０９かつ単繊維繊度１０ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維を、ステンレスＳＵＳ４１０からなり、表面粗度０．２μｍクリンパーロール２つを収納した箱体内に押し込み、０．２ＭＰaの圧力を付与することで捲縮加工した。その結果、捲縮数８．２山、捲縮率５．５％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は３時間に１回必要であった。
【００３４】
比較例２
動摩擦係数０．０８かつ単繊維繊度５ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維を、ステンレスＳＵＳ４１０からなり、表面粗度０．３μｍクリンパーロール２つで比較例１と同様に捲縮加工した。その結果、捲縮数６．０山、捲縮率７．１％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は３時間に１回必要であった。
【００３５】
比較例３
動摩擦係数０．３かつ単繊維繊度２ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維を、ステンレスＳＵＳ３１０からなり、表面粗度０．４μｍクリンパーロール２つで比較例１と同様に捲縮加工した。その結果、捲縮数４．０山、捲縮率８．１％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は２時間に１回必要であった。
【００３６】
比較例４
動摩擦係数０．４５かつ単繊維繊度２ｄｔｅｘのＰＴＦＥからなる全繊度１０万ｄｔｅｘの繊維で油剤がポリアルキルエーテル系油剤を０．５重量％付与したものを、ステンレスＳＵＳ３１０Ｓからなり、表面粗度０．１μｍクリンパーロール２つで比較例１と同様に捲縮加工した。その結果、捲縮数３．５山、捲縮率２．８％の捲縮トウが得られた。またクリンパーロール表面の清掃は３時間に１回必要であった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によって得られる捲縮フッ素繊維は、焼却炉用のバグフィルターに好適に用いることができる。特に、フッ素繊維にガラス繊維を初めとする他繊維を混綿した状態で使用するバグフィルターにおいて、本発明で得られる捲縮フッ素繊維を用いることで繊維同士の絡みを高め繊維の脱落の少ない安定したフィルターを供給することができる。