專利名稱：過(guò)濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及具有捕集并去除空氣中的污染物，例如粉塵，使空氣凈化的功能的過(guò)濾材料。本發(fā)明的過(guò)濾材料，特別適合作為用于過(guò)濾從垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐或者金屬熔煉爐等排出的高溫排氣的集塵用濾布和該濾布縫制的袋濾器使用。
背景技術(shù)：
凈化空氣的過(guò)濾材料，有內(nèi)部過(guò)濾用過(guò)濾材料和表面過(guò)濾用過(guò)濾材料，集塵機(jī)使用表面過(guò)濾用過(guò)濾材料。所謂表面過(guò)濾是在過(guò)濾材料表面捕集粉塵，在過(guò)濾材料表面形成粉塵層，通過(guò)該粉塵層逐漸捕集粉塵，粉塵層達(dá)到某種程度的厚度時(shí)，就借助空氣壓從過(guò)濾材料表面去除粉塵層，在過(guò)濾材料表面再形成粉塵層的操作反復(fù)進(jìn)行的過(guò)濾。
作為構(gòu)成用于過(guò)濾從垃圾焚燒爐、燃煤爐或者金屬熔煉爐等排出的高溫排氣的過(guò)濾材料的纖維，使用由耐熱性和耐化學(xué)藥品性優(yōu)良的聚苯硫醚(以下簡(jiǎn)稱為PPS)纖維、間位芳族聚酰胺纖維(メタ系アラミド繊維)、氟系纖維、聚酰亞胺纖維等非織造織物構(gòu)成的過(guò)濾材料。尤其PPS纖維具有優(yōu)良的耐水解性、耐酸性和耐堿性，因此廣泛作為燃煤爐的集塵用袋濾器使用。
可是，在處于環(huán)境限制變得嚴(yán)格的潮流的情況下，特別是在美國(guó)處于制定動(dòng)向中的PM2.5規(guī)定，也有適用于日本的可能性。受這樣的潮流的影響，迫切期待更高的粉塵捕集效率、更高溫下的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的過(guò)濾器。以往使用的電集塵機(jī)或旋風(fēng)式集塵方式不能追隨這樣的潮流，迫切期待提高非織造織物制過(guò)濾器的功能。
進(jìn)一步地，這些過(guò)濾材料在垃圾焚燒爐等中的使用中，高溫排氣或該排氣中包含的化學(xué)藥品等引起的化學(xué)劣化，及除此之外排氣過(guò)濾時(shí)的壓力損失或逆洗時(shí)的脈沖(パルスジエツト)引起的與擋板的摩擦或彎曲疲勞等物理性劣化同時(shí)進(jìn)行。因此，在袋濾器中使用的過(guò)濾材料，除了上述的耐熱性、耐化學(xué)藥品性、耐水解性以外，還要求耐磨性等機(jī)械強(qiáng)度。
特開(kāi)平10-165729號(hào)公報(bào)提出了在表面層配置單纖維纖度小于或等于1.8d(2.0分特(dtex))的PPS纖維的過(guò)濾布。該方法的粉塵剝離性能和粉塵集塵性能確實(shí)良好，但高溫下的剛性和耐磨性不夠，因此在使用時(shí)，會(huì)發(fā)生濾布的物理性劣化，而存在發(fā)生破損等問(wèn)題。
另外，特開(kāi)平9-075637號(hào)公報(bào)提出了袋濾器用濾布，該袋濾器是由短纖維構(gòu)成的氟纖維制的氈，該短纖維內(nèi)在上層部和下層部纖維直徑不同的纖維構(gòu)成。該發(fā)明通過(guò)在上游側(cè)配置由細(xì)纖維構(gòu)成的層，在下游側(cè)配置粗纖維，由此提供壓力損失的增加變得緩慢、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命化這樣的濾布，但氟纖維的剛性比較低，因此有特別在高溫下的剛性變低的擔(dān)心。另外，氟纖維的耐磨性也不充分，因此在使用時(shí)，由于物理性的劣化，會(huì)存在發(fā)生破損等問(wèn)題。
另外，特公平7-16570號(hào)公報(bào)提出了對(duì)極細(xì)纖維層和氈基材層進(jìn)行針刺法處理而一體化，使可能極細(xì)化的纖維的分布從表面向里面逐漸減弱，接著利用高壓水流穿孔來(lái)分割可能極細(xì)化的纖維，使之極細(xì)化的過(guò)濾器。該方法借助氈表層的極細(xì)纖維確實(shí)能夠提高粉塵捕集效率，但加工工序增多，因此存在加工成本變高的問(wèn)題。
另外，特開(kāi)2000-334228號(hào)公報(bào)提出了為了提高過(guò)濾器的機(jī)械強(qiáng)度，例如依次層疊由聚四氟乙烯纖維和PPS纖維構(gòu)成的纖維卷、PPS纖維制的織布和玻璃纖維制的織物，并使其一體化形成的耐熱性濾布。該方法想通過(guò)層疊玻璃纖維制的織物而提高機(jī)械強(qiáng)度，但玻璃纖維對(duì)堿性藥品的耐性低，因此存在不能提供有效地利用PPS纖維具有的耐化學(xué)藥品性的耐熱性濾布的問(wèn)題或存在濕熱處理(高壓釜處理)時(shí)的強(qiáng)度劣化非常大這樣的問(wèn)題。
特開(kāi)2000-140530號(hào)公報(bào)提出了例如與PPS纖維和聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚四氟乙烯、玻璃纖維中的任一種或一種以上的纖維混棉的高過(guò)濾性袋濾器用濾布。但是該發(fā)明使用180℃干燥收縮率大于或等于3％的PPS纖維，因此不改善使用PPS纖維的非織造織物制過(guò)濾器的尺寸穩(wěn)定性。另外，PPS纖維和其他的纖維混合時(shí)，有容易發(fā)生混合不勻這樣的問(wèn)題。
特開(kāi)2002-204909號(hào)公報(bào)提出了在具有耐熱性的基材的表面交織氟纖維的濾布。在防止粉塵剝離性能和粒子向?yàn)V布內(nèi)部的浸透、抑制集塵裝置工作時(shí)的壓力損失方面，該方法的確是良好的。但是初期狀態(tài)的透氣度低，初期的壓力損失變高，因而導(dǎo)致濾布的短壽命化，并且存在排氣處理能力大幅度地降低這樣的問(wèn)題。進(jìn)而在制成具有耐熱性的基材的氈后，還存在將由聚四氟乙烯的化纖短纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)進(jìn)行層疊、交織處理這樣的數(shù)個(gè)加工工序成為必要的問(wèn)題。并且由層疊的聚四氟乙烯的化纖短纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)層，由于作為袋濾器使用時(shí)的撞擊而存在發(fā)生剝離的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的技術(shù)背景，提供粉塵捕集效率良好、粉塵清除下落后的壓力損失的上升少、而且機(jī)械強(qiáng)度高的過(guò)濾材料。
另外，本發(fā)明是提供粉塵捕集效率良好、高溫下的熱尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良、而且質(zhì)地均勻、致密的過(guò)濾材料。
為了解決這樣的課題，本發(fā)明采用以下方法。即，本發(fā)明的過(guò)濾材料是含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料，以滿足下述的(1)和/或(2)為特征。
(1)含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維；(2)含有下述纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)包含纖度在1～3分特范圍的聚苯硫醚短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維。
本發(fā)明包括將上述的過(guò)濾材料縫制成圓筒狀的袋濾器(バグフイルタ一)。
按照第一發(fā)明，含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維，由此能夠作為粉塵捕集效率良好、粉塵清除下落后的壓力損失的上升少，而且機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的過(guò)濾材料。
另外，按照第2發(fā)明，是含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料，由于含有纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)包含纖度在1～3分特范圍的聚苯硫醚短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維，因此能夠作為粉塵捕集效率良好、高溫下的熱尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良，而且質(zhì)地均勻、針孔等不良問(wèn)題少的過(guò)濾材料。


圖1是本發(fā)明涉及的過(guò)濾材料的分解剖面圖之一例。
圖2是本發(fā)明涉及的過(guò)濾材料的大氣粉塵捕集效率測(cè)定裝置的示意圖。
圖3是本發(fā)明涉及的過(guò)濾材料的粉塵清除下落后的壓力損失測(cè)定裝置的示意圖。
圖4是本發(fā)明涉及的過(guò)濾材料在風(fēng)速1m/min下的大氣粉塵捕集效率測(cè)定結(jié)果。
圖5是本發(fā)明涉及的過(guò)濾材料在風(fēng)速2m/min下的粉塵清除下落后的壓力損失測(cè)定結(jié)果。
符號(hào)說(shuō)明1形成空氣流入面一側(cè)的過(guò)濾層的纖維網(wǎng)2由耐熱性纖維構(gòu)成的織物(骨材)3形成空氣排出面一側(cè)的過(guò)濾層的纖維網(wǎng)4粒子計(jì)數(shù)器(上游)5過(guò)濾材料6粒子計(jì)數(shù)器(下游)7壓力表8送風(fēng)機(jī)9脈沖負(fù)荷機(jī)(パルスジエツト負(fù)荷機(jī))10流量計(jì)11粉塵捕集過(guò)濾器12真空泵13數(shù)字壓力表14粉塵供給機(jī)15粉塵分散機(jī)16清除下落粉塵捕集部17大氣粉塵進(jìn)氣
18除去了大氣粉塵的空氣19計(jì)量粉塵20含有粉塵的空氣21除去粉塵的空氣具體實(shí)施方式
本發(fā)明人對(duì)過(guò)濾材料進(jìn)行了仔細(xì)研究，結(jié)果查明了含有聚苯硫醚纖維、且滿足下述(1)和/或(2)的過(guò)濾材料具有優(yōu)良的特性(1)含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維；(2)含有下述纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)包含纖度在1～3分特范圍的聚苯硫醚短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維。
即，第一發(fā)明是含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料，其是含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維的過(guò)濾材料。
另外，第二發(fā)明是含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料，其是含有纖維網(wǎng)的過(guò)濾材料，該纖維網(wǎng)包含纖度在1～3分特范圍的聚苯硫醚短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維。
進(jìn)一步地，更優(yōu)選滿足(1)和(2)兩者。以下，首先從第一發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
所謂本發(fā)明中使用的聚苯硫醚(以下簡(jiǎn)稱為PPS)纖維是其構(gòu)成單位的90％或90％以上含有-(C6H4-S)-表示的亞苯基硫醚結(jié)構(gòu)單元的聚合物構(gòu)成的纖維。通過(guò)使用PPS纖維，能夠得到耐熱性、耐化學(xué)藥品性和耐水解性優(yōu)良的過(guò)濾材料。
本發(fā)明含有PPS纖維的過(guò)濾材料含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維是重要的。在空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)中，纖維直徑大于15μm的耐熱性纖維的含量超過(guò)50wt％時(shí)，損害致密性，因此有過(guò)濾性能即粉塵捕集效率降低的傾向，因而不優(yōu)選。并且，在空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)中，纖維直徑不到20μm的耐熱性纖維的含量比50wt％多時(shí)，在僅由纖維網(wǎng)構(gòu)成的過(guò)濾材料中，有過(guò)濾材料的機(jī)械強(qiáng)度降低的傾向，因而不優(yōu)選。
在本發(fā)明中，所謂空氣流入面表示在表面過(guò)濾用過(guò)濾材料中，包含粉塵的空氣最初和過(guò)濾材料接觸的面。即，表示在過(guò)濾材料表面捕集粉塵而形成粉塵層的面。另外，將其相反側(cè)的面，即去除了粉塵的空氣排出的面定義為空氣排出面。
本發(fā)明的過(guò)濾材料，空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)由含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維的纖維網(wǎng)構(gòu)成，因此得到尺寸穩(wěn)定性和抗拉強(qiáng)度等機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的過(guò)濾材料。將纖維網(wǎng)交織而得到的非織造織物，空隙部分被均勻地分散，與織物相比，過(guò)濾特性優(yōu)良，因此優(yōu)選作為過(guò)濾材料使用。但是，由只有細(xì)纖維的纖維網(wǎng)構(gòu)成的非織造織物抗拉強(qiáng)度或尺寸穩(wěn)定性低，機(jī)械強(qiáng)度不充分，是不優(yōu)選的。
作為構(gòu)成過(guò)濾材料的耐熱性纖維的構(gòu)成，從粉塵捕集效率和壓力損失及機(jī)械強(qiáng)度的平衡來(lái)看，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)優(yōu)選含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑為9～15μm的耐熱性纖維。另外，空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)優(yōu)選含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑為20～40μm的耐熱性纖維。作為形成空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)的耐熱性纖維，在混合纖維直徑9～15μm的耐熱性纖維以外的纖維時(shí)，優(yōu)選以小于或等于50wt％的范圍含有纖維直徑超過(guò)15μm且小于或等于40μm的耐熱性纖維。作為形成空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)的耐熱性纖維，在混合纖維直徑20～40μm的耐熱性纖維以外的纖維時(shí)，優(yōu)選以小于或等于50wt％的范圍含有纖維直徑大于或等于9μm且小于20μm的耐熱性纖維。
另外，作為形成上述空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)的耐熱性纖維，從能得到更高的粉塵捕集效率來(lái)看，優(yōu)選含有20wt％或20wt％以上的纖維直徑小于或等于10μm的耐熱性纖維，更優(yōu)選含有20wt％或20wt％以上的纖維直徑大于或等于9μm且小于或等于10μm的耐熱性纖維。
在本發(fā)明中，形成纖維網(wǎng)的耐熱性纖維至含有PPS纖維，但也可以使PPS以外的耐熱性纖維混棉。作為過(guò)濾性能的粉塵捕集效率和壓力損失處于反比例的關(guān)系。一般說(shuō)來(lái)，作為提高粉塵捕集效率的措施，可以在過(guò)濾層的表面層涂布有機(jī)硅樹(shù)脂或氟樹(shù)脂等形成膜，使構(gòu)成過(guò)濾層的纖維的纖度降低。但是，這樣一來(lái)，存在壓力損失變高的傾向，因此作為袋濾器時(shí)，壽命變短。如果使帶電性不同的纖維相互混棉，在纖維間發(fā)生電作用(トリボエレクトレツト効果)，使粉塵捕集效率提高成為可能，因此對(duì)平衡良好地兼顧粉塵捕集效率和壓力損失是有效的。為此，特別在空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)中，優(yōu)選將PPS纖維以外的耐熱性纖維混棉。當(dāng)然，在空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)中，也優(yōu)選將PPS纖維以外的耐熱性纖維混棉。
作為PPS纖維以外的耐熱性纖維，優(yōu)選選自氟系纖維、對(duì)位芳族聚酰胺纖維(パラ系アラミド繊維)、間位芳族聚酰胺纖維、聚酰亞胺纖維、碳纖維和玻璃纖維中的纖維。特別優(yōu)選具有比PPS纖維高的耐熱性、耐化學(xué)藥品性也優(yōu)良的氟系纖維。另外，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)如果含有氟系纖維，氟系纖維的表面低摩擦性發(fā)生作用，附著在纖維表面的粉塵清除下落性變得良好，可以抑制壓力損失的上升。另外，也抑制粉塵向纖維網(wǎng)內(nèi)部的侵入和堆積，因此同樣也可以抑制壓力損失的上升。作為氟系纖維，只要是聚合物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的90％或90％以上是由主鏈或者側(cè)鏈上含有1個(gè)或1個(gè)以上氟原子的單體構(gòu)成的纖維，可以使用任何氟系纖維，但以氟原子數(shù)越多的單體構(gòu)成的纖維越好。例如可以使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)或者聚四氟乙烯(PTFE)等。作為氟系纖維，更優(yōu)選使用耐熱性、耐化學(xué)藥品性或者表面低摩擦性特別優(yōu)良的聚四氟乙烯(PTFE)。
本發(fā)明中的纖維網(wǎng)優(yōu)選含有10wt％或10wt％以上的PPS纖維。在不到10wt％時(shí)，PPS纖維以外的耐熱性纖維的比例變高，因此取決于選定的纖維，有PPS纖維自身的特性受到損害的危險(xiǎn)。另外，在將PPS纖維以外的纖維混棉的情況下，纖維網(wǎng)中的PPS纖維的含量?jī)?yōu)選小于或等于90wt％。如果超過(guò)90wt％，PPS纖維以外的耐熱性纖維的比例就變得極少，由其他原料混棉產(chǎn)生的粉塵捕集效率提高效果就變低。
即，在將PPS纖維和氟系纖維混棉使用的情況下，優(yōu)選含有10～90wt％的PPS纖維和10～90wt％的氟系纖維。另外，PPS纖維和氟系纖維在整個(gè)纖維網(wǎng)中所占的總比例優(yōu)選大于或等于70wt％。PPS纖維和氟系纖維在整個(gè)非織造織物中所占的總比例不到70wt％時(shí)，在160℃的高壓釜中處理200小時(shí)時(shí)的強(qiáng)度保持率，即耐熱蒸性變低，因此是不優(yōu)選的。
本發(fā)明所用的PPS纖維可以如下制造將亞苯基硫醚聚合物加熱至高于或等于其熔點(diǎn)的溫度，進(jìn)行熔融紡絲形成纖維狀后，使其通過(guò)加熱蒸汽中或者熱浴中進(jìn)行拉伸，賦予卷曲。在PPS短纖維的情況下，可以進(jìn)一步切成所需的長(zhǎng)度。在拉伸工序中，在無(wú)張力狀態(tài)進(jìn)行拉伸的工序通過(guò)性比在拉緊狀態(tài)進(jìn)行拉伸穩(wěn)定，斷頭等發(fā)生少，因而優(yōu)選。因此，通常在無(wú)張力狀態(tài)進(jìn)行拉伸，但在此情況下，PPS纖維的楊氏模量變低。本發(fā)明通過(guò)在拉伸工序中實(shí)施拉緊熱處理，能夠制造楊氏模量大于或等于20cN/分特的PPS纖維。如果使用楊氏模量大于或等于20cN/分特的PPS纖維，過(guò)濾材料的尺寸穩(wěn)定性就提高，因此能夠特別適合使用。尤其是作為袋濾器使用時(shí)，對(duì)由脈沖產(chǎn)生的逆洗時(shí)的撞擊或由堆積在過(guò)濾材料表面的粉塵的自重產(chǎn)生的應(yīng)力，尺寸穩(wěn)定性提高，因而是優(yōu)選的。另外，通過(guò)使用楊氏模量大于或等于20cN/分特的PPS纖維，即使將機(jī)械強(qiáng)度比PPS纖維低的氟系纖維混棉使用，也能夠確保過(guò)濾材料的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明中使用的聚四氟乙烯纖維可以通過(guò)下列如下述制造方法獲得將基質(zhì)聚合物和聚四氟乙烯混合，形成乳液，使該乳液從成型用噴絲頭(成型用口金)吐出到凝固浴中進(jìn)行纖維化的乳液紡絲法(也叫做濕式乳液紡絲法或者基質(zhì)紡絲法)。另外，即使利用將在四氟乙烯聚合物中混合溶劑石腦油(ソルベンナフサ)等增塑助劑得到的糊擠出成型的糊擠出法，或者將四氟乙烯的加熱成型體加工成薄膜狀進(jìn)行拼合加工(スプリツト加工)或者直接剝離成纖維狀態(tài)后，通過(guò)燒結(jié)和拉伸而纖維化的切成薄片法(スカイブ法)也能夠沒(méi)有問(wèn)題地得到。
本發(fā)明中，在纖維網(wǎng)中也能夠含有玻璃纖維。玻璃纖維的耐化學(xué)藥品性(耐堿性)比PPS纖維差，但耐熱性高，并且成本低。所謂玻璃纖維是拉伸玻璃而變細(xì)的人造纖維，因?yàn)橐愿咚賹⑷廴诓Ａ拇罅考?xì)孔中拉出進(jìn)行紡絲，所以得到極細(xì)纖度的纖維，因而對(duì)提高粉塵捕集效率是極有效的。作為玻璃纖維的纖維直徑，從作為過(guò)濾性能的粉塵捕集效率和壓力損失的平衡來(lái)看，優(yōu)選是2～7μm。
本發(fā)明過(guò)濾材料的制造方法可以適當(dāng)使用下述方法，例如作為空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)，制作含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維的纖維網(wǎng)，并且作為空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)，制作含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維的纖維網(wǎng)，然后將兩者絡(luò)合而進(jìn)行一體化的方法。作為制作纖維網(wǎng)的方法，例如能夠適當(dāng)使用使耐熱性纖維的短纖維通過(guò)梳棉機(jī)形成纖維網(wǎng)的方法。另外，作為絡(luò)合纖維網(wǎng)進(jìn)行一體化的方法，優(yōu)選針刺法或者噴水穿孔法(ウオ-タ-ジエツトパンチ)。
在此說(shuō)明一般已知的針刺法工序。首先為了沿一定的方向?qū)⒃薏⒔z，把投入帶無(wú)數(shù)針的旋轉(zhuǎn)鼓筒、滾筒中，使纖維并絲(梳理工序)(得到的纖維網(wǎng))，使用叫做交叉成卷機(jī)的分開(kāi)裝置，以一定的比例折疊在輸送簾子上。最終制成的過(guò)濾材料的單位面積重量(目付)可以說(shuō)大體上由此時(shí)的原棉投入量和線速度決定。如果原棉投入量多、線速度慢，單位面積重量就高，如果原棉投入量少、線速度快，則單位面積重量有變低的傾向。所得到的纖維網(wǎng)，使用擠出輥施加輕壓縮，形成叫做棉卷的狀態(tài)后，利用針刺法在厚度方向使纖維相互絡(luò)合，制成空氣流入面一側(cè)和空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)。
作為上述針刺法的針密度，從過(guò)濾材料的強(qiáng)度或表觀密度、還有透氣量的方面考慮，優(yōu)選300根/cm2或以上。針密度如果過(guò)少，纖維相互之間的絡(luò)合性就弱，過(guò)濾材料的強(qiáng)度變低，另外表觀密度也有變低的傾向，因此過(guò)濾材料的孔成為稀的狀態(tài)，有粉塵的捕集性能變差的可能性，因此是不可取的。相反，在針密度過(guò)多的情況下，纖維被針損傷，因此過(guò)濾材料的強(qiáng)度變低，是不可取的。另外因?yàn)檫^(guò)濾材料的收縮傾向變強(qiáng)，所以表觀密度提高，粉塵捕集性能變得良好，但透氣量變低，因此從使用初期的狀態(tài)壓力損失變高，導(dǎo)致短壽命，因而是不可取的。
從上述可知，作為過(guò)濾材料的表觀密度，適宜地調(diào)整針刺條件，優(yōu)選在0.1～1.5g/cm3的范圍，更優(yōu)選在0.1～0.6g/cm3的范圍。小于0.1g/cm3的過(guò)濾材料，不能收集的粉塵量變多，因此是不可取的。另外，表觀密度大于0.6g/cm3的過(guò)濾材料，透氣量非常小，因此作為過(guò)濾器使用時(shí)壓力損失的上升變得過(guò)大，因而是不可取的。另外關(guān)于透氣量，也適宜地調(diào)整針刺條件，優(yōu)選達(dá)到10～80cc/cm2/秒的范圍。
本發(fā)明的過(guò)濾材料更優(yōu)選在耐熱性纖維構(gòu)成的織物(以下稱為“骨材”或者“平紋粗布”)的一面層疊空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)、在另一面層疊空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)形成至少3層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的過(guò)濾材料由于在空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)中含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維，因此即使不含這樣的骨材的所謂無(wú)平紋粗布的構(gòu)成，也具有充分的機(jī)械強(qiáng)度，但通過(guò)形成3層結(jié)構(gòu)，可以得到尺寸穩(wěn)定性、抗拉強(qiáng)度、耐磨性等機(jī)械強(qiáng)度更優(yōu)良，而且粉塵捕集效率優(yōu)良的過(guò)濾材料。另外，在過(guò)濾材料作為袋濾器使用時(shí)，能夠減輕與擋板接觸導(dǎo)致的過(guò)濾材料的摩擦。這里，所謂擋板是蓋上袋濾器使用的圓筒狀的骨架，一般用金屬構(gòu)成。由于過(guò)濾壓力或逆洗時(shí)的脈沖，袋濾器和擋板接觸而發(fā)生摩擦。通過(guò)形成3層結(jié)構(gòu)，空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)顯示降低過(guò)濾材料的磨損的效果。特別是在本發(fā)明中，由于在空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)中含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維，因此能夠大大減輕與擋板接觸導(dǎo)致的過(guò)濾材料的磨損，因而是優(yōu)選的。
骨材起保持機(jī)械強(qiáng)度的作用，因此適合使用抗拉強(qiáng)度為350～900N/5cm范圍的骨材。
在本發(fā)明中，構(gòu)成骨材的纖維，只要是具有耐熱性的纖維就可以，可以使用對(duì)位芳族聚酰胺纖維、間位芳族聚酰胺纖維、PPS纖維、聚酰亞胺纖維、氟系纖維、碳纖維、玻璃纖維等。尤其從耐化學(xué)藥品性、耐水解性的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選使用選自PPS纖維和氟系纖維的纖維。作為氟系纖維，可以使用和關(guān)于上述纖維網(wǎng)的說(shuō)明中記載的相同氟系纖維。從機(jī)械強(qiáng)度高方面考慮，最優(yōu)選PPS纖維。另外，氟系纖維的機(jī)械強(qiáng)度比PPS纖維差，但耐熱性和耐化學(xué)藥品性優(yōu)良，因此在特別苛刻的環(huán)境中使用時(shí)，優(yōu)選使用氟系纖維。
作為構(gòu)成骨材的纖維，優(yōu)選使用短纖維紗或者復(fù)絲。尤其是短纖維紗和纖維網(wǎng)的絡(luò)合性良好，纖維的表面積變多，因此在過(guò)濾材料的粉塵捕集效率變好這點(diǎn)上是合適的。
作為構(gòu)成骨材的纖維的纖度，如果是具有適度的強(qiáng)度，就沒(méi)有特別的限制，但纖度如果過(guò)大，由于織造條件不同，就有骨材的孔容易發(fā)生堵塞的傾向，壓力損失變高，因此是不可取的。相反，纖度如果過(guò)細(xì)，織物密度就變低，透氣量變高，因此壓力損失有變低的傾向，但骨材自身的強(qiáng)度已降低，過(guò)濾材料的機(jī)械強(qiáng)度降低，因而是不可取的。構(gòu)成骨材的纖維的總纖度優(yōu)選在100～1000分特的范圍，更優(yōu)選在300～600分特的范圍。總纖度如果不到100分特，就不能充分地得到由骨材的層疊產(chǎn)生的尺寸穩(wěn)定性和抗拉強(qiáng)度的提高效果。另外，總纖度如果超過(guò)1000分特，雖然尺寸穩(wěn)定性和抗拉強(qiáng)度優(yōu)良，但過(guò)濾材料的透氣量有降低的傾向，因此作為過(guò)濾性能的粉塵捕集效率變好，但初期的壓力損失變高，因而作為織物袋濾器使用時(shí)的壽命變短，因此是不可取的。
特別優(yōu)選使用由楊氏模量大于或等于20cN/分特的PPS的短纖維構(gòu)成的短纖維紗。楊氏模量大于或等于20cN/分特的PPS纖維尺寸穩(wěn)定性良好，因此是優(yōu)選的。
為了不影響作為過(guò)濾性能的壓力損失，骨材優(yōu)選形成孔粗的織造組織。作為一般的構(gòu)造，有平紋組織、雙層組織、三層組織、斜紋組織、緞紋組織等。特別是低成本、廣泛使用的平紋織物能得到滿意的性能，因此優(yōu)選使用?？椢锩芏葍?yōu)選經(jīng)紗密度優(yōu)選是15～40根/2.54cm，更優(yōu)選是20～30根/2.54cm，緯紗密度優(yōu)選是10～30根/2.54cm，更優(yōu)選是15～25根/2.54cm。
依次層疊空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)、骨材和空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)后，通過(guò)絡(luò)合進(jìn)行一體化。所述絡(luò)合方法優(yōu)選選自針刺法和噴水穿孔法中的至少一種方法。從絡(luò)合強(qiáng)度上考慮，優(yōu)選采用針刺法，但根據(jù)所要求的壓力損失或粉塵捕集性能有時(shí)優(yōu)選選擇噴水穿孔法。另外，組合這些絡(luò)合方法有時(shí)提供平衡良好的過(guò)濾材料，因此優(yōu)選進(jìn)行適宜地選擇而采用。
本發(fā)明的過(guò)濾材料，通過(guò)使粉塵堆積的空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)表面的一部分熔融粘著(融著)，能夠更進(jìn)一步提高粉塵剝離性能或粉塵捕集效率。作為使纖維網(wǎng)表面的一部分熔融粘著的方法，可以采用燒毛處理或光亮加工(ミラ-加工)等方法。特別是在要求粉塵捕集效率高的情況下，優(yōu)選使用兩面都實(shí)施處理的纖維網(wǎng)，具體地說(shuō)，在過(guò)濾材料的空氣流入面一側(cè)進(jìn)行利用燃燒焰或者紅外線加熱等的燒毛處理，或用熱輥加壓。通過(guò)這樣的處理，使空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)表面的至少一部分或發(fā)生熔融粘著，或發(fā)生網(wǎng)眼堵塞，然后用兩種方法進(jìn)行軋光加工，就能夠提高粉塵捕集效率。
接著，說(shuō)明第2發(fā)明。本發(fā)明的過(guò)濾材料，重要的是，含有纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)包含纖度在1～3分特范圍的PPS短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維。由此，這2種纖維的纖維直徑成為接近約9～15μm的組合，因此混合兩者使用時(shí)，不易發(fā)生混合不勻，因而是優(yōu)選的。進(jìn)一步地，由纖維直徑為15μm左右的纖維構(gòu)成的過(guò)濾材料，是在過(guò)濾材料的強(qiáng)度和致密度方面，特別是平衡良好地構(gòu)成的過(guò)濾材料，因此能夠適合用于過(guò)濾器。在此說(shuō)明過(guò)濾材料的強(qiáng)度和致密度的平衡。僅用纖維直徑比9μm細(xì)的纖維構(gòu)成的過(guò)濾材料，空孔尺寸變小，因此小于或等于0.5μm的粒徑的粉塵捕集效率提高，但過(guò)濾材料的機(jī)械強(qiáng)度、特別是斷裂強(qiáng)度變低，因此是不可取的。僅用比9μm細(xì)的纖維構(gòu)成時(shí)，為了確保機(jī)械強(qiáng)度，有增加單位面積重量的方法，但在使單位面積重量達(dá)到例如大于或等于900g/m2時(shí)，非織造織物的表觀密度變得非常高，透氣量變低，壓力損失上升，因而是不可取的。相反，僅用比17μm粗的纖維構(gòu)成的過(guò)濾材料，斷裂強(qiáng)度提高，但空孔尺寸變大，小于或等于0.5μm的粉塵捕集效率變低，因而是不可取的。因此，由纖維直徑9～15μm左右的纖維構(gòu)成的過(guò)濾材料是非織造織物的強(qiáng)度和致密度的平衡良好的過(guò)濾材料，因此優(yōu)選。
這里纖維的纖度和纖維直徑的換算，在圓截面纖維中，使用比重進(jìn)行計(jì)算，在不規(guī)則截面纖維的情況下，在纖維的多邊形截面中，將從截面重心至多邊形各頂點(diǎn)(內(nèi)角包括銳角和鈍角)的距離的平均值定義為纖維直徑。在橢圓纖維的情況下，將長(zhǎng)邊和短邊的平均值定義為纖維直徑。PPS纖維的比重使用1.34，氟系纖維的比重使用2.30。
因此纖度在1～3分特范圍的PPS纖維的直徑是9.7～16.9μm，纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維的直徑是10.5～14.9μm。
本發(fā)明的過(guò)濾材料，優(yōu)選選擇將PPS的短纖維和氟系纖維的短纖維混棉，形成非織造織物。PPS的短纖維和氟系纖維的短纖維纖維長(zhǎng)優(yōu)選是在0.2～140mm的范圍。比140mm長(zhǎng)的纖維，纖維相互間的混合變得不充分，質(zhì)地變得不均勻，因此是不可取的。特別在用開(kāi)棉機(jī)混合纖維等情況下，纖維長(zhǎng)在35～80mm的范圍是更合適的。分散在水中進(jìn)行混合時(shí)，纖維長(zhǎng)在0.2～10mm的范圍是更合適的。纖維長(zhǎng)不到0.2mm的纖維，在纖維切斷工序中的切斷長(zhǎng)度不勻變多，而且對(duì)切斷工序中的刀刃的纏繞變得非常多，工序通過(guò)性惡化，因此是不可取的。
在本發(fā)明中，過(guò)濾材料優(yōu)選選擇含有由耐熱性纖維構(gòu)成的織物，即骨材。可以是在骨材的一面層疊纖維網(wǎng)的2層結(jié)構(gòu)，但特別優(yōu)選是在骨材的兩面層疊纖維網(wǎng)的至少3層的結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明過(guò)濾材料的制造方法，例如將纖度1～3分特的PPS短纖維和纖度2～4分特的氟系纖維的短纖維混棉，通過(guò)梳棉機(jī)形成纖維網(wǎng)，然后和骨材層疊，通過(guò)針刺法處理進(jìn)行絡(luò)合而一體化，形成過(guò)濾材料。所謂混棉可舉出采用一般的開(kāi)棉機(jī)進(jìn)行的混合，但即使是其他的利用送風(fēng)的混合等，也能夠沒(méi)有問(wèn)題地進(jìn)行混棉。
在本發(fā)明中，作為PPS纖維、氟系纖維、骨材等，能夠適合使用上述的PPS纖維、氟系纖維、骨材等。另外，關(guān)于將纖維網(wǎng)交織的方法等，也能夠適當(dāng)使用上述的方法。
本發(fā)明的過(guò)濾材料，也能夠適合使用層壓聚四氟乙烯微多孔膜的過(guò)濾材料。通過(guò)多孔膜層壓，即層疊而粘結(jié)，進(jìn)一步提高微細(xì)粉塵的集塵效率，因此是優(yōu)選的。在由聚四氟乙烯纖維構(gòu)成的過(guò)濾材料上層壓聚四氟乙烯微多孔膜時(shí)，在該聚合物所具有的性質(zhì)上，具有粘結(jié)性稍微惡化這樣的缺點(diǎn)。本發(fā)明的過(guò)濾材料存在PPS纖維，因此與僅由聚四氟乙烯纖維構(gòu)成的過(guò)濾材料相比，粘結(jié)性提高，也是同時(shí)保持層壓變得容易這樣的效果的過(guò)濾材料。
如此制得的過(guò)濾材料縫制成袋狀后，適合用作要求耐熱性的對(duì)垃圾焚燒爐或燃煤鍋爐、或者金屬熔煉爐等的排氣進(jìn)行集塵的袋濾器。作為在該縫制中使用的縫線，優(yōu)選使用和構(gòu)成織物的纖維同樣地用具有耐化學(xué)藥品性、耐熱性的纖維材料構(gòu)成的線，適合使用PPS纖維或氟系纖維等。
以下，通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。
過(guò)濾材料各物性的測(cè)定方法如下。
將過(guò)濾材料切成400mm的方形，從重量計(jì)算出過(guò)濾材料的單位面積重量。
使用厚度千分表(シツクネスダイヤルゲ-ジ)(擠壓力250g/cm2＝0.000245Pa)測(cè)定過(guò)濾材料的厚度。隨機(jī)選擇6點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，求出平均值。
基于JIS L 1096規(guī)定的格利式織物硬挺度法(ガ-レ法)測(cè)定過(guò)濾材料的硬挺度。過(guò)濾材料切成長(zhǎng)63.5mm、寬25.4mm的大小，表里各測(cè)定一次。測(cè)定試樣的n等于4。
基于JIS L 1096規(guī)定的斷裂強(qiáng)度法測(cè)定過(guò)濾材料的斷裂強(qiáng)度。測(cè)定部位是隨機(jī)選擇5點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。
基于JIS L 1096規(guī)定的弗雷澤型織物透氣性測(cè)試法(フラジ-ル形法)測(cè)定過(guò)濾材料的透氣量。測(cè)定部位是隨機(jī)選擇6點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。
使用圖2的裝置，按照大氣粉塵計(jì)數(shù)法測(cè)定過(guò)濾材料的粉塵捕集效率。即，在圖2中，使用設(shè)置在過(guò)濾材料5(170mm)的下游側(cè)的送風(fēng)機(jī)8，使過(guò)濾風(fēng)速1m/min的氣流向過(guò)濾材料5通氣5分鐘后，使用リオン公司制顆粒計(jì)數(shù)器(上游)4測(cè)定過(guò)濾材料5的上游側(cè)的大氣粉塵(粒徑0.3～5μm)個(gè)數(shù)A，同時(shí)使用該公司制顆粒計(jì)數(shù)器(下游)6測(cè)定過(guò)濾材料5的下游側(cè)的大氣粉塵(粒徑0.3～5μm)個(gè)數(shù)B。測(cè)定試樣n等于3。從得到的測(cè)定結(jié)果。按照下式求出捕集效率(％)。
(1-(B/A))×100式中，A上游側(cè)大氣粉塵個(gè)數(shù)B下游側(cè)大氣粉塵個(gè)數(shù)大氣粉塵捕集效率的判斷基準(zhǔn)是以粒徑小于或等于1μm的粉塵捕集效率大于或等于50％作為○(良好)，以大于或等于45％且不到50％作為△(稍微良好)，以不到45％作為×(不好)。
使用壓力表7讀出大氣粉塵捕集效率測(cè)定時(shí)的、由過(guò)濾材料5產(chǎn)生的壓力損失。
使用圖3的裝置測(cè)定粉塵清除下落后的壓力損失。即，在圖3中，利用設(shè)置在過(guò)濾材料5(170mm)下游側(cè)的真空泵12和流量計(jì)10向過(guò)濾材料5提供過(guò)濾風(fēng)速2.0m/min的氣流。用粉塵供給機(jī)14和粉塵分散機(jī)15將JIS10種粉塵調(diào)整成粉塵濃度20g/m3的粉塵附加在過(guò)濾材料5(過(guò)濾面積100cm2)的空氣流入面一側(cè)上。用數(shù)字壓力表13測(cè)定的壓力損失每上升至100mm H2O(980Pa)，使用處于過(guò)濾材料5下游的脈沖負(fù)荷機(jī)9，在脈沖壓力3kgf/cm2(294kPa)、0.1秒的條件下使脈沖打155次，用數(shù)字壓力表13連續(xù)監(jiān)控剛施加脈沖后的壓力損失。
粉塵清除下落后的壓力損失的判斷基準(zhǔn)是以經(jīng)過(guò)時(shí)間30小時(shí)時(shí)的壓力損失不到7mm H2O(69Pa)作為○(良好)，以大于或等于7mmH2O(69Pa)、不到8mm H2O(78Pa)作為△(稍微良好)，以高于8mm H2O(78Pa)作為×(不好)。
在大氣粉塵捕集效率和粉塵清除下落后的壓力損失的判斷基準(zhǔn)中，在2項(xiàng)中×(不好)的判斷都是1時(shí)，將綜合判斷看作×(不好)，在2項(xiàng)中是○(良好)和△(稍微良好)時(shí)，將綜合判斷看作○(良好)。
基于JIS L 1096規(guī)定的布條強(qiáng)度法(ストリツプ法)測(cè)定過(guò)濾材料的抗拉強(qiáng)度。試樣尺寸是200mm×50mm，以拉伸速度100mm/min、夾頭間隔100mm進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定值是試樣的經(jīng)向(是和纖維的取向垂直的方向，在包含平紋粗布的試樣的情況下，和平紋粗布的經(jīng)向同一方向)中的1次強(qiáng)度的值。
在下述條件下實(shí)施試樣的處理，求出試樣的經(jīng)向(是和纖維的取向垂直的方向，在包含平紋粗布的試樣的情況下，和平紋粗布的經(jīng)向同一方向)中的一次強(qiáng)度的保持率。
一次強(qiáng)度的保持率(％)＝A/B×100A實(shí)施高壓釜處理后的試樣的一次強(qiáng)度B不實(shí)施高壓釜處理的試樣的一次強(qiáng)度高壓釜的處理?xiàng)l件是使用高壓釜裝置(日東高壓釜公司制)，在設(shè)定溫度160℃、顯示壓力6.5kgf/cm2(637kPa)下進(jìn)行200小時(shí)。

將試樣切成300mm(經(jīng))×50mm(緯)的大小，為了使試樣的經(jīng)向和鉛垂方向成為同一方向，以在鉛垂方向吊9.8N負(fù)荷的狀態(tài)，在240℃的氛圍下保持1小時(shí)。測(cè)定實(shí)施該熱處理后的試樣的經(jīng)向伸長(zhǎng)(蠕變)。求出蠕變的公式如下，蠕變的絕對(duì)值越接近0，尺寸穩(wěn)定性越良好。
蠕變(％)＝((熱處理后的試樣的長(zhǎng)度)-300)×100/300[質(zhì)地]目視判斷試樣透光、質(zhì)地的均勻性和有無(wú)針孔，以○(良好)、△(稍微良好)、×(不好)3級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施例1使用纖度3.0分特(纖維直徑17μm)、匹長(zhǎng)76mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-3.0T76mm)，得到單絲支數(shù)20s、合絲根數(shù)2根的短纖維絲(總纖度600分特)。使其平織，得到經(jīng)絲密度26根/2.54cm、緯絲密度18根/2.54cm的PPS短纖維絲平紋織物。以該織物作為骨材，在其一個(gè)面上以194g/m2的單位面積重量層疊纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)是纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-2.2T51mm)和纖度1.0分特(纖維直徑9.7μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-1.0T51mm)以重量比50∶50進(jìn)行混棉得到的短纖維實(shí)施開(kāi)棉、梳棉處理后，以刺針密度50根/cm2進(jìn)行假針刺而得到的。該纖維網(wǎng)形成空氣流入面一側(cè)的過(guò)濾層。在織物的另一方的面上以194g/m2的單位面積重量層疊下述纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)是將纖度7.8分特(纖維直徑27.2μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-7.8T51mm)100％進(jìn)行開(kāi)棉、梳棉處理后，以刺針密度50根/cm2進(jìn)行假針刺而得到的。該纖維網(wǎng)形成空氣排出面一側(cè)的過(guò)濾層。進(jìn)一步通過(guò)針刺加工使織物(骨材)和上述的纖維網(wǎng)進(jìn)行交織，得到單位面積重量544g/m2、總針刺密度300根/cm2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。另外，在此得到的過(guò)濾材料中看到由于針刺處理而發(fā)生收縮、單位面積重量比理論上變高的傾向。
實(shí)施例2
作為構(gòu)成空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)的纖維，以30∶30∶40的比例將纖度1.0分特(纖維直徑9.7μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維和纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維、還有纖度7.8分特(纖維直徑27.2μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維混合使用。進(jìn)一步地，作為構(gòu)成空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)的纖維，以50∶50的比例將纖度2.2分特、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維和纖度7.8分特、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維混合使用。除這些以外，采用和實(shí)施例1相同的方法得到過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
實(shí)施例3除了作為構(gòu)成空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)的纖維，以20∶80的比例將纖度1.0分特(纖維直徑9.7μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維和纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維混合使用以外，采用和實(shí)施例1相同的方法得到過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
實(shí)施例4以50∶50重量比將纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-2.2T51mm)和纖度3.3分特(纖維直徑13.5μm)、匹長(zhǎng)70mm的PTFE短纖維(東レフアインケミカル株式會(huì)社制“トヨフロン(R)”T201-3.3T70mm)混棉的短纖維進(jìn)行開(kāi)棉、梳棉處理后，以針刺密度40根/cm2進(jìn)行假針刺，得到形成空氣流入面過(guò)濾層的纖維網(wǎng)210g/m2。除此以外，采用和實(shí)施例1相同的方法將過(guò)濾材料制布，得到單位面積重量533g/m2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
實(shí)施例5將纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-2.2T51mm)100％的短纖維進(jìn)行開(kāi)棉、梳棉處理后，以針刺密度40根/cm2進(jìn)行假針刺，得到形成空氣流入面過(guò)濾層的纖維網(wǎng)220g/m2。除此以外，還包括使用纖度7.8分特(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-7.8T51mm)，采用和實(shí)施例1相同的方法將過(guò)濾層制布，得到單位面積重量499g/m2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
實(shí)施例6
通過(guò)將熔融紡絲法得到的PPS纖維在其拉伸工序中實(shí)施拉緊熱處理進(jìn)行制造，得到楊氏模量28cN/分特、纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)76mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”)。該P(yáng)PS短纖維和用乳液紡絲法得到的、纖度3.3分特(纖維直徑13.5μm)、匹長(zhǎng)70mm的聚四氟乙烯的短纖維(東レ株式會(huì)社制TOYOFLON(R))以重量比50∶50使用梳棉機(jī)進(jìn)行混合，通過(guò)梳棉機(jī)形成薄片狀的纖維網(wǎng)。作為平紋粗布，將楊氏模量28cN/分特、纖度2.2分特、匹長(zhǎng)76mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制トルコン(R))形成單絲支數(shù)20s、合絲根數(shù)2根的短纖維絲(總纖度600分特)，作為平紋織物(#2818，經(jīng)絲密度28根/2.54cm、緯絲密度18根/2.54cm)使用。依次層疊這些纖維網(wǎng)/平紋粗布/纖維網(wǎng)，以針根數(shù)400根/cm2進(jìn)行針刺處理，得到氈。使用鐵輥制的熱壓輥機(jī)，在100℃、以間隙1.0mm在該氈上實(shí)施加壓處理，得到單位面積重量715g/m2、厚度1.42mm的過(guò)濾材料。
所得到的過(guò)濾材料是質(zhì)地均勻、針洞少、PPS纖維和聚四氟乙烯纖維的混合也均勻的非織造織物。
實(shí)施例7除了用開(kāi)棉機(jī)將在薄片狀的纖維網(wǎng)中使用的PPS短纖維和聚四氟乙烯的短纖維混合成重量比75∶25以外，采用和實(shí)施例6相同的方法得到單位面積重量703g/m2、厚度1.58mm的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料是質(zhì)地均勻、針洞少、PPS纖維和聚四氟乙烯纖維的混合也均勻的非織造織物。
實(shí)施例8作為在薄片狀的纖維網(wǎng)中使用的聚四氟乙烯的短纖維，使用纖度2.7分特(纖維直徑12.2μm)、匹長(zhǎng)60mm的Lennzing公司制PROFILEN(R)、型號(hào)803/60，并且用開(kāi)棉機(jī)將在薄片狀的纖維網(wǎng)中使用的PPS短纖維和聚四氟乙烯的短纖維混合成重量比25∶75。另外，作為平紋粗布，使用(ラステツクス)(R)平紋粗布(ゴアテツクス制，使用PTFE切膜絲400D，具有20根/2.54cm的織物密度的平紋織物，單位面積重量70g/m2)。除此以外，采用和實(shí)施例6相同的方法得到單位面積重量722g/m2、厚度1.29mm的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料是質(zhì)地均勻、針洞少、PPS纖維和聚四氟乙烯纖維的混合也均勻的非織造織物，但表面的毛茸略明顯。
實(shí)施例9除了不使用骨材而形成空氣流入面的過(guò)濾層和空氣排出面的過(guò)濾層的2層結(jié)構(gòu)以外，采用和實(shí)施例1相同的方法將過(guò)濾材料織布，得到單位面積重量408g/m2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
實(shí)施例10除了不使用骨材而形成空氣流入面的過(guò)濾層和空氣排出面的過(guò)濾層的2層結(jié)構(gòu)以外，采用和實(shí)施例4相同的方法將過(guò)濾材料織布，得到單位面積重量413g/m2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
比較例1將纖度2.2分特(纖維直徑14.5μm)、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-2.2T51mm)100％的短纖維進(jìn)行開(kāi)棉、梳棉處理后，以針刺密度40根/cm2進(jìn)行假針刺，得到形成空氣流入面和空氣排出面的過(guò)濾層的纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)的單位面積重量分別是220g/m2和220g/m2。除此以外，用和實(shí)施例1相同的方法將過(guò)濾材料織布，得到單位面積重量571g/m2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
比較例2將纖度7.8分特、匹長(zhǎng)51mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制“トルコン(R)”S101-7.8T51mm)100％的短纖維進(jìn)行開(kāi)棉、梳棉處理后，以針刺密度40根/cm2進(jìn)行假針刺，得到形成空氣流入面和空氣排出面的過(guò)濾層的纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)的單位面積重量分別是225g/m2和228g/m2。除此以外，用和實(shí)施例1相同的方法將過(guò)濾材料織布，得到單位面積重量594g/m2的過(guò)濾材料。所得到的過(guò)濾材料的性能示于表1和圖4、5中。
比較例3將通過(guò)熔融紡絲法得到的PPS纖維在其拉伸工序中實(shí)施無(wú)張力熱處理，進(jìn)行制造，由此得到楊氏模量19cN/分特、纖度7.8分特(纖維直徑27.7μm)、匹長(zhǎng)76mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制トルコン(R))。使該P(yáng)PS短纖維通過(guò)開(kāi)棉機(jī)和梳棉機(jī)，形成薄片狀的纖維網(wǎng)。作為平紋粗布，將楊氏模量是19cN/分特的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制トルコン(R)，纖度2.2分特、匹長(zhǎng)76mm)形成單絲支數(shù)20s、合絲根數(shù)2根的短纖維絲(總纖度600分特)，作為平紋織物(#2818，經(jīng)絲密度28根/2.54cm、緯絲密度18根/2.54cm)使用。依次層疊這些纖維網(wǎng)/平紋粗布/纖維網(wǎng)，以針根數(shù)400根/cm進(jìn)行針刺處理，得到氈。使用鐵輥制的熱壓輥機(jī)，在100℃、以間隙1.0mm在該氈上實(shí)施加壓處理，得到單位面積重量551g/m2、厚度1.52mm的過(guò)濾材料。
所得到的過(guò)濾材料是質(zhì)地均勻、但呈現(xiàn)針刺后的針孔的非織造織物。
比較例4作為薄片狀的纖維網(wǎng)，使用通過(guò)乳液紡絲法得到的、纖度7.4分特、匹長(zhǎng)70mm的聚四氟乙烯的短纖維(東レ株式會(huì)社制TOYOFLON(R))，并且使用(ラステツクス)(R)平紋粗布(ゴアテツクス制，使用PTFE切膜絲400D，具有20根/2.54cm的織物密度的平紋織物，單位面積重量70g/m2)作為平紋粗布。除此以外，采用和比較例2相同的方法得到單位面積重量630g/m2、厚度1.25mm的過(guò)濾材料。
所得到的過(guò)濾材料是質(zhì)地均勻，但呈現(xiàn)針刺后的針孔的非織造織物。
比較例5作為薄片狀的纖維網(wǎng)，使用纖度2.2分特、匹長(zhǎng)51mm的聚四氟乙烯的短纖維(東レ株式會(huì)社制テトロン(R))，不使用平紋粗布，除此以外，采用和比較例1相同的方法得到單位面積重量558g/m2、厚度1.53mm的過(guò)濾材料。
所得到的過(guò)濾材料是品質(zhì)均勻，但呈現(xiàn)針刺后的針孔的非織造織物。
比較例6將通過(guò)熔融紡絲法得到的PPS纖維在其拉伸工序中實(shí)施無(wú)張力熱處理，進(jìn)行制造，由此得到楊氏模量19cN/分特、纖度2.2分特、匹長(zhǎng)76mm的PPS短纖維(東レ株式會(huì)社制トルエン(R))。使該P(yáng)PS短纖維通過(guò)開(kāi)棉機(jī)和梳棉機(jī)，形成薄片狀纖維網(wǎng)。不使用平紋粗布，采用和比較例2相同的方法得到單位面積重量512g/m2、厚度1.96mm的過(guò)濾材料。
所得到的過(guò)濾材料是質(zhì)地有些不均勻的非織造織物。
表1

表1(續(xù))

表1(續(xù))

從表1、圖4、5的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，實(shí)施例1～5的過(guò)濾材料，與比較例1、2的過(guò)濾材料相比，粉塵捕集效率高，斷裂強(qiáng)度或格利式織物硬挺度高，而且粉塵清除下落后的壓力損失的上升也緩慢。過(guò)濾材料的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，因此即使粉塵清除下落時(shí)的應(yīng)力或和擋板的磨損強(qiáng)，以及一邊使粉塵清除下落一邊連續(xù)使用，壓力損失也不變高，因此謀求過(guò)濾材料的長(zhǎng)壽命化是可能的。另外，由實(shí)施例9、10可知，本發(fā)明的過(guò)濾材料，即使是不含骨材的構(gòu)成，也具有充分的機(jī)械強(qiáng)度。另外，實(shí)施例6～8的過(guò)濾材料，與比較例3～6的過(guò)濾材料相比，粉塵捕集效率高，耐熱蒸性高，高溫下的尺寸穩(wěn)定性高，而且品質(zhì)均勻，針洞少。
產(chǎn)業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明，是含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料，其包含至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維、而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維，因此能夠作為粉塵捕集效率良好、粉塵清除下落后的壓力損失的上升少，而且機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的過(guò)濾材料。
另外，按照本發(fā)明，是含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料，其含有纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)包含纖度在1～3分特范圍的聚苯硫醚短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維，因此能夠作為粉塵捕集效率良好、高溫下的熱尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良、而且質(zhì)地均勻、針洞等不良少的過(guò)濾材料。
另外，本發(fā)明的袋濾器，由上述的過(guò)濾材料構(gòu)成，因此包含在排氣中的粉塵捕集效率優(yōu)良，而且和擋板的耐磨性或斷裂強(qiáng)度、硬挺度、尺寸穩(wěn)定性等機(jī)械強(qiáng)度高而優(yōu)良，因而能夠謀求過(guò)濾的長(zhǎng)壽命化。
本發(fā)明的過(guò)濾材料和袋濾器，特別適合作為用于過(guò)濾從垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐、或者金屬熔煉爐等中排出的高溫排氣的集塵用濾布及由其構(gòu)成的袋濾器使用。
權(quán)利要求
1.過(guò)濾材料，其含有聚苯硫醚纖維，其特征在于，滿足下述的(1)和/或(2)(1)含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維；(2)含有纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)含有纖度為1～3分特的聚苯硫醚短纖維和纖度為2～4分特的氟系纖維的短纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾材料，它含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過(guò)濾材料，其中，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有20wt％或20wt％以上的纖維直徑小于或等于10μm的耐熱性纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，耐熱性纖維是選自對(duì)位芳族聚酰胺纖維、間位芳族聚酰胺纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維、氟系纖維、碳纖維和玻璃纖維的纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有10～90wt％的聚苯硫醚纖維和10～90wt％的氟系纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾材料，它含有纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)含有纖度為1～3分特的聚苯硫醚短纖維和纖度為2～4分特的氟系纖維的短纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，將聚苯硫醚的短纖維和氟系纖維的短纖維混棉，形成纖維網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，聚苯硫醚纖維和氟系纖維在整個(gè)纖維網(wǎng)中所占的總比例大于或等于70wt％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，纖維網(wǎng)表面的纖維部分地熔融粘著。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，它包括在耐熱性纖維構(gòu)成的骨材的兩面層疊纖維網(wǎng)的至少3層的結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過(guò)濾材料，其中，骨材由耐熱性纖維的織物構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的過(guò)濾材料，其中，骨材含有選自聚苯硫醚纖維和氟系纖維的纖維。
13.根據(jù)權(quán)利要求10～12中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，構(gòu)成骨材的耐熱性纖維是總纖度為100～1000分特的聚苯硫醚的短纖維絲。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，聚苯硫醚纖維的楊氏模量是20cN/分特或以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料，其中，氟系纖維是聚四氟乙烯纖維。
16.袋濾器，它是將權(quán)利要求1～15中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾材料縫制成袋狀得到的。
全文摘要
過(guò)濾材料，由于在含有聚苯硫醚纖維的過(guò)濾材料中，以滿足下述的(1)和(2)為特征，因而提供粉塵捕集效率優(yōu)良，而且機(jī)械強(qiáng)度高的過(guò)濾材料及由其構(gòu)成的袋濾器，(1)含有至少2層纖維網(wǎng)，空氣流入面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有50wt％或50wt％以上的纖維直徑小于或等于15μm的耐熱性纖維，而且空氣排出面一側(cè)的纖維網(wǎng)含有 50wt％或50wt％以上的纖維直徑大于或等于20μm的耐熱性纖維；(2)含有纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)含有纖度在1～3分特范圍的聚苯硫醚短纖維和纖度在2～4分特范圍的氟系纖維的短纖維。
文檔編號(hào)B01D39/16GK1767882SQ20048000902
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者山田賢孝, 長(zhǎng)瀨元樹(shù) 申請(qǐng)人:東麗株式會(huì)社