JP5076883B2 - フィルター用フェルト - Google Patents
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Description
例えば、既に製品として存在するものとして、不織布あるいは織物のろ過面側にポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」という)からなり細孔径が約2〜3μm程度のメンブレンを接着させ払い落とし性を向上させたものがある。
また、不織布あるいは織物のろ過面側にフィルムの延伸方向にスリットを入れた一軸延伸フィルムを貼り合わせ、μm径オーダーの微少な粒子を捕捉可能としたろ過布(例えば、特許文献1)が提案されている。
ポリフェニレンサルファイド(以下、「PPS」という)繊維よりなるフェルトに限っては、ろ過面層に細繊度繊維を用い、更には太さ勾配をつけたもの(例えば、特許文献2)、異型断面繊維を使用することにより、繊維表面積を大きくしたしたもの(例えば、特許文献3)が知られている。
1.中空率が5〜50%、比容積が50cm3/g以上、圧縮率が75%以下である中空断面ポリフェニレンサルファイド短繊維を30%以上使用した不織布を少なくとも1層以上使用することを特徴とするフィルター用フェルト。
2.前記中空断面ポリフェニレンサルファイド短繊維が、少なくとも2つの突起物が存在する断面形状である中空異型断面ポリフェニレンサルファイド短繊維であることを特徴とする請求項1に記載のファルター用フェルト。
3.前記ポリフェニレンサルファイド短繊維が比容積が70cm3/g以上、圧縮率が65%以下であることを特徴とする請求項1に記載のフィルター用フェルト。
4.前記ポリフェニレンサルファイド短繊維が立体捲縮を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフィルター用フェルト。
本発明に用いるPPS短繊維の断面形状は、中空断面が好ましく、その中空率は好ましくは5〜50%、より好ましくは10〜40%である。中空率が5%未満では十分な比容積、圧縮率を得ることができず、50%より大きくなると後工程で破裂の問題が発生する。その結果十分な比容積、圧縮率を得ることができなくなる。
しかし、立体的な捲縮を得るために糸断面方向で収縮率の差を与える必要がある。そのような未延伸糸を作る方法としては、クエンチの風速を1.2m/sec以上、好ましくは1.6m/sec以上とし、溶融されたポリマーの冷却速度を変更する方法、サイドバイサイドによりメルトフローレートが少なくとも10g/10min、好ましくは20g/10min以上異なる樹脂を用いる方法、サイドバイサイドにより一方のポリマーの滞留時間を0.5分以上長くすることで収縮差をつける方法、サイドバイサイドにより一方のポリマーに架橋型あるいは半架橋型の樹脂を用いる方法、サイドバイサイドにより一方に相溶性のある樹脂である例えばポリケトンサルファイド、PEEKなどを0.1〜50wt%、好ましくは1〜20wt%混合する方法、さらにはサイドバイサイドにより一方に相溶性のないポリオレフィン樹脂(例えばポリプロピレンなど)を0.1〜5wt%、好ましくは0.2〜2wt%混合する方法などがある。以上により得られた未延伸糸を常法により所望する繊度になるよう延伸倍率を設定し、延伸し、乾燥後カットし短繊維を得ることができる。このとき、収縮による立体的な捲縮を発現させるため、140℃以上、好ましくは160℃以上、さらに好ましくは180℃以上の温度条件下で延伸することが望ましい。
なお、測定方法は下記の通りである。
比容積(cm3/g)=10×10×H0/10/W
圧縮率(%)=(H0−H1)/H0×100
中空率(%)=中空部面積/外周円の面積×100
ろ過速度:2.0mm/min、ダスト濃度:5g/m3、ダスト種類:Pural NF、温度:130℃、ダスト払い落とし:1000Pa、エージング間隔:5s、タンク圧:0.5MPa、パルスエアー圧:1017mbar、パルス時間:60ms
手順
(1)サンプルを装着した段階で、ダストのない状態で、サンプルフェルトの持つ初期圧損Paを測定する。
(2)第1段階:圧損が1000Paに達したときにダスト払い落としを行う。この操作を30回繰り返す。
(3)第2段階:ダスト無で、5s間隔による10000回のエージングを行う。
(4)第3段階:安定化操作として、ダスト無でパルスエアーによる払い落とし操作のみを10回行う。
(5)第4段階:ダストを流し、圧損1000Paでのダスト払い落としを2時間実施する。その最終時の、ダスト払い落とし直後の残留圧損Paを測定する。
メルトフローレートが110g/10minであるPPSを図1のノズルよりポリマー温度を300℃とし、単孔吐出量=2.0g/minにて押し出し、1200m/minにて紡糸した。このときの冷却条件は1.6m/sec、25℃であった。その後トータル繊度が1,000,000dtexとし、延伸倍率2.5、延伸温度160℃にて延伸し、乾燥後64mmにカットし中空断面PPS短繊維を得た。繊度は6.7dtex、中空率=25%、立体捲縮を持ち、比容積=98cm3/g、圧縮率=71%であった。この繊維を100%でクリーンガスサイド層用カードウェッブ(目付200g/m2)とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS(東洋紡績株式会社製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、支持層であるPPS織布(500dtex、120フィラメントPPS長繊維使用平織物、織密度タテ/ヨコ=26/20本/2.54cm、目付104g/m2)に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンガスサイド層用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付、521g/m2、厚さ1.8mmのバグフィルター用フェルトを得た。
メルトフローレートが110g/10minであるPPSポリマーを図1のノズルよりポリマー温度を300℃とし、単孔吐出量=2.1g/minにて押し出し、1200m/minにて紡糸した。このときの冷却条件は3.0m/sec、25℃であった。その後トータル繊度が1,000,000dtexとし、延伸倍率1.8、延伸温度160℃にて延伸し、乾燥後64mmにカットし中空断面PPS短繊維を得た。繊度は14dtex、中空率=22%、立体捲縮を持ち、比容積=90cm3/g、圧縮率=65%であった。この繊維を100%でクリーンガスサイド層用カードウェッブ(目付200g/m2)とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS(東洋紡績製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンガスサイド層用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付530g/m2、厚さ2.1mmのバグフィルター用フェルトを得た。
メルトフローレートが110g/10minであるPPSポリマーを丸型ノズルよりポリマー温度を300℃とし、単孔吐出量=2.1g/minにて押し出し、1200m/minにて紡糸した。このときの冷却条件は1.0m/sec、25℃であった。その後トータル繊度が1,000,000dtexとし、延伸倍率2.5、延伸温度160℃にて延伸し、スタッフィングボックスにより捲縮を付与し、乾燥後64mmにカットし丸断面PPS短繊維を得た。繊度は7.0dtex、機械捲縮を持ち、比容積=65cm3/g、圧縮率=65%であった。この繊維を100%でクリーンガスサイド層用カードウェッブ(目付200g/m2)とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS(東洋紡績製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンガスサイド層用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付515/m2、厚さ1.8mmのバグフィルター用フェルトを得た。
実施例1で得られた6.7dtexの中空断面PPS短繊維を60重量%、比較例1で得られた7.0dtexの丸断面PPS短繊維を40重量%混綿し、クリーンガスサイド層用カードウェッブ(目付200g/m2)とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS(東洋紡績製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンガスサイド用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付530/m2、厚さ1.8mmのバグフィルター用フェルトを得た。
実施例1で得られた6.7dtexの中空断面PPS短繊維を10重量%、比較例1で得られた7.0dtexの丸断面PPS短繊維を90重量%混綿し、クリーンガスサイド層用カードウェッブ(目付200g/m2)とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS(東洋紡績製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンサイド用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付505/m2、厚さ1.8mmのバグフィルター用フェルトを得た。
メルトフローレートが110g/10minであるPPSポリマーを図5のノズルよりポリマー温度を300℃とし、単孔吐出量=2.7g/minにて押し出し、1200m/minにて紡糸した。このときの冷却条件は3.0m/sec、25℃であった。その後トータル繊度が1,000,000dtexとし、延伸倍率2.0、延伸温度160℃にて延伸し、乾燥後64mmにカットし中空異型断面PPS短繊維を得た。繊度は11dtex、中空率=22%、立体捲縮を持ち、比容積=65cm3/g、圧縮率=61%であった。この繊維を100%でクリーンガスサイド層用カードウェッブ(目付200g/m2)とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS短繊維(東洋紡績株式会社製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンサイド用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付525g/m2、厚さ2.0mmのバグフィルター用フェルトを得た。
メルトフローレートが110g/10minであるPPSポリマーを丸型ノズルよりポリマー温度を300℃とし、単孔吐出量=1.9g/minにて押し出し、1200m/minにて紡糸した。このときの冷却条件は1.0m/sec、25℃であった。その後トータル繊度が1,000,000dtexとし、延伸倍率2.2、延伸温度160℃にて延伸し、スタッフィングボックスにより捲縮を付与し、乾燥後64mmにカットし丸断面PPS短繊維を得た。繊度は7.0dtex、機械捲縮を持ち、比容積=65cm3/g、圧縮率=70%であった。この繊維を100%でクリーンガスサイド層のカードウェッブ200g/m2とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS短繊維(東洋紡績株式会社製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンサイド用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付509g/m2、厚さ1.8mmのバグフィルター用フェルトを得た。
実施例4で得られた11dtexの中空異型断面PPS短繊維を60重量%、比較例3で得られた7.0dtexの丸断面PPS短繊維を40重量%混綿し、クリーンガスサイド層のカードウェッブ200g/m2とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS短繊維(東洋紡績株式会社製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンサイド用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付518g/m2、厚さ1.9mmのバグフィルター用フェルトを得た。
実施例4で得られた11dtexの中空異型断面PPS短繊維を10重量%、比較例3で得られた7.0dtexの丸断面PPS短繊維を90重量%混綿し、クリーンガスサイド層用カードウェッブとした。この繊維を100%でクリーンガスサイド層のカードウェッブ200g/m2とした。あらかじめ2.2dtex丸断面繊維のPPS短繊維(東洋紡績製プロコン(登録商標))100%からなるウエブをクロスレイヤーにより、実施例1と同様なPPS基布に積層し、ニードルパンチによりろ過層フェルト(目付200g/m2)と支持層の積層品を作成した。この積層品の支持層側(ろ過層と反対側)に上記クリーンサイド用カードウェッブを積層し、さらに両面よりニードルパンチで一体化させた。得られたフェルトを210℃の熱カレンダーによってプレスおよび、熱セットを行い、ろ過層には、ガス毛焼きを施して、目付501g/m2、厚さ1.9mmのバグフィルター用フェルトを得た。
Claims (3)
- 中空率が5〜50%、比容積が50cm3/g以上、圧縮率が75%以下である少なくとも2つの突起物が存在する断面形状の中空断面ポリフェニレンサルファイド短繊維を30%以上使用した不織布を少なくとも1層以上使用することを特徴とするフィルター用フェルト。
- 前記ポリフェニレンサルファイド短繊維が比容積が70cm3/g以上、圧縮率が65%以下であることを特徴とする請求項1に記載のフィルター用フェルト。
- 前記ポリフェニレンサルファイド短繊維が立体捲縮を有することを特徴とする請求項1または2に記載のフィルター用フェルト。
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