JPH09502130A - 高温ガスの濾過に対する高効率濾過用繊維布 - Google Patents

高温ガスの濾過に対する高効率濾過用繊維布

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Abstract

(57)【要約】 本発明においては、織られたアラミドのスクリムの上に薄い耐熱性のマイクロ繊維のマットが重ねられ、このスクリムに対しアラミド・ステープルファイバーの不織バットをニードル加工することにより、高温ガスの瀘過効率が著しく改善されることが見出だされた。

Description

【発明の詳細な説明】 高温ガスの濾過に対する高効率濾過用繊維布 本発明の背景 粒子状の放出物に対する環境基準が厳しくなるにつれ、繊維布フィルターの使 用が著しく増大している。効率が高く、容易に操作でき、多くの場合粒子の放出 を抑制する最も安価な方法であるために、繊維布のフィルターが使用されている 。同じ環境においても或る種の繊維布は他の繊維布よりも遥かに優れた機能を果 すから、袋状のフィルター用繊維布が極めて重要である。望ましい目標は改善さ れた濾過能力をもつ新規フィルター用繊維布構造物の開発である。 本発明の概要 本発明においては高温ガスに対する濾過特性が改善された繊維布が提供される 。この繊維布は織られたアラミドのスクリムの上に坪量が０．５〜２オンス／平 方ヤードのデニールが小さいマイクロ繊維が重ねられ、このスクリムに対しアラ ミドのステープルファイバーの不織バットがニードル加工されたものである。 本発明の詳細な説明 本発明によれば、アラミドのステープル繊維のバットをスクリム（薄手の布地 ）に対しニードル加工（針刺し加工）して得られる繊維布フィルター構造物の中 に坪量の小さいアラミドのマイクロ繊維を混入すると、温度１６０〜２６０℃の ガスに対する瀘過効率が著しく改善されることが見出だされた。本発明のフィル ター用繊維布は容易に製造することができる。基質はポリ（ｍ−フェニレンイソ フタルアミド）ＭＰＤ−Ｉのようなアラミドのステープルファイバーからつくら れたスクリムである。 このスクリムは坪量が約２〜４オンス／平方ヤードでなければならない。その目 的は繊維布の重さを不当に増加させることなくフィルター用繊維布に強度と剛性 を賦与することである。 次にこのスクリムの上にアラミドのマイクロ繊維のマットを重ねる。本発明に 使用されるマイクロ繊維はデニールが最高０．２ｄｐｆ（デニール／フィラメン ト）である。マイクロ繊維の長さが製品の性質に影響を与えるとは期待されない から、種々の長さをとることができる。このようなマイクロ繊維は適切なカージ ングを行うことはできないから、直接スクリムに縫い合わせることはできない。 このマットは米国特許第４，９６３，２９８号および国際特許公開９２０１８２ ９−Ａ号記載の方法で製造することができ、任意の耐熱性重合体、例えば１６０ ℃以上で使用することを意図されたポリ（ｐ−フェニレンテレフタレート）ＰＰ Ｄ−Ｔ、ＭＰＤ−Ｉまたは他の重合体、例えばポリベンズイミダゾール、ポリエ ーテルケトンケトンまたはポリエーテルエーテルケトンからつくられたマイクロ 繊維から成っていることができる。有用なマットは坪量が０．５〜２オンス／平 方ヤードのものである。マイクロ繊維のマットの上にＭＰＤ−Ｉのような耐熱性 のステープルファイバーのバットを載せてマットをスクリムに接着し、スクリム に対しニードル加工する。ステープルファイバーのバットはフィルター用繊維布 の内部にマイクロ繊維を含んでおり、マイクロ繊維の損失を防ぐ助けとなってい る。有用なステープルファイバーのバットは坪量が３〜６オンス／平方ヤードで ある。バット用のステープルファイバーのｄｐｆは０．８〜３であり、典型的な 長さは約１．５インチである。 上記方法はスクリムの片側の表面にマイクロ繊維のマットを使用する 方法を示したものである。必要に応じこの方法を繰り返し他の面にも使用するこ とができる。 下記実施例により本発明を例示する。これらの実施例は本発明を限定するもの ではない。 対照例 下記の方法でアラミドのニードル加工されたフェルト・フィルターをつくった 。５．４オンス／平方ヤード（ｏｐｓｙ）の交差させて重ねカージングしたバッ ト（Ｉ）を２．０デニールのポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）のステー プルファイバーからつくった。２．０デニールのポリ（ｍ−フェニレンイソフタ ルアミド）のステープルファイバーを紡糸した糸から、織って４．０ｏｐｓｙの スクリム（１１）をつくった。バット（Ｉ）をスクリム（１１）の上に載せ、ス クリムに対しニードル加工した。この複合体をひっくりかえし、第２のバット（ Ｉ）をスクリムの他の側の上にに載せ、ニードル加工を行った。このサンドウィ ッチ構造体（Ｉ／ＩＩ／Ｉ）に最終構造物に対してニードル加工し、これを２２ ５℃において２分間熱固定した。最終的に得られたフィルターは坪量が１１．７ ｏｐｓｙ、厚さが０．１２８インチ、空気透過率は０．５インチの水圧において 測定し繊維布１平方ヤード当たり毎分７５．５立方フィートであった。 実施例 スクリムの両側にマット（ＩＩＩ）を置いた後、バット（Ｉ）を重ねニードル 加工することにより米国特許第４，９６３，２９８号記載の方法でポリ（ｐ−フ ェニレンテレフタルアミド）マイクロ繊維（ＩＩＩ）の層を混入したアラミドの ニードル加工したフェルト・フィルターをつ くった。このマット（ＩＩＩ）の坪量は約０．５ｏｐｓｙであった。サンドウィ ッチ構造物（Ｉ／ＩＩＩ／ＩＩ／ＩＩＩ／Ｉ）を最終的なフィルター構造物に対 してニードル加工し、これを２２５℃で２分間熱固定した。最終フィルターの坪 量は１２．７ｏｐｓｙ、厚さは０．１２５インチ、空気透過率は０．５インチの 水圧で測定して繊維布１平方フィート当たり毎分６０．２立方フィートであった 。 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆａｂｒｉｃｓ、第４巻第４ 号（１９８６年）所載の「ＴＥＦＡＩＲＥ＊ フェルト − 劣悪な環境におけ る粒子状物の濾過のために設計された工業用繊維布」と題する論文記載のパネル 試験装置を用い、試験繊維布の効率を試験した。試験装置のそれぞれ４カ所にお いて繊維布を試験し、４個の独立した組の相対的瀘過効率の測定を行った。入り 口負荷として３．３グレイン／立方フィートのＡＺ微粒粉塵、およびフィルター １平方フィート当たり毎分６立方フィートの空気対繊維布の比を使用し、洗浄試 験中５分毎に繊維布を振動させた。試験終了後フィルターを取り出し、試験した 。下記の結果はフィルター構造物の中に少量のマイクロ繊維を混入した場合、瀘 過効率［効率＝（１−透過率）×１００％］が著しく改善されることを示してい る。すべての実験において対照の場合に比べ塵埃の透過量は少なく、大部分の場 合実質的な減少が見られた。
【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月２５日 【補正内容】 明細書 高温ガスの濾過に対する高効率濾過用繊維布 本発明の背景 粒子状の放出物に対する環境基準が厳しくなるにつれ、繊維布フィルターの使 用が著しく増大している。効率が高く、容易に操作でき、多くの場合粒子の放出 を抑制する最も安価な方法であるために、繊維布のフィルターが使用されている 。同じ環境においても或る種の繊維布は他の繊維布よりも遥かに優れた機能を果 すから、袋状のフィルター用繊維布が極めて重要である。望ましい目標は改善さ れた濾過能力をもつ新規フィルター用繊維布構造物の開発である。 本発明の概要 本発明においては高温ガスに対する濾過特性が改善された繊維布が提供される 。この繊維布は織られたアラミドのスクリムの上に坪量が０．５〜２オンス／平 方ヤードのデニールが小さいマイクロ繊維が重ねられ、このスクリムに対しアラ ミドのステープルファイバーの不織バットがニードル加工されたものである。 本発明の詳細な説明 本発明によれば、アラミドのステープル繊維のバットをスクリム（薄手の布地 ）に対しニードル加工（針刺し加工）して得られる繊維布フィルター構造物の中 に坪量の小さいアラミドのマイクロ繊維を混入すると、温度１６０〜２６０℃の ガスに対する瀘過効率が著しく改善されることが見出だされた。本発明のフィル ター用繊維布は容易に製造することができる。基質はポリ（ｍ−フェニレンイソ フタルアミド）ＭＰＤ−Ｉのようなアラミドのステープルファイバーからつくら れたスクリムである。 このスクリムは坪量が６７．８〜３５．６ｇ／ｍ2（約２〜４オンス／平方ヤー ド）でなければならない。その目的は繊維布の重さを不当に増加させることなく フィルター用繊維布に強度と剛性を賦与することである。 次にこのスクリムの上にアラミドのマイクロ繊維のマットを重ねる。本発明に 使用されるマイクロ繊維はデニールが最高０．２２デシテックス／フィラメント ［０．２ｄｐｆ（デニール／フィラメント）］である。マイクロ繊維の長さが製 品の性質に影響を与えるとは期待されないから、種々の長さをとることができる 。このようなマイクロ繊維は適切なカージングを行うことはできないから、直接 スクリムに縫い合わせることはできない。このマットは米国特許第４，９６３， ２９８号および国際特許公開９２０１８２９−Ａ号記載の方法で製造することが でき、任意の耐熱性重合体、例えば１６０℃以上で使用することを意図されたポ リ（ｐ−フェニレンテレフタレート）ＰＰＤ−Ｔ、ＭＰＤ−Ｉまたは他の重合体 、例えばポリベンズイミダゾール、ポリエーテルケトンケトンまたはポリエーテ ルエーテルケトンからつくられたマイクロ繊維から成っていることができる。有 用なマットは坪量が１．９５〜６７．８ｇ／ｍ2（０．５〜２オンス／平方ヤー ド）のものである。マイクロ繊維のマットの上にＭＰＤ−Ｉのような耐熱性のス テープルファイバーのバットを載せてマットをスクリムに接着し、スクリムに対 しニードル加工する。ステープルファイバーのバットはフィルター用繊維布の内 部にマイクロ繊維を含んでおり、マイクロ繊維の損失を防ぐ助けとなっている。 有用なステープルファイバーのバットは坪量が１０１．７〜２０３．４ｇ／ｍ2 （３〜６オンス／平方ヤード）である。バット用のステープルファ イバーは０．８９〜３．３デシテックス／フィラメント（０．８〜３ｄｐｆ）で あり、典型的な長さは約３．８１ｃｍ（１．５インチ）である。 上記方法はスクリムの片側の表面にマイクロ繊維のマットを使用する方法を示 したものである。必要に応じこの方法を繰り返し他の面にも使用することができ る。 下記実施例により本発明を例示する。これらの実施例は本発明を限定するもの ではない。 対照例 下記の方法でアラミドのニードル加工されたフェルト・フィルターをつくった 。１８３．１ｇ／ｍ2［５．４オンス／平方ヤード（ｏｐｓｙ）］の交差させて 重ねカージングしたバット（Ｉ）を２．２デシテックス／フィラメント（２．０ デニール）のポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）のステープルファイバー からつくった。２．２デシテックス／フィラメント（２．０デニール）のポリ（ ｍ−フェニレンイソフタルアミド）のステープルファイバーを紡糸した糸から、 織って１３２．４ｇ／ｍ2（４．０ｏｐｓｙ）のスクリム（ＩＩ）をつくった。 バット（Ｉ）をスクリム（ＩＩ）の上に載せ、スクリムに対しニードル加工した 。この複合体をひっくりかえし、第２のバット（Ｉ）をスクリムの他の側の上に に載せ、ニードル加工を行った。このサンドウィッチ構造体（Ｉ／ＩＩ／Ｉ）に 最終構造物に対してニードル加工し、これを２２５℃において２分間熱固定した 。最終的に得られたフィルターは坪量が３９６．７０ｇ／ｍ2（１１．７ｏｐｓ ｙ）、厚さが０．３２５ｃｍ（０．１２８インチ）、空気透過率は１２４．４パ スカル（０．５インチの水圧）において測定し繊維布１ｍ2当たり毎分０．１５ ９８ｍ3（繊維布１平方 ヤード当たり毎分７５．５立方フィート）であった。 実施例 スクリムの両側にマット（ＩＩＩ）を置いた後、バット（Ｉ）を重ねニードル 加工することにより米国特許第４，９６３，２９８号記載の方法でポリ（ｐ−フ ェニレンテレフタルアミド）マイクロ繊維（ＩＩＩ）の層を混入したアラミドの ニードル加工したフェルト・フィルターをつくった。このマット（ＩＩＩ）の坪 量は約１６．９ｇ／ｍ2（０．５ｏｐｓｙ）であった。サンドウィッチ構造物（ Ｉ／ＩＩＩ／ＩＩ／ＩＩＩ／Ｉ）を最終的なフィルター構造物に対してニードル 加工し、これを２２５℃で２分間熱固定した。最終フィルターの坪量は４３０． ６ｇ／ｍ2（１２．７ｏｐｓｙ）、厚さは０．３１８ｃｍ（０．１２５インチ） 、空気透過率は１２４．４パスカル（０．５インチの水圧）で測定して繊維布１ ｍ２当たり毎分０．１２１０ｍ3（繊維布１平方フィート当たり毎分６０．２立 方フィート）であった。 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Iｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆａｂｒｉｃｓ、第４巻第４ 号（１９８６年）所載の「ＴＥＦＡＩＲＥ＊ フェルト − 劣悪な環境におけ る粒子状物の濾過のために設計された工業用繊維布」と題する論文記載のパネル 試験装置を用い、試験繊維布の効率を試験した。試験装置のそれぞれ４カ所にお いて繊維布を試験し、４個の独立した組の相対的瀘過効率の測定を行った。入り 口負荷として３．３グレイン／立方フィートのＡＺ微粒粉塵、およびフィルター １平方フィート当たり毎分６立方フィートの空気対繊維布の比を使用し、洗浄試 験中５分毎に繊維布を振動させた。試験終了後フィルターを取り出し、試験した 。下記の結果はフィルター構造物の中に少量のマイクロ繊維を混入した場 合、瀘過効率［効率＝（１−透過率）×１００％］が著しく改善されることを示 している。すべての実験において対照の場合に比べ塵埃の透過量は少なく、大部 分の場合実質的な減少が見られた。 請求の範囲 １．不織布のアラミドのバットと織られたアラミドのスクリムから成る温度１ ６０〜２６０℃においてガスを濾過するための改善された繊維布であって、該繊 維布は該スクリムの上に坪量が約１６．９〜６７．８ｇ／ｍ2（０．５〜２．０ オンス／平方ヤード）の耐熱性アラミドマイクロ繊維のマットが重ねられて配置 されていることを特徴とする繊維布。 ２．不織布のアラミド・ステープルファイバーのバットは坪量が１０１．９〜 ２０３．４ｇ／ｍ2（３〜６オンス／平方ヤード）であり、マットの坪量は１６ ．９〜６７．８ｇ／ｍ2（０．５〜２オンス／平方ヤード）、スクリムの坪量は ６７．８〜１３５．６ｇ／ｍ2（２〜４オンス／平方ヤード）であることを特徴 とする請求項２記載の繊維布。 ３．アラミドのスクリムの上に耐熱性アラミドマイクロ繊維のマットを載せ、 該マットをアラミドの不織バットで被覆し、該バットをスクリムに対しニードル 加工することを特徴とする請求項１記載の繊維布の製造法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．織られたアラミドのスクリムの上に耐熱性のマイクロ繊維が重ねられ、該 スクリムに対しアラミドのステープルファイバーの不織バットがニードル加工さ れていることを特徴とする温度１６０〜２６０℃においてガスを濾過するための 繊維布。 ２．耐熱性のマイクロ繊維がアラミドであることを特徴とする請求項１記載の 繊維布。 ３．不織布のアラミド・ステープルファイバーのバットは坪量が３〜６オンス ／平方ヤードであり、マットの坪量は０．５〜２オンス／平方ヤード、スクリム の坪量は２〜４オンス／平方ヤードであることを特徴とする請求項２記載の繊維 布。 ４．織られたアラミドのスクリムの上に坪量が０．５〜２オンス／平方ヤード の耐熱性マイクロ繊維のマットを載せ、該マットをアラミド・ステープルファイ バーの不織バットで被覆し、該バットをスクリムに対しニードル加工することを 特徴とする請求項１記載の繊維布の製造法。 ５．耐熱性のマイクロ繊維がアラミドであることを特徴とする請求項１記載の 方法。
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