KR100229835B1 - 고온 가스 여과용 고효율 필터 직물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온 가스 여과 특성이 뚜렷이 개선된, 내열성 미세섬유로 된 얇은 매트가 적층된 직조 아라미드 스크림에 니들링된 부직 아라미드 스테이플 섬유 배트에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
고온 가스 여과용 고효율 필터 직물
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
분진 방출에 대한 환경적 기준이 보다 엄격해지면서 직물 필터의 사용이 크게 증가해 왔다. 직물 필터는 이들이 매우 효율적이고, 쉽게 작동되며, 다수의 경우 최소의 비용이 드는 방출 조절 방법이기 때문에 사용된다. 고온의 가스를 여과하도록 고안된 직물들은 종종 폴리(테트라플루오로에틸렌) 또는 유리 섬유 또는 유럽 특허출원 제0 055 112호에 교시된 것들의 혼합물을 함유한다. 유럽 특허 출원 제0 358 222호에 교시된 것과 같이 상기 필터 중 아라미드 섬유의 다소 제한된 사용이 있었다. 동일한 환경에서 한 직물이 다른 직물보다 훨씬 우수하게 기능할 수 있기 때문에, 필터 백(bag) 직물은 극히 중요하다. 여과능이 개선된 신규 필터 직물의 제조방법이 목적이다.
[발명의 요약]
본 발명은 필터 특성이 개선된 고온 가스 여과용 직물을 제공한다. 이는 기초 중량이 16.95 내지 67.8g/m2(0.5 내지 2 온스/평방 야드)인 서브-데니어 아라미드 미세섬유로 된 매트를 적층시킨 직조(woven) 아라미드 스크림(scrim)에 니들링(needle)된 부직(nonwoven) 아라미드 스테이플 섬유 배트로 이루어진다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명에 따르면, 스크림에 니들링된 아라미드 스테이플 섬유 배트로 이루어진 직물 필터의 제조시에 아리미드 미세섬유로 된 저기초 중량 매트를 혼입함으로써 온도 160℃ 내지 260℃의 가스 여과용 필터의 효율이 실질적으로 개선되는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 필터 직물의 제조는 쉽게 달성된다. 기재는 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드)MPD-I와 같은 아라미드로부터의 스테이플사로 제조된 경중량의 스크림이다. 스크림은 약 67.8내지 135.6g.m2(2 내지 4 온스/평방 야드)의 기초 중량을 가져야 한다. 그의 목적은 직물 중량을 과도하게 증가시키지 않으면서 필터 직물의 강도 및 경도에 기여하는 것이다.
이어서 아라미드 미세섬유로 된 매트를 스크림 상에 적층시킨다. 본 발명에 사용된 미세섬유는 0.22 데시텍스(decitex)/필라멘트(0.2 데니어/필라멘트(dpf))이하의 데니어를 갖는다. 미세섬유의 길이는 생성물의 특성에 영향을 미치지 않을 것으로 예상되므로 다양하게 변화시킬 수 있다. 이러한 미세섬유는 적합하게 카아딩될 수 없으므로, 직접 스크림에 니들링시키기에는 적당하지 않다. 매트는 미합중국 특허 제4,963,298호 및 국제 특허 출원 공개 제WO92/01829호에 기재된 대로 제조할 수 있으며, 160℃이상에서 사용하기 위한 임의의 내고온성 중합체, 예를 들면 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)PPD-T, MPD-I, 또는 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤케톤 또는 폴리에테르에테르케톤과 같은 기타의 중합체로부터의 미세섬유로 이루어질수 있다. 유용한 매트는 16.95 내지 67.8g/m2(0.5내지 2 온스/평방 야드)의 기초 중량을 가질 것이다. 매트는 미세섬유의 상부에 위치시키는 MPD-I와 같은 내열성 스테이플 섬유로 된 배트를 사용하여 스크림에 부착시키고, 이어서 스크림에 니들링시킨다. 스테이플 섬유 배트는 필터 직물 내에 미세섬유로 된 매트를 포함시켜 미세섬유의 손상을 방지하는데 조력한다. 유용한 스테이플 섬유 배트는 101.7 내지 203.4g/m2(3 내지 6 온스/평방 야드)의 기초 중량을 가질 것이다. 배트용 스테이플 섬유는 0.89 내지 3.3의 데시텍스/필라멘트(0.8 내지 3의 dpf)를 가질 것이며, 통상 약 3.81cm(1.5인치)의 길이를 갖는다.
상기 방법은 스크림의 한 표면 상에서의 미세섬유 매트의 용도를 설명하고 있다. 필요하면서, 이 공정을 다른쪽 표면 상에서도 반복할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하는 것으로서 제한하기 위한 것은 아니다.
[대조예]
카아딩하고 교차 래핑한 183.1g/m2(5.4 온스/평방 야드(opsy)) 배트 (Ⅰ)를 2.2데시텍스(2.0 데니어)의 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드) 스테이플 섬유로부터 제조함으로써 아라미드 니들 펠트 필터를 제조하였다. 실로 방사하여 스크림으로 직조한 2.2 데시텍스(2.0 데니어) 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드) 스테이플 섬유로부터132.4g/m2(4.0 opsy) 스크림(Ⅱ)을 제조하였다. 배트 (Ⅰ)을 스크림 (Ⅱ)상에 적층시키고, 이를 니들링시켰다. 볼합체를 뒤집고, 제2배트 (Ⅰ)를 스크림의 다른쪽 면 상에 적층시키고, 이를 니들링시켰다. 이어서 샌드위치 구조물(Ⅰ/Ⅱ/Ⅰ)를 최종 필터 구조물로 니들링시키고, 이를 2분간 225℃에서 열로 세팅하였다. 최종 필터는 기초 중량이 396.7g/m2(11.7 opsy)이고, 두께가 0.325cm(0.128 인치)이며, 124.4 파스칼(0.5 인치 수압)에서 측정했을 때 공기 투과도가 0.1598m3/분/m2(75.5 세제곱 피트/분/직물 평방 푸트)였다.
[실시예]
미합중국 특허 제4,963,298호에 기재된 바대로 제조된 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 미세섬유 (Ⅲ)로 된 층들을 혼입시킨 아라미드 니들 펠트 필터는, 스크림(Ⅱ)의 각 면 상에(Ⅲ)의 매드를 위치시킨 후, 배트(Ⅰ)을 적층시키고, 니들링함으로써 제조하였다. 매트(Ⅲ)이 기초 중량은 약 16.9 g/m2(0.5 opsy)였다. 이어서 샌드위치 구조물(Ⅰ/Ⅲ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅰ)을 니들링하여 최종 필터 구조물을 얻고, 이를 2분간 225℃에서 열로 세팅하였다. 최종 필터의 기초 중량은 430.6g/m2(12.7 opsy)이고, 두께는 0.318cm(0.125 인치)이며, 124.4 파스칼(0.5 인치 수압)에서 측정했을 때 공기 투과도가 0.1270m3/분/m2(60.2 세제곱 피트/분/직물 평방 푸트)였다.
패널 시험 장치는 문헌[Journal of Industrial Fabrics, Volume 4, Number 4, 1986]에서 "TEFAIRE 펠트 열악한 환경에서의 분진 여과용으로 고안된 공업적직물"로 불리우는 제품을 사용하여 직물의 효율을 시험하였다. 직물들을 시험 장치의 각 4군데 위치에서 시험함으로써, 4가지 개별적인 세트의 비교 여과 효율을 측정하였다. 유입 부하유을 3.3 입자/세제곱 피트로 한 AZ 미분진 및 6 세제곱 피트/분/직물 평방 푸트의 공기 대 천 비율을 사용하여, 세정을 위한 시험 중 매 5분마다 직물에 펄스를 가하였다. 시험 종료시, 필터를 제거하고, 시험하였다. 하기에 나타낸 결과는, 소량의 미세섬유를 필터 구조에 혼입시켰을 때에 필터 효율 [효율=(1-투과율)×100%]에 있어서 상당한 개선이 이루어졌음을 보여준다. 모든 시행시, 대조예에 의한 경우보다 더 적은 분진이 필터를 투과하였고, 모든 경우에 실질적인 감소가 있었다.

Claims (3)

  1. 부직(nonwoven) 아라미드 배트 및 직조(woven) 아라미드 스크림으로 이루어진 섭씨 온도 160내지 260 도의 가스 여과용의 개선된 직물에 있어서, 스크림 상에 약 16.9 내지 67.8g/m2(0.5 내지 2oz/yd2)의 중량을 갖는 내열성 미세섬유로 된 매트가 적층됨을 특징으로 하는 직물.
  2. 제1항에 있어서, 부직 아라미드 스테이플 섬유 배트의 기초 중량이 101.9 내지 203.4g/m2(3내지 6 온스/평방 야드)이고, 매트의 기초 중량이 16.9내지 67.8g/m2(0.5 내지 2 온스/평방 야드)이며, 스크림의 기초 중량이 67.8내지 135.6g/m2(2 내지 4 온스/평방 야드)인 직물.
  3. 내열성 아라미드 미세섬유로 된 매트를 아라미드 스크림 위에 적층시키고, 부직아라미드 배트로 매트를 도포하고, 배트를 스크림에 니들링시키는 것으로 이루어진 제1항 기재 직물의 제조 방법.
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