KR20180121778A - 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터 - Google Patents

적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터 Download PDF

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KR20180121778A
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타츠야 모리
타케시 스기모토
레오 미츠나가
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 우수한 먼지 박리 성능과 먼지 집진 성능을 가지면서, 고온 하에서의 강성, 내마모성이 우수한 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터를 저렴(저비용)하게 제공한다. 본 발명은, 여과면이 되는 제1웹층과, 비여과면이 되는 제2웹층을 적어도 포함하는, 복수의 층으로 이루어지는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터로서, 상기 제1웹층이 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 섬도 0.5∼1.2dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량%, 1.3∼3.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량% 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2웹층이 섬도 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터이다.

Description

적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터
본 발명은 생산성을 손상시키지 않고, 내열성, 포집성 및 필터 수명이 우수하고, 특히 백 필터로서 적합하게 사용되는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터에 관한 것이다.
공기를 청정화하는 필터에는 내부 여과용 필터와 표면 여과용 필터가 있고, 집진기에서는 표면 여과용 필터가 사용된다. 표면 여과란, 먼지를 필터 표면에서 포집해서 먼지층을 필터 표면에 형성시키고, 그 먼지층에 의해 잇달아 먼지를 포집하고, 먼지층이 어느 정도의 두께가 되면 공기압에 의해 필터 표면으로부터 먼지층을 제거하고, 다시 필터 표면에 먼지층을 형성시키는 조작을 반복하는 것이다.
쓰레기 소각로, 석탄 보일러, 또는 금속 용광로 등으로부터 배출되는 고온의 배기 가스를 여과하기 위한 필터를 구성하는 섬유로서는, 내열성 및 내약품성이 우수한 폴리페닐렌설파이드(이하 PPS로 약기한다) 섬유, 메타계 아라미드 섬유, 불소계 섬유, 폴리이미드 섬유 등을 사용한 부직포로 이루어지는 필터가 이용되어 왔다. 그 중에서도 PPS 섬유는 우수한 내가수분해성, 내산성 및 내알칼리성을 갖고 있는 점에서 석탄 보일러의 집진용 백 필터로서 널리 사용되고 있다.
백 필터에는 양호한 먼지 박리 성능 및 먼지 포집 성능이 필터 성능으로서 요구된다. 먼지 박리 성능이 떨어지면 백 필터가 먼지에 의해 눈막힘되고, 집진기의 압력손실이 상승하여 문제가 된다. 또한 배기 가스 중의 매진 농도를 저하시키기 위해서 포집 성능이 우수한 백 필터가 요구되고 있다.
특허문헌 1에는, 먼지 포집층과 강도 유지층의 2층 구조로 하고, PPS를 멜트 블로우한 부직포를 먼지 포집층에 사용한 여과포(필터)가 제안되어 있다. 특허문헌 2에는 단섬유 섬도가 1.8d(2.0dtex) 이하인 PPS 섬유를 표면층에 배치한 여과포(필터)가 제안되어 있다. 특허문헌 3에는, 적어도 2층의 웹을 포함하고, 공기 유입면측의 웹이 섬유지름 15㎛ 이하의 내열성 섬유로 이루어지고, 공기 배출면측의 웹이 섬유지름 20㎛ 이상의 내열성 섬유로 이루어지는 필터가 제안되어 있다.
일본 특허공개 2010-264430호 공보 일본 특허공개 평 10-165729호 공보 일본 특허공개 2011-5860호 공보
특허문헌 1의 여과포(필터)는 확실히 먼지 박리 성능과 먼지 집진 성능이 양호하게 되지만, 제조에 니들 펀치, 멜트 블로우, 워터젯 펀치의 각 공정이 필요하게 되고, 특정 설비만 제조 가능하게 되는 데다가 고비용으로 되는 문제가 있었다.
특허문헌 2의 방법에서는 확실히 먼지 박리 성능, 및 먼지 집진 성능은 양호하지만, 고온 하에서의 강성, 및 내마모성이 충분하지 않으므로, 사용시에 있어서 물리적인 여과포(필터)의 열화가 진행되어 파손이 발생하는 등의 문제가 있었다.
특허문헌 3의 방법에서는 확실히 필터의 강성, 내마모성은 양호하게 되지만, 필터의 공기 배출면측의 태섬유 지름 섬유가 공기 유입면측까지 얽히므로, 충분한 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
그래서 본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 것으로, 우수한 먼지 박리 성능과 먼지 집진 성능을 가지면서, 고온 하에서의 강성, 내마모성이 우수한 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터를 저렴(저비용)하게 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 검토한 결과, 다음 수단에 의해 달성할 수 있는 것을 찾아내어 본 발명에 이르렀다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터는, 여과면이 되는 제1웹층과, 비여과면이 되는 제2웹층을 적어도 포함하는, 복수의 층으로 이루어지는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터로서, 상기 제1웹층이 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 섬도 0.5∼1.2dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량%, 1.3∼3.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량% 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2웹층이 섬도 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 바람직한 형태에 의하면, 상기 제1웹층을 구성하는 섬유의 평균 섬도(X1)와, 상기 제2웹층을 구성하는 섬유의 평균 섬도(X2)가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
X1＜X2 (식 1)
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 우수한 먼지 박리성, 먼지 집진성을 가지면서, 고온 하에서의 강성, 내마모성이 우수한 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터를 저렴(저비용)하게 제공할 수 있다.
다음에 본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터(이하, 간단히 필터라고 하는 경우가 있다)에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터는 여과면이 되는 제1웹층과, 비여과면이 되는 제2웹층을 적어도 포함하는, 복수의 층으로 이루어지는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터로서, 상기 제1웹층이 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 섬도 0.5∼1.2dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량%, 1.3∼3.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량% 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2웹층이 섬도 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터이다.
본 발명에서 이용되는 폴리아릴렌설파이드 섬유란, 그 구성단위의 90% 이상이 폴리아릴렌설파이드 구조단위로 이루어지는 섬유이며, 폴리아릴렌설파이드 구조단위란, 방향족환과 황원자가 결합한 구조를 반복단위로 하는 구조단위이다. 방향족환의 구조에 따라 폴리머를 선택하는 것이 가능하다. 입수의 용이성, 예사성의 관점에서 벤젠의 파라 위치에 결합한 폴리페닐렌설파이드 수지(PPS 수지)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 PPS 수지 중에는, 그 중합의 과정에 있어서, 메타-페닐렌설파이드 단위, 페닐렌에테르 단위, 페닐렌설폰 단위, 페닐렌케톤 단위, 비페닐렌케톤 단위 등의 구성단위가 형성되는 경우가 있고, 이들 구성단위를 10% 이하 포함하고 있어도 좋다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터는 적어도 여과면인 제1웹층, 비여과면인 제2웹층을 포함하는 다층 구조로 이루어지고, 어느 층이나 상기 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것이다.
본 발명의 효과를 얻기 위해서는, 상기 제1웹층이 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 섬도 0.5∼1.2dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량%, 1.3∼3.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량% 포함하고, 상기 제2웹층이 섬도 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것이 중요하다.
제1웹층의 구성에 있어서는, 섬도 0.5∼1.2dtex의 세섬도 섬유와, 섬도 1.3∼3.0dtex의 태섬도 섬유를 소정의 범위에서 혼합해서 사용하는 것이 중요하다.
세섬도 섬유의 섬도는 0.5∼1.2dtex이다. 0.5dtex를 밑도는 경우에는 필터의 압력손실이 높아지고, 필터 수명이 단축되는 것 외에, 필터 가공성이 나빠진다. 세섬도 섬유의 섬도의 하한은 바람직하게는 0.7dtex이며, 더 바람직하게는 0.8dtex이다. 1.2dtex를 상회하는 경우에는 목적으로 하는 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는다. 세섬도 섬유의 섬도의 상한은 바람직하게는 1.1dtex이며, 더 바람직하게는 1.0dtex이다.
세섬도 섬유의 함유율은 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 30∼70중량%이다. 세섬도 섬유의 함유율이 30중량%를 밑도는 경우에는 목적으로 하는 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는다. 세섬도 섬유의 함유율의 하한은 바람직하게는 40%이며, 보다 바람직하게는 45%이다. 세섬도 섬유의 함유율이 70중량%를 상회하는 경우에는 필터의 압력손실이 높아지고, 필터 수명이 단축되는 것 외에 필터 가공성이 나빠진다. 세섬도 섬유의 함유율의 상한은 바람직하게는 60%이며, 더 바람직하게는 55%이다.
태섬도 섬유의 섬도는 1.3∼3.0dtex이다. 태섬도 섬유의 섬도가 1.3dtex를 밑도는 경우에는 필터 가공성이 나빠진다. 태섬도 섬유의 섬도의 하한은 바람직하게는 1.4dtex, 더 바람직하게는 1.5dtex이다. 태섬도 섬유의 섬도가 3.0dtex를 상회하는 경우에는 목적의 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는다. 태섬도 섬유의 섬도의 상한은 바람직하게는 2.8dtex이며, 더 바람직하게는 2.6dtex이다.
태섬도 섬유의 함유율은, 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 30∼70중량%이다. 태섬도 섬유의 함유율이 30중량%를 밑도는 경우에는 필터 가공성이 나빠진다. 태섬도 섬유의 함유율의 하한은 바람직하게는 35중량%이며, 더 바람직하게는 40중량%이다. 태섬도 섬유의 함유율이 70중량%를 상회하는 경우에는 목적의 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는다. 태섬도 섬유의 함유율의 상한은 바람직하게는 60%이며, 더 바람직하게는 55%이다.
이들 제1웹층에 있어서는, 목적으로 하는 성능을 손상시키지 않는 범위이면,기타 섬유를 혼합할 수도 있지만, 내열성이라는 관점에서는 메타계 아라미드 섬유, 폴리이미드 섬유 등이 바람직하고, 그 함유율은 바람직하게는 10% 이하, 더 바람직하게는 5% 이하이다. 불소계 섬유는 사용한 필터를 처분할 때, 소각 처분이 불가로 되므로 바람직하지 못하다.
제2웹층에 있어서는, 섬도가 1.0∼4.0dtex인 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것이 중요하다.
제2웹층은 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것이다. 폴리아릴렌설파이드 섬유의 섬도가 1.0dtex를 밑도는 경우에는 필터의 압력손실이 높아지고, 필터 수명이 단축되는 것 이외에, 필터 가공성이 나빠지고, 내마모성도 나빠진다. 폴리아릴렌설파이드 섬유의 섬도의 하한은 바람직하게는 1.2dtex, 더 바람직하게는 1.4dtex이다. 폴리아릴렌설파이드의 섬도가 4.0dtex를 상회하는 경우에는 목적의 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는다. 폴리아릴렌설파이드의 섬도의 상한은 바람직하게는 3.3dtex이며, 더 바람직하게는 2.8dtex이다.
제2웹층은 폴리아릴렌설파이드 섬유의 섬도가 범위내에 있으면, 단일 섬도의 섬유를 이용하여도, 이섬도 섬유의 혼합이어도 좋다. 또한 목적의 효과를 손상시키지 않는 범위이면, 기타 섬유를 혼합할 수도 있지만, 내열성이라는 관점에서는 메타계 아라미드 섬유, 폴리이미드 섬유 등이 바람직하고, 그 함유율은 바람직하게는 10% 이하, 더 바람직하게는 5% 이하이다. 불소계 섬유는 사용한 필터를 처분할 때, 소각 처분이 불가로 되므로 바람직하지 못하다.
제2웹층을 구성하는 섬도는, 상기 제1웹층을 구성하는 섬유의 평균 섬도(X1)와, 상기 제2웹층을 구성하는 섬유의 평균 섬도(X2)가 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다. 즉, 제1웹층의 평균 섬도(X1)에 대해서 제2웹층의 평균 섬도(X2)가 상회하는 것이 바람직하다. 평균 섬도(X2)가 평균 섬도(X1)를 밑도는 경우에는 목적의 먼지 박리 성능, 먼지 집진 성능이 얻어지지 않는 경우가 있고, 또 필터의 강도, 내마모성이라는 관점에서 바람직하지 못하다.
X1≤X2 (식1)
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터는 그 필터 강도의 관점에서는, 제1웹층과 제2웹층 사이에 지지층을 포함하는 것이 바람직하다.
지지층은 폴리아릴렌설파이드 섬유를 사용한 포백인 것이 바람직하다.
얻어지는 내열 필터의 강도의 관점에서 지지층의 MD 강도(세로방향 강도)는 1000N/5cm 이상, CD 강도(씨실방향 강도)는 500N/5cm 이상인 것이 바람직하다. 지지층의 MD 강도의 보다 바람직한 범위는 1050N/5cm 이상이며, 더 바람직하게는 1100N/5cm 이상이다. 지지층의 CD 강도의 보다 바람직한 하한은 550N/5cm이며, 더 바람직하게는 600cN/5cm이다.
지지층에 이용되는 폴리아릴렌설파이드 섬유의 형태로서는 단섬유 방적사 또는 멀티필라멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 단섬유 방적사는 웹과의 얽힘성이 좋고, 섬유의 표면적이 많아지므로, 필터의 먼지 포집 효율이 좋아지는 점에서는 적합하다. 지지층을 구성하는 섬유의 섬도로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 섬도가 지나치게 굵으면 제직 조건에 따라서는 지지층의 눈막힘이 생기기 쉬운 경향이 있고, 압력손실이 높아지므로 바람직하지 못하다. 반대로, 섬도가 지나치게 가늘면, 제직 밀도가 낮아지고 통기량은 높아지는 경향이 있지만, 지지층으로서의 강도가 저하되는 경향이 있어 필터 전체의 기계적 강도가 저하되므로 바람직하지 못하다.
지지층을 구성하는 섬유의 총섬도로서는 100∼1000dtex인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300∼600dtex인 것이 바람직하다. 총섬도가 100dtex 미만인 경우에는 치수 안정성이나 인장 강도의 향상 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한 총섬도가 1000dtex를 상회하는 경우에는 치수 안정성이나 인장 강도가 우수하지만, 필터의 통기량이 저하되는 경향이 되므로, 필터로서의 수명이 단축될 가능성이 있다.
지지층의 형태로서는 필터로서 사용한 경우의 압력손실을 경감하는 관점에서는, 눈이 거친 직물인 것이 바람직하고, 그 제직 밀도로서는 경사 밀도가 바람직하게는 20∼50개/2.54cm이며, 보다 바람직하게는 25∼40개/2.54cm이며, 위사 밀도가 바람직하게는 10∼30개/2.54cm이며, 더 바람직하게는 10∼25개/2.54cm이다. 지지층의 제직 조직으로서는 평직, 이중직, 삼중직, 능직, 주자직 등이 있지만, 특히 저비용이며 범용적인 평직의 직물에서 만족한 성능이 얻어지므로, 바람직하게 사용된다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 제조 방법은, 예를 들면 제1웹층으로서 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 섬도 0.5∼1.2dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량%, 1.3∼3.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량% 포함하는 웹을 작성하고, 지지층과 적층한 후, 제2웹층으로서 섬도 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 웹을 작성하고, 상기 제1웹층과 지지층을 적층한 것에 더 적층한 후, 이들을 얽히게 해서 일체화하는 방법을 적합하게 사용할 수 있다.
웹을 작성하는 방법으로서는, 예를 들면 내열성 섬유의 단섬유를 카드 머신에 통과시켜서 웹으로 하는 방법을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 웹을 얽히게 해서 일체화하는 방법으로서는 니들 펀치, 또는 워터젯 펀치가 바람직하다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 두께가 1.5∼2.5mm인 것이 바람직하다. 이 범위를 초과한 경우에는 바람직한 겉보기 밀도나 단위중량을 얻는 것이 어렵게 되는 경우가 있다. 두께의 보다 바람직한 범위는 1.6∼2.3mm이며, 더욱 바람직한 범위는 1.7∼2.2mm이다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 125㎪의 정압으로 통기시켰을 때의 통기도는 5cc/㎠/s 이상으로 하는 것이 바람직하다. 통기도가 5cc/㎠/s를 밑도는 경우에는 필터로서 사용한 경우에 압력손실이 높아지고, 필터의 수명을 단축시키는 경우가 있다. 통기도는 바람직하게는 6cc/㎠/s 이상이며, 보다 바람직하게는 7cc/㎠/s 이상이다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 겉보기 밀도는 0.20∼0.40g/㎤인 것이 바람직하다. 겉보기 밀도가 0.20을 밑도는 경우에는 필터내의 섬유간의 공극이 지나치게 커져 필터내에 먼지가 침입하기 쉬워지는 경향이 있고, 필터 수명이 단축될 가능성이 있다. 겉보기 밀도의 하한은 보다 바람직하게는 0.22g/㎤이며, 더 바람직하게는 0.24g/㎤이다. 겉보기 밀도가 0.40을 상회하는 경우에는 필터내의 섬유간에 공극이 없어지는 경향이 있고, 압력손실이 커지므로 수명이 단축될 가능성이 있다. 겉보기 밀도의 상한은 보다 바람직하게는 0.38g/㎤이며, 더 바람직하게는 0.36g/㎤이다.
적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 겉보기 밀도는 필터의 단위중량이나, 니들 펀치의 경우에는 니들링 개수나 바늘의 번수를, 워터젯 펀치의 경우에는 수류의 압력이나 노즐 지름을, 또 캘린더 가공을 실시하는 경우에는 캘린더 압력이나 횟수라는 필터의 제조 조건을 당업자가 선택함으로써 적당하게 조정이 가능하다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 단위중량은 상기 특징을 만족시키는 범위이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 400∼800g/㎡로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500∼700g/㎡이다. 필터의 단위중량이 400g/㎡를 밑도는 경우에는 필터의 강도가 낮아지는 경향이 있다. 필터의 단위중량이 800g/㎡를 상회하는 경우에는 필터의 압력손실이 높아지고, 필터로서의 사용에 적합하지 않는 경우가 있다.
내열 필터의 단위중량은 필터 가공기의 라인 스피드에 대한 섬유원료의 투입량이나, 웹 겹쳐짐 매수에 의해 주로 조정 가능하며, 기타 필터 가공 조건에 따라서도 당업자가 적당하게 조정 가능하다.
본 발명의 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터는 먼지가 퇴적하는 제1웹층측의 웹 표면의 일부를 융착시킴으로써, 먼지 박리 성능이나 먼지 포집 효율을 더 높일 수 있다. 웹 표면의 일부를 융착시키는 방법으로서는 보풀 태움 처리나 미러 가공 등의 방법을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 내열 필터의 제1웹층에 버너 불꽃 또는 적외선 히터 등에 의한 보풀 태움 처리를 행하거나, 열롤로 프레스하는 것이다. 이러한 처리를 함으로써, 제1웹층의 웹 표면의 적어도 일부를 융착시키거나, 눈막힘하거나 함으로써, 먼지 포집 효율을 향상시킬 수 있다.
이렇게 해서 얻어진 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터는 백(bag)형상으로 봉제하고, 내열성이 요구되는 쓰레기 소각로나 석탄 보일러, 또는 금속 용광로 등의 배기 가스를 집진하는 백 필터로서 적합하게 사용된다. 이 봉제에 사용되는 재봉실로서는 내열성, 내약품성을 갖는 섬유소재로 구성된 실을 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 폴리아릴렌설파이드 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
또, 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 각 물성의 측정 방법은 이하와 같다.
<단위중량(g/㎡)>
JIS-L1085(1998년)의 방법에 의해, 20cm×20cm의 시료를 3매 작성하고, 중량을 측정하고, 그 평균값을 ㎡당 질량으로서 구했다.
<두께(mm)>
JIS-L1913(2010년)의 방법에 의해, 시료로부터 10cm×10cm의 시험편을 10매 채취하고, 두께 측정기(마에다 세이키 세이사쿠쇼제의 압축 탄성 시험기)의 상측 원형 수평판에 0.5㎪의 압력을 10초간 가해서 두께를 측정하고, 시험편 10매의 평균값을 산출했다.
<겉보기 밀도(g/㎤)>
상기 단위중량, 두께로부터 산출했다.
<강도(N/5cm), 신도(%)>
지지층, 필터 모두 JIS-L1085(1998년)의 방법에 의해, 정속 신장형 인장 시험기로 시험편 5샘플의 평균값으로서 MD 방향, CD 방향 각각 산출했다.
<통기도(cc/㎠/s)>
JIS-L1096(2010년) A법(프레이저 형법)에 의해 125㎪의 정압으로 통기시키고, 그 통기량을 무작위로 10점 측정하고, 그 평균값으로서 산출했다.
<출구 먼지 농도(mg/㎥), 순환 시간(s)>
VDI-3926 Part I에 규정되는 장치를 사용하고, JIS Z 8909-1(2005)에 규정되는 측정 조건에 따라서 집진 성능 시험을 행했다. 대표적인 수치는 이하와 같다.
먼지:JIS Z 8901(2005)에 규정되는 시험용 분체 제10종
입구 먼지 농도:5g/㎥
여과 속도:2m/분
펄스용 압축 공기 탱크 압력(500㎪)
털어서 떨어뜨림 압력손실:1000Pa
펄스 분사 시간:50ms
JIS Z 8901-1(2005)의 7.2에 규정되는 방법에 따라서 여과포의 에이징 처리를 행한 후, 그 에이징·안정화 처리를 행한 여과포에 털어서 떨어뜨림을 30회 행하고, 그 동안의 통기량과 필터 통과 먼지량으로부터 출구 먼지 농도를 산출했다. 또한 상기 털어서 떨어뜨림 30회 중의 먼지 통기 시간의 적산 시간을 순환 시간으로 했다.
<필터 가공성>
필터로 가공할 때의 공정 통과성을 하기와 같이 판단했다.
S: 소정의 라인 스피드로 가공 가능하며, 옷감질의 불균일도 없다
A: 소정의 라인 스피드로 가공 가능하다. 옷감질의 불균일이 약간 보이지만, 필터 성능에 영향은 없다
B: 옷감질의 불균일이 많고, 라인 스피드를 낮추지 않으면 가공할 수 없다
(실시예 1)
섬도 2.2dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유(도레이(주) "토르콘(R)" S391-2.2T51mm)를 사용하고, 단사 번수 20s, 합사 개수 2개의 방적사(이하, 20s/2)와, 단사 번수 7s의 방적사(이하 7s/1)를 얻었다. 이들 방적사 중, 20s/2를 경사로, 7s/1을 위사로 해서 평직으로 하여 경사 밀도 30개·2.54/cm, 위사 밀도 18개/2.54cm의 PPS 방적사 평직물을 얻었다. 얻어진 직물은 MD 강도 1330N/5cm, CD 강도 620N/5cm, 단위중량 132g/㎡였다. 이 직물을 지지층으로 했다.
섬도 1.0dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유(도레이(주) "토르콘(R)" S301-1T51mm)와, 섬도 2.2dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유(도레이(주) "토르콘(R)" S371-2.2T51mm)를 중량비 50:50으로 혼면한 단섬유를 오프너, 카딩 처리한 후, 크로스 래퍼(cross lapper)로 단위중량 약 220g/㎡로 한 웹을 작성했다. 이 웹을 상기 지지층의 한쪽면에 적층한 후, 자침 밀도 100개/㎠로 임시로 니들 펀치했다. 이 웹층이 여과면인 제1웹층이 된다.
상기 웹을 적층한 지지층의 다른 한쪽의 면에, 제1웹층과 동일한 섬도 2.2dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유(도레이(주) “토르콘(R)" S371-2.2T51mm) 100%를 오프너, 카딩 처리한 후, 크로스 래퍼로 단위중량 약 220g/㎡로 한 웹을 작성했다. 이 웹을 상기 웹을 적층한 지지층의 다른 한쪽의 면에 적층한 후, 자침 밀도 100개/㎠로 임시로 니들 펀치했다. 이 웹층이 비여과면인 제2웹층이 된다.
또한, 니들 펀치 가공에 의해 지지층과 상술의 제1웹층 및 제2웹층을 교락시켜서 단위중량 552g/㎡, 총자침 밀도 500개/㎠의 필터를 얻었다. 얻어진 필터의 성능을 표 1에 나타냈다.
(실시예 2)
제1웹층, 및 제2웹층에 사용한 섬도 2.2dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유를 섬도 1.5dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유로 한 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 단위중량 552g/㎡의 필터를 얻었다. 얻어진 필터의 성능을 표 1에 나타냈다.
(실시예 3)
제1웹층에 사용한 섬도 1.0dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유를 섬도 0.8dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유로 한 이외는, 실시예 2와 동일하게 해서 단위중량 556g/㎡의 필터를 얻었다. 얻어진 필터의 성능을 표 1에 나타냈다.
(비교예 1)
제1웹층, 및 제2웹층에 사용한 PPS 섬유를 모두 섬도 1.0dtex, 컷길이 51mm의 것으로 한 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 단위중량 554g/㎡의 필터를 얻었다. 그러나, 카딩 공정에서 넵이 다발했기 때문에, 라인 스피드를 40% 정도 낮출 필요가 있었다. 얻어진 필터의 성능을 표 1에 나타냈다.
(비교예 2)
제1웹층, 및 제2웹층에 사용한 PPS 섬유를 모두 섬도 2.2dtex, 컷길이 51mm의 것으로 한 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 단위중량 566g/㎡의 필터를 얻었다. 얻어진 필터의 성능을 표 1에 나타냈다.
(비교예 3)
제2웹층에 사용한 PPS 섬유를 섬도 7.8dtex, 컷길이 51mm의 PPS 단섬유(도레이(주) “토르콘(R)" S101-7.8T51mm)로 한 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 단위중량 575g/㎡의 필터를 얻었다. 얻어진 필터의 성능을 표 1에 나타냈다.
Figure pct00001
실시예 1∼3에서 얻어진 필터는 양호한 필터 가공성이면서, 먼지 집진 성능의 지표가 되는 출구 먼지 농도와, 필터 수명의 지표가 되는 순환 시간이 우수한 것이 나타내어졌다.
비교예 1에서 얻어진 필터는 세섬도 섬유만을 사용했기 때문에, 필터 가공성이 나빠지고, 필터 성능으로서도 먼지 집진 성능의 지표가 되는 출구 먼지 농도는 양호하지만, 필터 수명의 지표가 되는 순환 시간이 단축되는 것이 나타내어졌다.
비교예 2에서 얻어진 필터는 제1웹층에 태섬도 섬유만을 사용했기 때문에 출구 먼지 농도가 높고, 목적으로 한 먼지 집진 성능이 얻어지지 않았다.
비교예 3에서 얻어진 필터는 제2웹층에 7.8dtex의 태섬도 섬유를 사용했기 때문에, 출구 먼지 농도가 높고, 목적으로 한 먼지 집진 성능이 얻어지지 않았다. 이것은 제2웹층의 태섬도 섬유가 제1웹층까지 교락되었기 때문이라고 여겨진다.

Claims (6)

  1. 여과면이 되는 제1웹층과, 비여과면이 되는 제2웹층을 적어도 포함하는, 복수의 층으로 이루어지는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터로서, 상기 제1웹층이 제1웹층 전체를 100중량%로 해서 섬도 0.5∼1.2dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량%, 1.3∼3.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유를 30∼70중량% 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2웹층이 섬도 1.0∼4.0dtex의 폴리아릴렌설파이드 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1웹층을 구성하는 섬유의 평균 섬도(X1)와, 상기 제2웹층을 구성하는 섬유의 평균 섬도(X2)가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터.
    X1＜X2 (식 1)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1웹층과 상기 제2웹층 사이에 지지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지층이 MD 강도 1000N/5cm 이상, CD 강도 500N/5cm 이상의 폴리아릴렌설파이드 방적사 직물인 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터의 두께가 1.5∼2.5mm이며, 상기 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터 전체의 겉보기 밀도가 0.20∼0.40g/㎤인 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    125㎪의 정압으로 통기시켰을 때의 통기도가 5cc/㎠/초 이상인 것을 특징으로 하는 적층 폴리아릴렌설파이드 내열 필터.
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