CN111495054A - 袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器 - Google Patents

袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器 Download PDF

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Abstract

本发明的课题是提供一种收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器，本发明的解决手段是将含有纤维直径D为200～2000nm的极细纤维的无纺布层叠于基材上而制成袋式过滤器用过滤布。

Description

袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器
本申请为专利申请201680009955.0(国际申请日：2016年11月4日，发明创造名称：袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器)的分案申请。
技术领域
本发明涉及收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器。
背景技术
集尘机具有被缝制成圆筒形的平面状的过滤布(袋式过滤器)。而且，集尘机对于上述过滤布，将作为集尘对象的粉体(灰尘)一次堆积、收集于过滤布表面后，使过滤布脉动，将收集的粉体拂落。
对于上述过滤布，期望低压力损失，高收集效率且不堵塞，拂落性优异，目前为止提出了各种各样的过滤布。例如，提出了将过滤布表面的纤维层制成致密结构的过滤布、在过滤布表面制成微细纤维的层叠结构的过滤布等(例如，参照专利文献1～3)。
但是，目前为止还没有提出收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9－187611号公报
专利文献2：日本特开平9－313832号公报
专利文献3：日本特开2000－140530号公报
发明内容
本发明是鉴于上述背景而作出的，其目的在于提供收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器。
本发明人等为了达成上述课题进行了深入研究，其结果发现，通过将含有具有特定的纤维直径的极细纤维的无纺布层层叠于基材上，可得到收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布，进一步通过反复深入研究，完成本发明。
由此，根据本发明，可提供“一种袋式过滤器用过滤布，其特征在于，含有无纺布和基布，上述无纺布含有纤维直径D为200～2000nm的极细纤维”。
此时，上述极细纤维中，纤维长度L相对于纤维直径D的比L/D优选为100～2500的范围内。此外，优选上述极细纤维为聚酯纤维或聚苯硫醚纤维。此外，上述聚酯纤维中，优选伸长率为不足60％或60％以上。此外，优选上述无纺布含有3～50重量％的上述极细纤维。此外，优选上述无纺布为水刺无纺布。此外，优选上述无纺布具有多层结构。此外，优选上述无纺布中单位面积重量为10～90g/m2的范围内。此外，上述无纺布中优选厚度为0.2～0.6mm的范围内。此外，对于上述无纺布，优选空隙率为90～97％的范围内。此外，上述基布优选为含有单位面积重量为40～120g/m2的棉麻织物(scrim)的针刺无纺布。上述基布优选为单位面积重量为100～400g/m2的纺粘型无纺布。
此外，根据本发明，可提供上述袋式过滤器用过滤布的制造方法，其中，通过将由海成分和岛成分构成的海岛型复合纤维的海成分进行溶解除去而得到纤维直径D为200～2000nm的极细纤维后，使用该极细纤维得到无纺布，将该无纺布层叠于基材上。
此外，根据本发明，可提供一种袋式过滤器，其是使用上述袋式过滤器用过滤布而成的，将上述水刺无纺布配置于灰尘流入侧。此时，优选实施缝制或打摺加工。
根据本发明，可得到收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器。
附图说明
图1是示意性地表示本发明中将无纺布配置于灰尘流入侧的情形的图。箭头表示灰尘的前进方向。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明中极细纤维具有200～2000nm(优选为200～1000nm，更优选为400～800nm)的纤维直径D。该纤维直径D是极细纤维的单纤维直径。如果该纤维直径大于2000nm，则有可能收集性能降低。相反地，如果该纤维直径小于200nm，则有可能极细纤维的分散性降低而收集性能降低。
上述纤维直径能够用透射型电子显微镜TEM以30000倍的倍率拍摄单纤维截面照片并进行测定。此时，若为具有测长功能的TEM，则可以利用测长功能进行测定。此外，若为不具有测长功能的TEM，则将拍摄的照片放大复印并在考虑比例尺后用规尺进行测定即可。
此时，单纤维的横截面形状为圆形截面以外的异型截面时，纤维直径使用单纤维的横截面的外接圆的直径。
上述极细纤维可以是长纤维，但从提高分散性而得到优异的收集性能的观点出发，优选短纤维。此时，作为纤维长度(切割长度)，优选为0.3～20mm的范围内。此外，作为纤维长度L相对于纤维直径D的比L/D，优选为200～4000(更优选为800～2500)的范围内。如果该比L/D小于200，则有可能利用高压水流得到的纤维间的交织性降低。相反地，如果比L/D大于4000，则有可能因分散性差而成为凝集纤维块，收集性能、强度降低。
作为上述极细纤维的纤维种类，没有特别限制，优选为聚酯纤维或聚苯硫醚(PPS)纤维。
作为形成聚酯纤维的聚酯，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下也称为“PET”)，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，以这些为主要重复单元的与间苯二甲酸、5－磺基间苯二甲酸金属盐等芳香族二羧酸、己二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、ε－己内酯等羟基羧酸缩聚物、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇等二醇成分等的共聚物。可以是材料再循环或化学再循环的聚酯、日本特开2009－091694号公报中所记载的使用以生物质即源自生物的物质为原材料而得到的单体成分而成的聚对苯二甲酸乙二醇酯。此外，也可以是日本特开2004－270097号公报、日本特开2004－211268号公报所记载的那样的使用含有特定的磷化合物和钛化合物的催化剂而得到的聚酯。
此外，上述聚酯纤维可以是拉伸丝、未拉伸丝、半拉伸丝中的任意一种。此外，伸长率可以不足60％，也可以为60％以上。应予说明，聚酯拉伸丝通常伸长率不足60％，聚酯未拉伸丝通常伸长率为60％以上。
作为形成聚苯硫醚(PPS)纤维的聚芳硫醚树脂，只要属于被称为聚芳硫醚树脂的范畴即可，可以使用任意的物质。作为聚芳硫醚树脂，可举出例如由对亚苯基硫醚单元、邻亚苯基硫醚单元、间亚苯基硫醚单元、亚苯基硫醚砜单元、亚苯基硫醚酮单元、亚苯基硫醚醚单元、二亚苯基硫醚单元、含有取代基的亚苯基硫醚单元、含有支链结构的亚苯基硫醚单元等形成的单元作为其构成单元，其中，优选含有70摩尔％以上，特别优选含有90摩尔％以上的对亚苯基硫醚单元，进一步更优选聚(对亚苯基硫醚)。
此外，上述聚苯硫醚纤维可以是拉伸丝、未拉伸丝、半拉伸丝中的任意一个。此外，伸长率可以是不足60％，也可以是60％以上。应予说明，聚苯硫醚拉伸丝通常伸长率为不足60％，聚苯硫醚未拉伸丝通常伸长率为60％以上。
上述极细纤维的制造方法没有特别限制，优选为国际公开第2008/130019号小册子所公开的方法。即，优选为对具有岛成分与海成分的复合纤维实施碱减量加工并将上述海成分溶解除去的方法，其中，岛成分由纤维形成性热塑性聚合物构成，海成分由与上述的纤维形成性热塑性聚合物相比更容易溶解于碱水溶液中的聚合物(以下，有时也称为“易溶解性聚合物”)构成。
这里，如果形成海成分的碱水溶液易溶解性聚合物相对于形成岛成分的纤维形成性热塑性聚合物的溶解速度比为200以上(优选为300～3000)，则岛分离性变得良好而优选。
作为形成海成分的易溶解性聚合物，特别地可举出纤维形成性好的聚酯类、脂肪族聚酰胺类、聚乙烯、聚苯乙烯等聚烯烃类作为优选例子。进而若举出具体例，则聚乳酸、超高分子量聚氧化烯缩聚系聚合物、聚亚烷基二醇系化合物和5-磺酸基间苯二甲酸钠的共聚聚酯容易溶解于碱水溶液中而优选。这里，碱水溶液是指氢氧化钾、氢氧化钠水溶液等。除此以外，作为海成分和溶解该海成分的溶液的组合，可以举出以下例子，即，对于尼龙6、尼龙66等脂肪族聚酰胺的甲酸，对于聚苯乙烯的三氯乙烯等，对于聚乙烯(特别是高压法低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯)的热甲苯、二甲苯等烃系溶剂，对于聚乙烯醇、乙烯改性乙烯醇系聚合物的热水。
聚酯系聚合物中，优选使6～12摩尔％的5-磺酸基间苯二甲酸钠和分子量为4000～12000的聚乙二醇以3～10重量％共聚得到的固有粘度为0.4～0.6的聚对苯二甲酸乙二醇酯系共聚聚酯。这里，5-磺酸基间苯二甲酸钠有助于亲水性和熔融粘度提高，聚乙二醇(PEG)使亲水性提高。此外，PEG分子量越大，越具有认为由其高级结构引起的亲水性增加作用，但是由于反应性变差且成为混合体系，因此有可能在耐热性、纺丝稳定性方面产生问题。此外，如果共聚量为10重量％以上，则有可能熔融粘度降低。
另一方面，作为形成岛成分的难溶解性聚合物，可举出聚酰胺类、聚酯类、聚烯烃类、聚苯硫醚(PPS)等作为优选例。具体而言，在为要求机械强度、耐热性的用途时，对于聚酯类，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时也称为“PET”)，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，以这些为主要重复单元的与间苯二甲酸、5-磺酸基间苯二甲酸金属盐等芳香族二羧酸、己二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、ε－己内酯等羟基羧酸缩聚物、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇等二醇成分等的共聚物。此外，作为聚酰胺类，优选尼龙6、尼龙66等脂肪族聚酰胺类。另一方面，聚烯烃类由于不易被酸、碱等侵入，熔点比较低，因此具有可以作为以极细纤维的形式取出后的粘合剂成分使用等特点，可以举出高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高压法低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、等规聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、马来酸酐等乙烯基单体的乙烯共聚物等作为优选例。特别是，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、间苯二甲酸共聚率为20摩尔％以下的聚对苯二甲酸/间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯等聚酯类或者尼龙6、尼龙66等脂肪族聚酰胺类由于具备因高熔点得到的耐热性、力学特性，因此与由聚乙烯基醇/聚丙烯腈混合纺丝纤维构成的极细原纤化纤维相比，可适用于要求耐热性、强度的用途，从而优选。应予说明，岛成分不局限于圆形截面，也可以是三角截面、扁平截面等异型截面。
对于上述形成海成分的聚合物和形成岛成分的聚合物，在不影响制丝性和提取后的极细纤维的物性的范围内，根据需要，也可以含有有机填充剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、防锈剂、交联剂、发泡剂、荧光剂、表面平滑剂、表面光泽改良剂、氟树脂等脱模改良剂等各种添加剂。
对于上述海岛型复合纤维，优选熔融纺丝时海成分的熔融粘度大于岛成分聚合物的熔融粘度。在处于上述关系时，即使海成分的复合重量比率少到不足40％，也容易防止岛彼此的接合。
优选的熔融粘度比(海/岛)为1.1～2.0，特别是1.3～1.5的范围。该比不足1.1时，熔融纺丝时岛成分容易接合，另一方面，超过2.0时，粘度差过大，因此有可能纺丝状况降低。
其次，岛数优选为100以上(更优选为500～2000)。此外，该海岛复合重量比率(海：岛)优选为20：80～80：20的范围。如果为上述范围，则可以使岛间的海成分的厚度变薄，海成分的溶解除去变得容易，岛成分向极细纤维的转换变得容易，因而优选。这里海成分的比例超过80％时，海成分的厚度变得过厚，另一方面，不足20％时，海成分的量变得过少，岛间容易产生接合。
作为用于熔融纺丝的喷头，可以使用具有用于形成岛成分的中空针组、微细孔组(无针)的喷头等任意的喷头。例如，可以为以下这种纺丝喷头，即，将由中空针、微细孔挤出的岛成分与以填埋于其间的形状设计流路的海成分流进行合流，对其进行压缩，由此形成海岛截面。被喷出的海岛型复合纤维被冷却风固化，被设定为特定的拉线速度的旋转辊或者喷射器拉取出，从而获得未拉伸丝(双折射率Δn优选为0.05以下)。该拉取速度没有特别限制，优选为200～5000m/分钟。如果不足200m/分钟，则有可能生产率降低。此外，如果超过5000m/分钟，则有可能纺丝稳定性降低。
所得到的未拉伸丝可以根据需要直接提供给切割工序或者随后的提取工序(碱减量加工)，也可以经由拉伸工序、热处理工序而制成拉伸丝后，提供给切割工序或者随后的提取工序(碱减量加工)。此时，拉伸工序可以是通过不同步骤进行纺丝和拉伸的分别拉伸方式，也可以使用在一个工序内纺丝后直接进行拉伸的直接拉伸方式。切割工序和提取工序的顺序也可以相反。
上述切割优选将未拉伸丝或拉伸丝直接、或制成捆成10根～900万根单位的丝束，以闸刀式切割机、旋转切割机等进行切割。
对上述海岛型复合纤维实施碱减量加工而制成极细纤维时，纤维和碱液的比率(浴比)优选为0.1～5％，进一步优选为0.4～3％。如果不足0.1％，则虽然纤维和碱液的接触多，但是有可能排水等工序性变得困难。另一方面，如果超过5％，则纤维量过多，因此有可能在碱减量加工时发生纤维彼此的络合。应予说明，浴比由下述式定义。
浴比(％)＝(纤维质量(gr)/碱水溶液质量(gr))×100
此外，碱减量加工的处理时间优选为5～60分钟，进一步优选为10～30分钟。如果不足5分钟，则碱减量不足。另一方面，如果超过60分钟，则有可能连岛成分也减量。
此外，碱减量加工中，碱浓度优选为2.0～10.0％。如果不足2.0％，则变得碱不足，有可能减量速度变得非常缓慢。另一方面，如果超过10.0％，则碱减量过度进行，有可能连岛部分也被减量。
作为碱减量的方法，可举出将海岛型复合纤维投入碱液中，以特定的条件、时间进行碱减量处理后，经过一次脱水工序，之后再投入至水中，使用乙酸、草酸等有机酸进行中和、稀释而最终脱水的方法；或者以特定的时间进行碱减量处理后，先实施中和处理，再注入水进行稀释，其后进行脱水的方法等。前者由于以分批式进行处理，因此虽能以少量进行制造(加工)，但是由于中和处理需要时间，因此生产率稍差。后者可进行半连续生产，但是存在以下问题点，即，中和处理时需要大量的酸系水溶液和用于稀释的大量的水。处理设备没有任何限制，但从脱水时防止纤维脱落的观点出发，优选使用日本专利第3678511号公报所公开的开口率(每单位面积的开口部分的面积比率)为10～50％的筛状物(例如非碱水解性袋等)。如果该开口率不足10％，则水分的排除极差，如果超过50％，则有可能发生纤维脱落。
此外，碱减量加工后，为了提高纤维的分散性，优选使分散剂(例如，高松油脂株式会社生产的型号YM－81)以相对于纤维重量为0.1～5.0重量％的方式附着于纤维表面。
对于本发明的袋式过滤器用过滤布，无纺布可以仅由上述极细纤维构成，但优选含有上述极细纤维3～50重量％，且含有纤维直径大于上述极细纤维的纤维50～97重量％。如果上述极细纤维的含量小于3重量％，则有可能收集性能降低。相反地，如果上述极细纤维的含量大于50重量％，则有可能压力损失变大。此外，在上述无纺布具有多层结构的情况下，优选在各层中含有相对于层重量为3～50重量％的上述极细纤维。
在上述无纺布由上述极细纤维和纤维直径大于上述极细纤维的纤维(其它纤维)构成的情况下，作为其它纤维，优选单纤维纤度为0.05～2.2dtex(更优选为0.1～0.9dtex)的纤维。如果其它纤维的单纤维纤度小于0.05dtex，则有可能压力损失变大。相反地，如果其它纤维的单纤维纤度大于2.2dtex，则有可能制造水刺无纺布时，利用高压水流得到的纤维彼此的交缠变得不充分，强度不足，孔径产生不均匀而成为堵塞的原因，粉体(灰尘)的拂落性降低。
此外，作为上述其它纤维的种类，优选为聚酯纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、人造丝等。
对于上述无纺布，单位面积重量优选为10～90g/m2(更优选为20～50g/m2)的范围内。如果该单位面积重量小于10g/m2，则孔径的不均变大，有可能收集性能、拂落性降低。相反地，如果该单位面积重量大于90g/m2，则有可能压力损失变大。
此外，上述无纺布中，厚度优选为0.2～0.6mm的范围内。如果该厚度小于0.2mm，则有可能收集性能降低。相反地，如果该厚度大于0.6mm，则有可能压力损失(有时也称为“压损”)变大。
此外，上述无纺布中，空隙率优选为90～97％的范围内。如果该空隙率小于90％，则有可能压力损失上升。相反地，如果空隙率大于97％，则有可能灰尘进入空隙，即使通过反冲洗也不脱离。
上述无纺布的制造方法只要是通过高压水流使纤维彼此交络的方法，就没有特别限制。其中，在提高上述极细纤维的分散性的方面，优选使用上述极细纤维进行抄纸，形成湿纸后，通过高压水流使纤维彼此交络的方法。
上述无纺布的种类没有特别限制，但优选为水刺无纺布。此时，准备多种抄纸浆料，依次投入，由此可以得到具有多层结构的水刺无纺布。例如，准备第1层用抄纸浆料和与第1层用抄纸浆料相比极细纤维的含量少的第2层用抄纸浆料，依次投入，由此得到具有多层结构的水刺无纺布，如果将极细纤维的含量多的层配置于灰尘流入侧，则能够抑制灰尘进入，抑制压力损失，同时提高收集性能，从而优选。
对于本发明的袋式过滤器用过滤布，如图1所示，将上述无纺布层叠于基材上。
此时，作为基布，优选含有棉麻织物的针刺无纺布。利用棉麻织物，即使对于灰尘流和反冲洗脉冲的风压，也能够减少尺寸变化。
作为上述棉麻织物的单位面积重量，优选为40～120g/m2的范围内。如果该单位面积重量小于40g/m2，则有可能对于风压产生塑性变形而成为漏风的原因。相反地，如果该单位面积重量大于120g/m2，则有可能在针刺工序中成为针对针的阻力，或者棉麻织物自身成为压力损失增大的原因。
作为上述棉麻织物，例如，优选由单纤维纤度为1.0～3.0dtex的长纤维或短纤维(优选纤维长度为20～80mm的5～20支双股纱)构成的平织织物。作为纤维种类，优选聚酯纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、间位型或对位型芳香族聚酰胺纤维等。
此外，对于上述针刺无纺布，作为构成棉麻织物以外的纤维，优选聚酯纤维、聚苯硫醚纤维、间位型全芳香族聚酰胺纤维、对位型全芳香族聚酰胺纤维等。
对于本发明的袋式过滤器用过滤布，作为基布，也优选纺粘型无纺布。作为上述纺粘型无纺布的单位面积重量，优选为100～400g/m2的范围内。如果该单位面积重量小于100g/m2，则有可能形成褶皱时的刚性不足而产生由风压引起的形状变形。相反地，如果该单位面积重量大于400g/m2，则有可能压力损失变大。作为构成上述纺粘型无纺布的纤维，优选为聚酯纤维或聚苯硫醚纤维。
对于本发明的袋式过滤器用过滤布，作为将无纺布层叠于基材上的方法，可以是公知的方法。例如，可以是热粘合方法、使用粘合剂的化学粘合方法、缝接等中的任意一种。
对于本发明的袋式过滤器用过滤布，由于将上述这样的无纺布层叠于基材上，因此收集性能优异，低压力损失且不易堵塞，拂落性也优异。
其次，本发明的袋式过滤器是使用上述袋式过滤器用过滤布而成的，是将上述无纺布配置于灰尘流入侧而成的袋式过滤器。通过配置于灰尘流入侧的上述无纺布，抑制灰尘的进入，收集性能优异，低压力损失且不易堵塞，拂落性也优异。
对于上述袋式过滤器，实施缝制(例如缝制成袋状)或打摺加工，作为袋状的袋式过滤器或墨盒式袋式过滤器而优选用于集尘机等。
实施例
接着，对本发明的实施例和比较例进行详细说明，但本发明不局限于这些实施例。应予说明，实施例中的各测定项目按照下述方法测定。
(1)纤维直径D
使用透射型电子显微镜TEM(具有测长功能)，以30000倍的倍率拍摄纤维截面照片，测定纤维直径D(nm)。其中，纤维直径D使用单纤维横截面中的其外接圆的直径(n数为5的平均值)。
(2)纤维长度L
利用扫描型电子显微镜(SEM)，形成使海成分溶解除去前的极细短纤维(短纤维A)平放于基座上的状态，以20～500倍测定纤维长度L(mm)(n数为5的平均值)。此时，运用SEM的测长功能测定纤维长度L。
(3)单位面积重量
基于JIS P8124(纸的米制基重测定方法)测定单位面积重量(g/m2)。
(4)厚度
基于JIS P8118(纸和厚纸的厚度与密度的测定方法)测定厚度(mm)。以测定荷重75g/cm2，以n＝5进行测定，计算平均值。
(5)空隙率
由上述单位面积重量和厚度，且将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的密度设为1.36g/cm3，按照下述数学式进行计算。
空隙率(％)＝100－(((单位面积重量)/(厚度)/1.36)×100)
(6)PF值
由压力损失和收集率按照下式算出过滤器的高性能性指标。
PF值＝－log(0.3μ透过率(％)/100)/(压力损失(Pa)/9.8)×100
(7)灰尘保持量：DHC
将JIS 8种灰尘以浓度1g/m2、流入速度10cm/sec的方式导入过滤器，测定压力损失达到2kPa之前的时间和此时保持于过滤器的灰尘重量，换算为每1m2的灰尘保持量。
(8)熔融粘度
将干燥处理后的聚合物设置于设定为纺丝时的挤出机温度的孔口中，进行5分钟熔融保持后，施加多级别的荷重进行挤出，对此时的剪切速度和熔融粘度进行标绘。以该数据为基础制作剪切速度－熔融粘度曲线，读取剪切速度为1000sec－1时的熔融粘度。
(9)碱减量速度比
将海成分和岛成分的聚合物各自由具有24孔的直径0.3mm、长度0.6mm的圆孔的喷头喷出，以1000～2000m/分钟的纺丝速度拉取而得到未拉伸丝，将所得到的未拉伸丝以残留伸长率为30～60％的范围的方式拉伸，制作83dtex/24f的复丝。将其用80℃的1.5wt％NAOH水溶液，浴比设为100，由溶解时间和溶解量算出减量速度。
(10)通气度
按照JIS L1096－1990，在试样的每1m宽度中采取3个部位的经15cm×纬15cm的试验片，利用弗雷泽(Frazier)法测定通过试验片的空气量(cc/cm2·sec)，算出其平均值。
(11)袋式过滤器性能试验
过滤性能基于JIS Z8901－1实施。由利用以下测定条件得到的测定结果判断堵塞的困难性、拂落性。
＜测定条件＞
过滤速度：2.0m/分钟
裁断滤布的大小：500mm×500mm
过滤有效面积(吸引面)：0.09m2(300mm×300mm)
粉尘浓度：5.0g/m3
拂落空气压力：500kPa
拂落时间：50ms
拂落条件 初期性能：达到△P＝1000Pa时进行拂落。30次
时效：以5秒间隔进行拂落。5000次
稳定化处理：达到△P＝1000Pa时进行拂落。10次
稳定化后性能：达到△P＝1000Pa时进行拂落30次
使用粉体：JIS 10种飞灰平均粒径：3.77μm
粒径10μm以下：96.6％
性能测定：压力损失(Pa)和排气浓度(mg/m3)
[实施例1]
岛成分使用285℃下的熔融粘度为120Pa·sec的聚对苯二甲酸乙二醇酯，海成分使用将285℃下的熔融粘度为135Pa·sec的平均分子量为4000的聚乙二醇4重量％、5-磺酸基间苯二甲酸钠9mol％共聚而得到的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，以海：岛＝10：90的重量比率使用岛数400的喷头进行纺丝，以1500m/分钟的纺丝速度进行拉取。碱减量速度差为1000倍。将其拉伸成3.9倍后，利用闸刀式切割机切割成1000μm，得到极细纤维A用海岛型复合纤维。将其利用4％NaOH水溶液于75℃进行10％减量，将本纤维作为极细纤维A(纤维直径700nm，纤维长度1mm、纵横比1400，圆形截面)。
接着，得到由第1层和第2层构成的总单位面积重量为30g/m2的水刺无纺布，其中，上述第1层由该极细纤维A 20重量％和的单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维80重量％构成，且单位面积重量为10g/m2，上述第2层由单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维50重量％和单纤维纤度0.8dtex×纤维长度7mm的人造丝50重量％构成，且单位面积重量为20g/m2。
此时，将由第1层和第2层的成分构成的抄纸浆料各自分别进行调整，导入抄纸机的流浆箱，以成为规定的单位面积重量的方式调整浆料供给量和白水供给量，形成层叠湿纸后，以100kPa的高压喷射水压实施交络处理。
随后，为了实现空隙提高，于热风温度145～155℃，实施热风式热处理加工。
另一方面，将由单纤维纤度2.2dtex×纤维长度51mm、卷缩数11.5个/2.54cm的聚酯纤维构成的短纤维通入至梳棉机，进行网络化·交叉搭接层叠。接着，准备2卷该层叠网，在其中间夹持单位面积重量80g/m2的棉麻织物，得到单位面积重量520g/m2的针刺无纺布。这里，棉麻织物是由10支双股线构成的织密度经纬均为12根/2.54cm的平织织物，上述双股线由聚酯短纤维(单纤维纤度2.2dtex×纤维长度51mm)构成。
对于得到的水刺无纺布和针刺无纺布，将粘合树脂通过纺丝喷雾方法进行粘合层叠，进而于150℃，实施压延热处理，使表面平滑。将评价结果示于表1。
[实施例2]
实施例1中，除了得到由纤维直径700nm×纤维长度1mm(纵横比＝1400)的极细纤维A 20重量％和单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维80重量％构成的单位面积重量30g/m2的单层的水刺无纺布以外，与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。
[实施例3]
岛成分使用285℃下的熔融粘度为120Pa·sec的聚对苯二甲酸乙二醇酯，海成分使用285℃下的熔融粘度为135Pa·sec的平均分子量为4000的聚乙二醇4重量％、5-磺酸基间苯二甲酸钠9mol％共聚而得到的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，以海：岛＝10：90的重量比率使用岛数400的喷头进行纺丝，以纺丝速度1500m/分钟进行拉丝。碱减量速度差为1000倍。不将其拉伸，利用闸刀式切割机切割成1000μm，得到极细纤维B用海岛型复合纤维。将其利用4％NaOH水溶液于75℃进行10％减量，将本纤维作为极细纤维B(纤维直径1.2μm，纤维长度1mm，纵横比850，圆形截面)。
接着，得到由第1层和第2层构成的总单位面积重量为30g/m2的水刺无纺布，上述第1层由该极细纤维B 30重量％和单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维70重量％构成，且单位面积重量为10g/m2，上述第2层由单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维50重量％和单纤维纤度1.2dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维50重量％构成，且单位面积重量为20g/m2，除此以外与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。
[实施例4]
得到由第1层和第2层构成的总单位面积重量为30g/m2的水刺无纺布，上述第1层由与实施例1相同的极细纤维A15重量％、与实施例3相同的极细纤维B15重量％和单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维70重量％构成，且单位面积重量为10g/m2，上述第2层由单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维50重量％和单纤维纤度0.8dtex×纤维长度7mm的人造丝50重量％构成，且单位面积重量为20g/m2，除此以外与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。
[实施例5]
得到由第1层和第2层构成的总单位面积重量为30g/m2的水刺无纺布，上述第1层由与实施例1相同的极细纤维A 30重量％、单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维70重量％构成，且单位面积重量为10g/m2，第2层由与实施例1相同的极细纤维A 10重量％、单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维40重量％、单纤维纤度0.8dtex×纤维长度7mm的人造丝50重量％构成，且单位面积重量为20g/m2，除此以外与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。
[实施例6]
实施例1中，粘合层叠于作为基材的由单纤维纤度1.7dtex的聚酯纤维构成的纺粘型无纺布(单位面积重量为250g/m2)，进而以间隙2mm实施150℃的压延处理，使表面平滑化，除此以外与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。
[比较例1]
实施例1中，除了第1层由单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维100重量％构成，且单位面积重量为10g/m2以外，与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。由DHC测定结果可知，达到2000Pa的时间长，实际上灰尘侵入水刺无纺布和针刺无纺布的内部。
[实施例7]
实施例1中，除了第1层由极细纤维A 60重量％和单纤维纤度0.1dtex×纤维长度5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维40重量％构成，且单位面积重量为10g/m2以外，与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。初期压力损失上升。
[比较例2]
除了不使用水刺无纺布以外，与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。初期压损低，但是向无纺布的灰尘侵入多，灰尘拂落性困难，因此，对于长期运转，压力损失上升，寿命降低。
[比较例3]
除了代替水刺无纺布使用PTFE膜以外，与实施例1同样进行。将评价结果示于表1。虽然是高收集率，但是压力损失高，节能性差。
[实施例8]
使用实施例1的样品，基于JIS Z8901－1测定过滤性能。由于初期漏风少，此外压力损失的上升小，稳定化处理后的残留灰尘小，所以运转早期形成灰尘饼层，其通过反冲洗脉冲，容易脱离·再生，节能性优异，寿命长。
[比较例4、5]
比较例4使用比较例2的样品，比较例5使用比较例3的样品，基于JIS Z8901－1测定过滤性能。
[实施例9]
岛成分使用295℃下的熔融粘度为130Pa·sec的聚苯硫醚，海成分使用295℃下的熔融粘度为145Pa·sec的平均分子量为4000的聚乙二醇4重量％、5-磺酸基间苯二甲酸钠9mol％共聚得到的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，以海：岛＝30：70的重量比率使用岛数400的喷头进行纺丝，以纺丝速度1500m/分钟拉取。碱减量速度差为1000倍以上。将其拉伸成3.5倍后，利用闸刀式切割机切割成1000μm，得到极细纤维C用海岛型复合纤维。将其用4％NaOH水溶液于75℃进行10％减量，将本纤维作为极细纤维C(纤维直径700nm，纤维长度1mm，纵横比1400，圆形截面)。
接着，得到由第1层和第2层构成的总单位面积重量为30g/m2的水刺无纺布，上述第1层由该极细纤维C 30重量％和单纤维纤度0.9dtex×纤维长度5mm的聚苯硫醚短纤维70重量％构成，且单位面积重量为10g/m2，上述第2层由单纤维纤度0.9dtex×纤维长度5mm的聚苯硫醚短纤维50重量％和单纤维纤度0.8dtex×纤维长度7mm的人造丝50重量％构成，且单位面积重量为20g/m2。此时，将由第1层和第2层的成分构成的抄纸浆料各自分别进行调整，导入抄纸机的流浆箱，以成为规定的单位面积重量的方式调整浆料供给量和白水供给量，形成层叠湿纸后，利用100kPa的高压喷射水压实施交络处理。随后，为了提高空隙，以145～155℃的热风温度，实施热风加热处理加工。
另一方面，将由单纤维纤度2.2dtex×纤维长度51mm、卷缩数11.5个/2.54cm的聚酯纤维构成的短纤维通入至梳棉机，进行网络化·交叉搭接层叠。接着，准备2卷该层叠网，在其中间夹持单位面积重量80g/m2的棉麻织物，得到单位面积重量520g/m2的针刺无纺布。棉麻织物是由10支双股线构成的织密度经纬均为12根/2.54cm的平织织物，上述双股线由聚酯短纤维(单纤维纤度2.2dtex×纤维长度51mm)构成。
对于得到的水刺无纺布和针刺无纺布，将粘合树脂通过纺丝喷雾的方法，进行粘合层叠，进而于180℃实施压延加热处理，使其表面平滑。将评价结果示于表2。
[实施例10]
岛成分使用295℃下的熔融粘度为130Pa·sec的聚苯硫醚，海成分使用295℃下的熔融粘度为145Pa·sec的平均分子量为4000的聚乙二醇4重量％、5-磺酸基间苯二甲酸钠9mol％共聚得到的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，以海：岛＝30：70的重量比率使用岛数800的喷头进行纺丝，以纺丝速度1500m/分钟进行拉取。碱减量速度差为1000倍以上。将其拉伸成3.1倍后，利用闸刀式切割机切割成1000μm，得到极细纤维D用海岛型复合纤维。将其利用4％NaOH水溶液于75℃进行10％减量，将本纤维作为极细纤维D(纤维直径400nm，纤维长度1mm，纵横比1400，圆形截面)。
除了得到由纤维直径400nm×纤维长度1mm(纵横比＝1400)的极细纤维D 40重量％和单纤维纤度0.9dtex×纤维长度5mm的聚苯硫醚短纤维60重量％构成的单位面积重量30g/m2的单层的水刺无纺布以外，与实施例9同样进行。将评价结果示于表2。
[实施例11、12]
实施例11使用实施例9的样品，实施例12使用实施例10的样品，基于JIS Z8901－1测定过滤性能。
[表1]
Figure BDA0002412656820000191
[表2]
Figure BDA0002412656820000201
本发明提供一种收集性能优异、低压力损失且不易堵塞、拂落性也优异的袋式过滤器用过滤布及其制造方法和袋式过滤器，其工业价值极大。
符号说明
1 无纺布
2 基布

Claims (12)

1.一种袋式过滤器用过滤布，其特征在于，含有无纺布和基布，所述无纺布含有纤维直径D为200～2000nm的极细纤维，
所述极细纤维中，纤维长度L相对于纤维直径D的比L/D为200～4000的范围内，
所述极细纤维是聚酯纤维或聚苯硫醚纤维，
所述无纺布是对湿纸实施了交络处理的水刺无纺布。
2.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述聚酯纤维中，伸长率为不足60％或60％以上。
3.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述无纺布含有所述极细纤维3～50重量％。
4.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述无纺布具有多层结构。
5.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述无纺布中，单位面积重量为10～90g/m2的范围内。
6.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述无纺布中，厚度为0.2～0.6mm的范围内。
7.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述水刺无纺布中，空隙率为90～97％的范围内。
8.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述基布是含有单位面积重量为40～120g/m2的棉麻织物的针刺无纺布。
9.根据权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布，其中，所述基布是单位面积重量为100～400g/m2的纺粘型无纺布。
10.一种袋式过滤器用过滤布的制造方法，是权利要求1所述的袋式过滤器用过滤布的制造方法，通过将由海成分和岛成分构成的海岛型复合纤维的海成分进行溶解除去而得到纤维直径D为200～2000nm的极细纤维后，使用该极细纤维得到无纺布，将该无纺布层叠于基材上。
11.一种袋式过滤器，是使用权利要求1～9中任一项所述的袋式过滤器用过滤布而成的，且是所述无纺布被配置于灰尘流入侧而成的。
12.根据权利要求11所述的袋式过滤器，是实施缝制或打摺加工而成的。
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