JP2003159506A

JP2003159506A - 耐熱性フィルター

Info

Publication number: JP2003159506A
Application number: JP2002234040A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Oya; 倫明大宅; Makoto Nakahara; 誠中原
Original assignee: Toray Industries Inc; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; Toray Industries Inc
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP3989797B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高温下で使用されるフィルター用の濾材とし
て用いても、引張強力、耐折強度の低下が少なく、さら
には、高温下での使用において濾材が破損しにくく、長
期間の寿命を達成し得ることが可能な耐熱性フィルター
を提供する。【解決手段】耐熱性有機繊維基材にアルカリ性物質含
有樹脂組成物を固着して構成される耐熱性フィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐熱性、耐
蒸熱性、耐酸性を兼ね備えた耐熱性フィルターに関する
ものである。本発明の耐熱性フィルターは、例えば、石
炭ボイラー、ゴミ焼却炉、金属溶鉱炉、あるいはディー
ゼル自動車などから排出される高温ダストなどを集塵す
るためのフィルター用濾材などに好適に使用されるもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ゴミ焼却炉、石炭ボイラ
ー、金属溶鉱炉などから排出されるダストを集塵するた
めのフィルターとしては、周知のように、バグフィルタ
ーが用いられてきた。そのバグフィルター濾材は、排ガ
ス温度が１４０℃〜２５０℃の高温であることから、耐
熱性を必要とし、また、排ガス中にはＳＯｘ、ＮＯｘな
どの酸性ガスおよび水分が含まれていることから、耐酸
性および耐加水分解性を必要としているため、濾布とし
てポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳという）繊
維、メタ系アラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊
維、或いはガラス繊維などの各種耐熱性繊維を用い、特
に不織布が用いられてきた。

【０００３】また、近年では、この温度雰囲気下におい
て高捕集効率、すなわち、限られた空間内で、できるだ
け多くの排ガスを濾過する要求があり、狭い空間内で濾
過面積を多くとることが必要であることから、特開平１
１−１５８７７６号公報に示されるような、ＰＰＳ不織
布に合成樹脂を含浸し、さらに濾材にプリーツ加工を施
したフィルターが開発され、また、含浸用樹脂として、
たとえば、特開２００１−１９２９５３号公報では、メ
ラミン樹脂またはフェノールホルムアルデヒド樹脂を含
浸成型用樹脂として用いると、耐熱性が非常に良好であ
り、かつ、高温下においても軟化しにくく、基材に含浸
した際の高温下でのプリーツ形態保持性が良好であるこ
とが記載されている。

【０００４】ところが、前記の特開２００１−１９２９
５３号公報で提案されているようなＰＰＳ繊維からなる
不織布にｐＨが４〜８のフェノール樹脂を含浸した繊維
基材においては、高温下にて長期間使用された際に、異
常な強度劣化を生じ、引張強力、耐折強さが大幅に低下
し、長期間での使用において濾材が破損するなどの問題
があった。前記強度劣化の原因の仮説としては、上記の
排ガス中に存在するＳＯｘ、ＮＯｘ等の酸性ガスによ
り、フェノール樹脂が分解するか、或いは更に、ＰＰＳ
繊維が酸化劣化し、ＳＯ_２などの酸化物を発生し、これ
らの酸化物がフェノール樹脂を分解し、更にフェノール
樹脂の分解物がＰＰＳ繊維を分解するという相乗分解に
より、強度劣化が生じたものと推定される。また、メタ
系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維或いは、ポリイミ
ド繊維の場合においても、上記の排ガスに加え、酸化劣
化や加水分解により、ＮＯ_Ｘなどの酸化物が発生し、こ
の酸化物がフェノール樹脂の分解を促進することが仮説
として推定される。また、フッ素繊維を用いた場合も、
該繊維由来のＳＯ_ＸやＮＯ_Ｘ等の酸性ガスの発生はない
ものの、排ガス中のＳＯ_ＸやＮＯ_Ｘ等の酸性ガスによ
り、フェノール樹脂の分解を促進することは避けられな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明の目
的は、かかる従来技術の欠点を解消することを目的と
し、高温下で使用されるフィルター用の濾材として用い
ても、引張強力、耐折強度の低下が少なく、さらには、
高温下での使用において濾材が破損しにくく、長期間の
寿命を達成し得ることが可能な耐熱性フィルターを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、これらを解決するため
には耐熱性有機繊維基材に高アルカリ性の樹脂を加える
ことが効果的であることを見出した。

【０００７】すなわち、本発明は、耐熱性有機繊維基材
にアルカリ性物質含有樹脂組成物を固着して構成される
耐熱性フィルターを提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に用いる耐熱性有機繊維基
材を構成する耐熱性有機繊維としては、ＰＰＳ繊維、パ
ラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ポリアミドイ
ミド繊維、ポリイミド繊維、及びフッ素系繊維からなる
群から選ばれる少なくとも１種を含有しているものが好
ましく、さらに、ガラス繊維、炭素繊維などの無機耐熱
性繊維を含有していてもよい。

【０００９】前記ＰＰＳ繊維とは、その構成単位の９０
％以上が、−（Ｃ₆Ｈ₄−Ｓ）−で構成されるフェニレン
サルファイド構造単位を含有する重合体からなる繊維で
ある。

【００１０】また、前記パラ系アラミド繊維、メタ系ア
ラミド繊維とは、アミド結合を介して結びついた芳香族
基よりなる合成高分子であり、各アミド基が芳香族環の
パラ位またはメタ位に結合していればよい。前記パラ系
アラミド繊維としては、例えば、東レ・デュポン（株）
製商品名「ケブラー」等の市販品が挙げられる。また、
前記メタ系アラミド繊維としては、例えば、デュポン
（株）製商品名「ノーメックス」等の市販品が挙げられ
る。また、ポリアミドイミド繊維としては、例えば、Ｋ
ＥＲＭＥＬ（ローヌプーラン社製）が挙げられる。ま
た、ポリイミド繊維としては、例えば、Ｐ−８４（レン
チング社製）が挙げられる。

【００１１】また、前記フッ素繊維としては、繰り返し
構造単位の９０％以上が、主鎖又は側鎖にフッ素原子を
含有するモノマーで構成された重合体からなる繊維が挙
げられる。これらの重合体の例としては、４フッ化エチ
レン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ
化エチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共
重合体（ＰＦＡ）、４フッ化エチレン−エチレン共重合
体（ＥＴＦＥ）、ポリ−４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）
等が挙げられ、中でも、耐熱性、耐薬品性の点からポリ
−４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）が好ましい。

【００１２】これらの耐熱性有機繊維の中でも、耐熱
性、耐蒸熱性、耐酸性に優れ、比較的低価格のＰＰＳ繊
維が好ましい。

【００１３】また、ＰＰＳ繊維を耐熱性有機繊維として
用いて、プリーツ型フィルターとして使用する場合は、
１７０℃などの高温下で用いられた際に濾材が軟化した
り、さらにはプリーツの形態が変形したりして、排ガス
濾過時の圧力損失が急上昇するような、熱変形に起因す
る不具合がある場合には、例えば、パラ系アラミド繊
維、ガラス繊維などの高温下においても変形しにくい高
い耐熱性を有する繊維を配合させることが、更に好まし
い。

【００１４】上記ＰＰＳ繊維と上記の高い耐熱性を有す
る繊維とを用いる場合、ＰＰＳ繊維と上記の高い耐熱性
を有する繊維との配合混率は、耐酸性、耐加水分解性な
どを維持するために、耐熱性有機繊維基材中においてＰ
ＰＳ繊維が５０重量％以上となるような割合で配合する
ことが好ましく、更に、７０重量％以上となるような割
合で配合することが好ましい。ＰＰＳ繊維の配合率が耐
熱性有機繊維基材の５０重量％以上であると、フィルタ
ーとして、高温、高水分率の酸性ガスを含む雰囲気下で
使用されても、繊維基材が劣化してフィルターの引張強
力、耐折強さが低くなるようなことがなく、長期間での
使用でも、フィルターの破損の危険性が少なくなる。

【００１５】これら種々の耐熱性繊維を配合するための
手法に関しては特に限定されるものではなく、周知のカ
ーディング法、エアレイ法、抄紙法などを用いることが
できる。

【００１６】本発明の耐熱性フィルターに用いる耐熱性
有機繊維基材を得るための手法に関しては、織物、編み
物、不織布などの周知の方法を用いることができるが、
フィルターとして使用された際に、効率良くダストを捕
集しかつ、長期間使用されても目詰まりによる圧力損失
の上昇が少ない不織布が好ましく用いられる。

【００１７】また、本発明に用いるアルカリ性物質含有
樹脂組成物としては、例えば、アルカリ性フェノール樹
脂組成物、アルカリ性物質含有ポリアミドイミド樹脂組
成物、アルカリ性物質含有ポリイミド樹脂組成物、アル
カリ性物質含有アラミド樹脂組成物などの各種アルカリ
性物質含有樹脂組成物が挙げられ、これらの樹脂組成物
からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好
ましい。また、前記アルカリ性物質含有樹脂組成物とし
ては、アルカリ性フェノール樹脂を含有する樹脂組成物
であることが好ましい。

【００１８】また、前記アルカリ性物質としては、本発
明の耐熱性フィルター使用条件で、ＳＯ_ＸやＮＯ_Ｘ等の
酸性ガスをトラップできるものであれば特に限定されな
いが、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金
属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸
化物、アミン類が挙げられる。これらの中でも、アルカ
リ金属水酸化物、またはアルカリ土類金属水酸化物が好
ましい。更に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化バリウムが特に好ましい。

【００１９】前記アルカリ性フェノール樹脂組成物に含
まれるフェノール樹脂としては、アルカリ性の反応触媒
下で、フェノール類とアルデヒド類とを反応させて得ら
れるレゾール型フェノール樹脂類、あるいは酸触媒又は
金属塩触媒下で、フェノール類とアルデヒド類とを反応
させて得られるノボラック型フェノール樹脂類が挙げら
れる。

【００２０】前記アルカリ性フェノール樹脂組成物にお
いて、レゾール型フェノール樹脂組成物の場合、該樹脂
形成反応時に、前記アルカリ性物質を触媒として添加し
て反応させてアルカリ性にしてもよく、また、反応終了
したレゾール型フェノール樹脂に対しアルカリ性物質を
配合してアルカリ性にしてもよい。また、ノボラック型
フェノール樹脂組成物の場合は、ノボラック型フェノー
ル樹脂とヘキサメチレンテトラミンとを前記アルカリ性
物質の水溶液に溶解させてもよいし、又、低アルカリ性
の条件で反応したレゾール型フェノール樹脂の場合も、
前記のアルカリ性物質をあとで追加してもよい。アルカ
リ性物質の含有量は、熱劣化抑制効果が顕著となる点か
ら樹脂中のフェノール性水酸基１モル当たりに対しアル
カリ性物質が０．１以上となるように用いることが好ま
しい。また、樹脂分をより多くフィルターに固着させる
ことができる点から、樹脂中のフェノール性水酸基１モ
ル当たり、アルカリ性物質が１．０モル以下となるよう
に用いることが好ましい。

【００２１】前記アルカリ性フェノール樹脂組成物に用
いるフェノール樹脂は、例えば、フェノール類とアルデ
ヒド類との反応で得られる。前記フェノール類としては
特に限定されないが、例えば、フェノール、クレゾール
等の（アルキル）フェノール類、レゾルシノール、カテ
コール等の芳香族ジオール、ビスフェノールＡ等のビス
フェノール類が挙げられる。また、アルデヒド類として
はホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒド等が挙げられる。

【００２２】また、前記アルカリ性フェノール樹脂組成
物で用いるレゾール型フェノール樹脂組成物を得るため
のレゾール化反応に用いるアルカリ性の触媒としては、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウ
ム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、ヘ
キサメチレンテトラミン等が挙げられる。ノボラック反
応の場合の触媒としては硫酸、シュウ酸、パラトルエン
スルホン酸等の酸類や酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、酢酸亜鉛等の多価金属塩類が挙げられる。

【００２３】前記フェノール樹脂を製造する際のアルデ
ヒド類／フェノール類の比率は、レゾール型フェノール
樹脂の場合は〔（アルデヒド類）／（フェノール類）〕
のモル比として、１．０〜３．５であることが好まし
い。中でも貯蔵安定性良好、ホルムアルデヒド放出量が
少ない等の点から〔（アルデヒド類）／（フェノール
類）〕（モル比）＝１．５〜２．５であることが特に好
ましい。

【００２４】また、ノボラック型フェノール樹脂の場合
は〔（アルデヒド類）／（フェノール類）〕のモル比と
して０．３〜１．０であることが望ましい。

【００２５】また、フェノール樹脂自体の速硬化性を改
良するためにフェノール樹脂にレゾルシノール、アミノ
フェノール等の変性剤を一部共縮合した樹脂を併用する
ことができる。変性剤を樹脂固形分重量全体に対して
０．１〜２０重量％で共縮合することが望ましい。前記
変性剤を用いる場合は、速硬化性改良効果が顕著に表れ
る点から０．１重量％以上が好ましく、また、樹脂のコ
ストが増大しない点から２０重量％以下が好ましい。

【００２６】また、本発明に用いるアルカリ性物質含有
ポリアミドイミド樹脂組成物としては、例えば、ジメチ
ルアセトアミド等の非プロトン性極性溶媒のポリアミド
イミド樹脂溶液に前記アルカリ性物質を固形、或いは水
溶液の形で混合したものが挙げられる。また、アルカリ
性物質含有ポリイミド樹脂組成物、或いはアルカリ性物
質含有アラミド樹脂組成物としては、前記のように溶媒
等でポリイミド樹脂、或いはアラミド樹脂溶解後に、ア
ルカリ性物質を添加しても良い。また、これらの樹脂が
溶媒に不溶な場合は、水等に樹脂を懸濁させた後、アル
カリ性物質を固体状或いは溶液の形で配合してもよい。
この際、添加するアルカリ性物質としては、熱劣化抑制
効果が顕著となる点から、アルカリ性物質含有樹脂の固
形分１００重量部当たり、固形水酸化ナトリウム換算で
２重量部以上が好ましい。また、樹脂分をより多くフィ
ルターに固着させることができる点から、アルカリ性物
質含有樹脂固形分の１００重量部当たり、固形水酸化ナ
トリウム換算で２０重量部以下が好ましい。

【００２７】特に、プリーツ型フィルターとして使用す
る場合は、フィルターとして使用した際の、高温下にお
いてのプリーツ形態保持性が優れる点から、アルカリ性
フェノール樹脂組成物が好ましい。また、これらアルカ
リ性物質含有樹脂組成物に関しては単独で用いることも
できるし、これらの混合で用いることもできる。

【００２８】本発明の耐熱性フィルターは、耐熱性有機
繊維基材、およびアルカリ性物質含有樹脂組成物をその
基本構成とし、耐熱性有機繊維基材にアルカリ性物質含
有樹脂組成物を固着して構成される。固着にあたって
は、耐熱性有機繊維基材にアルカリ性物質含有樹脂組成
物を含浸もしくは塗布することにより行うことができ
る。耐熱性有機繊維基材にアルカリ性樹脂組成物を固着
することにより、高温下において使用された際にフィル
ターの引張強力、耐折強さの低下が少なく、さらには高
温下においてフィルターとして使用された際に、長期の
寿命を達成することができる。

【００２９】また、アルカリ性物質含有樹脂組成物に加
えて、更に、アルカリ性無機バインダーである珪酸ナト
リウム類なども用いることができる。この併用にあたっ
ては、アルカリ性物質含有樹脂組成物、例えばアルカリ
性フェノール樹脂組成物と珪酸ナトリウムを混合して用
いてもよく、アルカリ性フェノール樹脂組成物を含浸、
乾燥の後、珪酸ナトリウムを含浸してもよい。逆に、珪
酸ナトリウムを含浸もしくは塗布、乾燥し、その後にア
ルカリ性フェノール樹脂組成物を含浸もしくは塗布して
もよい。

【００３０】前述の耐熱性有機繊維を拘束するためのア
ルカリ性物質含有樹脂組成物は、繊維基材を構成する繊
維同士の少なくとも交点に絡みついて、繊維に固着され
ており、繊維と繊維の相対運動を抑制するので、繊維基
材に剛性を付与することができる。固着の状態は、繊維
と繊維の交点に水掻き状に固着（繊維の交点近傍におい
て、繊維の交点を形成する各繊維に固着して、アルカリ
性物質含有樹脂組成物が一部面状に広がった状態で固
着）していても、点状に固着していても構わないが、水
掻き状に固着している方が物理的な変形に対する抵抗力
が高いために好ましい。

【００３１】ここで、アルカリ性物質含有樹脂組成物の
耐熱性有機繊維基材に対しての固形分含浸量は、耐熱性
有機繊維基材１００重量部に対して５〜８０重量部であ
ることが好ましい。繊維を拘束するための拘束力や、プ
リーツ型フィルターとして用いる際の濾材剛性が高くな
ることから、固形分含浸量が５重量部以上が好ましく、
また、排ガスなどを通過させるための空隙が充分確保で
き、これによりフィルターとしての通気量が低下せず、
排ガス濾過時の圧力損失も抑制できることから、固形分
含浸量が８０重量部を以下が好ましい。

【００３２】本発明の耐熱性フィルターは、２５０℃の
空気中で１０日間処理した後のＪＩＳＬ１０９６に
基づいて測定した引張破断強力の保持率が、５０％以上
であることが、高温下において使用された際にフィルタ
ーが劣化し、破損が生じにくいことから好ましい。

【００３３】また、本発明の耐熱性フィルターは２５０
℃の空気中で１０日間処理した後のＪＩＳＰ−８１１
５に基づいて測定した耐折強さの保持率は、２５０℃の
空気中で１０日間処理した後の耐折強さの保持率が、高
温下において使用された際にフィルターが劣化しにく
く、さらにはパルスジェットなどのダスト払い落とし時
の物理的折り曲げ疲労が加わっても、フィルターに破損
が生じにくいことから、３％以上であることが好まし
い。

【００３４】なお、高温下での高い剛性を得るために必
要な標準状態（温度：２０℃、圧力：大気圧）での耐熱
性フィルターの剛性は、ＪＩＳ−Ｌ１０９６に規定され
るガーレ法に基づく剛軟度により評価できることが本発
明者により見出された。耐熱性フィルターの剛軟度は、
高温下でのプリーツの形態保持性が優れることから４０
ｍＮ以上が好ましく、プリーツ加工が容易なことから、
１５０ｍＮ以下が好ましい。なお、本発明で測定される
剛軟度については、繊維基材に樹脂溶液を含浸もしくは
塗布の後、樹脂配合液の水分を除去し、更に２００℃程
度の高温で樹脂をキュアした後、測定されるものであ
る。このように繊維基材に樹脂を含浸もしくは塗布する
ことにより、繊維同士の交点が拘束され、繊維基材の剛
軟度は大幅に向上する。

【００３５】これらの２５０℃の空気中で１０日間処理
した後の、引張破断強力の保持率や耐折強さの保持率、
及びガーレ法に基づく剛軟度は、バインダーとしてのア
ルカリ性物質含有樹脂組成物の含浸或いは塗布量、アル
カリ性物質含有樹脂組成物の種類、アルカリ性の程度、
例えば樹脂重合時のアルカリ触媒の使用量或いは樹脂へ
のアルカリの添加量を適量にすることにより、高温下に
おいて長期間使用した際の耐熱性を大幅に向上させ、上
記性能を達成することができる。

【００３６】本発明で用いられる耐熱性有機繊維基材を
構成する耐熱性有機繊維の単繊維繊度は、繊維のカーデ
ィング時やニードルパンチ時において繊維が糸切れを起
こしにくく、耐熱性フィルターの強力が低下しないこと
から０．１１デシテックス以上が好ましく、繊維の表面
積が低下せず、ダストの集塵性能が良好であることから
２２．２デシテックス以下であることが好ましい。

【００３７】このようにして得られた耐熱性フィルター
は、プリーツ状に折り曲げ加工することにより、エアフ
ィルターとして好適に用いることができる。特に、高温
の排ガスなどを集塵する際において、高温下での剛性が
高い点から、より好ましく使用される。

【００３８】上記した以外の用途の主な例として、プリ
ーツ加工せず、通常の筒状に縫製して排ガスなどを濾過
するフィルターとして使用することも可能であり、ま
た、液体などを濾過する液体フィルター、もしくはディ
ーゼル車の排ガスを濾過するフィルターとしても用いる
ことができる。

【００３９】また、耐熱性フィルターの表面に微多孔膜
を貼り付けることにより、フィルターとして使用した際
のダストの集塵性能をより高めた耐熱性フィルターとす
ることができ、かつ、パルスジェットによるダストの払
い落とし時のダスト払い落とし性に優れた耐熱性フィル
ターとすることができる。使用される微多孔膜について
は、特に限定されるものではないが、公知のフッ素系微
多孔膜などを用いることができる。なお、上記した耐熱
性フィルターの表面とは、フィルターとして使用した際
のダストが堆積する側の面のことを言う。

【００４０】次に本発明の耐熱性フィルターを得るため
の好ましい製造方法について述べる。本発明の耐熱性フ
ィルターを構成する耐熱性有機繊維基材は、織物、不織
布、編み物などのいずれの繊維基材でも良いが、好まし
くは集塵性能などの面から不織布であることが好まし
い。また不織布においては、公知の不織布、例えば短繊
維不織布においてはニードルパンチ不織布、湿式不織
布、スパンレース不織布、エアレイド不織布などを用い
ることができる。また長繊維不織布においてはスパンボ
ンド不織布、メルトブロー不織布、トウ開繊式不織布な
どを用いることができる。また、繊維同士を拘束させる
方法においては、本発明においてはレジンボンド不織布
が好ましく使用されるが、その他のケミカルボンド不織
布、サーマルボンド不織布なども必要に応じて用いるこ
とができる。これらの製造方法の中でも、プリーツ型フ
ィルター用濾材として用いるに当たっては、濾材の剛性
および引張強力等の点から、ニードルにより繊維を絡合
させるニードルパンチ不織布、または水流により繊維を
絡合させるスパンレース不織布あるいは、熱接着タイプ
のスパンボンド不織布の製造方法が好ましい。

【００４１】また、本発明の耐熱性フィルターの製造方
法としては、耐熱性有機繊維基材として不織布を例にと
ると、通常のカーディングマシンを用いて開繊後、得ら
れたフリースを積層し、ニードルパンチにより繊維同士
を絡合させる。この絡合により、不織布が得られる。

【００４２】得られた不織布は、熱プレス機、ヒートロ
ールカレンダーなどを用い、１００℃〜２８０℃の温
度、９８〜６８６０Ｎ／ｃｍの線圧、０〜１ｍｍのクリ
アランスで熱プレス処理される。この熱プレス処理によ
り、不織布の厚みが調整される。この熱プレス処理によ
り、不織布の表面層に配置された繊維が緻密化される。
不織布の厚さ方向の密度の分布は、不織布の表面と平行
な面で、不織布を厚さ方向に３等分にスライスした時に
得られる２枚の表面層の密度Ａと１枚の中間層の密度Ｂ
との比率Ａ／Ｂが、１．１〜２．５の範囲内であるよう
に厚さ方向の密度変化があることが好ましい。

【００４３】このように表面層を緻密化することによ
り、例えば、ダンボールのような剛性の高い構造を有す
る耐熱性有機繊維基材が得られ、ダストの払い落とし性
にも優れる耐熱性有機繊維基材を得ることができる。こ
の熱プレス処理については、その手段を特に限定される
ものではなく、不織布の表面を熱プレス処理できるもの
であればどのような手段も用いることができる。不織布
と接触するロールなどの表面は、フラットであっても凹
凸を有するものであってもよい。

【００４４】次に、得られた不織布に、ディップマング
ルを用いて、好ましく粘度が５０〜７００ｍＰａ・ｓの
アルカリ性物質含有樹脂組成物を含有する溶液が含浸さ
れる。高アルカリ性物質含有樹脂組成物が含浸された不
織布は、テンターにより、１２０℃〜３００℃で処理さ
れ、含浸されたアルカリ性物質含有樹脂組成物は、乾
燥、キュアされる。ここに、目標とする耐熱性フィルタ
ーが製造される。

【００４５】本発明の耐熱性フィルターは、例えば、石
炭ボイラー用排ガス集塵フィルター、金属溶鉱炉用排ガ
ス集塵フィルター、ゴミ焼却炉用排ガス集塵フィルター
または、ディーゼル車用排ガス集塵フィルターとして好
適に用いられる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明に関して実施例、比較例により
説明する。なお、以下に記載の部及び％は、特に断りの
ない限り重量基準である。

【００４７】製造例１フェノール１０００グラム、４０％ホルムアルデヒド水
溶液１５９６グラム、イオン交換水９００グラムを還流
装置の付いたフラスコに入れて、攪拌しつつ、水酸化ナ
トリウムの５０％水溶液４００グラムを徐々に加えなが
ら８０℃迄昇温し、８０℃で５時間反応させてアルカリ
性レゾール型フェノール樹脂水溶液を得た。得られたア
ルカリ性レゾール型フェノール樹脂水溶液の固形分濃度
は４０％、粘度は１２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨは１１．０で
あった。

【００４８】製造例２フェノール１０００グラム、４０％ホルムアルデヒド水
溶液１５９６グラム、イオン交換水９００グラムを還流
装置の付いたフラスコに入れて、攪拌しつつ、水酸化ナ
トリウムの５０％水溶液４０グラムを徐々に加えながら
８０℃迄昇温し、８０℃で３時間反応させてアルカリ性
レゾール型フェノール樹脂水溶液を得た。得られたアル
カリ性レゾール型フェノール樹脂水溶液の固形分濃度
は、３８．９％、ｐＨは８．９であった。

【００４９】製造例３フェノール１０００グラムを、還流装置の付いたフラス
コに入れ７５℃に昇温し、攪拌しながら９８％硫酸１０
グラムを加えた。次いで、温度を８５℃に保ちつつ、こ
れに４０％ホルムアルデヒド水溶液５１８グラムを滴下
した。８５℃で５時間反応させた後減圧下で水を３００
グラム蒸留除去し、更に１７０℃迄昇温しながら常圧下
で水を蒸留除去し、ノボラック型フェノール樹脂を得
た。得られたノボラック型フェノール樹脂の軟化点は８
０℃であった。

【００５０】実施例１単繊維繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍのＰＰ
Ｓの短繊維（東レ（株）製「トルコン」）をカーディン
グ法によりウェブを形成し、次いで積層後、ニードルパ
ンチ処理を行い不織布を得た。得られた不織布を、カレ
ンダーロールで、温度１９０℃、線圧２，９４０Ｎ（３
００ｋｇｆ／ｃｍ）、クリアランス０ｍｍで熱処理を行
ない、目付量２００グラム/ｍ^２、厚み１．１ｍｍのＰ
ＰＳ不織布を作成した。得られたＰＰＳ不織布に、製造
例１で得られたアルカリ性レゾール型フェノール樹脂水
溶液アルカリ性フェノール樹脂組成物としてディップマ
ングルを用いて含浸させ、次いで乾燥機を用いて２００
℃で５分間で樹脂配合液の水分を除去しＢ化状態とし
た。次いで、２００℃で３分間熱処理しＣ化状態とし
た。得られたＣ化物は厚さ１．２ｍｍ、密度０．２４グ
ラム／ｃｍ³、繊維基材への高アルカリフェノール樹脂
の付着量が１００グラム／ｍ^２であった。この成型体を
フィルターとしての耐熱性能を判断するために、２００
℃の空気雰囲気中で３０、６０、９０日間熱処理した。
引張強力、破断伸度は、ＪＩＳＬ１０９６に基づい
て、試験幅５ｃｍ、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１
０ｃｍ／ｍｉｎの条件にて測定した。また、耐折強さに
関しては、ＪＩＳＰ−８１１５記載の紙及び板紙のＭ
ＩＴ型試験機による耐折強さ試験方法に基づいて耐折度
を測定し、シートの可撓性を見た。

【００５１】比較として、熱処理無しのものも測定し
た。なお、上記のＢ化状態およびＣ化状態とは樹脂の架
橋の度合いを示す用語であって、Ｂ化状態とはすなわち
樹脂配合液の水分が除去された状態を示す。また、Ｃ化
状態とは、水分を除去した後、さらに乾燥された樹脂に
熱を加えることによって、樹脂の架橋反応が進行した状
態を示す。

【００５２】実施例２製造例２で得られたアルカリ性レゾール型フェノール樹
脂水溶液１００部に５０％水酸化ナトリウム水溶液１０
部を加え含浸用配合液とした。この配合液の濃度は３
９．１％、粘度は１３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨは１１．２で
あった。この配合液を実施例１で用いたＰＰＳ不織布
に、実施例１と同様の方法で含浸し、成型した。得られ
た成型体は厚さ１．３ｍｍ、密度０．２２グラム／ｃｍ
³であった。この含浸不織布のフィルターとしての耐熱
性能を実施例１と同様の方法で調べた。

【００５３】実施例３製造例３で得られたノボラック型フェノール樹脂９０部
を粉砕してブロック状とし、これにヘキサメチレンテト
ラミン１０部を加え混合し、更に平均粒子径３０μｍに
なるように粉砕した。これを１０％水酸化ナトリウム水
溶液２００部に加え溶解させ、アルカリ性フェノール樹
脂からなる含浸用配合液を得た。この配合液を用い、実
施例１で用いたと同様のＰＰＳ不織布に実施例１と同様
の方法で配合液を含浸し、成型した。得られた成型体は
厚さ１．４ｍｍ、密度０．２１グラム／ｃｍ³であっ
た。この含浸不織布のフィルターとしての耐熱性能を実
施例１と同様の方法で調べた。

【００５４】比較例１レゾール型フェノール樹脂組成物として、フェノライト
ＴＤ−４３０４（大日本インキ化学工業（株）製、粘度
８７０ｍＰａ・Ｓ、ｐＨ５．５）と水とを重量比で５０
／５０に混合した含浸用樹脂を、実施例１で用いたと同
様のＰＰＳ不織布を用い、実施例１と同様の方法で含浸
し、成型した。得られた成型体は厚さ１．２ｍｍ、密度
０．２４グラム／ｃｍ³であった。この含浸不織布のフ
ィルターとしての耐熱性能を実施例１と同様の方法で調
べた。

【００５５】比較例２製造例３で得られたノボラック型フェノール樹脂９０部
を粉砕してブロック状とし、これにヘキサメチレンテト
ラミン１０部を加え混合し、更に平均粒子径３０μｍに
なるように粉砕した。これをメタノール１５０部に加え
溶解させて含浸用配合液とした。この配合液を用い、ま
た、実施例１のＰＰＳ不織布を用い、実施例１と同様の
方法で含浸し、成型した。得られた成型体は厚さ１．４
ｍｍ、密度０．２１グラム／ｃｍ³であった。この含浸
不織布のフィルターとしての耐熱性能を実施例１と同様
の方法で調べた。

【００５６】上記実施例１〜３、および、比較例１、２
において得られた成型体の評価結果を表１に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１から明らかなように、実施例１〜３の
成型体は、比較例の成型体に比べ２００℃で処理した際
の引張強さ、および耐折強さの低下が少なく、耐熱性が
良好であった。実施例１〜３の成型体および比較例１、
２の成型体を、石炭ボイラーの排ガスを集塵するための
プリーツ型フィルターとして用いたところ、比較例１及
び比較例２の成型体からなるフィルターは、いずれも１
２０日の使用において、プリーツの頂点部分に亀裂およ
び破損が見られたが、実施例１〜３の成型体からなる高
耐熱性フィルターは、いずれも７００日間の使用におい
ても該フィルターに亀裂や破損は見られなかった。

【００５９】

【発明の効果】本発明に係る耐熱性フィルターは、アル
カリ性バインダーを耐熱性有機繊維に固着させることに
より、高温下において使用された際に引張強力、耐折強
さの低下が少なく、さらには高温下においてフィルター
として使用された際に、長期の寿命を達成することがで
きる。本発明に係る耐熱性フィルターは、高温下での形
態保持性にも優れることから、特にプリーツ型フィルタ
ーとして好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ０６Ｍ 15/59 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ＡＦ０１Ｎ 3/02 ３０１Ｄ０６Ｍ 101:16 // Ｄ０６Ｍ 101:16 101:22 101:22 101:36 101:36 11/14 (72)発明者中原誠滋賀県大津市大江１丁目１番１号東レ株式会社瀬田工場内Ｆターム(参考） 3G090 AA01 4D019 AA01 BA13 BA18 BB03 BB08 BC05 BC12 BC20 CA02 CB04 CB06 DA03 4D058 JA14 JB14 JB18 JB25 JB41 SA08 SA20 4L031 AA13 AA20 AA25 BA11 CA01 DA00 DA11 DA17 4L033 AA06 AA08 AA09 AC05 AC15 CA34 CA55 DA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性有機繊維基材にアルカリ性物質含
有樹脂組成物を固着して構成される耐熱性フィルター。
【請求項２】前記耐熱性有機繊維基材が、ポリフェニ
レンサルファイド繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系ア
ラミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、
及びフッ素繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種
の耐熱性有機繊維を含有してなる耐熱性有機繊維基材で
ある請求項１記載の耐熱性フィルター。
【請求項３】前記耐熱性有機繊維基材がポリフェニレ
ンサルファイド繊維を耐熱性有機繊維基材１００重量部
あたり、５０重量部以上含有する、請求項２記載の耐熱
性フィルター。
【請求項４】前記耐熱性有機繊維基材が不織布であ
る、請求項１、２または３記載の耐熱性フィルター。
【請求項５】前記アルカリ性物質含有樹脂組成物が、
アルカリ性フェノール樹脂組成物、アルカリ性物質含有
ポリアミドイミド樹脂組成物、アルカリ性物質含有ポリ
イミド樹脂組成物、及びアルカリ性物質含有アラミド樹
脂組成物からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂
組成物である、請求項１〜４のいずれかに記載の耐熱性
フィルター。
【請求項６】前記アルカリ性物質含有樹脂組成物が、
アルカリ性フェノール樹脂組成物を含有する樹脂組成物
である、請求項５記載の耐熱性フィルター。
【請求項７】前記アルカリ性物質が、アルカリ金属水
酸化物及び／またはアルカリ土類金属水酸化物である請
求項６記載の耐熱性フィルター。
【請求項８】前記アルカリ性フェノール樹脂組成物
が、フェノール樹脂組成物中のフェノール性水酸基１モ
ルあたり、アルカリ性物質を０．１〜１．０モル含有す
るものである請求項７記載の耐熱性フィルター。
【請求項９】前記耐熱性有機繊維基材１００重量部に
対してアルカリ性物質含有樹脂組成物の固形分が５〜８
０量部を固着されてなる、請求項１〜８のいずれかに記
載の耐熱性フィルター。
【請求項１０】ＪＩＳＬ１０９６で規定するガー
レ法に基づく剛軟度が４０〜１５０ｍＮである、請求項
１〜９のいずれかに記載の耐熱性フィルター。
【請求項１１】前記耐熱性有機繊維基材を構成する耐
熱性有機繊維の単繊維繊度が０．１１〜２２．２デシテ
ックスである、請求項１〜１０のいずれかに記載の耐熱
性フィルター。
【請求項１２】プリーツ状に折り曲げ加工されてな
る、請求項１〜１１のいずれかに記載の耐熱性フィルタ
ー。
【請求項１３】表面に微多孔膜を貼りつけてなる、請
求項１〜１２のいずれかに記載の耐熱性フィルター。
【請求項１４】石炭ボイラー用排ガス集塵フィルタ
ー、金属溶鉱炉用排ガス集塵フィルター、ゴミ焼却炉用
排ガス集塵フィルターまたは、ディーゼル車用排ガス集
塵フィルターとして用いられる、請求項１〜１３のいず
れかに記載の耐熱性フィルター。