JP2014079731A

JP2014079731A - バグフィルタろ材

Info

Publication number: JP2014079731A
Application number: JP2012238343A
Authority: JP
Inventors: Toshio Chida; 登志雄千田; Kotaro Sugino; 恒太郎杉野; Masayuki Okamoto; 正行岡本
Original assignee: Shinwa Corp
Current assignee: Shinwa Corp
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-05-08

Abstract

【課題】ダストガス中のダストに対する捕集効率を向上させると共に粉じんの捕集容量が大きく、バグフィルタろ材の粉じん払い落とし作動すなわちろ材の膨張・収縮作動に耐えられ結果として使用寿命が長いバグフィルタろ材を提供しょうとしたものである。
【解決手段】本発明は、合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、ナノファイバー層を積層させ一体化した積層体シートと、基材に原綿を載せてニードルパンチで一体化した基材シートとを重ねて、熱融着により一体化して形成したバグフィルタろ材である。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面に付着した捕集ダストを払い落とし再生させるようにしたバグフィルタろ材に関するものである。

従来より、バグフィルタは焼却設備や製鉄・製鋼工場の電気炉・転炉設備などから排気されるダストガスをバグフィルタ本体内に導通し、バグフィルタろ材でダストを捕集し、清浄エアーとして外気に排気するようになっている。
そして、バグフィルタは、バグフィルタろ材の捕集面を再生するため、定期的にダスト捕集面とは逆のろ材面から、逆洗エアーやパルスジェットなどの圧縮空気を噴出してダスト捕集面を払い落としダスト捕集面の再生を行って、再び集塵の運転を再開できるようにしている。

しかし、ダスト捕集面に送気した圧縮空気はバグフィルタ本体内に均等に圧力がかからないため、捕集したダストの一部しか剥離させることができず、集塵の運転の再開により、再びダスト捕集面にダストが付着し易く、再び払い落とし操作を繰り返さざるを得なかった。このため、十分な集塵機能を果たすことが出来ない上、払い落とし操作によりバグフィルタろ材の寿命が早く来てしまうといった問題があった。

これを解決するために、圧縮空気の圧力または圧縮空気の量を増加してバグフィルタ本体の内圧を高めダスト捕集面のダストを払い落とし再生させることが可能となるが、間欠的に使用する圧縮空気を一時的に貯めておくためのタンクやコンプレッサー容量が膨大となるため、設備費用の増大を伴うことになるなどコスト的な問題も生じてしまうためなかなか採用されないといった懸念があった。

上記のようなことからバグフィルタろ材に用いられる特性としては、集塵効率が大きいこと、即ちダスト漏れが少ないこと、初期の圧力損失が小さいこと、即ち通気性がよいこと、ダストの剥離性が良くて圧力損失が小さいこと、またはバグフィルタろ材の強度が大であること、例えばガスの通気圧に対して破れなどを生じないこと、耐用年数が長いこと、例えばパルス逆洗時にかかる繰り返しの屈曲に対する耐久性が大であることなどが要求されていた。

このことから、従来バグフィルタ用ろ材の材質としては、ポリエステル繊維とポリエステル芯地を積層し、ニードリングしてフェルト化したものが主に用いられていた。

しかし、ポリエステルをフェルト化したバグフィルタろ材は、使用時においてろ材内部へのダスト浸入により通気性が劣り、圧力損失が大きくなるという懸念や繊維間のダストの吹き抜けが大きくなり、下流側へダストが飛散すると言った懸念があった。

本発明の目的は、ダストガス中のダストに対する捕集効率を向上させると共にダストの剥離性を大きくし且つ低圧力損失で、またダスト払い落とし動作すなわち、ろ材の膨張・収縮動作に耐えられ、使用寿命の長いバグフィルタろ材を提供しょうとしたものである。

本発明の目的は、耐久性に優れ、かつ逆洗時のダストの払い落としを容易にしたバグフィルタろ材を提供しょうとしたものである。

本発明の目的は、ダスト捕集効率と低圧力損失を維持しながら、多風量のダストガスを処理可能にしたバグフィルタろ材を提供しょうとしたものである。

本発明の目的は、バグフィルタろ材の緻密性からダストの剥離性を向上させて、捕集面の清掃再生時期を延ばしランニングコストなどの維持費削減を図ろうとしたものである。

本発明の目的は、長期間の耐熱性、耐薬品性に優れたバグフィルタろ材を提供しょうとしたものである。

本発明の目的は、ナノファイバーを用いて、ダストが払い落とされた直後でも、高効率を維持しょうとしたものである。

本発明の目的は、ナノファイバーを表面側に用いることで、バグフィルタろ材へのダスト浸入を防止し、低圧力運転を可能にしたものである。

本発明の第１の解決手段は、本発明の構成要件の１つとして、合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．７μｍのナノファイバー層を積層させた積層体シートを使用したことである。

本発明の第２の解決手段は、本発明の他の構成要件として、芯地の機能を有する基布に原綿を重ねてニードルパンチで一体化した基材シートまたは前記基布に原綿を圧縮して形成した基材シートを使用したことである。

本発明の第３の解決手段は、積層体シートと基材シートとを熱融着または溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて一体化したことである。

ここで、バグフィルタろ材を構成する不織布あるいは織布あるいは原綿および基布はポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリフェニレンサルファイド、ＰＴＦＥ、アクリル繊維、ＰＰＳ、ナイロン、レーヨン、ポリプロピレン繊維などの有機繊維やガラス繊維、パルプ繊維が使用可能である。これらを単独で用いてもよいし２種類以上を併用しても良い。

これらの不織布あるいは織布の形成方法としては湿式抄紙法を用いる方法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法、電界紡糸法などが用いられる。

基布は織り加工で格子状に製作される。

ナノファイバー層は電界紡糸法により紡糸された平均繊維径が０．０１〜０．７μｍの高分子繊維からなるナノファイバーで形成されたものである。このように電界紡糸法により製造されたナノファイバー層は不織布あるいは織布に積層することによって、ナノファイバー層の形状保持が保たれ、強度向上が図られる。さらにナノファイバー層は緻密な高密度捕捉機能を備えているので、広範囲なダストに対しても確実に捕集でき、さらに低い圧力損失でありながら高効率の機能を発揮できる。
また、この電界紡糸法とは従来公知の方法でありノズルなどから供給した紡糸溶液に対して電界を作用させることにより延伸して繊維化する方法である。
さらに、溶融紡糸法でナノファイバー層を形成してもよい。

ナノファイバー層を形成するナノファイバは単繊維直径が０．０１〜０．７μｍの範囲内にあるものを指し、その形態は繊維状の形態であればよく、長さや断面形状にはこだわらないものである。そしてナノファイバーを構成する材料は特に限定されるものではないが、例えばポリエステルやポリアミド、ポリオレフイン、ポリフェニレンスルフイド（ＰＰＳ）などが挙げられる。ポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。また、ポリアミドとしてはナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン１１（Ｎ１１）などが挙げられる。ポリオレフインとしてはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。上記材料以外にもフェノール樹脂やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルホン、フッ素系高分子やそれらの誘導体を用いることももちろん可能である。

本発明に使用されるナノファイバー層は上述のようなナノファイバーから構成されているが、ナノファイバーは束状になくナノファイバーが分散した状態にあるのが好ましい。これはナノファイバーがスリップフロー効果で流体の流れが抵抗なく良くなり低圧力損失になるためである。

フィルタろ材に使用する接着媒体はバインダ、溶融繊維あるいは接着パウダーなどが使用される。そしてバインダは有機系バインダ、無機系バインダ又は混合して加えて得られる混合バインダが使用される。なお、好ましくはアクリル樹脂が使用される。溶融繊維は芯鞘構造の繊維などが使用される。さらに接着パウダーとしては軟化点の低い樹脂の粉末などが使用される。

上記課題解決による作用は次の通りである。

まず、集塵機の運転によりバグフィルタ内に吸入される汚染ガスやダストを含んだダストガスは、バグフィルタろ材を経由してバグフィルタ外へ排気される。この時、ダストは超微細孔が形成されたナノファイバー層で捕集される。ここでナノファイバーよりなる緻密な高密度捕捉機能を備えたナノファイバー層から構成されているので、低い圧力損失でありながら高効率の機能が発揮される。
またバグフィルタろ材のダスト払い落としに際しては、積層体シートと熱融着により一体化した基材シートにより強度向上を目的とした形状保持機能と円筒あるいはプリーツ形状を形成出来るので、バグフィルタろ材のダスト払い落とし作動、すなわち、ろ材の膨張・収縮作動に耐えられ結果として使用寿命が長いバグフィルタろ材を提供できるものである。

上述したように本発明のバグフィルタろ材は次のような効果がえられる。
（１）バグフィルタろ材は、強度向上を目的とした形状保持機能を有する不織布あるいは織布とナノファイバーよりなる緻密な高密度捕捉機能を備えたナノファイバーとを混合または積層し、ナノファイバー層でダストを捕集するようにしているので、広範囲なダストに対しても確実に且つ高効率で捕集でき、さらに、剥離性が良く、粉じん層がなくても低い圧力損失でありながら高効率の機能を発揮できる。
（２）再生時に発生させる逆洗エアー量が少量であってもナノファイバー層からダストを剥離し、ろ材を再生させることができるため、圧縮空気を貯めるためのバッファタンク容量を最小化もできる。
さらに払い落とし周期も長く出来て部品などの長寿命化にもつなげられる。
（３）ダストの捕集効率が大幅に向上すると共に、剥離効率も大幅に向上する。即ち、互いに相反する機能を両立させることができる。

バグフィルタろ材を円筒形状にした図。図１の平面図。本発明のバグフィルタろ材の製造方法の概略図。バグフィルタろ材をジグザグ状にひだ折り加工し円筒形状にした図。図３の平面図。

以下、本発明の実施形態にについて図１〜図４に基づいて説明する。

図１はバグフィルタろ材１を円筒状に巻き、底部を閉塞した円筒ろ材である。

バグフィルタろ材１の製作について説明する。

２は回転ドラム３から繰り出されたガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる不織布あるいは織り布の基材で、この基材２には原綿装置４より送り出された原綿５が載せられ、ニードルパンチ機６で基材２の両面に一体に形成され基材シート７として完成される。

一方、ナノファイバー紡糸装置８において、高電圧が印加されたノズル９から高圧エアーで放射状に吹き飛ばされ、ノズル９先端と逆電位を持った捕集電極板１０の前方に移動可能に配置されたガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる不織布あるいは織布に１１に、均一に且つ一定の層厚でナノファイバー層１２が被覆され積層体シート１３が形成される。また、不織布あるいは織布１１は回転ドラム１４から繰り出されている

そして、積層体シート１３のナノファイバー層１２と基材シート７が重ねられ熱融着機１５により一体化されバグフィルタろ材１が形成される。

図２はバグフィルタろ材１をジグザグ状にひだ折り加工し円筒形状に巻き、底部を閉塞した円筒ろ材である。

バグフィルタろ材１の製作は実施例１と同じなので説明を省略する。

なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の変更が可能である。例えば、基材に直接ナノファイバーを積層させて、この後、原綿を載せてニードリング加工しても良い。

空調用フィルタを扱っている業界においては、低い圧力損失で且つ高い捕集効率および長寿命の性能を持ったバグフィルタを従来から追い求めている。しかし上記のそれぞれの性能は相反する性能を持ったものであることなどからなかなか理想とするものが生まれてこなかった。そこで近年繊維業界の技術開発により細繊維、極細繊維、ナノファイバーなどが開発されてきたのをきっかけにフィルタ業界でも理想の性能をもったバグフィルタの開発が注目されている。
そこで本発明はナノファイバーを損傷することなく、そのナノファイバー効果を遺憾無く発揮し低圧損で高効率・長寿命の性能を持ったバグフィルタおよびその製造方法を提供しょうとしたもので本発明は産業上極めて利用価値の高いものである。

１・・・バグフィルタろ材２・・・基材３・・・回転ドラム
４・・・原綿装置５・・・原綿６・・・ニードルパンチ機
７・・・基材シート８・・・ナノファイバー紡糸装置９・・・ノズル
１０・・・捕集電極板１１・・・不織布あるいは織り布
１２・・・ナノファイバー層１３・・・積層体シート
１４・・・回転ドラム１５・・・熱融着機

Claims

合繊繊維またはガラス繊維や天然繊維などからなる不織布あるいは織布に、繊維径が０．０１〜０．７μｍのナノファイバー層を積層させた積層体シートと、基布に原綿を重ねてニードルパンチで一体化した基材シートまたは前記基布に原綿を圧縮して形成した基材シートとを熱融着または溶融繊維あるいは接着パウダーの接着媒体を付けて一体化したことを特徴とするバグフィルタろ材。