JP2016187767A - 耐熱フィルター用フェルトおよびそれからなるバグフィルター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、優れたダスト剥離性能とダスト集塵性能、機械強度を有しながら、高温下での剛性、対摩耗性に優れる耐熱フィルター用フェルトを安価（低コスト）に提供する。
【解決手段】本発明は、ポリアリーレンスルフィド繊維からなる耐熱フィルター用フェルトであって、ろ過面となる第１ウェブ層、補強布層、非ろ過面となる第２ウェブ層からなり、前記第１ウェブ層が、第１ウェブ層全体を１００重量％として、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％、１．３〜３．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％含むことを特徴とし、前記第２ウェブ層が、繊度１．０〜４．０ｄｔｅｘポリアリーレンスルフィド繊維からなり、前記補強布層が剛直非晶量５０％以上のポリアリーレンスルフィド繊維からなることを特徴とする、耐熱フィルター用フェルトである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、生産性を損なうことなく、耐熱性、捕集性、機械強度およびフィルター寿命に優れた、耐熱フィルター用フェルトおよびそれからなるバグフィルターに関するものである。

空気を清浄化するフィルター材には、内部ろ過用フィルター材と表面ろ過用フィルター材とがあり、集塵機では表面ろ過用フィルター材が用いられる。表面ろ過とは、ダストをフィルター材表面で捕集してダスト層をフィルター材表面に形成させ、そのダスト層によって、次々にダストを捕集し、ダスト層がある程度の厚さになったら空気圧によってフィルター材表面からダスト層を除去し、再びフィルター材表面にダスト層を形成させる操作を繰り返すものである。

ゴミ焼却炉、石炭ボイラー、あるいは金属溶鉱炉などから排出される高温の排ガスをろ過するためのフィルター材を構成する繊維としては、耐熱性および耐薬品性に優れたポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳと略す）繊維、メタ系アラミド繊維、フッ素系繊維、ポリイミド繊維などを用いた不織布からなるフィルター材が用いられてきた。中でもＰＰＳ繊維は、優れた耐加水分解性、耐酸性および耐アルカリ性を有していることから、石炭ボイラーの集塵用バグフィルターとして広く用いられている。

バグフィルターに求められるフィルター性能として、良好なダスト剥離性能、ダスト捕集性能および機械強度が挙げられる。ダスト剥離性能が劣るとバグフィルターがダストにより目詰まりし、集塵機の圧力損失が上昇し問題となる。また、排ガス中の煤塵濃度を低下させるためにダスト捕集性能に優れたバグフィルターが求められている。更に、バグフィルターにおいて、濾布に付着したダストを効率的に離脱させる方法としてパルスジェット方式が採用されることが多い。パルスジェット方式とは、濾布の表面に付着したダストが蓄積しないうちに、濾布に高速の気流を定期的に吹き付けて濾布を振動させ、濾布の表面に付着したダストを払い落とす方式である。このようなパルスジェット方式により、ダストの払い落としは可能となるが、当然ながら、外力として加えられる高速の気流は濾布の機械強度を経時的に低下させやすい。定期的に外力が加えられた際に、濾布の機械強度が不十分な場合、濾布が破断されバグフィルターとしての機能を果たせなくなるという課題がある。

特許文献１には、ダスト捕集層と強度保持層の２層構造とし、ＰＰＳをメルトブローした不織布をダスト捕集層に用いたろ過布が提案されている。 特許文献２には、単繊維繊度が１．８ｄ（２．０ｄｔｅｘ）以下のＰＰＳ繊維を表面層に配置したろ過布が提案されている。 特許文献３には、少なくとも２層のウェブを含み、エアー流入面側のウェブが、繊維径１５μｍ以下の耐熱性繊維からなり、エアー排出面側のウェブが、繊維径２０μｍ以上の耐熱性繊維からなるフィルター材が提案されている。

特開２０１０−２６４４３０号公報 特開平１０−１６５７２９号公報 特開２０１１−５８６０号公報

特許文献１のろ過布は確かに、ダスト剥離性能とダスト集塵性能が良好となるものの、製造にニードルパンチ、メルトブロー、ウォータージェットパンチの各工程が必要となり、特定の設備のみ製造可能となる上に高コストとなる問題があった。また、機械強度の向上については記述がないが、強度保持層を構成する繊維が従来と同様であるため、機械強度が不十分であるという問題があった。

特許文献２の方法では確かに、ダスト剥離性能、およびダスト集塵性能は良好であるものの、高温下での剛性、および耐摩耗性が十分でないために、使用時において物理的なろ過布の劣化が進行し、破損が生じるなどの問題があった。また、機械強度の向上については記述がないが、強度保持層を構成する繊維が従来と同様であるため、機械強度が不十分であるという問題があった。

特許文献３の方法ではエアー排出面側に太繊維径繊維を用いているため、確かに機械強度、剛性、耐摩耗性は良好となるものの、該太繊維径繊維がエアー流入面側まで絡合するために、十分なダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られないといった問題があった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決せんとするものであり、優れたダスト剥離性能とダスト集塵性能、および機械強度を有しながら、高温下での剛性、対摩耗性に優れる耐熱フィルター用フェルトを安価（低コスト）に提供するものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために検討した結果、次の手段により達成出来ることを見出し、本発明に至った。

本発明の耐熱フィルター用フェルトは、ポリアリーレンスルフィド繊維からなる耐熱フィルター用フェルトであって、ろ過面となる第１ウェブ層、補強布層、非ろ過面となる第２ウェブ層からなり、前記第１ウェブ層が、第１ウェブ層全体を１００重量％として、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％、１．３〜３．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％含むことを特徴とし、前記第２ウェブ層が、繊度１．０〜４．０ｄｔｅｘポリアリーレンスルフィド繊維からなり、かつ下記式１を満足することを特徴とし、前記補強布層が剛直非晶量５０％以上のポリアリーレンスルフィド繊維からなることを特徴とする耐熱フィルター用フェルトである。

Ｘ₁≦Ｘ_２- （式１）
（ここで、Ｘ_１は第１ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示し、Ｘ_２は第２ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示す）
本発明の耐熱フィルター用フェルトの好ましい態様によれば、前記耐熱フィルター用フェルトの見かけ密度を０．２０〜０．４０ｇ／ｃｍ^３とすることができるものである。

また、本発明のバグフィルターは、前記耐熱フィルター用フェルトを袋状に縫製することによって得られるものである。

本発明によれば、優れたダスト剥離性、ダスト集塵性、機械強度を有しながら、高温下での剛性、対摩耗性に優れる耐熱フィルター用フェルトを安価（低コスト）に提供することができる。

次に、本発明の耐熱フィルター用フェルトについて詳細に説明する。

本発明の耐熱フィルター用フェルトは、ポリアリーレンスルフィド繊維からなる耐熱フィルター用フェルトであって、ろ過面となる第１ウェブ層、補強布層、非ろ過面となる第２ウェブ層からなり、前記第１ウェブ層が、第１ウェブ層全体を１００重量％として、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％、１．３〜３．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％含むことを特徴とし、前記第２ウェブ層が、繊度１．０〜４．０ｄｔｅｘポリアリーレンスルフィド繊維からなり、かつ下記式１を満足することを特徴とし、前記補強布層が剛直非晶量５０％以上のポリアリーレンスルフィド繊維からなることを特徴とする耐熱フィルター用フェルトである。

Ｘ₁≦Ｘ_２- （式１）
（ここで、Ｘ_１は第１ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示し、Ｘ_２は第２ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示す）
本発明で用いられるポリアリーレンスルフィド繊維とは、その構成単位の９０％以上がポリアリーレンスルフィド構造単位からなる繊維であり、ポリアリーレンスルフィド構造単位とは、芳香族環と硫黄原子とが結合した構造を繰り返し単位とする構造単位のことである。芳香族環の構造によりポリマーを選択することが可能だが、入手の容易性、曳糸性の観点から、ベンゼンのパラ位に結合したポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）を用いることが好ましい。

また、ＰＰＳ樹脂中には、その重合の過程において、メタ−フェニレンサルファイド単位、フェニレンエーテル単位、フェニレンスルホン単位、フェニレンケトン単位、ビフェニレンケトン単位等の構成単位が形成される場合があり、これら構成単位を１０％以下含んでいてもよい。

本発明の耐熱フィルター用フェルトは、ろ過面である第１ウェブ層、補強布層、非ろ過面である第２ウェブ層の３層構造からなり、いずれの層も前記ポリアリーレンスルフィド繊維からなるものである。

本発明の耐熱フィルター用フェルトの製造方法は、例えば、第１ウェブ層として、第１ウェブ層全体を１００重量％として、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％、１．３〜３．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％含むウェブを作成し、補強布と積層した後、第２ウェブ層として、繊度１．０〜４．０ｄｔｅｘポリアリーレンスルフィド繊維からなるウェブを作成し、前記第１ウェブ層と補強布を積層したものに更に積層した後、これらを絡合して一体化する方法を好適に用いることができる。ウェブを作成する方法としては、例えば、耐熱性繊維の短繊維をカードマシンに通してウェブとする方法を好適に用いることができる。また、ウェブを絡合して一体化する方法としては、ニードルパンチ、またはウォータージェットパンチが好ましい。補強布の作成方法としては、例えば、剛直非晶量５０％以上のポリアリーレンスルフィド繊維であって耐熱性の短繊維紡績糸またはマルチフィラメントを織物とする方法を好適に用いることができる。

本発明の効果を得るためには、前記第１ウェブ層が、第１ウェブ層全体を１００重量％として、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％、１．３〜３．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％含み、前記第２ウェブ層が、繊度１．０〜４．０ｄｔｅｘポリアリーレンスルフィド繊維からなり、かつ下記式１を満足し、前記補強布層が剛直非晶量５０％以上のポリアリーレンスルフィド繊維からなることが重要である。

Ｘ₁≦Ｘ_２- （式１）
（ここで、Ｘ_１は第１ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示し、Ｘ_２は第２ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示す）
第１ウェブ層の構成においては、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘの細繊度繊維と、繊度１．３〜３．０ｄｔｅｘの太繊度繊維とを、所定の範囲にて混合して使用することが重要である。

細繊度繊維の繊度は０．５〜１．２ｄｔｅｘである。０．５ｄｔｅｘを下回る場合は、フィルターの圧力損失が高くなり、フィルター寿命が短縮するほか、フェルト加工性が悪くなる。細繊度繊維の繊度の下限は好ましくは０．７ｄｔｅｘであり、更に好ましくは０．８ｄｔｅｘである。１．２ｄｔｅｘを上回る場合は、目的とするダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られない。細繊度繊維の繊度の上限は好ましくは１．１ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．０ｄｔｅｘである。

細繊度繊維の含有率は、第１ウェブ層全体を１００重量％として、３０〜７０重量％である。細繊度繊維の含有率が３０重量％を下回る場合には、目的とするダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られない。細繊度繊維の含有率の下限は好ましくは４０％であり、より好ましくは４５％である。細繊度繊維の含有率が７０重量％を上回る場合には、フィルターの圧力損失が高くなり、フィルター寿命が短縮するほか、フェルト加工性が悪くなる。細繊度繊維の含有率の上限は好ましくは６０％であり、更に好ましくは５５％である。

太繊度繊維の繊度は１．３〜３．０ｄｔｅｘである。太繊度繊維の繊度が１．３ｄｔｅｘを下回る場合は、フェルト加工性が悪くなる。太繊度繊維の繊度の下限は好ましくは１．４ｄｔｅｘ、更に好ましくは１．５ｄｔｅｘである。太繊度繊維の繊度が３．０ｄｔｅｘを上回る場合は、目的のダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られない。太繊度繊維の繊度の上限は好ましくは２．８ｄｔｅｘであり、更に好ましくは２．６ｄｔｅｘである。

太繊度繊維の含有率は、第１ウェブ層全体を１００重量％として、３０〜７０重量％である。太繊度繊維の含有率が３０重量％を下回る場合には、フェルト加工性が悪くなる。太繊度繊維の含有率の下限は好ましくは３５重量％であり、更に好ましくは４０重量％である。太繊度繊維の含有率が７０重量％を上回る場合には、目的のダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られない。太繊度繊維の含有率の上限は好ましくは６０％であり、更に好ましくは５５％である。

これら第１ウェブ層においては、目的とする性能を損なわない範囲であれば、その他繊維を混合することも出来るが、耐熱性という観点からは、メタ系アラミド繊維、ポリイミド繊維などが好ましく、その含有率は好ましくは１０％以下、更に好ましくは５％以下である。フッ素系繊維は、使用したフィルターを処分する際、焼却処分が不可となるため好ましくない。

第２ウェブ層においては、繊度が１．０〜４．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維からなり、かつ下記式１を満足することが重要である。

Ｘ₁≦Ｘ_２- （式１）
（ここで、Ｘ_１は第１ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示し、Ｘ_２は第２ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示す）
第２ウェブ層は、１．０〜４．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維からなるものである。ポリアリーレンスルフィド繊維の繊度が１．０ｄｔｅｘを下回る場合は、フィルターの圧力損失が高くなり、フィルター寿命が短縮するほか、フェルト加工性が悪くなり、耐摩耗性も悪くなる。ポリアリーレンスルフィド繊維の繊度の下限は、好ましくは１．２ｄｔｅｘ、更に好ましくは１．４ｄｔｅｘである。ポリアリーレンスルフィドの繊度が４．０ｄｔｅｘを上回る場合には、目的のダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られない。ポリアリーレンスルフィドの繊度の上限は、好ましくは３．３ｄｔｅｘであり、更に好ましくは２．８ｄｔｅｘである。

第２ウェブ層は、ポリアリーレンスルフィド繊維の繊度が範囲内にあれば、単一繊度の繊維を用いても、異繊度繊維の混合であってもよい。また、目的の効果を損なわない範囲であれば、その他繊維を混合することも出来るが、耐熱性という観点からは、メタ系アラミド繊維、ポリイミド繊維などが好ましく、その含有率は好ましくは１０％以下、更に好ましくは５％以下である。フッ素系繊維は、使用したフィルターを処分する際、焼却処分が不可となるため好ましくない。

第２ウェブ層を構成する繊度の範囲は、下記式１を満たすものである。第１ウェブ層の平均繊度Ｘ_１に対し、第２ウェブ層の平均繊度Ｘ_２が同等もしくは上回るものである。Ｘ_２がＸ_１を下回る場合には、目的のダスト剥離性能、ダスト集塵性能が得られず、またフェルトの強度、耐摩耗性といった観点から好ましくない。

Ｘ₁≦Ｘ_２- （式１）
（ここで、Ｘ_１は第１ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示し、Ｘ_２は第２ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示す）
補強布層においては、ポリアリーレンスルフィド繊維を使用することが重要である。そして、剛直非晶量が５０％以上であることが重要である。剛直非晶量が５０％を下回る場合、補強布層の強度が充分とならず、目的とするフェルト機械強度を得ることが困難である。一方、ＰＰＳ繊維における内部構造として達成しうる剛直非晶量の上限値は６５％であると考えられる。剛直非晶とは、高分子の結晶と可動非晶との中間状態を表し、繊維では、結晶部と同様に強度を発現する要因の一つであり、強度や耐久性等に明確な関係性が見られる。剛直非晶量を増加させることにより、従来原綿との対比において、機械強度に優れた繊維を得ることが可能である。

補強布に用いられるポリアリーレンスルフィド繊維において、（１１１）結晶面方向の結晶子サイズは、５ｎｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは５．２ｎｍ以上であり、更に好ましくは５．４ｎｍ以上である。（１１１）結晶面方向の結晶子サイズが５ｎｍ未満では、補強布層の機械強度が十分な値とならず、目的とするフェルト機械強度を得られない可能性がある。一方、ＰＰＳ繊維における内部構造として達成しうる（１１１）結晶面方向の結晶子サイズの上限値としては、８ｎｍと考えられる。結晶子サイズを好ましくは８ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以下とすることにより、極端に粘度の高い樹脂を必要とせず、糸切れなどの紡糸性不良の発生を抑えることができ、良質な繊維を得ることができる。

補強布に用いられるポリアリーレンスルフィド繊維を形成するポリアリーレンスルフィド樹脂の重量平均分子量は、５０，０００以上８０，０００以下とすることが好ましく、より好ましくは５０，５００以上、更に好ましくは５１，０００以上である。また、好ましくは７０，０００以下であり、より好ましくは６０，０００以下である。重量平均分子量が５０，０００未満のポリアリーレンスルフィド樹脂を用いた場合、前記のように、好ましい剛直非晶量や（１１１）結晶面方向の結晶子サイズとすることが困難となり、補強布層の機械強度が十分な値とならず、目的とするフェルト機械強度が得られない可能性がある。一方、重量平均分子量が８０，０００を超えるポリアリーレンスルフィド樹脂を用いると、溶融時の粘度が高すぎて、糸切れなど紡糸不良が発生し良質な繊維を得ることが困難となる場合がある。

補強布に用いられるポリアリーレンスルフィド繊維は高強度であることが好ましい。強度の下限は、好ましくは４．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、更に好ましくは５．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。

補強布に用いられるポリアリーレンスルフィド繊維の形態としては、短繊維紡績糸またはマルチフィラメントを用いる事が望ましい。特に短繊維紡績糸は、ウェブとの絡合性が良く、繊維の表面積が多くなるため、フィルター材のダスト捕集効率が良くなる点では好適である。補強布を構成する繊維の繊度としては、特に限定するものではないが、繊度が太すぎると織り条件によっては補強布の目が詰まりやすい傾向にあり、圧力損失が高くなるため好ましくない。逆に、繊度が細すぎると、織り密度が低くなり通気量は高くなる傾向にあるが、補強布としての強度が低下する傾向にあり、フェルト全体の機械的強度が低下するため好ましくない。

補強布を構成する繊維の総繊度としては、１００〜１０００ｄｔｅｘの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは３００〜６００ｄｔｅｘの範囲内にあることが好ましい。総繊度が１００ｄｔｅｘ未満の場合には、寸法安定性や引張強度の向上効果を十分に得られない場合がある。また、総繊度が１０００ｄｔｅｘを上回る場合には、寸法安定性や引張強度に優れるものの、フェルトの通気量が低下する傾向となるため、フィルターとしての寿命が短縮される可能性がある。

補強布の形態としては、フィルターとして用いた場合の圧力損失を軽減する観点からは、目の粗い織物であることが好ましく、その織り密度としては、経糸密度が、好ましくは１５〜４０本／２．５４ｃｍの範囲内であり、より好ましくは２０〜３５本／２．５４ｃｍの範囲内で、緯糸密度が、好ましくは１０〜３０本／２．５４ｃｍの範囲内であり、更に好ましくは１５〜２５本／２．５４ｃｍの範囲内である。補強布の織り組織としては平織り、二重織り、三重織り、綾織り、朱子織りなどがあるが、特に低コストで汎用的な平織りの織物で満足した性能が得られるため、好ましく用いられる。

本発明の耐熱フィルター用フェルトの通気度は、５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上とすることが好ましい。通気度が５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓを下回る場合には、フィルターとして用いた場合に圧力損失が高くなり、フィルターの寿命を短縮することとなる可能性がある。通気度の下限は好ましくは６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓであり、より好ましくは７ｃｃ／ｃｍ^２／ｓである。

本発明の耐熱フィルター用フェルトの見かけ密度は、０．２０〜０．４０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。見かけ密度が０．２０を下回る場合には、フェルト内の繊維間の空隙が大きくなりすぎ、フェルト内にダストが侵入しやすくなる傾向があり、フィルター寿命が短縮される可能性がある。見かけ密度の下限はより好ましくは０．２２ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは０．２４ｇ／ｃｍ^３である。見かけ密度が０．４０を上回る場合には、フェルト内の繊維間に空隙がなくなる傾向にあり、圧力損失が大きくなるため寿命が短縮される可能性がある。見かけ密度の上限はより好ましくは０．３８ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは０．３６ｇ／ｃｍ^３である。

耐熱フィルター用フェルトの見かけ密度は、フェルトの目付や、ニードルパンチの場合はニードリング本数や針の番手を、ウォータージェットパンチの場合は水流の圧力やノズル径を、またカレンダー加工を施す場合にはカレンダー圧力や回数といったフェルトの製造条件を当業者が選択することで適宜調整が可能である。

本発明の耐熱フィルター用フェルトの目付は、前記特徴を満たす範囲であれば特に限定されるものではないが、４００〜８００ｇ／ｍ^２の範囲とすることが好ましく、より好ましくは５００〜７００ｇ／ｍ^２の範囲である。フェルトの目付が４００ｇ／ｍ^２を下回る場合には、フェルトの強度が低くなる傾向にある。フェルトの目付が８００ｇ／ｍ^２を上回る場合には、フェルトの圧力損失が高くなり、フィルターとしての使用に適さない。

耐熱フィルター用フェルトの目付は、フェルト加工機のラインスピードに対する、繊維原料の投入量によって主に調整可能であり、その他フェルト加工条件によっても当業者が適宜調整可能である。

本発明の耐熱フィルター用フェルトは、ダストが堆積する第１ウェブ層側のウェブ表面の一部を融着させることにより、更にダスト剥離性能やダスト捕集効率を高めることができる。ウェブ表面の一部を融着させる方法としては、毛焼き処理やミラー加工などの方法を用いることができる。具体的には、耐熱フィルター用フェルトの第１ウェブ層に、バーナー炎あるいは赤外線ヒーターなどによる毛焼き処理を行ったり、熱ロールでプレスするものである。かかる処理をすることによって、第１ウェブ層のウェブ表面の少なくとも一部を融着したり、目詰めしたりすることにより、ダスト捕集効率を向上させることができる。

このようにして得られた耐熱フィルター用フェルトは、袋状に縫製し、耐熱性の要求されるゴミ焼却炉や石炭ボイラー、もしくは金属溶鉱炉などの排ガスを集塵するバグフィルターとして好適に使用される。この縫製に使用される縫糸としては、耐熱性、耐薬品性を有する繊維素材で構成された糸を使用することが好ましく、なかでもポリアリーレンスルフィド繊維を用いることが好ましい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

耐熱フィルター用フェルトを構成する繊維物性の測定方法は、以下の通りである。

＜剛直非晶量（％）＞
通常の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）から得られた融解熱量（ΔＨｍ）と冷結晶化熱量（ΔＨｃ）、温度変調ＤＳＣから得られた比熱差（ΔＣｐ）を用いて、式（２）（３）により、結晶化度（Ｘｃ）および可動非晶量（Ｘｍａ）を求めた。さらに式（４）より剛直非晶の割合（Ｘｒａ）を算出した。
Ｘｃ（％）＝（ΔＨｍ−ΔＨｃ）／ΔＨｍ０×１００ （２）
Ｘｍａ（％）＝ΔＣｐ／ΔＣｐ０×１００ （３）
Ｘｒａ（％）＝１００−（Ｘｃ＋Ｘｍａ） （４）
ここで、
ΔＨｍ０：完全結晶ＰＰＳの融解熱量（１４６．２Ｊ／ｇ）
ΔＣｐ０：完全非晶ＰＰＳのＴｇ前後での比熱差（０．２６９９Ｊ／ｇ℃） 。

＜（１１１）結晶面方向の結晶子サイズ（ｎｍ）＞
長さ４ｃｍに切断した繊維の試料を２０ｍｇ秤量し、試料の繊維軸を揃えて束ね、広角Ｘ線回析法（透過法）で測定した。測定条件を以下に示す。
Ｘ線発生装置：理学電機社製４０３６Ａ２型
Ｘ線源：ＣｕＫα線（Ｎｉフィルター使用）
出力：４０ｋＶ−２０ｍＡ
ゴニオメーター：理学電機社製２１５５Ｄ型
スリット：２ｍｍφ−１° −１°
検出器：シンチレーションカウンター
アタッチメント：理学電機社製 繊維試料台
計数記録装置：理学電機社製ＲＡＤ−Ｃ型
スキャン方式：２θ−θステップスキャン
測定範囲（２θ）：５〜６０°
測定ステップ（２θ）：０．０５°
計数時間：２秒
スキャン方式：βステップスキャン
回析ピーク：２θ＝２０°
測定範囲（２θ）：９０〜２７０°
測定ステップ（２θ）：０．５°
計数時間：２秒 。

広角Ｘ線回析の測定結果から、以下の式を用いて結晶子サイズを算出した。
結晶子サイズ（Ａｎｍ）＝λ／βcosθ
ここで、
λ＝０．１５４１８ｎｍ
β＝（βｅ２−βo２）１／２
βｅ：回析ピークの半値幅
βｏ：半値幅の補正値（０．６°）
である。

また、耐熱フィルター用フェルトの各物性の測定方法は以下の通りである。

＜目付け（ｇ／ｍ^２）＞
ＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９９８年）の方法により、２０ｃｍ×２０ｃｍの試料を３枚作成、重量を測定し、その平均値をｍ^２あたりの質量として求めた。

＜厚み（ｍｍ）＞
フェルトの厚みを、シックネスダイヤルゲージ（押し圧力２５０ｇ／ｃｍ^２＝０．０００２４５Ｐａ）にて無作為に１０点測定し、その平均値として算出した。

＜密度（ｇ／ｃｍ^３）＞
上記目付、厚みから算出した。

＜強度（Ｎ／５ｃｍ）、伸度（％）＞
ＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９９８年）の方法により、定速伸張型引張試験機にて、フェルトの試験片５サンプルの平均値として、タテ方向、ヨコ方向それぞれ算出した。

＜通気度（ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ）＞
ＪＩＳ−Ｌ１０９６（２０１０年）Ａ法（フラジール形法）により、無作為に１０点測定し、その平均値として算出した。

＜出口ダスト濃度（ｍｇ／ｍ^３）＞
ＶＤＩ−３９２６（２００６年）の方法により、エージング後の最終３０回におけるフィルターを通過したダスト量と、その通気量から出口ダスト濃度を算出した。

＜循環時間（ｓ）＞
ＶＤＩ−３９２６（２００６年）の方法により、エージング後の最終３０回におけるパルス照射時間の積算時間により求めた。

（実施例１）
繊度２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ、剛直非晶量６０．７％、（１１１）結晶面方向の結晶子サイズ５．３ｎｍのＰＰＳ短繊維（東レ（株）“トルコン（Ｒ）”Ｓ３９１−２．２Ｔ５１ｍｍ）を用い、単糸番手２０ｓ、合糸本数２本の紡績糸（以下、２０ｓ／２）と、単糸番手７ｓの紡績糸（以下７ｓ／１）を得た。これら紡績糸のうち、２０ｓ／２を経糸に、７ｓ／１を緯糸にして平織りとし、経糸密度３０本・２．５４／ｃｍ、緯糸密度１８本／２．５４ｃｍのＰＰＳ紡績糸平織物を得た。この織物を補強布とした。

織物の片面に、繊度１．０ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのＰＰＳ短繊維（東レ（株）“トルコン（Ｒ）”Ｓ３０１−１Ｔ５１ｍｍ）と、繊度２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのＰＰＳ短繊維（東レ（株）“トルコン（Ｒ）”Ｓ３７１−２．２Ｔ５１ｍｍ）とを重量比５０：５０で混面した短繊維をオープナー、カーディング処理した後、クロスラッパーにて目付約２２０ｇ／ｍ^２としたウェブを積層した後、刺針密度１００本／ｃｍ^２にて仮ニードルパンチした。このウェブが、ろ過面である第１ウェブ層となる。

織物のもう一方の面に、第１ウェブ層で用いた物と同一の繊度２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのＰＰＳ短繊維１００％をオープナー、カーディング処理した後、クロスラッパーにて目付約２２０ｇ／ｍ^２としたウェブを積層した後、刺針密度１００本／ｃｍ^２にて仮ニードルパンチした。このウェブが、非ろ過面である第２ウェブ層となる。

更にニードルパンチ加工により補強布と上述のウェブを交絡させ、目付５５２ｇ／ｍ^２、総刺針密度５００本／ｃｍ^２のフェルトを得た。得られたフェルトの性能を表１に示した。なお、ここで得られたフェルトの密度は、ニードルパンチ処理により収縮して理論上より目付が高くなっている傾向が見られた。

（実施例２）
第１ウェブ層、および第２ウェブ層に用いた繊度２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのＰＰＳ短繊維を、繊度１．５ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのＰＰＳ短繊維とした以外は、実施例１と同様にしてフェルトを作成し、目付５５２ｇ／ｍ^２のフェルトを得た。得られたフェルトの性能を表１に示した。

（比較例１）
第１ウェブ層、および第２ウェブ層に用いたＰＰＳ繊維を全て繊度１．０ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのものとした以外は、実施例１と同様にしてフェルトを作成し、目付５５４ｇ／ｍ^２のフェルトを得た。しかしながら、カーディング工程にてネップが多発したため、ラインスピードを４割程度落とす必要があった。得られたフェルトの性能を表１に示した。

（比較例２）
第１ウェブ層、および第２ウェブ層に用いたＰＰＳ繊維を全て繊度２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのものとした以外は、実施例１と同様にしてフェルトを作成し、目付５６６ｇ／ｍ^２のフェルトを得た。得られたフェルトの性能を表１に示した。

（比較例３）
補強布層に用いたＰＰＳ繊維を、繊度２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ、剛直非晶量３４．１％、（１１１）結晶面方向の結晶子サイズ３．２ｎｍ（東レ（株）“トルコン（Ｒ）”Ｓ３０１−２．２Ｔ５１ｍｍ）とし、第２ウェブ層に用いたＰＰＳ繊維を、繊度７．８ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍのＰＰＳ短繊維（東レ（株）“トルコン（Ｒ）”Ｓ１０１−７．８Ｔ５１ｍｍ）とした以外は、実施例１と同様にしてフェルトを作成し、目付５７５ｇ／ｍ^２のフェルトを得た。得られたフェルトの性能を表１に示した。

実施例１および実施例２で得られたフェルトは、良好なフェルト加工性でありながら、ダスト集塵性能の指標となる出口ダスト濃度と、フィルター寿命の指標となる循環時間、更にフェルト機械強度に優れていることが示された。

比較例１で得られたフェルトは、細繊度繊維のみを用いたため、フェルト加工性が悪くなり、フィルター性能としても、ダスト集塵性能およびフェルト機械強度は良好であるものの、フィルター寿命が短縮することが示された。

比較例２で得られたフェルトは機械強度に優れているものの、第１ウェブ層に太繊度繊維のみを用いたため、目的としたダスト集塵性能が得られなかった。

比較例３で得られたフェルトは、第２ウェブ層に７．８ｄｔｅｘの太繊度繊維を用いたため、目的としたダスト集塵性能が得られなかった。これは、第２ウェブ層の太繊度繊維が、第１ウェブ層まで交絡したためと考えられる。更に、補強布層に用いた繊維の剛直非晶量が５０％未満と少量であったため、十分なフェルト機械強度が得られなかった。

Claims (3)

1. ポリアリーレンスルフィド繊維からなる耐熱フィルター用フェルトであって、ろ過面となる第１ウェブ層、補強布層、非ろ過面となる第２ウェブ層からなり、前記第１ウェブ層が、第１ウェブ層全体を１００重量％として、繊度０．５〜１．２ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％、１．３〜３．０ｄｔｅｘのポリアリーレンスルフィド繊維を３０〜７０重量％含むことを特徴とし、前記第２ウェブ層が、繊度１．０〜４．０ｄｔｅｘポリアリーレンスルフィド繊維からなり、かつ下記式１を満足することを特徴とし、前記補強布層が剛直非晶量５０％以上のポリアリーレンスルフィド繊維からなることを特徴とする、耐熱フィルター用フェルト。
   Ｘ₁≦Ｘ_２- （式１）
   （ここで、Ｘ_１は第１ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示し、Ｘ_２は第２ウェブ層を構成する繊維の平均繊度を示す）
2. 耐熱フィルター用フェルトの見かけ密度が０．２０〜０．４０ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることを特徴とする、請求項１記載の耐熱フィルター用フェルト。
3. 請求項１または２記載の耐熱フィルター用フェルトを、袋状に縫製して得られるバグフィルター。