JP3612809B2 - 複合フェルト及びバグフィルター - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、布帛強力が高く、高温下での乾熱収縮率及びクリープ率が低い優れた複合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。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミ焼却炉などに付設される高温排ガス用バグフィルターに用いられる瀘布としては、焼却排ガスが高温であるため耐熱性・耐薬品性に優れた繊維を素材とする織物やフェルトを袋状に縫製して作成したものが一般的に使われている。耐熱性・耐薬品性に優れた繊維として、ポリフェニレンサルファイド繊維、アラミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、ポリイミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維にガラス繊維を混入したものが使用されている。近年ではバグフィルター用瀘布としてフェルトを用いる割合が増加しているが、これは、ダスト捕集効率やダスト払い落とし性を左右する空隙率や表面細孔径などの設定の自由度が織物に比較して高いためである。
【０００３】
バグフィルター用瀘布には、ダスト捕集効率が良好であること、高温での寸法安定性が良好であること、即ち乾熱収縮率およびクリープ率が低いこと、ダスト払い落とし性が良好であることが求められる。特に高温下での寸法安定性は、バグフィルターの性能及び耐久性に大きく影響を与えるため良好であることが求められる。例えば高温下での収縮率が高いフェルトを用いると、使用中に収縮することによりフェルトがリテーナーに密着するため、繰り返し払い落としする時にフェルトが損傷しダストがリークする可能性がある。また高温でのクリープ率が高いフェルトを用いると、使用中にフェルトが伸長し緩みが生じるため、繰り返し払い落としする時にフェルトが損傷しダストがリークする可能性がある。
【０００４】
一般にバグフィルター用瀘布として用いられるフェルトは、強度を高めるために織物の基布を用い、その両面にウェブを積層しニードルパンチで絡合させて作られる。ダスト捕集効率の上昇、乾熱収縮率およびクリープ率の低減は、刺針密度を増しウェブの絡合を増してフェルトの構造を緻密にすることにより可能となる。
【０００５】
フェルトの寸法安定性を改善するために、特開平５−３１７６２０号公報では１８０℃乾熱収縮率と織密度を規定したポリフェニレンサルファイドフィラメントの織物を基布としたポリフェニレンサルファイドのフェルトが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の提案は基布としてフィラメント織物を使用しているため、刺針密度を増すとニードリングにより基布が切断されてしまい、フェルトの強力が低下するという問題があった。また、ポリフェニレンサルファイド繊維からなる瀘布を用いたバグフィルターに作用する焼却排ガスの温度は、ポリフェニレンサルファイド繊維の耐熱温度を考慮して１７０〜１９０℃程度とするが、実際の運転においては一時的に２３０℃程度まで上昇することもあり、より高温下における寸法安定性が良好なフェルトが求められていた。
【０００７】
またフェルトのダスト払い落とし性が劣ると、バグフィルターの圧力損失の上昇が早期に起こり瀘布の実質的な寿命が短くなるため、よりダスト払い落とし性が良好なフェルトが求められていた。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、高温下で使用されるバグフィルターとして好適な、布帛強力が高く、高温下での乾熱収縮率及びクリープ率が低く、ダスト捕集効率、ダスト払い落とし性に優れた複合フェルトおよびそれからなるバグフィルターを提供せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる従来技術の課題を解決するために、本発明は、次のような手段を採用する。すなわち、本発明の複合フェルトは、ポリフェニレンサルファイド紡績糸製織物基布とポリフェニレンサルファイド繊維のウェブを交絡させてなるフェルトであって、かつ、該基布が、経・緯共に１５本／インチ以上の織密度を有する織物であり、該紡績糸の糸条表面の毛羽状の短繊維がウェブと絡合していることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、高温下での強力が高く、高温下での乾熱収縮率及びクリープ率が低く、ダスト捕集効率、ダスト払い落とし性に優れたフェルトを求め、かつ、かかるフェルトによって、２３０℃という高温下においても上述特性を維持し、形態安定性にも優れ、フィルター特性の安定したバグフィルター用濾布を提供せんと鋭意検討したものである。その結果、ポリフェニレンサルファイド繊維製紡績糸からなる織物で、かつ、特定な織密度を有する織物を基布として使用し、ニードリングによるウェブとの絡合により複合フェルトを構成することによって、かかる機能を全て満足することを究明したものである。
【００１１】
本発明でいうポリフェニレンサルファイド繊維とは、耐薬品性、耐熱性に優れていることで知られている繊維であって、該繊維は、その構成単位の９０モル％以上が−（Ｃ６ Ｈ４ −Ｓ）ｎ −で構成される重合体で構成されているものである。
【００１２】
複合フェルト（以下、単にフェルトという）及びバグフィルターの使用中の破損防止を目的に高温での寸法安定性を向上させるためには、作用する焼却排ガスの温度が２３０℃程度まで上昇することがあることを考慮して、フェルトの２３０℃乾熱収縮率を３％以下、２３０℃クリープ率を１％以下とすることが好ましい。寸法安定性を高めるためにはフェルトの刺針密度を増す方法が通常用いられるが、前述した刺針密度の増加にともなう複合フェルト強度の低下を解決するために鋭意検討した結果、フェルトの基布としてポリフェニレンサルファイド短繊維からなる紡績糸織物を用いることにより、従来問題であったフィラメント織物使いのフェルトで発生する強度低下を伴わずにウェブの絡合を増しフェルトを緻密にし、高温下での寸法安定性を高めることが可能となることを見出した。これによりバグフィルターとして好適な、強度が高く、高温下での寸法安定性に優れたフェルトが得られるのである。紡績糸織物を基布として用いることにより強度低下が低減される理由は明確ではないが、フィラメントがニードリングにより単糸切断されるとそれに応じて強力が低下するのに対して、紡績糸においては多少の単糸切断が生じても、それが糸条表面の毛羽状の短繊維などであれば強力に関与しないためと考えられる。また紡績糸の糸条表面の毛羽状の短繊維がニードリングによりウェブと絡合することでフェルトが緻密になり、フェルトの乾熱収縮率、クリープ率が改善されるものと考えられる。本発明のフェルトは、刺針密度２５０〜４００本／ｃｍ² のニードルパンチング処理されたものが使用される。本発明では、ポリフェニレンサルファイド紡績糸で製織された織物をフェルトの基布として用いることにより、強度が高く、高温下での寸法安定性に優れたフェルトを得ることができるのである。
【００１３】
またダスト捕集効率を高めるためにはフェルトを緻密にすれば良く、そのためには刺針密度を増加させる方法が好ましい。さらにフェルト表面に、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い、次いで熱ロールでプレスすることによって、表面の繊維の少なくとも一部を溶着すると、ダスト払い落とし性が良好となるので好ましい。
【００１４】
すなわち、本発明のフェルトはポリフェニレンサルファイド紡績糸織物を基布としたことで、強度低下を来すことなくフェルトを緻密にすることが可能となり、布帛強度はもちろん、寸法安定性、ダストの捕集効率が改善される。また、表面の繊維の一部を溶着することにより表面瀘過となり、フェルト内部へのダストの浸透が減少するため良好なダスト払い落とし性が得られる。また、本発明のフェルトを袋状に形成することによって、より長期にわたって使用できるフィルターを得ることが可能となる。
【００１５】
なお、本発明の複合フェルトを構成する織物としては、特に織密度は経糸・緯糸ともに１５本／インチ以上のものが、フェルトの強度及び基布の形態保持の面から重要な要件である。かかるフェルトの基布に用いるポリフェニレンサルファイド紡績糸の単繊維繊度、繊維長などは特に限定するものではない。また基布の強力は経・緯共に３０ｋｇ／５ｃｍ以上にすることが好ましく、５０ｋｇ／５ｃｍ以上にすることがより好ましい。基布の強力が３０ｋｇ／５ｃｍに満たないとフィルターとしたときに欠損部からのリークを惹起し易いものとなり、高温での連続使用によるフェルト破損を惹起し易いものとなり好ましくない。かかる基布強力を得るためには、紡績糸としては、たとえば好ましくは２０／２の紡績糸が用いられる。
【００１６】
また、かかるフェルトからバグフィルターを形成する際に、ポリフェニレンサルファイド繊維からなるフィラメント糸または紡績糸からなる縫糸で縫製することにより、より確実に本発明の目的、効果を達成することができるので好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下実施例によって本発明を説明する。なお、基布及びフェルトの引張り強力、乾熱収縮率、クリープ率は下記方法により測定した。
【００１８】
（引張り強力）
テンシロン引張り試験機を用い、試料幅５ｃｍ、つかみ間隔１０ｃｍ、引張り速度１０ｃｍ／ 分で測定した。これを３回行い、平均を求めた。
【００１９】
フェルトのＳ−Ｓ曲線において基布が破断する点とウェブが破断する点が現れるが、基布が破断する点をフェルトの強力とした。
【００２０】
（乾熱収縮率）
４０ｃｍ×４０ｃｍの試料を用い、経・緯ともに正確に２０ｃｍ間隔でマークした。この試料を乾燥機内に平置きし、２３０℃で１８０分間熱処理した。取り出した試料のマーク間隔を測り、次式により乾熱収縮率を算出した。これを３回行い、平均を求めた。
【００２１】
乾熱収縮率（％）＝（Ｌ−Ｌ´）／Ｌ×１００
ここでＬ＝熱処理前の長さ（ｃｍ）、Ｌ´＝熱処理後の長さ（ｃｍ）
（クリープ率）
５ｃｍ幅×３０ｃｍ長の試料を用い、経方向に正確に２０ｃｍ間隔にマークした。この試料に１ポンドの荷重をかけ、乾燥機内に吊し、２３０℃で１８０分間熱処理した。取り出した試料のマーク間隔を測り、次式によりクリープ率を算出した。これを３回行い、平均を求めた。
【００２２】
クリープ率（％）＝（Ｌ´−Ｌ）／Ｌ×１００
ここでＬ＝熱処理前の長さ（ｃｍ）、Ｌ´＝熱処理後の長さ（ｃｍ）
（捕集効率）
ＪＩＳ１０種ダストを用い、ダスト濃度１４ｇ／ｍ^３ 、瀘過風速２ｍ／分で、圧力損失が５０ｍｍＡｑ増加するまで瀘過を行い、ダストの供給量及びフェル ト地を通過したダスト量から捕集効率を求めた。
【００２３】
（ダスト払い落とし性）
ＪＩＳ１０種ダストを用い、ダスト濃度３３ｇ／ｍ^３ 、瀘過風速１．５ｍ／分で瀘過を行い、圧力損失が１５０ｍｍＡｑに達したときに圧力６ｋｇ／ｃｍ^２ の圧縮空気を０．１ｓｅｃ噴射することで、ダストを払い落とす。これを２００回繰り返し、瀘過前の圧力損失及び２００回払い落とし後の圧力損失によって評価した。
【００２４】
実施例１
繊度２ｄ、カット長５１ｍｍ、捲縮数１４コ／インチのポリフェニレンサルファイド短繊維を用い、単糸番手２０ｓ、合糸本数２本の紡績糸を得た。このものを、平織としポリフェニレンサルファイド紡績糸織物を得た。次いで２２０℃でオーバーフィードを与えつつ４５秒間ヒートセットし、経糸密度２６本／インチ、緯糸密度１８本／インチの基布とした。この基布の引張り強力を表１に示した。この基布に、単糸２ｄ、カット長５１ｍｍ、捲縮数１４コ／インチのポリフェニレンサルファイド短繊維からなるウェブを両面に積層し、目付５５０ｇ／ｍ^２ 、刺針密度３００本／ｃｍ^２ のニードルフェルトを得た。さらにこのフェルトにバーナー炎で毛焼き処理を行い、次いで熱ロールでプレスし、フェルト表面の繊維の一部を溶着した。このフェルトの引張り強力、乾熱収縮率、クリープ率、捕集効率及びダスト払い落とし性を表１に示した。
【００２５】
比較例１
単糸繊度４ｄ、フィラメント数１００のポリフェニレンサルファイドフィラメントを平織とし、ポリフェニレンサルファイドフィラメント織物を得た。次いで２２０℃でオーバーフィードを与えつつ４５秒間ヒートセットし、経糸密度２６本／インチ、緯糸密度２６本／インチの基布とした。この基布の引張り強力を表１に示した。
【００２６】
この基布に実施例と同様にして単糸２ｄ、カット長５１ｍｍ、捲縮数１４コ／インチのポリフェニレンサルファイド繊維からなるウェブを積層し、目付５５０／ｍ^２ 、刺針密度３００本／ｃｍ^２ のニードルフェルトを得た。このフェルトの引張強力、乾熱収縮率、クリープ率、捕集効率及びダスト払い落とし性を表１に示した。
【００２７】
【表１】

表１から明らかなように、本発明のポリフェニレンサルファイド紡績糸織物を基布としたフェルトはポリフェニレンサルファイドフィラメント織物を基布としたフェルトに比較して、２３０℃における乾熱収縮率及びクリープ率が小さく寸法安定性に優れ、強度も優れている。さらに、捕集効率においても優れている。また本発明のフェルトは、表面の繊維の一部を溶着したことにより、比較例に比べ極めて良好なダスト払い落とし性を有している。
【００２８】
さらに実施例のフェルトを通常の方法で袋状に形成し、バグフィルターとして使用温度１９０℃のゴミ焼却炉に使用した。１２カ月後取り出して確認したところ、リテーナーと瀘布の密着や緩みなどの発生はなく良好な状態であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のフェルトによれば、高温下における乾熱収縮率及びクリープ率が小さく、寸法安定性、布帛強力、ダスト捕集効率に優れ、ダスト払い落とし性に優れたバグフィルターを容易に提供することができる。

Claims (9)

1. ポリフェニレンサルファイド紡績糸製織物基布とポリフェニレンサルファイド繊維のウェブを交絡させてなるフェルトであって、かつ、該基布が、経・緯共に１５本／インチ以上の織密度を有する織物であり、該紡績糸の糸条表面の毛羽状の短繊維がウェブと絡合していることを特徴とする複合フェルト。
2. 該基布が、経・緯共に３０ｋｇ／５ｃｍ以上の引張り強力を有する織物である請求項１に記載の複合フェルト。
3. 該基布の引張り強力が、経・緯共に５０ｋｇ／５ｃｍ以上である請求項１に記載の複合フェルト。
4. 該基布の２３０℃乾熱収縮率が、３％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の複合フェルト。
5. 該基布の２３０℃クリープ率が、１％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の複合フェルト。
6. 該複合フェルトが、刺針密度２５０〜４００本／ｃｍ² のパンチング処理されたものである請求項１〜５のいずれかに記載の複合フェルト。
7. 該複合フェルトが、その表面の繊維の少なくとも一部が溶着されている請求項１〜６のいずれかに記載の複合フェルト。
8. 該複合フェルトが、その表面が毛焼き処理とロール処理とが施されている請求項１〜７のいずれかに記載の複合フェルト。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載された複合フェルトを袋状に縫製したことを特徴とするバグフィルター。