JPH0129699B2 - - Google Patents

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JPH0129699B2
JPH0129699B2 JP56203823A JP20382381A JPH0129699B2 JP H0129699 B2 JPH0129699 B2 JP H0129699B2 JP 56203823 A JP56203823 A JP 56203823A JP 20382381 A JP20382381 A JP 20382381A JP H0129699 B2 JPH0129699 B2 JP H0129699B2
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JP
Japan
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polytetrafluoroethylene
layer
felt
filamentary
fibers
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JP56203823A
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Patoritsuku Fuagan Jozefu
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EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication of JPH0129699B2 publication Critical patent/JPH0129699B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフイラメント状ポリテトラフルオロエ
チレン（以下場合により「PTFE」と略称する）
の不織性フエルト様製品に関する。
フイラメント状重合体材料からのフエルトの形
成は米国特許第2910763号明細書に教示されてい
る。過操作のためのかかるフエルトの使用は米
国特許第2933154号明細書に教示されている。
PTFEのフエルト様製品は商業的製品となつてお
りそして過操作において使用されている。
例えばフライアツシユのような微粒子を石炭燃
焼炉またはボイラーの気体状燃焼生成物から除去
するためのフイルターとして特に有用な高能率且
つ高多孔度のフイルターとしてのPTFEフエルト
の使用は米国特許第4031283号明細書に示されて
いる。
最近の厳格な環境規制に即応するためには、更
に能率的で粒子の漏れが少なく、掃除が可能でし
かも目詰まりに抵抗性のフイルターが必要とされ
ている。しかしながら、これらフイルターの多孔
度はなおフイルターを通しての空気圧低下を非常
に低いレベルに保つ程度に高いものでなければな
らない。更にまた、空気／フイルタークロス比す
なわちフイルター領域を通過する空気の容積の割
合は高いレベルでなければならない。
本発明によるフエルト様層状複合体は下記すな
わち (a) 時として層間配向により乱されているフイラ
メント状ポリテトラフルオロエチレン成分の主
として水平に共平面的に重ね合わされた層であ
る第１層、 (b) 微細ガラスステープルフアイバーの高密度不
織性薄層、 (c) ポリテトラフルオロエチレン繊維のスクリム
布、および (d) 時として層間配向により乱されているフイラ
メント状ポリテトラフルオロエチレン成分の主
として水平に共平面的に重ね合わされた層であ
る第２層 からなる構造を有し、而してその際前記の層は複
合体中を垂直方向に延びるフイラメント状ポリテ
トラフルオロエチレン成分により一緒に機械的に
結合されているものである。かかる複合体を製造
する方法も本発明の一部である。
添付図面は本発明の層状複合体構造の断面図を
示す。フイラメント状PTFE層１は微細ガラスス
テープルフアイバー（以下場合により「ガラス
紙」と略称する）の高密度不織性薄層２に重ね合
わされて接着状態におり、次いでガラス紙２は
PTFEスクリム布３に強固に接着状態にあり、こ
のスクリム布３はフイラメント状PTFEの第２層
に強固に接着せしめられている。複合体全体は、
複合体中を垂直方向に延びるフイラメント状
PTFE成分によりこれらの層を一緒にしつかりと
機械的に結合させるために針打ち（ニードリン
グ）されている。
フエルト様製品の製造は参考として前述された
米国特許第2910763号明細書に教示されている。
これにはPTFEフイラメント状物質がフエルトの
製造に使用できることが開示されている。
フエルト様複合体製造のための一つの方法は下
記工程すなわち (1) PTFEスクリム布上におかれているガラス紙
の上に、重ね合わされた層の状態にあるフイラ
メントPTFEの緩いバツト（batt）を形成し、 (2) 工程(1)で形成された構造を機械的に針打ちし
てガラス紙、バツトおよびスクリム布を結合さ
せてフエルト様構造物（その際、フイラメント
状PTFE成分は構造物中を垂直方向に延びてい
る）とし、 (3) 工程(2)の構造物のスクリム布側上に重ね合わ
された層の形の第２のフイラメント状バツトを
形成し、 (4) そのバツトを工程(2)の構造物に結合させるた
めにそれを機械的に針打ちしてそれによりフエ
ルト様複合体構造物（そこではフイラメント状
PTFE成分は構造物中を垂直方向に延びてい
る）を形成し、 (5) 工程(4)で形成されたフエルト様複合体構造物
を通常約４〜10分間230〜315℃の温度にさらす
ことにより熱固定する ことからなる。
ここで使用されるフイラメント状PTFEは充分
な範囲のデニールを有する商業的に入手しうる任
意のPTFEフイラメントであることができる。商
業的に最も許容しうる製品を得るためには、２〜
10のデニール範囲が好ましい。５〜９のデニール
範囲が特に好ましく、さらに６〜７のデニール範
囲がより好ましい。
PTFEフイラメントは種々の方法、たとえば米
国特許第3664915号明細書に示されているように
PTFEフイルムをスリツトして薄い構造物にしつ
いでこれらの構造を膨張させそして配向する方
法、または粘稠物をPTFE分散液とブレンドしつ
いでフイラメントを押出しそしてその粘稠物を除
去する方法により製造される。この押出されたフ
イラメントは暗褐色であるが、しかしながらそれ
は所望により種々の技術たとえばそれを硝酸浴に
通すかまたはそれを高温で焼付けることにより漂
白しうる。この押出されたPTFEフイラメントは
本発明で使用するのに好ましい。
これらPTFEフイラメントは前記工程でバツト
に形成される前に約１〜６インチ、好ましくは約
4.5インチのステープル長さに切断される。
ここで使用されるガラス紙は非常に高レベルの
空気透過性を有し、約0.2〜1.0インチ長さの微細
ガラスステープルフアイバーからなりそして商業
的に入手しうる。このガラス紙は約５〜30ミルの
厚さである。このガラス紙は20重量％までのフイ
ラメント状PTFE成分を含有しうる。このガラス
紙は、過度の圧力低下および空気多孔性の減少を
もたらすことなしに非常に微細な粒子が複合体構
造物を通過するのを阻止する。
ここで使用されるPTFEスクリム布は商業上入
手しうる布の任意のものでありそして通常約５〜
15ミルの厚さである。このスクリム布は通常約
200〜1000デニールのPTFE糸（ヤーン）から構
成されている。
前述の米国特許第2910763号明細書に開示され
ているように、フエルト形成法には多くの差異が
あるが、しかしながらいずれの方法も最終工程は
緻密化させること、すなわち収縮または圧縮であ
る。緻密化は簡単に長さを短くする（すなわち縮
めること）かまたはフイラメントを不規則形状に
歪める（すなわち捲縮またはカール形成）かまた
はそれらの両方によりなしうる。
複合体は一巻きの緻密化されていない複合体構
造物のロール（巻き物）をテンターフレーム上に
置きそしてその複合体構造物をオーブン中に通過
させることにより緻密化させるのが好ましい。テ
ンターフレームは当業者に普通知られている装置
である。このテンターフレームはその構造物の端
縁がたとえば緻密化の間にフエルトに支持を与え
そしてその構造物をオーブン中を引張るような
種々の手段によりそれに取り付けられるのを可能
にする。
オーブンは複合体構造物を加熱するための手段
を有する。その手段は230〜315℃、好ましくは
245〜275℃、最も好ましくは約255〜265℃の温度
を有する空気であることができる。複合体構造物
の上方および下方の両表面に熱風を吹き付けるた
めに空気ジエツトを使用するのが好ましい。
複合体構造物は毎分20ヤード以上、好ましくは
25〜40ヤード、さらに好ましくは約28〜32ヤード
の速度でテンターフレーム上でオーブン中を進行
する。オーブン内での各回の滞留時間は２分以上
そして好ましくは約2.5分であるべきである。
複合体構造物はオーブン内において２回より多
くの方向変更をなすであろう。方向変更の角度は
約45゜〜約240゜、好ましくは135゜〜235゜、より好ま
しくは160゜〜200゜で変化しうる。少くとも６回の
方向変更をなすのが好ましい。フエルトの方向を
変えるにはローラーが使用できる。好ましいロー
ラーは約12インチ以上、より好ましくは約16〜20
インチの直径を有する。複合体構造物はオーブン
中を１回以上通過するのが好ましい。
得られる複合体構造物は約40〜140ミルの厚さ
である。複合体のフイラメント状PTFE層は各々
約15〜30ミルの厚さであり、スクリム布は約５〜
15ミルの厚さでありそしてガラス紙は約５〜30ミ
ルの厚さである。
特に有用な別の複合体構造物はPTFEスクリム
布とフイラメント状PTFEの第２層との間に存在
する第２のガラス紙を有する。前記方法の工程(4)
においてはこの第２のガラス紙も針打ち（ニード
リング）されて複合体構造物になる。
前述されているようにして製造されうる本発明
の複合体構造物は現在商業的に入手しうるフエル
トに比べて同程度に高い過効率を有する一方、
高い多孔度および絶対漏洩の有意な低下を示す。
複合体構造物の多孔度はフレイジヤー
（Frazier）気孔率試験としても知られている繊維
布の通気率に関する標準試験法（ASTM−Ｄ−
737−69）により測定される。
気孔率または通気率は２個の布表面の間の圧力
差においてその材料を通る空気流の速度である。
気孔率は布の二表面間の所定の圧力差における１
平方フイートの布についての毎分当たりの空気の
立方フイート（CFM）として表わされる。
本発明の複合体構造物から製造されるフイルタ
ーは98％以上、好ましくは99％、更に好ましくは
99.75％の効率を有する。
複合体構造物は高能率であつて0.5インチ水柱
ゲージ（WG）で測定して毎分10立方フイート
（CFM）以上、好ましくは25CFM以上の気孔率
を有する。
以下に本発明を実施例により説明する。すべて
の部および％は特にことわらない限り重量基準で
ある。
実施例 6.67デニールを有する押出されたPTFEフイラ
メントをかせにしついで4.5インチステープルに
切断する。このステープルはそれをコーミング
（combing）しそして配列させるためにガーネツ
ト装置にかけられる。
このコーミングしたステープルを微細ガラスス
テープルフアイバーの高密度不織性薄層（以下場
合によりガラス紙と略述する）上に沈積させ且つ
重畳させる。ガラス紙はPTFEスクリム布上に置
かれる。この複合構造物をさらに支持するために
スクリム布が使用される。
このガラス紙は約15ミルの厚さであつて、長さ
が約1/4インチである約0.3デニールの微細（5μ直
径）ガラスステープルフアイバーから形成されそ
して約４重量％のポリビニルアルコール結合剤
（これはその後の加熱工程中に追い出される）を
含有する。
スクリムは0.9ポンド／ヤード長さ／77インチ
幅の重量のPTFE布である。片側が被覆されたこ
のスクリムは操作しやすいように軽く針打ちされ
る。
ついで得られる構造物を規則的な有刺針を備え
たタツカールーム（tacker loom）を通過させて
構造物に対して実質的に垂直の方向でバツト、ガ
ラス紙およびスクリム布中にPTFEステープルを
入れ込む。
ついで片側が被覆されたこの構造物をひつくり
返しそして第２のガラス紙をそのスクリム布に接
触させて置きついでこの第２の紙の上にコーミン
グしたステープルを沈積重畳させてバツトを形成
させる。
得られる構造物を再びタツカールームを通過さ
せついでその構造物をニードルルームを通過させ
て平方インチ当たり約1500回針打ちする。さらに
大きな強度および高い密度を得るためおよび耐熱
性を増加させるために熱収縮により複合体構造物
を凝縮させる。
複合体構造物はKenyon社の製品であるケニオ
ンドライヤー中で凝縮される。最初に複合体をケ
ニオンドライヤーのテンターフレーム上に置く。
ついでテンターフレーム上にある間の複合体構造
物をケニオンドライヤーのオーブン中を移動させ
る。オーブン内のテンターフレーム上を移動する
距離は76ヤードである。この複合体構造物は毎分
30ヤードの速度で移動しそして２ 1/2分間オーブ
ン内に滞留する。
オーブン中にある間、複合体構造物はそれぞれ
18インチ直径を有する７個のローラーのまわりを
通過させることにより７回方向を変える。
オーブンはフエルトの上下各表面上に直接熱風
（260℃である）を吹付ける熱風ノズルを有する。
これらのノズルには管の長さに沿つて数個の孔が
あり、しかもこれらの孔はそれらを通過する空気
が直接フエルト上に吹き付けうるような位置に存
在している。一巻きの複合体構造物のロールはこ
のオーブンを２回通過せしめられる。
以下は複合体構造物の物理学的性質を要約した
ものである。
重量−29オンス（平方ヤード当たり） フレイジヤー空気多孔度−0.5″W.G.において平方
フイート当たり13CFM 効率−99.93％ 絶対漏洩−毎分0.002グレーン／立方フイート空
気 効率％を決定するには重力分析法が使用され
る。この試験ではフライアツシユを空気流に供給
するための機械的供給装置を使用して適度に調整
した速度で既知量の試験フライアツシユを連続的
に供給する。効率はあらかじめ計量した「絶対」
フイルター（細孔大きさ0.8μ）を試験試料の下流
に置くことにより測定される。試験完了後に「絶
対」フイルターが得た重量が試験試料を浸透した
ダストの量を構成する。
絶対漏洩を測定するには、空気１立方フイート
当たり2.5グレーンのダストを含有している175℃
における空気流を、フイルター媒体１平方フイー
ト当たり7.5立方フイートの空気である空気容量
対試料の比を使用して８時間かかつて複合体構造
物試料を連続的に通過させる。絶対漏洩は試料を
通過するダスト量であり、これは空気の立方フイ
ート／分あたりのグレーン数として表わされる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の層状複合体の構造を示す断
面図である。 １……PTFE層、２……ガラス紙、３……
PTFEスクリム布。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 場合により層間配列によつて乱されている、
    主として水平な共平面状態で重ね合わされたフイ
    ラメント状ポリテトラフルオロエチレン成分の第
    １層、 場合により層間配列によつて乱されている、主
    として水平な共平面状態で重ね合わされたフイラ
    メント状ポリテトラフルオロエチレン成分の第２
    層、 該フイラメント状ポリテトラフルオロエチレン
    成分の第１層および該フイラメント状ポリテトラ
    フルオロエチレン成分の第２層の間に位置するポ
    リテトラフルオロエチレン繊維のスクリム布、並
    びに 微細ガラスステープルフアイバーからなる第１
    および／または第２の高密度不織性薄層であつ
    て、ここで該第１のガラスステープルフアイバー
    層は上記フイラメント状ポリテトラフルオロエチ
    レン成分の第１層と上記ポリテトラフルオロエチ
    レン繊維のスクリム布との間に位置し、該第２の
    ガラスステープルフアイバー層は上記フイラメン
    ト状ポリテトラフルオロエチレン成分の第２層と
    上記ポリテトラフルオロエチレン繊維のスクリム
    布との間に位置する、 ものからなるフエルト様層状複合体であり、上記
    複数の層が複合体中を通つて垂直方向に延びるフ
    イラメント状ポリテトラフルオロエチレン成分に
    より機械的に結合されていることを特徴とする、
    フエルト様層状複合体。 ２ 40〜140ミルの厚さを有する前記特許請求の
    範囲第１項に記載のフエルト様複合体。 ３ 98％以上の過効率を有する前記特許請求の
    範囲第２項に記載のフエルト様複合体。 ４ 0.5インチW.G.で測定して、10立方フイー
    ト／分より大きい空気多孔度を有する前記特許請
    求の範囲第３項に記載のフエルト様層状複合体。 ５ フイラメント状ポリテトラフルオロエチレン
    成分が約２〜10のデニール値を有する前記特許請
    求の範囲第４項に記載のフエルト様層状複合体。 ６ ガラスステープルフアイバーが約0.1〜１の
    デニール値を有する前記特許請求の範囲第４項に
    記載のフエルト様層状複合体。 ７ フイラメント状ポリテトラフルオロエチレン
    層が各々約15〜30ミルの厚さであ、ガラスステー
    プルの高密度不織性薄層が約５〜30ミルの厚さで
    ありそしてスクリム布が約５〜15ミルの厚さであ
    る前記特許請求の範囲第４項に記載のフエルト様
    層状複合体。 ８ ガラスステープルフアイバーからなる高密度
    不織性薄層が20重量％までのフイラメント状ポリ
    テトラフルオロエチレン成分を含有している前記
    特許請求の範囲第４項に記載のフエルト様層状複
    合体。 ９ 場合により層間配列によつて乱されている、
    主として水平な共平面状態で重ね合わされたフイ
    ラメント状ポリテトラフルオロエチレン成分の第
    １層、 場合により層間配列によつて乱されている、主
    として水平な共平面状態で重ね合わされたフイラ
    メント状ポリテトラフルオロエチレン成分の第２
    層、 該フイラメント状ポリテトラフルオロエチレン
    成分の第１層および該フイラメント状ポリテトラ
    フルオロエチレン成分の第２層の間に位置するポ
    リテトラフルオロエチレン繊維のスクリム布、並
    びに 微細ガラスステープルフアイバーからなる第１
    および／または第２の高密度不織性薄層であつ
    て、ここで該第１のガラスステープルフアイバー
    層は上記フイラメント状ポリテトラフルオロエチ
    レン成分の第１層と上記ポリテトラフルオロエチ
    レン繊維のスクリム布との間に位置し、該第２の
    ガラスステープルフアイバー層は上記フイラメン
    ト状ポリテトラフルオロエチレン成分の第２層と
    上記ポリテトラフルオロエチレン繊維のスクリム
    布との間に位置する、 ものからなるフエルト様層状複合体からなるフイ
    ルターであり、そこで上記複数の層が複合体中を
    通つて垂直方向に延びるフイラメント状ポリテト
    ラフルオロエチレン成分により機械的に結合され
    ていることを特徴とする、フエルト様層状複合体
    からなるフイルター。 １０ 気体燃焼生成物からフラツシユアイを除去
    するための石炭燃焼炉用のバクフイルターである
    特許請求の範囲第９項に記載のフイルター。 １１ ａ 主として水平な共平面状態で重ね合わ
    された層状態にあるフイラメント状ポリテトラ
    フルオロエチレンを微細ガラスステープルフア
    イバーからなる高密度不織性薄層およびポリテ
    トラフルオロエチレン繊維のスクリム布上で目
    の粗いバツト状に形成し、 ｂ 該バツトを機械的にニードリングしてバツト
    をガラスステープルフアイバー層およびスクリ
    ム布に機械的に結合させてフエルト様構造体を
    形成し、 ｃ 前記工程(b)で形成された構造体のポリテトラ
    フルオロエチレン繊維のスクリム布側上に主と
    して水平な共平面状態で重ね合わされた層状態
    にあるフイラメント状ポリテトラフルオロエチ
    レンの第２のバツトを形成し、ここで場合によ
    り微細ガラスステープルフアイバーからなる高
    密度不織性薄層を該フイラメント状ポリテトラ
    エチレンとポリテトラエチレンスクリム布の間
    に配置し、 ｄ 上記工程(c)のバツトを機械的にニードリング
    して工程(c)のバツトを機械的に結合してフエル
    ト様複合体を形成し、そして ｅ 前記工程(d)で形成されたフエルト様複合体を
    230〜315℃にさらすことにより該フエルト様複
    合体をヒートセツトする ことを特徴とする、フエルト様複合体の製法。
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