JPS61149217A - 耐薬品性濾材 - Google Patents

耐薬品性濾材

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JPS61149217A
JPS61149217A JP59271843A JP27184384A JPS61149217A JP S61149217 A JPS61149217 A JP S61149217A JP 59271843 A JP59271843 A JP 59271843A JP 27184384 A JP27184384 A JP 27184384A JP S61149217 A JPS61149217 A JP S61149217A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は酸性物質あるいはアルカリ性物質等を含有する
流体を長時間濾過するに適した濾材に関するものである
〈従来技術〉 従来から酸性物質あるいはアルカリ性物質(例えば二酸
化イオウ; SO,、三酸化イオウ; SO,、硫酸;
 H,SO4,塩酸: HCI 、 アンモニア: N
H3,本酸化ナトリウム; NaOHなど)を含有する
流体用の濾材として、高温領域(150℃以上)では主
としてガラス繊維、石綿などの無機繊維、あるいは芳香
族ポリアミド繊維々との有機耐熱性繊維に弗素系樹脂又
はメラミン系樹脂もしくはそれらの樹脂配合物を繊維表
面に被覆した繊維構造物が使用されており、また低温領
域(150℃以下)では主としてアクリル繊維等の耐薬
品性ある繊維素材よりなる繊維構造物が使用されてきた
。しかしながら耐熱性にすぐれ、かつ耐酸性および耐ア
ルカリ性(以下耐薬品性という)にすぐれている無機繊
維より成る繊維構造物を濾材として使用する場合、屈曲
性が乏しいため塵埃の仏画し時にその損傷が著しく耐用
期間が短いばかりでなく最近その製造作業に長時間たず
さやっていると衛生上人体に悪影響を及ぼすことが指摘
され、社会的に大きな問題となυつつある。4前述の芳
香族ポ1月アミド繊維表どの有機耐熱性繊維に弗素果樹
の耐薬品性ある繊維素材よシなる繊維構造物は屈曲耐久
性、取扱作業性については何ら問題なく、かつ耐薬品性
もかなシ良好であp例えばSOxが5O−100P以下
の酸性ガス濃度雰囲気下に於ける塵埃を済過する濾材と
しては充分使用に耐え実用に供されてきた。しかしなが
ら近年省資源の立場から燃料として低硫黄含有重油から
高硫黄含有重油あるいは石炭への転換が急ピッチで進め
られた結果廃ガス中のSOx 9度が数百−以上含有さ
れるような高濃度の酸性ガスを150℃以上の高温でP
遇することが要求されるようになった。従って、これに
対し高度の耐薬品性と耐熱性を兼備した濾材が益々要求
されるようになってきたがかかる用途の濾材としては従
来使用されてきた有機系耐薬品性繊維構造物では性能が
不充分であり、かがる用途には未だにガラス繊維からな
る繊維構造物が濾材として使用されているのが現状であ
る。
〈発明の目的〉 本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは芳香族ポリアミド繊維等の有機
耐熱性繊維から構成された繊維構造物に高度の耐薬品性
を付与することにある。本発明者らはかかる目的全達成
するため検討を重ねた結果、ケイ素、アルミニウム、リ
チウムの酸化物からなる群から選ばれた1以上の化合物
を有機耐熱性線維からなる繊維構造物に被覆することに
より耐熱性、屈曲耐久性ならびに耐薬品性を大巾に改良
できることを見出し提案した(特願昭58−22903
8号)。しかしながらかかる無機酸化物を被覆した繊維
構造物は耐薬品性は非常にすぐれているが風合が粗硬で
あシ濾過材料として縫製する場合縫製が困難であるとい
う欠点を有していた。かかる欠点を解消するためさらに
検討を重ねた結果弗素系樹脂と前記無機酸化物とを全芳
香族ポリアミド繊維構造物に被覆せしめることにより、
風合が柔軟で縫製上々んら問題なく、かつ高度の耐薬品
性。
耐熱性を有する濾材が得られることを見出し本発明に至
った。
〈発明の構成〉 すなわち本発明は (1)  芳香族ポリアミド繊維からなる繊維構造物の
繊維表面がケイ素、アルミニウム、リチウムの酸化物か
らなる群から選ばれた1以上の化合物と弗素系樹脂とで
被覆されてなる耐薬品性濾材 (2)  酸化物がアルミニウムの酸化物である特許請
求の範囲第(1)項に記載の耐薬品性濾材(3)  弗
素系樹脂が炭素主鎖に弗素原子が結合された重合体であ
る特許請求の範囲第(])項または第(2)項に記載の
耐薬品性濾材(4)  芳香族ポリアミド繊維がポリメ
タフェニレンイソフタルアミド繊維である特許請求の範
囲第(1)項〜第(3)項のいずれかに記載の耐薬品性
濾材 である。
ここに芳香族ポリアミド繊維とは重合体の繰返し構造単
位が実質的に−NH−Ar −NH−Co −Ar’−
Co−又は−NH−Ar −Co −(但しk及びAr
/は同−又は相異々る芳香族環)で示される芳香族ポリ
アミド繊維であり、例大ば、メタフェニレンジアミンと
インフタル酸クロライドとo1a合M合体、パラフェニ
レンジアミンとテレフタル酸クロライドとの縮合重合体
あるいはメタフェニレンジアミン、バラフェニレンジア
ミン、イソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライ
ド等を共重縮合せしめた共重合体等を挙げることができ
る。またArまたはAr’として+Y −()−、(Y
 ニー叶、−5o2−。
−CH,−)などを共重合成分として含めることもでき
る。
繊維構造物とは通常の織編物、不織布、織編物と不織布
との複合体などであり、p材として必要な強力、クリー
プ特性、濾過特性を有するように設計された繊維構造物
をいう。
弗素系樹脂とはポリフルオロアルキル基含有の撥水撥油
剤として知られている一般式CH。
=C(R’ ) Coo(R)mRf (但し式中のR
fは炭素数3〜20個の直鎖状又は分岐状のパーフルオ
ロアルキル、R′は水素原子又はメチル基、Rは1〜I
O個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状の二価のアル
キレン基2mは0又は1をそれぞれ示す)で表わされる
アクリレート又はメタクリレートの重合体あるいはこれ
らとポリフルオロアルキル基を含まない化合物、例えば
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸のアルキルエ
ステル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルア
ミドのN−メチロール化物、酢酸ビニル等の重合体、ま
たはこれらの二種以上の共重合体、炭素原子主鎖に弗素
原子が結合された重合体あるいは共重合体からなる弗素
系樹脂あるいは弗素系ゴム、例えばテトラフルオロエチ
レン、りpロトリフルオpエチレン、弗化ビニリデン、
弗化ビニル、ヘキサフルオロプロピレン等の重合体。
エチレンと弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、
クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレ
ン、パーフルオロアルキル弗素化ビニルエーテル等との
共重合体。
弗化ビニルとテトラフルオロエチレン、クロロトリフル
オロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、バーフルオ
ロアルキルヒニルエーテル等との共重合体、テトラフル
オロエチレンとクロロトリフルオロエチレン、ヘキサフ
ルオロプロピレン、パーフルオロアルキル弗素化ビニル
エーテル等との共重合体などをあげることができる。ま
たこれらの弗素系重合体の混合物であってもよい。ケイ
素、アルミニウム、リチウムの酸化物から々る群から選
ばれた1種以上の化合物を繊維構造物の繊維表面に被覆
する方法は従来公知のいかなる方法を用いてもよいが前
記無機酸化物の1μ以下の超微粒子が電気二重層を形成
して水中にコロイド状に分散したいわゆるコロイド溶液
として被覆せしめる方法が取扱性、加工性等の点で好ま
しい。繊維構造物に対するケイ素。
アルミニウム、リチウムの酸化物の付着量は固形分とし
て2重量%以上40重量%以下、好ましくVi5重量%
以上30重量%以下である。2重量%未満であると望ま
しい耐酸性が得られず40重量%を越えると繊維構造物
が硬くなりすぎて縫製性、塵埃の仏画し性の面で好まし
くない。弗素系樹脂全繊維構造物の繊維表面に被覆する
方法は従来公知のいかな 9一 体として被覆せしめる方法あるいは弗素系樹脂を溶解せ
しめた有機溶剤溶液を被覆せしめる方法表とが好ましい
。繊維構造物に対する弗素系樹脂の付着量は固形分とし
て0.1重量%以上20重量%以下、好ましくは0.3
重量%以上15重量%以下である。0.1重量%未満で
あると望ましい濾過材料としての可撓性が得られず20
重量%を越えると風合が悪化する。繊維構造物の繊維表
面にケイ素、アルミニウム、リチウムの酸化物からなる
群から選ばれた1s以上の化合物と弗素系樹脂とを被覆
する方法は、前者と後者の混合物を同時に被覆する方法
をとってもよいが前者を被覆したのち後者を被覆する方
法が濾過材料の耐薬品性、可撓性を良好表らしめる点で
より好ましい。繊維構造物にケイ素、アルミニウム。
リチウムの酸化物からなる群から選ばれた1種以上の化
合物のコロイド溶液を付与する方法は従来通常使用され
ている方法でよい。例えば含浸方式、コーティング方式
、スプレ一方式などである。これらの方法により繊維構
造物にコロイド溶液を所定量付着せしめたのち、80℃
以上の温度でノンタッチドライヤー、テンターなど通常
用いられる任意の乾燥機で乾燥せしめる。繊維への固着
性を増すため乾燥後200℃以上の温度で熱処理するの
が好ましい。繊維構造物に弗素系樹脂を付与する方法は
従来通常使用されている方法でよい。例えば弗素系樹脂
の有機溶媒溶液あるいは水分散体、水乳化体を含浸方式
、コーティング方式、スプレ一方式などで付与せしめる
これらの方法により弗素系樹脂を所定量付着せしめたの
ち80℃以上の温度で乾燥する。
乾燥後、弗素系樹脂の繊維への固着性を増すため150
℃以上の温度で熱処理するのが好ましい。その温度は使
用する弗素系樹脂によって異なるが、弗素系樹脂が熱劣
化を起さない程度の高温である方が好ましい。側鎖に弗
素原子が結合されたフルオロアルキルアクリレートの場
合は150〜220℃、主鎖に弗素原子が結合された弗
素系樹脂の場合は200〜370℃の温度範囲で熱処理
するのが好適である。又、ケイ素、アルミニウム、リチ
ウムの酸化物から成る群から選ばれた1種以上の化合物
と弗素系樹脂とを同時に付与する方水分散体あるいは乳
化体とを所定量混合し繊維構造物に付与せしめたのち8
0℃以上の温度で乾燥し、ついで好ましくは200℃以
上の温度で熱処理する。
又、ケイ素、アルミニウム、リチウムの酸化物から成る
群から選ばれた1種以上の化合物を繊維構造物に付着せ
しめる場合、繊維構造物への固着を強固ならしめるため
メラミン系、アクリル系、シリコン系樹脂等の耐熱性樹
脂を併用するのも好ましい。
〈発明の効果〉 本発明の濾材は、前述の如く芳香族ポリアミド繊維から
表る繊維構造物の繊維表面にケイ素、アルミニウム、リ
チウムの酸化物からなる群から選ばれた1種以上の化合
物と弗素系樹脂とを被覆することにより可撓性、耐熱性
、耐薬品性、屈曲耐久性及び集塵性にす゛ぐれた濾材と
表しえたものであって高温で酸性。
アルカリ性物質を含有する流体を長時間にわたって濾過
で色る性能を有しており例えば各種ボイラー(重油2石
炭燃焼用)、溶鉱炉(高F)、転炉(燃焼P)、平炉、
焙焼炉。
焼結炉、乾燥炉、セメント焼成炉、廃棄物焼却炉などか
ら発生する高濃度の各種酸性ガス。
アルカリ性ガス又は酸、アルカリTh含有する工場排水
等を長期にわたって効率よくF遇することができる。
〈実施例〉 以下に実施例によp本発明を具体的に説明する。実施例
において織布についてはカンナレバー法、フェルトにつ
いてはガーレ法(いずれもJIS−L−1096に準拠
)で布帛の硬さを測定した。また得られた布帛の耐酸性
は、耐酸性評価法(T)および耐酸性評価法(■)で測
定した。測定方法は以下のとおりである。
剛軟度(カンチレバー法) 巾2国、長さ15cI1)の試験片をたて、よこ、それ
ぞれ5枚採取し、一端が45度の斜面をもつ表面の滑ら
かな水平台の上に台に沿って試験片を置き、試験片の一
端を水平台の斜面側の一端に正確に合せ、試験片の他端
の位置をスケールで読む。次に試験片を斜面の方向に緩
やかに滑らせて試験片の一端の中央点が斜面に接したと
き、他端の位置(mm )をスケールで読む。剛軟度は
試験片が移動した長さで示され、各々5枚の表裏を測定
したて、よこ、それぞれの平均値で表す(整数位まで)
曲げ反ばつ性(ガーレ法) 長さL elm 、巾damの試験片をたて、よこそれ
ぞれ5枚採取し、ガーレ式試験機を用い、試料をチャッ
クに取p付け、可動アーム上の目盛L72.54に合せ
てチャックを固定する。
次に振子の支点より下部の荷重取付孔(a + b +
C)に適当な荷重Wa(g)、Wb(g)、Wc(g)
 tかけて可動アームを定速回転させ、試料が振子から
離れるときの目盛圏を読み、次の式から曲げ反ばつ性を
求める。曲げ反ばつ性はSで示され、各々5枚の表裏を
測定したて、よこそれぞれの平均値で表す(小数点以下
1けたまここ1cm、b、cは荷重増付孔と支点間の距
離(all)耐酸性評価法(1) 試料(織布またはフェルト)を濃度7重量%の硫酸水溶
液に浸漬して150℃で1時間加熱処理しく第1処理)
、ついで同じく濃度7重量%の硫酸水溶液に浸漬して1
50℃で2時間加熱処理しく第2処理)、さらに第2処
理を繰返して処理後の試料中の硫酸根の堆積率が10重
量%、20重量%、30重量%になお試料中の硫酸根の
堆積率は下式で算定し強力保持率は硫酸処即金施す前後
の試料の引張強力比で算出した。
ここに凧、Wは上記硫酸処理を施す前後の試料重量であ
る。
耐酸性評価法(II) 試料を巾1ao、長さ15cmに裁断し、長さ方向の一
端に1 kgの荷重を吊り、温度30℃、濃度98重量
%の硫酸水溶液中に吊し、他端を空気中に固定して試料
が切断されるまでの時間(以下、切断時間という)を測
定した。
実施例1〜5.比較例1〜7 単糸繊度2デニール、繊維長51 amのポリメタフェ
ニレンインフタルアミド繊維を紡績して得た20番手双
糸を用い、経方向79本/インチ、緯方向52本/イン
チの織密度で5枚朱子の織物に織成し190℃でヒート
セットして織物囚(目付323 g/扉)を得た。また
単糸繊度2デニール、繊維長51關のポリメタフェニレ
ンイソフタルアミド繊維を紡績して得た20番手双糸を
用い、経方向32本/インチ、緯方向32本/インチの
織密度で平織織物に織成して織物の)を得た。織物の)
を基布とし単糸繊度2デニール、繊維長71關のポリメ
タフェニレンイソフタルアミド繊維を通常の打綿機、梳
綿機に通して作成したウェブを該基布にニードルパンチ
加工して得た目付4sog/yn’の積層体(以下フェ
ルト(4)と云う)を得た。織物(ト)またはフェルト
(ト)に表−IK示した所定濃度の無機コロイド溶液を
含浸せしめマングルで絞ったあと所定温度で所定時間乾
燥熱処理した。次いで、得られた処理布帛に表−1に示
した所定濃度の弗素系樹脂水分散液を含浸せしめマング
ルで絞ったのち所定温度で所定時間乾燥熱処理した。
また比較のため上記実施例に於て無機コロイド溶液で処
理したのみで弗素系樹脂処理をし危い試料の硬さ、耐酸
性を示した。表から明らかなように実施例の布帛は無機
コロイド溶液のみで処理した布帛に比し硬化度合が小さ
く濾過布として縫製する場合未処理布帛とほとんど同様
の条件で縫製が可能で取扱性もけとんど変らず且つ耐酸
性は(1)法、(■)法共に極めてp好であった@しか
るに比較例の試料は耐酸性(1)法は良好であるが(n
)法はあまり良好でなく硬さが大巾に増大し濾過布とし
て縫製する場合低速でしか縫製ができず取扱性も良好で
々かった。
=18− 使用した。使用した弗素系樹脂示異なるほかは実施例1
と同様の処理を行った。得られた処理布帛の性能を表−
2に示した。
実施例12.比較例8 パラフェニレンジアミン25モル%、テレフタル酸ジク
ロリド50モル%、  3.4’−ジアミノ−ジフェニ
ルエーテル25モル%かう合成すしてなる重合体を湿式
紡糸して得た1500デニール1000フイラメントの
芳香族ポリエーテルアミドフィラメント繊維を経方向、
緯方向とも織密度を13本/インチとして平織組織に製
織1.この織物を基布として繊度1.5デニール繊維長
51 mmの前記芳香族ポリエーテルアミド繊維を通常
の打綿機、梳綿機に通して作成したウェブを該基布にニ
ードルパンチ加工して目付450g/rn’の積層体(
以下フェルトの)という)を得た。このフェル) (B
)に実施例1と同様の樹脂加工処理を施した試料の性能
及び樹脂加工を施さなかった未加工試料の性能を表−3
に示した0 実施例13 総繊度1000デニール、666フイラメントノホリパ
5フエニレンテレフタルアミドフイを経方向、緯方向と
も31本/インチの織密度で平織組織に製織し、た織物
(0に実施例1と同様の処理を行なった処理布の性能を
表−3に示した0 に所定濃度の無機コロイド溶液と所定濃度の弗素樹脂水
分散体を混合した水分散液を含浸せしめマングルで絞っ
たのち、所定温度で所定時間乾燥、熱処理して得た処理
布帛の性能を表−4に示した。
特開昭G1−149217(1)) 令 恒 軍 慰 王 く 奢 槁 !? 犀

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)芳香族ポリアミド繊維からなる繊維構造物の繊維
    表面が硅素、アルミニウム、リチウムの酸化物からなる
    群から選ばれた1以上の化合物と弗素系樹脂とで被覆さ
    れてなる耐薬品性濾材。
  2. (2)酸化物がアルミニウムの酸化物である特許請求の
    範囲第(1)項に記載の耐薬品性濾材。
  3. (3)弗素系樹脂が炭素主鎖に弗素原子が結合された重
    合体である特許請求の範囲第(1)項または第(2)項
    に記載の耐薬品性濾材。
  4. (4)芳香族ポリアミド繊維がポリメタフェニレンイソ
    フタルアミド繊維である特許請求の範囲第(1)項〜第
    (3)項のいずれかに記載の耐薬品性濾材。
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