JPS61160467A - フィルターフェルト用繊維布およびその製造法 - Google Patents

フィルターフェルト用繊維布およびその製造法

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JPS61160467A
JPS61160467A JP61000092A JP9286A JPS61160467A JP S61160467 A JPS61160467 A JP S61160467A JP 61000092 A JP61000092 A JP 61000092A JP 9286 A JP9286 A JP 9286A JP S61160467 A JPS61160467 A JP S61160467A
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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】 ィルターフェルトとして使用し得る、不織布に関する．
本発明は，また、高い引張応力、高いガス透過性、摩耗
に対する高抵抗性を有し、高温ガスに曝されることによ
る損傷に対して抵抗のある、不織布を製造する方法にも
関する。
ポリ（ｍ−７エニレンインフタルアミド）から製造され
るフィルターフェルトは本分野で公知であり１例えばフ
ォーステン（Ｆ　Ｏｒ　ｓ　ｔ　ｅ　ｎ）の米国特許第
４，１００，３２３号に開示されている。
スフ（ステーブル・ファイ／＜−１ｓｔａｐｌｅｆｉｂ
ｅｒ）を水中でもつれさせることによってポリ（ｍ−フ
ェニレンイソ７タルアミド）の繊維布を製造することも
また公知であり、例えば１９７４年８月のリサーチディ
スクロージャ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕ
ｒｅ）、１２４１０を参照のこと。
スフを水中でもつれさせることによって製造されたポリ
（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）のｔａａｕａを、
カレンダーロールをかけながら高圧で加工することもま
た公知であり、１９７５年２月のリサーチディスクロー
ジャ１３００２を参照のこと。
ガス流から粒状の物質（ダスト）を除去するための、　
・つの広汎に使用されている商業的なデザインでは、ア
ウトサイドバッグ（ｏｕｔｓｉｄｅ　　ｂａｇ”）ゲス
ト捕集原理と名づけられている方法が利用されている。
このデザインにおいては、ダスト含有ガスが、長くて実
質的に円筒状の多数のフィルターバッグを含み、各バッ
グがそのリング状の頂部によって吊り下げられている、
大きな隔室の中へ流入する０円筒状のワイヤの滝が内部
的にそのバッグを支え、ガスがその中へ流入した時のフ
ィルターバッグのつぶれを防止する。
ダストはバッグの外側のまわりに集まり、−・方、清浄
化されたガスはバッグの中へ流入し、その中をＬ方へ流
れ、そしてバッグの頂部から外へ出て、清節空気流出導
管の中へ流れる。バッグの外側の表面上に捕集されたダ
ストは、バッグの頂部の中への、圧縮空気のほんの一瞬
間の逆流パルスを放つことによって周期的に除去される
。圧縮空気はバッグの長さの方向に下降し、これを膨張
させる。逆流空気のパルスが停止された時、バングは円
筒状のワイヤ支持籠に対して収縮する。バッグの膨張と
収縮は、集められた粒子をバッグから落ドさせ、捕集さ
せる。逆流空気のパルスは、数多くのサイクルに亘って
バッグを膨張（“ｇｒ。
Ｗ”）させる（繊維布の面積が増加）、籠に対する収縮
は、バッグを摩耗させ、バッグが成長するとともに摩耗
はより甚だしくなる。逆流空気のパルスは、普通、−巡
の中のある時刻に一つのバッグに対してかけられ、バッ
グハウス（ｂａｇｈ。
ｕｓｅ）の中へのダスト含有空気の主な流れおよびそこ
からの清浄空気の流れが中断されないようにする。
本発明において１粒子状物質を含有する熱いガス流の濾
過においてフィルターフェルトとして有用な、より軽量
の、より強力な、より摩耗抵抗性の繊維布が、ポリ（ｍ
−フェニレンイソフタルアミド）から製造することがで
きることが見出された。この繊維布は、内部的に支えら
れ、バッグハウス中で使用されるべきフィルターバッグ
を形成するのに、殊に有用である。
本発明の繊維布は、実質的に、ｌ乃至５ｃｍの長さを有
する。ポリ（ｍ−フェニレンイン７タルアミド）のもつ
れさせたスフからなる。Ｎ＆維布中の繊維は、少なくと
も約０．５０の結晶性指数を有する。この繊維布は２０
０乃至３５０ｇ／ｍ２の間の基体ｆｆ１ｔ、１２乃至３
０ｍ３／分／ｍ’の空気透過性、４０ｋｇ／ｃｍ’より
大きい横断機械方向（ｃｒｏｓｓ−ｍａｃｈｉｎｅ−ｄ
ｉ　ｒｅｃｔｉｏｌ）引張応力、およびテーバー（Ｔａ
ｂｅｒ）摩耗試験で破損するまでに少なくとも５００サ
イクル耐えるような摩耗耐性を有する０本発明の繊維布
の機械方向引張応力は、普通、横断機械方向引張応力よ
りも大きい。
本発明の繊維布は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルア
ミド）の１乃至５ｃｍの長さを有するスフから実質的に
なるｍ雄バッ）（ｆｉｂｅｒ　　ｂａｔｔ）を水の中で
もつれさせ、該スフは少なくとも０．４の結晶性指数を
有するものとし、このものが厚さ方向に低い圧縮力をか
けられた状態或いは全くかけられない状態で、繊維布の
長さを維持しながら、また繊維布をそのもとの幅の５乃
至１５％だけ横方向に伸張させながら、２６０乃至３６
０℃の範囲内の温度まで加熱し、該加熱を、結晶性指数
を少なくとも約０．０５単位上昇させるのに部分な時間
だけ行なうことにより、製造することができる。もつれ
させる工程の前の繊維バットは、繊維布巾に望まれる最
終基体重量よりも約５乃至１５％高い基体重量を有する
ものでなければならない。
繊維を水の中でもつれさせて繊維布を作ることは、水中
ニードリング（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　　ｎ６ｅｄｌｉｎ
ｇ）としても公知であり、その結果書られる繊維布は、
紡糸レース繊維布（ｓｐｕｎｌａｃｅｄ　　ｆａｂｒｉ
ｃ）として公知である。
本発明の繊維布は、一般的にパンチング（Ｂｕｎｔｉｎ
ｇ）らによって米国特許第３，５０８，３０８号に記載
された方法、更に特定的にはファン（Ｈｗａｎｇ）によ
って１９８４年１月５日付のその米国特許出願通し番号
５６８，１７１号に記載された方法によって製造される
、開きのない（模様のない）繊維布である０本発明の繊
維布の製造に際しては、１乃至５ｃｍの切断長さを有す
るポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）スフを使用
し、このスフは少なくとも約０．４５の結晶性指数を有
するものとする。スフはザフィログル（Ｚａｆｉｒｏｇ
ｌｕ）によってその米国特許第３，７９７，０７４号に
記載された種類のステープル糸（ｓｔａｐｌｅ）エアレ
イダウン法（ａｉ　ｒ−１ａｙｄｏｗｎ　　ｐｒｏｃｅ
ｓｓ）によって、カーシングされ、クロスラッピング（
ｃｒ。
ｓｓ５５−１ａｐｐｉｎされ、／′−ットに作り上げら
れる。こうして製造されたバットを、軽い水中ニードリ
ングにかけてこれを固形化させ、そして次にウェブ布（
ｗｅ　ｂ）の頂部および底部から交互に、より高い水圧
でくり返し水中ニードリングする。
横断機械方向引張応力および機械方向引張応力は、２０
±３秒で破壊するかわりに、試験片を４０％／分の伸張
速度で伸ばす点以外は、ＡＳＴＭ法Ｄ−１６８２−６４
に従って測定する。引張試験機（インストロン試験機、
インストロンコーポレーション（Ｉｎｓｔｒｏｎ　　Ｃ
ａｒｐ、）、キャントン（Ｃａｎｔｏｎ）、マサチュー
セッツ）には、１インチ×３インチ（２，５ｃｍＸ７．
５ｃｍ）のゴムでライニングされたジョーフェース（ｊ
ａｗ　　ｆａｃｅ）を有する。上方および下方の空気駆
動型のクランプが備えられている。５つの試験片を長尺
側が機械方向と平行になるようにして１インチスフ。５
インチ（２，５ｃｍＸ１９ｃｍ）に切断し、同じ１法の
５つの試験片を長尺方向が機械の横断方向と平行になる
ようにする。
引張応力の値は、応力の変化対歪の変化の比が、負荷−
伸び曲線の最初の直線部分（たるみおよびしわの除去に
続く）において一定であると仮定して、試験片を１００
％の伸びまで引き伸ばすための応力として記録する。
空気透過性は、市販で入手し得る空気透過性試験Ｉａ（
フラジャープリセッションインスッルメントカンパニー
（Ｆｒａｚｉｅｒ　　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　　Ｉｎｓｔ
ｒｕｍｅｎｔ　　Ｃｏｍｐａｎｙ）。
２１０オークモントアブ：ユ−（ＯａｋｍｏｎｔＡｖｅ
ｎｕｅ）、ガイザースバーグ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒ
ｇ）、メリーランド製の、空気透過性試験機の如きもの
）で、米国連邦使用ＣＣＣ−Ｔ−１９ｌ　ｂのテキスタ
イル試験法に一般的に従って測定する。
「結晶性指数」なる語句は、ある強度比から計算される
実験ｆ１であり、ポリマー中の結晶性の量と線型に比例
するとは考えるべきではないが、ポリマーの結晶性の程
度の一つの測度となるものである。ポリ（ｍ−フェニレ
ンイソフタルアミド）の繊維で作られた繊維布の結晶性
指数を測定する°には、繊維布の試料を平担な試料ホル
ダーに据えて、グラファイト結晶モノクロメータ−の備
えられた標準の粉末回折計を用いて１通常の反射モード
で５°から３５°　（２θ）までＸ線回折図を測定する
。［添付図面は、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミ
ド）繊維布のＸ線回折図を表わす、］結品性ポリ（ｍ−
フェニレンイソフタルアミド）の回折スキャンの中には
、それぞれ約２４°および２７°（２θ）に２本の目立
ったピークが含まれ、最大の強度変化は約２７°の結晶
回折ピークで起る。結晶性指数を求めるには、スキャン
に実質的に接するバックグラウンドのベースラインを、
約５°のスキャン低角端Ａから約３５°のスキャン広角
端Ｂまで、直線ＡＢとして引くが、添付図面を参照のこ
と０次に、約２７゜の結晶ピークをスキャンの残りの部
分から分離する直線ＣＤを引くが、この線ＣＤは、２７
°の結晶ピークの高角側で３０’近傍で接点りにてスキ
ャンに接し、２７°の結晶ピークの低角側で２５°近傍
で接点Ｃにてスキャンに接するように引くものとし、も
しスキャン上に明瞭な接点が存在しない場合は、点Ｃは
スキャン上の２５．０’に置くものとするが、添付図面
を参照のこと、こうして引かれた線ＣＤは、低角側から
高角側へ下がって傾斜している。約２７″の結晶ピーク
の最高点を１次に点Ｅと名づける。Ｘ軸に垂直な線をＥ
を通って引き、ベースラインＡＢを点Ｆで横切り、線Ｃ
Ｄを点Ｇで横切るものとする。結晶性指数を距離ＥＧ対
距離ＥＦの比と定義する。計算は下記の式を用いて行な
う： テーバ−摩耗試験は、ホイールあたり５００ｇの負荷で
試験片に対してかけられたＣ３−１０グリツドサイズの
摩耗ホイールを使用して、ＡＳＴＭ試験法Ｄ−１１７５
−６４Ｔの２８３頁（回転プラットホーム（Ｒｏｔａｒ
ｙ　　Ｐｌａｔｆｏｒｍ）、ダブルヘッド法（Ｄｏｕｂ
ｌｅ　　ＨｅａｄＭｅｔｈｏｄ））に従って行なう、シ
ートを完全に貫通する如何なる大きさの穴でも観測され
ると、破損が起ったと判断する。結果は破損に至るまで
のサイクル数として記録する。
丈旌倒 イー、エル、アレクサンダー、ジュニア（Ｅ。
Ｌ、Ａｌｅｘａｎｄｅｒ、Ｊｒ、）の米国特許第３．１
３３，１３８号記載の如く製造された結晶性のポリ（ｍ
−フェニレンインフタルアミド）繊ｍ（デュポン社（Ｅ
、１．ｄｕ　　Ｆｏｎｔ　　ｄｅＮｅｍｏｕｒｓ　　ａ
ｎｄ　　Ｃｏｍｐａｎｙ）からＴ−４５０ノメツクス（
Ｎｏｍｅｘ・）アラミドＪｉＩ維として入手可能）を、
ザフィログルの米国特許第３．７９７．０７４号記載の
種類のエアレイダウン法によって、バットに成形した。
このバットは２デニール（２，２ｄｔｅｘ）の１インチ
（２，５４ｃｍ）ステーブル長さの繊維からなるもので
あり、８．６ｏｚ／ｙｄ２　（２９２ｇ／ｍ２）の、開
きのない不織布に、円柱状の水のジェット流を用いる処
理によって成形した。
バットがスクリーン上に支持されている間に、バットに
水の円柱状の流れを提供するのに、異なった組合せのオ
リフィスを使用し、スクリーンの下には水を除去するた
めの手段を備えた。オリフィスは、バットの動程の方向
に垂直な列に並べて、バット表面から約１インチ（２，
５４ｃｍ）に配設した。５つの組合せのオリフィスと５
枚の異なるスクリーンを使用した。オリフィス直径およ
びこれらのオリフィスの組合せの中のオリフィスの配設
間隔は以下の如くとした： Ａ　　　　　　Ｏ，００７（０，１７８）　　　　　５
（２，０）Ｂ　　　　　　Ｏ，００７（０，１７８）　
　　　１０（３，９）ＣＯ，００７（０，１７８）　　
　　２Ｇ（７，９）Ｄ　　　　　　Ｏ，００５（０，１
２７）　　　　４０（１５，７）Ｅ　　　　　　Ｏ，０
０５（０，１２７）　　　　２０（７，９）オリフィス
の組合せＡ、Ｂ、Ｃ１およびＥは、・列に配置されたオ
リフィスを有するものであったが、組合せＤにおいては
、１インチあたり２０のオリフィス（７，９／ｃｍ）を
有する、各列から０．０４インチ（０，１０ｃｍ）離れ
た間隔の、２列の互い違いの列に、オリフィスを配置さ
せた。
実施例中で使用される異なるワイヤメツシュの支持スク
リーンはＦ記の如く組み立てた＝Ａ　　　　　１００Ｘ
９Ｂ　（３９，３Ｘ３７．８）　　　　２１Ｂ　　　　
　　７５Ｘ５８　（２９，５Ｘ２２．８）　　　　２１
０　　　　　４０Ｘ３Ｇ　（１５，７Ｘ１４．２）　　
　　３８Ｄ　　　　　　２０Ｘ２０　　（７，９Ｘ７．
ｌｌ）　　　　４１Ｅ　　　　　　５０Ｘ５０　（１９
，７Ｘ１９．７）　　　　５０第工表はジェット処理の
順序を要約するものである。最初の５列のジェットはバ
ットの一方の表面を衝撃し、残る列は他方の表面を衝撃
するものとした。
第１表 Ｂ　　　　　　　　　　Ｃ７０Ｇ（４８２０）Ｂ　　　
　　　　　　　　Ｇ　　　　　　　　７００（４Ｂ２０
）Ａ　　　　　　　　　　　Ａ　　　　　　　　５００
（３４５０）Ａ　　　　　　　　　　　Ａ　　　　　　
　　５００（３４５０）ＣＡ　　　　　　　　２００Ｇ
（１３７８０）ＣＤ　　　　　　　　Ｂｏｏ（４１３０
）ＣＤ　　　　　　　Ｉ　１００（７５８０）Ｇ　　　
　　　　　　　　Ｄ　　　　　　　　２０００（１３７
８０）ＣＤ　　　　　　　２０００（１３７８０）処理
において消費される全エネルギーおよびエネルギー−衝
］Ｊｌ（ｅｎｅｒｇｙ−ｉｍｐａｃｔｐｒｏｄｕｃｔ）
を第■表に列記する。
第ｎ表 エネルギー Ｈｐ−ｈｒ／ｌｂ　　　　　　　Ｏ，４Ｂ１０６　Ｊ／
ｋｇ　　　　　　　２．７１エネルキーー衝撃積 Ｈｐ−ｈｒ　ｌｂｒ／Ｉｂ、　　　　０．０３９１０６
　ＪＮ／ｋｇ　　　　　　　１．０３その結果書られる
。水中でもつれさせた不織布を、強制熱空気幅出し機フ
レーム中で、２８８℃（５５０″Ｆ）に１２０秒間熱処
理した。熱処理される間、このものを機械横断方向に１
０％伸張させた。第ｍ表は、後熱処理の前および後の繊
維布特性を要約するものである。
第■表 繊維布特性　　　　　　践処塁屓　　き笈ユ量重量 ｏｚ／ｙｄ２８．８　　　　　　ｆ３．８ｇ／■２２９
２　　　　　２３１ 引張応力（ＸＤ） ｌｂｓ／ｉｎ　’　　　　　　　３８０　　　　　８３
０ｋｇ／ｃｍ２　　　　　　　　　　　　　　２Ｂ、７
　　　　　　　　　５８．８空気透過性 ｃｆｍ／ｆｔ　　２　　　　　　　　　　　　５５　　
　　　　　　　　　７２結晶性指数　　　　　　　０．
４４　　　　．５１厚さ　　ｍｉ　Ｉｓ　　　　　　　
　５６　　　　　　４９ｃｍ　　　　　　　　　　Ｏ，
１４０，１２テーバ摩耗：破損　　　　２３３０　　　
　３２４４までのサイクル数 引張応力（ＭＤ） ｌｂｓ／ｉｎ　’　　　　　　　１４３３　　　　１４
４０ｋｇ／ｃｍ２１００．７　　　　１０２．２６５個
の濾過バッグを、上記の如く３Ｉ製された熱処理され伸
張された不織布から製造した。バッグは直径約５インチ
（１２，７ｃｍ）で長さ９２インチ（２３４ｃｍ）とし
、各々、封止された円形の底部と開放頂部とを有するも
のとした。各バッグの頂部において、バッグと同じ直径
で１インチ（２，５ｃｍ）の深さの環状スチールバンド
を同じＩａ維布で覆い、バッグの頂部が継続して開放状
態を保てるように、バッグの上方の外周に縫いつけた。
これらのバッグを以下では「試験バッグノと命名する。
８処理および伸張されていない、成る量の同種の繊維布
から作られた。同じ寸法をもつ６５個の濾過バッグの同
様の組合せのものを、以ドでは「照査標準バッグ」と名
づけるものとする。以下に「通常のバッグ」と命名され
ている、各々６５個のバッグからなる４組の組合せのも
のもまた評価の中で使用しており、基体重量１４ｏｚ／
ｙｄ’　　（４７５ｇ／ｍ’）を有し、熱硬化処理をさ
れていない、スクリム強化ニードルパンチフェルト＃ｌ
ｌＩ！布（ｓｃｒｉｍ−ｒｅｆｎｆｏｒｃｅｄ、　　　
ｎｅｅｃｉｌｅ　　　ｐｕｎｃｈｅｄｆｅｌｔ　　ｆａ
ｂｒｉｃ）から、同じ寸法で製造されるものとした。ス
クリムは、結晶性のポリ（ｍ−フェニレンインフタルア
ミド）スフヤーン糸（ｙ　ａ　ｒ　ｎ）から、外被では
１８末端／インチ（７末端／Ｃｍ）の８７１綿糸番手ヤ
ーン糸、横糸では１４末端／インチ（５，５末端／ｃｍ
）の１７／ｌ綿糸番手ヤーン糸として、平織の織構造に
織られた、２．２ｏｚ／ｙｄ２　（７４ｇ／ｍ２　）、
Ｍ体重量のｍ！ａ布とした。スクリムは寸法安定性を提
供するために使用した。切断長さ３インチ（７，５ｃｍ
）を有するポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）の
結晶性スフの約６０　ｚ／ｙｄ２　（２０４ｇ／ｍ’）
の基体重量を有するバットを、スクリムの各々の側でニ
ードルパンチしてこれらのフェルト繊維布を生成させた
。
上記の如く準備されたバッグを、岩石をアスファルトと
混合する前に岩石を乾燥させるのに使用されているドラ
ムミキサーから来る３２５″Ｆ（１６３℃）の空気から
岩石のダストを除去するための商用のバッグハウス中で
評価した。バッグハウスは各々６５個のバッグからなる
６個の隔室を有しており、高圧パルスを用いる［アウト
サイドバッグ」ダスト捕集原理によって操作させた。６
５個の「照査標準バッグ」を内項する隔室は、試験全体
を通して、流出空気の中へ他の隔室よりも多くのダスト
漏れを示し、１８０日後には、受容できない漏れのため
、閉鎖のやむなきに至った。
「照査標準バッグ」は４％膨張していることが見出され
た。６５個の「試験バッグ」を含む隔室および「通常の
バッグ」の６５バツグの組合せを含む各隔室は、全て、
１８０日後も受容できる性能を示した。「試験バッグ」
および「通常のバッグ」は、各々、この時点で１．８％
の膨張を示した。「照査標準バッグ」を含む隔室を、「
通常のバッグ」を用いて再び供与して、試験を再開した
。３１Ｏ日後、全ての隔室はなおも受容できる性能を示
した。
上記実施例において、「試験バッグ」は強化用スクリム
を全く用いずに製造されており、「通常のバッグ」の基
体重量の約半分の基体重量ニジか有していないことに注
意すべきである。しかしながら、「試験バッグ」は商用
のバッグハウス中で「通常のバッグ」と同じ位よく性能
を発揮したのである。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明に従うポリ（ｍ−フェニレンイソフ
タルアミド）繊維布のＸ線回折図および結晶性指数の定
義を示す概略の図面である。 ＃吐出願人　イー・アイ・デュポン・デ・ニモ外１名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、実質的にポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）
    のもつれさせたスフからなる繊維布にして、該スフが１
    乃至５ｃｍの長さを有し、その繊維が少なくとも約０．
    ５０の結晶性指数を有し、この繊維布が２００乃至３５
    ０ｇ／ｍ＾２の間の基体重量、１２乃至３０ｍ＾３／分
    ／ｍ＾２の空気透過性、４０ｋｇ／ｃｍ＾２より大きい
    横断機械方向引張応力、およびテーバー摩耗試験で破損
    するまでに少なくとも５００サイクル耐えるような摩耗
    耐性を有することからなる繊維布。 ２、機械方向引張応力が横断機械方向引張応力よりも大
    きいことからなる、特許請求の範囲第１項記載の繊維布
    。 ３、高い引張応力および高い空気透過性を有し、濾過空
    気バッグの製造に使用するのに好適な不織布を製造する
    方法にして、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）
    の１乃至５ｃｍの長さを有するスフから実質的になるバ
    ットの繊維を水の中でもつれさせ、該スフは少なくとも
    ０．４の結晶性指数を有するものとし、繊維布が厚さ方
    向に低い圧縮力をかけられた状態或いは全くかけられな
    い状態で、繊維布の長さを維持しながら、また繊維布を
    ５乃至１５％だけ横方向に伸張させながら、繊維布を２
    ６０乃至３６０℃の範囲内の温度まで、結晶性指数を少
    なくとも約０．０５単位上昇させるのに十分な時間だけ
    加熱することからなる方法。
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