明 糸田
高 温炉 の 集塵 装 置 用 濾 材 お よ びバ グ フ ィ ル 夕 一 技術 分 野
本 発 明 は 焼却 炉 や 溶 融 炉 な ど の 高 温 炉 の 集塵 装 置 に 用 い ら れ る 濾 材 、 特 に ダ イ ォ キ シ ン な ど の 有 害 物 質 の 除去 に 有 効 な バ グ フ ィ ル 夕 一 用 の 濾 材 に 関 す る 。 背 景 技術
各 種 の ゴ ミ ゃ 廃 棄物 の 焼却 炉 、 溶 融 炉 ゃ 乾燥 炉 な ど の 生産 装 置 に 用 い ら れ る 高 温 炉 か ら 排 出 さ れ る ガ ス 中 に は 煤塵 な ど の 固 体粒子 が含 ま れ て お り 、 集塵 装 置 に よ り 固 体粒子 を 捕集 除 去 し た の ち 排 出 さ れ て い る 。
こ れ ら の 高 温 炉 の 集塵方 法 と し て は ス ク ラ バ 法 、 サ イ ク ロ ン 法 、 ノ ダ フ イ リレ 夕 一 法 な ど が知 ら れ て い る 。 こ れ ら の う ち で も ノ グ フ ィ ル タ 一 法 は 、 構 成 が簡 単 で あ る こ と に 力 [] え て 高 い 濾 過 能 力 を 備 え る た め 、 他 の 集塵 方 法 に 比 べ て 広 い 分 野 で 採 用 さ れ て い る
バ グ フ ィ ル 夕 一 法 は 円 筒 形 、 封筒 状 の 多数 の 濾布 ( バ グ フ ィ ル タ 一 ) を 内 蔵す る ノ、 ウ ジ ン グ 内 に お ガ ス を 導 入 し て 濾 布 を 通過 さ せ る こ と に よ り 、 濾 布 の 内 外 表 面 で 固 体粒子 を 榫集す る 方 法 で あ る 。 濾 布 と し て は 、 排 ガ ス の 温度 や 酸 、 ア ル カ リ 、 水 分 な ど の 化 学 的 条 件 に 応 じ て ポ リ エ ス テ ル繊維 、 メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 パ ラ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 ポ リ フ エ 二 レ ン サ ル フ ア イ ド 繊維 、 ポ リ イ ミ ド 繊 維 、 フ エ ノ ー ル樹脂 繊維 、 ポ リ テ ト ラ フ リレ オ 口 エ チ レ ン
繊維 、 カ ー ボ ン 繊維 、 ガ ラ ス 繊維 を 単独 も し く は 2 種以 上 混 合 し て フ ェ ル ト 状 ま た は織布 状 に 加 工 し た 濾材 が使 用 さ れ て い る 。
バ グ フ ィ ル タ ー に よ る 集塵 は 使 用 初 期 に お い て 濾 布 の 表 面 近傍 で 捕集 さ れ た 比較 的 粗大 な 固 体粒子 が一次 付着 層 を 形 成 し 、 つ い で こ の 一次付 着 層 が排 ガ ス 中 の 固 体粒 子 を 二次 付着 層 と し て 形 成堆積 し な が ら 捕集 す る こ と に よ っ て 行 な わ れ る 。 ' グ フ ィ ル タ ー に よ る 実 質 的 な 捕集 能 は 一 次 付着 層 に よ る 捕集 に よ り 達 成 さ れ て い る が 、 固 体粒子 の 付着堆積 は 濾 布 の 圧 力 損 失 を 増 大 さ せ る 。 そ こ で 定 期 的 に パ ル ス ジ ェ ッ ト 方式 な ど に よ る 付着堆積物 の 払 い 落 し を 行 な い 、 再 生 し て い る 。 し カゝ し 、 再 生 後 、 一 次 付着 層 が形 成 さ れ る ま で 微細 な 粒子 は 捕集 さ れず に 通 過 し て し ま う 点 が 問 題 と な る 。
と こ ろ で 焼却 炉 、 特 に 都 市 ゴ ミ ゃ 産 業 廃棄物 、 医療廃 棄物 な ど の 焼却 炉 で は 、 廃棄物 の 焼却 に 伴 っ て 発 生 す る 飛灰 の 集塵装置 に 採用 さ れ て い る 集塵方 法 は ほ と ん ど が 前記 ノ グ フ ィ ル タ ー を 用 い る 方 法 で あ る 。
焼却 炉 の 集塵 装 置 に は冷却 装 置 を 通 っ た 焼却廃 ガ ス が 送 ら れ て く る が 、 そ れ で も ガ ス 温度 は 1 5 0 〜 2 5 0 °C で あ る 。 し た が っ て 、 集塵 装 置 で 使 用 す る バ グ フ ィ ル 夕 一 の 濾 材 の 材質 も 前 記 の 耐熱性 に 富 む も の が使用 さ れ て お り 、 市販 の も の と し て は広 く 使 用 さ れ て い る も の は た と え ばガ ラ ス 繊維 の 織布 、 ェ マ ル ジ ョ ン 紡糸 法 で 得 ら れ た 枝や ル ー プ の な い ポ リ テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ( P T F E ) の モ ノ フ ィ ラ メ ン ト と ガ ラ ス 繊維 と を 8 5 / 1 5 の 重 量 比 で 混合 し た 混 合繊維 を 耐熱性 の 基布 に 植 毛 し た フ ェ リレ ト な ど が あ る 。
ガ ラ ス 繊維 の 織布 は安価 で あ る が耐薬 品 性や 通気性 に 劣 る 。 一 方 、 P T F E と ガ ラ ス 繊維 の 混 合 フ ェ ル ト に は そ の よ う な 問 題 は な い が 払 い 落 し 性能 に 劣 る ほ か 、 高価 で あ る 。
と こ ろ で ダイ ォ キ シ ン が 都巿 ゴ ミ な ど の 廃棄物 の 焼 却 に よ り 発 生 し 、 集塵 装 置 で も 捕 集 さ れず に 大 気 中 に 放 出 さ れ て い る こ と が 問 題 と な っ て い る 。 ダ イ ォ キ シ ン は 融 点 3 0 2 〜 3 0 6 、 熱 分 解温度 8 6 0 〜 9 2 0 °C の 熱 的 に 安 定 な 物 質 で あ り 、 約 3 0 0 °C 前後 で 生 成 す る と い わ れ て い る 。 そ こ で 、 集塵 装 置 の 運 転 温度 を 下 げ 、 1 5 0 〜 1 7 0 °C と い う 低 温 で処 理 す る 方 向 に 向 か っ て い る 。 か か る 動 向 に 対 し て 、 従来 ほ ど 耐 熱性 が 要求 さ れ な い こ と 力、 ら 、 ポ リ フ エ 二 レ ン サ ル フ ァ イ ド 繊維 、 ポ リ イ ミ ド 繊維 、 メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 ノ° ラ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 の フ エ ル ト カゝ ら な る 濾 材 が 開 発 さ れ て い る 。
こ こ で ダ イ ォ キ シ ン の 大 気 中 へ の 放 出 に つ い て 考 え て み る に 、 集塵 装 置 の 運 転 温 度 で ダ イ ォ キ シ ン は 固 体 で あ り 、 ほ と ん ど 飛 灰 に 付 着 し た 形 で 集塵 装 置 に 送 ら れ 、 そ こ で バ グ フ ィ ル タ 一 の 捕 集 能 に 応 じ た 粒 径 の 飛 灰 と 共 に 集塵 除 去 さ れ る 。 し か し 現 在使 用 ま た は 提案 さ れ て い る 前述 の 焼却 炉 の 集塵 装 置用 の 濾材 は い ずれ も 、 1 m 以 下 、 い わ ゆ る サ ブ ミ ク ロ ン の 飛 灰 の 捕集 能 が不 充 分 で あ り 、 ま た 払 い 落 し 後 の 捕 集能 の 低 下 と い う 問 題 が あ り 、 処 理 場 外 へ の ダ イ ォ キ シ ン 汚 染 の 原 因 の 一 つ と な っ て い る と 考 え ら れ る 。
サ ブ ミ ク ロ ン の .微粒子 を 捕 集 で き る 濾 材 は 、 半 導体 製 造 の 分 野 な ど で 実 用 化 さ れ て お り 、 ま た 有価粉塵 回 収 用 と し て ポ リ エ ス テ リレ の フ ェ ル ト 上 に P T F E の 多孔 質膜
を 接 着 剤 に よ り 貼 り 合 せ た も の な ど が知 ら れ て い る 。 し か し 、 こ の 高 捕 集 能 の 濾 材 は P T F E 多 孔 質 膜 が 2 5 m 以下 と 非 常 に 薄 い た め 、 支 持 材 に ホ ッ ト メ ル ト 型 の 接着 剤 で 接着 さ せ て い る が 、 1 5 0 〜 1 7 0 °C 、 ま た は そ れ 以 上 と い う 集塵 装 置 の 運 転 温度 で は接着剤 が 劣化 す る 、 払 い 落 し 操 作時 に 膜 の 剥 離 を 生 じ て し ま う 、 接着 剤 が熱 に よ り 流 動 し 多 孔 質 の 孔 を 塞 い で し ま う と い つ た ト ラ ブ ル が 生ず る た め 、 焼却 炉 の 集塵 装 置 用 の バ グ フ ィ ル タ ー と し て 用 い る こ と は で き な レ 。
こ の よ う に 、 耐熱性 で か つ サ ブ ミ ク ロ ン の 飛 灰 ま で 捕 集 で き る 濾材 は 現 在 の と こ ろ な い 。
本 発 明 は 、 高 温環境 下 で サ ブ ミ ク ロ ン の 微 粒子 を 高 捕 集 率 で 集塵 で き る 濾材 を 提 供す る こ と を 目 的 と す る 。
さ ら に 本発 明 は 、 ダ イ ォ キ シ ン な ど の サ ブ ミ ク ロ ン の 飛灰 を 高 効率 で捕 集 で き る 高 温 炉 の 集塵 装 置 の バ グ フ ィ ル 夕 一 を 提供す る こ と を 目 的 と す る 。 発 明 の 開 示
す な わ ち 本 発 明 は 、 耐熱性繊維 か ら な る 基布 と フ ッ 素 樹脂繊維か ら な る 層 と を 含 み 、 該 フ ッ 素 樹脂繊維 の 層 が 濾材 の 少 な く と も 一 方 の 最外 層 を 構成 し て い る こ と を 特 徴 と す る 高 温炉 の 集塵 装 置 用 濾 材 に 関 す る 。 な お 、 本発 明 に お け る 高 温 炉 の 集塵 装 置 は 1 2 0 °C 以 上 の 運 転 温度 で稼働 さ れ る 集塵 装 置 を い う 。
ま た 本発 明 は 、 前 記 濾材 に お い て 、 前 記基布 と 最 外 層 の フ ッ 素 樹脂繊維.層 と の 間 に 耐熱 性繊維 の 中 間 層 を 有 し て い る こ と が好 ま し い 。 こ れ ら の 濾材 は ダイ ォ キ シ ン の 発 生す る 場所 に 好 適 に 使用 さ れ る 。
フ ッ 素 樹脂繊維 は 、 ポ リ テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ( P T F E ) 繊維 で あ る の が好 ま し い 。 ま た 、 フ ッ 素 樹脂 繊 維 は 分枝 お よ びノ ま た は ル ー プ を 有 し て い る の が好 ま し い 。
基布 ま た は 中 間 層 を 構成 す る 耐 熱性 繊維 と し て は 、 ポ リ フ エ 二 レ ン サ ル フ ァ イ ド ( P P S ) 繊維 で あ る の が好 ま し い 。
ま た 最外 層 の フ ッ 素 樹脂 繊維 層 の 目 付 は 、 5 0 〜 3 0 0 g / m 2 で あ る の 力 好 ま し い 。
ま た 、 本 発 明 の 高 温 炉 の 集塵 装 置 用 濾 材 と し て 用 い る 場 合 、 基布 ( 中 間 フ ェ ル ト 層 を 設 け る 場 合 は 基布 と 中 間 フ ェ ル ト 層 を 合 わ せ た も の 。 以 下 同 様 ) の 引 張 強 度 は 3 0 k g f / 5 c m以 上 で あ る の が 好 ま し く 、 濾 材 は 初 期 通 気 度 が 1 c c Z c m 2 Z秒 以 上 で あ る の が 好 ま し く 、 ま た 、 粒子 径 が 1 ^ m以 上 の フ 夕 ル酸 ジ ォ ク チ ル ( D O P )粒子 の 初期 捕集効 率 が 9 0 % 以 上 、好 ま し く は 9 5 % 以 上 で あ る 、 さ ら に は 粒子 怪 力 0 . 3 m以 上 の D O P 粒子 の 初 期 捕集 効 率 が 7 0 % 以 上 、 好 ま し く は 9 0 % 以 上 で あ る の が好 ま し し、 。
本発明の濾材は、 フ 夕 ル酸 ジォ ク チル粒子の粒子径 ( m ) を X と し 、 式 ( 1 ) :
- log (粒子透過率)
PF値 = X 100 (1)
圧力損失 (mmH2〇)
で 算 出 さ れ る P F 値 を Y と す る と き 、 Y 力
Y > 2 9 . 3 4 X 0 ■ 3 6 8 4
を 満 た す も の が好ま し い 。
本 発 明 は ま た 、 前記 の 濾 材 に よ り 作 製 し て な る 集塵 装 置用 バ グ フ ィ ル 夕 一 お よ び該ノ' グ フ ィ ル タ ー を 備 え た 集
塵装 置 に 関 す る 。 適 用 す る 高 温 炉 と し て は 、 都市 ゴ ミ 用 焼却 炉 、 各 種産 業 廃棄物 用 焼却 炉 、 医 療用 廃棄物 用 焼却 炉な ど の 各種焼却 炉 、 各種 金属 の 溶 融 炉 、 焼成 炉 、 乾燥 炉 ( 装 置 ) 、 ボ イ ラ ー な ど が好適 で あ る 。 図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は 、 本 発 明 の 一 実施 形 態 の 複 層 フ ェ ル ト 型 濾 材 の 集塵 前 の 概 略 断面 模 式 図 で あ る 。
図 2 は 、 図 1 に 示す濾 材 の 集塵 後 の 概 略 断 面 模式 図 で あ る 。
図 3 は 、 本 発 明 に 用 い る P T F E の一軸 延 伸 フ ィ ル ム を 擦過 解繊す る た め の 装 置 の 概 略 断 面模 式 図 で あ る 。
図 4 は 、 本 発 明 に 用 い る 分枝 お よ び / ま た は ル ー プ を 有 す る P T F E ス テ 一 ブル フ ア イ ノ 一 の 模式 図 で あ る 。
図 5 は 、 本発 明 の 実 施例 に お い て ダ ス ト 付着 量 を 測 定 す る た め の 装置 の 概略 断 面 模式 図 で あ る 。
図 6 は 、 本発 明 の 実 施例 に お い て 圧 力 損 失 お よ び初 期 捕集効 率 を 測 定 す る た め の 装 置 の フ ロ ー ダ イ ヤ グ ラ ム で あ る 。
図 7 は 、 本 発 明 の 実 施例 お よ び 比 較例 で測 定 し た ダ ス ト 付着 量 と 粒径 の 関 係 を 示す グ ラ フ で あ る 。
図 8 は 、 本発 明 の 実 施例 お よ び 比 較例 に お け る P F 値 と 粒径 の 関 係 を 示 す グ ラ フ で あ る 。 発 明 を 実施 す る た め の 最 良 の 形 態 本発 明 の 高 温 炉.の 集塵装 置用 濾 材 は 、 耐熱性 の 基布 と 少 な く と も 一方 の 最外 層 に フ ッ 素 樹脂繊維 、 好 ま し く は 分枝 お よ び Z ま た は ル ー プ を 有 す る P T F E ス テ ー ブル
フ ァ イ バ 一 の フ ェ ル ト 層 を 有 す る も の で あ る 。 以 下 、 特 に 断 ら な い 限 り P T F E に 代表 さ せ て 説 明 す る が 、 他 の フ ッ 素 樹脂 で も 同 様 で あ る 。
P T F E の 最 外 フ ェ ル ト 層 は 基 布 に 直 接 交絡 さ せ て も よ い が 、 ノ' グ を 保 持す る リ テ 一 ナ 一 な ど の 機械 力 に よ る 損傷 を 軽減す る な ど の 点 か ら 、 耐熱性繊維 の フ ェ ル ト 層 ( 中 間 フ ェ ル ト 層 ) を 少 な く と も 集塵 層 側 に 介在 さ せ た 複 層 フ ェ ル ト の 形 態 が好 ま し い 。
本 発 明 に 用 い る 基布 は 前記 の 耐熱性 繊維 で 作 製 し た 織 布 ま た は編布 で あ る 。 織 り 方や 編 み 方 に つ い て は特 に 限 定 さ れ な い が 、バ グ フ ィ ル タ ー と し て 使 用 す る た め に は 、 3 0 k g f Z 5 c m 以 上 、 特 に 5 0 k g f / 5 c m 以 上 の 引 張 強度 を も つ も の が好 ま し い 。 耐熱 性 繊維 は使 用 す る 環 境 温度 や酸 、 ア ル カ リ 、 水 分 な ど の 化 学 的 条 件 な ど に応 じ て選 定す る 。た と え ば使 用 温度 力 1 9 0 〜 2 5 0 X: の 場 合 は カ ー ボ ン 繊維 、 ガ ラ ス 繊維 な ど の 無 機 繊維 、 ま た は P T F E 繊維 、 ポ リ イ ミ ド 繊維 な ど の 融 点 ( 熱 分解 温度 ) が 2 5 0 °C 以 上 の 有機合 成 繊維 、 使 用 温度 が 1 2 0 〜 1 9 0 °C の 場 合 は 前記 の 繊維 に 加 え て P P S 繊維 、 ァ ラ ミ ド 繊維 、 フ エ ノ ー ル樹脂 繊維 、 P T F E 以外 の フ ッ 素 樹脂繊維 な ど の 有 機合 成繊維 が使 用 で き る 。
な お 、 使用 温度 が約 8 0 °C 以 下 の 比 較 的 低温 の ば あ い は 、 前 記 の 耐熱性繊維 以外 に も 、 た と え ばポ リ エ チ レ ン 繊維 、 ポ リ プ ロ ピ レ ン 繊維 な ど の ポ リ オ レ フ ィ ン 繊維 ; ア ク リ ル 系 繊維 、 ポ リ ア ミ ド 系 繊維 、 ポ リ エ ス テ ル 系 繊 維 な ど が使用 で き る 。
も ち ろ ん 、 本 発 明 に お け る P T F E ウ ェ ブ を 構成す る P T F E ス テ 一 プル フ ァ イ ノ'一 を 用 い た 基布 も 使用 で き
る 。
つ ぎ に 本発 明 の 濾布 の 最 外 層 を 形 成す る フ ッ 素 樹脂繊 維 に つ い て 説 明 す る 。
フ ッ 素 樹脂繊維 と し て は 、 P T F E 繊維 、 特 に 分 枝 お よ び Zま た は ル ー プ を 有 す る P T F E ス テ 一 ブル フ ア イ バ 一 力 あ げ ら れ る 力 、 そ の ほ か 、 た と え ばテ 卜 ラ フ ル ォ 口 エ チ レ ン 一 ノ\° 一 フ ル ォ ロ ( ア ル キ ル ビ ニ ル エ ー テ ル ) 共 重 合 体 ( P F A ) 繊維 、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ ピ レ ン 共 重 合 体 ( F E P ) 繊維 、 エ ヂ レ ン ー テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 共 重 合体 ( E T F E ) 繊 維 、 ポ リ ビ ニ ル フ ル オ ラ イ ド ( P V F ) 繊維 、 ポ リ ビ ニ リ デ ン フ リレ オ ラ イ ド ( P V d F ) 繊維 、 ポ リ ク ロ 口 ト リ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ( P C T F E ) 繊維 、 エ チ レ ン — ク ロ 口 ト リ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 共 重 合 体 ( E C T F E ) 繊維 な ど が使 用 で き る 。
本 発 明 で 用 い る P T F E の ス テ ー プル フ ァ イ ノ 一 は 、 分枝 お よ び Zま た は ル ー プ を 有 し て い る の が好 ま し く 、 交絡 性 、 耐脱 毛 性 に 優 れ て い る と い う 点 か ら 、 P T F E の フ ィ ル ム か ら 焼 成 ま た は 半 焼 成 工 程 、 延伸 工程 、 高 速 で 回 転 す る 針 刃 ロ ー ル に よ る 擦過 、 解繊 工程 な ど を へ て え ら れ る ス テ ー プル フ ァ イ バ 一 力 S好 ま し い 。
さ ら に 、 こ の う ち で も 、 半 焼 成 工 程 を へ て え ら れ る ス テ 一 プル フ ァ イ バ 一 が 、 延 伸 倍 率 が 大 き く ( 焼成工 程 を へ て え ら れ る も の の 3 〜 6 倍 ) 、 比 重 の 小 さ な も の 力 え ら れ る の で ウ ェ ブ の 目 付 を 小 さ く で き 、 ま た 自 己 粘 着性 を 示 し や す い の で,熱 プ レ ス 加 工 に よ り 、 毛 羽 立 ち を 抑 制 で き る と と も に 平 滑性 に 優 れ る と い う 点 で 好 ま し い 。
な お 、 本発 明 に お い て 、 他 の 繊維 と し て 、 た と え ば無
機繊維 、 耐熱性 合 成繊維 、 含 フ ッ 素 樹脂 繊維 、 ポ リ エ ス テ ル 系 繊維 ま た は こ れ ら の 2 種以 上 の 繊維 を 前記 P T F E の ス テ 一 ブル フ ア イ バ ー と 併 用 し て 用 い る こ と が で き る 。
前記他 の 繊維 の 混 合 割 合 と し て は 、 1 0 〜 9 0 重 量 % で あ り 、 1 0 〜 7 5 重 量 % で あ る こ と 力 好 ま し く 、 1 5 〜 7 5 重 量 % で あ る こ と 力 S さ ら に 好 ま し く 、 該配 合割合 が 1 0 重 量 % 未満 で は 交絡性 の 改 良 も 進 ま ず単 に 夾 雑物 と な る 傾 向 力 あ り 、 9 0 重 量 % を 超 え る と P T F E の 特 性 が 発 揮 さ れ な く な る 傾 向 が あ る 。
前 記 他 の 繊維 を 2 種 以 上 用 い る の は 、 他 の 層 と の 交絡 強度 、 見掛密度 、 導 電 性 の 付 与 、 通 気性 な ど の 特性 を 様 々 変化 さ せ て 、 最 終 用 途 に 見合 っ た 濾 材 を 作 製す る た め で あ る 。
前 記 無機繊維 と し て は 、 た と え ば炭 素 繊維 、 活 性 炭繊 維 、 ガ ラ ス 繊維 、 金 属 繊維 、 ア ス ベ ス ト 、 ロ ッ ク ウ ー ル な ど が あ げ ら れ る が 、 繊維長 の 点 か ら 炭 素 繊維 、 活 性炭 繊維 、 ガ ラ ス 繊維 、 金 属 繊維 が好 ま し い 。 ま た 、 有 毒 ガ ス を 吸 着す る 活 性 炭 繊維 が さ ら に 好 ま し い 。
前 記 耐熱性合 成繊維 と し て は 、 た と え ばボ リ フ エ ニ レ ン サル フ ァ イ ド ( P P S ) 繊維 、 ポ リ イ ミ ド ( P I ) 繊 維 、 パ ラ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 フ エ ノ ー ル 系 繊維 、 ポ リ ア リ レ ー ト 繊維 、 炭 素 化 繊維 、 含 フ ッ 素 樹脂 繊維 が好 ま し い 。 な お 、 フ ェ ル ト 層 の 緻 密 化 が え ら れ る 点 か ら 繊維 径 は 1 デ ニ ー ル 以 下 と す る の が好 ま し い
前記含 フ ッ 素 樹脂 繊維 と し て は 、 た と え ばテ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 パ ー フ ル ォ ロ( ア ル キ ル ビ ニ ル エ ー テ ル)
共 重 合体 ( P F A ) 繊維 、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ ピ レ ン 共 重 合体 ( F E P ) 繊維 、 ェ チ レ ン — テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 共 重 合体 ( E T F E ) 繊 維 、 ポ リ ビ ニ リレ フ リレ オ ラ イ ド ( P V F ) 繊維 、 ポ リ ビ ニ リ デ ン フ ル オ ラ イ ド ( P V d F ) 繊維 、 ポ リ ク ロ 口 ト リ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ( P C T F E ) 繊維 、 エ チ レ ン 一 ク ロ 口 ト リ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 共 重 合 体 ( E C T F E ) 繊維 な ど が好 ま し い 。
前 記 ポ リ エ ス テ ル 系 繊維 と し て は 、 た と え ば ポ リ ェ チ レ ン テ レ フ 夕 レ ー ト 繊維 、 ポ リ ブ チ レ ン テ レ フ タ レ 一 ト 繊維 な ど が あ げ ら れ る が 、 工 業 的 な 生 産 な ど に よ る 経済 的 理 由 カゝ ら ポ リ エ チ レ ン テ レ フ 夕 レ ー ト 繊維 が好 ま し い 。 ま た 、 た と え ばナ イ ロ ン 繊維 、 ウ レ タ ン 繊維 な ど も 用 い る こ と 力 で き る 。
そ の ほ か 、 た と え ば テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ( T F E ) の 乳 化 重 合 法 に よ り え ら れ る 水 性 分散体 か ら ェ マ ル ジ ョ ン 紡 糸 工程 、 焼成 工 程 な ど を へ て え ら れ る ス テ 一 ブル フ ア イ ノ ' 一 、 P T F E の フ ィ ル ム 力、 ら 焼成 工 程 、 ス リ ッ ト 工 程 、 延 伸 工 程 な ど を へ て え ら れ る ス テ ー ブル フ ァ イ バ ― 、 P T F E の フ ィ ル ム カゝ ら 焼 成 工 程 、 延伸 工 程 、 ス プ リ ツ ト 工程 、 裁 断 工 程 な ど を へ て え ら れ る ス テ 一 ブル フ ア イ バ ー も 交絡性 、 捕 集性能 に 劣 る も の の 複 層 フ ェ ル ト の 形態 の 場 合 は使用 し て も よ い 。
前 記 の 各 繊維 に 光触媒 金 属 酸 化 物 が配 合 さ れ て い て も よ い 。 光触媒 金 属 酸化 物 は 酸化 チ タ ン 、 特 に ア ナ 夕 ー ゼ 型 酸化 チ タ ン が好ま し い 。 こ の 光触媒金 属 酸化 物 は フ ッ 素 樹脂 繊維 と 組 み 合せ る の が好 ま し い 。
P T F E フ ェ ル ト 層 は P T F E ス テ 一 ブル フ ア イ ゾ 一
か ら な る ウ ェ ブ を フ ェ ル ト イ匕 し て え ら れ る 。 こ の ウ ェ ブ
( P T F E フ ェ ル ト 層 ) の 目 付 は 、 P T F E が有 す る 本 来 の 特 性 を 維持 で き 、 耐摩 擦性 を は じ め と す る 本 発 明 の 各 用 途 に お け る 効 果 、 さ ら に コ ス ト メ リ ッ 卜 が え ら れ る と い う 点 カゝ ら 5 0 〜 3 0 0 g / m 2 で あ る こ と が好 ま し く 、 捕 集性 能 お よ び圧 力 損 失 の ノ' ラ ン ス が好適 に な る と い う 点 力、 ら 1 0 0 〜 2 5 0 g / m 2 で あ る こ と 力 さ ら に 好 ま し い 。
ま た 、 P T F E の ス テ ー プル フ ァ イ バ 一 カゝ ら な る ゥ ェ ブ の 目 付 を 5 0 〜 3 0 0 g Z m 2 に す る ば あ い 、 該 ス テ 一 プル フ ァ イ バ ー の 繊維 長 と し て は 1 〜 1 0 O m mで あ る こ と 力 、 ウ ェ ブ の 地 合 い 力 S よ く 、 比 較 的 均 一 な ウ ェ ブ を う る こ と 力 で き る と い う 点 力 ら 好 ま し く 、 l 〜 5 0 m m で あ る こ と が よ り 好 ま し く 、 3 〜 2 5 m m で あ る こ と が さ ら に 好 ま し く 、 3 〜 1 5 m m で あ る こ と 力 S と く に 好 ま し い 。
さ ら に P T F E ス テ ー プ ル フ ア イ ノ' 一 は 0 . 5 m 2 / g 以 上 の 比 表 面 積 を も つ こ と が微 粒子 と 繊維 の 接 触 効 率 が 上 力 り 捕集性能 を 向 上 さ せ る 点 カゝ ら 好 ま し い 。
P T F E ス テ 一 プル フ ァ イ ノ' 一 の ウ ェ ブ は 通 常 の ゥ ェ ブ形 成 技術 、 た と え ば カ ー ド 機 に よ る 方 法 、 エ ア レ イ 法 な ど に よ り 作 製 で き る 。 こ の 際 、 本 発 明 に 用 い ら れ る P T F E ス テ ー ル フ ア イ バ ー は分枝 お よ び Z ま た は ル ー プ を 有 し て い る の で 、 繊維 の 脱 落 な ど が極 め て 少 な い ゥ ェ ブが え ら れ る 。
本 発 明 の 高 温 炉.の 集塵 装 置 用 濾 材 は 、 か く し て え ら れ た P T F E の ウ ェ ブ を 基布 に 直 接 、 ま た は基布 に 予 め 形 成 さ れ た 他 の 耐 熱性繊維 の 中 間 フ ェ ル ト 層 に 交絡 さ せ て
最 外 層 の フ ェ ル ト 層 を 形 成 す る こ と に よ り 製造 さ れ る 。 本 発 明 に お い て は バ グ の 機械 的 外 力 に よ る 損 傷 の 軽 減 な ど の 点 力、 ら 、 中 間 フ ェ ル ト 層 を 介 す る 複 層 フ ェ ル ト の 形 態 と す る の が好 ま し い 。
中 間 フ ェ リレ ト 層 は最外 フ ェ ル ト 層 を 構 成 す る P T F E ス テ ー ブル フ ァ イ バ 一 以外 の 耐 熱 性繊維 で 形 成 さ れ る 。 該 耐熱性繊維 と し て は 前 記 の 基布 に 用 い ら れ る 耐熱性繊 維 お よ び前記 P T F E フ ェ ル ト 層 に 混 合 可 能 な 耐熱性繊 維 力 S あ げ ら れ る 。 特 に 好 ま し い 中 間 フ ェ ル ト 層 用 の 耐熱 性 繊維 と し て は 、 た と え ば メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 ポ リ イ ミ ド 繊維 、 パ ラ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 P P S 繊維 、 ポ リ エ ス テ ル繊維 、 ポ リ ア ミ ド 繊維 、 フ ヱ ノ ー ル樹脂繊維 、 他 の フ ッ 素 樹脂繊維 、 カ ー ボ ン 繊維 、 ガ ラ ス 繊維 な ど が あ げ ら れ る 。 基布 お よ び 中 間 フ ェ ル ト 層 を 形 成す る 材料 の 種 類 は 同 じ で も 異 な っ て い て も よ い し 、 そ れぞれ が混 合 物 で あ っ て も よ い 。 中 間 フ ェ ル ト 層 は 前 記 耐熱性繊維 の ゥ エ ブ を ニ ー ド ル パ ン チ 法 な ど で 基 布 の 繊維 と 交絡 さ せ る こ と に よ り 形 成 で き る 。
本 発 明 の 複 層 フ ェ ル ト 型 の 濾 材 は 、 た と え ば図 1 に 模 式 的 に 示す よ う な 断 面 構造 を 有 し て い る 。図 1 に お い て 、 1 は 中 間 フ ェ ル ト 層 2 の 少 な く と も 一方 の 最外表面 に 形 成 さ れ て レ る P T F E の ス テ ー プル フ ァ イ バ 一 力、 ら な る 最外 フ ェ ル 卜 層 ( 緻 密 層 ) で あ り 、 中 間 フ ェ ル ト 層 2 は 耐熱性繊維 4 か ら な り そ の 中 央 部 分 に 基 布 3 を 有 し て い る 。 図 2 は 、 図 1 で 示 さ れ る 本 発 明 の 複 層 フ ェ ル ト 型 濾 材 を 集塵 に 用 い た .あ と の 断面 を 模 式 的 に 示 し て お り 、 1 〜 4 は 前記 と 同 じ で あ り 、 5 は ダ ス ト の 粒子 を 示 し て い る 。
つ ぎ に 、 こ の よ う な 本発 明 の 複 層 フ ェ ル ト 型 の 濾 材 を う る た め の 製 法 に つ い て 説 明 す る が 、 と く に 断 わ り の な い 限 り 、 用 い る 各 種 の 材料 は 前 記 し た も の を 用 い る こ と が で き る 。
( 中 間 フ ェ ル ト 層 の 形 成)
( A ) 本 発 明 に お い て 基布 に 中 間 フ ェ ル ト 層 を 形 成す る 方 法 は 、 通 常 の 方 法 、 た と え ば ニ ー ド ル パ ン チ 法 に よ れ ばよ い 。
( 複 層 化 す る た め の P T F E ウ ェ ブ の 作 製 )
( B ) P T F E の 半 焼 成 フ ィ ル ム を 6 〜 3 0 倍 に 延 伸 し た の ち 、 図 3 に 示 す擦 過 お よ び解 繊 を す る た め の 装 置 を 用 い て 擦過 、 解繊す る 。
図 3 に お い て 、 6 は P T F E の一軸延 伸 フ ィ ル ム 、 7 は ピ ン チ ロ ー ル 、 8 は針 刃 口 一 ル 、 9 は針 、 1 0 は フ ー ド 、 1 1 は搬送 ベ ル ト 、 1 2 は 解繊 さ れ た P T F E の ス テ ー プル フ ァ イ バ ー 、 1 3 は P T F E の ス テ 一 プリレ フ ァ ィ バ ー か ら な る 綿状 物 を 示 す 。
前 記 擦過 、 解繊 し て え ら れ る P T F E の ス テ 一 ブ ル フ ア イ バ ー は 、 図 4 に 模 式 的 に 示 す よ う な 形 状 を 有 し て い る 。 図 4 に お い て 、 1 4 は 前 記 綿 状 物 を 構 成す る P T F E の ス テ ー プル フ ァ イ ノ — 、 1 6 は縮 れ 、 1 5 、 1 7 お よ び 1 8 は 分枝 、 1 9 は ル ー プ を 示す 。
こ の よ う な 擦過 、 解繊 に よ り 、 ル ー プ構造 お よ び / ま た は分 枝 を 有 し 、 場 合 に よ っ て は 捲縮性 の あ る 繊維 長 1 〜 1 0 O m m で 比 表 面 積 0 . 5 m 2 Z g 以 上 の ス テ ー プ ル フ ァ イ ノ 一 の 綿状 物 力、 ら な る 目 付 5 0 ~ 3 0 0 g / m 2 の ウ ェ ブ力 Sえ ら れ る 。
( 最外 フ ェ ル ト 層 の 形 成 )
( C ) 前 記 ( A ) に 示 す 中 間 フ ェ ル ト 層 の う え に 、 前記 ( B ) で え ら れ た P T F E ウ ェ ブ を の せ 、 ウ ォ ー 夕 一 ジ エ ツ ト ニ 一 ド ル 装 置 を 用 い て 、 該 フ ェ ル ト を 形 成 し て い る 繊維 と 該 ウ ェ ブ を 形 成 し て い る ス テ ー プ ル フ ァ イ ノ 一 と を 交絡 に よ り 結 合 し て 、 複 層 フ ェ ル ト 化 す る 。 ウ ォ ー 夕 ー ジ エ ツ 卜 ニ ー ド ル の 条 件 と し て は 、 通 常 の コ ッ ト ン 繊維 の フ ェ ル ト 化 に 用 い ら れ る 条 件 が あ げ ら れ る 。
な お 、 複 層 化 す る た め の P T F E の 半 焼 成 ス テ 一 プル フ ァ イ バ 一 カゝ ら な る ウ ェ ブ作製 に は 、 前 記 図 3 に 示す擦 過 お よ び解繊 を す る た め の 装 置 を 用 い る こ と 力 、 該 フ ァ イ ノ 一 が装置 内 に 詰 っ た り 、 ま た 付着 し た り し な い と い う 点 カゝ ら 好 ま し く 、 さ ら に 中 間 フ ェ ル ト 層 に 該 フ ァ イ バ 一 を 直 接堆積す る こ と が で き る の で 、 工 程 の 簡 略化 が 図 れ る と い う 点 で 好 ま し い 。 ま た 、 こ の と き 前 記 中 間 フ エ ル ト 層 の 代 わ り に 通 気性 の あ る ス パ ン ボ ン ド 不織布 や織 布 に 前 記 P T F E ス テ ー プル フ ァ イ ノ — を 一 時 的 に 堆積 し て 力ゝ ら 、 中 間 フ ェ ル ト 層 に 転載 し た の ち 、 前 記 し た よ う な ウ ェ ー タ ー ジ エ ツ ト ニ ー ド リレ 装 置 を 用 い て 交絡 し て も よ い 。 ま た 金 属 針 に よ る ニ ー ド ル ノ° ン チ を 併用 す る こ と に よ り 交絡 が よ り 進 み 、 と く に 中 間 フ ェ ル ト 層 の 内 部 の 該 フ ェ ル ト を 形 成 し て い る 耐熱性繊維 と も 交絡す る の で 、 よ り 強 固 な 複 層 フ ェ ル ト が え ら れ る 。
ま た 、 前記 手 法 に よ り え ら れ た 複 層 フ ェ ル ト の P T F E ス テ 一 ブル フ ア イ ノ' 一 力ゝ ら な る 最外 フ ェ ル ト 層 の 表面 を 平 滑 化す る こ と に よ り 、 さ ら に 摩擦 係 数 が低 く 、 離型 性 に 優 れ た も の を.作 製 で き る 。
表面 平 滑化 の 手 段 と し て は摩擦 係 数 を 低 く で き 、 離型 性 に 優 れ る こ と が で き る も の で あ れ ば よ く 、 た と え ば、
加 熱 で き る ニ ッ プ ロ ー ルや 面 圧 で 二 ッ プ を 行 う よ う な 連 続 式 ベ ル ト 式 ラ ミ ネ ー タ ー( た と え ばア サ ヒ 繊維機械( 株) 製 J R : 9 0 0 5 ) を 用 い れ ば よ い 。 ま た 、 焼 き ゴ テ の よ う な も の で 逐 次 プ レ ス す る 方 法 や 、家庭用 の ア イ ロ ン 、 ズ ボ ン プ レ ッ サ ー な ど で も よ い 。 表 面 平 滑化 の 状態 は 、 1 0 0 〜 3 6 0 °C の 範 囲 内 の 温 度 で 圧 力 と 加 圧 時 間 に よ り 自 由 に カゝ え る こ と が で き る 。
こ の よ う な 製 法 に よ り え ら れ る 複 層 フ ェ ル ト 型 の 濾材 は 、 そ の 表 面 の P T F E の ス テ ー プリレ フ ア イ ノス' 一 か ら な る 最 外 フ ェ ル ト 層 が緻 密 で あ り 、 該 フ ァ イ バ 一 は ル ー プ 構 造 お よ び / ま た は 分 枝 を 有 し て い る の で 、 中 間 フ ェ ル ト 層 を 形 成 し て い る 繊維 と の 交 絡 性 に 優 れ て お り 、 と く に 耐摩 擦性 に 優 れ て い る と と も に 弹性 、 可 撓性 を 有 し て お り 、 P T F E が本 来 有 し て い る 特性 を 保持 し て い る も の で あ る 。
本 発 明 の 濾材 は 、 高 温炉 の 集塵 装 置 の バ グ フ ィ ル タ ー な ど に 禾 ij用 で き る 。 バ グ フ イ リレ タ ー は 、 た と え ば前 記濾 材 を P T F E の 最 外 フ ェ ル ト 層 力 外 側 に な る よ う に 、 直 径 1 0 0 〜 3 0 0 m m 、 長 さ 0 . 5 〜 5 m の バ グ 状 に 縫 製 加 工 し 、 内 部 に リ テ ー ナ 一 と 呼 ばれ る 形 状 保 持枠 を 揷 入 し て え ら れ 、 P T F E の 最 外 フ ェ ル ト 層 の 側 カゝ ら ダ ス ト な ど の 粒子 を 含 む 流体 ( 液体 や 気体 ) を 供給 す る こ と に よ り 、 濾過 さ れ て 清浄 な 流体 を ノ ' グ フ ィ ル 夕 一 の 開 口 部 か ら 外 部 へ 放 出 す る こ と が で き る 。 ま た 、 前 記 ス テ 一 ブル フ ア イ ノ ' 一 層 を ノ グ フ ィ ル タ ー の 内 側 に な る よ う に し て も よ く 、 こ の .ば あ い の 前 記 流体 の 流 れ は 逆 に な る 。 さ ら に 、 濾過 面積 を 大 き く す る た め に 、 プ リ ー ツ 状 の 濾 材 を 用 い て も よ い 。
ま た 、 P T F E フ ェ リレ 卜 層 中 の ス テ 一 プル フ ァ イ ノ ー が基布 ま た は 中 間 フ ェ ル ト 層 の 耐熱性繊維 に 交 絡 に よ り 強 固 に 結 合 し て い る た め 、 バ グ フ ィ ル 夕 一 と し て 使用 し た ば あ い 、 パ ル ス ジ エ ツ ト エ ア や 逆 洗 エ ア に よ っ て 発 生 す る 膨脹 、 振 動 、 摩 耗 な ど の 機械 的 強度 に 対 す る 耐性 が 優 れ て お り 、 バ グ フ ィ ル タ ー の 損 傷 ト ラ ブル を 軽減 す る こ と 力 で き る 。
と こ ろ で 、 前 述 の よ う に 、 耐熱 バ グ フ ィ ル 夕 一 用 の 濾 布 と し て メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 P P S 繊維 、 ポ リ イ ミ ド 繊維 、 P T F E 繊維 な ど カゝ ら な る 単 層 の フ ェ ル ト 力 広 く 使 用 さ れ て い る 。 こ の よ う な 従 来 の 単 層 濾材 の 表 面 の み を P T F E の ス テ ー プル フ ア イ ノ 一 を 用 い て 複 層 化 す る こ と で 本 発 明 の 濾材 と す る こ と が で き 、 P T F E の ス テ 一 プル フ ァ イ バ ー の 優 れ た 性能 を 安価 に 付 与す る こ と が で き る 。
本 発 明 の 濾 材 は 、 集塵側 の 表 面 層 ( 最 外 層 ) が P T F E ス テ ー プル フ ァ イ ノ' 一 の フ ェ ル 卜 層 で あ る の で 、 そ の 優 れ た 特 性 す な わ ち 小 さ い 表 面 エ ネ ル ギ ー の た め に ダ ス ト な ど の 粒子 の 脱 離が よ く 、 た と え ば湿 潤 ダ ス 卜 の 固 着 が起 ら ず払 い 落 し 性 に 優 れ て い る 。
ま た 、 最外 層 が P T F E の ス テ 一 プル フ ァ イ バ ー で緻 密 に 形 成 さ れ て い る の で 、 ダ ス 卜 な ど の 粒子 が母材 フ エ ル ト の 深 部 ま で 侵入 せ ず 、 圧 力 損 失 の 上 昇 を 長 期 に わ た つ て 低 く 維持す る こ と がで き る 。
な お 、 本発 明 に お い て 、 前記 濾材 は平板 状 で も 用 い る こ と が で き 、 た と え ば 5 0 0 m m X 5 0 0 m m の 大 き さ の 濾材 の 外 周 を 金 属 製 の枠 で 囲 い 、 外 周 か ら 流体 が漏れ な い よ う に シ ー ル し た り 、 ま た 流体 の 圧 力 に 耐 え る よ う
に 濾 材 の 両 面 を 網 で 覆 っ て 補 強 し て も よ く 、 さ ら に 濾過 面積 を 大 き く す る た め に 、 プ リ ー ツ 状 の 濾材 と し て も よ い 。 ま た 箱 状や 球 面 状 と し て 用 い る こ と も で き る 。
本発 明 の 濾材 は優 れ た 耐熱性 に 加 え て 捕 集効 率 、 通気 度 、 払 い 落 し 性 に も 優 れ て い る 。
た と え ば初 期 通 気 度 は 1 c c / c m 2 / 秒 以 上 、 好 ま し く は 5 c c / c m 2ノ 秒 以 上 で あ り 、 2 0 c c Z c m 2 Z 秒 ま で あ げ ら れ る 。 し た が っ て 圧 力 損 失 も 少 な い 通 常 1 0 〜 1 5 c c c m 秒 の 範 囲 の も の が好 適 に 使 用 さ れ る
ま た フ タ ル酸 ジ ォ ク チ ル ( D 〇 P ) に つ い て 、 粒子径 力、 1 m 以 上 の 粒子 の 初 期 捕集効 率 は 9 0 % 以 上 、 好 ま し く は 9 5 % 以 上 で あ り 、 粒子 径 が 0 . 3 /z m 以 上 の サ ブ ミ ク ロ ン 粒子 を 含 む ば あ い で も 7 0 % 以 上 、 好 ま し く は 9 0 % 以 上 の 初 期 捕 集効 率 を も つ 。 し た が っ て 、 類似 物 質 で あ る ダイ ォ キ シ ン も 同 様 の 高 効 率 で 捕 集 で き る 。
さ ら に 、 パ ル ス ジ ェ ッ ト 方 式 に よ る 払 い 落 し 後 ( 再 生 後 ) の 目 詰 ま り も 少 な く 、 し か も 再 生 後 の 捕 集効 率 の 極 端 な 低下 も な い 。 た と え ばダス ト 付着量 は 5 g / 0 . 0 9 m 2 以 下 、 特 に 3 . 5 g / 0 . 0 9 m 2 以下 に す る こ と が で き る
そ の ほ か 結 露 し た 水滴 で濡 れ る こ と が な い の で 、 た と え 1 0 0 °C 以下 の 条 件 で の 集塵 で も 濡 れ に よ る 圧損 の 上 昇 が 生 じ な い し 、 ま た 使 用 済 の バ グ フ ィ ル 夕 一 の 付着物 の 水洗 除去 も 容 易 で あ る な ど 各 種性 能 に 優 れ て い る も の で あ る 。
な お 各性能 は後述す る 試験方 法 で測 定 し た も の で あ る 。 本 発 明 の 濾材 は 種 々 の 高 温炉 の 集塵装 置 に 用 い る も の
で あ る 。 高 温 炉 の 集塵 装 置 と し て は 、 た と え ば都市 ゴ ミ 用 、 産 業廃棄物 、 医 療廃棄物 な ど の 大 型 ま た は 小 型 の 焼 却 炉 の 集塵装 置 ; 高 炉 、 転 炉 、 製鋼 用 ア ー ク 炉 、 焼 結 炉 、 キ ュ ボ ラ 、 亜 鉛電 炉 、 ア ル ミ ニ ウ ム 電解 炉 、 伸 銅 設備 、 ア ル ミ ニ ウ ム 二次精練設備 、 低 周 波炉 、 鉛 溶解精練 再 生 炉 、 フ エ ロ ア ロ イ 開 放型 ア ー ク 炉 な ど の 金 属 溶 融 炉 の 集 塵装 置 ; コ ー ク ス 炉 、 石灰 焼 成 炉 、 石膏 焼 成 炉 、 黒 鉛焼 成 炉 、 カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク 製 造 設備 な ど の 焼 成 炉 の 集塵装 置 ; 肥料 工 場 、 製 薬 工 場 、 ア ス フ ァ ル ト プ ラ ン ト 、 ス プ レ 一 ド ラ イ ヤ ー な ど の 粉体 乾燥機 の 集塵 装 置 ; 石 炭 流動 床 ポ イ ラ 一 、 微粉 炭 ボ イ ラ ー 、 オ イ ル コ ー ク ス ボ イ ラ 一 、 石炭 ス ト ー カ ー ボ イ ラ ー 、 木 屑 ボ イ ラ ー 、 廃 タ イ ヤ ボ イ ラ ー な ど の 各 種 ボ イ ラ ー の 集塵 装 置 な ど が あ げ ら れ る 。
本 発 明 の 濾材 は 高 温 炉 の 集塵装 置 に 最適 で あ る が 、 そ れ ら 以 外 の 各 種 の 集塵 装 置 に も 使 用 で き る 。 た と え ば粉 碎 、 分級 の 製 品 の 捕集用 と し て 铸物 工 場 や飼 料 工 場 の 集 塵装置 、 石 油 コ 一 ク ス 粉集塵 装 置 、 铸物 砂 再 生 炉集塵 装 置 、 枠 石 プ ラ ン ト 集塵 装 置 、 カ ー シ ュ レ ッ ダ一 集塵 装 置 な ど ; 空 気輸 送 用 と し て 農 薬 工 場 や 製粉 工 場 の 集塵 装 置 、 セ メ ン ト ク リ ン 力 集塵 装 置 な ど ; 局 所 の 集塵用 と し て サ イ ジ ン グ プ ラ ン ト 集塵 装置 、 コ ー ク ス 炉 ガ イ ド 車集塵 装 置 、 プ ラ ズ マ 切 断機 排煙集塵 装 置 、 鉛粉 製造 工 場 集塵 装 置 、 コ ー ル ド ス カ ー フ ァ ー 集塵 装 置 な ど ; そ の 他飼 料貯 蔵庫集塵装 置 、 溶 融 亜鉛 メ ツ キ 槽集塵 装 置 、 静電粉体 塗 装 回 収 装置 、 ブ レ ー キ ラ イ ニ ン グ研摩粉集塵 装 置 、 ゴ ム 精練用 密 閉 式 混合機集塵 装 置 、 ガ ラ ス 繊維溶 融 炉乾 式 フ ッ 素 ガ ス 除去 装 置 、 酸 素 製造 工 場 集塵 装 置 、 貯鉱槽集塵 装置 な ど に も 使用 で き る 。
本 発 明 の 高 温炉 の 集塵 装 置 用 の 濾 材 と し て 好 ま し い 実 施形 態 を つ ぎ に あ げ る が 、 本 発 明 は こ れ ら の 形 態 に 限 定 さ れ る も の で は な い
( A ) ( 1 ) 基布 : 耐熱性繊維 の 織布 ま た は編布
( 2 ) フ ッ 素 樹脂 フ ェ ル ト 層 : 分枝 お よ び Z ま た は ル ー プ を 有 す る P T F E ス テ 一 プル フ ァ ィ バ
繊維 長 : 1 〜 1 0 0 m m
比 表 面積 : 0 . 5 m 2 Z g 以 上 目 付 δ 0 3 0 0 g / m 2
( 3 ) 性能
初 期 通 気 度 1 0 c c c m 秒以 上 初 期 捕 集 効 率 ( D O P ) : 1 m 以 上 が 9 0 % 以 上 、 0 . 3 m以 上 が 7 0 % 以 上 ダ ス ト 付 着 5 g / 0 . 0 9 m 以 下 ( 4 ) 好適 な 用 途
问 、/皿 炉 の 集塵 装 置 用 バ グ フ ィ ル タ ー
( B ) ( 1 ) 基布 : 耐 熱性繊維 の 織布 ま た は 編 布
( 2 ) 中 間 フ ェ ル ト 層 : 耐熱性 繊維
目 付 ( (D + (2) ) : 3 0 0 〜 8 0 0 g Z m 2 ( 3 ) フ ッ 素 樹 脂繊維 の 最 外 フ ェ ル ト 層 : 分枝 お よ び Z ま た は リレ ー プ を 有す る P T F E ス テ 一 プル フ ァ ィ バ一
繊維 長 : 1 5 0 m m
比 表 面 積 : . 5 m 2 / g 以 上 目 付 : 5 0 3 0 0 g m
( 4 ) 性能
初 期 通気度 : 5 c c c m 2 Z秒以 上
初 期 捕集効 率 ( D 〇 P ) : l ; m以 上 で 9
0 % 以 上、 0 . 3 m以 上 で 7 0 % 以 上 ダ ス ト 付 : 5 g / 0 . 0 9 m 2 以下
( 5 ) 好 な 用
高 ϊππ. 炉 の 集塵 装 置( 運転温度 1 2 0 °C 以 上 ) 用 の バ グ フ ィ ル タ ー
( c ) ( 1 ) 基布 : パ ラ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 メ タ 系 ァ ラ ミ 繊維 、 P P S 繊維 、 ポ リ イ ミ ド 繊維 、 フ ッ 樹脂 繊維 の 織布
( 2 ) 中 フ ェ ル ト 層 : ノ\° ラ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 メ 夕 ァ ラ ミ ド 繊維 、 P P S 繊維
付 ( (1 ) + (2) ) : 3 0 0 〜 8 0 0 g / m 2
( 3 ) フ ッ 素樹脂繊維最 外 フ ェ ル ト 層 : 分枝 お よ び ま た はル ー プ を 有す る 半 焼 成 P T F E ス 丁一プル フ ァ イ バ ー
繊 長 : 1 〜 5 0 m m
比 面積 : 0 . 9 m 2ダ g 以 上
付 : 1 0 0 2 5 0 g m
( 4 ) 性能
初 期 通気度 : 9 c c Z c m 2 Z秒以 上 初 期 捕集効 率 ( D O P ) : l £ m以 上 で 9 0 % 以 上 、 0 . 3 /i m以 上 で 7 0 % 以 上 ダ ス ト 付着 量 : 5 g Z 0 . 0 9 m 2 以下
( 5 ) 好適 な 用 途
各 種焼却 炉 、 金 属 溶 融 炉 、 焼成 炉 、 乾燥機 な ど.の 集塵 装 置 用 ノ ダ フ ィ ル 夕 一
( D ) ( 1 ) 基布 : メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 P P S 繊維
( 2 ) 中 間 フ ェ ル ト 層 : メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 、 P
P S 繊維
目 付 ( (1) + (2)) : 3 5 0 〜 5 0 0 g m
( 3 ) フ ッ 素 樹脂繊維最外 フ ェ ル ト 層 : 分枝 お よ び / ま た は ル 一 プ を 有 す る 半 焼 成 P T F E ス テ — ブル フ ア イ バ 一
繊維 長 : 3 〜 2 5 m m
比 表 面積 : 1 . 5 m g 以 上 目 付 1 0 0 〜 2 0 0 g m
( 4 ) 性能
初 期 通 気 度 : 9 c c Z c m 2 Z秒以 上 初 期 捕集 効 率 ( D O P ) : l t m 以 上 で 9 5 % 、 0 . 3 m以 上 で 9 0 % ダ ス 卜 付着 量 : 5 g Z O . 0 9 m 2 以下
( 5 ) 好適 な 用 途
都巿 ゴ ミ 焼却 炉 、 産 業 廃棄 物 焼 却 炉
( E ) ( 1 ) 基布 : P P S 繊維 の 平織 の 織布
( 2 ) 中 間 フ ェ ル ト 層 : P P S ス テ 一 ブ ル フ ア イ バ 一
目 付 ( (1) + (2)) : 3 5 0 5 0 0 g m
( 3 ) フ ッ 素 樹脂 繊維 最 外 フ ェ ル ト 層 : 分枝 お よ び / ま た は ル 一 プ を 有 す る 半 焼成 P T F E ス テ 一 ブル フ ア イ バ 一
繊維長 : 3 〜 2 5 m m
比 表面 積 : 1 . 5 m g 以 上 目 付 1 0 0 〜 2 0 0 g m
( 4 ) 性 能
初 期 通 気度 : 9 c c ノ c m 2 Z秒以 上 初 期 捕 集効 率 ( D O P ) : l / m以 上 で 9
5 % 、 0 . 3 t m以 上 で 9 0 % ダ ス ト 付 着 量 : 3 g Z 0 . 0 9 m 2 以下 ( 5 ) 好適 な 用 途
都 市 ゴ ミ 焼却 炉 、 産 業廃 棄 物 焼却 炉
つ ぎ に 実施例 お よ び比 較例 を あ げて 本 発 明 を 説 明 す る が 、 本 発 明 はか か る 実 施 例 の み に 限定 さ れ る も の で は な い
実 施例 1
P T F E フ ァ イ ン パ ウ ダー 力ゝ ら 常 法 に よ り 未 焼 成 フ ィ ル ム を 作 製 し 、 3 3 7 °C に 加 熱 し た 塩浴 中 で 4 5 秒 間 熱 処 理す る こ と に よ り 半 焼 成 フ ィ ル ム を え 、 3 5 0 °C で 2 5 倍 に 一軸延伸 し た 。 こ の 一軸延 伸 フ ィ ル ム を 回 転速度 4 5 0 0 r p m 、 フ ィ ル ム 送 り 速 度 1 . 5 m Z分 で 針 刃 ロ ー ル に よ り 擦過解繊 し て 分枝 お よ びル ー プ を 有 す る P T F E ス テ 一 プル フ ァ イ バ ー の 綿 状 物 を 製造 し た 。 え ら れ た P T F E ス テ 一 ブル フ ア イ バ ー の 繊維 長 は概ね 1 〜 1 0 0 m m の 間 に あ り 、 比 表 面 積 は 3 . 3 m 2 Z g で あ り 、 平 均 繊維 径 は 1 0 mで あ っ た 。
え ら れ た P T F E ス テ 一 プル フ ァ イ バ ー の 綿状 物 か ら 目 付 1 5 0 g / m 2 の ウ ェ ブ を 作 製 し た 。
基布 ( 耐熱性繊維 の 織布 ) に メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 の 中 間 フ ェ ル ト 層 を 交 絡 し た 濾 布 ( 目 付 3 5 0 g Z m 2 、 引 張強度 : 縦 8 0 k g f Z 5 c m 、 横 1 1 5 k g f / 5 c m )の 中 間 フ ェ ル ト 層 上 に 前記 P T F E の ウ ェ ブ を 載せ 、 ウ ォ ー 夕 一 ジ エ ツ ト ニ 一 ド ル法 に よ り 後 述 の 条 件下 で P T F E ス テ 一 プル.フ ァ イ ノ 一 と 中 間 フ ェ ル ト 表面 層 の メ 夕 系 ァ ラ ミ ド 繊維 と を 交絡 さ せ て 最外 層 力 P T F E フ エ ル ト 層 の 複 層 フ ェ ル 卜 型 濾 材 を 製造 し た 。
( ウ ォ ー タ ー ジ エ ツ ト ニ ー ド ル の 条件 )
ウ ォ ー 夕 一 ジ ェ ッ ト ニ ー ド リレ の 吐 出 し 孔 の 配 置 は 、 吐 出 し 孔 径 1 5 0 mが幅 方 向 に 0 . 6 m m間 隔 の 配 列 で 長 手 方 向 に 4 列 配 置 さ れ た も の で あ り 、 そ の 圧 力 は 1 列 目 力 s 1 7 k g f / c m 2 、 2 列 目 力 2 8 k g f ノ c m 2 、 3 列 目 力 5 5 k f / c m 2 , 4 列 目 が 5 5 k g f / c m 2 で あ っ た 。 こ の 条 件 で 3 回 処 理 し た 。
え ら れ た 本発 明 の 複 層 フ ェ ル ト 型濾 材 お よ び 、 P T F E フ ェ ル ト 層 を 設 け る ま え の 前 記 メ タ 系 ァ ラ ミ ド 繊維 の 濾布 ( 比 較例 1 ) に つ い て 、 つ ぎ の 試験 を 行 な っ た 。
通 気度 : J I S L 1 0 9 6 に 準 じ て い る フ ラ ジ 一 ル 型 通 気度試験機 を 用 い て 測 定 し た 。 結果 を 表 1 に 示す 。
ダ ス ト 付着 量 : 後述 す る 図 5 に 示す 装 置 に よ り 関 東 ロ ー ム d p 5 0 ( 1 . 5 ^ m径 ) を 擬似 ダ ス ト と し て 、 つ ぎ の 条 件下 で 測 定 し た 。 結 果 を 表 1 に 示す 。
濾 過 速度 : 3 . 0 m Z秒
ダ ス ト 濃 度 : 1 2 . 5 g X m 3
濾過 面 積 : 3 0 X 3 0 c m ( 0 . 0 9 m 2 ) 圧 力 損失 : 後 記す る 図 6 に 示 す 装 置 を 用 い 、 濾過 風 速 3 . 3 c m Z秒 の 条 件 で 測 定 し た 。 結果 を 表 1 に 示す 。
厚 さ : 圧縮 弾性 試験機 ( 中 山 電 機産 業 ( 株 ) 製 ) を 用 い 、 2 0 g / c m 2 の 荷 重 を カゝ け 、 ラ ン ダ ム に 1 0.点 を 測 定 し 、 そ の 平 均値 を 用 い た 。 結 果 を 表 1 に 示す。
初 期 捕集効 率 ( D 〇 P ) お よ び粒子透過率 : 後 述 す
る 図 6 に 示 す 装 置 に よ り 、 フ タ ル 酸 ジ ォ ク チ ル ( D 〇 P ) 粒子 ( 粒径 範 囲 約 1 1 . 0 m ) を 用 い 、 つ ぎ の 条 件下 で 測 定 し た 。 結果 を 図 7 に 示 す 。
濾過風速 : 3 . 3 c m Z 秒
濾過面 積 : 9 5 c m 2
上 流濃度 : 0 . 3 m 径 の 粒子 で 3 0 0 0 0 個 Z リ ッ ト ル
( 図 5 に 示す 装 置 の 説 明 )
ヒ ー 夕 一 付 き フ ィ ー ダ 2 1 、 ェ ゼ ク 夕 2 2 お よ び空 気 取 り 入 れ 口 2 3 か ら な る 粉塵供給 部 か ら 試験 用 粉塵 を 供 給す る 。 集塵室 2 4 内 に は被 験サ ン プル 濾 材 2 5 が配設 さ れ て お り 、 サ ン プ ル濾 材 2 5 の 両側 に 圧 力 セ ン サ 2 6 が設 け ら れて い る 。 集塵室 2 4 内 は ブ ロ ア 2 7 に よ り 粉 塵 供給 部か ら 図 中 右 側 に 流 れ る 気 流 が 生 じ て お り 、 供給 さ れ た 粉塵 はサ ン プル 濾 材 2 5 の 図 中 左 側 に 堆積 し 、 サ ン プル 濾材 の 左右 で 圧 力 差 が 生 ず る 。 こ の 圧 力 差 が所定 の 値 に な っ た と き 集塵 室 2 4 の 上 部 に 設 け ら れ た パ ル ス 噴射 口 2 8 か ら 衝 撃 波 を 送 り 、 サ ン プル 濾布 2 5 の 図 中 左側 に 堆積 し た 粉塵 を ダ ス ト ホ ッ パ 2 9 に 落 下 さ せ る 。 ダ ス 卜 の 付着量 は 、集塵す る 前後 の 重 差 か ら 算 出 す る 。 ( 図 6 に 示す装 置 の 説 明 )
空 気 を フ ィ ル 夕 3 1 お よ びマ ス フ 口 — コ ン ト ロ ー ラ 3 2 を 介 し て D O P 粒子発 生器 3 3 に 導入 し 、 つ い で プ レ フ ィ ル 夕 3 4 で 測 定外 の 大粒子 ( 粒径 1 m超 ) を 減数 し た の ち 集塵室 3 , 5 に 下 カゝ ら 供す る 。 集塵 室 3 5 に はサ ン プル濾材 3 6 が配 設 さ れ て お り 、 サ ン プル 濾材 3 6 の 上 下 に 圧 力 セ ン サ 3 7 が設 け ら れ 、 差 圧 計 3 8 で 圧 力 差
を 検 出 す る 。 こ の 圧 力 差 が一 定 に な る よ う に マ ス フ ロ ー コ ン ト ロ ー ラ 3 2 で 流 量 を 調 節 す る 。 3 9 は パ 一 テ イ ク ル カ ウ ン タ で 、 サ ン プル 濾 材 3 6 を 通 過 後 の 気流 中 の 粒 子 の 粒 径 ご と の 数 を 測 定 し 、 粒 径 ご と に 初 期 捕 集効 率 お よ び粒子 透過 率 を 算 出 す る 。 ま た 、 圧 力 損失 は 流量 を 一 定 に し て 差 圧 計 で 測 定 す る 。 供給粒子数 - 透過粒子数
初期捕集効率 (%) = X 100
供耠粒子数 透過粒子数
粒子透過率 =
供給粒子数 ま た 、 圧 力 損 失 お よ び粒子 透 過 率 の 値 か ら 前記式 ( I ) に 従 っ て P F 値 を 算 出 し た 。 結果 を 図 8 に 示す 。
実施例 2 お よ び比 較例 2
実施 例 1 に お い て 、 耐熱性 の 基 布 に P P S 繊維 を 中 間 フ ェ ル ト 層 と し て 交絡 し た 濾布( 引 張 強度 は表 1 に 示す ) を 用 い た ほ か は実 施例 1 と 同 様 に し て P T F E の 最 外 フ エ ル 卜 層 を 設 け て 本 発 明 の 濾 材 を 製造 し た 。 な お 、 P T F E フ ェ ル ト 層 を 設 け る ま え の 前 記 濾布 を 比 較例 2 と し た 。
え ら れ た 各濾材 に っ き 、 各 性能 を 測 定 し た 。 結果 を 表 1 、 図 7 お よ び 図 8 に 示す 。
実施例 3 お よ び比 較例 3
実施 例 1 に お い て 、 耐熱性 の 基布 に ポ リ イ ミ ド 繊維 を 中 間 フ ェ ル ト 層 と し て 交絡 し た 濾 布 ( 引 張強度 は表 1 に 示 す ) に 実施例 1 .と 同 様 に し て P T F E フ ェ ル ト 層 を 設 け て 本 発 明 の 濾 材 を 製造 し た 。 な お 、 P T F E フ ェ ル ト 層 を 設 け な か っ た 濾布 を 比 較例 3 と し た 。
え ら れ た 各濾 材 に っ き 、 各性 能 を 測 定 し た 。 結果 を 表 1 、 図 7 お よ び 図 8 に 示す 。
実施例 4
実施例 1 に お い て 、 ェ マ ル ジ ョ ン 紡糸 法 で 製造 し た P T F E モ ノ フ ィ ラ メ ン ト の 基布 に 同 じ く ェ マ ル ジ ョ ン 紡 糸 法 で 製造 し た P T F E モ ノ フ ィ ラ メ ン ト の ス テ 一 プル フ ア イ ノス ' 一 の ウ ェ ブ を 交絡 さ せ て 中 間 フ ェ ル ト 層 と し た 濾布 に 実施例 1 と 同 様 に し て P T F E の 最外 フ ェ ル ト 層 を 設 け て 本 発 明 の 濾 材 を 製造 し た 。
え ら れ た 濾材 に っ き 、 各性 能 を 測 定 し た 。 結 果 を 表 1 、 図 7 お よ び 図 8 に 示 す 。
比較例 4
ェ マ ル ジ ョ ン 紡 糸 法 で 製造 さ れ た P T F E モ ノ フ ィ ラ メ ン ト の 織布 を 基布 と し こ れ の 上 下 に ェ マ ル ジ ョ ン 紡糸 法で え た P T F E モ ノ フ ィ ラ メ ン ト を 裁 断 し て 得 ら れ た ス テ 一 プル フ ァ イ バ 一 ( 分枝 と ル ー プ を 有 さ な い ) 8 5 重 量 % と ガ ラ ス 繊維 の カ ツ ト フ 一 1 5 重 量 % と か ら な る 混 合 ウ ェ ブ を 交 絡 し た 濾布 に っ き 、 各 性 能 を 測 定 し た 。 結 果 を 表 1 、 図 7 お よ び 図 8 に 示 す 。
実施例 1 比較例 1 実施例 2 比較例 2 実施例 3 比較例 3 実施例 4 比較例 4 基布: 引張強度 縦 81 80 105 100 70 75 67 42
横
117 115 145 145 150 147 79 77
(kgf /5cm)
中間フ ュル ト層
メ夕系 メ夕系 PTFE* (85)/ 種類 PPS PPS ポリイ ミ ドポリイ ミ ド PTFE*
ァラミ ド ァラミ ド ガラス繊維(15) 目付(g/m2) 350 350 475 475 500 500 856 725
PTFEフ ェル ト層
目付(g/m2) 150 一 150 ― 150 一 150 ― 厚さ (mm) 1.6 1.4 2.1 1.8 2.4 2.1 1.6 1.6 初期通気度
11.9 26.5 10.9 22.3 9.5 19.6 11.0 12.8
(cc/cm 2,秒)
圧力損失(mmH20) 7.3 2.5 7.3 3.1 7.0 4.2 7.0 3.7 ダス ト付着量
3.3 31.5 3.0 4.8 2.7 7.5 3.1 15.1
(g/0.09m2) この PTFE繊維はェマルジョ ン紡糸法で製造した分枝およびループを有しないステーブルファイバー である。
表 1 、 図 7 お よ び 図 8 カゝ ら 明 ら か な よ う に 、 フ ッ 素 樹 脂繊維 、 特 に 分枝 お よ び Z ま た は ル ー プ を 有 す る P T F E ス テ ー プル フ ア イ ゾ 一 力ゝ ら な る フ ェ ル ト 層 を 最外 層 に 有す る 本 発 明 の 濾 材 はサ ブ ミ ク 口 ン の 粒子 を も 高 効 率 で 捕 集 で き 、 し か も ダ ス ト の 付着 量 が少 な く 、 長 期 間 繰 り 返 し て 使用 で き る も の で あ る 。 産 業 上 の 利 用 可 能 性
本 発 明 の 高 温 炉 の 集塵 装 置用 濾 材 に よ れ ば、 耐熱性 に 優 れ た 材料 を 用 い 、 接着 剤 で は な く 交 絡 に よ り 結 合 し て い る の で 高 温 の 使 用 環 境 で の 使 用 に 対応 で き 、 し か も サ ブ ミ ク ロ ン の 粒子 の 捕 集効 率 が 高 く ダ イ ォ キ シ ン な ど の 捕集 能 に 優 れ 、 し か も ダ ス ト 付 着 量 が 少 な い ( 払 い 落 と し 性 に 優 れ る ) の で 繰 り 返 し 長 期 間 使 用 す る こ と が で き る 。