特許第6679339号(P6679339)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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  • 特許6679339-集塵フィルター用布帛 図000003
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6679339
(24)【登録日】2020年3月23日
(45)【発行日】2020年4月15日
(54)【発明の名称】集塵フィルター用布帛
(51)【国際特許分類】
   B01D 39/08 20060101AFI20200406BHJP
   B01D 39/20 20060101ALI20200406BHJP
   B01D 46/02 20060101ALI20200406BHJP
   C03C 13/00 20060101ALI20200406BHJP
   D06M 15/256 20060101ALI20200406BHJP
   D06M 15/643 20060101ALI20200406BHJP
   D06M 11/79 20060101ALI20200406BHJP
   D06M 101/00 20060101ALN20200406BHJP
【FI】
   B01D39/08 Z
   B01D39/20 B
   B01D46/02 Z
   C03C13/00
   D06M15/256
   D06M15/643
   D06M11/79
   D06M101:00
【請求項の数】8
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2016-29146(P2016-29146)
(22)【出願日】2016年2月18日
(65)【公開番号】特開2017-144398(P2017-144398A)
(43)【公開日】2017年8月24日
【審査請求日】2019年2月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004503
【氏名又は名称】ユニチカ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】武内 信貴
(72)【発明者】
【氏名】堀越 裕樹
【審査官】 瀧 恭子
(56)【参考文献】
【文献】 特開2003−181225(JP,A)
【文献】 特公昭47−014866(JP,B2)
【文献】 特開2003−181224(JP,A)
【文献】 特開平11−021147(JP,A)
【文献】 特開昭57−130521(JP,A)
【文献】 特表2009−541029(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B01D 39/00−41/04、46/00−46/54
C03C 1/00−14/00
D06M 10/00−11/84、13/00−15/715、
16/00、19/00−23/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
耐熱性繊維(ただし、金属繊維を除く。)からなる布帛であって、
前記耐熱性繊維上にケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分とを含み、
前記ケイ酸塩の粉粒体が、前記バインダー成分を介して前記布帛表面及び前記布帛内部の前記耐熱性繊維上に含まれる、集塵フィルター用布帛。
【請求項2】
前記バインダー成分が、分子構造内に側鎖及び分岐のない熱可塑性樹脂、又は、シリコーンオイルである、請求項1に記載の集塵フィルター用布帛。
【請求項3】
前記ケイ酸塩の粉粒体と前記バインダー成分との含有比率(ケイ酸塩の粉粒体の含有量(g/m)/バインダー成分の含有量(g/m))が10/90〜90/10である、請求項1又は2に記載の集塵フィルター用布帛。
【請求項4】
前記耐熱性繊維布帛が織物であり、かつ、該織物を構成する緯糸がマルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
【請求項5】
前記ケイ酸塩の粉粒体が、層状ケイ酸塩である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
【請求項6】
前記耐熱性繊維がガラス繊維である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
【請求項7】
前記ガラス繊維を構成するガラス組成物が、SiOの含有量が64.0〜66.0質量%、Alの含有量が24.0〜26.0質量%、MgOの含有量が9.0〜11.0%、その他成分の含有量が3質量%以下(0質量%を含む。)である、請求項6に記載の集塵フィルター用布帛。
【請求項8】
下記評価方法により測定される耐折性が、経方向が2000回以上、緯方向が2000回以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
(評価方法)
布帛を、マッフル炉にて400℃、24時間熱暴露し、自然冷却した後、布帛の経方向及び緯方向について、JIS R 3420:2013 7.14に準じ、折り曲げクリンプのRを0.38mm、荷重を9.8Nとして、測定、算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集塵フィルター用布帛に関し、より詳しくは、バグフィルター等耐折性が求められる集塵フィルターとして有用な、集塵フィルター用布帛に関する。
【背景技術】
【0002】
都市ゴミ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、石炭専焼ボイラー、金属溶融炉等において発生する排ガス中のダスト(飛灰)を捕捉するための集塵機に使用されるフィルター材として主に耐熱性繊維からなる布帛が使用されている。
【0003】
一般的に、都市ゴミの焼却炉の排ガスのろ過には、バグフィルター方式が採用されている。具体的に、バグフィルター方式は、耐熱性繊維からなる布帛を用い、バグ(例えば、直径120〜170mm、長さ4〜7mの円筒状)を縫製し、該バグを集塵装置内に多数本設置する。そして、バグの外側面から含塵排気ガス(通常、ガス温度は130〜280℃)が流入し、ガス中のダストがバグの外側面で集塵され、排気ガスのみがバグ内側面から流出して行く。この場合、バグは、焼却炉の稼働時間の経過とともに圧損が大きくなり、ろ過性能に悪影響を及ぼすことから、バグの外側面に集積したダストを随時払い落とす必要がある。ダストの払い落としの方法としては、振動式、逆洗式、パルス式が一般的である。例えば、パルス式の場合、バグ上部のノズルからバグの内部に圧搾空気を瞬間的(例えば約0.1〜0.3秒)噴射しバグの外側面のダストを払い落とす。この場合の噴射空気圧は、例えば5〜7kg/平方cmと高く、一定時間(例えば1〜3min)毎に噴射される。これらのダストの払い落としの際、バグフィルターを構成する耐熱性繊維からなる布帛は、繰り返し屈曲される。従って、該布帛は、耐折性が求められる。
【0004】
バグフィルター用布帛として、耐酸性ガラスのガラス繊維束から成るガラス繊維織物と、前記ガラス繊維織物を被覆する樹脂被覆層とを備えるバグフィルター用ガラス繊維織物であって、前記耐酸性ガラスは、SiO、Al、CaO、MgO、B、及びRO(RはNa又はK)を成分として含み、当該耐酸性ガラスの全質量を100質量%としたときの各成分の含有量は、SiOが55〜60質量%、Alが10〜14質量%、CaOとMgOとが合計で20〜28質量%、Bが1質量%以下及びROが1質量%以下であり、前記樹脂被覆層は、四フッ化エチレン樹脂、グラファイト及びシリコーン樹脂を含む樹脂組成物で被覆処理することにより形成されているバグフィルター用ガラス繊維織物が知られている(例えば、特許文献1参照)。該織物によれば、耐酸性及び耐熱性に優れ、高温及び酸性の環境下においても、引張強度及び耐折性が劣化し難いバグフィルター用ガラス繊維織物を提供することが可能となるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−233481号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1では、ガラス繊維織物を被覆する樹脂被覆層を、四フッ化エチレン樹脂、グラファイト及びシリコーン樹脂を含むものとすることが開示されている。そして、同文献の実施例では、上記織物の高温環境下における耐折性は、前述したバグフィルター方式の通常のガス温度の範囲内である、雰囲気温度250℃、100時間の条件で熱暴露した後に評価されている。
【0007】
しかしながら、本発明者が検討したところ、上記特許文献1で開示された織物は、250℃を超える雰囲気温度、例えば、400℃に熱暴露した場合、耐折性が大きく低下する場合があるという問題があることを知得した。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題を解決し、250℃を超える雰囲気温度においても、耐折性に優れる、布帛の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
例えば、前述した特許文献1では、シリコーン樹脂が耐折性に寄与するとされている。具体的に、特許文献1の、樹脂被覆層を、シリコーン樹脂を含まないものとした比較例2は、他の実施例に比較して耐折性が劣るものとなるものとして開示されている。しかしながら、本発明者は、該織物は、250℃を超える雰囲気温度、例えば、400℃に熱暴露した場合、耐折性が大きく低下する場合があるという問題があることを知得した。この理由について本発明者が検討したところ、以下のように推測した。すなわち、該織物は、元々250℃での熱暴露のみを想定されたものであって、250℃を超える雰囲気温度での熱暴露を想定されていない。そして、該織物を、250℃を超える雰囲気温度に晒したとき、四フッ化エチレン樹脂及び/又はシリコーン樹脂が、燃焼、又は、酸化等により変性してしまい、当初想定された耐折性が発揮できなくなると推測した。
【0010】
そして、本発明者は、上記問題を解決すべく検討を重ねたところ、250℃を超える雰囲気温度での熱暴露後における耐折性向上には、例えば、特許文献1には全く記載も示唆もされていない、ケイ酸塩粉粒体を用いることが効果的であることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成された発明である。
【0011】
すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1.耐熱性繊維(ただし、金属繊維を除く。)からなる布帛であって、前記耐熱性繊維上にケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分とを含み、前記ケイ酸塩の粉粒体が、前記バインダー成分を介して前記布帛表面及び前記布帛内部の前記耐熱性繊維上に含まれる、集塵フィルター用布帛。
項2.前記バインダー成分が、分子構造内に側鎖及び分岐のない熱可塑性樹脂、又は、シリコーンオイルである、請求項1に記載の集塵フィルター用布帛。
項3.前記ケイ酸塩の粉粒体と前記バインダー成分との含有比率(ケイ酸塩の粉粒体の含有量(g/m)/バインダー成分の含有量(g/m))が10/90〜90/10である、項1又は2に記載の集塵フィルター用布帛。
項4.前記耐熱性繊維布帛が織物であり、かつ、該織物を構成する緯糸がマルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸である、項1〜3のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
項5.前記ケイ酸塩の粉粒体が、層状ケイ酸塩である、項1〜4のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
項6.前記耐熱性繊維がガラス繊維である、項1〜5のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
項7.前記ガラス繊維を構成するガラス組成物が、SiOの含有量が64.0〜66.0質量%、Alの含有量が24.0〜26.0質量%、MgOの含有量が9.0〜11.0%、その他成分の含有量が3質量%以下(0質量%を含む。)である、項6に記載の集塵フィルター用布帛。
項8.下記評価方法により測定される耐折性が、経方向が2000回以上、緯方向が2000回以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の集塵フィルター用布帛。
(評価方法)
布帛を、マッフル炉にて400℃、24時間熱暴露し、自然冷却した後、布帛の経方向及び緯方向について、JIS R 3420:2013 7.14に準じ、折り曲げクリンプのRを0.38mm、荷重を9.8Nとして、測定、算出する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の集塵フィルター用布帛によれば、耐熱性繊維からなる布帛であって、前記耐熱性繊維上にケイ酸塩の粉粒体を含むことから、250℃を超える雰囲気温度においても、耐折性に優れることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の布帛に含まれる処理剤の含有形態の一例を示す、走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。
【0015】
(耐熱性繊維布帛)
本発明の布帛は、耐熱性繊維からなる。
【0016】
本発明において、耐熱性繊維とは、温度250℃の雰囲気下に暴露しても、性能劣化が少ない繊維をいう。耐熱性繊維としては、融点、軟化点及び熱分解温度のうち最も低いものが400℃以上であることが好ましく、500℃以上がより好ましく、600℃以上がさらに好ましい。
【0017】
本発明において、耐熱性繊維の融点及び軟化点は、示差走査熱量測定(DSC)における吸熱ピーク温度を意味する。また、本発明において、耐熱性繊維の熱分解温度は、窒素雰囲気下で熱重量分析(TGA)を行った場合に、繊維の重量が5%減少するときの温度を意味する。融点又は軟化点が400℃以上の耐熱性繊維としては、例えば、融点又は軟化点が400℃以上の無機繊維(例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、鉱物繊維等)が挙げられる。また、熱分解温度が400℃以上の耐熱性繊維としては、例えば、上記融点又は軟化点が400℃以上の耐熱性繊維の他、熱分解温度が400℃以上の有機繊維、例えば、パラ系アラミド系繊維、メタ系アラミド系繊維、ポリベンズオキサゾール系繊維(PBO系繊維)、ポリイミド系繊維、ポリベンズイミダゾール系繊維(PBI系繊維)、ポリアリレート系繊維、ポリフェニレンサルファイド系繊維(PPS系繊維)、ポリテトラフルオロエチレン系繊維(PTFE系繊維)等が挙げられる。
【0018】
上記ガラス繊維を構成するガラス材料としては、特に制限されず、公知のガラス材料を用いることができる。ガラス材料として、具体的には、無アルカリガラス(Eガラス)、耐酸性の含アルカリガラス(Cガラス)、高強度・高弾性率ガラス(Sガラス、Tガラス等)、耐アルカリ性ガラス(ARガラス)等が挙げられる。これらのガラス材料の中でも、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより一層優れたものとするという観点から、ガラス繊維を構成するガラス組成物が、SiOの含有量が64.0〜66.0質量%、Alの含有量が24.0〜26.0質量%、MgOの含有量が9.0〜11.0%、その他成分の含有量が3質量%以下(0質量%を含む。)とすることが一層好ましい。
【0019】
記炭素繊維としては、特に制限されず、例えば、PAN系、ピッチ系等が挙げられる。上記セラミック系繊維としては、特に制限されず、例えば、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、ジルコニア繊維、炭化ケイ素繊維等が挙げられる。上記鉱物繊維としては、特に制限されず、例えば、バサルト繊維等が挙げられる。
【0020】
上記耐熱性繊維の中でも、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより一層優れたものとするという観点から、融点、軟化点及び熱分解温度のうち最も低いものが400℃以上の無機繊維がより好ましく、ガラス繊維が特に好ましい。
【0021】
本発明において、耐熱性繊維は長繊維、短繊維のいずれでもよい。布帛の引張強さ等機械的特性をより一層優れたものとする観点からは、長繊維が好ましい。長繊維としては、1本の連続した単繊維からなるモノフィラメント糸、複数の連続した単繊維からなるマルチフィラメント糸が挙げられ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、マルチフィラメント糸が好ましい。また、本発明の布帛において、繊維成分における耐熱性繊維の質量割合としては、例えば、80質量%以上が挙げられ、90質量%以上が好ましく、100質量%がより好ましい。
【0022】
上記長繊維とする場合、本発明の布帛の形態としては、織物、編物、不織布(フェルトを含む。)、又はこれらを組み合わせたものとすることができる。織物とする場合、機械的特性と、集塵性とをより高める観点から、経糸はマルチフィラメント糸であるヤーン、緯糸はマルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸(嵩高加工糸)とすることが好ましい。上記ヤーンは、単糸、合撚糸等が挙げられ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、合撚糸が好ましい。合撚糸の構成について特に限定されないが、例えば、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより一層優れたものとするという観点から、単糸ヤーン4〜8本をS方向又はZ方向に下撚りされ1本とされたもの2〜4本を、下撚りと反対方向に上撚りされた合撚糸とすることが好ましく挙げられる。また、織物とする場合、機械的特性と、集塵性とをより高めつつ、熱処理前の緯方向における耐折性がより一層優れたものとするという観点から、上記マルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸に代えて、マルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸とすることが好ましい。ヤーン、バルキー加工糸とヤーンとの合撚糸、の撚り数としては、特に制限されないが、例えば、上記観点から、上撚りで2〜5回/25mmが好ましく、3.0〜4.5回/25mmがより好ましく挙げられる。
【0023】
上記経糸をヤーン、緯糸をバルキー加工糸とする織物とする場合、ヤーンのフィラメント直径(単繊維径)は、例えば、4〜9μmが挙げられ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、4〜7μmがより好ましく、4.5〜5.5μmが特に好ましい。一方、上記の場合、バルキー加工糸のフィラメント直径(単繊維径)としては、例えば、4〜9μmが挙げられ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、4〜7μmがより好ましく、4.5〜5.5μmが特に好ましい。また、緯糸を、マルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸とする場合、フィラメント直径は、例えば、4〜9μmが挙げられ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、4〜7μmがより好ましく、4.5〜5.5μmが特に好ましい。
【0024】
本発明において、布帛を、経糸をヤーン、緯糸をバルキー加工糸とする織物とする場合、ヤーンの番手としては、例えば、30〜600texが挙げられ、機械的特性と、集塵性とをより高める観点から、50〜450texがより好ましく、機械的特性と、集塵性とをより高めつつ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性が一層優れたものとするという観点から、100〜200texがより好ましい。一方、上記の場合、バルキー加工糸の番手としては、例えば、30〜600texが挙げられ、機械的特性と、集塵性とをより高める観点から、50〜500texがより好ましく、機械的特性と、集塵性とをより高めつつ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性が一層優れたものとするという観点から、280〜350texがより好ましい。また、緯糸を、前記したマルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸とする場合、該合撚糸全体の番手としては、例えば、30〜600texが挙げられ、機械的特性と、集塵性とをより高める観点から、50〜500texがより好mましく、機械的特性と、集塵性とをより高めつつ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性が一層優れたものとするという観点から、200〜400texがより好ましい。さらに、緯糸を、前記したマルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸とする場合、上記効果を特に優れたものとする観点から、該合撚糸を構成する、バルキー加工糸とヤーンとの単位長さあたりの質量比(バルキー加工糸の単位長さあたりの質量(tex)/ヤーンの単位長さあたりの質量(tex))は、3〜20が好ましく、5〜15がより好ましく、8〜12が特に好ましい。
【0025】
本発明において、布帛を、経糸をヤーン、緯糸をバルキー加工糸又はバルキー加工糸とヤーンとの合撚糸とする織物とする場合、織組織としては限定されず、例えば、平織、朱子織、綾織、斜子織、畦織、経二重織、緯二重織、二重織等が挙げられる。250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、二重織組織が好ましい。本発明の布帛において、織密度としては、特に限定されないが、例えば、布帛を、経糸をヤーン、緯糸をバルキー加工糸とする織物とする場合、経糸(ヤーン)が20〜80本/25mmが好ましく、40〜60本がより好ましい。また、緯糸(バルキー糸又は)は、20〜80本/25mmが好ましく、30〜60本がより好ましい。また、本発明において、耐熱性繊維からなる布帛(処理剤を除く。)の質量(g/m)としては、特に制限されないが、例えば、500〜1500g/mが挙げられ、700〜1100g/mが好ましい。また、本発明において、耐熱性繊維からなる布帛(処理剤を除く。)の厚さ(mm)としては、特に制限されないが、例えば、0.3〜1.5mmが挙げられ、0.6〜1.2mmが好ましい。
【0026】
(ケイ酸塩の粉粒体)
本発明の布帛は、耐熱性繊維上にケイ酸塩の粉粒体を含む。
【0027】
ケイ酸塩の粉粒体を耐熱性繊維上に含むものとすることにより、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性が優れたものとなる機序としては、以下のように考えることができる。
【0028】
すなわち、例えば、前述した特許文献1では、シリコーン樹脂が耐折性に寄与するとされているところ、同文献に開示された織物は、元々250℃での熱暴露のみを想定されたものであって、250℃を超える雰囲気温度での熱暴露を想定されていない。そして、本発明者は、該織物を、250℃を超える雰囲気温度に晒したとき、四フッ化エチレン樹脂及び/又はシリコーン樹脂が、燃焼、又は、酸化等により変性してしまい、当初想定された耐折性が発揮できなくなると推測した。
【0029】
一方、本発明によれば、耐折性を向上させる目的で、特許文献1のような樹脂ではなく、無機化合物であるケイ酸塩の粉粒体を耐熱性繊維上に含むものとすることにより、得られる布帛は耐熱性が向上するとともに、耐熱性繊維間の滑り性が向上することから、結果、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合にも、耐折性が優れたものとなると考えられる。
【0030】
本発明において、ケイ酸塩の粉粒体としては、例えば、マイカ(白雲母、金雲母、合成雲母を含む。)、タルク、カオリン、モンモリロナイト等が挙げられる。中でも、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点から、層状ケイ酸塩が好ましく、白雲母、金雲母、合成雲母がより好ましく、金雲母が特に好ましい。
【0031】
本発明において、ケイ酸塩の粉粒体の粒径は特に限定されないが、例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製の商品名LA−920)を用いて測定された、ケイ酸塩の粉粒体の粒度分布における積算値が50%になる粒度が0.1〜200μmが挙げられ、1〜100μmが好ましく挙げられ、1〜50μmがより好ましく挙げられ、1〜10μmが特に好ましく挙げられる。
【0032】
本発明において、本発明の布帛全体の質量(g/m)に対する、ケイ酸塩の粉粒体の含有量(g/m)の割合(付着量)としては、特に限定されないが、例えば、0.1〜10.0質量%が挙げられ、0.1〜2.5質量%が好ましく挙げられ、1.0〜2.5質量%がより好ましく挙げられる。
【0033】
(バインダー成分)
本発明において、バインダー成分は、上記ケイ酸塩の粉粒体を耐熱性繊維上に保持する役割を果たす。バインダー成分としては、固体状、液体状いずれでもよい。中でも、本発明の布帛をバグフィルターとする場合、布帛をバグとする際に縫製をよりしやすくするという観点から、バインダー成分は、分子構造内に側鎖及び分岐のない熱可塑性樹脂、又はシリコーンオイルとすることが好ましい。すなわち、上記熱可塑性樹脂又はシリコーンオイルを含むものとすることにより、針との動摩擦係数をより減少させ、針通し性をより向上させる。分子構造内に側鎖及び分岐のない熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ナイロン6樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく挙げられ、中でも、ナイロン6樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂がより好ましく、ポリテトラフルオロエチレンが特に好ましい。また、シリコーンオイルとしては、特に限定されず、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル等が挙げられる。また、針通し性をより向上させつつ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより優れたものとするという観点からは、バインダー成分は、分子構造内に側鎖及び分岐のない熱可塑性樹脂とすることが好ましい。バインダー成分は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0034】
本発明において、本発明の布帛全体の質量(g/m)に対する、バインダー成分の含有量(g/m)の割合(付着量)としては、特に限定されないが、例えば、0.5〜5質量%が挙げられ、1.0〜3.0質量%が好ましく挙げられる。
【0035】
本発明において、ケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分との含有比率(ケイ酸塩の粉粒体の含有量(g/m)/バインダー成分との含有量(g/m))については、特に制限されないが、例えば、10/90〜90/10が挙げられ、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより一層優れたものとするという観点から、40/60〜60/40がより好ましく挙げられる。
【0036】
図1は、本発明の布帛に含まれるケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分の含有形態の一例を示す、走査型電子顕微鏡写真である。図1に示すように、本発明において、ケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分は、本発明の布帛表面及び布帛内部の耐熱性繊維上に含まれることがより好ましい。
【0037】
本発明の布帛は、ケイ酸塩の粉粒体及びバインダー成分以外の成分として、ガス状ダイオキシン類やNOx等を分解し、ガスを浄化するための触媒を含むものとすることができる。該触媒としては公知のものが挙げられ、例えば、五酸化バナジウム等が挙げられる。また、上記触媒を担持する担体も公知のものを使用することができる。触媒の、本発明の布帛への担持方法も、公知の方法を採用することができる。
【0038】
本発明の布帛の通気度としては、ガス通過性と集塵性とを両立させる観点から、例えば、3〜20(cc/cm/s)が挙げられ、5〜15(cc/cm/s)が好ましく挙げられる。また、本発明の布帛の引張強さとしては、例えば、経方向が1300N/25mm以上、緯方向が800N/25mm以上が挙げられ、経方向及び緯方向が2000〜6000N/25mm以上が好ましく挙げられる。
【0039】
本発明の布帛の質量(g/m)としては、特に制限されないが、例えば、500〜1500g/mが挙げられ、700〜1100g/mが好ましい。また、本発明の布帛の厚さ(mm)としては、特に制限されないが、例えば、0.3〜1.5mmが挙げられ、0.6〜1.2mmが好ましい。
【0040】
また、本発明の布帛は、耐熱性繊維からなる布帛であって、前記耐熱性繊維上に、ケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分とを含むことから、250℃を超える雰囲気温度、例えば雰囲気温度400℃の条件下に熱暴露した場合においても、耐折性に優れる。本発明の布帛が備える耐折性としては、具体的には、以下に示す評価方法により測定される耐折性が経方向が2000回以上、緯方向が2000回以上、が好ましく、経方向が10000回以上、緯方向が10000回以上、がより好ましく、経方向が20000回以上、緯方向が10000回以上、が特に好ましい。
【0041】
(評価方法)
布帛を、マッフル炉にて400℃、24時間熱暴露し、自然冷却した後、布帛の経方向及び緯方向について、JIS R 3420:2013 7.14に準じ、折り曲げクリンプのRを0.38mm、荷重を9.8Nとして、測定、算出する。
【0042】
本発明の布帛は、集塵フィルター用に用いられ、特に、バグフィルター用に好適に用いられる。そして、本発明の布帛は、250℃を超える雰囲気温度、例えば雰囲気温度400℃の条件下に熱暴露した場合においても、耐折性に優れることから、本発明の布帛を前記したガスを浄化するための触媒を含むものとし、脱硝に好ましい温度域である300℃以上400℃以下の温度範囲内で使用すれば、通常、バグフィルターの後段でおこなう触媒脱硝工程における排ガス再加熱が不要となり、CO削減に大きく寄与することも可能となる。
【0043】
本発明の布帛の製造方法は特に限定されない。例えば、まず、耐熱性繊維からなる布帛を準備する。そして、ケイ酸塩の粉粒体と、バインダー成分とを含む溶液を準備し、スプレー法、ディップ法等公知の手法により、上記処理剤を、該布帛を構成する耐熱性繊維に付着させ、乾燥し、溶媒を除去することにより、本発明の布帛を得ることができる。
【実施例】
【0044】
以下に、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。
【0045】
1.評価方法
各実施例につき、以下の方法により評価をおこなった。
【0046】
(1)ガラス繊維を構成するガラス組成物の組成及び質量比(質量%)
アルカリ融解−ICP発光分光分析法及び原子吸光光度法により測定した。
(2)ガラス繊維のフィラメント径(μm)
JIS R 3420:2013 7.6.1 A法に準じ、測定、算出した。
(3)ガラス糸(ヤーン、バルキー加工糸、及び、ヤーンとバルキー加工糸との合撚糸)の番手(tex)
JIS R 3420 2013 7.1に準じ、測定、算出した。なお、ヤーンとバルキー加工糸との合撚糸を構成するバルキー加工糸とヤーンとの単位長さあたりの質量比については、該合撚糸を1m採取し、該採取した合撚糸を解撚させてバルキー加工糸とヤーンに分離し、分離したバルキー加工糸とヤーンの質量についてJIS R 3420 2013 7.1に準じて測定、算出し、得られたそれぞれの値から前記質量比を求めた。
(4)ヤーン、及び、ヤーンとバルキー加工糸との合撚糸、の撚り数(回/25mm)
JIS R 3420:2013 7.5に準じ、測定、算出した。
(5)ガラス繊維織物の織密度(本/25mm)
得られた布帛を用い、JIS R 3420 2013 7.9に従い、経、緯糸の織密度を測定、算出した。
(6)布帛の厚さ(μm)
JIS R 3420 2013 7.10.1A法に従い、マイクロメータを用いて0.001mm(1μm)の桁まで測定した。これを5か所についておこない、該5か所の平均値をJIS Z 8401規則Bによって数値を丸め、0.001mm(1μm)の桁まで算出した。
(7)布帛の質量(g/m
JIS R 3420 2013 7.2に従い、測定及び算出した。
(8)処理剤の付着量(質量%)、各組成比(質量部)
ガラス繊維に付着する処理剤の各組成比については、後述する処理液中における各成分の固形分濃度から求めた。また、ケイ酸塩の粉粒体の付着量について、まず、得られた布帛のバインダー成分の付着量を、JIS R 3420:2013 7.3.2に準じ、測定、算出した。そして、得られたバインダー成分の付着量と、上記求めた各組成比から、布帛のケイ酸塩の粉粒体の付着量を算出した。
(9)布帛の通気度(cc/cm/s)
JIS R 3420 7.13に準じ、測定、算出した。
(10)布帛の耐折性(回)
前述した方法にて、得られた布帛の熱暴露前及び熱暴露後の耐折性を測定、算出した。
(11)布帛の引張強さ(N/25mm)
JIS R 3420:2013 7.4に準じ、定速荷重形引張試験法により、試験片を長さ250mm、幅25mmとして、引張試験機としてORIENTEC社製商品名RTC−1310Aを用い、つかみ間隔150mm、速度200mm/minの条件にて、測定、算出した。なお、経方向及び緯方向について、上記(10)の評価における熱暴露の前後の布帛の引張強さを測定、算出した。
【0047】
2.使用したガラス繊維を構成するガラス組成物
以下のガラス組成物からなるガラス繊維を使用した。
(1)ガラス組成物A:SiOが65.0質量%、Alが25.0質量%、MgOが10.0質量%であるガラス組成物
(2)ガラス組成物B:SiOが61.9質量%、Alが19.4質量%、MgOが15.3質量%、残部がNO、KO、Fe、CaO及びBであるガラス組成物
【0048】
3.各実施例の説明
【0049】
(実施例1)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD300(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手302.0tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Aとした。
【0050】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度47本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、ガラス繊維織物を得た。
【0051】
次に、処理液を準備した。処理液は、バインダー成分とするポリテトラフロオロエチレン(以下、「PTFE」と略することがある。)溶液(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製商品名PTFE 31−JR、PTFEの固形分濃度60質量%)65質量部に、ケイ酸塩の粉粒体(株式会社レプコ製商品名MYCA S−XF)39質量部を加え、十分攪拌し、得た。
【0052】
得られたガラス繊維織物を、上記処理液中に含浸し、ニップロールにてニップ圧を1kgf/cmとして絞り、2段階の乾燥(1段目:温度210℃、時間15分、2段目:温度250℃、時間15分)にて乾燥させ、本発明の集塵フィルター用布帛を得た。該布帛において、ケイ酸塩の粉粒体は、例えば図1に示すように、バインダー成分を介して、布帛表面及び布帛内部のガラス繊維上に含まれていた。
【0053】
(実施例2)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD410(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手410.0tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Aとした。
【0054】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度38本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、ガラス繊維織物を得た。
【0055】
次に、処理液を準備した。処理液は、バインダー成分とするポリテトラフロオロエチレン(以下、「PTFE」と略することがある。)溶液(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製商品名PTFE 31−JR、PTFEの固形分濃度60質量%)65質量部に、ケイ酸塩の粉粒体(株式会社レプコ製商品名MYCA S−XF)39質量部を加え、十分攪拌し、得た。
【0056】
得られたガラス繊維織物を、上記処理液中に含浸し、ニップロールにてニップ圧を1kgf/cmとして絞り、2段階の乾燥(1段目:温度210℃、時間15分、2段目:温度250℃、時間15分)にて乾燥させ、本発明の集塵フィルター用布帛を得た。該布帛において、ケイ酸塩の粉粒体は、例えば図1と同様に、バインダー成分を介して、布帛表面及び布帛内部のガラス繊維上に含まれていた。
【0057】
(実施例3)
処理液として、バインダー成分とするポリテトラフロオロエチレン(以下、「PTFE」と略することがある。)溶液(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製商品名PTFE 31−JR、PTFEの固形分濃度60質量%)50質量部に、ケイ酸塩の粉粒体(株式会社レプコ製商品名MYCA S−XF)120質量部を加え、十分攪拌したものを使用したもの以外は、実施例2と同様におこない、本発明の集塵フィルター用布帛を得た。該布帛において、ケイ酸塩の粉粒体は、例えば図1と同様に、バインダー成分を介して、布帛表面及び布帛内部のガラス繊維上に含まれていた。
【0058】
(実施例4)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD300(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手302.0tex)1本と、ユニチカ株式会社製商品名D450 3/0(フィラメント径5.0μm、番手33.6tex)1本とを合撚した糸(撚り数2.0S、番手335.6tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Aとした。
【0059】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度47本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、ガラス繊維織物を得た。
【0060】
次に、処理液を準備した。処理液は、バインダー成分とするポリテトラフロオロエチレン(以下、「PTFE」と略することがある。)溶液(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製商品名PTFE 31−JR、PTFEの固形分濃度60質量%)65質量部に、ケイ酸塩の粉粒体(株式会社レプコ製商品名MYCA S−XF)39質量部を加え、十分攪拌し、得た。
【0061】
得られたガラス繊維織物を、上記処理液中に含浸し、ニップロールにてニップ圧を1kgf/cmとして絞り、2段階の乾燥(1段目:温度210℃、時間15分、2段目:温度250℃、時間15分)にて乾燥させ、本発明の集塵フィルター用布帛を得た。該布帛において、ケイ酸塩の粉粒体は、例えば図1と同様に、バインダー成分を介して、布帛表面及び布帛内部のガラス繊維上に含まれていた。
【0062】
(実施例5)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD300(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手302.0tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Bとした。
【0063】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度47本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、ガラス繊維織物を得た。
【0064】
次に、処理液を準備した。処理液は、バインダー成分とするポリテトラフロオロエチレン(以下、「PTFE」と略することがある。)溶液(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製商品名PTFE 31−JR、PTFEの固形分濃度60質量%)65質量部に、ケイ酸塩の粉粒体(株式会社レプコ製商品名MYCA S−XF)39質量部を加え、十分攪拌し、得た。
【0065】
得られたガラス繊維織物を、上記処理液中に含浸し、ニップロールにてニップ圧を1kgf/cmとして絞り、2段階の乾燥(1段目:温度210℃、時間15分、2段目:温度250℃、時間15分)にて乾燥させ、本発明の集塵フィルター用布帛を得た。該布帛において、ケイ酸塩の粉粒体は、例えば図1と同様に、バインダー成分を介して、布帛表面及び布帛内部のガラス繊維上に含まれていた。
【0066】
(比較例1)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD300(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手302.0tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Aとした。
【0067】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度47本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、比較例の布帛を得た。該布帛の質量は774.0g/mであった。
【0068】
(比較例2)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD410(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手410.0tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Aとした。
【0069】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度38本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、比較例の布帛を得た。該布帛の質量は876.5g/mであった。
【0070】
(比較例3)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD300(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手302.0tex)1本と、ユニチカ株式会社製商品名D450 3/0(フィラメント径5.0μm、番手33.6tex)1本とを合撚した糸(撚り数2.0S、番手335.6tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Aとした。
【0071】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度47本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、比較例の布帛を得た。該布帛の質量は839.0g/mであった。
【0072】
(比較例4)
経糸として、ユニチカ株式会社製商品名D450 6/2 3.8S(D450 1/0 1Zを6本下撚りしたものを2本上撚りした合撚糸、上撚り数3.8回/25mm、フィラメント径5.0μm、番手134.4tex)、緯糸として、ユニチカ株式会社製商品名STD300(バルキー加工糸、フィラメント径5.0μm、番手302.0tex)を用いた。なお、経糸、緯糸とも、ガラス繊維を構成するガラス組成物は上記ガラス組成物Bとした。
【0073】
上記経糸、及び緯糸を用い、二重織組織で製織(経糸密度48本/25mm、緯糸密度47本/25mm)し、温度680℃、時間30秒の条件でキャラメライジング処理をおこない、比較例の布帛を得た。該布帛の質量は815.9g/mであった。
【0074】
4.布帛の評価結果
得られた布帛の評価結果を表1に示す。
【0075】
【表1】
【0076】
実施例1〜5の布帛は、耐熱性繊維からなる布帛であって、前記耐熱性繊維上にケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分とを含むことから、250℃を超える雰囲気温度においても、耐折性に優れることができるものであった。
【0077】
実施例2と3を比較すると、実施例2は、ケイ酸塩の粉粒体とバインダー成分との含有比率(ケイ酸塩の粉粒体の含有量(g/m)/バインダー成分との含有量(g/m))が40/60〜60/40であったことから、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより一層優れたものであった。
【0078】
また、実施例1または2と、実施例4とを比較すると、実施例4は、緯糸がマルチフィラメント糸からなるバルキー加工糸とマルチフィラメント糸からなるヤーンとの合撚糸であることから、熱処理前の緯方向における耐折性がより一層優れたものであった。
【0079】
また、実施例1と実施例5とを比較すると、実施例1は、ガラス繊維を構成するガラス組成物が、SiOの含有量が64.0〜66.0質量%、Alの含有量が24.0〜26.0質量%、MgOの含有量が9.0〜11.0%、その他成分の含有量が3質量%以下(0質量%を含む。)であったことから、250℃を超える雰囲気温度の条件下に熱暴露した場合に、耐折性がより一層優れたものであった。
【0080】
また、実施例1〜5は、分子構造内に側鎖及び分岐のない熱可塑性樹脂である、PTFE樹脂を含むものであったことから、針通し性が特に良好であった。加えて、実施例1〜5は、集塵性も良好であった。
【0081】
一方、比較例1〜4は、耐熱性繊維上にケイ酸塩の粉粒体を含まないことから、250℃を超える雰囲気温度、例えば雰囲気温度400℃の条件下に熱暴露した場合において、耐折性に劣るものであった。また、比較例1〜4は、針通し性に劣るものであった。

図1