フィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルター
【課題】
本発明は、高温下、酸性ガス雰囲気下において、高強度で寸法安定性に優れる上に、さらに耐摩耗性、耐衝撃性にも優れた特性を有するフィルター材およびバグフィルターを提供せんとするものである。
【解決手段】
本発明のフィルター用シートは、その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維を有してなることを特徴とするものである。また、本発明のフィルター部材は、かかるフィルター用シートが縫糸により袋状に縫製されてなることを特徴とするものである。また、本発明のバグフィルターは、かかるフィルター部材を有してなることを特徴とするものである。
本発明は、高温下、酸性ガス雰囲気下において、高強度で寸法安定性に優れる上に、さらに耐摩耗性、耐衝撃性にも優れた特性を有するフィルター材およびバグフィルターを提供せんとするものである。
【解決手段】
本発明のフィルター用シートは、その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維を有してなることを特徴とするものである。また、本発明のフィルター部材は、かかるフィルター用シートが縫糸により袋状に縫製されてなることを特徴とするものである。また、本発明のバグフィルターは、かかるフィルター部材を有してなることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温下、酸性ガス雰囲気下において使用されるフィルター用シート、フィルター材およびバグフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
高温下、酸性ガス雰囲気下において使用されるバグフィルター用途に使用されるフィルター用シートには、高い特性が求められる。具体的には、
（Ａ）機械的強度に優れ破損を生じないこと、
（Ｂ）熱による寸法安定性に優れること、
（Ｃ）耐熱性が高く熱劣化による破損を生じないこと、
（Ｄ）耐薬品性が高く酸性ガス雰囲気下でも劣化による破損を生じないこと、
（Ｅ）高温下での摩耗の少ないこと、
（Ｆ）耐衝撃性に優れること、
（Ｇ）捕集効率が高いこと、
（Ｈ）捕集効率が高くかつ圧力損失が低いこと、
などである。
【０００３】
現在、特に２００〜２５０℃程度という高温の雰囲気下で用いられる耐熱バグフィルター用途には、ガラス繊維、アラミド繊維の一種であるポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維などの繊維が好適に用いられている。しかしながら、これらの繊維は、耐熱バグフィルター用途に使用される繊維として求められる高い特性を、十分に具備するものではない。
【０００４】
例えば、ガラス繊維は耐屈曲性が悪いので、不織布化が困難である上に、織布であっても逆洗パルスの衝撃で折れ曲がってしまい破損する可能性が高いという問題がある。また、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維やガラス繊維は、耐薬品性が十分でないため、窒素酸化物ガスや硫黄酸化物ガスといった酸性ガス雰囲気下では劣化により破損する可能性が高いという問題がある。
【０００５】
これらの問題を解決するために、例えば耐薬品性能の弱点を克服するために、アラミド繊維にフッ素樹脂がコーティングされたフィルターが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、かかる方法では、アラミド繊維をフッ素樹脂により完全に覆いつくせることはできず、また、フィルターとして使用中に、該フッ素樹脂が剥がれ落ちるなどの問題があるために、かかるフッ素樹脂欠損部では、耐薬品性がないという弱点を有するものであった。
【特許文献１】特開平０９−２３９２１１ 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、高温下においても、耐酸性ガスに優れ、かつ、耐屈曲性に優れたフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のフィルター用シートは、その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維を有してなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のフィルター部材は、かかるフィルター用シートが縫糸により袋状に縫製されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のバグフィルターは、かかるフィルター部材を有してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高温下においても、耐酸性ガスに優れ、かつ、耐屈曲性に優れたフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本発明のフィルター用シートは、その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維（以下、「ポリスルフォンアミド繊維」とも呼ぶ。）を有してなることが重要である。ポリスルフォンアミド繊維を有してなることにより、高温下、酸性ガス雰囲気下において使用される際において必要な、耐熱性、耐薬品性、耐屈曲性のすべてを具備したフィルター用シートを得ることができる。繰り返し単位にスルホン基を有することで耐熱性、耐薬品性に優れ、アミド基を有することで分子間結合を作りやすいことから、樹脂ポリマーの安定性に優れると考えられる。また、ガラス繊維のような無機繊維ではないので、柔軟性があり耐屈曲性に優れる。
【００１３】
前記ポリスルフォンアミドが、さらにフェニル基（−Ｃ６Ｈ４−）を繰り返し単位として有していると、分子構造としてより安定するため、耐熱性および耐薬品性がより向上し、好ましい。
【００１４】
さらに、前記ポリスルフォンアミドが−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を繰り返し単位として有していると、より好ましい。耐熱性および耐薬品性、耐屈曲性が十分バランスよく具備されるためである。
【００１５】
本発明に用いられるポリスルフォンアミド繊維は、３００℃３０分での乾熱収縮率が０％以上５％以下であることが好ましい。乾熱収縮率が５％より大きくなってしまうと、フェルト加工時での熱セットにおいて原反のロスが多くなってしまったり、高温においてフィルターを使用中に大きく寸法変化が起こってしまったりする。ここで言う乾熱収縮率とは、フィラメントであればＪＩＳ Ｌ１０１３：１９９９の８．１８．２のＢ法において、ステープルであればＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９の８．１５ｂ）において、測定したものを指す。
【００１６】
本発明のフィルター用シートは、ポリスルフォンアミド繊維の他に、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、炭素繊維等の耐熱性の高い繊維を混合してなることも好ましい。これらの繊維との混合により、高温下での摩耗などに対する機械的強度を向上させることが出来る。本発明の好適な用途であるバグフィルターにおいては、ダストの飛来によるダストの濾布への衝突による衝撃や圧縮空気による逆洗パルスによる衝撃や逆洗パルス噴射後のリテーナへの衝突による衝撃など、多くの衝撃が濾布のウェブ部分に発生する。その衝撃によりウェブ部分の繊維が劣化して脱落して捕集効率が低下するのを防ぐことができる。ガラス繊維は単独で用いると耐薬品性不足や耐屈曲性不足などの欠点があり、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維は単独で用いると耐薬品性不足などの欠点があるが、ポリスルフォンアミド繊維と混合することによって、かかる欠点を解消しつつ、さらにコスト面でも優れたフィルター用シートとすることができる。
【００１７】
ポリスルフォンアミド繊維のフィルター用シートに対する使用量は、４０質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは６５質量％以上である。４０質量％以上とすることで、上述のような効果の実効を得ることができる。
【００１８】
本発明のフィルター用シートの目付としては、１５０ｇ／ｍ２ 以上１０００ｇ／ｍ２ 以下が好ましい。目付が１５０ｇ／ｍ２ 以上であればフィルター用シートが薄すぎず十分なダスト捕集効率を得ることができ、また、パルスによる払い落としの衝撃に耐えることができる。１０００ｇ／ｍ２ 以下であれば圧力損失が高くなりすぎず、十分使用に耐える。ここで言う目付とは、単位面積当たりの質量のことであり、不織布であればＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９の６．２において測定したものを指し、織物、編物であればＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９の６．２に準じて測定したものを指す。
【００１９】
本発明のフィルター用シートの見掛け密度としては、０．２０ｇ／ｃｍ３ 以上０．８０ｇ／ｃｍ３ 以下が好ましい。見かけ密度が０．２０ｇ／ｃｍ３ 以上であればフィルター用シートの空隙が大きすぎず十分なダスト捕集効率を得ることができる。また、０．８０ｇ／ｃｍ３ 以下であればフィルター用シートが密になりすぎないために圧力損失が高くなりすぎず、十分使用に耐える。また、ここで言う見かけ密度とは、織物であればＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９の８．１０．１において、編物であればＪＩＳ Ｌ１０１８：１９９９の８．９．１において、不織布であればＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９の８．１０．１に準じ、かつ、厚さとしてＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９の６．１を用いて測定したものを用いて計算するものにおいて、測定したものを指す。
【００２０】
本発明のフィルター用シートの耐薬品性能としては、硝酸処理強度保持率が８０％以上であることが好ましい。すなわち、石炭ボイラープラント、ゴミ焼却プラント、セメント焼成プラント、アスファルト製造プラント、都市ごみ焼却炉などにおいては、酸性ガスとして主に窒素酸化物が発生する。この窒素酸化物がフィルター用シート、あるいはフィルター部材を劣化させるといった問題点があるが、本発明のように硝酸処理強度保持率が８０％以上であるフィルター用シートを用いれば、通常の窒素酸化物雰囲気であれば劣化がほとんど起こらない優れたフィルター用シートとすることができる。また、窒素酸化物ガス耐性のあるフィルター用シートであれば、その他の酸性ガスである、硫黄酸化物ガスや塩化水素ガスなどにも耐えうる性能を保持するものである。硝酸処理強度保持率の具体的な測定方法については、後述する。
【００２１】
本発明のフィルター用シートの形態としては、織布、編布、および不織布のいずれかであることが好ましい。織布や編布であれば、不織布に比べ、フィルター用シートのろ過前後の圧力損失を低減することができ、かつ、引張剛性が高いので寸法安定性に優れるため、ろ布にかかる負荷を低減することができる。また、不織布であれば、織布や編布に比べ、小さな粒径のダストを捕集する捕集効率に優れるという面で好ましい。ここで言う不織布には、少なくとも布帛面内にランダムな繊維方向を有する繊維構造体であるウェブも含む。
【００２２】
また、フィルター用シートを、不織布と織布の積層体とすることもできる。上記で述べたように、織布や編布では織り目や編み目の部分に大きな空隙が形成されるため、捕集効率の低下が懸念され、それが懸念される箇所には不織布の方が好適に用いられる。ところが不織布は、引張剛性が小さいために、寸法安定性が好適ではなく、織布や編布、特に引張剛性の高い織布が好適に用いられる。この両特性を同時に満足するために、不織布と織布を組み合わせたフィルター用シートとすることが好ましい。不織布と織布の組合せの方法は、不織布／織布／不織布の３層構造としても良いし、不織布／織布の２層構造としても差し支えない。製造方法としては例えば、繊維絡合前のウェブと織布とを積層しておいて、ニードルパンチやウォータージェットパンチなどにより、ウェブの絡合と織物との一体化を達成する製造方法が好ましい。このように、不織布と織布を組み合わせることにより、熱クリープや熱収縮を生じにくいといった寸法安定性の良い、かつ、小さな粒径のダストを捕集するといった捕集効率に優れた、フィルター用シートを得ることが出来る。
【００２３】
また、フィルター用シートのタテ方向の引張強度が、１００Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましい。バグフィルターとして用いる際に吊り下げられ表面にダストが付着することで布帛全体が重くなったとしても、その重さに耐えることができるからである。かつ、３％伸張時のタテ方向の引張強力が、１００Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましい。バグフィルターとして用いる際に圧縮空気を吹き付けられても、大幅に伸長することなく、寸法安定性に優れるためである。ここで言う引張強度、３％伸張時の引張強力とは、ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９の８．１２．１のＡ法において、測定したものを指す。
【００２４】
以上説明した、種々の好ましい態様を有するフィルター用シートを縫糸により袋状に縫製されることによって、フィルター部材を得ることが出来る。縫製方法としては、縫糸を用いた文字通りの縫製が好ましい。縫糸には、耐熱性の良好な縫糸を用いることが好ましい。その中でも、ポリスルフォンアミド繊維、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維、フッ素繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維で構成された縫糸で縫製されていることが好ましい。これらの繊維は、耐熱性が良好であるばかりでなく、耐折性にも優れるため、縫糸として好適に用いられるのである。縫糸は、単一の種類の繊維からなるフィラメント、紡績糸、混繊糸、混合紡績糸などを用いることができる。
【００２５】
また、縫糸を用いない場合の縫製方法として、超音波や電気的高周波や熱板による溶融縫製、いわゆるウェルダーも好ましく用いられる。
【００２６】
こうしてできたフィルター部材を用いることにより、高温下、酸性ガス雰囲気下において長期に使用することができる優れたバグフィルターを提供することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明に係るフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターの実施例を記す。ただし、以下の実施例は本発明の一例であって、これに限定されるものではない。
【００２８】
なお、性能評価方法は以下の通りとした。
【００２９】
［測定方法］
（１）乾熱収縮率（フィラメント）
ＪＩＳ Ｌ１０１３：１９９９「化学繊維フィラメント糸試験方法」の８．１８．２のＢ法である、フィラメント収縮率の試験方法に基づいて行った。熱処理は、熱風循環型乾燥機において、３００℃３０分暴露という方法とした。
【００３０】
（２）乾熱収縮率（ステープル）
ＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９「化学繊維ステープル試験方法」の８．１５ｂ）の乾熱収縮率の試験方法に基づいて行った。熱処理は、熱風循環型乾燥機において、３００℃３０分暴露という方法とした。
【００３１】
（３）目付（織物、編物、不織布、不織布と織布の積層体も含む）
ＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９「一般短繊維不織布試験方法」の６．２である、単位面積当たりの質量の試験方法に基づいて、あるいは、準じて行った。試験雰囲気は標準状態下とした。標準状態とは、ＪＩＳ Ｌ０１０５：１９９４の４．１に定めるように、試験室の温度が２０±２℃、湿度が６５±２％に保たれている状態のことを言う。
【００３２】
（４）見かけ密度（織物）
ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９「一般織物試験方法」の８．１０．１である、見掛比重の試験方法に基づいて行った。
【００３３】
（５）見かけ密度（編物）
ＪＩＳ Ｌ１０１８：１９９９「ニット生地試験方法」の８．９．１である、見掛比重の試験方法に基づいて行った。
【００３４】
（６）見かけ密度（不織布、不織布と織布の積層体も含む）
ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９「一般織物試験方法」の８．１０．１である、見掛比重の試験方法に準じて、厚さをＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９「一般短繊維不織布試験方法」の６．１である、厚さの測定方法に基づいて行った。
【００３５】
（７）硝酸処理強力保持率
６３ｗｔ％の濃硝酸液中にフィルター材を入れ、２１℃で２４時間浸漬した。浸漬後のフィルター材を十分洗浄し、引張試験をする。浸漬前の試験片の破断強力と、浸漬後の試験片の破断強力との比を１００分率で求め、硝酸処理強力保持率（％）とした。なお、引張試験方法については、後述の方法を採用した。
【００３６】
（８）集塵性能処理
ＪＩＳ Ｚ ８９０９−１：２００５に基づいて、同規定における試験装置を用い、初期およびエージング・安定化処理後の、出口ダスト濃度および残留圧力損失を測定した。
濾布の試験片を４５０ｍｍ×４５０ｍｍに３枚切り取り、試験片の両端に１ｋｇのおもりによって張力を与えながらサンプル濾布ホルダに装着し、秤量した。次にホルダからはみ出している濾布部分を切り取り、切り取った濾布の質量を差し引いて、濾布を含むサンプル濾布ホルダの質量とした。
ＪＩＳ Ｚ ８１２２に規定するＨＥＰＡフィルタを秤量して、ＨＥＰＡフィルタホルダへ装着した。
試験室の条件は、温度２２℃、相対湿度４１％、大気圧９９９ｈＰａであった。
ダストとしては、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に規定された試験用粉体第１０種を１１０℃で３時間乾燥し、デシケータ内で１時間以上静置したものを使用した。
【００３７】
（濾布の初期集塵性能測定）
入口ダスト濃度を５ｇ／ｍ３、濾過速度を２ｍ／ｍｉｎとし、１０００Ｐａの払落し圧力損失制御のもとで、集塵と払落し（パルス用圧縮エアータンク圧力５００ｋＰａ、パルス噴射時間５０ｍｓ）を３０回行った。
試験装置の送風機及びダスト供給機を同時に停止し、垂直管内にダストがなくなるまで待った。その後吸引を再開して残留圧力損失を測定した。
試験装置からＨＥＰＡフィルタを取り出して秤量し、次の式から出口ダスト濃度（Ｃｏｕｔ）を求めた。
Ｃｏｕｔ＝（Ｃ―Ｃ'）／Ｂ
ここに、Ｃｏｕｔ：出口ダスト濃度（ｇ／ｍ３）
Ｃ'：試験前のＨＥＰＡフィルタの質量（ｇ）
Ｃ ：試験後のＨＥＰＡフィルタの質量（ｇ）
Ｂ ：試験機に供給されたガス量（ｍ３）
（エージング処理及び安定化処理）
上記測定で使用した濾布及びＨＥＰＡフィルタを装着したそのままの状態で、エージング処理として払落しを５秒間隔で５０００回繰り返した。
続いて、エージング後の濾布の集塵性能を安定化させるため、１０００Ｐａの払落し圧力損失制御のもとで払落しを１０回繰り返した。
【００３８】
（エージング・安定化処理をした濾布の集塵性能測定）
エージング・安定化処理をした濾布を含むサンプル濾布ホルダ及び新規に装着したＨＥＰＡフィルタの質量を秤量した。
前記と同様にして払落しを３０回行い、前記と同様にして残留圧力損失及び出口ダスト濃度を求めた。
【００３９】
ｎ数３の試験片について上記処理・測定を行い、平均値を算出した。
【００４０】
（９）引張強度（織物、編物、不織布、不織布と織布の積層体も含む）
ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９「一般織物試験方法」の８．１２．１である、引張強さ及び伸び率の試験方法に基づいて、あるいは、準じて、行った。試験片は、幅５ｃｍ、つかみ間隔２０ｃｍとし、定速伸長形の装置において、引張速度を１００ｍ／ｍｉｎとして行った。
【００４１】
（１０）３％伸張時の引張強力
上記引張強度の試験において、３％伸長時の強力の値を読み取った。
【００４２】
（１１）繊度（ステープル）
ＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９「化学繊維ステープル試験方法」の８．５．１ａ）の正量繊度の試験方法に基づいて行った。
【００４３】
（１２）繊維長（ステープル）
ＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９「化学繊維ステープル試験方法」の８．４．１のＣ法の平均繊維長の試験方法に基づいて行った。
【００４４】
［実施例１］
（繊維）
その繰り返し単位に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を有するポリスルフォンアミド繊維のステープルを用意した。このステープル繊維の繊度は１．８ｄｔｅｘ、繊維長は５１ｍｍであった。この繊維の乾熱収縮率は０．４％であった。
【００４５】
（紡績糸）
上記のステープル繊維を用いて綿番手２０／２の双糸からなる紡績糸を作製した。
【００４６】
（織布）
上記の紡績糸を用いて補強布として用いるための目開き織布（タテ２４本／２．５４ｃｍ、ヨコ１４本／２．５４ｃｍ）を作製した。織り組織は平織とした。この織布のタテ方向の引張強度は１３３Ｎ／５ｃｍ、３％伸張時の引張強度は１２１Ｎ／５ｃｍであった。
【００４７】
（フィルター用シート）
上述のステープル繊維と上述の織布とを、積層し、フィルター用シートを作製した。方法は、ステープル繊維をカード、クロスラッパー工程を得てウェブ化し、そのウェブを織布上に積層し、ニードルパンチ工程を経て一体化させた。
【００４８】
得られたフィルター用シートの目付は６００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下であり、非常にバランスの取れたフィルター用シートであった。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９０％と非常に高いものであった。
【００４９】
（バグフィルター）
このフィルター用シートを、上述の紡績糸を縫糸として用いて直径１５ｃｍφ、長さ６ｍの袋状に縫製して、フィルター部材とし、さらに、金属製のスナップリングを取り付けてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００５０】
［実施例２］
（繊維）
実施例１で用いたのと同様のポリスルフォンアミド繊維のステープルを用いた。
【００５１】
（紡績糸）
実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００５２】
（織布）
実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。
【００５３】
（フィルター用シート）
積層量、およびニードルパンチ工程における針密度を変更した以外は実施例１と同様にして、上記のステープル繊維と、上記の織布とを積層し、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は２５０ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．７０ｇ／ｃｍ３ であった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下であり、非常にバランスの取れたフィルター用シートであった。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９４％と非常に高いものであった。
【００５４】
（バグフィルター）
上述のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００５５】
［実施例３］
（繊維）
実施例１で用いたのと同様のポリスルフォンアミド繊維のステープルを用いた。
【００５６】
（紡績糸）
実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００５７】
（織布）
実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。
【００５８】
（フィルター用シート）
積層量、およびニードルパンチ工程における針密度を変更した以外は実施例１と同様にして、上記のステープル繊維と、上記の織布とを積層し、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は９００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下の非常にバランスの取れたフィルター用シートであることが判った。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９４％と非常に高いものであった。
【００５９】
（バグフィルター）
上述のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００６０】
［実施例４］
（繊維）
その繰り返し単位に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を有するポリスルフォンアミド繊維のフィラメントを用意した。このフィラメント繊維の単糸繊度は１．８ｄｔｅｘ、繊維本数は２００本、マルチフィラメント繊度は３６０ｄｔｅｘであった。この繊維の乾熱収縮率は０．４％であった。
【００６１】
（織布・フィルター用シート）
上記フィラメント繊維を用いて、織布を作製した。織り密度はタテ８０本／２．５４ｃｍ、ヨコ５０本／２．５４ｃｍとした。織り組織は綾織とした。これを、フィルター用シートとした。目付は２５０ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．７０ｇ／ｃｍ３ であった。この織布の引張強度は４１０Ｎ／５ｃｍ、３％伸張時の引張強度は３１３Ｎ／５ｃｍであった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下であり、非常にバランスの取れたフィルター用シートであった。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９２％と非常に高いものであった。
【００６２】
（バグフィルター）
上記のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００６３】
［実施例５］
（繊維）
実施例１で用いたのと同様のポリスルフォンアミド繊維のステープルと、ポリテトラフルオロエチレン繊維（東レ株式会社製トヨフロン（Ｒ） Ｔ２０１、単繊維繊度７．４ｄｔｅｘ、カット長７０ｍｍ）を用いた。
【００６４】
（紡績糸）
実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００６５】
（織布）
実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。
【００６６】
（フィルター用シート）
上記のポリスルフォンアミド繊維７０部とフッ素繊維３０部を混合したステープル繊維を用いた以外は実施例１と同様にして、上記のステープル繊維と、上記の織布とを積層し、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は６００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。また、集塵性能は、表２に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下の非常にバランスの取れたフィルター用シートであることが判った。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９９％と高いものであった。
【００６７】
（バグフィルター）
上述のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００６８】
［比較例１］
（繊維）
その繰り返し単位に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＮＨＣＯ−を有するポリメタフェニレンイソフタールアミドを含んでなる繊維（以下メタアラミド繊維）のステープルを用意した。このステープル繊維の繊度は２．２ｄｔｅｘ、繊維長は７６ｍｍであった。この繊維の乾熱収縮率は６．０％であった。
【００６９】
（紡績糸）
ステープル繊維として上記の繊維を用いた以外としては実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００７０】
（織布）
上記の紡績糸を用いた以外としては実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。この織布のタテ方向の引張強度は１１７Ｎ／５ｃｍ、３％伸張時の引張強度は９１Ｎ／５ｃｍであった。
【００７１】
（フィルター用シート）
上記のステープル繊維、上記の織布を用いた以外は実施例１と同様にして、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は６００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。しかし、フィルター用シートの硝酸処理強力保持率は５６％と、酸により劣化してしまい、酸性ガス下で使用に耐えるフィルター用シートとは成らなかった。
【００７２】
［比較例２］
比較例１の耐酸性ガス性を改善するため、比較例１のフィルター用シートを、アルミナゾルの水分散液に十分浸漬、絞りをした後に、ＰＴＦＥ粒子水分散液８５重量部に熱可塑性フッ素系樹脂（ポリパーフルオロアルキルメタクリレート系共重合体）２５５重量部を配合し水４１５重量部で希釈した溶液に十分浸漬、絞りをした後に、１５０℃で乾燥、２００℃で熱処理を行った。加工後の目付は６５０ｇ／ｍ２、見掛け密度０．４０ｇ／ｃｍ３となった。
【００７３】
しかしながら、得られたフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は７５％と、酸により劣化してしまい、酸性ガス下で使用に耐えるフィルター用シートに改善することはできなかった。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターは、特に、高温下で固体と気体を分離する、たとえば耐熱集塵装置、特に、石炭ボイラープラント、ゴミ焼却プラント、セメント焼成プラント、アスファルト製造プラント、都市ごみ焼却炉などの、多量の粉塵を高温ガスから分離するためのフィルター用シート、フィルター部材、あるいはバグフィルターに好適に使用される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温下、酸性ガス雰囲気下において使用されるフィルター用シート、フィルター材およびバグフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
高温下、酸性ガス雰囲気下において使用されるバグフィルター用途に使用されるフィルター用シートには、高い特性が求められる。具体的には、
（Ａ）機械的強度に優れ破損を生じないこと、
（Ｂ）熱による寸法安定性に優れること、
（Ｃ）耐熱性が高く熱劣化による破損を生じないこと、
（Ｄ）耐薬品性が高く酸性ガス雰囲気下でも劣化による破損を生じないこと、
（Ｅ）高温下での摩耗の少ないこと、
（Ｆ）耐衝撃性に優れること、
（Ｇ）捕集効率が高いこと、
（Ｈ）捕集効率が高くかつ圧力損失が低いこと、
などである。
【０００３】
現在、特に２００〜２５０℃程度という高温の雰囲気下で用いられる耐熱バグフィルター用途には、ガラス繊維、アラミド繊維の一種であるポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維などの繊維が好適に用いられている。しかしながら、これらの繊維は、耐熱バグフィルター用途に使用される繊維として求められる高い特性を、十分に具備するものではない。
【０００４】
例えば、ガラス繊維は耐屈曲性が悪いので、不織布化が困難である上に、織布であっても逆洗パルスの衝撃で折れ曲がってしまい破損する可能性が高いという問題がある。また、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維やガラス繊維は、耐薬品性が十分でないため、窒素酸化物ガスや硫黄酸化物ガスといった酸性ガス雰囲気下では劣化により破損する可能性が高いという問題がある。
【０００５】
これらの問題を解決するために、例えば耐薬品性能の弱点を克服するために、アラミド繊維にフッ素樹脂がコーティングされたフィルターが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、かかる方法では、アラミド繊維をフッ素樹脂により完全に覆いつくせることはできず、また、フィルターとして使用中に、該フッ素樹脂が剥がれ落ちるなどの問題があるために、かかるフッ素樹脂欠損部では、耐薬品性がないという弱点を有するものであった。
【特許文献１】特開平０９−２３９２１１ 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、高温下においても、耐酸性ガスに優れ、かつ、耐屈曲性に優れたフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のフィルター用シートは、その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維を有してなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のフィルター部材は、かかるフィルター用シートが縫糸により袋状に縫製されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のバグフィルターは、かかるフィルター部材を有してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高温下においても、耐酸性ガスに優れ、かつ、耐屈曲性に優れたフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本発明のフィルター用シートは、その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維（以下、「ポリスルフォンアミド繊維」とも呼ぶ。）を有してなることが重要である。ポリスルフォンアミド繊維を有してなることにより、高温下、酸性ガス雰囲気下において使用される際において必要な、耐熱性、耐薬品性、耐屈曲性のすべてを具備したフィルター用シートを得ることができる。繰り返し単位にスルホン基を有することで耐熱性、耐薬品性に優れ、アミド基を有することで分子間結合を作りやすいことから、樹脂ポリマーの安定性に優れると考えられる。また、ガラス繊維のような無機繊維ではないので、柔軟性があり耐屈曲性に優れる。
【００１３】
前記ポリスルフォンアミドが、さらにフェニル基（−Ｃ６Ｈ４−）を繰り返し単位として有していると、分子構造としてより安定するため、耐熱性および耐薬品性がより向上し、好ましい。
【００１４】
さらに、前記ポリスルフォンアミドが−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を繰り返し単位として有していると、より好ましい。耐熱性および耐薬品性、耐屈曲性が十分バランスよく具備されるためである。
【００１５】
本発明に用いられるポリスルフォンアミド繊維は、３００℃３０分での乾熱収縮率が０％以上５％以下であることが好ましい。乾熱収縮率が５％より大きくなってしまうと、フェルト加工時での熱セットにおいて原反のロスが多くなってしまったり、高温においてフィルターを使用中に大きく寸法変化が起こってしまったりする。ここで言う乾熱収縮率とは、フィラメントであればＪＩＳ Ｌ１０１３：１９９９の８．１８．２のＢ法において、ステープルであればＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９の８．１５ｂ）において、測定したものを指す。
【００１６】
本発明のフィルター用シートは、ポリスルフォンアミド繊維の他に、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維、フッ素繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、炭素繊維等の耐熱性の高い繊維を混合してなることも好ましい。これらの繊維との混合により、高温下での摩耗などに対する機械的強度を向上させることが出来る。本発明の好適な用途であるバグフィルターにおいては、ダストの飛来によるダストの濾布への衝突による衝撃や圧縮空気による逆洗パルスによる衝撃や逆洗パルス噴射後のリテーナへの衝突による衝撃など、多くの衝撃が濾布のウェブ部分に発生する。その衝撃によりウェブ部分の繊維が劣化して脱落して捕集効率が低下するのを防ぐことができる。ガラス繊維は単独で用いると耐薬品性不足や耐屈曲性不足などの欠点があり、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維は単独で用いると耐薬品性不足などの欠点があるが、ポリスルフォンアミド繊維と混合することによって、かかる欠点を解消しつつ、さらにコスト面でも優れたフィルター用シートとすることができる。
【００１７】
ポリスルフォンアミド繊維のフィルター用シートに対する使用量は、４０質量％以上とすることが好ましく、より好ましくは６５質量％以上である。４０質量％以上とすることで、上述のような効果の実効を得ることができる。
【００１８】
本発明のフィルター用シートの目付としては、１５０ｇ／ｍ２ 以上１０００ｇ／ｍ２ 以下が好ましい。目付が１５０ｇ／ｍ２ 以上であればフィルター用シートが薄すぎず十分なダスト捕集効率を得ることができ、また、パルスによる払い落としの衝撃に耐えることができる。１０００ｇ／ｍ２ 以下であれば圧力損失が高くなりすぎず、十分使用に耐える。ここで言う目付とは、単位面積当たりの質量のことであり、不織布であればＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９の６．２において測定したものを指し、織物、編物であればＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９の６．２に準じて測定したものを指す。
【００１９】
本発明のフィルター用シートの見掛け密度としては、０．２０ｇ／ｃｍ３ 以上０．８０ｇ／ｃｍ３ 以下が好ましい。見かけ密度が０．２０ｇ／ｃｍ３ 以上であればフィルター用シートの空隙が大きすぎず十分なダスト捕集効率を得ることができる。また、０．８０ｇ／ｃｍ３ 以下であればフィルター用シートが密になりすぎないために圧力損失が高くなりすぎず、十分使用に耐える。また、ここで言う見かけ密度とは、織物であればＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９の８．１０．１において、編物であればＪＩＳ Ｌ１０１８：１９９９の８．９．１において、不織布であればＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９の８．１０．１に準じ、かつ、厚さとしてＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９の６．１を用いて測定したものを用いて計算するものにおいて、測定したものを指す。
【００２０】
本発明のフィルター用シートの耐薬品性能としては、硝酸処理強度保持率が８０％以上であることが好ましい。すなわち、石炭ボイラープラント、ゴミ焼却プラント、セメント焼成プラント、アスファルト製造プラント、都市ごみ焼却炉などにおいては、酸性ガスとして主に窒素酸化物が発生する。この窒素酸化物がフィルター用シート、あるいはフィルター部材を劣化させるといった問題点があるが、本発明のように硝酸処理強度保持率が８０％以上であるフィルター用シートを用いれば、通常の窒素酸化物雰囲気であれば劣化がほとんど起こらない優れたフィルター用シートとすることができる。また、窒素酸化物ガス耐性のあるフィルター用シートであれば、その他の酸性ガスである、硫黄酸化物ガスや塩化水素ガスなどにも耐えうる性能を保持するものである。硝酸処理強度保持率の具体的な測定方法については、後述する。
【００２１】
本発明のフィルター用シートの形態としては、織布、編布、および不織布のいずれかであることが好ましい。織布や編布であれば、不織布に比べ、フィルター用シートのろ過前後の圧力損失を低減することができ、かつ、引張剛性が高いので寸法安定性に優れるため、ろ布にかかる負荷を低減することができる。また、不織布であれば、織布や編布に比べ、小さな粒径のダストを捕集する捕集効率に優れるという面で好ましい。ここで言う不織布には、少なくとも布帛面内にランダムな繊維方向を有する繊維構造体であるウェブも含む。
【００２２】
また、フィルター用シートを、不織布と織布の積層体とすることもできる。上記で述べたように、織布や編布では織り目や編み目の部分に大きな空隙が形成されるため、捕集効率の低下が懸念され、それが懸念される箇所には不織布の方が好適に用いられる。ところが不織布は、引張剛性が小さいために、寸法安定性が好適ではなく、織布や編布、特に引張剛性の高い織布が好適に用いられる。この両特性を同時に満足するために、不織布と織布を組み合わせたフィルター用シートとすることが好ましい。不織布と織布の組合せの方法は、不織布／織布／不織布の３層構造としても良いし、不織布／織布の２層構造としても差し支えない。製造方法としては例えば、繊維絡合前のウェブと織布とを積層しておいて、ニードルパンチやウォータージェットパンチなどにより、ウェブの絡合と織物との一体化を達成する製造方法が好ましい。このように、不織布と織布を組み合わせることにより、熱クリープや熱収縮を生じにくいといった寸法安定性の良い、かつ、小さな粒径のダストを捕集するといった捕集効率に優れた、フィルター用シートを得ることが出来る。
【００２３】
また、フィルター用シートのタテ方向の引張強度が、１００Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましい。バグフィルターとして用いる際に吊り下げられ表面にダストが付着することで布帛全体が重くなったとしても、その重さに耐えることができるからである。かつ、３％伸張時のタテ方向の引張強力が、１００Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましい。バグフィルターとして用いる際に圧縮空気を吹き付けられても、大幅に伸長することなく、寸法安定性に優れるためである。ここで言う引張強度、３％伸張時の引張強力とは、ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９の８．１２．１のＡ法において、測定したものを指す。
【００２４】
以上説明した、種々の好ましい態様を有するフィルター用シートを縫糸により袋状に縫製されることによって、フィルター部材を得ることが出来る。縫製方法としては、縫糸を用いた文字通りの縫製が好ましい。縫糸には、耐熱性の良好な縫糸を用いることが好ましい。その中でも、ポリスルフォンアミド繊維、ポリメタフェニレンイソフタールアミド繊維、フッ素繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維で構成された縫糸で縫製されていることが好ましい。これらの繊維は、耐熱性が良好であるばかりでなく、耐折性にも優れるため、縫糸として好適に用いられるのである。縫糸は、単一の種類の繊維からなるフィラメント、紡績糸、混繊糸、混合紡績糸などを用いることができる。
【００２５】
また、縫糸を用いない場合の縫製方法として、超音波や電気的高周波や熱板による溶融縫製、いわゆるウェルダーも好ましく用いられる。
【００２６】
こうしてできたフィルター部材を用いることにより、高温下、酸性ガス雰囲気下において長期に使用することができる優れたバグフィルターを提供することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明に係るフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターの実施例を記す。ただし、以下の実施例は本発明の一例であって、これに限定されるものではない。
【００２８】
なお、性能評価方法は以下の通りとした。
【００２９】
［測定方法］
（１）乾熱収縮率（フィラメント）
ＪＩＳ Ｌ１０１３：１９９９「化学繊維フィラメント糸試験方法」の８．１８．２のＢ法である、フィラメント収縮率の試験方法に基づいて行った。熱処理は、熱風循環型乾燥機において、３００℃３０分暴露という方法とした。
【００３０】
（２）乾熱収縮率（ステープル）
ＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９「化学繊維ステープル試験方法」の８．１５ｂ）の乾熱収縮率の試験方法に基づいて行った。熱処理は、熱風循環型乾燥機において、３００℃３０分暴露という方法とした。
【００３１】
（３）目付（織物、編物、不織布、不織布と織布の積層体も含む）
ＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９「一般短繊維不織布試験方法」の６．２である、単位面積当たりの質量の試験方法に基づいて、あるいは、準じて行った。試験雰囲気は標準状態下とした。標準状態とは、ＪＩＳ Ｌ０１０５：１９９４の４．１に定めるように、試験室の温度が２０±２℃、湿度が６５±２％に保たれている状態のことを言う。
【００３２】
（４）見かけ密度（織物）
ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９「一般織物試験方法」の８．１０．１である、見掛比重の試験方法に基づいて行った。
【００３３】
（５）見かけ密度（編物）
ＪＩＳ Ｌ１０１８：１９９９「ニット生地試験方法」の８．９．１である、見掛比重の試験方法に基づいて行った。
【００３４】
（６）見かけ密度（不織布、不織布と織布の積層体も含む）
ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９「一般織物試験方法」の８．１０．１である、見掛比重の試験方法に準じて、厚さをＪＩＳ Ｌ１９１３：１９９９「一般短繊維不織布試験方法」の６．１である、厚さの測定方法に基づいて行った。
【００３５】
（７）硝酸処理強力保持率
６３ｗｔ％の濃硝酸液中にフィルター材を入れ、２１℃で２４時間浸漬した。浸漬後のフィルター材を十分洗浄し、引張試験をする。浸漬前の試験片の破断強力と、浸漬後の試験片の破断強力との比を１００分率で求め、硝酸処理強力保持率（％）とした。なお、引張試験方法については、後述の方法を採用した。
【００３６】
（８）集塵性能処理
ＪＩＳ Ｚ ８９０９−１：２００５に基づいて、同規定における試験装置を用い、初期およびエージング・安定化処理後の、出口ダスト濃度および残留圧力損失を測定した。
濾布の試験片を４５０ｍｍ×４５０ｍｍに３枚切り取り、試験片の両端に１ｋｇのおもりによって張力を与えながらサンプル濾布ホルダに装着し、秤量した。次にホルダからはみ出している濾布部分を切り取り、切り取った濾布の質量を差し引いて、濾布を含むサンプル濾布ホルダの質量とした。
ＪＩＳ Ｚ ８１２２に規定するＨＥＰＡフィルタを秤量して、ＨＥＰＡフィルタホルダへ装着した。
試験室の条件は、温度２２℃、相対湿度４１％、大気圧９９９ｈＰａであった。
ダストとしては、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に規定された試験用粉体第１０種を１１０℃で３時間乾燥し、デシケータ内で１時間以上静置したものを使用した。
【００３７】
（濾布の初期集塵性能測定）
入口ダスト濃度を５ｇ／ｍ３、濾過速度を２ｍ／ｍｉｎとし、１０００Ｐａの払落し圧力損失制御のもとで、集塵と払落し（パルス用圧縮エアータンク圧力５００ｋＰａ、パルス噴射時間５０ｍｓ）を３０回行った。
試験装置の送風機及びダスト供給機を同時に停止し、垂直管内にダストがなくなるまで待った。その後吸引を再開して残留圧力損失を測定した。
試験装置からＨＥＰＡフィルタを取り出して秤量し、次の式から出口ダスト濃度（Ｃｏｕｔ）を求めた。
Ｃｏｕｔ＝（Ｃ―Ｃ'）／Ｂ
ここに、Ｃｏｕｔ：出口ダスト濃度（ｇ／ｍ３）
Ｃ'：試験前のＨＥＰＡフィルタの質量（ｇ）
Ｃ ：試験後のＨＥＰＡフィルタの質量（ｇ）
Ｂ ：試験機に供給されたガス量（ｍ３）
（エージング処理及び安定化処理）
上記測定で使用した濾布及びＨＥＰＡフィルタを装着したそのままの状態で、エージング処理として払落しを５秒間隔で５０００回繰り返した。
続いて、エージング後の濾布の集塵性能を安定化させるため、１０００Ｐａの払落し圧力損失制御のもとで払落しを１０回繰り返した。
【００３８】
（エージング・安定化処理をした濾布の集塵性能測定）
エージング・安定化処理をした濾布を含むサンプル濾布ホルダ及び新規に装着したＨＥＰＡフィルタの質量を秤量した。
前記と同様にして払落しを３０回行い、前記と同様にして残留圧力損失及び出口ダスト濃度を求めた。
【００３９】
ｎ数３の試験片について上記処理・測定を行い、平均値を算出した。
【００４０】
（９）引張強度（織物、編物、不織布、不織布と織布の積層体も含む）
ＪＩＳ Ｌ１０９６：１９９９「一般織物試験方法」の８．１２．１である、引張強さ及び伸び率の試験方法に基づいて、あるいは、準じて、行った。試験片は、幅５ｃｍ、つかみ間隔２０ｃｍとし、定速伸長形の装置において、引張速度を１００ｍ／ｍｉｎとして行った。
【００４１】
（１０）３％伸張時の引張強力
上記引張強度の試験において、３％伸長時の強力の値を読み取った。
【００４２】
（１１）繊度（ステープル）
ＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９「化学繊維ステープル試験方法」の８．５．１ａ）の正量繊度の試験方法に基づいて行った。
【００４３】
（１２）繊維長（ステープル）
ＪＩＳ Ｌ１０１５：１９９９「化学繊維ステープル試験方法」の８．４．１のＣ法の平均繊維長の試験方法に基づいて行った。
【００４４】
［実施例１］
（繊維）
その繰り返し単位に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を有するポリスルフォンアミド繊維のステープルを用意した。このステープル繊維の繊度は１．８ｄｔｅｘ、繊維長は５１ｍｍであった。この繊維の乾熱収縮率は０．４％であった。
【００４５】
（紡績糸）
上記のステープル繊維を用いて綿番手２０／２の双糸からなる紡績糸を作製した。
【００４６】
（織布）
上記の紡績糸を用いて補強布として用いるための目開き織布（タテ２４本／２．５４ｃｍ、ヨコ１４本／２．５４ｃｍ）を作製した。織り組織は平織とした。この織布のタテ方向の引張強度は１３３Ｎ／５ｃｍ、３％伸張時の引張強度は１２１Ｎ／５ｃｍであった。
【００４７】
（フィルター用シート）
上述のステープル繊維と上述の織布とを、積層し、フィルター用シートを作製した。方法は、ステープル繊維をカード、クロスラッパー工程を得てウェブ化し、そのウェブを織布上に積層し、ニードルパンチ工程を経て一体化させた。
【００４８】
得られたフィルター用シートの目付は６００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下であり、非常にバランスの取れたフィルター用シートであった。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９０％と非常に高いものであった。
【００４９】
（バグフィルター）
このフィルター用シートを、上述の紡績糸を縫糸として用いて直径１５ｃｍφ、長さ６ｍの袋状に縫製して、フィルター部材とし、さらに、金属製のスナップリングを取り付けてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００５０】
［実施例２］
（繊維）
実施例１で用いたのと同様のポリスルフォンアミド繊維のステープルを用いた。
【００５１】
（紡績糸）
実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００５２】
（織布）
実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。
【００５３】
（フィルター用シート）
積層量、およびニードルパンチ工程における針密度を変更した以外は実施例１と同様にして、上記のステープル繊維と、上記の織布とを積層し、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は２５０ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．７０ｇ／ｃｍ３ であった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下であり、非常にバランスの取れたフィルター用シートであった。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９４％と非常に高いものであった。
【００５４】
（バグフィルター）
上述のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００５５】
［実施例３］
（繊維）
実施例１で用いたのと同様のポリスルフォンアミド繊維のステープルを用いた。
【００５６】
（紡績糸）
実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００５７】
（織布）
実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。
【００５８】
（フィルター用シート）
積層量、およびニードルパンチ工程における針密度を変更した以外は実施例１と同様にして、上記のステープル繊維と、上記の織布とを積層し、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は９００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下の非常にバランスの取れたフィルター用シートであることが判った。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９４％と非常に高いものであった。
【００５９】
（バグフィルター）
上述のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００６０】
［実施例４］
（繊維）
その繰り返し単位に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を有するポリスルフォンアミド繊維のフィラメントを用意した。このフィラメント繊維の単糸繊度は１．８ｄｔｅｘ、繊維本数は２００本、マルチフィラメント繊度は３６０ｄｔｅｘであった。この繊維の乾熱収縮率は０．４％であった。
【００６１】
（織布・フィルター用シート）
上記フィラメント繊維を用いて、織布を作製した。織り密度はタテ８０本／２．５４ｃｍ、ヨコ５０本／２．５４ｃｍとした。織り組織は綾織とした。これを、フィルター用シートとした。目付は２５０ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．７０ｇ／ｃｍ３ であった。この織布の引張強度は４１０Ｎ／５ｃｍ、３％伸張時の引張強度は３１３Ｎ／５ｃｍであった。また集塵性能は、表１に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下であり、非常にバランスの取れたフィルター用シートであった。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９２％と非常に高いものであった。
【００６２】
（バグフィルター）
上記のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００６３】
［実施例５］
（繊維）
実施例１で用いたのと同様のポリスルフォンアミド繊維のステープルと、ポリテトラフルオロエチレン繊維（東レ株式会社製トヨフロン（Ｒ） Ｔ２０１、単繊維繊度７．４ｄｔｅｘ、カット長７０ｍｍ）を用いた。
【００６４】
（紡績糸）
実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００６５】
（織布）
実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。
【００６６】
（フィルター用シート）
上記のポリスルフォンアミド繊維７０部とフッ素繊維３０部を混合したステープル繊維を用いた以外は実施例１と同様にして、上記のステープル繊維と、上記の織布とを積層し、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は６００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。また、集塵性能は、表２に示すように、最終出口ダスト濃度が１ｍｇ／ｍ３ 以下、最終残留圧力損失が０．３ｋＰａ以下の非常にバランスの取れたフィルター用シートであることが判った。また、このフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は、９９％と高いものであった。
【００６７】
（バグフィルター）
上述のフィルターシートを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルター部材とし、さらに実施例１と同様にしてバグフィルターとした。このバグフィルターは、上述のように、耐酸性に優れ、フィルター性能としてバランスの取れたフィルター用シートを用いているため、石炭ボイラープラントに好適に用いることができた。
【００６８】
［比較例１］
（繊維）
その繰り返し単位に−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＮＨＣＯ−を有するポリメタフェニレンイソフタールアミドを含んでなる繊維（以下メタアラミド繊維）のステープルを用意した。このステープル繊維の繊度は２．２ｄｔｅｘ、繊維長は７６ｍｍであった。この繊維の乾熱収縮率は６．０％であった。
【００６９】
（紡績糸）
ステープル繊維として上記の繊維を用いた以外としては実施例１で用いたのと同様の紡績糸を用いた。
【００７０】
（織布）
上記の紡績糸を用いた以外としては実施例１で用いたのと同様の織布を用いた。この織布のタテ方向の引張強度は１１７Ｎ／５ｃｍ、３％伸張時の引張強度は９１Ｎ／５ｃｍであった。
【００７１】
（フィルター用シート）
上記のステープル繊維、上記の織布を用いた以外は実施例１と同様にして、フィルター用シートを作製した。得られたフィルター用シートの目付は６００ｇ／ｍ２ 、見掛け密度は０．３５ｇ／ｃｍ３ であった。しかし、フィルター用シートの硝酸処理強力保持率は５６％と、酸により劣化してしまい、酸性ガス下で使用に耐えるフィルター用シートとは成らなかった。
【００７２】
［比較例２］
比較例１の耐酸性ガス性を改善するため、比較例１のフィルター用シートを、アルミナゾルの水分散液に十分浸漬、絞りをした後に、ＰＴＦＥ粒子水分散液８５重量部に熱可塑性フッ素系樹脂（ポリパーフルオロアルキルメタクリレート系共重合体）２５５重量部を配合し水４１５重量部で希釈した溶液に十分浸漬、絞りをした後に、１５０℃で乾燥、２００℃で熱処理を行った。加工後の目付は６５０ｇ／ｍ２、見掛け密度０．４０ｇ／ｃｍ３となった。
【００７３】
しかしながら、得られたフィルター用シートの硝酸処理強力保持率は７５％と、酸により劣化してしまい、酸性ガス下で使用に耐えるフィルター用シートに改善することはできなかった。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のフィルター用シート、フィルター部材およびバグフィルターは、特に、高温下で固体と気体を分離する、たとえば耐熱集塵装置、特に、石炭ボイラープラント、ゴミ焼却プラント、セメント焼成プラント、アスファルト製造プラント、都市ごみ焼却炉などの、多量の粉塵を高温ガスから分離するためのフィルター用シート、フィルター部材、あるいはバグフィルターに好適に使用される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維を有してなることを特徴とするフィルター用シート。
【請求項２】
前記ポリスルフォンアミドがさらにフェニル基（−Ｃ６Ｈ４−）を繰り返し単位として有する請求項１に記載のフィルター用シート。
【請求項３】
前記ポリスルフォンアミドが、−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を繰り返し単位として有することを特徴とする、請求項２記載のフィルター用シート。
【請求項４】
目付が１５０ｇ／ｍ２ 以上１０００ｇ／ｍ２ 以下で、見掛け密度が０．２０ｇ／ｃｍ３ 以上０．８０ｇ／ｃｍ３ 以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項５】
硝酸処理強度保持率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項６】
織布、編布、および不織布のいずれかの形態を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項７】
不織布と織布の積層体である請求項１〜６のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のフィルター用シートが縫糸により袋状に縫製されてなることを特徴とするフィルター部材。
【請求項９】
請求項８記載のフィルター部材を有してなるバグフィルター。
【請求項１】
その繰り返し単位にスルホン基（−ＳＯ２−）とアミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するポリスルフォンアミドを含んでなる繊維を有してなることを特徴とするフィルター用シート。
【請求項２】
前記ポリスルフォンアミドがさらにフェニル基（−Ｃ６Ｈ４−）を繰り返し単位として有する請求項１に記載のフィルター用シート。
【請求項３】
前記ポリスルフォンアミドが、−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＮＨ−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ２−を繰り返し単位として有することを特徴とする、請求項２記載のフィルター用シート。
【請求項４】
目付が１５０ｇ／ｍ２ 以上１０００ｇ／ｍ２ 以下で、見掛け密度が０．２０ｇ／ｃｍ３ 以上０．８０ｇ／ｃｍ３ 以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項５】
硝酸処理強度保持率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項６】
織布、編布、および不織布のいずれかの形態を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項７】
不織布と織布の積層体である請求項１〜６のいずれかに記載のフィルター用シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のフィルター用シートが縫糸により袋状に縫製されてなることを特徴とするフィルター部材。
【請求項９】
請求項８記載のフィルター部材を有してなるバグフィルター。
【公開番号】特開２００８−１２４９４（Ｐ２００８−１２４９４Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８８９４１（Ｐ２００６−１８８９４１）
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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