メタ−およびパラ−アラミドステープル繊維のスクリムレスフィルタフェルトを含むバッグフィルタ
本発明は、管状部分、閉鎖端部および開口端部を有するバッグフィルタであって、管状部分が、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維とからなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含み、ニードルパンチバットが、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する、バッグフィルタに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善されたろ過性能を有する高温用バッグフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｆｏｒｓｔｅｎに付与された米国特許第４，１００，３２３号明細書および米国特許第４，１１７，５７８号明細書に開示されているようなアラミドステープル繊維を含有する高温ガス用フィルタフェルトおよびバッグフィルタを用いて、アスファルトプラント、石炭プラントおよびその他工業会社に由来する粒状物質から環境を守ることができる。かかるプラントが環境へ大きな影響を与え得ること、およびフィルタが耐えなければならない極端な化学環境のために、ろ過効率を改善し得る何らかの改善が求められている。特に、業界における傾向は、道路の舗装が必要とされる場所で操作可能な、これまで以上に可搬性に優れたアスファルト製造設備および関連のバッグハウスに向いている。これらの可搬性バッグハウスは、概ね今までよりもコンパクトであり、長さが約６メートルの旧来の大きなバッグに対して、長さが約３．５メートルと小さめのバッグを用いる。従って、軽いフィルタバッグ重量で、改善された効率を提供することのできるフィルタバッグが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、管状部分と閉鎖端部と開口端部とを有するバッグフィルタであって、管状部分が、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維とからなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含み、ニードルパンチバットが、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する、バッグフィルタに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】スクリムレスフィルタフェルトを有するバッグフィルタの一実施形態を示す。
【図２】表１のろ過性能データを表わす。
【図３】表２のろ過性能データを表わす。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一実施形態において、本発明は、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維とからなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含む管状部分を有するバッグフィルタに係わる。このスクリムレスフィルタフェルトは、１００％メタ−アラミドフィルタフェルトに比べると、驚くべきろ過効率性能を有する。
【０００６】
「スクリムレスフィルタフェルト」とは、フィルタフェルトが、高温ガスろ過バッグハウス中のバッグフィルタが空気圧変動から受けるであろう機械加工に対して安定であり、いずれのタイプの支持布スクリムも必要なく、また取り付けられてもいないことを意味する。スクリムレスフィルタフェルトは、繊維のニードルパンチバットから実質的になる。繊維のバットは、エアレイングまたはカーディング等の従来の不織シート形成プロセスから得ることができ、ある実施形態においては、アンニードル繊維の層を、従来の技術を用いてクロスラップして、フェルトに必要な十分な坪量の厚い繊維バットが形成される。不織布およびフェルトの製造に有用である業界において公知の方法の例である米国特許第２，９１０，７６３号明細書および第３，６８４，２８４号明細書に開示されているようなニードルパンチを用いるプロセスにより、繊維バットは、スクリムレスフィルタフェルトへと圧密される。
【０００７】
ステープル繊維のバットは、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維の均質ブレンドからなる。ある実施形態において、ステープル繊維のバットは、５０〜６８重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３２〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維の均質ブレンドからなる。好ましい実施形態において、メタ−とパラ−アラミドステープル繊維の両方共が捲縮されていて、両者共、１インチ当たり７〜１４の捲縮（１ｃｍ当たり２．５〜５．５の捲縮）の捲縮頻度を有する。ステープル繊維は、バットおよびスクリムレスフェルトに、均質ブレンドとして配列される。すなわち、このタイプのステープル繊維は、バットおよびフェルトに、均一に混合および分配される。これによって、フェルトに均一な混合物を形成して、フェルトのいずれの部分においても、１つのタイプの繊維を高濃度に含んだ局所領域が一切ないようにする。
【０００８】
均質ステープル繊維ブレンドは、多くの方法により形成することができる。例えば、一実施形態において、異なる種類のステープル繊維の梱から得た捲縮ステープル繊維の塊は、ピッカー等の装置により開いてから、空気搬送等の任意の利用可能な方法によりブレンドして、より均一な混合物を形成することができる。変形実施形態において、ピッカーにおいて繊維を開く前に、ステープル繊維をブレンドして、混合物を形成することができる。さらに他の可能な実施形態において、ステープル繊維は、カッターブレンドしてもよい。すなわち、繊維タイプのトウを結合してから、ステープルへと切断することができる。すると、繊維のブレンドを、不織フェルトへと変換することができる。一実施形態において、これには、カード等の装置を用いることにより繊維状ウェブを作製することが含まれる。ただし、繊維のエアレイング等の他の方法を用いることができる。必要なら、繊維状ウェブを、コンベヤを介して、クロスラッパー等の装置に送って、個々のウェブを一枚づつ互いにジグザグ構造に重ねていくことにより、クロスラップ構造を形成することができる。必要なら、重い坪量のステープル繊維のニードルパンチバットを、２つ以上の軽く圧密した低い坪量のバットから作製することができる。例えば、低い坪量のバットは、標準的なニードルパンチ機に軽く粘着または軽く圧密でき、これら低い坪量のバットの２つ以上を結合して、両側で一緒にニードルパンチすることにより互いに取り付けて、ろ過フェルトを生成することができる。
【０００９】
スクリムレスフィルタフェルトは、アラミド繊維のブレンドからなる。これらの繊維は、例えば、１７５℃以上の高温ガスのろ過に特に有用だからである。ポリエステル等の繊維は、それらのガラス転移温度が比較的低い（約１５０℃）ため、高温では有用でない。すなわち、ガラス転移温度を超えると、繊維とフィルタバッグの機械的完全性が損なわれるであろう。フィルタバッグのフィルタ媒体中のポリエステル繊維（または比較的低ガラス転移温度の他の材料）の量がたとえ少量でも、高温での性能が損なわれる可能性がある。アラミド繊維は、２００℃を超えるガラス転移温度を有するため、ポリエステルよりも高温で、より機械的にかなり安定であり、ポリエステル含有バッグを損傷するであろう２００℃を超える温度変化に耐えることができる。
【００１０】
メタ−アラミド繊維は、メタ−配向合成芳香族ポリアミドを含み、パラ−アラミド繊維は、パラ−配向合成芳香族ポリアミドを含む。ポリマーは、繊維へと成形するために、繊維形成分子量のものでなければならない。ポリマーは、ポリアミドホモポリマー、コポリマーおよび主に芳香族であるこれらの混合物を含むことができる。アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％は、２つの芳香族環に直接付加している。環は、非置換または置換とすることができる。２つの環またはラジカルが、分子鎖に沿って互いにメタ配向であるときは、ポリマーはメタ−アラミドである。２つの環またはラジカルが、分子鎖に沿って互いにパラ配向であるときは、ポリマーはパラ−アラミドである。好ましくは、コポリマーは、ポリマーを形成するのに用いる第１級ジアミンの代替として１０パーセント以下の他のジアミン、またはポリマーを形成するのに用いる第１級二酸塩化物の代替として１０パーセント以下の他の二酸塩化物を有する。添加剤をアラミドと共に用いることができ、１０重量パーセントまでの他のポリマー材料をアラミドとブレンドまたはボンドできることが分かっている。好ましいメタ−アラミドは、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）である。かかるメタ−アラミド繊維の１つは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ（ＤｕＰｏｎｔ）より入手可能なＮｏｍｅｘ（登録商標）アラミド繊維であるが、メタ−アラミド繊維は、日本、東京の帝人（株）より入手可能な商標Ｔｅｊｉｎｃｏｎｅｘ（登録商標）、Ｙａｎｔａｉ Ｓｐａｎｄｅｘ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａより入手可能なＮｅｗ Ｓｔａｒ（登録商標）Ｍｅｔａ−ａｒａｍｉｄおよびＧｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈａｒｍｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ． Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｈｕｉ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａより入手可能なＣｈｉｎｆｕｎｅｘ（登録商標）Ａｒａｍｉｄ １３１３として様々なスタイルで入手可能である。メタ−アラミド繊維は、元から耐炎性であり、数多くのプロセスを用いて乾式または湿式紡糸により紡糸することができる。しかしながら、米国特許第３，０６３，９６６号明細書、第３，２２７，７９３号明細書、第３，２８７，３２４号明細書、第３，４１４，６４５号明細書および第５，６６７，７４３号明細書には、本発明で用いることのできるアラミド繊維を製造する有用な方法が例示されている。
【００１１】
一実施形態において、メタ−アラミド繊維は、少なくとも２０％、より好ましくは、少なくとも２５％の結晶化度を有する。例を挙げると、最終繊維の形成し易さのために、結晶化度の実際的な上限は５０％である（ただし、これより高いパーセンテージも好適と考えられる）。通常、結晶化度は、２５〜４０％の範囲であろう。この結晶化度を有する市販のメタ−アラミド繊維の一例は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｉｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅより入手可能なＮｏｍｅｘ（登録商標）Ｔ４５０である。
【００１２】
メタ−アラミド繊維の結晶化度は、２つの方法のうち１つにより求めることができる。第１の方法は、ボイドのない繊維で用いられ、第２は、ボイドが全くないわけではない繊維でのものである。
【００１３】
第１の方法におけるメタ−アラミドのパーセント結晶化度は、まず、良品の実質的にボイドのない試料を用いて、結晶化度の線形較正曲線を生成することにより求められる。かかるボイドのない試料については、比体積（１／密度）は、二相モデルを用いた結晶化度に直接関連付けることができる。試料の密度は、密度勾配カラムで測定される。ｘ−線散乱方法により非結晶と判断されたメタ−アラミドフィルムを測定したところ、平均密度が１．３３５６ｇ／ｃｍ3とわかった。次に、完全結晶のメタ−アラミド試料の密度は、ｘ−線ユニットセルの寸法から求めたところ、１．４６９９ｇ／ｃｍ3であった。これら０％と１００％の結晶化度の終点を定めると、密度が既知のボイドのない全ての実験試料の結晶化度を、線形関係式である：
【数１】
から求めることができる。
【００１４】
多くの繊維試料がボイドが全くないわけではないので、結晶化度を求めるには、ラマン分光法が好ましい方法である。ラマン測定法は、ボイド含量に感受性がないため、１６５０ｃｍ-1でのカルボニル結合伸縮の相対強度を用いて、ボイドがあってもなくてもいずれの形態のメタ−アラミドの結晶化度を求めることができる。これを行うために、結晶化度と、１００２ｃｍ-1でのリング伸縮モードの強度まで正規化された１６５０ｃｍ-1でのカルボニル結合伸縮の強度との間の線形関係を、結晶化度を予め求め、上述した密度測定から公知である、ボイドが最少の試料を用いて展開した。密度較正曲線に依存する次の経験的な関係式、
【数２】
（式中、Ｉ（１６５０ｃｍ-1）は、その点でのメタ−アラミド試料のラマン強度である）を、Ｎｉｃｏｌｅｔ型番９１０ＦＴ−ラマン分光計を用いて、パーセント結晶化度について展開した。この強度を用いて、実験試料のパーセント結晶化度をこの等式から計算する。
【００１５】
メタ−アラミド繊維は、溶液から紡糸し、冷却し、追加で加熱または化学処理を行わずに、ガラス転移温度より低い温度を用いて乾燥すると、最小レベルのみの結晶化度を現す。かかる繊維は、ラマン散乱技術を用いて繊維の結晶化度を測定すると、１５パーセント未満のパーセント結晶化度を有する。結晶化度の低いこれらの繊維は、加熱または化学的手段を用いることにより、結晶化できるアモルファスメタ−アラミド繊維と考えられる。結晶化度のレベルは、ポリマーのガラス転移温度またはそれ以上での加熱処理により増大することができる。一般的に、所望量の結晶化度を繊維に付与するのに十分な時間にわたって張力をかけて加熱ロールと繊維を接触させることにより、かかる熱は加えられる。
【００１６】
ｍ−アラミド繊維の結晶化度のレベルは、化学処理により増大することができ、ある実施形態においては、これには、布に組み込まれる前に繊維を着色、染色または疑染色する方法が含まれる。いくつかの方法は、例えば、米国特許第４，６６８，２３４号明細書、第４，７５５，３３５号明細書、第４，８８３，４９６号明細書および第５，０９６，４５９号明細書に開示されている。染色キャリアとしても知られている染色助剤を用いて、アラミド繊維の染料染着の増大を補助してもよい。有用な染料キャリアとしては、アリールエーテル、ベンジルアルコールまたはアセトフェノンが挙げられる。
【００１７】
好ましいパラ−アラミドは、ポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）である。あるかかるパラ−アラミド繊維は、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＫｅｖｌａｒ（登録商標）アラミド繊維である。ただし、パラ−アラミド繊維としては、日本、東京の帝人（株）より入手可能な商標Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）も入手可能である。本明細書での目的のために、同じく、日本、東京の帝人（株）より入手可能で、コポリ（ｐ−フェニレン／３，４’ジフェニルエステルテレフタルアミド）から作製される商標Ｔｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）繊維も、パラ−アラミド繊維と考えられる。パラ−アラミド繊維の製造方法は、概して、例えば、米国特許第３，８６９，４３０号明細書、第３，８６９，４２９号明細書および第３，７６７，７５６号明細書に開示されている。
【００１８】
スクリムレスフィルタフェルトは、繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になり、軽量織布等の任意の支持スクリムにさらに取り付けられていないため、スクリムレスであるとされている。通常、かかるスクリムを用いて、機械的完全性および耐久性がフィルタフェルトに与えられる。従って、スクリムのないフィルタフェルトの構築には、フィルタバッグへと製造され、高温ガスバッグハウスにおいて高温ガスおよび圧力変動に晒される厳しさに耐えることができるであろう特定の機械的特徴をフェルトへ付与する必要がある。ニードルパンチバットは、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する。１０ｏｚ／ｙｄ2（３４０ｇ／ｍ2）未満のスクリムレスフィルタフェルトは、機械加工に対して適切な安定性がない傾向があり、高温ガスろ過バッグハウスにおいてバッグフィルタ材料として用いると早期に破損する可能性がある。スクリムレスフィルタフェルトを介した圧力降下は坪量とともに増大するため、１７ｏｚ／ｙｄ2（５８０ｇ／ｍ2）を超えるフィルタフェルト坪量は、通常、望ましくない。
【００１９】
ある実施形態において、ニードルパンチバットは、バットが１平方インチ当たり約４２００〜７２００の全貫通数（１平方センチメートル当たり６５０〜１１１６の全貫通数）を有するようにニードルされる。実際の一実施形態において、これらの貫通数は、ニードルパンチバットの両側でほぼ等しく分かれる。すなわち、４２００の全貫通数／ｉｎ2（６５０の全貫通数／ｃｍ2）については、バットは圧密されると、約２１００ニードル貫通数／ｉｎ2（３２５貫通数／ｃｍ2）が、バットの一方の側または面でバットに、実質的に等数が、バットの他方の側または面に適用される。同様に、７２００の全貫通数／ｉｎ2（１１１６の全貫通数／ｃｍ2）については、３６００ニードル貫通数／ｉｎ2（５５８貫通数／ｃｍ2）が、一方の面でバットに、実質的に等数が、他方の面に適用される。スクリムレスフィルタフェルトの改善された耐久性が重要なこれらの実施形態については、スクリムがフェルトに存在しないため、少なくとも約４２００の全貫通数／ｉｎ2（６５０の全貫通数／ｃｍ2）が必要であると考えられる。約７２００の全貫通数／ｉｎ2（１１１６の全貫通数／ｃｍ2）を超える繊維のバットの圧密は、フェルトが過剰に圧縮されて、フェルトを介した圧力降下が大きくなるため、望ましくないと考えられる。
【００２０】
ある実施形態において、スクリムレスフィルタフェルトのフェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率は、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０２〜０．５ミリグラムである。他のある実施形態において、フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量は、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０５〜０．４ミリグラムである。これは、スクリムレスフィルタフェルトにとって、非常に低量の漏れであり、一般的に、メタ−アラミド繊維のみを含有する等価の坪量のスクリムレスフィルタフェルトで見られる量の半分より少ない。ある実施形態において、スクリムレスフィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６による立方メートル当たりのミリグラムで、０．１〜０．４ｍｇ／ｍ3であり、ある実施形態においては、スクリムレスフィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６により、０．１〜０．２５ｍｇ／ｍ3である。ＶＤＩは、Ｖｅｒｅｉｎ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｅ（Ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）である。
【００２１】
図１に、スクリムレスフィルタフェルトを含むフィルタバッグの一実施形態を示す。フィルタバッグ１は、閉鎖端部２、開口端部３および管状部分４を有する。示した実施形態において、フィルタバッグはまた、バッグの開口端部に取り付けられた止め環５も有する。止め環は、ばね鋼または任意のその他の好適な材料で作製することができる。このバッグの管状部分４は、スクリムレスフィルタフェルトで構成されており、重なって、ステッチ７により縫われたシーム６が形成されている。本実施形態における閉鎖端部はまた、管状部分に用いるフェルトの端部に８でステッチされたスクリムレスフィルタフェルトで構成されている。図１は、好ましい実施形態を表わしているが、米国特許第３，５２４，３０４号明細書（Ｗｉｔｔｅｍｅｉｅｒら）、第４，０５６，３７４号明細書（Ｈｉｘｅｎｂａｕｇｈ）、第４，３１０，３３６号明細書（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ）、第４，４８１，０２２号明細書（Ｒｅｉｅｒ）、第４，４９０，２５３号明細書（Ｔａｆａｒａ）および／または第４，５８５，８３３号明細書（Ｔａｆａｒａ）に開示されているような他に可能性のあるバッグフィルタの構造、配置および特徴を用いてもよい。
【００２２】
ある実施形態において、図１に示すフィルタバッグの閉鎖端部２は、管状部分に縫いつけられたスクリムレスフィルタフェルトのディスクである。他の実施形態において、閉鎖端部は、何か他の材料で作製することができる。例えば、ある状況では、金属閉鎖端部が必要かもしれない。他の実施形態において、閉鎖端部は、縫いつける以外に、何か他のやり方で、超音波、接着または熱シームまたはシールすることができる。別の実施形態において、スクリムレスフィルタフェルトを含むバッグの管状部分の一端にギャザーを寄せる、または折ってからシールして閉鎖端部を形成することができる。ある実施形態において、バッグの開口端部３にハードウェアを与えて、バッグをセルプレートに取り付けてもよい。他のある実施形態において、バッグの開口端部のサイズを変えて、特別に設計されたセルプレートにバッグを滑らせることによって滑り嵌めがなされるようにしてもよい。
【００２３】
本明細書で用いる、「フィルタバッグ」には、図面に開示された一般的な型のフィルタバッグばかりでなく、フィルタポケットやエンベロープバッグをはじめとする多くのその他の異なる実施形態のバッグフィルタまたは管状フィルタも含まれることを指す。バッグの管状部分は、丸または円筒管に限定されるものではなく、フィルタポケットやエンベロープバッグに用いることのできる、例えば、平板管等のものも含まれる。
【００２４】
試験方法
酸化アルミニウムダストを用いる手順ＡＳＴＭ Ｄ６８３０−０２「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｒｏｐ ａｎｄ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｃｌｅａｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ」および手順ＶＤＩ３９２６「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ」を用いて、ろ過効率を測定した。これらは、フェルトのろ過効率を求めるのに、それぞれ、米国と欧州において実施されている標準的な試験である。排出濃度または漏れが大きければ大きいほど、ろ過効率が低くなる。ＡＳＴＭとは、米国材料試験協会を表わす。
【００２５】
例１
１フィラメント当たり２デニール（１フィラメント当たり２．２ｄｔｅｘ）のメタ−アラミド繊維、具体的には、３−インチ（７６ｍｍ）の切断長さを有するポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維（ＤｕＰｏｎｔより入手可能な商標Ｎｏｍｅｘ（登録商標））と、１フィラメント当たり１．５デニール（１フィラメント当たり１．７ｄｔｅｘ）のパラ−アラミド繊維、具体的には、３−インチ（７６ｍｍ）の切断長さを有するポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）繊維（同じく、ＤｕＰｏｎｔより入手可能な商標Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））とを含有する均質ステープル繊維ブレンドを、ステープル繊維を梱から結合および混合することにより作製した。標準的なカーディングおよびクロスラッピング機器を用いて、これらのステープル繊維を、クロスラップバットへと変換してから、両側で数回ニードルパンチして、フィルタフェルトを生成した（品目１−１〜１−５）。これは、まず、各側でバットを６００貫通数／ｉｎ2ニードルパンチして予備圧密した後、両側でさらにニードルパンチして、さらにバットを圧密することによりなされた。１２００の予備圧密貫通数を含む各品目についての全貫通数を表１に示す。匹敵する重量の比較のフィルタフェルトを生成するために、上記の手順を繰り返して、１フィラメント当たり２デニール（１フィラメント当たり２．２ｄｔｅｘ）の１００パーセントのＮｏｍｅｘ（登録商標）メタ−アラミド繊維から、坪量１５．３ｏｚ／ｙｄ2（５２０ｇ／ｍ2）を有する重いフィルタフェルトを作製した（品目Ａ）。１５．３ｏｚ／ｙｄ2（５２０ｇ／ｍ2）のフェルトを、慎重に剃って、坪量を取り除き、坪量１３．５６ｏｚ／ｙｄ2（４６０ｇ／ｍ2）（品目Ｂ）および１１．１５ｏｚ／ｙｄ2（３８０ｇ／ｍ2）（品目Ｃ）の１００−パーセントのメタ−アラミド繊維フィルタフェルトを作製した。フェルトのろ過効率を、手順ＡＳＴＭ６８３０−０２を用いて評価した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１および図２に示すとおり、ブレンドは、匹敵する重量で、１００％メタ−アラミドよりも低い平均排出濃度または高い効率を与える。これによって、バッグハウスが非常に効率的に機能するであろう。また、これによって、低坪量のバッグを用いる可能性が与えられる結果、操業費が下がる。これらのブレンドアラミド繊維フェルトから作製されたフィルタバッグは、アスファルトプラントの現在のＥＰＡ放出限界に合格するであろうし、将来におけるより高い放出基準に適合する可能性を有しており、１７５℃を超える温度での高温ガスの長時間ろ過等、超高温変動に耐え得るであろう。
【００２８】
例２
例１のポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維およびポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）繊維の５５／４５、６７／３３および７５／２５の重量比のメタ／パラ繊維ブレンドを含有する均質ステープル繊維ブレンドを、例１同様スクリムレスフィルタフェルトへと作製した（品目２−１〜２−８）。同じく、例１同様、匹敵する重量の比較のフィルタフェルトを生成するために、１フィラメント当たり２デニール（１フィラメント当たり２．２ｄｔｅｘ）の１００パーセントのＮｏｍｅｘ（登録商標）メタ−アラミド繊維から、坪量１５．３ｏｚ／ｙｄ2（５２０ｇ／ｍ2）フィルタフェルトを、慎重に剃って、坪量を取り除き、２つの１００−パーセントのメタ−アラミド繊維の比較フィルタフェルトを作製した（品目ＤおよびＥ）。全てのフェルトのろ過効率を、手順ＶＤＩ３９２６を用いて評価した。結果を表２に示す。ブレンドスクリムレスフィルタフェルトは、匹敵する坪量の１００％メタ−アラミドフェルトより、遥かに低い漏れであり、ＡＳＴＭ６８３０−２手順で示された結果が裏付けられた。図３は、表２のデータの線形近似の図である。
【００２９】
【表２】
【００３０】
例１または２で作製したスクリムレスフィルタフェルトはいずれも、バッグフィルタへと作製することができる。バッグフィルタは、閉鎖端部、開口端部および管状部分を有することができる。スクリムレスフィルタフェルトは、縁を重ねた円筒へと作製することができる。縁は、それらをステッチして、図１に示すようなシーム６を形成することにより取り付けることができ、フィルタバッグの管状部分を形成する。追加のスクリムレスフィルタフェルトを、ステッチすることにより管状部分の端部に取り付けると、バッグの閉鎖端部を形成することができる。必要なら、止め環をバッグの開口端部に取り付けることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善されたろ過性能を有する高温用バッグフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｆｏｒｓｔｅｎに付与された米国特許第４，１００，３２３号明細書および米国特許第４，１１７，５７８号明細書に開示されているようなアラミドステープル繊維を含有する高温ガス用フィルタフェルトおよびバッグフィルタを用いて、アスファルトプラント、石炭プラントおよびその他工業会社に由来する粒状物質から環境を守ることができる。かかるプラントが環境へ大きな影響を与え得ること、およびフィルタが耐えなければならない極端な化学環境のために、ろ過効率を改善し得る何らかの改善が求められている。特に、業界における傾向は、道路の舗装が必要とされる場所で操作可能な、これまで以上に可搬性に優れたアスファルト製造設備および関連のバッグハウスに向いている。これらの可搬性バッグハウスは、概ね今までよりもコンパクトであり、長さが約６メートルの旧来の大きなバッグに対して、長さが約３．５メートルと小さめのバッグを用いる。従って、軽いフィルタバッグ重量で、改善された効率を提供することのできるフィルタバッグが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、管状部分と閉鎖端部と開口端部とを有するバッグフィルタであって、管状部分が、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維とからなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含み、ニードルパンチバットが、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する、バッグフィルタに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】スクリムレスフィルタフェルトを有するバッグフィルタの一実施形態を示す。
【図２】表１のろ過性能データを表わす。
【図３】表２のろ過性能データを表わす。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一実施形態において、本発明は、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維とからなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含む管状部分を有するバッグフィルタに係わる。このスクリムレスフィルタフェルトは、１００％メタ−アラミドフィルタフェルトに比べると、驚くべきろ過効率性能を有する。
【０００６】
「スクリムレスフィルタフェルト」とは、フィルタフェルトが、高温ガスろ過バッグハウス中のバッグフィルタが空気圧変動から受けるであろう機械加工に対して安定であり、いずれのタイプの支持布スクリムも必要なく、また取り付けられてもいないことを意味する。スクリムレスフィルタフェルトは、繊維のニードルパンチバットから実質的になる。繊維のバットは、エアレイングまたはカーディング等の従来の不織シート形成プロセスから得ることができ、ある実施形態においては、アンニードル繊維の層を、従来の技術を用いてクロスラップして、フェルトに必要な十分な坪量の厚い繊維バットが形成される。不織布およびフェルトの製造に有用である業界において公知の方法の例である米国特許第２，９１０，７６３号明細書および第３，６８４，２８４号明細書に開示されているようなニードルパンチを用いるプロセスにより、繊維バットは、スクリムレスフィルタフェルトへと圧密される。
【０００７】
ステープル繊維のバットは、５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維の均質ブレンドからなる。ある実施形態において、ステープル繊維のバットは、５０〜６８重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３２〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維の均質ブレンドからなる。好ましい実施形態において、メタ−とパラ−アラミドステープル繊維の両方共が捲縮されていて、両者共、１インチ当たり７〜１４の捲縮（１ｃｍ当たり２．５〜５．５の捲縮）の捲縮頻度を有する。ステープル繊維は、バットおよびスクリムレスフェルトに、均質ブレンドとして配列される。すなわち、このタイプのステープル繊維は、バットおよびフェルトに、均一に混合および分配される。これによって、フェルトに均一な混合物を形成して、フェルトのいずれの部分においても、１つのタイプの繊維を高濃度に含んだ局所領域が一切ないようにする。
【０００８】
均質ステープル繊維ブレンドは、多くの方法により形成することができる。例えば、一実施形態において、異なる種類のステープル繊維の梱から得た捲縮ステープル繊維の塊は、ピッカー等の装置により開いてから、空気搬送等の任意の利用可能な方法によりブレンドして、より均一な混合物を形成することができる。変形実施形態において、ピッカーにおいて繊維を開く前に、ステープル繊維をブレンドして、混合物を形成することができる。さらに他の可能な実施形態において、ステープル繊維は、カッターブレンドしてもよい。すなわち、繊維タイプのトウを結合してから、ステープルへと切断することができる。すると、繊維のブレンドを、不織フェルトへと変換することができる。一実施形態において、これには、カード等の装置を用いることにより繊維状ウェブを作製することが含まれる。ただし、繊維のエアレイング等の他の方法を用いることができる。必要なら、繊維状ウェブを、コンベヤを介して、クロスラッパー等の装置に送って、個々のウェブを一枚づつ互いにジグザグ構造に重ねていくことにより、クロスラップ構造を形成することができる。必要なら、重い坪量のステープル繊維のニードルパンチバットを、２つ以上の軽く圧密した低い坪量のバットから作製することができる。例えば、低い坪量のバットは、標準的なニードルパンチ機に軽く粘着または軽く圧密でき、これら低い坪量のバットの２つ以上を結合して、両側で一緒にニードルパンチすることにより互いに取り付けて、ろ過フェルトを生成することができる。
【０００９】
スクリムレスフィルタフェルトは、アラミド繊維のブレンドからなる。これらの繊維は、例えば、１７５℃以上の高温ガスのろ過に特に有用だからである。ポリエステル等の繊維は、それらのガラス転移温度が比較的低い（約１５０℃）ため、高温では有用でない。すなわち、ガラス転移温度を超えると、繊維とフィルタバッグの機械的完全性が損なわれるであろう。フィルタバッグのフィルタ媒体中のポリエステル繊維（または比較的低ガラス転移温度の他の材料）の量がたとえ少量でも、高温での性能が損なわれる可能性がある。アラミド繊維は、２００℃を超えるガラス転移温度を有するため、ポリエステルよりも高温で、より機械的にかなり安定であり、ポリエステル含有バッグを損傷するであろう２００℃を超える温度変化に耐えることができる。
【００１０】
メタ−アラミド繊維は、メタ−配向合成芳香族ポリアミドを含み、パラ−アラミド繊維は、パラ−配向合成芳香族ポリアミドを含む。ポリマーは、繊維へと成形するために、繊維形成分子量のものでなければならない。ポリマーは、ポリアミドホモポリマー、コポリマーおよび主に芳香族であるこれらの混合物を含むことができる。アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％は、２つの芳香族環に直接付加している。環は、非置換または置換とすることができる。２つの環またはラジカルが、分子鎖に沿って互いにメタ配向であるときは、ポリマーはメタ−アラミドである。２つの環またはラジカルが、分子鎖に沿って互いにパラ配向であるときは、ポリマーはパラ−アラミドである。好ましくは、コポリマーは、ポリマーを形成するのに用いる第１級ジアミンの代替として１０パーセント以下の他のジアミン、またはポリマーを形成するのに用いる第１級二酸塩化物の代替として１０パーセント以下の他の二酸塩化物を有する。添加剤をアラミドと共に用いることができ、１０重量パーセントまでの他のポリマー材料をアラミドとブレンドまたはボンドできることが分かっている。好ましいメタ−アラミドは、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）（ＭＰＤ−Ｉ）である。かかるメタ−アラミド繊維の１つは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ（ＤｕＰｏｎｔ）より入手可能なＮｏｍｅｘ（登録商標）アラミド繊維であるが、メタ−アラミド繊維は、日本、東京の帝人（株）より入手可能な商標Ｔｅｊｉｎｃｏｎｅｘ（登録商標）、Ｙａｎｔａｉ Ｓｐａｎｄｅｘ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａより入手可能なＮｅｗ Ｓｔａｒ（登録商標）Ｍｅｔａ−ａｒａｍｉｄおよびＧｕａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈａｒｍｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ． Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｈｕｉ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａより入手可能なＣｈｉｎｆｕｎｅｘ（登録商標）Ａｒａｍｉｄ １３１３として様々なスタイルで入手可能である。メタ−アラミド繊維は、元から耐炎性であり、数多くのプロセスを用いて乾式または湿式紡糸により紡糸することができる。しかしながら、米国特許第３，０６３，９６６号明細書、第３，２２７，７９３号明細書、第３，２８７，３２４号明細書、第３，４１４，６４５号明細書および第５，６６７，７４３号明細書には、本発明で用いることのできるアラミド繊維を製造する有用な方法が例示されている。
【００１１】
一実施形態において、メタ−アラミド繊維は、少なくとも２０％、より好ましくは、少なくとも２５％の結晶化度を有する。例を挙げると、最終繊維の形成し易さのために、結晶化度の実際的な上限は５０％である（ただし、これより高いパーセンテージも好適と考えられる）。通常、結晶化度は、２５〜４０％の範囲であろう。この結晶化度を有する市販のメタ−アラミド繊維の一例は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｉｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅより入手可能なＮｏｍｅｘ（登録商標）Ｔ４５０である。
【００１２】
メタ−アラミド繊維の結晶化度は、２つの方法のうち１つにより求めることができる。第１の方法は、ボイドのない繊維で用いられ、第２は、ボイドが全くないわけではない繊維でのものである。
【００１３】
第１の方法におけるメタ−アラミドのパーセント結晶化度は、まず、良品の実質的にボイドのない試料を用いて、結晶化度の線形較正曲線を生成することにより求められる。かかるボイドのない試料については、比体積（１／密度）は、二相モデルを用いた結晶化度に直接関連付けることができる。試料の密度は、密度勾配カラムで測定される。ｘ−線散乱方法により非結晶と判断されたメタ−アラミドフィルムを測定したところ、平均密度が１．３３５６ｇ／ｃｍ3とわかった。次に、完全結晶のメタ−アラミド試料の密度は、ｘ−線ユニットセルの寸法から求めたところ、１．４６９９ｇ／ｃｍ3であった。これら０％と１００％の結晶化度の終点を定めると、密度が既知のボイドのない全ての実験試料の結晶化度を、線形関係式である：
【数１】
から求めることができる。
【００１４】
多くの繊維試料がボイドが全くないわけではないので、結晶化度を求めるには、ラマン分光法が好ましい方法である。ラマン測定法は、ボイド含量に感受性がないため、１６５０ｃｍ-1でのカルボニル結合伸縮の相対強度を用いて、ボイドがあってもなくてもいずれの形態のメタ−アラミドの結晶化度を求めることができる。これを行うために、結晶化度と、１００２ｃｍ-1でのリング伸縮モードの強度まで正規化された１６５０ｃｍ-1でのカルボニル結合伸縮の強度との間の線形関係を、結晶化度を予め求め、上述した密度測定から公知である、ボイドが最少の試料を用いて展開した。密度較正曲線に依存する次の経験的な関係式、
【数２】
（式中、Ｉ（１６５０ｃｍ-1）は、その点でのメタ−アラミド試料のラマン強度である）を、Ｎｉｃｏｌｅｔ型番９１０ＦＴ−ラマン分光計を用いて、パーセント結晶化度について展開した。この強度を用いて、実験試料のパーセント結晶化度をこの等式から計算する。
【００１５】
メタ−アラミド繊維は、溶液から紡糸し、冷却し、追加で加熱または化学処理を行わずに、ガラス転移温度より低い温度を用いて乾燥すると、最小レベルのみの結晶化度を現す。かかる繊維は、ラマン散乱技術を用いて繊維の結晶化度を測定すると、１５パーセント未満のパーセント結晶化度を有する。結晶化度の低いこれらの繊維は、加熱または化学的手段を用いることにより、結晶化できるアモルファスメタ−アラミド繊維と考えられる。結晶化度のレベルは、ポリマーのガラス転移温度またはそれ以上での加熱処理により増大することができる。一般的に、所望量の結晶化度を繊維に付与するのに十分な時間にわたって張力をかけて加熱ロールと繊維を接触させることにより、かかる熱は加えられる。
【００１６】
ｍ−アラミド繊維の結晶化度のレベルは、化学処理により増大することができ、ある実施形態においては、これには、布に組み込まれる前に繊維を着色、染色または疑染色する方法が含まれる。いくつかの方法は、例えば、米国特許第４，６６８，２３４号明細書、第４，７５５，３３５号明細書、第４，８８３，４９６号明細書および第５，０９６，４５９号明細書に開示されている。染色キャリアとしても知られている染色助剤を用いて、アラミド繊維の染料染着の増大を補助してもよい。有用な染料キャリアとしては、アリールエーテル、ベンジルアルコールまたはアセトフェノンが挙げられる。
【００１７】
好ましいパラ−アラミドは、ポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）である。あるかかるパラ−アラミド繊維は、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＫｅｖｌａｒ（登録商標）アラミド繊維である。ただし、パラ−アラミド繊維としては、日本、東京の帝人（株）より入手可能な商標Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）も入手可能である。本明細書での目的のために、同じく、日本、東京の帝人（株）より入手可能で、コポリ（ｐ−フェニレン／３，４’ジフェニルエステルテレフタルアミド）から作製される商標Ｔｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）繊維も、パラ−アラミド繊維と考えられる。パラ−アラミド繊維の製造方法は、概して、例えば、米国特許第３，８６９，４３０号明細書、第３，８６９，４２９号明細書および第３，７６７，７５６号明細書に開示されている。
【００１８】
スクリムレスフィルタフェルトは、繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になり、軽量織布等の任意の支持スクリムにさらに取り付けられていないため、スクリムレスであるとされている。通常、かかるスクリムを用いて、機械的完全性および耐久性がフィルタフェルトに与えられる。従って、スクリムのないフィルタフェルトの構築には、フィルタバッグへと製造され、高温ガスバッグハウスにおいて高温ガスおよび圧力変動に晒される厳しさに耐えることができるであろう特定の機械的特徴をフェルトへ付与する必要がある。ニードルパンチバットは、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する。１０ｏｚ／ｙｄ2（３４０ｇ／ｍ2）未満のスクリムレスフィルタフェルトは、機械加工に対して適切な安定性がない傾向があり、高温ガスろ過バッグハウスにおいてバッグフィルタ材料として用いると早期に破損する可能性がある。スクリムレスフィルタフェルトを介した圧力降下は坪量とともに増大するため、１７ｏｚ／ｙｄ2（５８０ｇ／ｍ2）を超えるフィルタフェルト坪量は、通常、望ましくない。
【００１９】
ある実施形態において、ニードルパンチバットは、バットが１平方インチ当たり約４２００〜７２００の全貫通数（１平方センチメートル当たり６５０〜１１１６の全貫通数）を有するようにニードルされる。実際の一実施形態において、これらの貫通数は、ニードルパンチバットの両側でほぼ等しく分かれる。すなわち、４２００の全貫通数／ｉｎ2（６５０の全貫通数／ｃｍ2）については、バットは圧密されると、約２１００ニードル貫通数／ｉｎ2（３２５貫通数／ｃｍ2）が、バットの一方の側または面でバットに、実質的に等数が、バットの他方の側または面に適用される。同様に、７２００の全貫通数／ｉｎ2（１１１６の全貫通数／ｃｍ2）については、３６００ニードル貫通数／ｉｎ2（５５８貫通数／ｃｍ2）が、一方の面でバットに、実質的に等数が、他方の面に適用される。スクリムレスフィルタフェルトの改善された耐久性が重要なこれらの実施形態については、スクリムがフェルトに存在しないため、少なくとも約４２００の全貫通数／ｉｎ2（６５０の全貫通数／ｃｍ2）が必要であると考えられる。約７２００の全貫通数／ｉｎ2（１１１６の全貫通数／ｃｍ2）を超える繊維のバットの圧密は、フェルトが過剰に圧縮されて、フェルトを介した圧力降下が大きくなるため、望ましくないと考えられる。
【００２０】
ある実施形態において、スクリムレスフィルタフェルトのフェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率は、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０２〜０．５ミリグラムである。他のある実施形態において、フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量は、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０５〜０．４ミリグラムである。これは、スクリムレスフィルタフェルトにとって、非常に低量の漏れであり、一般的に、メタ−アラミド繊維のみを含有する等価の坪量のスクリムレスフィルタフェルトで見られる量の半分より少ない。ある実施形態において、スクリムレスフィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６による立方メートル当たりのミリグラムで、０．１〜０．４ｍｇ／ｍ3であり、ある実施形態においては、スクリムレスフィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６により、０．１〜０．２５ｍｇ／ｍ3である。ＶＤＩは、Ｖｅｒｅｉｎ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｅ（Ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）である。
【００２１】
図１に、スクリムレスフィルタフェルトを含むフィルタバッグの一実施形態を示す。フィルタバッグ１は、閉鎖端部２、開口端部３および管状部分４を有する。示した実施形態において、フィルタバッグはまた、バッグの開口端部に取り付けられた止め環５も有する。止め環は、ばね鋼または任意のその他の好適な材料で作製することができる。このバッグの管状部分４は、スクリムレスフィルタフェルトで構成されており、重なって、ステッチ７により縫われたシーム６が形成されている。本実施形態における閉鎖端部はまた、管状部分に用いるフェルトの端部に８でステッチされたスクリムレスフィルタフェルトで構成されている。図１は、好ましい実施形態を表わしているが、米国特許第３，５２４，３０４号明細書（Ｗｉｔｔｅｍｅｉｅｒら）、第４，０５６，３７４号明細書（Ｈｉｘｅｎｂａｕｇｈ）、第４，３１０，３３６号明細書（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ）、第４，４８１，０２２号明細書（Ｒｅｉｅｒ）、第４，４９０，２５３号明細書（Ｔａｆａｒａ）および／または第４，５８５，８３３号明細書（Ｔａｆａｒａ）に開示されているような他に可能性のあるバッグフィルタの構造、配置および特徴を用いてもよい。
【００２２】
ある実施形態において、図１に示すフィルタバッグの閉鎖端部２は、管状部分に縫いつけられたスクリムレスフィルタフェルトのディスクである。他の実施形態において、閉鎖端部は、何か他の材料で作製することができる。例えば、ある状況では、金属閉鎖端部が必要かもしれない。他の実施形態において、閉鎖端部は、縫いつける以外に、何か他のやり方で、超音波、接着または熱シームまたはシールすることができる。別の実施形態において、スクリムレスフィルタフェルトを含むバッグの管状部分の一端にギャザーを寄せる、または折ってからシールして閉鎖端部を形成することができる。ある実施形態において、バッグの開口端部３にハードウェアを与えて、バッグをセルプレートに取り付けてもよい。他のある実施形態において、バッグの開口端部のサイズを変えて、特別に設計されたセルプレートにバッグを滑らせることによって滑り嵌めがなされるようにしてもよい。
【００２３】
本明細書で用いる、「フィルタバッグ」には、図面に開示された一般的な型のフィルタバッグばかりでなく、フィルタポケットやエンベロープバッグをはじめとする多くのその他の異なる実施形態のバッグフィルタまたは管状フィルタも含まれることを指す。バッグの管状部分は、丸または円筒管に限定されるものではなく、フィルタポケットやエンベロープバッグに用いることのできる、例えば、平板管等のものも含まれる。
【００２４】
試験方法
酸化アルミニウムダストを用いる手順ＡＳＴＭ Ｄ６８３０−０２「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｒｏｐ ａｎｄ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｃｌｅａｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ」および手順ＶＤＩ３９２６「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ」を用いて、ろ過効率を測定した。これらは、フェルトのろ過効率を求めるのに、それぞれ、米国と欧州において実施されている標準的な試験である。排出濃度または漏れが大きければ大きいほど、ろ過効率が低くなる。ＡＳＴＭとは、米国材料試験協会を表わす。
【００２５】
例１
１フィラメント当たり２デニール（１フィラメント当たり２．２ｄｔｅｘ）のメタ−アラミド繊維、具体的には、３−インチ（７６ｍｍ）の切断長さを有するポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維（ＤｕＰｏｎｔより入手可能な商標Ｎｏｍｅｘ（登録商標））と、１フィラメント当たり１．５デニール（１フィラメント当たり１．７ｄｔｅｘ）のパラ−アラミド繊維、具体的には、３−インチ（７６ｍｍ）の切断長さを有するポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）繊維（同じく、ＤｕＰｏｎｔより入手可能な商標Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））とを含有する均質ステープル繊維ブレンドを、ステープル繊維を梱から結合および混合することにより作製した。標準的なカーディングおよびクロスラッピング機器を用いて、これらのステープル繊維を、クロスラップバットへと変換してから、両側で数回ニードルパンチして、フィルタフェルトを生成した（品目１−１〜１−５）。これは、まず、各側でバットを６００貫通数／ｉｎ2ニードルパンチして予備圧密した後、両側でさらにニードルパンチして、さらにバットを圧密することによりなされた。１２００の予備圧密貫通数を含む各品目についての全貫通数を表１に示す。匹敵する重量の比較のフィルタフェルトを生成するために、上記の手順を繰り返して、１フィラメント当たり２デニール（１フィラメント当たり２．２ｄｔｅｘ）の１００パーセントのＮｏｍｅｘ（登録商標）メタ−アラミド繊維から、坪量１５．３ｏｚ／ｙｄ2（５２０ｇ／ｍ2）を有する重いフィルタフェルトを作製した（品目Ａ）。１５．３ｏｚ／ｙｄ2（５２０ｇ／ｍ2）のフェルトを、慎重に剃って、坪量を取り除き、坪量１３．５６ｏｚ／ｙｄ2（４６０ｇ／ｍ2）（品目Ｂ）および１１．１５ｏｚ／ｙｄ2（３８０ｇ／ｍ2）（品目Ｃ）の１００−パーセントのメタ−アラミド繊維フィルタフェルトを作製した。フェルトのろ過効率を、手順ＡＳＴＭ６８３０−０２を用いて評価した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１および図２に示すとおり、ブレンドは、匹敵する重量で、１００％メタ−アラミドよりも低い平均排出濃度または高い効率を与える。これによって、バッグハウスが非常に効率的に機能するであろう。また、これによって、低坪量のバッグを用いる可能性が与えられる結果、操業費が下がる。これらのブレンドアラミド繊維フェルトから作製されたフィルタバッグは、アスファルトプラントの現在のＥＰＡ放出限界に合格するであろうし、将来におけるより高い放出基準に適合する可能性を有しており、１７５℃を超える温度での高温ガスの長時間ろ過等、超高温変動に耐え得るであろう。
【００２８】
例２
例１のポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維およびポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）繊維の５５／４５、６７／３３および７５／２５の重量比のメタ／パラ繊維ブレンドを含有する均質ステープル繊維ブレンドを、例１同様スクリムレスフィルタフェルトへと作製した（品目２−１〜２−８）。同じく、例１同様、匹敵する重量の比較のフィルタフェルトを生成するために、１フィラメント当たり２デニール（１フィラメント当たり２．２ｄｔｅｘ）の１００パーセントのＮｏｍｅｘ（登録商標）メタ−アラミド繊維から、坪量１５．３ｏｚ／ｙｄ2（５２０ｇ／ｍ2）フィルタフェルトを、慎重に剃って、坪量を取り除き、２つの１００−パーセントのメタ−アラミド繊維の比較フィルタフェルトを作製した（品目ＤおよびＥ）。全てのフェルトのろ過効率を、手順ＶＤＩ３９２６を用いて評価した。結果を表２に示す。ブレンドスクリムレスフィルタフェルトは、匹敵する坪量の１００％メタ−アラミドフェルトより、遥かに低い漏れであり、ＡＳＴＭ６８３０−２手順で示された結果が裏付けられた。図３は、表２のデータの線形近似の図である。
【００２９】
【表２】
【００３０】
例１または２で作製したスクリムレスフィルタフェルトはいずれも、バッグフィルタへと作製することができる。バッグフィルタは、閉鎖端部、開口端部および管状部分を有することができる。スクリムレスフィルタフェルトは、縁を重ねた円筒へと作製することができる。縁は、それらをステッチして、図１に示すようなシーム６を形成することにより取り付けることができ、フィルタバッグの管状部分を形成する。追加のスクリムレスフィルタフェルトを、ステッチすることにより管状部分の端部に取り付けると、バッグの閉鎖端部を形成することができる。必要なら、止め環をバッグの開口端部に取り付けることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状部分と閉鎖端部と開口端部とを有するバッグフィルタであって、前記管状部分が、
ａ）５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維と
からなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含み、
前記ニードルパンチバットが、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する、バッグフィルタ。
【請求項２】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０２〜０．５ミリグラムである請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項３】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０５〜０．４ミリグラムである請求項２に記載のバッグフィルタ。
【請求項４】
前記ニードルパンチバットが、１平方インチ当たり４２００〜７２００の全貫通数（１平方センチメートル当たり６５０〜１１１６の全貫通数）を有する請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項５】
前記繊維の均質ブレンドが、
ａ）５０〜６８重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３２〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維と
からなる請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項６】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０２〜０．５ミリグラムである請求項５に記載のバッグフィルタ。
【請求項７】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０５〜０．４ミリグラムである請求項５に記載のバッグフィルタ。
【請求項８】
前記ニードルパンチバットが、１平方インチ当たり４２００〜７２００の全貫通数（１平方センチメートル当たり６５０〜１１１６の全貫通数）を有する請求項５に記載のバッグフィルタ。
【請求項１】
管状部分と閉鎖端部と開口端部とを有するバッグフィルタであって、前記管状部分が、
ａ）５０〜７９重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）２１〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維と
からなる繊維の均質ブレンドのニードルパンチバットから実質的になるスクリムレスフィルタフェルトを含み、
前記ニードルパンチバットが、１平方ヤード当たり１０〜１７オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の坪量を有する、バッグフィルタ。
【請求項２】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０２〜０．５ミリグラムである請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項３】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０５〜０．４ミリグラムである請求項２に記載のバッグフィルタ。
【請求項４】
前記ニードルパンチバットが、１平方インチ当たり４２００〜７２００の全貫通数（１平方センチメートル当たり６５０〜１１１６の全貫通数）を有する請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項５】
前記繊維の均質ブレンドが、
ａ）５０〜６８重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３２〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維と
からなる請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項６】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０２〜０．５ミリグラムである請求項５に記載のバッグフィルタ。
【請求項７】
前記スクリムレスフィルタフェルトの、前記フェルトを通る平均排出粒子濃度の全質量により測定される、ＡＳＴＭ６８３０−０２によるろ過効率が、乾燥基準での空気の立方メートル当たり０．０５〜０．４ミリグラムである請求項５に記載のバッグフィルタ。
【請求項８】
前記ニードルパンチバットが、１平方インチ当たり４２００〜７２００の全貫通数（１平方センチメートル当たり６５０〜１１１６の全貫通数）を有する請求項５に記載のバッグフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５３３４２９（Ｐ２０１２−５３３４２９Ａ）
【公表日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２１７２３（Ｐ２０１２−５２１７２３）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４２５５２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１３８１
【国際公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４２５５２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１３８１
【国際公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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