メタ−アラミドおよびパラ−アラミドステープル繊維の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、織スクリムにニードルパンチされた、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０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バットから実質的になるフィルタフェルトを含み、このフィルタフェルトが、１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜５８０グラム）の総坪量を有する、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】
アラミドステープル繊維を含有する高温ガスろ過用フィルタフェルトおよびバッグフィルタは、米国特許第４，１００，３２３号明細書および同第４，１１７，５７８号明細書（Ｆｏｒｓｔｅｎ）、米国特許第７，４５６，１２０号明細書および同第７，４８５，５９２号明細書（Ｋｏｈｌｉら）ならびに米国特許出願公開第２００９／００４９８１６号明細書（ＫｏｈｌｉおよびＷｙｓｓ）に開示されている。米国特許第５，４２９，８６４号明細書（Ｓａｍｕｅｌｓ）には、４．０ｏｚ／ｙｄ2の織スクリムへとニードルされたポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）バットの２つの５．４ｏｚ／ｙｄ2バットを用いて、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開示されている。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。
【０００３】
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】
【０００４】
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、織スクリムにニードルパンチされた、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０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バットから実質的になるフィルタフェルトを含み、フィルタフェルトが、１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜６５０グラム）の総坪量を有する、バッグフィルタに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
一実施形態において、本発明は、織スクリムにニードルパンチされた、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維からなる繊維の均質ブレンドのバットから実質的になる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。好ましい一実施形態において、繊維の均質ブレンドは、織スクリムにニードルパンチされた５０〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３３〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維からなり、最も好ましい実施形態において、繊維の均質ブレンドは、織スクリムにニードルパンチされた５５〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３３〜４５重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維からなる。バッグフィルタは、メタ−およびパラ−アラミドステープル繊維フィルタフェルトの他のブレンドに比べると、驚くべきろ過効率性能を有するフィルタフェルトを含む。
【０００７】
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プロセスを用いたニードルパンチを介して、繊維バットおよびスクリムは、フィルタフェルトへと圧密される。必要なら、繊維バットは、ニードルパンチにより軽く圧密してから、追加のニードルパンチによりスクリムと共に最終圧密することができる。
【０００８】
ステープル繊維のバットは、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０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、バットおよびフェルトに、均質ブレンドとして分散される。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。
【０００９】
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つ以上を結合してスクリムにニードルパンチすることによりろ過フェルトを生成することができる。必要なら、多数のバットをスクリムにニードルパンチすることができ、１つまたは２つのバットをスクリムの片側または両側へニードルパンチする。ニードルステーションの１回通過または多数回通過が可能である。
【００１０】
均質ブレンド繊維は、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。
【００１１】
ある実施形態において、織スクリムは、１平方ヤード当たり約０．５〜４オンス（１平方メートル当たり１７〜１３５グラム）、好ましくは、１平方ヤード当たり約１〜２オンス（１平方メートル当たり３４〜７０グラム）の坪量を有する。ある実施形態において、織スクリムは、アラミド繊維、特に、メタ−アラミド繊維、ポリ（フェニレンスルフィド）繊維、ポリ（スルホンアミド）繊維、フルオロポリマー繊維、ポリイミド繊維およびこれらの混合物からなる群から選択される繊維を含む。ある好ましい実施形態において、織スクリムは、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）ステープルまたは連続繊維を含有するヤーンを含む。好ましい一実施形態において、スクリムは、平織の織物であるが、綾織等の他の織り方も可能である。
【００１２】
ある実施形態において、織スクリムは、ステープル繊維の少なくとも１つのバットがニードルされた織スクリムの両面で、フェルトの内側に位置する。他のある実施形態において、織スクリムは、少なくとも１つのバットが１つの表面にニードルされた、フェルトの外側表面に位置する。好ましくは、織スクリムは、スクリムへニードルされたポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）とポリ（パラフェニレンテレフタレート）ステープル繊維の前述したブレンドを含有する２つの実質的に同一のバット間に配置されたポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）紡糸ステープルヤーンスクリムである。織スクリムは、特に、再加工アスファルトを用いるアスファルト用途または高湿で操作されるその他用途において、フェルトの機械的完全性を維持するのを助けることにより、バッグ寿命を改善することができる。
【００１３】
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。
【００１４】
好ましい実施形態において、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、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＮｏｍｅｘ（登録商標）Ｔ４５０である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。重要な要件は、フィルタフェルトが１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜６５０グラム）の坪量を有することである。１０ｏｚ／ｙｄ2（３４０ｇ／ｍ2）未満の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。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、１９ｏｚ／ｙｄ2（６５０ｇ／ｍ2）を超えるフィルタフェルト坪量は、通常、望ましくない。
【００２２】
ある実施形態において、フィルタフェルトはニードルされて、１平方インチ当たり約２６７５〜４４５０の全貫通数（１平方センチメートル当たり４１４〜６９０の全貫通数）を有する。実際の実施形態において、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、２６７５の全貫通数／ｉｎ2（４１４の貫通数／ｃｍ2）については、バットは圧密されると、約１３３７ニードル貫通数／ｉｎ2（約２０７貫通数／ｃｍ2）が、バットの一方の側または面で、バットに適用され、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、４４５０の全貫通数／ｉｎ2（６９０の貫通数／ｃｍ2）については、２２２５ニードル貫通数／ｉｎ2（３４５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。フィルタフェルトの改善された耐久性が望ましいこれらの実施形態については、少なくとも約２６７５の全貫通数／ｉｎ2（４１４の貫通数／ｃｍ2）が必要であると考えられる。約４４５０の全貫通数／ｉｎ2（６９０の貫通数／ｃｍ2）を超える圧密は、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。本明細書で用いる、全貫通数は、フィルタフェルトの層を予備圧密するのに用いた両側からのニードル貫通数と、フィルタフェルトの層を最終的に圧密するのに用いた両側からの任意の後のニードル貫通数を加算した数である。すなわち、全貫通数は、全ニードルパンチ通過におけるフィルタフェルトへの全ニードル貫通数の合計である。
【００２３】
ある実施形態において、フィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６による乾燥基準での空気の立方メートル当たりのミリグラムで、０．０２〜０．３５ｍｇ／ｍ3であり、ある実施形態においては、フィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６により、０．５〜０．３ｍｇ／ｍ3である。これは、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、アラミド繊維の他のブレンドを含有するバットでできた等価の坪量のフィルタフェルトで見られる量よりかなり少ない。ＶＤＩは、Ｖｅｒｅｉｎ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｅ（Ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）である。
【００２４】
図１に、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、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。
【００２５】
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、バッグの管状部分に使用したフェルトにギャザーを寄せてから、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。
【００２６】
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。
【００２７】
試験方法
酸化アルミニウムダストを用いる手順ＶＤＩ３９２６「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ」を用いて、ろ過効率を測定した。これは、フェルトのろ過効率を求めるのに、欧州において実施されている標準的な試験である。低量の漏れは、高ろ過効率に対応する。
【００２８】
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。ブレンドは、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維とポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）繊維の５５／４５および６７／３３のメタ／パラ繊維ブレンド重量比をそれぞれ有していた。７５／２５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）繊維のブレンドを対照として用いた。
【００２９】
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た。次に、紡糸ステープルポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維ヤーンから作製した１．５ｏｚ／ｙｄ2の平織の織スクリムを、２つのバットの間に挿入した。その後、３層構造を、各側で４５０貫通数／ｉｎ2ニードルパンチすることにより予備圧密した。構造を、両側でさらにニードルパンチして、さらに圧密した。９００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に示す。
【００３０】
その後、全フェルトのろ過効率を、手順ＶＤＩ３９２６を用いて評価した。結果を表に示す。図２は、表のデータの線形近似の図である。５５／４５および６７／３３ブレンドフィルタフェルトは、匹敵する坪量で、７５／２５アラミドフェルトより漏れが大幅に少なかった。これらのフェルトから作製されたバッグフィルタによって、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。
【００３１】
【表１】
【００３２】
例１で作製した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。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、スプリング式スチール金属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】
アラミドステープル繊維を含有する高温ガスろ過用フィルタフェルトおよびバッグフィルタは、米国特許第４，１００，３２３号明細書および同第４，１１７，５７８号明細書（Ｆｏｒｓｔｅｎ）、米国特許第７，４５６，１２０号明細書および同第７，４８５，５９２号明細書（Ｋｏｈｌｉら）ならびに米国特許出願公開第２００９／００４９８１６号明細書（ＫｏｈｌｉおよびＷｙｓｓ）に開示されている。米国特許第５，４２９，８６４号明細書（Ｓａｍｕｅｌｓ）には、４．０ｏｚ／ｙｄ2の織スクリムへとニードルされたポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）バットの２つの５．４ｏｚ／ｙｄ2バットを用いて、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開示されている。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。
【０００３】
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】
【０００４】
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、織スクリムにニードルパンチされた、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０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バットから実質的になるフィルタフェルトを含み、フィルタフェルトが、１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜６５０グラム）の総坪量を有する、バッグフィルタに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
一実施形態において、本発明は、織スクリムにニードルパンチされた、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維からなる繊維の均質ブレンドのバットから実質的になる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。好ましい一実施形態において、繊維の均質ブレンドは、織スクリムにニードルパンチされた５０〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３３〜５０重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維からなり、最も好ましい実施形態において、繊維の均質ブレンドは、織スクリムにニードルパンチされた５５〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３３〜４５重量パーセントのパラ−アラミドステープル繊維からなる。バッグフィルタは、メタ−およびパラ−アラミドステープル繊維フィルタフェルトの他のブレンドに比べると、驚くべきろ過効率性能を有するフィルタフェルトを含む。
【０００７】
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プロセスを用いたニードルパンチを介して、繊維バットおよびスクリムは、フィルタフェルトへと圧密される。必要なら、繊維バットは、ニードルパンチにより軽く圧密してから、追加のニードルパンチによりスクリムと共に最終圧密することができる。
【０００８】
ステープル繊維のバットは、５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、３０〜５０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、バットおよびフェルトに、均質ブレンドとして分散される。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。
【０００９】
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つ以上を結合してスクリムにニードルパンチすることによりろ過フェルトを生成することができる。必要なら、多数のバットをスクリムにニードルパンチすることができ、１つまたは２つのバットをスクリムの片側または両側へニードルパンチする。ニードルステーションの１回通過または多数回通過が可能である。
【００１０】
均質ブレンド繊維は、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。
【００１１】
ある実施形態において、織スクリムは、１平方ヤード当たり約０．５〜４オンス（１平方メートル当たり１７〜１３５グラム）、好ましくは、１平方ヤード当たり約１〜２オンス（１平方メートル当たり３４〜７０グラム）の坪量を有する。ある実施形態において、織スクリムは、アラミド繊維、特に、メタ−アラミド繊維、ポリ（フェニレンスルフィド）繊維、ポリ（スルホンアミド）繊維、フルオロポリマー繊維、ポリイミド繊維およびこれらの混合物からなる群から選択される繊維を含む。ある好ましい実施形態において、織スクリムは、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）ステープルまたは連続繊維を含有するヤーンを含む。好ましい一実施形態において、スクリムは、平織の織物であるが、綾織等の他の織り方も可能である。
【００１２】
ある実施形態において、織スクリムは、ステープル繊維の少なくとも１つのバットがニードルされた織スクリムの両面で、フェルトの内側に位置する。他のある実施形態において、織スクリムは、少なくとも１つのバットが１つの表面にニードルされた、フェルトの外側表面に位置する。好ましくは、織スクリムは、スクリムへニードルされたポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）とポリ（パラフェニレンテレフタレート）ステープル繊維の前述したブレンドを含有する２つの実質的に同一のバット間に配置されたポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）紡糸ステープルヤーンスクリムである。織スクリムは、特に、再加工アスファルトを用いるアスファルト用途または高湿で操作されるその他用途において、フェルトの機械的完全性を維持するのを助けることにより、バッグ寿命を改善することができる。
【００１３】
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。
【００１４】
好ましい実施形態において、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、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＮｏｍｅｘ（登録商標）Ｔ４５０である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。重要な要件は、フィルタフェルトが１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜６５０グラム）の坪量を有することである。１０ｏｚ／ｙｄ2（３４０ｇ／ｍ2）未満の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。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、１９ｏｚ／ｙｄ2（６５０ｇ／ｍ2）を超えるフィルタフェルト坪量は、通常、望ましくない。
【００２２】
ある実施形態において、フィルタフェルトはニードルされて、１平方インチ当たり約２６７５〜４４５０の全貫通数（１平方センチメートル当たり４１４〜６９０の全貫通数）を有する。実際の実施形態において、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、２６７５の全貫通数／ｉｎ2（４１４の貫通数／ｃｍ2）については、バットは圧密されると、約１３３７ニードル貫通数／ｉｎ2（約２０７貫通数／ｃｍ2）が、バットの一方の側または面で、バットに適用され、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、４４５０の全貫通数／ｉｎ2（６９０の貫通数／ｃｍ2）については、２２２５ニードル貫通数／ｉｎ2（３４５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。フィルタフェルトの改善された耐久性が望ましいこれらの実施形態については、少なくとも約２６７５の全貫通数／ｉｎ2（４１４の貫通数／ｃｍ2）が必要であると考えられる。約４４５０の全貫通数／ｉｎ2（６９０の貫通数／ｃｍ2）を超える圧密は、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。本明細書で用いる、全貫通数は、フィルタフェルトの層を予備圧密するのに用いた両側からのニードル貫通数と、フィルタフェルトの層を最終的に圧密するのに用いた両側からの任意の後のニードル貫通数を加算した数である。すなわち、全貫通数は、全ニードルパンチ通過におけるフィルタフェルトへの全ニードル貫通数の合計である。
【００２３】
ある実施形態において、フィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６による乾燥基準での空気の立方メートル当たりのミリグラムで、０．０２〜０．３５ｍｇ／ｍ3であり、ある実施形態においては、フィルタフェルトの漏れは、ＶＤＩ３９２６により、０．５〜０．３ｍｇ／ｍ3である。これは、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、アラミド繊維の他のブレンドを含有するバットでできた等価の坪量のフィルタフェルトで見られる量よりかなり少ない。ＶＤＩは、Ｖｅｒｅｉｎ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｅ（Ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）である。
【００２４】
図１に、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、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。
【００２５】
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、バッグの管状部分に使用したフェルトにギャザーを寄せてから、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。
【００２６】
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。
【００２７】
試験方法
酸化アルミニウムダストを用いる手順ＶＤＩ３９２６「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ」を用いて、ろ過効率を測定した。これは、フェルトのろ過効率を求めるのに、欧州において実施されている標準的な試験である。低量の漏れは、高ろ過効率に対応する。
【００２８】
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。ブレンドは、ポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維とポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）繊維の５５／４５および６７／３３のメタ／パラ繊維ブレンド重量比をそれぞれ有していた。７５／２５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）繊維のブレンドを対照として用いた。
【００２９】
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た。次に、紡糸ステープルポリ（メタ−フェニレンイソフタルアミド）繊維ヤーンから作製した１．５ｏｚ／ｙｄ2の平織の織スクリムを、２つのバットの間に挿入した。その後、３層構造を、各側で４５０貫通数／ｉｎ2ニードルパンチすることにより予備圧密した。構造を、両側でさらにニードルパンチして、さらに圧密した。９００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に示す。
【００３０】
その後、全フェルトのろ過効率を、手順ＶＤＩ３９２６を用いて評価した。結果を表に示す。図２は、表のデータの線形近似の図である。５５／４５および６７／３３ブレンドフィルタフェルトは、匹敵する坪量で、７５／２５アラミドフェルトより漏れが大幅に少なかった。これらのフェルトから作製されたバッグフィルタによって、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。
【００３１】
【表１】
【００３２】
例１で作製した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。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、スプリング式スチール金属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、織スクリムにニードルパンチされた、
ａ）５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３０〜５０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バットから実質的になるフィルタフェルトを含み、
前記フィルタフェルトが、１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜６５０グラム）の総坪量を有する、バッグフィルタ。
【請求項２】
前記繊維のブレンドが、
ａ）５０〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３３〜５０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３】
前記繊維のブレンドが、
ａ）５５〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３３〜４５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２に記載のバッグフィルタ。
【請求項４】
前記フェルトを通る粒子の漏れにより測定される、ＶＤＩ３９２６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０．０２〜０．３５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５】
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、ＶＤＩ３９２６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０．５〜０．３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６】
１平方インチ当たり２６７５〜４４５０の全貫通数（１平方センチメートル当たり４１４〜６９０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７】
前記織スクリムが、アラミド繊維、ポリ（フェニレンスルフィド）繊維、ポリ（スルホンアミド）繊維、フルオロポリマー繊維、ポリイミド繊維およびこれらの混合物からなる群から選択される繊維を含む請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項８】
前記アラミド繊維が、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド繊維）である請求項７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、織スクリムにニードルパンチされた、
ａ）５０〜７０重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３０〜５０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バットから実質的になるフィルタフェルトを含み、
前記フィルタフェルトが、１平方ヤード当たり１０〜１９オンス（１平方メートル当たり３４０〜６５０グラム）の総坪量を有する、バッグフィルタ。
【請求項２】
前記繊維のブレンドが、
ａ）５０〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３３〜５０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３】
前記繊維のブレンドが、
ａ）５５〜６７重量パーセントのメタ−アラミドステープル繊維と、
ｂ）３３〜４５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２に記載のバッグフィルタ。
【請求項４】
前記フェルトを通る粒子の漏れにより測定される、ＶＤＩ３９２６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０．０２〜０．３５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５】
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、ＶＤＩ３９２６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０．５〜０．３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６】
１平方インチ当たり２６７５〜４４５０の全貫通数（１平方センチメートル当たり４１４〜６９０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７】
前記織スクリムが、アラミド繊維、ポリ（フェニレンスルフィド）繊維、ポリ（スルホンアミド）繊維、フルオロポリマー繊維、ポリイミド繊維およびこれらの混合物からなる群から選択される繊維を含む請求項１に記載のバッグフィルタ。
【請求項８】
前記アラミド繊維が、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド繊維）である請求項７に記載のバッグフィルタ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１２−５３３４３０（Ｐ２０１２−５３３４３０Ａ）
【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２０１２−５２１７２８（Ｐ２０１２−５２１７２８）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４２５７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１３９５
【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／ＵＳ２０１０／０４２５７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１３９５
【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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