成形濾器及其製造方法

2023-05-04 08:26:31 5

專利名稱：成形濾器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及成形濾器，主要希望用於焚化系統中的除塵裝置，將濾布的耐 熱性用至其極限並確保高的過濾效率，但不局限於焚化系統，也可以實現一般 的除塵用途的成形濾器。
背景技術：
袋濾器被主要用於焚化系統中的除塵裝置。這種除塵裝置中，使高溫的燃 燒氣體通過袋濾器。因此，作為袋濾器，除了高溫時的耐熱性，還要求尺寸穩 定性，提出有基布採用像玻璃纖維那樣具有耐熱性且高溫的形態穩定性良好的
無機纖維，在該無機纖維基布上通過針刺法等植入如聚四氟乙烯(PTFE)纖維或 對聚苯硫(PPS)纖維等耐熱性且過濾性良好的有機纖維而形成過濾層的濾器 (專利文獻l)。
專利文獻1日本專利特開2004-160381號公報

發明內容
作為焚化系統中的除塵裝置，當然要求過濾性能的提高，因此作為袋濾器， 需要過濾面積的增大，對於該要求， 一般通過加長來處理，但像圓筒形狀那樣 的單純形狀，過濾能力已經達到極限，非常需要作為焚化系統中的除塵裝置不 僅確保耐熱性和形態穩定性且可進一步增大過濾效率的新結構的濾器。另一方 面，作為過濾效率提高的方法，採用褶皺等摺疊結構來實現單位體積的過濾面 積的增大是目前公知的慣用方法，目前還沒有可以在像焚化系統那樣的高溫環 境下不僅確保耐熱性和耐久性且可獲得所期望的過濾性能的方法。即，以往通 常在褶皺成形時口部和底部這兩端的處理依靠樹脂加工，但這時口部和底部可 使用的樹脂的耐熱溫度並不太高，所以作為濾器的耐熱性被限制於20(TC的較 低溫度。因此，遠低於濾布原來的耐熱極限的溫度成了耐熱極限，不能說充分 利用了濾布原來具有的機能。本發明是鑑於所述現狀而完成的，其目的在於提供可以將濾布原來的機能 用至極限，而且也適合作為焚化系統中的除塵裝置的新結構的成形濾器。
本發明中，成形濾器由筒形狀的濾布構成，濾布的中間部呈褶皺形狀，形 成口部和底部的兩端部為縫製結構。濾布的褶鈹形狀的中間部為熱固化性樹脂 的浸含，固化結構，通過熱固化性樹脂的浸含，固化，可以使其保持褶皺形狀。 形成口部和底部的兩端部不浸含樹脂。即，不浸含樹脂的濾布的一端縫接墊布 而構成成形濾器的底部，而在濾布的另一端縫接包裹保持環(開口環等)的口部 布。
本發明中，焚化系統等需要耐熱性的情況下，濾布較好是由無機纖維的織 布等形成的基布層、基布層的一面上的採用針刺法等的植入結構的聚四氟乙烯
(PTFE)纖維或對聚苯硫(PPS)纖維等有機耐熱纖維形成的過濾層構成。
作為除形成口部和底部的兩端以外的褶皺形狀的保持方法，有縫製褶鈹形 狀的前端角部(峰部和谷部)的方法。即，將濾布相對面在靠近峰部和谷部處縫 接，可以保持褶皺形狀。通過並用基於樹脂的固定化，可以更持久地保持褶鈹 形狀。
耐熱用途時的本發明的成形濾器的製造方法中，準備在由無機纖維的織布 等形成的基布層的一面形成由有機耐熱纖維形成的過濾層而得的濾布，使聚四 氟乙烯(PTFE)等耐熱性和過濾性良好的熱固化樹脂浸含於筒形狀的前述濾布 中沿軸線方向的除兩端部位以外的部位，通過賦予浸含了熱固化樹脂的濾布規 定形狀並加熱至規定溫度而使熱固化樹脂固化，將濾布成形為褶鈹形狀等規定 形狀，對於不浸含熱固化樹脂的兩端部位通過縫製處理形成口部和底部。
不嚴格要求耐熱性的一般用途的情況下，作為濾布，可以採用聚酯、尼龍 或丙烯酸酯等非耐熱性的合成纖維材料的織布或不織布構成，作為該情況下的 熱固化樹脂，即使是耐熱性較低的酚樹脂或三聚氰胺樹脂也完全可以使用。作 為非耐熱用途的成形濾器，其製造方法也基本上與上述相同，使酚樹脂或三聚 氰胺樹脂等熱固化性樹脂浸含於採用聚酯、尼龍或丙烯酸酯等合成纖維材料的 織布或不織布的濾布中沿軸線方向的除兩端部位以外的部位，通過使浸含了熱 固化樹脂的濾布具有筒形狀並加熱至規定溫度而使樹脂固化，將濾布成形為褶 皺形狀等規定形狀，對於不浸含熱固化樹脂的兩端部位通過縫製處理形成口部 和底部。
為了製成所需長度的成形濾器，濾布可以多段結構化。作為多段結構化的方法，可以通過縫製將濾布多段連結。作為替代方法，可以通過卡環嵌合式連 結器將濾布多段連結。
由於使熱固化樹脂浸含於濾器的除形成口部和底部的兩端以外的部位，賦 予褶皺形狀，因此可以獲得高過濾性能，而且由於在兩端不浸含樹脂，因此可 以通過縫製形成口部和底部，可以在確保高過濾性能的同時實現低成本化。
因為褶皺形狀的濾布兩端的口部和底部為縫製處理，所以不存在像以往的 樹脂加工方式的兩端處理那樣的熱固化樹脂的耐熱性極限的影響，因此採用構
成濾布的PTFE等耐熱性纖維的情況下，可以有效地利用其原來的耐熱性，能夠 實現300 40(TC的最高溫度，可以使其特化而用於燃燒系統用途，而且基於褶 皺形狀的過濾性能提高的機能(過濾面積增大機能)一點也不會損失。


圖l為模式化表示本發明的成形濾器的濾布結構的截面圖。 圖2為模式化表示圖1的濾布的筒形狀的圖。 圖3為形成口部和底部前的筒形狀的濾布的側面圖。 圖4為沿圖3的IV-IV線的橫截面圖。
圖5為說明不浸含樹脂的濾布端部的褶皺部分的採用縫紉機縫紉的平坦化 狀態的模式化立體圖。
圖6為不浸含樹脂的濾布端部的平坦化後的濾布的側面圖。 圖7為表示將開口環縫入而形成的口部的截面圖。
圖8為截斷口部表示具備採用縫製的口部和底部的濾器的完成狀態的側面圖。
圖9為表示採用卡環式連結器的滹布的多段結構的截面圖。 圖10為具備採用縫製的褶皺形狀維持結構的濾布的簡要截面圖。 圖11為與圖10同樣的具備採用縫製的褶皺形狀維持結構的濾布的簡要立 體圖。
符號的說明
10…濾布，12…基布層，14…濾層，18…墊布，22…開口環，24…口部布。
具體實施例方式
以下，針對用於焚化系統用途的情況對作為本發明的成形濾器進行詳細說明，構成成形濾器的濾布採用含耐熱性纖維的不織布或織布構成。作為耐熱性 纖維，可以採用耐熱性有機纖維或玻璃纖維等無機纖維構成。濾布較好是由無 機纖維形成的基布層和基布層一面上的有機耐熱纖維形成的過濾層構成。作為 基布層中採用的無機纖維，較好是像玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維或玄武巖纖 維那樣的高溫時的尺寸穩定性良好的材料，而從高溫時的形態穩定性的角度來 看，更好是通過紡織這些無機纖維製成織布(也包括無機纖維和有機纖維的交
捻和交織)。作為構成織布的有機耐熱纖維，可以例舉聚四氟乙烯(PTFE)纖維、 對聚苯硫(PPS)纖維、間位芳族聚醯胺纖維、聚醯亞胺纖維和多氟烴纖維。這 些有機耐熱性纖維被一體化植入無機纖維基布，形成濾布層。作為一體化植入 的技術，可以採用公知的針刺法。即，有機耐熱纖維被製成規定毛長的有機耐 熱纖維網，有機耐熱纖維網被層積於作為基布的無機纖維織布上，通過針刺法 一體化纏結於採用玻璃纖維織布的基布。
濾布除形成口部和底部的兩端以外的部分浸含耐熱性熱固化樹脂。作為耐 熱性熱固化樹脂，較好是聚醯亞胺類樹脂，浸含方法採用將聚醯亞胺類樹脂的 分散液塗布或浸漬於濾布的有機耐熱纖維層並通過乾燥除去水分的方法。聚醯 亞胺類樹脂通過褶皺成形時的高熱而熱固化，由此可以維持濾布的褶鈹形狀 (凹凸形狀)。浸含熱固化樹脂的浸含時可以適量混合聚四氟乙烯(PTFE)樹脂等 耐熱性的樹脂。在過濾材料中混入PTFE的方法公知為硫氧化物(SOx)的有效排出 對策。此外，為了褶皺形狀的加強，也可以僅使褶鈹前端部通過無機樹脂以所 謂溶膠-凝膠法固化。
除形成口部和底部的兩端以外的部分中浸含了熱固化樹脂的濾布通過褶 皺成形等熱成形工序被賦予凹凸形狀(波形形狀)。為了褶皺成形，濾布被通過 褶皺加工機。褶皺加工的溫度在150 18CrC的範圍內，浸含於濾布中的有機耐 熱纖維層的部分的熱固化樹脂通過褶皺加工時的高溫被固化，熱成形形狀(褶 皺形狀)被熱固定。此外，不浸含熱固化樹脂的兩端部不進行褶鈹形狀的熱固 定。
經褶皺加工的濾布通過沿長軸方向縫製等形成筒狀，口部和底部通過縫製 處理。首先，濾布中的不浸含熱固化樹脂的端部通過沿圓周方向縫製，褶皺部 分被壓塌，實質上變得平坦。在該經平坦化的濾布的端部形成作為口部和底部 的端部。對底部的處理進行說明，在筒狀的濾布的一端面蓋上墊布，將墊布的 緣部折回濾布側，摺疊部分被縫接於濾布的相對部分，濾布和墊布一體化(形成筒狀的濾布的端部被墊布封閉)。作為墊布的材料，由陶瓷或PTFE等耐熱纖 維的織布或不織布構成。此外，作為口部的處理，將金屬性的開口環用由與墊 布同等的材料構成的口部布縫入，作為將其縫接於濾布的另一端的口部和底部 的縫製用線，可以使用PTFE等耐熱性纖維的長絲。
圖l模式化表示本發明的成形濾器的結構的實施方式，濾布10具備由玻璃 纖維等無機纖維形成的織布構成的基布層12和對基布層12通過以針刺法植入 聚四氟乙烯(PTFE)等耐熱有機纖維而構成的濾層14。濾層14的除形成口部和底 部的部位以外的部位浸含熱固化樹脂，通過以褶皺加工固化熱固化樹脂，濾布 IO成形為褶皺狀。
如圖2和圖3所簡要示，熱成形後的濾布10形成圓筒狀，因此如圖4所示在 截面於圓周方向呈波形形狀。廢氣如箭頭a所示從波面導入濾布10，如箭頭b所 示從中心排出。另外，如圖4所示，基布層12位於圓筒的外側，濾層14位於圓 筒的內側。圖3中，形成口部和底部的長度方向的端部10-1在褶鈹加工後也呈 波狀截面，但由於不浸含樹脂，因此是柔軟的。作為用於形成口部和底部的準 備工序，濾布的端部10-1如圖5所示，褶皺被壓平，通過如L所示沿圓周方向縫 制被平坦化。圖6模式化圖示這樣通過縫紉機縫紉平坦化後的濾布的縮徑了的 端部IO-1。圖6中18為圓形的墊布，墊布18連接於形成袋濾器的底部的濾布10 的經平坦化的端部(圖6的下端)，墊布18的外周部朝向筒狀的濾布10的上表面 摺疊，墊布18的該摺疊部分18A(圖8)與濾布10縫接，圖8中L2表示採用縫紉機 的縫製部分，由此可以獲得袋濾器的封閉底部。另一方面，袋濾器的形成口部 的縫製部分由圖7模式化表示，22為金屬性開口環，由彈性鋼材帶片形成。開 口環22被口部布24包裹，通過在兩端縫合口部布24，開口環22被縫入口部布 24(以L3表示縫接線)。由此，縫接了開口環22的口部布24縫接安裝於濾布10的 形成口部的端部(圖8的上端)(以L4表示縫入線)。
這樣構成的濾器的向除塵裝置等的安裝與公知的相同。即，圖8中，26為 除塵裝置的窩眼盤，濾器被插入在窩眼盤26上形成多個的開口部28，開口環22 利用表面的溝部嵌於開口部28。接著，從濾器的內側插入用於保持工作中的濾 器的形狀的保持器。接著，作為本發明的優選變形實施方式，可以在過濾材料 的保持器側面配置用於發揮除臭功能、脫水功能、脫硫功能、殺菌功能或二氧 芑分解功能用的附加功能的不織布或粒子層(本發明的附加功能層)。
以上的說明是對於焚化系統用途等需要耐熱性的成形濾器，但浸含樹脂的濾布的熱固化成形+不浸含樹脂的兩端縫製結構的本發明的技術思想也可以在 不需要耐熱性的一般用途的濾器中實施，除了纖維材料不需要耐熱性且熱固化 樹脂可使用耐熱性低的一般用途的材料之外結構相同，為了避免贅述，略去對 實施方式的說明。
以上的優選實施方式的說明中，構成成形濾器的濾布io僅使用一塊，但為
了獲得必需的長度，可以多段連接構成。為了獲得多段連接結構，最單純的方
法可以採用縫製結構。也可以通過卡環式等連結器進行多段化，這示於圖9(a)， IOA、 IOB分別表示上下鄰接的濾布。上段的濾布10A具備由SUS等金屬性板材形 成的環狀卡環連結器30，連結器30通過摺疊濾布10A的下端被濾布10A包圍成袋 狀，通過以線條32縫製，連結器30被縫入濾布10A的下端。下段的濾布10B具備 由SUS等金屬性板材形成的環34，環34通過摺疊濾布10B的上端被濾布10B包圍 成袋狀，通過以線條36縫製，環34被縫入濾布10B的上端。上下的濾布10A、 10B 以卡環式2段連結的狀態示於圖9(b)，通過使上下的濾布10A、 IOB嵌合一體化， 下側的濾布10B上端的環34在彈性下被嵌合於上側的濾布10A下端的卡環連結 器30的內周溝部30-1，可以獲得上下2段的濾布10A、 IOB的合體結構，該結構 具有可通過簡單的操作實現多段結構化的效果。
此外，以上說明的實施方式中，濾布10的除口部和底部以外的中間部的褶 皺形狀可以通過在濾布10中浸含並固化熱固化樹脂而獲得，作為替代的褶皺形 狀固定方法，可以採用縫製方法。即，如圖10所示，將濾布相對層用線條40接 近褶皺形狀的角部(褶皺的峰部和谷部)C縫接，如圖11所示，縫接部40在濾布 IO的褶皺部的實際全長上延伸，由此在長期使用中也可以確保褶皺形狀而不崩 塌。
實施例l
通過以縱線密度14條/英寸、橫線密度10條/英寸的條件織制縱線1040DTE X、橫線1040DTEX的玻璃纖維，得到玻璃纖維基布(單位面積重量320g/m2)。這 樣得到的基布上層積作為過濾材料的單絲2. 2DTEX(平均)的纖維長5. O釐米的
對聚苯硫(pps)纖維(東洋紡株式會社的商品名y口 〕y)的網(單位面積重量i
30g/m2)，通過在26(TC進行輥壓而壓接於基布，通過針刺法得到單位面積重量4 50g/m2的濾布。
通過將鈴江技研製聚醯亞胺樹脂混合液(製品名P902)與水以50:50的重量 比混合而得到分散液，將該分散液塗布於濾布的過濾材料面的除兩端部以外的部位。通過在160。C乾燥40 60分鐘，使水分幾乎全部蒸發。樹脂固體成分在 過濾材料表面的附著量為50g/m2。
將使聚醯亞胺樹脂混合液浸含乾燥後的濾布通過畑野產業制的平板褶皺 加工機(褶皺寬度1800mm，褶皺長度25mm)而進行褶皺加工。褶皺加工溫度為180 。C。
將這樣得到的濾布製成筒狀，通過將不浸含樹脂的端部的褶皺壓塌並以13 20DTEX的PTFE線縫製而平坦化，在該經平坦化的濾布的下端覆上由400DTEX的P TFE不織布形成的墊布，通過用1320DTEX的PTFE線縫製而縫接墊布，製成底部。 接著，以1.0mm的厚度將156mm直徑的鋼板性開口環用由320g/m2的PTFE纖維不織 布形成的口部布包圍縫接，在筒狀濾布的上端用1320DTEX的PTFE線縫接，形成 口部，製成袋濾器。
將這樣得到的濾器在具備除塵機(燃燒氣體溫度=180°0的焚化設備測試 120天後，與通常的過濾材料長度為6000mm、直徑為156mm的通常的濾布非褶鈹 的袋濾器(製品名(PSG50BP))比較，基於設置條數，以200條(基於過濾面積為 以往製品的l/3)可以進行同等的處理，以往為280條。
實施例2
通過以縱線密度14條/英寸、橫線密度10條/英寸的條件織制縱線1040DTE X、橫線1040DTEX的玻璃纖維，得到玻璃纖維基布(單位面積重量300g/m2)。這 樣得到的基布上層積作為過濾材料的單絲2. 7DTEX(平均)的纖維長60mm的PTFE 纖維(l^y於y夕、'公司(澳大利亞)的製品名7。口 7一 ^y)和單絲2. 4DTEX(平 均)的纖維長50mm的聚醯亞胺纖維(一 $亍、乂夕7 7, ^ —公司的商品名P84) 以重量比20:80混合得到的網(單位面積重量150g/m2)，在27(TC進行輥壓，通過 針刺法得到單位面積重量450g/m2的濾布。
然後，採用耐熱性樹脂的浸含處理、褶皺加工的條件以及口部和底部的縫 制結構與實施例l相同，得到褶皺形狀的成形濾器。
在這樣得到的濾器的除塵機中，也可以獲得與實施例l同等的性能。
權利要求
1.成形濾器，其特徵在於，具備筒形狀的濾布，濾布的中間部呈褶皺形狀，形成口部和底部的兩端部為縫製結構。
2. 如權利要求l所述的成形濾器，其特徵在於，濾布的褶皺形狀的中間部 浸含 固化熱固化性樹脂，形成口部和底部的兩端部不浸含樹脂。
3. 如權利要求1或2所述的成形濾器，其特徵在於，濾布由聚四氟乙烯纖 維或對聚苯硫纖維等耐熱性纖維構成，浸含 固化於濾布的中間部的樹脂為聚 醯亞胺樹脂等耐熱性樹脂。
4. 如權利要求1或2所述的成形濾器，其特徵在於，濾布由聚酯纖維、尼 龍纖維或丙烯酸纖維等非耐熱性纖維構成，浸含 固化於濾布的中間部的樹脂 為聚酯類樹脂或丙烯酸類樹脂等非耐熱性樹脂。
5. 成形濾器，其特徵在於，具備筒形狀的濾布，濾布的中間部呈褶皺形 狀，形成口部和底部的兩端部為縫製結構，中間的褶皺形狀通過縫製保持。
6. 如權利要求1 5中任一項所述的成形濾器，其特徵在於，多塊濾布通 過縫製多段連接。
7. 如權利要求1 5中任一項所述的成形濾器，其特徵在於，多塊濾布通 過卡環嵌合式連結器多段連接。
8. 如權利要求1 7中任一項所述的成形濾器，其特徵在於，濾布的內側 面具備附加功能層。
9. 成形濾器的製造方法，其特徵在於，具備準備濾布的工序、使熱固化 性樹脂浸含於濾布的筒形狀的除兩端部位以外的部位的工序、對浸含了樹脂的 濾布進行褶皺加工的工序、將濾布形成筒形狀的工序和在不浸含樹脂的濾布兩 端於縫製操作下形成口部和底部的工序。
10. 如權利要求9所述的成形濾器的製造方法，其特徵在於，形成口部和 底部的前述工序由以下步驟構成進行縫製、使不浸含樹脂的濾布的兩端部平坦化的步驟、 進行縫製、將在濾布的一端的被縫製的平坦部形成口部的步驟、和 進行縫製、將在濾布的另一端的被縫製的平坦部形成底部的步驟。
全文摘要
本發明涉及可在焚化系統的除塵裝置中使用的成形濾器，其目的在於將濾布的耐熱性用至其極限並確保高過濾效率。由無機纖維的織布形成的基布層12和基布層12的一面上的聚四氟乙烯(PTFE)纖維或對聚苯硫(PPS)纖維等有機耐熱纖維形成的過濾層14構成濾布10，濾布10的除形成口部和底部的兩端以外的部位用聚四氟乙烯(PTFE)樹脂和聚醯亞胺樹脂等耐熱性樹脂浸含固化，進行褶皺成形。褶皺成形後，將不浸含耐熱性樹脂的兩端部通過縫製平坦化。經平坦化的濾布的一端通過縫製墊布製成底部，另一端通過縫製縫入開口環的口部布製成口部。
文檔編號B01D39/14GK101306284SQ20071010633
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月15日 優先權日2007年5月15日
發明者古尾谷昌弘, 斉藤嘉一 申請人:株式會社相模商會