專利名稱：成形濾器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成形濾器，主要希望用于焚化系統(tǒng)中的除塵裝置，將濾布的耐 熱性用至其極限并確保高的過濾效率，但不局限于焚化系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)一般 的除塵用途的成形濾器。
背景技術(shù)：
袋濾器被主要用于焚化系統(tǒng)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(shí)的耐熱性，還要求尺寸穩(wěn) 定性，提出有基布采用像玻璃纖維那樣具有耐熱性且高溫的形態(tài)穩(wěn)定性良好的
無機(jī)纖維，在該無機(jī)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(jī)纖維而形成過濾層的濾器 (專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2004-160381號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
作為焚化系統(tǒng)中的除塵裝置，當(dāng)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，對于該要求， 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(jīng)達(dá)到極限，非常需要作為焚化系統(tǒng)中的除塵裝置不 僅確保耐熱性和形態(tài)穩(wěn)定性且可進(jìn)一步增大過濾效率的新結(jié)構(gòu)的濾器。另一方 面，作為過濾效率提高的方法，采用褶皺等折疊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)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(tǒng)那樣的高溫環(huán) 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(shí)口部和底部這兩端的處理依靠樹脂加工，但這時(shí)口部和底部可 使用的樹脂的耐熱溫度并不太高，所以作為濾器的耐熱性被限制于20(TC的較 低溫度。因此，遠(yuǎn)低于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(jī)能。本發(fā)明是鑒于所述現(xiàn)狀而完成的，其目的在于提供可以將濾布原來的機(jī)能 用至極限，而且也適合作為焚化系統(tǒng)中的除塵裝置的新結(jié)構(gòu)的成形濾器。
本發(fā)明中，成形濾器由筒形狀的濾布構(gòu)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制結(jié)構(gòu)。濾布的褶鈹形狀的中間部為熱固化性樹脂 的浸含，固化結(jié)構(gòu)，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(gòu)成成形濾器的底部，而在濾布的另一端縫接包裹保持環(huán)(開口環(huán)等)的口部 布。
本發(fā)明中，焚化系統(tǒng)等需要耐熱性的情況下，濾布較好是由無機(jī)纖維的織 布等形成的基布層、基布層的一面上的采用針刺法等的植入結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯
(PTFE)纖維或?qū)郾搅?PPS)纖維等有機(jī)耐熱纖維形成的過濾層構(gòu)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，有縫制褶鈹形 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。通過并用基于樹脂的固定化，可以更持久地保持褶鈹 形狀。
耐熱用途時(shí)的本發(fā)明的成形濾器的制造方法中，準(zhǔn)備在由無機(jī)纖維的織布 等形成的基布層的一面形成由有機(jī)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于筒形狀的前述濾布 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(guī) 定形狀并加熱至規(guī)定溫度而使熱固化樹脂固化，將濾布成形為褶鈹形狀等規(guī)定 形狀，對于不浸含熱固化樹脂的兩端部位通過縫制處理形成口部和底部。
不嚴(yán)格要求耐熱性的一般用途的情況下，作為濾布，可以采用聚酯、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(gòu)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，其制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于采用聚酯、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并加熱至規(guī)定溫度而使樹脂固化，將濾布成形為褶 皺形狀等規(guī)定形狀，對于不浸含熱固化樹脂的兩端部位通過縫制處理形成口部 和底部。
為了制成所需長度的成形濾器，濾布可以多段結(jié)構(gòu)化。作為多段結(jié)構(gòu)化的方法，可以通過縫制將濾布多段連結(jié)。作為替代方法，可以通過卡環(huán)嵌合式連 結(jié)器將濾布多段連結(jié)。
由于使熱固化樹脂浸含于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，而且由于在兩端不浸含樹脂，因此可 以通過縫制形成口部和底部，可以在確保高過濾性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本化。
因?yàn)轳薨櫺螤畹臑V布兩端的口部和底部為縫制處理，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，因此采用構(gòu)
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(shí)現(xiàn)300 40(TC的最高溫度，可以使其特化而用于燃燒系統(tǒng)用途，而且基于褶 皺形狀的過濾性能提高的機(jī)能(過濾面積增大機(jī)能)一點(diǎn)也不會(huì)損失。


圖l為模式化表示本發(fā)明的成形濾器的濾布結(jié)構(gòu)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(cè)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采用縫紉機(jī)縫紉的平坦化 狀態(tài)的模式化立體圖。
圖6為不浸含樹脂的濾布端部的平坦化后的濾布的側(cè)面圖。 圖7為表示將開口環(huán)縫入而形成的口部的截面圖。
圖8為截?cái)嗫诓勘硎揪邆洳捎每p制的口部和底部的濾器的完成狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖9為表示采用卡環(huán)式連結(jié)器的滹布的多段結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖10為具備采用縫制的褶皺形狀維持結(jié)構(gòu)的濾布的簡要截面圖。 圖11為與圖10同樣的具備采用縫制的褶皺形狀維持結(jié)構(gòu)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(huán)，24…口部布。
具體實(shí)施例方式
以下，針對用于焚化系統(tǒng)用途的情況對作為本發(fā)明的成形濾器進(jìn)行詳細(xì)說明，構(gòu)成成形濾器的濾布采用含耐熱性纖維的不織布或織布構(gòu)成。作為耐熱性 纖維，可以采用耐熱性有機(jī)纖維或玻璃纖維等無機(jī)纖維構(gòu)成。濾布較好是由無 機(jī)纖維形成的基布層和基布層一面上的有機(jī)耐熱纖維形成的過濾層構(gòu)成。作為 基布層中采用的無機(jī)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(shí)的尺寸穩(wěn)定性良好的材料，而從高溫時(shí)的形態(tài)穩(wěn)定性的角度來 看，更好是通過紡織這些無機(jī)纖維制成織布(也包括無機(jī)纖維和有機(jī)纖維的交
捻和交織)。作為構(gòu)成織布的有機(jī)耐熱纖維，可以例舉聚四氟乙烯(PTFE)纖維、 對聚苯硫(PPS)纖維、間位芳族聚酰胺纖維、聚酰亞胺纖維和多氟烴纖維。這 些有機(jī)耐熱性纖維被一體化植入無機(jī)纖維基布，形成濾布層。作為一體化植入 的技術(shù)，可以采用公知的針刺法。即，有機(jī)耐熱纖維被制成規(guī)定毛長的有機(jī)耐 熱纖維網(wǎng)，有機(jī)耐熱纖維網(wǎng)被層積于作為基布的無機(jī)纖維織布上，通過針刺法 一體化纏結(jié)于采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，較好是聚酰亞胺類樹脂，浸含方法采用將聚酰亞胺類樹脂的 分散液涂布或浸漬于濾布的有機(jī)耐熱纖維層并通過干燥除去水分的方法。聚酰 亞胺類樹脂通過褶皺成形時(shí)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(shí)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(qiáng)，也可以僅使褶鈹前端部通過無機(jī)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(jī)。褶皺加工的溫度在150 18CrC的范圍內(nèi)，浸含于濾布中的有機(jī)耐 熱纖維層的部分的熱固化樹脂通過褶皺加工時(shí)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(jìn)行褶鈹形狀的熱固 定。
經(jīng)褶皺加工的濾布通過沿長軸方向縫制等形成筒狀，口部和底部通過縫制 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制，褶皺部 分被壓塌，實(shí)質(zhì)上變得平坦。在該經(jīng)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(jìn)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(cè)，折疊部分被縫接于濾布的相對部分，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(gòu)成。此外，作為口部的處理，將金屬性的開口環(huán)用由與墊 布同等的材料構(gòu)成的口部布縫入，作為將其縫接于濾布的另一端的口部和底部 的縫制用線，可以使用PTFE等耐熱性纖維的長絲。
圖l模式化表示本發(fā)明的成形濾器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式，濾布10具備由玻璃 纖維等無機(jī)纖維形成的織布構(gòu)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(jī)纖維而構(gòu)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，熱成形后的濾布10形成圓筒狀，因此如圖4所示在 截面于圓周方向呈波形形狀。廢氣如箭頭a所示從波面導(dǎo)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位于圓筒的外側(cè)，濾層14位于圓 筒的內(nèi)側(cè)。圖3中，形成口部和底部的長度方向的端部10-1在褶鈹加工后也呈 波狀截面，但由于不浸含樹脂，因此是柔軟的。作為用于形成口部和底部的準(zhǔn) 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(jī)縫紉平坦化后的濾布的縮徑了的 端部IO-1。圖6中18為圓形的墊布，墊布18連接于形成袋濾器的底部的濾布10 的經(jīng)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 折疊，墊布18的該折疊部分18A(圖8)與濾布10縫接，圖8中L2表示采用縫紉機(jī) 的縫制部分，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 的縫制部分由圖7模式化表示，22為金屬性開口環(huán)，由彈性鋼材帶片形成。開 口環(huán)22被口部布24包裹，通過在兩端縫合口部布24，開口環(huán)22被縫入口部布 24(以L3表示縫接線)。由此，縫接了開口環(huán)22的口部布24縫接安裝于濾布10的 形成口部的端部(圖8的上端)(以L4表示縫入線)。
這樣構(gòu)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(gè)的開口部28，開口環(huán)22 利用表面的溝部嵌于開口部28。接著，從濾器的內(nèi)側(cè)插入用于保持工作中的濾 器的形狀的保持器。接著，作為本發(fā)明的優(yōu)選變形實(shí)施方式，可以在過濾材料 的保持器側(cè)面配置用于發(fā)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(fā)明的附加功能層)。
以上的說明是對于焚化系統(tǒng)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制結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的技術(shù)思想也可以在 不需要耐熱性的一般用途的濾器中實(shí)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(jié)構(gòu)相同，為了避免贅述，略去對 實(shí)施方式的說明。
以上的優(yōu)選實(shí)施方式的說明中，構(gòu)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(gòu)成。為了獲得多段連接結(jié)構(gòu)，最單純的方
法可以采用縫制結(jié)構(gòu)。也可以通過卡環(huán)式等連結(jié)器進(jìn)行多段化，這示于圖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(huán)狀卡環(huán)連結(jié)器30，連結(jié)器30通過折疊濾布10A的下端被濾布10A包圍成袋 狀，通過以線條32縫制，連結(jié)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(huán)34，環(huán)34通過折疊濾布10B的上端被濾布10B包圍 成袋狀，通過以線條36縫制，環(huán)34被縫入濾布10B的上端。上下的濾布10A、 10B 以卡環(huán)式2段連結(jié)的狀態(tài)示于圖9(b)，通過使上下的濾布10A、 IOB嵌合一體化， 下側(cè)的濾布10B上端的環(huán)34在彈性下被嵌合于上側(cè)的濾布10A下端的卡環(huán)連結(jié) 器30的內(nèi)周溝部30-1，可以獲得上下2段的濾布10A、 IOB的合體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu) 具有可通過簡單的操作實(shí)現(xiàn)多段結(jié)構(gòu)化的效果。
此外，以上說明的實(shí)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中浸含并固化熱固化樹脂而獲得，作為替代的褶皺形 狀固定方法，可以采用縫制方法。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(shí)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(shí)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厘米的
對聚苯硫(pps)纖維(東洋紡株式會(huì)社的商品名y口 〕y)的網(wǎng)(單位面積重量i
30g/m2)，通過在26(TC進(jìn)行輥壓而壓接于基布，通過針刺法得到單位面積重量4 50g/m2的濾布。
通過將鈴江技研制聚酰亞胺樹脂混合液(制品名P902)與水以50:50的重量 比混合而得到分散液，將該分散液涂布于濾布的過濾材料面的除兩端部以外的部位。通過在160。C干燥40 60分鐘，使水分幾乎全部蒸發(fā)。樹脂固體成分在 過濾材料表面的附著量為50g/m2。
將使聚酰亞胺樹脂混合液浸含干燥后的濾布通過畑野產(chǎn)業(yè)制的平板褶皺 加工機(jī)(褶皺寬度1800mm，褶皺長度25mm)而進(jìn)行褶皺加工。褶皺加工溫度為180 。C。
將這樣得到的濾布制成筒狀，通過將不浸含樹脂的端部的褶皺壓塌并以13 20DTEX的PTFE線縫制而平坦化，在該經(jīng)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線縫制而縫接墊布，制成底部。 接著，以1.0mm的厚度將156mm直徑的鋼板性開口環(huán)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，制成袋濾器。
將這樣得到的濾器在具備除塵機(jī)(燃燒氣體溫度=180°0的焚化設(shè)備測試 120天后，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(制品名(PSG50BP))比較，基于設(shè)置條數(shù)，以200條(基于過濾面積為 以往制品的l/3)可以進(jìn)行同等的處理，以往為280條。
實(shí)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于y夕、'公司(澳大利亞)的制品名7?？?7一 ^y)和單絲2. 4DTEX(平 均)的纖維長50mm的聚酰亞胺纖維(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(wǎng)(單位面積重量150g/m2)，在27(TC進(jìn)行輥壓，通過 針刺法得到單位面積重量450g/m2的濾布。
然后，采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(jié)構(gòu)與實(shí)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(jī)中，也可以獲得與實(shí)施例l同等的性能。
權(quán)利要求
1.成形濾器，其特征在于，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制結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求l所述的成形濾器，其特征在于，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(quán)利要求1或2所述的成形濾器，其特征在于，濾布由聚四氟乙烯纖 維或?qū)郾搅蚶w維等耐熱性纖維構(gòu)成，浸含 固化于濾布的中間部的樹脂為聚 酰亞胺樹脂等耐熱性樹脂。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的成形濾器，其特征在于，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(gòu)成，浸含 固化于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，其特征在于，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制結(jié)構(gòu)，中間的褶皺形狀通過縫制保持。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的成形濾器，其特征在于，多塊濾布通 過縫制多段連接。
7. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的成形濾器，其特征在于，多塊濾布通 過卡環(huán)嵌合式連結(jié)器多段連接。
8. 如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的成形濾器，其特征在于，濾布的內(nèi)側(cè) 面具備附加功能層。
9. 成形濾器的制造方法，其特征在于，具備準(zhǔn)備濾布的工序、使熱固化 性樹脂浸含于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(jìn)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 端于縫制操作下形成口部和底部的工序。
10. 如權(quán)利要求9所述的成形濾器的制造方法，其特征在于，形成口部和 底部的前述工序由以下步驟構(gòu)成進(jìn)行縫制、使不浸含樹脂的濾布的兩端部平坦化的步驟、 進(jìn)行縫制、將在濾布的一端的被縫制的平坦部形成口部的步驟、和 進(jìn)行縫制、將在濾布的另一端的被縫制的平坦部形成底部的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及可在焚化系統(tǒng)的除塵裝置中使用的成形濾器，其目的在于將濾布的耐熱性用至其極限并確保高過濾效率。由無機(jī)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?qū)郾搅?PPS)纖維等有機(jī)耐熱纖維形成的過濾層14構(gòu)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)樹脂和聚酰亞胺樹脂等耐熱性樹脂浸含固化，進(jìn)行褶皺成形。褶皺成形后，將不浸含耐熱性樹脂的兩端部通過縫制平坦化。經(jīng)平坦化的濾布的一端通過縫制墊布制成底部，另一端通過縫制縫入開口環(huán)的口部布制成口部。
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(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者古尾谷昌弘, 斉藤嘉一 申請人:株式會(huì)社相模商會(huì)