JP2002159881A

JP2002159881A - 電気集塵用高電圧電極および電気集塵ユニット

Info

Publication number: JP2002159881A
Application number: JP2000359112A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Fujiyama; 雄一藤山; Hiroki Ichinose; 弘樹一瀬
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】トラッキング耐性が比較的高く、環境影響も
比較的低く、フィルム同士の接着および再資源化も容易
な電気集塵用高電圧電極を提供する。【解決手段】片面に導電性塗装による導電面４を形成
した第１のプラスチックフィルム２と、導電面を形成し
ない第２のプラスチックフィルム３の材料をポリエチレ
ンテレフタレートとする。導電性塗料は、非金属のカー
ボン系とする。両プラスチックフィルム２・３に、導電
面４において貫通する貫通孔５による導電部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気清浄機等に
用いられる電気集塵用高電圧電極およびこれを用いた電
気集塵ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気清浄機等の電気集塵ユニットの電極
部は、高電圧電極と接地電極とを交互に積層した構造に
なっている。また、集塵性能の向上やスパークを防ぐた
めに、プラスチックフィルムを利用した電極が使われ
る。従来のプラスチックフィルムを利用した電極は、導
電体をプラスチックフィルムで完全に覆うか片面のみを
覆うかの方法を採ることによって高電圧電極と接地電極
を絶縁している。

【０００３】例えば、特開平１−２６２９５５号公報に
開示されている電極構造では、平板状の導電部の全面を
絶縁フィルムで被覆し、その導電部の一方を絶縁フィル
ムの端部より露出させて通電部とし、また絶縁フィルム
の両面に突起状の複数のスペーサを設け、このスペーサ
の風下部分の絶縁フィルム面に開孔を複数設けて、導電
部を一部分露出させた正電極板と、金属平板状の負極板
とを積層している。

【０００４】また、特開平１１−２２１４９２号公報に
開示された電極構造では、フィルム状の絶縁体と、この
絶縁体の一方の面より突出して絶縁体を一部加工して形
成された突起部と、絶縁体の他方の面に絶縁体より若干
幅が狭くかつ突起部の近傍までの部分に塗布された導電
性塗料とを備え、２枚の絶縁体を、導電性塗料塗布面を
内側にして貼り合わせて形成するフィルム状の電極をコ
レクタ部の高電圧電極としている。

【０００５】さらに、特開平８−１３８４４５号公報に
開示された電極構造では、電極の表面電位を安定させる
ために、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂フィルムにエチ
レン酢酸ビニル（ＥＶＡ）共重合体を配合したり、ポリ
プロピレン（ＰＰ）樹脂フィルムに変性ポリプロピレ
ン、帯電防止剤、導電フィラー、あるいは体積抵抗の低
いポリマーを含有させることにより、フィルムの体積抵
抗値を３．０×１０^１１〜９．０×１０^１５Ω・ｃｍの
範囲に制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、導電体をプラ
スチックフィルムで覆っただけでは、湿度の変化等の環
境変化に弱く、集塵能力を発揮しないという欠点があ
る。その原因の一つに、高電圧電極の表面が粉塵等で汚
れたり湿度が上昇すると、粉塵や空気中の湿気に電荷を
奪われて高電圧電極の表面電位が低下するということが
挙げられる。

【０００７】そのため、表面電位を安定させる一つの手
段として、高電圧電極と接地電極を完全に絶縁するので
はなく、高電圧電極の一部に導電部を電極表面に設けて
粉塵等に奪われた電荷を供給することによって表面電位
を安定させることができる。

【０００８】もう一つは、いろいろな使用環境において
表面電位の低下を来たさない電気絶縁材を提供し、かか
る電気絶縁材を空気清浄機の集塵電極材に用いれば、集
塵効率の安定化を図ることができる。

【０００９】しかし、高電圧電極表面に導電部を設け、
導電部から接地電極に電流が流れるようにすると、プラ
スチックフィルム表面にトラッキングが発生する場合が
ある。トラッキングが起る原因として、プラスチック表
面絶縁抵抗が低い部分と高い部分が生じることで微少放
電が発生する。微少放電が発生した部分は局所的に高温
の部分が生じ、ある温度以上になるとプラスチックが炭
化する。炭化した部分が大きくなって高電圧電極と接地
電極が短絡すると炭化した部分に大電流が流れプラスチ
ック電極が溶けたり、火災の原因にもなる。

【００１０】特に、塩化ビニルはトラッキング耐性が弱
いとされている。さらに、ダイオキシンの発生の原因と
され、廃棄する場合に非常に問題となり、様々な物質が
配合されているため再資源化も難しい。また、トラッキ
ングに強く電極材料に使用されるポリプロピレンは、成
形性が悪いうえ、導電部を２枚のフィルム材で張り合わ
せた構成するときの接着が困難である。

【００１１】また、プラスチックフィルム表面に導電面
を形成するための導電塗料は、一般的に銅や銀などの金
属粉やカーボンブラックなどの導電物質と接着剤とを混
合し、その接着剤の接着力によって導電面を形成する。
そのため、ポリプロピレンなどの耐溶剤物質は接着が困
難であるため、接着する際の前処理として表面処理が必
要になり、製造工程が複雑になる。

【００１２】そこで、この発明の第１の目的は、トラッ
キング耐性が比較的高く、環境影響も比較的低く、フィ
ルム同士の接着も容易なフィルム材料を使用すること
で、上記のような問題を解決することにある。

【００１３】他の問題として、プラスチックフィルムに
導電面を形成する導電性塗料は金属粉を含んでいるが、
この金属粉を含む導電塗料をプラスチックフィルムに塗
布した場合、金属粉の量や金属の種類によっては廃棄が
困難になる。

【００１４】そこで、この発明の第２の目的は、導電性
塗料の材料を選ぶことによって、廃棄処理を容易し、再
資源化を容易にすることにある。

【００１５】また、電気集塵ユニットは、使用時間が長
くなるに従い電極表面が汚染される。その汚染の大部分
は接地電極であるが、高電圧電極も汚染される。電極表
面の汚染も微少放電の発生の原因になる。また、電極表
面が汚染されると、ホコリの持つ電荷は、高電圧電極の
表面電位を低下させ、集塵性能の低下となる。

【００１６】そこで、この発明の第３の目的は、電極表
面の電位を安定化させて集塵性能の向上を図るととも
に、高電圧電極表面の導電部分からリークする電流を拡
散させることにより、プラスチックを炭化するエネルギ
ー以下に抑えることができ、トラッキングによる集塵性
能の低下や火災を防ぐことができるようにすることにあ
る。

【００１７】さらに、別の問題として、導電面の抵抗値
が高いと、高電圧電極としての性能の低下を招くことが
ある。

【００１８】そこで、この発明の第４の目的は、導電面
の抵抗値を選ぶことにより、高電圧電極としての性能低
下を抑制することにある。

【００１９】また、２枚のプラスチックフィルムを貼り
合わせる際に両面接着テープを使用することがある。プ
ラスチックの材料によっては、充分な接着力がある。両
面接着テープを使用すると、接着工程において乾燥など
の時間を省くことができるため、製造工程が簡単にな
る。しかし、一般の両面接着テープは、紙や不織布を基
材とし、基材表面に粘着力のある物質が塗布されてい
る。基材が紙や不織布であると、基材が水を吸ってしま
い、接着力の低下および電極端面への高電圧リークの原
因となる。

【００２０】そこで、この発明の第５の目的は、両面接
着テープの基材が水を吸わないようにすることにある。

【００２１】この発明の第６の目的は、上記のような電
気集塵用高電圧電極を用いることにより、集塵性能が安
定し、しかも環境負荷も軽減でき、さらに再資源化でき
る電気集塵ユニットを提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１に係る発明の電気集塵用高電圧電極
は、片面に導電性塗装による導電面を形成した第１のプ
ラスチックフィルムと、導電面を形成しない第２のプラ
スチックフィルムとを導電面を内側にして重合した電気
集塵用高電圧電極において、第１および第２のプラスチ
ックフィルムの材料をポリエチレンテレフタレートとし
たことを特徴とする。

【００２３】第２の目的を達成するため、請求項２に係
る発明の電気集塵用高電圧電極は、請求項１の発明の構
成に加え、導電性塗料を非金属のカーボン系としたこと
を特徴とする。

【００２４】第３の目的を達成するため、請求項３に係
る発明の電気集塵用高電圧電極は、請求項１の発明の構
成に加え、第１および第２のプラスチックフィルムに、
導電面において貫通する貫通孔による導電部を設けたこ
とを特徴とする。

【００２５】第４の目的を達成するため、請求項４に係
る発明の電気集塵用高電圧電極は、請求項１の発明の構
成に加え、導電性塗料を体積抵抗が１．０×１０^−１Ω
・ｃｍ以下になるように塗布して、導電面の抵抗値を２
ｋΩ以下にしたことを特徴とする。

【００２６】第５の目的を達成するため、請求項５に係
る発明の電気集塵用高電圧電極は、請求項１の発明の構
成に加え、第１および第２のプラスチックフィルムを吸
湿性の少ない基材の両面接着テープで張り合わせたこと
を特徴とする。

【００２７】請求項６に係る発明の電気集塵ユニット
は、上記のような高電圧電極と接地電極とを、スペーサ
にて間隔を保持して対向させて積層することにより、上
記第６の目的を達成する。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面に従って詳細に説明する。

【００２９】図１に、この発明における高電圧電極１を
示す。この高電圧電極１は、同じ大きさの長方形の第１
と第２の２枚のプラスチックフィルム２・３を重合して
構成されている。これら２枚のプラスチックフィルム２
・３の材料は、ポリエチレンテレフタレート（以下、
「ＰＥＴ」と記す）である。

【００３０】第１のプラスチックフィルム２の片面に
は、導電性塗料を塗布した導電面４が形成されている
が、第２のプラスチックフィルム３には導電性塗料が塗
布されていない。第１のプラスチックフィルム２におい
て、導電性塗料の塗布面積は第１のプラスチックフィル
ム２より若干狭く、フィルム端縁部からの高電圧のリー
クおよびスパークを防止するため、第１のプラスチック
フィルム２における四辺の端の数１０ｍｍは塗布されて
いない。その導電性塗料による導電面４の一端から、高
電圧印加部となる突起部４ａが一体に突出形成されてい
る。

【００３１】そして、これらの２枚のプラスチックフィ
ルム２・３は、導電面４を内側にして貼り合わされてい
る。貼り合わせるものとして、接着剤、のり、両面接着
テープ、溶着などがあるが、図１の例では接着剤とし
た。

【００３２】また、２枚のプラスチックフィルム２・３
には、導電面４も貫通する貫通孔５が設けられている。
このように高電圧電極１に貫通孔５を設けると、電極表
面に導電部ができたようになり、ここから電極表面に電
荷を与えることができて、電極表面の電位を正常に保持
できるとともに、貫通孔５により電極表面の電荷を出し
入れできるので、表面電位を安定させることができる。
このように電極表面に電流を流しているために、プラス
チックフィルム２・３の材料としてトラッキング耐性が
比較的強いＰＥＴを使用することは、この点でも有益で
ある。

【００３３】図２は、導電面４を形成する導電性塗料と
して、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属粉が配
合されていないカーボン系の導電性塗料にした例であ
る。この導電性塗料は、カーボンを主成分にしているた
め、環境負荷が軽減され、リサイクルを容易にすること
ができる。また、導電性塗料をＰＥＴフィルム表面にス
クリーン印刷することによって、ＰＥＴフィルム表面に
導電面４を設けているが、通常の量を印刷した場合に
は、導電面４の抵抗値が高くなり、高電圧電極としての
性能を低下させてしまうため、導電性塗料を印刷する際
に導電性塗料の量を多めに印刷して、その体積抵抗を
１．０×１０^−１Ω・ｃｍ以下とし、導電面４の抵抗値
を２ｋΩ以下にすることが望ましい。

【００３４】図３は、２枚のプラスチックフィルム２・
３を張り合わせる際に、吸湿性の少ない基材の両面接着
テープ６を使用した図である。一般に、両面接着テープ
の基材には、不織布やＰＥＴフィルムなどを用いる場合
が多い。しかし、両面接着テープの基材を不織布のよう
な吸湿性の良いものを使用すると、基材が湿気を吸い込
み、両面接着テープの絶縁を保つことができなくなり、
フィルム端面への高電圧リークの原因になる。また、接
着力の低下にもなる。そのため、フィルムを貼り合わせ
る両面接着テープの基材は、プラスチック等の吸湿性の
少ないものが良い。さらに、接着力を大きくするため
に、両面接着テープの厚さが１００μｍ以上であること
が求められる。

【００３５】図４（ａ）は、図１または図２あるいは図
３の高電圧電極１と接地電極７とをスペーサ８で間隔を
保持して対向させて積層した集塵部９と、コロナ放電を
利用して粉塵などをイオン化させるイオン化部１０と、
高電圧電極１およびイオン化部１０の電極に高電圧を印
加する高電圧電源１１とで構成される電気集塵ユニット
を示す。スペーサ８は、高電圧電極１と接地電極７との
間に複数個配置され、高電圧電極１と接地電極７とを適
度な電気抵抗値で接続している。スペーサ８をこのよう
にしたことにより、電極間距離を正確に保持できるとと
もに、高電圧電極１の表面電位を安定させるために流れ
る電流が導電面４の貫通孔５の部分に集中せず、スペー
サ８によって接地電極７へ拡散されるため、トラッキン
グの起きにくい構造となる。このことから、図４（ｂ）
の示すように、高電圧電極１と接地電極７との間隔を密
にして、多層の電極構造にすることが可能になる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、高電圧電
極の表面に導電部を持つプラスチックフィルム電極にお
いて、フィルム材料にトラッキング耐性の強いＰＥＴを
使用しているので、トラッキングを防ぐことができる。

【００３７】請求項２に係る発明によれば、導電性塗料
に金属粉が配合されていないので、プラスチック材料を
再資源化が容易にできる。

【００３８】請求項３に係る発明によれば、高電圧電極
の一部に貫通孔による導電部を設けて電極表面に電荷を
与えることができるため、電極表面の電位を正常に保持
できるとともに、貫通孔により電極表面の電荷を出し入
れできるので、表面電位を安定させることができる。ま
た、高電圧電極と接地電極間に設けた複数個のスペーサ
により、表面電位の低下の原因となる電荷を高電圧電極
だけではなく接地電極にも電荷を流すことができるの
で、トラッキングを防ぐことができる。

【００３９】請求項４に係る発明によれば、導電性塗料
を体積抵抗が１．０×１０^−１Ω・ｃｍ以下になるよう
に塗布して、導電面の抵抗値を２ｋΩ以下にしたので、
高電圧電極としての性能の低下を防ぐことができる。

【００４０】請求項５の発明は、２枚のフィルム材を張
り合わせる際に吸湿性の少ない両面接着テープを使用
し、フィルム端面とフィルム表面の導電面との絶縁を保
っているので、フィルム端面への高電圧リークを防ぐこ
とができる。

【００４１】請求項６の発明は、請求項１〜５の特徴を
持つ高電圧電極を使用しているので、環境負荷が軽減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による高電圧電極の分解斜視図であ
る。

【図２】導電性塗料を非金属のカーボン系とした、この
発明による高電圧電極の分解斜視図である。

【図３】吸湿性の少ない基材の両面接着テープで２枚の
プラスチックフィルムを貼り合わせた、この発明による
高電圧電極の分解斜視図である。

【図４】（ａ）は、この発明の高電圧電極を用いた集塵
ユニットの構成図、（ｂ）はその集塵部のみの構造図で
ある。

【符号の説明】

１高電圧電極２第１のプラスチックフィルム３第２のプラスチックフィルム４導電面４ａ突起部５貫通孔６両面接着テープ７接地電極８スペーサ９集塵部１０イオン化部１１高電圧電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】片面に導電性塗装による導電面を形成し
た第１のプラスチックフィルムと、導電面を形成しない
第２のプラスチックフィルムとを前記導電面を内側にし
て重合した電気集塵用高電圧電極において、前記第１お
よび第２のプラスチックフィルムの材料をポリエチレン
テレフタレートとしたことを特徴とする電気集塵用高電
圧電極。
【請求項２】前記導電性塗料を非金属のカーボン系と
したことを特徴とする請求項１に記載の電気集塵用高電
圧電極。
【請求項３】前記第１および第２のプラスチックフィ
ルムに、前記導電面において貫通する貫通孔による導電
部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の
電気集塵用高電圧電極。
【請求項４】前記導電性塗料を体積抵抗が１．０×１
０^−１Ω・ｃｍ以下になるように塗布して、前記導電面
の抵抗値を２ｋΩ以下にしたことを特徴とする請求項
１、２または３に記載の電気集塵用高電圧電極。
【請求項５】前記第１および第２のプラスチックフィ
ルムを吸湿性の少ない基材の両面接着テープで張り合わ
せたことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載
の電気集塵用高電圧電極。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１に記載の高電
圧電極と接地電極とを、スペーサにて間隔を保持して対
向させて積層したことを特徴とする電気集塵ユニット。