JP2006341220A - Parallel flow electret filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気中に含まれる塵埃などを除去する平行流型エレクトレットフィルターに関する。 The present invention relates to a parallel flow electret filter that removes dust and the like contained in air.
従来の平行流型エレクトレットフィルターとしては、波板状シートと平板状シートとを重ねて融着または接着し、得られた単位をさらに多段に積み重ねて接着したハニカム構造体が、例えば特許文献1などに示されている。これら従来型フィルターでは、図3に示すように、波板状シート6と平板状シート5とを積層して形成される孔を通風路としており、これらシートのいずれか一方あるいは両方にエレクトレット加工が施されているため、通風路を流れる空気中に含まれる塵埃は、これらシートの持つ電荷によって、静電吸着される構成となっている。
As a conventional parallel flow type electret filter, a honeycomb structure in which corrugated sheets and flat sheets are stacked and fused or bonded, and the obtained units are stacked and bonded in multiple stages, for example,
しかしながら、従来型フィルターのハニカム構造体は、その構成単位を段ボールと同じ要領で製造しているため、波板状シートのひだが大きく、平板状シートを多段に積み重ねる際の間隔が大きくなりすぎてしまい、通風路の中央付近を通過する塵埃に対しては静電吸着力が十分に作用せず、捕集効率が低いという欠点があった。 However, since the honeycomb structure of the conventional filter is manufactured in the same manner as the corrugated cardboard, the corrugated sheet has large pleats, and the interval when stacking the flat sheets in multiple stages is too large. Thus, there is a drawback that the electrostatic adsorption force does not sufficiently act on dust passing near the center of the ventilation path, and the collection efficiency is low.
また、従来型フィルターでは、波板状シートと平板状シートとが、空気の流れ方向に対して平行に線状に接着されているため接触面積が大きく、塵埃を静電吸着するためのシートの有効面積割合が減少してしまうという欠点があった。 In the conventional filter, the corrugated sheet and the flat sheet are linearly bonded in parallel to the air flow direction, so that the contact area is large, and the sheet for electrostatically adsorbing dust is used. There was a drawback that the effective area ratio would decrease.
更に、従来型フィルターの製造では、初めに段ボール状のシートを多数製造し、これを多段に積み重ねて接着してブロック状のものを成形し、最後に必要なフィルターサイズに切断することが必要なため、工程が煩雑で、しかも、表面に現れるハニカム形状の多数の孔が、切断する過程で潰れてしまうことがあり、フィルターとして使用したときに、圧力損失の高いものとなってしまうことがあった。
本発明の目的は、製造が容易で、かつ、圧力損失が低くても捕集効率の高い平行流型エレクトレットフィルターを提供することである。 An object of the present invention is to provide a parallel flow electret filter which is easy to manufacture and has a high collection efficiency even if the pressure loss is low.
前記課題を解決するために種々の検討を行い、エレクトレット化シートに突起部を設けてスペーサーとすることで、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。 Various studies have been made to solve the above problems, and it has been found that the above problems can be solved by providing a protrusion on the electret sheet to form a spacer, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の平行流型エレクトレットフィルターは次の構成をとる。
(1)複数枚のエレクトレット化シートが積層された平行流型エアフィルターであって、
前記エレクトレット化シートは突起部を有し、該突起部が、積層されたエレクトレット化シートの互いの間隔を保つスペーサーの役割を果たしていることを特徴とする平行流型エレクトレットフィルター。
(2)前記突起部が、エレクトレット化シートに千鳥状に配置されている上記(1)に記載の平行流型エレクトレットフィルター。
(3)前記突起部が、エレクトレット化シートにランダムに配置されている上記(1)に記載の平行流型エレクトレットフィルター。
(4)前記突起部が、エレクトレット化シートに塗布された樹脂である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の平行流型エレクトレットフィルター。
(5)前記突起部が、エレクトレット化シートに入れた切れ込みを立ち上げたものである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の平行流型エレクトレットフィルター。
(6)前記突起部が、エレクトレット化シートに成型されたエンボスである上記(1)〜(3)のいずれかに記載の平行流型エレクトレットフィルター。
That is, the parallel flow electret filter of the present invention has the following configuration.
(1) A parallel flow type air filter in which a plurality of electret sheets are laminated,
The electret sheet has a protruding portion, and the protruding portion serves as a spacer for maintaining a gap between the stacked electret sheets.
(2) The parallel flow electret filter according to (1), wherein the protrusions are arranged in a staggered manner on the electret sheet.
(3) The parallel flow electret filter according to (1), wherein the protrusions are randomly arranged on the electret sheet.
(4) The parallel flow electret filter according to any one of (1) to (3), wherein the protrusion is a resin applied to an electret sheet.
(5) The parallel flow type electret filter according to any one of the above (1) to (3), wherein the protruding portion is formed by raising a cut formed in an electret sheet.
(6) The parallel flow electret filter according to any one of (1) to (3), wherein the protrusion is an emboss formed on an electret sheet.
本発明の平行流型エレクトレットフィルターは、エレクトレット化シート上に突起部を設け、その突起部で、積層されたエレクトレット化シートの互いの間隔を保つので、圧力損失を低く抑えつつろ過材の有効利用率を高めて捕集効率を高くすることができる。また、製造も容易で材料費等も抑えることができる。 The parallel flow type electret filter of the present invention is provided with a protrusion on the electret sheet, and the protrusions maintain the distance between the laminated electret sheets. Therefore, effective use of the filter medium while keeping the pressure loss low The collection efficiency can be increased by increasing the rate. In addition, manufacturing is easy and material costs can be reduced.
本発明の平行流型エレクトレットフィルターは、例えば図1に示すように、複数枚のエレクトレット化シート2が積層されてなる。そして、そのエレクトレット化シート2には、空気の流れ方向に関して間欠的に突起部3が設けられており、その突起部3が、積層されたエレクトレット化シート2の互いの間隔を保つスペーサーの役割を果たしている。 ここで、本発明に用いるエレクトレット化シート2を構成する材料としては、エレクトレット加工が可能なシート状物であれば何らの制約を設ける必要はなく、フィルムの他、スパンボンドやケミカルボンド、メルトブローなどの不織布、また織物や編物などが利用可能である。シートの原料は特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフルオロエチレン、ポリフルオロビニリデン、ナイロン、アクリルなどの合成樹脂を好適に用いることができ、コロナ荷電、電界荷電、電子線照射など公知の手段でエレクトレット化を行うことができる。
The parallel flow type electret filter of the present invention is formed by laminating a plurality of
エレクトレット化シート2は、厚さが薄い方がフィルターとした時の圧力損失を低くすることが出来るので好ましいが、一方で厚さが薄すぎるとシート自体の剛性が低下してしまい、風圧による撓みが生じるなどの問題が起こってしまう。そのため、本発明に用いるエレクトレット化シート2としては、厚さが0.06〜1.5mmの範囲内であることが好ましい。より好ましくは、厚さが0.10〜1.0mmの範囲内であるエレクトレット化シートを使用するのが、フィルターの低圧力損失化および高捕集効率化の観点から良い。
It is preferable that the
また、本発明においては、上述したように、突起部3によって積層されたエレクトレット化シート2の間隔を保つが、この間隔は狭い方がフィルターとした時の捕集効率を高くすることができるので好ましい。一方で間隔が狭すぎると、フィルター開口面積に対する通風孔の割合が低下し、圧力損失が高くなってしまう問題がある。そのため、本発明の平行流型エレクトレットフィルターのエレクトレット化シート2の間隔としては、0.5〜2.5mmの範囲内であることが好ましい。より好ましくは、エレクトレット化シートの間隔を0.7〜2.0mmの範囲内とするのが、フィルターの低圧力損失化および高捕集効率化の観点から良い。
Further, in the present invention, as described above, the interval between the
そして、突起部3は、規則的に配置しても良いが、エアフィルターの空気の流れ方向に対して千鳥状もしくはランダムに配置する方が、エアフィルターとした時に積層したエレクトレット化シート2の間を通る空気が乱流となりやすく、空気中の塵埃などがエレクトレット化シートに静電吸着されやすくなるため好ましい。また、突起部3を設ける面は、エレクトレット化シートの片面であっても両面であっても良い。
And although the
突起部3の形成は、機械による連続加工が可能であることが、製造が容易にあり、コスト的にも有利であるため好ましい。したがって、ホットメルト樹脂などのビード加工の他、エレクトレット化シートの一部に入れた切れ込みを折り曲げて立ち上げる方法や、エンボス加工などが好適に用いられる。図2に、エレクトレット化シート2‘の一部に切り込みを入れ、その切り込みを折り曲げ立ち上げて突起部3’を形成したエアフィルター1‘を示す。
It is preferable that the
突起部3の大きさは、小さい方がエレクトレット化シート2を積層する時の接触面積を減らし、空気中の塵埃などを静電吸着する有効面積を増やすことができるので好ましく、接触面積の割合はエレクトレット化シート2の面積の10%以下とすることが良い。
The smaller the size of the
本発明の平行流型エレクトレットフィルターは、例えば、次のようにして製造することができる。
巻き出し機より引き出されたシート原反は、コロナ放電機などのエレクトレット化装置に導入され、エレクトレット化処理をされる。エレクトレット化装置より出てきたシートは、そのままホットメルトビード加工機などの突起部付設装置へと導入されて、シート上の全巾にわたり、間欠的に突起部を設置され、シート上に多数の突起部のある連続したエレクトレット化シートとなる。このようにして得られたシートは、裁断機へと導入されて、ある一定の送り量で定寸カットされることにより、エレクトレットフィルターろ材を得る。このろ材を多数積み重ねることにより、本発明の平行流型エレクトレットフィルターを得ることができる。このような方法で製造されると、エレクトレットフィルターろ材はシート状のまま切断されるので、端面がシャープであり、エレクトレット化シートを積層したときの通風路の入り口形状が潰れてしまうことがなく、圧力損失の低いフィルターを得ることができる。
The parallel flow electret filter of the present invention can be manufactured, for example, as follows.
The sheet raw material drawn out from the unwinding machine is introduced into an electret forming apparatus such as a corona discharge machine and subjected to electret processing. The sheet coming out of the electret device is introduced as it is into a protrusion attaching device such as a hot melt bead processing machine, and protrusions are intermittently installed over the entire width of the sheet, and a large number of protrusions on the sheet It becomes a continuous electret sheet with a part. The sheet thus obtained is introduced into a cutting machine, and is cut in a fixed size with a certain feed amount to obtain an electret filter medium. By stacking a large number of the filter media, the parallel flow electret filter of the present invention can be obtained. When manufactured by such a method, since the electret filter medium is cut in a sheet form, the end face is sharp, and the inlet shape of the ventilation path when the electret sheets are laminated is not crushed. A filter with low pressure loss can be obtained.
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。また、実施例において使用する特性値は、次の測定法により測定したものである。
(1)圧力損失および捕集効率
JIS−B−9908 形式1の方法で測定した。
(2)QF値
以下の式により算出した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded. The characteristic values used in the examples are measured by the following measuring method.
(1) Pressure loss and collection efficiency Measured by the method of JIS-B-9908
(2) QF value It calculated with the following formula | equation.
QF値(Pa−1)=−ln〔{1−[捕集効率(%)]/100}/[圧力損失(Pa)]〕
QF値は、圧力損失当たりの捕集効率を表し、値が大きいほど高性能なフィルターであると言うことができる。
QF value (Pa −1 ) = − ln [{1- [collection efficiency (%)] / 100} / [pressure loss (Pa)]]
The QF value represents the collection efficiency per pressure loss, and it can be said that the higher the value, the higher the performance of the filter.
(実施例1)巾300mm、厚さ0.3mmのポリエステルフィルムをコロナ放電法でエレクトレット化したシートの片面に、CD方向の間隔が15mm、MD方向の間隔が15mmとなるように、半径1.0mmの半球状のポリオレフィン系ホットメルト樹脂を塗布して突起部を形成した(図4参照)。このエレクトレット化シートを送り量30mmで定寸カットしたものを、高さ300mmとなるように多段に積み重ねてアルミニウム製のケーシングに組み込み、本発明の平行流型エレクトレットフィルターを得た。得られたフィルターの特性値を測定した結果を表1に示す。 (Example 1) A radius of 1. mm is provided so that a CD direction interval is 15 mm and an MD direction interval is 15 mm on one side of a sheet obtained by electretizing a polyester film having a width of 300 mm and a thickness of 0.3 mm by a corona discharge method. A 0 mm hemispherical polyolefin hot melt resin was applied to form protrusions (see FIG. 4). The electret sheets cut in a fixed size with a feed amount of 30 mm were stacked in multiple stages so as to have a height of 300 mm and incorporated into an aluminum casing to obtain a parallel flow electret filter of the present invention. The results of measuring the characteristic values of the obtained filter are shown in Table 1.
(実施例2)コロナ放電法によりエレクトレット加工したポリプロピレン製メルトブロー不織布(目付30g/m2厚さ0.33mm)にポリエステル短繊維の樹脂加工不織布(目付37g/m2、厚さ0.34mm)をウレタン系接着剤(塗布量4g/m2)で貼り合わせたフィルターろ材(厚さ0.7mm)を、巾300mmにスリット加工すると共に、底辺2.0mm、高さ1.5mmの二等辺三角形の切れ込みを90度に立ち上げた突起部を、CD方向の間隔が20mm、MD方向の間隔が10mmとなるように、空気の流れ方向に対して千鳥配置した(図5参照)。このエレクトレット化シートを送り量30mmで定寸カットしたものを、高さ300mmとなるように多段に積み重ねてアルミニウム製のケーシングに組み込み、本発明の平行流型エレクトレットフィルターを得た。得られたフィルターの特性値を、測定した結果を表1に示す。 (Example 2) Polyester melt blown nonwoven fabric (weight per unit 30 g / m 2 thickness 0.33 mm) electret-processed by the corona discharge method is a polyester short fiber resin processed nonwoven fabric (weight per unit 37 g / m 2 , thickness 0.34 mm). A filter medium (thickness 0.7 mm) bonded with a urethane adhesive (coating amount 4 g / m 2 ) is slit to a width of 300 mm, and isosceles triangular with a base of 2.0 mm and a height of 1.5 mm Protrusions whose notches were raised to 90 degrees were arranged in a staggered manner in the air flow direction so that the CD direction interval was 20 mm and the MD direction interval was 10 mm (see FIG. 5). The electret sheets cut in a fixed size with a feed amount of 30 mm were stacked in multiple stages so as to have a height of 300 mm and incorporated into an aluminum casing to obtain a parallel flow electret filter of the present invention. Table 1 shows the measurement results of the characteristic values of the obtained filter.
(比較例1)コロナ放電法によりエレクトレット加工したポリプロピレン製メルトブロー不織布(目付40g/m2、厚さ0.40mm)を、山高さ3.0mmでコルゲート加工した波板状シートと、同じメルトブロー不織布よりなる平板状シートとを、多段に積層、接着してハニカム状ブロックを得た。これを巾300mm、高さ300mm、奥行き30mmのサイズにカットしたものをアルミニウム製のケーシングに組み込み、平行流型エレクトレットフィルターを得た。得られたフィルターの特性値を、測定した結果を表1に示す。 (Comparative example 1) Corrugated sheet made of polypropylene melt blown nonwoven fabric (weight per unit: 40 g / m 2 , thickness 0.40 mm) electret-processed by corona discharge method and corrugated sheet with a peak height of 3.0 mm, from the same melt blown nonwoven fabric The resulting flat sheet was laminated and bonded in multiple stages to obtain a honeycomb block. This was cut into a size of 300 mm in width, 300 mm in height, and 30 mm in depth, and incorporated in an aluminum casing to obtain a parallel flow electret filter. Table 1 shows the measurement results of the characteristic values of the obtained filter.
本発明の平行流型エレクトレットフィルターは、たとえば、廉価型のフィルターが好まれる空気清浄機やルームエアコンなどのフィルターとして好適に利用することができる。 The parallel flow electret filter of the present invention can be suitably used, for example, as a filter for an air purifier or a room air conditioner for which an inexpensive filter is preferred.
1、1’: エアフィルター
2、2’: エレクトレット化シート
3、3’: 突起部
4: エアフィルター
5: 平板状シート
6: 波板状シート
7: 半球状のポリオレフィン系ホットメルト樹脂による突起部
8: 二等辺三角形の切れ込みを90度立ち上げたものによる突起部
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