JP2016068044A - Charging filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は気体用の帯電フィルタに関する。 One aspect of the present invention relates to a charging filter for gas.
従来から、除塵や濾過などの機能を有する様々な気体用のフィルタ（例えば、エアフィルタ）が知られている。 Conventionally, various gas filters (for example, air filters) having functions such as dust removal and filtration are known.
下記特許文献１は、起伏状層によるチャネルフロー濾過媒体を記載する。特許文献１には、「第１の起伏状フィルム層と第２のフィルム層とで画成されるフローチャネルアセンブリの少なくとも１層で形成される濾過媒体アレイ。この起伏状フィルム層には第１の面と第２の面とがあり、起伏状フィルム層の少なくとも一面上の一連の先端部と少なくとも一面とが、その面の少なくとも一部に、高いアスペクト比構造を有するフローチャネルを画成する」との記載がある。また、特許文献１には、「少なくとも数層のフィルム層には、フィルム層の少なくとも一面の表面領域にリブ、ステム、フィブリル、あるいは他の各隆起部などの高アスペクト比構造を延在させて備えている」との記載もある。 The following patent document 1 describes a channel flow filtration medium with an undulating layer. In Patent Document 1, “a filtration medium array formed of at least one layer of a flow channel assembly defined by a first undulating film layer and a second film layer. A series of tips and at least one surface on at least one surface of the undulating film layer define a flow channel having a high aspect ratio structure on at least a portion of the surface. Is described. Patent Document 1 states that “at least several film layers have a high aspect ratio structure such as ribs, stems, fibrils, or other protuberances extending on at least one surface area of the film layer. There is also a statement that “we have”.
下記特許文献２は、エアフィルタを記載する。特許文献２には、「シート状のエレクトレット材をプリーツ状に加工してそのプリーツの折り目方向に空気を通過させる空間を形成してなるエアフィルタ」との記載がある。 The following patent document 2 describes an air filter. Patent Document 2 has a description of “an air filter formed by processing a sheet-like electret material into a pleat shape and forming a space through which air passes in the fold direction of the pleat”.
特許文献１に記載されているような微小な突起を形成することで、フィルタを構成する層の表面積が増大するので、捕集効率が向上する。この突起は特許文献２に記載のエアフィルタにも適用することができる。しかし、微小な突起の高さをすべて同じにするのは困難であり、実際には、個々の突起同士の高さが異なったり、ある突起列と別の突起列との間で突起の高さが異なったりすることが起こる。 By forming the minute protrusions as described in Patent Document 1, the surface area of the layer constituting the filter is increased, so that the collection efficiency is improved. This protrusion can also be applied to the air filter described in Patent Document 2. However, it is difficult to make all the heights of the minute protrusions the same, and in fact, the heights of the individual protrusions differ from one protrusion row to another. Happen to be different.
このような突起の高さのばらつきは、多数の突起を有するシートを幾重にも巻いて得られるロールからフィルタを作製する際に顕著に現れる。具体的には、高い突起の部分では巻き締まりが生じる一方で低い突起の部分では巻きの緩い部分が生じ、そのロールを切断して円盤状のフィルタを形成すると、巻きが緩い部分で巻き崩れが起こる。 Such variations in the height of the protrusions are noticeable when a filter is produced from a roll obtained by winding a sheet having a large number of protrusions in layers. Specifically, when the high protrusion part is tightened, the low protrusion part is loosely wound, and when the roll is cut to form a disk-shaped filter, the winding is loosened at the loose part. Occur.
そのため、突起を有するシートを巻くことで得られるフィルタでの巻き崩れを防止することが望まれている。 Therefore, it is desired to prevent collapse of the filter obtained by winding a sheet having protrusions.
本発明の一側面に係る帯電フィルタは、第１の層と第２の層とを含む帯電フィルタであって、第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部から成り、第２の層がベースを備え、茎部の根元側側面と第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、茎部の先端側側面と第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、突起の先端部の径が突起の根元部の径よりも小さい。 A charging filter according to one aspect of the present invention is a charging filter including a first layer and a second layer, wherein the first layer extends from the surface of the base, and is adjacent to the second layer. A plurality of solid projections, wherein the projections comprise stems having root side surfaces and tip side surfaces, the second layer comprises a base, the stem side surfaces of the stems and the first layer The first angle formed by the base is 90 ° or more and less than 180 °, the second angle formed by the tip side surface of the stem and the base of the second layer is 45 ° or more and less than 180 °, The diameter of the tip is smaller than the diameter of the root of the protrusion.
このような側面においては、突起の先端部が突起の根元部よりも細くなるように設定されると共に、茎部の根元側側面が、ベースと直交するかまたは先端に向かって窄むように形成される。このように突起を形成することで、シートを巻いてロールを形成した際に、突起の先端部分が隣りの層からの圧力に応じて柔軟に変形するので、突起の高さのばらつきが緩和される。その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなり、ロール全体において、あるいは、そのロールを切断して得られるフィルタの全体において張力のばらつきが抑制されるので、フィルタでの巻き崩れが起こりづらくなる。 In such a side surface, the tip end portion of the protrusion is set to be thinner than the root portion of the protrusion, and the root side surface of the stem portion is formed so as to be orthogonal to the base or to be narrowed toward the tip end. . By forming the protrusions in this way, when the roll is formed by winding the sheet, the tip end portion of the protrusion is flexibly deformed according to the pressure from the adjacent layer, so that the variation in the height of the protrusion is reduced. The As a result, tightening and loosening of the winding are difficult to occur, and variations in tension are suppressed in the entire roll or in the entire filter obtained by cutting the roll, so that it is difficult for the filter to collapse. .
本発明の一側面によれば、突起を有するシートを巻くことで得られるフィルタでの巻き崩れを防止することができる。 According to one aspect of the present invention, collapse of a filter obtained by winding a sheet having protrusions can be prevented.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
実施形態に係る帯電フィルタの構造を説明する。本明細書における用語「フィルタ」は、気体中に混ざり込んだ微粒子（微小な固形物または異物）を取り除くための装置または部品である。気体の種類は何ら限定されない。微粒子の例としては塵、埃、花粉が挙げられるが、帯電フィルタにより除去しようとする対象物はこれらに限定されず、帯電フィルタは気体中の任意の微粒子を取り除いてよい。帯電フィルタの使用態様は何ら限定されず、マスク、空調設備、自動車、空気清浄機、医療用酸素補給装置、熱および湿度交換装置、呼吸装置などのような様々な物品に帯電フィルタを適用することができる。 The structure of the charging filter according to the embodiment will be described. The term “filter” in the present specification is an apparatus or a part for removing fine particles (a minute solid or foreign matter) mixed in a gas. The kind of gas is not limited at all. Examples of the fine particles include dust, dust, and pollen, but the object to be removed by the charge filter is not limited to these, and the charge filter may remove any fine particles in the gas. The usage mode of the charging filter is not limited at all, and the charging filter is applied to various articles such as a mask, an air conditioner, an automobile, an air purifier, a medical oxygen supply device, a heat and humidity exchange device, a breathing device, etc. Can do.
帯電フィルタは複数の層を備える。複数の層の少なくとも一部は、図１に示すシート１０により形成される。シート１０は薄い板状の部材であり、ベース１１と、該ベース１１上に配置された複数の中実の突起２０とを備える。本明細書における用語「突起」は、ベース１１の一方の面から外方に向かって延びた構造物である。また、本明細書では、突起２０が存在する方の面を層、シート１０、またはベース１１の表面（おもてめん）と定義し、突起２０が存在しない方の面を層、シート１０、またはベース１１の裏面と定義する。
The charging filter includes a plurality of layers. At least some of the plurality of layers are formed by the
シート１０（層）の寸法は帯電フィルタの寸法に応じて設定される。上述した通り帯電フィルタの使用態様は何ら限定されないので帯電フィルタの寸法も様々である。本実施形態に係る帯電フィルタは、少なくとも１枚のシート１０を巻くことで作製されロール状を呈し（詳細は後述する）、帯電フィルタの径および幅は様々な値を取り得る。したがって、シート１０の長さおよび幅も様々な値を取り得る。例えば、シート１０の長さおよび幅は数センチから数十メートルまでの様々な範囲の値を取り得る。一方、シート１０の厚さは、例えば除塵効果（集塵効果）と気体の流路の確保との双方を考慮して設定されるが、この厚さも何ら限定されない。ここで、シート１０の厚さとは、ベース１１の裏面から突起２０の最高地点までの距離である。一例として、シート１０の厚さの下限は０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、または０．３ｍｍでもよく、その上限は３．０ｍｍ、２．５ｍｍ、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ、または１．０ｍｍでもよい。
The dimension of the sheet 10 (layer) is set according to the dimension of the charging filter. Since the usage mode of the charging filter is not limited at all as described above, the size of the charging filter also varies. The charging filter according to the present embodiment is produced by winding at least one
図２（ａ）に示すように、本実施形態の突起２０は、ベース１１の表面から延びる茎部２１を少なくとも備える。図２（ｂ）に示すように、突起２０はその茎部２１の先端に形成された傘部２２を備えてもよく、この場合には突起２０は全体として茸状を呈する。もっとも、突起２０の形状は図２の例に限定されず、後述するように様々な形状が考えられる。突起２０の上面（すなわち、茎部２１または傘部２２の上面）は平坦でもよいし波状（すなわちギザギザ）であってもよい。
As shown in FIG. 2A, the
ベース１１および突起２０の寸法は限定されない。例えば、ベース１１の厚さ、突起２０の高さ、茎部２１の高さ、茎部２１の底の最大幅、茎部２１の先端の幅、傘部２２の最大幅、および、茎部２１からの傘部２２の張出し量はすべて任意に設定してよい。また、ベース１１における突起２０の密度も何ら限定されない。例えば、その密度は、１平方センチメートル当たり約２５〜約５００個でもよいし、１平方センチメートル当たり約２００〜約５００個でもよい。
The dimensions of the
シート１０の材料は熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、エチル・メチル・メタクリレート樹脂（ＥＭＭＡ）、エチル・アクリレート樹脂（ＥＡ）、およびエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂、またはこれら２種以上の混合物（例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とポリエチレン樹脂（ＰＥ）との混合物、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とエチル・メチル・メタクリレート樹脂（ＥＭＭＡ）との混合物、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とエチル・アクリレート樹脂（ＥＡ）との混合物、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂との混合物、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）とエチル・メチル・メタクリレート樹脂（ＥＭＭＡ）との混合物、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）とエチル・アクリレート樹脂（ＥＡ）との混合物、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）とエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂との混合物）等が挙げられる。なお、ＰＥの例としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが挙げられる。突起２０の形状に応じた硬さを有する樹脂、混合比等を選択することができる。また、必要に応じて、これらの樹脂には、添加剤等を添加することができる。これらのような材料を用いることで、少なくとも一部が可撓性を有する突起２０（茎部２１）を作製し得る。
The material of the
本実施形態では、シート１０の製造方法に関して二つの例を示す。
In the present embodiment, two examples of the manufacturing method of the
一つは、特表２００５−５１４９７６号公報に記載の手法である。この手法ではまず、電子放電機械加工により切断された開口を有する押出しダイ（ｄｉｅ）から熱可塑性樹脂を押し出すことで、突起の断面形状を有する複数のレール状のリブ（ｒｉｂ）がベースシート上に並んだストリップ（ｓｔｒｉｐ）を形成する。続いて、水などの冷却液体を充填した冷却タンク内でそのストリップをローラで引っ張る。続いて、リブの長手方向に沿って互いに離間した複数の位置で、各リブに幅方向の切り込みを入れることで、それぞれのリブについて、突起の厚さに対応する複数の部分を形成する。リブを切断した後、ストリップのベースシートを所定の伸張比で伸ばす。具体的には、互いに異なる表面速度で駆動されるニップローラの第１の対とニップローラの第２の対と間でリブの長手方向に沿ってベースシートを伸張する。この工程では、上流に位置する第１の対のニップローラの一つを加熱することでベースシートを加熱する一方で、下流に位置する第２の対のニップローラの一つを冷却してベースシートを安定化させてもよい。この伸張によって、リブの複数の部分間に空間が生じ、その部分が突起２０となる。
One is a method described in JP-T-2005-514976. In this method, first, a plurality of rail-shaped ribs having a cross-sectional shape of protrusions are formed on a base sheet by extruding a thermoplastic resin from an extrusion die having an opening cut by electronic discharge machining. Lined strips are formed. Subsequently, the strip is pulled with a roller in a cooling tank filled with a cooling liquid such as water. Subsequently, a plurality of portions corresponding to the thicknesses of the protrusions are formed for each rib by cutting in the width direction in each rib at a plurality of positions separated from each other along the longitudinal direction of the rib. After cutting the ribs, the strip base sheet is stretched at a predetermined stretch ratio. Specifically, the base sheet is stretched along the longitudinal direction of the rib between a first pair of nip rollers and a second pair of nip rollers driven at different surface speeds. In this step, one of the first pair of nip rollers located upstream is heated to heat the base sheet, while one of the second pair of nip rollers located downstream is cooled to remove the base sheet. It may be stabilized. By this extension, a space is generated between a plurality of portions of the rib, and the portion becomes the
もう一つの例は、特表２００８−５３２６９９号公報に記載の手法である。この手法ではまず、多数の貫通孔を有する型板または押し出し機を用いた押出成形により、複数の突起の原形をなす複数の柱状体が表面に並んだ帯状基材を形成する。なお、各柱状体の先端部を加熱しながらカレンダーロールでその先端部を潰すことで、傘部を有する突起を形成できる。この工程により一つのシート１０が得られる。
Another example is the technique described in JP-T-2008-532699. In this method, first, a strip-like base material in which a plurality of columnar bodies forming a plurality of projections are arranged on the surface is formed by extrusion using a template having a large number of through holes or an extruder. In addition, the protrusion which has an umbrella part can be formed by crushing the front-end | tip part with a calender roll, heating the front-end | tip part of each columnar body. One
シート１０にはエレクトレット処理が施され、これにより各層は帯電層として機能する。エレクトレット処理とは、コロナ放電、加熱および冷却、帯電粒子噴霧などによってシート１０を帯電させる処理である。シート１０を帯電させることにより、各層の除塵あるいは濾過の効果を高めることができる。
The
突起２０の様々な形状を以下に説明する。突起２０の形状の特徴は、突起２０を側面から見た際に見出すことができる。本実施形態では、図３に示すように、ベース１１と直交する仮想面Ｖに突起２０を投影して得られる投影像Ｐの外縁を用いて、突起２０の形状の特徴を示す。仮想面Ｖは気体が流れる方向と交差するように設定され、これは、仮想面Ｖが、気体の流れを遮るような態様で設定されることを意味する。図４〜７は、様々な突起２０の投影像であるが、これらの図では、説明を分かり易くするために、突起に付した符号と同じものを投影像に付すこととする。図４〜７に示す、投影像の第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、茎部２１の側面に対応する外縁である。本実施形態では、茎部２１の側面のうち、ベース１１との接続部分を含む一部を「根元側側面」と言い、茎部２１の先端を含む一部を「先端側側面」という。図４〜７での各パターンにおいて、下側のベース１１は第１の層のベースに相当し、茎部２１（突起２０）は第１の層の突起に相当し、上側のベース１１（隣接する層のベース１１）は第２の層のベースに相当する。
Various shapes of the
パターン１では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、屈曲も湾曲もしておらず、一直線である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度θは鈍角である。一方、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φは鋭角であるが、４５°以上に設定される。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。ここで、本明細書における突起２０の先端部（または根元部）の径は、ベース１１の延び方向に沿った当該先端部（または根元部）の長さの最大値である。
In the pattern 1, the
パターン２は、パターン１で示される茎部２１の先端に傘部２２が設けられた突起２０を示す。本明細書では、傘部２２が設けられるか否かに関わらず、流路の隅の形状を示す第２の角度φは、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す角度であり、したがって、このパターン２でも４５°以上の鋭角である。このように、傘部２２の存在は第２の角度φの決定に影響しない。一方、傘部２２を有する突起２０の先端部の径は、傘部２２の径（ベース１１の延び方向に沿った傘部２２の長さの最大値）である。傘部２２を有すると突起２０においても、突起２０の先端部の径Ｌｔは突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい、という関係が成り立つ。以下に示すパターンでは傘部２２を省略した態様に基づいて説明するが、傘部２２を有する態様についてはパターン２と同様に考えることができる。
The pattern 2 shows the
パターン３では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４は共に、その全体が、投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）θは鈍角である。一方、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φは９０°である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
In Pattern 3, the
パターン４では、茎部２１は、その延び方向における中央部が窄むような形状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、その全体が投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）θは鈍角である。また、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度（補助線Ｎと隣りのベース１１とが成す角度）φも鈍角である。流路のすべての隅の角度が鈍角である場合には、流路のすべての隅の付近で気体が更に通りやすくなるので、帯電フィルタの圧力損失を更に抑制することができ、気体中の微小な粒子をより多く捕集することも可能になる。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
In the pattern 4, the
パターン５では、茎部２１は、延び方向における中央部が窄むような形状を呈する。第１の外縁２３の全体は、直線で形成されており、かつ投影像の内部に向かって凸であるように屈曲している。第２の外縁２４も第１の外縁２３と同様の形状である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度θは鈍角である。また、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φも鈍角である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
In the pattern 5, the
パターン６では、茎部２１の根元側は直柱状であり、茎部２１の残りの部分は先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４の根元側は直線である。これに対して、第１の外縁２３および第２の外縁２４の先端側は、投影像の外部に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度θは９０°である。また、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度（補助線Ｍと隣りのベース１１との角度）φは４５°以上の鋭角である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
In the pattern 6, the root side of the
パターン７，８は、茎部２１の投影像が線対称でない例である。パターン７では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、屈曲も湾曲もしておらず、一直線である。ベース１１と第１の外縁２３の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度θａは鈍角である。ベース１１と第２の外縁２４の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度θｂは９０°である。第１の外縁２３の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φａは、４５°以上の鋭角である。第２の外縁２４の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φｂは９０°である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
Patterns 7 and 8 are examples in which the projected image of the
パターン８では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３は、その全体が投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。一方、第２の外縁２４は、その全体が投影像の外側に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と第１の外縁２３の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍａとの角度）θａは鈍角である。ベース１１と第２の外縁２４の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍｂとの角度）θｂは９０°である。第１の外縁２３の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φａも９０°である。第２の外縁２４の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度（補助線Ｎと隣りのベース１１との角度）φｂは、４５°以上の鋭角である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
In the pattern 8, the
パターン１〜８ではいずれも、第１の角度θが９０°以上１８０°未満に設定され、第２の角度φが４５°以上１８０°未満に設定され、突起２０の先端部の径が突起２０の根元部の径よりも小さい。第１の角度θ、第２の角度φ、および突起２０の径に関するこれらの条件が満たされるのであれば、突起２０および茎部２１の形状は限定されない。第１の角度の下限は１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよく、その上限は１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよい。また、第２の角度の下限は５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよく、その上限は５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよい。
In each of the patterns 1 to 8, the first angle θ is set to 90 ° or more and less than 180 °, the second angle φ is set to 45 ° or more and less than 180 °, and the diameter of the tip of the
第１の角度θおよび第２の角度φは、気体の流路（空間）の形状に対応する角度、より具体的には気体の流路の隅の部分の角度であり、中実である茎部２１そのものに関する角度ではないことに留意されたい。ここで、本明細書における個々の「流路」は、隣接する二つの突起２０の間に形成される空間である。角度θ，φは突起２０の投影像において測定される。流路の隅の角度を鈍角に、直角に、または４５°以上の鋭角に設定することで、それぞれの隅の付近にも気体が通るので、気体が流路を流れやすくなり、ひいては帯電フィルタの圧力損失を抑制することができる。また、気体が流路の隅の付近も通るので、流路の隅またはその隅に近い部分でも気体中の微小な粒子を捕集することができる。このように、角度θ，φは、気体の流れやすさおよび圧力損失の値に影響を与える重要な要素であると共に、捕集効率（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）にも影響を及ぼし得る。
The first angle θ and the second angle φ are angles corresponding to the shape of the gas flow path (space), more specifically, the angles of the corners of the gas flow path, and are solid stems. Note that this is not an angle with respect to
パターン１〜８ではいずれも、突起２０の先端部が突起２０の根元部よりも細くなるように設定されると共に、茎部２１の根元側側面が、ベース１１と直交するかまたは先端に向かって窄むように形成される。このように突起２０を形成することで、シート１０を巻いてロールを形成した際に、突起２０の先端部分が隣りの層からの圧力に応じて柔軟に変形するので、突起２０の高さのばらつきが緩和される。その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなり、ロール、あるいは、そのロールを切断して得られる帯電フィルタの全体において張力のばらつきが抑制されるので、帯電フィルタでの巻き崩れが起こりづらくなる。
In each of the patterns 1 to 8, the tip portion of the
ベース１１とほぼ並行する突起２０の上面（茎部２１の上面または傘部２２の上面）の形状は任意に定めてよい。例えば、その上面の形状は円であってもよいし、楕円であってもよいし、矩形であってもよいし、星形であってもよい。あるいは、その上面の形状は三角形や六角形などの任意の多角形であってもよいし、より複雑な形状であってもよい。
The shape of the upper surface (the upper surface of the
ベース１１上での複数の突起２０の具体的な配置態様は限定されない。例えば、突起２０は格子状に配置されてもよいし、千鳥状に配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。突起２０はベース１１上に均等に配置されてもよいし、不均等に配置されてもよい。例えば、ベース１１において、突起２０が存在する突起領域と突起２０が存在しない平坦領域とが混在してもよい。あるいは、１枚のベース１１において、突起２０が密集した領域（密な領域）と突起２０がまばらな領域（疎な領域）とが混在してもよい。突起２０の配置態様はこれらに限定されず、気体の流路を形成できるのであればどのようなパターンでもよい。また、一つのベース１１上に異なる形状（パターン）の突起が設けられてもよい。
The specific arrangement mode of the plurality of
ベース１１にはスリットまたは開口が形成されてもよい。本明細書における用語「スリット」とは、スリット状の溝またはスリット状の貫通部を含む概念である。本明細書における用語「溝」は、ベース１１における一方の面に設けられた切込みが他方の面に貫通しない状態を示す。この溝は、ベース１１の表面に形成されてもよいし裏面に形成されてもよい。本明細書における用語「貫通部」は、ベース１１に設けられた孔または開口が一方の面から他方の面まで貫通した状態を示す。本明細書では、スリット状の溝およびスリット状の貫通部をまとめて、単に「スリット」ともいう。本実施形態では直線状のスリットを示すが、スリットの形は任意であり、例えば、波型、山形、凹凸型などのスリットをベース１１に形成してもよい。図８はベース１１に形成されたスリット１３の例を示し、図９はベース１１に形成された開口１４の例を示すが、スリットおよび開口の態様は以下に説明する通り様々である。
A slit or opening may be formed in the
スリットは、従来から用いられている任意の手法（例えば、刃やレーザ切断など）により形成することができる。一方、開口は、例えば、スリット状の貫通部が形成されたベース１１をスリット列と直交する方向に広げることで形成することができる。ベース１１を広げる手段としては、幅出し機（ｔｅｎｔｅｒ）やローラなどの機械や、手作業などが挙げられる。あるいは、開口は、ベース１１を広げることなく、そのベース１１を所望の形にくり抜くことで形成してもよい。
The slit can be formed by any conventionally used method (for example, a blade or laser cutting). On the other hand, the opening can be formed by, for example, expanding the
スリットの配置は任意である。例えば、ベース１１の一辺付近からその対辺付近にかけて途切れることなく延びるスリットが所定の間隔で並んでもよい。あるいは、スリットは千鳥状に配置されてもよいし、格子状に配置されてもよい。また、ベース１１全体においてスリットの密集度が一定である必要はなく、一つのベース１１においてスリットがまばらな部分とスリットが密な部分とが存在してもよい。
The arrangement of the slits is arbitrary. For example, slits extending without interruption from one side of the base 11 to the other side may be arranged at a predetermined interval. Or a slit may be arrange | positioned at zigzag form and may be arrange | positioned at grid | lattice form. Further, it is not necessary that the density of the slits is constant throughout the
個々のスリットの長さは限定されない。また、一つのベース１１おいて個々のスリットの長さが統一されてもよいし、異なる長さのスリットが混在してもよい。スリットの延び方向における、隣接する二つのスリットの間隔も限定されず、当該延び方向と直交する方向における、隣接する二つのスリットの間隔も限定されない。また、一つのベース１１においてこれらの間隔が統一されてもよいし統一されなくてもよい。
The length of each slit is not limited. Moreover, the length of each slit may be unified in the one
スリットは、ベース１１の一辺と平行になるように延びてもよいし、ベース１１の辺に対して任意の角度θ（０°＜θ＜９０°）で傾斜するように形成されてもよい。
The slit may extend so as to be parallel to one side of the base 11 or may be formed to be inclined at an arbitrary angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the side of the
開口の配置も任意である。例えば、ベース１１の一辺付近からその対辺付近にかけて途切れることなく延びる開口が所定の間隔で並んでもよい。開口は千鳥状に配置されてもよいし、格子状に配置されてもよい。一つのベース１１において開口がまばらな部分と開口が密集する部分とが混在してもよい。隣接する二つの開口の間隔も限定されないし、その間隔は統一されていても統一されていなくてもよい。また、開口はベース１１の辺に対して斜めに形成されてもよい。このように、開口の配置については、スリットの場合と同様に様々な変形が考えられる。
The arrangement of the openings is also arbitrary. For example, openings that extend without interruption from one side of the base 11 to the other side may be arranged at a predetermined interval. The openings may be arranged in a staggered pattern or in a grid pattern. In one
開口の形状は限定されず、例えば矩形、菱形、円形、楕円形、矩形、星形、波形、あるいは他の多角形であってもよい。また、一つのベース１１において複数の形状の開口が混在してもよい。
The shape of the opening is not limited, and may be, for example, a rectangle, a diamond, a circle, an ellipse, a rectangle, a star, a waveform, or another polygon. Also, a plurality of shapes of openings may be mixed in one
スリットと開口とが混在してもよい。当然ながら、個々のスリットおよび開口の配置は任意に定めてよい。 A slit and an opening may be mixed. Of course, the arrangement of the individual slits and openings may be arbitrarily determined.
本実施形態に係る帯電フィルタ１００を図１０に示す。この帯電フィルタ１００は、少なくとも１枚の帯状のシート１０を何重にも巻き付けることで得られる。あるいは、この帯電フィルタ１００は、少なくとも１枚のシート１０を巻き付けて得られたロールを、巻芯と直交する方向に切断することで得られる。帯電フィルタ１００は、気体が流れる多数の流路９０を有する（図１０中の拡大部分を参照）。この帯電フィルタ１００を作製する場合には、帯電フィルタの軸となる円柱部材にシート１０を何重にも巻き付けてもよいし、その円柱部材を用いることなくシート１０を巻いてもよい。円柱部材を用いる場合には、円柱部材は中実の部材であってもよいし、中空の円筒状部材であってもよい。あるいは、少なくとも１枚のシート１０をらせん状に巻くことで得たロールを、複数の層を備える帯電フィルタ１００として用いてもよい。あるいは、特性（例えば、突起の形状または配列）の異なる複数のシートを巻き付けることで帯電フィルタ１００を得てもよい。ベース１１にスリットまたは開口が形成されている場合には、シート１０自体の剛性が小さくなってシート１０がより柔軟に変形するようになるので、シート１０を小さく巻く作業が容易になり、隣接する二つの層がより確実に密着した帯電フィルタ１００を作製することができる。シート１０に形成するスリットまたは開口の寸法または形状を調整することで、帯電フィルタの属性（作製方法や適用場面など）に応じて、シート１０の柔軟性を適宜変更することができる。
FIG. 10 shows a charging
ロールおよび帯電フィルタ１００を固定する方法は限定されない。例えば、粘着剤または接着剤を突起２０の上面（すなわち、突起２０の先端部）またはシート１０の裏面に塗布した後にシート１０を巻いてもよい。または、ロールの巻き終わり部分（端末部）を片面または両面の粘着テープを用いて固定をしてもよい。あるいは、粘着剤、接着剤および粘着テープを用いることなく、収縮性を有するフィルム（収縮フィルム）のみによりロールおよび帯電フィルタ１００を固定してもよい。具体的には、図１１に示すように、帯電フィルタ１００（またはロール）の外周面を収縮フィルム３０で覆うことで帯電フィルタ１００（またはロール）を固定する。例えば、収縮フィルム３０として熱収縮チューブを採用した場合には、その熱収縮チューブを帯電フィルタ１００（またはロール）の外周面に配した後にそのチューブを加熱することで、当該チューブが縮んで帯電フィルタ１００（またはロール）を外側から押さえ込む。熱収縮チューブの材料の例として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および二軸延伸ポリスチレン（ＢＯＰＳ）が挙げられる。あるいは、収縮フィルム３０に張力をかけながら帯電フィルタ１００（またはロール）を当該収縮フィルム３０で巻くことで帯電フィルタ１００（またはロール）を外側から押さえ込んでもよい。収縮フィルムのみにより帯電フィルタ１００を固定することで、帯電フィルタ１００の各層の帯電状態に影響を及ぼすことなく当該帯電フィルタ１００を良好に保ち続けることができる。
A method for fixing the roll and the charging
帯電フィルタの流入口または排出口に向かって該帯電フィルタを見た時に、突起２０は積層方向に沿って整列してもよいし、千鳥状に配列されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。
When the charging filter is viewed toward the inlet or outlet of the charging filter, the
帯電フィルタは、互いに異なる複数種類の層を備えてもよい。例えば、帯電フィルタは、シート１０により形成される層（基本層）以外の層（付加機能層）を備えてもよい。例えば、付加機能層は、有機成分の除去または脱臭を行う活性炭でもよいし、ゼオライトあるいはアルミノケイ酸塩などの吸収剤でもよいし、銅−アスコルビン酸などの脱臭触媒でもよい。あるいは、付加機能層は、シリカゲル、ゼオライト、塩化カルシウムあるいは活性アルミナなどの乾燥剤でもよいし、ＵＶ殺菌系などの消毒剤でもよいし、グロキサル、メタクリル酸エステルあるいは香料などの芳香剤でもよい。あるいは、付加機能層は、Ｍｇ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＰｄあるいはＲｎ、またはアルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、珪藻土、シリカジルコニウムあるいはチタニアなどの担体上に支持された酸化物などの金属を含むオゾン除去剤でもよい。一つの帯電フィルタが複数種類の付加機能層を備えてもよい。
The charging filter may include a plurality of different types of layers. For example, the charging filter may include a layer (additional functional layer) other than the layer (basic layer) formed by the
以上説明したように、本発明の一側面に係る帯電フィルタは、第１の層と第２の層とを含む帯電フィルタであって、第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部から成り、第２の層がベースを備え、茎部の根元側側面と第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、茎部の先端側側面と第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、突起の先端部の径が突起の根元部の径よりも小さい。 As described above, the charging filter according to one aspect of the present invention is a charging filter including a first layer and a second layer, the first layer extending from the base, the surface of the base, and A plurality of solid protrusions adjacent to the second layer, the protrusions comprising a stem portion having a root side surface and a tip side surface, the second layer including a base, and a root side surface of the stem portion The first angle formed between the base of the first layer and the base of the first layer is 90 ° or more and less than 180 °, and the second angle formed between the tip side surface of the stem and the base of the second layer is 45 ° or more and 180 °. And the diameter of the tip of the protrusion is smaller than the diameter of the root of the protrusion.
また、本発明の一側面に係る物品は、上記の帯電フィルタを備える。 An article according to one aspect of the present invention includes the above-described charging filter.
このような側面においては、突起の先端部が突起の根元部よりも細くなるように設定されると共に、茎部の根元側側面が、ベースと直交するかまたは先端に向かって窄むように形成される。このように突起を形成することで、シートを巻いてロールを形成した際に、突起の先端部分が隣りの層からの圧力に応じて柔軟に変形するので、突起の高さのばらつきが緩和される。その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなり、ロール全体において、あるいは、そのロールを切断して得られるフィルタの全体において張力のばらつきが抑制されるので、フィルタでの巻き崩れが起こりづらくなる。 In such a side surface, the tip end portion of the protrusion is set to be thinner than the root portion of the protrusion, and the root side surface of the stem portion is formed so as to be orthogonal to the base or to be narrowed toward the tip end. . By forming the protrusions in this way, when the roll is formed by winding the sheet, the tip end portion of the protrusion is flexibly deformed according to the pressure from the adjacent layer, so that the variation in the height of the protrusion is reduced. The As a result, tightening and loosening of the winding are difficult to occur, and variations in tension are suppressed in the entire roll or in the entire filter obtained by cutting the roll, so that it is difficult for the filter to collapse. .
シートを製造する際に微小な突起の高さを同一にするのは容易ではなく、突起の高さが列毎に異なる現象が発生し得る。例えば図１２の枠Ｒに示すように、周囲の列よりも突起２０が低く形成される列が生じ得る。しかし、本発明の一側面では、シートを巻いてロールを形成すると、突起２０の先端部分が柔軟に変形するので（例えば湾曲するので）、図１２の中段に示すように、枠Ｒで示される部分も含めたロール全体において、突起２０の見かけの高さが統一される。その結果、部分Ａ，Ｂにおいて巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなり、図１２の下段に示すように、巻き崩れを起こすことなく各部分から帯電フィルタ１００を得ることができる。
When manufacturing a sheet, it is not easy to make the heights of minute protrusions the same, and a phenomenon in which the heights of the protrusions are different for each row may occur. For example, as shown in a frame R in FIG. 12, there may be a row in which the
図１２に対する比較例を図１３に示す。図１３に示すように突起の先端部の径が突起の根元部の径以上である場合には、シートを巻いてロールを形成した際に突起２０´の先端部分がほとんど変形しないので、同図の中段に示すように、低い突起２０´が存在する部分（枠Ｒで示される部分）に隙間が生じてしまう。その結果、部分Ａでは巻き締まりが発生する一方で、部分Ｂでは巻きの緩みが生じてしまい、図１３の下段に示すように、部分Ｂに相当する帯電フィルタ１００´では巻き崩れが発生してしまう。
A comparative example for FIG. 12 is shown in FIG. As shown in FIG. 13, when the diameter of the tip of the protrusion is equal to or larger than the diameter of the base of the protrusion, the tip of the
別の側面に係る帯電フィルタでは、茎部が、根元部から先端部に向けて窄むテーパ部を含んでもよい。 In the charging filter according to another aspect, the stem portion may include a tapered portion that narrows from the root portion toward the tip portion.
本明細書における「テーパ部」とは、茎部の一部または全体がテーパ状になっていることをいう。この場合には、茎部が、先端に向けて細くなっていく構造を含むので、シートを巻いてロールを形成した際に、突起の先端部分が隣りの層からの圧力に応じてより柔軟に変形し、突起の高さのばらつきが緩和される。その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなる。 The “tapered portion” in the present specification means that a part or the whole of the stem portion is tapered. In this case, since the stem portion includes a structure that becomes narrower toward the tip, when the roll is formed by winding the sheet, the tip portion of the protrusion becomes more flexible according to the pressure from the adjacent layer. It deforms, and the variation in the height of the protrusion is alleviated. As a result, winding tightening and winding looseness are less likely to occur.
別の側面に係る帯電フィルタでは、茎部の全体が、根元部から先端部に向けて窄むテーパ状を呈してもよい。 In the charging filter according to another aspect, the entire stem portion may have a tapered shape that narrows from the root portion toward the tip portion.
このように茎部の全体をテーパ部とみることができる場合には、茎部の全体が先端に向けて窄んだ形状であるので、突起の先端部分が隣の層からの圧力に応じてより柔軟に変形し、その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みがより生じづらくなる。 In this way, when the entire stem portion can be regarded as a tapered portion, the entire stem portion has a shape constricted toward the tip, so that the tip portion of the protrusion is in accordance with the pressure from the adjacent layer. It deforms more flexibly, and as a result, winding tightening and winding looseness are less likely to occur.
別の側面に係る帯電フィルタでは、茎部の少なくとも一部が可撓性を有してもよい。 In the charging filter according to another aspect, at least a part of the stem portion may have flexibility.
茎部が可撓性を有することで突起が隣の層からの圧力に応じてより柔軟に変形し、突起の高さのばらつきが緩和される。その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなる。 Since the stem portion is flexible, the protrusion is deformed more flexibly according to the pressure from the adjacent layer, and the variation in the height of the protrusion is reduced. As a result, winding tightening and winding looseness are less likely to occur.
別の側面に係る帯電フィルタでは、ベースと直交する仮想面に茎部を投影して得られる投影像の外縁が、該投影像の内側に向かって凸であってもよい。 In the charging filter according to another aspect, the outer edge of the projection image obtained by projecting the stem on a virtual plane orthogonal to the base may be convex toward the inside of the projection image.
このように、突起の側面の全体を内側に向かって凸であるように形成することで、突起の先端部分が隣の層からの圧力に応じてより柔軟に変形し、その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みがより生じづらくなる。 Thus, by forming the entire side surface of the protrusion so as to be convex inward, the tip portion of the protrusion is deformed more flexibly according to the pressure from the adjacent layer, and as a result, Loose winding is less likely to occur.
別の側面に係る帯電フィルタでは、収縮性を有するフィルムにより第１および第２の層が固定されてもよい。 In the charging filter according to another aspect, the first and second layers may be fixed by a shrinkable film.
収縮性を有するフィルムを用いることで、帯電フィルタの各層の帯電状態を良好に保ち続けながら帯電フィルタをしっかりと固定することができる。 By using a film having shrinkage properties, it is possible to firmly fix the charging filter while keeping the charged state of each layer of the charging filter well.
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
１０…シート、１１…ベース、２０…突起、２１…茎部、２２…傘部、２３…第１の外縁、２４…第２の外縁、３０…収縮フィルム、１００…帯電フィルタ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ前記第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、前記突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部から成り、
前記第２の層がベースを備え、
前記茎部の根元側側面と前記第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、
前記茎部の先端側側面と前記第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、
前記突起の先端部の径が前記突起の根元部の径よりも小さい、
帯電フィルタ。 A charging filter including a first layer and a second layer,
The first layer includes a base and a plurality of solid protrusions extending from a surface of the base and adjacent to the second layer, the stem having a root side surface and a tip side surface Consisting of
The second layer comprises a base;
The first angle formed by the base side surface of the stem and the base of the first layer is 90 ° or more and less than 180 °;
A second angle formed by the tip side surface of the stem and the base of the second layer is 45 ° or more and less than 180 °,
The diameter of the tip of the protrusion is smaller than the diameter of the root of the protrusion,
Charge filter.
請求項１に記載の帯電フィルタ。 The stem includes a tapered portion that narrows from the root toward the tip.
The charging filter according to claim 1.
請求項２に記載の帯電フィルタ。 The entire stem portion has a tapered shape that narrows from the root portion toward the tip portion,
The charging filter according to claim 2.
請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電フィルタ。 At least a part of the stem has flexibility;
The charging filter according to claim 1.
請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電フィルタ。 The outer edge of the projection image obtained by projecting the stem on a virtual plane orthogonal to the base is convex toward the inside of the projection image,
The charging filter according to claim 1.
請求項１〜５のいずれか一項に記載の帯電フィルタ。 The first and second layers are fixed by a shrinkable film,
The charging filter according to claim 1.
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