JP5067084B2 - Air purification filter and air purification device - Google Patents

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本発明は、例えば、空気清浄の分野において、空気中の粒子状浮遊物質およびガス状不純物成分を除去することができる空気清浄フィルタおよび空気清浄装置に関する。   The present invention relates to an air cleaning filter and an air cleaning device capable of removing particulate suspended matters and gaseous impurity components in the air, for example, in the field of air cleaning.
空気中に存在する粒子状浮遊物質、すなわち粉塵は喘息などの疾病の原因として知られており従来から除去の対象となる物質であったが、近年の研究において粒子径2.5マイクロメートル以下の粉塵(いわゆるPM2.5)が気管支炎、花粉症、更には肺ガンなどの疾病を誘起する可能性があるとの報告があり、捕集技術の更なる向上が求められている。その中で濾材を用いて作られる集塵フィルタは確実に空気中に含まれる粉塵を捕集することが可能であることから空気中の粉塵を捕集して空気を清浄にすることが必要なあらゆるケースで幅広く使用されている。   Particulate suspended matter in the air, that is, dust, has been known as a cause of illnesses such as asthma and has been a target for removal in the past, but in recent studies, the particle size is 2.5 micrometers or less. There is a report that dust (so-called PM2.5) may induce diseases such as bronchitis, hay fever, and lung cancer, and further improvement of the collection technique is demanded. Among them, the dust collection filter made using filter media can surely collect the dust contained in the air, so it is necessary to collect the dust in the air and clean the air. Widely used in all cases.
集塵フィルタを形成する濾材は繊維からなるシート状のもの、多孔質のメンブレンシート状のもの、スポンジ状のものなどが存在するが、ここでは代表として繊維からなる厚さ1mm以下の濾材(以下濾材シートとする)で作られた集塵フィルタを用いて原理を説明する。濾材シートは無数の繊維を敷き詰めてシート化したものであり、繊維と繊維の間には空気が通過することができる隙間、いわゆる濾過孔が存在する。繊維の繊維径は大きいもので数十μm、小さいものでおよそ0.2μm程度となり、繊維径が小さければ小さいほど濾過孔は小さくなりやすく、また同じ重量で考えた場合に繊維径が小さければ小さいほど繊維の合計した表面積が大きくなる。   The filter medium forming the dust collecting filter includes a sheet-like material made of fibers, a porous membrane sheet-like material, a sponge-like material, etc., but here, as a representative, a filter material made of fibers having a thickness of 1 mm or less (hereinafter referred to as a filter material) The principle will be described using a dust collection filter made of a filter material sheet. The filter medium sheet is a sheet formed by spreading countless fibers, and a gap through which air can pass, that is, a so-called filter hole exists between the fibers. The fiber diameter of the fiber is several tens of μm at large, and about 0.2 μm at the small one. The smaller the fiber diameter, the easier the filtration holes become, and the smaller the fiber diameter when considering the same weight. As the total surface area of the fibers increases.
粒子径1μm以下の小さな粉塵を捕集できる濾材シートの代表的なものとしてガラス繊維濾材シートとメルトブローン濾材シートが挙げられる。ガラス繊維濾材シートは繊維径が0.5〜数μmの微細なガラス繊維を漉きこんでシートにし、ほぐれないように樹脂製バインダなどでガラス繊維どうしを結合したものである。ガラス繊維濾材シートはガラス繊維の有する繊維径の小ささを生かして非常に高い捕集性能を得ることができる。また、メルトブローン濾材シートは溶融したポリプロピレンなどの樹脂を高温の高速ガス流体の力で吹き飛ばすことで樹脂を細化させて繊維状にし、半分溶融した状態でスクリーン上に吹き付けることでバインダを用いることなく繊維どうしを溶融接着してシートにしたものである。ポリプロピレンなどの樹脂は分極しやすく、また起こした分極を逃がしにくいという特徴を有する。   Typical examples of filter media sheets that can collect small dust particles having a particle diameter of 1 μm or less include glass fiber filter media sheets and meltblown filter media sheets. The glass fiber filter sheet is a sheet in which fine glass fibers having a fiber diameter of 0.5 to several μm are mixed, and the glass fibers are bonded with a resin binder so as not to be loosened. The glass fiber filter sheet can obtain very high collection performance by taking advantage of the small fiber diameter of the glass fiber. Also, the melt-blown filter media sheet is made by blowing molten resin such as polypropylene with the power of high-temperature high-speed gas fluid to make the resin finer and fibrous, and spraying it on the screen in a half-melted state without using a binder Fibers are melt bonded to form a sheet. Resins such as polypropylene have the characteristics that they are easily polarized and that the generated polarization is difficult to escape.
繊維の機械的濾過作用で粉塵を捕集する場合、粉塵は大きく分けて慣性衝突、さえぎり、拡散の3つの作用によって繊維上に捕集される。慣性衝突とは繊維の近傍で急に変化する空気の流線に粉塵がついていけず、そのまま粉塵が空気の流線を横切るように繊維に衝突して捕集される作用のことをいう。したがって粉塵の粒径や速度が大きいほど粉塵に働く慣性力が大きくなって慣性衝突の作用が大きく働く。さえぎりとは粉塵が空気の流線に沿って運動する際に粉塵の粒子半径以内の距離で粉塵が繊維に近づいた時に粉塵が繊維に衝突して繊維上に捕集される作用のことをいう。したがって粉塵の粒子径が大きいほど、そして繊維の繊維径が小さいほどさえぎりの作用が大きく働く。拡散とは熱運動する空気分子によって粉塵が不規則な軌道を描くブラウン運動を起こし、その軌道上にある繊維と衝突して捕集される作用のことをいう。したがってブラウン運動を起こすだけの小さい粒径を有する粉塵にのみ動作し、また繊維の合計の表面積が大きい、すなわち繊維径が小さいほど拡散の作用は大きく働く。理論および実験によって構築された計算から、慣性衝突およびさえぎりは粒子径約1μm以上の粉塵に大きく作用し、また、拡散は粒子径約0.05μm以下の粉塵に大きく作用することが明らかになっている。したがって粒子径1μm以上、もしくは0.05μm以下の粉塵は慣性衝突やさえぎり、そして拡散の作用を受けるため捕集されやすいが粒子径が0.05μm以上かつ1μm以下の粉塵は慣性衝突やさえぎりの作用を大きく得るには粒子径が小さく、そして拡散の作用を大きく得るには粒子径が大きいため捕集されにくいことが明らかになっている。粒子径が0.05μm以上かつ1μm以下の粉塵をよく捕集するにはこの範囲の粒子径の粉塵に作用する拡散およびさえぎりを大きくすることが有効であり、すなわち繊維径の小さい繊維を密に充填することでこの範囲の粒子径の粉塵をよく捕集することができる。主にクリーンルーム用の高性能集塵フィルタとして、日本工業規格によって「定格風量で粒径が0.3μmの粒子に対して99.97%以上の粒子捕集率を持ち、かつ初期圧力損失が245Pa以下の性能を持つエアフィルタ」と規定されているHEPAフィルタが存在するが、ガラス繊維による濾材シートで作成されたHEPAフィルタは繊維径が0.5μm前後と非常に小さい。このように非常に繊維径の小さい繊維を用いることで粉塵の捕集性能を高めることができる。   When dust is collected by the mechanical filtration action of the fiber, the dust is roughly collected on the fiber by three actions of inertial collision, interception and diffusion. Inertial collision refers to an action in which dust does not attach to the streamline of air that changes suddenly in the vicinity of the fiber and is collected by colliding with the fiber so as to cross the streamline of air as it is. Therefore, the larger the particle size and speed of the dust, the greater the inertial force acting on the dust and the greater the effect of inertial collision. Interception refers to the action of dust colliding with fibers and being collected on the fibers when they approach the fibers at a distance within the particle radius of the dust as the dust moves along the streamline of air. . Accordingly, the larger the particle diameter of the dust and the smaller the fiber diameter of the fiber, the greater the action of blocking. Diffusion refers to the action of causing the Brownian motion in which the dust moves in an irregular orbit due to air molecules moving in a thermal motion, and colliding with fibers on the orbit. Therefore, it operates only on dust having a particle size that is small enough to cause Brownian motion, and the total surface area of the fibers is larger, that is, the smaller the fiber diameter, the greater the diffusion effect. Calculations built up by theory and experiment reveal that inertial collisions and interruptions have a large effect on dust with a particle size of about 1 μm or more, and diffusion has a large effect on dust with a particle size of about 0.05 μm or less. Yes. Therefore, dust particles with a particle size of 1 μm or more or 0.05 μm or less are subject to inertial collision and blocking, and are easily collected due to diffusion. However, dust with particle size of 0.05 μm to 1 μm is subject to inertial collision and blocking. It has been clarified that the particle size is small for obtaining a large particle size, and that the particle size is large for obtaining a large diffusion effect, and thus it is difficult to be collected. In order to collect fine particles having a particle size of 0.05 μm or more and 1 μm or less, it is effective to increase the diffusion and blocking that act on the particles having a particle size in this range. By filling, dust having a particle diameter in this range can be collected well. As a high-performance dust collection filter mainly for clean rooms, according to Japanese Industrial Standards, it has a particle collection rate of 99.97% or more with respect to particles with a rated air volume of 0.3 μm and an initial pressure loss of 245 Pa. There is an HEPA filter defined as an “air filter having the following performance”, but the HEPA filter made of a filter medium sheet made of glass fiber has a very small fiber diameter of around 0.5 μm. Thus, dust collection performance can be enhanced by using fibers with a very small fiber diameter.
しかしながら繊維の繊維径をより小さく、より密に充填するほど濾過孔が小さくなって空気を通過させる際の通気抵抗、すなわち圧力損失が大きくなる。ここで比較的大きな繊維径を有する繊維からなる濾材シートを用いて圧力損失を低くしながら小さな粉塵をよく捕集できるようにするために電場を利用した集塵フィルタとして、恒常的な電場を設けて繊維と粉塵との間で作用する力(ファンデルワールス力)を高めた集塵フィルタが特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された集塵フィルタを図10に示す。特許文献1に記載された集塵フィルタは、濾材シート101の上流側および下流側に設けた導電性を有する一対の電極102および103のうち少なくとも一方の電極と濾材シートとの間に空気層104によるギャップを設け(図10では上流側に空気層104を設けている)、更に必要であれば少なくとも一方の電極を絶縁材料で被覆して絶縁することで一対の電極間で短絡を起こさない構造となっている。そして一対の電極の間に6〜9kVの電位差を与えるように電極に電圧を印加する。こうすることで強力な電場を濾材シート101の中に設け、濾材シート101の有する繊維と粉塵との間で働くファンデルワールス力を高めることで濾過孔よりも小さい粒子径の粉塵をよく捕集することを可能としている。
特許第3388740号公報
However, the smaller the fiber diameter of the fiber, the more tightly packed, the smaller the filter hole, and the greater the airflow resistance when passing air, that is, the pressure loss. Here, a constant electric field is provided as a dust collection filter using an electric field so that small dust can be well collected while reducing pressure loss using a filter medium sheet made of fibers having a relatively large fiber diameter. Patent Document 1 discloses a dust collection filter in which a force (van der Waals force) acting between fibers and dust is increased. The dust collection filter described in Patent Document 1 is shown in FIG. The dust collection filter described in Patent Document 1 includes an air layer 104 between at least one of a pair of conductive electrodes 102 and 103 provided on the upstream side and downstream side of the filter material sheet 101 and the filter material sheet. (In FIG. 10, an air layer 104 is provided on the upstream side), and if necessary, at least one electrode is covered with an insulating material and insulated to prevent short-circuiting between the pair of electrodes. It has become. A voltage is applied to the electrodes so as to give a potential difference of 6 to 9 kV between the pair of electrodes. In this way, a strong electric field is provided in the filter medium sheet 101, and the van der Waals force acting between the fibers of the filter medium sheet 101 and the dust is increased, so that dust with a particle size smaller than that of the filter hole is collected well. It is possible to do.
Japanese Patent No. 3388740
特許文献1に記載される集塵フィルタでは短絡を防ぐために上流側もしくは下流側に設けられた電極のうち少なくとも一方の電極と濾材シートとの間に空気層によるギャップを設けており、濾材シートに電場を直接設けることができないため粉塵の捕集性能が低いという課題あり、粉塵の捕集性能をより高めることが要求されている。   In the dust collection filter described in Patent Document 1, a gap by an air layer is provided between at least one of the electrodes provided on the upstream side or the downstream side and the filter medium sheet in order to prevent short circuit, and the filter medium sheet There is a problem that dust collection performance is low because an electric field cannot be provided directly, and it is required to further improve dust collection performance.
また、捕集性能を高めるために6〜9kVと比較的高い電圧が必要であり、空気層を設けるために設けた絶縁スペーサーの表面が絶縁破壊を起こして短絡する、または空気層が絶縁破壊を起こして短絡することで所定の電圧が得られず濾材シートに電場を設けられなくなることが起こりうるため、より低い電圧とすることが要求されている。   In addition, a relatively high voltage of 6 to 9 kV is necessary to improve the collection performance, and the surface of the insulating spacer provided for providing the air layer causes a dielectric breakdown to cause a short circuit, or the air layer causes a dielectric breakdown. Since a predetermined voltage cannot be obtained by causing a short circuit and an electric field cannot be provided on the filter medium sheet, a lower voltage is required.
また、特許文献1とは異なる構成だが濾材シートと電極の間に空気層を設けない場合は濾材シートに電場を直接設けることが可能となる。しかし濾材シートの厚さは一般的に2mm以下と非常に薄い構造であるため、上流側および下流側の電極に電位差を設けるように電圧を印加すると濾材シートを解して短絡を起こしやすくなり所定の電圧が得られないという課題があり、電極に電圧を印加しても短絡しない構造とすることが要求されている。   Moreover, although it is a different structure from patent document 1, when an air layer is not provided between a filter medium sheet and an electrode, it becomes possible to provide an electric field directly in a filter medium sheet. However, since the thickness of the filter medium sheet is generally very thin, 2 mm or less, if a voltage is applied so as to provide a potential difference between the upstream and downstream electrodes, the filter medium sheet is easily opened and a short circuit is likely to occur. Therefore, there is a demand for a structure that does not short-circuit even when a voltage is applied to the electrodes.
また、濾材シートを蛇腹のプリーツ状とした場合には濾材シートおよび電極のプリーツ方向の寸法は集塵フィルタの開口寸法に対して数倍から数十倍の長さとなり、この寸法の長い電極をプリーツ状に加工し、更にプリーツ状に加工された濾材シートとの間に一定の厚さを有する空気層を設けることは非常に困難であり事実上不可能であるため、より作りやすくて実現可能な構造とすることが要求されている。   In addition, when the filter medium sheet has a bellows pleated shape, the dimension of the filter medium sheet and the electrode in the pleat direction is several to several tens of times longer than the opening size of the dust collecting filter. It is very difficult and practically impossible to provide an air layer with a certain thickness between the pleated filter material sheet and the pleated filter material sheet. It is required to have a simple structure.
また、空気中には0.1〜50μmといった粒子径を有する粉塵の一種として菌やカビの胞子、ウイルス、またはダニの糞や死骸、花粉といったアレルゲンなど疾病の原因となる物質も存在しており、捕集した菌、カビ、ウイルス、アレルゲンを無害化することが可能な空気清浄フィルタが望まれている。   In addition, substances that cause diseases such as fungi, mold spores, viruses, mite feces, dead bodies, and pollen are also present in the air as a kind of dust having a particle size of 0.1 to 50 μm. Therefore, an air purifying filter capable of detoxifying collected bacteria, molds, viruses and allergens is desired.
また、従来の集塵フィルタでは捕集できなかったガス状不純物成分も捕集することが望まれており、さらには捕集したガス状不純物成分を分解して無害化することで長期間ガス状不純物成分を捕集して清浄な空気を供給することが可能な集塵フィルタが望まれている。   It is also desired to collect gaseous impurity components that could not be collected by conventional dust collection filters. Furthermore, the collected gaseous impurity components are decomposed and rendered harmless for a long time. A dust collection filter capable of collecting impurity components and supplying clean air is desired.
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、濾材シートの上流側および下流側の両面を半導電性にして両面に電位差を与えることで濾材シートに電場を直接設けることが可能となり、そのため比較的低い電圧を用いても高い捕集性能が得られ、また、捕集した菌、カビ、ウイルス、アレルゲンを不活性化し、また、従来の集塵フィルタでは捕集できなかったガス状不純物成分を捕集しさらには分解して無害化することが可能な空気清浄フィルタおよび空気清浄装置を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and it is possible to directly provide an electric field to the filter medium sheet by making both the upstream and downstream sides of the filter medium sheet semiconductive and applying a potential difference to both surfaces. Therefore, even if a relatively low voltage is used, high collection performance can be obtained. In addition, the collected bacteria, molds, viruses, and allergens are inactivated, and the gaseous state that cannot be collected by conventional dust collection filters. An object of the present invention is to provide an air cleaning filter and an air cleaning device capable of collecting and further detoxifying impurity components.
本発明の請求項1記載の空気清浄フィルタは上記目的を達成するために、通気性を有し、通過する空気中に含まれる粉塵を捕集する濾材シートの上流側および下流側の両面を半導電性にして両面半導電性濾材シートとし、両面半導電性濾材シートの両面の間に与える電位差を制御してオゾンを発生させ、発生させたオゾンによって捕集した粉塵や粉塵から発生する有害ガスをオゾン酸化し無害なガスに浄化することを特徴とするものである。 To achieve claim 1 air cleaning filter described above Symbol object of the present invention have a breathable, the both surfaces of the upstream and downstream of the filter medium sheet for collecting dust contained in the air passing through Harmful from dust and dust collected by the generated ozone, semi-conductive, double-sided semi-conductive filter media sheet, generating ozone by controlling the potential difference between both sides of the double-sided semi-conductive filter media sheet gas in which characterized that you purified into harmless gas ozone oxidation.
また、請求項2記載の空気清浄フィルタは、請求項1記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シートの両面に半導電性皮膜を形成する半導電性塗料を塗布して乾燥させて両面半導電性濾材シートとすることを特徴とするものである。   Further, the air purification filter according to claim 2 is the air purification filter according to claim 1, wherein a semiconductive coating material that forms a semiconductive film is applied to both sides of the filter material sheet and dried to dry the filter. It is a sheet.
また、請求項3記載の空気清浄フィルタは、請求項1記載の空気清浄フィルタにおいて、通気性と半導電性を有する半導電性通気シートを濾材シートの両面の上に設けて両面半導電性濾材シートとすることを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 3 is the air purification filter according to claim 1, wherein a semiconductive ventilation sheet having air permeability and semiconductivity is provided on both sides of the filter medium sheet, and the double-sided semiconductive filter medium is provided. It is a sheet.
また、請求項4記載の空気清浄フィルタは、請求項2または3記載の空気清浄フィルタにおいて、イオン導電性ポリマーを含む溶液を半導電性塗料として用いることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the air purification filter according to the second or third aspect, wherein a solution containing an ion conductive polymer is used as a semiconductive paint.
また、請求項5記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至4いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、両面半導電性濾材シートの上流側および下流側の面の表面抵抗がともに10の8乗Ω/□以上12乗Ω/□以下であることを特徴とするものである。 The air cleaning filter according to claim 5, wherein, in the air cleaning filter according to any one of claims 1 to 4, double-sided semi-conductive filter media sheet upstream and downstream face surface resistance are both 10 of the 8 It is characterized by being not less than the squared Ω / □ and not more than the 12th power Ω / □.
また、請求項6記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至5いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シートがガラス繊維をバインダで結合してシート状にしたガラス繊維濾材シートであることを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 6 is the air purification filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter material sheet is a glass fiber filter material sheet formed by combining glass fibers with a binder. It is a feature.
また、請求項7記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至5いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シートが溶融した樹脂を高速のガス流体で吹き飛ばして繊維状としたものを交絡させてシート状にしたメルトブローン濾材シートであることを特徴とするものである。   Further, an air purification filter according to claim 7 is an air purification filter according to any one of claims 1 to 5, wherein a resin in which a filter medium sheet is melted is blown off with a high-speed gas fluid to form a fiber. It is a melt-blown filter material sheet formed into a sheet shape.
また、請求項8記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至7いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、投影的に重ならないように両面半導電性濾材シートの両面それぞれに導電性の端子を設けることを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 8 is the air purification filter according to any one of claims 1 to 7, wherein conductive terminals are provided on both surfaces of the double-sided semiconductive filter material sheet so as not to overlap projection. It is characterized by this.
また、請求項9記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至8いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、両面半導電性濾材シートをプリーツ状にすることを特徴とするものである。   An air purification filter according to claim 9 is characterized in that, in the air purification filter according to any one of claims 1 to 8, the double-sided semiconductive filter material sheet is formed in a pleated shape.
また、請求項10記載の空気清浄フィルタは、請求項9記載の空気清浄フィルタにおいて、導電性を有する2次元網状構造物を上流側および下流側のプリーツ山の頂点に接触させて設け、上流側および下流側の2次元網状構造物にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 10 is the air purification filter according to claim 9, wherein the two-dimensional network structure having conductivity is provided in contact with the apexes of the upstream and downstream pleat peaks, and the upstream side In addition, different voltages are applied to the two-dimensional network structure on the downstream side.
また、請求項11記載の空気清浄フィルタは、請求項9記載の空気清浄フィルタにおいて、導電性を有する棒状部材を上流側および下流側のプリーツ山の頂点に接触させて設け、上流側および下流側の棒状部材にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 11 is the air purification filter according to claim 9, wherein the conductive rod-shaped member is provided in contact with the apexes of the upstream and downstream pleat peaks, and the upstream and downstream sides are provided. A different voltage is applied to each of the rod-shaped members.
また、請求項12記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至11いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートが撥水性を有することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 12 is characterized in that, in the air purification filter according to any one of claims 1 to 11, the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet has water repellency. .
また、請求項13記載の空気清浄フィルタは、請求項12記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にオルガノポリシロキサン、フッ素樹脂、ワックスのうち少なくとも1種類以上を含む撥水性の膜を設けることを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 13 is the air purification filter according to claim 12, wherein at least one of organopolysiloxane, fluororesin, and wax on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. A water-repellent film including one or more types is provided.
また、請求項14記載の空気清浄フィルタは、請求項13記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にオルガノポリシロキサンを含む撥水性の膜を設ける方法として、オルガノポリシロキサンおよび水溶性基を有するポリマーを溶かした水溶液を濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 14 is the air purification filter according to claim 13, wherein a water repellent film containing organopolysiloxane is provided on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. The method is characterized in that an aqueous solution in which an organopolysiloxane and a polymer having a water-soluble group are dissolved is infiltrated into a filter medium sheet or a double-sided semiconductive filter medium sheet and then dried.
また、請求項15記載の空気清浄フィルタは、請求項13または14記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にフッ素樹脂を含む撥水性の膜を設ける方法として、フルオロアルキル基および水溶性基を有するポリマーを溶かした水溶液に濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 15 is the air purification filter according to claim 13 or 14, wherein a water repellent film containing a fluororesin is formed on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. As a method of providing, the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet is infiltrated into an aqueous solution in which a polymer having a fluoroalkyl group and a water-soluble group is dissolved, and then dried.
また、請求項16記載の空気清浄フィルタは、請求項13乃至15いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にワックスを含む撥水性の膜を設ける方法として、溶融したワックスに乳化剤と温水を混合して作成したエマルションに濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートを浸透させた後に乾燥することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 16 is the air purification filter according to any one of claims 13 to 15, wherein the water repellent filter contains a wax on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. As a method for providing a membrane, the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet is infiltrated into an emulsion prepared by mixing melted wax with an emulsifier and warm water, and then dried.
また、請求項17記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至16いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて両面半導電性濾材シートの両面の間に交流成分を含む電圧を印加することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 17 is characterized in that in the air purification filter according to any one of claims 1 to 16, a voltage including an alternating current component is applied between both surfaces of the double-sided semiconductive filter material sheet. Is.
また、請求項18記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至17いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、両面半導電性濾材シートに吸着剤を担持することを特徴とするものである。   An air purifying filter according to claim 18 is characterized in that in the air purifying filter according to any one of claims 1 to 17, an adsorbent is supported on a double-sided semiconductive filter material sheet.
また、請求項19記載の空気清浄フィルタは、請求項10乃至18いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、導電性を有する2次元網状構造物として活性炭を担持したハニカム体を用いることを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 19 is the air purification filter according to any one of claims 10 to 18, wherein a honeycomb body carrying activated carbon is used as a conductive two-dimensional network structure. Is.
また、請求項20記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至19いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物の少なくともいずれか一つを担持することを特徴とするものである。   An air purifying filter according to claim 20 is the air purifying filter according to any one of claims 1 to 19, and carries at least one of manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt. It is characterized by this.
また、請求項21記載の空気清浄フィルタは、請求項20記載の空気清浄フィルタにおいて、二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物を担持する方法として、マンガン塩水溶液、コバルト塩水溶液、もしくはマンガン塩とコバルト塩の混合水溶液を添着して酸化物が得られるように加熱することを特徴とするものである。   The air purification filter according to claim 21 is the air purification filter according to claim 20, wherein the manganese dioxide, cobalt oxide, or manganese and cobalt composite oxide is supported by a manganese salt aqueous solution, a cobalt salt aqueous solution, Alternatively, a mixed aqueous solution of a manganese salt and a cobalt salt is attached and heated so as to obtain an oxide.
また、本発明の空気清浄装置は請求項22に記載したとおり、請求項1乃至21いずれかに記載の空気清浄フィルタの上流にイオン化手段を設けることを特徴とするものである。   Moreover, the air purifying apparatus of the present invention is characterized in that, as described in claim 22, ionizing means is provided upstream of the air purifying filter according to any of claims 1 to 21.
本発明によれば、濾材シートの上流側および下流側の両面を半導電性にして両面に電位差を与えることで濾材シートに電場を直接設けることが可能となり、そのため比較的低い電圧を用いても高い捕集性能を得ることができると同時に、半導電面が緩衝帯となることで電荷の急激な移動が起こらず短絡を防止することができ、また、ホルムアルデビドなどの有害ガス、カプタン類などの臭気性ガスを含む人体などに有害なガス状不純物成分をオゾン酸化し、分解し、例えば、二酸化炭素や水蒸気といった無害なガスに変換し、浄化し、脱臭浄化し、また、捕集した菌、カビ、ウイルス、アレルゲンを無害化し、また、従来の集塵フィルタでは捕集できなかったガス状不純物成分を捕集しさらには分解して無害化することが可能な空気清浄フィルタを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric field directly on the filter medium sheet by making both the upstream and downstream sides of the filter medium sheet semiconductive and providing a potential difference between the both surfaces, so even if a relatively low voltage is used. A high collection performance can be obtained, and at the same time, the semiconductive surface becomes a buffer zone, so that a rapid movement of electric charge does not occur and a short circuit can be prevented. In addition, harmful gases such as formaldehyde and captans Gaseous impurity components harmful to the human body including odorous gases are ozone-oxidized, decomposed, converted into harmless gases such as carbon dioxide and water vapor, purified, deodorized and purified, and collected bacteria, An air cleaning filter that can detoxify molds, viruses, and allergens, and can collect and further decompose and detoxify gaseous impurity components that could not be collected by conventional dust filters. It is possible to provide the data.
本発明の請求項1記載の空気清浄フィルタは上記目的を達成するために、通気性を有し、通過する空気中に含まれる粉塵を捕集する濾材シートの上流側および下流側の両面を半導電性にして両面半導電性濾材シートとし、両面半導電性濾材シートの両面の間に与える電位差を制御してオゾンを発生させ、発生させたオゾンによって捕集した粉塵や粉塵から発生する有害ガスをオゾン酸化し無害なガスに浄化することを特徴とするものである。半導電性とは導電性と絶縁性の中間程度の電気伝導性を有し電荷を僅かに通す性質のことで、表面抵抗として表した場合おおよそ10の8乗Ω/□以上10の12乗Ω/□以下の範囲となる。濾材シートの上流側および下流側の面をそれぞれ半導電性にして両面半導電性濾材シートとすることにより上流側および下流側の面それぞれに電荷を僅かに通す性質、すなわち半導電性を与えることができる。そして半導電性が付与された上流側および下流側の面にそれぞれ異なる電圧を印加することで印加する電圧に相当する量の電荷が上流側および下流側の面それぞれの全体に一様に設けられる。こうすることで両面半導電性濾材シートの上流側の面と下流側の面との間に一様な電位差を与えることができる。 To achieve claim 1 air cleaning filter described above Symbol object of the present invention have a breathable, the both surfaces of the upstream and downstream of the filter medium sheet for collecting dust contained in the air passing through Harmful from dust and dust collected by the generated ozone, semi-conductive, double-sided semi-conductive filter media sheet, generating ozone by controlling the potential difference between both sides of the double-sided semi-conductive filter media sheet gas in which characterized that you purified into harmless gas ozone oxidation. The semiconductive By slightly through the nature of the charges having an intermediate degree of electrical conductivity of the conductive and insulating, the surface resistance and to 10 of approximately 10 @ 8 Omega / □ or more when expressed It is in the range of 12th power Ω / □ or less. By giving the upstream and downstream surfaces of the filter medium sheet semi-conductive respectively to form a double-sided semi-conductive filter medium sheet, the property of passing a slight amount of charge through each of the upstream and downstream surfaces, that is, providing semi-conductivity Can do. By applying different voltages to the upstream and downstream surfaces to which semiconductivity is imparted, an amount of charge corresponding to the applied voltage is uniformly provided on the entire upstream and downstream surfaces. . By doing so, a uniform potential difference can be given between the upstream surface and the downstream surface of the double-sided semiconductive filter medium sheet.
例えば上流側の面に高圧電源によって0kV、下流側の面に2kVを印加した場合、上流側の面には0kV相当の、そして下流側の面には2kV相当の量の電荷を設けることができる。この時導電性を有する端子を濾材シートの上流側および下流側の面にそれぞれ設けると高圧電源から供給される電荷をそれぞれの面に受け渡すことができるため好ましい。両面半導電性濾材シートの内部は絶縁性を有するため上流側および下流側の面それぞれに設けられた電荷は両面半導電性濾材シートの内部を通じて移動することがない。このように上流側および下流側の面それぞれに留まるように一様に設けられた電荷によって両面半導電性濾材シートの内部に一様な電場が形成される。両面半導電性濾材シートが例えば微細な繊維の集合体によって形成されている場合、両面半導電性濾材シートの内部に存在する繊維が電場の作用を受けて分極を起こし、繊維の表面にプラスとマイナスの電荷が偏るように現れる。   For example, when 0 kV is applied to the upstream surface by a high-voltage power source and 2 kV is applied to the downstream surface, a charge corresponding to 0 kV can be provided on the upstream surface and an amount equivalent to 2 kV can be provided on the downstream surface. . At this time, it is preferable to provide conductive terminals on the upstream and downstream surfaces of the filter material sheet, respectively, because charges supplied from the high-voltage power supply can be transferred to the respective surfaces. Since the inside of the double-sided semiconductive filter medium sheet has insulating properties, the charges provided on the upstream and downstream faces respectively do not move through the inside of the double-sided semiconductive filter sheet. Thus, a uniform electric field is formed inside the double-sided semiconductive filter medium sheet by the electric charges uniformly provided so as to stay on the upstream and downstream surfaces. When the double-sided semiconductive filter medium sheet is formed of, for example, an aggregate of fine fibers, the fibers present inside the double-sided semiconductive filter medium sheet are polarized by the action of an electric field, and the surface of the fiber is positively added. Negative charge appears to be biased.
このプラスとマイナスの電荷の偏りによって繊維と繊維の間に強い電場が作られ、繊維と繊維の間を通り抜けようとする粉塵はこの電場の作用を受けて分極した状態となり、さらに分極した粉塵が繊維に近づいた時に繊維表面に存在する電荷によって吸引力を受け、繊維表面に付着し捕集される(以下、この捕集作用を繊維の分極捕集作用と呼ぶ)。ここで両面半導電性濾材シートの上流側の面と下流側の面との距離は両面半導電性濾材シートの厚みそのものであり空気層などを挟まないため非常に小さい。すなわち両面半導電性濾材シートの上流側および下流側の面にそれぞれ設けられた電荷の距離が非常に小さいことから両面半導電性濾材シートの内部に非常に強い電場を作ることができる。   This positive and negative charge bias creates a strong electric field between the fibers, and the dust that tries to pass between the fibers becomes polarized due to the action of the electric field. When approaching the fiber, it is attracted by the electric charge present on the fiber surface and adheres to and collects on the fiber surface (hereinafter, this collecting action is referred to as fiber polarization collecting action). Here, the distance between the upstream side surface and the downstream side surface of the double-sided semiconductive filter material sheet is very small because it is the thickness of the double-sided semiconductive filter material sheet itself and does not sandwich an air layer or the like. That is, since the distance between the charges provided on the upstream and downstream surfaces of the double-sided semiconductive filter medium sheet is very small, an extremely strong electric field can be created inside the double-sided semiconductive filter medium sheet.
このため繊維の分極、繊維どうしの形成する電場、粉塵の分極および電荷を帯びた繊維表面が粉塵を引き付ける力といった全ての作用が大きくなり、高い捕集性能を得ることができるという作用を有する。また、仮に導電性の粉塵が付着するなどして両面半導電性濾材シート内部の一部分が導電性になったとしても両面半導電性濾材シートの両面が半導電性であるためその部分およびその近傍の領域のみが電位の降下を起こしその他の部分は電位を維持することができる。そのため捕集性能が低下しにくい。また、導電性になった部分から端子までの導電路は半導電性であるため電流はほとんど流れない。そのため両面導電性濾材シートの両面に電位差を与えても短絡を起こすことがないという作用を有する。   For this reason, all the actions such as the polarization of the fibers, the electric field formed between the fibers, the polarization of the dust, and the force of the charged fiber surface attracting the dust are increased, and the high collection performance can be obtained. In addition, even if a part of the inside of the double-sided semiconductive filter media sheet becomes conductive due to adhesion of conductive dust, the both sides of the double-sided semiconductive filter media sheet are semiconductive, and the vicinity thereof. Only the region of this region causes a potential drop, and other portions can maintain the potential. Therefore, the collection performance is unlikely to deteriorate. Further, since the conductive path from the conductive portion to the terminal is semiconductive, almost no current flows. Therefore, even if a potential difference is given to both sides of the double-sided conductive filter material sheet, there is an effect that no short circuit occurs.
ここで、両面導電性濾材シートの両面に与える電位差をある一定以上の値に制御することにより、両面導電性濾材シートのどちらか一方の面から電子を放出させ、加速することができる。加速された電子は空気中の酸素分子と衝突して酸素分子を酸素原子に分裂させる。分裂して得た酸素原子と別の酸素分子とが結合することでオゾンが得られる。オゾンは強い酸化力を有するため、ホルムアルデビドなどの有害ガス、カプタン類などの臭気性ガスを含むガス状不純物成分と接触して、ホルムアルデビドなどの有害ガス、カプタン類などの臭気性ガスを含むガス状不純物成分をオゾン酸化、分解し、例えば、二酸化炭素や水蒸気といった無害なガスに変換し浄化し、臭気性ガスもオゾン酸化、脱臭浄化することとなる。   Here, by controlling the potential difference applied to both surfaces of the double-sided conductive filter material sheet to a certain value or more, electrons can be emitted from either side of the double-sided conductive filter material sheet and accelerated. The accelerated electrons collide with oxygen molecules in the air and split the oxygen molecules into oxygen atoms. Ozone is obtained by combining oxygen atoms obtained by splitting with other oxygen molecules. Since ozone has a strong oxidizing power, it comes into contact with gaseous impurities containing toxic gases such as formaldehyde and captans, and gaseous forms containing toxic gases such as formaldehyde and captans. Impurity components are oxidized and decomposed by ozone, converted into harmless gases such as carbon dioxide and water vapor, and purified, and odorous gases are also oxidized and deodorized by ozone.
また、捕集した粒子も長時間オゾンと接触させることによって酸化分解し、捕集した粒子から発生するホルムアルデビド、カプタン類などの有害ガス、あるいは臭気性ガスなどのガス状不純物成分を無害なガスに変換、浄化、脱臭浄化することが可能であるという作用を有する。   In addition, the collected particles are oxidatively decomposed by contact with ozone for a long time, and harmful gases such as formaldehyde and captans generated from the collected particles or gaseous impurity components such as odorous gases are made harmless. It has an effect that it can be converted, purified, and deodorized.
また、請求項2記載の空気清浄フィルタは、請求項1記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シートの両面に半導電性皮膜を形成する半導電性塗料を塗布して乾燥させて両面半導電性濾材シートとすることを特徴とするものである。半導電性塗料とは塗布して乾燥することによって塗布面に得られた皮膜が半導電性を有する塗料のことである。半導電性塗料を濾材シートの内部に浸透しないように表面のみに塗布することで濾材シートの両面を簡単かつ低コストで半導電性とすることができる。具体的にはコーティングロールの表面に半導電性塗料をつけてそのまま濾材シートの表面に転写する、または半導電性塗料をスプレーで濾材シートの表面に吹き付けるといった方法が挙げられる。そして要すれば加熱しながら乾燥する。これを濾材シートの両面で行うことで両面半導電性濾材シートとすることができる。また、大型の設備が必要であるが、コーティングロールで転写し、そのままベルト移動型乾燥炉に濾材シートを入れれば作業が全自動となるため大量の両面半導電濾材シートを簡単に作ることができる。   Further, the air purification filter according to claim 2 is the air purification filter according to claim 1, wherein a semiconductive coating material that forms a semiconductive film is applied to both sides of the filter material sheet and dried to dry the filter. It is a sheet. The semiconductive paint is a paint in which a film obtained on the coated surface by applying and drying has semiconductivity. By applying the semiconductive paint only to the surface so as not to penetrate the inside of the filter material sheet, both surfaces of the filter material sheet can be made semiconductive easily and at low cost. Specifically, a method of attaching a semiconductive paint on the surface of the coating roll and transferring it directly to the surface of the filter medium sheet, or spraying the semiconductive paint on the surface of the filter medium sheet by spraying can be mentioned. If necessary, it is dried while heating. By performing this on both sides of the filter medium sheet, a double-sided semiconductive filter medium sheet can be obtained. In addition, a large facility is required, but if it is transferred with a coating roll and put into the belt moving type drying furnace as it is, the work becomes fully automatic, so a large amount of double-sided semiconductive filter media sheets can be easily made. .
また、請求項3記載の空気清浄フィルタは、請求項1記載の空気清浄フィルタにおいて、通気性と半導電性を有する半導電性通気シートを濾材シートの両面の上に設けて両面半導電性濾材シートとすることを特徴とするものである。具体的には通気性の高い不織布を半導電性塗料に浸漬する、もしくは不織布に半導電性塗料を塗布した後に乾燥することで半導電性通気シートを得て、この半導電性通気シートを濾材シートの両面に貼り付けて両面半導電性濾材シートとする方法が挙げられる。半導電性通気シートを濾材シートに貼り付ける方法としては熱で溶けるホットメルト樹脂粉末を半導電性通気シートもしくは濾材シートにまぶし、濾材シートと半導電性通気シートとを貼り合わせながら加熱式加圧ローラーに通す方法が挙げられる。また別の方法としては半導電性塗料を塗布した不織布を乾かさずに濾材シートに貼り付けて乾燥することで不織布と濾材シートを貼り付ける方法が挙げられる。このような方法で半導電性濾材シートを得ることによって確実に両面半導電性濾材シートの両面を半導電性とすることができる。   The air purification filter according to claim 3 is the air purification filter according to claim 1, wherein a semiconductive ventilation sheet having air permeability and semiconductivity is provided on both sides of the filter medium sheet, and the double-sided semiconductive filter medium is provided. It is a sheet. Specifically, a semiconductive breathable sheet is obtained by immersing a highly breathable nonwoven fabric in a semiconductive paint, or by applying a semiconductive paint to the nonwoven fabric and drying it, and using this semiconductive breathable sheet as a filter medium The method of sticking on both surfaces of a sheet and making it a double-sided semiconductive filter material sheet is mentioned. As a method of attaching the semiconductive ventilation sheet to the filter medium sheet, hot melt resin powder that is melted by heat is applied to the semiconductive ventilation sheet or filter medium sheet, and heating pressure is applied while bonding the filter medium sheet and the semiconductive ventilation sheet. The method of passing through a roller is mentioned. As another method, there is a method in which a nonwoven fabric coated with a semiconductive paint is attached to a filter material sheet without drying and then dried to attach the nonwoven fabric and the filter material sheet. By obtaining a semiconductive filter medium sheet by such a method, both surfaces of the double-sided semiconductive filter medium sheet can be surely made semiconductive.
また、請求項4記載の空気清浄フィルタは、請求項2または3記載の空気清浄フィルタにおいて、イオン導電性ポリマーを含む溶液を半導電性塗料として用いることを特徴とする。イオン導電性ポリマーの例として4級アンモニウム塩を分子構造中に有するポリマーが挙げられる。4級アンモニウム塩は中心のアンモニア原子に4つのアルキル基が結合しており、全体としてプラスの電荷を有している。そこに塩素イオンなどの陰イオンがイオン結合した構造となっているためイオン導電性を有することから僅かに電荷を通す性質を有する。また、イオン導電性を有する4級アンモニウム塩をあらかじめその分子中に有しているために湿度依存性が小さく、低湿度の時でも電荷を僅かに通す特性を確保することができるという特徴を有する。イオン導電性ポリマーを形成するには分子構造中に4級アンモニウム塩と不飽和炭素結合を有する単量体を重合する方法があるが、分子構造中に4級アンモニウム塩と不飽和炭素結合とを有する単量体としてジメチルアミノメタアクリレートのクロライド塩などが挙げられる。ジメチルアミノメタアクリレートのクロライド塩の水溶液をアルコールに溶かし、成膜性を確保するために低分子量であるメチルメタアクリレートを加えた後にアゾビスイソブチロニトリルなどの重合開始剤を加えて重合反応させることで4級アンモニウム塩を含むポリマー溶液を得ることができる。また、アクリル酸のようなカルボキシル基と不飽和炭素結合とを分子中に有する単量体を重合して得たポリマーの溶液を加えることで塗布面への接着性を確保することが可能となる。また、塗布面に形成される塗布膜は分子量が大きいポリマーからなるため非水溶性を示す。このようにして作成した半導電性塗料による塗布膜は低湿度時でも電荷を僅かに通し、また、塗布面からはがれることがなく耐水性をも有するという特徴を有する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the air purification filter according to the second or third aspect, wherein a solution containing an ion conductive polymer is used as a semiconductive paint. Examples of the ion conductive polymer include a polymer having a quaternary ammonium salt in the molecular structure. The quaternary ammonium salt has four alkyl groups bonded to the central ammonia atom, and has a positive charge as a whole. Since it has a structure in which anions such as chlorine ions are ion-bonded therewith, it has an ionic conductivity and therefore has a property of passing a slight charge. In addition, since the quaternary ammonium salt having ionic conductivity is included in the molecule in advance, the humidity dependency is small, and a characteristic that allows a slight charge to pass even at low humidity can be secured. . In order to form an ion conductive polymer, there is a method of polymerizing a monomer having a quaternary ammonium salt and an unsaturated carbon bond in the molecular structure, but the quaternary ammonium salt and the unsaturated carbon bond are included in the molecular structure. Examples of the monomer having dimethylamino methacrylate include chloride salt. Dissolve an aqueous solution of dimethylamino methacrylate chloride salt in alcohol, add low molecular weight methyl methacrylate to ensure film-forming properties, and then add a polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile to cause a polymerization reaction. Thus, a polymer solution containing a quaternary ammonium salt can be obtained. In addition, it is possible to ensure adhesion to the coated surface by adding a polymer solution obtained by polymerizing a monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and an unsaturated carbon bond in the molecule. . Moreover, since the coating film formed on the coating surface is made of a polymer having a large molecular weight, it exhibits water insolubility. The coating film made of the semiconductive paint thus prepared has a feature that it allows a slight charge to pass even at low humidity, and also has water resistance without peeling off from the coating surface.
また、請求項5記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至4いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、両面半導電性濾材シートの上流側および下流側の面の表面抵抗がともに10の8乗Ω/□以上12乗Ω/□以下であることを特徴とするものである。両面半導電性濾材シートの上流側及び下流側の面それぞれがどれほどの導電性を有するかは表面抵抗率でもって評価することができる。上流側および下流側の面それぞれの表面抵抗が10の8乗Ω/□未満の場合は導電性が高くて電荷を通しやすくなる。そのため半導電性濾材シート内部を介して上流側の面と下流側の面との間で短絡を起こしやすくなる。また、上流側および下流側の面それぞれの表面抵抗が10の13乗Ω/□より高い場合は導電性が低くて電荷を通しにくくなる。そのため上流側および下流側の面にそれぞれ一様な電荷を設けることが難しくなり、両面半導電性濾材シートの内部に強い電場を得られにくい。そこで上流側および下流側の面の表面抵抗をともに10の8乗Ω/□以上12乗Ω/□以下にすることで電荷を程よく通す半導電性を与えることができ、短絡を防止しながら高い捕集性能を得ることができる。 The air cleaning filter according to claim 5, wherein, in the air cleaning filter according to any one of claims 1 to 4, double-sided semi-conductive filter media sheet upstream and downstream face surface resistance are both 10 of the 8 It is characterized by being not less than the squared Ω / □ and not more than the 12th power Ω / □. It can be evaluated by the surface resistivity how much each of the upstream and downstream surfaces of the double-sided semiconductive filter material sheet has electrical conductivity. Upstream and downstream surfaces respectively of the surface resistance is likely through charge higher conductivity in the case of 8 square Omega / □ of less than 10. Therefore, it becomes easy to cause a short circuit between the upstream surface and the downstream surface through the inside of the semiconductive filter medium sheet. Further, 13 square Omega / □ if higher the conductivity of the upstream and downstream surfaces respectively of the surface resistance is 10 is not easily passed through the charge is low. Therefore, it becomes difficult to provide uniform charges on the upstream and downstream surfaces, respectively, and it is difficult to obtain a strong electric field inside the double-sided semiconductive filter medium sheet. Therefore upstream and can provide a semiconductive through moderately charge by the surface resistance of the downstream-side surface together 10 @ 8 Omega / □ or 12 square Omega / □ or less, and while preventing a short circuit High collection performance can be obtained.
また、請求項6記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至5いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シートがガラス繊維をバインダで結合してシート状にしたガラス繊維濾材シートであることを特徴とするものである。ガラス繊維濾材シートは二酸化珪素を主成分とするガラス繊維を漉き込んでシート化したものにアクリル系ラテックスなどの合成樹脂バインダをつけて乾燥させることでガラス繊維を結着したものである。ガラス繊維は加熱して溶けたガラスを遠心力または高温高速の炎で吹き飛ばして綿状にしたものであり、繊維径としてコンマ数μ〜数十μmの範囲のものがよく用いられる。ガラス繊維は絶縁性が高く、また、電場の強さに応じて大きく分極しやすいため、ガラス繊維濾材シートの上流側および下流側の面それぞれに半導電性を与え、上流側の面と下流側の面との間に電位差を与えることで両面半導電性濾材シートの内部に強い電場を設けることができ、そして高い捕集性能を得ることが可能となる。   The air purification filter according to claim 6 is the air purification filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter material sheet is a glass fiber filter material sheet formed by combining glass fibers with a binder. It is a feature. The glass fiber filter sheet is obtained by binding glass fibers by mixing a glass fiber containing silicon dioxide as a main component into a sheet and attaching a synthetic resin binder such as acrylic latex to dry. The glass fiber is made by blowing glass melted by heating with a centrifugal force or a high-temperature and high-speed flame into a cotton shape, and a fiber diameter in the range of several to several tens of micrometers is often used. Glass fiber is highly insulating and easily polarized greatly depending on the strength of the electric field. Therefore, it gives semi-conductivity to the upstream and downstream surfaces of the glass fiber filter sheet. A strong electric field can be provided in the inside of the double-sided semiconductive filter medium sheet by applying a potential difference to this surface, and high collection performance can be obtained.
また、請求項7記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至5いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シートが溶融した樹脂を高速のガス流体で吹き飛ばして繊維状としたものを交絡させてシート状にしたメルトブローン濾材シートであることを特徴とするものである。溶融した樹脂を高速流体と一緒にノズルから吹き出すことで樹脂は細かく繊維状になる。そしてそのまま樹脂の繊維をスクリーン上に吹き付けることで半溶融状態となっている繊維同士を交絡させ、そのまま常温にすることで繊維どうしを結着させることでメルトブローン濾材シートは作成される。原料としてはポリプロピレンがよく用いられる。ポリプロピレンを用いたメルトブローン濾材シートの繊維は分極しやすいと同時に分極した状態を維持する性質を有するため帯電粉塵をよく引き付ける。メルトブローン濾材シートの上流側および下流側の面それぞれに半導電性を与え、上流側の面と下流側の面との間に電位差を与えることで両面半導電性濾材シートの内部に強い電場を設けることができ、そして高い捕集性能が得られると同時にイオン化手段を上流側に設けた場合に更に高い集塵性能を得ることが可能となる。   Further, an air purification filter according to claim 7 is an air purification filter according to any one of claims 1 to 5, wherein a resin in which a filter medium sheet is melted is blown off with a high-speed gas fluid to form a fiber. It is a melt-blown filter material sheet formed into a sheet shape. By blowing the molten resin together with the high-speed fluid from the nozzle, the resin becomes finely fibrous. Then, the melt blown filter medium sheet is formed by entanglement of the fibers in a semi-molten state by spraying resin fibers on the screen as they are, and binding the fibers by bringing them to room temperature as they are. Polypropylene is often used as a raw material. The fibers of the meltblown filter material sheet using polypropylene are easily polarized and at the same time have the property of maintaining the polarized state, and therefore attract the charged dust well. A semi-conductive property is applied to each of the upstream and downstream surfaces of the meltblown filter material sheet, and a strong electric field is provided inside the double-sided semiconductive filter material sheet by applying a potential difference between the upstream surface and the downstream surface. In addition, a high collection performance can be obtained, and at the same time, a higher dust collection performance can be obtained when the ionization means is provided on the upstream side.
また、請求項8記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至7いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、投影的に重ならないように両面半導電性濾材シートの両面それぞれに導電性の端子を設けることを特徴とするものである。均一で強い電場を両面半導電性濾材シートの内部に設けるためには上流側および下流側の面それぞれに均一に電荷を設ける必要がある。そのため上流側および下流側の面それぞれに導電性を有し、ある一定の分布を持って設けた端子に電圧を印加することで、端子を通じて上流側および下流側の面それぞれに電荷を供給することが可能となる。端子から近いほど電荷が供給されやすくなるため、端子がない場合に比べて半導電性を有する両面それぞれにより一様な電荷を設けやすくなる。ここで上流側および下流側の面それぞれに設けられた端子が両面半導電性濾材シートを挟んで同じ位置、すなわち投影的に重なる位置に設けられた場合、両面半導電性濾材シートの内部が絶縁破壊を起こして短絡を起こす可能性が高い。そのため両面半導電性濾材シートを挟んで異なる位置、すなわち投影的に重ならない位置に端子を上流側および下流側の面それぞれに設けることによって短絡を防止することが可能となる。   The air purification filter according to claim 8 is the air purification filter according to any one of claims 1 to 7, wherein conductive terminals are provided on both surfaces of the double-sided semiconductive filter material sheet so as not to overlap projection. It is characterized by this. In order to provide a uniform and strong electric field inside the double-sided semiconductive filter medium sheet, it is necessary to provide charges uniformly on the upstream and downstream surfaces. For this reason, the upstream and downstream surfaces have conductivity, and a voltage is applied to the terminals provided with a certain distribution to supply charges to the upstream and downstream surfaces through the terminals. Is possible. The closer to the terminal, the easier it is to supply charges. Therefore, it becomes easier to provide a uniform charge on each of both surfaces having semiconductivity than when there is no terminal. Here, when the terminals provided on the upstream and downstream surfaces are provided at the same position across the double-sided semiconductive filter material sheet, that is, at positions where they overlap in a projected manner, the inside of the double-sided semiconductive filter material sheet is insulated. There is a high possibility of causing a short circuit due to destruction. Therefore, it is possible to prevent a short circuit by providing the terminals on the upstream side and the downstream side at different positions across the double-sided semiconductive filter material sheet, that is, positions where they do not overlap in projection.
また、請求項9記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至8いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、両面半導電性濾材シートをプリーツ状にすることを特徴とするものである。プリーツ状にすることによって空気および粉塵が両面半導電性濾材シートを通過する際の速度、すなわち濾材通過速度を低減することが可能となる。濾材通過速度が小さいほど分極した繊維による捕集作用を粉塵が受ける時間は長くなるため粉塵は捕集されやすくなる。また濾材通過速度が小さいほど空気の濾材を通過する速度が小さくなるため両面半導電性濾材シートの通気抵抗すなわち圧力損失を小さくすることが可能となる。   An air purification filter according to claim 9 is characterized in that, in the air purification filter according to any one of claims 1 to 8, the double-sided semiconductive filter material sheet is formed in a pleated shape. By using a pleated shape, it is possible to reduce the speed at which air and dust pass through the double-sided semiconductive filter medium sheet, that is, the filter medium passing speed. The smaller the filter passage speed is, the longer it takes for the dust to collect by the polarized fibers, so that the dust is easily collected. Moreover, since the speed which passes the air filter medium becomes small, so that a filter medium passage speed is small, it becomes possible to make small ventilation resistance, ie, pressure loss, of a double-sided semiconductive filter medium sheet.
また、請求項10記載の空気清浄フィルタは、請求項9記載の空気清浄フィルタにおいて、導電性を有する2次元網状構造物を上流側および下流側のプリーツ山の頂点に接触させて設け、上流側および下流側の2次元網状構造物にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするものである。両面半導電性濾材シートのプリーツ山の頂点と2次元網状構造物とは接触点を有することになり、この接触点から上流側および下流側に設けられたそれぞれの網状構造物に印加された電圧に相当する量の電荷が両面半導電性濾材シートの半導電性を有する上流側および下流側の両面にそれぞれ供給され、両面半導電性濾材シートの内部に強い電場を設ける。ここで両面半導電性濾材シートのプリーツ山の頂点と2次元網状構造物とは複数の箇所で接触することからプリーツ山の頂点全体が端子と同等の役割を果たすようになるため両面半導電性濾材シートの上流側および下流側の面それぞれに一様な電荷を設けることが可能となる。また、両面半導電性濾材シートのプリーツ山の山高さ寸法が上流側および下流側にそれぞれ設けられた2次元網状構造物どうしの絶縁距離となるため、両面半導電性濾材シートをプリーツ状にすることでこの絶縁距離は自然と大きくなる。すなわち両面半導電性濾材シートの上流側および下流側の面それぞれに一様な電荷を設けながら上流側および下流側に設けられた2次元網状構造物の絶縁距離を大きくすることができるため短絡がなく、かつ高い捕集性能を有する構造を簡単に得ることが可能となる。   The air purification filter according to claim 10 is the air purification filter according to claim 9, wherein the two-dimensional network structure having conductivity is provided in contact with the apexes of the upstream and downstream pleat peaks, and the upstream side In addition, different voltages are applied to the two-dimensional network structure on the downstream side. The apex of the pleats of the double-sided semiconductive filter sheet and the two-dimensional network structure have contact points, and the voltages applied to the respective network structures provided upstream and downstream from this contact point. The electric charge corresponding to is supplied to both the upstream side and the downstream side of the double-sided semiconductive filter material sheet, which have semiconductivity, and provides a strong electric field inside the double-sided semiconductive filter material sheet. Here, the top of the pleats of the double-sided semiconductive filter medium sheet and the two-dimensional network structure are in contact with each other at a plurality of locations, so that the whole top of the pleats will play the same role as the terminals, so that both sides are semiconductive. A uniform charge can be provided on each of the upstream and downstream surfaces of the filter medium sheet. In addition, since the height of the pleat peaks of the double-sided semiconductive filter material sheet is the insulation distance between the two-dimensional network structures provided on the upstream side and the downstream side, the double-sided semiconductive filter material sheet is made pleated. This naturally increases the insulation distance. That is, since the insulation distance of the two-dimensional network structure provided on the upstream side and the downstream side can be increased while providing a uniform charge on each of the upstream and downstream surfaces of the double-sided semiconductive filter sheet, a short circuit is caused. It is possible to easily obtain a structure having no high collection performance.
また、請求項11記載の空気清浄フィルタは、請求項9記載の空気清浄フィルタにおいて、導電性を有する棒状部材を上流側および下流側のプリーツ山の頂点に接触させて設け、上流側および下流側の2次元網状構造物にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするものである。棒状部材は棒状の形状を有するため変形しにくいためプリーツ山との接触を確保しやすい。また、形状が棒状で通気抵抗が小さいため圧力損失を小さくすることが可能となる。   The air purification filter according to claim 11 is the air purification filter according to claim 9, wherein the conductive rod-shaped member is provided in contact with the apexes of the upstream and downstream pleat peaks, and the upstream and downstream sides are provided. A different voltage is applied to each of the two-dimensional network structures. Since the rod-like member has a rod-like shape and is not easily deformed, it is easy to ensure contact with the pleat mountain. Moreover, since the shape is a rod and the ventilation resistance is small, the pressure loss can be reduced.
また、請求項12記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至11いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートが撥水性を有することを特徴とするものである。空気中の水分が両面半導電性濾材シートの内部を構成する繊維の表面に付着すると繊維の表面の絶縁性は低下して十分な分極作用が得られなくなり、また、両面半導電性濾材シートの半導電性を有する両面の間の漏れ電流も大きくなって所定の電位差が得られなくなることから粉塵の捕集性能が低下する。濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートが撥水性を有することによって空気中の水分が繊維に連続的に付着することを防止し、電場の低減を抑制して捕集性能の低下を防ぐことが可能となる。   The air purification filter according to claim 12 is characterized in that, in the air purification filter according to any one of claims 1 to 11, the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet has water repellency. . When moisture in the air adheres to the surface of the fibers constituting the inside of the double-sided semiconductive filter medium sheet, the insulation of the fiber surface is lowered and sufficient polarization cannot be obtained. Since the leakage current between both surfaces having semiconductivity is increased and a predetermined potential difference cannot be obtained, the dust collecting performance is lowered. The filter media sheet or the double-sided semiconductive filter media sheet has water repellency to prevent moisture in the air from continuously adhering to the fibers, and to suppress the reduction of the electric field to prevent the collection performance from deteriorating. It becomes possible.
また、請求項13記載の空気清浄フィルタは、請求項12記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にオルガノポリシロキサン、フッ素樹脂、ワックスのうち少なくとも1種類以上を含む撥水性の膜を設けることを特徴とするものである。濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに撥水性を付与するには撥水性を有する成分を繊維の表面に添着する方法が有効である。具体的にはオルガノポリシロキサン、フッ素樹脂、ワックスが挙げられる。オルガノポリシロキサンはシロキサン結合を主鎖としてその側鎖にアルキル基を有する構造となっている。分子の外側がアルキル基のような水との結合力の弱い疎水基で占められていることから膜の表面は付着した水滴を引っ張らない。そして水滴は自身の表面張力によって凝集するため膜の表面と水滴とは大きな接触角を示す。オルガノポリシロキサンによる膜はそのような理由で高い撥水性を有する。フッ素樹脂、ワックスも分子構造が違えども撥水性の原理は同様であり、表面が疎水基で占められていることから撥水性を示す。これらの成分のうち少なくとも1種類以上を含む撥水性の膜を繊維の表面に設けることによって繊維の表面に撥水性を与え、空気中の水分が繊維に連続的に付着することを防止することで繊維表面の絶縁性の低下を抑制し捕集性能の低下を防ぐことができる。   The air purification filter according to claim 13 is the air purification filter according to claim 12, wherein at least one of organopolysiloxane, fluororesin, and wax on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. A water-repellent film including one or more types is provided. In order to impart water repellency to the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet, a method of attaching a water-repellent component to the fiber surface is effective. Specific examples include organopolysiloxane, fluororesin, and wax. Organopolysiloxane has a structure having a siloxane bond as a main chain and an alkyl group in its side chain. Since the outer side of the molecule is occupied by a hydrophobic group having a weak binding force with water such as an alkyl group, the surface of the membrane does not pull the attached water droplet. Since the water droplets aggregate due to their surface tension, the surface of the film and the water droplet show a large contact angle. For this reason, a film made of organopolysiloxane has high water repellency. Although fluororesins and waxes have different molecular structures, the principle of water repellency is the same, and the surface is occupied by hydrophobic groups, thus showing water repellency. By providing a water-repellent film containing at least one of these components on the surface of the fiber, the surface of the fiber is given water repellency, and moisture in the air is prevented from continuously adhering to the fiber. It is possible to suppress a decrease in insulation on the fiber surface and prevent a decrease in collection performance.
また、請求項14記載の空気清浄フィルタは、請求項13記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にオルガノポリシロキサンを含む撥水性の膜を設ける方法として、オルガノポリシロキサンおよび水溶性基を有するポリマーを溶かした水溶液を濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することを特徴とするものである。具体的には片末端ビニル基含有ポリオルガノシロキサン化合物や片末端アクリロキシ基含有ポリオルガノシロキサン化合物などの一分子中に不飽和炭素結合とオルガノポリシロキサンとを有する単量体と、2−カルボキシエチルアクリレートや1−ヒドロキシエチルアクリレートなどの一分子中に不飽和炭素結合とカルボシキシル基や水酸基といった水溶性基とを有する単量体とを有機溶剤中に適量溶解し、アゾビスイソブチロニトリルなどの重合開始剤を混合して重合反応を起こす。反応終了後に有機溶剤を減圧加熱によって除去してアンモニア水溶液および精製水を加えることでオルガノポリシロキサンおよび水溶性基を有するポリマーの水溶液を得ることができる。得たポリマー水溶液は水で希釈することで粘度を調整することができる。適当な粘度に調整したポリマー水溶液を浸漬などの方法で濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することによって濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面にオルガノポリシロキサンを含む撥水性の膜を設けることが可能となる。このポリマー水溶液は水溶性で水を希釈剤に使えるため低コストであり、また、乾燥時にも有機ガスを発生しないため取扱いがしやすく、有機溶剤を用いないことから環境にもやさしいという利点を有する。   The air purification filter according to claim 14 is the air purification filter according to claim 13, wherein a water repellent film containing organopolysiloxane is provided on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. The method is characterized in that an aqueous solution in which an organopolysiloxane and a polymer having a water-soluble group are dissolved is infiltrated into a filter medium sheet or a double-sided semiconductive filter medium sheet and then dried. Specifically, a monomer having an unsaturated carbon bond and an organopolysiloxane in one molecule, such as one-end vinyl group-containing polyorganosiloxane compound or one-end acryloxy group-containing polyorganosiloxane compound, and 2-carboxyethyl acrylate A suitable amount of a monomer having an unsaturated carbon bond and a water-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group in one molecule such as 1-hydroxyethyl acrylate is dissolved in an organic solvent to polymerize azobisisobutyronitrile. Initiator is mixed to cause polymerization reaction. After completion of the reaction, the organic solvent is removed by heating under reduced pressure, and an aqueous ammonia solution and purified water are added to obtain an aqueous solution of organopolysiloxane and a polymer having a water-soluble group. The viscosity of the obtained polymer aqueous solution can be adjusted by diluting with water. An aqueous solution of polymer adjusted to an appropriate viscosity is infiltrated into the filter medium sheet or double-sided semiconductive filter medium sheet by a method such as immersion, and then dried to dry the organic material on the fiber surface of the filter medium sheet or double-sided semiconductive filter medium sheet. A water-repellent film containing polysiloxane can be provided. This aqueous polymer solution is water-soluble and can be used at low cost because water can be used as a diluent. It also has the advantages of being easy to handle because it does not generate organic gas even during drying, and is environmentally friendly because it does not use organic solvents. .
また、請求項15記載の空気清浄フィルタは、請求項13または14記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にフッ素樹脂を含む撥水性の膜を設ける方法として、フルオロアルキル基および水溶性基を有するポリマーを溶かした水溶液に濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することを特徴とするものである。具体的には2−パーフルオロイソノニルエチルアクリレートなどの一分子中に不飽和炭素結合とフルオロアルキル基とを有する単量体と、2−カルボキシエチルアクリレートや1−ヒドロキシエチルアクリレートなどの一分子中に不飽和炭素結合とカルボシキシル基や水酸基といった水溶性基とを有する単量体とを有機溶剤中に適量溶解し、アゾビスイソブチロニトリルといった重合開始剤を混合して重合反応を起こす。反応終了後に有機溶剤を減圧加熱によって除去しアンモニア水溶液および精製水を加えることでフルオロアルキル基および水溶性基を有するポリマーの水溶液を得ることができる。更に水で希釈して適当な粘度にしたポリマー水溶液を浸漬などの方法で濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することによって濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面にフルオロアルキル基を含む撥水性の膜を設けることが可能となる。このポリマー水溶液は水溶性で水を希釈剤に使えるため低コストであり、また、乾燥時にも有機ガスを発生しないため取扱いがしやすく、有機溶剤を用いないことから環境にもやさしいという利点を有する。   The air purification filter according to claim 15 is the air purification filter according to claim 13 or 14, wherein a water repellent film containing a fluororesin is formed on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. As a method of providing, the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet is infiltrated into an aqueous solution in which a polymer having a fluoroalkyl group and a water-soluble group is dissolved, and then dried. Specifically, a monomer having an unsaturated carbon bond and a fluoroalkyl group in one molecule such as 2-perfluoroisononylethyl acrylate, and a molecule such as 2-carboxyethyl acrylate and 1-hydroxyethyl acrylate A suitable amount of a monomer having an unsaturated carbon bond and a water-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group is dissolved in an organic solvent, and a polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile is mixed to cause a polymerization reaction. After completion of the reaction, the organic solvent is removed by heating under reduced pressure, and an aqueous ammonia solution and purified water are added to obtain an aqueous solution of a polymer having a fluoroalkyl group and a water-soluble group. Furthermore, the filter medium sheet or double-sided semiconductive filter medium sheet is obtained by infiltrating the polymer aqueous solution diluted with water to an appropriate viscosity into the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet by a method such as immersion, and then drying. It becomes possible to provide a water-repellent film containing a fluoroalkyl group on the surface of the fiber. This aqueous polymer solution is water-soluble and can be used at low cost because water can be used as a diluent. It also has the advantages of being easy to handle because it does not generate organic gas even during drying, and is environmentally friendly because it does not use organic solvents. .
また、請求項16記載の空気清浄フィルタは、請求項13乃至15いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にワックスを含む撥水性の膜を設ける方法として、溶融したワックスに乳化剤と温水を混合して作成したエマルションに濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートを浸透させた後に乾燥することを特徴とするものである。ワックスとは融点がおよそ40℃以上の固体で溶融時に粘度が低くかつ分解しない特徴を有する有機化合物の総称であり、基本的な分子構造が炭素と水素からなる炭化水素であるため撥水性を有する。また、動植物や石油、石炭といった天然材料から得られる天然ワックス、天然材料を合成に用いて得られる半合成ワックス、エチレンやプロピレンなどの化合物を合成に用いて得られる合成ワックスに大別され、その中で合成ワックスであるポリエチレンワックスがよく使われている。ポリエチレンワックスはエチレン単量体の重合やポリエチレンの熱分解などで所定の分子量に制御されたポリエチレンを得ることで作られる。融点はおよそ100℃前後となる。そして溶融したポリエチレンワックスを温水および乳化剤と混合して加圧することでエマルションを得ることができる。この時カルボキシル基や水酸基を分子構造中に付加した高酸化型の変性ポリエチレンワックスを用いると乳化を行いやすくなる。このようにして得られたエマルションを浸漬などによって濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することによって濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面にワックスを含む撥水性の膜を設けることが可能となる。このワックスを含んだエマルションは水溶性で水を希釈剤に使えるため低コストであり、また、乾燥時にも有機ガスを発生しないため取扱いがしやすく、有機溶剤を用いないため環境にもやさしいという利点を有する。   The air purification filter according to claim 16 is the air purification filter according to any one of claims 13 to 15, wherein the water repellent filter contains a wax on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. As a method for providing a membrane, the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet is infiltrated into an emulsion prepared by mixing melted wax with an emulsifier and warm water, and then dried. Wax is a general term for organic compounds that have a melting point of approximately 40 ° C. or higher, have a low viscosity when melted, and do not decompose, and have a basic water-repellent property because they are hydrocarbons composed of carbon and hydrogen. . Moreover, natural wax obtained from natural materials such as animals and plants, petroleum and coal, semi-synthetic wax obtained by using natural materials for synthesis, and synthetic wax obtained by using compounds such as ethylene and propylene for synthesis are roughly classified. Among them, polyethylene wax, which is a synthetic wax, is often used. Polyethylene wax is produced by obtaining polyethylene controlled to a predetermined molecular weight by polymerization of ethylene monomer or thermal decomposition of polyethylene. The melting point is about 100 ° C. And an emulsion can be obtained by mixing and pressurizing the melted polyethylene wax with warm water and an emulsifier. At this time, emulsification is facilitated by using a highly oxidized modified polyethylene wax having a carboxyl group or a hydroxyl group added to the molecular structure. The emulsion thus obtained is impregnated into the filter medium sheet by dipping or the like, and then dried by impregnating the emulsion into the filter medium sheet or double-sided semiconductive filter medium sheet, and then dried to contain the wax on the fiber surface of the filter medium sheet A water-repellent film can be provided. This wax-containing emulsion is water-soluble and can be used at low cost because water can be used as a diluent. Also, it is easy to handle because it does not generate organic gas even when dried, and it is environmentally friendly because it does not use organic solvents. Have
また、請求項17記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至16いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて両面半導電性濾材シートの両面の間に交流成分を含む電圧を印加することを特徴とするものである。直流成分のみの電圧を印加する場合は電子の加速方向がどちらか一方向のみとなり、両面半導電性濾材シートのどちらか一方の面から放出された電子のみが加速して酸素分子を酸素原子に分裂させる。それと比較して両面半導電性濾材シートの両面の間に交流成分を含む電圧を印加した場合、両面半導電性濾材シートの内部に存在する電子の全てが両面半導電性濾材シートの内部を振幅するように加速するため酸素と衝突する機会が多くなる。そのためより効率的にオゾンを発生させることが可能となる。また、交流成分のみの電圧でも両面半導電性濾材シートの内部に電場を設けることが可能であるため粒子の捕集性能を高めることが可能であるが、直流成分と交流成分を混合した直流交流重畳電圧を両面半導電性濾材シートの両面の間に印加すると両面半導電性濾材シートの内部に常に強い電場を設けることが可能となり、交流成分のみの電圧を印加した場合に比べて粉塵の捕集性能をより高めることが可能となる。   The air purification filter according to claim 17 is characterized in that in the air purification filter according to any one of claims 1 to 16, a voltage including an alternating current component is applied between both surfaces of the double-sided semiconductive filter material sheet. Is. When a voltage with only a direct current component is applied, the direction of acceleration of electrons is only in one direction, and only electrons emitted from either side of the double-sided semiconductive filter media sheet are accelerated to convert oxygen molecules into oxygen atoms. Split. In contrast, when a voltage containing an AC component is applied between both sides of the double-sided semiconductive filter media sheet, all of the electrons existing inside the double-sided semiconductive filter media sheet swing within the double-sided semiconductive filter media sheet. As it accelerates, there are many opportunities to collide with oxygen. Therefore, it becomes possible to generate ozone more efficiently. In addition, since it is possible to provide an electric field inside the double-sided semiconductive filter medium sheet even with an alternating current component voltage, it is possible to improve the particle collection performance, but the direct current alternating current and the alternating current component are mixed. When a superimposed voltage is applied between both sides of a double-sided semiconductive filter media sheet, it is possible to always provide a strong electric field inside the double-sided semiconductive filter media sheet, and it is possible to capture dust compared to when only an AC component voltage is applied. It is possible to further improve the collection performance.
また、請求項18記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至17いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、両面半導電性濾材シートに吸着剤を担持することを特徴とするものである。ガス状不純物成分は粒子と異なって気体であり、その大きさは分子レベルである。そのため内部に分子サイズの細孔を有する吸着剤を両面半導電性濾材シートに担持することによってガス状不純物成分を効率よく捕集することが可能となる。吸着剤の種類としてはゼオライトなどの絶縁性の材料が好ましい。吸着剤によって捕集されたガス状不純物成分は両面半導電性濾材シートの内部で発生したオゾンと接触して酸化し、効率よく無害なガスに変換され、臭気性ガスを含む有害ガスが浄化、脱臭されることとなる。   An air purifying filter according to claim 18 is characterized in that in the air purifying filter according to any one of claims 1 to 17, an adsorbent is supported on a double-sided semiconductive filter material sheet. Unlike the particles, the gaseous impurity component is a gas, and its size is at the molecular level. Therefore, the gaseous impurity component can be efficiently collected by supporting the adsorbent having pores of molecular size on the double-sided semiconductive filter medium sheet. The kind of adsorbent is preferably an insulating material such as zeolite. Gaseous impurity components collected by the adsorbent oxidize in contact with ozone generated inside the double-sided semiconductive filter media sheet, are efficiently converted into harmless gas, and harmful gases including odorous gases are purified. It will be deodorized.
また、請求項19記載の空気清浄フィルタは、請求項10乃至18いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、導電性を有する2次元網状構造物として活性炭を担持したハニカム体を用いることを特徴とするものである。活性炭は吸着剤の一種であり、その内部に孔径がマイクロメートルサイズのマクロ孔、それよりも小さいメソ孔、細孔径が数オングストロームのミクロ孔を有する。細孔の表面は基本的に疎水性であり、そのため無極性の有機ガスを特に効率的に捕集することが可能である。そして炭素を活性化したものであるため導電性を有するという特徴を有する。したがって導電性を有する2次元網状構造物の代替として活性炭を担持したハニカム体を用いることが可能である。活性炭を担持したハニカム体を高圧電源の出力を接続し、プリーツ状にした両面半導電性濾材シートのプリーツの頂点と接触させることにより、活性炭を担持したハニカム体を通じて両面半導電性濾材シートの両面に電荷を供給することが可能となる。活性炭にはオゾンを酸素分子に還元する作用を有している。そのため両面半導電性濾材シートの内部で発生させたオゾンを用いて活性炭の捕集したガス状不純物成分を効率よく酸化分解する。また同時に還元しきれずに残ったオゾンを還元することで空気清浄フィルタの下流側にオゾンを流さないようにすることが可能となる。   The air purification filter according to claim 19 is the air purification filter according to any one of claims 10 to 18, wherein a honeycomb body carrying activated carbon is used as a conductive two-dimensional network structure. Is. Activated carbon is a kind of adsorbent, and has micropores with a micrometer size inside, mesopores smaller than that, and micropores with a pore size of several angstroms. The surface of the pores is basically hydrophobic, so that nonpolar organic gas can be collected particularly efficiently. And since it is what activated carbon, it has the characteristics of having electroconductivity. Therefore, it is possible to use a honeycomb body carrying activated carbon as an alternative to the conductive two-dimensional network structure. Both sides of the double-sided semiconductive filter media sheet through the honeycomb body supporting activated carbon by connecting the output of the high-voltage power source to the honeycomb body supporting activated carbon and contacting the pleats of the pleated double-sided semiconductive filter media sheet It becomes possible to supply electric charge to. Activated carbon has the effect of reducing ozone to oxygen molecules. Therefore, the gaseous impurity component collected by the activated carbon is efficiently oxidatively decomposed using ozone generated inside the double-sided semiconductive filter material sheet. At the same time, it is possible to prevent ozone from flowing to the downstream side of the air purification filter by reducing the remaining ozone that cannot be reduced.
また、請求項20記載の空気清浄フィルタは、請求項1乃至19いずれかに記載の空気清浄フィルタにおいて、二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物の少なくともいずれか一つを担持することを特徴とするものである。二酸化マンガン、酸化コバルト、またはマンガンとコバルトの複合酸化物は金属元素のマンガンやコバルトの価数が変化するため酸化作用を有する。そのためガス状不純物成分の酸化触媒としてよく用いられている。そしてオゾンと接触することによってオゾンを還元すると同時にマンガンやコバルト原子自身の価数が増加する。したがって二酸化マンガン、酸化コバルト、またはマンガンとコバルトの複合酸化物はオゾンと接触することによって酸化力を得ることが可能となる。空気清浄フィルタの様々な箇所、例えば両面半導電性濾材シートや活性炭を担持したハニカム体、さらには活性炭の内部などに二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物の少なくともいずれか一つを担持して発生させたオゾンと接触させることにより二酸化マンガン、酸化コバルト、またはマンガンとコバルトの複合酸化物に酸化力を与え、ガス状不純物成分のみならず捕集した粒子をも酸化分解して無害なガスに変換することが可能となる。   An air purifying filter according to claim 20 is the air purifying filter according to any one of claims 1 to 19, and carries at least one of manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt. It is characterized by this. Manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt has an oxidizing action because the valence of manganese or cobalt as a metal element changes. Therefore, it is often used as an oxidation catalyst for gaseous impurity components. By contacting ozone, ozone is reduced and at the same time the valence of manganese and cobalt atoms themselves increases. Therefore, it becomes possible for manganese dioxide, cobalt oxide, or a complex oxide of manganese and cobalt to obtain oxidizing power by contacting with ozone. At least one of manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt in various parts of the air cleaning filter, for example, a double-sided semiconductive filter material sheet, a honeycomb body supporting activated carbon, and the inside of the activated carbon. Oxidizing power is applied to manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt by contact with ozone generated by supporting oxidative decomposition of not only gaseous impurities but also collected particles. It becomes possible to convert into harmless gas.
また、請求項21記載の空気清浄フィルタは、請求項20記載の空気清浄フィルタにおいて、二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物を担持する方法として、マンガン塩水溶液、コバルト塩水溶液、もしくはマンガン塩とコバルト塩の混合水溶液を添着して酸化物が得られるように加熱することを特徴とするものである。二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物は両面半導電性濾材シートや活性炭を担持したハニカムおよび活性炭の表面および内部に均一に分散して担持されることでガス状不純物成分や粒子との接触機会が大きくなり、ガス状不純物成分や粒子を最も効率よく酸化分解することが可能となる。マンガン塩やコバルト塩の水溶液に両面半導電性濾材シートや活性炭を担持したハニカムを浸漬するなどして添着し、加熱して二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物が得られる温度にして酸化させることによって半導電性濾材シートや活性炭を担持したハニカムおよび活性炭の表面および内部に均一に分散して担持することが可能となる。   The air purification filter according to claim 21 is the air purification filter according to claim 20, wherein the manganese dioxide, cobalt oxide, or manganese and cobalt composite oxide is supported by a manganese salt aqueous solution, a cobalt salt aqueous solution, Alternatively, a mixed aqueous solution of a manganese salt and a cobalt salt is attached and heated so as to obtain an oxide. Manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt is a gaseous impurity component or particle that is dispersed and supported on the surface and inside of a honeycomb and activated carbon on which a double-sided semiconductive filter sheet or activated carbon is supported. As a result, the gaseous impurity components and particles can be oxidized and decomposed most efficiently. A temperature at which manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt can be obtained by heating by immersing a honeycomb carrying double-sided semiconductive filter sheet or activated carbon in a manganese salt or cobalt salt aqueous solution. When oxidized, the semiconductive filter material sheet, the honeycomb supporting activated carbon, and the surface and inside of the activated carbon can be uniformly dispersed and supported.
また、本発明の空気清浄装置は請求項22に記載したとおり、請求項1乃至21いずれかに記載の空気清浄フィルタの上流にイオン化手段を設けることを特徴とするものである。請求項1乃至21いずれかに記載の空気清浄フィルタを構成する両面半導電性濾材シートの内部には強い電場が設けられており、帯電していない粉塵も繊維の分極捕集作用を受けるため捕集されやすくなっているが、帯電した粉塵であれば繊維の分極捕集作用をより強く受けることになり更に捕集されやすい。帯電した粉塵は電荷を持っているため、分極した繊維と繊維との間の隙間に設けられた電場からクーロン力を受けて繊維に引き寄せられる。帯電した粉塵には繊維の表面から離れた位置にいてもクーロン力が働くため、帯電した粉塵は無帯電でかつ分極した粉塵よりも大きな捕集作用を受ける。空気清浄フィルタの上流にイオン化手段を設けることで帯電した粉塵を空気清浄フィルタに通過させるようになり、空気清浄フィルタ単体の時と比べて更に高い捕集性能を得ることが可能となる。イオン化手段の代表的なものとして線状や棘状の放電電極と対向電極とで構成されるものが挙げられる。放電電極と対向電極との間に高い電位差を設けることでコロナ放電を起こし、放電電極近傍の空気分子をイオン化することで作られた空気イオンが粉塵に付着するという原理を用いて粉塵を帯電させることができる。   Moreover, the air purifying apparatus of the present invention is characterized in that, as described in claim 22, ionizing means is provided upstream of the air purifying filter according to any of claims 1 to 21. A strong electric field is provided inside the double-sided semiconductive filter material sheet constituting the air purifying filter according to any one of claims 1 to 21, and uncharged dust is also captured by the fiber polarization collecting action. Although it is easy to collect, if it is a charged dust, it will receive the polarization | polarization collection effect | action of a fiber more, and will be collected more easily. Since the charged dust has a charge, it receives a Coulomb force from the electric field provided in the gap between the polarized fibers and is attracted to the fibers. Since the Coulomb force acts on the charged dust even at a position away from the surface of the fiber, the charged dust receives a larger collecting action than the uncharged and polarized dust. By providing the ionization means upstream of the air cleaning filter, the charged dust can be passed through the air cleaning filter, and it is possible to obtain a higher collection performance than when the air cleaning filter is used alone. A typical ionization means includes a linear or spinous discharge electrode and a counter electrode. A corona discharge is generated by providing a high potential difference between the discharge electrode and the counter electrode, and the dust is charged using the principle that air ions created by ionizing air molecules near the discharge electrode adhere to the dust. be able to.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ちなみにこれら実施の形態は一例を示すものであり、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Incidentally, these embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
(実施の形態1)
コンマ数μ〜数十μmの繊維径を有する絶縁性の繊維1によって構成された濾材シートの上流面(以下シート上流面2とする)および下流面(以下シート下流面3とする)を半導電性にして両面半導電性濾材シート4とし、空気清浄フィルタ用高圧電源5を用いてシート上流面2とシート下流面3に設けた端子7にそれぞれ異なる電圧を印加した空気清浄フィルタ12の正面図を図1に、側面図を図2に、また、両面半導電性濾材シート内部(以下シート内部6とする)に存在する繊維1の分極の様子を示すために図1のA−B線における側面断面図を図3に示す。図3の繊維1は模式的な断面形状として円形状を示しているが実際には細長い繊維形状を有する。ちなみに図1にはシート下流面3が隠れているため図示していないが実際には存在する。
(Embodiment 1)
The upstream surface (hereinafter referred to as “sheet upstream surface 2”) and the downstream surface (hereinafter referred to as “sheet downstream surface 3”) of the filter medium sheet constituted by insulating fibers 1 having a fiber diameter of several to several tens of commas are semiconductive. The front view of the air purification filter 12 which applied the different voltage to the terminal 7 provided in the sheet | seat upstream surface 2 and the sheet | seat downstream surface 3 using the double-sided semiconductive filter material sheet 4 and using the high voltage power supply 5 for an air purification filter. 1 is a side view, and FIG. 2 is a side view taken along the line AB of FIG. 1 to show the polarization state of the fibers 1 existing inside the double-sided semiconductive filter medium sheet (hereinafter referred to as the sheet interior 6). A side sectional view is shown in FIG. The fiber 1 in FIG. 3 has a circular shape as a schematic cross-sectional shape, but actually has an elongated fiber shape. Incidentally, although the sheet downstream surface 3 is hidden in FIG. 1, it is not shown but actually exists.
シート上流面2およびシート下流面3は4級アンモニウム塩を分子の構造中に有するイオン導電性樹脂のポリマーを含む半導電性塗料を濾材シートの両面に塗布し乾燥する、もしくは通気性の高い不織布を半導電性塗料に浸漬して乾燥させたものを濾材シートの両面に貼り付けることによって半導電性が付与されている。この時乾燥温度は濾材シート、半導電性塗料による半導電性皮膜を保護するために100℃以下であることが好ましい。シート内部6には半導電性が与えられていないため絶縁体のままであり、電荷を通しにくい性質を有する。絶縁性の繊維1としては前述したようなガラス繊維やポリプロピレン繊維が好適である。そして空気清浄フィルタ用高圧電源5を用いて例えばシート上流面2に設けた端子7に0kV、シート下流面3に設けた端子7に2kVの電圧を印加することでシート上流面2に0kV、シート下流面3に2kVの電圧を印加する。こうすることによってシート上流面2の全体に0kVに相当する電荷を、そしてシート下流面3の全体に2kVに相当する電荷を一様に与え、シート上流面2とシート下流面3の間、すなわちシート内部6に一様な電場を設ける。   The sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 are coated with a semiconductive paint containing a polymer of an ion conductive resin having a quaternary ammonium salt in the molecular structure and dried on the both sides of the filter material sheet, or a highly breathable nonwoven fabric The semiconductivity is imparted by pasting a material obtained by immersing the material in a semiconductive paint and drying it on both sides of the filter medium sheet. At this time, the drying temperature is preferably 100 ° C. or lower in order to protect the filter sheet and the semiconductive film by the semiconductive paint. Since the sheet interior 6 is not given semi-conductivity, it remains an insulator and has a property that it is difficult to pass charges. As the insulating fiber 1, glass fiber or polypropylene fiber as described above is suitable. Then, by applying a voltage of 0 kV to the terminal 7 provided on the upstream surface 2 of the sheet and a voltage of 2 kV to the terminal 7 provided on the downstream surface 3 of the sheet using the high-pressure power source 5 for the air cleaning filter, A voltage of 2 kV is applied to the downstream surface 3. In this way, a charge corresponding to 0 kV is uniformly applied to the entire sheet upstream surface 2 and a charge corresponding to 2 kV is uniformly applied to the entire sheet downstream surface 3, that is, between the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3, that is, A uniform electric field is provided in the interior 6 of the sheet.
シート内部6を構成する繊維1は電場の作用を受けて図3に示すように分極し、繊維1どうしの隙間に電場が形成される。通気方向8の示す空気の流れによって空気清浄フィルタ12に導入された粉塵は繊維1どうしの隙間を通過する際に電場の作用を受けて分極し、繊維1に近づいた際に繊維1表面の電荷に引き付けられて繊維1に付着するという繊維1の分極捕集作用を受けて捕集される。シート内部6に形成される電場を強いものにするために両面半導電性濾材シート4の厚さは2mm以下とすることが好ましい。ここでシート上流面2およびシート下流面3が半導電性ではなく高い導電性を有すると両面半導電性濾材シート4の厚さは2mm以下と薄いためシート上流面2とシート下流面3との間で短絡が起こり、所定の電圧を印加できなくなって電場の形成が不可能となる。   The fibers 1 constituting the sheet interior 6 are polarized as shown in FIG. 3 under the action of an electric field, and an electric field is formed in the gap between the fibers 1. The dust introduced into the air purifying filter 12 by the air flow indicated by the air flow direction 8 is polarized by the action of an electric field when passing through the gap between the fibers 1, and the charge on the surface of the fiber 1 when approaching the fiber 1. It is collected by receiving the polarization collecting action of the fiber 1 that is attracted to and attached to the fiber 1. In order to make the electric field formed in the sheet interior 6 strong, the thickness of the double-sided semiconductive filter medium sheet 4 is preferably 2 mm or less. Here, if the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 are not semiconductive but have high conductivity, the thickness of the double-sided semiconductive filter medium sheet 4 is as thin as 2 mm or less, and therefore the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 A short circuit occurs between them, and a predetermined voltage cannot be applied, and an electric field cannot be formed.
また、シート上流面2およびシート下流面3が半導電性ではなく高い絶縁性を有すると電荷が広がりにくくなるためシート上流面2およびシート下流面3の全体に一様な電荷を設けることができない。すなわちシート上流面2およびシート下流面3を半導電性とすることで、短絡を防ぎながらシート上流面2およびシート下流面3の全体にそれぞれ一様に電荷を設ける構造となっている。シート上流面2およびシート下流面3の表面抵抗を10の8乗Ω/□以上10の12乗Ω/□以下とすることで適切な半導電性を持たせることができる。 In addition, if the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 are not semiconductive and have high insulation properties, it becomes difficult for the charges to spread, and therefore it is not possible to provide a uniform charge on the entire sheet upstream surface 2 and sheet downstream surface 3. . That is, by making the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 semiconductive, a structure is provided in which charges are uniformly provided on the entire sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 while preventing a short circuit. The surface resistance of the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream face 3 can have an appropriate semiconductive With 10 ^ 12 Omega / □ or less 10 ^ 8 Omega / □ or more.
そしてシート内部6に電子を供給し、電子を加速して酸素分子を酸素原子に分裂させオゾンを発生させることが可能な電位差をシート上流面2とシート下流面3との間に設ける。具体的にはシート上流面2もしくはシート下流面3のどちらか一方に0kV、残りのもう一方に3kV以上の電圧を印加することでシート内部6にオゾンを発生させることが可能な電子の加速を得ることができる。また、交流成分を含む電圧を印加すると電子を一方向のみでなくシート上流面2とシート下流面3の間で振幅させるように加速させることが可能となるため、電子が酸素分子と衝突する機会が増え、より多くのオゾンを効率的に発生させることが可能となる。具体的にはシート上流面2もしくはシート下流面3のどちらか一方に0kVの電圧を、残りのもう一方に3〜6kVp−p、周波数50〜1000Hzの交流電圧を印加することで効率よくオゾンを発生させることができる。   Then, an electric potential is supplied between the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 so as to supply electrons to the seat interior 6 and accelerate the electrons to split oxygen molecules into oxygen atoms and generate ozone. Specifically, by applying a voltage of 0 kV to one of the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 and a voltage of 3 kV or more to the other sheet, acceleration of electrons capable of generating ozone in the sheet interior 6 is accelerated. Obtainable. Further, when a voltage containing an alternating current component is applied, electrons can be accelerated not only in one direction but also between the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3, so that the opportunity for the electrons to collide with oxygen molecules. And more ozone can be generated efficiently. Specifically, by applying a voltage of 0 kV to one of the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 and applying an AC voltage of 3 to 6 kVp-p and a frequency of 50 to 1000 Hz to the other, ozone is efficiently generated. Can be generated.
また、直流成分と交流成分の両方を含んだ直交流重畳電圧を印加することによってオゾンを効率よく発生させると同時に粉塵の捕集性能を向上させることができる。具体的にはシート上流面2もしくはシート下流面3のどちらか一方に0kVの電圧を、残りのもう一方に2kVの直流電圧と3〜6kVp−p、周波数50〜1000Hzの交流電圧とを合わせた直交流重畳電圧を印加する方法が挙げられる。   Further, by applying a cross-flow superimposed voltage including both a direct current component and an alternating current component, ozone can be generated efficiently and at the same time the dust collection performance can be improved. Specifically, a voltage of 0 kV is applied to either the seat upstream surface 2 or the seat downstream surface 3, and a DC voltage of 2 kV and 3 to 6 kVp-p, and an AC voltage of 50 to 1000 Hz are combined with the other. The method of applying a cross-flow superimposition voltage is mentioned.
そして、発生させたオゾンによって捕集した粉塵を酸化し、水や二酸化炭素などの無害なガスに変換することが可能である。捕集した粉塵から発生する有害ガスをオゾン酸化し無害なガスに浄化することが可能となる。また、発生したオゾンによって捕集した菌やカビの細胞壁、ウイルスのスパイクやエンベローブ、アレルゲンの抗原部位を酸化して死滅、無機能化することで菌、カビ、ウイルス、アレルゲンを無害化することが可能となる。また、付着したガス状不純物成分をオゾンによって酸化分解することで最終的には水や二酸化炭素といった無害なガスに変換することが可能となる。   The dust collected by the generated ozone can be oxidized and converted into harmless gas such as water and carbon dioxide. It becomes possible to purify the harmful gas generated from the collected dust into ozone-oxidized and harmless gas. In addition, bacteria, molds, viruses, and allergens can be rendered harmless by oxidizing and killing and defunctionalizing the cell walls of fungi and mold collected by the generated ozone, virus spikes and envelopes, and allergen antigenic sites. It becomes possible. In addition, the attached gaseous impurity component can be finally converted into harmless gas such as water and carbon dioxide by oxidative decomposition with ozone.
ガス状不純物成分は気体であるため、分子サイズの細孔を持たない両面半導電性濾材シートではより多くのガス状不純物成分を捕集することが難しい。そこで直径が小さいもので1ナノメートル、大きいもので50ナノメートル以下といった分子サイズの細孔を有し、300m2/g以上と大きな比表面積を有する吸着剤を図には示していないが両面半導電性濾材シート4に添着することで空気中に含まれるガス状不純物成分をより多く捕集することが可能となる。この時吸着剤はゼオライトなどの導電性を持たないものが好ましい。吸着剤の有する細孔は有限であるため一定量捕集した後はガス状不純物成分を捕集することができなくなるが、本発明の空気清浄フィルタ12においては、吸着剤に捕集されたホルムアルデビド、カプタン類などの有害ガス、あるいは臭気性ガスなどのガス状不純物成分は発生させたオゾンと接触して酸化され、最終的には、例えば、水や二酸化炭素といった無害なガスに変換される。そのため長期間にわたってガス状不純物成分を捕集することができる。   Since the gaseous impurity component is a gas, it is difficult to collect more gaseous impurity components with a double-sided semiconductive filter medium sheet that does not have molecular-sized pores. Therefore, an adsorbent that has pores with a molecular size of 1 nanometer for small diameters and 50 nanometers for large ones and a large specific surface area of 300 m2 / g or larger is not shown in the figure. By attaching to the filter media sheet 4, it becomes possible to collect more gaseous impurity components contained in the air. At this time, the adsorbent is preferably non-conductive such as zeolite. Since the pores of the adsorbent are limited, it is impossible to collect gaseous impurity components after a certain amount is collected. However, in the air cleaning filter 12 of the present invention, formaldehyde is collected in the adsorbent. Further, toxic gases such as captans or gaseous impurity components such as odorous gases are oxidized upon contact with the generated ozone, and finally converted into harmless gases such as water and carbon dioxide. Therefore, gaseous impurity components can be collected over a long period of time.
また、通常はシート上流面2およびシート下流面3の間に2kV程度の電位差を与えて粉塵やガス状不純物成分を捕集し、必要に応じて定期的に3kV以上の電位差を与えてオゾンを発生させ、捕集した粉塵や付着したガスを酸化分解して無害化することも可能である。オゾンは作業環境基準値が0.1ppmと指定されているように一定濃度以上になると人体にとって有害となるため、普段はオゾンを発生させず、必要時のみにオゾンを発生させることで人体に対する有害性の低い空気清浄フィルタ12を得ることができる。また、オゾンを発生させる時に送風機などを制御して通過させる空気の量を小さくすることで空気清浄フィルタ12内のオゾン濃度を高めることができ、捕集した粉塵やガス状不純物成分の酸化分解をより効率的に行うことができ、ホルムアルデビド、カプタン類などの有害ガス、あるいは臭気性ガスなどをオゾン酸化、浄化、脱臭浄化することとなる。   Also, normally, a potential difference of about 2 kV is applied between the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 to collect dust and gaseous impurity components, and ozone is generated by periodically applying a potential difference of 3 kV or more as necessary. It is also possible to detoxify the collected dust and attached gas by oxidative decomposition. Ozone is harmful to the human body when it exceeds a certain concentration as specified by the working environment standard value of 0.1 ppm. Therefore, ozone is not normally generated, and it is harmful to the human body by generating ozone only when necessary. An air purifying filter 12 having a low property can be obtained. Moreover, the ozone concentration in the air purifying filter 12 can be increased by controlling the blower or the like when ozone is generated to reduce the amount of air passing therethrough, and oxidative decomposition of collected dust and gaseous impurity components can be achieved. It can be carried out more efficiently, and harmful gases such as formaldehyde and captans or odorous gases are oxidized, purified, and deodorized and purified.
(実施の形態2)
線形状の端子7をシート上流面2およびシート下流面3のそれぞれに正面から見て投影的に重ならない位置に設けた空気清浄フィルタ12の正面図を図4に、側面図を図5に示す。空気清浄フィルタ用高圧電源5に接続された端子7から半導電性を有するシート上流面2およびシート下流面3に電荷が伝わるが、端子7から近い位置ほど電荷が伝わる速度が大きい。そのため図4に示すように線形状の端子7をシート上流面2およびシート下流面3におよそ等間隔で一様に設けることで、シート上流面2およびシート下流面3に素早くかつより一様に電荷を設けることが可能となり、より均一で強い電場をシート内部6に設けることができることから捕集性能をより高めることができるようになる。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a front view of the air purifying filter 12 in which the linear terminals 7 are provided at positions where they do not overlap projectionally on the seat upstream surface 2 and the seat downstream surface 3 when viewed from the front, and FIG. . Electric charges are transmitted from the terminal 7 connected to the high-voltage power supply 5 for the air purifying filter to the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 having semiconductivity. The closer to the terminal 7 the higher the rate at which the electric charges are transmitted. Therefore, as shown in FIG. 4, the linear terminals 7 are provided uniformly at approximately equal intervals on the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3, so that the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 can be quickly and more uniformly. Charges can be provided, and a more uniform and strong electric field can be provided in the interior 6 of the sheet, so that the collection performance can be further improved.
(実施の形態3)
両面半導電性濾材シート4をプリーツ状にし、上流側に設けられたプリーツ山の頂点9に接触するように導電性を有する2次元網状構造物10を、また、下流側に設けられたプリーツ山の頂点9と接触するように導電性を有する別の2次元網状構造物10をそれぞれ設け、空気清浄フィルタ用高圧電源5を接続して上流側および下流側の2次元網状構造物10それぞれに異なる電圧を印加した空気清浄フィルタ12の斜視図を図6に、側面図を図7に示す。また、2次元網状構造物の代わりに活性炭を担持したハニカム体を用いた空気清浄フィルタの斜視図を図8に示す。ちなみに図を分かりやすくするために図6に示した2次元網状構造物10は上流側のプリーツ山の頂点9および下流側のプリーツ山の頂点9から離して描写しているが、実際には接触している。プリーツ状にすることによって両面半導電性シート4の面積が増え、空気および空気中に含まれる粉塵が両面半導電性シート4を通過する速度、すなわち濾材通過速度を小さくすることができる。濾材通過速度が小さいほど繊維1の分極捕集作用が粉塵に働く時間が長くなるため粉塵は捕集されやすくなる。また、濾材通過速度が小さいほど空気の通過速度は小さくなり、フィルタの通気抵抗すなわち圧力損失を小さくすることができる。また、上流側のプリーツ山の頂点9は上流側に設けられた2次元網状構造物10と複数箇所にわたって接触し、また、下流側のプリーツ山の頂点9は下流側に設けられた2次元網状構造物10と複数箇所にわたって接触する。2次元網状構造物とプリーツ山の頂点9とが接触している箇所は端子7と同様のものとして働くため、上流側および下流側に設けられた2次元網状構造物10それぞれに印加される電圧に相当する電荷がこの接触している箇所を通じてシート上流面2およびシート下流面3それぞれに供給される。そしてプリーツ山の頂点9は2次元網状構造物10と複数箇所にわたって接触していることからプリーツ山の頂点9のほぼ全部が端子7と同じ役割を果たすようになるため、プリーツ山の頂点9が線状の端子7となってシート上流面2およびシート下流面3それぞれに一定の間隔を空けて複数設けられているのと同じ状態になっている。そのためシート上流面2およびシート下流面3により速くかつより一様に電荷を供給することが可能となっており、安定して高い捕集性能が得られるようになっている。
(Embodiment 3)
The two-sided semiconductive filter material sheet 4 is formed into a pleat shape, and a conductive two-dimensional network structure 10 is provided so as to contact the apex 9 of the pleat mountain provided on the upstream side, and the pleat mountain provided on the downstream side. Another two-dimensional network structure 10 having conductivity is provided so as to be in contact with the apex 9 of each, and the upstream and downstream two-dimensional network structures 10 are different by connecting the high-pressure power supply 5 for the air purifying filter. FIG. 6 is a perspective view of the air cleaning filter 12 to which a voltage is applied, and FIG. 7 is a side view thereof. FIG. 8 shows a perspective view of an air purification filter using a honeycomb body supporting activated carbon instead of a two-dimensional network structure. Incidentally, for the sake of easy understanding, the two-dimensional network structure 10 shown in FIG. 6 is drawn away from the apex 9 of the upstream pleat mountain and the apex 9 of the downstream pleat mountain. is doing. By making it pleated, the area of the double-sided semiconductive sheet 4 is increased, and the speed at which air and dust contained in the air pass through the double-sided semiconductive sheet 4, that is, the speed of passing through the filter medium can be reduced. The smaller the filter passage speed is, the longer the time during which the polarization collecting action of the fiber 1 is applied to the dust, so that the dust is easily collected. Further, the lower the filter medium passing speed is, the lower the air passing speed is, so that the ventilation resistance of the filter, that is, the pressure loss can be reduced. Further, the apex 9 of the upstream pleat mountain is in contact with the two-dimensional network structure 10 provided on the upstream side, and the apex 9 of the downstream pleat mountain is a two-dimensional network provided on the downstream side. It contacts the structure 10 at a plurality of locations. Since the portion where the two-dimensional network structure and the pleat peak apex 9 are in contact with each other functions as the terminal 7, the voltage applied to each of the two-dimensional network structures 10 provided on the upstream side and the downstream side. Is supplied to the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 through the contact portions. Since the apex 9 of the pleat mountain is in contact with the two-dimensional network structure 10 at a plurality of locations, almost all of the apex 9 of the pleat mountain will play the same role as the terminal 7, so that the apex 9 of the pleat mountain It is in the same state as a plurality of linear terminals 7 provided on the upstream sheet surface 2 and the downstream sheet surface 3 at a predetermined interval. Therefore, it is possible to supply charges more quickly and more uniformly to the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3, and a high collection performance can be stably obtained.
また、図6および図7に示すように両面半導電性濾材シート4に電場を設けるために上流側および下流側の2次元網状構造物10には異なる電圧を印加して電位差を設けているため、上流側および下流側の2次元網状構造物10どうしが短絡しないようにする必要がある。上流側および下流側の2次元網状構造物10どうしの絶縁距離は両面半導電性濾材シート4によって形成されたプリーツ山の高さ寸法と同じであるため大きく、それにより短絡を防ぐことができる。上流側および下流側それぞれの2次元網状構造物に印加される電圧の差、すなわち電位差よって必要な絶縁距離、すなわちプリーツ山の高さ寸法を調整する必要があるが、電位差が2kVであれればプリーツ山の高さ寸法を15mm以上とすることが好ましい。このように両面半導電性シート4をプリーツ状にして2次元網状構造物10をプリーツ山の頂点9と接触するように設ける構造とすることによって短絡を防ぐと同時に粉塵の捕集性能を高め、圧力損失を小さくした空気清浄フィルタ12を得ることができる。ここで2次元網状構造物10は通気性を有し、かつ表面が十分な導電性を有していればその形状や材質を限定するものではない。例としては金属板に穴を設けたパンチングメタルやラス網、格子を設けるように金属線を編んだ金属メッシュ、網状に成型した導電性樹脂の成型体などが挙げられる。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, in order to provide an electric field in the double-sided semiconductive filter medium sheet 4, a different voltage is applied to the upstream and downstream two-dimensional network structures 10 to provide a potential difference. It is necessary that the upstream and downstream two-dimensional network structures 10 are not short-circuited. The insulation distance between the two-dimensional network structure 10 on the upstream side and the downstream side is the same as the height dimension of the pleat mountain formed by the double-sided semiconductive filter medium sheet 4, thereby preventing a short circuit. It is necessary to adjust the required insulation distance, that is, the height dimension of the pleat mountain, depending on the difference in voltage applied to the upstream and downstream two-dimensional network structures, that is, the potential difference, but if the potential difference is 2 kV, the pleats The height of the mountain is preferably 15 mm or more. In this way, the double-sided semiconductive sheet 4 is pleated and the two-dimensional network structure 10 is provided so as to be in contact with the apex 9 of the pleat mountain, thereby preventing a short circuit and enhancing the dust collecting performance. The air purifying filter 12 with reduced pressure loss can be obtained. Here, the shape and material of the two-dimensional network structure 10 are not limited as long as the two-dimensional network structure 10 has air permeability and the surface has sufficient conductivity. Examples include a punching metal having a hole in a metal plate, a lath net, a metal mesh in which a metal wire is knitted so as to provide a lattice, a molded body of a conductive resin formed in a net shape, and the like.
また、図8は導電性を有する2次元網状構造物10の代わりに活性炭を担持したハニカム体17を用いた空気清浄フィルタを示している。ちなみに図を分かりやすくするために図8ではハニカム体17を上流側のプリーツ山の頂点9および下流側のプリーツ山の頂点9から離して描写しているが、実際には接触している。ハニカム体17には粉末状の活性炭が均一に担持されているため導電性を有する。そのため導電性を有する2次元網状構造物10と同様に電圧を印加することでシート上流面2とシート下流面3にも電圧を印加し、シート内部6に電場を設けることが可能である。活性炭は導電性を有すると同時に分子サイズの細孔を有するため、活性炭を担持したハニカム体17はより多くのガス状不純物成分を捕集することが可能となる。そして発生させたオゾンが活性炭に捕集されたガス状不純物成分と接触することによってガス状不純物成分を酸化分解して無害化することが可能となる。なお、図8にはハニカム体17を両面半導電性濾材シート4の上流側および下流側の両方にそれぞれ設けているが、導電性を有する2次元網状構造物10の代わりとしてハニカム体17を両面半導電性濾材シート4の上流側のみ、もしくは下流側のみに設けても同様の効果を得ることができる。   FIG. 8 shows an air purifying filter using a honeycomb body 17 carrying activated carbon instead of the conductive two-dimensional network structure 10. Incidentally, in order to make the drawing easy to understand, in FIG. 8, the honeycomb body 17 is depicted separately from the apex 9 of the upstream pleat mountain and the apex 9 of the downstream pleat mountain, but in actual contact. The honeycomb body 17 has conductivity because powdered activated carbon is uniformly supported thereon. Therefore, it is possible to apply a voltage to the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 by applying a voltage in the same manner as the conductive two-dimensional network structure 10, and to provide an electric field in the sheet interior 6. Since the activated carbon has conductivity and at the same time has pores of molecular size, the honeycomb body 17 supporting the activated carbon can collect more gaseous impurity components. Then, when the generated ozone comes into contact with the gaseous impurity component collected by the activated carbon, the gaseous impurity component can be oxidatively decomposed and rendered harmless. In FIG. 8, the honeycomb body 17 is provided on both the upstream side and the downstream side of the double-sided semiconductive filter medium sheet 4, but the honeycomb body 17 is provided on both sides instead of the conductive two-dimensional network structure 10. Even if it is provided only on the upstream side or only on the downstream side of the semiconductive filter medium sheet 4, the same effect can be obtained.
また、図には記載していないが、二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物の少なくともいずれか一つを例えば両面半導電性濾材シート、2次元網状構造物、またはハニカム体に担持することによって発生させたオゾンと接触させ、二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物に酸化力を与えることが可能となる。具体的には二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物の粒子を両面半導電性濾材シート、2次元網状構造物、またはハニカム体に担持させる、もしくはマンガン塩水溶液、コバルト塩水溶液、もしくはマンガン塩とコバルト塩の混合水溶液を両面半導電性濾材シート、2次元網状構造物、またはハニカム体に添着した後に、酸化物が得られる温度にまで加熱する方法が挙げられる。マンガン塩、コバルト塩としては酢酸マンガン、酢酸コバルト、もしくは硝酸マンガン、硝酸コバルトなどが挙げられる。熱重畳分析の結果、酢酸マンガン、酢酸コバルト、硝酸マンガン、硝酸コバルト、酢酸マンガン:酢酸コバルト=1:2(モル比)、硝酸マンガン:硝酸コバルト=1:2(モル比)の全てにおいて300℃以下で酸化物になることがわかった。したがってそれぞれの塩の水溶液を添着した後に300℃以下に加熱することによって、両面半導電性濾材シート4、2次元網状構造物10、またはハニカム体17に二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物を均一に担持することが可能となる。担持した二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物はオゾンと接触することによって強い酸化力を得、捕集した粉塵やガス状不純物成分を酸化分解することが可能となる。また、オゾンは活性炭や二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物と接触することによって酸素分子に還元されるため、ある一定濃度以上では有害であるオゾンを空気清浄フィルタ12の下流側に漏らさないようにすることが可能となる。   Although not shown in the figure, at least one of manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt is applied to, for example, a double-sided semiconductive filter material sheet, a two-dimensional network structure, or a honeycomb body. Oxidizing power can be imparted to manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt by contacting with ozone generated by supporting. Specifically, manganese dioxide, cobalt oxide, or manganese and cobalt composite oxide particles are supported on a double-sided semiconductive filter medium sheet, a two-dimensional network structure, or a honeycomb body, or a manganese salt aqueous solution, a cobalt salt aqueous solution, Alternatively, there is a method in which a mixed aqueous solution of manganese salt and cobalt salt is attached to a double-sided semiconductive filter medium sheet, a two-dimensional network structure, or a honeycomb body and then heated to a temperature at which an oxide is obtained. Examples of the manganese salt and cobalt salt include manganese acetate, cobalt acetate, manganese nitrate, and cobalt nitrate. As a result of thermal superimposition analysis, 300 ° C. in all of manganese acetate, cobalt acetate, manganese nitrate, cobalt nitrate, manganese acetate: cobalt acetate = 1: 2 (molar ratio), manganese nitrate: cobalt nitrate = 1: 2 (molar ratio) It turned out that it becomes an oxide below. Accordingly, by adding each salt aqueous solution and heating to 300 ° C. or lower, the double-sided semiconductive filter medium sheet 2, the two-dimensional network structure 10, or the honeycomb body 17 is coated with manganese dioxide, cobalt oxide, or manganese and cobalt. It becomes possible to support the composite oxide uniformly. The supported manganese dioxide, cobalt oxide, or the composite oxide of manganese and cobalt obtains a strong oxidizing power by coming into contact with ozone, and the collected dust and gaseous impurity components can be oxidatively decomposed. In addition, ozone is reduced to oxygen molecules by contact with activated carbon, manganese dioxide, cobalt oxide, or a complex oxide of manganese and cobalt, so ozone that is harmful at a certain concentration or higher is downstream of the air purification filter 12. It is possible to prevent leakage.
(実施の形態4)
両面半導電性濾材シート4をプリーツ状にし、上流側に設けられたプリーツ山の頂点9に接触するように導電性を有する棒状部材11を3個、また、下流側に設けられたプリーツ山の頂点9と接触するように導電性を有する棒状部材11を上流側および下流側ともに3個ずつ設け、空気清浄フィルタ用高圧電源5を接続して上流側に設けられた棒状部材11および下流側に設けられた棒状部材11にそれぞれ異なる電圧を印加した空気清浄フィルタ12の斜視図を図6に示す。図6に示すように上流側および下流側に設けられた棒状部材11には空気清浄フィルタ用高圧電源5によってそれぞれ異なる電圧が印加されている。また、棒状部材11は上流側および下流側のプリーツ山の頂点9と接触しており、この接触している箇所が端子7と同様の役割を果たす。そのため上流側および下流側に設けられた棒状部材11のそれぞれに印加される電圧に相当する電荷がこの接触している箇所を通じてシート上流面2およびシート下流面3それぞれに供給される。
(Embodiment 4)
The double-sided semiconductive filter material sheet 4 is formed into a pleat shape, and three conductive rod-like members 11 are in contact with the apex 9 of the pleat mountain provided on the upstream side, and the pleat mountain provided on the downstream side. Three conductive rod-shaped members 11 are provided on both the upstream side and the downstream side so as to contact the apex 9, and the rod-shaped member 11 provided on the upstream side and the downstream side are connected to the high-voltage power supply 5 for the air purifying filter. FIG. 6 shows a perspective view of the air purification filter 12 in which different voltages are applied to the provided rod-shaped members 11. As shown in FIG. 6, different voltages are applied to the rod-like members 11 provided on the upstream side and the downstream side by the high-pressure power source 5 for the air cleaning filter. Further, the rod-shaped member 11 is in contact with the apex 9 of the upstream and downstream pleat peaks, and the contacted portion plays the same role as the terminal 7. For this reason, electric charges corresponding to voltages applied to the rod-like members 11 provided on the upstream side and the downstream side are supplied to the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3 through the contact points, respectively.
捕集性能を確保しながら空気清浄フィルタ12の圧力損失を最小限にするためには棒状部材11は細いものであることが好ましく、図6に示した空気清浄フィルタ12の横の開口寸法が100mmとした場合、例えば棒状部材の太さが4mm以下であれば棒状部材11が上流側と下流側のどちらか片側の横の開口寸法に占める割合は100分の12以下と十分小さくすることができ、空気清浄フィルタ12の圧力損失を十分に小さくすることができる。また、棒状部材11は曲げ強度が高いため、押し付けるように設けるだけでプリーツ山の頂点9と確実に接触させることができ、確実に両面半導電性濾材シート4のシート内部6に電場を設けることが可能となる。ここで棒状部材11は強度と表面の導電性を十分に有していればその材質や形状を限定するものではない。例えば材質としては金属や、またカーボンを含有する導電性樹脂の成型物、または樹脂成型物の表面に金属めっきやカーボンなどの導電性塗料などによる導電層を設けたものなどが適用できる。また形状としては強度が確保できるのであれば円筒状、角柱状など様々な形状のものを用いることが可能である。   In order to minimize the pressure loss of the air purification filter 12 while ensuring the collection performance, the rod-like member 11 is preferably thin, and the horizontal opening dimension of the air purification filter 12 shown in FIG. If, for example, the thickness of the bar-shaped member is 4 mm or less, the ratio of the bar-shaped member 11 to the horizontal opening dimension on either the upstream side or the downstream side can be sufficiently reduced to 12/100 or less. The pressure loss of the air cleaning filter 12 can be sufficiently reduced. Further, since the rod-shaped member 11 has high bending strength, it can be surely brought into contact with the apex 9 of the pleat mountain simply by being pressed, and an electric field is surely provided in the sheet interior 6 of the double-sided semiconductive filter medium sheet 4. Is possible. Here, the rod-like member 11 is not limited in its material and shape as long as it has sufficient strength and surface conductivity. For example, as the material, a metal, a molded product of conductive resin containing carbon, or a resin molded product provided with a conductive layer made of a conductive coating such as metal plating or carbon can be applied. As the shape, various shapes such as a cylindrical shape and a prismatic shape can be used as long as strength can be secured.
(実施の形態5)
本発明の実施の形態3に記載された空気清浄フィルタ12の上流側に線状放電電極13および板状対向電極14からなるイオン化手段15を設けた空気清浄装置の斜視図を図9に示す。空気清浄フィルタ12の構造は実施の形態3に記載されたものと全く同じものである。イオン化手段15は線状放電電極13および線状放電電極13を挟むように設けられた板状対向電極14からなる。線状放電電極13および板状対向電極14はともに導電性を有し、イオン化手段用高圧電源16によってそれぞれ異なる電圧が印加されている。一般的には板状対向電極14には0kVが、また、線状放電電極13にはコロナ放電を起こして空気をイオン化できる電圧が印加される。線状放電電極13に印加する電圧は板状対向電極14との間の距離および線状放電電極13の径の値によって変化するが、一般的には距離が8mmで径が100μmであれば約3.5〜5kV程度が好ましい。線状放電電極13と板状対向電極14との間には線状放電電極13に近くなるにつれて大きくなるという電場が設けられるため線状放電電極13の近傍には非常に大きな電場が設けられる。空気を構成する窒素や酸素などのガス分子は紫外線や放射線などによって電子とプラスの電荷を有するプラスイオンとに僅かに電離しており、空気中には電子やそれに近い質量を持った電荷を有する成分が僅かな量だけ存在している。線状放電電極近傍の強い電場によって空気中に僅かに存在する電子が加速され、他の電離していないガス分子と衝突し、ガス分子を電離させる。電離したガス分子は電子を外に出してプラスイオンとなり、外に出された電子は最初に加速された電子と同様に加速されて他のガス分子を電離させる。
(Embodiment 5)
FIG. 9 shows a perspective view of an air cleaning apparatus in which ionization means 15 including a linear discharge electrode 13 and a plate-like counter electrode 14 is provided on the upstream side of the air cleaning filter 12 described in the third embodiment of the present invention. The structure of the air cleaning filter 12 is exactly the same as that described in the third embodiment. The ionization means 15 includes a linear discharge electrode 13 and a plate-like counter electrode 14 provided so as to sandwich the linear discharge electrode 13. Both the linear discharge electrode 13 and the plate-like counter electrode 14 are conductive, and different voltages are applied by the high voltage power supply 16 for ionization means. Generally, 0 kV is applied to the plate-like counter electrode 14, and a voltage capable of ionizing air by causing corona discharge is applied to the linear discharge electrode 13. The voltage applied to the linear discharge electrode 13 varies depending on the distance from the plate-like counter electrode 14 and the value of the diameter of the linear discharge electrode 13, but generally the distance is about 8 mm and the diameter is about 100 μm. About 3.5 to 5 kV is preferable. Since an electric field that increases as the distance between the linear discharge electrode 13 and the plate-like counter electrode 14 becomes closer to the linear discharge electrode 13 is provided, a very large electric field is provided in the vicinity of the linear discharge electrode 13. Gas molecules such as nitrogen and oxygen that make up the air are slightly ionized into electrons and positive ions with a positive charge due to ultraviolet rays and radiation, etc., and the air has a charge with electrons and a mass close to it. Minor amounts of ingredients are present. Electrons slightly present in the air are accelerated by a strong electric field near the linear discharge electrode, collide with other non-ionized gas molecules, and ionize the gas molecules. The ionized gas molecules emit electrons to the outside and become positive ions, and the electrons emitted to the outside are accelerated in the same manner as the first accelerated electrons to ionize other gas molecules.
この繰り返しによって多くのプラスイオンもしくはガス分子が電子と結合したマイナスイオンが作られ、線状放電電極13に印加される電圧と同じ極性のイオンは反発して周囲にある程度の速度を持って拡散し、線状放電電極13と異なる極性のイオンは引力を受けて線状放電電極13に付着してその電荷を吸い取られ、元のガス分子に戻る。このようにして線状放電電極13近傍からプラスイオンもしくはマイナスイオンが作られ、イオン化手段15を通過する空気中の粉塵はイオンと結合してイオンと同極性に帯電する。帯電した粉塵はイオン化手段15の下流に設けられた空気清浄フィルタ12に導入され、両面半導電性濾材シート4のシート内部6の繊維1と繊維1の隙間を通過する際に繊維1の分極によってその隙間に設けられた電場からクーロン力を受けて繊維1の表面に移動し、捕集される。プラスに分極した繊維1の表面、マイナスに分極した繊維1の表面のどちら側に移動するかは帯電した粉塵の極性による。また、この電場によるクーロン力は繊維1の表面から離れた位置に帯電した粉塵が存在しても電場の方向に沿って作用するため、繊維1の隙間のどの位置にいてもいずれかの繊維1の表面に向かって引き寄せられる。そのため本発明の空気清浄フィルタ12の前にイオン化手段15を設けた空気清浄装置は粉塵の捕集性能が非常に高い。ここではイオン化手段15として線状放電電極13と板状対向電極14からなるものを用いたがこの形式のものに限定するものではなく、粉塵をイオン化できるものであればどのような形式のものでも好適に用いることができる。イオン化手段15の他の形式としては針状電極と対向電極で構成されるものが挙げられる。   By repeating this process, many positive ions or negative ions in which gas molecules are combined with electrons are created, and ions having the same polarity as the voltage applied to the linear discharge electrode 13 are repelled and diffused around to a certain speed. The ions having a polarity different from that of the linear discharge electrode 13 receive an attractive force and adhere to the linear discharge electrode 13 to absorb the charge, and return to the original gas molecules. In this way, positive ions or negative ions are generated from the vicinity of the linear discharge electrode 13, and the dust in the air passing through the ionization means 15 is combined with the ions and charged with the same polarity as the ions. The charged dust is introduced into an air cleaning filter 12 provided downstream of the ionization means 15, and is polarized by the fibers 1 when passing through the gaps between the fibers 1 in the sheet interior 6 of the double-sided semiconductive filter material sheet 4. It receives the Coulomb force from the electric field provided in the gap, moves to the surface of the fiber 1 and is collected. Which side of the surface of the positively polarized fiber 1 or the negatively polarized fiber 1 moves depends on the polarity of the charged dust. In addition, since the Coulomb force by the electric field acts along the direction of the electric field even when charged dust is present at a position away from the surface of the fiber 1, any one of the fibers 1 at any position in the gap of the fibers 1. It is drawn toward the surface. Therefore, the air purifier provided with the ionization means 15 in front of the air purifying filter 12 of the present invention has very high dust collection performance. Here, the ionization means 15 is composed of the linear discharge electrode 13 and the plate-like counter electrode 14, but is not limited to this type, and any type can be used as long as dust can be ionized. It can be used suitably. As another form of the ionization means 15, there may be mentioned one constituted by a needle electrode and a counter electrode.
ここで、前述の本発明の実施の形態3および5に記載された空気清浄フィルタ12および空気清浄装置を実際に作成し、捕集性能と圧力損失の測定を行った。実施の形態3に記載した空気清浄フィルタ12として以下のものを作成した。4級アンモニウム塩を構造中に有するイオン導電性ポリマーからなる半導電性塗料に通気性の高い不織布を浸漬して80℃の温度で乾燥させた半導電性通気シートを適度な通気性を有するガラス濾材シートの両面に貼り付けて両面半導電性濾材シート4とした。両面半導電性濾材シート4を110mm×183mmに切り出し、183mmの寸法方向において30mm強ごとに前後に交互に折り曲げた。これを90mm×50mmの開口寸法を有するプリーツ固定枠に固定して幅90mm、高さ50mm、プリーツ山どうしの間隔16.7mm、プリーツ山の高さ30mm、上流側および下流側ともにプリーツ山が3個分となるプリーツを得て、上流側および下流側それぞれにプリーツ山9の頂点に接触するように一つの格子の寸法が約2mm角である金属製の2次元網状構造物を設けて空気清浄フィルタ12とした。これを実施例1の空気清浄フィルタ12とした。この時両面半導電性濾材シート4の表面抵抗は温湿度が25℃60%の条件で3.0×10の9乗Ω/□であった。 Here, the air purifying filter 12 and the air purifying device described in the third and fifth embodiments of the present invention were actually made, and the collection performance and the pressure loss were measured. The following was created as the air purification filter 12 described in the third embodiment. A glass having an appropriate air permeability obtained by immersing a highly breathable non-woven fabric in a semiconductive paint made of an ionic conductive polymer having a quaternary ammonium salt in the structure and drying it at a temperature of 80 ° C. A double-sided semiconductive filter medium sheet 4 was affixed to both sides of the filter medium sheet. The double-sided semiconductive filter medium sheet 4 was cut into 110 mm × 183 mm, and was alternately folded back and forth every 30 mm in the 183 mm dimension direction. This is fixed to a pleat fixing frame having an opening size of 90 mm × 50 mm, the width is 90 mm, the height is 50 mm, the distance between the pleat peaks is 16.7 mm, the height of the pleat peaks is 30 mm, and the upstream and downstream sides are 3 pleat peaks. Obtain a piece of pleats, and provide a two-dimensional metallic network structure with a grid size of about 2 mm square so that the upstream and downstream sides of the pleats are in contact with the apexes of the pleats 9. Filter 12 was obtained. This was designated as the air purification filter 12 of Example 1. In this case the surface resistance is temperature and humidity-sided semi-conductive filter medium sheet 4 was 9 square Omega / □ of 3.0 × 10 at 25 ° C. 60% of conditions.
また、実施例1の空気清浄フィルタ12と同様だがガラス濾材シートの代わりにポリプロピレン製のメルトブローン濾材シートを用いた空気清浄フィルタ12を作成し、実施例2の空気清浄フィルタ12とした。比較例として、実施例1の空気清浄フィルタ12と全く同じだが、上流側および下流側に設けた2次元網状構造物10に電圧を印加せず、電位差を設けない場合の測定を行い、この結果を比較例1の空気清浄フィルタ12の結果とした。また、実施例2の空気清浄フィルタ12と全く同じだが、上流側および下流側に設けた2次元網状構造物10に電圧を印加せず、電位差を設けない場合の測定を行い、この結果を比較例2の空気清浄フィルタ12の結果とした。また、実施例1の空気清浄フィルタ12と同様だが両面に半導電性通気シートを貼り付けずにガラス濾材シートのみとした空気清浄フィルタ12を作成し、これを比較例3の空気清浄フィルタ12とした。また、実施例1の空気清浄フィルタ12とほぼ同様だがカーボンからなる導電性塗料に浸漬して乾燥させた導電性通気シートを半導電性通気シートの代わりにガラス濾材シートの両面に貼り付けた空気清浄フィルタ12を作成し、これを比較例4の空気清浄フィルタ12とした。また、実施例1の空気清浄フィルタ12の形を変え、下流側の面のみに導電性通気シートを貼り付けて上流側の面には何も貼り付けないガラス濾材シートを用い、上流側の2次元網状構造物をガラス濾材シートと同様のプリーツ形状にし、絶縁性の粘土状物質を用いてガラス濾材シートとおよそ一様に2mm離して設けることで図11に示す空気清浄フィルタ12と同様に空気層104を有するものを作成し、これを比較例5の空気清浄フィルタ12とした。なお、図11には下流側に2次元網状構造物10が設けられておらず、また、下流側に設けた導電性シートの電圧が変化することはないため設ける必要はないが、比較例5の空気清浄フィルタ12には測定の条件を同一にするために実施例1の空気清浄フィルタ12と同様の2次元網状構造物10が空気清浄フィルタ12の下流側に設けられている。   Moreover, although it was the same as the air purifying filter 12 of Example 1, the air purifying filter 12 using the melt-blown filter material sheet made from a polypropylene instead of the glass filter material sheet was created, and it was set as the air purifying filter 12 of Example 2. As a comparative example, the measurement was performed in the same manner as the air purification filter 12 of Example 1, except that no voltage was applied to the two-dimensional network structure 10 provided upstream and downstream, and no potential difference was provided. Was the result of the air purification filter 12 of Comparative Example 1. Moreover, although it is exactly the same as the air purifying filter 12 of Example 2, the measurement is performed when no voltage is applied to the two-dimensional network structure 10 provided on the upstream side and the downstream side and no potential difference is provided, and the results are compared. The result of the air purification filter 12 of Example 2 was taken. Moreover, it is the same as the air purification filter 12 of Example 1, but the air purification filter 12 which made only the glass filter material sheet | seat without sticking a semiconductive ventilation sheet on both surfaces was created, and this was made into the air purification filter 12 of the comparative example 3, and did. In addition, air that is substantially the same as the air purification filter 12 of Example 1 but is bonded to both surfaces of a glass filter material sheet instead of a semiconductive air-permeable sheet is immersed in a conductive paint made of carbon and dried. A clean filter 12 was prepared and used as the air clean filter 12 of Comparative Example 4. Moreover, the shape of the air purifying filter 12 of Example 1 is changed, and a glass filter medium sheet is applied to the downstream side only with a conductive ventilation sheet and nothing is attached to the upstream side. The dimensional network structure is formed into a pleat shape similar to that of the glass filter material sheet, and is provided with an insulating clay-like substance so as to be approximately 2 mm apart from the glass filter material sheet, thereby providing air similar to the air purification filter 12 shown in FIG. What has the layer 104 was created and this was made into the air purifying filter 12 of the comparative example 5. FIG. In FIG. 11, the two-dimensional network structure 10 is not provided on the downstream side, and the voltage of the conductive sheet provided on the downstream side does not change. The air purification filter 12 is provided with a two-dimensional network structure 10 similar to the air purification filter 12 of the first embodiment on the downstream side of the air purification filter 12 in order to make the measurement conditions the same.
また、図10に示すイオン化手段15と同様であり、線径100μmのタングステン線からなる長さ90mmの線状放電電極13を50mm中に等間隔に3本配置し、線状放電電極13どうしの中心に位置するように幅90mm、通気方向の寸法15mm、暑さ1mmの亜鉛鋼板製の板状対向電極14を通気方向に対して水平に4個設けたイオン化手段15を実施例1の空気清浄フィルタ12の上流側に設けた空気清浄装置を作成し、これを実施例1の空気清浄装置とした。また、実施例1の空気清浄装置と同じイオン化手段15を実施例2の空気清浄フィルタ12の上流側に設けた空気清浄装置を作成し、これを実施例2の空気清浄装置とした。   Further, similar to the ionization means 15 shown in FIG. 10, three 90 mm-long linear discharge electrodes 13 made of a tungsten wire having a wire diameter of 100 μm are arranged at equal intervals in 50 mm, and the linear discharge electrodes 13 are connected to each other. The ionization means 15 provided with four plate-like counter electrodes 14 made of a galvanized steel plate having a width of 90 mm, a dimension of 15 mm in the ventilation direction, and a heat of 1 mm so as to be located in the center in the horizontal direction with respect to the ventilation direction. An air purifier provided on the upstream side of the filter 12 was created and used as the air purifier of Example 1. Moreover, the air purifier which provided the same ionization means 15 as the air purifying apparatus of Example 1 in the upstream of the air purifying filter 12 of Example 2 was created, and this was made the air purifying apparatus of Example 2.
これら空気清浄フィルタ12および空気清浄装置において、空気清浄フィルタ12の上流側に設けた2次元網状構造物に0kV、下流側に設けた2次元網状構造物に2kVの電圧を印加した。ちなみに理由は後述するが、比較例5の空気清浄フィルタ12に関しては下流側に設けた2次元網状構造物に1.5kVの電圧を印加した結果を後の表1に示す。また、実施例1および実施例2の空気清浄装置のイオン化手段15には放電電流が約1.2μAとなるように線状放電電極13に約3.8kVを、板状対向電極14に0kVをそれぞれ印加して測定を行った。それぞれの空気清浄フィルタ12および空気清浄装置に流した空気流量は全て0.081m3/min(50mm×90mmの寸法を有する空気清浄フィルタ12の開口に対して0.3m/sの通過風速となり、濾材通過速度は8.33cmとなる)に、また、測定時の温度および湿度の条件は測定室の温湿度を制御して25℃60%に統一した。この条件で空気清浄フィルタ12の上流側および下流側に設けた2次元網状構造物の間を流れる電流、すなわち漏れ電流を測定した。そしてパーティクルカウンターを用いて上流側および下流側における粒径0.3μm以上の粉塵個数濃度を測定することで集塵効率を算出し、同時に差圧計を用いてこの条件における圧力損失を測定した。結果を表1に示す。表1は、実施例と比較例との漏れ電流、集塵効率および圧力損失の性能比較を示す表である。   In these air purification filter 12 and air purification device, a voltage of 0 kV was applied to the two-dimensional network structure provided upstream of the air purification filter 12 and a voltage of 2 kV was applied to the two-dimensional network structure provided downstream. Incidentally, although the reason will be described later, the results of applying a voltage of 1.5 kV to the two-dimensional network structure provided on the downstream side with respect to the air cleaning filter 12 of Comparative Example 5 are shown in Table 1 below. Further, the ionization means 15 of the air purifiers of the first and second embodiments has about 3.8 kV for the linear discharge electrode 13 and 0 kV for the plate-like counter electrode 14 so that the discharge current is about 1.2 μA. Each was applied and measured. The flow rate of air flowing through each air purifying filter 12 and air purifying device is 0.081 m 3 / min (passing air velocity of 0.3 m / s with respect to the opening of the air purifying filter 12 having a size of 50 mm × 90 mm, and the filter medium The passage speed was 8.33 cm), and the temperature and humidity conditions during the measurement were controlled at 25 ° C. and 60% by controlling the temperature and humidity in the measurement chamber. Under this condition, the current flowing between the two-dimensional network structures provided on the upstream side and the downstream side of the air purification filter 12, that is, the leakage current was measured. Then, the dust collection efficiency was calculated by measuring the number concentration of dust having a particle size of 0.3 μm or more on the upstream side and the downstream side using a particle counter, and at the same time, the pressure loss under this condition was measured using a differential pressure gauge. The results are shown in Table 1. Table 1 is a table showing performance comparison of leakage current, dust collection efficiency, and pressure loss between Examples and Comparative Examples.
比較例1の空気清浄フィルタ12は実施例1の空気清浄フィルタ12を測定する前の電圧を印加しない時の結果だが、実施例1の空気清浄フィルタ12は比較例1の空気清浄フィルタ12に比べて圧力損失の増大なしで集塵効率が44%から96%へと大幅に向上している。また、比較例2の空気清浄フィルタ12は実施例2の空気清浄フィルタ12を測定する前の電圧を印加しない時の結果だが、実施例2の空気清浄フィルタ12は比較例2の空気清浄フィルタ12に比べて圧力損失の増大なしで集塵効率が46%から84%へと実施例1の空気清浄フィルタ12ほどではないが向上している。漏れ電流は実施例1および実施例2の空気清浄フィルタ12でそれぞれ0.3μA、0.2μAとなり、2kVの電圧を印加しても十分に小さい。それに対して比較例3の空気清浄フィルタ12の集塵効率は46%と低く、比較例1の空気清浄フィルタ12と比較してほとんど同じ結果となった。これは濾材シートの両面が半導電性となっていないため、濾材シートの内部に強い電場を形成することができないためと考えられる。濾材シートの両面に導電性通気シートを貼り付けた比較例4の空気清浄フィルタ12は電圧を印加したところ約1kVで短絡を起こし、濾材シートの両面に2kVの電位差を得ることができなかった。比較例5の空気清浄フィルタ12には1.5kVの電圧を印加することができたが2kVの電圧を印加すると短絡を起こした。1.5kVの電圧を印加した時の集塵効率は84%となり比較的高い集塵性能が得られたが、短絡を起こす2kVよりも少し低い電圧である1.5kVではいつ短絡が起こってもおかしくない状態といえるため、安定して高い集塵性能を得ることができない。   The air purification filter 12 of the comparative example 1 is a result when no voltage is applied before the air purification filter 12 of the first embodiment is measured, but the air purification filter 12 of the first embodiment is compared with the air purification filter 12 of the first comparative example. Thus, the dust collection efficiency is greatly improved from 44% to 96% without increasing the pressure loss. In addition, the air purification filter 12 of Comparative Example 2 is a result when no voltage is applied before the air purification filter 12 of Example 2 is measured, but the air purification filter 12 of Example 2 is the same as the air purification filter 12 of Comparative Example 2. As compared with the air purification filter, the dust collection efficiency is improved from 46% to 84% without increasing the pressure loss, but not as much as the air purification filter 12 of the first embodiment. Leakage currents are 0.3 μA and 0.2 μA in the air cleaning filter 12 of Example 1 and Example 2, respectively, and are sufficiently small even when a voltage of 2 kV is applied. On the other hand, the dust collection efficiency of the air purification filter 12 of Comparative Example 3 was as low as 46%, which was almost the same as that of the air purification filter 12 of Comparative Example 1. This is presumably because a strong electric field cannot be formed inside the filter medium sheet because both sides of the filter medium sheet are not semiconductive. When a voltage was applied to the air purifying filter 12 of Comparative Example 4 in which a conductive ventilation sheet was attached to both sides of the filter medium sheet, a short circuit occurred at about 1 kV, and a potential difference of 2 kV could not be obtained on both sides of the filter sheet. A voltage of 1.5 kV could be applied to the air purification filter 12 of Comparative Example 5, but a short circuit occurred when a voltage of 2 kV was applied. When a voltage of 1.5 kV is applied, the dust collection efficiency is 84%, and a relatively high dust collection performance is obtained. However, when a short circuit occurs at 1.5 kV, which is a little lower than 2 kV that causes a short circuit, Since it can be said that the state is not strange, it is impossible to stably obtain a high dust collection performance.
また、実施例1の空気清浄装置の集塵効率は98.9%となり、実施例1の空気清浄フィルタ12に比べて更に高い集塵効率を得ることができた。また、実施例2の空気清浄装置の集塵効率は99.9%となり、実施例2の空気清浄フィルタ12に比べて大幅に集塵効率が向上した。これはメルトブローン濾材シートがポリプロピレン製の繊維1からなることが理由であると考えられる。ポリプロピレンからなる繊維1は一度起こった分極をなくしにくい、すなわち電荷を逃がしにくい性質を有することから、帯電した粉塵に対してより強いクーロン力を与えることが可能であるためと推測できる。これらの実際の評価により本発明の空気清浄フィルタ12および空気清浄装置は圧力損失を増大させることなく、また短絡を起こすことなく集塵性能を大幅に高めることが可能であることがわかった。   Further, the dust collection efficiency of the air cleaning device of Example 1 was 98.9%, and higher dust collection efficiency than that of the air cleaning filter 12 of Example 1 could be obtained. Moreover, the dust collection efficiency of the air purifying apparatus of Example 2 was 99.9%, and the dust collection efficiency was significantly improved as compared with the air purification filter 12 of Example 2. This is considered to be because the melt blown filter medium sheet is made of polypropylene fibers 1. It can be presumed that the fiber 1 made of polypropylene has the property that it is difficult to eliminate the polarization that has occurred once, that is, the property that it is difficult to release the charge, and therefore it is possible to give a stronger Coulomb force to the charged dust. From these actual evaluations, it has been found that the air cleaning filter 12 and the air cleaning device of the present invention can greatly improve the dust collection performance without increasing the pressure loss and without causing a short circuit.
また、紫外線吸光式オゾン濃度計で空気清浄フィルタ12の下流側に流れる空気中のオゾン濃度を測定したところ、表1に示すように実施例1の空気清浄フィルタの下流側に設けた2次元網状構造物に2kVの電圧を印加したときにはオゾンは全く発生していなかった。しかし3kVの電圧を印加したところオゾン濃度は23ppb、4kVの電圧を印加したところ76ppbとなった。このようにシート上流面2およびシート下流面3の間に3kV以上の電位差を与えることで粉塵やガス状不純物成分を酸化分解することが可能なオゾンを発生させることができることがわかった。   Further, when the ozone concentration in the air flowing downstream of the air cleaning filter 12 was measured with an ultraviolet absorption ozone concentration meter, as shown in Table 1, the two-dimensional network provided on the downstream side of the air cleaning filter of Example 1 was used. When a voltage of 2 kV was applied to the structure, no ozone was generated. However, when a voltage of 3 kV was applied, the ozone concentration became 76 ppb when a voltage of 23 ppb and 4 kV was applied. Thus, it was found that ozone capable of oxidizing and decomposing dust and gaseous impurity components can be generated by applying a potential difference of 3 kV or more between the sheet upstream surface 2 and the sheet downstream surface 3.
本発明の空気清浄フィルタおよび空気清浄装置は、圧力損失の増大や電気的な短絡を生じることなく集塵性能を大幅に高めると同時に捕集した粉塵やガス状不純物成分を酸化分解するという効果を有するため、長期間にわたって低い圧力損失で高い捕集性能が求められる装置、例えば空気清浄機や給気型換気扇などに搭載する空気清浄デバイスなどにも適用できる。   The air purifying filter and the air purifying device of the present invention have the effect of significantly improving the dust collecting performance without causing an increase in pressure loss or an electrical short circuit and at the same time oxidizing and decomposing collected dust and gaseous impurity components. Therefore, the present invention can also be applied to an apparatus that is required to have a high collection performance with a low pressure loss over a long period of time, such as an air purification device mounted on an air purifier or an air supply type ventilation fan.
本発明の実施の形態1に記載の空気清浄フィルタの正面を示す構成図The block diagram which shows the front of the air purifying filter as described in Embodiment 1 of this invention. 同空気清浄フィルタの側面を示す構成図Configuration diagram showing the side of the air purification filter 同空気清浄フィルタにおけるシート内部の分極の様子を示す図The figure which shows the mode of polarization inside the sheet | seat in the same air purifying filter 同実施の形態2に記載の空気清浄フィルタの正面を示す構成図The block diagram which shows the front of the air purifying filter as described in Embodiment 2. 同空気清浄フィルタの側面を示す構成図Configuration diagram showing the side of the air purification filter 同実施の形態3に記載の空気清浄フィルタを示す構成図The block diagram which shows the air purifying filter as described in Embodiment 3. 同空気清浄フィルタの側面を示す構成図Configuration diagram showing the side of the air purification filter 同実施の形態3に記載のハニカム体を有する空気清浄フィルタを示す構成図The block diagram which shows the air purifying filter which has the honeycomb body as described in Embodiment 3. 同実施の形態4に記載の空気清浄フィルタを示す構成図The block diagram which shows the air purifying filter as described in Embodiment 4. 同実施の形態5に記載の空気清浄装置を示す構成図The block diagram which shows the air purifying apparatus as described in Embodiment 5. 従来技術の集塵フィルタを示す構成図Configuration diagram showing a conventional dust collection filter
符号の説明Explanation of symbols
1 繊維
2 シート上流面
3 シート下流面
4 両面半導電性濾材シート
5 空気清浄フィルタ用高圧電源
6 シート内部
7 端子
8 通気方向
9 プリーツ山の頂点
10 2次元網状構造物
11 棒状部材
12 空気清浄フィルタ
13 線状放電電極
14 板状対向電極
15 イオン化手段
16 イオン化手段用高圧電源
17 ハニカム体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber 2 Sheet | seat upstream surface 3 Sheet | seat downstream surface 4 Double-sided semiconductive filter material sheet | seat 5 High voltage power supply for air purifying filters 6 Sheet | seat inside 7 Terminal 8 Air flow direction 9 Apex of pleat mountain 10 Two-dimensional network structure 11 Rod-shaped member 12 Air purifying filter DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Linear discharge electrode 14 Plate-shaped counter electrode 15 Ionization means 16 High voltage power supply for ionization means 17 Honeycomb body

Claims (22)

  1. 通気性を有し、通過する空気中に含まれる粉塵を捕集する濾材シートの上流側および下流側の両面を半導電性にして両面半導電性濾材シートとし、両面半導電性濾材シートの両面の間に電位差を与えてオゾンを発生させ、発生させたオゾンによって捕集した粉塵や粉塵から発生する有害ガスをオゾン酸化し無害なガスに浄化することを特徴とする空気清浄フィルタ。 Both sides of the filter sheet that has air permeability and collects dust contained in the passing air are made semi-conductive on both the upstream and downstream sides of the filter medium sheet to form a double-sided semi-conductive filter medium sheet. air cleaning filter, characterized that you purify harmful gases into harmless gases ozone oxidation giving electrostatic position difference is generated ozone, generated from the collected dust and dust by ozone generated during.
  2. 濾材シートの両面に半導電性皮膜を形成する半導電性塗料を塗布して乾燥させて両面半導電性濾材シートとすることを特徴とする請求項1記載の空気清浄フィルタ。 2. The air cleaning filter according to claim 1, wherein a semiconductive coating material for forming a semiconductive film is applied to both sides of the filter medium sheet and dried to form a double-sided semiconductive filter sheet.
  3. 通気性と半導電性を有する半導電性通気シートを濾材シートの両面の上に設けて両面半導電性濾材シートとすることを特徴とする請求項1記載の空気清浄フィルタ。 The air purification filter according to claim 1, wherein a semiconductive ventilation sheet having air permeability and semiconductivity is provided on both sides of the filter medium sheet to form a double-sided semiconductive filter medium sheet.
  4. イオン導電性ポリマーを含む溶液を半導電性塗料として用いることを特徴とする請求項2または3記載の空気清浄フィルタ。 The air cleaning filter according to claim 2 or 3, wherein a solution containing an ion conductive polymer is used as a semiconductive paint.
  5. 両面半導電性濾材シートの上流側および下流側の面の表面抵抗がともに10の8乗Ω/□以上12乗Ω/□以下であることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 According to any of claims 1 to 4, characterized in that the upstream side of the double-sided semi-conductive filter media sheet and the downstream side of the surface resistance is both 10 @ 8 Omega / □ or 12 square Omega / □ or less of Air purification filter.
  6. 濾材シートがガラス繊維をバインダで結合してシート状にしたガラス繊維濾材シートであることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purification filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter medium sheet is a glass fiber filter medium sheet formed by combining glass fibers with a binder into a sheet shape.
  7. 濾材シートが溶融した樹脂を高速のガス流体で吹き飛ばして繊維状としたものを交絡させてシート状にしたメルトブローン濾材シートであることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purifying filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter is a melt-blown filter material sheet formed by entanglement of a melted resin blown with a high-speed gas fluid into a fibrous form. .
  8. 投影的に重ならないように両面半導電性濾材シートの両面それぞれに導電性の端子を設けることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purifying filter according to any one of claims 1 to 7, wherein conductive terminals are provided on both sides of the double-sided semiconductive filter material sheet so as not to overlap in projection.
  9. また、両面半導電性濾材シートをプリーツ状にすることを特徴とする請求項1乃至8いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purification filter according to any one of claims 1 to 8, wherein the double-sided semiconductive filter material sheet is formed into a pleat shape.
  10. 導電性を有する2次元網状構造物を上流側および下流側のプリーツ山の頂点に接触させて設け、上流側および下流側の2次元網状構造物にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とする請求項9記載の空気清浄フィルタ。 A two-dimensional network structure having conductivity is provided in contact with the apexes of the upstream and downstream pleat peaks, and different voltages are applied to the upstream and downstream two-dimensional network structures, respectively. Item 10. The air purifying filter according to Item 9.
  11. 導電性を有する棒状部材を上流側および下流側のプリーツ山の頂点に接触させて設け、上流側および下流側の棒状部材にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とする請求項9記載の空気清浄フィルタ。 10. The air purifier according to claim 9, wherein a conductive rod-shaped member is provided in contact with the apexes of the upstream and downstream pleat peaks, and different voltages are applied to the upstream and downstream rod-shaped members, respectively. filter.
  12. 濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートが撥水性を有することを特徴とする請求項1乃至11いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purification filter according to any one of claims 1 to 11, wherein the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet has water repellency.
  13. 濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にオルガノポリシロキサン、フッ素樹脂、ワックスのうち少なくとも1種類以上を含む撥水性の膜を設けることを特徴とする請求項12記載の空気清浄フィルタ。 13. The air according to claim 12, wherein a water repellent film containing at least one of organopolysiloxane, fluororesin, and wax is provided on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet. Clean filter.
  14. 濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にオルガノポリシロキサンを含む撥水性の膜を設ける方法として、オルガノポリシロキサンおよび水溶性基を有するポリマーを溶かした水溶液を濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することを特徴とする請求項13記載の空気清浄フィルタ。 As a method of providing a water repellent film containing an organopolysiloxane on the surface of a fiber having a filter medium sheet or a double-sided semiconductive filter medium sheet, an aqueous solution in which an organopolysiloxane and a polymer having a water-soluble group are dissolved is used as a filter medium sheet, or 14. The air cleaning filter according to claim 13, wherein the air cleaning filter is dried after infiltrating the double-sided semiconductive filter material sheet.
  15. 濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にフッ素樹脂を含む撥水性の膜を設ける方法として、フルオロアルキル基および水溶性基を有するポリマーを溶かした水溶液に濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートに浸透させた後に乾燥することを特徴とする請求項13または14記載の空気清浄フィルタ。 As a method of providing a water-repellent film containing a fluororesin on the surface of the fiber of the filter medium sheet or the double-sided semiconductive filter medium sheet, the filter medium sheet or both sides in an aqueous solution in which a polymer having a fluoroalkyl group and a water-soluble group is dissolved The air purifying filter according to claim 13 or 14, wherein the filter is dried after impregnating the semiconductive filter medium sheet.
  16. 濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートの有する繊維の表面上にワックスを含む撥水性の膜を設ける方法として、溶融したワックスに乳化剤と温水を混合して作成したエマルションに濾材シート、もしくは両面半導電性濾材シートを浸透させた後に乾燥することを特徴とする請求項13乃至15いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 As a method of providing a water-repellent film containing wax on the surface of a fiber of a filter medium sheet or a double-sided semiconductive filter medium sheet, an emulsion prepared by mixing an emulsifier and hot water into a melted wax, a filter medium sheet, or a double-sided semi-conductive film The air purification filter according to any one of claims 13 to 15, wherein the air filter is dried after impregnating the conductive filter material sheet.
  17. 両面半導電性濾材シートの両面の間に交流成分を含む電圧を印加することを特徴とする請求項1乃至16いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purifying filter according to any one of claims 1 to 16, wherein a voltage containing an AC component is applied between both surfaces of the double-sided semiconductive filter material sheet.
  18. 両面半導電性濾材シートに吸着剤を担持することを特徴とする請求項1乃至17いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purification filter according to any one of claims 1 to 17, wherein an adsorbent is supported on the double-sided semiconductive filter material sheet.
  19. 導電性を有する2次元網状構造物として活性炭を担持したハニカム体を用いることを特徴とする請求項10乃至18いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purification filter according to any one of claims 10 to 18, wherein a honeycomb body supporting activated carbon is used as the two-dimensional network structure having conductivity.
  20. 二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物の少なくともいずれか一つを担持することを特徴とする請求項1乃至19いずれかに記載の空気清浄フィルタ。 The air purifying filter according to any one of claims 1 to 19, which carries at least one of manganese dioxide, cobalt oxide, or a composite oxide of manganese and cobalt.
  21. 二酸化マンガン、酸化コバルト、もしくはマンガンとコバルトの複合酸化物を担持する方法として、マンガン塩水溶液、コバルト塩水溶液、もしくはマンガン塩とコバルト塩の混合水溶液を添着して酸化物が得られるように加熱することを特徴とする請求項20記載の空気清浄フィルタ。 As a method for supporting manganese dioxide, cobalt oxide, or a complex oxide of manganese and cobalt, a manganese salt aqueous solution, a cobalt salt aqueous solution, or a mixed aqueous solution of manganese salt and cobalt salt is attached and heated to obtain an oxide. 21. The air purifying filter according to claim 20, wherein
  22. 請求項1乃至21いずれかに記載の空気清浄フィルタの上流にイオン化手段を設けることを特徴とする空気清浄装置。 An air cleaning device comprising ionization means upstream of the air cleaning filter according to any one of claims 1 to 21.
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