JPH04176310A - ハニカム型エレクトレットフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気量（１，集瓢　除塵等を目的として気体中
に混入している微細な粉塵を捕集して気体から分離する
ために使用されるエレクトレットフィルターに関するも
のである。

〔従来の技術〕

大気等の気体中に含まれる微細な粉体な濾過分離する気
体濾過機において、従来の技術では合成繊維、天然繊維
、ガラス繊維製からなるフィルター材がフラット状又は
プリーツ状に折り曲げられ該フィルター材の外周部が気
密を保ち得るようにして器枠内に収納されている所謂、
中高性能フィルターが用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらのフィルターの捕集機構は微細な粉塵を含んだ汚
れた空気が該フィルターの濾材に対し垂直方向に通過さ
せることにより、慣性、拡散、重力、さえぎり等の機械
的機能により微細な粉塵を濾過、捕集するものである。

しかるに粒子の捕集は繊維間の隙間、つまりメソシュに
よる依存度が高く、当然ながら繊維間のメツシュより小
さな微粒子は捕集できにくい。

そのため微細な粒子を捕集するには繊維径を細くするか
繊維充填量を多くするか又は熱ロール等の処理によって
繊維密度を大きくする等して繊維間のメソシュを小さく
する必要がある。

かようにして作られた該フィルターは当然ながら通気抵
抗が大きく、気体中の微細な粉体を捕集するとその抵抗
は更に増大しそのため吸引用のファンの負荷が増大して
その動力費が高価にならざるを得ない。又、フィルター
寿命も短く、フィルター交換による管理費も高価となる
。

又、通気抵抗を小さくする方法としてプリーツ形状とす
る方法も考えられるが、フィルター濾材に垂直方向に空
気を通過させる捕集機構をとる限り、限界があり効果は
不十分であった このように、微細な粒子を捕集してかつ通気抵抗の極め
て小さいフィルターとすることは困難であっち 〔課題を解決するための手段〕 この課題を解決するために本発明は、エレクトレット濾
材をハニカム構造体にして解決を計ろうとするものであ
る。

すなわち、本発明は、エレクトレット化された不織布又
は織布からなる第１シートを連続的に折込永　第１シー
ト全面にヒダを形成して多数の連続空隙を作り、このヒ
ダ付きエレクトレ・ノドシートを、エレクトレット化さ
れた不織布又は織布からなる平坦な第２シートに重ねて
、ヒダの先端を第２シート面に融着又は接着し７、得ら
れた単位を多段に重ね構成したハニカム型エレクトレッ
トフィルターとした 〔作用〕 本発明の最大の特徴は、ハニカム構造からなることであ
り、しかも、そのハニカム構造を構成する第１シート及
び第２シートが不織布または織布をエレクトレット化し
たシートである点である。

従って、フィルターを通過する空気は、連続空隙を単に
通過するだけでなく、各シート自体をも通過するため、
空気中の塵埃は、各エレクトレット化されたシートの表
面にのみならず、シートを構成する繊維間に捕捉さ汰　
集塵効率が高まる。

より詳細に述べると、従来のフィルター構造はフラット
、又はプリーツ状であり汚れた空気は濾材に対し垂直に
通過させ、前述の機械的機能により微細な粉塵を濾急　
捕集するものである。

これに対し、本発明は不織布もしくは織布からなるエレ
クトレット濾材をハニカム構造にし　汚れた空気は濾材
に対し平行に通過させる水平方式によって微細な粒子を
繊維の表面に吸着させ捕集するものである。

周知の通り、エレクトレットの捕集原理には機械的捕集
機能とクーロン力及び誘起力の作用つまり一般的に言わ
れている静電気による粒子吸引力で粒子を濾材の繊維に
吸着させて捕集する２通りの機能がある。この静電気に
よる粒子吸着機能を利用することによって通気抵抗が小
さくできるノーニカム構造による水平送風方式でも高性
能なフィルターが得られる。同時に通過する空気は不織
布または織布からなるシートの構成繊維間を通過し、そ
の際、塵埃が粒子吸引力で繊維の表面に吸着捕集さ瓢　
かつ、機械的捕集機能により繊維間に捕捉される。

ハニカム構造にすることによるフィルター性能への利点
は、まず空気の通過する空隙率が大きくと蜆　かつ水平
送風のため通気抵抗を極めて小さくすることができるの
が最大の利点である。

又、エレクトレフトの寿命は濾材の繊維表面積にほぼ比
例することから、ハニカム構造は従来のフラットタイプ
やプリーツタイプフィルターより数倍の表面積が得られ
ることにより寿命も向上する。

さらに、前記第１シートにおいてヒダの大きさや形成　
空隙率を変えて異なるハニカム構造体を各々成形し　そ
れらをフィルターの厚さ方向（工アー通過方向）に交互
又は不規則に組合せ、融着又は接着により２層以上に積
層したエレクトレットフィルター、又は同一ハニカム構
造体であっても、それらをフィルターの厚さ方向（エア
ー通過方向）に組み合わせる際にハニカムのピッチをず
らせて融着又は接着により２層以上に積層したエレクト
レットフィルターは、下記に述べる通り更に優れたもの
となる。

同一ハニカムパターンで作られた単層ハニカムフィルタ
ーでは空気の流れは層流となりやすく、汚れた空気中の
微粒子は主に濾材の繊維層の表面に吸着、捕集され濾材
全体を有効に活用しにくい。

これに対し　パターンの異なったフィルターを厚さ方向
（エアー通過方向）に積層した複合ハニカム構造のエレ
クトレットフィルター及び同一ハニカム構造であっても
、ハニカムのピッチをずらせて厚さ方向に積層された複
合ハニカムフィルターであれば、さえぎり効果（じゃま
板効果）により空気の流れは乱流となり、空気中の微粒
子は濾材の繊維層の奥深くまで入り込み浄財繊維により
吸着、捕集させるため濾材全体を有効に活用できる。そ
のため捕集効率は著しく向上し、寿命も向上する。

本発明によって使用される濾材は公知の種々の方法例え
ば熱エレクトレツト法、エレクトロエレクトレット法、
マグネエレクトレット法、メカノエレクトレット法等で
エレクトレット化される。

このエレクトレット化処理は繊維の段階と、シート状に
なった状態で静電気を印加する２通りあるが、シート状
での印加はシートの表面には単一電荷が印加されるが、
中心部では印加はほとんど乗らないので、電荷密度が低
いため捕集性能が低く、電荷の長期安定性に欠く。

一方繊維の段階での静電気の印加は繊維−本一本に印加
されるため電荷密度が高く、ｍ離層全体に電荷が分布さ
れるため、フィルターにした場合、捕集効率が高く、長
寿命のエレクトレットフィルターが得られる。

なおこのようなエレクトレット課されたＭ＆雑の不織布
又は織布をフラット又はプリーツ状のフィルターとして
用いた場合より捕集性能に優れた効果を示すが前述の如
く通気抵抗の十分に小さな性能は得られない。

本発明で使用する不織布または織布は、熱可塑性樹脂と
して、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチ
ル−１ペンテン等のポリオレフィン：　または、エチレ
ン・塩化ビニル共重合体などのエチレン・ビニル化合物
共重合体、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン等の塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のポリ
エステルを単独　混合して繊維化したものが使用できる
。

そして、不織布、または、織布の繊維径、繊維密度を選
択、組み合わせることによって捕集効乳圧力損失、寿命
等の諸性能をコントロールすることができる。

本発明で使用する不織布としては、カード法、スパンボ
ンド法、スプリットファイバー法、メルトプロー法など
の乾式法及び湿式法で製造されたものを使用できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例で使用されるエレクトレット化濾材はハニカム
構造体を厚さ方向に積層する目的で作った 第１図はハニカム構造の具体例を示すもので、第１図で
は不織布からなる第１シート１を連続的に折込本　第１
シート１の全面に鋸刃状のヒダ２を形成して多数の連続
空隙３を作り、このヒダ付きエレクトレットシートを、
エレクトレット化された不織布からなる平坦な第２シー
ト４に重ねて、ヒダ２の先端を第２シート４の表面に接
着し、得られた単位を多段にさらに重ねて構成したもの
である。

使用した不織布はポリエチレン系樹脂を原料とし　乾式
カード法により得られたウェブなネットと共にエンボス
機によってボンディングされたものである。なお、ネッ
トの役目はハニカム加工を容易にするためである。構成
繊維は延伸フィルムを解繊した長方形の形状を有してお
り各構成繊維すべてはエレクトロエレクトレット法にて
荷電されたものである。得られた不織布の基本データは
次の第１表の通りである。

第１表 ｔユ 装置の概略図を第７図に示す。日本科学工業社製エアロ
ゾル発生機１１よすＮａＣＱ　　粒子（粒径＝０．３μ
）を清浄エアーによりチャンバー１２に供給し　一定濃
度（２〜６　Ｘ　１０８個／ＣＦ）となった後ブロワ−
１３を作動させ、一定速度（Ｖ＝５０ｃｍ／５ｅｃ）と
なった時のエレクトレットフィルター１４の上九　下流
側のＮａＣＱ　　粒子濃度リオン社製パーティクルカウ
ンターＫ（、−０１Ｂ　（１５）によって測定し次式に
よって算出した 又、圧力損失△Ｐは、上記装置において■＝５０ｃｍ／
ｓｅｃにおけるフィルタ１４前後の圧力損失を山武ハネ
ウェル社製電子式差圧計１７により測定した なお、第７図で、　１６はクリーンエアフィルタ、１８
は風量調整パルス　１９は風速計である。

第２図はエレクトレットフィルターの実際の使用の貝１
体例を示すもので前後の両面を切り開いた箱枠６内にす
べてのハニカム形状が同一のハニカム構造体５を装入し
て構成したフィルターユニットである。

第３図はハニカム形状が同一の単層ハニカム型ニレクト
レソトフィルター構造体でヒダのながさは４ｍｍもので
ある。

第４図は全面にハニカムパターンの大きなハニカム構造
体７（ヒダの長さは７　ｍｍ）と後方にハニカムパター
ンの小さなハニカム構造体８（ヒダの長さは４ｍｍ）の
２層を組み合わせ接着した複合ハニカム型エレクトレッ
トフィルター構造体（実施例２）。

第５図は実施例１の同一ハニカムパターンの構造体９．
１０の２層をヒダのピッチをずらせて組合せ接着した複
合ハニカム型工しクトレノトフィルター構造体である（
実施例３）。

△ＰとＥは、両者に浄化しようとする空気を箱枠９の前
後に流して連続空隙３を通過させ九以上の本発明に係わ
るフィルターをフラットタイプのエレクトレット不織布
フィルター（比較例Ａ、Ｂ）、従来の乾式法によって得
られるポロレフイン不織布やガラス繊維濾材を用いたプ
リーツタイプフィルター（第６図比較例Ｃ，Ｄ）と比較
すると第２表の通りである。なお参考例はガラス繊維濾
材を実施例１と全く同じ構造とした場合である。

第２表 〔発明の効果〕 本発明において空気とエレクトレット濾材との接触面積
が拡大されるので集塵効率が著しく向上し、寿命も伸び
る。また、空気が流通しやすいので、圧力損失が極めて
低くなる。更にハニカムパターンの異なるハニカム構造
体を組み合わせることによって空気の流れが乱流となり
捕集効暇　寿命を更に向上させられるエレクトレットフ
ィルターが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はハニカム構造の具体例を示したは　第２図は実
施例を示した斜視艮　第３図はハニカム形状が同一の単
層ハニカム型エレクトレットフィルター（実施例１）、
第４図はハニカムバター異なる構造体の複合ハニカム型
エレクトレットフィルター（実施例２）、第５図は同一
ハニカムパターンのピッチをずらせた複合エレクトレッ
トフィルター（実施例３）、第６図はプリーツタイプの
フィルターを示す。 １　第１シート　　　　　２　ヒダ ３一連続空隙　　　　　　４　第２シート特許呂願人　
　　　　三井石油化学工業株式会社代理人　　　　　　
　　弁理士　佐　藤　宗　徳同　　　遠　　山　　　　
　勉 同　松倉秀実 第１図 弓″敏り 第２図 第４図　　　　　　　　　　第５図 （ｂ） 第６図 平成３年１１月１３日 特斬長官　深沢　頁数 １、事件の表示　　　平成２年特許願第５４４６２号２
、発明の名称　　　　ハニカム型ニレクレットフィルタ
ー３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　　　所　　　東京都千代田区霞が関三丁目２番５号
名　　　称（５８８）三井石油化学工業株式会社４、代
理人 〒１０３東京都中央区東日本橋３丁目６番１８号ハニー
堀留ビル５階 平成３年１０月２２日 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレクトレット化された不織布又は織布からなる
   第１シートを連続的に折込み、第１シート全面にヒダを
   形成して多数の連続空隙を作り、このヒダ付きエレクト
   レットシートを、エレクトレット化された不織布又は織
   布からなる平坦な第２シートに重ねて、ヒダの先端を第
   ２シート面に融着又は接着し、得られた単位をさらに多
   段に重ね構成したハニカム型エレクトレットフィルター
   。
2. （２）前記第１シートにおいてヒダの大きさや形状、空
   隙率を変えて異なるハニカム構造体を各々成形し、それ
   らをフィルターの厚さ方向に交互又は不規則に組合せ、
   融着又は接着により２層以上に積層した請求項１記載の
   ハニカム型エレクトレットフィルター。
3. （３）前記第１シートにおいてヒダの大きさ、形状、空
   隙率が同一であるハニカム構造体を各々成形し、それら
   をフィルターの厚さ方向に組み合わせる際にハニカムの
   ピッチをずらせて、融着又は接着により２層以上に積層
   した請求項１記載のハニカム型エレクトレットフィルタ
   ー。