JPH06218211A

JPH06218211A - エレクトレットフィルタ

Info

Publication number: JPH06218211A
Application number: JP8148893A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Hattori; 正健服部
Original assignee: SHINSEI DENSHI KOGYO KK
Current assignee: SHINSEI DENSHI KOGYO KK
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、帯電量に優れ、圧力損失が少な
く、且つ塵埃捕集後の洗浄に耐え、寿命が長く、再使用
が可能なエレクトレットフィルタ及びその製造方法を提
供する。【構成】高分子繊維もしくは無機繊維から構成される
不織布の表面をシリコーン系樹脂及びフッ素系樹脂から
なる群より選ばれた樹脂で被覆した後、帯電処理を行う
ことによってエレクトレットフィルタを形成する。又、
上記エレクトレットフィルタに通気性を有する導電性部
材を設ける。更に、自然放電等により電位の低下したエ
レクトレットフィルタを加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面電位、圧力損失、
洗浄性、自己支持性及び寿命を向上させたエレクトレッ
トフィルタに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、高分子繊維からなる不織布を用いた
エレクトレットフィルタは、電荷を帯電させることによ
り埃や塵等を繊維に吸着させて、効率よく塵埃を捕集で
きるもので、部分的な熱融着、及び網状物との接合によ
って形状を保たせ、また初期の塵埃の捕集能率が優れる
ため、エアコン用フィルタとして採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不織布
のエレクトレットフィルタは、圧力損失が大きく、また
自己支持性が低いため装置へ装着するのが困難で、しか
も加工時に破損しやすく、また運転中に繊維ウェブが飛
散し、ファン回転軸やヒータに絡まりトラブルが発生し
やすいという問題を有していた。また、使用によって付
着した塵埃を洗浄し乾燥させると、表面電位の低下が大
きく、かつ洗浄の際に繊維の脱落があり、再使用が困難
であった。更に、自然放電によっても表面電位が低下し
てしまうことがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決し、圧力損失が小さく、塵埃を捕集した後の洗浄が容
易で、寿命が長く、しかも再使用が可能なエレクトレッ
トフィルタを提供することを目的として、エレクトレッ
トフィルタを、高分子または無機物からなる不織布の表
面にシリコーン系またはフッ素系樹脂からなる樹脂層を
コーティングし、更にこれに帯電させることにより構成
したのである。又、異なる樹脂がコーティングされた不
織布どうしで重ねたり、コーティングされた不織布に通
気性を有する導電性部材、例えば金属製網等を取り付け
るようにしたのである。

【０００５】又、その製造方法は、高分子または無機物
からなる不織布にシリコーン系またはフッ素系樹脂から
なる希薄溶液を浸漬または噴霧化して不織布にコーティ
ング後、乾燥させ、加温中でコロナ放電によって帯電処
理を行うこととした。

【０００６】更に、帯電電位の低下したエレクトレット
フィルタを加熱することにより電位を復元させることと
した。

【０００７】以下、本発明によるエレクトレットフィル
タおよびその製造方法について具体的に説明する。

【０００８】エレクトレットフィルタは、高分子や無機
繊維または混紡繊維の不織布にシリコーン系樹脂または
フッ素系樹脂からなる希薄溶液を浸漬法または噴霧法に
よってコートしファイバ表面および不織布のファイバの
交差点に被覆し、溶剤を乾燥させた後に加温下で不織布
の両面に直流電圧を印加し、これによるコロナ放電によ
って帯電処理を行い、静電的に帯電しているエレクトレ
ットフィルタを製造する。

【０００９】不織布は、高分子繊維から構成される材料
として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、
ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビ
ニール、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコー
ル、ポリ酢酸ビニール、ポリフェニレンサルファイド、
ニトロセルローズ、ケブラー等の単品または混紡品から
なり、無機繊維としては、ガラス、石英、石綿等をあげ
ることができる。

【００１０】不織布の製造は、一般的な方法で良く、高
分子の場合は部分的な熱融着および目止め材または高分
子網状物との複合化によって行う。目止め材としては、
ポリビニールアルコール、メチルセルローズ、ポリ酢酸
ビニール、エバール等が使用される。無機繊維の不織布
は、高分子樹脂からなる目止め材および高分子樹脂から
なるファイバとの混紡による熱融着によって形成するこ
とができる。

【００１１】不織布を構成する繊維の太さは特に限定す
るものではないが、圧力損失、表面電位、ファイバの脱
落、洗浄性等を考慮すると５〜５０ミクロン程度が好ま
しい。また不織布の体積固有抵抗値が１０¹⁰〜１０²⁰Ω
・ｃｍのものが使用できるが１０¹²Ω・ｃｍ以上のもの
が好ましい。

【００１２】不織布の形状は限定するものではないが、
目付量としては小さくハニカム構造、ウエブ形状等空気
抵抗即ち圧力損失の小さな不織布が好適である。

【００１３】コーテイングされる樹脂の接着強度を向上
させるため不織布の表面をサンドブラスト、ワイヤブラ
シ等機械的なもの、コロナ放電、プラズマ等電気的なも
の、または酸、アルカリ、テトラエッチ等化学的な処理
をすることは、塗布される樹脂と不織布の接着性に欠け
るものには効果が大である。更に、樹脂の量を部分的に
増減させることにより、不織布の形状安定性を高めるこ
とができる。また不織布にプライマ等を塗布し、コーテ
ィングされる樹脂の親和性を高め経時的な安定性を図る
こともできる。

【００１４】不織布表面に塗布される樹脂は、シリコー
ン系としては、１成分形縮合型の酢酸型、オキシム型、
アルコール型等、２成分形縮合型のアルコール型等、付
加型（加熱硬化型）の１成分型等の群から選ばれた低粘
度のコーティングタイプまたはゴムタイプのものを溶剤
（ヘキサン、トルエン、ＭＥＫ、アセトン、ベンゼン
等）で希釈した溶液が使用される。一方、フッ素系樹脂
は、四フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、フッ化
ビニリデン、フッ化ビニール等の単量体または共重合体
の群からなる溶液及びラテックスが使用される。不織布
のコーティング法は、一般的なスプレー法、ディップ
法、コート法等によって行い、溶剤及び水分等が乾燥す
ると硬化し、不織布のファイバおよびその交差部分に樹
脂が被覆される。被覆層の厚さは、薄い程好ましいが、
強度の面から目付５〜１００ｇ／ｍ²が望ましく、更に
好ましくは、目付２０〜４０ｇ／ｍ² であるが、被覆さ
れる樹脂の種類によって多少変動する。

【００１５】更に、上記シリコーン系樹脂をコーティン
グした不織布に、フッ素系樹脂をコーティングした不織
布を重ねる。これらを重ねるにあたっては、両者を密着
させて接着剤等により接着してもよく、またある距離を
離して取り付ける様にしてもよく、又一方の不織布を、
他方の樹脂をコーティングした不織布で両側より挟むよ
うにしてもよい。

【００１６】また、前記シリコーン系樹脂等がコーティ
ングされた不織布に通気性のある導電性部材を取り付け
る。この導電性部材は、金網、または樹脂などの非導電
性部材からなる網の表面にアルミ等の金属を付着させた
もの、もしくは多孔性のフィルム等でもよい。取り付け
は、両者を密着させて接着剤等により接着しても、又所
定量離した状態でもよく、かつ不織布と導電性部材とは
一対一でなく、不織布の両側を導電性部材で挟むように
してもよい。

【００１７】本発明の帯電処理は、普通一般に行われる
方法でよいが、不織布に凹凸があるため、コロナ法によ
る処理が好ましい。樹脂がコーティングされた不織布の
片面に導電性のシートまたはロールを電極とし、片側を
金属製の針状電極として対極させコロナ放電下中で帯電
処理を行うものである。印加電圧の極性は、使用される
不織布のコーティング材に適した極性を与えることが好
ましく、例えばタバコの煙は正電荷を持つと言われてお
り、その捕集効率を高くする場合は、負電荷を与えるこ
とが望ましい。帯電処理の温度は、使用される不織布の
軟化温度に近い温度を保ち、これに直流高電圧を印加し
ながら室温まで冷却する方法で行われる。高分子網状物
との複合化したものは形状安定性を有するが、不織布単
体の場合は、ロール間を短くするか、または他の網状物
コンベアによって帯電処理を行うことができる。帯電処
理の時間は、温度、印加電圧、樹脂の種類に対応して２
〜６０秒の範囲であるが、通常の場合５〜１０秒程度で
十分である。また印加される極性は、使用目的及び樹脂
により選択される。

【００１８】更に、加熱処理を行ない、帯電電位の低下
したエレクトレットフィルタを復元させる。加熱は、不
織布を形成する樹脂が溶融しない温度範囲で行なう。温
度、加熱時間等は樹脂等の種類による。例として、熱風
で行なう場合には、７〜８０度に加熱した温風を数分か
ら十数分間当てて行なう。また炉その他加熱手段を用い
て加熱するようにしてもよい。

【００１９】

【作用】本発明のエレクトレットフィルタは、帯電量が
大きくでき、樹脂層によってコーティングしない不織布
に帯電処理を行ったフィルタに比較して帯電量が大で経
時的な変化も少ない。更にシリコーン系樹脂をコーティ
ングした不織布とフッ素系樹脂をコーティングした不織
布とを重ねたり、または、通気性を有する導電性部材を
これらコーティングされた不織布とともに用いることに
より、異なる極性どうしが対峙されること等を原因とし
て、寿命をより長くすることができる。

【００２０】又、圧力損失が少なく、又捕集塵及び捕集
煙（サブミクロン粒子）等によるフィルタの汚れを水洗
浄し除去することが可能で、洗浄後の帯電量の低下も少
なく再使用することができる。これは、コーティング樹
脂自体が帯電し易く帯電量が大であり、またコロナ電極
で発生したイオンが、電極と絶縁体表面間の電界で加速
され、不織布とコーティング樹脂との界面に電荷が捕集
され易い構造になっているためと、コーティング樹脂が
疎水性である点で効果が大きいものと推察される。

【００２１】更に、樹脂がコーティングされた不織布を
加熱することにより、自然放電等によって帯電電位の低
下したエレクトレットフィルタを再び元の帯電電位に復
元させることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明により製造されるエレクトレット
フィルタは、市販品に比較して帯電量が大きく、かつ寿
命が長く、不織布の目付量が小さいので圧力損失が低く
でき、しかも耐水性に優れるため、優れた塵埃捕捉性と
ともに通過抵抗が小さく、しかも水洗浄による再使用が
可能で表面電荷の消失が少ないという特徴を有してい
る。これにより、クリーンルーム用フィルタ、家庭用空
調機用フィルタ、フロッピーデスクドライブ装置用気体
濾過フィルタ、通用口マット（精密電子部品製造室
用）、壁用集塵フィルタ等として好適に用いることがで
きる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。実施例１〜１０及び比較例１〜３表１に記載の高分子繊維及び無機繊維からなる不織布の
表面にシリコーン系樹脂、フッ素系樹脂のコーティング
を行った。

【００２４】不織布は、ポリプロピレン（東洋紡績製：
目付２８ｇ／ｍ² ＥＦＡ−２４、三井油化製：目付量９
５ｇ／ｍ² ＦＢ−０６Ｈ２５）と、市販のガラスウール
を枠に貼り付け、ポリビニールアルコールの水溶液で目
止めした目付量２２０〜３２０ｇ／ｍ² のものを用い
た。

【００２５】シリコーン樹脂は、コーティング用シリコ
ーン（ＴＳＥ３０３３付加型、ＴＳＥ３８９オキシム
型：東芝シリコーン製）をヘキサンで希釈して１重量パ
ーセントの溶液とし、溶液に浸漬後、室温で１時間乾燥
させ、その後更に５０℃で１時間乾燥硬化させた。

【００２６】フッ素系樹脂は、市販のスプレータイプの
四フッ化エチレン（ニューＴＦＥＦＣ−１０２ファイ
ンケミカルジャパン製）のものを不織布の両面にスプレ
ーし室温で１時間乾燥後更に５０℃で１時間乾燥硬化さ
せた。

【００２７】次に、上記方法により製造された、樹脂が
付着された不織布（実施例１〜１０）と、樹脂のコーテ
ィングされない不織布（比較例１〜３）をテスラーコイ
ル（ミスズ製）で５分間づつ表裏に表面処理を行った。
更に、温度１００℃の恒温槽中で、電極間を１０ｍｍと
し、印加電圧を６．６ｋＶとした導電体と針状電極（針
３ｍｍ間隔配列）間で、コロナ放電による帯電処理を１
分間行い、更に印加した状態で室温まで冷却した。この
エレクトレットフィルタの表面電位の測定は、回転セク
タ方式の表面電位計（スタチロンＴＨタイプ宍戸商会
製）を使用した。

【００２８】このエレクトレットフィルタの洗浄性は、
市販洗剤（ママレモン：ライオン油脂製）を水道水で希
釈した濃度０．４％の溶液中に浸漬し、流水で４０分間
洗浄し脱水後室温で２時間乾燥させた後５０℃で１時間
乾燥させた。

【００２９】また、このエレクトレットフィルタの圧力
損失は、熱線式指示微風速計（Ｃ型いすず製）を用い直
径８０ｍｍ、長さ１００ｍｍの円筒中央部にフィルタを
取り付けてブランクのフィルタと比較した。

【００３０】煙によるフィルタの捕集効果は、直径６０
ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒中央部にフランジを設け、
上部に小型ファン（タイプＤＦ６０Ｂコパル電子製）を
取り付け、下部に煙草（マイルドセブン：日本たばこ産
業製）に火をつけ風速０．４ｍ／ｓとしてフィルタの着
色度をブランクと比較した。

【００３１】次に実施例１１について説明する。これ
は、上記シリコーン系樹脂を塗布したエレクトレットフ
ィルタとフッ素系樹脂を塗布したエレクトレットフィル
タをそれぞれ重ね合わせたものである。重ねる枚数はそ
れぞれを１枚ずつにしたものでなく、フッ素系樹脂をコ
ーティングしたエレクトレットフィルタを中にし、その
両側にシリコーン系樹脂をコーティングした不織布を重
ねたもの、またはその組み合わせを逆にしたものでもよ
い。

【００３２】実施例１２は、シリコーン系またはフッ素
系樹脂をコーティングした不織布に３６メッシュの金網
を重ねあわせたものである。この金網は不織布の両側に
設けてもよい。

【００３３】実施例１３は、金網に代えて樹脂から形成
した網の表面にアルミ等の金属を蒸着させて形成した網
を重ね合わせたもので、表面に設けたアルミによって導
電性を有している。この場合も導電性部材を不織布の片
面のみでなく、両面に設けてもよい。

【００３４】実施例１４は、網に代えて多数の穴を設け
た導電性フィルムを用いたものである。多数の孔を設け
てあることから通気性があり、かつ導電性が得られる。
又これはフィルムでなく金属板でもよく、更に不織布の
片側のみでなく両側に取り付けてもよい。

【００３５】以上説明した実施例１１〜１４のエレクト
レットフィルタは、いずれも従来のエレクトレットフィ
ルタより寿命が延長されたことが確認できた。通常のエ
レクトレットフィルタでは使用開始から一週間位で帯電
電位が低下してしまうが、上記実施例のエレクトレット
フィルタは従来のエレクトレットフィルタと比較して約
８〜１０倍寿命を延ばすことができた。

【００３６】又、上記説明したエレクトレットフィルタ
を加熱してもよい。加熱は、不織布や樹脂等の種類によ
って決定されるが、一例としてヘアードライヤを用いて
約十分間熱風を、自然放電等により帯電電位が低下した
エレクトレットフィルタに当てた。これにより、エレク
トレットフィルタの帯電電位が再使用可能までに復元さ
せることができた。

【００３７】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不織布にシリコーン系樹脂、フッ素系樹
脂からなる群より選ばれた樹脂層をコーティングしてな
ることを特徴とするエレクトレットフィルタ。
【請求項２】シリコーン系樹脂をコーティングした不
織布と、フッ素系樹脂をコーティングした不織布を重ね
たことを特徴とするエレクトレットフィルタ。
【請求項３】通気性を備えた導電性部材を少なくとも
片面に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のエ
レクトレットフィルタ。
【請求項４】不織布が高分子繊維からなることを特徴
とする請求項１、２又は３記載のエレクトレットフィル
タ。
【請求項５】高分子繊維がＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶ
Ｃ、ＰＶＤＣ、ポリアミド、ポリウレタンからなる請求
項４記載のエレクトレットフィルタ。
【請求項６】不織布が無機繊維からなることを特徴と
する請求項１、２又は３記載のエレクトレットフィル
タ。
【請求項７】不織布にシリコーン系樹脂もしくはフッ
素系樹脂をコーティングした後、コロナ処理をして帯電
処理を行ったことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
一つに記載のエレクトレットフィルタ。
【請求項８】不織布の表面を機械的、電気的、もしく
は化学的に表面処理したこと特徴とする請求項１〜７の
いずれか一つに記載のエレクトレットフィルタ。
【請求項９】シリコーン系樹脂もしくはフッ素系樹脂
のコーティングを浸漬、塗布、もしくは噴霧によって行
うこととした請求項１〜８のいずれか一つに記載のエレ
クトレットフィルタ。
【請求項１０】不織布へのコート量を部分的に増加さ
せ、形状安定性を高めたことを特徴とする請求項１〜９
のいずれか一つに記載のエレクトレットフィルタ。
【請求項１１】高分子からなるネットに不織布を固定
したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに
記載のエレクトレットフィルタ。
【請求項１２】不織布にシリコーン系樹脂もしくはフ
ッ素系樹脂をコーティングする以前該不織布にプライマ
を用いることしたことを特徴とする請求項１〜１１のい
ずれか一つに記載のエレクトレットフィルタ。