JPH08112555A - 電気絶縁材及びこれを用いた空気清浄機用集塵電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミ電極などの導電材を耐電圧特性に優れ
たポリプロピレン系の絶縁樹脂フィルムにより被覆（ラ
ミネート）した電気絶縁材を提供すること。そのとき
に、難燃性の接着剤の使用により薄肉ラミネートタイプ
の集塵効率が高く、かつスパーク等による火災等の異常
をも回避できる集塵電極を提供するものである。 【構成】 アルミ板製の導電材を耐電圧特性に優れたポ
リプロピレン（ＰＰ）系の絶縁樹脂フィルムによってラ
ミネートするが、このときに導電材とＰＰ系絶縁樹脂フ
ィルムとの間に介在される接着剤として、継続的使用に
よる接着剤層の熱的な劣化に対する耐熱性に優れた難燃
性の接着剤を使用する。難燃性の接着剤としては無水マ
レイン酸変性ポリプロピレン樹脂接着剤が一例として挙
げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気清浄機の集塵電極
などとして好適な電気絶縁材およびこの電気絶縁材を用
いる空気清浄機用集塵電極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気清浄機は、単体使用
あるいはエアコン組み込みタイプとして家庭用に用いら
れたり、会議室，オフィス，病院，パチンコ屋，麻雀
荘，カラオケボックス等の業務用に、あるいは乗用車，
鉄道車両等の車搭載用等の各種用途に用いられているこ
とは周知のとおりである。ところでこの空気清浄機の集
塵システムとしては、フィルター式，静電フィルター
式，電気式などがあるが、フィルター式は集塵性能が悪
く、また静電フィルター式は集塵効率が低いうえにタバ
コの煙が取れない等の性能上の問題がある。

【０００３】これに対して電気式集塵機は集塵効率が高
く、タバコの煙も捕集できて高性能であり、また集塵機
としての高出力化，コンパクト化が図れる等の特長があ
り、将来的な需要増が期待されている。

【０００４】この電気式集塵機の集塵メカニズムを図２
に示して概略的に説明すると、送風ファン１０の駆動に
より塵埃を含んだ空気がイオン化部（イオナイザー部）
１２を通過するときにその空気に含まれる塵埃が一方の
極性（この側では、プラスの極性）に帯電（イオン化）
し、集塵部（集塵ユニット部）１４に送られる。

【０００５】そしてこの集塵ユニット部１４では、図３
に示したように、プラスの電極に導通されるプラス側電
極板１６とマイナスの電極に導通されるマイナス側電極
板１８とが交互に配置され、マイナス側電極板１８を接
地（アース）しプラス側電極板１６に高電圧（例えば、
２０００Ｖ）を印加することにより両電極板間に電界を
生じさせ、イオン化された塵埃を一方の電極板（この例
では、マイナスの電極板１８）に付着させて補集するも
のである。

【０００６】このような集塵メカニズムの電気式集塵機
において、前述の集塵ユニット部１４のプラス側電極板
１６は電気的な短絡（ショート）による事故を防止する
ため絶縁材料により被覆されている。

【０００７】その電気絶縁材の構成としては従来いくつ
か知られているが、その１つとして例えば、いわゆる
「モールドタイプ」と称されるもので、アルミニウム
（Ａｌ）の電極材の周囲をポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶ
Ｃ）の絶縁材により被覆するように押出成形したものが
知られている。また、ＰＶＣ樹脂は耐電圧特性が劣るこ
とから、これに代わる材料としてポリプロピレン樹脂
（ＰＰ）の絶縁材によりアルミ電極材の周囲を被覆し、
これにより耐電圧特性を改良したものも知られている。

【０００８】そして、この耐電圧特性に優れたＰＰ材料
への変更によりアルミ電極をこのＰＰ材料の絶縁フィル
ムによりラミネートして薄肉化することができ、これに
よりこの電極絶縁材を空気清浄機の集塵電極に用いたと
きに塵埃が電極を通過するときの圧力損失を少なくする
ことができる。また、電極間の間隔をそれだけ狭くする
ことができるから集塵効率を向上させることができ、さ
らには高性能化、コンパクト化等も図ることができる等
の利点を有するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ＰＶＣモールドタイプの電気絶縁材は、押出加工性の改
善のためフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等の可塑剤が配
合されており、この可塑剤が経時的変化によりＰＶＣ樹
脂剤よりブリードアウトし、これが絶縁材の経時的な劣
化現象を起こす。また使用環境によっては絶縁材の電気
特性の変化を起こし、これが絶縁材の体積抵抗率変化を
もたらし、その結果電極材料としての表面電位の低下が
生じて集塵効率が悪化していくという問題があった。

【００１０】一方、ＰＰラミネートタイプの電気絶縁材
は、アルミ電極とＰＰ絶縁フィルムとの間に貼り合わせ
用の接着剤が用いられており、この接着剤には従来熱接
着性が良く、また、絶縁破壊を起さず経時的に安定して
いるものとして、エチレンアクリル酸エチル共重合体な
どが用いられているが、従来から用いられているこの種
の接着剤は一般的に耐熱性に劣る。また、スパークの発
生等に起因する火災等も発生しやすいという問題もあっ
た。

【００１１】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、ア
ルミ電極などの導電材をポリプロピレン系の絶縁樹脂フ
ィルムにより被覆（ラミネート）した薄肉の電気絶縁材
を提供することにあり、そのときに導電材と絶縁樹脂フ
ィルムとの間に介在される接着剤を難燃性のものとする
ことによりこれを空気清浄機の集塵電極に用いたとき
に、集塵効率の継続的維持を図ると共に、火災等の異常
を回避せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電気絶縁材は、導電材が難燃性の接着剤を介
してポリプロピレン系の絶縁樹脂フィルムにより被覆
（ラミネート）されていることを要旨とするものであ
る。耐熱性に優れた難燃性の接着剤を用いることにより
絶縁フィルム層の絶縁破壊等が回避されて集塵効果が長
期間にわたって維持され、あるいはスパークの発生等に
起因する火災等の回避が図られる。

【００１３】この場合に難燃性接着剤としては各種のも
のが挙げられるが、例えば無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレン樹脂接着剤に臭素（Ｂｒ）系難燃剤及び難燃助剤
が配合されたものがその一例として挙げられる。

【００１４】また、前記絶縁樹脂フィルムの表面にはシ
リコーンコーティングがなされていることが望ましい。
ポリプロピレン絶縁フィルム層の表面をシリコーンコー
ティングすることにより、フィルム表面のはっ水性を付
与してフィルムの吸水を防止し、それによる表面抵抗の
低下をなくす。そしてこれにより多湿雰囲気下での表面
電位の低下が解消され、集塵効率が一層持続的に長期間
にわたって維持される。

【００１５】尚、前記導電材は、アルミニウムの薄板材
又は箔材料であってもよいし、あるいは、一方の絶縁樹
脂フィルムに導電性塗料により印刷されたものであって
もよい。そしてこのような絶縁材を空気清浄機の集塵電
極に用いれば、集塵効率の継続的維持と共に、火災等の
異常回避が図れるものである。

【００１６】

【実施例】以下に本発明について各種実験を行なったの
でその内容を詳細に説明する。初めに本発明の各種実験
に供したサンプルの断面形態とこれらの各種供試サンプ
ルでの実験結果を次の表１にまとめて示したので、これ
に基づいて順次説明する。

【００１７】

【表１】

【００１８】この表１において、本発明品である実施例
１，２はいずれもラミネートタイプのものを示してい
る。これらの供試サンプルは、いずれも５０μｍの厚さ
のアルミニウム（Ａｌ）箔の両側に接着剤層を介してポ
リプロピレン（ＰＰ）系樹脂材料による絶縁フィルムを
ラミネートにより貼り合わせてなるものである。表１に
示されるように、各供試サンプルとも接着剤層の厚さは
１００μｍ，その両側にラミネート（貼り合わ）される
ＰＰ系樹脂の絶縁フィルムの厚さはそれぞれ片側１５０
μｍとしている。更に、実施例２には５μｍの厚さのシ
リコーンコートがなされている。従って、それぞれの総
厚みは実施例１で５５０μｍ、実施例２で５６０μｍで
ある。

【００１９】これに対して比較例１はモールドタイプの
もの、比較例２はラミネートタイプのものを示してい
る。比較例１のモールドタイプのものは、５０μｍの厚
さのＡｌ箔の周囲に３μｍの接着剤層を介在させた状態
でその外側をポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂材料によ
る絶縁被覆材により、片面４００μｍの厚さで鋳ぐるむ
ように押出成形したものである。また比較例２のラミネ
ートタイプのものは、５０μｍの厚さのアルミニウム
（Ａｌ）箔、接着剤層の厚さは１００μｍ，その両側に
ラミネート（貼り合わ）されるＰＰ系樹脂の絶縁フィル
ムの厚さはそれぞれ片側１５０μｍとしている。従っ
て、それぞれの総厚みは比較例１のもので８５６μｍ、
比較例２のもので５５０μｍである。

【００２０】尚、本発明品の実施例１，２及び比較例２
の絶縁フィルムは、上述のＰＰポリマー１００％のＰＰ
樹脂フィルムであり、比較例１の絶縁フィルムは、ＰＶ
Ｃポリマーに対してフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）が１
２重量％配合されたものである。

【００２１】また接着剤については、本発明品の実施例
１、２はいずれも難燃性の接着剤を用い、比較例１及び
２については非難燃性のものを用いている。実施例１及
び２に用いる難燃性接着剤としては、無水マレイン酸変
性ポリプロピレン１００重量部に対して臭素（Ｂｒ）系
難燃剤を１００重量部および難燃助剤を３０重量部それ
ぞれ配合したものを用いている。そして、無水マレイン
酸変性ポリプロピレンは三井石油化学工業（株）社製商
品名「アドマーＱＦ−５５１」を、Ｂｒ系難燃剤は旭硝
子（株）社製商品名「ＡＦＲ−１０２１」を、難燃助剤
は住友金属鉱山（株）社製商品名「三酸化アンチモン特
級」をそれぞれ用いている。一方、比較例１の接着剤は
二液反応型ウレタン系のものを用い、比較例２の接着剤
は無水マレイン酸変性ポリプロピレン１００％（難燃剤
などは配合せず）のものを用いている。

【００２２】そこで以上のような供試サンプルを用い
て、表１に示すように水中耐電圧、絶縁破壊電圧及び難
燃性の試験を行った。先ず、ＰＶＣ系樹脂に比べ非常に
薄い絶縁層となるＰＰ系樹脂に対する絶縁破壊試験であ
る水中耐電圧試験については、次のような測定を行っ
た。１５０μｍの絶縁フィルム２枚と５０μｍのＡｌ，
あるいは１５０μｍの絶縁フィルムと導電インク付絶縁
フィルムとを１００μｍの接着剤層を用いて貼り合わせ
を行い試験サンプルを作製した。これを図１に示したよ
うにサンプルの導体部分を電源につなげてそのサンプル
を水に浸し、水の中にアースをつるようにする。そして
直流電源により９ｋＶの電圧を継続して印加させ、電圧
が低下するまでの所要時間を測定する。すなわち絶縁層
が破壊し、導体部に水が侵入して通電してしまい電圧が
低下するまでの水中耐電圧を確認する。

【００２３】そして、その水中耐電圧試験と同様に絶縁
破壊試験である絶縁破壊電圧試験は、やはりサンプルの
導体部分を電源につなげてそのサンプルを水に浸し、水
の中にアースをつるようにする。そして、本試験では、
直流電源により電圧を印加させていき電圧が低下するま
での最高電圧を測定する。すなわち絶縁層が破壊し、導
体部に水が侵入して通電してしまい電圧が低下する時の
絶縁破壊電圧を確認する。更に、難燃性試験では、２組
の１４０℃の温度に保ったゴムロール対において、線速
１ｍ／ｍｉｎ、線圧３．０ｋｇｆ／ｃｍにラミネートさ
れたサンプルを使用し、ＵＬ−９４規格に基づいて行っ
た。

【００２４】これらの各試験結果は表１に示した。そし
てこれらの結果により次のことがいえる。水中耐電圧試
験では、本発明品である実施例１，２及び比較例２の測
定値が５００時間以上と良好な結果を得ることができ、
また、絶縁破壊電圧試験では、本発明品である実施例
１，２及び比較例２の絶縁破壊電圧（ＫＶ）の測定値が
３０ＫＶと良好な結果が得られた。これに対し、唯一Ｐ
ＶＣ系樹脂を使用した比較例１の測定値では、水中耐電
圧の測定値が５０時間未満、絶縁破壊電圧の測定値が２
４ＫＶ未満という低い値を示した。これは、ＰＰ系樹脂
の絶縁フィルムはＰＶＣ系樹脂の絶縁フィルムに比べて
耐電圧特性に優れて経時的な劣化が起こりにくく、絶縁
性が長時間にわたって維持されることにより使用環境に
対する電気特性の安定を図ることができると評価される
ものである。

【００２５】また、難燃性についての結果では、本発明
品である実施例１，２については「ＵＬ９４Ｖ−０相
当」の良好な結果を示した。これに対して比較例１につ
いては「ＵＬ９４Ｖ−２相当」のやや難燃性に乏しい結
果を示し、更に比較例２にいたっては「可燃性」である
ことが示された。これは、まさに本発明の場合アルミ導
電材とポリプロピレン絶縁フィルムとの間に難燃性接着
剤層を設けたことにより難燃性が付与されたことによる
ものである。

【００２６】以上ＰＰ系樹脂の絶縁フィルムに難燃性接
着剤を用いた場合の実験結果を述べたが、これらをまと
めると次のようなことが言える。 導電材とポリプロピレン絶縁フィルムとの間に難燃性
の接着剤を用いることにより、継続的使用に対して接着
剤層の熱的な劣化が生じることなく、また、スパークの
発生等に起因して火災等が発生するといったことがなく
なった。

【００２７】また、耐電圧特性に優れたＰＰ系樹脂を
用いてアルミ電極をこのＰＰ絶縁フィルムによりラミネ
ートして薄肉化することで、電気絶縁材を空気清浄機の
集塵電極に用いたときに塵埃が電極間を通過するときの
圧力損失を少なくすることができる。また電極間の間隔
をそれだけ狭くすることができるから集塵効率を向上さ
せることができ、さらには高性能化，コンパクト化など
も図ることができる。

【００２８】更に、ＰＰ絶縁樹脂フィルムの表面にシ
リコーンコート層を設けることにより、この表１には示
さなかったが２５℃×煙雰囲気、３２℃×８０％ＲＨの
高多湿雰囲気のいずれの環境下においても表面電位の低
下率をほとんど０％に抑制することができ、高い集塵効
率を長時間維持することができるものである。これは、
ＰＰ系樹脂層をシリコーンコートすることにより表面に
はっ水性を付与し、そのＰＰ系樹脂層の吸水を防止して
表面抵抗の低下を防止したためである。

【００２９】以上各種実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に何ら限定されるものではなく本発明の
趣旨を逸脱しない範囲内で改良できることは言うまでも
ない。例えば、難燃性の接着剤としては各種のものが挙
げられるし、またＰＰ系樹脂の絶縁フィルムについても
無水マレイン酸変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）ポリマ
ーを配合する等によって、表面電位の低下を回避する等
の改良が考えられる。

【００３０】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、本
発明の電気絶縁材は、アルミ電極などの導電材をポリプ
ロピレン系の絶縁樹脂フィルムにより被覆した電気絶縁
材を提供するにあたり、そのときに導電材と絶縁樹脂フ
ィルムとの間に介在される接着剤を難燃性のものとする
ことにより、スパークの発生等に起因する火災等の異常
をも有効に回避できる。しかも耐電圧特性に優れたＰＰ
絶縁フィルムとの組合せに適用することによって、絶縁
フィルムそのものを薄肉化しても十分に熱的使用に耐え
得るものであり、また、空気清浄機の集塵電極として集
塵効率の継続的維持を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気絶縁材の特性試験のための絶
縁破壊電圧測定装置の概略構成図である。

【図２】電気式集塵機の集塵メカニズムを概略的に説明
した図である。

【図３】図２に示した集塵メカニズムの集塵ユニット部
の詳細な構成を示した図である。

フロントページの続き (72)発明者 志水 孝行 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電材が難燃性の接着剤を介してポリプ
   ロピレン系の絶縁樹脂フィルムにより被覆（ラミネー
   ト）されていることを特徴とする電気絶縁材。
2. 【請求項２】 前記難燃性接着剤は、無水マレイン酸変
   性ポリプロピレン樹脂接着剤に臭素（Ｂｒ）系難燃剤及
   び難燃助剤が配合されたものであることを特徴とする請
   求項１に記載の電気絶縁材。
3. 【請求項３】 前記絶縁樹脂フィルムの表面にはシリコ
   ーンコーティングがなされていることを特徴とする請求
   項１に記載の電気絶縁材。
4. 【請求項４】 前記導電材は、アルミニウムの薄板材又
   は箔材料であることを特徴とする請求項１に記載の電気
   絶縁材。
5. 【請求項５】 前記導電材は、一方の絶縁樹脂フィルム
   に導電性塗料により印刷されてなるものであることを特
   徴とする請求項１に記載の電気絶縁材。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
   の電気絶縁材を用いた空気清浄機用集塵電極。