【発明の詳細な説明】
本発明は、エレクトレツトフイルターの製造法
に関する。更に詳しくは、不織布フイルターの集
塵能力を改善せしめたエレクトレツトフイルター
の製造法に関する。
従来から流体中の集塵を目的として各種のフイ
ルターが使用されているが、それぞれに改善され
なければならないいくつかの問題点がみられる。
これらの問題点を簡単に指摘すると、例えばガラ
ス繊維フイルターでは圧力損失が大きく、また設
備や保守に費用がかさみ、不織布フイルターは疎
塵フイルターとしてしか一般には使用できず、電
気集塵機では保守費用がかさみ、また誘電フイル
ターではフイルターの寿命が短かいなどの点が挙
げられる。
本発明は、疎塵フイルターとしてしか一般に使
用されず、従つて特にその微小粒子に対する集塵
能力が劣つている不織布フイルターの性能を改善
することを目的とする。本発明のこの目的は、エ
レクトレツト化された繊維ウエブの間に、ウエブ
繊維を貫通絡合させた穿孔エレクトレツトフイル
ムを積層せしめた積層物をエレクトレツトフイル
ターとして用いることにより、達成されることが
見出された。
従つて、本発明はエレクトレツトフイルターの
製造法に係り、エレクトレツトフイルターの製造
は、エレクトレツトフイルムの両面にエレクトレ
ツト化された繊維ウエブを重ね合わせた後ニード
ルパンチング処理を施し、ウエブ繊維の一部をフ
イルムに貫通絡合させて積層物を一体化させるこ
とにより行われる。
図面は、本発明に係るエレクトレツトフイルタ
ーとして使用される積層体の基本的態様を断面図
として表わしたものであり、ニードルパンチング
により穿設された多数の細孔を有するエレクトレ
ツトフイルム１の両面にエレクトレツト化された
繊維ウエブ２、３がウエブ繊維の一部をフイルム
に貫通絡合させながら積層されている。２枚以上
のエレクトレツトフイルムを用い、これらのフイ
ルムと交互に３枚以上の繊維ウエブを積層させる
ことも勿論可能であり、積層されるエレクトレツ
トフイルムの枚数およびそれに対応するウエブの
枚数、更には繊維ウエブ全体の厚さなどは、所望
されるフイルター性能に応じて適宜選択される。
エレクトレツト化されるフイルムは、各種溶融
成形、流延成形、切削成形などの成形法でフイル
ムに成形可能な樹脂、例えばポリオレフイン、ポ
リエステル、ポリアミド、フツ素樹脂などの熱可
塑性樹脂、フエノール―ホルムアルデヒド樹脂、
尿素―ホルムアルデヒド樹脂、メラミン―ホルム
アルデヒド樹脂などの熱硬化性樹脂から成形され
る。就中、エレクトレツト性能にすぐれたポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ―４―メチル―１
―ペンテン、ポリスチレンなどのポリオレフイ
ン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエス
テル、ポリカーボートネートおよびこれらの重合
体に不飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフ
ト共重合したものあるいはこれらグラフト共重合
体のブレンド体、フツ素樹脂などが特に好まし
い。これらの樹脂のフイルムは、一般に約10μ〜
３mm程度の厚さで使用され、必要に応じて一方向
あるいは二方向に延伸処理が施されていてもよ
い。また、フイルムは、架橋化処理されたものあ
るいは２層以上積層されたものであつてもよい。
フイルムのエレクトレツト化は、従来公知の
種々の方法、例えば熱エレクトレツト法、エレク
トロエレクトレツト法、ラジオエレクトレツト
法、メカノエレクトレツト法などによつて行われ
る。
繊維ウエブを構成する繊維としては、天然繊維
および合成繊維が用いられる。一般には合成繊維
が用いられることが好ましく、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの材質よ
りなる繊維が用いられる。これら繊維の繊度は、
約0.5〜20デニール程度のものが好ましく、ウエ
ブは目付が約50〜1000ｇ／m2、また厚さは約0.5
〜20mm程度のものが一般に用いられる。
積層されるウエブは、予め約10〜100回／cm2程
度ニードルパンチングしたものを用いることが好
ましい。これをエレクトレツトフイルムと積層し
た後両者を貫通絡合させるために行われるニード
ルパンチングは、フイルターとしての通風圧力損
失をなるべく低く抑えるため、積層物の貼合構造
が損われない程度に少くすることが望ましく、一
般には約10〜100回／cm2程度行われる。
一般に、不織布などの繊維材料のエレクトレツ
ト化は、絶縁破壊が生じ易く、所望の程度に迄こ
れを行なうことが困難とされていた。このため、
エレクトレツト化し易いフイルムの状態でエレク
トレツト化を行ない、得られたエレクトレツトフ
イルムを適当な手段で小繊維状化することなどが
提案されている（特開昭50−132223号公報）。し
かしながら、このような方法で得られた繊維材料
よりなるフイルターは、その集塵能力が改善され
るものの、本質的に疎塵フイルターであることに
変りはない。
本発明のエレクトレツトフイルターは、エレク
トレツトフイルムはニードルパンチングにより穿
設された多数の細孔を有しているので、予めエレ
クトレツト化されている繊維ウエブと組合されて
いることと合まつて、微小粒子の集塵にきわめて
すぐれた能力を発揮し、フイルターを長期間使用
してもその集塵能力の低下がみられない。しか
も、ニードルパンチングにより、繊維ウエブとエ
レクトレツトフイルムとはウエブ繊維の一部がフ
イルムに貫通絡合されて、積層物全体が一体化さ
れているので、不織布フイルターの構造を有しな
がら単なる不織布フイルター以上の構造的強度を
有しており、この点からもエレクトレツトフイル
ターとしての性能および寿命を増加させている。
このように、本発明に係るエレクトレツトフイ
ルターは、繊維材料エレクトレツトフイルターに
欠けていた流体中に浮遊している微小粒子を気流
から分離する能力を効率的に増加させ、しかもそ
の集塵能力は持続性を有し、また構造的強度の点
においてもすぐれているので、ロ過操作時の圧力
損失が少ないこととも合まつて、集塵用フイルタ
ーとしてきわめて有効に使用することができる。
次に、実施例について本発明を説明する。
比較例 １
４―メチル―１―ペンテン系のポリマー（三井
石油化学工業株式会社製品、登録商標TPX）の
フイルム（厚さ30μ）の両面にポリプロピレン繊
維ウエブ（目付330ｇ／m2、厚さ約３mm、繊度２
デニール）を重ね合わせ、その両側からニードル
パンチング処理（針深度0.8cm、50回／cm2）を行
なつた。
このようにして得られた積層物を一対の電極間
に挿置し、10KVの直流電圧を印加した後、室温
から120℃迄加熱し、その２分後に加熱を中止し
て室温迄強制冷却した。冷却後、直ちに直流電圧
の印加を止めて、エレクトレツト化を完了させ
た。得られたエレクトレツトフイルターについ
て、下記項目の試験を行ない、得られた結果を後
記の表に示した。
（集塵効率）
試験ダクトに取付けたエアフイルターの上流側
粒子密度（Ｃ in）および下流側粒子密度（Ｃ
out）をエアサンプラーで測定することにより、
集塵効率（Ｅ）の値を次式から求めた。
Ｅ（％）＝（１−Ｃ out／Ｃ in）×100
（圧力損失）
試験フイルターの上流および下流の静圧差を、
差圧計により測定した。
なお、集塵効率および圧力損失の値は、いずれ
も処理風量56m3／時間の条件下で測定したもので
ある。
比較例 ２
４―メチル―１―ペンテン系のポリマーからな
るフイルムのみを、予め比較例１と同様の方法で
エレクトレツト化した後、その両面に比較例１で
用いられたポリプロピレン繊維ウエブを積層し、
同様のニードルパンチングを行なつた。
実施例
比較例１において、フイルムおよびウエブを
別々にエレクトレツト化を行ない、積層物の形成
およびニードルパンチングを同様に行なつた。
比較例 ３
比較例１において、エレクトレツト化を行わな
い以外は、積層物の形成およびニードルパンチン
グを同様に行なつた。
比較例 ４
比較例１において、フイルムを用いない以外
は、積層物の形成、エレクトレツト化およびニー
ドルパンチングを同様に行なつた。
これら実施例および比較例１〜４のエレクトレ
ツトフイルターについて測定された集塵効率およ
び圧力損失の値は、次の表に示される。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing an electret filter. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing an electret filter that improves the dust collection ability of a nonwoven filter. Various types of filters have been used for the purpose of collecting dust in fluids, but each has several problems that need to be improved.
To briefly point out these problems, for example, glass fiber filters have a large pressure loss and equipment and maintenance costs are high, non-woven filters can generally only be used as dust-repellent filters, and electrostatic precipitators have high maintenance costs. Another problem with dielectric filters is that they have a short filter life. The present invention aims to improve the performance of non-woven filters, which are commonly used only as dust-repellent filters and whose dust-collecting ability, particularly for fine particles, is therefore poor. This object of the present invention can be achieved by using as an electret filter a laminate in which a perforated electret film in which web fibers are penetrated and entangled is laminated between electrified fiber webs. discovered. Therefore, the present invention relates to a method for manufacturing an electret filter, and the electret filter is manufactured by superimposing electrified fiber webs on both sides of an electret film, and then subjecting it to needle punching treatment, thereby removing one part of the web fibers. This is done by intertwining the parts through the film to integrate the laminate. The drawing is a cross-sectional view of a basic embodiment of a laminate used as an electret filter according to the present invention, and shows an electret film 1 having a large number of pores formed by needle punching on both sides. Electrified fiber webs 2 and 3 are laminated with some of the web fibers penetrating and intertwined with the film. Of course, it is also possible to use two or more electret films and laminate three or more fiber webs alternately with these films, and the number of electret films to be laminated and the corresponding number of webs, and furthermore, The thickness of the entire fiber web is appropriately selected depending on the desired filter performance. The film to be electrified is made of resin that can be formed into a film by various methods such as melt molding, casting molding, and cutting molding, such as thermoplastic resins such as polyolefin, polyester, polyamide, and fluororesins, and phenol-formaldehyde resins. ,
Molded from thermosetting resins such as urea-formaldehyde resin and melamine-formaldehyde resin. In particular, polyethylene, polypropylene, and poly-4-methyl-1 have excellent electret performance.
- Polyolefins such as pentene and polystyrene, polyesters such as polyethylene terephthalate, polycarbonates, and graft copolymers of these polymers with unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof, blends of these graft copolymers, fluororesins, etc. is particularly preferred. Films of these resins generally have a thickness of about 10μ~
It is used with a thickness of about 3 mm, and may be stretched in one or two directions as necessary. Further, the film may be crosslinked or may be a film in which two or more layers are laminated. Electrification of the film can be carried out by various conventionally known methods, such as thermal electrification, electroelectret, radioelectret, mechanoelectret, and the like. Natural fibers and synthetic fibers are used as the fibers constituting the fiber web. Generally, it is preferable to use synthetic fibers, and for example, fibers made of polyethylene, polypropylene, polyester, or the like are used. The fineness of these fibers is
It is preferably about 0.5 to 20 denier, and the web has a basis weight of about 50 to 1000 g/m 2 and a thickness of about 0.5
~20mm is generally used. The webs to be laminated are preferably needle-punched in advance at a rate of about 10 to 100 times/cm 2 . After laminating this with the electret film, the needle punching performed to penetrate and entangle the two should be minimized to the extent that the bonded structure of the laminate is not damaged, in order to keep the ventilation pressure loss as a filter as low as possible. is desirable, and is generally performed about 10 to 100 times/cm 2 . In general, converting fiber materials such as nonwoven fabrics into electrets tends to cause dielectric breakdown, and it has been difficult to achieve this to a desired degree. For this reason,
It has been proposed to carry out electrification in the form of a film that is easily electrified, and to convert the obtained electret film into fine fibers by appropriate means (Japanese Patent Application Laid-open No. 132223/1983). However, although the filter made of the fiber material obtained by such a method has improved dust collection ability, it is still essentially a dust-phobic filter. In the electret filter of the present invention, since the electret film has a large number of pores formed by needle punching, in addition to the fact that it is combined with a fiber web that has been electrified in advance, It exhibits an extremely excellent ability to collect fine particles, and its dust collection ability does not deteriorate even after using the filter for a long period of time. Furthermore, by needle punching, the fiber web and the electret film are formed so that some of the web fibers are penetrated and entangled with the film, and the entire laminate is integrated, so although it has the structure of a non-woven filter, it is a simple non-woven filter. It has the above structural strength, and from this point of view as well, it increases the performance and life of an electret filter. As described above, the electret filter according to the present invention efficiently increases the ability to separate microparticles suspended in the fluid from the airflow, which was lacking in the fibrous electret filter. It is durable and has excellent structural strength, and together with the low pressure loss during filtration operation, it can be used extremely effectively as a dust collection filter. Next, the present invention will be explained with reference to examples. Comparative Example 1 A polypropylene fiber web (fabric weight 330 g/m 2 , thickness approximately 3 mm) was coated on both sides of a film (thickness 30 μ) of 4-methyl-1-pentene polymer (Mitsui Petrochemical Industries Co., Ltd. product, registered trademark TPX). , fineness 2
(denier) were overlapped, and needle punching treatment (needle depth 0.8 cm, 50 times/cm 2 ) was performed from both sides. The thus obtained laminate was placed between a pair of electrodes, and after applying a DC voltage of 10 KV, it was heated from room temperature to 120°C, and after 2 minutes, heating was stopped and forced cooling to room temperature. . Immediately after cooling, the application of DC voltage was stopped to complete electrification. The obtained electret filter was tested for the following items, and the results are shown in the table below. (Dust collection efficiency) Upstream particle density (C in) and downstream particle density (C in) of the air filter installed in the test duct
out) with an air sampler,
The value of dust collection efficiency (E) was determined from the following formula. E (%) = (1-C out/C in) x 100 (Pressure loss) The static pressure difference upstream and downstream of the test filter is
Measured using a differential pressure gauge. Note that the values of dust collection efficiency and pressure loss were both measured under the condition of a processing air volume of 56 m 3 /hour. Comparative Example 2 Only a film made of 4-methyl-1-pentene polymer was electrified in the same manner as in Comparative Example 1, and then the polypropylene fiber web used in Comparative Example 1 was laminated on both sides. ,
Similar needle punching was performed. Example In Comparative Example 1, the film and web were separately electrified, and the laminate formation and needle punching were performed in the same manner. Comparative Example 3 The formation of a laminate and needle punching were carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that electretization was not performed. Comparative Example 4 The formation of a laminate, electret formation, and needle punching were carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that no film was used. The dust collection efficiency and pressure drop values measured for the electret filters of these Examples and Comparative Examples 1 to 4 are shown in the following table. 【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
図面は、本発明に係るエレクトレツトフイルタ
ーとして使用される積層物を断面図として表わし
たものである。
この図において、符号１はエレクトレツトフイ
ルム、また２および３はそれぞれ繊維ウエブを指
示する。
The drawing is a cross-sectional view of a laminate used as an electret filter according to the present invention. In this figure, numeral 1 designates an electret film, and 2 and 3 each designate a fibrous web.