【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、合
成繊維ウエブの部分的エンボスフイルム化および
エレクトレツト化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、部分的にエンボスフイルム化され、それが全
体的に分布している合成繊維ウエブをエレクトレ
ツト化することにより行なわれる。
一般に、不織布などの繊維材料のエレクトレツ
ト化は、絶縁破損が生じ易く、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、一般に
部分的にエンボスフイルム化され、それが全体的
に分布している合成繊維ウエブをエレクトレツト
化することにより製造される。エンボスフイルム
化された部分は、多孔フイルム状のものから無孔
フイルム状のもの迄種々のものがあり、その中で
も孔の割合の少ないものが望ましく、無孔フイル
ムがより望ましい。このような好ましい構造の下
では、繊維ウエブの実質的に少くない部分がエン
ボスフイルム化されているので、エレクトレツト
化の際に絶縁破壊を生ずるようなことはない。エ
レクトレツト化は、普通のフイルムのエレクトレ
ツト化と同様に、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。
第１図および第２図は、合成繊維ウエブ１が部
分的にエンボスフイルム化され、それが全体的に
分布している態様を示す平面図で、第３図および
第４図はそれぞれそれらのＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ
線断面図である。第１図と第３図に示される態様
のものは、ピン状のエンボス柄２を形成させ、ａ
で示されるピン中心間距離でスポツト状に全体的
に分布している。第２図と第４図に示される態様
のものは、平行線状のエンボス柄３を形成させ、
ｂで示される線中心線間距離を保つて全体的に分
布している。これらの態様においては、それらの
断面図に示されるように、十分なるエンボスフイ
ルム化が行われている。
合成繊維ウエブは、エレクトレツト化され易い
合成繊維、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ−４−メチル−１−ペンテンなどのポリ
−α−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樹脂あるいはフツ素樹脂など
の繊維の１種または２種以上から形成される。こ
れらの繊維の繊度は約0.2〜20デニール程度のも
のが好んで用いられ、これらの繊維から形成され
るウエブは一般に約50〜800ｇ／m2、好ましくは
約70〜600ｇ／m2の目付量であることが望ましい。
合成繊維ウエブのエンボスフイルム化は、スポ
ツト状のエンボスフイルム化の場合には、例えば
次の如くにして行われる。即ち、直径0.1〜５mm
程度のピンをピン中心間距離を0.2〜10mm程度と
つて並べておき、これらのピンを予め130〜165℃
程度に加熱しておく。そして、これらのピンを、
室温から約150℃の間の一定の温度に予め加熱し
てある熱板上に搭載されたウエブに押し当てる
と、この加熱ピンと接触したウエブの部分がその
深さに応じてフイルム化されることになる。ま
た、線状エンボスフイルム化の場合は、例えば巾
0.1〜５mm程度の加熱棒をウエブに押し当てるこ
とにより、容易にそれを行なうことができる。こ
のようにしてエンボスフイルム化された部分の面
積は、全ウエブ面積に対して約２〜80％、好まし
くは約８〜50％の割合とすることが望ましい。ま
た、エンボスフイルム化された部分の厚さは、約
5μ〜１mm程度が普通である。
このように、部分的にエンボスフイルム化され
た部分を全体的に分布させた本発明のエレクトレ
ツトフイルターは、繊維ウエブ構造をなお保持し
ている部分がエレクトレツト化されることによつ
てもたらされる収塵性能の向上に加えて、エンボ
スフイルム化された部分が確実かつ有効にエレク
トレツト化されるため、集塵性能が一段と向上す
ることになる。
このことはまた、エンボスフイルム化された部
分の周辺のウエブ構造部分は不完全なエレクトレ
ツト化の状態にありながら、エンボスフイルム化
された部分が有効にエレクトレツト化されている
ため、周辺の不完全エレクトレツト化状態が減衰
せず、それを安定化させることにもなり、結局エ
レクトレツトフイルター全体の集塵性能の向上に
寄与し、流体中に浮遊している微小粒子を気流か
ら分離する能力が十分に発揮されるものと考える
ことができる。
しかも、エンボスフイルム化することにより、
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、また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ことが実際に確認さ
れた。更に、ロ過操作時の圧力損失も少ないの
で、本発明のエレクトレツトフイルターは、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。
実施例１〜７および比較例
ポリプロピレン繊維ウエブ（目付600ｇ／m2、
厚さ４mm、繊度２デニール）に後記表に示す形状
のエンボス柄を施して、その厚みの一部0.5mmを
無孔エンボスフイルム化させた。その後、各ウエ
ブ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、その結
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。
【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. It has been found that this object of the invention is achieved by partially embossed film and electretization of synthetic fiber webs. Accordingly, the present invention relates to a method for manufacturing an electret filter, which is carried out by electrifying a synthetic fiber web which is partially embossed and distributed throughout. It will be done. In general, converting fiber materials such as nonwoven fabrics into electrets tends to cause insulation damage, 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. The electret filter of the present invention is generally produced by electrifying a synthetic fiber web which is partially embossed and distributed throughout. There are various types of embossed film parts, from porous films to non-porous films, and among these, those with a small proportion of pores are desirable, and non-porous films are more desirable. With this preferred construction, a substantial portion of the fibrous web is embossed into a film so that dielectric breakdown does not occur during electrification. The electrification is carried out in the same way as ordinary film electrification, for example, by a thermal electrification method, an electroelectret method, a radioelectret method, a mechanoelectret method, or the like. 1 and 2 are plan views showing how the synthetic fiber web 1 is partially made into an embossed film and is distributed throughout, and FIGS. 3 and 4 respectively show their A. -A line and B-B
FIG. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, a pin-shaped embossed pattern 2 is formed, and a
They are distributed throughout in a spot-like manner with a distance between the pin centers indicated by . In the embodiment shown in FIGS. 2 and 4, a parallel line-shaped embossed pattern 3 is formed,
It is distributed throughout with the distance between the line center lines shown by b being maintained. In these embodiments, sufficient embossed film formation is achieved, as shown in the cross-sectional views. The synthetic fiber web is made of synthetic fibers that are easily electrified, such as polyethylene, polypropylene, poly-α-olefins such as poly-4-methyl-1-pentene, polyester resins such as polyethylene terephthalate, or fibers such as fluorine resins. Formed from a species or two or more species. The fineness of these fibers is preferably about 0.2 to 20 deniers, and the web formed from these fibers generally has a basis weight of about 50 to 800 g/m 2 , preferably about 70 to 600 g/m 2 It is desirable that In the case of forming an embossed film from a synthetic fiber web into a spot-like embossed film, it is carried out, for example, as follows. i.e. diameter 0.1~5mm
Line up pins with a distance of about 0.2 to 10 mm between pin centers, and heat these pins to 130 to 165 degrees Celsius in advance.
Heat to a moderate temperature. And these pins,
When pressed against a web mounted on a hot plate that has been preheated to a constant temperature between room temperature and approximately 150°C, the portion of the web that comes into contact with this heating pin will be turned into a film depending on its depth. become. In addition, in the case of linear embossed film, for example, the width
This can be easily done by pressing a heating rod of about 0.1 to 5 mm against the web. It is desirable that the area of the embossed film portion be approximately 2 to 80%, preferably approximately 8 to 50%, of the total web area. In addition, the thickness of the embossed film part is approximately
The normal thickness is about 5μ to 1mm. Thus, the electret filter of the present invention, which has partially embossed film parts distributed throughout, is produced by electrification of parts that still retain the fibrous web structure. In addition to improving dust collection performance, the embossed film portion is reliably and effectively converted into electret, which further improves dust collection performance. This also means that the embossed filmed part is effectively electrified, while the web structure surrounding the embossed filmed part is incompletely electrified. The fully electrified state is not attenuated and is stabilized, which ultimately contributes to improving the dust collection performance of the entire electret filter, and improves the ability to separate microparticles suspended in the fluid from the airflow. can be considered to be fully demonstrated. Moreover, by making it into an embossed film,
It has been actually confirmed that it has a structural strength greater than that of a simple non-woven fabric filter, and that its dust collection ability does not deteriorate even when the filter is used for a long period of time. Furthermore, since the pressure loss during filtration operation is small, the electret filter of the present invention can be used very effectively as a dust collecting filter. Next, the present invention will be explained with reference to examples. Examples 1 to 7 and comparative examples Polypropylene fiber web (basis weight 600 g/m 2 ,
An embossed pattern of the shape shown in the table below was applied to a film (thickness: 4 mm, fineness: 2 denier), and a portion of the thickness of 0.5 mm was made into a non-porous embossed film. Thereafter, each web 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. After 2 minutes, heating was stopped and forced cooling to room temperature was performed. After cooling,
Immediately, the application of DC voltage was stopped to complete electrification. The obtained electret filter was subjected to the following tests, 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 calculated from the following formula. E (%) - (1 - C out / C in) × 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. 【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図および第２図は、合成繊維ウエブが部分
的にエンボスフイルム化され、それが全体的に分
布している態様を示す平面図である。第３図およ
び第４図は、それぞれそれらのＡ−Ａ線およびＢ
−Ｂ線断面図である。
これらの図面において、符号１は合成繊維ウエ
ブを、また２〜５はいずれもエンボス柄をそれぞ
れ指示する。
FIGS. 1 and 2 are plan views showing an embodiment in which a synthetic fiber web is partially formed into an embossed film and is distributed throughout. Figures 3 and 4 show their A-A and B lines, respectively.
-B sectional view. In these drawings, numeral 1 indicates a synthetic fiber web, and numerals 2 to 5 each indicate an embossed pattern.