JPH0326090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気中の塵埃を静電気的な捕集機構を
用いて効果的に捕集するエレクトレツトフイルタ
に関するものである。

近年、たばこの煙の人体に及ぼす影響が大きい
ことが明らかになるにつれて室内の空気清浄の重
要性が高まり、据置型の空気清浄機の普及にはめ
ざましいものがある。それに伴い、騒音又は省エ
ネの観点から空気清浄機用のエアーフイルタとし
て捕集効率が高く、しかも圧力損失の小さいもの
が求められている。このようなエアーフイルタと
しては、繊維の表面及び内部に電荷を埋設させた
いわゆるエレクトレツト繊維により構成されるエ
レクトレツトフイルタが最も適している。

このエレクトレツトフイルタは帯電して繊維間
に静電界が形成されているので、そこを通過する
塵埃はその粒子自身の帯電状態に関係なく静電界
中のクーロン力及び誘起力によつて捕集されるた
め高い捕集効率を有している。

このようなエレクトレツトフイルタとしてはエ
レクトレツト化したポリプロピレン繊維ウエブを
ランダムに積層した不織布や、ニードルパンチ等
の方法で繊維間を絡合せしめたフエルト状のもの
や、このようなフエルト状物にフエノール、スチ
レン等の合成樹脂を含浸したものがよく使用され
ている。

しかしながら、このようなエレクトレツトフイ
ルタの高い捕集効率も使用初期のうちだけで長期
間安定しないという欠点を有している。その理由
としては、空気清浄機の捕集対象である塵埃の大
部分がたばこの煙であり、その主成分のタールな
どの油状物質がフイルタを構成する繊維表面を覆
つてしまい、静電界が弱められるか、又は繊維内
部へこれらの油状物質が浸透していき、埋設され
ている電荷が中和されてしまうためであると考え
られる。

このようなたばこの煙に含まれる油状物質の付
着による捕集効率の著しい低下を防ぐために、フ
イルタのウエブ重量を増やしたり、より細い繊維
を使用して繊維表面積を増やすと共に繊維組織を
緻密化することを試みた。確かに捕集効率は向上
するが、圧力損失も著しく増大するため、エレク
トレツトフイルタとして長期間の使用に耐えられ
ないためこのような緻密化は好ましいことではな
かつた。しかも、放電電極と対向電極との間に直
流の高電圧を印加して形成される高電界中に不織
布等を通してエレクトレツトフイルタが得られる
が、両表面層に比べて中間層を構成する繊維の帯
電性が劣り、十分なエレクトレツト化が得られて
いないことが判明した。つまり、このような従来
の不織布等では中間層は両表面層に比べて捕集効
率の向上に対する寄与が小さいのである。

そこで、本発明者は種々検討した結果、従来の
エレクトレツトフイルタの欠点を克服し、圧力損
失を増大させることなく、繊維表面積を増大させ
ることによつて高い捕集効率を長期間に渡つて維
持することに成功した。

第１図は、本発明のエレクトレツトフイルタに
おける不織布の拡大断面図で、第２図は、第１図
の不織布を厚み方向に拡張した断面図である。本
発明を図面に基いて説明すると、ポリオレフイン
系合成繊維ウエブの繊維間が自己結合している不
織布１をエレクトレツト化したエレクトレツトフ
イルタにおいて、該不織布１は面方向に配向して
いる平渦な両表面層ウエブで３，３′を略くの字
状で厚さ方向に拡張できる中間層ウエブ２によつ
て連係していることを特徴とするエレクトレツト
フイルタである。

本発明のエレクトレツト化する不織布１にはポ
リプロピレン、ポリエチレンなどの無極性のポリ
オレフイン系合成繊維が使用される。繊維と表面
及び内部に埋設された電荷の長期的な安定性を保
つ上で無極性のポリオレフイン系合成繊維が好ま
しく、極性基を有するポリアミド、ポリエステル
等の合成繊維は埋設された電荷が長期間安定せ
ず、放電又は中和により電荷が短期間に減衰する
傾向があるので好ましくない。

本発明のポリオレフイン系合成繊維のウエブを
形成する方法としては、ジエツト紡糸法、メルト
ブロー法、スパンボンド法等の公知の溶融紡糸法
が用いられる。紡糸された連続又は不連続繊維を
ウエブ状に集積して不織布とする際、本発明では
狭い間隙を有する２つの回転体上に集積してその
間隙を通したとき、２つの回転体の表面と接触部
分に面方向に配向した両表面層ウエブ３，３′が
形成される。

一方、２つの回転体の間隙には両表面層ウエブ
３，３′と連係するように中間層ウエブ２がブリ
ツジ状に形成される。

このようにして集積されたウエブを押えのロー
ル等を通して巻取ることにより略くの字状に押し
つぶされて、繊維間が部分的に自己接着した第１
図のような不織布が得られる。

中間層ウエブ２の隣接する繊維相互は部分的に
自己結合しているが、両表面層３，３′を完全に
一体化するものではないので、厚さ方向に拡張す
れば略くの字状になつている中間層ウエブ２がの
ばされて第２図に示すようなブリツジ状になり、
嵩高い形状となる。

次に、線状又は板状の放電電極と対向電極とで
構成される２つの電極の間に５〜10KV／cmの正
又は負の直流電圧を印加して得られる高電界中
を、第１図に示すような不織布を通過させれば不
織布がエレクトレツト化して本発明のエレクトレ
ツトフイルタが得られる。このとき、両表面層ウ
エブが主として面方向に配向して、自己接着して
いるため不織布の表面層は平滑性が高くなり、対
向電極との密着性も高くなる。

その結果、表面層に電荷がのりやすくなるので
本発明のエレクトレツトフイルタの捕集効率が高
くなり、寿命も長く維持されるのである。

しかも、表面層ウエブ側からその厚さ方向に
過空気が通ることにより、表面層ウエブの捕集量
が増大してきて、圧力損失が少々増えても中間層
ウエブが略くの字状に形成されているので厚さ方
向に徐々にのばされることにより、それ以上圧力
損失が増大することはないのである。このように
本発明のエレクトレツトフイルタは表面層ウエブ
に比べ、中間層ウエブの帯電性が劣るため捕集効
率に寄与する度合の小さいことに着目して、特殊
な構造の中間層ウエブを形成して圧力損失の増大
を防止させることができたものである。

しかも、本発明は圧力損失が小さくなつたにも
かかわらず、繊維重量の増大又は、より細い繊維
の使用により繊維表面積を十分に増大することが
でき、更に両表面層を平滑にして対向電極との密
着性を高めて電荷ののりやすい構造となつている
ので、捕集効率の低下をきたすこともなかつた。

このように本発明のエレクトレツトフイルタは
従来のエレクトレツトフイルタと異なり、圧力損
失が小さいにもかかわらず高い捕集効率を有し、
室内のたばこの煙などの塵埃を長期間安定して捕
集できるもので、室内の空気清浄を目的とする空
気清浄機に用いて極めて好ましいものであつた。

実施例 １ ポリプロピレン樹脂を溶融ジエツト法により紡
出させた平均繊維径10μのウエブを、約15mmの間
隙を有する一対の平滑なスチールロール上に集積
させ、その間隙を通つてきたウエブをコンベア上
に集積して、重量250ｇ／m²、厚さ３mmの不織布
を得た。

この不織布を２つの電極間で7KV／cmの正の
直流電圧をかけた高電界中を通してエレクトレツ
ト化し、エレクトレツトフイルタを得た。

比較例 １ 実施例１と同様に紡出させた平均繊維径20μの
ウエブを単にコンベア上に集積して、重量300
ｇ／m²、厚さ３mmの不織布を得た。

この不織布を実施例１と同様にエレクトレツト
化してエレクトレツトフイルタを得た。

比較例 ２ 実施例１と同様に紡出された平均繊維径10μの
ウエブを単にコンベア上に集積して、重量250
ｇ／m²、厚さ1.7mmの不織布を得た。

この不織布を実施例１と同様にエレクトレツト
化してエレクトレツトフイルタを得た。

実施例１及び比較例１及び２のエレクトレツト
フイルタを、風速25cm／secで、直径0.3μのたば
こ粒子を含む煙を用いて捕集効率（計数法によ
る）及び圧力損失を測定した結果を第３図及び第
５図に示す。

まず第３図及び第４図で比較例１のもの(B)はそ
の捕集効率が急激に低下するが、実施例１のもの
(A)は徐々にしか低下せず、高い捕集効率を長期間
維持する優れたものであつた。

次に、第５図及び第６図で比較例２のもの(C)は
実施例１(A)とほぼ同じ捕集効率をもつが、圧力損
失は実施例１(A)の方がはるかに低く優れていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエレクトレツトフイルタにお
ける不織布の拡大断面図で、第２図は第１図の不
織布を厚み方向に拡張した断面図である。第３図
及び第５図は実施例と比較例の捕集効率を示し、
第４図及び第６図はその圧力損失を示す。 １……不織布、２……中間層ウエブ、３，３′
……表面層ウエブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリオレフイン系合成繊維ウエブの繊維間が
   自己結合してなる不織布をエレクトレツト化した
   エレクトレツトフイルタにおいて、該不織布は面
   方向に配向している平滑な両表面層ウエブを略く
   の字状で厚さ方向に拡張できる中間層ウエブによ
   つて連係していることを特徴とするエレクトレツ
   トフイルタ。