JPH0369565B2 - - Google Patents

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JPH0369565B2
JPH0369565B2 JP63228282A JP22828288A JPH0369565B2 JP H0369565 B2 JPH0369565 B2 JP H0369565B2 JP 63228282 A JP63228282 A JP 63228282A JP 22828288 A JP22828288 A JP 22828288A JP H0369565 B2 JPH0369565 B2 JP H0369565B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に第１、第２及び第３の相互に隣
接するエレクレツト繊維層から成る多層フイルタ
パツクに関する。 〔従来の技術〕 西ドイツ特許第2941094号には、非エレクトレ
ツト・フイルタ材料から成る前置フイルタとエレ
クトレツト・フイルタ材料から成る後置フイルタ
とを組合わせて成るフイルタ・パツクがが開示さ
れている。上記特許の実施例３によれば、エレク
トレツト・フイルタ層は同構造の繊維層を多層状
に積層し形成されるが、粗粒子との接触を避ける
ためには非帯電性材料から成る前置フイルタを使
用する必要がある。 しかしながら上記フイルタパツクでは、多数の
又は所望の小粒子及び極小粒子（10〜0.05μm）
並びに細菌類をかなり大量に確実に濾別する必要
があるという、現在ますます増大する要求を満た
すことができない。 中等度の粗さの非帯電性前置フイルタは小粒子
を妨害せずに通過させ、これらの小粒子は濾過開
始と同時に隣接するエレクトレツト・フイルタの
全範囲に展開する。上記特許明細書に記載されて
いるように、このエレクトレツト・フイルタの空
気抵抗は小さく専ら静電濾過を対象としているた
め、多量の小粒子が展開した場合には、エレクト
レツト・フイルタ内の電荷が中和され、急速に微
細フイルタとしての効果を失い、単なる粗フイル
タに過ぎなくなる。かくして小粒子の分離度は初
期値の１／10程度にまで急速に低下する。かかる
不都合を回避するために、エレクトレツト層にお
いて静電濾過と機械的濾過を同時に達成可能な程
度にエレクトレツト層を緻密に構成することも可
能である。しかしこのような複合構造では看過で
きない程度の圧力降下が生じ、特に衝突する小粒
子の数が大きい場合には急速に目詰まりが生じる
ものと考えられる。 また非帯電性の前置フイルタを予め緻密に形成
することも考えられるが、かかる場合にはエアフ
イルタ・アセンブリ全体の空気抵抗が上昇し前記
と同様な不都合が生じるものと考えられる。 〔発明が解決しようとする課題〕 従つて本発明の課題は上記不都合を克服可能な
静電フイルタパツクを提供するにあり、さらに詳
細には、主として又は専ら直径10〜0.05μmの小
粒子又は極小粒子を展開させた場合に、低い空気
抵抗で、長時間の作業効率と最大限の濾過効率を
達成可能であるような、少なくとも２つの互いに
直接連続する繊維層から成る静電フイルタパツク
を提供するにある。 さらに上記不都合の原因となる小粒子をできる
だけ多く供給側でくい止めることが可能な改良さ
れたフイルタパツクを提供するにある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、主に第１、第２及び第３の相互に隣
接するエレクトレツト繊維層から成る多層フイル
タパツクであつて；前記隣接するエレクトレツト
繊維層が相互に反対符号の永久電荷を有し、各層
の厚さが10mm以下であり；前記第１層が、前記第
２層の上流に配設され、繊維直径が10〜30μmで
あり、充填密度が0.01〜0.07であり；前記第２層
が、繊維直径が0.5〜10μmであり、充填密度が
0.03〜0.1であり；前記第３層が、前記第２層の
下流に配設され、繊維直径が10〜30μmであり、
充填密度が0.01〜0.07であり；さらに前記第１及
び第２層の繊維直径が、第１層から第２層への流
れ方向に向かい減少し、かつ前記第１及び第２層
の充填密度が、第１層から第２層への流れ方向に
向かい増加することを特徴とする、多層フイルタ
パツクにより解決される。 全ての繊維層をエレクトレツトで形成する本発
明に基づくフイルタパツク構造によると、10〜約
0.5μmの粒度範囲を有する粒子の50％以上を、空
気抵抗を高めることなく、供給側で阻止すること
が可能となる。しかして流れ方向の最後置の特に
細かいフイルタには粗い粒子は付着せず、すでに
細菌のサイズに相当する0.05μmの粒度を有する
最小粒子に対する「警報フイルタ
（Polizeifilter）」として使用することが可能であ
る。 本発明に基づく前置フイルタによれば、従来の
フイルタパツクに比較して、10〜0.05μmの粒度
を有する粒子を負荷した場合に、10％乃至75％フ
イルタの分離度が向上する。 かかる前置フイルタの分離度が向上されること
により、フイルタパツク全体の分離度が改良され
る。なお付言すれば、フイルタパツクの全体の空
気抵抗が低下した場合には、単位面積あたりの重
量が減少するため排出層の分離度も必然的に低下
する。 本発明によるフイルタパツクの総分離度は、１
mg／m3以上のダスト濃度の場合には、初期圧力差
の２倍に達するまでの全負荷時間にわたりほぼ一
定である。その後のエレクトレツトによる分離度
の低下は機械的すなわち三次元的フイルタ作用の
強化を図りダストケークを形成させることにより
十分に補償可能である。 フイルタパツクのダスト蓄積力は前置フイルタ
のエレクトレツト・フイルタにより明確に向上
し、ダストの種類とダストの粒度とに応じて、３
倍までに上昇する。 本発明によるフイルタパツクの形成には、電気
的絶縁抵抗の高い繊維の使用が好適である。特
に、供給側層として繊維直径が10〜30μmであり
充填密度が0.01〜0.07である繊維層を使用し、排
出側層として繊維直径が0.5〜10μmであり充填密
度が0.03〜0.1である繊維層を使用した場合に、
良好な濾過特性が得られる。 ここで充填密度（α）は１（空〓なし）と空〓
率εとの間の差として表される： α＝１−ε また空〓率εはDIN（ドイツ工業規格）53855
によつて次式から算出される： ε＝ρN−ρRX／ρN ε＝空〓率 ρN＝標準密度 ρRX＝総密度 これらのパラメーターは、高い分離度、高いダ
スト蓄積力ならびに小さい空気抵抗を、他の層の
存在の有無に拘わらず得るためのいわば基準デー
タである。 供給側層の繊維がポリプロピレン及び／又はポ
リエチレン製であり、排出側層の繊維がポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート又はポ
リスルホン製であることが好ましい。 また第３の排出側層として繊維直径が10〜
30μmであり充填密度が0.01〜0.07である繊維層を
備えることも、非常に経済的で好ましく、かかる
構造により、ダスト粒径10〜0.05μmの広い粒度
範囲に対して最高の濾過効率を得ることができ
る。かかる第３の排出側層の存在は濾過理論的に
は明らかではないが、意外なことには、フイルタ
パツク全体の空気抵抗率を上げることなくフイル
タパツクの総分離度を明らかに向上させる。 粒径が10〜0.05μm範囲の強く帯電したダスト
粒子を濾過するような特殊用途に本発明に基づく
フイルタパツクを使用する場合には、隣接繊維層
が相互に反対符号の電荷、すなわち正電荷と負電
荷とを有していることが好ましい。 かかる構造のフイルタパツクを使用することに
より、正に帯電した粒子も負に帯電した粒子も効
果的に分離することが可能になる。 本発明によるフイルタパツクは、小粒子および
極小粒子に対する濾過効率が高く、濾過効率が同
じ他の電気的フイルタパツクに比べて空気抵抗が
特に低いために、空気浄化装置および呼吸保護フ
イルタに特に適しており：例えば集じん器バツグ
フイルタのような、粗フイルタ系の後置フイルタ
として用いることも好ましい。 〔実施例〕 次に実施例に基づき本発明に基づく改良された
空気フイルタの構造と濾過特性をさらに詳細に説
明する： 実施例 １ ａ） 供給側繊維層 100％ポリプロピレン、3.3dtex 単位面積あたりの重量（DIN 53854）：120g／
m2 厚さ（DIN 53855）：3.5mm 空〓率：0.962 充填密度：0.038 ｂ） 排出側繊維層 100％ポリカーボネート、平均繊維直径8μm 単位面積あたり重量（DIN 53854）：16g／m2 厚さ（DIN 53855）：0.3mm 空〓率：0.956 充填密度：0.044 種々なフイルタ層（層）を取付用サポートに平
坦に取付け、DIN 3181／T2に基づいき濾過特性
を調べた。すなわち貫流速度８cm／秒でのNaCl
に対する透過度（DNaCL）を測定した。 結果を次表に示す：
【表】 供給側層をエレクトレツト化すると、濾過作用
は透過度87％から25％に上昇した。フイルタパツ
クの濾過効率は透過度14％から5.5％に改良され
た。 実施例 ２ ａ） 供給側繊維層 100％ポリプロピレン、1.7dtex 単位面積あたりの重量（DIN 53854）：80g／
m2 厚さ（DIN 53855）：2.8mm 空〓率：0.969 充填密度：0.031 ｂ） 中間繊維層 100％ポリカーボネート、平均繊維直径8μm 単位面積あたりの重量（DIN 53854）：ba）
16g／m2 単位面積あたり重量（DIN 53854）：bb）8g／
m2 厚さ（DIN 53855）：ba）0.3mm 厚さ（DIN 53855）：bb）0.15mm 空〓率：0.956 充填密度：0.044 ｃ） 排出側繊維層 供給側層ａ）に同じ。 種々なフイルタ層（層）を取付用サポートに平
坦に取付け濾過特性を調べた。この場合に、すす
エーロゾル（X50＝0.02μm）に対する総分離度Ａ
とフイルタパツクのダスト蓄積力を測定した。フ
イルタデーターは貫流速度25cm／秒、最終圧力差
ΔPE600Paおよび約1g／m2・分の負荷でのすす濃
度67mg／m3において算出した。 結果を次表に示す：
【表】 両外層をエレクトレツト化すると、すすに帯す
るフイルタパツクの分離度は96.4から98％に改良
された。同時に、最終圧力差ΔPE600におけるダ
スト蓄積力（SSV）は、70.6／34.3＝2.06倍に上昇し た。 中間フイルタ層の単位面積あたり重量が16g／
m2から8g／m2に減少すると、フイルタパツクの
初期圧力差ΔPAは35Paに低下し、ダスト蓄積力は
総分離度に影響することなく（96.4％から96.1％
へ）、70.6g／m2から81.1g／m2に上昇した。 実施例 ３ ａ） 供給側繊維層 実施例2a）に同じ ｂ） 中間繊維層 100％ポリカーボネート、平均繊維直径5μm 単位面積あたりの重量（DIN 53854）：11g／
m2 厚さ（DIN 53855）：0.2mm 空〓率：0.954 充填密度：0.046 ｃ） 排出側繊維層 供給側層ａ）と同じ。 濾過技術特性を実施例１と同様に調べ、次の結
果を得た。
〔発明の効果〕
以上に示すように、本発明によりフイルタの空
気抵抗を上げることなく、粒径が10〜0.05μmの
小粒子に対し優れたダスト分離度及びダスト蓄積
度を示し、しかも長期の使用に十分耐える経済的
なフイルタパツクが提供される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 主に第１、第２及び第３の相互に隣接するエ
    レクレツト繊維層から成る多層フイルタパツクで
    あつて； 前記隣接するエレクレツト繊維層が相互に反対
    符号の永久電荷を有し、各層の厚さが10mm以下で
    あり； 前記第１層が、前記第２層の上流に配設され、
    繊維直径が10〜30μmであり、充填密度が0.01〜
    0.07であり； 前記第２層が、繊維直径が0.5〜10μmであり、
    充填密度が0.03〜0.1であり； 前記第３層が、前記第２層の下流に配設され、
    繊維直径が10〜30μmであり、充填密度が0.01〜
    0.07であり；さらに 前記第１及び第２層の繊維直径が、第１層から
    第２層への流れ方向に向かい減少し、かつ前記第
    １及び第２層の充填密度が、第１層から第２層へ
    の流れ方向に向かい増加することを特徴とする、
    多層フイルタパツク。 ２ 前記多層フイルタパツクの上流に配設される
    フイルタシステムと共に使用し、前記フイルタシ
    ステムを通過する粒子の寸法が、前記多層フイル
    タパツクを通過する粒子の寸法よりも大きいこと
    を特徴とする、請求項１に記載の多層フイルタパ
    ツク。
JP63228282A 1987-09-19 1988-09-12 多層フィルタパック Granted JPH01107820A (ja)

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