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JPH0510961B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0510961B2
JPH0510961B2 JP59500960A JP50096084A JPH0510961B2 JP H0510961 B2 JPH0510961 B2 JP H0510961B2 JP 59500960 A JP59500960 A JP 59500960A JP 50096084 A JP50096084 A JP 50096084A JP H0510961 B2 JPH0510961 B2 JP H0510961B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foil
dielectric material
dielectric
filter
corona
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59500960A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60500658A (en
Inventor
Petorusu Teii Ei Kuraasu
Taanhoto Yan Ban
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of JPS60500658A publication Critical patent/JPS60500658A/en
Publication of JPH0510961B2 publication Critical patent/JPH0510961B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/02Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric
    • H01G7/021Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric
    • H01G7/023Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric of macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/0081After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor using an electric field, e.g. for electrostatic charging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10Filtering material manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/10Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by electric discharge treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0854Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

請求の範囲 1 開放型構造または多孔性構造を有する誘電性
材料からエレクトレツトフイルター用濾材を製造
するにあたり、 前記の誘電性材料のウエブを実質的に閉じた形
の誘電性ホイルと共に、その少なくとも1つの主
面に隣接させた状態でコロナ放電装置に送給し; 前記の誘電性材料のウエブの厚みを薄くし; 厚みが薄くなつた前記の誘電性材料のウエブ
に、コロナ放電によつて帯電処理を行う ことを特徴とするエレクトレツトフイルター用濾
材の製造方法。
Claim 1: In manufacturing a filter medium for an electric filter from a dielectric material having an open structure or a porous structure, the web of said dielectric material is combined with a dielectric foil in a substantially closed form, and at least one of said webs of dielectric material is provided. feeding the web of dielectric material into a corona discharge device in a state adjacent to two major surfaces; reducing the thickness of the web of dielectric material; charging the web of dielectric material with reduced thickness by the corona discharge; A method for producing a filter medium for an electret filter, which comprises performing a treatment.

2 圧縮によつて誘電性材料の厚みを薄くするこ
とを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。
2. A method according to claim 1, characterized in that the thickness of the dielectric material is reduced by compression.

3 前記の誘電性材料のウエブの上に存在する実
質的に閉じた形の誘導性ホイルに、空気力によつ
て高圧をかけることによつて前記の圧縮を行うこ
とを特徴とする請求の範囲第2項に記載の方法。
3. Claims characterized in that said compression is effected by applying high pressure by means of pneumatic forces to a substantially closed-shaped inductive foil present on said web of dielectric material. The method described in Section 2.

4 前記の誘電性材料上に開放型のガーゼまたは
網を載置し、この開放型のガーゼまたは網を前記
の誘電性材料に押し付けることによつて前記の圧
縮を行うことを特徴とする請求の範囲第2項に記
載の方法。
4. The compression is performed by placing an open gauze or mesh on the dielectric material and pressing the open gauze or mesh against the dielectric material. The method described in Scope No. 2.

5 帯電処理実施中は、誘電性材料の厚みを一時
的に薄くすることを特徴とする請求の範囲第2項
に記載の方法。
5. The method according to claim 2, wherein the thickness of the dielectric material is temporarily reduced during the charging process.

6 帯電処理の実施前に、誘電性材料の厚みを永
久的に薄くする操作を行うことを特徴とする請求
の範囲第2項に記載の方法。
6. A method according to claim 2, characterized in that, before carrying out the charging treatment, an operation is performed to permanently reduce the thickness of the dielectric material.

7 帯電処理実施中は、誘電性材料を一時的に伸
長することを特徴とする請求の範囲第1項に記載
の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the dielectric material is temporarily stretched during the charging process.

8 誘電性材料を一時的にその長手方向に伸張す
ることを特徴とする請求の範囲第7項に記載の方
法。
8. A method according to claim 7, characterized in that the dielectric material is temporarily stretched in its longitudinal direction.

9 誘電性材料を一時的にその横巾方向に伸長す
ることを特徴とする請求の範囲第7項に記載の方
法。
9. The method according to claim 7, characterized in that the dielectric material is temporarily stretched in its width direction.

10 誘電性材料を一時的に二方向に伸張するこ
とを特徴とする請求の範囲第7項に記載の方法。
10. The method of claim 7, wherein the dielectric material is temporarily stretched in two directions.

11 実質的に気密性の包囲体の中に誘電性材料
を置き、この包囲体の少なくとも1つの主境界面
は可撓性を有しかつ該誘電体の主面に沿つてのび
ているものであり、前記の実質的に気密性の包囲
体の中の圧力を低下させることによつて該誘電性
材料の厚みを薄くすることを特徴とする請求の範
囲第1項に記載の方法。
11 A dielectric material is disposed within a substantially airtight enclosure, at least one major interface of which is flexible and extends along a major surface of the dielectric; 2. The method of claim 1, further comprising reducing the thickness of said dielectric material by reducing the pressure within said substantially hermetic enclosure.

12 実質的に閉じた形の誘電性ホイルを、順次
行われる前記帯電処理操作の間の時期に放電させ
ることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方
法。
12. A method as claimed in claim 1, characterized in that the substantially closed dielectric foil is discharged at times between the successive charging operations.

13 実質的に閉じた形の誘電性ホイルを、前記
誘電性材料のウエブの帯電処理の際の極性とは反
対の極性に帯電させることを特徴とする請求の範
囲第1項に記載の方法。
13. A method according to claim 1, characterized in that the substantially closed dielectric foil is charged to a polarity opposite to that during the charging process of the web of dielectric material.

14 誘電性材料のウエブに前期帯電処理を行
い、しかしてこの前期帯電処理は、この誘電性材
料のウエブの最終帯電操作の際の極性とは反対の
極性に帯電させるものであることを特徴とする請
求の範囲第1項に記載の方法。
14 The web of dielectric material is subjected to a pre-charging treatment, the pre-charging treatment being characterized in that the web of dielectric material is charged to a polarity opposite to the polarity during the final charging operation. The method according to claim 1.

15 最終帯電処理の前に、誘電性材料のウエブ
にAC−コロナを作用させることを特徴とする請
求の範囲第1項に記載の方法。
15. A method according to claim 1, characterized in that, before the final charging treatment, the web of dielectric material is subjected to an AC-corona.

16 前記の誘電性材料のウエブの帯電処理物を
複数個重ね合せて、複合体の形のエレクトレツト
フイルター用濾材を形成させる工程を有すること
を特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。
16. The method according to claim 1, comprising the step of stacking a plurality of charged webs of the dielectric material to form a composite filter medium for an electret filter. .

17 複数のウエブの帯電処理物を針で縫うかま
たは溶着することによつて一体化させることを特
徴とする請求の範囲第16項に記載の方法。
17. The method according to claim 16, characterized in that a plurality of charged webs are integrated by stitching or welding.

18 誘電性材料のウエブに予備成形操作を行う
ことによつて該ウエブの厚みを永久的に薄くする
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方
法。
18. A method according to claim 1, characterized in that the web of dielectric material is subjected to a preforming operation to permanently reduce the thickness of the web.

19 前記の誘電性材料が誘電性繊維のウエブか
らなるものであることを特徴とする請求の範囲第
1項に記載の方法。
19. The method of claim 1, wherein said dielectric material comprises a web of dielectric fibers.

20 誘電性繊維のウエブが、ある繊維と細繊維
との混合繊維からなるものであることを特徴とす
る請求の範囲第19項に記載の方法。
20. The method of claim 19, wherein the web of dielectric fibers is a mixture of certain fibers and fine fibers.

21 前記の誘電性材料のウエブが、誘電性のあ
る繊維および誘電性の細繊維から形成された個々
のウエブ複数個の積層物からなるものであること
を特徴とする請求の範囲第19項に記載の方法。
21. Claim 19, characterized in that said web of dielectric material consists of a laminate of a plurality of individual webs formed from dielectric fibers and dielectric fine fibers. Method described.

22 開放型構造または多孔性構造を有する誘電
性材料のウエブからエレクトレツトフイルター用
濾材を製造する装置において、複数のコロナ電極
の間に空間を有するコロナ装置と、実質的に閉じ
た形の誘電性ホイルと、前記のコロナ電極の間の
前記空間の中を前記の誘電性ホイルを前記の誘電
性材料と共に通過させる手段と、前記誘電性材料
のウエブの厚さを薄くする手段とを包含してなる
ことを特徴とする、エレクトレツトフイルター用
濾材を製造する装置。
22 Apparatus for manufacturing a filter medium for an electret filter from a web of dielectric material having an open structure or a porous structure, comprising a corona device having spaces between a plurality of corona electrodes and a dielectric material having a substantially closed form. means for passing said dielectric foil with said dielectric material through said space between said foil and said corona electrode; and means for reducing the thickness of said web of dielectric material. An apparatus for manufacturing a filter medium for an electric filter, characterized in that:

23 前記の実質的に閉じた形の誘電性ホイル
が、回転ローラーによつて案内される無端ベルト
の形のものであることを特徴とする請求の範囲第
22項に記載の装置。
23. Device according to claim 22, characterized in that said substantially closed dielectric foil is in the form of an endless belt guided by rotating rollers.

24 前記の実質的に閉じた形の誘電性ホイルが
実質的に気密性の包囲体の形のものであり、この
包囲体の少なくとも1つの境界面が可撓性を有し
そして前記の誘電性材料の主面に沿つてのびた形
を有し、前記の気密性の包囲体を部分的に排気す
る手段を有することを特徴とする請求の範囲第2
2項に記載の装置。
24. said substantially closed dielectric foil is in the form of a substantially hermetic enclosure, at least one interface of said enclosure being flexible and said dielectric foil being in the form of a substantially airtight enclosure; Claim 2, characterized in that it has a shape extending along the main surface of the material and has means for partially evacuating said airtight enclosure.
The device according to item 2.

25 前記の実質的に気密性の包囲体が、ホイル
から作られたパツク体であつて、このパツク体の
中には前記の誘電性材料が密封されることを特徴
とする請求の範囲第24項に記載の装置。
25. Claim 24, characterized in that said substantially airtight enclosure is a pack made of foil within which said dielectric material is sealed. Equipment described in Section.

26 前記の実質的に気密性の包囲体が、孔のあ
いた回転性ドラムを包含し、このドラムの中に吸
込用空間を設け、そして前記の実質的に閉じた形
の誘電性ホイルが無端ベルトの形のものであるこ
とを特徴とする請求の範囲第24項に記載の装
置。
26. Said substantially gas-tight enclosure includes a perforated rotatable drum, providing a suction space within said drum, and said substantially closed dielectric foil comprises an endless belt. 25. Device according to claim 24, characterized in that it is of the form.

明細書 本発明は、開放構造または多孔性(porous)
構造を有する誘電性材料からエレクトレツトのフ
イルター用濾材を連続的に製造する方法におい
て、誘電性材料のウエブを、実質的に閉じた形
(すなわち無空〓性の)の誘電性ホイル(foil)
と共にコロナ放電装置に送給し、この送給は前記
のホイルを該ウエブの少くとも1つの主面と隣接
させて行い、前記の誘電性材料のウエブの厚みを
薄くし、厚みの薄くなつた誘電性材料のウエブに
コロナ放電手段によつて帯電処理を行うことを特
徴とする前記フイルター用濾材の製造方法に関す
る。本発明はまた、該製法を実施するための装置
にも関する。
Description The present invention has an open structure or a porous structure.
In a method for continuously manufacturing electret filter media from a structured dielectric material, a web of dielectric material is formed into a substantially closed (i.e. void-free) dielectric foil.
and feeding the foil into a corona discharge device with said foil adjacent to at least one major surface of said web to reduce the thickness of said web of dielectric material so that said web of dielectric material has a reduced thickness. The present invention relates to a method for manufacturing a filter medium for a filter, characterized in that a web of dielectric material is charged with a corona discharge means. The invention also relates to an apparatus for carrying out the method.

前記の方法と多少似ているが、回分的に高温下
で行われるエレクトレツトフイルター用濾材の製
法が、米国特許第4308223号明細書に記載されて
いる。
A process for producing filter media for electret filters, which is somewhat similar to the above process but is carried out batchwise at high temperatures, is described in US Pat. No. 4,308,223.

この公知方法では、410g/m2という比較的重
い標準重量(basis weight)を有する厚み2mmの
ポリプロピレン繊維製のフイルターウエブ(すな
わち、ウエブの形の濾材)に帯電処理を行うので
ある。この帯電処理は2つの作用効果を有し、そ
の1つは双極子の配向であり、他の1つは繊維中
への電荷の注入(implantation)である。最適の
双極子配向を得るために帯電処理は高温(120℃)
において実施し、したがつてこの処理は非常に長
い時間を要し、すなわち15分間を要する。この帯
電処理は次の如く実施し、すなわち、この繊維マ
ツトを2つの電極の間に挿入し、このうちの1つ
の電極に多数のコロナ点を設け、これらのコロナ
点を高圧AC電源に接続する。他の電極は接地し、
かつ、誘電性ホイルで覆うが、その目的は、コロ
ナによつて生じたイオンがアース板に流れるのを
防止するためである。負のCO3イオンを放出させ
るために、負のコロナ電圧を用いる。フイルター
用濾材の帯電処理の均質性を一層改善するため
に、コロナ点を、上部電極上において相互に近接
して位置させる。これらの点から生じたコロナは
互いに対向し、或限られた距離(約2〜3ミリメ
ートル)にわたつてコロナ効果を与える。これら
のコロナ点は、帯電処理すべきフイルター材料
(すなわち前記フイルター用濾材、またはその製
造原料)から少し上方の場所または該フイルター
材料の中に設置する。高いコロナ電圧は使用でき
ない。なぜならばこのような高電圧は、上記の位
置から接地電極に飛ぶスパークの原因となるから
である。前記のコロナ点がフイルター材料の方に
向かつて押圧された場合には、このスパーク発生
のおそれが一層大きくなる。このスパークは回路
短絡の原因となり、この短絡によつてホイルおよ
びフイルター材料の両者に穴があくことがある。
さらに、ホイル中の前記穴の巾が大きくなつてホ
イルが使用不能になることもある。フイルター材
料中の穴は、ダスト粒子を許容度以上に通過させ
る通路になるので、この穴は好ましくない。
In this known method, a filter web (ie a filter medium in the form of a web) made of polypropylene fibers with a thickness of 2 mm and a relatively heavy basis weight of 410 g/m 2 is subjected to an electrostatic treatment. This charging process has two effects, one of which is the orientation of the dipoles and the other is the implantation of charge into the fiber. The charging process is carried out at high temperature (120℃) to obtain the optimal dipole orientation.
This process therefore takes a very long time, ie 15 minutes. This charging process is carried out as follows: the fiber mat is inserted between two electrodes, one of the electrodes is provided with a number of corona points, and these corona points are connected to a high voltage AC power source. . The other electrode is grounded,
It is also covered with dielectric foil, the purpose of which is to prevent ions generated by the corona from flowing to the ground plate. A negative corona voltage is used to release negative CO3 ions. In order to further improve the homogeneity of the charging process of the filter medium, the corona points are located close to each other on the upper electrode. The coronas originating from these points are opposite each other and give a corona effect over a limited distance (approximately 2-3 millimeters). These corona points are placed at a location slightly above or within the filter material to be electrostatically charged (i.e., the filter medium for the filter, or the raw material for its manufacture). High corona voltage cannot be used. This is because such high voltages cause sparks to fly from the above locations to the ground electrode. This risk of sparking is even greater if the corona spots are pushed towards the filter material. This spark can cause a short circuit that can puncture both the foil and filter material.
Additionally, the width of the holes in the foil may become so large that the foil becomes unusable. Holes in the filter material are undesirable because they provide passageways for dust particles to pass through in an unacceptable manner.

前記のコロナ点および上部電極には高電圧がか
かるから、前記の部材配置態様は安全性の立場か
らみて好ましくない。さらに、フイルター材料を
下部電極上にねじ係合によつて取次けるので該フ
イルター材料の一部は無変化状態(未帯電状態)
のまま残り、しかがつてその部分は廃棄しなけれ
ばならないという欠点もある。
Since a high voltage is applied to the corona point and the upper electrode, the above member arrangement is not preferred from a safety standpoint. Furthermore, since the filter material is placed on the lower electrode by screw engagement, a portion of the filter material remains unchanged (uncharged state).
It also has the disadvantage that the parts remain intact and must be discarded.

また、米国特許第4308223号明細書中の第表
の濾材の粒子透過量(peneration)のデータから
明らかなように、前記の帯電処理はその効果がい
つも一定ではなく、毎回多少異なるのである。こ
の透過量のデーターばらつきは1.3mgから7mgの
範囲にわたる。
Furthermore, as is clear from the data on the particle penetration of the filter media in Table 1 in US Pat. No. 4,308,223, the effect of the above-mentioned charging treatment is not always constant and varies somewhat each time. The data dispersion of this permeation amount ranges from 1.3 mg to 7 mg.

(粒子透過量や透過率については後で説明す
る)。これは多分、フイルター材料の帯電処理が
不均質に行われ、該フイルター材料の一部は最適
帯電状態にならなかつたためであろうと思われ
る。
(Particle permeation amount and transmittance will be explained later). This is probably because the charging process of the filter material was performed non-uniformly, and some of the filter material did not reach the optimal charging state.

米国特許第4375718号明細書には、静電気に帯
電したフイルター用濾材を室温において連続的に
製造する方法が開示されている。この方法では、
非電導性の熱可塑性繊維の各面に多少電導性のウ
エブを接触させることによつて複合ウエブを形成
させる。次いでこの複合ウエブに、コロナ放電手
段によつて帯電処理するが、この帯電処理は該複
合ウエブの各対向面に、互いに反対の極性の電荷
をそれぞれ与えることからなるものである。
US Pat. No. 4,375,718 discloses a method for continuously producing an electrostatically charged filter medium at room temperature. in this way,
A composite web is formed by contacting each side of non-conductive thermoplastic fibers with a somewhat conductive web. The composite web is then charged by a corona discharge means, and this charging treatment consists of applying charges of opposite polarity to each opposing surface of the composite web.

本発明は、従来の技術に従つて製造されたフイ
ルター用濾材よりもすぐれた濾過性能(換言すれ
ば粒子捕集性能)を示すエレクトレツトフイルタ
ーまたは静電フイルター用濾材を連結的に製造す
る方法に関するものである。実質的に閉じた形の
担持用誘電性ホイルを使用することによつて、帯
電処理の実施時の電気的破損またはスパーク発生
が充分防止できるので、このホイルの使用が有利
であることが今回見出された。
The present invention relates to a method for manufacturing a filter medium for an electric filter or an electrostatic filter that exhibits superior filtration performance (in other words, particle collection performance) to filter media for filters manufactured according to the prior art. It is something. It has now been found that the use of a supporting dielectric foil in a substantially closed form is advantageous since this substantially prevents electrical damage or sparking during the charging process. Served.

本発明方法は連続操作に非常に適した方法であ
る。
The method of the invention is highly suitable for continuous operation.

電荷射出が非常に強く行われるので、永久双極
子の配向操作は不必要であり、本方法は極性基を
有しない誘電性材料を用いて開始できる。これ
は、極性基を有する誘電性材料よりも絶縁抵抗が
はるかに高く、したがつて射出電荷の長期間安定
性がかなり大きく改善される。さらに、本発明方
法は室温において実施できるものである。
Since the charge injection is so strong that permanent dipole alignment operations are unnecessary, the method can be started with dielectric materials without polar groups. This has a much higher insulation resistance than dielectric materials with polar groups, and therefore the long-term stability of the ejected charge is considerably improved. Furthermore, the method of the invention can be carried out at room temperature.

電荷射出は、細いタングステン線等で発生させ
たコロナによつて行うのが好ましい。正または負
のコロナが使用できるけれども、帯電処理はこの
2種のコロナを用いて行うのが便利であり、すな
わち、前記の誘電性材料と誘電性ホイルとの組合
わせ体の片面を正の電荷に帯電させ、反対側の面
を負の電荷に帯電させるのがよい。この態様の場
合には、1つのコロナが電荷射出を行い、他のコ
ロナはカウンター電極として働くのである。この
態様の長所は、誘電性ホイルおよび/または帯電
処理すべき誘電性材料の大破損事故発生の危険が
非常に少ないことである。なぜならば、金属製カ
ウンター電極の代りにコロナの1つが、すなわち
空気イオンのプラズマがカウンター電極として働
くからである。このプラズマ型のカウンター電極
上を前記の誘電性ホイルが、摩擦なしに速やかに
進行できる。このことは、連続的帯電処理操作に
おいて非常に有利なことである。
Charge injection is preferably performed by a corona generated by a thin tungsten wire or the like. Although positive or negative coronas can be used, the charging process is conveniently carried out with two types of corona, i.e. one side of the dielectric material and dielectric foil combination is positively charged. It is best to charge the other side with a negative charge and charge the opposite side with a negative charge. In this embodiment, one corona performs the charge injection and the other corona acts as a counter electrode. The advantage of this embodiment is that there is very little risk of catastrophic damage to the dielectric foil and/or the dielectric material to be charged. This is because instead of a metal counter-electrode, one of the coronas, ie a plasma of air ions, acts as a counter-electrode. The dielectric foil can move quickly over this plasma-type counter electrode without friction. This is very advantageous in continuous charging operations.

極端に重く、および/または極端に厚いフイル
ターウエブは充分に帯電させることができないの
で、微細ダスト粒子の透過率の低い帯電フイルタ
ーウエブを得ることができない。したがつて、複
数の層を別々に帯電処理し、これらを重ね合わせ
てエレクトレツトフイルター用ウエブを作るのが
有利である。なお、前記の多層構造は、その中の
各層を針で互いに縫い合わせるかまたは相互に溶
着(加熱接着)することによつて消失させること
ができ、すなわち一体化構造体が形成できる。
An extremely heavy and/or extremely thick filter web cannot be sufficiently charged, so that a charged filter web with low transmission of fine dust particles cannot be obtained. It is therefore advantageous to separately charge a plurality of layers and to stack them together to form an electric filter web. It should be noted that the multilayer structure described above can be eliminated by stitching the layers together with a needle or by welding them together (heat bonding), ie, an integrated structure can be formed.

帯電処理実施時に前記誘電性材料の厚みを薄く
することによつて、該誘電性材料の帯電処理効果
が非常に良くなる。帯電処理の前に該誘電性材料
を圧縮することによつて該誘電性材料の厚みを永
久的に薄くしておくことも可能である。この場合
には、この厚みはもはや回復しない。開放構造の
誘電性材料から成形物品を作るときに、前記の永
久圧縮を行うことができる。前記の誘電性材料を
その長手方向および/または横巾方向に伸長させ
ることによつて、その厚みを薄くすることも可能
である。弾性変形し得る誘電性材料、たとえばフ
オーム(foam)の形の誘電性材料の場合には、
上記の伸長方法が特に有利である。帯電処理のと
きだけ一時的に伸長させることは、該材料の単位
面積当りの重量(area weight)が減少するとい
う付加的な効果をも奏するものである。
By reducing the thickness of the dielectric material during the charging process, the effect of the charging process on the dielectric material is greatly improved. It is also possible to permanently reduce the thickness of the dielectric material by compressing it prior to charging. In this case, this thickness is no longer restored. The permanent compression described above can be carried out when forming molded articles from open structure dielectric materials. It is also possible to reduce the thickness by stretching the dielectric material in its longitudinal and/or transverse direction. In the case of dielectric materials that can be elastically deformed, e.g. in the form of a foam,
The stretching method described above is particularly advantageous. Temporary stretching only during the charging process has the additional effect of reducing the area weight of the material.

前記の誘電性材料上に開放型構造を有するガー
ゼまた網を置き、このガーゼをローラーで動かし
て当該ウエブを圧することによつて、該誘電性材
料の厚みを薄くすることができる。また、誘電性
材料のウエブの最上部に、実質的に閉じた形のホ
イルを置き、このホイルに空気力の高圧を加える
ことによつて、該誘電性材料を圧縮することもで
きる。
The thickness of the dielectric material can be reduced by placing a gauze or mesh having an open structure on the dielectric material and moving the gauze with a roller to compress the web. The dielectric material can also be compressed by placing a substantially closed foil on top of the web of dielectric material and applying high air pressure to the foil.

前記の誘電性材料を実質的に気密性の空間の中
に置き、この空間の境界面の少なくとも1つは可
撓性のものであつて、該誘電性材料の厚みの方向
に対して直角の方向に存在し、この密閉空間内を
減圧する(部分真空状態にする)ことによつて、
該誘電性材料の厚みを減少させるのが好ましい。
前記の気密性空間は、開放型構造を有する前記誘
電性材料に隣接して存在する実質的に閉じた形の
誘電性ホイルから構成された包囲体(envelope)
で包囲されたものであつてよい。
The dielectric material is placed in a substantially gas-tight space, at least one of the interfaces of the space being flexible and at right angles to the thickness direction of the dielectric material. By reducing the pressure in this closed space (creating a partial vacuum state),
Preferably, the thickness of the dielectric material is reduced.
Said hermetic space is an envelope comprised of a substantially closed dielectric foil lying adjacent to said dielectric material having an open structure.
It may be surrounded by

意外にも、前記の部分真空下の帯電処理の結果
は、他の圧縮方法による圧縮下の帯電処理の結果
よりも一層良好であることが見出された〔帯電処
理の結果の良否は、フイルターの粒子透過率のデ
ーター(後記参照)で判定され得る〕。さらに、
この“真空法”では厚みをかなり大きく減少させ
ることができる(たとえば、元の厚みの1/5また
はそれ以下の厚みにすることができる)ので非常
に便利である。
Surprisingly, it has been found that the results of the charging process under partial vacuum described above are even better than those of charging processes under compression using other compression methods. [can be determined using particle transmittance data (see below)]. moreover,
This "vacuum method" is very convenient because it allows for a fairly large reduction in thickness (for example, down to 1/5 or less of the original thickness).

レスピレーター等では、曲面を有する誘電性フ
イルター材料が使用されるが、このような曲面を
有する誘電性フイルター材料に帯電処理を行う場
合には、最初に誘電性材料を予備成形し
(preshape)、次いでこれに本発明に従つて帯電
処理を、たとえば部分真空条件下に行うことがで
きる。この予備成形は一般に高温かつ加圧下に実
施できる。前もつて帯電処理されたフイルターウ
エブでは、当該成形操作のときに若干量の電荷を
失うことがあり得る。この電荷喪失は、成形操作
実施後に帯電処理を行うことによつて避けること
ができる。
Dielectric filter materials with curved surfaces are used in respirators, etc., but when performing charging treatment on dielectric filter materials with such curved surfaces, the dielectric material is first preshaped, and then According to the invention, this can be subjected to a charging treatment, for example under partial vacuum conditions. This preforming can generally be carried out at high temperatures and under pressure. Pre-charged filter webs may lose some amount of charge during the forming operation. This loss of charge can be avoided by carrying out a charging process after the molding operation has been carried out.

容易に理解されるように誘電性材料の帯電処理
は、それに近接して使用される実質的に閉じた形
の隔離ホイル(separating foir)の同時帯電を
伴うものである。複数個の誘電性材料を順々に帯
電処理するときに、同一の隔離ホイルを何回も反
覆使用する場合には、各回の帯電処理の後に該ホ
イルを放電させることによつて、これらの誘電性
材料の帯電処理効果がかなり改善できるのであ
る。
As will be readily understood, charging a dielectric material involves the simultaneous charging of a substantially closed separating foil used in close proximity thereto. If the same isolating foil is used many times when charging multiple dielectric materials in sequence, these dielectric materials can be removed by discharging the foil after each charging process. Therefore, the charging effect of the electrostatic material can be considerably improved.

意外にも、前記の誘電性材料の帯電処理に使用
される前の隔離ホイルを帯電処理し、しかしてこ
のホイルの帯電処理を、前記誘電性材料の帯電処
理の際の極性とは反対の極性において行うことに
よつて、該誘電性材料の帯電処理効果がさらに改
善できることが見出された。
Surprisingly, the isolating foil before being used in the charging of said dielectric material is charged, and the charging of said foil is then carried out to a polarity opposite to that during the charging of said dielectric material. It has been found that the charging effect of the dielectric material can be further improved by carrying out this treatment.

さらにまた、前記誘電性材料の帯電処理の際の
極性とは反対の極性を有する電荷に、該誘電性材
料を予じめ暴露しておくという予備操作を行つた
場合には、該誘電性材料が一層よく双極的に
(bipolarly)帯電することも見出された。
Furthermore, if a preliminary operation is performed in which the dielectric material is previously exposed to a charge having a polarity opposite to the polarity during the charging treatment of the dielectric material, the dielectric material It was also found that the ions were more likely to charge bipolarly.

さらにまた、前記誘電性材料に最終帯電処理を
行う前に、これにACコロナを作用させた場合に
は、この誘電性材料の双極性帯電効果が一層よく
なることも見出された。さらに、実質的に気密性
の空間の中で低圧下または高圧下に帯電処理され
たフイルター材料は、完全に双極性帯電物質であ
るように思はわれる。
Furthermore, it has also been found that when the dielectric material is subjected to an AC corona before being subjected to the final charging treatment, the bipolar charging effect of the dielectric material is further improved. Furthermore, filter materials that are charged under low pressure or high pressure in a substantially gas-tight space appear to be fully bipolar charged materials.

誘電性材料のウエブの極性は、“Monroe
Isoprobe Electrostatic Voltmeter”の如き非接
触型測定器(probe)を用いて当該ウエブの表面
電位を読取ることによつて測定できる。双極性帯
電ウエブでは、互いに符号が異なる電荷が同じ濃
度で存在するために各電荷の極性がほとんど完全
に相互に打消し合うので、この場合の当該計器の
指針は実質的に0値を指すであろう。
The polarity of the web of dielectric material is determined by the “Monroe
It can be measured by reading the surface potential of the web using a non-contact measuring device (probe) such as "Isoprobe Electrostatic Voltmeter".In a bipolar charged web, charges with different signs exist at the same concentration. Since the polarity of each charge almost completely cancels each other out, the instrument's pointer in this case will point to a substantially zero value.

この誘電性フイルター材料の双極帯電性は良好
であるから、フイルターで捕集すべき帯電粒子の
極性は重要ではなく、しかも、フイルター中に形
成された強い不均質電場によつて、非帯電粒子も
効果的に捕集できる。
Since this dielectric filter material has good bipolar charging properties, the polarity of the charged particles to be collected by the filter is not important; moreover, the strong heterogeneous electric field formed in the filter can also collect uncharged particles. Can be collected effectively.

フイルターの効率を高めるために、前記の誘電
性フイルター材料は非常に細い繊維からなるもの
であることが好ましい。
In order to increase the efficiency of the filter, the dielectric filter material preferably consists of very fine fibers.

本発明はまた、エレクトレツトフイルター用ウ
エブを連続的に製造する装置にも関する。この装
置の一具体例について述べれば、これはコロナ装
置を有し、そのコロナ領域の中へと、実質的に閉
じた形の誘電性ホイルが、コロナ電場に対して直
角の方向にのびた形で存在する。この装置の特徴
は、前記の誘電性ホイルが無端ベルトの一部を構
成し、この無端ベルトは回転ローラーによつて案
内され、前記のコロナ装置が少なくとも1つの正
のコロナおよび負のコロナを発生し、このコロナ
は前記ベルト中の前記ホイルの部分に作用し、こ
のコロナの作用域の中を、ベルト上に乗つた前記
誘電性材料が進行し、すなわちこの誘電性材料が
これらのコロナの間を進行するように構成したこ
とである。
The invention also relates to an apparatus for continuously producing webs for electric filters. One embodiment of this device includes a corona device into which a substantially closed dielectric foil extends in a direction perpendicular to the corona electric field. exist. The device is characterized in that said dielectric foil forms part of an endless belt, said endless belt is guided by rotating rollers, and said corona device generates at least one positive corona and one negative corona. However, this corona acts on the portion of the foil in the belt, and within the area of action of this corona the dielectric material resting on the belt travels, i.e. the dielectric material travels between these coronas. It is structured so that the process progresses.

本発明装置の別の具体例について述べると、こ
の具体例ではアース付の金属製電極をコロナに対
向して配置する。この電極は金属製回転ローラー
またはベルトからなる。このローラーの周縁部ま
たは前記ベルトの片面(すなわち、コロナに対向
する片面)に前記の誘導性ホイルを配置する。前
記の誘電性材料は前記誘電性ホイル上に乗つて進
行しコロナの中を通過する。この誘電性ホイル
は、前記のローラーまたはベルトの表面に、カバ
ー材として接着させることも可能である。
Another specific example of the device of the present invention will be described. In this specific example, a grounded metal electrode is placed facing the corona. This electrode consists of a rotating metal roller or belt. The inductive foil is placed on the periphery of this roller or on one side of the belt (ie the side facing the corona). The dielectric material travels over the dielectric foil and passes through the corona. The dielectric foil can also be adhered to the surface of the roller or belt as a covering material.

容易に理解されるように、前記の誘電性材料を
前記の誘電性ホイルと金属製ローラーまたはベル
トとの間に入れて進行させることもできる。この
場合には、このホイルを前記のローラーまたはベ
ルトの方に向かつて押圧し、これによつて前記の
誘電性材料を圧縮することも可能である。
As will be readily understood, the dielectric material can also be run between the dielectric foil and a metal roller or belt. In this case, it is also possible to press the foil towards the roller or belt, thereby compressing the dielectric material.

本発明はまた、開放型構造を有する誘電性材料
から多数のエレクトレツトフイルター用ウエブを
連続的に製造する装置にも関する。この製造装置
はコロナ装置を有し、そのコロナ区域の中に、実
質的に閉じた形の誘電性ホイルが主としてコロナ
電場に対して直角の方向にのびている。この製造
装置の特徴は、その中にホイル、および帯電処理
すべき誘電性材料の送給装置を組込んであり、こ
の送給装置の次に真空パツク体形成装置があつ
て、これによつて前記のホイルと誘電性材料とが
真空パツク体(排気されたパツク体)に加工さ
れ、コロナ装置が圧および負のコロナを生成し、
このコロナの中を前記の真空パツク体が進行する
ように構成したことである。
The invention also relates to an apparatus for continuously producing a large number of electric filter webs from dielectric material having an open structure. The production apparatus has a corona device in which a substantially closed-shaped dielectric foil extends primarily in a direction perpendicular to the corona electric field. The feature of this manufacturing equipment is that it incorporates a feeding device for the foil and the dielectric material to be charged, and next to this feeding device is a vacuum pack forming device. said foil and dielectric material are processed into a vacuum pack (evacuated pack), a corona device generates pressure and a negative corona;
The structure is such that the vacuum pack body advances through this corona.

本発明のさらに別の具体例について説明する。
この製造装置の特徴は、電極が回転可能ドラムの
形のものであつて、その筒型周壁に孔を設け、ブ
ロツキングホイルを該ドラムの筒型外面から或距
離だけ離れた区域内に案内して該区域内を進行さ
せ、このホイルと前記の外面との間の空間の中に
前記の誘電性材料を送給してそこを通過させ、こ
の送給用空間に向かつて開口しているドラムの前
記の孔を介して該送給用空間内を排気することに
よつて前記ホイルをドラムの方に引付けるように
構成したことである。
Another specific example of the present invention will be described.
A feature of this manufacturing device is that the electrode is in the form of a rotatable drum, the cylindrical circumferential wall of which is provided with holes, and the blocking foil is guided into an area at a distance from the cylindrical outer surface of the drum. and advancing the dielectric material into and through the space between the foil and the outer surface and opening towards the delivery space. The foil is drawn toward the drum by evacuating the feeding space through the holes in the drum.

このホイルは、回転可能ローラーによつて案内
されて進む無端ベルトの形のものであることが好
ましい。
This foil is preferably in the form of an endless belt guided by rotatable rollers.

本発明のさらに別の具体例について説明する。
この具体例の特徴は、該電性材料を送給するため
の前記送給用空間の方に向かつて開口したドラム
壁部の前記の孔の内部に対向したドラム内の区域
に静止体を配置し、この静止体はドラムの軸方向
に2つの封止面を有し、この封止面はドラムの内
側の孔(前記の送給用空間の方に向かつて開口し
ている孔)のうちの最も外側の孔と密着してお
り、これらの封止面の間に存在しそして前記の孔
(すなわち送給用空間の方に向かつて開口してい
る孔)に対向した静止体の表面と、ドラムの壁部
との間には空間があり、この空間に吸込用導管を
接続して、該空間を吸込用閉鎖空間として利用で
きるようにしたことである。
Another specific example of the present invention will be described.
A feature of this embodiment is that a stationary body is arranged in an area inside the drum opposite to the inside of said hole in the drum wall which is open towards said feeding space for feeding said electrically conductive material. However, this stationary body has two sealing surfaces in the axial direction of the drum, and these sealing surfaces are one of the holes inside the drum (the holes that open toward the feeding space). a surface of the stationary body that is in close contact with the outermost hole of the body, exists between these sealing surfaces, and faces said hole (i.e., a hole that is once open towards the feeding space); There is a space between the drum and the wall of the drum, and a suction conduit is connected to this space so that the space can be used as a closed space for suction.

添附図面について説明する。 The attached drawings will be explained.

第1図は、本発明に従つて誘電性材料に帯電処
理を行う装置の一具体例の略式説明図である。
FIG. 1 is a schematic illustration of a specific example of an apparatus for charging a dielectric material according to the present invention.

第2図は、本発明方法を連続的に実施するとき
に使用できる装置の一例の略式説明図である。
FIG. 2 is a schematic illustration of an example of an apparatus that can be used when carrying out the method of the invention continuously.

第3図は、第2図記載の装置の一変改例の略式
説明図である。
FIG. 3 is a schematic illustration of a modified example of the apparatus shown in FIG.

第4図は、本発明方法を連続的に実施するとき
に使用できる装置の別の具体例の略式説明図であ
る。
FIG. 4 is a schematic illustration of another embodiment of an apparatus that can be used in continuously carrying out the method of the invention.

第5図は、本発明方法を連続的に実施するとき
に使用できる装置のさらに別の具体例の略式説明
図である。
FIG. 5 is a schematic illustration of yet another embodiment of an apparatus that can be used when carrying out the method of the invention continuously.

第6図は、本発明方法を連続的に実施するた
め、別の具体例を示す。
FIG. 6 shows another embodiment for carrying out the method of the invention continuously.

第7図は、本発明に係るエレクトレツトフイル
ター用マツトにおける粒子透過率(いわゆる粒子
のフイルター内透過率)と、該マツトを構成する
層(別々に帯電処理したもの)の数との関係を示
すグラフである。
FIG. 7 shows the relationship between the particle transmittance (so-called in-filter transmittance of particles) in the mat for an electric filter according to the present invention and the number of layers (separately charged layers) constituting the mat. It is a graph.

第8図は、別々になつた4枚の層を帯電処理す
るときに用いられた圧力(高圧ないし低圧)と、
該層の粒子透過率との関係を示すグラフである。
Figure 8 shows the pressure (high pressure to low pressure) used when charging the four separate layers;
It is a graph showing the relationship between the layer and the particle permeability.

次に、本発明に従つて誘電性繊維材料から作ら
れたエレクトレツトフイルター用濾材について説
明する。
Next, a filter medium for an electric filter made from a dielectric fiber material according to the present invention will be described.

しかしながら、他の開放型構造を有する誘電性
材料〔たとえば誘電性フオーム(foam)、多孔性
半透膜、粉末焼結体(sintered powder)等〕も
また同様に本発明に従つて帯電処理を行うことが
でき、同様な効果が得られる。帯電処理された前
記材料を濾過以外の目的に使用することも勿論可
能である。
However, dielectric materials with other open structures (e.g., dielectric foams, porous semipermeable membranes, sintered powders, etc.) may also be electrostatically treated in accordance with the present invention. You can achieve the same effect. Of course, it is also possible to use the charged material for purposes other than filtration.

前記の繊維は、細繊維(目のこまかい繊維)お
よび/またはあら繊維(目のあらい繊維)であつ
てよく、そして丸形、裂糸状、角形、中空状等の
任意の形態を有するものであつてよい。また、ス
テープル繊維(短繊維)、不織繊維、スパン繊維、
溶融吹込紡糸繊維、溶剤中吹込紡糸繊維、噴霧紡
糸繊維も使用でき、これらの繊維を複数種含む混
合繊維も使用できる。さらにまた、この誘電性フ
イルター材料は種々の層からなるものであつても
よく、たとえば、1枚のあら繊維の層と1枚の細
繊維の層とからなるものであつてよい。もし所望
ならば、これらの層の原料として数種の誘電性材
料を使用することも可能である。
The fibers may be fine fibers (fine fibers) and/or coarse fibers (coarse fibers), and may have any shape such as round, filamentous, square, hollow, etc. It's fine. In addition, staple fibers (short fibers), nonwoven fibers, spun fibers,
Melt-blown spun fibers, solvent-blown spun fibers, and spray-spun fibers can also be used, and mixed fibers containing multiple types of these fibers can also be used. Furthermore, the dielectric filter material may consist of various layers, for example, one layer of coarse fibers and one layer of fine fibers. If desired, it is also possible to use several dielectric materials as raw materials for these layers.

現在のフイルター設計の傾向として、粗大ダス
トのみならず微細ダストをも捕集できるものを作
ることに重点が置かれている。このことは空調系
機器および人体保護(公害防止)用機器の両者に
おいて重要である。
Current trends in filter design are focused on creating filters that can capture not only coarse dust but also fine dust. This is important in both air conditioning equipment and equipment for protecting the human body (pollution prevention).

なぜならば、直径1ミクロメートル以下の微粒
子が最も危険であるからである。このような粒子
は人が吸込み易く、かつしばしば重金属を含んで
いる。さらに、小形電子部品を作る部屋である無
塵室(清浄室)、および病院内の治療室等は微細
ダストをも除去しなければならない。さらにま
た、多くの製造工場では非常に細ダストが生じ、
また、大気中のダストも直径1ミクロン以下の微
細粒子を多数含んでおり、そしてこれらが健康に
有害である場合も少なくない。
This is because particles with a diameter of 1 micrometer or less are the most dangerous. Such particles are easily inhaled by humans and often contain heavy metals. Furthermore, fine dust must also be removed from dust-free rooms (clean rooms), which are rooms where small electronic components are made, and from treatment rooms in hospitals. Additionally, many manufacturing plants produce very fine dust;
Dust in the atmosphere also contains many fine particles with a diameter of 1 micron or less, and these are often harmful to health.

慣用繊維質フイルターにおいて、この繊維が非
常に目の細かいものである場合のみ、微細ダスト
が効果的に捕集できる。このような繊維に静電荷
帯電処理を行うことによつて、微細粒子捕集効率
が大巾に改善できる。この原理に基いて作られた
エレクトレツトフイルターは、たとえばオランダ
特許第160303号および米国特許(再発行)第
30782号明細書に記載されている。
In conventional fibrous filters, fine dust can only be effectively captured if the fibers are very fine. By subjecting such fibers to electrostatic charging treatment, the fine particle collection efficiency can be greatly improved. Electret filters made on this principle are known, for example, from Dutch Patent No. 160303 and US Patent (Reissue) No.
It is described in the specification of No. 30782.

開放型構造または多孔性構造を有する誘電性材
料(特に繊維)に永久的静電荷帯電処理を行うた
めの従来の処理方法には、不所望の誘電性破壊が
生ずることがあるという重大な欠点があつた。オ
ランダ特許第160303号および米国特許(再発行)
第30782号明細書には、閉じた形の誘電性ホイル
を使用してこれを最初に長手方向に伸長し、次い
でこのホイルを帯電させ、其後にこれにフイブリ
レーシヨン処理(繊維枝状化処理)を行つて繊維
とすることによつて、前記の破壊を避けることが
できる旨が開示されている。
Conventional processing methods for permanently electrostatically charging dielectric materials (especially fibers) with open or porous structures have the important drawback that undesired dielectric breakdown may occur. It was hot. Dutch Patent No. 160303 and US Patent (Reissue)
No. 30782 discloses the use of a closed dielectric foil that is first longitudinally stretched, then electrically charged and then fibrillated. It is disclosed that the above-mentioned destruction can be avoided by subjecting the fibers to fibers.

若干の利用分野では、静電荷帯電繊維が細繊維
である必要はない。オランダ特許第160303号およ
び米国特許(再発行)第30782号明細書に記載さ
れたエレクトレツトフイルター用繊維は、比較的
あらい繊維である。なぜならば、これはスプリツ
ト繊維(10×40ミクロメートル)から構成された
ものであるからである。この繊維は多くの電荷を
担持できるけれども、これは非常に細かいダスト
によつて劣化し易い。したがつて、長期間使用さ
れるような用途(たとえば空調系用フイルター)
には、上記の繊維は決して非常に有用なものでは
ない。
For some applications, it is not necessary that the electrostatically charged fibers be fine fibers. The electret filter fibers described in Dutch Patent No. 160,303 and US Pat. No. 30,782 are relatively coarse fibers. This is because it is composed of split fibers (10 x 40 micrometers). Although this fiber can carry a lot of charge, it is susceptible to degradation by very fine dust. Therefore, applications that are used for a long period of time (for example, filters for air conditioning systems)
The above mentioned fibers are by no means very useful.

本発明に従えば、ミクロフアイン繊維から作ら
れた繊維ウエブ(既製のウエブ)に帯電処理が実
施できる。
According to the present invention, a fibrous web (ready-made web) made from microfine fibers can be subjected to charging treatment.

ミクロフアイン繊維、その混合繊維ならびにス
テープル繊維の製法自体は公知であつて、たとえ
ば独国公開特許第2328015号、第2032072号、第
2620399号公報、米国特許第4230650号明細書、独
国公開特許第2940170号公報等に記載されている。
さらにまた、米国特許第3016072号および第
4118531号明細書、ならびにVan A.Wente、
“Superfine Thermoplastic Fibers”、Industrial
and Engineering Chemistry、Vol.48、p.1342
(1956)にも記載されている。
The manufacturing methods of microfine fibers, mixed fibers thereof, and staple fibers are known, for example, as disclosed in German Patent Publications Nos. 2328015, 2032072, and
It is described in Publication No. 2620399, US Patent No. 4230650, German Published Patent Application No. 2940170, etc.
Furthermore, U.S. Patent No. 3,016,072 and
4118531, and Van A. Wente,
“Superfine Thermoplastic Fibers”, Industrial
and Engineering Chemistry, Vol.48, p.1342
(1956).

第1図は、本発明方法の実施のために使用でき
る装置の一具体例の説明図である。
FIG. 1 is an illustration of a specific example of an apparatus that can be used to carry out the method of the invention.

この装置では、2つのコロナプラズマ1および
2がそれぞれプラスプラズマおよびマイナスプラ
ズマとして使用される。この2つのプラズマ1と
2との間に、帯電処理すべきフイルターマツト
(すなわち、マツト状フイルター材料)4を担持
した誘電性ホイル3を置く。誘電性ホイル3は実
質的に閉じた形のもの〔すなわち、空〓(ポア)
を有しないもの〕である。誘電性ホイル3は、陽
イオンおよび陰イオンをそれぞれ分離した状態で
保つバリヤーとして働き、換言すれば、これらの
イオンの中和を阻止するバリヤーとして働くもの
である。したがつてこのホイルは、隔離用ホイル
またはブロツキングホイルと称される。カウンタ
ー電極として、金属電極の代りにコロナを使用
し、すなわち空気イオンのプラズマを使用するこ
とによつて、隔離ホイルを介してのスパークによ
る破損の危険が防止できる。さらにまた、フイル
ターウエブとホイルとを組合わせたものをコロナ
の中を高速で進行させることができる。スパーク
による破損の危険がなく、しかも摩擦なしに進行
させることができるから、非常に薄い誘電性ホイ
ル(厚みはたとえば2ミクロメートル)の使用が
可能である。この場合には、薄いホイルを横切る
電圧損失が少ないので繊維マツトの帯電量が増加
する。
In this device, two corona plasmas 1 and 2 are used as plus plasma and minus plasma, respectively. A dielectric foil 3 carrying a filter mat (ie, mat-shaped filter material) 4 to be charged is placed between the two plasmas 1 and 2. The dielectric foil 3 is of substantially closed shape (i.e. pores).
]. The dielectric foil 3 acts as a barrier to keep the cations and anions separated, in other words to prevent neutralization of these ions. This foil is therefore referred to as an isolation foil or blocking foil. By using a corona instead of a metal electrode as the counterelectrode, ie a plasma of air ions, the risk of damage due to sparks through the isolation foil can be avoided. Furthermore, the filter web and foil combination can be advanced through the corona at high speed. It is possible to use very thin dielectric foils (for example 2 micrometers thick), since there is no risk of damage due to sparks and they can be advanced without friction. In this case, the amount of charge on the fiber mat increases because there is less voltage loss across the thin foil.

薄いホイルの使用は、薄い繊維フリースの帯電
処理の際に特に有利である。
The use of thin foils is particularly advantageous when charging thin fiber fleeces.

コロナプラズマ1および2は細いタングステン
線5および6によつて発生させる。タングステン
線5および6はそれぞれ、フイルターマツト4と
ホイル3との組合わせ体の上方および下方に配置
する。タングステン線5および6には、高圧電源
7および8から正電圧および負電圧(その値はた
とえば7KV)をそれぞれ印加する。フイルター
マツトの長手方向に対して直角の方向にタイグス
テン線を配列することによつて、該マツトに均質
に帯電させることができる。点状コロナを用いる
公知の帯電方法に比較して、コロナ発生用電線を
使用した場合には、この電線は破損し難く、汚染
され難く、かつスパーク侵蝕の程度が低いという
利益が得られる。さらに、この金属線は、良好な
帯電効果を有する幾何学形態に加工することが可
能である。このコロナ発生装置には2枚のアース
板9および10が付いているが、これは空気のイ
オン化を促進し、これによつて一層多くのイオン
を、電荷射出のために利用できる。さらに、アー
ス板9および10はこの電気装置の安全装置とし
ての役割も果す。
Corona plasmas 1 and 2 are generated by thin tungsten wires 5 and 6. Tungsten wires 5 and 6 are arranged above and below the filter mat 4 and foil 3 combination, respectively. A positive voltage and a negative voltage (the value of which is, for example, 7 KV) are applied to the tungsten wires 5 and 6 from high voltage power supplies 7 and 8, respectively. By arranging the tigsten wires in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the filter mat, the mat can be uniformly charged. Compared to known charging methods using dotted coronas, the advantage of using a corona generating wire is that the wire is less likely to break, is less susceptible to contamination, and has a lower degree of spark erosion. Furthermore, this metal wire can be processed into geometric forms with good charging effects. The corona generator is equipped with two ground plates 9 and 10, which promote ionization of the air, thereby making more ions available for charge injection. Furthermore, the earth plates 9 and 10 also serve as a safety device for this electrical device.

第1図記載の装置において、帯電処理すべき誘
電性材料および隔離ホイル3に対して目のあらい
誘電性ガーゼを機械的押圧手段によつて押しつけ
ることもできる。この目的のために、所定の位置
に取付けられたフレーム(図示せず)にホイル3
を張設し、前記のガーゼもまたフレーム(図示せ
ず)に張設し、このガーゼをホイル3の方向に押
しつけることができる。
In the apparatus shown in FIG. 1, it is also possible to press the open dielectric gauze against the dielectric material to be charged and the isolation foil 3 by means of mechanical pressing means. For this purpose, foil 3 is attached to a frame (not shown) mounted in place.
can be stretched, said gauze is also stretched on a frame (not shown) and this gauze can be pressed in the direction of the foil 3.

好ましくは、フイルター材料の帯電処理は連続
的に実施される。このフイルター材料がコロナ放
電装置の中に存在するときには、ローラー装置
(図示せず)によつて回転するガーゼによつて該
フイルター材料が常に押圧された状態に保たれる
ようにするのがよい。
Preferably, the charging treatment of the filter material is carried out continuously. When this filter material is present in the corona discharge device, it is advantageous to ensure that it is always kept pressed by the gauze, which is rotated by a roller arrangement (not shown).

この場合のコロナ帯電処理は速やかに行われ
(これは一般に1秒以内に完了するであろう)、し
かしてこの帯電処理は種々の温度において実施で
きるが、室温において行うのが好ましい。
The corona charging process in this case is rapid (it will generally be completed within 1 second) and can be carried out at various temperatures, but is preferably carried out at room temperature.

コロナ放電によつて誘電性材料に印加された電
荷は該材料中の構造欠陥部にエネルギー的に捕捉
され、換言すれば、トラツプ内に捕捉される。既
述の如く、トラツプ内に電荷を捕捉させる操作は
一般に室温において実施できる。誘電性材料が深
いトラツプの他に浅いトラツプをも有するもので
ある場合には、帯電処理を比較的高い温度におい
て実施するのが好ましい。なぜならば、高温が深
いトラツプ内への電荷の捕捉を促進し、浅いトラ
ツプは空のままで残るからである。
The charge applied to the dielectric material by the corona discharge is energetically trapped in structural defects in the material, or in other words, trapped in a trap. As mentioned above, trapping charges within the traps can generally be carried out at room temperature. If the dielectric material has shallow traps as well as deep traps, the charging process is preferably carried out at a relatively high temperature. This is because high temperatures promote the trapping of charge in deep traps, leaving shallow traps empty.

前記の電荷射出は非常に強力なものであるか
ら、フイルター材料中の永久双極子の配向のため
に考慮を払うことはもはや全く不必要であり、し
たがつてこの帯電処理は、極性基を有しない誘電
性材料を用いて開始できる。このような無極性材
料は極性材料よりも絶縁抵抗値が一層高いので、
長時間操作において帯電体中の電荷の安定度が非
常に良好である。
Said charge injection is so strong that it is no longer necessary at all to take account of the orientation of the permanent dipoles in the filter material, and this charging process therefore You can start with a non-dielectric material. Such non-polar materials have higher insulation resistance than polar materials, so
The stability of the charge in the charged body is very good during long-term operation.

若干の種類の誘電性材料が適当であることが見
出されたが、その例にはポリプロピレン、線状の
低密度ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロクロ
ロエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、
ポリエステル等のポリマーがあげられる。
Several types of dielectric materials have been found suitable, including polypropylene, linear low density polyethylene, polymethylpentene, polytetrafluoroethylene, polytrifluorochloroethylene, polystyrene, polycarbonate. ,
Examples include polymers such as polyester.

帯電操作実施中に誘電性材料をその層厚の方向
に圧縮することによつて、帯電が非常に具合よく
行われるようになる。この圧縮は実施可能であ
る。なぜならば、フイルター材料は多量の空気を
含有しており、たとえば繊維質フイルター材料で
はその繊維充填密度(繊維の体積/全体積)は一
般に数パーセントにすぎないからである。一般に
フイルター材料は、元の厚みの1/5またはそれ以
下の厚みになるまで圧縮できることが多い。
By compressing the dielectric material in the direction of its layer thickness during the charging operation, charging is carried out very conveniently. This compression is possible. This is because filter materials contain large amounts of air, and for example, in fibrous filter materials, the fiber packing density (volume of fibers/total volume) is generally only a few percent. In general, filter materials can often be compressed to a thickness that is one-fifth or less of its original thickness.

前記の圧縮は種々の方法で実施できる。第1番
目の方法は、目のあらいガーゼ等によつてフイル
ターマツトを機械的にブロツキングホイル上で圧
縮することである。第2番目の方法は、ホイルを
1枚でなく2枚使用して、フイルターマツトをそ
の間に入れて圧縮することである。この場合に
は、これらのホイルに高い空気圧をかけることに
よつてフイルターマツトが圧縮できる。次の如き
任意操作も実施でき、すなわち、フイルターマツ
トをたとえば高圧プレス内で圧縮すること(この
操作は、もし所望ならば高温において実施でき
る)によつて、あるいはフイルターマツトを高温
プレスローラー(カレンダー)で圧縮することに
よつて、フイルターマツトに永久的圧縮を行うこ
とができる。
The compression described above can be carried out in various ways. The first method is to mechanically compress the filter mat onto blocking foil, such as with open gauze. A second method is to use two foils instead of one and compress the filter mat between them. In this case, the filter mat can be compressed by applying high air pressure to these foils. Optional operations can also be carried out, for example by compressing the filter mat in a high-pressure press (this operation can be carried out at elevated temperatures if desired) or by pressing the filter mat against hot press rollers (calender). Permanent compression can be applied to the filter mat by compression.

また、フイルター材料をレスピレーターの如き
器具の形に成形する操作のときに、圧縮を行うこ
とも可能である。
It is also possible to perform compression during the operation of forming the filter material into a device such as a respirator.

前記のフイルターマツトまたは繊維フリースを
減圧下に圧縮したときに、特に良い結果が得られ
る。この場合には、このような繊維フリースを実
質的に気密性の密閉空間の中に入れる。しかして
この密閉空間は、当該誘電性材料の層厚の方向に
対して直角の方向の1またはそれ以上の境界面
(主面)が可撓性のものでいる。この空間内を減
圧することにより、その中の繊維フリースが圧縮
できる。この空間の前記境界面は、たとえば上部
ホイルおよび下部ホイルから構成されたものであ
つてよい。これらのホイルのうちの1つは、少な
くともその一部の区域が低空〓性のものであつて
よく、これによつて、この2つのホイルの間の空
間を或程度の低圧下に保つことができる。この低
空〓性は、隔離ホイルのブロツキング活性に全く
悪影響を与えない。あるいは、フイルターマツト
の辺縁部から空気を除去(吸引除去)することも
可能であつて、この場合には、隔離ホイルは多孔
性のものである必要はない。
Particularly good results are obtained when the filter mat or fiber fleece described above is compressed under reduced pressure. In this case, such a fiber fleece is placed in a substantially airtight enclosed space. The enclosed space of the lever is therefore flexible at one or more boundary surfaces (principal surfaces) in a direction perpendicular to the direction of the layer thickness of the dielectric material. By reducing the pressure within this space, the fiber fleece therein can be compressed. The bounding surface of this space may for example consist of an upper foil and a lower foil. One of these foils may be low-pressure in at least some areas, thereby keeping the space between the two foils under some degree of low pressure. can. This low density has no negative effect on the blocking activity of the isolation foil. Alternatively, it is also possible to remove the air (suction removal) from the edges of the filter mat, in which case the isolation foil need not be porous.

前記空間の境界面は、いわゆる吹込成形ホイル
(管状ホイル)によつて形成できる。この管状ホ
イルの中に前記フリースを完全に封入する。この
管状ホイルは、帯電操作実施中は隔離ホイルとし
ての役割を果すことができるものである。この吹
込成形管状ホイルの開放末端部から空気を吸出
す。もし必要ならば、この管状ホイルは、後の段
階において湿気や塵埃を防ぐためのパツク材すな
わち包装材として役立たせることもできる。
The boundaries of the space can be formed by so-called blow-molded foils (tubular foils). The fleece is completely encapsulated within this tubular foil. This tubular foil can serve as an isolation foil during the charging operation. Air is evacuated from the open end of the blow-molded tubular foil. If necessary, this tubular foil can also serve as a pack or wrapper to protect against moisture and dust at a later stage.

意外にも、層厚の減少度を同一とした場合に、
減圧下の帯電処理が、他の型の圧縮を行つた場合
よりも一層良い結果を与え、すなわち粒子透過率
の値が一層低くなることが見出された。
Surprisingly, when the degree of decrease in layer thickness is the same,
It has been found that charging under reduced pressure gives better results than other types of compression, ie lower particle permeability values.

本発明の大きい効果、特に、圧縮も行つたとき
に得られる非常に大きい効果を示す試験結果を後
記の表A、B、CおよびDに示す。この試験は英
国標準規格BS−400に記載の方法に従つて行われ
た。すなわち、NaClの水溶液の噴霧によつて生
じた塩化ナトリウム粒子の標準分散物の濾材透過
率に関する試験を行つた。
Test results are shown in Tables A, B, C and D below showing the great effects of the present invention, especially the very great effects obtained when compression is also applied. This test was carried out according to the method described in British Standard BS-400. That is, a test was conducted regarding the filter media permeability of a standard dispersion of sodium chloride particles produced by spraying an aqueous solution of NaCl.

エアロゾル濃度は水素炎中で測定した。空気流
の速度は20cm/秒であつた。
Aerosol concentrations were measured in a hydrogen flame. The airflow velocity was 20 cm/sec.

表中のQは、次式 Q=−1o(%P/100)/△P (1) によつて数学的に定義される値であつて、すなわ
ちこれは、フイルター用濾材の効果の大小を示す
値である。上式においてP(%)は透過率を表わ
し、△P(パスカル)は圧力低下度であり、1o
自然対数を表わす記号である。Qの値は常に正の
値であり、透過率の値が小さくなるにつれてQの
値は大きくなる。一方、圧力低下度が増大すると
Qの値は小さくなる。
Q in the table is a value mathematically defined by the following formula: Q=-1 o (%P/100)/△P (1). This value indicates In the above formula, P (%) represents the transmittance, ΔP (Pascal) represents the degree of pressure drop, and 1 o is a symbol representing the natural logarithm. The value of Q is always a positive value, and as the value of transmittance decreases, the value of Q increases. On the other hand, as the degree of pressure drop increases, the value of Q becomes smaller.

フイルターウエブを材料の追加によつて一層厚
いものにした場合には、比較的細かい粒子の透過
率は下記の数式によつて、良好な近似精度で表示
できることが見出された。
It has been found that when the filter web is made thicker by the addition of material, the transmittance of relatively fine particles can be expressed with good approximation by the following formula:

%P=100e -k %P=100 e -k

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