[go: up one dir, main page]

NL8300439A - Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil - Google Patents

Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil Download PDF

Info

Publication number
NL8300439A
NL8300439A NL8300439A NL8300439A NL8300439A NL 8300439 A NL8300439 A NL 8300439A NL 8300439 A NL8300439 A NL 8300439A NL 8300439 A NL8300439 A NL 8300439A NL 8300439 A NL8300439 A NL 8300439A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
dielectric material
corona
charging
charged
film
Prior art date
Application number
NL8300439A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Tno
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 Tno filed Critical Tno
Priority to NL8300439A priority Critical patent/NL8300439A/en
Priority to PCT/US1984/000149 priority patent/WO1984003193A1/en
Priority to US06/661,365 priority patent/US4588537A/en
Priority to AU25749/84A priority patent/AU565762B2/en
Priority to CA000446701A priority patent/CA1238481A/en
Priority to EP84300690A priority patent/EP0118216B1/en
Priority to DE8484300690T priority patent/DE3473528D1/en
Publication of NL8300439A publication Critical patent/NL8300439A/en
Priority to NO843886A priority patent/NO163806C/en
Priority to US06/825,364 priority patent/US4749348A/en
Priority to JP6095173A priority patent/JPH0829213B2/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

An electret filter medium is manufactured from a dielectric material with an open or porous structure by (a) continuously feeding a web of the dielectric material with a substantially closed dielectric foil adjacent to at leawt one major face, into a corona discharge device; (b) reducing the web thickness; (c) charging the web within the corona discharge.

Description

'ii * ζ ts .1 „ N.0; 31575 1ii * ζ ts .1 „N.0; 31575 1

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een elektreetfintermedium.Method and device for the production of an electretfinter medium.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaar-5 digen van een elektreetfiltermedium uit diëlektrisch materiaal met een open struktuur, welk materiaal wordt opgeladen met ten minste aan éên zijde aanliggend een hoofdzakelijk gesloten diëlektrische foelie. Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.308.223.The invention relates to a method for manufacturing an electret filter medium of dielectric material with an open structure, which material is charged with at least one side adjacent a substantially closed dielectric film. Such a method is known from US patent 4,308,223.

10 Volgens deze bekende werkwijze wordt een flitermat uit polypro- peenvezels met een betrekkelijk hoog oppervlaktegewicht, namelijk 410 g/m^ en een dikte van 2 mm opgeladen. De oplading wordt hierbij bereikt door twee effekten, namelijk door het uitrichten van dipolen en door het implanteren van ladingen* in de vezels. Voor een optimale oriëntatie 15 van de dipolen is de oplading bij een hoge temperatuur uitgevoerd (120°C) en duurt daarom vrij lang, in totaal 15 minuten. De oplading wordt uitgevoerd door de mat tussen twee elektroden te brengen, waarvan er êén is voorzien van een groot aantal coronapunten. Deze coronapunten zijn verbonden met een hoge gelijkspanning en moeten op korte afstand 20 boven of in de mat worden aangebracht. De andere elektrode is geaard en op deze elektrode ligt een diëlektrische foelie om te voorkomen dat de door de corona opgewekte ionen naar aarde afvloeien. Om stabiele negatieve COg-ionen te kunnen injekteren, wordt een negatieve coronaspan-ning gebruikt.According to this known method, a flash mat of polypropylene fibers with a relatively high surface weight, namely 410 g / m 2 and a thickness of 2 mm, is charged. Charging is achieved by two effects, namely by aligning dipoles and by implanting charges * in the fibers. For an optimal orientation of the dipoles, the charging is carried out at a high temperature (120 ° C) and therefore takes quite a long time, a total of 15 minutes. Charging is performed by placing the mat between two electrodes, one of which has a large number of corona points. These corona points are connected with a high DC voltage and must be placed at a short distance above or in the mat. The other electrode is grounded and a dielectric film is placed on this electrode to prevent the ions generated by the corona from flowing to earth. A negative corona voltage is used to inject stable negative COg ions.

25 De bekende oplaadmethode heeft een aantal bezwaren. De oplading moet bij hoge temperatuur worden uitgevoerd, duurt lang en gebeurt batchgewijs, dus niet continu.The known charging method has a number of drawbacks. Charging must be carried out at a high temperature, takes a long time and is done in batches, so not continuously.

Om de unformiteit van de oplading van het filtermedium te verhogen moeten de coronapunten dicht bij elkaar op de bovenelektrode worden ge-30 plaatst. Daardoor gaan de corona's die van de punten uitgaan, elkaar echter tegenwerken, zodat zij slechts tot een beperkte afstand (enkele mm's) werkzaam zijn. In verband hiermee moeten de punten altijd op korte afstand boven of in het op te laden filtermateriaal worden geplaatst, maar dan nog blijft de opladingsuniformiteit gebrekkig. Voorts 35 kunnen geen hoge coronaspanningen worden gebruikt, omdat anders vanuit de punten vonken overspringen naar de geaarde elektrode. De kans hierop wordt aanzienlijk groter wanneer de punten in het filtermateriaal worden gedrukt. De vonken geven aanleiding tot kortsluiting, waardoor gaten in zowel de foelie als het filtermateriaal ontstaan. De gaten in de 40 foelie kunnen zelfs zo groot worden dat de foelie niet meer bruikbaar 8300439 2 * . » is. In het filtermateriaal vertegenwoordigen de gaten een fatale· beschadiging waardoor deze de te filtreren deeltjes in ontoelaatbare mate doorlaten.To increase the uniformity of the charging of the filter medium, the corona points should be placed close together on the top electrode. As a result, however, the corona's emanating from the points start to work against each other, so that they only work to a limited distance (a few mm's). In connection with this, the tips must always be placed at a short distance above or in the filter material to be charged, but the charging uniformity still remains defective. Furthermore, high corona voltages cannot be used, otherwise sparks will jump from the points to the grounded electrode. The probability of this increases considerably when the tips are pressed into the filter material. The sparks cause a short circuit, creating holes in both the film and the filter material. The holes in the 40 film can even become so large that the film is no longer usable 8300439 2 *. »Is. The holes in the filter material represent a fatal damage, which inadmissibly permits the particles to be filtered.

Doordat zowel de punten als de bovenelektrode onder een hoge span-5 ning staan, is de opstelling niet veilig. Een verder bezwaar is dat het filter op de onderelektrode wordt vastgeschroefd, waardoor een d^el van het filtermateriaal niet wordt opgeladen en als afval moet worden afgevoerd.Because both the tips and the top electrode are under high voltage, the arrangement is not safe. A further drawback is that the filter is screwed onto the bottom electrode, so that part of the filter material is not charged and must be disposed of as waste.

Verder is de oplading niet erg reproduceerbaar zoals blijkt uit de 10 in de tabel van het hierboven genoemde Amerikaanse octrooischrift opge-somde penetratieresultaten die variëren van 1,3 tot 7 mg. Dit hangt hoogst waarschijnlijk samen met het feit dat de bekende oplading van het filtermateriaal niet uniform is, maar een zekere puntgeometrie vertoont, waarbij sommige delen van het filtermateriaal niet optimaal wor-15 den opgeladen.Furthermore, the charge is not very reproducible as can be seen from the penetration results listed in the table of the above-mentioned U.S. Patent which range from 1.3 to 7 mg. This is most probably related to the fact that the known charging of the filter material is not uniform, but shows a certain point geometry, whereby some parts of the filter material are not optimally charged.

De opgeladen filtermatten werden getest volgens de NIOSH-voor-schriften met een aerosol van kwartsstof. De gemiddelde penetratie van de geladen filters bedroeg 3,2 mg. Volgens de NIOSH-eis is 1,5 mg maximaal toelaatbaar, aan welke eis door de volgens de bekende werkwijze 20 opgeladen filters niet wordt voldaan, ondanks het feit dat de drukval vrij hoog is; 12,5 mm H2O bij een luchtsnelheid van 1Ό cm/s.The charged filter mats were tested according to NIOSH regulations with a quartz dust aerosol. The average penetration of the charged filters was 3.2 mg. According to the NIOSH requirement, 1.5 mg is maximum permissible, which requirement is not met by the filters charged according to the known method, despite the fact that the pressure drop is quite high; 12.5 mm H2O at an air velocity of 1Ό cm / s.

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, waarbij de hierboven genoemde bezwaren worden vermeden.The object of the invention is to provide a method of the type mentioned in the opening paragraph, wherein the above-mentioned drawbacks are avoided.

25 Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat het di- ëlektrische materiaal met een door samendrukken verkleinde dikte wordt opgeladen.According to the invention, this object is achieved in that the dielectric material is charged with a thickness reduced by compression.

Deze verkleining van de dikte van het diëlektrische materiaal kan ook worden bereikt, doordat het materiaal voorafgaand aan de oplading 30 zodanig wordt samengedrukt, dat dit niet meer terugveert en een blijvende diktevermindering heeft ondergaan.This reduction in the thickness of the dielectric material can also be achieved in that the material is compressed prior to charging 30 such that it no longer bounces back and has undergone a permanent reduction in thickness.

Verder kan de dikte worden verkleind door het materiaal in de en/ lengte- of breedterichting te rekken. Dit geldt met name als het materiaal elastisch vervormbaar is, zoals schuim. Het tijdelijke rekken 35 tijdens de oplading levert als extra voordeel op, dat ook het opper-vlaktegewicht van het materiaal wordt verlaagd.Furthermore, the thickness can be reduced by stretching the material in the length and / or width direction. This is especially true if the material is elastically deformable, such as foam. The temporary stretching during charging provides the additional advantage that the surface weight of the material is also reduced.

Gevonden is, dat door verkleining van de dikte de ladingsinjektie en dus de oplading aanzienlijk wordt vergroot en snel tot stand kan worden gebracht. Hierdoor is de werkwijze volgens de uitvinding bijzon-40 der geschikt om als continu proces te 'worden uitgevoerd. Omdat de la- 8300439 * 4 fc 3 dingsinjektie zo sterk is, behoeft niet langer gestreefd te worden naar uitrichting van permanente dipolen, zodat kan worden uitgegaan van di-ëlektrische materialen zonder polaire groepen. Deze hebben een hogere isolatieweerstand dan polaire diëlektrische materialen, hetgeen de 5 langeduurstabiliteit van de geïnjekteerde lading sterk verbetert. Bovendien kan de werkwijze volgens de uitvinding bij kamertemperatuur worden uitgevoerd.It has been found that by reducing the thickness, the charge injection and thus the charge is increased considerably and can be effected quickly. This makes the method according to the invention particularly suitable to be carried out as a continuous process. Because the charge 8300439 * 4 fc 3 injection is so strong, it is no longer necessary to aim for alignment of permanent dipoles, so that dielectric materials without polar groups can be used. These have a higher insulation resistance than polar dielectric materials, which greatly improves the long-term stability of the injected charge. In addition, the method according to the invention can be carried out at room temperature.

Bovendien is gevonden, dat door samendrukking zelfs een zware en dikke laag diëlektrisch materiaal (bijvoorbeeld voor polypropeen zwaar-10 der dan 450 g/cm^ en dikker dan 9 mm gemeten volgens ASTM-norm D461) nog efficiënt kan worden opgeladen. Hierdoor kan in het algemeen een filtermat als één laag worden opgeladen zodat oplading in afzonderlijke lagen en vervolgens stapelen en samenvoegen tot één mat om de gewenste lage penetratie voor fijn stof te bereiken overbodig is-15 Dit betekent dat gerede filtermedia, dus in het eindstadium van hun vervaardiging, een permanente elektreetlading kan worden meegegeven. De oplading van gereed filtermateriaal in plaats van vezelmateri-aal heeft het voordeel dat men geen geladen vezels meer machinaal behoeft te verwerken. Dergelijke vezels hebben vanwege hun lading de nei-20 ging aan metalen onderdelen te hechten, hetgeen hun verwerking tot filtermateriaal, bijvoorbeeld op een kaard- en vernaaldmachine, bemoeilijkt.In addition, it has been found that by compression even a heavy and thick layer of dielectric material (for example for polypropylene heavier than 450 g / cm 2 and thicker than 9 mm measured according to ASTM standard D461) can still be charged efficiently. As a result, a filter mat can generally be charged as a single layer, so that loading in separate layers and then stacking and merging into one mat is unnecessary to achieve the desired low penetration for particulate matter. This means that finished filter media, i.e. in the final stage of their manufacture, a permanent electret charge can be imparted. The loading of finished filter material instead of fiber material has the advantage that it is no longer necessary to machine charged fibers. Because of their charge, such fibers have a tendency to adhere to metal parts, which makes their processing into filter material, for example on a carding and needle-making machine, more difficult.

De ladingsinjektie geschiedt bij voorkeur door middel van een corona die bijvoorbeeld met dunne wolfraamdraadjes wordt opgewekt. Hoewel 25 een corona, hetzij positief of negatief, kan worden toegepast, verdient het de voorkeur de oplading uit te voeren met twee corona’s, één positieve aan de ene zijde en een negatieve aan de andere zijde van de combinatie van diëlektrisch materiaal en diëlektrische foelie. In deze opstelling zorgt de ene corona voor de ladingsinjektie, terwijl de andere 30 als tegenelektrode funktioneert. In feite wordt hierbij het injekteren-de veld verdubbeld. Behalve het voordeel van de verdubbeling van het injekterende veld heeft genoemde opstelling het verdere voordeel, dat de kans op vonkdoorslag door de diëlektrische foelie en/of het op te laden materiaal gering is, doordat in plaats van een metalen tegenelek-35 trode één van de corona's, d.w.z. een plasma van luchtionen, als tegenelektrode wordt toegepast. Over deze plasmavormige tegenelektrode kan de diëlektrische foelie wrijvingsloos en snel worden voortbewogen, hetgeen van groot belang is bij een continu oplaadproces. Het is het gemakkelijkst om de corona-oplading in lucht uit te voeren. In plaats van 40 lucht kan echter ook een ander gas worden gebruikt.The charge injection is preferably effected by means of a corona which is generated, for example, with thin tungsten wires. Although a corona, whether positive or negative, can be used, it is preferable to charge with two corona wires, one positive on one side and a negative on the other side of the combination of dielectric material and dielectric film. In this arrangement, one corona provides the charge injection, while the other functions as a counter electrode. In effect, the injected field is doubled. In addition to the advantage of doubling the injecting field, said arrangement has the further advantage that the risk of sparking through the dielectric film and / or the material to be charged is small, because instead of a metal counter electrode, one of the coronas, ie a plasma of air ions, is used as a counter electrode. The dielectric film can be moved frictionlessly and rapidly over this plasma-shaped counter electrode, which is of great importance in a continuous charging process. It is easiest to perform the corona charge in air. However, instead of 40 air, another gas can also be used.

* 8300439 « s i 4* 8300439 «s i 4

Bij voorkeur wordt de dikteverkleining bereikt, doordat het di-ëlektrische materiaal wordt opgesloten in een hoofdzakelijk gasdichte ruimte, waarvan ten minste één van de loodrecht op de dikterichting van het diëlektrische materiaal verlopende begrenzingen flexibel is en in 5 de ruimte de druk wordt verlaagd.Preferably, the thickness reduction is achieved in that the dielectric material is enclosed in a substantially gas-tight space, at least one of the boundaries of which run perpendicular to the thickness direction of the dielectric material and the pressure in the space is reduced.

Als verrassing en onverwacht is gevonden, dat het resultaat van deze oplading onder verlaagde druk, gemeten aan de penetratie, beter is dan dat van oplading met mechanisch samendrukken bij dezelfde diktever-mindering. Bovendien kan door vacuum gemakkelijk een grote diktevermin-10 dering met een factor van 5 of meer worden bereikt.Surprisingly and unexpectedly, it has been found that the result of this charge under reduced pressure, measured by penetration, is better than that of mechanical compression charge with the same thickness reduction. Moreover, a large thickness reduction by a factor of 5 or more can easily be achieved by vacuum.

Het is duidelijk dat tijdens het opladen van het diëlektrische materiaal, eveneens de aanliggende, hoofdzakelijk gesloten foelie of scheidingsfoelie wordt opgeladen. Wanneer voor het achtereenvolgens opladen van verscheidene lagen diëlektrisch materiaal dezelfde schei-15 dingsfoelie wordt gebruikt,· blijkt dat door het ontladen van deze foelie tussen de opeenvolgende oplaadhandelingen, de lading van de volgende lagen wordt verhoogd.It is clear that during the charging of the dielectric material, the adjacent mainly closed foil or separating foil is also charged. When the same separation foil is used for successively charging several layers of dielectric material, it appears that by discharging this foil between successive charging operations, the charge of the following layers is increased.

Verrassenderwijze is een verdere verhoging van de oplading bereikt, doordat alvorens de scheidingsfoelie voor het opladen van het 20 dielektrische materiaal wordt gebruikt, deze foelie met een polariteit wordt opgeladen, die tegengesteld is aan die welke voor het opladen van het materiaal wordt gebruikt.Surprisingly, a further increase in charging has been achieved in that prior to using the separating foil for charging the dielectric material, this foil is charged with a polarity opposite to that used for charging the material.

Voorts is gevonden, dat het diëlektrische materiaal meer bipolair wordt opgeladen, indien dit materiaal vooraf wordt onderworpen aan een 25 oplading met een polariteit die tegengesteld is aan die welke tijdens de uiteindelijke oplading wordt gebruikt.It has further been found that the dielectric material is charged more bipolar if it is subjected in advance to a charge with a polarity opposite to that used during the final charge.

Een soortgelijke verbetering van de bipolariteit van het diëlektrische materiaal kan worden bereikt, doordat voorafgaande aan de uiteindelijke oplading, het diëlektrische materiaal aan een wisselspan-30 ningscorona wordt onderworpen. Verder is gebleken dat filtermateriaal dat in een hoofdzakelijk gasdichte ruimte wordt opgeladen bij lagere druk of door middel van overdruk, volledig bipolair is.A similar improvement in the bipolarity of the dielectric material can be achieved by subjecting the dielectric material to an alternating voltage corona prior to final charging. It has further been found that filter material charged in a substantially gastight space at lower pressure or by means of overpressure is completely bipolar.

Door de verbeterde bipolariteit van het diëlektrische materiaal is de polariteit van te filtreren geladen deeltjes niet van belang, boven-35 dien ontstaan in het filter sterk inhomogene velden met als gevolg een betere vangwerking van te filtreren ongeladen deeltjes.Due to the improved bipolarity of the dielectric material, the polarity of charged particles to be filtered is not important, moreover highly inhomogeneous fields are created in the filter, resulting in a better capture effect of uncharged particles to be filtered.

Voor een goede filterwerking bestaat het diëlektrische materiaal uit vezels die bij voorkeur zo fijn mogelijk zijn. Voorts is het van voordeel om in het vezelmateriaal een poedermateriaal met speciale 40 eigenschappen op te nemen, waaronder bijvoorbeeld poedermateriaal voor 8300439 * « * 5 het absorberen van ongewenste gassen.For good filtering effect, the dielectric material consists of fibers which are preferably as fine as possible. Furthermore, it is advantageous to include a powder material with special properties in the fiber material, including, for example, powder material for absorbing undesired gases.

Wanneer een filtermat met een gebogen oppervlak, zoals bijvoorbeeld in mondmaskers, moet worden opgeladen, wordt het diëlektrische materiaal eerst voorgevormd, waarna de oplading volgens de uitvinding, 5 in het bijzonder onder vacuum, kan worden toegepast. Meestal vindt de vormgeving onder druk en hoge temperatuur plaats. Een geladen filtermat kan hierbij een deel van zijn lading verliezen; dit wordt vermeden als de oplading na de vormgeving wordt uitgevoerd.When a filter mat with a curved surface, such as, for example, in mouth masks, has to be charged, the dielectric material is first preformed, after which the charging according to the invention, in particular under vacuum, can be applied. Usually the design takes place under pressure and high temperature. A loaded filter mat can lose part of its load here; this is avoided if charging is performed after shaping.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het 10 in serieproduktie vervaardigen van een groot aantal elektreetfiltermat-ten uit diëlektrisch materiaal met een open struktuur, omvattende een corona-inrichting, in de corona waarvan een hoofdzakelijk gesloten diëlektrische foelie zich hoofdzakelijk loodrecht op de coronaveldstërkte uitstrekt. Deze inrichting heeft het kenmerk, dat een aanvoerinrichting 15 voor het aanvoeren van een blaasfoelie en het op te laden dielektrische materiaal aanwezig is, dat op de aanvoerinrichting een vacuumverpak-kingsinrichting aansluit, die de foelie en het diëlektrische materiaal tot geëvacueerde pakketten verpakt en dat de corona-inrichting een positieve en negatieve corona heeft, waartussen de geëvacueerde pakketten 20 worden getransporteerd.The invention also relates to a device for the serial production of a large number of electret filter mats of dielectric material with an open structure, comprising a corona device, in the corona of which a substantially closed dielectric film is substantially perpendicular to the corona field strength. extends. This device is characterized in that a supply device 15 for supplying a blown film and the dielectric material to be charged is provided, which connects to the supply device a vacuum packaging device, which packs the film and the dielectric material into evacuated packages and that the corona device has a positive and negative corona between which the evacuated packages 20 are transported.

Een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de elektrode een draaibare trommel is, waarvan de cilindrische omtrekswand is voorzien van doorlopende gaten en dat de foelie op afstand van het cilindrische buitenvlak van de trommel wordt geleid om 25 daartussen een doorvoerruimte voor het diëlektrische materiaal te vormen, waarbij de foelie naar de trommel wordt getrokken door afzuigen van de doorvoerruimte via de daarin uitmondende gaten in de trommel-wand.Another embodiment according to the invention is characterized in that the electrode is a rotatable drum, the cylindrical circumferential wall of which has through holes and the film is guided at a distance from the cylindrical outer surface of the drum to provide a passage space for the dielectric between them. material, the film being drawn to the drum by suction of the passage space through the holes in the drum wall opening into it.

Bij voorkeur is de foelie een eindloze band die over draaibare 30 rollen wordt geleid.Preferably, the film is an endless belt passed over rotatable rollers.

Nog een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat in het inwendige van de trommel tegenover de in de doorvoerruimte voor het diëlektrische materiaal uitmondende gaten in de trommelwand een stationair lichaam aanwezig is, dat in de asrichting 35 van de trommel is voorzien van twee afsluitvlakken die nabij de buitenste in de doorvoerruimte uitmondende gaten, afsluitend tegen de binnenzijde van de cilindrische trommelwand aanliggen, en dat het tussen de afsluitvlakken verlopende vlak van het lichaam, dat naar de in de doorvoerruimte uitmondende gaten is toegekeerd, op afstand van de trommel-40 wand ligt om een afgesloten afzuigruimte te begrenzen, die met een af- 8300439 4 * * 6 zuigleiding is verbonden.Yet another embodiment according to the invention is characterized in that a stationary body is provided in the interior of the drum opposite the holes in the drum wall which lead out into the passage space for the dielectric material and which is provided with two axes in the axis direction of the drum. sealing surfaces which abut the inner side of the cylindrical drum wall near the outer holes leading into the passage space, and that the surface of the body extending between the sealing surfaces, which faces the holes leading into the passage space, is spaced from the drum- 40 wall is to define a closed extraction area, which is connected to an extraction 8300439 4 * * 6 suction line.

Volgens een verdere uitwerking is een stationair afsluitvlak aangebracht, dat de gaten afsluit, die niet in de doorvoerruimte voor het diëlektrische materiaal uitmonden waarbij de hoofdzakelijk afgesloten 5 ruimte van de trommel met een afzuigleiding is verbonden.According to a further elaboration, a stationary sealing surface is provided, which closes the holes which do not open into the passage space for the dielectric material, the substantially closed space of the drum being connected to an extraction pipe.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen. In de tekeningen toont:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. In the drawings shows:

Fig. 1 een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het opladen van diëlektrisch materiaal volgens de uitvinding; 10 Fig. 2 een inrichting voor het continu uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding;Fig. 1 an embodiment of a device for charging dielectric material according to the invention; FIG. 2 a device for continuously carrying out the method according to the invention;

Fig. 3 een andere uitvoeringsvorm voor het continu uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding; enFig. 3 another embodiment for continuously performing a method according to the invention; and

Fig. 4 grafieken die de bereikte penetraties in procenten als 15 funktie van overdruk respectievelijk onderdruk illustreren, waarbij de oplading in vier afzonderlijke lagen is uitgevoerd.Fig. 4 graphs illustrating the achieved penetrations in percent as a function of overpressure and underpressure respectively, the charging being carried out in four separate layers.

De uitvinding zal hierna worden beschreven aan de hand van elek-treetfilters uit diëlektrisch vezelmateriaal, echter is het duidelijk dat andere diëlektrische materialen met een open struktuur met dezelfde 20 voordelen volgens de uitvinding kunnen worden opgeladen, zoals bijvoorbeeld diëlektrisch schuim, poreuze membranen, gesinterd poeder, enz., terwijl het materiaal ook voor andere doeleinden dan filtratie kan worden toegepast.The invention will be described hereinafter with reference to dielectric fiber electret filters, however it is clear that other open structure dielectric materials can be charged with the same advantages according to the invention, such as for example dielectric foam, porous membranes, sintered powder , etc., while the material can also be used for purposes other than filtration.

Voorts kunnen de vezels fijn en/of grof zijn en elke vorm aanne-25 men, zoals bijvoorbeeld rond, gelobd, rechthoekig, hol, enz. Verder kunnen stapelvezels, niet-geweven, gesponnen of verstoven vezels enz worden opgeladen, of een mengsel van diverse vezels. Het diëlektrische filtermateriaal kan ook uit verschillende lagen bestaan, bijvoorbeeld uit twee lagen waarvan de ene laag uit grove en de andere uit fijne ve-30 zeis bestaat. Desgewenst kunnen voor de lagen verschillende diëlektrische materialen worden toegepast.Furthermore, the fibers can be fine and / or coarse and take any shape, such as, for example, round, lobed, rectangular, hollow, etc. Furthermore, staple fibers, non-woven, spun or atomized fibers, etc. can be charged, or a mixture of various fibers. The dielectric filter material can also consist of several layers, for example two layers, one layer of coarse and the other of fine fiber. If desired, different dielectric materials can be used for the layers.

De huidige tendens bij het ontwerpen van filters is om niet alleen grof stof, maar ook fijn stof steeds beter af te vangen. Dit is zowel voor luchtbehandelingssystemen als voor persoonlijke bescherming be-35 langrijk, omdat deeltjes met een afmeting van kleiner dan 1 ym het gevaarlijkst zijn. Deze zijn inhaleerbaar en bevatten dikwijls zware metalen. Verder moet fijn stof geweerd worden in stofvrije kamers ("clean rooms") waarin mikro-elektronische komponenten worden vervaardigd, en in "intensive-care"-afdelingen van ziekenhuizen, enz.The current trend when designing filters is to increasingly capture not only coarse dust, but also fine dust. This is important for both air treatment systems and personal protection, since particles with a size of less than 1 µm are the most dangerous. These are inhalable and often contain heavy metals. Furthermore, particulate matter must be kept out of dust-free rooms ("clean rooms") in which micro-electronic components are manufactured, and in intensive care units of hospitals, etc.

40 Voorts ontstaat bij vele produktieprocessen zeer fijn stof en ook •83 0 0 4 3 9 < « 7 atmosferisch stof bevat veel submikrondeeltjes, welke fijne deeltjes ter bescherming van de gezondheid moeten worden verwijderd.40 Furthermore, many production processes produce very fine dust and also • 83 0 0 4 3 9 <«7 atmospheric dust contains many submicron particles, which must be removed to protect health.

Fijn stof kan alleen goed worden afgevangen als de vezels fijn zijn. Een elektrostatische lading op de vezels levert echter ook een 5 geweldige bijdrage aan het afvangen van deeltjes. Hierop zijn de elek-treetfilters volgens bijvoorbeeld het Nederlandse octrooischrift 160.303 gebaseerd.Fine dust can only be captured well if the fibers are fine. However, an electrostatic charge on the fibers also makes a great contribution to the capture of particles. The electret filters according to, for example, Dutch Patent Specification 160,303 are based on this.

In het verleden is het gebleken dat het permanent elektrostatisch opladen van een diëlektrisch materiaal met een open of poreuze struk-10 tuur in het bijzonder vezels, in verband met doorslag moeilijkheden oplevert. Om deze doorslag te voorkomen wordt volgens het Nederlandse octrooischrift 160.303 een gesloten diëlektrische foelie eerst sterk gerekt, waarna deze wordt opgeladen en tot vezels wordt gefibrilleerd.It has been found in the past that the permanent electrostatic charging of a dielectric material with an open or porous structure, in particular fibers, presents difficulties with regard to breakdown. To prevent this breakdown, a closed dielectric film is first strongly stretched according to Dutch patent 160,303, after which it is charged and fibrillated.

Vezels voorzien van een elektrostatische lading behoeven voor som-15 mige toepassingen niet bijzonder fijn te zijn. De vezels in de elek-treetfilters volgens het genoemde octrooischrift zijn betrekkelijk grof, omdat zij gebaseerd zijn op splijtvezels (8 x 40 pm). Ondanks het feit dat deze vezels een hoge lading hebben gekregen, wordt hun lading vooral door zeer fijn stof, op de lange duur echter ineffektief ge-20 maakt. Daardoor kunnen zij in sommige toepassingen (met name in luchtbehandelingssystemen) niet lang genoeg worden gebruikt.Fibers provided with an electrostatic charge need not be particularly fine for some applications. The fibers in the electret filters according to the said patent are relatively coarse because they are based on fissile fibers (8 x 40 µm). Despite the fact that these fibers have been given a high charge, their charge is mainly made ineffective by very fine dust, but in the long run. As a result, they cannot be used long enough in some applications (especially in air handling systems).

In dit verband opent het opladen van een gerede vezelmat uit mikrofijne vezels geheel nieuwe perspectieven. Er zijn diverse goede methoden bekend om mikrofijne vezels te maken (zie bijvoorbeeld de 25 Duitse "Offenlegungsschriften” 2.328.015, 2.032.072 en 2.620.399; het Amerikaanse octrooischrift 4.230.650 en het Duitse "Offenlegungschrift" 2.940.170).In this context, charging a finished microfibre fiber mat opens entirely new perspectives. Several good methods are known for making microfibre fibers (see, for example, German Offenlegungsschrifts 2,328,015, 2,032,072 and 2,620,399; U.S. Patent 4,230,650 and German Offenlegungschrift 2,940,170).

In fig. 1 is een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van een inrichting getoond, waarmee de werkwijze volgens de uitvinding kan 30 worden uitgevoerd.Fig. 1 shows a preferred embodiment of a device with which the method according to the invention can be carried out.

In deze inrichting worden twee coronaplasma's 1 en 2 toegepast, één positieve en één negatieve. Tussen de twee coronaplasma's 1 en 2 bevindt zich een hoofdzakelijk gesloten diëlektrische foelie 3 met daarop de op te laden filtermat 4. De diëlektrische foelie 3 heeft hier 35 de funktie van het van elkaar scheiden van de positieve en de negatieve ionen en dus het blokkeren van hun onderlinge neutralisatie. Daarom wordt deze foelie ook wel scheidings- of blokkeringsfoelie genoemd. In deze opstelling zorgt de positieve corona voor de ioneninjektie in de filtermat en wordt met de negatieve corona de blokkeringsfoelie aan de 40 onderkant sterk negatief opgeladen, waardoor de positieve ionen met een 8300439Two corona plasmas 1 and 2 are used in this device, one positive and one negative. Between the two corona plasmas 1 and 2 there is a substantially closed dielectric foil 3 with the filter mat 4 to be charged thereon. The dielectric foil 3 has the function here of separating the positive and negative ions from each other and thus blocking their mutual neutralization. That is why this film is also called separating or blocking film. In this arrangement, the positive corona causes ion injection into the filter mat and the negative corona charges the blocking foil on the bottom 40 strongly negative, resulting in positive ions with an 8300439

i , Vi, V

8 extra groot veld worden geïnjekteerd. In feite wordt het injekterende veld verdubbeld. Door het gebruik van een corona, d w.z. een plasma van luchtionen, als tegenelektrode inplaats van een metalen elektrode is de kans op vonkdoorslag door de scheidingsfoelie gering. Voorts kan de 5 combinatie van filtermat en foelie wrijvingsloos en met grote snelheden (desgewenst met meer dan 50 m per minuut) tussen de corona’s worden getransporteerd. Door de verminderde kans op vonkdoorslag en het wrijvingsloze transport kan een zeer dunne (bijvoorbeeld 2 ym dik) diëlek-trische foelie worden toegepast, hetgeen de oplading van de vezelmat 10 versterkt doordat slechts weinig spanningsverlies over de foelie optreedt. De toepassing van dunne foelies is bijzonder voordelig bij de oplading van dunne vezelvliezen waarop later zal worden ingegaan.8 extra large field are injected. In fact, the injecting field is doubled. By using a corona, i.e. a plasma of air ions, as a counter electrode instead of a metal electrode, the chance of sparking through the separating foil is small. Furthermore, the combination of filter mat and foil can be transported frictionless and at high speeds (if desired at more than 50 m per minute) between the corona wires. Due to the reduced risk of spark breakdown and the frictionless transport, a very thin (for example 2 µm thick) dielectric film can be used, which enhances the charging of the fiber mat 10 because only little voltage loss occurs over the film. The use of thin films is particularly advantageous in the charging of thin non-woven membranes which will be discussed later.

De coronaplasma's 1 en 2 worden opgewekt door dunne wolfraamdraad-jes 5 resp. 6, die boven resp. onder de combinatie van filtermat 4 en 15 foelie 3 zijn geplaatst. De draadjes 5, 6 worden door middel van de spanningsbronnen 7 resp. 8 op een positieve resp. negatieve spanning van bijvoorbeeld 7 kV of meer gebracht. Door de draadjes loodrecht op de lengterichting van de filtermat te plaatsen, wordt een uniforme oplading bereikt. In vergelijking tot de bekende oplaadmethode met coro-20 napunten hebben de coronadraadjes het voordeel, dat zij minder kwetsbaar zijn, minder vervuilen en minder slijten door vonkerosie. Bovendien leveren zij een betere oplaadgeometrie. Voorts is de corona-in-richting nog voorzien van twee geaarde platen 9, 10, die de ionisatie van de lucht versterken, zodat extra veel ionen beschikbaar zijn voor 25 injektie. Verder maken de geaarde platen 9, 10 de opstelling veiliger.The corona plasmas 1 and 2 are generated by thin tungsten wires 5 and 5, respectively. 6, which are above resp. foil 3 are placed under the combination of filter mat 4 and 15. The wires 5, 6 are connected by means of the voltage sources 7 and 6, respectively. 8 on a positive resp. negative voltage of, for example, 7 kV or more. By placing the threads perpendicular to the longitudinal direction of the filter mat, a uniform charge is achieved. Compared to the known charging method with coro-20 points, the corona wires have the advantage that they are less fragile, less dirty and less wear due to spark erosion. In addition, they provide a better charging geometry. Furthermore, the corona device is also provided with two earthed plates 9, 10, which reinforce the ionization of the air, so that extra many ions are available for injection. Furthermore, the grounded plates 9, 10 make the arrangement safer.

De inrichting van fig. 1 met uitsluitend de tot nu toe besproken onderdelen, is toegepast om een filtermat uit diëlektrisch materiaal met een open struktuur, in het bijzonder een vezelvlies op te laden. Hierbij is gebleken dat dit vezelvlies slechts goed kan worden opgela-30 den, wanneer het op de vezeldichteid genormeerde oppervlaktegewicht en de dikte ervan bepaalde waarden niet overschrijden, t.w. 0,22 m resp. 6 mm. Men moet daarom uitgaan van dunne lagen filtermateriaal met een laag oppervlaktegewicht. Zulke lagen zijn in het algemeen niet voldoende om de gewenste lage penetratie voor mikrofijn stof te bereiken, zo-35 dat de filtermat uit een aantal dunne lagen moet worden opgebouwd, die afzonderlijk moeten worden opgeladen. Om het "wapperen" van deze lagen in de praktijk te voorkomen moeten zij bovendien nog worden samengevoegd, bijvoorbeeld door vernaalden of lassen.The device of Fig. 1, with only the components discussed so far, has been used to charge a filter mat of dielectric material with an open structure, in particular a nonwoven fabric. It has been found that this fiber web can only be charged properly if the surface weight standardized on the fiber density and the thickness thereof do not exceed certain values, i.e. 0.22 m resp. 6 mm. It is therefore necessary to start with thin layers of filter material with a low surface weight. Such layers are generally not sufficient to achieve the desired low penetration for microfibre dust, such that the filter mat must be built up of a number of thin layers which must be charged separately. In addition, in order to prevent "fluttering" of these layers, they still have to be joined, for example by needling or welding.

Gevonden is, dat wanneer de filtermat tijdens de oplading in de 40 dikterichting wordt samengedrukt, deze kan worden opgeladen met een op 8300439 % * 9 de vezeldichtheid genormeerd oppervlaktegewicht en een oorspronkelijke dikte die groter is dan de zojuist genoemde grenswaarden. In een filter is immers veel lucht aanwezig, omdat de vul- of pakkingsgraad, d.w.z. volume vezels /het totale volume, vaak slechts enkele procenten is.It has been found that when the filter mat is compressed in the 40 thickness direction during charging, it can be charged with a surface weight normalized to 8300439% * 9 fiber density and an original thickness greater than the limits just mentioned. After all, a filter contains a lot of air, because the degree of filling or packing, i.e. volume of fibers / total volume, is often only a few percent.

5 Meestal kunnen de filters tot een dikte worden samengedrukt, die vijfmaal of meer malen kleiner is dan de oorspronkelijke. De samendrukking van de filtermat kan op verschillende manieren worden bereikt.5 Usually, the filters can be compressed to a thickness that is five times or more times smaller than the original. The compression of the filter mat can be achieved in various ways.

In de inrichting van fig. 1 wordt een wijdmazig diëlektrisch gaas 11 mechanisch op de scheidingsfoelie 3 gedrukt. Hierbij is foelie 3 10 bijvoorbeeld in een niet-getoond frame gespannen, dat vast is opgesteld. Het gaas 11 is eveneens in een niet-getoond frame gespannen, dat in de richting van de foelie wordt gedrukt.In the device of Fig. 1, a wide-mesh dielectric mesh 11 is mechanically pressed onto the separating foil 3. Foil 3 is hereby stretched, for example, in a frame (not shown), which is fixedly arranged. The mesh 11 is also stretched in a frame (not shown) which is pressed in the direction of the film.

Bij voorkeur wordt de oplading van het filtermateriaal continu uitgevoerd, waarbij het filtermateriaal voorzover dit zich in de coro-15 ·na-inrichting bevindt, continu samengedrukt door het gaas dat door middel van een niet getoond rollensysteem wordt rondgeleid.Preferably, the charging of the filter material is carried out continuously, the filter material, insofar as it is located in the coro-15 device, being continuously compressed by the mesh which is guided by means of a roller system (not shown).

Voorts kan de filtermat tussen twee foelies inplaats van één worden opgeladen. In dit geval kan de filtermat worden samengedrukt door op de foelies een overdruk te zetten. Eventueel kan de filtermat ook 20 blijvend worden samengedrukt bijvoorbeeld door de mat voör de oplading in een hoge-drukpers, eventueel bij hoge temperatuur samen te persen of tussen hete persrollen (kalander) door te voeren.Furthermore, the filter mat can be charged between two films instead of one. In this case, the filter mat can be compressed by applying an overpressure to the films. Optionally, the filter mat can also be permanently compressed, for instance by pressing the mat before charging in a high-pressure press, possibly at a high temperature, or by passing it between hot press rolls (calender).

Hoewel zoals hierboven is beschreven, een corona aan weerszijden van de combinatie van filtermat en blokkeringsfoelie wordt toegepast, 25 worden nagenoeg dezelfde resultaten verkregen met één corona en een metalen tegenelektrode. Een enkelvoudige, In het bijzonder een positieve corona, heeft het voordeel dat minder ozon wordt geproduceerd dan bij een tweezijdige.Although, as described above, a corona is used on either side of the combination of filter mat and blocking foil, substantially the same results are obtained with one corona and a metal counter electrode. A single, in particular a positive corona, has the advantage of producing less ozone than a two-sided one.

Het is te verwachten dat bij toepassing van een enkelvoudige coro-30 na een hogere spanning op de coronadraden moet worden aangesloten.It is to be expected that when a single coro-30 is used, a higher voltage must be connected to the corona wires.

Door de grote samendrukbaarheid van de meeste filters is gebleken dat de grootte en de verdubbeling van de coronaspanning door toepassing van twee corona's van minder groot belang zijn, zodat desgewenst met êën corona kan worden volstaan en de foelie in combinatie met een ge-35 aarde metalen elektrode kan worden gebruikt.Due to the high compressibility of most filters, it has been found that the size and doubling of the corona voltage by using two corona wires are of less importance, so that one corona can suffice if desired and the foil in combination with a ground metal electrode can be used.

De toegepaste corona-oplading is snel en kan bij diverse temperaturen worden uitgevoerd, maar bij voorkeur bij kamertemperatuur.The corona charging used is fast and can be carried out at various temperatures, but preferably at room temperature.

De lading die door de corona's in het diëlektrische materiaal worden geïmplanteerd, worden energetisch aan structuurdefekten in het ma-40 teriaal gebonden, met andere woorden worden zij ingevangen in zogenaam- 8300439 • <·.The charges implanted into the dielectric material by the corona wires are energetically bound to structural defects in the material, in other words they are captured in so-called 8300439 • <·.

10 de "traps” (vangcentra). Zoals vermeld, kan de ladingsopslag in de "traps" in het algemeen bij kamertemperatuur tot stand worden gebracht. Alleen als in het materiaal naast diepe ook ondiepe "traps" voorkomen, verdient het aanbeveling de oplading bij hogere temperatuur uit te voe-5 ren, omdat dan preferentiëel de diepe traps worden gevuld en de ondiepe leeg blijven.10. The "traps" (capture centers). As mentioned, the charge storage in the "traps" can generally be accomplished at room temperature. Only if the material contains deep as well as shallow "traps", it is recommended to charge at higher temperature, because then preferably the deep traps are filled and the shallow ones remain empty.

De ladingsinjektie is zo sterk, dat niet langer behoeft te worden gestreefd naar uitrichting van permanente dipolen in de filtermat, zodat kan worden uitgegaan van diëlektrische materialen zonder polaire 10 groepen. Door de hoge isolatieweerstand van deze niet-polaire materialen, in vergelijking tot polaire materialen, is de stabiliteit van de ladingsinjektie op lange termijn veel gunstiger.The charge injection is so strong that it is no longer necessary to aim for alignment of permanent dipoles in the filter mat, so that dielectric materials without polar groups can be used. Due to the high insulation resistance of these non-polar materials, compared to polar materials, the long-term stability of the charge injection is much more favorable.

Het is gebleken dat diverse diëlektrische materialen geschikt zijn,waaronder bijvoorbeeld de polymeren polypropeen, lineair lage-15 drukpolyetheen, polymethylpenteen, polytetrafluoretheen, polytrifluor-chlooretheen, polystyreen, polycarbonaat, polyester en andere.Various dielectric materials have been found to be suitable, including, for example, the polymers polypropylene, linear low pressure polyethylene, polymethylpentene, polytetrafluoroethylene, polytrifluoro-chloroethylene, polystyrene, polycarbonate, polyester, and others.

Bijzonder goede resultaten worden bereikt wanneer het samendrukken van de filtermat of het vezelvlies door drukverlaging wordt tewaagge— ^ bracht. Hierbij wordt het vezelvlies opgesloten in een hoofdzakelijk 20 gasdichte ruimte, waarvan ten minste één van de loodrecht op de dikte-richting van het diëlektrische materiaal verlopende begrenzingen flexibel is. Doordat de druk in de ruimte wordt verlaagd, wordt het vezelvlies samengedrukt. De begrenzingen van de genoemde ruimte worden bijvoorbeeld gevormd door een bovenste en een onderste foelie. Eén der 25 foelies, heeft in ieder geval lokaal, een geringe poreusheid teneinde een zekere onderdruk binnen de twee foelies te kunnen verwezenlijken. Gebleken is dat een geringe poreusheid geen gevolgen heeft op de blokkerende werking van de scheidingsfoelie. De lucht kan evenwel ook aan de randen van filtermat worden weggezogen en in dit geval behoeft de 30 scheidingsfoelie niet poreus te zijn.Particularly good results are obtained when the compression of the filter mat or the nonwoven is brought about by pressure reduction. The nonwoven fabric is hereby enclosed in a substantially gas-tight space, of which at least one of the boundaries running perpendicular to the thickness direction of the dielectric material is flexible. Because the pressure in the room is lowered, the fiber web is compressed. The boundaries of the said space are formed, for example, by an upper and a lower foil. One of the 25 films, at least locally, has a low porosity in order to be able to realize a certain underpressure within the two films. It has been found that a low porosity has no consequences on the blocking action of the separating film. However, the air can also be sucked away at the edges of the filter mat and in this case the separating film need not be porous.

De begrenzingen van de ruimte kunnen ook worden gevormd door een zogenaamde blaasfoelie die het vlies geheel omsluit en tevens kan dienen als scheidingsfoelie tijdens het oplaadproces. De lucht wordt aan de open zijde van de blaasfoelie weggezogen. Deze blaasfoelie kan even-35 tueel later als verpakking dienst blijven doen, in verband met bescherming tegen vocht en het schoonhouden van het opgeladen materiaal ten aanzien van omgevingsstof.The boundaries of the space can also be formed by a so-called bubble film that completely encloses the fleece and can also serve as a separating film during the charging process. The air is drawn away on the open side of the bladder film. This blown foil may continue to serve as a packaging optionally later, for reasons of protection against moisture and keeping the charged material clean with respect to ambient dust.

Op verrassende wijze is gebleken, dat bij dezelfde dikteverminde-ring door samendrukken, de oplading bij verlaagde druk of vacuum een 40 beter resultaat oplevert, d.w.z een lagere penetratie.Surprisingly, it has been found that with the same reduction in thickness by compression, charging at reduced pressure or vacuum gives a better result, i.e. lower penetration.

8300439 W m 118300439 W m 11

Het grote voordeel van. de uitvinding in het bijzonder bij samendrukken onder verlaagde druk blijkt uit tabel A.The big advantage of. the invention in particular when compressed under reduced pressure is shown in Table A.

Tabel ATable A

filtermateriaal totaal totaal totale penetratiemeting 5 aantal doekge- dikte NaCl; 20cm/sec.filter material total total total penetration measurement 5 number of cloth thickness NaCl; 20cm / sec.

lagen wicht mm g/m2 ___ druk penetratie Z val vöör op- na op- 10_____Pa lading__lading zeer fijne vezels 1 34 0,45 43,4 70 6,7 2 61 0,9 72 1,8 3 99 1,35 105 1,5 4 133 1,8 136 0,7 15 fijne en grove vezels gemengd 1 146 2,9 76 50 2,3 _2 318 5,8 149 25 0,5 __3 450 8,7 258 16 0,3 mondmaskervuliing 20 (fijne vezels + dragerverlies) 4 428 3 447 9 1,2layers weight mm g / m2 ___ pressure penetration Z drop before op- after 10_____Pa load__load very fine fibers 1 34 0.45 43.4 70 6.7 2 61 0.9 72 1.8 3 99 1.35 105 1 .5 4 133 1.8 136 0.7 15 fine and coarse fibers mixed 1 146 2.9 76 50 2.3 _2 318 5.8 149 25 0.5 __3 450 8.7 258 16 0.3 mouth mask filling 20 ( fine fibers + carrier loss) 4 428 3 447 9 1.2

Het filtermateriaal bestond uit polypropeen vezels en werd in êén of meer lagen op elkaar gestapeld opgeladen. De oplading werd uitge-25 voerd bij kamertemperatuur, gedurende êén seconde, met coronaspanningen van +7 kV, twee scheidingsfoelies uit Mylar van 2/urn dik en in een vacuüm van 30 kPa.The filter material consisted of polypropylene fibers and was charged stacked on one or more layers. The charge was carried out at room temperature for one second, with corona voltages of +7 kV, two 2 µm thick Mylar separation foils and in a vacuum of 30 kPa.

Uit tabel A blijkt dat door samendrukking en oplading in vacuüm filtermateriaal met een hoog doekgewicht en een grote dikte toch effi-30 ciënt kan worden opgeladen. Dit blijkt vooral uit de resultaten van het filtermateriaal, waarin fijne met grove vezels zijn vermengd. Bijvoorbeeld voor een doekgewicht van 318 g/m2 en een filterdikte van 5,8 mm, daalt de zoutpenetratie na oplading in vacuüm van 25 tot 0,5%. Zelfs materiaal met een doekgewicht van 450 g/m2 en een dikte van 8,7 mm kan 35 nog worden opgeladen.Table A shows that by compression and charging in vacuum filter material with a high cloth weight and a large thickness can still be charged efficiently. This is especially evident from the results of the filter material, in which fine and coarse fibers are mixed. For example, for a fabric weight of 318 g / m2 and a filter thickness of 5.8 mm, the salt penetration after charging in vacuum drops from 25 to 0.5%. Even material with a cloth weight of 450 g / m2 and a thickness of 8.7 mm can still be charged.

Uit de in tabel A opgesomde meetresultaten voor zeer fijne vezels blijkt, dat vier lagen met een totaal doekgewicht van 133 g/m2 en een totale dikte van 1,8 mm tegelijkertijd kunnen worden opgeladen, waarbij de zoutpenetratie na oplading in vacuüm daalt tot 0,7%. Ook gelaagd 40 filtermateriaal uit mondmaskers kan in vier lagen op elkaar gestapeld, 8300439 12 nog redelijk efficiënt worden opgeladen. De zoutpenetratie hiervan daalt van 9 naar 1,2%.The measurement results for very fine fibers listed in Table A show that four layers with a total fabric weight of 133 g / m2 and a total thickness of 1.8 mm can be charged simultaneously, with the salt penetration falling to 0 after vacuum charging. 7%. Laminated 40 filter material from mouth masks can also be stacked on top of each other in four layers, 8300439 12 can still be charged reasonably efficiently. The salt penetration of this drops from 9 to 1.2%.

Volgens de uitvinding is het zelfs mogelijk om gerede filters permanent op te laden tot elektreetfilters. Een voorbeeld hiervan is aan-5 gegeven in tabel B.According to the invention it is even possible to permanently charge finished filters into electret filters. An example of this is given at -5 in Table B.

Tabel BTable B

penetratiemeting NaCl; 20cm/sec.penetration measurement NaCl; 20cm / sec.

10 filtermateriaal doekgewicht na-opla- g/m^ ding totale totale druk penetratie val % ___Pa_ 15 hoog efficiënt zakken- filter afdekvlies 82 ) geen 164 22 microfijne polycarbonaat- ) vezels 72 ) 203 20 dragerverlies 49 ) microfijne polycarbonaat- vezels + dragerverlies {121 vacuüm 164 4,5 25 In tabel B zijn de meetresultaten van een hoogefficiënt zakkenfil- ter aangegeven, dat in de handel verkrijgbaar is. Dit filter is volgens de uitvinding onderworpen aan een na-oplading volgens de uitvinding.10 filter material fabric weight after storage / total total pressure penetration drop% ___Pa_ 15 highly efficient bag filter cover fleece 82) none 164 22 microfine polycarbonate fibers 72) 203 20 carrier loss 49) microfine polycarbonate fibers + carrier loss { 121 vacuum 164 4.5 25 Table B shows the measurement results of a high-efficiency bag filter, which are commercially available. According to the invention, this filter is subject to post-charging according to the invention.

Het zakkenfilter bestond uit een dragerverlies met daarop de eigenlijke filterlaag uit microfijne polycarbonaatvezels. Deze vezels zijn aan de 30 . van het dragerverlies afgekeerde zijde voorzien van een afdekvlies. Uit de tabel blijkt dat de penetratie door na-oplading volgens de uitvinding daalt van 22 naar 4,5%.The bag filter consisted of a carrier loss with the actual filter layer of microfine polycarbonate fibers on top. These fibers are at 30. side facing away from the carrier loss with a covering fleece. The table shows that the penetration by post-charging according to the invention falls from 22 to 4.5%.

Omdat de oplading gebeurt met twee coronaplasma's, dus niet met starre oplaadelektroden, kan ook voorgevormd niet-vlak filtermateriaal 35 worden opgeladen. Een dergelijk materiaal wordt bijvoorbeeld in mond-maskers toegepast. Meestal vindt de vormgeving tot "cup" onder druk en bij hoge temperatuur plaats. Geladen filtermateriaal kan hierbij een deel van zijn lading verliezen, dit wordt vermeden als de oplading na de vormgeving wordt uitgevoerd.Since the charging is done with two corona plasmas, not with rigid charging electrodes, preformed non-flat filter material can also be charged. Such a material is used, for example, in mouth masks. Usually the molding to "cup" takes place under pressure and at high temperature. Charged filter material can lose part of its charge, this is avoided if the charge is carried out after molding.

40 Bij voorkeur gebeurt dit weer met vacuüm, waarbij het voorgevormde 8300439 13 filtermateriaal in een dunne blaasfoelie wordt opgesloten, waarin de druk wordt verlaagd. De corona’s worden boven en onder het filtermate-riaal aangebracht. Voor een optimale oplading moeten ze aan de gebogen vorm van het masker worden aangepast. Zo nodig kan de corona aan de 5 concave zijde van een mondmasker worden vervangen door een dunne me-taalfoelie. Bij voorkeur wordt in plaats daarvan de scheidingsfoelie aan de concave zijde gemetalliseerd. Met name als de foelie dun is, volgt deze het gebogen vlak van het masker uitstekend. In het bijzonder na het vacuümzuigen, ligt de foelie zeer nauw aan tegen het masker-10 vlak.Preferably this is done again with a vacuum, whereby the preformed 8300439 13 filter material is enclosed in a thin bubble film, in which the pressure is reduced. The corona wires are placed above and below the filter material. For optimal charging, they should be adapted to the curved shape of the mask. If necessary, the corona on the concave side of a mouth mask can be replaced with a thin metal foil. Preferably, the separating foil is metallized on the concave side instead. Especially when the film is thin, it follows the curved surface of the mask perfectly. Particularly after vacuum suction, the film is very close to the mask face.

Een andere mogelijkheid is aan de concave zijde een corona te plaatsen, waarin men de lucht laat circuleren, op zodanige wijze dat de ionen aan de concave zijde tegen de scheidingsfoelie worden aangeblazen.Another possibility is to place a corona on the concave side, in which the air is circulated, in such a way that the ions on the concave side are blown against the separating foil.

15 In het algemeen bestaat een mondmasker uit drie lagen: een afdek- laag, de eigenlijke filterlaag uit microfijne vezels en een drager-vlies. De filtrerende werking van de afdeklaag en het dragervlies is gering, omdat deze uit vrij grove vezels bestaan. De afdeklaag is primair bedoeld om aan het masker een zekere stevigheid te geven. Bij 20 voorkeur wordt daarom de vrij dikke en zware afdeklaag niet mee opgeladen, omdat anders de echte filterlaag (die dun en licht is) veel minder efficiënt wordt opgeladen. In tabel C is een voorbeeld van na-oplading in vacuüm van een compleet mondmaskerfilter opgenomen.In general, a mouth mask consists of three layers: a covering layer, the actual filter layer of microfine fibers and a carrier fleece. The filtering effect of the cover layer and the support fleece is low, because they consist of fairly coarse fibers. The cover layer is primarily intended to give the mask a certain strength. Preferably, therefore, the rather thick and heavy cover layer is not charged, otherwise the real filter layer (which is thin and light) is charged much less efficiently. Table C shows an example of post-charge in vacuum of a complete mouth mask filter.

8300439 148300439 14

Tabel CTable C

penetratiemeting NaCl; 20cm/sec.penetration measurement NaCl; 20cm / sec.

5 filtermateriaal doekgewicht na-opla- g/m^ ding totale totale druk- penetratie val % ___Pa__ 10 mondmasker afdekvlies 202 ) microfijne polypropeen- vezels 60 ) 302 geen 127 23 15 dragerverlies 40 ) afdekvlies + vezels + dragerverlies 302 vacuum- 127 17 oplading 20 vezels + dragervlies 100 vacuüm- 127 2 oplading5 filter material fabric weight after recharge / m total total pressure penetration drop% ___Pa__ 10 mouth mask cover fleece 202) microfine polypropylene fiber 60) 302 none 127 23 15 carrier loss 40) cover fleece + fibers + carrier loss 302 vacuum 127 17 charge 20 fibers + backing fleece 100 vacuum- 127 2 charge

We zien dat de zoutpenetratie door de na-oplading daalt met een 25 factor 1,4. Een veel grotere winst wordt geboekt als niet het complete filter, maar slechts een polypropeen vezelvlies met het dragervlies wordt opgeladen Dit komt omdat het zware, uit grove vezels bestaande afdekvlies nauwelijks tot de vangst van het fijne stof bijdraagt, terwijl het bij de oplading wel een groot deel van de oplaadspanning voor 30 zich opeist.We see that the salt penetration by the post-charge decreases by a factor of 1.4. A much greater profit is achieved if not only the complete filter, but only a polypropylene fiber fleece is charged with the carrier fleece. This is because the heavy, coarse fiber covering fleece hardly contributes to the capture of the fine dust, while at the same time it does much of the charging voltage for 30 is claimed.

De toepassing van dunne scheidingsfoelies voor het opladen van dunne vezelvliezen is van voordeel in verband met een kleiner span-ningsverlies in vergelijking tot dikke foelies. In het bijzonder voor oplading in vacuüm, waarbij het op te laden filtermateriaal tussen twee 35 foelies wordt opgesloten, is het van belang dat de foelies dun zijn.The use of thin separating films for charging thin nonwovens is advantageous because of a smaller voltage loss compared to thick films. Especially for vacuum charging, where the filter material to be charged is enclosed between two films, it is important that the films are thin.

Als materiaal voor de scheidingsfoelie kunnen dunne foelies van willekeurige isolerende polymeren dienen, zoals polyetheentereftalaat (PET), polypropeen (PP), polyetheen (PE), polytetrafluoretheen (PTFE), en andere. Met PET van /um dik en PP van 10-50/um dik zijn goede 40 resultaten verkregen.As the material for the separation film, thin films of any insulating polymers such as polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polytetrafluoroethylene (PTFE), and others can serve. With 40 µm thick PET and 10-50 µm thick PP, good 40 results have been obtained.

8300439 158300439 15

Voorts is gebleken, dat naarmate de op te laden vliezen dunner zijn ook de scheidingsfoelie dunner moet worden gekozen.Furthermore, it has been found that the thinner the membranes to be charged, the thinner the separating film must be.

Uit experimenten met onder vacuüm opgeladen filtermateriaal uit splijtvezels uit polypropeen bleek, dat de penetratie van 3,2 naar 5% 5 opliep, nadat het filtermateriaal bij verhoogde temperatuur (bij 45°C) gedurende 34 dagen werd blootgesteld aan een vochtige atmosfeer met een relatieve vochtigheid van 100%. De stabiliteit blijkt dus uiterst gunstig te zijn.Experiments with vacuum-charged polypropylene fissile fiber filter material showed that the penetration increased from 3.2 to 5% 5 after the filter material was exposed to a humid atmosphere with a relative atmosphere at elevated temperature (at 45 ° C) for 34 days. humidity of 100%. The stability thus appears to be extremely favorable.

Wanneer bij opeenvolgende oplaadhandelingen dezelfde blokkerings-10 foelies werden gebruikt, bleek deze foelie sterk te worden opgeladen met een polariteit die overeenkwam met de polariteit van de te implanteren ladingsdragers. Door de foelie tussen elke oplaadhandeling, bij voorkeur door middel van een wisselspanningscorona te ontladen, werd een verbetering van de oplading met ongeveer 10% gevonden. Het schijnt 15 dat de lading van de foelie, ter plaatse van de aanliggende vezels, het opladen van de vezels tegenwerkt. Op onverwachte wijze is gevonden, dat door tegenpoling van de foelie, de vezels hoger kunnen worden opgeladen. Onder tegenpolen wordt verstaan dat de foelie voor het opladen van het vlies een ladingspolariteit krijgt, die tegengesteld is aan die van 20 de uiteindelijk te implanteren ladingsdragers.When the same blocking films were used in successive charging operations, this film was found to be highly charged with a polarity corresponding to the polarity of the charge carriers to be implanted. By discharging the film between each charging operation, preferably by means of an alternating voltage corona, an improvement in charging of about 10% was found. It appears that the charge of the film, at the location of the adjacent fibers, counteracts the charging of the fibers. It has unexpectedly been found that the fibers can be charged higher by counter-polarizing the film. By opposites is meant that the film for charging the web has a charge polarity which is opposite to that of the charge carriers ultimately to be implanted.

De invloed van de hierbij genoemde laad- respectievelijk ontlaad-behandeling van de blokkerings- of B-foelie blijkt uit de tabel D.The influence of the charging or discharging treatment of the blocking or B film which is mentioned hereinafter is shown in Table D.

Tabel DTable D

25 filtermateriaal B-foelie filter drukval penetratie, % gewicht Pa NaCl, 20 cm/s __g/m2_ geladen splijt- niet ontladen 195 26 5,8 30 vezelvlies ontladen 200 25 4,8 geladen (tegen- 170 15 5,4 gestelde pola- 3 5__riteit)__25 filter material B-film filter pressure drop penetration,% weight Pa NaCl, 20 cm / s __g / m2_ charged splitting- not discharging 195 26 5.8 30 non-woven fiber discharging 200 25 4.8 charged (opposite pola 170 15 - 3 5__rity) __

De resultaten in tabel E werden onder de volgende omstandigheden verkregen: een oplaadtemperatuur van 25°C, een doorvoersnelheid van 10 m/min., een coronaspanning van plus/min 7 kV en een coronalengte van 20 40 cm.The results in Table E were obtained under the following conditions: a charging temperature of 25 ° C, a throughput speed of 10 m / min, a corona voltage of plus / minus 7 kV and a corona length of 40 cm.

8300439 168300439 16

Bij een vluchtige beschouwing van de penetratiewaarden schijnt de oplading van de B-foelie met tegengestelde polariteit slechts een geringe verbetering op te leveren ten opzichte van de ontlading van de B-foelie. In het geval van de tegengestelde oplading van de B-foelie 5 heeft het filtermateriaal echter een lager gewicht, nl. 170 g/m^. Zou in beide gevallen van hetzelfde filtergewicht zijn uitgegaan, dan zou de winst in de penetratie bij tegengestelde oplading veel duidelijker tot uiting komen.In a cursory consideration of the penetration values, charging the opposite polarity B film appears to yield only a slight improvement over the B film discharge. In the case of the opposite charge of the B-foil 5, however, the filter material has a lower weight, namely 170 g / m 2. Had the same filter weight been assumed in both cases, the gain in penetration with opposite charge would be much more pronounced.

Zoals bekend komen in een positieve corona slechts zeer weinig ne-10 gatieve ionen voor (factor 10^ minder) en in een negatieve corona zeer weinig positieve ionen, zie R.S Sigmond in "Electrical breakdown of gases", blz. 361, Wiley, New York, 1978 onder redaktie van J.M. Meek en J.D. Gragg. Men zou daarom verwachten dat vezels die vrij op een blok-keringsfoelie met een positieve corona worden opgeladen, een unipolaire 15 positieve lading zouden dragen. Echter blijkt verrassenderwijze, dat dé vezels niet unipolair maar nagenoeg bipolair worden opgeladen. Dit zou kunnen duiden op een opladingsproces met een polariteit die tegengesteld is aan de uitgevoerde oplaadpolariteit. Deze tegengestelde oplading zou kunnen optreden, zodra het filtermateriaal niet langer aan de 20 corona-oplading is blootgesteld en van de blokkeringsfoelie wordt verwijderd.As is known, in a positive corona only very few negative ions occur (factor 10 ^ less) and in a negative corona very few positive ions, see RS Sigmond in "Electrical breakdown of gases", page 361, Wiley, New York, 1978 edited by JM Meek and J.D. Gragg. Therefore, one would expect fibers charged freely on a positive corona blocking foil to carry a unipolar positive charge. Surprisingly, however, it appears that the fibers are not charged unipolar but substantially bipolar. This could indicate a charging process with a polarity opposite to the charging polarity performed. This reverse charge could occur as soon as the filter material is no longer exposed to the corona charge and is removed from the blocking foil.

De bereikte bipolariteit is gunstig omdat geladen deeltjes dan onafhankelijk van het teken van hun lading effectief worden afgevangen. Bovendien is een bipolariteit ook gunstig voor het afvangen van ongela-25 den deeltjes, omdat door de bipolair geladen vezels een sterk inhomo-geen elektrostatisch veld wordt opgewekt.The bipolarity achieved is favorable because charged particles are then effectively captured regardless of the sign of their charge. Moreover, a bipolarity is also favorable for the capture of uncharged particles, because a strongly homogeneous electrostatic field is generated by the bipolar charged fibers.

Gebleken is echter, dat de vezels die onder toepassing van een positieve of negatieve corona vrij of met mechanisch samenpersen zijn opgeladen, toch een netto overschot aan positieve respectievelijk nega-30 tieve lading dragen. De bipolariteit blijkt bij oplading in een gesloten ruimte onder overdruk of onderdruk veel vollediger te zijn.However, it has been found that the fibers charged free or by mechanical compression using a positive or negative corona nevertheless carry a net surplus of positive and negative charges, respectively. The bipolarity appears to be much more complete when charged in a closed space under overpressure or underpressure.

De bipolariteit van de vezels kan bij vrije oplading worden verbeterd, door het diëlektrische materiaal in het bijzonder het vezelmate-riaal eerst te onderwerpen aan een corona met een polariteit die tegen-35 gesteld is aan de coronapolariteit die voor de uiteindelijke oplading wordt gebruikt. Deze oplading vooraf wordt hierna ook wel voorvulling genoemd. Uit tabel E blijkt, dat de penetratie hierdoor inderdaad wordt verbeterd; de zoutpenetratie daalt van 30 naar 24%.The bipolarity of the fibers can be improved upon free charging by first subjecting the dielectric material, in particular the fiber material, to a corona having a polarity opposite to the corona polarity used for the final charging. This pre-charge is hereinafter also referred to as pre-charge. Table E shows that this does indeed improve penetration; the salt penetration drops from 30 to 24%.

83 0 0 4 3 9 5 1783 0 0 4 3 9 5 17

Tabel ETable E

vodrvulling filtergewicht drukval penetratie, Xpre-filling filter weight pressure drop penetration, X

__g/m^_Pa_NaCl, 20 cm/s geen 142 18 30 met ionen van tegenge- stelde polariteit__140_19_24_ 10 Hoewel een wisselspanningscorona zowel positieve als negatieve ionen opwekt, is bij verrassing gebleken, dat door de vulling met behulp van een wisselspanningscorona in plaats van een gelijkspanningsco-rona uit te voeren het resultaat ongeveer hetzelfde was.__g / m ^ _Pa_NaCl, 20 cm / s none 142 18 30 with ions of opposite polarity__140_19_24_ 10 Although an alternating voltage corona generates both positive and negative ions, it has been surprisingly revealed that the filling by means of an alternating voltage corona instead of a DC voltage corona the result was approximately the same.

De oplaadcondities voor het bereiken van de resultaten van de ta-15 bel E waren: oplading van splijtvezels uit polypropeen in vier lagen bij 25°C en gedurende 1 sec. met coronaspanningen van 7 kV en een blok-keringsfoelie uit Mylar van 2/urn dik.The loading conditions for achieving the results of Table E were: loading of polypropylene fissile fibers in four layers at 25 ° C and for 1 sec. with corona voltages of 7 kV and a 2 µm thick Mylar blocking foil.

Wanneer voor het vervaardigen van een elektreetfilter het uit vezels bestaande diëlektrische materiaal volgens êên van de werkwijzen 20 van de uitvinding wordt opgeladen, kan het diëlektrische materiaal met voordeel worden voorzien van een poedermateriaal of -materialen met speciale eigenschappen. Bijvoorbeeld kan een poedermateriaal voor het absorberen van gassen worden toegepast.When preparing the electret filter, the fiber dielectric material is charged according to one of the methods of the invention, the dielectric material can advantageously be provided with a powder material or materials with special properties. For example, a powder material for absorbing gases can be used.

De grafieken van figuur 4 geven meetresultaten van een filtermat 25 met een gewicht van 185 g/m^ uit polypropeen splijtvezels voor twee oplaadcondities weer. Langs de ordinaat is de penetratie in procenten uitgezet, die werd gemeten met een NaCl-test bij 20 cm/sec. Langs de abscis is de overdruk respectievelijk de onderdruk in kPa uitgezet, waarmee het filter is opgeladen. Grafiek a geldt voor oplading in vier 30 lagen onder overdruk, terwijl grafiek b het resultaat aangeeft van oplading in vier lagen met onderdruk. In beide gevallen werd het filter-medium tussen twee blokkeringsfoelies opgeladen bij 25°C in 1 sec met +7 kV. Uit de grafieken blijkt dat beneden een bepaalde onderdruk of boven een bepaalde overdruk weinig winst meer wordt geboekt, want de 35 penetratie daalt dan weinig meer.The graphs of Figure 4 show measurement results of a filter mat 25 with a weight of 185 g / m 2 of polypropylene splitting fibers for two charging conditions. Penetration is plotted in percent along the ordinate, which was measured with a NaCl test at 20 cm / sec. The overpressure and the underpressure are plotted in kPa along the abscissa, with which the filter is charged. Graph a applies to four-layer charging under positive pressure, while graph b shows the result of four-layer charging under negative pressure. In both cases, the filter medium between two blocking foils was charged at 25 ° C in 1 sec with +7 kV. The graphs show that little profit is made below a certain underpressure or above a certain overpressure, because the penetration then decreases little more.

In figuur 2 is een uitvoeringsvorm van een inrichting schematisch afgebeeld, die geschikt is voor het continu opladen van pakketten fil-termateriaal. Het aan te voeren filtermateriaal 12 dat op een rol 13 is gewikkeld, wordt daarvan afgewikkeld en via een niet getoonde aanvoer-40 inrichting aan een vacuümverpakkingsinrichting 14 toegevoerd. Een 8300439 18 blaasfoelie 15 die op een rol 16 is gewikkeld, wordt daarvan afgewikkeld en via een eveneens niet-getoonde aanvoerinrichting aan de verpak-kingsinrichting 14 toegevoerd. In deze verpakkingsinrichting 14 wordt het aangevoerde filtermateriaal 12 en de aangevoerde blaasfoelie 15 va-5 cuüm verpakt. De aldus gefabriceerde baan 17 van pakketten van filtermateriaal wordt door een corona-inrichting gevoerd, die bestaat uit de coronadraden 18, 19 en de- geaarde metalen platen 17, 18. De met + en -aangegeven spanningen op de coronadraden 18 respectievelijk 19 worden opgewekt door middel van niet-afgeheelde spanningsbronnen van bijvoor-10 beeld + respectievelijk -7 kV. De pakkettenbaan 17 kan op een rol worden gewikkeld voor opslag of verder transport naar de gebruiker. Tijdens opslag of transport is het filtermateriaal door zijn verpakking beschermd tegen vocht of stof. Uiteraard kunnen de pakketten na het verlaten van de corona-inrichting, van de baan 17 worden af gesneden en 15 als afzonderlijke pakketten worden opgeslagen of getransporteerd. Na het verwijderen van de blaasfoelie van de pakketten is het filtermateriaal direct geschikt om in een filter te worden toegepast.Figure 2 schematically shows an embodiment of a device suitable for continuously charging packages of filter material. The filter material 12 to be supplied which is wound on a roll 13 is unwound from it and supplied via a feeder 40 (not shown) to a vacuum packaging device 14. An 8300439 18 blown film 15 which is wound on a roll 16 is unwound therefrom and fed to the packaging device 14 via a feed device (also not shown). In this packaging device 14, the supplied filter material 12 and the supplied blown film 15 are vacuum packed. The web 17 of packets of filter material thus manufactured is passed through a corona device, which consists of the corona wires 18, 19 and the earthed metal plates 17, 18. The voltages indicated with + and - on the corona wires 18 and 19 are generated. by means of non-disconnected voltage sources of, for example, -10 + and -7 kV, respectively. The package web 17 can be wound on a roll for storage or further transport to the user. During storage or transport, the filter material is protected against moisture or dust by its packaging. Of course, after leaving the corona device, the packages can be cut from the web 17 and stored or transported as separate packages. After removing the bubble film from the packages, the filter material is immediately suitable for use in a filter.

In de inrichting volgens figuur 2 wordt het filtermateriaal opgesloten tussen twee foelies en in een dubbelzijdige corona-inrichting 20 opgeladen. Het filtermateriaal kan echter ook tussen een blokkerings-foelie en een geaarde metalen tegenelektrode met êén corona, hetzij positief of negatief, worden opgeladen. Dit blijkt uit tabel F.In the device according to Figure 2, the filter material is enclosed between two films and charged in a double-sided corona device 20. However, the filter material may also be charged between a blocking foil and a single corona ground metal counter electrode, either positive or negative. This is shown in Table F.

Tabel FTable F

opladingsmethode filtergewicht drukval penetratie in % 25 van filtermat__g/m^_Pa_NaCl; 20cm/sec.charging method filter weight pressure drop penetration in% 25 of filter mat / g / m ^ _Pa_NaCl; 20cm / sec.

tussen 2 blokkerings- foelies en met 2 corona's 178 22 6 tussen 1 blokkerings-30 foelie en metalen tegenelektrode, en met 1 corona 135 20 12between 2 blocking foils and with 2 corona wires 178 22 6 between 1 blocking 30 foil and metal counter electrode, and with 1 corona 135 20 12

In tabel F zijn penetratieresultaten van splijtvezelfilters weergegeven, die in vacuüm (in vier lagen) op twee manieren werden opgela-35 den. De oplading werd uitgevoerd met coronaspanningen van +7 kV, bij 25°C, gedurende één seconde en met een PET-foelie van 2/um dik. In tabel F wordt een vergelijking gemaakt tussen de twee oplaadmanieren, te weten oplading tussen twee foelies en met twee corona's respectievelijk oplading tussen één blokkeringsfoelie en een geaarde metalen te-40 genelektrode en met êén corona. De laatste oplading schijnt op het eer- 8300439 19 ste gezicht minder efficiënt, omdat de gemeten zoutpenetratie hoger is· Echter is het doekgewicht in dit geval 1,3 maal lager. Als hiervoor wordt gecorrigeerd, zijn de zoutpenetraties vrijwel hetzelfde.Table F shows penetration results of split fiber filters charged in two ways in vacuum (in four layers). Charging was performed with corona voltages of +7 kV, at 25 ° C, for one second and with a 2 µm thick PET film. In Table F, a comparison is made between the two charging modes, namely charging between two foils and with two corona wires respectively charging between one blocking foil and a grounded metal TE electrode and with one corona wire. The last charge appears to be less efficient at first sight, because the measured salt penetration is higher · However, the fabric weight in this case is 1.3 times lower. If corrected for this, the salt penetrations are almost the same.

In de in figuur 3 getoonde inrichting wordt een vezelvlies 22 met 5 behulp van een enkelzijdige corona-inrichting en één blokkeringsfoelie volgens een continu proces opgeladen. Dit vezelvlies 22 wordt over een draaibare metalen trommel 23 geleid, die geaard is. Boven het tegen de trommel 23 aanliggende gedeelte van het vezelvlies 22 bevindt zich een corona-inrichting met coronadraden 24. Aangesloten op een niet-getoonde 10 spanningsbron van bijvoorbeeld +7 kV, wekken de coronadraden 24 een positief coronaplasma 25 op voor het opladen van het vezelvlies 22. Aan de tegenover het coronaplasma liggende zijde van de coronadraden 24 is een geaarde metalen plaat 26 aanwezig. Het is duidelijk dat het vezelvlies 22 ook met een negatieve corona kan worden opgeladen, waarvoor 15 een negatieve spanningsbron van bijvoorbeeld -7 kV op de coronadraden 24 wordt aangesloten.In the device shown in figure 3, a nonwoven fabric 22 is charged by means of a single-sided corona device and one blocking foil according to a continuous process. This nonwoven fabric 22 is guided over a rotatable metal drum 23 which is grounded. Above the portion of the fiber web 22 which abuts against the drum 23 is a corona device with corona wires 24. Connected to a voltage source of +7 kV, for example, not shown, the corona wires 24 generate a positive corona plasma 25 for charging the nonwoven fabric 22. A grounded metal plate 26 is present on the side of the corona wires 24 opposite the coronaplasm. It is clear that the nonwoven fabric 22 can also be charged with a negative corona, for which purpose a negative voltage source of, for example, -7 kV is connected to the corona wires 24.

De scheidingsfoelie 27 is tussen het vezelvlies ‘22 en het coronaplasma 25 aangebracht, welke foelie als eindloze band uit hoofdzakelijk gesloten diëlektrisch materiaal over rollen 28, 29 wordt geleid. Bij 20 voorkeur wordt het tegen het vezelvlies 22 aanliggende gedeelte van de foelieband daartegen aangedrukt, bijvoorbeeld door het naar beneden drukken van de rollen 28, 29. Hierdoor wordt het vezelvlies samengedrukt om de oplading te verbeteren. Ter verdere verbetering wordt de scheidingsfoelie 27 door middel van de inrichting 30 continu ontladen 25 of tegengepoold. Deze inrichting 30 kan worden gevormd door een wissel-stroom-corona-inrichting respectievelijk een corona-inrichting die de band een polariteit meegeeft die tegengesteld is aan die van de coronadraden 24.The separating film 27 is arranged between the nonwoven fabric "22" and the corona plasma 25, which film is guided as an endless belt of mainly closed dielectric material over rollers 28, 29. Preferably, the portion of the film tape abutting the fiber web 22 is pressed against it, for example, by pressing down the rollers 28, 29. This compresses the fiber web to improve charging. For further improvement, the separating foil 27 is continuously discharged or reverse-poled by means of the device 30. This device 30 can be formed by an alternating current corona device or a corona device, which imparts a polarity opposite to that of the corona wires 24 to the tape.

Nog betere resultaten worden bereikt, wanneer de oplading in va-30 cuüm plaats vindt. Hiervoor is de trommel 23 voorzien van openingen 31. In het Inwendige van de trommel 23 bevindt zich een stationair lichaam 32, dat is voorzien van labyrinth-afdichtingen 33, 34 die een kleine afstand tot het binnenvlak van de trommel 23 hebben. De afzuigruimte 35 wordt enerzijds begrensd door de binnenwand van de trommel 23 en ander-35 zijds door een uitsparing 36 in het oppervlak van het lichaam 32.Even better results are achieved when the charging takes place in vacuum. For this purpose, the drum 23 is provided with openings 31. Inside the drum 23 there is a stationary body 32, which is provided with labyrinth seals 33, 34 which have a small distance from the inner surface of the drum 23. The extraction space 35 is delimited on the one hand by the inner wall of the drum 23 and on the other hand by a recess 36 in the surface of the body 32.

De afzuigruimte 35 en de labyrinthafdichtingen 33, 34 verlopen in de richting van de hartlijn van de trommel 23. Teneinde de druk in de afzuigruimte 35 te verlagen, is deze via een niet-getoonde afzuiglei-ding verbonden met een eveneens niet-getoonde vacuümpomp. De afzuig— 40 ruimte 35 staat via de openingen 31 in de trommel 23 in verbinding met 8300439 20 de doorvoerruimte 37 van het vezelvlies 22, zodat in de doorvoerruimte nagenoeg dezelfde onderdruk heerst als in de afzuigruimte 35. Door de verlaagde druk in de doorvoerruimte 37 wordt de foelie 27 tegen de trommel 23 aangëdrukt, waardoor het vezelvlies wordt samengedrukt en de 5 oplading in vacuüm plaatvindt.The suction space 35 and the labyrinth seals 33, 34 run in the direction of the axis of the drum 23. In order to reduce the pressure in the suction space 35, it is connected via a suction line (not shown) to a vacuum pump (not shown). The extraction space 35 communicates via the openings 31 in the drum 23 with 8300439 20 the passage space 37 of the nonwoven fabric 22, so that in the passage space there is practically the same underpressure as in the extraction space 35. Due to the reduced pressure in the passage space 37 the film 27 is pressed against the drum 23, whereby the nonwoven fabric is compressed and the charging takes place in vacuum.

Voorts zijn rollen 38, 39 aanwezig om het vezelvlies 22 in de gewenste richting te geleiden.Rollers 38, 39 are further provided to guide the nonwoven fabric 22 in the desired direction.

83004398300439

Claims (15)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een elektreetfiltermedium uit diëlektrisch materiaal met een open struktuur, welk materiaal wordt 5 opgeladen met ten minste aan één zijde aanliggend een hoofdzakelijk gesloten diëlektrische foelie, met het kenmerk, dat het diëlektrische materiaal met een door samendrukken verkleinde dikte wordt opgeladen.1. A method for manufacturing an electret filter medium from an open structure dielectric material, said material being charged with a substantially closed dielectric film abutting at least on one side, characterized in that the dielectric material is reduced in thickness by compression charged. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het diëlektrische materiaal wordt opgesloten in een hoofdzakelijk gasdichte ruim- 10 te, waarvan ten minste één van de loodrecht op de dikterichting van het diëlektrische materiaal verlopende begrenzingen flexibel is en in de ruimte de druk wordt verlaagd.Method according to claim 1, characterized in that the dielectric material is enclosed in a substantially gas-tight space, at least one of the boundaries of which extend perpendicular to the thickness direction of the dielectric material and the pressure in the space is lowered. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat v5ör opeenvolgende oplaadhandelingen dezelfde hoofdzakelijk gesloten foelie 15 wordt gebruikt, die tussen de oplaadhandelingen wordt ontladen.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the same substantially closed foil 15 is discharged between the charging operations before successive charging operations. 4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voor de oplaadbewerking van het diëlektrische materiaal, de hoofdzakelijk gesloten foelie wordt opgeladen met een polariteit die tegengesteld is aan die welke voor het opladen van het materiaal wordt gebruikt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that for the charging operation of the dielectric material, the substantially closed film is charged with a polarity opposite to that used for charging the material. 5. Werkwijze volgens conclusie 1, 3 of 4, met het kenmerk, dat het diëlektrische materiaal wordt onderworpen aan een oplading vooraf met een polariteit die tegengesteld is aan die welke tijdens de uiteindelijke oplading wordt gebruikt.Method according to claim 1, 3 or 4, characterized in that the dielectric material is subjected to a pre-charge with a polarity opposite to that used during the final charge. 6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk, 25 dat voorafgaande aan de uiteindelijke oplading, het diëlektrische materiaal wordt onderworpen aan een wisselspanningscorona.6. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that prior to the final charging, the dielectric material is subjected to an alternating voltage corona. 7. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het diëlektrische materiaal uit vezels bestaat.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the dielectric material consists of fibers. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat in het ve- 30 zelmateriaal een poedermaterlaal is opgenomen.8. Method according to claim 7, characterized in that a powder material is incorporated in the fiber material. 9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat het diëlektrische materiaal bestaat uit grove en fijne vezels wel dan niet in lagen opgebouwd.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the dielectric material consists of coarse and fine fibers, whether or not built up in layers. 10. Werkwijze volgens conclusie 7, 8 of 9, met het kenmerk, dat 35 het dielektrische materiaal is voorgevormd tot een filterlichaam.10. A method according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the dielectric material is preformed into a filter body. 11. Inrichting voor het vervaardigen van elektreetfiltermatten uit diëlektrisch materiaal met een open struktuur volgens één van de werkwijzen van de conclusies 1-10, omvattende een corona-inrichting, in de corona waarvan een hoofdzakelijk gesloten diëlektrische foelie zich 40 hoofdzakelijk loodrecht op de coronaveldsterkte uitstrekt, met het 8300439 kenmerk, dat een aanvoerinrichting voor het aanvoeren van een blaasfoe-lie en het op te laden diëlektrische materiaal aanwezig is, dat op de aanvoerinrichting een vacuumverpakkingsinrichting aansluit, die de foe-en het diëlektrische materiaal tot geëvacueerde pakketten verpakt en 5 dat de corona-inrichting een positieve en negatieve corona heeft, waartussen de geëvacueerde pakketten worden getransporteerd.An apparatus for manufacturing electret filter mats of open structure dielectric material according to any of the methods of claims 1-10, comprising a corona device, in the corona of which a substantially closed dielectric film extends substantially perpendicular to the corona field strength 8300439 characterized in that a blower film feeder and the dielectric material to be charged is provided, which connects to the feeder a vacuum packaging device which packages the foil and dielectric material into evacuated packages and which the corona device has a positive and negative corona between which the evacuated packets are transported. 12. Inrichting voor het vervaardigen van een elektreetfiltermat uit diëlektrisch materiaal met een open struktuur volgens één van de werkwijzen van de conclusies 1-9, omvattende een corona-inrichting en 10 een geaarde metalen elektrode waartussen een hoofdzakelijk gesloten diëlektrische foelie is aangebracht, met het kenmerk, dat de elektrode een draaibare trommel is, waarvan de cilindrische omtrekswand is voorzien van doorlopende gaten en dat de foelie op afstand van het cilindrische buitenvlak van de trommel wordt geleid om daartussen een door- 15 voerruimte voor het diëlektrische materiaal te vormen, waarbij de foelie naar de trommel wordt getrokken door afzuigen van de doorvoerruimte via de daarin uitmondende gaten in de trommelwand.12. Device for manufacturing an electret filter mat of an open structure dielectric material according to any of the methods of claims 1-9, comprising a corona device and a grounded metal electrode between which a substantially closed dielectric film is arranged, with the characterized in that the electrode is a rotatable drum, the cylindrical circumferential wall of which has through holes and the foil is guided at a distance from the cylindrical outer surface of the drum to form a passage space for the dielectric material therebetween, the film is drawn to the drum by suction of the passage space through the holes in the drum wall opening into it. 13. Inrichting volgens conclusies 12, met het kenmerk, dat de foelie een eindloze band is die over draaibare rollen wordt geleid.Device according to claim 12, characterized in that the film is an endless belt guided over rotatable rollers. 14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat in het inwendige van de trommel tegenover de in de doorvoerruimte voor het diëlektrische materiaal uitmondende gaten in de trommelwand een stationair lichaam aanwezig is, dat in de asrichting van de trommel is voorzien van twee afsluitvlakken die nabij de buitenste in de doorvoerruim- 25 te uitmondende gaten, afsluitend tegen de binnenzijde van de cilindrische trommelwand aanliggen, en dat het tussen de afsluitvlakken verlopende vlak van het lichaam,dat naar de in de doorvoerruimte uitmondende gaten is toegekeerd, op afstand van de trommelwand ligt om een afgesloten afzuigruimte te begrenzen, die met een afzuigleiding is verbonden.Device as claimed in claim 12 or 13, characterized in that a stationary body is provided in the interior of the drum opposite the holes in the drum wall opening into the passage space for the dielectric material, which is provided in the axis direction of the drum two sealing surfaces which abut the inner side of the cylindrical drum wall near the outer holes opening into the passage space, and that the plane of the body extending between the closing surfaces, which faces the holes opening in the passage space, is spaced apart of the drum wall to define a closed extraction space, which is connected to an extraction line. 15. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk dat een stationair afsluitvlak is aangebracht, dat de gaten afsluit die niet in de doorvoerruimte voor het diëlektrische materiaal uitmonden, en dat de hoofdzakelijk afgesloten ruimte in de trommel met een afzuigleiding is verbonden. ********* 8300439Device according to claim 12 or 13, characterized in that a stationary sealing surface is provided, closing the holes which do not open into the passage space for the dielectric material, and in that the substantially closed space in the drum is connected to an extraction pipe. ********* 8300439
NL8300439A 1983-02-04 1983-02-04 Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil NL8300439A (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8300439A NL8300439A (en) 1983-02-04 1983-02-04 Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil
PCT/US1984/000149 WO1984003193A1 (en) 1983-02-04 1984-02-02 Method and apparatus for manufacturing an electret filter medium
US06/661,365 US4588537A (en) 1983-02-04 1984-02-02 Method for manufacturing an electret filter medium
AU25749/84A AU565762B2 (en) 1983-02-04 1984-02-02 Method and apparatus for manufacturing an electret filter medium
CA000446701A CA1238481A (en) 1983-02-04 1984-02-03 Method and apparatus for manufacturing an electret filter medium
EP84300690A EP0118216B1 (en) 1983-02-04 1984-02-03 Method and apparatus for manufacturing an electret filter medium
DE8484300690T DE3473528D1 (en) 1983-02-04 1984-02-03 Method and apparatus for manufacturing an electret filter medium
NO843886A NO163806C (en) 1983-02-04 1984-09-27 METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING AN ELECTRIC FILTER MEDIUM.
US06/825,364 US4749348A (en) 1983-02-04 1986-02-03 Apparatus for manufacturing an electret filter medium
JP6095173A JPH0829213B2 (en) 1983-02-04 1994-05-09 Filter manufacturing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8300439A NL8300439A (en) 1983-02-04 1983-02-04 Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil
NL8300439 1983-02-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8300439A true NL8300439A (en) 1984-09-03

Family

ID=19841358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8300439A NL8300439A (en) 1983-02-04 1983-02-04 Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8300439A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4749348A (en) Apparatus for manufacturing an electret filter medium
US6524360B2 (en) Melt blown composite HEPA filter media and vacuum bag
US6514325B2 (en) Melt blown composite HEPA vacuum filter
EP0845554B1 (en) Method of charging electret filter media
EP0060687B1 (en) Method of making fibrous electrets
US5641555A (en) Cup-shaped filtration mask having an undulated surface
USRE31285E (en) Method for manufacturing a filter of electrically charged electret fiber material and electret filters obtained according to said method
CN1302832C (en) Molded filter elements comprising thermally bonded staple fibers and charged microfibers
US7981177B2 (en) Filtration media having a slit-film layer
KR101919253B1 (en) Sheath-core type composite yarn containing Dielectric Inorganic Compounds and Non-woven For Electrostatic Air Filter
CN103547351B (en) Method for forming pleats in filtering member and device for forming pleats
EP0715536B1 (en) Filter media having an undulated surface
US6090469A (en) Mechanically interlocked and thermally fused staple fiber pleated and non-pleated webs
EP1682247B1 (en) Atmospheric plasma treatment of meltblown fibers used in filtration
JP2007098356A (en) Composite pleat filter
NL8300439A (en) Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil
NL8300437A (en) Continuous electret filter medium manufacture - uses a substantially closed supporting dielectric foil
EP4218983A1 (en) Air filter filtering medium, filter pleat pack, and air filter unit
JPH0369663A (en) Production of cellular sheet converted into electret
CN113349484A (en) Method for enhancing filtering effect of mask and mask prepared by method

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: MINNESOTA MINING AND MANUFACTURING COMPANY

BV The patent application has lapsed