JP2005205305A - エアフィルタ濾材 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を使用したエアフィルタ濾材において、厚みを厚くすることなく前記ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりが防止されたエアフィルタ濾材を提供する。
【解決手段】 ＰＴＦＥ多孔質膜層１１および１２とが積層されたエアフィルタ濾材１０において、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層１１は、空気の流れ（矢印）の上流側に配置し、ＰＴＦＥ多孔質膜層１１の厚み１μｍ当たりの粒子径０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率は、ＰＴＦＥ多孔質膜層１２の前記粒子捕集効率より低い。前記粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最上流側に配置されているので、これによって、予め大きな粉塵を捕集でき、この結果、ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりを防止できる。したがって、圧力損失の上昇を遅らせることができて長寿命化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアフィルタ濾材に関する。

従来、クリーンルーム等で使用されるエアフィルタユニットには、ガラス繊維にバインダーを加えて抄紙したガラス製エアフィルタ濾材が汎用されている。しかしながら、前記ガラス製エアフィルタ濾材には、その中に付着小繊維が存在し、加工による折り曲げ時に自己発塵するという問題があった。また、自己発塵を防止するためにバインダー量を増加させると、圧力損失が増大してしまうという問題もあった（特許文献１参照。）。

そのため、近年では、クリーンな材料であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を含むエアフィルタ濾材が様々な分野で使用されている。ＰＴＦＥ多孔質膜は、圧力損失が非常に低く（高通気量で）、捕集効率が非常に高いため、塵埃捕集性能に優れている。しかしながら、ＰＴＦＥ多孔質膜は、粉塵の非常に少ないところでの使用（例えば、クリーンルーム内エアーの循環用フィルタ）では有効だが、ビル空調用やタービン用吸気フィルタ等で大気塵の濾過用に使用した場合、その高捕集効率故に多くの浮遊粒子を取り込んでしまい、その結果、目詰まりを起こして早期に圧力損失が増大してしまうという問題があった。そこで、ＰＴＦＥ多孔質膜より空気の流れの上流側に、プレフィルタ（不織布等の通気性部材）を設けることで、予め大きな粉塵を捕集し、ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりを防止してエアフィルタ濾材の長寿命化を図る試みがなされている（特許文献２参照）。しかし、プレフィルタを厚くしないと、 ＰＴＦＥの目詰まり防止効果が得られないため、費用と省資源の点で問題があった。また、プレフィルタを厚くすると、プリーツ加工（連続したＷ字状の折り曲げ）が困難になるという問題もあった。
特開昭６３−１６０１９号公報 特開２０００−３００９２１号公報

そこで、本発明の目的は、ＰＴＦＥ多孔質膜を使用したエアフィルタ濾材であって、厚みを厚くすることなく前記ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりが防止されたエアフィルタ濾材を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明のエアフィルタ濾材は、ＰＴＦＥ多孔質膜層を２層以上積層した積層フィルタ層を含むエアフィルタ濾材であって、前記積層フィルタ層において、厚み１μｍ当たりの粒子径０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率（以下、厚み当たりの粒子捕集効率という。）が異なるＰＴＦＥ多孔質膜層を２層以上含み、前記厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最上流側に配置されているエアフィルタ濾材である。なお、前記厚み当たりの粒子捕集効率は、後述の方法により測定できる。

本発明のエアフィルタ濾材では、厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最上流側に配置されているので、これによって、予め大きな粉塵を捕集でき、この結果、ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりを防止できる。したがって、本発明のエアフィルタ濾材は、圧力損失の上昇を遅らせることができて長寿命化する。また、別途プレフィルタを設ける場合には、前記積層フィルタ層自体に目詰まり防止効果があるため、従来ほどプレフィルタを厚くする必要がなく、プリーツ加工にも支障がない。なお、本発明のエアフィルタ濾材において、プレフィルタは、任意の構成部材であり、必須の材料ではない。

本発明の積層フィルタ層において、厚み当たりの粒子捕集効率の最も高いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最下流側に配置されていることが好ましく、さらに、空気の流れの上流側から下流側に沿って、前記厚み当たりの粒子捕集効率が低い順にＰＴＦＥ多孔質膜層が配置されていることが、より好ましい。

本発明のエアフィルタ濾材において、前記厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層の前記厚み当たりの粒子捕集効率が、０．５〜５０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは、１〜４０％の範囲である。また、前記厚み当たりの粒子捕集効率の最も高いＰＴＦＥ多孔質膜層の前記厚み当たりの粒子捕集効率が、５〜８０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは、１０〜６０％の範囲である。

本発明のエアフィルタ濾材において、さらに、プレフィルタ層を含み、このプレフィルタ層が、前記積層フィルタ層よりも空気の流れの上流側に配置されていることが好ましい。プレフィルタ層の使用により、さらに、ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりを防止できるからである。

本発明のエアフィルタ濾材において、前記プレフィルタ層の厚み当たりの粒子捕集効率が、前記厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜の前記厚み当たりの捕集効率より、低いことが好ましい。さらに、前記プレフィルタ層の前記厚み当たりの粒子捕集効率が、０．０５〜１０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは、０．１〜５％の範囲である。

本発明のエアフィルタ濾材において、前記プレフィルタ層が、繊維性通気性多孔材により形成されていることが好ましい。

本発明のエアフィルタ濾材において、さらに、通気性保護層を有し、この通気性保護層が、前記積層フィルタ層よりも空気の流れの下流側に配置されていることが好ましい。前記通気性保護層を配置することにより、加工時や使用中に、前記積層フィルタ層の空気の流れの最下流側のＰＴＦＥ多孔質膜層が傷つけられるのを防ぐことができ、さらに、本発明のエアフィルタ濾材の強度を高めることができるからである。

本発明のエアフィルタ濾材全体において、粒子径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が、９９．９７％以上であり、線速５．３ｃｍ／秒における圧力損失が３０〜３００Ｐａの範囲であることが好ましく、より好ましくは、前記捕集効率が９９．９９％以上、圧力損失が５０〜２５０Ｐａの範囲である。なお、前記捕集効率および圧力損失は、後述の方法により測定できる。

本発明のエアフィルタ濾材全体の厚みは、０．０５〜２．００ｍｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．１０〜０．６０ｍｍの範囲である。

本発明のエアフィルタ濾材の用途は、特に制限されないが、好ましくは、ビル空調機用エアフィルタ濾材、タービン吸気用エアフィルタ濾材、工場内に外気を取り入れる際の除塵用エアフィルタ濾材、掃除機用エアフィルタ濾材、空気清浄機用エアフィルタ濾材、電気製品用エアフィルタ濾材等である。本発明のエアフィルタユニットは、枠体内にエアフィルタ濾材を配置したエアフィルタユニットであって、前記エアフィルタ濾材が、前記本発明のエアフィルタ濾材である。

つぎに、本発明のエアフィルタ濾材について詳しく説明する。

前述のとおり、本発明のエアフィルタ濾材では、ＰＴＦＥ多孔質膜層を２層以上積層した積層フィルタ層を含み、前記積層フィルタ層において、厚み当たりの粒子捕集効率が異なるＰＴＦＥ多孔質膜層を２層以上含み、前記厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最上流側に配置されている。

前記積層フィルタ層において、各層の厚さは、それぞれ、例えば、１〜１００μｍの範囲であり、好ましくは２〜５０μｍの範囲であり、より好ましくは３〜３０μｍの範囲である。また、各層の孔径は、それぞれ、例えば、０．１〜１０．０μｍの範囲であり、好ましくは０．３〜８．０μｍの範囲であり、より好ましくは０．５〜５．０μｍの範囲である。また、前記各層の圧力損失は、それぞれ、例えば、５〜２００Ｐａの範囲であり、好ましくは、１０〜１５０Ｐａの範囲である。なお、前記圧力損失は、後述の方法により測定できる。

前記ＰＴＦＥ多孔質膜層の製造方法の一例を以下に示す。すなわち、まず、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えて、ペースト状の混和物を形成し、それを予備成形する。前記予備成形は、液体潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。前記ＰＴＦＥファインパウダーとしては、特に制限されず、市販のものが使用できる。前記液状潤滑剤としては、前記ＰＴＦＥファインパウダーを濡らすことができ、後に除去できるものであれば特に制限されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル等の炭化水素油等が使用できる。また、これらは、単独で使用しても良く、若しくは二種類以上併用してもよい。

前記ＰＴＦＥファインパウダーに対する液状潤滑剤の添加割合は、前記ＰＴＦＥファインパウダーの種類、液状潤滑油の種類および後述するシート成形の条件等により適宜決定されるが、例えば、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対して、液状潤滑剤５〜５０重量部の範囲である。

つぎに、前記混和物を未焼成状態でシート状に成形する。前記成形方法としては、例えば、前記混和物をロッド状に押し出した後、対になったロールにより圧延する圧延法や、板状に押し出してシート状にする押し出し法があげられる。また、両方法を組み合わせてもよい。このシート状成形体の厚みは、後に行なう延伸の条件等により適宜決定されるが、例えば、０．１〜０．５ｍｍの範囲である。

なお、得られたシート状成形体に含まれる前記液状潤滑剤は、続いて行なう延伸工程前に、加熱法または抽出法等により除去しておくことが好ましい。前記抽出法に使用する溶媒は、特に制限されないが、例えば、ノルマルデカン、ドデカン、ナフサ、ケロシン、スモイル等があげられる。

つぎに、前記シート状成形体に対して延伸を行なう。前記シート状成形体を一軸延伸または二軸延伸で延伸し多孔化する。例えば、前記シート状成形体の長手方向において、その長さが２〜３０倍の範囲になるように、温度３０〜３２０℃で延伸し、続いて、前記シート状成形体の幅方向において、その長さが２〜３０倍の範囲になるように、温度３０〜３２０℃で延伸する。前記延伸後、その延伸状態を保持して、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度に加熱して焼成することにより、機械的強度の向上と寸法安定性の増加を図ってもよい。以上のようにして、ＰＴＦＥ多孔質膜が製造できる。このようにして製造されたＰＴＦＥ多孔質膜は、ＰＴＦＥ粒子が繊維化して多孔構造となっている。

なお、本発明におけるＰＴＦＥ多孔質膜層は、前述の製造方法に制限されず、他の製造方法で製造されてもよい。

前記ＰＴＦＥ多孔質膜層の積層方法は、特に制限されないが、例えば、ＰＴＦＥ多孔質膜層を重ね合わせたまま焼成する、接着剤を用いて貼り合わせる等の方法により行うことができる。なお、前記積層フィルタ層において、厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層を、空気の流れの最上流側に配置する。それ以外のＰＴＦＥ多孔質膜層の配置順は、特に制限されないが、前述の通り、前記厚み当たりの粒子捕集効率の最も高いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最下流側に配置されていることが好ましく、さらに、空気の流れの上流側から下流側に沿って、前記厚み当たりの粒子捕集効率が低い順にＰＴＦＥ多孔質膜層が配置されていることが、より好ましい。

前記積層フィルタ層は、ＰＴＦＥ多孔質膜層が直接積層された構造としてもよいし、ＰＴＦＥ多孔質膜層の間に、他の層、例えば、不織布等の通気性部材を挟み込んだ構造としてもよい。

本発明のエアフィルタ濾材は、前述の理由により、必要に応じて、前記積層フィルタ層よりも空気の流れの上流側に、さらに、プレフィルタ層を積層した構造としてもよい。

前記プレフィルタ層は、比較的大きな粒子を捕捉する役目のものである。前記プレフィルタ層の形成材料は、特に制限されず、例えば、フェルト、織布、不織布、メッシュ（網目状シート）、その他の多孔質材料等が使用できる。なお、前記プレフィルタ層には、捕集性、作業性の点から不織布を使用することが好ましい。前記プレフィルタ層が繊維材料である場合には、その繊維として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、アクリル、ポリイミド等の合成繊維あるいはこれらの複合材等を用いることができる。

前記プレフィルタ層の厚さは、好ましくは０．０５〜１．００ｍｍの範囲であり、加工性の点から、より好ましくは０．０５〜０．４０ｍｍの範囲である。また、前記プレフィルタ層において、圧力損失が１〜１５０Ｐａの範囲であることが好ましく、より好ましくは、３〜１００Ｐａの範囲である。さらに、前述の通り、前記プレフィルタ層の厚み当たりの粒子捕集効率が、前記厚み当たりの粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜の前記厚み当たりの捕集効率より、低いことが好ましい。

前記積層フィルタ層とプレフィルタ層とは、接着して一体化することが好ましい。その接着方法は、特に制限されず、例えば、予め熱接着性をもった通気性部材製のプレフィルタ層をＰＴＦＥ多孔質膜層に熱ラミネートする方法、熱溶融性のネットないしメッシュを間に挟んで前記両層をラミネートする方法、微細な点状ないし線状に接着剤を塗布し接着する方法等があげられる。接着剤としては、２液混合型や熱による自己架橋型の接着剤等を用いることができる。２液混合型としてはエポキシ樹脂、熱による自己架橋型としては酢酸ビニル−エチレン共重合体やエチレン−塩化ビニル共重合体等が好適である。

本発明のエアフィルタ濾材は、前述の理由により、必要に応じて、前記積層フィルタ層よりも空気の流れの下流側に、さらに、通気性保護層を積層した構造としてもよい。前記通気性保護層は、前記プレフィルタ層と同様の材料を使用することができるが、通気性の高いものが好ましい。前記通気保護層と前記積層フィルタ層との接着方法は、前述のプレフィルタ層と積層フィルタ層との接着方法と同様である。通気性保護層の厚さは、例えば、０．０５〜１．００ｍｍの範囲であり、好ましくは０．０５〜０．５０ｍｍの範囲である。また、前記通気性保護層において、圧力損失が１００Ｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは、５０Ｐａ以下である。なお、前記圧力損失は、後述の方法により測定できる。

図１の断面図に、本発明のエアフィルタ濾材の構成の一例を示す。図示のように、このエアフィルタ濾材１０では、ＰＴＦＥ多孔質膜層１１および１２とが積層されており、空気の流れ（矢印）の上流側にＰＴＦＥ多孔質膜層１１が配置されている。ここで、ＰＴＦＥ多孔質膜層１１の厚み当たりの粒子捕集効率は、ＰＴＦＥ多孔質膜層１２の前記厚み当たりの粒子捕集効率より低い。

図２の断面図に、本発明のエアフィルタ濾材のその他の構成例を示す。図示のように、このエアフィルタ濾材２０では、ＰＴＦＥ多孔質膜層２１および２２よりも空気の流れ（矢印）の上流側に、さらに、プレフィルタ層２３が配置されている。ここで、ＰＴＦＥ多孔質膜層２１の厚み当たりの粒子捕集効率は、ＰＴＦＥ多孔質膜層２２の前記厚み当たりの粒子捕集効率より低い。なお、前記プレフィルタ層２３の材料、厚さ、捕集効率、圧力損失および厚み当たりの粒子捕集効率については、前述のとおりである。

図３の断面図に、本発明のエアフィルタ濾材のさらにその他の構成例を示す。図示のように、このエアフィルタ濾材３０では、ＰＴＦＥ多孔質膜層３１および３２よりも空気の流れ（矢印）の上流側に、さらに、プレフィルタ層３３が配置され、ＰＴＦＥ多孔質膜層３１および３２よりも空気の流れ（矢印）の下流側に、さらに、通気性保護層３４が配置されている。ここで、ＰＴＦＥ多孔質膜層３１の厚み当たりの粒子捕集効率は、ＰＴＦＥ多孔質膜層３２の前記厚み当たりの粒子捕集効率より低い。なお、前記プレフィルタ層３３の材料、厚さ、捕集効率、圧力損失および厚み当たりの粒子捕集効率については、前述のとおりであり、前記通気性保護層３４の材料、厚さ、捕集効率および圧力損失についても、前述のとおりである。

つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。なお、実施例および比較例における各特性の測定方法は、以下に示すとおりである。

（１）目付け量
ポリプロピレン不織布またはポリエチレン（ＰＥ）／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の芯鞘構造繊維製の不織布を１００ｃｍ^２にサンプリングし、その重さを電子天秤により測定して１ｍ^２当たりの質量を求めた。

（２）圧力損失
サンプル（フィルタ層、プレフィルタ層、通気性保護層またはエアフィルタ濾材）を有効面積１００ｃｍ^２の円形ホルダーにセットし、入口側から大気塵を供給しつつ、前記入口側と出口側に圧力差を与え、線速（空気の透過速度）を流量計で５．３ｃｍ／秒に調製して前記大気塵を透過させ、圧力損失（単位：Ｐａ）を圧力計（マノメーター）で測定した。なお、前記大気塵とは、雰囲気中に浮遊している塵埃をいう。

（３）捕集効率
捕集効率は、ＪＩＳ Ｋ ３８０３の除菌用空気ろ過デプスフィルタのエアロゾル捕集性能試験方法により、粒子径０．３〜０．５μｍのジオクチルフタレート（ＤＯＰ）の粒子を用いて測定した。捕集効率は、下記式（１）による。また、厚み当たりの粒子捕集効率は、下記式（２）による。
捕集効率（％）＝（１−下流側の粒子数／上流側の粒子数）×１００ （１）
下流側の粒子数の単位：個／リットル
上流側の粒子数の単位：個／リットル

ａ：膜厚（μｍ）
ｂ：粒子径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率（％）
図１の構造のエアフィルタ濾材を作製した。すなわち、まず、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対して液状潤滑剤（流動パラフィン）３０重量部を均一に混合し、予備成形した。ついで、予備成形物をペースト押出により丸棒状に成形し、圧延した後、ノルマルデカンを用いた抽出法により前記液状潤滑剤を除去し、厚さ０．２ｍｍのシート状ＰＴＦＥ成形体を得た。前記シート状ＰＴＦＥ成形体を、長さが長手方向の２０倍になるように３００℃で延伸を行った。続いて、テンターを用いてその長さが幅方向に３０倍になるように１００℃で延伸し、ＰＴＦＥ多孔質膜層１１を得た。前記ＰＴＦＥ多孔質膜層１１の厚さは、５μｍであり、圧力損失は４０Ｐａであった。また、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層１１において、捕集効率は８５％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は３１．６％であった。つぎに、前記シート状ＰＴＦＥ成形体を、長さが長手方向の１５倍になるように３００℃で延伸を行った。続いて、テンターを用いてその長さが幅方向に１５倍になるように３００℃で延伸し、ＰＴＦＥ多孔質膜層１２を得た。前記ＰＴＦＥ多孔質膜層１２の厚さは、１０μｍであり、圧力損失は１５０Ｐａであった。また、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層１２において、捕集効率は９９．９８％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は５７．３％であった。その後、ＰＴＦＥ多孔質膜層１１とＰＴＦＥ多孔質膜層１２とを、不織布（繊維径２０μｍ、目付け量３０ｇ／ｍ^２のＰＥ／ＰＥＴの芯鞘構造繊維製の不織布）を介して積層し、これを１５０℃に加熱した一対のロールの間に通過させることによりラミネートを行い、積層フィルタ層のみから構成されるエアフィルタ濾材１０を得た。作製したエアフィルタ濾材１０の厚さは１９０μｍ、圧力損失は１９０Ｐａ、捕集効率は９９．９９７％であった。

図２の構造のエアフィルタ濾材を作製した。プレフィルタ層２３には、繊維径約５μｍ、厚さ２５０μｍ、目付け量４０ｇ／ｍ^２、圧力損失４０Ｐａである市販のポリプロピレン不織布を用いた。前記プレフィルタ層２３において、捕集効率は５５％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は０．３％であった。ＰＴＦＥ多孔質膜層２１（実施例１のＰＴＦＥ多孔質膜層１１と同じ）および２２（実施例１のＰＴＦＥ多孔質膜層１２と同じ）の作製方法およびその積層方法は、実施例１と同様とした。ＰＴＦＥ多孔質膜層２１の空気の流れ（矢印）の上流側にプレフィルタ層２３を配置し、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層２１と２２との熱ラミネート積層体（実施例１のエアフィルタ濾材１０と同じ）とプレフィルタ層２３とを、不織布（繊維径２０μｍ、目付け量１５ｇ／ｍ^２のＰＥ／ＰＥＴの芯鞘構造繊維製の不織布）を介して積層し、これを１５０℃に加熱した一対のロールの間に通過させることによりラミネートを行い、エアフィルタ濾材２０を得た。作製したエアフィルタ濾材２０の厚さは５３０μｍ、圧力損失は２３０Ｐａ、捕集効率は９９．９９８％であった。

実施例１と同様にして、シート状ＰＴＦＥ成形体を作製した。これを、長さが長手方向の２５倍になるように３００℃で延伸を行った。続いて、テンターを用いてその長さが幅方向に３５倍になるように１００℃で延伸し、ＰＴＦＥ多孔質膜層４１を得た。前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４１の厚さは、４μｍであり、圧力損失は３０Ｐａであった。また、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４１において、捕集効率は７０％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は２６％であった。つぎに、前記シート状ＰＴＦＥ成形体を、長さが長手方向の２０倍になるように３００℃で延伸を行った。続いて、テンターを用いてその長さが幅方向に３０倍になるように３００℃で延伸し、ＰＴＦＥ多孔質膜層４２を得た。前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４２の厚さは、５μｍであり、圧力損失は４０Ｐａであった。また、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４２において、捕集効率は８５％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は３１．６％であった。さらに、前記シート状ＰＴＦＥ成形体を、長さが長手方向の２０倍になるように３００℃で延伸を行った。続いて、テンターを用いてその長さが幅方向に２０倍になるように３００℃で延伸し、ＰＴＦＥ多孔質膜層４３を得た。前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４３の厚さは、１０μｍであり、圧力損失は９０Ｐａであった。また、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４３において、捕集効率は９９．９％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は４９．９％であった。ＰＴＦＥ多孔質膜層４２を中心に、ＰＴＦＥ多孔質膜層４２の空気の流れの上流側にＰＴＦＥ多孔質膜層４１を、空気の流れの下流側にＰＴＦＥ多孔質膜層４３を配置し、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層４２とＰＴＦＥ多孔質膜層４１および４３とを、不織布（繊維径２０μｍ、目付け量１５ｇ／ｍ^２のＰＥ／ＰＥＴの芯鞘構造繊維製の不織布）を介して積層し、これを１５０℃に加熱した一対のロールの間に通過させることによりラミネートを行い、エアフィルタ濾材（図示せず）を得た。作製したエアフィルタ濾材の厚さは２００μｍ、圧力損失は１６０Ｐａ、捕集効率は９９．９９６％であった。
（比較例１）
実施例１と同様にして、シート状ＰＴＦＥ成形体を作製した。これを、長さが長手方向の１３倍になるように３００℃で延伸を行った。続いて、テンターを用いてその長さが幅方向に１５倍になるように１００℃で延伸し、ＰＴＦＥ多孔質膜層５１を得た。前記ＰＴＦＥ多孔質膜層５１の厚さは、１０μｍであり、圧力損失は２００Ｐａであった。また、前記ＰＴＦＥ多孔質膜層５１において、捕集効率は９９．９９８％であり、厚み当たりの粒子捕集効率は５７．３％であった。ＰＴＦＥ多孔質膜層５１の空気の流れの下流側に通気性保護層５２（繊維径２０μｍ、目付け量３０ｇ／ｍ^２のＰＥ／ＰＥＴの芯鞘構造繊維製の不織布）を配置し、これを１５０℃に加熱した一対のロールの間に通過させることによりラミネートを行い、熱ラミネート積層体（図示せず）を得た。作製した熱ラミネート積層体の厚さは１９０μｍ、圧力損失は２００Ｐａ、捕集効率は９９．９９８％であった。この熱ラミネート積層体を、エアフィルタ濾材として用いた。
（比較例２）
ＰＴＦＥ多孔質膜層２１と２２の配列順を逆にしたこと以外は実施例２と同様にしてエアフィルタ濾材（厚み当たりの粒子捕集効率の高いＰＴＦＥ多孔質膜層２２が空気の流れの上流側に配置されたエアフィルタ濾材）を得た。このエアフィルタ濾材の厚さは５３０μｍ、圧力損失は２３０Ｐａ、捕集効率は９９．９９８％であった。

このようにして得られた実施例１〜３、および比較例１、２のエアフィルタ濾材について、前述の方法により、経時的な圧力損失の変化を調べた。その結果を図４、５に示す。図４に示すように、実施例１のエアフィルタ濾材は１５時間を過ぎても、実施例３のエアフィルタ濾材は２５時間を過ぎても圧力損失がほとんど上昇しなかった。これに対し、比較例１では、１０時間前から急激に圧力損失が上昇した。また、図５に示すように、プレフィルタ層を設けた実施例２のエアフィルタ濾材は、１２０時間を過ぎても圧力損失がほとんど上昇しなかった。これに対し、同じくプレフィルタ層を設けた比較例２では、６０時間を過ぎる前から圧力損失が上昇した。

本発明のエアフィルタ濾材は、例えば、ビル空調機用エアフィルタ濾材、タービン吸気用エアフィルタ濾材、工場内に外気を取り入れる際の除塵用エアフィルタ濾材、掃除機用エアフィルタ濾材、空気清浄機用エアフィルタ濾材、電気製品用エアフィルタ濾材等として利用可能である。

本発明におけるエアフィルタ濾材の構成の一例の断面図である。 本発明におけるエアフィルタ濾材のその他の構成例の断面図である。 本発明におけるエアフィルタ濾材のさらにその他の構成例の断面図である。 本発明の一実施例における圧力損失の経時変化を示すグラフである。 本発明のその他の実施例における圧力損失の経時変化を示すグラフである。

符号の説明

１０、２０、３０ エアフィルタ濾材
１１、１２、２１、２２、３１、３２ ＰＴＦＥ多孔質膜層
２３、３３ プレフィルタ層
３４ 通気性保護層

Claims (11)

1. ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜層を２層以上積層した積層フィルタ層を含むエアフィルタ濾材であって、前記積層フィルタ層において、厚み１μｍ当たりの粒子径０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が異なるＰＴＦＥ多孔質膜層を２層以上含み、前記粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最上流側に配置されていることを特徴とするエアフィルタ濾材。
2. 前記積層フィルタ層において、前記粒子捕集効率の最も高いＰＴＦＥ多孔質膜層が、空気の流れの最下流側に配置されている請求項１記載のエアフィルタ濾材。
3. 前記積層フィルタ層において、空気の流れの上流側から下流側に沿って、前記粒子捕集効率が低い順にＰＴＦＥ多孔質膜層が配置されている請求項１または２記載のエアフィルタ濾材。
4. さらに、プレフィルタ層を含み、このプレフィルタ層が、前記積層フィルタ層よりも空気の流れの上流側に配置されている請求項１から３のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
5. 前記プレフィルタ層の厚み１μｍ当たりの粒子径０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が、前記粒子捕集効率が最も低いＰＴＦＥ多孔質膜層の前記粒子捕集効率より、低い請求項４記載のエアフィルタ濾材。
6. 前記プレフィルタ層が、繊維性通気性多孔材により形成されている請求項４または５記載のエアフィルタ濾材。
7. さらに、通気性保護層を有し、この通気性保護層が、前記積層フィルタ層よりも空気の流れの下流側に配置されている請求項１から６のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
8. エアフィルタ濾材全体において、粒子径０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９９．９７％以上であり、線速５．３ｃｍ／秒における圧力損失が３０〜３００Ｐａの範囲である請求項１から７のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
9. エアフィルタ濾材全体の厚みが、０．０５〜２．００ｍｍの範囲である請求項１から８のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
10. その用途が、ビル空調機用エアフィルタ濾材、タービン吸気用エアフィルタ濾材、工場内に外気を取り入れる際の除塵用エアフィルタ濾材、掃除機用エアフィルタ濾材、空気清浄機用エアフィルタおよび電気製品用エアフィルタ濾材からなる群から選択される少なくとも一つの用途である請求項１から９のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
11. 枠体内にエアフィルタ濾材を配置したエアフィルタユニットであって、前記エアフィルタ濾材が、請求項１から１０のいずれかに記載のエアフィルタ濾材であるエアフィルタユニット。
    
    

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