(57)【要約】【課題】上下流側の見分けを容易に確認できるエアフィルタ濾材、捕集された粉塵による見た目の不衛生感を排除できるエアフィルタ濾材を提供する。【解決手段】少なくとも１層のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜１と、少なくとも１層の通気性繊維材料２ａ，２ｂ，３とを含み、最外層に配置される２層の少なくとも一方が着色処理されたエアフィルタ濾材とする。この濾材は、断面方向について構造が非対称である場合であっても上（下）流側に配置すべき面を容易に判別できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と、少なくとも１層の通気性繊維材料とを含み、最外層に配置される２層の少なくとも一方が着色処理されたエアフィルタ濾材。
【請求項２】
前記少なくとも１層の通気性繊維材料として、着色処理された２層の通気性繊維材料を含み、この２層の通気性繊維材料がそれぞれ最外層に配置された請求項１に記載のエアフィルタ濾材。
【請求項３】
断面方向について構造が非対称であり、前記２層の色が互いに相違する請求項１に記載のエアフィルタ濾材。
【請求項４】
前記少なくとも１層の通気性繊維材料として、繊維径が互いに相違する２以上の通気性繊維材料を含み、この２以上の通気性繊維材料に由来して前記構造が非対称となっている請求項３に記載のエアフィルタ濾材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアフィルタ濾材およびこれを用いたフィルタユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タービンの吸気側には、ガラス繊維にバインダーを加えて抄紙したフィルタ濾材が多く用いられている。しかし、この濾材には、微細な小繊維が付着しており、折り曲げの際には自己発塵する。このため、濾材が脱落した微細な繊維がタービンに付着する。これに対し、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」を略す）は、クリーンな材料であり、耐薬品性にも優れている。ＰＴＦＥ多孔質膜と、これを補強する通気性支持材との積層体であるエアフィルタ濾材は、例えば、半導体産業におけるクリーンルームなどで使用されている。通気性支持材は、ＰＴＦＥ多孔質膜を挟持するように配置される。特許文献１に記載されているエアフィルタ濾材は、その一例である。
【０００３】
ＰＴＦＥ多孔質膜を含むフィルタ濾材の用途は、掃除機のファイナルフィルタなど民生機器にも広がりつつある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−６１２８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＴＦＥ多孔質膜を含むフィルタ濾材は、ガラス繊維製の濾材に比べ、同じ圧力損失で比較する限りにおいて、捕集効率が高い。したがって、タービンの吸気側などに用いると、運転中の圧力損失が大きくなるという問題がある。この問題を解決する方法の一つは、上流側に配置される通気性支持材の捕集効率をある程度高めてプレフィルタとして作用させることである。通気性支持材が不織布などの通気性繊維材料である場合、一般に、繊維を細くすれば捕集効率は高くなる。この場合、下流側に配置する通気性支持材は、補強材としての役割を十分に果たせるように、上流側よりも繊維径が大きい通気性繊維材料から構成される。
【０００６】
上下流側で径が異なる繊維材料を通気性支持材として用いた場合のように、断面方向について構造が非対称となっているエアフィルタ濾材は、気流の上下流側に沿って適切に配置する必要がある。しかし、エアフィルタ濾材では、表裏面を判別しがたい、あるいは間違えやすいことがあった。また、掃除機のファイナルフィルタなど民生用のエアフィルタ濾材では、捕集された粉塵が人の目に不衛生に映る場合がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、少なくとも１層のＰＴＦＥ多孔質膜と、少なくとも１層の通気性繊維材料とを含み、最外層に配置される２層の少なくとも一方が着色処理され、最外層の色が互いに相違するエアフィルタ濾材を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のエアフィルタ濾材は、少なくとも１層の通気性繊維材料として、着色処理された２層の通気性繊維材料を含み、この２層の通気性繊維材料がそれぞれ最外層に配置されていてもよい。ともに着色処理された最外層を用いると、粉塵による不衛生感を低減できる。
【０００９】
本発明のエアフィルタ濾材は、断面方向について構造が非対称であり、最外層に配置される２層の色が互いに相違していてもよい。色が異なる最外層により、容易に上流側または下流側に配置すべき面を判別できる。
【００１０】
この場合、エアフィルタ濾材は、少なくとも１層の通気性繊維材料として、繊維径が互いに相違する２以上の通気性繊維材料を含み、この２以上の通気性繊維材料に由来して断面方向について構造が非対称となっていてもよい。これにより、例えばプレフィルタとすべき通気性繊維材料が含まれていても、この通気性繊維材料を上流側に配置することが容易となる。
【００１１】
図１は、本発明の濾材の一例を示す断面図である。図１に示した形態では、ＰＴＦＥ多孔質膜１を挟持するように、２層の通気性繊維材料２，２が配置されている。通気性繊維材料２，２の少なくとも一方、好ましくは両方には、着色処理が施されている。量産されている通気性繊維材料は、一般には白色であるが、最外層を着色処理しておくと、捕集した塵埃による濾材の変色が目立たなくなる。最外層の着色処理は、掃除機のファイナルフィルタや一般空調用のエアフィルタにおける変色による不衛生感を軽減できる。この濾材（断面方向について構成が対称である濾材）における着色処理は、変色防止を主目的としているため、通気性繊維材料２，２は、同色に着色してもよい。
【００１２】
図２は、本発明の濾材の別の一例を示す断面図である。図２に示した形態では、ＰＴＦＥ多孔質膜１の一方の面に２層の通気性繊維材料２ａ，３が、他方の面に通気性繊維材料２ｂがそれぞれ配置されている。通気性繊維材料３は、通気性繊維材料２ａ，２ｂよりも相対的に繊維径が小さく、捕集効率も高い。この繊維材料３は、プレフィルタとしての役割を果たすために上流側に配置される。この濾材では、最外層に配置される通気性繊維材料２ｂ，３のいずれか一方、または双方が着色処理され、これら繊維材料２ｂ，３の外観が相違している。この濾材における着色処理は、表裏の判別を主目的としているため、通気性繊維材料２ｂ，３のいずれか一方は、着色処理することなく、白色のままとしてもよい。
【００１３】
本発明のエアフィルタ濾材は、図１および図２に例示した構成に限らず、多種多様な膜構成をとることができる。エアフィルタ濾材は、例えば、複数のＰＴＦＥ多孔質膜を含んでいてもよく、また例えば、ＰＴＦＥ多孔質膜が最外層の一方に配置され、最外層の他方に着色処理された通気性繊維材料が配置されていてもよい。エアフィルタ濾材は、後述する方法に基づき、粒径を０．３〜０．４μｍとして測定した捕集効率が９９．９７％以上であることが好ましく、ＨＥＰＡフィルタとして用いることができる。また、後述する方法に基づき、粒径を０．１〜０．２μｍとして測定した捕集効率が９９．９９５％以上であることが好ましく、ＵＬＰＡフィルタとして用いることができる。
【００１４】
通気性繊維材料は、ＰＴＦＥ多孔質膜よりも通気性が高ければよく、不織布、織布、メッシュ（網目状シート）、フェルトなど、その構造や形態に制限はない。ただし、強度、捕集性、柔軟性、作業性などの観点から、不織布が好適である。繊維としては、セルロース、ビスコースなどの半合成繊維、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など）、ポリオレフィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など）、ポリアミド、アクリル、ポリスルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリ弗化ビニリデンなどの合成繊維を用いればよい。
【００１５】
通気性繊維材料の繊維径についても特に制限はない。プレフィルタとするための通気性繊維材料３の繊維径は０．２μｍ〜１５μｍが好ましい。
【００１６】
ＰＴＦＥ多孔質膜は、従来から知られている製法により得たものを用いればよい。ＰＴＦＥ多孔質膜は、ＰＴＦＥシートを一軸延伸または二軸延伸して製造される。ＰＴＦＥシートは、一般に、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形し、予備成形体をペースト押し出し、圧延によりシート状に成形して作製される。なお、液状潤滑剤は、ＰＴＦＥファインパウダーの表面を濡らすことができて抽出や加熱により除去できるものであれば特に制限されず、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイルなどの炭化水素を用いればよい。液状潤滑剤の添加量は、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対して５〜５０重量部が適当である。予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行えばよい。液状潤滑剤は、延伸するＰＴＦＥシートから予め除去しておくとよいが、延伸後に除去しても構わない。
【００１７】
ＰＴＦＥ多孔質膜は、特に制限されないが、平均孔径０．０１〜５μｍ、平均繊維径０．０２〜０．３μｍ、圧力損失５０〜１０００Ｐａの特性を有することが好ましい。圧力損失は、５．３ｃｍ／秒の流速で空気を透過させて測定して得た値に基づく。
【００１８】
ＰＴＦＥ多孔質膜は多孔質であるため、通常、白色に映る。通気性繊維材料の一般的なグレードも白色である。着色処理は、特に制限されないが、例えば、顔料を練り込むことにより、あるいは染料による染色により、行うことができる。
【００１９】
通気性繊維材料に顔料を練り込む場合は、原料である樹脂原料を溶融して混練するとよい。ＰＴＦＥ多孔質膜に顔料を練り込む場合は、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤とともに顔料を加えるとよい。導電性など他の機能を発現させるために複数種類の顔料を練り込んでも構わない。染料を用いる場合は、着色処理の対象とする通気性繊維材料またはＰＴＦＥ多孔質膜を染料に浸漬するとよい。ただし、積層してフィルタ濾材としてから染料に浸漬しても構わない。
【００２０】
ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料とは、単に重ね合わせるだけとしてもよいし、熱ラミネート、接着剤ラミネートなどの方法により複合化してもよい。具体的には、例えば、通気性繊維材料の原料繊維の融点およびＰＴＦＥの融点よりも低い融点を有するパウダーやウェブをＰＴＦＥ多孔質膜と繊維材料との間に介在させて加熱する方法が挙げられる。通気性繊維材料の融点がＰＴＦＥの融点よりも低ければ、繊維材料の一部を溶融して複合化してもよい。ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料とを接着剤を用いて複合化する方法を用いてもよい。この場合、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などが適している。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などを用いればよい。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。圧力損失、捕集効率の測定は、以下に示す方法により行った。
【００２２】
（圧力損失）
サンプルを有効面積１００ｃｍ２の円形のホルダーにセットし、上流側と下流側とに圧力差を与え、空気の透過速度を流量計で５．３ｃｍ／秒に調整したときの圧力損失を圧力計（マノメーター）で測定した。測定は１サンプルにつき１０箇所行い、各測定値の平均をサンプルの圧力損失とした。
【００２３】
（捕集効率）
圧力損失の測定と同一の装置を用い、空気の透過速度を５．３ｃｍ／秒に調整して、上流側に粒径０．３〜０．４μｍの多分散ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）粒子が約１０７個／リットルになるように供給し、上流側の粒子濃度とサンプルを透過してきた下流側の粒子濃度とをパーティクルカウンターで測定し、以下の式に基づいて捕集効率を求めた。なお、粒径０．１〜０．２μｍのＤＯＰ粒子については、約１０８個／リットルになるように供給して捕集効率を求める。
【００２４】
捕集効率（％）＝（１−下流側粒子濃度／上流側粒子濃度）×１００
【００２５】
（実施例１）
ＰＴＦＥファインパウダー（旭硝子フロロポリマーズ社製アフロンＣＤ１２３）１００重量部に対して液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、この混合物を予備成形し、次いでこれをペースト押出により丸棒状に成形した。さらに、この丸棒状成形体を一対の金属製圧延ロール間に通して、厚さ０．２ｍｍのシート状成形体を得た。引き続き、このシート状成形体から、ノルマルデカンを用いた抽出法により液状潤滑剤を除去した。
【００２６】
このシート状成形体を２軸に延伸してＰＴＦＥ多孔質膜（厚さ１０μｍ、平均孔径１．０μｍ、気孔率９３％、圧力損失１６０Ｐａ、ＤＯＰ粒径０．３〜０．４μｍについての捕集効率９９．９９９％を得た。
【００２７】
こうして得たＰＴＦＥ多孔質膜と、２枚の着色処理したＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（灰色、目付量３０ｇ／ｍ２）とを、不織布が多孔質膜を挟持するように重ね合わせ、不織布の鞘部ＰＥの融点よりも高い１８０℃に加熱した一対のロールの間を通過させることによって熱ラミネートを行った。こうして、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材とのエアフィルタ濾材を得た。このエアフィルタ濾材の捕集効率は、ＤＯＰ粒径０．３〜０．４μｍについて９９．９９９％であった。
【００２８】
（比較例１）
着色処理していないＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（白色、目付量３０ｇ／ｍ２）を用いた以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材とのエアフィルタ濾材を得た。
【００２９】
（実施例２）
実施例１と同様にしてＰＴＦＥ多孔質膜を得た。一方で、第１通気性繊維材料としてＰＰ不織布（白色、目付量３０ｇ／ｍ２、繊維径約０．５〜３μｍ）を、第２通気性繊維材料としてＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（白色、目付量３０ｇ／ｍ２、繊維径約２０μｍ）を、着色処理した第３通気性繊維材料としてＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（灰色、目付量３０ｇ／ｍ２、繊維径約２０μｍ）を、それぞれ準備した。
【００３０】
第１通気性繊維材料と第２通気性繊維材料とを重ね合わせ、１４０℃に加熱した一対のロールに通過させることにより熱ラミネートを行い、通気性繊維材料の積層体を得た。他方、ＰＴＦＥ多孔質膜と第３通気性繊維材料とを重ね合わせ、１８０℃に加熱した一対のロールに通過させることにより熱ラミネートを行い、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料との積層体を得た。次いで、この２つの積層体を、ＰＴＦＥ多孔質膜と第２通気性繊維材料とが接するように重ね合わせ、１３０℃に加熱した一対のロールに通過させることにより熱ラミネートを行った。こうして、エアフィルタ濾材を得た。
【００３１】
（比較例２）
第３通気性繊維材料として着色処理していないＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（白色、目付量３０ｇ／ｍ２、繊維径約２０μｍ）を用いた以外は実施例２と同様にして、エアフィルタ濾材を得た。
【００３２】
実施例１および比較例１からそれぞれ得たエアフィルタ濾材を、有効面積１００ｃｍ２の円形ホルダーにセットし、透過流速が５．３ｃｍ／秒となるように吸引しながら大気塵を１０時間供給した。比較例１のエアフィルタ濾材は、１０ｍ離れたところからでも大気塵による汚れが確認できたが、実施例１のエアフィルタ濾材では汚れが確認できなかった。また、比較例２から得たエアフィルタ濾材では目視により表裏を判別できなかったが、実施例２から得たエアフィルタ濾材では目視により容易に表裏を区別できた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、上（下）流側に配置すべき面の見分けが容易なエアフィルタ濾材、捕集された粉塵による見た目の不衛生感を排除できるエアフィルタ濾材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルタ濾材の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明のフィルタ濾材の別の一形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ＰＴＦＥ多孔質膜
２，２ａ，２ｂ，３    通気性繊維材料
【図１】
2004261737.tif 000003
【図２】
2004261737.tif 000004