(57)【要約】【課題】複数のシート状物からなる複層構造の積層シートを打ち抜き加工してベントフィルタを製造した場合において、各シート状物間での剥離を防止することにある。【解決手段】このベントフィルタの製造方法は、準備工程と、加工工程と、融着工程とを備えている。準備工程では、通気性を有する複数のシート状物が積層されてなる積層シートを準備する。加工工程では、積層シートを所定の形状に加工する。融着工程では、所定の形状に加工される積層シートの外周部においてシート状物同士を融着させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性を有する複数のシート状物が積層されてなる積層シートを準備する準備工程と、
前記積層シートを所定の形状に加工する加工工程と、
前記所定の形状に加工された前記積層シートの外周部において前記シート状物同士を融着させる融着工程と、
を備えたベントフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記融着工程では、超音波融着により前記シート状物同士を融着させる、請求項１に記載のベントフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記融着工程では、加熱処理により前記シート状物同士を熱融着させる、請求項１に記載のベントフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記加工工程と前記融着工程とは同時に行われる、請求項１から３のいずれかに記載のベントフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記融着工程では、前記シート状物同士を部分的に融着させる、請求項１から４のいずれかに記載のベントフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記融着工程では、前記所定の形状に加工された前記積層シートの全周にわたり前記シート状物同士を融着させる、請求項１から４のいずれかに記載のベントフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記複数のシート状物は、ポリテトラフルオロエチレン製の多孔膜と、前記多孔膜に積層される通気性支持材とを含む、請求項１から６のいずれかに記載のベントフィルタの製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の製造方法により製造された、ベントフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベントフィルタの製造方法及びその製造方法により得られるベントフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体、液晶をはじめ、食品、バイオ等の種々の分野において、製品等に対するクリーン化への関心が高まってきており、これらの分野で用いられる各種機器または器具に装着されるベントフィルタ対し、低圧力損失、高捕集効率等の高い性能が求められている。
【０００３】
ベントフィルタは、上記の分野では、例えば、精密部品、食品、衛生器具等の保存、取扱のための機器または器具に装着されて使用され、これらの機器等に設けられた内部空間のように外部から隔離された空間に対し、通気性を確保しつつ所定の清浄度に保つよう機能する。これにより、このような機器の内部等に配置された精密部品、衛生器具等は、クリーン化された状況下で保存、取り扱われることとなる。
【０００４】
このようなベントフィルタは、より高度に清浄化された空間を生成する用途に用いる場合は、一般に、低圧力損失、高捕集効率の高い性能を有していることが求められるが、このようなフィルタ用部材として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）を材質とする多孔膜（以下、ＰＴＦＥ多孔膜）を備えたシート状部材が用いられている。
【０００５】
ＰＴＦＥ多孔膜は、非常に薄い膜体であるため、単独ではその取扱い性に欠ける。そこで、ＰＴＦＥ多孔膜は、通常、不織布等の通気性支持材がラミネートされた複層構造のフィルタ濾材として用いられる（例えば、特許文献１参照。）。そして、このフィルタ濾材に対し、例えば、トムソン型、ゼンマイ型等の所定の形状の枠体を用いて厚み方向に打ち抜く、或いは、円筒状ロールにこれらの刃を装着してロール回転させることによる打ち抜く（ローリング加工）することにより、枠体の形状に対応した形状のベントフィルタが得られる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１７０４６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のベントフィルタにおいて、ＰＴＦＥ多孔膜と通気性支持材とは、比較的弱い接着強度により接着されているため、加工時や使用時に両者の間で剥離が生じる場合があった。
したがって、上記製造方法によりベントフィルタを製造した場合、打ち抜き加工等の後において、全ての製品に対して剥離が生じていないかを検査する必要があるが、このような検査工程では、多くの工数及び作業時間を要してしまう。また、製品歩留まりも悪くなってしまう。
【０００８】
また、打ち抜き加工によってベントフィルタの切断面において繊維の毛羽立ちが生じる場合があるが、この場合にベントフィルタを半導体製造装置等に装着して使用すると毛羽立った繊維が脱離するおそれがある。このため、製品に対し毛羽立ちの有無を別途検査する必要があるが、この場合、検査のための工数を要し、歩留まりが悪化してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、複数のシート状物からなる複層構造の積層シートを打ち抜き加工してベントフィルタを製造した場合において、各シート状物間での剥離を防止することにある。本発明の他の目的は、このようなベントフィルタを製造する場合において、繊維の毛羽立ちを抑えることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るベントフィルタの製造方法は、準備工程と、加工工程と、融着工程とを備えている。準備工程では、通気性を有する複数のシート状物が積層されてなる積層シートを準備する。加工工程では、積層シートを所定の形状に加工する。融着工程では、所定の形状に加工される積層シートの外周部においてシート状物同士を融着させる。積層シートの外周部には、積層シートの外周端のみでなく、外周端よりもやや内周側に位置する部分も含まれる。
【００１１】
この製造方法では、積層シートを所定の形状に加工する際に、シート状物同士が融着されるため、得られるベントフィルタでは、シート状物間の接着強度が増している。したがって、この方法により製造したベントフィルタは、加工時及び使用時に、シート状物の間で剥離が生じるのを確実に抑えられる。
請求項２に係るベントフィルタの製造方法では、請求項１の製造方法において、融着工程では、超音波融着によりシート状物同士を融着させる。
【００１２】
この製造方法では、具体的に、超音波融着によりシート状物同士を融着することで、シート状物間での剥離を抑えるようにしている。
請求項３に係るベントフィルタの製造方法では、請求項１の製造方法において、融着工程では、加熱処理によりシート状物同士を熱融着させる。
この製造方法では、具体的に、熱融着によってシート状物同士を融着することで、シート状物間での剥離を抑えるようにしている。
【００１３】
なお、本発明において熱融着というときは、超音波融着による融着は含まれないものとする。
請求項４に係るベントフィルタの製造方法では、請求項１から３のいずれかにの製造方法において、加工工程と融着工程とは同時に行われる。
この製造方法では、積層シートに対する、所定形状への加工及びシート状物同士の融着が同時に行われるため、製造工程を短縮化、簡素化でき、製品歩留まりをより改善することができる。
【００１４】
なお、本発明において、加工工程と融着工程とを同時に行うとは、時間的に全く同時に行われる場合のみでなく、例えば、後述のように所定の装置を用いて製造する場合は、装置の所定の部分が１つの動作を行う間に連続的に行われる場合も含まれる。
請求項５に係るベントフィルタの製造方法では、請求項１から４のいずれかのの製造方法において、融着工程では、シート状物同士を部分的に融着させる。
【００１５】
融着部分は溶融加圧されており、孔が潰され、濾過機能は消失している。この製造方法では、溶着面積を減少させることにより、融着による濾過面積の減少を抑えることができる。
請求項６に係るベントフィルタの製造方法では、請求項１から４のいずれかの製造方法において、融着工程では、所定の形状に加工された積層シートの全周にわたりシート状物同士を融着させる。
【００１６】
この製造方法では、シート状物同士がベントフィルタの全周にわたり融着されるため、シート状物間での剥離をより確実に防止することができる。また、外周端が融着される場合は、切断面が熱溶融しているため、繊維の毛羽立ちが抑えられる。
請求項７に係るベントフィルタの製造方法では、請求項１から６のいずれかの製造方法において、複数のシート状物は、ＰＴＦＥ多孔膜と、多孔膜に積層される通気性支持材とを含む。
【００１７】
単層構造のフィルタ濾材は、一般に、圧力損失が高く捕集効率が低いため、高い清浄度を得ることは期待できないが、半導体分野等においては、ＰＴＦＥ多孔膜のような高性能のフィルタ濾材を用いなければ高度の清浄度を確保するのは困難である。一方で、ＰＴＦＥ多孔膜は、単独では取扱性に欠けるため、通常、通気性支持材がラミネートされた形態で使用されるが、前述のように、かかる複層構造の積層シートは、打ち抜き加工を施した場合に、シート状物間での剥離が生じやすい。
【００１８】
しかし、請求項７の製造方法は、積層シートを所定の形状に加工する際にシート状物同士を融着させることで、得られたベントフィルタの剥離を抑えられるため、かかる高性能でかつ複層構造のベントフィルタを得る際に特に有効である。
請求項８に係るベントフィルタは、請求項１から７のいずれかに記載の製造方法により製造されたものである。
【００１９】
このベントフィルタでは、上記のような製造方法により得られたものであるため、シート状物間の接着強度が増しており、その加工時及び使用時に剥離するのが確実に抑えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るベントフィルタの製造方法について説明する。
この製造方法は、準備工程と、加工工程と、融着工程とを備えている。
準備工程では、通気性を有する複数のシート状物が積層されてなる積層シートを準備する。ここでは、複数のシート状物として、ＰＴＦＥ多孔膜と、この多孔膜に積層される通気性支持材とを用いた場合を例に説明する。
【００２１】
ＰＴＦＥ多孔膜としては、公知の方法により得られたもの、例えば、乳化重合法によって得られたＰＴＦＥ微粉末（ＰＴＦＥファインパウダー）に潤滑剤を添加して熟成させたものをペースト押出しし、次いでカレンダー成形によりシート状に形成して得られるＰＴＦＥテープを、２軸方向に延伸することにより得られたものが挙げられる。
【００２２】
通気性支持材としては、市販の不織布が用いられるが、少なくとも熱可塑性を有する樹脂からなるものであればよい。また、不織布として、芯鞘構造を有する繊維（繊維の外周部分（鞘）と内周部分（芯）とが異なる材質からなるもの）で構成されたものを用いる場合は、少なくとも鞘が熱可塑性を有する樹脂からなるものであればよく、好ましくは、鞘がポリエチレンを材質とするものが用いられる。さらに、高保塵容量が要求される用途では、例えばメルトブロー製法により得られた不織布が好ましく、また、分子状不純物の低減が要求される用途では、活性炭素繊維やイオン交換繊維を用いた不織布が好ましい。
【００２３】
上記ＰＴＦＥ多孔膜及び通気性支持材がラミネートされてなるフィルタ濾材（積層シート）は、ＰＴＦＥ多孔膜の微細な繊維構造により高い捕集効率（例えば、ＰＦ値１５程度以上）を有するとともに、圧力損失が低く（例えば、５０〜３００Ｐａ（濾材透過風速５．３ｃｍ／ｓｅｃ）程度）なっている。
加工工程及び融着工程は、本実施形態では、例えば、図１に示すような断面形状のホーン１を有する超音波融着装置を用いて同時に行われる。
【００２４】
この装置は、積層シートが載置される載置台と、積層シートに当接した状態で超音波振動により所定の形状に加工するためのホーン１が載置台側に取り付けられた発振部とを備えており、発振部は載置台に対し垂直方向に相対移動可能である。
この装置を用いて積層シートの加工及び融着を行う場合は、まず、載置台に積層シートを載置する。そして、発振部を載置台に近づけるよう相対移動させてホーン１を積層シートの表面に当接させる。次に、発振部を作動させて超音波を発振しホーン１を振動させる。すると、ホーン１と積層シートとの間で超音波振動による摩擦熱により、通気性支持材及びＰＴＦＥ多孔膜のホーン１に当接される部分が溶融して円板形状のベントフィルタが切り出される。得られたベントフィルタは、その外周端においてＰＴＦＥ多孔膜及び通気性支持材が互いに融着している。
【００２５】
なお、この製造方法を行うのに好ましい装置としては、例えば、ブラザー工業社製「超音波ウェルダー  Ｗ−３１６１」が挙げられる。この装置を用いてベントフィルタを得る場合は、厚み０．３５ｍｍ程度の積層シートに対しては、周波数２０ｋＨｚ、加圧５ｋｇ／ｃｍ２、溶着時間０．５ｓｅｃ以上の条件で超音波融着を行うのが好ましい。
【００２６】
このような製造方法では、積層シートを所定の形状に加工する際にＰＴＦＥ多孔膜と通気性支持材とが融着されるため、ＰＴＦＥ多孔膜と通気性支持材との間で接着強度が増しており、両者の間での剥離を確実に抑えることができる。
また、ＰＴＦＥ多孔膜と不織布との剥離が抑えられているため、ベントフィルタ製造後に、剥離が生じていないか検査する必要がなく、これにより、かかる検査工程を省くことができ、製品歩留まりが改善される。
【００２７】
この製造方法により得られたベントフィルタは、低圧力損失及び高捕集効率の高い性能を有しているため、例えば、半導体分野でのウエハボックスのような高度の清浄度が要求される各種機器または器具に用いることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るベントフィルタの製造方法について説明する。ここでは、第１実施形態の製造方法との相違に注目して説明する。
【００２８】
この製造方法も、第１実施形態と同様に、準備工程と、加工工程と、融着工程とを備えている。
準備工程では、第１実施形態と同様、複数のシート状物が積層されてなる積層シートを準備する。
加工工程及び融着工程は、本実施形態では、例えば、図２及び図３に示すような形状の打ち抜き刃３及び熱金型５を備えた打ち抜き加工装置を用いて同時に行われる。
【００２９】
この装置も、第１実施形態と同様、載置台と、載置台に対し相対移動可能な本体部とを備えているが、本実施形態では、本体部には、積層シートを所定の形状に打ち抜くための打ち抜き刃３と、積層シートに当接して加熱処理を行う熱金型５とが載置台側に取り付けられている。ここでは、打ち抜き刃３の載置台側の端面は、熱金型５の載置台側の端面よりも載置台側に位置している。
【００３０】
この装置を用いて積層シートに対する加工及び融着を行う場合は、第１実施形態と同様、まず、載置台に積層シートを載置し、本体部を載置台に近づけるよう相対移動させる。すると、打ち抜き刃３が積層シートに当接しそのまま積層シートを貫通することで所定の形状に切り出されるとともに、熱金型５が積層シートに当接し、積層シートの通気性支持材が溶融してＰＴＦＥ多孔膜に融着する。得られたベントフィルタは、ここでは、その外周縁よりも僅かに内周側において、ＰＴＦＥ多孔膜及び通気性支持材が互いに融着している。
【００３１】
この製造方法でも、第１実施形態と同様、積層シートを所定の形状に加工する際にＰＴＦＥ多孔膜と通気性支持材とが融着されるため、ＰＴＦＥ多孔膜と通気性支持材との間で接着強度が増しており、両者の剥離を確実に抑えることができる。
［他の実施形態］
（ａ）積層シートは、上記のような３層構造のものに限られず、２層あるいは４層以上の層構造を有するものであってもよい。
【００３２】
（ｂ）積層シートを構成するシート状物は、上記ＰＴＦＥ多孔膜及び通気性支持材に限定されない。
（ｃ）積層シートに対する加工及び融着は、上記の装置以外によっても行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のベントフィルタの製造方法によれば、シート状物同士が融着されることにより接着強度が増しているため、得られたベントフィルタは、加工時及び使用時に剥離が生じるのを確実に抑えることができる。また、ベントフィルタの外周端を融着切断した場合は、打ち抜き加工による繊維の毛羽立ちを防止することができる。
【００３４】
また、本発明のベントフィルタによれば、シート状物間の接着強度が増しているため、シート状物間での剥離が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による製造方法を行うのに用いられる超音波融着装置に取り付けられるホーンを示す縦断面図。
【図２】本発明の第２実施形態による製造方法を行うのに用いられる打ち抜き加工装置に取り付けられる打ち抜き刃及び熱金型ホーンを示す縦断面図。
【図３】前記打ち抜き刃及び熱金型ホーンを示す斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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