(57)【要約】  本開示のフィルタ濾材は、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と、通気性基材層とを備え、５．３ｃｍ／秒の線速度で空気を透過させたときの圧力損失ＰＬFが４０Ｐａ未満であり、被濾過気体の線速度を５．３ｃｍ／秒とし、捕集対象粒子の粒径を０．３〜０．５μｍの範囲としたときの捕集効率ＣＥFが６５％以上である。本開示のフィルタ濾材は、エレクトレット濾材を代替可能なフィルタ濾材であって、エレクトレット濾材において不可避である空気中の水蒸気による捕集性能の低下を防ぐことができる新規なフィルタ濾材である。
2019230983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜と、通気性基材層とを備え、
５．３ｃｍ／秒の線速度で空気を透過させたときの圧力損失ＰＬFが４０Ｐａ未満であり、
被濾過気体の線速度を５．３ｃｍ／秒とし、捕集対象粒子の粒径を０．３〜０．５μｍの範囲としたときの捕集効率ＣＥFが６５％以上である、フィルタ濾材。
【請求項２】
前記圧力損失ＰＬF及び前記捕集効率ＣＥFを用いて以下の式により求められるＰＦ値が３０以上である、請求項１に記載のフィルタ濾材。
式：ＰＦ値＝｛−ｌоｇ[（１００−ＣＥF）／１００]／（ＰＬF／９．８）｝×１００
【請求項３】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜が最外層に位置する、請求項１又は２に記載のフィルタ濾材。
【請求項４】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜の主面に垂直な方向から前記ＰＴＦＥ多孔質膜を見たときに、
前記ＰＴＦＥ多孔質膜が有するフィブリル間の空隙部分において前記通気性基材層が露出している、請求項３に記載のフィルタ濾材。
【請求項５】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜の厚さが３．０μｍ未満である、請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタ濾材。
【請求項６】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜の目付が０．５ｇ／ｍ2未満である、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタ濾材。
【請求項７】
前記通気性基材層が不織布である、請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタ濾材。
【請求項８】
前記不織布が、ポリエステル樹脂から構成される芯部と、ポリオレフィン樹脂から構成され、前記芯部を被覆する鞘部との芯鞘構造を有する複合繊維を含む、請求項７に記載のフィルタ濾材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のフィルタ濾材を備えるフィルタユニット。
【請求項１０】
前記フィルタ濾材がプリーツ加工されている請求項９に記載のフィルタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ濾材とこれを備えるフィルタユニットとに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中に含まれる塵芥等を除去するためのフィルタ濾材として、ポリオレフィン樹脂やポリエステル樹脂等の合成繊維の不織布が広く使用されている。不織布を用いたフィルタ濾材の一種に、低い圧力損失を有しながらも、帯電処理により捕集効率を高めたエレクトレット濾材がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５９１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
繊維の表面に付与された電荷が失われることから、エレクトレット濾材では、空気中の水蒸気による捕集効率の低下が避けられない。【０００５】
本発明は、エレクトレット濾材を代替可能なフィルタ濾材であって、エレクトレット濾材において不可避である空気中の水蒸気による捕集性能の低下を防ぐことができる新規なフィルタ濾材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」と記載する）多孔質膜と、通気性基材層とを備え、
５．３ｃｍ／秒の線速度で空気を透過させたときの圧力損失ＰＬFが４０Ｐａ未満であり、
被濾過気体の線速度を５．３ｃｍ／秒とし、捕集対象粒子の粒径を０．３〜０．５μｍの範囲としたときの捕集効率ＣＥFが６５％以上である、フィルタ濾材、
を提供する。【０００７】
別の側面から、本発明は、
上記本発明のフィルタ濾材を備えるフィルタユニット、
を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるフィルタ濾材は、低い圧力損失及び高い捕集効率を有し、エレクトレット濾材を代替可能である。また、本発明によるフィルタ濾材では、帯電処理ではなく、ＰＴＦＥ多孔質膜によって濾材の捕集性能が確保されており、空気中の水蒸気による捕集効率の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のフィルタ濾材の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のフィルタ濾材におけるＰＴＦＥ多孔質膜側の主面の一例を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明のフィルタユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明のフィルタユニットが備えるフィルタプリーツパックの一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００１１】
図１に、本開示のフィルタ濾材の一例を示す。図１に示すフィルタ濾材１は、ＰＴＦＥ多孔質膜２と、通気性基材層３とを備える。ＰＴＦＥ多孔質膜２と通気性基材層３とは、互いに接合されている。フィルタ濾材１において、ＰＴＦＥ多孔質膜２は最外層に位置している。
【００１２】
５．３ｃｍ／秒の線速度で空気を透過させたときのフィルタ濾材１の圧力損失ＰＬFは、４０Ｐａ未満である。圧力損失ＰＬFは、３５Ｐａ以下、３０Ｐａ以下、２５Ｐａ以下、更には２０Ｐａ以下であってもよい。
【００１３】
圧力損失ＰＬFは、次のように評価できる。同一形状を有する２つのプレートから構成される測定ホルダーを準備する。各プレートには、貫通孔（円形の断面形状及び１００ｃｍ2の有効通気面積を有する）が形成されている。次に、評価対象のフィルタ濾材を双方のプレートにより挟持する。フィルタ濾材の挟持は、プレートの主面に垂直な方向から見て双方のプレートの貫通孔が一致するように、かつ、各プレートの貫通孔の開口をフィルタ濾材が覆うように実施する。また、フィルタ濾材の挟持は、各プレートとフィルタ濾材との間に隙間が生じないように行う。隙間を生じないようにするために、о−リングや両面粘着テープ等の固定部材を使用してもよい。固定部材を使用する場合、貫通孔を通過する空気の流れが固定部材によって阻害されないようにする。次に、貫通孔及び貫通孔内に位置するフィルタ濾材のみを空気が通過するように、流量計及び圧力計（マノメータ）が接続されたチャンバーにホルダーをセットする。次に、ホルダーの一方の面と他方の面との間に圧力差を発生させ、貫通孔及びフィルタ濾材に空気を流し始める。貫通孔及びフィルタ濾材を通過する空気の線速度が流量計の測定値にして５．３ｃｍ／秒となったときの上記圧力差（静圧差）を、圧力計により測定する。１つの濾材に対して上記圧力差を８回測定し、その平均値を、評価対象であるフィルタ濾材の圧力損失ＰＬFとする。
【００１４】
被濾過気体の線速度を５．３ｃｍ／秒とし、捕集対象粒子の粒径を０．３〜０．５μｍの範囲としたときのフィルタ濾材１の捕集効率ＣＥFは、６５％以上である。捕集効率ＣＥFは、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、更には９０％以上であってもよい。
【００１５】
捕集効率ＣＥFは、次のように評価できる。同一形状を有する２つのプレートから構成される測定ホルダーを準備する。各プレートには、貫通孔（円形の断面形状及び１００ｃｍ2の有効通気面積を有する）が形成されている。次に、評価対象のフィルタ濾材を双方のプレートにより挟持する。フィルタ濾材の挟持は、プレートの主面に垂直な方向から見て双方のプレートの貫通孔が一致するように、かつ、各プレートの貫通孔の開口をフィルタ濾材が覆うように実施する。また、フィルタ濾材の挟持は、各プレートとフィルタ濾材との間に隙間が生じないように行う。隙間を生じないようにするために、о−リングや両面粘着テープ等の固定部材を使用してもよい。固定部材を使用する場合、貫通孔を通過する空気の流れが固定部材によって阻害されないようにする。次に、貫通孔及び貫通孔内に位置するフィルタ濾材のみを空気が通過するように、流量計及び圧力計（マノメータ）が接続されたチャンバーにホルダーをセットする。次に、ホルダーの一方の面と他方の面との間に圧力差を発生させ、貫通孔及びフィルタ濾材に空気を流し始める。次に、貫通孔及び濾材を通過する空気の線速度が流量計の測定値にして５．３ｃｍ／秒を維持するように、圧力差を調整する。次に、粒子径０．３〜０．５μｍ（平均粒子径０．４μｍ）のポリアルファオレフィン粒子を、４×１０8個／Ｌ以上の濃度で、濾材を通過する空気に含ませる。その後、測定ホルダーの下流に配置したパーティクルカウンタを用いて、濾材を通過した空気に含まれるポリアルファオレフィン粒子の濃度を測定し、以下の式（１）により、評価対象であるフィルタ濾材の捕集効率ＣＥFを求める。
式（１）：捕集効率ＣＥF＝[１−（下流側の粒子濃度）／（上流側の粒子濃度）]×１００（％）
【００１６】
フィルタ濾材１は、捕集効率が高く、かつ圧力損失が低いフィルタ濾材である。フィルタ濾材１のＰＦ（Performance Factor）値は、例えば３０以上であり、３２以上、３３以上、更には３４以上であってもよい。ＰＦ値は、フィルタ濾材１の圧力損失ＰＬF及び捕集効率ＣＥFから、以下の式（２）により求められる。
式（２）：ＰＦ値＝｛−ｌоｇ[（１００−ＣＥF）／１００]／（ＰＬF／９．８）｝×１００
【００１７】
ＰＴＦＥ多孔質膜２は、典型的には、微細な繊維状構造体である無数のＰＴＦＥフィブリルにより構成される。ＰＴＦＥ多孔質膜２は、複数のフィブリルに接続されたＰＴＦＥのノードを有していてもよい。ノードは、典型的には、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面の拡大像において、２μｍ2以上の面積を有する結節部として観察される。面積は、３μｍ2以上、５μｍ2以上、７μｍ2以上、更には１０μｍ2以上であってもよい。面積の上限は、例えば４５０μｍ2以下である。ノードの短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比は、例えば１０以下であり、７以下、５以下、３以下、更には２以下であってもよい。拡大像は、例えば、走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」と記載する）及び光学顕微鏡等の拡大観察手法により、得ることができる。
【００１８】
ＰＴＦＥ多孔質膜２は、例えば、未焼成のＰＴＦＥ粉末（ファインパウダー）と液状潤滑剤との混和物を押出及び／又は圧延等の手法によりフィルムに成形し、得られた未焼成のフィルムから液状潤滑剤を除去した後、延伸することにより形成できる。液状潤滑剤は、例えば、ナフサ、ホワイトオイル、ドデカン、流動パラフィン等の炭化水素油である。ただし、液状潤滑剤は、ＰＴＦＥ粉末の表面を濡らすことができると共に、乾燥等の手法によって後に除去できるものであれば限定されない。延伸は、例えば、フィルムのＭＤ方向（長手方向）に対する延伸倍率５〜１００倍、延伸温度１００〜３８０℃の縦延伸と、当該フィルムのＴＤ方向（幅方向）に対する延伸倍率１０〜３００倍、延伸温度１００〜３８０℃の横延伸とを組み合わせた二軸延伸である。縦延伸の延伸倍率の下限は、５倍超であってもよく、２０倍以上であってもよい。横延伸の延伸倍率の下限は、１０倍超であってもよく、３０倍以上であってもよい。縦延伸及び横延伸は、いずれの延伸を先に実施してもよい。また、縦延伸と横延伸との間で、延伸条件（延伸倍率及び延伸温度）が上記とは逆であってもよい。縦延伸の延伸倍率と横延伸の延伸倍率との積である総延伸倍率は、例えば１００００倍以上であり、１２０００倍以上、１３０００倍以上、１４０００倍以上、更には１５０００倍以上であってもよい。未焼成フィルムの形成後、任意のタイミングにおいて、ＰＴＦＥの融点以上の温度にフィルムを加熱する焼成を実施してもよい。ただし、ＰＴＦＥの融点以上の延伸温度での延伸を実施する場合は、延伸により形成されたＰＴＦＥフィブリルが互いに融着することでＰＴＦＥ多孔質膜２及びフィルタ濾材１の捕集効率が低下することを防ぐために、焼成の実施を省略することが好ましい。
【００１９】
ＰＴＦＥ多孔質膜２を構成するＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレン単量体に由来する構成単位（ＴＦＥ単位）以外の構成単位を有する変性ＰＴＦＥであってもよい。ただし、変性ＰＴＦＥにおけるＴＦＥ単位の含有率は、好ましくは５０モル％以上であり、より好ましくは８０モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上である。
【００２０】
ＰＴＦＥ多孔質膜２の厚さは、例えば３．０μｍ未満であり、２．５μｍ以下、２．０μｍ以下、更には１．８μｍ以下であってもよい。ＰＴＦＥ多孔質膜２の厚さの下限は、例えば０．１μｍ以上である。
【００２１】
ＰＴＦＥ多孔質膜２の目付は、例えば０．５ｇ／ｍ2未満であり、０．４ｇ／ｍ2以下、０．３ｇ／ｍ2以下、更には０．２ｇ／ｍ2以下であってもよい。ＰＴＦＥ多孔質膜２の目付の下限は、例えば０．１ｇ／ｍ2以上である。ＰＴＦＥ多孔質膜２の目付は、ＰＴＦＥ多孔質膜２の重量を主面の面積で除して求めることができる。
【００２２】
５．３ｃｍの線速度で空気を透過させたときのＰＴＦＥ多孔質膜２の圧力損失ＰＬM、被濾過気体の線速度を５．３ｃｍ／秒とし、捕集対象粒子の粒径を０．３〜０．５μｍの範囲としたときのＰＴＦＥ多孔質膜２の捕集効率ＣＥM、及びＰＴＦＥ多孔質膜２のＰＦ値がとりうる範囲は、通常、フィルタ濾材１の圧力損失ＰＬF、捕集効率ＣＥF及びＰＦ値の各々がとりうる上述の範囲と同じである。ＰＴＦＥ多孔質膜２の圧力損失ＰＬM及び捕集効率ＣＥMは、フィルタ濾材１の圧力損失ＰＬF及び捕集効率ＣＥFを測定する上記方法を応用して評価できる。具体的には、評価対象であるＰＴＦＥ多孔質膜２をフィルタ濾材１の代わりに測定ホルダーに固定すればよい。ＰＴＦＥ多孔質膜２のＰＦ値は、ＰＴＦＥ多孔質膜２の圧力損失ＰＬM及び捕集効率ＣＥMから、以下の式（３）により求められる。
式（３）：ＰＦ値＝｛−ｌоｇ[（１００−ＣＥM）／１００]／（ＰＬM／９．８）｝×１００
【００２３】
通気性基材層３は、通常、ＰＴＦＥ多孔質膜２に比べて厚さ方向に高い通気性を有する層である。通気性基材層３は、例えば、繊維により構成される。通気性基材層３を構成しうる繊維は、長繊維、短繊維及びこれらの混合繊維のいずれであってもよい。通気性基材層３は、例えば、不織布、織布、メッシュである。通気性、強度及び柔軟性に優れることから、通気性基材層３は不織布であることが好ましい。不織布の種類は、例えば、エアレイド不織布、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布である。２以上の異なる種類の不織布が接合された通気性基材層３（例えば、特開２０１４−３０８２５号公報に記載の通気性支持材）であってもよい。ただし、通気性基材層３は、これらの例に限定されない。
【００２４】
通気性基材層３を構成する材料は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂；芳香族ポリアミドを含むポリアミド樹脂；及びこれらの複合材料である。ＰＴＦＥ多孔質膜２との接合性に優れることから、当該材料は、好ましくはポリオレフィン樹脂であり、より好ましくはＰＥである。
【００２５】
通気性基材層３を構成する複合材料の一例は、芯部と、芯部を被覆する鞘部との芯鞘構造を有する複合繊維である。複合繊維の芯部と鞘部とでは、各々の部分を構成する材料が異なっている。芯部を構成する材料の融点に比べて、鞘部を構成する材料の融点が低いことが好ましい。芯部を構成する材料は、例えば、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂である。鞘部を構成する材料は、例えば、ＰＥ等のポリオレフィン樹脂である。鞘部を構成する材料がポリオレフィン樹脂である場合、ＰＴＦＥ多孔質膜２との接合性に優れるポリオレフィン樹脂を、通気性基材層３におけるＰＴＦＥ多孔質膜２との接合面に露出させることができる。
【００２６】
通気性基材層３のより具体的な一例は、ポリエステル樹脂から構成される芯部と、ポリオレフィン樹脂から構成され、前記芯部を被覆する鞘部との芯鞘構造を有する複合繊維を含む不織布である。
【００２７】
通気性基材層３を構成しうる繊維の平均繊維径は、例えば１〜５０μｍであり、１〜３０μｍ、１０〜３０μｍであってもよい。
【００２８】
通気性基材層３の厚さは、例えば５０〜１０００μｍであり、１００〜５００μｍ、２００〜４００μｍであってもよい。
【００２９】
通気性基材層３の目付の上限は、例えば１０００ｇ／ｍ2以下であり、５００ｇ／ｍ2以下、２００ｇ／ｍ2以下、更には１００ｇ／ｍ2以下であってもよい。通気性基材層３の目付の下限は、例えば１０ｇ／ｍ2以上であり、５０ｇ／ｍ2以上であってもよい。
【００３０】
通気性基材層３は、撥水処理及び／又は撥油処理されていてもよい。通気性基材層に対する撥水処理及び撥油処理は、公知の手法、例えば、撥水性材料及び／又は撥油性材料を含む処理液の塗布及び乾燥、により実施できる。撥水性材料及び撥油性材料として、例えば、フッ素原子を含む各種の化合物が知られている。
【００３１】
図１のフィルタ濾材１ではＰＴＦＥ多孔質膜２が最外層に位置しており、フィルタ濾材１の露出面を構成している。当該露出面の全体が、ＰＴＦＥ多孔質膜２により構成されていてもよい。更に、フィルタ濾材１では、ＰＴＦＥ多孔質膜２の主面に垂直な方向からＰＴＦＥ多孔質膜２を見たときに、ＰＴＦＥ多孔質膜２が有するフィブリル間の空隙部分において通気性基材層３が露出していてもよい。当該空隙部分において通気性基材層３が露出しているフィルタ濾材１の一例を図２に示す。図２には、ＰＴＦＥ多孔質膜２の主面に垂直な方向から見た当該主面が示されている。図２に示すように、ＰＴＦＥ多孔質膜２は、無数のフィブリル６を有している。通気性基材層３は、繊維５から構成される不織布である。通気性基材層３の通気領域（繊維５間の空隙）を横断するように、複数のフィブリル６が延びている。ＰＴＦＥ多孔質膜２が有するフィブリル６間には、空隙部分７が存在する。通気性基材層３（の繊維５）は、空隙部分７において露出している。ＰＴＦＥは接合性の低い素材である。しかし、空隙部分７において通気性基材層３が露出したフィルタ濾材１では、ＰＴＦＥ多孔質膜２側の表面に対する更なる層及び／又は部材の接合性を向上できる。フィブリル間の空隙部分における通気性基材層３の露出は、例えば、ＳＥＭ等による上記主面の拡大像により確認できる。拡大像の倍率は、例えば、５００倍とすればよい。
【００３２】
ＰＴＦＥ多孔質膜２が最外層に位置するフィルタ濾材１は、ＰＴＦＥ多孔質膜２側の表面の水洗いが可能な濾材でありうる。なお、本明細書において「水洗いが可能」とは、直径４７ｍｍの円形のフィルタ濾材１とし、ＪＩＳ  Ｚ８９０１に記載の試験用粉体である「１１種  関東ローム」０．２ｇをＰＴＦＥ多孔質膜２側の表面に載せて線速度２０ｃｍ／秒で反対側から６０秒吸引した後、約１０ｍＬの水で上記表面を洗い流したときに、フィルタ濾材１の捕集効率ＣＥFの低下が実質的にみられないことを意味する。捕集効率ＣＥFの低下が実質的にみられないとは、捕集効率ＣＥFの低下が、例えば３０％未満、好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下であることを意味する。エレクトレット濾材は、通常、水洗いが不可である。
【００３３】
フィルタ濾材１は、２以上のＰＴＦＥ多孔質膜２及び／又は２以上の通気性基材層３を備えていてもよい。フィルタ濾材１は、１つのＰＴＦＥ多孔質膜２と、これを挟持する２つの通気性基材層３とを備える３層構造を有していてもよい。この場合、フィルタ濾材１の強度及び耐久性を向上できる。また、この場合、フィルタ濾材１の使用時に気流の上流側に位置する一方の通気性基材層３を、気流に含まれる比較的大きなサイズの粒子を捕集するプレフィルタとして使用することもできる。
【００３４】
上記３層構造を有するフィルタ濾材１では、ＰＴＦＥ多孔質膜２が有するフィブリル６間の空隙部分７において、一方の通気性基材層３と他方の通気性基材層３とが直接接合していてもよい。
【００３５】
フィルタ濾材１の目付は、例えば１０〜１０００ｇ／ｍ2であり、３０〜５００ｇ／ｍ2、５０〜１００ｇ／ｍ2であってもよい。フィルタ濾材１の目付は、フィルタ濾材１の重量を主面の面積で除して求めることができる。
【００３６】
フィルタ濾材１の厚さは、例えば５０〜１０００μｍであり、１００〜５００μｍ、２００〜４００μｍであってもよい。
【００３７】
ＰＴＦＥ多孔質膜２及び通気性基材層３を備える限り、フィルタ濾材１は任意の層及び／又は部材を備えていてもよい。
【００３８】
フィルタ濾材１は、公知の方法、例えばＰＴＦＥ多孔質膜２及び通気性基材層３を含む積層体を熱ラミネートする方法（熱ラミネート法）、により形成できる。熱ラミネート法によるフィルタ濾材１の形成では、各層の接合部における圧力損失の増大を抑制できる。ただし、フィルタ濾材１の形成方法は熱ラミネート法に限定されない。
【００３９】
フィルタ濾材１は、例えば、空気等の気体を透過させて当該気体に含まれる塵芥等の異物を除去するために使用できる。フィルタ濾材１は、典型的には、空気を透過させるエアフィルタ濾材である。
【００４０】
ＰＴＦＥ多孔質膜２が最外層に位置するフィルタ濾材１は、通気性基材層３に対してＰＴＦＥ多孔質膜２が気流の上流側に位置するように使用してもよい。
【００４１】
フィルタ濾材１は、例えば、空気清浄機、空調機及び掃除機等の各種の製品に使用できる。空調機及び空気清浄機には、室内での使用を主に想定した小型の製品以外にも、建物の空調システム等の大型の製品、及び自動車や鉄道車両等の輸送機器が備える製品が含まれる。また、フィルタ濾材１は、エレクトレット濾材が従来使用されていた用途に使用できる。ただし、フィルタ濾材１の用途は、これらの例に限定されない。
【００４２】
フィルタ濾材１は、以下に示すフィルタユニットとして使用してもよい。
【００４３】
[フィルタユニット]
図３に、本開示のフィルタユニットの一例を示す。図３に示すフィルタユニット１１は、フィルタ濾材１がプリーツ加工されてなるフィルタプリーツパック１２と、プリーツパック１２を支持する枠体１３と、を備える。枠体１３は、フィルタプリーツパック１２の周端部を全周にわたって支持している。ただし、本開示のフィルタユニットの構成は、図３に示す例に限定されない。
【００４４】
図４に示すように、フィルタプリーツパック１２は、シート状のフィルタ濾材１がプリーツ形状に折り畳まれた構造を有する。また、フィルタプリーツパック１２はビード１４を有している。ビード１４は、樹脂から構成される紐状体であり、フィルタ濾材１のプリーツ形状を維持するスペーサーの一種である。ビード１４は、フィルタ濾材１のプリーツ線１５（折り線）と交差する方向に沿って進む連続線又は断続線を描くように、折り畳まれたフィルタ濾材１の表面に配置されている。
【００４５】
フィルタプリーツパック１２においてビード１４は、フィルタ濾材１の一方の表面に配置されていても、双方の表面に配置されていてもよい。ＰＴＦＥ多孔質膜２が最外層に位置するフィルタ濾材１では、ＰＴＦＥ多孔質膜２側の表面にビード１４が配置されていてもよい。ビード１４は、例えば、フィルタ濾材１の表面に溶融樹脂を紐状に塗布して形成できる。ビード１４を構成する樹脂は限定されず、例えば、ポリアミド、ポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。
【００４６】
フィルタ濾材１のプリーツ加工には公知の方法を適用できる。フィルタ濾材１のプリーツ加工は、例えば、レシプロ式又はロータリー式のプリーツ加工機を用いて実施できる。
【００４７】
枠体１３は、例えば、金属、樹脂又はこれらの複合材料から構成される。枠体１３が樹脂から構成される場合、枠体１３の成形と同時にフィルタプリーツパック１２を枠体１３に固定することも可能である。枠体１３の構成は、従来のフィルタユニットが備える枠体の構成と同じであってもよい。
【００４８】
フィルタユニット１１は、上述した部材以外の任意の部材を備えていてもよい。
【００４９】
フィルタユニット１１は、例えば、空気等の気体を透過させて当該気体に含まれる塵芥等の異物を除去するために使用できる。フィルタユニット１１は、典型的には、空気を透過させるエアフィルタユニットである。
【００５０】
フィルタユニット１１は、例えば、空気清浄機、空調機及び掃除機等の各種の製品に使用できる。空調機及び空気清浄機には、室内での使用を主に想定した小型の製品以外にも、建物の空調システム等の大型の製品、及び自動車や鉄道車両等の輸送機器が備える製品が含まれる。また、フィルタユニット１１は、エレクトレット濾材を備えるフィルタユニットが従来使用されていた用途に使用できる。ただし、フィルタユニット１１の用途は、これらの例に限定されない。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。【００５２】
本実施例において作製したフィルタ濾材の評価方法を以下に示す。【００５３】
[厚さ]
通気性基材層及びフィルタ濾材の厚さは、デジタルダイヤルゲージにより評価した。また、ＰＴＦＥ多孔質膜の厚さは、以下のように評価した。最初に、評価対象物であるＰＴＦＥ多孔質膜をエポキシ樹脂に包埋した後、ＰＴＦＥ多孔質膜を含む断面を露出させて研磨及び整面し、更にイオンポリッシング加工した。次に、電解放出型ＳＥＭ（ＦＥ−ＳＥＭ；日本電子製ＪＳＭ−７５００Ｆ、加速電圧５ｋＶ、反射電子像）を用いて得た当該断面の拡大観察像（倍率５００倍程度）を画像解析することで、ＰＴＦＥ多孔質膜の厚さを求めた。ただし、画像解析の際には、場所を変えながら少なくとも１０の測定ポイントにおける厚さを評価し、その平均値をＰＴＦＥ多孔質膜の厚さとした。なお、ＦＥ−ＳＥＭを用いた上記方法は、フィルタ濾材に含まれる通気性基材層及びＰＴＦＥ多孔質膜の厚さの評価にも適用できる。【００５４】
[目付]
ＰＴＦＥ多孔質膜の目付は、ＰＴＦＥ多孔質膜の重量を主面の面積で除して求めた。【００５５】
[圧力損失ＰＬF及び捕集効率ＣＥF]
フィルタ濾材の圧力損失ＰＬF及び捕集効率ＣＥFは、上述の方法により評価した。【００５６】
[フィルタ濾材の作製]
（実施例１）
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業製、Ｆ−１０４）１００重量部と、液状潤滑剤であるドデカン１９重量部とを均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をシート状にペースト押出成形し、得られた成形体をロール圧延して、厚さ２００μｍの帯状のシートを得た。次に、得られたシートから液状潤滑剤を乾燥除去した後、シートのＭＤ方向に延伸温度２８０℃、延伸倍率８５倍で延伸し、続いてＴＤ方向に延伸温度１５０℃、延伸倍率２００倍でテンター法により延伸して、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ａの厚さは１．５μｍ、目付は０．２ｇ／ｍ2であった。【００５７】
次に、通気性基材層であるエアレイド不織布／ＰＥＴ不織布接合体（厚さ３２０μｍ、目付１００ｇ／ｍ2、ＰＥＴの芯部及びＰＥの鞘部の芯鞘構造を有する複合繊維からエアレイド不織布が構成、特開２０１４−３０８２５号公報の段落００７１〜００７３に記載の方法により作製）と、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａとを積層し、熱ラミネートにより接合して、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ａ（厚さ３２０μｍ）を得た。通気性基材層とＰＴＦＥ多孔質膜Ａとの接合は、エアレイド不織布がＰＴＦＥ多孔質膜Ａと接するように実施した。フィルタ濾材Ａの圧力損失ＰＬFは２０Ｐａ、捕集効率ＣＥFは８０％であった。実施例１のフィルタ濾材におけるＰＴＦＥ多孔質膜側の主面では、ＰＴＦＥ多孔質膜が有するフィブリル間の空隙部分において通気性基材層を構成する繊維が露出していること、及び通気性基材層の通気領域を横断するように複数のフィブリルが延びていることが、ＳＥＭによる当該主面の観察（倍率５００倍）によって確認された。【００５８】
（実施例２）
ＭＤ方向の延伸倍率を８８倍とした以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｂを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｂの厚さは１．５μｍ、目付は０．２ｇ／ｍ2であった。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａの代わりにＰＴＦＥ多孔質膜Ｂを用いた以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｂ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｂの圧力損失ＰＬFは１２Ｐａ、捕集効率ＣＥFは６５％であった。実施例２のフィルタ濾材におけるＰＴＦＥ多孔質膜側の主面においても、ＰＴＦＥ多孔質膜が有するフィブリル間の空隙部分において通気性基材層を構成する繊維が露出していること、及び通気性基材層の通気領域を横断するように複数のフィブリルが延びていることが、ＳＥＭによる当該主面の観察（倍率５００倍）によって確認された。【００５９】
（実施例３）
ＭＤ方向の延伸倍率を８３倍とした以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｃを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｃの厚さは１．６μｍ、目付は０．２ｇ／ｍ2であった。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａの代わりにＰＴＦＥ多孔質膜Ｃを用いた以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｃ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｃの圧力損失ＰＬFは２５Ｐａ、捕集効率ＣＥFは８７％であった。実施例３のフィルタ濾材におけるＰＴＦＥ多孔質膜側の主面においても、ＰＴＦＥ多孔質膜が有するフィブリル間の空隙部分において通気性基材層を構成する繊維が露出していること、及び通気性基材層の通気領域を横断するように複数のフィブリルが延びていることが、ＳＥＭによる当該主面の観察（倍率５００倍）によって確認された。【００６０】
（実施例４）
ＭＤ方向の延伸倍率を８０倍とした以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｄを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｄの厚さは１．８μｍ、目付は０．２ｇ／ｍ2であった。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａの代わりにＰＴＦＥ多孔質膜Ｄを用いた以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｄ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｄの圧力損失ＰＬFは３０Ｐａ、捕集効率ＣＥFは９１％であった。実施例４のフィルタ濾材におけるＰＴＦＥ多孔質膜側の主面においても、ＰＴＦＥ多孔質膜が有するフィブリル間の空隙部分において通気性基材層を構成する繊維が露出していること、及び通気性基材層の通気領域を横断するように複数のフィブリルが延びていることが、ＳＥＭによる当該主面の観察（倍率５００倍）によって確認された。【００６１】
（実施例５）
ＭＤ方向の延伸倍率を７５倍とした以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｅを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｅの厚さは２．０μｍ、目付は０．３ｇ／ｍ2であった。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａの代わりにＰＴＦＥ多孔質膜Ｅを用いた以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｅ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｅの圧力損失ＰＬFは３４Ｐａ、捕集効率ＣＥFは９８％であった。実施例５のフィルタ濾材におけるＰＴＦＥ多孔質膜側の主面においても、ＰＴＦＥ多孔質膜が有するフィブリル間の空隙部分において通気性基材層を構成する繊維が露出していること、及び通気性基材層の通気領域を横断するように複数のフィブリルが延びていることが、ＳＥＭによる当該主面の観察（倍率５００倍）によって確認された。【００６２】
（実施例６）
実施例１で作製したＰＴＦＥ多孔質膜Ａと、通気性基材層であるスパンボンド不織布（ユニチカ製、エルベスＳ０３０３ＷＤＯ、厚さ１６０μｍ、目付３０ｇ／ｍ2、ＰＥＴの芯部及びＰＥの鞘部の芯鞘構造を有する複合繊維から構成）とを、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａが一対の通気性基材層により挟持されるように積層し、熱ラミネートにより接合して、通気性基材層／ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｆ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｆの圧力損失ＰＬFは２０Ｐａ、捕集効率ＣＥFは８０％であった。【００６３】
（比較例１）
ＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン工業製、Ｆ−１０４）１００重量部と、液状潤滑剤であるドデカン１９重量部とを均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をシート状にペースト押出成形し、得られた成形体をロール圧延して、厚さ２００μｍの帯状のシートを得た。次に、得られたシートから液状潤滑剤を乾燥除去した後、シートのＭＤ方向に延伸温度３８０℃、延伸倍率１５０倍で延伸し、続いてＴＤ方向に延伸温度１５０℃、延伸倍率６倍でテンター法により延伸して、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｇの厚さは５．０μｍ、目付は０．５ｇ／ｍ2であった。【００６４】
次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇと実施例１で使用した通気性基材層とを積層し、熱ラミネートにより接合して、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｇ（厚さ３２０μｍ）を得た。不織布接合体とＰＴＦＥ多孔質膜Ｇとの接合は、エアレイド不織布がＰＴＦＥ多孔質膜Ｇと接するように実施した。得られたフィルタ濾材Ｇの圧力損失ＰＬFは１５Ｐａ、捕集効率ＣＥFは５３％であった。【００６５】
（比較例２）
ＭＤ方向の延伸倍率を９０倍とし、ＴＤ方向の延伸倍率を６倍とした以外は比較例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｈを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｈの厚さは６．０μｍ、目付は０．８ｇ／ｍ2であった。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｇの代わりにＰＴＦＥ多孔質膜Ｈを用いた以外は比較例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｈ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｈの圧力損失ＰＬFは４０Ｐａ、捕集効率ＣＥFは８０％であった。【００６６】
（比較例３）
ＭＤ方向の延伸倍率を２０倍とし、ＴＤ方向の延伸倍率を３０倍とした以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜Ｉを得た。得られたＰＴＦＥ多孔質膜Ｉの厚さは３．５μｍ、目付は０．７ｇ／ｍ2であった。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜Ａの代わりにＰＴＦＥ多孔質膜Ｉを用いた以外は実施例１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜／通気性基材層の積層構造を有するフィルタ濾材Ｉ（厚さ３２０μｍ）を得た。得られたフィルタ濾材Ｉの圧力損失ＰＬFは６５Ｐａ、捕集効率ＣＥFは９８％であった。【００６７】
実施例及び比較例で作製したフィルタ濾材の評価結果を、以下の表１にまとめる。【００６８】
【表１】
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【００６９】
表１に示すように、実施例の各フィルタ濾材では、低い圧力損失及び高い捕集効率が達成されており、エレクトレット濾材を代替可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のフィルタ濾材は、従来のフィルタ濾材、例えばエレクトレット濾材、が使用されている用途に使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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