CN1292302A - 空气过滤材料、过滤组件和过滤装置及空气过滤材料的制法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上层压上透气性支撑材料构成的空气过滤材料,是由在5.3cm/秒的流速下空气透过时的压力损失(单位:毫米水柱)和采用粒径为0.10～0.12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位:%),根据下式:PF1=[－log(透过率(%)/100)/压力损失(毫米水柱) ]×100(这里,透过率(%)=100－捕集效率(%))计算的PF1值超过22的空气过滤材料。这种空气过滤材料压力损失小和捕集效率高。

Description

空气过滤材料、过滤组件 和过滤装置及空气过滤材料的制法
本发明涉及空气过滤材料、用其制作的空气过滤组件和空气过滤装置及空气过滤材料的制造方法，详细地说，涉及压力损失小、粒子捕集效率高、并含有聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜的空气过滤材料、用其制作的空气过滤组件和空气过滤装置及空气过滤材料的制造方法。
随着半导体集成度和液晶性能的提高，近年来对净室的洁净度有越来越高的要求，这就需要粒子捕集效率更高的空气过滤装置。
目前，这类空气过滤装置所采用的高性能空气过滤器，特别是HEPA、ULPA，是将湿式抄纸玻璃纤维制成的过滤材料折叠来制造的。
但是，为了进一步降低送风动力费用，需要降低空气过滤装置的压力损失，为了实现更高洁净空间，需要提高捕集效率，由玻璃纤维制成的空气过滤装置实现具有更高的性能(同一压力损失下，捕集效率更高，同一捕集效率下，压力损失更低)是非常困难的。
为了制造具有更高性能的空气过滤装置，有人提出采用比玻璃纤维过滤材料性能更高的PTFE多孔膜制成的空气过滤装置，据记载，如果采用PTFE多孔膜，与采用玻璃纤维的ULPA相比，同一捕集效率下，压力损失变成2／3(特开平5-202217号公报、WO94／16802、WO98／26860)。
还提出了采用PTFE多孔膜的空气过滤装置是通过制造方法和加工方法可进一步提高其性能的具有更高性能的PTFE多孔膜。(不必将用于制造过滤器过滤材料的透气性支撑材料形成叠层)自身性能高的PTFE多孔膜，在特表平9-504737号公报、特开平10-30031号公报、特开平10-287759号公报和WO98／26860中有记载，在这些公报中，公开了作为空气过滤材料性能指标的PF(Performance Factor)值高的PTFE多孔膜。
但是，为了将PTFE多孔膜作为空气过滤材料使用，实际上需要将透气性支撑材料形成叠层。从操作性方面考虑，这是因为需要提高PTFE多孔膜自身的强度，并且防止在将过滤材料加工成所需形状时受损伤。
然而，如上所述，已经知道一些自身PF值很高的PTFE多孔膜(例如，特开平10-30031号公报中记载了PF值为30的PTFE多孔膜)。但是，对于将PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压制成的空气过滤材料，虽然已知有特开平10-30031号公报中PF值为19．8的，WO98／26860中PF值为21．8的，但是还不知道有PF值超过22的。
而且，对于带有在折成褶裥状的PTFE多孔膜上层压透气性支撑材料制成的空气过滤材料的空气过滤装置，WO98／26860记载有计算PF值为90．6的(但不清楚是怎样制造的)，超过90．6的以及其详细的制造方法是不清楚的。
本发明的第一个目的是提供一种压力损失小、捕集效率高的、将透气性支撑材料层压在PTFE多孔膜的至少一个面上，制成高性能的空气过滤材料。
本发明的第二个目的是提供一种将透气性支撑材料层压在PTFE多孔膜上得到的空气过滤材料进行褶裥加工而成的、压力损失小、捕集效率高的空气过滤组件。
本发明第三个目的是提供一种将透气性支撑材料层压在PTFE多孔膜上得到的空气过滤材料进行褶裥加工而成的空气过滤组件放置在框架体内，由此制成的压力损失小、捕集效率高的空气过滤装置。
本发明的第四个目的是提供一种将透气性支撑材料层压在PTFE多孔膜上得到的空气过滤材料进行褶裥加工而成的空气过滤组件放置在框架体内，在保持高性能的同时是紧凑的(在将空气过滤材料折成褶裥状而成的空气过滤组件中，折高低)空气过滤装置。
本发明的第五个目的是提供上述空气过滤材料的有效制备方法。
根据本发明，上述目的可如下达到：
(1)具有聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上形成叠层的透气性支撑材料的空气过滤材料，由在5．3cm／秒的流速下空气透过时的压力损失(单位：毫米水柱)和采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位：％)，根据下式：
PF1=[-log(透过率(％)／100)／压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))
计算的PF1值超过22的空气过滤材料，
(2)将具有聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上形成叠层的透气性支撑材料的空气过滤材料进行褶裥加工，由在1．4cm／秒的过滤材料透过风速下空气透过时的压力损失(单位：毫米水柱)和采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位：％)，根据下式：
PF2=[-log(透过率(％)／100)／压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))
计算的PF2值超过90．6的空气过滤组件，
(3)带有由框架体和在该框架体内放置的弯曲成褶裥状的空气过滤材料构成的空气过滤组件的空气过滤装置，该过滤材料具有聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上形成叠层的透气性支撑材料，由在1．4cm／秒的过滤材料透过风速下空气透过时的压力损失(单位：毫米水柱)和采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位：％)，根据下式：
PF3=[-log(透过率(％)／100)压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))
计算的该装置PF3值超过90．6的空气过滤装置，
(4)带有由框架体和在该框架体内放置的弯曲成褶裥状的空气过滤材料构成的空气过滤组件的空气过滤装置，该空气过滤组件是将由聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上形成叠层的透气性支撑材料构成的、上述PF1值超过22的空气过滤材料进行折高在30毫米以下的褶裥加工，并且在1．4cm／秒的过滤材料透过风速下空气透过时该装置的压力损失在1毫米水柱以上的空气过滤装置，和
(5)在加热下将透气性支撑材料在聚四氟乙烯多孔膜的至少一个面上形成叠层，接着，将形成叠层的聚四氟乙烯多孔膜和透气性支撑材料在层压之后冷却的空气过滤材料的制造方法。
图1是PTFE膜纵向拉伸所用装置的模型图。
图2是表示PTFE膜横向拉伸所使用的装置(左半部分)和在PTFE膜上层压透气性支撑材料的装置(右半部分)的模型示意图。
图3是过滤装置的压力损失测定装置的模型图。
图4是往复式弯折机的模型图。
图5是表示衬膜涂覆工序的示意图。
图6是辊提升机的示意图。
空气过滤材料
本发明的空气过滤材料，特征在于：是具有PTFE多孔膜和在其至少一个面上形成叠层的透气性支撑材料的空气过滤材料，上述定义的PF1值超过了22。
本发明的空气过滤材料，若将透气性支撑材料在PTFE多孔膜的至少一个面上形成叠层，可以是由透气性支撑材料／PTFE多孔膜构成的2层构造、由透气性支撑材料／PTFE多孔膜／透气性支撑材料构成的3层构造、由透气性支撑材料／PTFE多孔膜／透气性支撑材料／PTFE多孔膜／透气性支撑材料构成的5层构造。优选将透气性支撑材料在PTFE多孔膜的两个面上形成叠层。这时，PTFE多孔膜的操作变得容易，并且操作时可以无限制地控制对PTFE多孔膜的损伤。
PTFE多孔膜可以是单层的，也可以根据需要是由多层构成的。通过制成多层构造，各单层上假定有针孔等损伤出现时，也可以相互弥补掉损伤，根据所需过滤材料的性能，可以很容易地进行设计。例如，如果将同样性能的PTFE多孔膜制成2层，计算压力损失变成2倍，但可以提高捕集效率。
本发明的空气过滤材料优选在空气以5．3cm／秒的流速透过时，压力损失为4毫米水柱以上，更优选5～100毫米水柱，进一步优选10～50毫米水柱。在该压力损失不到4毫米水柱时，有时难以使制成的空气过滤装置的捕集效率在99％以上，而如果超过100毫米水柱，制成的空气过滤装置的压力损失值急剧增加，有时会限制空气过滤器的使用。
本发明的空气过滤材料，特征是上述定义的PF1值超过22。优选PF1值至少为23，更优选至少为24，进一步优选至少为25。
如果是PF1值更高的空气过滤材料，例如，至少为23、至少为24、至少为25，可获得性能更高(高PF2、PF3值)的空气过滤组件、空气过滤装置，并且，如下文所述，在维持空气过滤装置具有高性能的同时，可以使空气过滤装置更紧凑(极薄型的空气过滤装置)。
对于本发明空气过滤材料的PF1值，例如，即使PF1值本身的绝对值差为1，PF3值的绝对值差也在4以上。这是因为通过计算PF值，风速从5．3cm／秒变成1．4cm／秒时，压力损失变成1．4／5．3，如果捕集效率不发生变化，计算出PF值为5．3／1．4=3．79倍。由于捕集效率在风速变小时提高，则进一步提高PF的值，绝对值的值在4以上。
具体地说，通过将空气过滤材料的PF1值提高1，空气过滤装置的PF3值就升高4以上，如果空气过滤装置的压力损失相同，捕集效率就提高，而如果空气过滤装置的捕集效率相同，压力损失就降低。例如，如果空气过滤装置的PF3值从92提高到96，在空气过滤装置的压力损失值为5．4毫米水柱时，可以获得捕集效率从99．9989％提高到99．99935％的效果，这可以说是非常有益的。
本发明的空气过滤材料的捕集效率优选在99．9％以上，更优选在99．99％以上。由捕集效率保持在99．9％以上的空气过滤材料，可以制成保持HEPA水平的捕集效率的空气过滤装置，由捕集效率保持99．99％以上的空气过滤材料，可以制成保持ULPA水平的捕集效率的空气过滤装置。
下面对构成本发明空气过滤材料的PTFE多孔膜和透气性支撑材料进行说明。
本发明可以使用的PTFE多孔膜，如果其PF值超过22，可以使用公知的PTFE多孔膜。这样的PTFE多孔膜在特开平10-30031号公报、特开平10-287759号公报、特表平9-504737号公报中有记载。
优选使用的PTFE多孔膜的PF值至少为27，更优选至少为28。
PTFE多孔膜的厚度优选在5微米以上，更优选在8微米以上。对于同样PF值的PTFE多孔膜，厚度厚的，可以捕获浮游微粒的量增大，即可以制成寿命长的空气过滤材料。而且，如果PTFE多孔膜的厚度很厚，制造PTFE多孔膜时，在将PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压时和／或在将空气过滤材料进行褶裥加工时，可以减少针孔的产生。
PTFE多孔膜的平均纤维直径优选为0．14微米以下，更优选为0．05～0．1微米。根据单一纤维捕集理论，如果过滤材料的纤维直径增大，纤维本身对颗粒的附着性能下降，如果平均纤维直径在0．14微米以上，难以获得高PF值的多孔膜。而且，如果平均纤维直径在0．05微米以下，虽然能获得高PF值的多孔膜，但多孔膜的构造强度变弱，下面描述的是通过层压可明显降低PF值，难以获得高PF值的空气过滤材料。
PTFE多孔膜的填充率为12％以下，优选为10％以下，更优选为8％以下。填充率即表示纤维对空间的状况，填充率越低，多孔膜的空间越大，纤维间的距离也越大，因此，多孔膜纤维更容易附着颗粒，PF值更高，含尘量增大，是优选的。
在本发明中，优选使用的PTFE多孔膜可以按照下面的方法来制造。
优选的PTFE多孔膜的制造方法PTFE多孔膜优选是拉伸多孔膜。
制造PTFE拉伸多孔膜，首先是将PTFE乳化聚合水分散液凝聚析出，在得到的细粉中加入溶剂石脑油和白油等液态润滑剂，将糊挤压成棒状物。然后，再对该棒状的糊挤出物进行压延，制成PTFE未烧结体。这时，该未烧结带的厚度通常为100～500微米。
接着，将该未烧结的带在纵向(MD方向)上以2～10倍的倍率拉伸，然后，将在纵向拉伸的带在横向(TD方向)上拉伸。这时，优选以至少为200％／秒的横向拉伸速度进行拉伸。横向的拉伸速度越快，PTFE多孔膜的纤维直径越小，可以得到更高PF值的PTFE多孔膜。优选进行设定，使横向的拉伸倍率为总面积倍率的100～300倍。
纵向拉伸是在PTFE烧结体熔点以下的温度下进行。横向拉伸是在200～420℃的温度下进行。
拉伸上述未烧结带可根据需要在将2个以上的带重叠的状态下进行。
为了防止收缩，可根据需要对横向上拉伸的PTFE多孔膜进行热处理。
而且，为了增加PTFE多孔膜的厚度，进一步降低填充率，在制成的未烧结带中以每100重量份的PTFE细粉加入10～50重量份的非纤维化物(例如，低分子量PTFE)，进行拉伸。
如此得到的PTFE多孔膜的PF值超过22，也容易得到PF值至少为27的PTFE多孔膜。由于纵向、横向的总拉伸倍率并没有那么高，所以得到比较厚(5微米以上)的PTFE多孔膜，并且还可以得到具有低填充率的，如12％以下，优选10％以下，进一步优选8％以下的产品。
本发明空气过滤材料所使用的透气性支撑材料，如果是对空气过滤材料的压力损失没有影响的材料(压力损失比PTFE多孔膜的压力损失低得多的材料)，可以使用目前以增强PTFE多孔膜为目的而使用的公知材料。
优选地使用至少表面上有热熔性的无纺布，进一步优选是由芯鞘结构的纤维(例如，芯是聚酯，鞘是聚乙烯，芯是高熔点的聚酯，鞘是低熔点聚酯的纤维)制成的无纺布。这种由芯鞘结构纤维制成的无纺布，由于可以在稍微超过与芯相比是低熔点的鞘的熔点的低温下进行层压，可以减小在将PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压时的受热历程，因此，在后面描述的将PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压时，可以进一步阻止降低PF值。
PTFE多孔膜和透气性支撑材料的层压方法
本发明的空气过滤材料优选是通过下面的方法将PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压制备的。
申请人ダイキン工业株式会社已经制造并出售了将PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压制成的空气过滤材料、采用该材料的空气过滤组件和空气过滤装置，在制造该空气过滤材料时，如果在PTFE多孔膜上层压透气性支撑材料，已经知道通常压力损失会上升，但是，加上压力损失的上升，还会进一步导致捕集效率降低，结果出现PF值降低的问题。因此，为了制备更高PF值的空气过滤材料，找到目前没有的更好的层压条件是极为重要的。
实际上，由于特开平10-30031号公报中没有记载特别的层压方法(条件)，可以推测是采用现有的方法进行层压，但在PF值为26．6的PTFE多孔膜上层压透气性支撑材料时，空气过滤材料的PF值降至19．8。因此，除此之外，即使在上述现有技术的文献中，在PTFE多孔膜上层压透气性支撑材料，也无法得到PF值超过22的空气过滤材料。
但是，对于在PTFE多孔膜上层压透气性支撑材料的方法，例如有本申请人已经提出的通过在PTFE多孔膜的厚度方向上不直接加压进行叠层，可尽可能地维持PTFE多孔膜的压力损失的方法(特开平6-218899号公报)。但是，在通过该文献所公开的层压方法来尝试将具有各种PF值的PTFE多孔膜和透气性支撑材料层压时，对于PF值在22以下的PTFE多孔膜，即使层压后PF值降低得到一定程度的抑制，而PF值更高(例如，特开平10-30031号公报中记载的PF值为30的)的PTFE多孔膜的PF值也降低，也就是说仅能制备层压后PF值在22以下的产品。
可以通过特开平6-218899号公报中公开的层压方法(条件)，可如下推测形成这种倾向的理由。
如果PTFE多孔膜本身的PF值超过22并且更高，PTFE多孔膜的平均纤维直径变得更细，填充率也变得更小。而且，通常以寿命长为目标，为了增大可以捕获的浮游微粒量，优选使用厚度在5微米以上的PTFE多孔膜。
具有如此高PF值的PTFE多孔膜，容易发生由层压时卷绕和开卷张力引起的在厚度方向上发生压缩，和由热引起收缩造成的PTFE多孔膜纤维的热凝聚。如果进一步研究这个问题，压缩会使PTFE多孔膜的纤维间距离，特别是厚度方向的纤维间距离缩小，一束一束的纤维捕集粒子的效果会降低，特别是，可以认为PTFE多孔膜内部的捕集效率降低，导致了整个捕集效率的降低。而且，热凝聚使PTFE多孔膜的纤维数减少，一束一束的纤维直径增大，可以认为导致了捕集效率降低。因此，即使在特开平6-218899号中公开的比较温和的条件下也会发生上述现象，其结果可以认为降低捕集效率。
在特开平6-218899号公报中公开了不施加压力、仅凭自重将PTFE多孔膜和透气性支撑材料重叠进行层压的方法，但是，由于是仅凭自重进行层压，层压温度设定的很高，这被认为是PTFE多孔膜发生热收缩和PF值降低的原因。而且，通过这种方法，实际上难以在制造过滤装置所必须的整个长度上(20米以上)进行层压。
因此，根据以上研究，研究出了层压方法(条件)，可见如果采用下面的条件，可以得到本发明所需要的空气过滤材料。
(1)将层压时的受热历程减到最小，
(2)将卷绕和开卷的张力减到最小，
(3)优选通过在层压之后进行风冷等进行强制冷却。
具体地说，优选如下进行层压。
在本发明的优选状态下，PTFE多孔膜和透气性支撑材料的层压，如图2的右半部分所示，将透气性支撑材料22、23，优选是热塑性无纺布，例如，由芯是聚酯、鞘是聚乙烯制成的芯鞘结构纤维制成的无纺布，在从图2左半部分所示的张布机送出的双向拉伸PTFE多孔膜的两个面上重叠，通过与加热辊19接触来进行。
这里，加热辊19的加热温度优选为130～220℃，更优选为140～170℃。在加热辊19上，当层压的透气性支撑材料和PTFE多孔膜接触时，对辊19的压缩力根据透气性支撑材料22的开卷张力可以调整，在本发明中，优选为10～90g／cm，更优选30～70g／cm。
更为优选的，(a)加热温度在130℃到小于140℃时，在开卷张力70～90g／cm，线速度为5m／分钟以上的条件下进行，(b)加热温度在140℃到小于170℃时，在开卷张力为30～70g／cm，线速度为10m／分钟以上的条件下进行，(c)加热温度在170℃到小于220℃时，在开卷张力为10～30g／cm，线速度为15m／分钟以上的条件下进行。
卷绕张力通常设定为380g／cm以下，优选设定为300g／cm以下。如果以高张力在辊21上卷绕，有可能使PTFE多孔膜在厚度方向上压缩，PF值降低。
层压的PTFE多孔膜和透气性支撑材料优选在层压之后进行冷却。冷却是如下进行的：将送风喷嘴24设置在加热辊19之后，由压缩机向喷嘴中强制通入室内空气(优选在50℃以下，更优选在40℃以下)，或者向喷嘴中通入强制冷却的空气，从喷嘴将空气强制吹入整个层压的空气过滤材料上。
“本发明的空气过滤组件和空气过滤装置”
通常，空气过滤装置是将空气过滤材料加工成褶裥状，制成空气过滤组件，将它们组装在框架体中来制作的，具体情况如下。
空气过滤装置是小褶裥式和分立式的装置。
小褶裥式装置
小褶裥式装置的制造工序包括将空气过滤材料加工成褶裥状的工序，打开加工成褶裥状的空气过滤材料，例如将褶裥状的衬膜涂覆在空气过滤材料上的工序，将涂覆有衬膜的空气过滤材料再次加工成褶裥状的工序，将进行褶裥加工成的空气过滤材料切成指定大小的工序(本发明中所谓空气过滤组件的完成)，空气过滤组件的四边用框架围住，将空气过滤组件和框架密封的工序。
将空气过滤材料加工成褶裥状的方法，如图4所示，通常是用梳式刀折叠的方法。
将涂覆了衬膜的空气过滤材料再次加工成褶裥状的方法，有如图6所示，用两个辊输送空气过滤材料，在出口放置重锤进行提升的辊提升法，和如图5所示的采用往复式梳形刀的提升方法。
通常如下进行，如图4所示，用网辊将空气过滤材料41抽出(通过驱动在两个驱动辊之间夹持空气过滤材料的辊抽出)，采用往复式梳形刀加工成褶裥状，如图5所示展开，进行衬膜涂覆，采用图6的辊再次加工成褶裥状。
小褶裥式中所用的衬膜是为了保持褶裥的形状和确保气体流路而采用的，对衬膜的材质没有特别限定，可以使用目前已知的聚乙烯共聚物、聚丙烯共聚物、EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)、聚酰胺等热熔树脂和玻璃丝等。
但是，在本发明的空气过滤组件和空气过滤装置中将聚酰胺热熔树脂作为衬膜使用时，当然可以获得所需要的高PF值，可以得到同时具有以TOC(TotalOgranic Carbon)表示的有机物发生量极少的附加值的空气过滤组件和空气过滤装置。
小褶裥式装置优选用于半导体制造装置等，在半导体制造中，如果产生上述TOC表示的有机物，在硅片表面上会附着有机物，在加热工序中，有机物发生碳化，电特性变差。上述空气过滤组件和空气过滤装置中采用聚酰胺热熔树脂作为衬膜的，在通过高PF值化改变能量效率的同时，还提高了半导体制造的合格率。
分立式装置
分立式装置的制造工序包括：将空气过滤材料进行褶裥加工加工成褶裥状的工序，在加工成褶裥状的空气过滤材料之间插入加工成波形的隔片的工序，将进行褶裥加工的空气过滤材料切成指定大小的工序(完成本发明的所谓空气过滤组件)、将空气过滤组件的四边用框架包围，将空气过滤组件和框架密封的工序。
为了将本发明的具有PTFE多孔膜和透气性支撑材料的空气过滤材料所具有的PF值更有效地在空气过滤组件和空气过滤装置中得到反映，优选采用下面的制造方法。
即，优选实施下面的至少一个方案来制造空气过滤装置。
(1)在将空气过滤材料加工成褶裥的工序中，在抽出空气过滤材料时，不使用网辊，而是在轴上安装发动机强制抽出，在空气过滤材料的厚度方向上不施加力。
(2)在将空气过滤材料加工成褶裥状的褶裥加工工序中，在褶裥加工之后，例如采用如图4所示的加热装置42、42’，进行加热(通常60～110℃)，形成坚固的折痕。
(3)在将加工成褶裥状的空气过滤材料展开，涂覆带状衬膜之后，再次加工成褶裥状时，用往复式梳形刀强制进行，使折痕变得清晰。
(4)在整个工序中，在输送空气过滤材料时，不使用网辊进行，不压缩空气过滤材料。
本发明的空气过滤组件或者空气过滤装置的PF2值或者PF3值超过90．6，优选在92以上，更优选在95以上。
通常，PF值越高，为达到同样捕集效率，可将装置的压力损失值设定的越低。而且，如果是同样压力损失的装置，PF值越高，捕集效率可以设定的越高。根据本发明，PF2或者PF3超过90．6时，可以获得至今认为不可能实现的低压力损失的ULPA和HEPA。
本发明的空气过滤组件和空气过滤装置的捕集效率，在过滤材料透过风速为1．4cm／秒时，优选在99．9％以上，更优选在99．999％以上。
本发明的空气过滤组件和空气过滤装置的压力损失值通常越低越好，过滤材料透过风速为1．4cm／秒时，优选1～25．4毫米水柱，更优选1～15毫米水柱。
下面对本发明的空气过滤装置的性能评价方法进行说明。
空气过滤装置的形状根据使用用途是各种各样的。例如，将空气过滤装置制成袋状悬挂着的形态，将空气过滤材料加工成褶裥状、为了保证风的流路在其之间插入衬膜加工成波状的形态，将空气过滤材料加工成褶裥状、在空气过滤材料的纵向上涂覆热熔的带状衬膜以保证风的流路的形态等。而且，在褶裥加工成褶裥状时的高度(从一个折痕到下一个折痕的空气过滤材料的长度)也是各种各样的。
通常，空气过滤装置性能测定时的风速以空气过滤装置的面速计为0．5m／秒。而且，由于空气过滤装置的形态如上所述折叠的高度和折叠的间距各异，因此，即使空气过滤装置的开口面积相同，其中折叠的空气过滤材料的面积也不同。为此，即使采用同样的空气过滤材料，压力损失值和捕集效率值也是不同的。
其原因是由于空气过滤装置的性能由透过折叠的空气过滤材料的风速来决定，相对于相同的装置开口面积，折叠量如果不同，透过空气过滤材料的风速也不同，压力损失直和捕集效率具有不同的值。
即这是因为如果折叠量大，过滤材料透过风速减小，因此，压力损失值减小，捕集效率提高。而且，如果折叠量小，相反，过滤材料透过风速增大，因此，压力损失值增大，捕集效率降低。
由此可知，在相互比较各个空气过滤装置的性能时，与其使空气过滤装置的面风速为定值，倒不如有必要使透过折叠成空气过滤装置的空气过滤材料的风速为定值。在本发明中，由上述理由可知，将透过折叠成空气过滤装置的空气过滤材料内的风速为1．4cm／秒进行相应的评价。
具体地说，将过滤材料透过风速为1．4cm／秒时的空气过滤装置面速(吹出的风速)的设定方法如下。
如果使空气过滤装置的开口面积为Sm2、空气过滤材料折叠的面积为sm2(由折叠的高度和褶裥的数目求得)，那么空气过滤装置的面速V是
V=1．4×s／S(cm／秒)=(1．4／100)×s／S(m／秒)
根据本发明，通过使用特征在于预先定义的PF1值超过22的空气过滤材料，在维持以ULPA表示的性能的同时，可以得到紧凑的空气过滤装置，所说的空气过滤材料是具有PTFE多孔膜和在其至少一个面上层压上透气性支撑材料的空气过滤材料。
ULPA的性能通常是指在用户所使用的空气过滤装置的面风速条件下，捕集效率为99．9995％以上，优选在99．9999％以上，压力损失在15毫米水柱以下。
使用上述本发明的空气过滤材料，可以得到具有30毫米以下，优选27毫米以下，更优选20毫米以下折高的空气过滤组件的空气过滤装置。
例如，是具有折高为30毫米的空气过滤组件的空气过滤装置时；用户通常使用的空气过滤装置的面风速在0．5m／秒下使用时，如果将捕集效率设定为99．9999％，压力损失为15毫米水柱以下，而是具有折高为20毫米的空气过滤组件的空气过滤装置时，空气过滤装置在面风速为0．35m／秒下使用时(特别是在是薄空气过滤装置时，通常在0．35m／秒下使用)，如果将捕集效率设定为99．9999％，压力损失在15毫米水柱以下。这样，就可得到可维持作为ULPA的高性能的并且折高在30毫米以下的薄空气过滤装置。
这是因为，采用本发明的空气过滤材料，可以使作为压力损失和捕集效率的性能指标的PF1值超过22，优选至少为23，更优选至少为24，进一步优选至少为25。即，如果是现有的PF1值在22以下的，是折高为30毫米的空气过滤装置时，空气过滤装置在面风速0．5m／秒下使用时，如果将捕集效率设定为99．9999％，压力损失在15毫米水柱以上。如果将压力损失设定在15毫米水柱以下，捕集效率变得比99．9999％小。是折高为20毫米的空气过滤装置时，空气过滤装置在面风速为0．35m／秒下使用时，如果将捕集效率设定在99．9999％，压力损失仍然在15毫米水柱以上。而且，如果将压力损失设定在15毫米水柱以下，捕集效率变得小于99．9999％。
更有甚者，如果减小空气过滤材料的折高，空气过滤装置的结构阻抗急剧减小，可以解释为更能将空气过滤材料本来的性能反映到空气过滤装置上。
结构阻抗是指空气通过褶裥间隙时产生的空气和空气过滤材料之间的摩擦阻抗，空气过滤装置的压力损失以空气透过空气过滤材料时的压力损失和结构阻抗之和表示。
具体地说，在折高为55毫米的小褶裥式空气过滤装置中，空气过滤装置的面风速为0．5m／秒时，产生约1毫米水柱的结构阻抗，如果使折高为35毫米以下，结构阻抗急剧减小，如果使折高为30毫米以下，基本上没有了结构阻抗，空气过滤装置的性能可与空气过滤材料本身所具有的性能相匹敌。
本发明的空气过滤材料可特别用于上述本发明的空气过滤组件和空气过滤装置，也可加工成其他适宜的形式，例如，空气净化器用过滤器、扫除机用过滤器、空调用过滤器、汽车的空气吸入器用过滤器、除臭装置用过滤器、核动力用排气过滤器、无菌室用过滤器、医药生产清洁室用过滤器、医院的手术室空气吸入用过滤器、精密仪器和机械用过滤器、防花粉用护面罩、气体(N2、Air、SiCl4等)串联过滤器、也可以用于水、药品等液用过滤器的用途。
本发明的空气过滤装置可以用于半导体工业、液晶工业、医疗、食品工业、生物工艺学等的净化室、扩散炉、涂布显色器、湿度控制器、化学蒸镀(CVD)、稳定器、储料器、干腐蚀装置、等离子体腐蚀装置、净化间、净化室、晶片检查装置(子扫描器、探测器)、FFU(风扇过滤装置)、CMP等半导体制造装置等的用途。特别是薄型的空气过滤装置，可将FFU制得很薄，在组装成半导体制造装置时，可以使设置空间变小，结果可使该装置小型化，而且，由于很轻，从可以简单施工等方面考虑，是划时代的空气过滤装置。
实施例
下面描述实施例，对本发明作具体说明。
在实施例中，PTFE多孔膜的膜厚、填充率、平均纤维直径、压力损失、捕集效率、PF值和有无漏气；空气过滤材料的压力损失、透过率、捕集效率、PF1值和有无漏气；以及空气过滤装置的压力损失、透过率、捕集效率、PF3值、有无漏气和TOC发生量如下测定。
在本发明中，上述过滤材料和空气过滤装置的捕集效率、过滤材料的漏气检查测定是使用酞酸二辛酯(DOP)作为检查粒子，但是从降低TOC产生的角度考虑，可以采用以前提出的TOC产生量很少的检查粒子(例如，二氧化硅颗粒、聚苯乙烯乳胶颗粒等)。
PTFE多孔膜的膜厚
使用膜厚计(1D-110MH型，ミットョ社制)，将5块PTFE多孔膜重叠在一起，测定整个的膜厚，将该值除以5的数值作为1块的膜厚。
PTFE多孔膜的填充率
将测定膜厚的PTFE多孔膜切成20×20cm，测定重量，通过下式求出填充率。
填充率(％)=[重量(g)／(400×膜厚(cm)×2．25(PTFE比重))]×100
PTFE多孔膜的平均纤维直径
采用扫描型电子显微镜(S-40000型日立制作所制)，拍摄PTFE多孔膜的放大照片(7000倍)。将该照片切成4块，放大，在照片上以5cm的间隔划上纵向和横向各4条相同长度(长度：纵向24．5cm，横向29．5cm)的直线，测定在这些直线上PTFE纤维的直径，将其平均作为PTFE纤维的平均纤维直径。
PTFE多孔膜及空气过滤材料的压力损失(毫米水柱)
将PTFE多孔膜和空气过滤材料的测定样品用直径为100毫米的过滤器夹子固定，用压缩机从入口侧加压，用流量计将透过空气的流量调整为5．3cm／秒。用压力计测定这时的压力损失。
PTFE多孔膜和空气过滤材料的捕集效率(％)
将PTFE多孔膜和空气过滤材料的测定样品用直径为100毫米的过滤器夹子固定，用压缩机从入口侧加压，用流量计将透过空气的流量调整为5．3cm／秒。在这种状态下，从上流侧将颗粒直径0．1～0．12微米的多分散DOP以108个／300毫升的颗粒浓度流下，通过设在下流侧的粒子计数器(PMS LAS-X-CRTPARTICLE MEASURING SYSTEM INC．(PMS)社制，以下同)，求出粒子直径为0．10～0．12微米的DOP透过粒子的数目，将上流的粒子浓度作为Ci，下流粒子浓度作为Co，通过下式计算测定样品的捕集效率。
捕集效率(％)=(1-Co／Ci)×100
对捕集效率非常高的空气过滤材料延长吸引时间、增大采样的空气量进行测定。例如，如果将吸引时间延长10倍，将下流侧读出的粒子数提高10倍，测定感度就变成10倍。
PTFE多孔膜和空气过滤材料的透过率(％)
采用下式求出PTFE多孔膜和空气过滤材料的透过率
透过率(％)=100-捕集效率(％)
PTFE多孔膜和空气过滤材料的PF值
PTFE多孔膜的PF值通过下式求出
PF=[-log(透过率(％)／100)压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))。
另一方面，空气过滤材料的PF1值根据上文记载的公式求出。
PTFE多孔膜和空气过滤材料有无漏气
将PTFE多孔膜和空气过滤材料的测定样品用直径为100毫米的过滤器夹子固定，用压缩机从入口侧加压，用流量计将透过空气的流量调整为5．3cm／秒。在这种状态下，从上流侧将多分散DOP以108个／300毫升的颗粒浓度流下，通过设在下流侧的粒子计数器，求出不同粒径的透过粒子数，从上流和下流的粒子数的比率求出粒径为0．10～0．12微米和0．25～0．35微米的DOP粒子的捕集效率，如果粒径为0．25～0．35微米的DOP的捕集效率比粒径为0．10～0．12微米的DOP的捕集效率高100倍以上，可判定不漏气。
空气过滤装置的压力损失(毫米水柱)
采用图3所示的装置，在安装空气过滤装置之后，将透过空气过滤材料的风速调整为1．4cm／秒，用压力计测定空气过滤装置前后的压力损失。
下面对图3中的符号进行说明。
31：送风机，32，32’：HEPA过滤器，33：实验用粒子导入管，34，34’：整流板，35：上流侧实验用粒子采取管，36：静压测定孔，37：供试过滤装置，38：下流侧实验用粒子采取管，39：层流型流量计。
空气过滤装置的捕集效率(％)
采用图3所示的装置，在安装空气过滤装置之后，将透过空气过滤材料的风速调整为1．4cm／秒，在这种状态下，以1×109／ft3的浓度从上游流过粒径为0．1～0．12微米的DOP粒子，采用粒子计数器测定下流侧粒径为0．1～0．12微米的粒子数，将上流的粒子浓度作为Ci，下流粒子浓度作为Co，通过下式计算测定样品的捕集效率。
捕集效率(％)=(1-Co／Ci)×100
空气过滤装置的透过率(％)
通过下式求出空气过滤装置的透过率
透过率(％)=100-捕集效率(％)
空气过滤组件和空气过滤装置的PF值
根据前文记载的公式求出空气过滤组件和空气过滤装置的PF2和PF3。
但是，空气过滤组件性能的测定，由于不能测定其本身的性能，为了进行测定，在空气过滤组件的四周装上框架，密封空气过滤组件和框架，制成空气过滤装置来测定。其结果是空气过滤组件和空气过滤装置的PF2和PF3值是相同的值。
空气过滤装置有无漏气
空气过滤装置漏气处的测定按照JACA No．10C4．5．4进行(日本空气清净协会发行1979年“空气清净装置性能试验方法标准”)。
将由拉斯金喷嘴产生的二氧化硅粒子和干净的空气混合，制成含浓度为108个／ft3以上的0．1微米以上粒子的检测流体。接着，从空气过滤装置的上流将检测流体通过空气过滤装置，使空气过滤装置的面风速为0．5m／秒。然后，在空气过滤装置下流侧25毫米的位置，以1秒5cm的速度扫描搜查探针，以28．3升／分的速度抽出下流侧空气，用粒子计数器测定下流侧二氧化硅粒子的浓度。但是，该扫描是在空气过滤装置的过滤材料和过滤材料与框架的接合部分全面进行，其行程仅稍稍重叠。空气过滤装置发生泄漏时，下流侧的二氧化硅粒子的粒径分布与上流侧的粒径分布相同，从而可以判定。
空气过滤装置的TOC发生量的测定
空气过滤装置的TOC发生量的测定是将通过HEPA过滤器和有机物除去化学过滤器进行粒子和有机物处理的空气通过进行实验的空气过滤装置，采用多孔质高分子吸附剂(TENAX GR)对空气过滤装置下流侧空气进行吸引取样，吸附有机物，这时的条件如下：
．实验空气过滤装置的透过风速：0．35m／秒
．下流侧空气取样量：2L／分×100分钟
接着，将多TENAX管内的孔质高分子吸附剂上吸附的有机物采用居里测点净化器和收集管取样器(キユ-リ-ポイントパ-ジアンドトラップサンプラ)(日本分析工业社制JHS-100A)进行分析。即，将吸附下流侧空气中有机物的TENAX管加热到230℃，向其中流入高纯度氦气，将吸附物作为气体逼出(清洗)，导入收集管中。在该收集管中，由冷却到-40℃的吸附剂(石英纤维)聚集浓缩。然后，将上述吸附剂瞬间加热到358℃，20秒后将吸附剂上吸附的附着物作为气体放出。然后，将上述排出的气体导入气相色谱柱，将其量作为有机物总量来测定。用有机物总量和下流侧取样的空气量表示发生有机物量(ng／m3)。气相色谱的测定条件如下。
．[zjx1]气相色谱：GC14A(岛津制作所社制)
．柱：FRONTIER LAB ULTRA ALLOY Capillary Column UA-5
．柱温：50℃-280℃(维持10分)、升温速度10℃／分
实施例1
在数均分子量620万的PTFE细粉末(ダイキン工业株式会社制聚四氟乙烯合成树脂细粉末F-104U)100重量份中加入作为挤出助剂的烃油(ェッソ石油株式会社制同量异位素)25重量份进行混合。
将该混合物通过膏状挤出成形为圆棒状，将该圆棒状成形体加热到70℃后，通过轧光辊成形成膜状，得到PTFE膜。将该膜通过250℃的热风干燥炉，蒸发除去挤出助剂，得到平均厚度为200微米，平均宽度为150毫米的未烧结膜。
接着，采用图1所示的装置，将该未烧结的PTFE膜在纵向以5倍的拉伸倍率进行拉伸。将未烧结膜固定在辊1上，拉伸的膜卷绕在卷绕辊2上。拉伸温度为250℃。
采用图2左半部分所示的可以将得到的纵向拉伸的膜用夹子连续夹持的装置(张布架)，在横向上以30倍的拉伸倍率拉伸，进行热定型。这时的拉伸温度为290℃，热定型温度为360℃，而且拉伸速度为330％／秒。
实施例2
将实施例1得到的纵向拉伸的膜采用图2左半部分所示的装置在横向上拉伸，拉伸倍率为40倍，进行热定型。这时的拉伸温度为290℃，热定型温度为350℃，拉伸速度为440％／秒。
实施例3
将实施例1得到的纵向拉伸的膜采用图2左半部分所示的装置在横向上拉伸，拉伸倍率为25倍，进行热定型。这时的拉伸温度为290℃，热定型温度为380℃，拉伸速度为275％／秒。
实施例1-3得到的PTFE多孔膜的物性如下。
表1
实施例编 号 膜厚(微米) 填充率(％) 平均纤维直径(微米) 压力损失(毫米水柱) 捕集效率(％) PF值 有无泄漏
1 10 5 0．090 25 99．9999990 32．0 无
2 8 4 0．085 22 99．9999980 35．0 无
3 12 6 0．095 28 99．9999996 30．0 无
实施例4
采用图2所示的装置将聚乙烯／聚酯制热熔性无纺布(上面：商品名ェルベスT0703WDO(ユニチカ制)；下部：商品名ェルフイットE0353WTO(ユニチカ制))热熔在实施例1制备的PTFE多孔膜的两个面上，得到空气过滤材料。这时的热熔条件如下。
辊19：加热温度160℃
线速度：15m／分钟
开卷张力：50g／cm(无纺布22的开卷张力)
卷绕张力：280g／cm
实施例5
采用图2所示的装置将聚乙烯／聚酯制热熔性无纺布(上面：商品名ェルベスT0703WDO(ユニチカ制)；下部：商品名ェルフイットE0353WTO(ユニチカ制))热熔在实施例1制备的PTFE多孔膜的两个面上，得到空气过滤材料。这时的热熔条件如下。
辊19：加热温度180℃
线速度：15m／分钟
开卷张力：20g／cm(无纺布22的开卷张力)
卷绕张力：280g／cm
实施例6
除了在加热辊19之后设置吹出冷风的装置，向从辊19出来的空气过滤材料吹20℃的空气进行冷却之外，其他与实施例4相同，制备空气过滤材料。
实施例7
除了使用实施例2制作的PTFE多孔膜之外，其他与实施例4相同，制造空气过滤材料。
实施例8
除了使用实施例2制作的PTFE多孔膜之外，其他与实施例6相同，制造空气过滤材料。
参考例1
采用实施例1制作的PTFE多孔膜，在特开平6-218899号公报中记载的实施例7的条件(加热温度160℃，线速度10m／分钟，开卷张力90g／cm)下，采用图2所示的装置，在PTFE多孔膜的两个面上热熔聚乙烯／聚酯制的热熔性无纺布(上面：商品名ェルベスT0703WDO(ユニチカ制)；下部：商品名ェルフイットE0353WTO(ユニチカ制))。卷绕以卷绕张力为280g／cm下进行。
参考例2
除了使用实施例2制作的PTFE多孔膜之外，其他与参考例1相同，制造空气过滤材料。
实施例4～8和参考例1～2制作的空气过滤材料的物性如下。
表2
压力损失(毫米水柱) 捕集效率(％) PF1值 有无泄漏
实施例4 26 99．999983 26．0 无
实施例5 26 99．999981 25．9 无
实施例6 26 99．9999948 28．0 无
实施例7 23 99．9999786 29．0 无
实施例8 23 99．9999926 31．0 无
参考例1 26 99．999653 21．0 无
参考例2 23 99．998980 21．7 无
这样，根据本发明，与PTFE多孔膜单体相比，PF1值的降低极少，透气性支撑材料层压后PF1值可以达到22以上。
从实施例6和8的结果可见，如果在层压之后进行冷却，可进一步提高PF1值。
另一方面，通过理解上述参考例，在特开平6-218899号公报中记载的缓和的层压条件下，在抑制压力损失上升的同时，无法防止捕集效率降低，在PTFE多孔膜单体的PF值高时，也会将透气性支撑材料层压制成的空气过滤材料的PF1值降低到22以下。
实施例9
将实施例4制作的空气过滤材料采用往复式折叠机进行高度为5．5cm的褶裥加工，褶裥加工之后在90℃的温度下造成折痕。然后，将褶裥加工的空气过滤材料打开，涂敷聚酰胺热熔树脂制的衬膜，再次用往复式提升机提升成褶裥状，切成大小为58cm×58cm，得到空气过滤组件。这时的褶裥间隔为3．125mm／褶裥。
通过上述工序，在抽出空气过滤材料时，开动轴上的马达，强制抽出，在空气过滤材料的厚度方向上不施加力。而且，在输送空气过滤材料时，不使用网辊，在空气过滤材料上不施加压缩力。
接着，采用外框大小为61cm×61cm、内框大小为58cm×58cm、厚度为6．5cm的钝化处理的铝制框架，在该框架内放入进行褶裥加工的空气过滤组件，用尿烷粘接剂将空气过滤组件周围和铝框密封，制成空气过滤装置。
实施例10
除了采用辊提升机进行再次提升之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
实施例11
除了使用实施例8的空气过滤材料之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
参考例3
除了在用往复机将空气过滤材料折叠之后不进行加热，在折痕上不施加褶皱之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
参考例4
除了在从辊上抽出空气过滤材料时采用网辊之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
对实施例9-11和参考例3-4中制造的过滤装置，设定风速，使过滤材料透过风的速度为1．4cm／秒，来测定过滤装置的压力损失和捕集效率。
这些空气过滤装置中过滤材料透过风速为1．4cm／秒时的空气过滤装置的面速如下。
各空气过滤装置内径为58cm×58cm，因此，空气过滤装置的开口面积为58cm×58cm=3364cm2=0．3364m2。另一方面，对折叠的空气过滤材料的面积，先计算褶裥数，580mm÷3．125mm／褶裥=185个褶裥，由此，空气过滤材料的长度为5．5cm×185×2=2035cm=20．35m。空气过滤材料的宽是58cm=0．58m，因此，空气过滤材料的面积是20．35×0．58=11．803m2，由空气过滤材料的开口面积和空气过滤材料的面积可得到过滤材料透过风速1．4cm／秒时的空气过滤装置的面速为1．4cm／秒×11．803m2÷0．3364m2=49．12cm／秒=0．4912m／秒。实际上，测定空气过滤装置的压力损失等采用该面速进行。
实施例9-11和参考例3-4制作的空气过滤装置的性能如下。
表3
压力损失(毫米水柱) 捕集效率(％) PF3值 有无泄漏
实施例9 7．5 99．9999925 95．0 无
实施例10 7．6 99．9999879 91．0 无
实施例11 6．9 99．9999974 109．9 无
参考例3 12．4 99．9999892 56．2 无
参考例4 7．5 99．9999213 81．4 无
从表3所示的结果可以认为，在使用常规方法(使用网辊，用往复机将过滤材料折叠后不加热)中，无法得到超过90．6的PF3值，但是，不使用网辊，在将过滤材料用往复机折叠后进行加热，在折痕上施加褶皱的方法可以得到具有所需的高PF3值的空气过滤装置。
在再次提升为褶裥状时，采用往复式提升机的方法比通过辊提升机可以获得更高的PF3值。
实施例12
将实施例4制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为13cm的褶裥加工，褶裥加工后施加80℃的温度，造成折痕。然后，在加工成褶裥的空气过滤材料之间，将厚度为35微米的铝箔加工成高度为2．4mm的波状制成的隔片分别插入到上下流侧，切成大小为58cm×58cm。这时，褶裥的间隔是5．0mm／褶裥。
通过上述工序，在抽出空气过滤材料时，启动轴上的马达，强制抽出，在空气过滤材料的厚度方向上不施加力。而且，在输送空气过滤材料时，不使用网辊，在空气过滤材料上不施加压缩力。
接着，采用外框大小为61cm×61cm、内框大小为58cm×58cm、厚度为15cm的钝化处理的铝制框架，在该框架内放入进行褶裥加工的空气过滤组件，用尿烷粘接剂将空气过滤组件周围和铝框密封，制成空气过滤装置。
对该空气过滤装置设定风速，使过滤材料的透过风速为1．4cm／秒，测定空气过滤装置的压力损失和捕集效率。该空气过滤装置中，过滤材料的透过风速为1．4cm／秒时空气过滤装置的面速，如果采用与实施例9-11和参考例3-4同样的计算方法，为0．7279m／秒。实际上，空气过滤装置的压力损失等的测定采用该面速进行。
实施例12制作的空气过滤装置的性能如下。
表4
压力损失(毫米水柱) 捕集效率(％) PF3值 有无泄漏
7．1 99．9999910 99．2 无
即使是与上述形状不同的空气过滤装置，如果将空气过滤材料在没有变差的情况下制成空气过滤装置，可以获得性能大致相同的空气过滤装置。
实施例13
除了将实施例4制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为3．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
实施例14
除了将实施例8制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为3．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
实施例15
除了将实施例4制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为2．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
实施例16
除了将实施例8制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为2．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
参考例5
除了将参考例1制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为3．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
参考例6
除了将参考例2制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为3．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
参考例7
除了将参考例1制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为2．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
参考例8
除了将参考例2制作的空气过滤材料采用往复折叠机进行高度为2．0cm的褶裥加工之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。
对这些空气过滤装置设定风速，使过滤材料的透过风速为1．4cm／秒，测定空气过滤装置的压力损失和捕集效率。这些空气过滤装置中过滤材料的透过风速为1．4cm／秒时空气过滤装置的面速，如果与实施例9-11和参考例3-4同样进行计算，折高为30毫米的空气过滤装置为0．2679m／秒，折高为20毫米的空气过滤装置为0．1786m／秒，实际上，空气过滤装置的压力损失等的测定采用该面速进行。
实施例13-15和参考例5-8制作的空气过滤装置的性能如下。
表5
压力损失(毫米水柱) 捕集效率(%) PF3值 有无泄漏
实施例13 7．0 99．9999921 101．5 无
实施例14 6．2 99．9999971 121．6 无
实施例15 6．9 99．9999927 103．4 无
实施例16 6．1 99．9999976 124．9 无
参考例5 7．0 99．999872 84．2 无
参考例6 6．2 99．999548 86．2 无
参考例7 6．9 99．999845 84．2 无
参考例8 6．1 99．999514 87．1 无
下面对实施例13-16和参考例5-8制作的空气过滤装置，测定折高为30mm的空气过滤装置的面风速为0．5m／秒的条件下测定压力损失和捕集效率。其结果在表6表示。并在折高为20mm的空气过滤装置的面风速为0．35m／秒的条件下测定压力损失和捕集效率。其结果列于表7。
表6
面风速0．5m／秒
压力损失(毫米水柱) 捕集效率(％)
实施例13 13．0 99．999945
实施例14 11．5 99．999980
参考例5 13．0 99．999104
参考例6 11．5 99．99684
表7
面风速0．35m／秒
压力损失(毫米水柱) 捕集效率(％)
实施例15 13．5 99．999938
实施例16 12．0 99．999980
参考例7 13．5 99．99876
参考例8 12．0 99．99611
由表5所示的结果可知，空气过滤装置的压力损失值与由空气过滤材料的压力损失值计算的压力损失值大致一致，结构阻抗几乎没有。即，实施例13和15中使用的空气过滤材料在5．3cm／秒下的压力损失值为26毫米水柱，从此计算的1．4cm／秒时的压力损失值为26毫米水柱×1．4／5．3=6．87毫米水柱，与实际的空气过滤装置的压力损失值大致相同。同样，在实施例14和15中，所使用的空气过滤材料的5．3cm／秒的压力损失值为23毫米水柱，由此计算的1．4cm／秒时的压力损失值为23毫米水柱×1．4／5．3=6．08毫米水柱，与实际的空气过滤装置的压力损失值大致相同。
由表6和表7所示的结果可知，PF1值在22以下的空气过滤材料，在折高为30毫米以下时，实际上，在用户所使用的风速下，捕集效率低，不用说99．9999％，就连作为ULPA的通常性能的99．9995％都无法实现，但是，在使用PF1值超过22的空气过滤材料时，即使折高在30mm以下，也可以实现作为ULPA的性能。
表6和表7所示的空气过滤装置的压力损失几乎与从空气过滤材料的压力损失值计算的压力损失值相同，可以认为没有结构阻抗。具体地说，从空气过滤材料的压力损失值计算的空气过滤装置的压力损失值，在表6的实施例13和参考例5中是12．82毫米水柱，在实施例14和参考例6中为11．34毫米水柱。在表7的实施例15和参考例7中是13．46毫米水柱，在实施例16和参考例8中是11．91毫米水柱。
实施例17
除了衬膜采用EVA制热熔树脂之外，其他与实施例9相同，制造空气过滤装置。而且，衬膜的涂敷量与实施例9的量相同。空气过滤组件和铝框的密封剂也采用同样的材料。
对实施例9和实施例17制作的空气过滤装置，测定由空气过滤装置产生的TOC的量。其结果如下。
表8
TOC发生量(ng／m3)
实施例9 80
实施例17 1500
由表8所示的结果可知，具有由衬膜采用聚酰胺热熔树脂的本发明的空气过滤材料制成的空气过滤组件的空气过滤装置与衬膜采用EVA制热熔树脂的空气过滤装置相比，TOC发生量急剧减少，大约为1／20。

Claims (26)

1．一种空气过滤材料，它是由聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上层压上透气性支撑材料制成的空气过滤材料，由在5．3cm／秒的流速下透过空气时的压力损失(单位：毫米水柱)和采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位：％)，根据下式：
PF1=[-log(透过率(％)／100)／压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))
计算的PF1值超过22。
2．权利要求1记载的空气过滤材料，其中，在以5．3cm／秒的流速透过空气时的压力损失为4毫米水柱以上。
3．权利要求1或2记载的空气过滤材料，其中将透气性支撑材料在聚四氟乙烯多孔膜的两个面上形成叠层。
4．权利要求1到3的任意一项记载的空气过滤材料，其中，上述PF1值至少为23。
5．权利要求1到4的任意一项记载的空气过滤材料，其中，上述捕集效率在99．9％以上。
6．权利要求5记载的空气过滤材料，其中，上述捕集效率在99．99％以上。
7．权利要求1到6的任意一项记载的空气过滤材料，其中，聚四氟乙烯多孔膜的厚度至少为5微米。
8．权利要求1到7的任意一项记载的空气过滤材料，其中，层压的聚四氟乙烯多孔膜自身的PF值至少为27。
9．一种空气过滤组件，其中，将具有聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上层压上透气性支撑材料的空气过滤材料进行褶裥加工，由在1．4cm／秒的过滤材料透过风速下透过空气时的压力损失(单位：毫米水柱)和采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位：％)，根据下式：
PF2=[-log(透过率(％)／100)／压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))
计算的PF2值超过90．6。
10．权利要求9记载的空气过滤组件，其中，在以5．3cm／秒的流速透过空气时的空气过滤材料的压力损失为4毫米水柱以上。
11．权利要求10记载的空气过滤组件，其中，空气过滤材料的PF1值超过22。
12．权利要求9-11的任意一项记载的空气过滤组件，其中，空气过滤组件的PF2值至少为92。
13．权利要求9到12的任意一项记载的空气过滤组件，其中，以1．4cm／秒的过滤材料透过风速透过空气时采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率为99．9％以上。
14．权利要求13记载的空气过滤组件，其中，上述捕集效率为99．999％以上。
15．权利要求9～14任意一项记载的空气过滤组件，其中，上述空气过滤组件是具有由聚酰胺热熔树脂制成的衬膜的小褶裥式的。
16．权利要求9～15任意一项记载的空气过滤组件，其中，折高为30mm以下，1．4cm／秒的过滤材料透过风速下，透过空气时空气过滤组件的压力损失为1～25．4毫米水柱。
17．一种空气过滤装置，它是具有由框架体和在该框架体内放置的弯曲成褶裥状的空气过滤材料构成的空气过滤组件的空气过滤装置，其中，该过滤材料是具有聚四氟乙烯多孔膜和在其至少一个面上层压上透气性支撑材料，由在1．4cm／秒的过滤材料透过风速下空气透过时的压力损失(单位：毫米水柱)和采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率(单位：％)，根据下式：
PF3=[-log(透过率(％)／100)／压力损失(毫米水柱)]×100
(这里，透过率(％)=100-捕集效率(％))
计算的该装置的PF3值超过90．6。
18．权利要求17记载的空气过滤装置，其中，在以5．3cm／秒的流速透过空气时的空气过滤材料的压力损失为4毫米水柱以上。
19．权利要求18记载的空气过滤装置，其中，空气过滤材料的PF1值超过22。
20．权利要求17到19的任意一项记载的空气过滤装置，其中，空气过滤装置的PF3值至少为92。
21．权利要求17到20的任意一项记载的空气过滤装置，其中，以1．4cm／秒的过滤材料透过风速透过空气时采用粒径为0．10～0．12微米的酞酸二辛酯测定的捕集效率为99．9％以上。
22．权利要求21记载的空气过滤装置，其中上述捕集效率为99．999％以上。
23．权利要求17到22任意一项记载的空气过滤装置，其中，由放置在框架中的弯曲成褶裥状的空气过滤材料制成的空气过滤组件是具有由聚酰胺热熔树脂制成的衬膜的小褶裥式的。
24．权利要求17～23任意一项记载的空气过滤装置，其中，空气过滤组件折高为30mm以下，1．4cm／秒的过滤材料透过风速下，透过空气时空气过滤装置的压力损失为125．4毫米水柱。
25．一种空气过滤材料的制造方法，包括在聚四氟乙烯多孔膜的至少一个面上在加热情况下将透气性支撑材料进行层压，接着，将层压的聚四氟乙烯多孔膜和透气性支撑材料在层压之后进行冷却。
26．权利要求25记载的制造方法，其中，该透气性支撑材料是由热熔性无纺布制成。
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