JP2004290858A

JP2004290858A - エアフィルタ用濾材の巻回体、そのエアフィルタ用濾材を用いたエアフィルタユニットの製造方法

Info

Publication number: JP2004290858A
Application number: JP2003088008A
Authority: JP
Inventors: Ei Sawa; 映佐波
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】ピンホールの発生が抑制されたエアフィルタ用濾材、それを用いたエアフィルタユニットを提供できる。
【解決手段】本発明のエアフィルタ用濾材の巻回体は、少なくとも１層のＰＴＦＥ多孔質膜と少なくとも１層の通気性支持材とを含むエアフィルタ用濾材１と、エアフィルタ用濾材１の一方の面に重ねられた帯状の導電性シート４とが、ロール状に巻き取られていることを特徴とする。導電性シート４の幅は、エアフィルタ用濾材１の幅より大きく、導電性シート４の幅方向の両端部のうち、少なくとも１方の端部４ａが、エアフィルタ用濾材１からはみ出ていることが好ましい。導電性シート４は、金属、導電性樹脂、カーボンブラックから選ばれる少なくとも１種の導電性物質を含むことが好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）多孔質膜を含むエアフィルタ用濾材の巻回体、そのエアフィルタ用濾材を用いたエアフィルタユニットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＴＦＥはクリーンな材料であり、近年、ＰＴＦＥ多孔質膜を含む濾材が、半導体工業などのクリーンルームに用いられる高性能エアフィルタの濾材として広く使用されている。ＰＴＦＥ多孔質膜はコシがないため、通常、補強のために不織布などの通気性を有する支持材（以下、「通気性支持材」という）と積層してから濾材として使用される。この濾材は連続したＷ字状に折り畳まれ（プリーツ加工され）、さらに金属枠などで枠付けされてエアフィルタユニットとなる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平９−５０４７３７号公報（第９−１０頁、第１−４図）
【０００４】
【特許文献２】
特開平９−３０２１２１号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
エアフィルタ用濾材は、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性支持材とを積層する工程において帯電しやすい。特に、ＰＴＦＥは極めて誘電率が高く、容易に帯電するうえに、帯電した静電気の減衰に長時間を必要とする。適切な帯電除去を行わないと、エアフィルタ用濾材の帯電圧は１０〜５０ｋＶになる場合がある。帯電したエアフィルタ用濾材をロール状に巻き取った場合、エアフィルタ用濾材に帯電した電荷は、その後の保管、輸送工程においてほとんど放出されずにエアフィルタ用濾材に滞留する。そのため、ロール状に巻き取られたエアフィルタ用濾材をプリーツ加工などの次工程において引き出した際、エアフィルタ用濾材と他の物体との間で静電気放電が発生してエアフィルタ用濾材にピンホールが形成され、エアフィルタ用濾材の捕集効率を低下させてしまうことがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアフィルタ用濾材の巻回体は、少なくとも１層のＰＴＦＥ多孔質膜と少なくとも１層の通気性支持材とを含む帯状のエアフィルタ用濾材と、前記エアフィルタ用濾材の一方の面に重ねられた帯状の導電性シートとが、ロール状に巻き取られていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のエアフィルタユニットの製造方法は、本発明のエアフィルタ用濾材の巻回体から引き出された前記エアフィルタ用濾材を用いることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のエアフィルタ用濾材の巻回体の一例について図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１および図２に示すように、エアフィルタ用濾材１の巻回体２１は、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２と少なくとも１層の通気性支持材３とを含む帯状のエアフィルタ用濾材１と、このエアフィルタ用濾材１の一方の面に重ねられた帯状の導電性シート４とが、ロール状に巻き取られた構造をしている。本実施の形態のエアフィルタ用濾材１の巻回体２１では、エアフィルタ用濾材１と、このエアフィルタ用濾材１の一方の面に重ねられた帯状の導電性シート４とがロール状に巻き取られているので、エアフィルタ用濾材１における電荷の蓄積が抑制され、エアフィルタ用濾材１と他の物体との間で発生する静電気放電により、エアフィルタ用濾材１にピンホールが形成されることを抑制できる。
【００１０】
図１に示すように、導電性シート４の幅がエアフィルタ用濾材１の幅より大きく、導電性シート４の幅方向の両端部４ａのうち、少なくとも一方の端部がエアフィルタ用濾材１からはみ出た状態で、エアフィルタ濾材１と導電性シート４とが巻き取られていることが好ましい。その端部４ａを導体などに接触させて、導体と導電性シート４とを短絡させることにより、エアフィルタ用濾材１に蓄積された電荷を、長尺なエアフィルタ用濾材１の長手方向にわたって効果的に除去できるからである。導電性シート４の幅方向の両端部４ａがエアフィルタ用濾材１からはみ出た状態で、エアフィルタ濾材１と導電性シート４とが巻き取られていれば、導電性シート４の各端部４ａを導体と接触させることにより、エアフィルタ用濾材１に蓄積された電荷をさらに効果的に除去できる。
【００１１】
導電性シート４の材料は、エアフィルタ用濾材１に蓄積された電荷を減衰させることができるものであれば特に制限はないが、例えば、金属、導電性樹脂、カーボンブラックから選ばれる少なくとも１種の導電性物質を含んでいることが好ましい。これらの導電性物質を含む導電性シート４の比抵抗は１０^−６〜１０^６Ωｃｍであることが望ましい。金属には、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、ステンレスまたはニッケルが挙げられ、導電性樹脂には、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンまたはポリアニリン等が挙げられる。
【００１２】
導電性シートの形態についても特に制限はないが、上記金属を含む金属箔もしくはプラスチックシート、または金属メッシュ、上記金属によりメッキ処理された織布または不織布、導電性繊維が織り込まれた織布または不織布、上記導電性樹脂を含むプラスチックシート等が好適である。上記導電性繊維には、例えば、金属線、金属メッキ繊維、またはカーボンブラックを混入した繊維等を用いることができる。
【００１３】
ＰＴＦＥ多孔質膜２は、使用用途に応じた捕集機能が発揮されるものであれば、孔径、構造、形態などについて特に限定されないが、通常、平均孔径０．０１〜５μｍ、平均繊維径０．０２〜０．３μｍ、厚み２〜５０μｍ、５．３ｃｍ／ｓの流速で空気を透過させたときの圧力損失が５０〜１０００Ｐａである膜が好ましい。
【００１４】
上記したＰＴＦＥ多孔質膜２は、従来から用いられてきた方法により作製することができる。以下にその作製方法の一例を説明する。
【００１５】
まず、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合物を予備成形する。液状潤滑剤としては、ＰＴＦＥファインパウダーの表面を濡らすことができ、抽出や加熱することより除去できるものであれば特に限定されず、例えば、ナフサ、ホワイトオイルなどの炭化水素を使用できる。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重量部程度が適当である。上記した予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。次に、予備成形体を押出しおよび／または圧延してシート状に成形し、このようにして得られたシート状の成形体を少なくとも一軸方向に延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得る。尚、延伸は、液状潤滑剤を除去してから行うとよい。延伸条件は、適宜設定でき、通常、温度は３０〜３２０℃であり、延伸倍率は、縦方向、横方向ともに２〜３０倍である。また、延伸後にＰＴＦＥ多孔質膜をＰＴＦＥの融点以上に加熱して焼成すれば、強度を高めることができる。
【００１６】
通気性支持材３は、ＰＴＦＥ多孔質膜２を保護および補強するとともに、プレフィルタとしても機能する。通気性支持材３は、材質、構造、形態について特に限定されないが、ＰＴＦＥ多孔質膜２より通気性に優れた材料、例えば、不織布、織布、メッシュ（網目状シート）、その他の多孔質材料を用いることが好ましい。特に、強度、柔軟性、作業性の点からは不織布が好ましい。通気性支持材３の材料について特に制限はなく、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、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など）、芳香族ポリアミド、あるいはこれらの複合材などからなるものを用いることができる。一部または全部の繊維が芯鞘構造の複合繊維を用いることが一般的であり、芯繊維が鞘繊維より相対的に融点が高い合成繊維を用いることが好ましい。
【００１７】
ＰＴＦＥ多孔質膜２と通気性支持材３とは、単に重ね合わせるだけでもよいが、接合されていてもよい。例えば、接着剤ラミネート、熱ラミネートなどの方法を適用することができる。特に、熱により通気性支持材３の一部を溶融させ、隣接する層の対向する面に部分的に接着する熱ラミネートが好ましい。このように接着剤を用いずに接着すると、余分な重量増加がなく容易に接着することができ、接着後に行うプリーツ加工も行い易い。
【００１８】
上記の方法によりＰＴＦＥ多孔質膜２と通気性支持材３とが積層されて得られたエアフィルタ用濾材１は、導電性シート４とともにロール状に巻き取られて、エアフィルタ用濾材１の巻回体２１となる。
【００１９】
導電性シート４とともに巻き取られたエアフィルタ用濾材１は、エアフィルタ用濾材１の巻回体２１から引き出され、必要に応じて所定の長さに切断された後、プリーツ加工される。プリーツ加工は、図３に示すように、外周にブレード５を配置した１対のドラム６を回転させながらエアフィルタ用濾材１をひだ折りしていくロータリー方式、図４に示すように、エアフィルタ用濾材１の移送方向に間隔をおいて配置した一対のブレード５を、軌跡７を描くように移動させながらエアフィルタ用濾材１を両面から交互に折り畳んでいくレシプロ方式等を採用できる。プリーツ加工されたエアフィルタ用濾材１は、図５に示すように、アルミニウム等からなる支持枠２２などにより枠付けされて、エアフィルタユニットとなる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明のエアフィルタ用濾材の巻回体の一例をさらに具体的に説明する。
【００２１】
（実施例１）
ＰＴＦＥファインパウダー（旭・ＩＣＩフロロポリマーズ社製、“フルオンＣＤ−１２３”）１００重量部に対して液状潤滑剤（ナフサ）１７重量部を均一に混合し、この混合物を２０ｋｇ／ｃｍ^２の条件で予備成形した。次いでこの予備成形体をロッド状にペースト押出成形し、さらにこのロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２５０μｍの長尺シートを得た。このシートを２９０℃の延伸温度でシート長手方向に１０倍延伸し、さらにテンター法により８０℃の延伸温度でシート幅方向に３０倍延伸し、未焼成ＰＴＦＥ多孔質膜を得た。この未焼成ＰＴＦＥ多孔質膜を、熱風発生炉を用いて４００℃で３秒間焼成し、焼成されたＰＴＦＥ多孔質膜を得た（厚さ１０μｍ、圧力損失１５ｍｍＨ_２Ｏ）。
【００２２】
芯鞘構造の不織布（ユニチカ社製、“エルベスＴＯ３０３ＷＤＯ”、厚さ１５０μｍ、目付量３０ｇ／ｍ^２、芯成分ＰＥＴ、鞘成分ＰＥ、ＰＥの融点１２９℃）を２枚用意し、２枚の不織布の間に上記ＰＴＦＥ多孔質膜を配置し、これらを１３５℃に加熱した一対の熱ロール間に通し、連続的に熱ラミネートして、エアフィルタ用濾材を得た（厚さ２５０μｍ、圧力損失１７ｍｍＨ_２Ｏ、幅６００ｍｍ、長さ２０ｍ）。
【００２３】
上記エアフィルタ用濾材の一方の面に、ステンレス網（３０メッシュ、幅８００ｍｍ、長さ２０ｍ、比抵抗１０^−５Ωｃｍ）をその幅方向の両端部が上記エアフィルタ用濾材からはみ出るように重ねながら、エアフィルタ用濾材とステンレス網とをポリエチレン製のロール（直径８２ｍｍ）に巻きつけ、エアフィルタ用濾材の巻回体を得た。
【００２４】
（実施例２）
実施例１で得たエアフィルタ用濾材の一方の面に、ステンレス網に代えて導電性ナイロン織布（カネボウ合繊株式会社、“タッファー”、幅８００ｍｍ、長さ２０ｍ、比抵抗１０Ωｃｍ）をその幅方向の両端部が上記エアフィルタ用濾材からはみ出るように重ねながら、エアフィルタ用濾材と導電性ナイロン織布とをポリエチレン製のロール（直径８２ｍｍ）に巻きつけ、エアフィルタ用濾材の巻回体を得た。
【００２５】
（比較例）
実施例１で得たエアフィルタ用濾材を単独でポリエチレン製のロール（直径８２ｍｍ）に巻き付け、エアフィルタ用濾材の巻回体を得た。
【００２６】
実施例および比較例において得られたエアフィルタ用濾材の巻回体を、ＰＥ製ロールが回転しないようにシャフトに固定し、図６に示すように、エアフィルタ用濾材の巻回体の外周面１３を、矢印の方向へナイロン製織布１２で摩擦して帯電させた（速度０．５ｍ／ｓｅｃ、３０往復）。摩擦後のエアフィルタ用濾材および摩擦前のエアフィルタ用濾材のそれぞれについて、除電していないゴムロール（外径４０ｍｍ）３本に沿わせながら１０ｍ引き出し、それらの圧力損失、捕集効率を下記の方法により測定し、リーク試験を下記の方法で行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
［圧力損失］サンプルを有効面積１００ｃｍ^２の円形ホルダーにセットし、入口側と出口側に圧力差を与え、このサンプルを通過する空気の流速を５．３ｃｍ／ｓ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。
【００２８】
［捕集効率］サンプルを有効面積１００ｃｍ^２の円形ホルダーにセットし、入口側と出口側に圧力差を与え、このサンプルを通過する空気の流速を流速計で５．３ｃｍ／ｓに調整し、上流側に多分散ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）を、粒子径０．１〜０．２μｍの粒子が４×１０^８個／リットル、粒子径０．２〜０．３μｍの粒子が６×１０^７個／リットルとなるように供給し、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、以下の式で捕集効率を求めた。
【００２９】
捕集効率（％）＝（１−下流側粒子濃度／上流側粒子濃度）×１００
［リーク試験］日本空気清浄協会のＪＡＣＡＮｏ．１０Ｃ「空気清浄装置性能試験基準法」の第４性能試験方法（暫定基準）に規定されているリーク試験法に準じて行った。具体的には、上記［捕集効率］の場合と同様なサンプルおよび装置を用意し、同様の条件で粒子を供給した。相対濃度計（直線目盛り）のプローブを、サンプルの下流側の面から２５ｍｍ離れた所において、５ｃｍ／ｓｅｃの速度で走行させた。相対濃度計によって測定される下流側粒子濃度が上流側粒子濃度の０．０１％以上である場合、リーク有りと判断した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１に示した結果より、エアフィルタ用濾材と導電性シートとがロール状に巻き取られた巻回体では、エアフィルタ用濾材についてピンホールの形成を抑制できることが確認できた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ピンホールの形成が抑制されたエアフィルタ用濾材、およびそれを用いたエアフィルタユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアフィルタ用濾材の巻回体の一例を示す斜視図
【図２】図１に示したエアフィルタ用濾材の巻回体に巻き取られたエアフィルタ用濾材の一例を示す断面図
【図３】プリーツ加工法の一例の概略を説明する図
【図４】プリーツ加工法の他の例の概略を説明する図
【図５】エアフィルタユニットの一例を示す斜視図
【図６】エアフィルタ用濾材の巻回体の外周面をナイロン製織布で摩擦する様子を説明する図
【符号の説明】
１エアフィルタ用濾材
２ＰＴＦＥ多孔質膜
３通気性支持材
４導電性シート
４ａ導電性シートの幅方向の端部
２１エアフィルタ用濾材の巻回体

Claims

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層の通気性支持材とを含む帯状のエアフィルタ用濾材と、前記エアフィルタ用濾材の一方の面に重ねられた帯状の導電性シートとが、ロール状に巻き取られていることを特徴とするエアフィルタ用濾材の巻回体。
前記導電性シートの幅が、前記エアフィルタ用濾材の幅よりも大きい請求項１に記載のエアフィルタ用濾材の巻回体。
前記導電性シートの幅方向の両端部のうち、少なくとも一方の端部が前記エアフィルタ用濾材からはみ出ている請求項１または２に記載のエアフィルタ用濾材の巻回体。
前記導電性シートは、金属、導電性樹脂、カーボンブラックから選ばれる少なくとも１種の導電性物質を含む請求項１〜３のいずれかの項に記載のエアフィルタ用濾材の巻回体。
前記導電性シートの比抵抗が１０^−６〜１０^６Ωｃｍである請求項１〜４のいずれかの項に記載のエアフィルタ用濾材の巻回体。
請求項１〜５のいずれかの項に記載のエアフィルタ用濾材の巻回体から引き出された前記エアフィルタ用濾材を用いることを特徴とするエアフィルタユニットの製造方法。