JP2007160275A - Filter unit and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルターユニットとその製造方法に関する。 The present invention relates to a filter unit and a manufacturing method thereof.
半導体産業、製薬産業、バイオ産業などにおいて、HEPAまたはULPAなどの高い捕集性能を有する高性能フィルターユニットの需要が、年々拡大している。このような高性能フィルターユニットに用いるフィルター濾材としては、従来、ガラスの微細繊維(マイクロファイバー)を用いた濾材(ガラス繊維系濾材)や、微細化ポリマー繊維の不織布などの繊維質濾材が一般的であるが、近年、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質膜を備えるフィルター濾材(PTFE系濾材:例えば、特許文献1に記載)が注目されている。PTFE系濾材は、同等の捕集効率を有する繊維質濾材に比べて、薄くすることが可能で、かつ、圧力損失が小さいという特長を有する。 In the semiconductor industry, the pharmaceutical industry, the bio industry, etc., the demand for high performance filter units having high collection performance such as HEPA or ULPA is increasing year by year. As filter media used in such high performance filter units, conventionally, filter media using glass fine fibers (microfibers) and fiber filter media such as non-woven fabrics of fine polymer fibers are generally used. However, in recent years, a filter medium (PTFE filter medium: described in, for example, Patent Document 1) provided with a polytetrafluoroethylene (PTFE) porous membrane has attracted attention. The PTFE filter medium has the features that it can be made thinner and has a smaller pressure loss than a fibrous filter medium having an equivalent collection efficiency.
フィルター濾材は、フィルターユニットに組み込まれる際に、濾材としての表面積を増大させ、フィルターユニットとしての通気抵抗を低減させるために、通常、プリーツ加工される。 When the filter medium is incorporated in the filter unit, the filter medium is usually pleated to increase the surface area of the filter medium and reduce the airflow resistance of the filter unit.
特許文献2には、プリーツ加工されたエレクトレットフィルターが開示されている。エレクトレットフィルターは、熱融着によりエレクトレットの電荷がほとんど消滅する。これを考慮して特許文献2では、多層のエレクトレットフィルターをプリーツ加工する際に、その折り目の山部および谷部でのみ熱融着することが提案されている。
PTFE系濾材は、繊維質濾材に比べてプリーツ加工による捕集効率の低下が発生しやすい。これは、繊維質濾材の厚さが通常100μm以上であるのに対し、PTFE多孔質膜の厚さが通常10μm程度以下と極めて薄く、プリーツ加工時に加わるストレスにより、微細な孔やクラックなどの欠陥がPTFE多孔質膜に生じやすいことが原因であると考えられる。特に、プリーツ加工によって形成される折り目部分において、このような欠陥が生じやすい傾向にある。また、フィルターユニットとしての使用時においても、静電気による放電などにより、折り目部分において上記欠陥が生じやすい傾向にある。 PTFE-based filter media are more likely to have a lower collection efficiency due to pleating than fiber filter media. This is because the thickness of the fibrous filter medium is usually 100 μm or more, whereas the thickness of the PTFE porous membrane is usually as thin as about 10 μm or less, and defects such as fine holes and cracks due to stress applied during pleating. This is considered to be caused by the tendency to occur in the PTFE porous membrane. In particular, such a defect tends to occur in a fold portion formed by pleating. In addition, even when used as a filter unit, the above-described defect tends to occur in the fold portion due to discharge due to static electricity or the like.
そこで、本発明は、フィルター濾材としてPTFE系濾材を備えながら、プリーツ加工および使用による補修効率の低下が抑制されたフィルターユニットと、その製造方法とを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a filter unit in which a reduction in repair efficiency due to pleating and use is suppressed while including a PTFE filter medium as a filter medium, and a method for manufacturing the same.
本発明の第1のフィルターユニットは、被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルターユニットであって、PTFE多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材と、前記フィルター濾材を支持する支持枠とを備え、前記濾材における折り目の谷部が、目止め剤により目止め加工されている。 A first filter unit of the present invention is a filter unit that collects particles contained in a gas to be filtered, and a filter medium obtained by pleating a laminate including a PTFE porous membrane and a breathable support material; A support frame for supporting the filter medium, and the valleys of the folds in the filter medium are sealed with a sealant.
本発明の第2のフィルターユニットは、被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルターユニットであって、PTFE多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材と、前記フィルター濾材を支持する支持枠とを備え、前記濾材における折り目の山部が、熱融着により目止め加工されている。 The second filter unit of the present invention is a filter unit that collects particles contained in the gas to be filtered, and is a filter medium obtained by pleating a laminate including a PTFE porous membrane and a breathable support material; A support frame for supporting the filter medium, and the ridges of the folds in the filter medium are sealed by thermal fusion.
本発明のフィルターユニットの第1の製造方法は、上記第1のフィルターユニットの製造方法であって、PTFE多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材の折り目の谷部に目止め剤を配置して、前記谷部を目止め加工する工程と、前記フィルター濾材を、前記フィルター濾材を支持する支持枠に固定する工程とを含んでいる。 A first manufacturing method of the filter unit of the present invention is the above-mentioned first filter unit manufacturing method, wherein the folds of the filter medium are pleated with a laminate including a PTFE porous membrane and a breathable support material. A step of disposing a sealant in the valley and sealing the valley, and a step of fixing the filter medium to a support frame that supports the filter medium.
本発明のフィルターユニットの第2の製造方法は、上記第2のフィルターユニットの製造方法であって、PTFE多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材の折り目の山部を熱融着して、前記山部を目止め加工する工程と、前記フィルター濾材を、前記フィルター濾材を支持する支持枠に固定する工程とを含んでいる。 A second manufacturing method of the filter unit according to the present invention is a manufacturing method of the second filter unit described above, in which a fold of a filter medium is formed by pleating a laminate including a PTFE porous membrane and a breathable support material. A step of heat-sealing the ridges to seal the ridges, and a step of fixing the filter medium to a support frame that supports the filter medium.
本発明によれば、プリーツ加工されたフィルター濾材における折り目の谷部または山部を、それぞれ、目止め剤または熱融着により目止め加工することにより、プリーツ加工および使用によるフィルターユニットの捕集効率の低下を抑制できる。 According to the present invention, the trapping efficiency of the filter unit by pleating and use can be obtained by sealing the valleys or peaks of the folds in the pleated filter media with a sealing agent or heat sealing, respectively. Can be suppressed.
また本発明によれば、このようなフィルターユニットを生産性よく製造できる。 Further, according to the present invention, such a filter unit can be manufactured with high productivity.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すフィルターユニット(第1のフィルターユニット)1は、フィルター濾材5と、濾材5を支持する支持枠6とを備えている。濾材5は、図2に示すように、PTFE多孔質膜2と通気性支持材3とを含む積層体4がプリーツ加工されたフィルター濾材であり、プリーツ加工により形成された折り目7を有する。フィルターユニット1では、濾材5により被濾過気体に含まれる粒子を捕集できるとともに、濾材5がPTFE系濾材であるため、繊維質濾材を備えるフィルターユニットに比べて、同程度の捕集効率であれば、その圧力損失を低減できる。図2は、図1に示す濾材5を平面αで切断した断面を模式的に示す断面図である。
A filter unit (first filter unit) 1 shown in FIG. 1 includes a
フィルターユニット1では、濾材5における折り目7の谷部が、目止め剤9により目止め加工されており、プリーツ加工および使用による捕集効率の低下を抑制できる。
In the filter unit 1, the valleys of the folds 7 in the
目止め加工とは、濾材5の目を塞ぐことにより、濾材5における当該加工を行った部分の通気性を低下させることをいい、当該加工を行った部分の通気性が失われていてもよい。具体的には、PTFE多孔質膜2の空孔を閉塞させたり、通気性支持材3が繊維から構成される場合に、当該繊維間の空間を閉塞させたりすることをいう。後述する本発明の製造方法では、目止め加工の方法を適切に選択することにより、当該部分の通気性をなくす(失わせる)ことも可能である。
Sealing means that the air permeability of the processed part of the
目止め剤9は、濾材5に対して目止め加工できる限り特に限定されず、例えば、シリコーンゴムなどであればよく、市販のコーキング剤を用いることもできる。
The sealing agent 9 is not particularly limited as long as it can be sealed with respect to the
フィルターユニット1では、濾材5における折り目7の谷部の全てが目止め加工されている必要はないが、少なくとも濾材5の一方の主面側に存在する谷部の全てが目止め加工されていることが好ましく、図2に示すように、濾材5における折り目7の谷部の全てが目止め加工されていることがより好ましい。
In the filter unit 1, it is not necessary that all the valleys of the folds 7 in the
フィルターユニット1では、折り目7の山部は目止め加工されていてもいなくてもよく、目止め加工されている場合、当該山部を目止め加工する方法は特に限定されず、谷部と同様に目止め剤9により目止め加工されていてもよいし、熱融着により目止め加工されていてもよい。 In the filter unit 1, the crest portion of the crease 7 may or may not be processed. When the crest portion is processed, the method for capping the crest portion is not particularly limited, and is similar to the trough portion. It may be processed with a sealant 9 or may be processed with heat fusion.
図3に示すフィルターユニット(第2のフィルターユニット)11は、図4に示すように、濾材5における折り目7の谷部が目止め加工されておらず、折り目7の山部10が熱融着により目止め加工されていること以外は、図1に示すフィルターユニット1と同様の構造を有する。このようなフィルターユニット11とすることによっても、プリーツ加工および使用による捕集効率の低下を抑制できる。図4は、図3に示す濾材5を平面αで切断した断面を模式的に示す断面図である。
As shown in FIG. 4, the filter unit (second filter unit) 11 shown in FIG. 3 does not have the valleys of the folds 7 in the
フィルターユニット11では、濾材5における山部10の全てが目止め加工されている必要はないが、少なくとも濾材5の一方の主面側に存在する山部10の全てが目止め加工されていることが好ましく、濾材5における山部10の全てが目止め加工されていることがより好ましい。
In the filter unit 11, it is not necessary that all the
フィルターユニット11では、折り目7の谷部は目止め加工されていてもいなくてもよく、目止め加工されている場合、熱融着以外の方法、例えば、目止め剤により目止め加工されていることが好ましい。換言すれば、濾材5における折り目の谷部に、熱融着による目止め加工が施されていないことが好ましい。
In the filter unit 11, the valley portion of the crease 7 may or may not be sealed, and when it is sealed, it is sealed by a method other than heat fusion, for example, a sealant. It is preferable. In other words, it is preferable that the crease valley portion of the
上述したように、特許文献1には、プリーツ加工された不織布からなるエレクトレットフィルター濾材が開示されており、当該濾材は、一体化されていない不織布の積層体をプリーツ加工した後、折り目の山部および谷部の双方を熱融着により固定して形成できる。しかし、濾材5において、折り目7の谷部を熱融着により目止め加工すると、折り目7以外の部分まで加熱されやすく、特に、PTFE多孔質膜2と通気性支持材3とが一体化されている場合に、濾材が熱収縮して歪みが蓄積されやすくなる。濾材5における折り目の谷部に熱融着による目止め加工が施されていない場合、濾材5の歪みを低減でき、フィルターユニット11としたときに、より安定した形状を保持できる。
As described above, Patent Document 1 discloses an electret filter medium made of a pleated nonwoven fabric, and the filter medium is formed by pleating a laminated body of nonwoven fabrics that are not integrated, and then a ridge portion of a fold. Both the valleys and the valleys can be fixed by thermal fusion. However, in the
積層体4が含むPTFE多孔質膜2および通気性支持材3の数は特に限定されず、1または2以上のPTFE多孔質膜2および/または通気性支持材3を含んでいればよい。例えば、図2、4に示すように、一対の通気性支持材3によりPTFE多孔質膜2を狭持した構造を有する積層体4であってもよく、この場合、濾材5としての強度、形状保持性を向上できる。積層体4は、PTFE多孔質膜2および通気性支持材3以外の任意の部材を含んでいてもよい。
The number of the PTFE
PTFE多孔質膜2、通気性支持材3などの積層体4が含む各部材は、単に重ね合わされているだけでもよいし、例えば、接着ラミネート、あるいは、熱ラミネートなどの手法により一体化されていてもよい。なかでも、PTFE多孔質膜2と通気性支持材3とが一体化されていることが好ましく、この場合、濾材5としての強度、形状保持性を向上できる。
Each member included in the
PTFE多孔質膜2は、濾材として適切な性能を有する限り、その構造などは特に限定されない。PTFE多孔質膜2の平均孔径は、例えば、0.01μm〜1μmの範囲であり、その空孔率は、例えば、95%程度以上であり、その厚さは、例えば、2μm〜10μmの範囲である。
The structure of PTFE
PTFE多孔質膜2の圧力損失は、5.3cm/secの流速で気体を透過させたときの圧力損失にして、100Pa〜300Pa程度の範囲が好ましい。PTFE多孔質膜2の捕集効率は、被濾過気体の流速を5.3cm/secとし、捕集対象粒子の粒径を0.3μm〜0.5μmの範囲としたときに、99.97%以上であることが好ましく、99.99%以上、あるいは、99.995%以上であることがより好ましい。
The pressure loss of the PTFE
フィルターユニット1、11の捕集効率は、通常、PTFE多孔質膜2の捕集効率と同様である。即ち、フィルターユニット11の捕集効率は、被濾過気体の流速を5.3cm/secとし、捕集対象粒子の粒径を0.3μm〜0.5μmの範囲としたときに、99.97%以上である、即ちHEPAフィルターとしての規格を満たす、ことが好ましく、99.99%以上、あるいは、99.995%以上であることがより好ましい。
The collection efficiency of the filter units 1 and 11 is usually the same as the collection efficiency of the PTFE
通気性支持材3は、プリーツ加工時や使用時にPTFE多孔質膜2を保護し、濾材5としての強度、形状保持性を向上させる作用を有する。
The
通気性支持材3の構造は、PTFE多孔質膜2よりも通気性に優れる限り特に限定されないが、例えば、フェルト、不織布、織布、メッシュ、網目状シートなど、繊維から構成される通気性支持材3が好ましく、なかでも、強度、柔軟性、製造工程における作業性などに優れることから、不織布からなる通気性支持材3が好ましい。
The structure of the
通気性支持材3の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミド、および、これらの複合材料などを用いればよい。
As a material for the
通気性支持材3が、ポリオレフィン、ポリエステルなど、PTFEよりも融点が低い材料Aを含み、かつ、通気性支持材3とPTFE多孔質膜2とが熱ラミネートにより一体化されている場合、濾材5は、材料Aの熱融着により、PTFE多孔質膜2と通気性支持材3とが一体化された構造を有する、ともいえる。
When the air-
通気性支持材3は、融点T1を有する第1の材料と、融点T1よりも高い融点T2を有する第2の材料とを含む複合材料Bであってもよく、この場合、T1以上T2未満の温度で熱ラミネートを行うことで、第2の材料により通気性支持材3の形状をより確実に保持した状態で熱ラミネートできる。即ち、熱ラミネートによるPTFE多孔質膜2と通気性支持材3との一体化がより容易となる。このとき、濾材5は、第1の材料の熱融着によりPTFE多孔質膜2と通気性支持材3とが一体化された構造を有する。このような通気性支持材3として、例えば、いわゆる芯鞘構造を有する複合繊維を含む不織布が挙げられ、当該複合繊維の芯部が第2の材料からなり、鞘部が第1の材料からなることが好ましい。第1の材料としてポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、第2の材料としてポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルを例示できる。
The
図4に示すように、濾材5の折り目7の山部10が熱融着により目止め加工されている場合、通気性支持材3が上記複合材料Bであり、第1の材料の熱融着によりPTFE多孔質膜2と通気性支持材3とが一体化され、第1の材料および第2の材料の熱融着により、折り目7の山部10が目止め加工されていてもよい。このような濾材5は、熱ラミネート時の温度をT1以上T2未満とし、かつ、目止め加工時の温度をT2以上とすることにより形成できる。
As shown in FIG. 4, when the
図4に示すように、濾材5の折り目7の山部10が熱融着により目止め加工されている場合、通気性支持材3がポリエステルを含むことが好ましい。ポリエステルは、加熱溶解時にポリオレフィンに比べて粘度の低下度が大きいため、PTFE多孔質膜2の空孔などに浸透しやすく、熱融着による目止め加工性に優れている。通気性支持材3が上記複合材料Bである場合、第2の材料としてポリエステルを含めばよい。
As shown in FIG. 4, when the
支持枠6には、フィルターユニットとして一般的な材料を用いればよく、支持枠6の形状も任意に設定できる。支持枠6における濾材5の支持方法は、一般的なフィルターユニットと同様であればよい。
A general material for the filter unit may be used for the
本発明の第1の製造方法において、プリーツ加工されたフィルター濾材の折り目の谷部に目止め剤を配置する方法は特に限定されず、例えば、当該谷部に所定量の目止め剤を塗布すればよく、塗布後、必要に応じて、乾燥、加熱などの処理を行ってもよい。 In the first production method of the present invention, the method for disposing the sealant in the valley of the fold of the pleated filter medium is not particularly limited. For example, a predetermined amount of the sealant is applied to the valley. What is necessary is just to apply | coat and, after application | coating, you may perform processes, such as drying and a heating, as needed.
本発明の第2の製造方法において、プリーツ加工されたフィルター濾材の折り目の山部を熱融着する方法は特に限定されず、例えば、当該山部をヒーター、ホットプレートなどの熱源に接触させればよい。 In the second production method of the present invention, the method for heat-sealing the ridges of the folds of the pleated filter media is not particularly limited. For example, the ridges may be brought into contact with a heat source such as a heater or a hot plate. That's fine.
本発明の第2の製造方法では、通気性支持材が上記複合材料Bであり、フィルター濾材の折り目の山部を、通気性支持材が含む第2の材料の融点(T2)以上の温度で熱融着して、当該山部を目止め加工してもよい。 In the second production method of the present invention, the breathable support material is the composite material B, and the temperature of the ridge portion of the filter medium is equal to or higher than the melting point (T 2 ) of the second material included in the breathable support material. The peak portion may be processed by heat sealing.
プリーツ加工されたフィルター濾材は、一般的な製造方法により形成すればよい。 The pleated filter medium may be formed by a general manufacturing method.
本発明の第1、第2の製造方法において、プリーツ加工されたフィルター濾材を、当該濾材を支持する支持枠へ固定する方法は、フィルターユニットの製造方法として一般的な方法に従えばよい。 In the first and second manufacturing methods of the present invention, the method of fixing the pleated filter medium to the support frame that supports the filter medium may be a general method for manufacturing the filter unit.
本発明の第1、第2の製造方法における目止め加工は、フィルター濾材を支持枠に固定する前に行ってもよいし、固定した後に行ってもよい。 The sealing process in the first and second production methods of the present invention may be performed before or after the filter medium is fixed to the support frame.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the examples shown below.
本実施例では、図1、3に示すようなフィルターユニット1、11を作製し、その捕集効率を評価した。濾材5には、一対の通気性支持材3によりPTFE多孔質膜2を狭持した積層体4を用いた。
In this example, filter units 1 and 11 as shown in FIGS. 1 and 3 were produced and their collection efficiency was evaluated. As the
最初に、以下に示す方法により、PTFE多孔質膜2を作製した。
First, the PTFE
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重量部と、液状潤滑剤としてナフサ17重量部とを均一に混合し、PTFEペーストを形成した。次に、形成したPTFEペーストを、2MPa(20kg/cm2)の圧力で予備成形した後に丸棒状に押出成形し、さらに、1対の金属ロールにより圧延して、厚さ250μmのPTFEシートを形成した。次に、形成したPTFEシートを、290℃において縦(長さ)方向に10倍、および、80℃において横(幅)方向に30倍延伸し、未焼成のPTFE多孔質膜を形成した。次に、形成した未焼成多孔質膜を400℃で3秒間焼成し、PTFE多孔質膜2(厚さ10μm)を得た。
100 parts by weight of PTFE fine powder (Asahi ICI Fluoropolymers, Fullon CD-123) and 17 parts by weight of naphtha as a liquid lubricant were uniformly mixed to form a PTFE paste. Next, the formed PTFE paste was preformed at a pressure of 2 MPa (20 kg / cm 2 ), extruded into a round bar shape, and then rolled with a pair of metal rolls to form a 250 μm thick PTFE sheet. did. Next, the formed PTFE sheet was stretched 10 times in the longitudinal (length) direction at 290 ° C. and 30 times in the lateral (width) direction at 80 ° C. to form an unfired PTFE porous membrane. Next, the formed non-fired porous film was fired at 400 ° C. for 3 seconds to obtain a PTFE porous film 2 (
次に、得られたPTFE多孔質膜2を、有効通気面積が100cm2である円形状のホルダーにセットし、セットした多孔質膜の両面に圧力差を発生させて気体(空気)を透過させ、透過する気体の流速を5.3cm/secとしたときの圧力損失を圧力計により測定した。測定の結果、PTFE多孔質膜2の圧力損失は150Paであった。
Next, the obtained PTFE
次に、得られたPTFE多孔質膜2を狭持するように、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレン(PE)の芯鞘構造を有する一対の不織布(ユニチカ社製、エルベスTO303WDO、厚さ150μm、目付量30g/m2、平均繊維径25μm、鞘部であるPEの融点129℃、芯部であるPETの融点200℃)を積層し、全体を、PEの融点以上PETの融点未満である135℃に加熱した一対の熱ロールで熱ラミネートして、一対の通気性支持材3によりPTFE多孔質膜2が狭持され、かつ、通気性支持材3とPTFE多孔質膜2とが一体化されたPTFE系濾材(厚さ130μm、PTFE多孔質膜の厚さ10μm)を得た。なお、上記不織布における平均繊維径は、不織布の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により撮影し、得られた写真から10ヶ所以上の繊維径を測定して、その測定値の平均を算出することにより求めた。
Next, a pair of nonwoven fabrics having a core-sheath structure of polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene (PE) so as to sandwich the obtained PTFE porous membrane 2 (manufactured by Unitika, Elves TO303WDO, thickness 150 μm, basis weight) 30 g / m 2 , average fiber diameter 25 μm, PE melting point 129 ° C., PET PET core 200 ° C.), and the whole is 135 ° C. which is higher than PE melting point and lower than PET melting point The PTFE
次に、得られたPTFE系濾材を、有効通気面積が100cm2である正方形状のホルダーにセットし、セットしたPTFE系濾材の両面に圧力差を発生させて気体を透過させ(透過量:31.8L/min)、透過する気体の流速を5.3cm/secとしたときの圧力損失を圧力計により測定した。測定の結果、PTFE系濾材の圧力損失は170Paであった。 Next, the obtained PTFE filter medium is set in a square holder having an effective ventilation area of 100 cm 2 , and a pressure difference is generated on both sides of the set PTFE filter medium to allow gas to permeate (permeation amount: 31). 0.8 L / min), the pressure loss was measured with a pressure gauge when the flow velocity of the permeating gas was 5.3 cm / sec. As a result of the measurement, the pressure loss of the PTFE filter medium was 170 Pa.
続いて、圧力損失の測定と同様の装置を用い、上記PTFE系濾材に、多分散ジオクチルフタレート(DOP)粒子を含む気体を透過させ、濾材の下流側における上記DOP粒子の濃度をパーティクルカウンター(リオン社製、KC−18)により測定して、PTFE系濾材の捕集効率を測定した。ただし、濾材を透過させた気体には、粒子径0.1μm〜0.2μmの範囲の粒子が4×108個/L、粒子径0.2μm〜0.3μmの範囲の粒子が6×107個/LとなるようにDOP粒子を含ませ、パーティクルカウンターによる測定対象粒子の粒径を0.3μm〜0.5μmの範囲とし、捕集効率は、捕集効率=(1−(下流側DOP粒子濃度/上流側DOP粒子濃度))×100(%)の式より算出した。測定の結果、PTFE系濾材の捕集効率は99.995%であった。 Subsequently, using a device similar to the measurement of the pressure loss, the PTFE filter medium is allowed to pass a gas containing polydispersed dioctyl phthalate (DOP) particles, and the concentration of the DOP particles on the downstream side of the filter medium is measured with a particle counter (Lion). The collection efficiency of the PTFE-based filter medium was measured by KC-18) manufactured by the company. However, the gas permeated through the filter medium has 4 × 10 8 particles / L in the particle diameter range of 0.1 μm to 0.2 μm, and 6 × 10 particles in the particle diameter range of 0.2 μm to 0.3 μm. DOP particles are included so as to be 7 particles / L, the particle size of the particles to be measured by the particle counter is in the range of 0.3 μm to 0.5 μm, and the collection efficiency is the collection efficiency = (1− (downstream side) DOP particle concentration / upstream DOP particle concentration)) × 100 (%). As a result of the measurement, the collection efficiency of the PTFE filter medium was 99.995%.
次に、上記のようにして得たPTFE系濾材を、市販のレシプロプリーツマシン(東洋工機社製、Model TK−11)により、山高さ(折り高さ)20mmにプリーツ加工し、フィルター濾材5を形成した。次に、形成した濾材5を、プリーツ加工により形成された折り目7に平行な方向に長さ100mmで切断し、切断後の濾材5を、山の数が20山となるように、100mm角の開口部を有するプラスチック製の支持枠6に固定して、フィルターユニットを形成した。濾材5を支持枠6に固定する際には、濾材5と支持枠6との間を、市販のコーキング剤(コニシ株式会社製、ボンドシリコンコーク)によりシールした。
Next, the PTFE filter material obtained as described above was pleated to a mountain height (folded height) of 20 mm by a commercially available reciprocating pleat machine (Model TK-11, manufactured by Toyo Koki Co., Ltd.), and the
形成したフィルターユニットの圧力損失を、上記圧力損失の測定方法と同様に測定したところ、25Paであった。形成したフィルターユニットが備える濾材5の通気面積は800cm2(=20mm(山高さ)×2×20(山数)×100mm)であり、理論上、フィルターユニットの圧力損失は、PTFE系濾材の圧力損失である170Paの1/8の21Pa程度となるはずであるが、差の4Paは、フィルターユニット自体が有する圧力損失、即ち、構造圧損に基づくと考えられる。
It was 25 Pa when the pressure loss of the formed filter unit was measured similarly to the measuring method of the said pressure loss. The aeration area of the
次に、上記のようにして得たフィルターユニットを用い、以下に示す各フィルターユニットサンプルを作製した。以下に、各ユニットサンプルの作製方法を示す。 Next, each filter unit sample shown below was produced using the filter unit obtained as described above. The method for producing each unit sample is shown below.
−サンプル1−
フィルターユニットの濾材5における折り目7の谷部の全てを、折り目7の谷方向から市販のコーキング剤(コニシ株式会社製、ボンドシリコンコーク)を塗布することにより目止め加工して、図1に示すようなフィルターユニット1(サンプル1)を作製した。
-Sample 1-
All the valleys of the crease 7 in the
−サンプル2−
フィルターユニットの濾材5における折り目7の山部を、通気性支持材3に含まれるPETの融点以上の温度である210℃のホットプレートに10秒間接触させることにより当該PETを熔融させて、熱融着による目止め加工を行い、図3に示すようなフィルターユニット11(サンプル2)を作製した。
-Sample 2-
The peak portion of the crease 7 in the
−サンプルA(比較例)−
上記のようにして得たフィルターユニットを目止め加工することなく、そのまま比較例であるサンプルAとした。
-Sample A (comparative example)-
The filter unit obtained as described above was used as a sample A as a comparative example without being processed.
このように作製した各サンプルについて、PTFE系濾材に対して行った方法と同様にして、各サンプルの圧力損失および捕集効率を測定した。 About each sample produced in this way, the pressure loss and collection efficiency of each sample were measured in the same manner as the method performed on the PTFE filter medium.
測定結果を以下の表1に示す。 The measurement results are shown in Table 1 below.
表1に示すように、比較例であるサンプルAでは、プリーツ加工により、その捕集効率が大きく低下したのに対して、サンプル1および2では、プリーツ加工により、その捕集効率は低下せず、99.995%を保持できた。サンプルAでは、プリーツ加工によりPTFE多孔質膜に微小な欠陥が生じ、その捕集効率が低下したと考えられる。
As shown in Table 1, in Sample A, which is a comparative example, the collection efficiency was greatly reduced by pleating, whereas in
本発明によれば、プリーツ加工および使用による捕集効率の低下が抑制されたフィルターユニットを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the filter unit by which the fall of the collection efficiency by a pleating process and use was suppressed can be provided.
1 フィルターユニット
2 ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質膜
3 通気性支持材
4 積層体
5 フィルター濾材
6 支持枠
7 折り目
9 目止め剤
10 山部
11 フィルターユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材と、前記フィルター濾材を支持する支持枠とを備え、
前記濾材における折り目の谷部が、目止め剤により目止め加工されているフィルター濾材。 A filter unit for collecting particles contained in a gas to be filtered,
A filter medium in which a laminate including a polytetrafluoroethylene porous membrane and a breathable support material is pleated, and a support frame that supports the filter medium,
A filter medium in which valleys of folds in the filter medium are sealed with a sealant.
ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材と、前記フィルター濾材を支持する支持枠とを備え、
前記濾材における折り目の山部が、熱融着により目止め加工されているフィルター濾材。 A filter unit for collecting particles contained in a gas to be filtered,
A filter medium in which a laminate including a polytetrafluoroethylene porous membrane and a breathable support material is pleated, and a support frame that supports the filter medium,
A filter medium in which ridges of the folds in the filter medium are sealed by heat sealing.
前記第1の材料の熱融着により前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と前記通気性支持材とが一体化され、
前記第1の材料および前記第2の材料の熱融着により、前記折り目の山部が目止め加工されている請求項2または3に記載のフィルター濾材。 The air-permeable support member is a composite material comprising a first material having a melting point T 1, and a second material having a melting point T 2 than the melting point T 1,
The polytetrafluoroethylene porous membrane and the breathable support material are integrated by heat fusion of the first material,
The filter medium according to claim 2 or 3, wherein the ridges of the folds are processed by heat fusion of the first material and the second material.
前記第2の材料が、ポリエステルである請求項4に記載のフィルター濾材。 The first material is a polyolefin;
The filter medium according to claim 4, wherein the second material is polyester.
捕集効率が99.97%以上である請求項1〜5のいずれかに記載のフィルターユニット。 When the flow rate of the gas to be filtered is 5.3 cm / sec and the particle size of the particles to be collected is in the range of 0.3 μm to 0.5 μm,
The filter unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the collection efficiency is 99.97% or more.
ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材の折り目の谷部に目止め剤を配置して、前記谷部を目止め加工する工程と、
前記フィルター濾材を、前記フィルター濾材を支持する支持枠に固定する工程と、を含むフィルターユニットの製造方法。 It is a manufacturing method of the filter unit according to claim 1,
Placing a sealant in the valley of the fold of the filter medium in which the laminate including the polytetrafluoroethylene porous membrane and the air-permeable support material is pleated, and sealing the valley;
Fixing the filter medium to a support frame that supports the filter medium.
ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性支持材とを含む積層体がプリーツ加工されたフィルター濾材の折り目の山部を熱融着して、前記山部を目止め加工する工程と、
前記フィルター濾材を、前記フィルター濾材を支持する支持枠に固定する工程と、を含むフィルターユニットの製造方法。 It is a manufacturing method of the filter unit in any one of Claims 2-5,
A step of heat-sealing the ridges of the folds of the filter medium in which the laminate including the polytetrafluoroethylene porous membrane and the air-permeable support material is pleated, and processing the crests;
Fixing the filter medium to a support frame that supports the filter medium.
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