JP2008055407A - ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法およびエアフィルタ濾材 - Google Patents
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Abstract
【課題】異なる延伸倍率で延伸されたポリテトラフルオロエチレン層が積層されてなるポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を、容易に製造することができ、さらには、延伸倍率が縦横トータルで１０００倍を超えるポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を製造することができる方法を提供する。
【解決手段】無延伸の未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物および予備延伸した未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物から予備延伸倍率が異なるように選ばれる、少なくとも２種のシート状物を圧着し、得られた圧着物を、ポリテトラフルオロエチレンの融点以下の温度で二軸方向に延伸した後、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で焼成することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】無延伸の未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物および予備延伸した未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物から予備延伸倍率が異なるように選ばれる、少なくとも２種のシート状物を圧着し、得られた圧着物を、ポリテトラフルオロエチレンの融点以下の温度で二軸方向に延伸した後、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で焼成することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法に関し、また、当該製造方法によって得られたポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いたエアフィルタ濾材に関する。
従来、クリーンルーム等で使用されるエアフィルタユニットには、ガラス繊維にバインダーを加えて抄紙したガラス製エアフィルタ濾材が汎用されている。しかしながら、前記ガラス製エアフィルタ濾材には、その中に付着小繊維が存在し、加工による折り曲げ時に自己発塵するという問題があった。また、自己発塵を防止するためにバインダー量を増加させると、圧力損失が増大してしまうという問題もあった（例えば、特許文献１参照）。
そのため、近年では、クリーンな材料であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を含むエアフィルタ濾材が様々な分野で使用されている。ＰＴＦＥ多孔質膜は、圧力損失が非常に低く（高通気量で）、捕集効率が非常に高いため、塵埃捕集性能に優れている。しかしながら、ＰＴＦＥ多孔質膜は、粉塵の非常に少ないところでの使用（例えば、クリーンルーム内エアーの循環用フィルタ）では有効だが、ビル空調用やタービン用吸気フィルタ等で大気塵の濾過に使用した場合、その高捕集効率故に多くの浮遊粒子を取り込んでしまい、その結果、目詰まりを起こして早期に圧力損失が増大してしまうという問題があった。そこで、ＰＴＦＥ多孔質膜の空気の流れの上流側に、プレフィルタ（例、不織布等の通気性部材）を設けることで、予め大きな粉塵を捕集し、ＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりを防止してエアフィルタ濾材の長寿命化を図る試みがなされている（例えば、特許文献２参照）。しかし、プレフィルタを厚くしないと、ＰＴＦＥの目詰まり防止効果が得られないため、費用と省資源の点で問題があった。また、プレフィルタを厚くすると、プリーツ加工（連続したＷ字状の折り曲げ）が困難になるという問題もあった。
この点を改善するため、それぞれ異なる延伸倍率で二軸延伸することにより異なる粒子捕集効率を有するＰＴＦＥ多孔質膜を、積層させて得たエアフィルタ濾材が提案されている（特許文献３参照）。当該エアフィルタ濾材は、空気の流れの上流側から下流側に沿って、前記粒子捕集効率が低い順にＰＴＦＥ多孔質膜層が配置するよう使用されるものであり、粒子捕集効率が低いＰＴＦＥ多孔質膜層が、従来品のプレフィルタと同様の役割を果たすため、プレフィルタの厚みを低減でき、プリーツ加工も容易となるものであった。しかし、当該エアフィルタ濾材に用いる積層ＰＴＦＥ多孔質膜を得るには、ＰＴＦＥシートを個々に二軸延伸する必要があり、そしてさらにそれらを積層する必要があり、その製造は、工程が煩雑で工数のかかるものであった。また、ＰＴＦＥ多孔質膜を個々に二軸延伸して得て積層する場合には、延伸倍率が縦横トータルで１０００倍を超えるようなものは得ることができなかった。
特開昭６３−１６０１９号公報
特開２０００−３００９２１号公報
特開２００５−２０５３０５号公報
上記事情に鑑み、本発明は、異なる延伸倍率で延伸されたＰＴＦＥ層が積層されてなるＰＴＦＥ多孔質膜を、容易に製造することができ、さらには、延伸倍率が縦横トータルで１０００倍を超えるＰＴＦＥ多孔質膜を製造することができる方法を提供することを目的とする。また、プレフィルタが薄くても良好に目詰まりが防止されたエアフィルタ濾材およびそれに使用可能なＰＴＦＥ多孔質膜を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のＰＴＦＥ多孔質膜の製造方法は、無延伸の未焼成ＰＴＦＥシート状物および予備延伸した未焼成ＰＴＦＥシート状物から予備延伸倍率が異なるように選ばれる、少なくとも２種のシート状物を圧着し、得られた圧着物を、ＰＴＦＥの融点以下の温度で二軸延伸した後、ＰＴＦＥの融点以上の温度で焼成することを特徴とする。
本発明の製造方法によれば、ＰＴＦＥシート状物を予備延伸後圧着により積層し、当該積層体（圧着物）を二軸延伸するため、延伸回数を、個々にＰＴＦＥシート状物を延伸する特許文献３記載の方法の延伸回数以下にすることができる（例えば、３層の積層体の場合には、特許文献３記載の方法では、合計で６回延伸する必要があるが、本発明の方法では、例えば、無延伸のＰＴＦＥシート状物１枚と予備延伸（一軸延伸）したＰＴＦＥシート状物２枚を用いた場合には、延伸回数は４回となる）。また、本発明では、積層の方法が圧着であるため、従来の接着剤を用いた方法、熱ラミネートによる方法よりも、容易に積層工程を実施することができる。
また、複数のＰＴＦＥシート状物の圧着物を延伸するため、各ＰＴＦＥ層は独立した動きをすることなく延伸され、延伸時のＰＴＦＥ多孔質膜の破断が起こりにくくなる。従って、予備延伸を含め縦横のトータル延伸倍率が１０００倍を超えるような延伸によりＰＴＦＥ多孔質膜を得ることも可能である。
本発明の製造方法により得られるＰＴＦＥ多孔質膜は、複数のＰＴＦＥシートを圧着により積層後延伸するために、各層の境界が不明確になり、各ＰＴＦＥシート層が一体化するという特徴を有する。よって、当該ＰＴＦＥ多孔質膜は、膜の厚み方向の捕集効率に勾配があるようなＰＴＦＥ多孔質膜となり得るものであり、特許文献３記載の、個々に二軸延伸したＰＴＦＥ多孔質膜を積層したものとは異なるものとなる。
本発明の製造方法においては、未焼成ＰＴＦＥシート状物の一種には、無延伸の未焼成ＰＴＦＥシート状物を使用することが好ましい。さらに、無延伸の未焼成ＰＴＦＥシート状物を、少なくとも２種の、異なる予備延伸倍率で延伸した未焼成ＰＴＦＥシート状物とともに圧着して前記圧着物を得ることが好ましい。
また、エアフィルタ濾材とした際の、目詰まり防止の観点から、前記圧着物のいずれか一方の表面側に、最も高い予備延伸倍率で延伸した未焼成ＰＴＦＥシート状物を配置することが好ましく、前記圧着物の一方の表面側から他方の表面側に向かって、予備延伸倍率が順に小さくなるように前記未焼成ＰＴＦＥシート状物を配置することがより好ましい。
前記未焼成ＰＴＦＥシート状物の予備延伸の予備延伸は、ＰＴＦＥの融点以下の温度で、２〜１５倍の延伸倍率で行われるものであることが好ましく、前記圧着物の二軸延伸は、長手方向に１０〜２５倍の延伸倍率で、かつ幅方向に５〜４０倍の延伸倍率で行うことが好ましい。
また、本発明は、上記の製造方法により得られる複層構造を有するＰＴＦＥ多孔質膜であって、予備延伸を含めた延伸倍率が１０００倍以上である層を有するＰＴＦＥ多孔質膜である。当該ＰＴＦＥ多孔質膜は、エアフィルタ濾材に極めて好適である。
さらに、本発明は、上記の製造方法により得られたＰＴＦＥ多孔質膜を含んでなることを特徴とするエアフィルタ濾材である。当該エアフィルタ濾材の具体例は、上記の製造方法により得られたＰＴＦＥ多孔質膜および通気性支持材を含み、ＰＴＦＥ多孔質膜の両表面のうち予備延伸倍率がより高い未焼成ＰＴＦＥシート状物が配置された表面側に通気性支持材が設置されていることを特徴とするエアフィルタ濾材である。
本発明のエアフィルタ濾材は、ＪＩＳ Ｋ ３８０３に準拠して求められる粒子捕集効率が９９．９７％以上であり、線速５．３ｃｍ／秒での圧力損失が、１５０〜４００Ｐａであることが好ましい。
本発明のエアフィルタ濾材は、ビル空調機用エアフィルタ濾材、タービン吸気用エアフィルタ濾材、工場の外気吸入口の防塵用エアフィルタ濾材、空気清浄機用エアフィルタ濾材、電気製品用エアフィルタ濾材、掃除機用エアフィルタ濾材等として有用である。
本発明の製造方法によれば、ＰＴＦＥ多孔質膜を得るための延伸回数が、従来方法以下となり、さらに、積層方法が圧着によるので、従来方法よりも容易に、異なる延伸倍率で延伸されたＰＴＦＥ層が積層されてなるＰＴＦＥ多孔質膜を製造することができる。さらに、本発明によれば、予備延伸を含め縦横のトータル延伸倍率が１０００倍を超えるような層を有するＰＴＦＥ多孔質膜を得ることも可能である。当該ＰＴＦＥ多孔質膜は、エアフィルタ濾材に極めて好適である。
本発明のエアフィルタ濾材は、プレフィルタが薄くても良好に目詰まりが防止される。
本発明のエアフィルタ濾材は、プレフィルタが薄くても良好に目詰まりが防止される。
まず、本発明の製造方法の出発物質である、未焼成ＰＴＦＥシート状物について説明する。当該シート状物は、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えて混合し、この混合物を、未焼成状態でシート状に成形することにより得ることができる。
前記ＰＴＦＥファインパウダーは、その種類には特に制限はなく、市販のものを使用することができ、例えば、ポリフロン（登録商標）Ｆ−１０４（ダイキン工業製）、フルオンＣＤ１２３（旭硝子製）、テフロン（登録商標）６Ｊ（三井・ディポンフロロケミカル製）等が使用できる。
前記液状潤滑剤は、前記ＰＴＦＥファインパウダーの表面を濡らすことができ、ＰＴＦＥシート状物を得た後に、蒸発、抽出等の手段によって除去できるものであれば特に制限なく使用できる。例としては、ナフサ、ホワイトオイル、流動パラフィン、トルエン、キシレン等の炭化水素油；アルコール類、ケトン類、エステル類等の溶媒等が挙げられ、これらは、二種類以上で併用されてもよい。
前記液状潤滑剤の前記ＰＴＦＥファインパウダーに対する使用量は、ＰＴＦＥファインパウダーおよび液状潤滑剤の種類ならびにシート状物を得る際の成形方法によって適宜決定すればよいが、通常、ＰＴＦＥファインパウダー１００質量部に対して５〜５０質量部である。
ＰＴＦＥファインパウダーと液状潤滑剤との混合物を、シート状物に成形する方法は、押出法、圧延法等を採用すればよい。具体的には、例えば、ＰＴＦＥファインパウダーと液状潤滑剤との混合物をロッド状に押し出した後、一対のロールにより圧延してシート化するか、ＰＴＦＥファインパウダーと液状潤滑剤との混合物をシート状に押出しするか、またはＰＴＦＥファインパウダーと液状潤滑剤との混合物を板状に押出した後、一対のロールにより圧延してシート化すればよい。シート状物の厚みは、通常、０．０５〜０．５ｍｍである。
なお、得られたシート状物に含まれる前記液状潤滑剤は、続いて行う予備延伸または圧着工程前に、あるいは予備延伸中に、加熱法または抽出法等により除去することが好ましい。前記抽出法に使用する溶媒は、特に制限されないが、例えば、ノルマルデカン、ドデカン、ナフサ、ケロシン、スモイル、トリクレン等が挙げられる。
続いて、ＰＴＦＥシート状物の予備延伸について説明する。予備延伸は、通常一軸延伸である。二軸延伸を行うことも可能ではあるが、二軸延伸では、延伸工程の工数減少のメリットが減少または消滅し得ることに注意が必要である。一軸延伸の方向としては長手方向（縦方向）が好ましい。予備延伸の倍率としては、この後圧着物を更に延伸することを考慮すると、２〜１５倍が好ましく、２〜１０倍がより好ましい。予備延伸の温度としては、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以下の温度、例えば３０〜３２０℃が好ましく、２００〜３００℃がより好ましい。
本発明の製造方法では、無延伸の未焼成ＰＴＦＥシート状物および予備延伸した未焼成ＰＴＦＥシート状物から予備延伸倍率が異なるように選ばれる、少なくとも２種のシート状物を圧着する。ここで、少なくとも２種のシート状物の予備延伸倍率が異なっていれば良く、例えば、予備延伸倍率が５倍のもの２枚と予備延伸倍率が２倍のもの１枚とを圧着させる態様であってもよい。
圧着に際し、積層する未焼成ＰＴＦＥシート状物の数は、好ましくは２〜４枚であり、より好ましくは２〜３枚である。これは、あまりに多層にすると、圧着が不十分になり、圧着物表面のＰＴＦＥ層が、幅方向の延伸時に破断するおそれがあるためである。
未焼成ＰＴＦＥシート状物の一種には、無延伸（予備延伸倍率０倍）の未焼成ＰＴＦＥシート状物を用いることが好ましい。無延伸の未焼成ＰＴＦＥシート状物を用いれば、最終的にＰＴＦＥ多孔質膜を得るまでの延伸回数の減少（延伸工程の工数減少）のメリットが大きく、またＰＴＦＥ多孔質膜に、粒子捕集効率の高い領域を容易に作り出すことができる。さらに、無延伸の未焼成ＰＴＦＥシート状物に、少なくとも２種の、異なる予備延伸倍率で延伸した未焼成ＰＴＦＥシート状物を圧着させることが好ましい。
圧着に際し、未焼成ＰＴＦＥシート状物を積層するにあたり、圧着物のいずれか一方の表面側に、最も高い予備延伸倍率で延伸した未焼成ＰＴＦＥシート状物が配置されるように積層するのが好ましく、圧着物の一方の表面側から他方の表面側に向かって、予備延伸倍率が順に小さくなるように前記未焼成ＰＴＦＥシート状物が配置されるように積層するのがより好ましい。未焼成ＰＴＦＥシート状物の予備延伸倍率が高いほど、当該シート状物がＰＴＦＥ多孔質膜の粒子捕集効率の低い領域に変わるものであり、より高いＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まり防止効果のためには、ＰＴＦＥ多孔質膜のいずれか一方の表面側に、最も粒子捕集効率の低い領域があるのがよく、さらに、ＰＴＦＥ多孔質膜の一方の表面側から他方の表面側に向かって、粒子捕集効率が順に高くなっているのがよいためである。
圧着時の圧力としては、０．１５ｋＰａ程度が好ましい。
上記圧着により得られる圧着物を、二軸方向、すなわち長手方向（縦方向）および幅方向（横方向）に延伸する。この延伸によりＰＴＦＥシート状物が一体化する。二軸延伸は、逐次二軸延伸であっても同時二軸延伸であってもよく、工程の便宜上、まず長手方向に延伸を行い、次いで幅方向に延伸するのがよい。
この長手方向および幅方向の延伸は、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以下の温度、例えば、３０〜３２０℃、好ましくは、長手方向は２００〜３００℃、幅方向は１００〜２００℃で行う。
長手方向の延伸倍率としては１０〜２５倍が好ましく、１０〜２０倍がより好ましい。延伸倍率がこの範囲を外れると、得られるＰＴＦＥ多孔質膜の圧力損失が、エアフィルタ濾材への使用に適したものとならないおそれがある。
一方、幅方向の延伸倍率は、５〜４０倍が好ましく、１０〜３０倍がより好ましい。このような延伸倍率が、ＰＴＦＥのフィブリル化の促進に好適だからである。
得られたＰＴＦＥ多孔質膜を、更に一体化させるために、焼成を行う。焼成はＰＴＦＥの融点以上の温度、例えば、３２７〜５００℃、好ましくは３２７〜４００℃で、１秒〜１０分間、好ましくは１秒〜１分間行う。
このようにして得られるＰＴＦＥ多孔質膜は、各ＰＴＦＥシート状物の層が半一体化した複層構造を有し、予備延伸を含めた延伸倍率が１０００倍以上である層を有することも可能である。当該ＰＴＦＥ多孔質膜は、エアフィルタ濾材用途に好適であり、高い延伸倍率を有するＰＴＦＥシート状物の層が大きめの粉塵を選択的に捕集してプレフィルタと同様の役割を果たし得るため、プレフィルタの厚みを従来より薄くするに留まらず、プレフィルタを使用せずにエアフィルタ濾材を構成することが可能である。以下、エアフィルタ濾材への適用方法について説明する。
エアフィルタ濾材は、上記の製造方法で得られたＰＴＦＥ多孔質膜に、例えば、通気性支持材を積層して構成することができる。ＰＴＦＥ多孔質膜に通気性支持材を積層させる方法は、特に限定はないが、接着剤を用いる方法、熱可塑性多孔質材料（不織布またはネット）を介して熱ラミネートする方法等が挙げられる。
通気性支持材は、ＰＴＦＥ多孔質膜の補強材として使用されるものであり、通気性支持材としては、不織布、織布、メッシュ、その他多孔質材料を使用できる。これら材料の素材としては、ポリオレフィン（例、ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリアミド（例、ナイロン、アラミド（芳香族ポリアミド））、ポリエステル等が挙げられる。これらの素材は２種類以上が複合されていてもよく、例えば、通気性支持材は、芯鞘構造の繊維からなる不織布、低融点素材と高融点素材の２層不織布であってよい。さらに通気性支持材として、フッ素系多孔質膜（例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥの多孔質膜等）も使用することができる。通気性支持材は、これらのうち、芯鞘構造の複合繊維からなる不織布であって、芯成分が鞘成分よりも相対的に高い融点を有する合成繊維からなる不織布、低融点素材と高融点素材の２層不織布が好ましい。これは、芯鞘構造の複合繊維からなる不織布、低融点素材と高融点素材の２層不織布は、ラミネート時に収縮せず、また、これらを用いて得られる膜は、折り込み加工しやすく、フィルターエレメントにする際、折り込みピッチを増やすことができるためである。
当該通気性支持材は、ＰＴＦＥ多孔質膜両表面のうち、予備延伸倍率が低い方のＰＴＦＥシート状物が配置された側に設置することが好ましい。
当該通気性支持材の厚みとしては、０．１〜０．３ｍｍが好ましく、０．１５〜０．２ｍｍがより好ましい。
本発明においては、ＰＴＦＥ多孔質膜が高い延伸倍率（特に、予備延伸倍率を含め１０００倍以上）を有する層を有するため、プレフィルタなしで、エアフィルタ濾材を構成することが可能であるが、必要に応じ、プレフィルタを使用してもよい。プレフィルタは、ＰＴＦＥ多孔質膜両表面のうち、予備延伸倍率が高い方のＰＴＦＥシート状物が配置された側に配置することが好ましい。プレフィルタとしては、公知のものおよびそれと同等ものを使用することができ、例えば、合成繊維（ポリオレフィン、ポリアミド）素材の、フェルト、織布、不織布、メッシュ（網目状シート）、その他の多孔質材料等を使用できる。プレフィルタは、ＰＴＦＥ多孔質膜に、常法（例、熱ラミネートする方法、接着剤を塗布する方法等）により接着することができる。プレフィルタの厚みは、通常の厚み（０．０５〜１．００ｍｍ）よりも薄い厚み（例えば０．０５〜０．３ｍｍ）でよい。
当該エアフィルタ濾材は、ＪＩＳ Ｋ ３８０３に準拠して求められる粒子捕集効率が９９．９７％以上であり、線速５．３ｃｍ／秒での圧力損失が、１５０〜４００Ｐａであることが好ましい。エアフィルタ濾材の粒子捕集効率、圧力損失を上記範囲内にするには、ＰＴＦＥを得る際の延伸条件を適宜調整し、通気性支持部材の種類を適宜選択すればよい。
当該エアフィルタ濾材は、ＰＴＦＥ多孔質膜両表面のうち、予備延伸倍率が高い方のＰＴＦＥシート状物が配置された側が、空気の流れの上流側となるように配置して使用することが、目詰まりを防止する上で好ましい。
当該エアフィルタ濾材の全体の厚みとしては、０．１〜１．５ｍｍが好ましく、０．２〜０．６ｍｍがより好ましい。
当該エアフィルタ濾材は、ビル空調機用エアフィルタ濾材、タービン吸気用エアフィルタ濾材、工場の外気吸入口の防塵用エアフィルタ濾材、空気清浄機用エアフィルタ濾材、電気製品用エアフィルタ濾材、掃除機用エアフィルタ濾材等として有用である。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制限されるものではない。まず、実施例および比較例における各特性の評価方法について説明する。
（圧力損失）
サンプル（ＰＴＦＥ多孔質膜、エアフィルタ濾材）を有効面積１００ｃｍ2の円形ホルダーにセットし、入口側から大気塵を供給しつつ、前記入口側と出口側に圧力差を与え、線速（空気の透過速度）を流量計で５．３ｃｍ／秒に調整して前記大気塵を透過させ、圧力損失（単位：Ｐａ）を圧力計（マノメーター）で測定した。なお、前記大気塵とは、雰囲気中に浮遊している塵埃をいう。
サンプル（ＰＴＦＥ多孔質膜、エアフィルタ濾材）を有効面積１００ｃｍ2の円形ホルダーにセットし、入口側から大気塵を供給しつつ、前記入口側と出口側に圧力差を与え、線速（空気の透過速度）を流量計で５．３ｃｍ／秒に調整して前記大気塵を透過させ、圧力損失（単位：Ｐａ）を圧力計（マノメーター）で測定した。なお、前記大気塵とは、雰囲気中に浮遊している塵埃をいう。
（捕集効率）
捕集効率は、ＪＩＳ Ｋ ３８０３の除菌用空気濾過デプスフィルタのエアロゾル捕集性能試験法により、粒子径０．３〜０．５μｍのジオクチルフタレート（ＤＯＰ）の粒子を用いて測定した。捕集効率は、下記式（１）による。
捕集効率（％）＝（１−下流側の粒子数／上流側の粒子数）×１００………（１）
下流側の粒子数の単位：個／リットル
上流側の粒子数の単位：個／リットル
捕集効率は、ＪＩＳ Ｋ ３８０３の除菌用空気濾過デプスフィルタのエアロゾル捕集性能試験法により、粒子径０．３〜０．５μｍのジオクチルフタレート（ＤＯＰ）の粒子を用いて測定した。捕集効率は、下記式（１）による。
捕集効率（％）＝（１−下流側の粒子数／上流側の粒子数）×１００………（１）
下流側の粒子数の単位：個／リットル
上流側の粒子数の単位：個／リットル
（ＰＴＦＥシート状物の調製）
ＰＴＦＥファインパウダー（フルオンＣＤ１２３、旭硝子製）１００質量部に対して、液状潤滑剤（流動パラフィン）２０質量部を均一に混合し、この混合物を２０ｋｇ／ｃｍ2の条件でロッド状に予備成形し、ついでこれをシート状に押出成形した。このシート状成形体を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍの長尺フィルム（シート状物）とした。シート状物からトリクレンを用いた抽出法により前記液状潤滑剤を除去した後、管状芯体にロール状に巻回した。このシート状物を、以下の表１に示す条件で長手方向に延伸した。ただし、Ｎｏ．４においては、延伸を行わなかった。
ＰＴＦＥファインパウダー（フルオンＣＤ１２３、旭硝子製）１００質量部に対して、液状潤滑剤（流動パラフィン）２０質量部を均一に混合し、この混合物を２０ｋｇ／ｃｍ2の条件でロッド状に予備成形し、ついでこれをシート状に押出成形した。このシート状成形体を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍの長尺フィルム（シート状物）とした。シート状物からトリクレンを用いた抽出法により前記液状潤滑剤を除去した後、管状芯体にロール状に巻回した。このシート状物を、以下の表１に示す条件で長手方向に延伸した。ただし、Ｎｏ．４においては、延伸を行わなかった。
（実施例および比較例）
表２に示した構成で、表１のＰＴＦＥのシート状物を重ねて０．１５ｋＰａの圧力で圧着し、表２に示す条件で長手方向に延伸を行い、次いで幅方向に延伸を行った。最後に、４００℃で１秒間熱処理を行って、ＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
表２に示した構成で、表１のＰＴＦＥのシート状物を重ねて０．１５ｋＰａの圧力で圧着し、表２に示す条件で長手方向に延伸を行い、次いで幅方向に延伸を行った。最後に、４００℃で１秒間熱処理を行って、ＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
得られたＰＴＦＥ多孔質膜の評価結果を表３に示す。なお、比較例１においては、幅方向延伸時に、ＰＴＦＥ多孔質膜の破断が起こったため、評価可能なＰＴＦＥ多孔質膜を得ることができなかった。
さらに、実施例１〜４および比較例２のＰＴＦＥ多孔質膜に、ポリエチレン−ポリエチレンテレフタレートの芯鞘構造繊維の不織布（ユニチカ製、エルベスＴ３０、厚さ０．１８ｍｍ）を１３０℃の温度で熱ラミネートして積層してエアフィルタ濾材を作製した（例として、実施例１、２および比較例２のＰＴＦＥ多孔質膜を用いたエアフィルタの構成を図１〜３に示す）。これらのエアフィルタ濾材について、圧力損失の経時変化を評価した。結果を図４に示す。図４に示すように、本発明の製造方法によるＰＴＦＥ多孔質膜をエアフィルタ濾材に適用した場合、目詰まりの抑制されたエアフィルタ濾材となる。そして、本発明の製造方法は、従来法に比べてトータルの延伸回数を減らすことができ、また各シートの積層は圧着によるために、工数が少ないものとなる。
本発明は、従来よりも容易な工程で、異なる延伸倍率で延伸されたＰＴＦＥ層が積層されてなるＰＴＦＥ多孔質膜を製造することができ、有用である。当該製造方法により得られたＰＴＦＥ多孔質膜は、エアフィルタ濾材に適用でき、当該エアフィルタ濾材は、ビル空調機用エアフィルタ濾材、タービン吸気用エアフィルタ濾材、工場の外気吸入口の防塵用エアフィルタ濾材、空気清浄機用エアフィルタ濾材、電気製品用エアフィルタ濾材、掃除機用エアフィルタ濾材等として有用である。
Claims (12)
- 無延伸の未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物および予備延伸した未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物から予備延伸倍率が異なるように選ばれる、少なくとも２種のシート状物を圧着し、得られた圧着物を、ポリテトラフルオロエチレンの融点以下の温度で二軸延伸した後、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で焼成することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物の一種が、無延伸の未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物である請求項１記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 無延伸の未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物を、少なくとも２種の、異なる予備延伸倍率で延伸した未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物とともに圧着して前記圧着物を得る請求項１または２に記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 前記圧着物のいずれか一方の表面側に、最も高い予備延伸倍率で延伸した未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物を配置する請求項１〜３のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 前記圧着物の一方の表面側から他方の表面側に向かって、予備延伸倍率が順に小さくなるように前記未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物を配置する請求項１〜４のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 前記未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物の予備延伸が、ポリテトラフルオロエチレンの融点以下の温度で、２〜１５倍の延伸倍率で行われるものである請求項１〜５のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 前記圧着物の二軸延伸を、長手方向に１０〜２５倍の延伸倍率で、かつ幅方向に５〜４０倍の延伸倍率で行う請求項１〜６のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られる複層構造を有するポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であって、予備延伸を含めた延伸倍率が１０００倍以上である層を有するポリテトラフルオロエチレン多孔質膜。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られたポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を含んでなることを特徴とするエアフィルタ濾材。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られたポリテトラフルオロエチレン多孔質膜および通気性支持材を含み、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の両表面のうち予備延伸倍率が低い方の未焼成ポリテトラフルオロエチレンシート状物が配置された表面側に通気性支持材が設置されていることを特徴とするエアフィルタ濾材。
- ＪＩＳ Ｋ ３８０３に準拠して求められる粒子捕集効率が９９．９７％以上であり、線速５．３ｃｍ／秒での圧力損失が、１５０〜４００Ｐａである請求項９または１０に記載のエアフィルタ濾材。
- 用途が、ビル空調機用、タービン吸気用、工場の外気吸入口の防塵用、空気清浄機用、電気製品用、または掃除機用である請求項９〜１１のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
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