JP2017064713A - エアフィルタ濾材、エアフィルタパック及びエアフィルタユニット - Google Patents

エアフィルタ濾材、エアフィルタパック及びエアフィルタユニット Download PDF

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Abstract

【課題】空気中に浮遊する粉塵だけでなく、オイルミストによる目詰まりを抑制できるエアフィルタ濾材を提供する。【解決手段】エアフィルタ濾材（１０）は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜（１）と第２のＰＴＦＥ多孔質膜（２）とを含む。第１のＰＴＦＥ多孔質膜（１）に含まれる繊維の平均繊維径が０．２４〜０．４５μｍであり、第２のＰＴＦＥ多孔質膜（２）に含まれる繊維の平均繊維径が０．０４〜０．２３μｍであり、エアフィルタ濾材（１０）が第１主面（１１）と第２主面（１２）とを有し、第１のＰＴＦＥ多孔質膜（１）と第２のＰＴＦＥ多孔質膜（１２）とが、第１主面（１１）から第２主面（１２）へと通過する気流が第１のＰＴＦＥ多孔質膜（１）、第２のＰＴＦＥ多孔質（２）の順に通過するように配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）多孔質膜を用いたエアフィルタ濾材に関する。
従来、ＰＴＦＥ多孔質膜は、エアフィルタ濾材として種々の分野で使用されている。塵埃捕集性能に優れたＰＴＦＥ多孔質膜は、粉塵の少ないところでの使用（例えば、クリーンルーム内での使用）には非常に適している。しかし、外気処理空調用又はタービン用吸気フィルタのような大気塵の濾過に使用すると、ＰＴＦＥ多孔質膜の表層部のみで浮遊粉塵を捕集し、その結果、目詰まりを起こして圧力損失が上昇することがあった。そこで、空気の流れの上流側に、不織布等の通気性部材をプレフィルタ層として設けることで、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（特許文献１）。しかし、特許文献１に記載のエアフィルタ濾材では、プレフィルタ層を厚くしないとＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まり防止効果が得られないため、製造コストが高くなるという問題があった。また、プレフィルタ層を厚くすると、エアフィルタ濾材のプリーツ加工（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。
粉塵によるＰＴＦＥ多孔質膜の目詰まりを防止する方法として、第１のＰＴＦＥ多孔質膜と第２のＰＴＦＥ多孔質膜とを積層し、第２のＰＴＦＥ多孔質膜の平均孔径が第１のＰＴＦＥ多孔質膜の平均孔径よりも大きく、第１のＰＴＦＥ多孔質膜よりも空気の流れの上流側に第２のＰＴＦＥ多孔質膜を配置したエアフィルタ濾材が提案されている（特許文献２）。特許文献２によると、第２のＰＴＦＥ多孔質膜が粉塵の中の径が大きいものを捕集するプレフィルタとして機能し、エアフィルタ濾材の圧力損失の上昇が抑制されることが記載されている（段落［０００６］）。特許文献２のエアフィルタ濾材は、粒子径０．１〜０．２μｍの多分散ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）を用いて捕集効率を測定していることから明らかなとおり、圧力損失の上昇が抑制されるように、ＰＴＦＥ多孔質膜の平均孔径が制御されている。
特開２０００−３００９２１号公報 特開２００１−１７０４２４号公報
近年、エアフィルタ濾材、特に医療・製薬向けクリーンルーム用エアフィルタ濾材では、空気中に浮遊する粉塵だけでなく、オイルミスト（オイル粒子）による目詰まりによって圧力損失が上昇することが問題となっている。しかし、特許文献２に開示されているエアフィルタ濾材は、オイルミストによる目詰まりを抑制することに適していない。
本発明は、空気中に浮遊する粉塵だけでなく、オイルミストによる目詰まりを抑制できるエアフィルタ濾材を提供することを目的とする。
本発明は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜と第２のＰＴＦＥ多孔質膜とを含むエアフィルタ濾材であって、
前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径が０．２４〜０．４５μｍであり、
前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径が０．０４〜０．２３μｍであり、
前記エアフィルタ濾材が第１主面と第２主面とを有し、
前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜と前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜とが、前記第１主面から前記第２主面へと通過する気流が前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜、前記第２のＰＴＦＥ多孔質の順に通過するように配置されている、エアフィルタ濾材を提供する。
本発明によれば、空気中に浮遊する粉塵だけでなく、オイルミストによる目詰まりを抑制できるエアフィルタ濾材を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態であるエアフィルタ濾材を示す模式的な断面図である。 本発明の別の実施形態であるエアフィルタ濾材を示す模式的な断面図である。 本発明のさらに別の実施形態であるエアフィルタ濾材を示す模式的な断面図である。 本発明のさらに別の実施形態であるエアフィルタ濾材を示す模式的な断面図である。 本発明のさらに別の実施形態であるエアフィルタ濾材を示す模式的な断面図である。 本発明のさらに別の実施形態であるエアフィルタ濾材を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態であるエアフィルタユニットを示す斜視図である。 Ｔ−タイプのエンボス不織布の平面図である。 Ｓ−タイプのエンボス不織布の平面図である。 第１のＰＴＦＥ多孔質膜（平均繊維径０．４３μｍ、平均繊維長さ１４８μｍ）のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察像を示す図である。 第２のＰＴＦＥ多孔質膜（平均繊維径０．０４μｍ、平均繊維長さ１４μｍ）のＳＥＭ観察像を示す図である。 第２のＰＴＦＥ多孔質膜（平均繊維径０．１７μｍ、平均繊維長さ３１μｍ）のＳＥＭ観察像を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。なお、エアフィルタ濾材の図面上方に位置する主面を第１主面１１、第１主面１１の反対側に存在する主面を第２主面１２とする。また、いずれの図面においても、使用時には、図面上方を気流の上流側としてエアフィルタ濾材を配置するものとする。「主面」とは、エアフィルタ濾材の最も広い面、すなわち、上面及び下面を意味する。
図１に示すエアフィルタ濾材１０は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２とを含む。図１に示すように、エアフィルタ濾材１０は、気流の上流側から順に、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、の積層構造を有する。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の表面によってエアフィルタ濾材１０の第１主面１１が形成されている。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の表面によってエアフィルタ濾材１０の第２主面１２が形成されている。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に直接的に積層されている。
図２〜４に示すエアフィルタ濾材２０，３０及び４０は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１及び第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に加え、さらに通気性繊維層３を含む。
図２に示すエアフィルタ濾材２０は、気流の上流側から順に、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、通気性繊維層３、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、の積層構造を有する。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の表面によってエアフィルタ濾材２０の第１主面１１が形成されている。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の表面によってエアフィルタ濾材２０の第２主面１２が形成されている。通気性繊維層３の一方の面に第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が接し、通気性繊維層３の他方の面に第２のＰＴＦＥ多孔質膜２が接している。
図３に示すエアフィルタ濾材３０は、気流の上流側から順に、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、通気性繊維層３、の積層構造を有する。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の表面によってエアフィルタ濾材３０の第１主面１１が形成されている。通気性繊維層３の表面によってエアフィルタ濾材３０の第２主面１２が形成されている。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の一方の面に第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が接し、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の他方の面に通気性繊維層３が接している。
図４に示すエアフィルタ濾材４０は、気流の上流側から順に、通気性繊維層３、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、の積層構造を有する。通気性繊維層３の表面によってエアフィルタ濾材４０の第１主面１１が形成されている。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の表面によってエアフィルタ濾材４０の第２主面１２が形成されている。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の一方の面に通気性繊維層３が接し、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の他方の面に第２のＰＴＦＥ多孔質膜２が接している。通気性繊維層３は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１から見て第２のＰＴＦＥ多孔質膜２が配置された側とは反対側に配置されている。
図５に示すエアフィルタ濾材５０は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１及び第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に加え、さらに２つの通気性繊維層３を含む。２つの通気性繊維層３には、第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂが含まれる。エアフィルタ濾材５０は、気流の上流側から順に、第１の通気性繊維層３ａ、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、第２の通気性繊維層３ｂ、の積層構造を有する。第１の通気性繊維層３ａによってエアフィルタ濾材５０の第１主面１１が形成されている。第２の通気性繊維層３ｂによってエアフィルタ濾材５０の第２主面１２が形成されている。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の一方の面に第１の通気性繊維層３ａが接し、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の他方の面に第２のＰＴＦＥ多孔質膜２が接している。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の一方の面に第２の通気性繊維層３ｂが接し、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の他方の面に第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が接している。第１の通気性繊維層３ａは、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１から見て第２のＰＴＦＥ多孔質膜２が配置された側とは反対側に配置されている。第２の通気性繊維層３ｂは、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２から見て第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が配置された側とは反対側に配置されている。
図６に示すエアフィルタ濾材６０は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１及び第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に加え、さらに３つの通気性繊維層３を含む。３つの通気性繊維層３には、第１の通気性繊維層３ａ、第２の通気性繊維層３ｂ及び第３の通気性繊維層３ｃが含まれる。エアフィルタ濾材６０は、気流の上流側から順に、第１の通気性繊維層３ａ、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第３の通気性繊維層３ｃ、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、第２の通気性繊維層３ｂ、の積層構造を有する。第１の通気性繊維層３ａによってエアフィルタ濾材６０の第１主面１１が形成されている。第２の通気性繊維層３ｂによってエアフィルタ濾材６０の第２主面１２が形成されている。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の一方の面に第１の通気性繊維層３ａが接し、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の他方の面に第３の通気性繊維層３ｃが接している。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の一方の面に第２の通気性繊維層３ｂが接し、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の他方の面に第３の通気性繊維層３ｃが接している。第１の通気性繊維層３ａは、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１から見て第２のＰＴＦＥ多孔質膜２が配置された側とは反対側に配置されている。第２の通気性繊維層３ｂは、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２から見て第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が配置された側とは反対側に配置されている。
このように、図１〜６に示すエアフィルタ濾材１０，２０，３０，４０，５０及び６０は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と第２のＰＴＦＥ多孔質膜２とが、第１主面１１から第２主面１２へと通過する気流が第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質２の順に通過するように配置されている。本発明によるエアフィルタ濾材は、図１〜６に示した構成に限らず、さらに別の層を備えていてもよい。別の層としては、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の上流側に配置される、ガラス濾材、メルトブロウン不織布、ナノファイバーが挙げられる。
以下、エアフィルタ濾材１０，２０，３０，４０，５０及び６０を構成する各層について説明する。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜１＞
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１は、適度に通気性を有しながら、比較的粒径の大きなオイルミストを予め捕集することにより、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がオイルミストによって目詰まりすることを防止する。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１により、エアフィルタ濾材１０，２０，３０，４０，５０及び６０の使用に伴う圧力損失の上昇が抑制されるため、エアフィルタ濾材１０，２０，３０，４０，５０及び６０の寿命が長くなる。
ＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径が大きいと、相対的に小さいオイルミストは通過するが、相対的に大きなオイルミストは捕集する。ＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径が小さいと、大気中の相対的に小さいオイルミストを捕集するが、相対的に大きいオイルミストも捕集するために、エアフィルタ濾材の圧力損失も大きく上昇する。本実施形態では、気流の上流側の第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維径を、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維径よりも大きなものを用いる。このことにより、気流の上流側では第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が比較的大きなオイルミストを予め捕集し、気流の下流側では第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がより微細なオイルミストを捕集する構成を有するエアフィルタ濾材１０，２０，３０，４０，５０及び６０を実現できる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維径は、例えば０．２４〜０．４５μｍであり、好ましくは０．３０〜０．４５μｍ、より好ましくは０．３３〜０．４５μｍ、特に好ましくは０．３５〜０．４５μｍである。なお、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と後述する第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維径は、ＳＥＭによりＰＴＦＥ多孔質膜を２０００倍の倍率で拡大観察し、ＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる１５本以上の繊維の繊維径をノギスで測定し、繊維径の平均を算出することにより得られる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維長さを、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維長さよりも長くすると、オイルミストによる目詰まりを抑制する効果がより向上するため好ましい。気流の上流側の第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維長さを、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維長さよりも長くすることにより、気流の上流側では第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が比較的大きなオイルミストを予め捕集し、気流の下流側では第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がより微細なオイルミストを捕集する。このことにより、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の両方でオイルミストを捕集できるため、エアフィルタ濾材の目詰まりがより抑制できる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維長さは、例えば５３〜２７４μｍであり、好ましくは１００〜１８０μｍ、より好ましくは１３６〜１６３μｍである。なお、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と後述する第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維長さは、ＳＥＭによりＰＴＦＥ多孔質膜を１５０倍の倍率で拡大観察し、ＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる１０本の繊維の繊維長さをノギスで測定し、繊維長さの平均を算出することにより得られる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の平均孔径を、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の平均孔径よりも大きくすると、オイルミストによる目詰まりを抑制する効果がより向上するため好ましい。気流の上流側の第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の平均孔径を、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の平均孔径よりも大きくすることにより、気流の上流側では第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が比較的大きなオイルミストを予め捕集し、気流の下流側では第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がより微細なオイルミストを捕集する。このことにより、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の両方でオイルミストを捕集できるため、エアフィルタ濾材の目詰まりがより抑制できる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の平均孔径は、例えば３〜３０μｍであり、好ましくは４〜２１μｍ、より好ましくは４〜１０μｍである。なお、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と後述する第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の平均孔径は、ＰＭＩ社製「パームポロメーター」で孔径を３点以上測定し、平均を算出することにより得られる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の厚さを、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の厚さよりも大きくすると、オイルミストによる目詰まりを抑制する効果がより向上するため好ましい。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の厚さを、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の厚さよりも大きくすることにより、気流の上流側では第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が比較的大きなオイルミストを予め捕集し、気流の下流側では第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がより微細なオイルミストを捕集する。このことにより、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の両方でオイルミストを捕集できるため、エアフィルタ濾材の目詰まりをより抑制できる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の厚さは、例えば７〜３６μｍであり、好ましくは１２〜２４μｍである。厚さの値は、ダイヤルシックネスゲージを用いて任意の複数の位置（例えば、５箇所）で測定された厚さの平均値である。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の気孔率を、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の気孔率よりも大きくすると、オイルミストによる目詰まりを抑制する効果がより向上するため好ましい。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の気孔率を、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の気孔率よりも大きくすることにより、気流の上流側では第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が比較的大きなオイルミストを予め捕集し、気流の下流側では第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がより微細なオイルミストを捕集する。このことにより、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の両方でオイルミストを捕集できるため、エアフィルタ濾材の目詰まりをより抑制できる。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の気孔率は、例えば９０〜９９％である。気孔率は、以下の方法で測定できる。まず、測定対象を一定の寸法（例えば、直径６ｃｍの円形）に切断し、その体積及び重量を求める。得られた結果を次式に代入して気孔率を算出する。
気孔率（％）＝１００×（Ｖ−（Ｗ／Ｄ））／Ｖ
Ｖ：体積（ｃｍ3）
Ｗ：重量（ｇ）
Ｄ：ＰＴＦＥの密度（ｇ／ｃｍ3）
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の圧力損失は、例えば５〜７０Ｐａであり、好ましくは１０〜６０Ｐａ、より好ましくは１５〜４０Ｐａである。なお、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と、後述する第２のＰＴＦＥ多孔質膜２、エアフィルタ濾材の圧力損失は、以下の方法で測定することができる。有効面積１００ｃｍ2の円形のホルダーにそれぞれ第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２又はエアフィルタ濾材をセットし、セットした第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２又はエアフィルタ濾材に空気を透過させ、通過する空気の線流速を流量計で５．３ｃｍ／秒に調整したときの圧力損失を、圧力計（マノメーター）で測定する。１つの第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２又はエアフィルタ濾材について８回圧力損失を測定し、その平均を算出する。
図４〜６を参照して説明したように、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の表面に通気性繊維層３が接していることがある。この場合、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１から通気性繊維層３を剥離し、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の表面を電子顕微鏡で観察することができる。また、通気性繊維層３が不織布のように粗い構造を有している場合、不織布の繊維の隙間から第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の表面を露出させ、その表面を電子顕微鏡で観察することも可能である。他の特性も、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１から通気性繊維層３を剥離して測定することができる。これらは、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２についても当てはまる。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜２＞
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１が捕集できなかった小さなオイルミストを捕集することにより、エアフィルタ濾材１０，２０，３０，４０，５０及び６０のオイルミストの捕集量を増加させる。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維径は、例えば０．０４〜０．２３μｍであり、０．０５〜０．２０μｍが好ましい。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維長さは、例えば３〜５０μｍであり、１４〜３１μｍが好ましい。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維径に対する第１のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径の比は、例えば１より大きく１１．２５以下であり、１．０９〜１０．７５が好ましい。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維長さに対する第１のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維長さの比は、例えば１より大きく９１．３以下であり、４．７〜１０．６が好ましい。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の平均孔径は、例えば０．１〜３μｍであり、好ましくは０．２〜３μｍ、より好ましくは０．６〜１．５μｍである。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の厚さは、例えば１μｍ以上７μｍ未満であり、好ましくは１〜５μｍである。第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の厚さに対する第１のＰＴＦＥ多孔質膜１の厚さの比率が１よりも大きいことが望ましい。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の気孔率は、例えば５０％以上９０％未満である。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の圧力損失は、例えば５０〜３００Ｐａであり、好ましくは６０〜１４０Ｐａ、より好ましくは８０〜１２０Ｐａである。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２の製造方法の一例を以下に示す。
まず、未焼成のＰＴＦＥ微粉末に液状潤滑剤を加えて混合する。ＰＴＦＥ微粉末（ＰＴＦＥファインパウダー）としては、特に制限されず、市販のものを使用できる。液状潤滑剤としては、ＰＴＦＥ微粉末の表面を濡らすことができ、後で除去できるものであれば特に制限されず、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、エステル類等が使用できる。液状潤滑剤は２種以上を併用してもよい。
ＰＴＦＥ微粉末に対する液状潤滑剤の添加割合は、ＰＴＦＥ微粉末の種類、液状潤滑油の種類及び後述するシート成形の条件等により適宜決定されるが、例えば、ＰＴＦＥ微粉末１００重量部に対して、液状潤滑剤１５〜３５重量部である。
次に、未焼成のＰＴＦＥ微粉末と液状潤滑剤との混合物を、未焼成状態でシート状に成形することにより、ＰＴＦＥのシート状成形体を得る。シート成形の方法としては、例えば、混合物をロッド状に押し出した後、対になったロールにより圧延する圧延法や、混合物を板状に押し出してシート状にする押し出し法が挙げられる。これらの方法によって作製されたシート状成形体は帯状である。２種以上の方法を組み合せてシート成形を行ってもよい。ＰＴＦＥのシート状成形体の厚さは、後に行う延伸の条件等により適宜決定されるが、例えば、０．１〜０．５ｍｍである。
ＰＴＦＥのシート状成形体に含まれる液状潤滑剤は、続いて行う延伸工程の前に、加熱法又は抽出法等により除去しておくことが好ましい。抽出法に使用する溶媒としては、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、流動パラフィンが挙げられる。
次に、ＰＴＦＥのシート状成形体に対して延伸を行う。延伸方法としては、二軸延伸が好ましい。上述のように、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維径は例えば０．２４〜０．４５μｍであり、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維径は例えば０．０４〜０．２３μｍである。このように、第１、２のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径はそれぞれ特定の範囲にあり、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維径は、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に含まれる繊維の平均繊維径よりも大きい。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に含まれる繊維の平均繊維径を第２のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径２よりも大きくすることにより、エアフィルタ濾材のオイルミストによる圧力損失の上昇を抑制することが可能となる。そこで、ＰＴＦＥのシート状成形体の延伸により第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２を製造する際には、それぞれ所望の平均繊維径となるように、延伸温度、延伸倍率等の条件を調整する必要がある。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１を製造する場合は、ＰＴＦＥのシート状成形体をＰＴＦＥの融点以上の温度に加熱しつつ延伸する。ＰＴＦＥのシート状成形体を、例えば３７０〜３８０℃でその長手方向（ＭＤ方向：Machine Direction）に延伸する。長手方向の延伸倍率は、延伸後の長さが延伸前の長さに対して例えば５０〜２００倍、好ましくは８０〜１５０倍、より好ましくは９０〜１００倍になるように設定されうる。次に、ＰＴＦＥのシート状成形体を、例えば１３０〜１６０℃で横方向（ＴＤ方向：Transverse Direction）に延伸する。横方向の延伸倍率は、延伸後の長さが延伸前の長さに対して５〜８倍になるように設定されうる。ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度で長手方向に延伸することにより、ＰＴＦＥの融点未満の温度で延伸するよりも平均繊維径は大きくなり、平均繊維長さも大きくなる。
第２のＰＴＦＥ多孔質膜２を製造する場合は、ＰＴＦＥのシート状成形体をＰＴＦＥの融点未満の温度に加熱しつつ延伸する。ＰＴＦＥのシート状成形体を、例えば２７０〜２９０℃でその長手方向に延伸する。長手方向の延伸倍率は、延伸後の長さが延伸前の長さに対して１５〜４０倍になるように設定されうる。次に、ＰＴＦＥのシート状成形体を、例えば１２０〜１３０℃で横方向に延伸する。横方向の延伸倍率は、延伸後の長さが延伸前の長さに対して１５〜４０倍になるように設定されうる。
上記の方法によって第１のＰＴＦＥ多孔質膜１及び第２のＰＴＦＥ多孔質膜２を作製し、これらを直接又は通気性繊維層３を介して貼り合わせる。必要に応じて、第１の通気性繊維層３ａを第１のＰＴＦＥ多孔質膜１に貼り合わせ、第２の通気性繊維層３ｂを第２のＰＴＦＥ多孔質膜２に貼り合わせる。これにより、図１〜６を参照して説明したエアフィルタ濾材が得られる。
＜通気性繊維層３＞
図２〜６に示すように、本実施形態のエアフィルタ濾材は、通気性繊維層３を含んでいてもよい。通気性繊維層３としては、十分な通気性を有する材料が用いられる。通気性繊維層３としては、短繊維やフィラメント等の繊維で構成された、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１及び第２のＰＴＦＥ多孔質膜２よりも通気性に優れる材料、例えば、不織布、織布、メッシュ（網目状シート）及びその他の多孔質材料を用いることができる。中でも、強度、柔軟性及び作業性の点で優れることから、不織布が好ましい。
通気性繊維層３を構成する繊維の平均繊維径は、例えば１０〜３０μｍであり、好ましくは１５〜２５μｍである。
通気性繊維層３の目付（単位面積あたりの質量：mass per unit area）は、エアフィルタ濾材２０，３０，４０，５０及び６０の通気性、プリーツ加工等におけるハンドリング性の観点から、例えば１５〜３００ｇ／ｍ2であり、好ましくは１５〜１００ｇ／ｍ2である。通気性繊維層３の厚さは、エアフィルタ濾材２０，３０，４０，５０及び６０の通気性、プリーツ加工等におけるハンドリング性、エアフィルタ濾材２０，３０，４０，５０及び６０の全体としての厚さの観点から、１３０〜２００μｍが好ましい。
図４〜６を参照して説明したエアフィルタ濾材４０，５０及び６０は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１よりも上流側に配置された通気性繊維層３（第１の通気性繊維層３ａ）を有する。この通気性繊維層３の目付が大きい場合、オイルミストが通気性繊維層３で捕集されやすい。したがって、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１よりも上流側に配置された通気性繊維層３の目付は、例えば３０〜２６０ｇ／ｍ2であり、好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ2である。他方、図５及び６を参照して説明したエアフィルタ濾材５０及び６０において、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１よりも下流側に配置された通気性繊維層３（第２の通気性繊維層３ｂ及び第３の通気性繊維層３ｃ）の目付は、圧力損失の増大を抑制する観点から決定されうる。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１よりも下流側に配置された通気性繊維層３の目付は、例えば、第１のＰＴＦＥ多孔質膜１よりも上流側に配置された通気性繊維層３の目付に等しい又はそれよりも小さい。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１よりも下流側に配置された通気性繊維層３の目付は、例えば１５〜１００ｇ／ｍ2であり、好ましくは１５〜３０ｇ／ｍ2である。エアフィルタ濾材５０（又は６０）の全ての通気性繊維層３の構造及び特性は互いに同一であってもよい。
通気性繊維層３を構成する繊維の材料としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリアミド、並びにこれらの複合材等が挙げられる。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１又は第２のＰＴＦＥ多孔質膜２と、通気性繊維層３とを容易にかつ確実に接着できるという観点から、通気性繊維層３を構成する繊維は、融点が低いポリオレフィン、特にポリエチレンを含むことが好ましい。
通気性繊維層３は、芯成分が鞘成分より相対的に融点が高い芯鞘構造を有する複合繊維からなることが好ましい。芯成分としては、ＰＥＴ等、比較的融点の高い材料が用いられ、鞘成分としては、ポリエチレン等、比較的融点の低い材料が用いられる。具体的には、芯鞘構造を有する繊維として、芯部分がＰＥＴ製で、鞘部分がＰＥ製であるもの（ＰＥＴ／ＰＥ繊維）や、芯部分がＰＰ製で、鞘部分がＰＥ製であるもの（ＰＰ／ＰＥ繊維）が挙げられる。芯鞘構造の繊維からなる通気性繊維層３を用いた場合、加熱により通気性繊維層３と第１のＰＴＦＥ多孔質膜１又は第２のＰＴＦＥ多孔質膜２とをラミネートしても、通気性繊維層３の構造及び厚さの熱による変化が抑制される。加えて、通気性繊維層３の収縮による第１のＰＴＦＥ多孔質膜１及び第２のＰＴＦＥ多孔質膜２へのダメージを防止することができる。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１又は第２のＰＴＦＥ多孔質膜２と通気性繊維層３とを容易かつ確実に接着できるという観点から、通気性繊維層３は、ＰＥＴ／ＰＥ繊維からなることが好ましい。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１と第２のＰＴＦＥ多孔質膜２と通気性繊維層３とを一体化させる方法としては、熱によるニップラミネート、赤外線ヒータを用いるラミネート（特開２００３−１９０７４９号公報を参照）等が挙げられる。中でも、各層の厚さをつぶすことなく強固な接着を実現できるという観点から、赤外線ヒータを用いるラミネートが好ましい。なお、通気性繊維層３が芯鞘構造の繊維からなる場合、通気性繊維層３の加熱温度は、鞘成分の軟化点以上（好ましくは融点以上）で芯成分の融点よりも低く設定することが好ましい。
第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２及び通気性繊維層３の積層の順序は、第１のＰＴＦＥ多孔質膜と第２のＰＴＦＥ多孔質膜とが、第１主面１１から第２主面１２へと通過する気流が第１のＰＴＦＥ多孔質膜、第２のＰＴＦＥ多孔質の順に通過するように配置されている限り、制限されない。第１のＰＴＦＥ多孔質膜１、第２のＰＴＦＥ多孔質膜２がそれぞれ連続して積層されている部分があってもよく、複数の通気性繊維層３が連続して積層されている部分があってもよい。複数の通気性繊維層３は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
エアフィルタ濾材の圧力損失は、例えば６０〜３５０Ｐａであり、好ましくは８０〜１８０Ｐａ、より好ましくは１００〜１６０Ｐａである。
本実施形態のエアフィルタ濾材は、オイルミストによる目詰まりを抑制する効果に優れる。平均粒径が０．１５μｍの多分散粒子のポリαオレフィン（以下「ＰＡＯ」という）を２０〜４０ｇ／ｍ3の濃度で５．３ｃｍ／秒の線流速でエアフィルタ濾材に透過させて圧力損失の変化を測定したときに、圧力損失が５００Ｐａになったときのエアフィルタ濾材によるＰＡＯ捕集量が例えば２０ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上、好ましくは７０ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上、より好ましくは９０ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上、特に好ましくは１００ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上である。ＰＡＯ捕集量の上限値は特に限定されず、例えば、２００ｍｇ／ｍ2／Ｐａである。なお、ＰＡＯ捕集量（ｍｇ／ｍ2／Ｐａ）は、エアフィルタ濾材の重量増加分［ＰＡＯの重量（ｍｇ）］をエアフィルタ濾材の面積（ｍ2）で割り、さらに圧力損失の増加分［５００−（測定を開始したときの圧力損失）］（Ｐａ）で割って得られた値である。ＰＡＯとしては、例えばイネオス社製「デュラシン１６４」を用いることができる。平均粒径が０．１５μｍの多分散のＰＡＯは、例えば、定出力エアロゾルアトマイザー（東京ダイレック社製、「ＴＳＩ Ｎｏ．３０７６」）を用いて発生させることができる。
本実施形態のエアフィルタ濾材は、粉塵による目詰まりを抑制する効果にも優れる。平均粒径が０．５μｍの多分散粒子のＮａＣｌを１〜３ｇ／ｍ3の濃度で５．３ｃｍ／秒の線流速でエアフィルタ濾材に透過させて圧力損失の変化を測定したときに、圧力損失が５００Ｐａになったときのエアフィルタ濾材によるＮａＣｌの捕集量が例えば８ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上、好ましくは９ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上、より好ましくは１２ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上、特に好ましくは１５ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上である。ＮａＣｌ捕集量の上限値は特に限定されず、例えば、３０ｍｇ／ｍ2／Ｐａである。なお、ＮａＣｌ捕集量（ｍｇ／ｍ2／Ｐａ）は、エアフィルタ濾材の重量増加分［ＮａＣｌの重量（ｍｇ）］をエアフィルタ濾材の面積（ｍ2）で割り、さらに圧力損失の増加分［５００−（測定を開始したときの圧力損失）］（Ｐａ）で割って得られた値である。平均粒径が０．５μｍの多分散粒子のＮａＣｌは、例えば、定出力エアロゾルアトマイザー（東京ダイレック社製「ＴＳＩ Ｎｏ．３０７６」）を用いて発生させることができる。
平均粒径０．１〜０．２μｍのフタル酸ビス（２−エチルへキシル）を用いて透過流速５．３ｃｍ／秒の条件で測定したとき、本実施形態のエアフィルタ濾材の捕集効率は、例えば９８〜９９．９９９９９５％、好ましくは９９．５〜９９．９９９９９％、より好ましくは９９．９５〜９９．９９９９５％である。本実施形態のエアフィルタ濾材は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ８１２２（２０００）に規定されたＨＥＰＡグレード（high-efficiency particulate air grade）のエアフィルタ濾材であってもよいし、同規格に規定されたＵＬＰＡグレード（ultra-low penetration air grade）のエアフィルタ濾材であってもよい。
本実施形態のエアフィルタ濾材は、公知の手法によってプリーツ加工されてもよい。プリーツ加工は、例えばレシプロ式の加工機を用いて、交互かつ平行に濾材の表面上に設定された山折り線及び谷折り線で濾材を連続したＷ字状に折り込むことにより、実施される。プリーツ加工されたエアフィルタ濾材は、エアフィルタパックと呼ばれることがある。エアフィルタパックには、プリーツ加工された形状を維持するためにスペーサーが配置されることがある。スペーサーとしては、ビードと呼ばれる樹脂の紐状体がよく用いられる。ビードは、山折り（谷折り）線に直交する方向（山を越え谷を渡って進む方向）に沿って、好ましくは複数本のビードが所定の間隔を保持しつつこの方向に沿って進むように、濾材上に配置される。ビードは、例えば、濾材の表面及び裏面の双方の上に配置される。ビードは、典型的には、ポリアミド、ポリオレフィン等の樹脂を溶融して塗布することにより形成される。
プリーツ加工されたエアフィルタ濾材（エアフィルタパック４）は、必要に応じ、その周縁部を枠体（支持枠）により支持して、図７に示すエアフィルタユニット７０へと加工される。エアフィルタパックの周縁を囲む枠体５としては、エアフィルタの用途等に応じ、金属製又は樹脂製の部材が用いられる。樹脂製の枠体を用いる場合には、射出成形法により枠体を成形すると同時にこの枠体にプリーツ加工されたエアフィルタ濾材を固定してもよい。
図１〜６を参照して説明したように、本実施形態のエアフィルタ濾材には、裏表の区別がある。気流の上流側に第２のＰＴＦＥ多孔質膜２を配置し、気流の下流側に第１のＰＴＦＥ多孔質膜１を配置すると、オイルミストによる目詰まりを抑制する効果が十分に得られない。裏表の取り違えは、例えば、エアフィルタ濾材のスリット（寸法を切り揃えるための工程）による巻き替え、プリーツ加工などの工程を経ることで発生する可能がある。この問題を解決するために、以下のような構成を採用することができる。
図５及び６を参照して説明したエアフィルタ濾材５０及び６０において、第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂがそれぞれエンボス不織布であるとき、例えば、第１の通気性繊維層３ａのエンボス形状が第２の通気性繊維層３ｂのエンボス形状と異なる。このような構成によれば、第１主面１１と第２主面１２とを区別することが可能であり、表裏の取り違えを防止することができる。「エンボス不織布」とは、エンボス加工が施された不織布を意味する。詳細には、エンボス不織布は、１又は複数の凹部と１又は複数の凸部とを有する不織布である。エンボス不織布は、同じ厚さのエンボス加工されていない不織布よりも高い剛性及び高い強度を有する。エンボス不織布は、凹凸模様を有する、言い換えれば、平面視で海島構造を有する。
互いに異なるエンボス形状を有するエンボス不織布として、図８Ａに示すＴ−タイプのエンボス不織布と図８Ｂに示すＳ−タイプのエンボス不織布とが挙げられる。図８Ａに示すように、Ｔ−タイプのエンボス不織布において、楕円形の島に対応する部分（繊維が溶けていない）が凸部であり、海に対応する部分（繊維が溶けている）が凹部である。Ｔ−タイプのエンボス不織布は、典型的には、１つの連続した凹部と複数の凸部とを有する。ただし、Ｔ−タイプのエンボス不織布において、凹部が複数の部分に分かれていてもよい。図８Ｂに示すように、Ｓ−タイプのエンボス不織布において、円形の島に対応する部分（繊維が溶けている）が凹部であり、海に対応する部分（繊維が溶けていない）が凸部である。Ｓ−タイプのエンボス不織布は、典型的には、複数の凹部と１つの連続した凸部とを有する。ただし、Ｓ−タイプのエンボス不織布において、凸部が複数の部分に分かれていてもよい。これらのエンボス不織布によれば、通気性と接着強度との両立を図りやすい。
また、同じタイプのエンボス不織布が使用された場合であっても、第１の通気性繊維層３ａに使用されたエンボス不織布のエンボス面積比率が、第２の通気性繊維層３ｂに使用されたエンボス不織布のエンボス面積比率と十分に異なるとき、第１主面１１と第２主面１２とを区別することが可能である。「エンボス面積比率」とは、エンボス不織布の面積に対する、凹部（繊維が溶けている部分）の面積の比率又は複数の凹部の合計面積の比率である。エンボス面積比率は、次の方法で算出できる。所定の拡大サイズ（例えば２５倍）で不織布の表面を電子顕微鏡などの顕微鏡で観察する。得られた観察像において、エンボス部分（凹部）の割合を算出する。Ｓ−タイプの不織布（図８Ｂ参照）の場合、凹部が円形を有しているとみなす。Ｔ−タイプの不織布（図８Ａ参照）の場合、凸部（エンボス加工されていない部分）が楕円形を有しているとみなす。エンボス面積比率の算出は、十分な広さを有する観察像を用いて算出されるべきである。
また、エンボス不織布には、両面がエンボス加工された両面エンボス不織布と片面のみがエンボス加工された片面エンボス不織布とがある。第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂの一方に両面エンボス不織布を使用し、他方に片面エンボス不織布を使用してもよい。さらに、第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂの一方にエンボス不織布を使用し、他方にエンボス加工されていない不織布を使用してもよい。これらの構成によっても、第１主面１１と第２主面１２とを区別することが可能である。
他の構成としては、第１主面１１及び第２主面１２から選ばれる少なくとも１つに第１主面１１と第２主面１２との区別を可能にする識別マークを付与することが挙げられる。この構成は、図１〜６を参照して説明した全てのエアフィルタ濾材に適用できる点で優れている。
第１主面１１と第２主面１２との区別を可能にする識別マークの種類は特に限定されない。識別マークには、文字、図形及び記号からなる群より選ばれる少なくとも１つが含まれる。識別マークを付与するための方法として、例えば、第１主面１１及び第２主面１２から選ばれる少なくとも１つにインクを塗布すること、第１主面１１及び第２主面１２から選ばれる少なくとも１つに凹凸を形成することなどが挙げられる。これらにより、第１主面１１と第２主面１２とを区別することが可能となる。凹凸は、エアフィルタ濾材の一部にプレス加工を施したり、エアフィルタ濾材の一部に溶融加工を施したり、第１主面１１又は第２主面１２を形成している部材（例えば第１の通気性繊維層３ａ）の一部を打ち抜いたりすることによって形成されうる。プレス加工又は溶融加工による凹凸の形成には、エンボス加工の技術を応用できる。溶融加工には、市販のレーザーマーカーを使用できる。
さらに他の構成としては、第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂから選ばれる少なくとも１つが着色され、第１の通気性繊維層３ａの色彩が第２の通気性繊維層３ｂの色彩と異なることが挙げられる。例えば、第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂの一方に着色された不織布を使用することが挙げられる。着色された不織布は、顔料などの着色剤を含む不織布でありうる。不織布は、有彩色に着色されていてもよい。一例において、第１の通気性繊維層３ａ及び第２の通気性繊維層３ｂの一方が有彩色に着色された不織布で構成され、他方が着色されていない（白色の）不織布で構成されている。このような構成によっても、第１主面１１と第２主面１２とを区別することが可能である。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に制限されるものではない。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー（旭硝子社製「ＣＤ１２９Ｅ」、標準比重：２．１６）１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを３７５℃の延伸温度（炉内温度）で長手方向に１段目で２０倍に延伸した後、２段目で４．５倍に延伸した。次いで１５０℃の延伸温度（テンターの炉内温度）で横方向に６．６倍に延伸して、第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａを作製した。第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａの圧力損失は４０Ｐａであった。第１のＰＴＦＥ多孔質膜ＡのＳＥＭ観察像を図９に示す。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ１の作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー（旭硝子社製「ＣＤ１２９Ｅ」、標準比重：２．１６）１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを３７５℃の延伸温度で長手方向に１段目で２０倍に延伸した後、２段目で７．５倍に延伸した。次いで１５０℃の延伸温度で横方向に４倍に延伸して、第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ１を作製した。第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ１の圧力損失は１０Ｐａであった。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ２の作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー（旭硝子社製「ＣＤ１２９Ｅ」、標準比重：２．１６）１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを３７５℃の延伸温度で長手方向に１段目で２０倍に延伸した後、２段目で３倍に延伸した。次いで１５０℃の延伸温度で横方向に４倍に延伸して、第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ２を作製した。第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ２の圧力損失は６０Ｐａであった。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｂの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(旭硝子社製「ＣＤ１２９Ｅ」)１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを３７５℃の延伸温度で長手方向に１００倍に延伸し、次いで１３０℃の延伸温度で横方向に７倍に延伸して、第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｂを作製した。第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｂの圧力損失は２０Ｐａであった。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｃの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(ダイキン社製「ポリフロン（登録商標）ＰＴＦＥ Ｆ−１０４」、標準比重：２．１６２)１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを２８０℃の延伸温度で長手方向に１８倍に延伸し、横方向に３５倍に延伸して、第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｃを作製した。第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｃの圧力損失は７０Ｐａであった。
＜第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｄ（特許文献２の実施例１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｂ）の作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(旭硝子社製「フルオン（登録商標）ＰＴＦＥ ＣＤ−１２３」)１００重量部に対し、液状潤滑剤(ナフサ)１９重量％を均一に配合し、この配合物を２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で予備成形し、次いでこれをロッド状にぺースト押出成形し、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２００μｍ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１５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、寸法を固定した状態で４００℃で１０秒間熱処理し、厚さが２μｍの焼成された第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｄを得た。第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｄの圧力損失は１００Ｐａであった。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｅの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(ダイキン社製「ポリフロン（登録商標）ＰＴＦＥ Ｆ−１０４」)１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを２８０℃の延伸温度で長手方向に１８倍に延伸し、１２０℃の延伸温度で横方向に３５倍に延伸して、第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｅを作製した。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｅの圧力損失は１４０Ｐａであった。第２のＰＴＦＥ多孔質膜ＥのＳＥＭ観察像を図１０に示す。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｆの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(ダイキン社製「ポリフロン（登録商標）ＰＴＦＥ Ｆ−１０４」)１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを２８０℃の延伸温度で長手方向に２５倍に延伸し、１２０℃の延伸温度で横方向に３５倍に延伸して、第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｆを作製した。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｆの圧力損失は１００Ｐａであった。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｇの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(ダイキン社製「ポリフロン（登録商標）ＰＴＦＥ Ｆ−１０４」)１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを２８０℃の延伸温度で長手方向に３５倍に延伸し、１２０℃の延伸温度で横方向に３５倍に延伸して、第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｇを作製した。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｇの圧力損失は６０Ｐａであった。第２のＰＴＦＥ多孔質膜ＧのＳＥＭ観察像を図１１に示す。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｈの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(ダイキン社製「ポリフロン（登録商標）ＰＴＦＥ Ｆ−１０４」)１００重量部に液状潤滑剤（ドデカン）２０重量部を均一に混合し、得られた混合物を予備成形した。次に、予備成形物をロッド状にペースト押出しし、さらにロッド状成形体を１対の金属圧延ロール間に通して、厚さ２００μｍの長尺シートとした。長尺シートを２８０℃の延伸温度で長手方向に３５倍に延伸し、１２０℃の延伸温度で横方向に３５倍に延伸して、第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｈを作製した。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｈの圧力損失は６０Ｐａであった。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｉの作製＞
第１のＰＴＦＥ多孔質膜Ｃを、第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｉとして使用した。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｋ（特許文献２の実施例１のＰＴＦＥ多孔質膜Ａ）の作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(旭硝子社製「フルオン（登録商標）ＰＴＦＥ ＣＤ−１２３」)１００重量部に対し、液状潤滑剤（ナフサ）１９重量％を均一に配合した。この配合物を２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で予備成形し、次いでこれをロッド状にぺースト押出成形し、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５００μｍ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２５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、寸法を固定した状態で４００℃で１０秒間熱処理し、厚さが４．６μｍの焼成された第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｋを得た。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｋの圧力損失は２００Ｐａであった。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｌの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(旭硝子社製「フルオン（登録商標）ＰＴＦＥ ＣＤ−１２３」)１００重量部に対し、液状潤滑剤（ナフサ）１９重量％を均一に配合した。この配合物を２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で予備成形し、次いでこれをロッド状にぺースト押出成形し、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５００μｍ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１８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、寸法を固定した状態で４００℃で１０秒間熱処理し、厚さが４．８μｍの焼成された第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｌを得た。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｌの圧力損失は２９０Ｐａであった。
＜第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｍの作製＞
ＰＴＦＥファインパウダー(旭硝子社製「フルオン（登録商標）ＰＴＦＥ ＣＤ−１２３」)１００重量部に対し、液状潤滑剤（ナフサ）１９重量％を均一に配合した。この配合物を２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で予備成形し、次いでこれをロッド状にぺースト押出成形し、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２００μｍ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２５倍延伸し、さらにテンター法により１２０℃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、寸法を固定した状態で４００℃で１０秒間熱処理し、厚さが１μｍの焼成された第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｍを得た。第２のＰＴＦＥ多孔質膜Ｍの圧力損失は１４０Ｐａであった。
＜通気性繊維層＞
通気性繊維層として、４種類の不織布を使用した。具体的には、通気性繊維層ａとして、不織布［ユニチカ社製「エルベスＳ０３０３ＷＤＯ」、芯鞘構造（芯成分ＰＥＴ、鞘成分ＰＥ）、目付量３０ｇ／ｍ2、見掛け密度０．１３６ｇ／ｃｍ3、エンボス面積比率１５％、厚さ０．２２ｍｍ］を使用した。
通気性繊維層ｂとして、不織布［ユニチカ社製「エルベスＳ０７０３ＷＤＯ」、芯鞘構造（芯成分ＰＥＴ、鞘成分ＰＥ）、目付量７０ｇ／ｍ2、見掛け密度０．１７１ｇ／ｃｍ3、エンボス面積比率１５％、厚さ０．４１ｍｍ］を使用した。
通気性繊維層ｃとして、不織布［ユニチカ社製「エルベスＳ１００３ＷＤＯ」、芯鞘構造（芯成分ＰＥＴ、鞘成分ＰＥ）、目付量１００ｇ／ｍ2、見掛け密度０．２０４ｇ／ｃｍ3、エンボス面積比率１５％、厚さ０．４９ｍｍ］を使用した。
通気性繊維層ｄとして、不織布［東レ社製「アクスターＧ２２６０−１２Ｓ」、ＰＥＴ製スパンボンド不織布、目付量２６０ｇ／ｍ2、見掛け密度０．４１９ｇ／ｃｍ3、厚さ０．６２ｍｍ］を使用した。
＜実施例１〜１０、比較例１、比較例２＞
表１に示す組み合わせにて、第１のＰＴＦＥ多孔質膜と、第２のＰＴＦＥ多孔質膜と、上記の通気性繊維層とを、第１の通気性繊維層、第１のＰＴＦＥ多孔質膜、第３の通気性繊維層、第２のＰＴＦＥ多孔質膜、第２の通気性繊維層、の順に積層し、８０℃に加熱された一対のロール間を通過させることにより熱ラミネートして、図６と同様の積層構造を有するエアフィルタ濾材を作製した。
得られたエアフィルタ濾材について、以下の方法により圧力損失、ＰＡＯ捕集量、ＮａＣｌ捕集量、捕集効率を測定した。結果を表１に示す。
＜圧力損失＞
エアフィルタ濾材を有効面積１００ｃｍ2の円形のホルダーにセットした。セットしたエアフィルタ濾材に空気を透過させ、エアフィルタ濾材を通過する空気の線流速を流量計で５．３ｃｍ／秒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。１つのエアフィルタ濾材について８回圧力損失を測定し、その平均を算出した。
＜ＰＡＯ捕集量＞
エアフィルタ濾材を、圧力損失の測定と同様の装置にセットし、定出力エアロゾルアトマイザー（東京ダイレック社製「ＴＳＩ Ｎｏ．３０７６」）を用いて平均粒径が０．１５μｍの多分散粒子のＰＡＯ（イネオス社製「デュラシン１６４」）を２０〜４０ｇ／ｍ3の濃度で５．３ｃｍ／秒の線流速でエアフィルタ濾材に透過させて圧力損失の変化を圧力計（マノメーター）で測定した。圧力損失が５００Ｐａになったときのエアフィルタ濾材の重量（ｍｇ）を測定し、圧力損失の測定前のエアフィルタ濾材の重量に対するエアフィルタ濾材の重量増加分をエアフィルタ濾材の面積（ｍ2）で割り、さらに圧力損失の増加分［５００−（測定を開始したときの圧力損失）］（Ｐａ）で割って得られた数値をＰＡＯ捕集量（ｍｇ／ｍ2／Ｐａ）とした。
＜ＮａＣｌ捕集量＞
エアフィルタ濾材を、圧力損失の測定と同様の装置にセットし、定出力エアロゾルアトマイザー（東京ダイレック社製「ＴＳＩ Ｎｏ．３０７６」）を用いて平均粒径が０．５μｍの多分散粒子のＮａＣｌを１〜３ｇ／ｍ3の濃度で５．３ｃｍ／秒の線流速でエアフィルタ濾材に透過させて圧力損失の変化を圧力計（マノメーター）で測定した。圧力損失が５００Ｐａになったときのエアフィルタ濾材の重量（ｍｇ）を測定し、圧力損失の測定前のエアフィルタ濾材の重量に対するエアフィルタ濾材の重量増加分をエアフィルタ濾材の面積（ｍ2）で割り、さらに圧力損失の増加分［５００−（測定を開始したときの圧力損失）］（Ｐａ）で割って得られた数値をＮａＣｌ捕集量（ｍｇ／ｍ2／Ｐａ）とした。
＜捕集効率＞
エアフィルタ濾材を、圧力損失の測定と同様の装置にセットし、エアフィルタ濾材を通過する気体の線流速を５．３ｃｍ／秒に調整した。平均粒径が０．１５μｍの単分散フタル酸ビス（２−エチルへキシル）（ＤＥＨＳ）粒子を約１０7個／Ｌの濃度で含む空気をエアフィルタ濾材に透過させた。エアフィルタ濾材の下流側における単分散ＤＥＨＰ粒子の濃度をパーティクルカウンターで測定し、以下の式により捕集効率（％）を求めた。
捕集効率＝｛１−（下流側のＤＥＨＳ粒子濃度／上流側のＤＥＨＳ粒子濃度）｝×１００
実施例１〜１０のエアフィルタ濾材と比較例１、２のエアフィルタ濾材とを比較すると、実施例１〜１０のエアフィルタ濾材の方がＰＡＯ捕集量が多かった。つまり、実施例１〜１０のエアフィルタ濾材は、比較例１、２のエアフィルタ濾材と比較すると、オイルミストの捕集に伴う圧力損失の上昇が抑制されており、オイルミストによるエアフィルタ濾材の目詰まりが抑制されていた。
本発明のエアフィルタ濾材は、タービン用吸気フィルタ濾材、外気処理空調用フィルタ濾材、医療・製薬向けクリーンルーム用エアフィルタ濾材、マスク用フィルタ濾材、家電全般に使用されるフィルタ濾材等、様々な用途に用いることができる。本発明のエアフィルタ濾材は、特に、プリーツ加工等の加工が施されるエアフィルタ濾材としての使用に適している。
１ 第１のＰＴＦＥ多孔質膜
２ 第２のＰＴＦＥ多孔質膜
３ 通気性繊維層
３ａ 第１の通気性繊維層
３ｂ 第２の通気性繊維層
３ｃ 第３の通気性繊維層
４ エアフィルタパック
５ 枠体
１０，２０，３０，４０，５０，６０ エアフィルタ濾材
７０ エアフィルタユニット

Claims (14)

  1. 第１のＰＴＦＥ多孔質膜と第２のＰＴＦＥ多孔質膜とを含むエアフィルタ濾材であって、
    前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径が０．２４〜０．４５μｍであり、
    前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維径が０．０４〜０．２３μｍであり、
    前記エアフィルタ濾材が第１主面と第２主面とを有し、
    前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜と前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜とが、前記第１主面から前記第２主面へと通過する気流が前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜、前記第２のＰＴＦＥ多孔質の順に通過するように配置されている、エアフィルタ濾材。
  2. 前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維長さが５３〜２７４μｍであり、
    前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜に含まれる繊維の平均繊維長さが３〜５０μｍである、請求項１に記載のエアフィルタ濾材。
  3. 前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜の厚さが７〜３６μｍであり、
    前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜の厚さが１μｍ以上７μｍ未満である、請求項１又は２に記載のエアフィルタ濾材。
  4. 前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜の厚さに対する前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜の厚さの比率が１よりも大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  5. 前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜の平均孔径が３〜３０μｍであり、
    前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜の平均孔径が０．１〜３μｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  6. 前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜から見て前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜が配置された側とは反対側に配置された通気性繊維層をさらに備え、
    前記通気性繊維層の目付が３０〜２６０ｇ／ｍ2である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  7. 前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜から見て前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜が配置された側とは反対側に配置され、前記第１主面を形成している第１の通気性繊維層と、
    前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜から見て前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜が配置された側とは反対側に配置され、前記第２主面を形成している第２の通気性繊維層と、
    をさらに備え、
    前記第１の通気性繊維層及び前記第２の通気性繊維層は、それぞれ、エンボス不織布であり、
    前記第１の通気性繊維層のエンボス形状が前記第２の通気性繊維層のエンボス形状と異なる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  8. 前記第１主面及び前記第２主面から選ばれる少なくとも１つに前記第１主面と前記第２主面との区別を可能にする識別マークが付与されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  9. 前記識別マークは、文字、図形及び記号からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、請求項８に記載のエアフィルタ濾材。
  10. 前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜から見て前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜が配置された側とは反対側に配置され、前記第１主面を形成している第１の通気性繊維層と、
    前記第２のＰＴＦＥ多孔質膜から見て前記第１のＰＴＦＥ多孔質膜が配置された側とは反対側に配置され、前記第２主面を形成している第２の通気性繊維層と、
    をさらに備え、
    前記第１の通気性繊維層及び前記第２の通気性繊維層から選ばれる少なくとも１つが着色されており、
    前記第１の通気性繊維層の色彩が前記第２の通気性繊維層の色彩と異なる、請求項１〜９のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  11. 平均粒径が０．１５μｍの多分散粒子のポリαオレフィンを２０〜４０ｇ／ｍ3の濃度で５．３ｃｍ／秒の線流速で前記エアフィルタ濾材に透過させて圧力損失の変化を測定したときに、圧力損失が５００Ｐａになったときの前記エアフィルタ濾材によるポリαオレフィンの捕集量が２０ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  12. 平均粒径が０．５μｍの多分散粒子のＮａＣｌを１〜３ｇ／ｍ3の濃度で５．３ｃｍ／秒の線流速で前記エアフィルタ濾材に透過させて圧力損失の変化を測定したときに、圧力損失が５００Ｐａになったときの前記エアフィルタ濾材によるＮａＣｌの捕集量が８ｍｇ／ｍ2／Ｐａ以上である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材にプリーツ加工が施されてなる、エアフィルタパック。
  14. 請求項１３に記載のエアフィルタパックと、前記エアフィルタパックを支持する枠体と、を備えたエアフィルタユニット。
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