JP4879475B2 - 通気フィルタ部材およびそれを利用した通気筐体 - Google Patents

Description

本発明は、通気フィルタ部材およびそれを利用した通気筐体に関する。

従来から、各種通気フィルタ部材として、通気性補強材により補強されたフッ素樹脂製多孔質膜を用いた通気フィルタ部材が用いられている。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜と織布、不織布、メッシュ、ネット等の通気性補強材との熱ラミネート品を用いた通気フィルタ部材が提案されている（特許文献１参照）。これは、高通気量（低圧力損失）かつ高捕集効率という優れた特性をもつＰＴＦＥ多孔質膜を、通気性補強材と熱ラミネートすることで補強し、通気フィルタ部材としている。しかしながら、前記通気フィルタ部材では、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂と通気性補強材を廃棄時に分別回収する必要があるが、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性支持体とが熱ラミネートされているために廃棄時に分離できないという問題があった。

また、ＰＴＦＥ多孔質膜および通気性補強材からなる通気部の周辺を、プラスチック若しくはゴムからなる支持部材で一体成型した通気フィルタ部材が提案されている（特許文献２参照）が、支持部材で一体成型されているため、これもフッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材を廃棄時に分別して回収することは困難である。そして、開口部に通気フィルタ部材を取り付けた通気筐体が提案されている（特許文献３参照）が、前記筐体開口部に取り付けられる通気フィルタ部材は、前述のようなフッ素樹脂製多孔質膜を通気性補強材と熱ラミネートした通気フィルタ部材であるため、やはりフッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材を廃棄時に分別して回収することは困難である。
特開平５−２０２２１７号公報 特許第３０６２９５１号公報 特開２００１−１６８５４３号公報

そこで、本発明の目的は、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とが積層された通気フィルタ部材であって、前記フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とが廃棄時に分離可能な通気フィルタ部材を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の通気フィルタ部材は、フッ素樹脂製多孔質膜、通気性補強材および挟持部材を含む通気フィルタ部材であって、前記フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とが分離可能な状態で積層され、その外周縁部分を前記挟持部材で挟持されている通気フィルタ部材である。
また、本発明の通気筐体は、開口部を有する筐体であって、本発明の通気フィルタ部材が前記開口部に固定された通気筐体である。

このように、本発明の通気フィルタ部材は、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とが積層され、この積層体の外周縁部分が、挟持部材によって挟持されているため、使用時においては、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材との積層状態が維持され、かつ、廃棄時においては、挟持部材を簡単に取り外すことができ、容易にフッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とを分離することができる。これにより、廃棄時に前記フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とを分別回収できる。

本発明において、前記外周縁部分の大きさは、例えば、通気フィルタ部材の用途に応じ、通気性を確保すべき領域に応じて、適宜決定できる。また、挟持部材による挟持は、前記積層体の外周縁部分の全部若しくは一部であってもよい。

本発明の通気フィルタ部材では、前記挟持部材が、２つ以上の部材から構成されていてもよい。

本発明の通気フィルタ部材において、前記積層されたフッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の挟持は、前記挟持部材を２つ用い、前記２つの挟持部材を、例えば、粘着剤を用いた固定、接着、溶着、機械的結合等の方法で固定することで行われることが好ましい。ここで、前記粘着剤としては、特に制限されないが、例えば、両面粘着テープ等が挙げられる。また、前記機械的結合としては、特に制限されないが、例えば、ねじ、スナップフィット等を用いた機械的結合が挙げられる。

本発明の通気フィルタ部材では、前記通気性補強材と挟持部材に、同一材質若しくは廃棄時の分別回収において同じ分別とされる材質のものを用いることが好ましい。このようにすれば、廃棄時に、前記フッ素樹脂製多孔質膜のみを取り外せば、通気フィルタ部材の残部をそのまま分別回収に回すことができる。

本発明の通気フィルタ部材において、前記フッ素樹脂製多孔質膜を形成するフッ素樹脂の材質は、特に制限されず、多孔構造が形成できるフッ素樹脂であればよい。前記多孔構造を形成できるフッ素樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等が挙げられる。

本発明の通気筐体では、前記開口部を有する筐体が、前記通気フィルタ部材の挟持部材と同一材質若しくは廃棄時の分別回収において同じ分別とされる材質からなることが好ましい。前記筐体としては、特に制限されず、例えば、ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、ランプ、モーター、各種センサー、圧力スイッチ、アクチュエーター等の自動車用電装部品、携帯電話、カメラ、電気剃刀、電動ハブラシおよび屋外用途のランプ等の各種筐体が挙げられる。

本発明の通気フィルタ部材では、前記挟持部材が、通気筐体の一部若しくは全部であってもよい。

つぎに、本発明の通気フィルタ部材について詳しく説明する。

前述のとおり、本発明の通気フィルタ部材は、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とを分離可能な状態で積層し、前記積層したフッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とを、その外周縁部分を挟持部材で挟持することで作製される。

前記フッ素樹脂製多孔質膜を形成するフッ素樹脂の材質は、前述のとおりである。

前記フッ素樹脂製多孔質膜の平均孔径は、膜強度の見地から、１０μｍ以下が好ましく、より好ましくは、０．５〜６μｍの範囲である。同様に、前記フッ素樹脂製多孔質膜の厚さも、膜強度の見地から、２μｍ以上が好ましく、より好ましくは、２〜２００μｍの範囲であり、さらに好ましくは、２〜５０μｍの範囲である。

また、前記フッ素樹脂多孔質膜の通気性は、圧力損失の見地から、フラジール法（ＪＩＳ Ｌ １０９６の６．２７．１ Ａ 法に基づく）により測定した通気量が、０．００１〜１００ｃｍ³／ｃｍ²・秒の範囲であることが好ましく、より好ましくは、０．０１〜１５ｃｍ³／ｃｍ²・秒の範囲であり、さらに好ましくは、０．１〜１０ｃｍ³／ｃｍ²・秒の範囲である。

前記フッ素樹脂製多孔質膜の製造方法の一例を、ＰＴＦＥ多孔質膜を例にとって説明する。

まず、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えて、ペースト状の混和物を形成し、それを予備成形する。前記予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。前記ＰＴＦＥファインパウダーとしては、特に制限されず、市販のものが使用できる。前記液状潤滑剤としては、前記ＰＴＦＥファインパウダーを濡らすことができ、後に除去できるものであれば特に制限されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル等の炭化水素油等が使用できる。また、これらは、単独で使用してもよく、若しくは二種類以上併用してもよい。

前記ＰＴＦＥファインパウダーに対する液状潤滑剤の添加割合は、前記ＰＴＦＥファインパウダーの種類、液状潤滑剤の種類およ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ファインパウダー１００重量部に対して、液状潤滑剤５〜５０重量部の範囲である。

つぎに、前記混和物を未焼成状態でシート状に成形する。前記成形方法としては、例えば、前記混和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、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。また、両方法を組み合わせてもよい。このシート状成形体の厚みは、後に行なう延伸の条件等により適宜決定されるが、例えば、１〜５ｍｍの範囲である。

なお、得られたシート状成形体に含まれる前記液状潤滑剤は、続いて行なう延伸工程前に、加熱法または抽出法等により除去しておくことが好ましい。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、スモイル等が挙げられる。

つぎに、前記シート状成形体に対して延伸を行なう。前記シート状成形体を一軸延伸または二軸延伸で延伸し多孔化する。例えば、前記シート状成形体の長手方向において、その長さが２〜３０倍の範囲になるように、温度３０〜３２０℃で延伸し、続いて、前記シート状成形体の幅方向において、その長さが２〜３０倍の範囲になるように、温度３０〜３２０℃で延伸する。前記延伸後、その延伸状態を保持して、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度に加熱して焼成することにより、機械的強度の向上と寸法安定性の増加を図ってもよい。以上のようにして、ＰＴＦＥ多孔質膜が製造できる。このようにして製造されたＰＴＦＥ多孔質膜は、ＰＴＦＥ粒子が繊維化して多孔構造となっている。

なお、本発明におけるＰＴＦＥ多孔質膜は、前述の製造方法に制限されず、他の製造方法で製造されてもよい。また、前述のとおり、本発明におけるフッ素樹脂製多孔質膜は、ＰＴＦＥに限られず、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等その他の材質からなるものでもよい。

つぎに、前記通気性補強材の形状は、特に制限されず、例えば、織布、不織布、メッシュ、ネット、スポンジ、フォーム、その他の多孔質材料等が使用できる。前記通気性補強材の材質も、特に制限されず、例えば、プラスチック、ガラス繊維、金属、超高分子量ポリエチレン等を用いることができる。前記通気性補強材が繊維材料である場合には、その繊維として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン６、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、アクリル、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ＰＶｄＦ、ガラス繊維、セルロース、ビスコース等の合成繊維あるいはこれらの複合材等を用いることができる。この中でも、ポリエチレンの不織布を用いることが好ましい。

つぎに、前記挟持部材の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド（ＰＩ）等のフィルム、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン、ＰＥＴ、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のプラスチック成型品、イソプロピレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルブタジエンゴム等のゴム材料、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系等のエラストマー、アルミダイキャスト等の金属等が使用できる。この中でも、ＰＢＴを用いることが好ましい。また、前述のとおり、前記挟持部材と通気性補強材に、同一材質若しくは廃棄時の分別回収において同じ分別とされる材質のものを用いれば、廃棄時に、前記フッ素樹脂製多孔質膜のみを取り外せば、通気フィルタ部材の残部をそのまま分別回収に回すことができる。

なお、作業性の見地から、前記フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の積層体の挟持部材による挟持に先立ち、前記フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とを打ち抜き金型等を用いて所定の形に成形しておくことが好ましい。前記フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の形は、特に制限されず、例えば、円形、楕円形、四角形等、任意の形をとることができる。また、本発明においては、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材とを、各々少なくとも１枚積層する。積層の具体例としては、例えば、フッ素樹脂製多孔質膜の片面に通気性補強材を積層する態様、フッ素樹脂製多孔質膜の両面に通気性補強材を積層する態様、２枚以上のフッ素樹脂製多孔質膜を重ね合わせ、その片面または両面に通気性補強材を積層する態様、通気性補強材−フッ素樹脂製多孔質膜−通気性補強材−フッ素樹脂製多孔質膜のように両者の所定枚数を交互に積層する態様等を挙げることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を、例を挙げて、図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
本形態は、２つの挟持部材で、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の積層体を、上下から挟み込んで挟持する例である。図１に、本形態の通気フィルタ部材の構成の一例を示す。図１（ａ）は上面図であり、図１（ｂ）は断面図である。図示のように、円形のフッ素樹脂製多孔質膜１１と通気性補強材１２の積層体の外周縁部分を、中央部分に通気部となる穴のあいた円形の挟持部材１３および１４で上下から挟み込んで挟持し、通気フィルタ部材を形成している。なお、前記のとおり挟持部材１３の中央部分に通気部となる穴があいているため、図１（ａ）に示すように、前記通気フィルタ部材を上から見ると、前記穴を通して挟持部材１３の下部に位置するフッ素樹脂製多孔質膜１１の上面が見える状態となる。同様に、図示しないが、前記通気フィルタ部材を下から見ると、挟持部材１４の中央部分の穴を通して、その上部に位置する通気性補強材１２の下面が見える状態となる。

前記フッ素樹脂製多孔質膜１１と通気性補強材１２は、挟持部材１３および１４で挟持する前に、例えば、熱ラミネート、接着剤を用いた固定等の方法により、廃棄時に分離できる状態の仮止めを施してもよい。前記仮止めについては、以下の形態においても同様である。

２つの挟持部材１３および１４を固定する方法としては、前述のとおりである。

前記挟持部材１３とフッ素樹脂製多孔質膜１１の間および／または挟持部材１４と通気性補強材１２の間には、密閉性を確保するために、廃棄時に分離可能な粘着剤、パテ、Ｏ−リング等の弾性体圧縮部材を配置してもよい。これらのことは、以下の形態においても同様である。

（実施の形態２）
本形態は、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の積層体の外周縁部分を略垂直に折り曲げ、その外側に配置した挟持部材が内側にしまる力を利用して、前記積層体を圧接して挟持する例である。図２に、本形態の通気フィルタ部材の構成の一例を示す。図２（ａ）は上面図であり、図２（ｂ）は断面図である。図示のように、円形のフッ素樹脂製多孔質膜２１と通気性補強材２２の積層体の外周縁部分を下方に略垂直に折り曲げ、この折り曲げた部分の下部および内側に接するように挟持部材２４を、外側に接するようにリング状の挟持部材２３を配置している。ここで、例えば、前記外側の挟持部材２３に、ゴム、エラストマー等の弾性体からなるチューブ、Ｏ−リング、バンド等を使用すれば、前記弾性体の内側にしまる力により、フッ素樹脂製多孔質膜２１と通気性補強材２２の積層体を圧接して挟持することができる。また、外側の挟持部材２３の内径を、内側の挟持部材２４の外径よりも小さくすることで、外側の挟持部材２３に弾性体ではなく金属や樹脂製のものを用いても、外側の挟持部材２３でフッ素樹脂製多孔質膜２１と通気性補強材２３の積層体をかしめて挟持することができる。そして、挟持部材２３、２４の一方をメスネジ形状に、他方をオスネジ形状にすることでも、フッ素樹脂製多孔質膜２１と通気性補強材２２の積層体を挟持することができる。

（実施の形態３）
本形態は、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の積層体の外周縁部分を略垂直に折り曲げ、その内側に配置した挟持部材が外側に広がる力を利用して、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材を圧接して挟持する例である。図３に、本形態の通気フィルタ部材の構成の一例を示す。図３（ａ）は上面図であり、図３（ｂ）は断面図である。図示のように、円形のフッ素樹脂製多孔質膜３１と通気性補強材３２の積層体の外周縁部分を上方に略垂直に折り曲げ、この折り曲げた部分の下部および外側に接するように挟持部材３３を、内側に接するようにリング状の挟持部材３４を配置している。ここで、内側の挟持部材３４の外径を、外側の挟持部材３３の内径よりも大きくすることで、フッ素樹脂製多孔質膜３１と通気性補強材３２をかしめて挟持することができる。また、挟持部材３３、３４の一方をメスネジ形状に、他方をオスネジ形状にすることでも、フッ素樹脂製多孔質膜３１と通気性補強材３２を固定することができる。

（実施の形態４）
本形態は、スナップフィットを利用して、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の積層体を挟持する例である。図４に、本形態の通気フィルタ部材の構成の一例を示す。図示のように、フッ素樹脂製多孔質膜４１と通気性補強材４２の積層体を、中央部分に通気部となる穴のあいた上側のスナップフィット４３および同様に中央部分に通気部となる穴のあいたリング状の下側のスナップフィット４４で固定し、通気フィルタ部材を形成している。なお、前記のとおり上側のスナップフィット４３の中央部分に通気部となる穴があいているため、図示のように、前記通気フィルタ部材を上方から見ると、前記穴を通して上側のスナップフィット４３の下部に位置するフッ素樹脂製多孔質膜４１の上面が見える状態となる。同様に、図示しないが、前記通気フィルタ部材を下から見ると、下側のスナップフィット４４の中央部分の穴を通して、その上部に位置する通気性補強材４２の下面が見える状態となる。

（実施の形態５）
本形態は、１つの挟持部材で、フッ素樹脂製多孔質膜と通気性補強材の積層体を挟持する例である。図５に、本形態の通気フィルタ部材の構成の一例を示す。図５（ａ）は上面図であり、図５（ｂ）は断面図である。図示のように、円形のフッ素樹脂製多孔質膜５１と通気性補強材５２の積層体の外周縁部分を、１つの挟持部材５３により挟持している。フッ素樹脂製多孔質膜５１と通気性補強材５２の積層体の外周縁部分を挟持部材５３で挟持するには、例えば、挟持部材５３を射出成形する際に、成形金型にフッ素樹脂製多孔質膜５１と通気性補強材５２の積層体をセットし成形すればよい。なお、廃棄時には、挟持部材５３を破壊することにより、フッ素樹脂製多孔質膜５１と通気性補強材５２とを分離できる。

（実施の形態６）
本形態は、本発明の通気筐体の例である。図６に、本形態の通気筐体の構成の一例を示す。図示のように、筐体１５の開口部に、前記実施の形態１に記載の通気フィルタ部材が固定されている。なお、図６において、１１はフッ素樹脂製多孔質膜を、１２は通気性補強材を、１３、１４は挟持部材を、それぞれ示す。前記通気フィルタ部材を筐体１５の開口部に固定する方法としては、特に制限されず、例えば、両面粘着テープ等の粘着剤を用いて固定する、接着若しくは溶着する、ネジ、スナップフィット等を用いた機械的結合で固定する等の方法が挙げられる。本形態では、筐体の開口部に、前記実施の形態１に記載の通気フィルタ部材を固定したが、前記実施の形態１に記載の通気フィルタ部材に代えて、前記実施の形態２〜５に記載の通気フィルタ部材若しくはその他の形態の本発明の通気フィルタ部材を固定してもよい。

本発明の通気フィルタ部材は、フッ素樹脂製多孔質膜、通気性補強材、挟持部材に分解し、前記フッ素樹脂製多孔質膜または通気性補強材の少なくとも一方を新しいものと交換し、前記挟持部材で再度挟持して、繰り返し利用することもできる。

本発明の通気フィルタ部材の用途は、特に制限されず、例えば、ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、ランプ、モーター、各種センサー、圧力スイッチ、アクチュエーター等の自動車用電装部品、携帯電話、カメラ、電気剃刀、電動ハブラシおよび屋外用途のランプ等の各種筐体の開口部に固定することで、通気筐体用の通気フィルタ部材として利用することができる。

図１（ａ）は、本発明の通気フィルタ部材の構成の一例を示す上面図であり、図１（ｂ）は、その断面図である。 図２（ａ）は、本発明の通気フィルタ部材の構成のその他の例を示す上面図であり、図２（ｂ）は、その断面図である。 図３（ａ）は、本発明の通気フィルタ部材の構成のさらにその他の例を示す上面図であり、図３（ｂ）は、その断面図である。 図４は、本発明の通気フィルタ部材の構成のさらにその他の例を示す模式図である。 図５（ａ）は、本発明の通気フィルタ部材の構成のさらにその他の例を示す上面図であり、図５（ｂ）は、その断面図である。 図６は、本発明の通気筐体の構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

１１、２１、３１、４１、５１ フッ素樹脂製多孔質膜
１２、２２、３２、４２、５２ 通気性補強材
１３、１４、２３、２４、３３、３４、４３、４４、５３ 挟持部材
１５ 筐体

Claims (8)

1. フッ素樹脂製多孔質膜、通気性補強材および挟持部材を含む通気フィルタ部材であって、
   前記フッ素樹脂製多孔質膜と前記通気性補強材とが分離可能な状態で積層され、
   前記積層された前記フッ素樹脂製多孔質膜と前記通気性補強材とが、その外周縁部分を前記挟持部材で挟持されており、
   前記挟持部材が、２つの部材から構成されており、
   前記挟持部材は、プラスチック成型品及び金属成型品の少なくとも一方であり、
   前記積層された前記フッ素樹脂製多孔質膜と前記通気性補強材の挟持が、前記２つの部材を、粘着剤を用いた固定、接着及び溶着の少なくとも一の方法により固定することで行われ、廃棄時に前記フッ素樹脂製多孔質膜と前記通気性補強材とを分別回収できる通気フィルタ部材。
2. 前記通気フィルタ部材を使用後に、前記フッ素樹脂製多孔質膜、前記通気性補強材及び前記挟持部材に分解でき、前記フッ素樹脂製多孔質膜または前記通気性補強材の少なくとも一方を新しいものと交換し、これらを前記挟持部材で挟持して、前記挟持部材を繰り返し利用することができる請求項１に記載の通気フィルタ部材。
3. 前記粘着剤が、両面粘着テープである請求項１または２に記載の通気フィルタ部材。
4. 前記通気性補強材と前記挟持部材に、同一材質若しくは廃棄時の分別回収において同じ分別とされる材質のものを用いた請求項１〜３のいずれかに記載の通気フィルタ部材。
5. 前記フッ素樹脂製多孔質膜を形成するフッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリフッ化ビニリデンの少なくとも一方である請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルタ部材。
6. 開口部を有する筐体であって、請求項１〜５のいずれかに記載の通気フィルタ部材が前記開口部に固定された通気筐体。
7. 前記開口部を有する筐体が、前記通気フィルタ部材の前記挟持部材と同一材質若しくは廃棄時の分別回収において同じ分別とされる材質からなる請求項６に記載の通気筐体。
8. 前記挟持部材が、通気筐体の一部若しくは全部である請求項１〜５のいずれかに記載の通気フィルタ部材。

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