JP6017654B2

JP6017654B2 - フィルタ濾材のプリーツ加工方法およびプリーツ加工装置

Info

Publication number: JP6017654B2
Application number: JP2015180405A
Authority: JP
Inventors: 隆利川本; 将明森
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: JP2016026870A

Description

本発明は、フィルタ濾材のプリーツ加工方法およびプリーツ加工装置に関する。

クリーンルームや半導体製造装置等では、空気を透過させて浮遊微粒子を捕集するためのフィルタ濾材を備えたエアフィルタユニットが用いられている。そのようなフィルタ濾材としては、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）グレードやＵＬＰＡ（Ultra
Low Penetration Air）グレード等の高い捕集効率を有するフィルタ濾材が用いられる。

フィルタ濾材は、通常、プリーツ加工されることにより蛇腹状に折り返されている。例えば、特許文献１には、図３に示すような、プリーツ機５２０を備えたプリーツ加工装置５００が開示されている。プリーツ機５２０は、フィルタ濾材５１０に厚み方向の両側から一対のブレード５２１を押し当ててフィルタ濾材５１０をプリーツ加工する。

フィルタ濾材としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を含むものが好適に用いられる。しかしながら、ＰＴＦＥ多孔質膜は静電気を帯電しやすく、静電気が放電されるとＰＴＦＥ多孔質膜にピンホールが形成されて使用時にリークが発生する。これを防止するために、特許文献１に開示されたプリーツ加工装置５００では、プリーツ機５２０と繰り出しロールの間およびプリーツ機５２０の下流側に静電気除去器５３０を配置し、フィルタ濾材５１０の表面に向かってイオン化された空気を送風している。

特開２００２−３４６３２０号公報

しかしながら、図３に示すように静電気除去器５３０を配置したとしても、プリーツ加工後にフィルタ濾材５１０に放電によるピンホールが確認されることがある。

本発明は、このような事情に鑑み、放電によるピンホールの形成を防止することができるフィルタ濾材のプリーツ加工方法およびプリーツ加工装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、プリーツ加工時にフィルタ濾材に放電によるピンホールが形成される要因として、フィルタ濾材が静電気除去後でもプリーツ機に供給される前に搬送用のローラやテーブルなどとの接触により静電気を帯電するおそれがあることと、プリーツ機のブレードにも静電気が帯電することを特定した。プリーツ機のブレードにも静電気が帯電する理由は、ブレードは通常は金属で構成されるが、フィルタ濾材を傷めないようにその表面がフッ素樹脂等によりコーティングされるからである。本発明は、このような観点からなされたものである。

すなわち、本発明は、フィルタ濾材に厚み方向の両側から一対のブレードを押し当てて前記フィルタ濾材をプリーツ加工する際に、前記フィルタ濾材の側方から静電気除去器により前記フィルタ濾材の端面および前記一対のブレードに向かってイオン化された空気を送風する、フィルタ濾材のプリーツ加工方法を提供する。

また、本発明は、フィルタ濾材に厚み方向の両側から一対のブレードを押し当てて前記フィルタ濾材をプリーツ加工するレシプロ式のプリーツ機と、前記プリーツ機の側方に、前記フィルタ濾材の端面および前記一対のブレードに向かってイオン化された空気を送風するように配置された静電気除去器と、を備えた、プリーツ加工装置を提供する。

上記の構成によれば、放電によるフィルタ濾材へのピンホールの形成を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るプリーツ加工装置の構成図図１に示すプリーツ加工装置のプリーツ機付近の構成を示す断面図従来のプリーツ加工装置の構成図

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。

図１に、本発明の一実施形態に係るプリーツ加工装置１００を示す。このプリーツ加工装置１００は、帯状のフィルタ濾材１０から所定の大きさのプリーツ製品１１を連続的に製造するためのものである。

具体的に、フィルタ濾材１０は、当該フィルタ濾材１０が巻き回されることにより形成された繰り出しロール１からプリーツ機５０に供給される。繰り出しロール１とプリーツ機５０の間には、適所に搬送ローラ２が配置されており、特定の搬送ローラ２間に、フィルタ濾材１０にテンションをかけるためのダンシングローラ２１が配置されている。

本実施形態では、最も下流側の搬送ローラ２の上方に、フィルタ濾材１０にプリーツ製品１１の大きさに応じたミシン目を形成するミシン目カッター３が設けられている。

プリーツ機５０は、一対のブレード５をフィルタ濾材１０の厚み方向（本実施形態では上下方向）に往復させるレシプロ式のものである。そして、プリーツ機５０は、供給されたフィルタ濾材１０に、厚み方向の両側から一対のブレード５を押し当ててフィルタ濾材１０をプリーツ加工する。

プリーツ加工されたフィルタ濾材１０は、当該フィルタ濾材１０を上下に挟むように配置されたヒーター４によって加熱された後に、バックプレッシャー６によって形状を整えられる。最後に、フィルタ濾材１０は、クロスカッター７により、ミシン目カッター３によって形成されたミシン目に沿って切断される。

フィルタ濾材１０としては、濾材透過風速が５．３ｃｍ／ｓｅｃの条件下で、粒子径が０．１μｍ以上の粒子の捕集効率が５０％以上（好ましくは９０％以上）であるとともに圧力損失が２０Ｐａ以上（好ましくは５０Ｐａ以上）５００Ｐａ以下である濾材がエアフィルタユニットに好適に用いられる。例えば、フィルタ濾材１０は、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性支持材の積層体である。

ＰＴＦＥ多孔質膜は、例えば次のようにして作製される。まず、ＰＴＦＥ微粉末に液状潤滑剤を加えた混合物を押出法および圧延法の少なくとも１つの方法により所定方向に延びるシート状に成形してシート状成形体を得る。次に、加熱法または抽出法によりシート状成形体から液状潤滑剤を除去してシート状成形体を乾燥させる。その後、液状潤滑剤が除去されたシート状成形体を、長手方向および幅方向に延伸する。

なお、ＰＴＦＥ多孔質膜へは撥油処理が施されていてもよい。この撥油処理は、例えば表面張力の小さな物質を含む撥油剤をＰＴＦＥ多孔質膜に塗布し、これを乾燥することにより行うことができる。

通気性支持材は、フィルタ濾材１０の強度を確保する役割を果たす。通気性支持材は、材質、構造、形態が特に限定されるものではないが、通気性支持材には、ＰＴＦＥ多孔質膜より通気性に優れた材料、例えば、不織布、メッシュ（網目状ネット）、その他の多孔質材を用いることができる。ただし、強度、捕集性、柔軟性、作業性の点からは不織布が好ましい。また、通気性支持材の材質としては、例えば、ポリオレフィレン（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を用いることができる。

ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性支持材とを接合する方法は、特に限定されるものではなく、接着剤ラミネート、熱ラミネート、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着などの方法を用いることができる。

さらに、本実施形態のプリーツ加工装置１００では、プリーツ加工時にフィルタ濾材１０に放電によるピンホールが形成されることを防止するための構成が採用されている。具体的には、図２に示すように、プリーツ機５０の側方に静電気除去器３０が配置されている。本実施形態では、プリーツ機５０の両側に静電気除去器３０が配置されているが、フィルタ濾材１０の幅によっては、プリーツ機５０の片側だけに静電気除去器３０が配置されていてもよい。

静電気除去器３０は、フィルタ濾材１０の幅方向の端面および一対のブレード５に向かって直接ブレード５に風が当たるようにイオン化された空気を送風する。イオン化された空気は陽イオンと陰イオンを含むため、フィルタ濾材１０とブレード５の間の静電気の放電を防ぐのに最適である。

静電気除去器３０は、常時イオン化された空気を送風することが好ましい。静電気の放電はブレード５がフィルタ濾材１０にある程度接近したときに起こるが、このような状態は、フィルタ濾材１０から離間するブレード５がフィルタ濾材１０に近づくときだけでなく（すなわち、ブレード５の先端とフィルタ濾材１０の間での放電）、ブレード５がフィルタ濾材１０を押し込んでいる最中にも発生する（すなわち、ブレード５の側面とフィルタ濾材１０の間での放電）からである。

以上説明した本実施形態のプリーツ加工装置１００では、プリーツ加工時にフィルタ濾材１０とブレード５とが共に帯電した状態にないため、放電によるフィルタ濾材１０へのピンホールの形成を防止することができる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に制限されない。

（実施例１）
フィルタ濾材として、濾材透過風速が５．３ｃｍ／ｓｅｃの条件下で、粒子径が０．１μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９９９９％以上であるとともに圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である、エアフィルタユニットに好適なフィルタ濾材を用意した。

図１および図２に示すように構成されたプリーツ加工装置を用いて、静電気除去器よりフィルタ濾材の側方からフィルタ濾材の端面および一対のブレードに向かってイオン化された空気を送風しながら、フィルタ濾材をプリーツ加工し、プリーツ製品として１０個のサンプルを製造した。なお、プリーツ加工の条件は、折り速度を６２山／ｍｉｎ、ブレードの後方に配置されたヒーターの温度を８０℃とした。また、静電気除去器としては、春日電機社製のイオンジェットノズル（MODEL NIH-55）を用いた。

（比較例１）
静電気除去器の位置をフィルタ濾材の表面に向けて上方からイオン化された空気を送風するようにプリーツ機の直ぐ上流側に変更した以外は、実施例１と同様にして１０のサンプルを製造した。

（評価）
実施例１および比較例１のサンプル（プリーツ加工後のフィルタ濾材）について、捕集効率を測定した。具体的には、フィルタ濾材（平面視で１００ｃｍ²）を通過する空気の速度を５．３ｃｍ／秒に調整し、フィルタ濾材の上流側に、多分散ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）粒子を１０⁷個／リットルとなるように供給した。上流側の空気中のＤＯＰ粒子濃度とフィルタ濾材透過してきた下流側の空気中のＤＯＰ粒子濃度をパーティクルカウンターで測定し、下記式に基づいて捕集効率を求めた。ＤＯＰ粒子の粒径は０．１μｍ〜０．２μｍとした。
捕集効率（％）＝［１−（下流側濃度／上流側濃度）］×１００

上記の捕集効率の測定の結果、捕集効率が９９．９９９９％以上であるサンプルをリークなし、それ以外をリークありと判定した。

次に、リークなしと判定されたサンプルの１つについて、「１００−捕集効率（％）」の式から透過率（％）を求め、「−Ｌｏｇ（透過率（％）／１００）」の式から評価値を求めた。すなわち、評価値が高い方が捕集効率が高いことを示す。なお、プリーツ加工前のフィルタ濾材の評価値は７．０８であった。

リークの有無の結果および評価値を表１に示す。

表１に示すように、プリーツ加工前にフィルタ濾材の表面のみに向かってイオン化された空気を送風した比較例１では、１０個のサンプルのうちの４個にリークが発生した。これは、高い確率でピンホールが形成されることを意味する。これに対し、フィルタ濾材の端面および一対のブレードに向かってイオン化された空気を送風した実施例１では、ピンホールが形成されずに全てのサンプルでリークがなかった。

また、実施例１では、比較例１よりも捕集効率が高かった。この理由は、微小なピンホールの発生が抑制されているためであると考えられる。

１０フィルタ濾材
３０静電気除去器
５０プリーツ機
５１ブレード
１００プリーツ加工装置

Claims

フィルタ濾材に厚み方向の両側から一対のブレードを押し当てて前記フィルタ濾材をプリーツ加工する際に、前記フィルタ濾材の側方から静電気除去器により前記フィルタ濾材の端面および前記一対のブレードに向かってイオン化された空気を送風する、フィルタ濾材のプリーツ加工方法であって、
前記一対のブレードの少なくとも一方がフッ素樹脂によってコーティングされている、方法。
前記フィルタ濾材は、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、請求項１に記載のフィルタ濾材のプリーツ加工方法。
フィルタ濾材に厚み方向の両側から一対のブレードを押し当てて前記フィルタ濾材をプリーツ加工するレシプロ式のプリーツ機と、
前記プリーツ機の側方に、前記フィルタ濾材の端面および前記一対のブレードに向かってイオン化された空気を送風するように配置された静電気除去器と、
を備え、
前記一対のブレードの少なくとも一方がフッ素樹脂によってコーティングされている、プリーツ加工装置。