JPH11253719A - エアフィルタ用ろ材シートとその製造方法、このろ材シートに用いる通気性支持材、およびエアフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セパレーターレス方式としてフィルタパック
した場合にも、エアフィルタの面風速のばらつきが抑制
され、捕集層であるポリテトラフルオロエチレン多孔質
膜の多孔質構造がホットメルト樹脂からの熱の影響を受
けることのないエアフィルタ用ろ材シートを提供する。 【解決手段】 不織布などの通気性支持材６の表面に予
め突起３を形成し、この通気性支持材６とポリテトラフ
ルオロエチレン多孔質膜５とを積層してエアフィルタ用
ろ材シートとする。突起３はフィルタパック時にスペー
サとして利用され、フィルタの折り込み部の間隔を安定
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアフィルタに用
いるためのろ材シートとその製造方法、およびこのろ材
シートに用いるための通気性支持材に関し、さらにこの
ろ材シートをひだ折りしたろ材パックを構成要素とする
エアフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、クリーンルームで使用されるエア
フィルタ用ろ材としては、ガラス繊維にバインダーを加
えて抄紙したものが多く用いられてきた。しかし、この
ようなろ材は、例えば折曲げ時には自己発塵が問題とな
り、またフッ酸などある種の化学薬品と接触すると劣化
して発塵する。一方、ポリテトラフルオロエチレン（以
下、「ＰＴＦＥ」という）はクリーンな材料であり、耐
薬品性にも優れている。そこで、半導体工業のクリーン
ルームに要求されるような高性能エアフィルタの分野に
おけるろ材としてもＰＴＦＥ多孔質膜が使用されてきて
いる。ＰＴＦＥ多孔質膜を用いたろ材は、例えば特開平
５−２０２２１７号公報に記載されているように、通
常、不織布などの通気性支持材とラミネートして積層体
とされる。強度を補うとともに「こし」を補ってひだ折
りを容易にするためである。ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性
支持材との積層体であるろ材シートは、連続したＷ字状
に折り込まれてひだ折り加工（以下、「プリーツ加工」
ともいう）され、さらに枠付けなどが施されてエアフィ
ルタとされる。

【０００３】ところで、ろ材シートをエアフィルタに収
納するためのフィルタパックの方法は、セパレーター方
式とセパレーターレス方式とに大別される。両方式を比
較すると、エアフィルタの小型化、軽量化の観点から
は、折込み数を多くすることが容易なセパレーターレス
方式が有利である。しかし、セパレーターレス方式によ
ると、プリーツ加工した際の折り込み部の間隔（以下、
「プリーツの間隔」ともいう）が安定しない。プリーツ
の間隔が安定しないとフィルタの面風速が大きくばらつ
いてしまうという問題が発生する。

【０００４】そこで、ガラス繊維を用いた従来のエアフ
ィルタ用ろ材シートをセパレーターレス方式によりフィ
ルタパックする場合には、ろ材シートの表面にホットメ
ルト樹脂を塗布して突起を形成しながら、ろ材をプリー
ツ加工していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浮遊粒
子の捕集層としてＰＴＦＥ多孔質膜を用いたろ材にホッ
トメルト樹脂を塗布すると、塗布部分においてＰＴＦＥ
多孔質膜が局部的に加熱され、高性能エアフィルタとし
て機能するように設計され製造されたＰＴＦＥ膜の多孔
質構造に影響が及ぶおそれがあった。加熱が過度に至る
とＰＴＦＥ多孔質膜の孔径が拡大してリークが発生す
る。このように、ＰＴＦＥ多孔質膜を用いたエアフィル
タ用ろ材シートをセパレータレス方式によりフィルタパ
ックしようとすると、ＰＴＦＥ多孔質膜の多孔質構造が
影響を受け、場合によっては捕集層として十分に機能し
なくなるおそれがあった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するべ
く、セパレーターレス方式により用いる場合にもフィル
タの面風速のばらつきが抑制され、ＰＴＦＥ多孔質膜の
多孔質構造が確実に保持されるエアフィルタ用ろ材シー
トおよびその製造方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明はこのろ材シートを用いたエアフィルタ、お
よびこのろ材シートに用いるための通気性支持材を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、エアフィルタ用ろ材シートを構
成する通気性支持材の表面の一方に、スペーサーとなる
突起を予め形成することとした。この通気性支持材の他
方の表面は、ＰＴＦＥ多孔質膜との接合面として準備さ
れることとなる。即ち、本発明の通気性支持材は、ＰＴ
ＦＥ多孔質膜と積層してエアフィルタ用ろ材シートとす
るための通気性支持材であって、一方の表面を前記ＰＴ
ＦＥ多孔質膜との接合面として備え、他方の表面に突起
を有することを特徴とする。この通気性支持材は、捕集
膜としてＰＴＦＥ多孔質膜を用いた以下のエアフィルタ
用ろ材シートに使用される。

【０００８】本発明により提供されるエアフィルタ用ろ
材シートは、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性支持材との積層
体を含むエアフィルタ用ろ材であって、前記積層体が、
突起を形成した通気性支持材を前記突起が前記積層体の
表面に配置されるように含むことを特徴とする。このエ
アフィルタ用ろ材には、プリーツ加工され立体的なひだ
折り状態に成形される以前のシート状態において、既に
スペーサーとして利用できる突起が予め準備されてい
る。従って、新たに樹脂を塗布したり局部的な断面変形
により凸凹を形成したりすることなく、この突起をスペ
ーサーとして利用しながらプリーツ加工することができ
る。このように、本発明のエアフィルタ用ろ材シートに
よれば、ＰＴＦＥ多孔質膜の多孔質構造を確実に保持し
ながら、プリーツ間隔が安定化したエアフィルタ用ろ材
パックを提供することができる。

【０００９】また、本発明のエアフィルタ用ろ材シート
の製造方法は、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性支持材との積
層体を含むエアフィルタ用ろ材シートの製造方法であっ
て、表面に突起を形成した通気性支持材を含む通気性支
持材と、ＰＴＦＥ多孔質膜とを、前記突起が前記積層体
の表面に配置されるように積層する工程を含むことを特
徴とする。このような製造方法とすることにより、セパ
レーターレス方式によるフィルタパックに好適なエアフ
ィルタ用ろ材シートを提供することができる。

【００１０】さらに、本発明のエアフィルタは、上記の
エアフィルタ用ろ材シートを、折り込まれて対向する面
の間隔が前記突起により確保されるように、連続したＷ
字状にひだ折りしたろ材パックと、前記ろ材パックを支
持する枠とを備えたことを特徴とする。このようなエア
フィルタとすることにより、ＰＴＦＥ多孔質膜の多孔質
構造が確実に保持され、かつプリーツ間隔が安定化して
フィルタの面風速のばらつきも抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について説明する。図１は本発明のエアフィ
ルタ用ろ材シートの一実施形態を示す平面図である。図
２は図１に示すエアフィルタ用ろ材シートのＩ−Ｉ断面
図である。図１および図２に示すように、エアフィルタ
用ろ材シート１は、ＰＴＦＥ多孔質膜を含む積層体２
と、その表面に周期的に形成された樹脂からなる突起３
とを備えている。積層体２は、浮遊粒子の捕集層である
ＰＴＦＥ多孔質膜５を、不織布層などの通気性支持層６
により両側から挟持した構造を有している。

【００１２】この通気性支持層６の表面に形成された突
起３は、プリーツ加工時に折り込んでいく方向（図１の
Ｉ−Ｉ方向）に、断続的かつ一定の周期をもって積層体
２の表裏に交互に形成されている。突起３を形成する周
期は、プリーツ加工時に折り込まれる折り込み線７の周
期と一致している。このように規則的に突起３を形成す
ることにより、突起３と折り込み線７とは一定の位置関
係を保っている。また、折り込み線７のうちの山折り線
同士の間８（以下、「折り込み間隔」という）に少なく
とも１つの突起３が配置されている。さらに積層体２の
表面には、折り込み線７に沿った方向についても複数の
突起３が配置されている。フィルタ全域にわたってプリ
ーツの間隔を安定化させるためである。

【００１３】ＰＴＦＥ多孔質膜は、従来用いられてきた
製造方法により得ることができる。この製造方法は、例
えば、ＰＴＦＥファインパウダーにナフサなどの有機溶
剤を潤滑剤として添加したものをペースト押出しし、カ
レンダーでシート化し、延伸して多孔化し、さらに焼成
する方法である。捕集効率や圧力損失など捕集層として
要求される性能は、製造条件により適宜設定することが
できる。

【００１４】通気性支持層としては、不織布の他、織
布、メッシュ、その他多孔質膜を用いることができる。
具体的には、特に限定するものではないが、ポリオレフ
ィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）
等）、ナイロン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）等）、アラミド、これらの複合材（例
えば、芯／鞘構造の繊維からなる不織布、低融点材料と
高融点材料との２層不織布）を用いることができる。

【００１５】突起は、例えば、以下の方法により形成す
ることができる。 （１）通気性支持材にホットメルト系のポリアミド、ポ
リエステル樹脂などをホットメルトアプリケーターで塗
布する。 （２）通気性支持材に溶液樹脂を湿式アプリケーターで
塗布する。 （３）通気性支持材に合成樹脂ネットを熱ラミネートま
たは接着剤ラミネートする。 但し、突起の形成方法および材料は上記（１）〜（３）
に限るものではない。

【００１６】突起の配置（形成パターン）は、図１およ
び図２に示したものに限られず、例えば図３に示したよ
うに、表裏交互にではなく表裏対応するように突起を形
成したろ材シート１１としてもよい。図３のように突起
を形成するとプリーツ加工時には突起同士が当接するこ
とになる。また断続的にではなく連続して突起を形成
し、図１のように平面視したときに筋状のパターンを描
くように配置してもよい。あるいは上記（３）のような
方法により網目状の樹脂を通気性支持材全面に接着する
ことにより、網目状のパターンを描くように突起を配置
してもよい。またあるいは散点状に突起を配置しても構
わない。突起は、上記のように折り込み間隔に少なくと
も１つが配置されていることが好ましく、さらに折り込
み間隔と一致する一定の周期をもって規則的に配置され
ていることが好ましい。なお、突起の断面形状について
も図１および図２に示したような矩形に限らず、例えば
半円形などであっても構わない。

【００１７】突起が形成された通気性支持材はＰＴＦＥ
多孔質膜と接合され、表面に突起を有するエアフィルタ
用ろ材シートとされる。膜構成としては、図２に示した
ようにＰＴＦＥ多孔質膜の両側に突起を有する通気性支
持材を配置した３層構成に限らず、例えば図４に示した
ように５層構成のろ材シート１２としてもよい。図４か
らも明らかなように、中間層とする通気性支持材には
（表面層となる通気性支持材とは異なり）突起を形成す
る必要がない。なお、１つのＰＴＦＥ多孔質膜または通
気性支持材自体を多層構造としてもよい。

【００１８】図２〜図４に例示したように、本発明のエ
アフィルタ用ろ材シートは、略均一な厚さを有するＰＴ
ＦＥ多孔質膜５と、予め突起３が形成され局部的に厚さ
が増した通気性支持材６とを含む積層体であることが好
ましい。また同じく図２〜図４に例示したように、プリ
ーツ加工時に折り込まれる方向に沿っては突起３が断続
的に形成され、突起３が形成されていない部分に周期的
に折り込み線７が準備されていることが好ましい。折り
込み線７上に突起がなければシートの折り込みが容易に
なるからである。さらに同じく図２〜図４に示したよう
に、ＰＴＦＥ多孔質膜５と通気性支持材６とが交互に積
層され、通気性支持層６が最外層とされていることが好
ましい。

【００１９】通気性支持材とＰＴＦＥ多孔質膜とを積層
する方法は、特に限定されないが、例えば接着剤ラミネ
ート、熱ラミネートなどの方法を適用することができ
る。但し、ラミネートの際にろ材の通気性が損なわれる
ことがないように、積層の方法、条件は十分に吟味する
必要がある。例えば、熱ラミネートする場合には、加熱
条件に十分注意を払いながらダイレクトに熱ラミネート
してもよいが、積層に必要な加熱条件を緩和するために
粉末状の樹脂などを融着剤として用いてもよい。

【００２０】通気性支持材とＰＴＦＥ多孔質膜とを積層
して得られたろ材シートは、フィルタパックのために、
プリーツ機によりひだ折り（プリーツ加工）される。こ
の方法としては、従来から用いられてきたレシプロ方式
やロータリー方式を使用できる。但し、突起物が散点状
に配置されていてレシプロ方式のブレードが引っかかる
ような場合には、ロータリ方式が好ましい。またロータ
リー方式においてスジ付け時に突起が邪魔になるような
場合には、予めスジ付け部と重ならないようなパターン
の突起を形成しておくことが好ましい。このようにして
得られたろ材パック２０は、図５に示すように、折り込
まれて対向する面の間隔が突起３により保持されたもの
となる。プリーツの間隔の安定化により、フィルタの面
風速のばらつきは低減する。

【００２１】なお、従来の方法によりホットメルト樹脂
を塗布して突起を形成する場合は、通常、一度プリーツ
加工したろ材を広げてホットメルト樹脂を塗布し、再度
プリーツしていた。しかし、上記に説明したようなろ材
シートを用いればこのような煩雑な手順は必要とされな
い。

【００２２】このようにセパレーターレス方式によりプ
リーツ加工されたろ材パック２０は、例えば図６に示す
ように、アルミニウムなどからなる支持枠２３に設置さ
れる。ろ材パック２０と支持枠２２との間は、ウレタン
系、ネオプレン系、エポキシ系などの密封材樹脂２１に
より気密にシーリングされる。このエアフィルタには支
持枠２２に取り付け用のガスケット２３などが必要に応
じて配置される。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。ＰＥＴ／ＰＥ芯鞘スパンボンド不織布（目付
け５０ｇ／ｍ²；商品名エルベスＴ−５０）の片面に、
ポリアミド樹脂をホットメルトアプリケーターで図１お
よび図２と同様のパターンとなるように塗布して突起を
形成した。一方、通常のペースト押出し／延伸法から厚
さ２５μｍ、圧力損失４０ｍｍＨ₂Ｏ、粒径が０．１μ
ｍのＤＯＰ（ジオクチルフタレート）の捕集効率が９
９．９９９９５％のＰＴＦＥ多孔質膜を作製した。この
ＰＴＦＥ多孔質膜の両面に、エマルジョン型アクリル系
接着剤をスプレーで塗布し、この面にそれぞれ不織布の
突起を形成していない面を貼り付けた。なお、ＰＴＦＥ
多孔質膜への不織布の圧着は、一対のスポンジロールを
通過させることにより行なった。このようにして得た３
層構造のろ材シートをロールに巻き取った。

【００２４】次に、ロータリー方式のプリーツ機を用い
て、このろ材シートを５０ｍｍピッチで折り込んでプリ
ーツ加工を施し、ろ材パックを作製した。このろ材パッ
クをシーリング材としてウレタン樹脂を用いてアルミニ
ウム製の枠にセッティングし、大きさ６１０ｍｍ×６１
０ｍｍのエアフィルタを得た。このエアフィルタの５ｃ
ｍ角部分について５０点の風速分布を測定した。変動率
は３％であった。

【００２５】比較のために、ポリアミド樹脂による突起
を形成する工程を省いたことを除いては上記と同様にし
てエアフィルタを作製した。このエアフィルタのろ材の
プリーツの間隔は、突起を用いない場合に比べて不均一
であった。上記と同様、エアフィルタの５ｃｍ角部分に
ついて５０点の風速分布を測定した。変動率は１２％で
あった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セパレーターレス方式として用いた場合にもフィルタの
面風速のばらつきが抑制され、捕集層であるＰＴＦＥ多
孔質膜の多孔質構造が確実に保持されるエアフィルタ用
ろ材シート、これを用いたエアフィルタ、このろ材シー
トに用いるための通気性支持材、さらにはこのろ材シー
トの製造方法を提供することができる。本発明は、本来
優れた捕集層であるＰＴＦＥ多孔質膜をエアフィルタと
して活用するために有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のエアフィルタ用ろ材シートの例の平
面図である。

【図２】 図１に示したエアフィルタ用ろ材シートの断
面図（Ｉ−Ｉ断面図）である。

【図３】 本発明のエアフィルタ用ろ材シートの別の例
の断面図である。

【図４】 本発明のエアフィルタ用ろ材シートのさらに
別の例の断面図である。

【図５】 本発明のエアフィルタ用ろ材シートをフィル
タパックした状態の例を示す断面図である。

【図６】 本発明のエアフィルタの例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、１１、１２ エアフィルタ用ろ材シート ２ 積層体 ３ 突起 ５ ＰＴＦＥ多孔質膜 ６ 通気性支持材 ７ 折り込み線 ８ プリーツ間隔 ２０ ろ材パック ２１ 密封材樹脂 ２２ 枠 ２３ ガスケット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と
   通気性支持材との積層体を含むエアフィルタ用ろ材シー
   トであって、前記積層体が、突起を形成した通気性支持
   材を前記突起が前記積層体の表面に配置されるように含
   むことを特徴とするエアフィルタ用ろ材シート。
2. 【請求項２】 ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と
   通気性支持材との積層体を含むエアフィルタ用ろ材シー
   トの製造方法であって、 表面に突起を形成した通気性支持材を含む通気性支持材
   と、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とを、前記突
   起が前記積層体の表面に配置されるように積層する工程
   を含むことを特徴とするエアフィルタ用ろ材シートの製
   造方法。
3. 【請求項３】 ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と
   積層してエアフィルタ用ろ材シートとするための通気性
   支持材であって、一方の表面を前記ポリテトラフルオロ
   エチレン多孔質膜との接合面として備え、他方の表面に
   突起を有することを特徴とする通気性支持材。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のエアフィルタ用ろ材シ
   ートを、折り込まれて対向する面の間隔が前記突起によ
   り確保されるように、連続したＷ字状にひだ折りしたろ
   材パックと、 前記ろ材パックを支持する枠とを備えたことを特徴とす
   るエアフィルタ。