TWI543811B - 以聚四氟乙烯(ptfe)為主成分之組合物、混合粉末、成形用材料及過濾用濾材、空氣過濾單元與多孔膜之製造方法 - Google Patents

以聚四氟乙烯(ptfe)為主成分之組合物、混合粉末、成形用材料及過濾用濾材、空氣過濾單元與多孔膜之製造方法 Download PDF

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Description

以聚四氟乙烯(PTFE)為主成分之組合物、混合粉末、成形用材料及過濾用濾材、空氣過濾單元與多孔膜之製造方法
本發明係關於一種以PTFE(Polytetrafluorethylene，聚四氟乙烯)為主成分之組合物、混合粉末、成形用材料、過濾用濾材、空氣過濾單元與多孔膜之製造方法。
半導體裝置或液晶顯示裝置之製造係於高潔淨空間中進行。為了製作該高潔淨空間，使用包含聚四氟乙烯(PTFE)之多孔膜(以下亦稱為PTFE多孔膜)作為捕集微粒子之過濾器。PTFE多孔膜與玻璃纖維製濾材相比，於相同壓力損失下進行比較時之微粒子之捕集效率較高，因此尤佳地用於HEPA過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter，高效微粒空氣過濾器)或ULPA過濾器(Ultra low Penetration Air Filter，超低穿透空氣過濾器)。
先前，作為HEPA過濾器，一直使用由玻璃纖維所構成之濾材。然而，該濾材會有壓力損失較高之問題。另一方面，亦市售有藉由於濾材中應用PTFE多孔膜而實現低於先前之壓力損失之過濾器。然而，會有因PTFE多孔膜之密實之構造而引起表面過濾、壓力損失易上升、與玻璃纖維過濾器相比壽命成為一半以下的問題。
為了延長其壽命，亦提出有一種於PTFE多孔膜之上游側貼附有MB(Melt Blown，熔噴)不織布之濾材。然而，若貼附MB不織布，則會有濾材厚度變厚、於組入至空氣過濾單元中之狀態下之濾材折入面 積變少、且濾材價格變高等問題。
作為先前之PTFE多孔膜，已知有藉由於製造時於藉由延伸而進行纖維化之PTFE中添加未藉由延伸進行纖維化之PTFE所獲得的通氣性較高者(例如參照專利文獻1及2)。該等PTFE多孔膜具有原纖維、與由原纖維相互連接而成之結節部，但由於結節部之強度較弱，故而會有如下情況：因於通氣性支撐材之積層等後步驟中受到壓縮力等而導致膜構造發生變化，壓力損失、PF(Plugging Factor，污堵因子)值、過濾壽命等過濾器性能下降。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表平10-505378號公報
[專利文獻2]日本專利2814574號公報
先前PTFE之成形體之機械強度較低，於加工成多孔膜後易受到外力之影響。尤其是於使用低填充率(例如1~20%)之成形體之用途中，其影響較為明顯，多會有如下情況：即便於剛加工成多孔體(例如上述多孔膜，用於緩衝材之片材、襯墊等)後可發揮目標性能，但其後因於後加工等中受到外力而引起其低填充率之構造受損、成形體之性能下降。
本發明之目的在於提供一種可獲得即便為低填充率亦不易受到由外力引起之變形之成形體的組合物、混合粉末、成形用材料。
又，本發明之目的在於提供一種積塵量較大、抑制捕集性能之下降、且不會產生雜質的空氣過濾用濾材，空氣過濾單元，以及多孔膜之製造方法。
本發明者為了解決上述課題而進行努力研究，結果發現：於使用除於延伸時進行纖維化之PTFE、及未進行纖維化之低分子量PTFE等未進行纖維化之非熱熔融加工性成分以外亦進而調配有未進行纖維化之可熱熔融加工成分的組合物，製作例如多孔膜而應用於空氣過濾器之情形時，改良PTFE多孔膜之構造，藉此滿足低壓力損失、長壽命兩者，又，發現結節部之強度經強化，即便於通氣性支撐材之積層等後步驟中受到壓縮力等亦可抑制過濾器性能之下降。
本發明係提供一種組合物、混合粉末、成形用材料，其特徵在於：包含可進行纖維化之聚四氟乙烯、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分，且含有上述熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分，以整體之0.1~未達20重量%含有。
又，本發明提供一種多孔膜，其特徵在於：其係捕集流體中之微粒子之過濾用濾材所使用者，且 具有包含可進行纖維化之聚四氟乙烯之原纖維、與包含可進行纖維化之聚四氟乙烯之結節部，上述結節部進而包含未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、與熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分，以成形多孔膜之成分整體之0.1~未達20重量%含有上述未進行纖維化之可熱熔融加工成分。
又，本發明者為了解決上述課題而進行努力研究，結果發現：藉由下述空氣過濾用濾材，而具有高捕集性能，且積塵量大幅提高，從而完成本發明。
即，本發明係提供一種空氣過濾用濾材，其特徵在於：其係具備1片或複數片多孔膜與複數片通氣性支撐材者，上述多孔膜包含可進行纖維化之聚四氟乙烯、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分，上述通氣性支 撐材係支撐上述多孔膜、至少配置於最外層，且於空氣以流速5.3cm/sec通過時之壓力損失未達200Pa，包含粒徑0.3μm之NaCl粒子之空氣以流速5.3cm/sec通過時之以下述式所表示之PF值為17以上，包含個數中位徑0.25μm之聚α-烯烴粒子之空氣以流速5.3cm/sec連續通風、且壓力損失上升250Pa時的聚α-烯烴粒子之積塵量為20g/m2以上，1片上述多孔膜之膜厚為30μm以上。
PF值=-log(透過率(%)/100)/壓力損失(Pa)×1000
此處，透過率=100-捕集效率(%)
又，本發明提供一種空氣過濾單元，其具備上述空氣過濾用濾材、與 保持上述空氣過濾用濾材之殼體。
進而，本發明提供一種多孔膜之製造方法，其特徵在於：其係製造捕集流體中之微粒子之過濾用濾材所使用之多孔膜的方法，且包括以下步驟，步驟a)，其係除可進行纖維化之聚四氟乙烯之水性分散體、與未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之水性分散體以外，亦以含有成形上述多孔膜之成分整體之0.1~未達20重量%之方式，混合熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融性加工之成分之水性分散體，進行共凝析；步驟b)，其係使用T型模頭以片材形狀將上述步驟a)中所獲得之材料進行漿料擠出；步驟c)，其係對上述步驟b)中所獲得之擠出物進行壓延；及步驟d)，其係於上述熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分之熔點以上、且成形上述多孔膜之各成分之分解溫度以下的 溫度下，使上述步驟c)中所獲得之壓延片材沿上述壓延片材之長度方向延伸為4倍以上且未達10倍而獲得單軸延伸物，繼而沿上述單軸延伸物之與長度方向正交之寬度方向延伸為超過10倍且未達25倍，而以伸長面積倍率計成為40倍以上且未達150倍進行延伸。
於使用本發明之組合物等而製作例如多孔膜之情形時，所獲得之多孔膜即便成形體之填充率較低，亦不易受到由外力引起之變形。因此，於所製作之多孔膜為低填充率且高通氣度之情形時，使用該多孔膜不僅可獲得低壓力損失之濾材，且維持低密度構造，因此過濾壽命亦獲得大幅改善，可達成與玻璃纖維過濾器同等程度之壽命。進而，即便於通氣性支撐材之積層等後步驟中受到壓縮力等，亦可抑制過濾器性能之下降，製造上之問題亦變少。
又，根據本發明，可獲得一種儘管積塵量較大但亦可抑制捕集性能之下降、不會產生雜質的空氣過濾用濾材，空氣過濾單元。又，根據本發明之製造方法，可獲得上述空氣過濾用濾材所使用之多孔膜。
1‧‧‧多孔膜
3‧‧‧原纖維
5‧‧‧結節部
9‧‧‧空氣過濾用濾材
10‧‧‧空氣過濾用濾材
11‧‧‧空氣過濾用濾材
13‧‧‧通氣性支撐材
20‧‧‧空氣過濾單元
21‧‧‧加工完畢濾材
22‧‧‧分隔件
24‧‧‧殼體
30‧‧‧空氣過濾單元
31‧‧‧濾材
34‧‧‧殼體
37‧‧‧組支承部
39‧‧‧組支承部
圖1係表示使用第1實施形態之組合物等所製作之多孔膜的模式圖。
圖2係說明使用第1實施形態之組合物等所製作之多孔膜之構造的圖。
圖3係表示利用圖1之多孔膜之過濾用濾材的圖。
圖4係表示利用圖3之過濾用濾材之空氣過濾單元的圖。
圖5係表示第2實施形態之5層構造之空氣過濾用濾材之剖面的圖。
圖6係表示第2實施形態之變形例之空氣過濾用濾材之剖面的 圖。
圖7係表示第2實施形態之變形例之空氣過濾單元之外觀的圖。
圖8係說明包含第2實施形態之多孔膜之製造方法之空氣過濾用濾材之製造方法的圖。
(第1實施形態)
以下，對第1實施形態之組合物、混合粉末、成形用材料(亦將該等3者統稱為組合物等)、多孔膜、過濾用濾材、空氣過濾單元、多孔膜之製造方法進行說明。組合物等係與多孔膜之製造方法之說明一併進行說明。
圖1係表示多孔膜之模式圖。圖2係說明多孔膜之構造之圖。多孔膜1係用於捕集流體中之塵埃之濾材中，具有原纖維3、與由原纖維3相互連接而成之結節部5。
(原纖維) (a)可進行纖維化之聚四氟乙烯
原纖維3包含可進行纖維化之聚四氟乙烯。可進行纖維化之聚四氟乙烯係由例如四氟乙烯(TFE)之乳化聚合、或懸浮聚合所獲得之高分子量之PTFE。此處所謂高分子量，係指於多孔膜製作時之延伸時易進行纖維化而獲得纖維長較長之原纖維者，且標準比重(SSG，Standard Specific Gravity)為2.130~2.230，熔融黏度較高，因此實質上不會熔融流動者。就易進行纖維化而獲得纖維長較長之原纖維之觀點而言，可進行纖維化之PTFE之SSG較佳為2.130~2.190，更佳為2.140~2.170。若SSG過高，則有多孔膜1之原料即可進行纖維化之PTFE、後述未進行纖維化之非熱熔融加工成分、及未進行纖維化之可熱熔融加工成分的混合物之延伸性變差之虞，若SSG過低，則有壓延性變差、多孔膜之均質性變差、多孔膜之壓力損失變高之虞。又， 就易進行纖維化而獲得纖維長較長之原纖維之觀點而言，較佳為利用乳化聚合所獲得之PTFE。再者，標準比重(SSG)係依據ASTM D 4895進行測定。
纖維化性之有無即能否進行纖維化可由能否進行使由TFE之聚合物所製作之高分子量PTFE粉末成形之代表性方法即漿料擠出來判斷。通常，可進行漿料擠出之原因在於高分子量之PTFE具有纖維化性。於利用漿料擠出所獲得之未煅燒之成形體無實質性強度或伸長率之情形時，例如於如伸長率為0%、且若拉伸則會斷裂之情形時，可視為無纖維化性。
高分子量PTFE可為改性聚四氟乙烯(以下稱為改性PTFE)，亦可為均聚四氟乙烯(以下稱為均聚PTFE)，亦可為改性PTFE與均聚PTFE之混合物。均聚PTFE並無特別限定，若為日本專利特開昭53-60979號公報、日本專利特開昭57-135號公報、日本專利特開昭61-16907號公報、日本專利特開昭62-104816號公報、日本專利特開昭62-190206號公報、日本專利特開昭63-137906號公報、日本專利特開2000-143727號公報、日本專利特開2002-201217號公報、國際公開第2007/046345號說明書、國際公開第2007/119829號說明書、國際公開第2009/001894號說明書、國際公開第2010/113950號說明書、國際公開第2013/027850號說明書等中所揭示之均聚PTFE則可較佳地使用。其中，較佳為具有高延伸特性之日本專利特開昭57-135號公報、日本專利特開昭63-137906號公報、日本專利特開2000-143727號公報、日本專利特開2002-201217號公報、國際公開第2007/046345號說明書、國際公開第2007/119829號說明書、國際公開第2010/113950號說明書等中所揭示之均聚PTFE。
改性PTFE包含TFE、與TFE以外之單體(以下稱為改性單體)。改性PTFE通常為經改性單體均勻地改性者、於聚合反應之初期經改性 者、於聚合反應之末期經改性者等，並無特別限定。改性PTFE若為例如日本專利特開昭60-42446號公報、日本專利特開昭61-16907號公報、日本專利特開昭62-104816號公報、日本專利特開昭62-190206號公報、日本專利特開昭64-1711號公報、日本專利特開平2-261810號公報、日本專利特開平11-240917、日本專利特開平11-240918、國際公開第2003/033555號說明書、國際公開第2005/061567號說明書、國際公開第2007/005361號說明書、國際公開第2011/055824號說明書、國際公開第2013/027850號說明書等中所揭示之改性PTFE則可較佳地使用。其中，較佳為具有高延伸特性之日本專利特開昭61-16907號公報、日本專利特開昭62-104816號公報、日本專利特開昭64-1711號公報、日本專利特開平11-240917、國際公開第2003/033555號說明書、國際公開第2005/061567號說明書、國際公開第2007/005361號說明書、國際公開第2011/055824號說明書等中所揭示之改性PTFE。
改性PTFE包含基於TFE之TFE單元、與基於改性單體之改性單體單元。改性PTFE較佳為以總單體單元之0.001~0.500重量%含有改性單體單元，更佳為以0.01~0.30重量%含有。於本說明書中，改性單體單元係源自作為改性PTFE之分子構造之一部分的改性單體之部分。總單體單元係源自改性PTFE之分子構造中之全部單體之部分。
改性單體只要為可與TFE共聚合者則並無特別限定，例如可列舉：六氟丙烯(HFP，Hexafluoropropylene)等全氟烯烴；氯三氟乙烯(CTFE，Chlorotrifluoroethylene)等氯氟烯烴；三氟乙烯、偏二氟乙烯(VDF，Vinylidene Fluoride)等含氫氟烯烴；全氟乙烯醚；全氟烷基乙烯(PFAE，Perfluoro Alkyl Ethylene)、乙烯等。又，所使用之改性單體可為1種，亦可為複數種。
全氟乙烯醚並無特別限定，例如可列舉下述通式(1)所表示之全氟不飽和化合物等。
CF2=CF-ORf(1)
式中，Rf表示全氟有機基。
於本說明書中，全氟有機基係鍵結於碳原子上之氫原子均取代成氟原子而成之有機基。上述全氟有機基亦可具有醚氧。
作為全氟乙烯醚，例如可列舉於上述通式(1)中Rf為碳數1~10之全氟烷基之全氟(烷基乙烯醚)(PAVE，Perfuloro Alkyl Vinyl Ester)。全氟烷基之碳數較佳為1~5。作為PAVE中之全氟烷基，例如可列舉：全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基等。作為PAVE，較佳為全氟丙基乙烯醚(PPVE，Perfuloro Propyl Vinyl Ester)、全氟甲基乙烯醚(PMVE，Perfuloro Methyl Vinyl Ester)。
全氟烷基乙烯(PFAE)並無特別限定，例如可列舉：全氟丁基乙烯(PFBE，Perfluoro Butyl Ethylene)、全氟己基乙烯(PFHE，Perfluoro Hexyl Ethylene)等。
作為改性PTFE中之改性單體，較佳為選自由HFP、CTFE、VDF、PAVE、PFAE及乙烯所組成之群中之至少1種。
尤其是就易進行纖維化而獲得纖維長較長之原纖維之觀點而言，均聚PTFE較佳為以超過可進行纖維化之PTFE之50重量%而含有。
可進行纖維化之PTFE就維持多孔膜1之纖維構造之觀點而言，較佳為以超過多孔膜1之50重量%而含有。
(結節部)
結節部5係由原纖維3相互連接而成之部分，包含可進行纖維化之PTFE、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分。上述結節部5於多孔膜1中相對較大形成，藉此成形厚度厚於先前之多孔膜1。又，上述結節部5藉由包 含未進行纖維化之可熱熔融加工成分而相對較硬，發揮如於厚度方向上支撐多孔膜1之柱之作用，因此即便多孔膜1於通氣性支撐材13之積層等後步驟中受到壓縮力等亦可抑制過濾器性能下降。結節部5所含之可進行纖維化之PTFE與上述原纖維3所使用之可進行纖維化之PTFE相同。
(b)未進行纖維化之非熱熔融加工性成分
未進行纖維化之非熱熔融加工性成分主要作為非纖維狀之粒子而不均勻分佈於結節部5中，發揮抑制可進行纖維化之PTFE進行纖維化之作用。作為未進行纖維化之非熱熔融加工性成分，例如可列舉：低分子量PTFE等具有熱塑性之成分、熱硬化性樹脂、無機填料。於未進行纖維化之非熱熔融加工性成分為具有熱塑性之成分之情形時，較佳為熔點為320℃以上且熔融黏度較高者。例如低分子量PTFE由於熔融黏度較高，故而即便於熔點以上之溫度下進行加工亦可滯留於結節部。於本說明書中，所謂低分子量PTFE，係數量平均分子量為60萬以下、熔點為320~335℃、380℃下之熔融黏度為100~7.0×105Pa．s之PTFE(參照日本專利特開平10-147617號公報)。作為低分子量PTFE之製造方法，已知有如下方法：使由TFE之懸浮聚合所獲得之高分子量PTFE粉末(壓型粉末(molding power))或由TFE之乳化聚合所獲得之高分子量PTFE粉末(微細粉末(fine power))與特定之氟化物於高溫下進行接觸反應而熱分解的方法(參照日本專利特開昭61-162503號公報)、或者對上述高分子量PTFE粉末或成形體照射電離性放射線之方法(參照日本專利特開昭48-78252號公報)、或者使TFE與鏈轉移劑一起進行直接聚合之方法(參照國際公開第2004/050727號說明書、國際公開第2009/020187號說明書、國際公開第2010/114033號說明書等)等。低分子量PTFE與可進行纖維化之PTFE同樣地可為均聚PTFE，亦可為包含上述改性單體之改性PTFE。
低分子量PTFE無纖維化性。纖維化性之有無可利用上述方法進行判斷。低分子量PTFE之利用漿料擠出所獲得之未煅燒之成形體無實質性強度或伸長率，例如伸長率為0%、且若拉伸則會斷裂。
本發明中所使用之低分子量PTFE並無特別限定，較佳為380℃下之熔融黏度為1000Pa．s以上，更佳為5000Pa．s以上，進而較佳為10000Pa．s以上。如此若熔融黏度較高，則於製造多孔膜時即便未進行纖維化之可熱熔融加工成分熔融，亦可使未進行纖維化之非熱熔融加工性成分滯留於結節部5，可抑制纖維化。
作為熱硬化性樹脂，例如可列舉：環氧、聚矽氧、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯亞胺、苯酚等各樹脂。熱硬化性樹脂就共凝析之作業性之觀點而言，較理想為使用於未硬化狀態下經水分散之樹脂。該等熱硬化性樹脂均可以市售品而獲取。
作為無機填料，可使用：滑石、雲母、矽酸鈣、玻璃纖維、碳酸鈣、碳酸鎂、碳纖維、硫酸鋇、硫酸鈣等。其中，就與PTFE之親和性及比重之方面而言，較佳地使用滑石。無機填料就於製造多孔膜1時可形成穩定之分散體之觀點而言，較佳地使用粒徑3~20μm者。該等無機填料均可以市售品而獲取。
未進行纖維化之非熱熔融加工性成分較佳為含有多孔膜1之1~50重量%。若未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之含量為50重量%以下，則可維持多孔膜1之纖維構造。未進行纖維化之非熱熔融加工性成分較佳為含有20~40重量%，更佳為含有30重量%。藉由含有20~40重量%，可更有效地抑制可進行纖維化之PTFE之纖維化。
(c)熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分
熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分(以下亦稱為未進行纖維化之可熱熔融加工成分)於熔融時具有流動性，藉此於製造多孔膜1時(延伸時)可熔融並固著於結節部5，可提高多孔膜1整體 之強度而即便於後步驟中受到壓縮等亦可抑制過濾器性能之劣化。未進行纖維化之可熱熔融加工成分較佳為於380℃下顯示出未達10000Pa．s之熔融黏度。再者，未進行纖維化之可熱熔融加工成分之熔點係設為藉由示差掃描熱量計(DSC，Differential Scanning Calorimeter)，以升溫速度10℃/min升溫至熔點以上而一次性完全熔融，並以10℃/min冷卻至熔點以下後，再次以10℃/min進行升溫時所獲得之熔解熱曲線之峰頂。
作為未進行纖維化之可熱熔融加工成分，為可熱熔融之氟聚合物、聚矽氧、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯(PET，Polyethylene Terephthalate)、聚酯、聚醯胺等或該等之混合物，可列舉可充分發揮於製造多孔膜1時之延伸溫度下之熔融性、流動性者。其中，就於製造多孔膜1時之延伸溫度下之耐熱性優異、耐化學品性優異之方面而言，較佳為可熱熔融之氟聚合物。可熱熔融之氟聚合物可列舉包含由下述通式(2)所表示之至少1種氟化乙烯性不飽和單體、較佳為2種以上之單體所衍生出之共聚合單元的氟聚合物。
RCF=CR2．．．(2)
(式中，R分別獨立地選自於H、F、Cl、碳原子1~8個之烷基、碳原子6~8個之芳基、碳原子3~10個之環狀烷基、碳原子1~8個之全氟烷基。於該情形時，所有R可相同，又，亦可任意2個R相同且剩餘之1個R與該等不同，亦可所有R互不相同)
作為通式(2)所表示之化合物之有用例，並無限定，可列舉：氟乙烯、VDF、三氟乙烯、TFE、HFP等全氟烯烴，CTFE、二氯二氟乙烯等氯氟烯烴，PFBE、PFHE等(全氟烷基)乙烯，全氟-1,3-二氧雜環戊烯及其混合物等。
又，氟聚合物亦可包含由至少1種上述通式(2)所表示之單體、與上述通式(1)及/或下述通式(3)所表示之至少1種共聚合性共單體的共 聚合所衍生出之共聚物。
R2C=CR2．．．(3)
(式中，R分別獨立地選自於H、Cl、碳原子1~8個之烷基、碳原子6~8個之芳基、碳原子3~10個之環狀烷基。於該情形時，所有R可相同，又，亦可任意2個以上之R相同且該等2個以上之R與剩餘之其他R不同，亦可所有R互不相同。上述其他R於存在複數個之情形時可互不相同)
作為通式(1)所表示之化合物之有用例，為PAVE，較佳為列舉：PPVE、PMVE等。
作為通式(3)所表示之化合物之有用例，可列舉：乙烯、丙烯等。
作為氟聚合物之更具體之例，可列舉：由氟乙烯之聚合衍生出之聚氟乙烯、由VDF之聚合衍生出之聚偏二氟乙烯(PVDF)、由CTFE之聚合衍生出之聚氯三氟乙烯(PCTFE)、由2種以上之不同之上述通式(2)所表示之單體之共聚合衍生出之氟聚合物、由至少1種上述通式(2)之單體與至少1種上述通式(1)及/或至少1種上述通式(3)所表示之單體的共聚合衍生出之氟聚合物。
該等聚合物之例為具有由VDF及HFP衍生出之共聚物單元之聚合物、由TFE及TFE以外之至少1種共聚合性共單體(至少3重量%)衍生出之聚合物。作為後一種氟聚合物，可列舉：TFE/PAVE共聚物(PFA)、TFE/PAVE/CTFE共聚物、TFE/HFP共聚物(FEP)、TFE/乙烯共聚物(ETFE)、TFE/HFP/乙烯共聚物(EFEP)、TFE/VDF共聚物、TFE/VDF/HFP共聚物、TFE/VDF/CTFE共聚物等或該等之混合物。
未進行纖維化之可熱熔融加工成分於多孔膜1中之含量為0.1~未達20重量%。若為20重量%以上，則未進行纖維化之可熱熔融加工成分亦分散於多孔膜1中之結節部5以外之部分，從而導致尤其是將多孔 膜1用於後述空氣過濾用濾材之情形時壓力損失變高。又，難以後述伸長面積倍率為40倍以上之高倍率進行延伸，對多孔膜1之製造造成阻礙。又，若少於0.1重量%，則無法充分抑制由後步驟中之壓縮力等引起之多孔膜之過濾器性能之劣化。未進行纖維化之可熱熔融加工成分於多孔膜1中之含量較佳為15重量%以下，更佳為10重量%以下。又，未進行纖維化之可熱熔融加工成分於多孔膜1中之含量就確保多孔膜1之強度之觀點而言，較佳為0.5重量%以上。其中，尤佳為5重量%左右。
於將多孔膜1用作空氣過濾用濾材之情形時，為了良好地進行伸長面積倍率40~800倍下之延伸，未進行纖維化之可熱熔融加工成分之含有率較佳為10重量%以下。
多孔膜1較佳為依據下式所求出之填充率為1~20%，更佳為2~10%。
填充率(%)={1-(多孔膜中之空隙體積/多孔膜之體積)}×100
上述填充率之多孔膜1於對其作用壓力6.4kPa情形時之後述膜厚減少速度為1.5μm/s以下。
多孔膜1可依據例如後述多孔膜之製造方法而獲得。又，多孔膜1可使用例如後述組合物、混合粉末、成形用材料而製作。
多孔膜1可用於空氣過濾用濾材或液體過濾器。多孔膜1可較佳地用作空氣過濾用濾材，膜厚為150μm以下，較佳為7~120μm。又，構成多孔膜1之纖維之平均纖維徑例如為50nm~200nm。較佳為80nm~200nm。
(空氣過濾用濾材)
其次，對使用上述多孔膜1之濾材9進行說明。
圖3係表示濾材9之模式圖。濾材9係捕集氣體中之塵埃者，具備上述多孔膜1、與積層於多孔膜1之兩側之通氣性支撐材13。通氣性支 撐材13之材質及構造並無特別限定，例如可使用不織布、織布、金屬網、樹脂網等。其中，就強度、捕集性、柔軟性、作業性之方面而言，較佳為具有熱融著性之不織布。進而，不織布亦可為構成其之一部分或全部之纖維為芯/鞘構造之不織布、或者包含低熔點材料及高熔點材料2層之2層不織布。不織布之材質並無特別限制，可使用：聚烯烴(PE(polyethylene，聚乙烯)、PP(polypropylene，聚丙烯)等)、聚醯胺、聚酯(PET等)、芳香族聚醯胺或該等之複合材等。芯/鞘構造之不織布較佳為芯成分之熔點高於鞘成分者。例如作為芯/鞘之各材料之組合，例如可列舉：PET/PE、高熔點聚酯/低熔點聚酯。通氣性支撐材13可藉由由加熱引起之通氣性支撐材13之一部分熔融或熱熔樹脂之熔融而利用固著效果，或者利用反應性接著劑等之接著而接合於多孔膜1上。
通氣性支撐材13之單位面積重量及厚度並無特別限制，於多孔膜1之兩側可相同或不同。又，多孔膜1可為單層或將複數片重疊而成之多層。於該情形時，複數片多孔膜可為相同種類者，可於其間夾入通氣性支撐材13。再者，通氣性支撐材13於其他實施形態中亦可僅積層於多孔膜1之一側。
濾材9為了長壽命化，亦可於一側(通常為通過濾材之氣流之上游側)之通氣性支撐材13上進而積層未作圖式之預捕集層。作為預捕集層，例如使用藉由熔噴法所獲得者。預捕集層之材質除聚乙烯(PE)以外，例如亦可列舉：聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT，Polybutylene Terephthalate)、聚醯胺(PA，Polyamide)、聚丙烯腈(PAN，Polyacrylonitrile)、聚偏二氟乙烯(Pvdf)、聚乙烯醇(PVA，Polyvinyl Alcohol)、聚胺基甲酸酯(PU，Polyurethane)等。預捕集層可藉由例如使用熱熔樹脂之熱層壓而接合於多孔膜1上。具備上述預捕集層之濾材9可較佳地用作HEPA過濾 器。於該情形時，通氣性支撐材13係於多孔膜1之兩側使用厚度不同但單位面積重量相同者。再者，於將濾材用作ULPA過濾器之情形時，無需如此處所說明之預捕集層。又，濾材9亦可為預捕集層代替通氣性支撐材13而直接積層於多孔膜1上而成者。
於以上之濾材9中，如上所述，結節部5藉由未進行纖維化之熱熔融加工成分而變硬，藉此多孔膜1之強度提高。因此，即便於使通氣性支撐材13積層於多孔膜1上時壓縮力等發生作用，亦可抑制多孔膜1之膜構造被壓壞而使壓力損失、PF值、過濾壽命等過濾器性能劣化。
又，濾材9所使用之多孔膜1主要由可進行纖維化之PTFE所構成，藉此可形成低填充率且高通氣度之多孔膜。藉由使用上述多孔膜1，不僅可獲得低壓力損失之濾材，且如上所述般多孔膜1之強度提高，因此過濾壽命亦大幅改善，可達成與玻璃纖維過濾器同等程度之壽命。此處，所謂低填充率，係指藉由上述式所算出之填充率為1~20%。所謂高通氣度，係指低壓力損失。所謂低壓力損失，係指利用後述方法所測得之壓力損失未達200Pa。過濾壽命係利用後述方法進行測定。
濾材9係用於例如如下所述之用途。
ULPA過濾器(半導體製造用)、HEPA過濾器(醫院、半導體製造用)、圓筒匣式過濾器(產業用)、過濾袋(產業用)、耐熱過濾袋(排氣處理用)、耐熱摺疊式過濾器(排氣處理用)、SINBRAN(註冊商標)過濾器(產業用)、觸媒過濾器(排氣處理用)、附吸附劑之過濾器(HDD(Hard Disk Drive，硬碟)組入用)、附吸附劑之抽氣式過濾器(HDD組入用)、抽氣式過濾器(HDD組入用等)、吸塵器用過濾器(吸塵器用)、通用多層氈材、GT(Gire-Tournois)用匣式過濾器(適用GT之互換品用)、導風過濾器(電子機器殼體用)等領域；
凍結乾燥用容器等凍結乾燥用材料、適用電子電路或燈之汽車用換氣材料、適用容器蓋等之容器用途、適用電子機器等之保護換氣用途、醫療用換氣用途等換氣/內壓調整領域；
半導體液過濾過濾器(半導體製造用)、親水性PTFE過濾器(半導體製造用)、適用化學藥品之過濾器(藥液處理用)、純水生產線用過濾器(純水製造用)、逆洗型液體過濾過濾器(產業排水處理用)等液體過濾領域。
(空氣過濾單元)
其次，對使用上述濾材之空氣過濾單元進行說明。
圖4係表示空氣過濾單元20之立體圖。空氣過濾單元20具備加工完畢濾材21、分隔件22、及殼體24。加工完畢濾材21係對片材狀之上述濾材9進行摺疊加工，以出現山部、谷部之方式進行山折、谷折而成之鋸齒形狀濾材。分隔件22係用以保持加工完畢濾材21之鋸齒形狀者，藉由對薄板進行波浪形加工而使之成為波形狀，將其插入至谷部。殼體24係組合板材而製作，將每個插入有分隔件22之加工完畢濾材21與分隔件22相互錯開地收納於內側。再者，於圖4中，加工完畢濾材21、分隔件22、殼體24係一部分切缺地表示。
上述空氣過濾單元中，加工完畢濾材21所使用之多孔膜之強度如上所述般提高，因此即便於將濾材加工成鋸齒形狀時壓縮力等發生作用，亦可抑制多孔膜之膜構造被壓壞而使壓力損失、PF值、過濾壽命等過濾器功能劣化。又，儘管壓力損失低於先前之使用玻璃纖維之濾材之空氣過濾單元，但亦可獲得與其同等程度之過濾壽命。
再者，於其他實施形態中，空氣過濾單元係亦可使用上述濾材而以例如如日本專利特開2012-020274號公報之圖3所示之微型摺疊式空氣過濾單元而製作。
(多孔膜之製造方法)
於第1實施形態中，多孔膜之製造方法包括如下步驟：步驟a)，其係除可進行纖維化之聚四氟乙烯(以下亦稱為A成分)之水性分散體、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分(以下亦稱為B成分)之水性分散體以外，亦以含有成形上述多孔膜之成分整體之0.1~未達20重量%之方式，混合熔點未達320℃之未進行纖維化之可熱熔融加工成分(以下亦稱為C成分)之水性分散體，進行共凝析；步驟b)，其係將步驟a)中所獲得之材料進行漿料擠出；步驟c)，其係對步驟c)中所獲得之擠出物進行壓延；及步驟d)，其係於形成上述多孔膜之各成分之分解溫度以下之溫度下對步驟c)中所獲得之壓延物進行延伸。
再者，於其他實施形態中，於上述步驟a)中，亦可利用其他方法使3種成分混合而代替進行3種成分之水性分散體之共凝析。就可均勻地混合3種成分之觀點而言，較佳為如上所述般藉由共凝析法而混合3種成分。
此處，對本實施形態之組合物、混合粉末、成形用材料進行說明。
組合物、混合粉末、成形用材料均包含上述A成分、B成分、及C成分，且C成分係以整體之0.1~未達20重量%而含有。A成分、B成分、C成分於多孔膜1中，分別與上述可進行纖維化之PTFE、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、未進行纖維化之可熱熔融加工成分相同。
成形用材料為例如用以成形捕集流體中之微粒子之過濾用濾材所使用之多孔膜的多孔膜成形用材料。
本發明之組合物可為後述混合粉末，亦可為並非粉末之混合物。作為混合粉末，例如可列舉：後述實施例中所使用之藉由共凝析所獲得之微細粉末、或者使3種原料中之2種以共凝析之方式進行混合 並使用混合機混合另一種成分所得之粉體、利用混合機混合3種原料所得之粉體等。作為並非粉末之混合物，例如可列舉：多孔體等成形體、包含3種成分之水性分散體。再者，第1實施形態中所說明之多孔膜係包含於多孔體中。
成形用材料係指為了使組合物成形而進行用以加工之調整者，例如為添加有加工助劑等者、對粒度進行有調整者、進行預備成形者。成形用材料例如除上述3種成分以外，亦可含有公知之添加劑等。作為公知之添加劑，例如可列舉：奈米碳管、碳黑等碳材料、顏料、光觸媒、活性碳、抗菌劑、吸附劑、防臭劑等。
本發明之組合物可藉由各種方法進行製造，例如於組合物為混合粉末之情形時，可藉由如下方法製造：利用通常之混合機等將A成分之粉末、B成分之粉末、及C成分之粉末進行混合之方法，藉由使分別包含A成分、B成分、及C成分之3種水性分散液進行共凝析(上述步驟a))而獲得共凝析粉末的方法，利用通常之混合機等將藉由預先使包含A成分、B成分、C成分中之任意2種成分之水性分散液進行共凝析所獲得之混合粉末與剩餘之1種成分之粉末進行混合的方法等。若為上述方法，則利用其中任一製法均可獲得較佳之延伸材料。其中，就易使3種不同成分均勻地分散之方面而言，本發明之組合物較佳為藉由使分別包含A成分、B成分、及C成分之3種水性分散液進行共凝析所獲得者。
藉由共凝析所獲得之混合粉末之尺寸並無特別限制，例如平均粒徑為100~1000μm。較佳為300~800μm。於該情形時，平均粒徑係依據JIS K6891進行測定。藉由共凝析所獲得之混合粉末之視密度並無特別限制，例如為0.40~0.60g/ml，較佳為0.45~0.55g/ml。視密度係依據JIS K6892進行測定。
使用本發明之組合物、混合粉末、成形用材料所成形之成形體 除較佳地用於上述各種過濾器之領域、換氣/內壓調整領域、液體過濾領域以外，亦用於例如如下之領域。
介電材料預浸料、EMI(Electro Magnetic Interference，電磁干擾)屏蔽材料、傳熱材料等，更詳細而言，印刷配線基板、電磁遮蔽屏蔽材、絕緣傳熱材料、絕緣材料、食鹽等之電解裝置、或電池所使用之導電性聚合物膜之加強材等電化學領域；墊片、襯墊、泵膜片、泵管、航空機用密封材等空氣過濾密封材之領域；衣類(適於民生衣類)、電纜導管(適於摩托車之可動線)、摩托車用衣服(適於民生衣服)、澆鑄襯墊(醫療護體)、吸塵器過濾器、風笛(樂器)、電纜(吉他用信號電纜等)、弦(絃樂器用)等一般消費材領域；PTFE纖維(纖維材料)、縫紉線(織物)、織線(織物)、繩纜等纖維領域；體內埋設物(延伸品)、人工血管、導管、一般手術(組織加強材料)、頭頸部製品(硬膜代替)、口內健康(組織再生醫療)、整形外科(包帶)等醫療領域。
回到多孔膜之製造方法之說明，作為上述共凝析之方法，例如可列舉如下方法：方法(i)，其係將A成分之水性分散液、B成分之水性分散液、及C成分之水性分散液進行混合後進行凝析；方法(ii)，其係於A成分、B成分、C成分中之任一成分之水性分散液中添加剩餘之2種成分之粉末後進行凝析；方法(iii)，其係將A成分、B成分、C成分中之任一成分之粉末添加於混合有剩餘之2種成分之水性分散液之混合水性分散液中後進行凝析；及 方法(iv)，其係預先將A成分、B成分、C成分中之任意2種成分之各水性分散液進行混合後使之凝析而獲得2種成分之混合粉末，將所獲得之2種成分之混合粉末添加於剩餘之1種成分之水性分散液中後進行凝析。
作為上述共凝析之方法，就易使3種成分均勻地分散之方面而言，較佳為上述(i)之方法。
於藉由上述(i)~(iv)之方法之共凝析中，較佳為添加例如硝酸、鹽酸、硫酸等酸；氯化鎂、氯化鈣、氯化鈉、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鋇、碳酸氫鈉、碳酸鈉等金屬鹽；丙酮、甲醇等有機溶劑中之任一者而進行凝析。
上述A成分之混合前之形態並無特別限定，可為上述可進行纖維化之PTFE之水性分散體，亦可為粉體。作為可進行纖維化之PTFE之粉末(尤其是上述微細粉末)，例如可列舉：Mitsui-DuPont Fluoro-Chemical公司製造之「Teflon 6-J」(以下Teflon為註冊商標)、「Teflon 6C-J」、「Teflon 62-J」等，Daikin工業公司製造之「Polyflon F106」、「Polyflon F104」、「Polyflon F201」、「Polyflon F302」等，旭硝子公司製造之「Fluon CD123」、「Fluon CD1」、「Fluon CD141」、「Fluon CD145」等，DUPONT公司製造之「Teflon60」、「Teflon60X」、「Teflon601A」、「Teflon601X」、「Teflon613A」、「Teflon613AX」、「Teflon605XTX」、「Teflon669X」等。
微細粉末可藉由對由TFE之乳化聚合所獲得之可進行纖維化之PTFE之水性分散液(聚合後不久之水性分散液)進行凝析、乾燥而獲得。作為可進行纖維化之PTFE之水性分散液，可為上述聚合後不久之水性分散液，亦可為市售品之水性分散液。作為聚合後不久之可進行纖維化之PTFE水性分散液之較佳之製作方法，可列舉作為揭示均聚PTFE者所列舉之上述公報等中所揭示之製作方法。作為市售品之 可進行纖維化之PTFE之水性分散液，可列舉：Daikin工業公司製造之「Polyflon D-110」、「Polyflon D-210」、「Polyflon D-210C」、「Polyflon D-310」等，Mitsui-DuPont Fluoro-Chemical公司製造之「Teflon 31-JR」、「Teflon 34-JR」等，旭硝子公司製造之「Fluon AD911L」、「Fluon AD912L」、「AD938L」等水性分散液。市售品之可進行纖維化之PTFE之水性分散液為了保持穩定性，均相對於水性分散液中之PTFE 100重量份而添加非離子性界面活性劑等2~10重量份，因此有產生如下問題之虞：非離子性界面活性易殘留於藉由共凝析所獲得之混合粉末中，多孔體著色等。因此，作為可進行纖維化之PTFE之水性分散液，較佳為聚合後不久之水性分散液。
B成分之混合前之形態並無特別限定，於B成分為低分子量PTFE之情形時，混合前之形態並無特別限定，可為水性分散體，亦可為粉體(通常稱為PTFE微粉、或微粉)。作為低分子量PTFE之粉體，例如可列舉：Mitsui-DuPont Fluoro-Chemical公司製造之「MP1300-J」等，Daikin工業公司製造之「Lubron L-5」、「Lubron L-5F」等，旭硝子公司製造之「Fluon L169J」、「Fluon L170J」、「Fluon L172J」等，喜多村公司製造之「KTL-F」、「KTL-500F」等。
作為低分子量PTFE之水性分散液，可為上述由TFE之乳化聚合所獲得之聚合後不久之水性分散液，亦可為市售品之水性分散液。又，亦可採用使用界面活性劑等使微粉分散於水分中而成者。作為聚合後不久之可進行纖維化之PTFE水性分散液之較佳之製作方法，可列舉日本專利特開平7-165828號公報、日本專利特開平10-147617號公報、日本專利特開2006-063140號公報、日本專利特開2009-1745號公報、國際公開第2009/020187號說明書等中所揭示之製作方法。作為市售品之可進行纖維化之PTFE之水性分散液，可列舉Daikin工業公司製造之「Lubron LDW-410」等水性分散液。市售品之低分子量 PTFE之水性分散液為了保持穩定性，相對於水性分散液中之PTFE 100重量份而添加非離子性界面活性劑等2~10重量份，因此有產生如下問題之虞：非離子性界面活性易殘留於藉由共凝析所獲得之混合粉末中，多孔體著色等。因此，作為低分子量PTFE之水性分散液，較佳為聚合後不久之水性分散液。
又，使用無機填料作為B成分之情形亦混合前之形態並無特別限定，較佳為水性分散體。作為無機填料，可列舉：Nippon Talc股份有限公司製造之「Talc P2」、Fuji Talc Industrial公司製造之「LMR-100」等。該等係適當對其實施藉由矽烷偶合劑等之表面處理等並使粉體分散於水中而使用。其中，就於水中之分散性之原因而言，較佳地使用藉由噴射磨機之2次粉碎品(「Talc P2」等)。
作為C成分，例如除FEP、PFA等氟樹脂以外，亦可列舉：未硬化之聚矽氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯、PET等各樹脂。混合前之形態並無特別限定，較佳為水性分散體。水性分散體於為藉由乳化聚合所獲得之樹脂之情形時，可直接使用該聚合後不久之分散體，除此以外亦可採用使用界面活性劑等使樹脂粉分散於水分中而成者。C成分係以使之於多孔膜中含有0.1~未達20重量%之方式以特定量分散於水中而製備水性分散體。
共凝析之方法並無特別限制，較佳為將3種水性分散體混合後對其作用機械攪拌力。
共凝析後進行脫水、乾燥，混合擠出助劑(液狀潤滑劑)，進行擠出。作為液狀潤滑劑，只要為可潤濕PTFE之粉末之表面、且於將藉由共凝析所獲得之混合物成形為膜狀後可除去的物質，則並無特別限定。例如可列舉：液態石蠟、石腦油、白油、甲苯、二甲苯等烴油、醇類、酮類、酯類等。
液狀潤滑劑之使用量根據液狀潤滑劑之種類等而不同，通常相 對於PTFE之粉末100重量份，為5~50重量份。藉由增大液狀潤滑劑之使用量，可減小壓力損失。
於將藉由共凝析所獲得之混合物與液體潤滑劑進行混合後，利用先前公知之方法進行擠出、壓延，藉此成形為膜狀物。擠出可藉由漿料擠出、柱塞擠出等而進行，較佳為藉由漿料擠出進行。於加熱下、例如40℃~80℃之溫度條件下，使用砑光輥等對藉由漿料擠出所擠出之棒狀擠出物進行壓延。所獲得之膜狀壓延物之厚度係根據目標多孔膜之厚度而設定，通常為100~400μm。
繼而，自作為壓延物之未煅燒膜上除去液體潤滑劑。液體潤滑劑之除去係藉由加熱法或萃取法、或該等之組合而進行。藉由加熱法之情形時之加熱溫度只要低於未進行纖維化之熱熔融加工性成分之熔點則並無特別限制，例如為100~250℃。
於未進行纖維化之熱熔融加工性成分之熔點以上且未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之分解溫度以下之溫度下，對液體潤滑劑經除去之壓延物進行延伸。於該過程中，未進行纖維化之熱熔融加工性成分熔融，其後固著於結節部5，藉此多孔膜1之厚度方向之強度經強化。此時之延伸溫度可根據進行延伸之爐之溫度、或搬送壓延物之加熱輥之溫度而設定，或者亦可藉由將該等之設定進行組合而實現。
延伸包含沿第1方向之延伸、與較佳為沿與第1方向正交之第2方向之延伸。於將多孔膜1用於空氣過濾用濾材之情形時，較佳為亦進行沿第2方向之延伸。於本實施形態中，第1方向為壓延物之長度方向(縱方向)，第2方向為壓延物之寬度方向(橫方向)。
上述壓延物係以40~800倍之伸長面積倍率進行延伸。沿第1方向之延伸速度較佳為10~600%/sec，更佳為10~150%/sec。延伸時之溫度較佳為200~350℃，更佳為280~310℃。
沿第2方向之延伸速度較佳為10~600%/sec。延伸時之溫度較佳 為200~400℃，更佳為250~350℃。沿第2方向之延伸可與沿第1方向之延伸同時或分開進行。
關於上述壓延物(亦稱為PTFE未煅燒物)之延伸，已知延伸時之溫度、延伸倍率、延伸速度會對延伸物之物性造成影響。PTFE未煅燒物之S-S曲線(表示拉伸張力與伸長率之關係之圖表)顯示出與其他樹脂不同之特異之特性。通常樹脂材料之拉伸張力會隨著伸長而上升。彈性區域之範圍、斷裂點等根據材料、評價條件而有所不同，另一方面，拉伸張力隨著伸長量而表現出上升傾向是極為一般的。相對於此，PTFE未煅燒物之拉伸張力於某一伸長量下顯示出波峰後表現出緩慢減小之傾向。此情況表示：於PTFE未煅燒物中存在「未經延伸之部位與經延伸之部位相比而變弱之區域」。
若將此情況置換為延伸時之行為，則於一般之樹脂之情形時，延伸時於延伸面內最弱之部分開始延伸，由於經延伸之部分與未經延伸之部分相比而變強，故而次弱之未延伸部不斷進行延伸，藉此經延伸之區域擴大，而使整體獲得延伸。另一方面，於PTFE未煅燒物之情形時，若開始延伸之部分靠近上述「未經延伸之部位與經延伸之部位相比而變弱之區域」，則已延伸之部分進一步延伸，其結果未經延伸之部分作為節點(結節部、未延伸部)而殘留。若延伸速度變慢，則該現象變得顯著，更大之節點(結節部、未延伸部)殘留。藉由於延伸時利用上述現象，而根據各種用途進行延伸體之物性調整。
於本實施形態中，較佳為獲得更低密度之延伸體，有效的是將低延伸速度尤其應用於第1延伸中。於為了獲得合乎本發明之目的之物性之成形體而欲使較大之節點(結節部、未延伸部)殘留、獲得低填充率之成形體的情形時，於先前之僅將PTFE作為原料之情形時，需將第1延伸之延伸速度設為150%/sec以下，較佳為設為80%/sec以下，並將沿第2方向之延伸設為500%/sec以下。然而，如此所獲得之成形 體之低填充率構造易因外力而受損。
於本實施形態中，藉由存在未進行纖維化之非熱熔融加工性成分，而使藉由低延伸速度之上述現象變得更顯著。其結果，作為可應用之延伸速度之範圍，可將第1延伸之延伸速度擴大至600%/sec以下、較佳為150%/sec以下，且可將沿第2方向之延伸擴大至600%/sec以下。又，藉由存在未進行纖維化之可熱熔融加工成分，而亦可於後加工之後亦維持該構造。
如此所獲得之多孔膜1為了提高強度或獲得尺寸穩定性，較佳為進行熱固定。熱固定時之溫度可為PTFE之熔點以上或未達，較佳為250~400℃。
(第2實施形態)
以下對第2實施形態之空氣過濾用濾材、空氣過濾單元、多孔膜之製造方法進行說明。
圖3係表示本實施形態之空氣過濾用濾材9之厚度方向剖面的圖。圖5係表示本實施形態之空氣過濾用濾材10之厚度方向剖面的圖。圖5表示5層構造之濾材。
空氣過濾用濾材10係具備1層或複數層多孔膜1與複數片通氣性支撐材13者，上述多孔膜1係以PTFE為主成分，上述通氣性支撐材13係支撐多孔膜1、至少配置於最外層，且空氣以流速5.3cm/sec通過時之壓力損失未達200Pa，包含粒徑0.3μm之NaCl粒子之空氣以流速5.3cm/sec通過時之以下述式所表示之PF值為17以上，包含個數中位徑0.25μm之聚α-烯烴粒子之空氣以流速5.3cm/sec連續通風、且壓力損失上升250Pa時的聚α-烯烴粒子之積塵量為20g/m2以上，1片上述多孔膜之膜厚為30μm以上。
PF值=-log(透過率(%)/100)/壓力損失(Pa)×1000
此處，透過率=100-捕集效率(%)
此處所謂壓力損失，係指初始壓力損失。所謂初始，係指例如使空氣過濾用濾材保持於殼體中而製成空氣過濾單元後，設置於特定之場所並成為可使用之狀態之時刻。
空氣過濾用濾材9或10如上所述般具備1層或複數層多孔膜1、與複數片通氣性支撐材13。圖3所示之濾材9具有1片多孔膜1、與自該多孔膜1兩側所夾持之2片通氣性支撐材13的3層構造。圖5所示之濾材10具有將2片多孔膜1、與3片通氣性支撐材13交互積層而成的5層構造。
(多孔膜)
圖2係說明濾材9或10之多孔膜1之構造的圖。多孔膜1包含可進行纖維化之聚四氟乙烯、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分。該等成分分別與第1實施形態中所說明之可進行纖維化之聚四氟乙烯、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分相同。
於將多孔膜1用作空氣過濾用濾材之情形時，為了良好地進行伸長面積倍率40倍以上且未達150倍下之延伸，未進行纖維化之可熱熔融加工成分之含有率較佳為10重量%以下。
多孔膜1較佳為依據下式所算出之填充率為1~20%，更佳為2~10%。
填充率(%)=(多孔膜之比重)/(原料之比重)×100
多孔膜之比重=(多孔膜之重量)/(多孔膜之膜厚×多孔膜之面積)
再者，於為包含複數種成分之混合原料之情形時，原料之比重係以用使各成分之比重乘以各成分之重量比所得者之和除以重量比之和所得之值表示。
多孔膜1之膜厚為30μm以上。此處所謂膜厚，係1片多孔膜1之膜厚，於濾材具備複數片多孔膜1之情形時，係各層之厚度。多孔膜1 之膜厚較佳為35μm以上，更佳為40μm以上。膜厚就使濾材之壓力損失未達200Pa之觀點而言，較佳為250μm以下，更佳為200μm以下。膜厚係使用膜厚計進行測定。藉由膜厚為上述範圍之上限值以下，可抑制濾材之壓力損失變高。多孔膜1含有特定量之未進行纖維化之可熱熔融加工成分，藉此藉由該成分固著於結節部5而使結節部5變硬，即便於後步驟中對膜厚方向施加壓縮力等亦不易被壓壞，可保持膜厚。多孔膜1如上所述般可抑制纖維徑較細之纖維之產生，藉此形成纖維彼此之重合減少之空隙較多的構造。藉由上述構造，將壓力損失保持為較低，但於以相同膜厚進行比較之情形時之捕集效率與不含未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之先前之PTFE多孔膜相比而下降。然而，藉由含有未進行纖維化之可熱熔融加工成分，多孔膜1之厚度方向之強度獲得提高，藉此與不含未進行纖維化之可熱熔融加工成分之先前之PTFE多孔膜相比，可如上述膜厚之範圍般使體積變大。藉此，多孔膜1於厚度方向上纖維量增多，抑制對捕集效率之不良影響，並且藉由空隙較多之膜構造，可防止壓力損失之上升並使積塵量大幅增加。
又，PTFE多孔膜若為了降低壓力損失而以高倍率延伸得較薄，則於相同濾材中之不同區域之間，所產生之較細之纖維之疏密之差變大，壓力損失之不均變大。此處所謂壓力損失之不均，係於相同濾材中之不同區域之間之壓力損失之不均。
風集中地流過壓力損失較低之區域，捕集效率下降，因此若壓力損失之不均較大，則於濾材中部分性地存在捕集效率較低之部分之問題變得顯著。
根據本發明，與不含未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之先前之PTFE多孔膜相比，可以低倍率進行延伸，將壓力損失保持為較低，使體積增大，可大幅增加積塵量並亦將壓力損失之不均保持為較 低。又，藉由包含未進行纖維化之熱熔融加工性成分，即便受到外力亦可維持該大體積構造。
作為藉由上述多孔膜1之構造而使積塵量增加之原因，認為如下所述。先前之PTFE多孔膜由於含有大量纖維徑較細之微細之原纖維，故而每根纖維之表面積較大，每1根纖維之捕集效率非常高，另一方面，由於膜厚較薄、纖維彼此之重合較多，故而無法積塵大量微粒子，未能有效地發揮每1根纖維之捕集效率之高效。相對於此，本實施形態之多孔膜1藉由增大膜厚，纖維徑較細之纖維之量反而減少，相對較粗之纖維之量、與藉由上述較粗之纖維而於多孔膜1中所形成之空隙之量增加，藉此抑制壓力損失之上升或捕集效率之下降，並獲得使積塵量增大之纖維構造。
具有纖維徑之不均較大之構造之濾材中混合存在纖維徑較細且纖維之量較多之區域、與纖維徑較粗且纖維之量較少之區域，因此部分性地存在積塵量獲得改善之區域。推測於例如將上述濾材組入單元等之情形時，濾材之寬廣面積上之平均積塵量由於較細之纖維較多且積塵量較小之區域所給予之影響較大，故而未充分獲得改善。又，於具有纖維徑之不均較大之構造之濾材中，於纖維徑較細且纖維之量較少之區域中壓力損失亦變低，風集中地流過壓力損失較低之區域，捕集效率下降。如此，壓力損失之不均變大，濾材中部分性地產生捕集效率較低之區域成為問題。
為了減小壓力損失之不均，較佳為於擠出時使用適當形狀之T型模頭以片材狀擠出。
於所擠出之形狀為例如圓棒狀之情形時，於壓延時加工成片材狀時，形狀發生較大變化，自圓棒狀變為片材狀，此時，越為接近圓棒狀之剖面中之中央部之部分，擠出物越被較大地壓壞，獲得與其他部分不同之行為(壓延行為)之部分包含於片材狀物中。另一方面，若 所擠出之形狀為片材狀，則擠出時之形狀變化亦較少，擠出物於壓延時整體性地被壓壞。
多孔膜1於空氣過濾用濾材9至11中，如上所述般可包含單層或多層。又，於多孔膜1包含多層之情形時，多孔膜1彼此可相互直接積層，亦可經由通氣性支撐材13而積層。於該情形時，通氣性支撐材13可為單層、或重疊有複數片之多層。又，於多孔膜1包含多層、且通氣性支撐材13介於鄰接之2片多孔膜1之間的情形時，該通氣性支撐材13可為與配置於空氣過濾用濾材10之最外層之通氣性支撐材13相同或不同者。
(通氣性支撐材)
通氣性支撐材13與第1實施形態中所說明之通氣性支撐材相同。
於空氣過濾用濾材10中，通氣性支撐材13除位於最外層以外，亦可進而包含1層以上。空氣過濾用濾材10所含之通氣性支撐材13彼此可為同種或不同種者。
通氣性支撐材13可利用藉由由加熱引起之通氣性支撐材13之一部分熔融或熱熔樹脂之熔融的固著效果，或者利用使用反應性接著劑等之接著，而與多孔膜1接合。
可對濾材之層構造進行設定以實現作為基於JIS Z8122之HEPA過濾器之捕集性能，即作為於定格風量下對粒徑為0.3μm之粒子具有99.97%以上之粒子捕集率、且具有初始壓力損失為245Pa以下之性能的空氣過濾器之捕集性能。濾材之層構造可如例如圖3所示之濾材9般為3層構造，亦可如圖5所示之濾材10般為5層構造，亦可如圖6所示之濾材11般為4層構造，又，亦可為6層以上之層構造。再者，圖6係表示本實施形態之變形例之濾材之厚度方向剖面的圖。
於圖5所示之5層構造之濾材10中，各多孔膜1例如平均纖維徑為0.10~0.12μm，膜厚為35~60μm，填充率為3~5%，濾材10例如膜 厚為400~500μm。
圖6所示之4層構造之濾材11係於相互直接積層之2片多孔膜1之外側配置有2片通氣性支撐材13而成。圖6係表示本實施形態之變形例之濾材之厚度方向剖面的圖。於圖6所示之濾材11中，各多孔膜1例如平均纖維徑為0.10~0.12μm，膜厚為35~60μm，填充率為3~5%，平均孔徑為0.8~1.6μm。濾材11例如膜厚為400~500μm。
再者，具有作為HEPA過濾器之捕集性能之濾材並不限定於圖1、圖3及圖6所示之層構造者。層構造之層數之上限值係於無損作為HEPA過濾器之壓力損失之範圍內決定。又，本實施形態之濾材只要具有作為HEPA過濾器之捕集性能即可，例如可為基於JIS Z8122之ULPA過濾器，即於定格風量下對粒徑為0.15μm之粒子具有99.9995%以上之粒子捕集率、且具有初始壓力損失為245Pa以下之性能的空氣過濾器。
本實施形態之濾材如上所述般壓力損失未達200Pa。如上所述般，多孔膜1之構造可抑制纖維徑較細之纖維之產生，形成空隙較多之構造，藉此將多孔膜1之壓力損失保持為較低，其結果將作為濾材之壓力損失保持為未達200Pa。
本實施形態之濾材如上所述般PF值為17以上。如上所述般，多孔膜1之構造為空隙較多之構造，且為膜厚較大之大體積構造，藉此抑制多孔膜1之捕集效率之下降，其結果作為濾材之捕集效率變高，壓力損失變低。藉此，PF值成為17以上。
本實施形態之濾材如上所述般積塵量為20g/m2以上。如上所述般增大多孔膜1之積塵量，結果作為濾材之積塵量成為20g/m2以上。積塵量係藉由後述PAO粒子透過時之壓力損失上升試驗進行評價。PAO粒子就與NaCl等固體粒子相比可廣泛地使用之方面而言，較佳地用作試驗粒子。
本實施形態之濾材較佳為使包含JIS B9927之附屬書之無塵室用空氣過濾用濾材性能試驗方法所規定之試驗用粒子的空氣以流速5.3cm/sec通過時之捕集效率為99.97%以上。如上所述般，多孔膜1之構造為空隙較多之構造，且為膜厚較大之大體積構造，藉此抑制多孔膜1之捕集效率之下降，其結果將作為濾材之捕集效率保持為99.97%以上。
本實施形態之濾材較佳為用壓力損失分佈之標準偏差除以平均值所得之變動係數CV為5%以下。變動係數CV之下限值例如為1%。濾材之壓力損失分佈係藉由例如將濾材分割成100個格子狀，測定各格子內之直徑100mm之區域之壓力損失而獲得。壓力損失之測定可藉由下述方式進行：例如使用具備於接近濾材表面之狀態下進行濾材10之兩面之測定之測壓計的測定裝置，以使該測壓計於各區域之下游側之表面上沿著已決定之路徑移動之方式進行操作。繼而，由包含所測得之各區域之壓力損失之壓力損失分佈算出標準偏差，用該標準偏差除以所測得之所有區域之壓力損失之平均值，藉此可求出變動係數CV(%)。再者，於本發明中，空氣過濾用濾材只要無特別說明，係為了用於複數個空氣過濾單元而具有可切割成複數個之程度之面積者，通常為於長度方向上較長之長條物。濾材之大小並無特別限制，例如長度方向長度為100~1000m，寬度方向長度為600~2000mm。
於包含均聚PTFE之先前之PTFE多孔膜中變動係數為10%左右，相對於此，本實施形態之濾材之壓力損失之變動係數CV為5%以下，抑制壓力損失之不均。認為其原因如下所述。先前之PTFE多孔膜由於製造時之延伸倍率較高，故而膜厚較薄，因延伸不均導致產生壓力損失較低之部位，上述壓力損失較低之部位之存在導致捕集效率下降。作為改善上述情況之方法，考慮到減小多孔膜之製造時之延伸倍率，但若僅減小延伸倍率，則產生壓力損失變高等其他問題。發現於 上述狀況下，若使用除可進行纖維化之PTFE以外亦含有未進行纖維化之非熱熔融加工性成分及未進行纖維化之可熱熔融加工成分之多孔膜之原料，則獲得平均纖維徑較大、空隙較多之纖維構造且膜厚較厚之多孔膜。藉由具備上述多孔膜，本實施形態之濾材可將壓力損失抑制為較低，未達200Pa，且壓力損失之不均較小，並且積塵量變大。
如上所述般，即便為相同濾材之區域彼此，亦會因如上所述之纖維構造之不均而可能存在積塵量較大之區域與較小區域。於該情形時，認為作為濾材整體之積塵量並非成為積塵量較大之區域與較小之區域之平均，而是受積塵量較小之區域之值支配而變小。因此，即便局部存在積塵量較大之濾材之區域，亦有作為濾材整體之積塵量變小之可能性，從而根據濾材之區域上述不均較大之情況欠佳。就該方面而言，上述壓力損失之變動係數CV亦較佳為5%以內。
本實施形態之濾材如上所述般係具備以PTFE為主成分之多孔膜1與通氣性支撐材13，具有作為HEPA過濾器之捕集性能的空氣過濾用濾材，積塵量為20g/m2以上，多孔膜1之膜厚為30μm以上。先前之PTFE多孔膜儘管初始捕集效率較高，但由於為具有大量纖維徑較細之纖維之纖維構造，故而有積塵量較小之缺點。然而，本實施形態之濾材之多孔膜1與先前之PTFE多孔膜相比，具有平均纖維徑較大、纖維間之間隙較大之纖維構造，並且膜厚較大，藉此具有纖維徑較粗之纖維之量增加、且空隙較多之(低填充率之)纖維構造。藉由具備上述多孔膜，本實施形態之濾材抑制由平均纖維徑變大所引起之對初始捕集效率之不良影響，且將壓力損失保持為低，藉此滿足作為HEPA過濾器之捕集性能，且具有與包含玻璃纖維之濾材同等優異之積塵量。使用包含均聚PTFE之先前之PTFE多孔膜之濾材無法獲得上述性能及纖維構造。
又，如上所述積塵量較大，因此藉由本實施形態之濾材，無需 設置包含熔噴不織布等之預捕集層。於先前之空氣過濾用濾材中，PTFE多孔膜被延伸得較薄，液體粒子之積塵量較小，因此為了增大液體粒子之積塵量，而提出於PTFE多孔膜之上游側貼附包含聚丙烯(PP)等之300μm左右之厚度之熔噴(MB)不織布而成之濾材。然而，於此種濾材中，自熔噴不織布產生雜質，而易污染所透過之氣流。進而，此種濾材由於濾材厚度變厚，故而使之保持於殼體內而作為空氣過濾單元之情形時之濾材折入面積變少。然而，本實施形態之濾材如上所述般積塵量較大，因此不會產生由預捕集層所產生之雜質。進而，由於無需設置預捕集層，故而可確保製造空氣過濾單元時之濾材於殼體中之折入面積。
本實施形態之濾材例如用於與第1實施形態中所說明者相同之用途、領域中之除液體過濾領域以外之用途、領域。
(空氣過濾單元)
其次，對使用上述濾材之空氣過濾單元進行說明。
空氣過濾單元與例如第1實施形態中所說明之圖4所示之空氣過濾單元相同。加工完畢濾材21係使用例如上述濾材9、濾材10或濾材11。
又，使用濾材9至11中任一者之空氣過濾單元並不限定於圖4所示之空氣過濾單元20，亦可為圖7所示之V陣列型(亦稱為雙摺疊型)空氣過濾單元30等其他型者。圖7係一部分切缺地表示V陣列型之空氣過濾單元30之外觀圖。空氣過濾單元30具備濾材31，組支承部37、39，及殼體34。濾材31係使用例如上述濾材9、濾材10或濾材11。濾材31係對片材狀者實施摺疊加工而加工成鋸齒形狀，任意設置包含熱熔樹脂等之間隔件，藉此加工成過濾組。複數個過濾組係以看起來複數個V字形狀沿一方向排列之方式配置於殼體34內，氣流之流入側之端部係由組支承部37支撐，流出側之端部係由組支承部39支撐。
再者，於其他實施形態中，空氣過濾單元係亦可使用上述濾材9至11中之任一者而以例如上述微型摺疊式空氣過濾單元而製作。
以上之空氣過濾單元20、30具備上述濾材9至11中之任一者作為濾材21、31，藉此儘管積塵量與包含玻璃纖維之濾材為同等大小，但亦可抑制捕集性能之下降。又，如上所述積塵量較大，藉此無需設置預捕集層，因此不會產生先前由預捕集層所產生之雜質，可確保濾材於殼體內之折入面積。
(空氣過濾用濾材之製造方法)
其次，對空氣過濾用濾材之製造方法進行說明。
圖8表示包含本實施形態之多孔膜之製造方法之空氣過濾用濾材之製造方法之流程圖。空氣過濾用濾材之製造方法包括：進行共凝析之步驟(ST10)、進行漿料擠出之步驟(ST20)、進行壓延之步驟(ST30)、進行延伸之步驟(ST40)、及進行積層之步驟(ST50)。其中，進行共凝析之步驟(ST10)至進行延伸之步驟(ST40)為本實施形態之多孔膜之製造方法之一例，藉此製造多孔膜。於進行共凝析之步驟(ST10)中，製造作為多孔膜之原料之成形用材料。
此處，包含利用進行共凝析之步驟(ST10)所進行之成形用材料之製造方法，對成形用材料之製造方法進行說明。此處，將可進行纖維化之PTFE設為A成分、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分設為B成分、未進行纖維化之可熱熔融加工成分設為C成分而進行說明。再者，以B成分為低分子量PTFE等具有熱塑性之成分之情形為例進行說明。
成形用材料可作為混合粉末等組合物而製作，可藉由包含進行共凝析之步驟(ST10)之各種方法而製造。例如於組合物為混合粉末之情形時，可列舉如下方法：利用通常之混合機等將A成分、B成分、及C成分之各粉末進行混合之方法，藉由使包含A成分、B成分、及C 成分之各水性分散液進行共凝析而獲得共凝析粉末之方法(進行共凝析之步驟(ST10))，利用通常之混合機等將預先使A成分、B成分、C成分中之任意2種成分之各水性分散液進行共凝析所獲得之混合粉末、與剩餘之1種成分之粉末進行混合的方法等。藉由該等任一方法均可獲得就進行延伸方面而言較佳之材料。其中，就易使3種不同成分均勻地分散之方面而言，較佳為藉由使包含A成分、B成分、及C成分之各水性分散液進行共凝析、即進行共凝析之步驟(ST10)而獲得。
作為包含進行共凝析之步驟(ST10)、共凝析之方法，可列舉第1實施形態中所說明之(i)~(iv)之方法。其中，就易使3種成分均勻地分散之方面而言，較佳為上述(i)之方法。
於上述(i)~(iv)之共凝析之方法中，較佳為例如與第1實施形態中所說明之方法同樣地添加酸、金屬鹽、有機溶劑而使凝析。
A成分之混合前之形態並無特別限定，例如較佳為上述高分子量PTFE之水性分散體。作為高分子量PTFE，例如可列舉第1實施形態中所列舉之高分子量PTFE之市售品等水性分散體。
B成分之混合前之形態並無特別限定，於B成分為低分子量PTFE之情形時，較佳為水性分散體。水性分散體除利用乳化聚合所獲得之水性分散體以外，亦可為使用界面活性劑等使壓型粉末、微細粉末分散於水分中而成者。其中，就水成分散體之穩定性之方面而言，較佳地使用利用乳化聚合所獲得之水性分散體。作為低分子量PTFE，例如可列舉第1實施形態中所列舉之低分子量PTFE之市售品等。
又，於B成分為無機填料之情形時，B成分之混合前之形態亦較佳為水性分散體。作為無機填料，例如可列舉第1實施形態中所列舉之無機填料之市售品等。該等係適當對其實施藉由矽烷偶合劑等之表面處理等並使分散於水中而使用。其中，就於水中之分散性之原因而言，較佳地使用藉由噴射磨機之2次粉碎品(「Talc P2」等)。
作為C成分，例如除FEP、PFA等氟樹脂以外，亦可列舉：未硬化之聚矽氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯、PET等各樹脂。混合前之形態並無特別限定，較佳為水性分散體。水性分散體於為藉由乳化聚合所獲得之樹脂之情形時，可直接使用該聚合後不久之分散體，除此以外亦可採用使用界面活性劑等使樹脂粉分散於水分中而成者。未進行纖維化之熱熔融加工性成分係以使之於多孔膜中含有0.1~未達20重量%之方式以特定量分散於水中而製備水性分散體。
共凝析之方法較佳為將3種水性分散體混合後對其作用機械攪拌力。此時，可併用上述酸、金屬鹽、有機溶劑等作為凝析劑。
共凝析後進行脫水、乾燥，混合擠出助劑(液狀潤滑劑)，進行擠出。液狀潤滑劑之種類、使用量與第1實施形態中所說明者相同。
於將藉由共凝析所獲得之混合物與液體潤滑劑進行混合後，利用先前公知之方法進行擠出、壓延，藉此成形為膜狀物。擠出可藉由漿料擠出(ST20)、柱塞擠出等而進行，較佳為藉由漿料擠出進行。於加熱下、例如40℃~80℃之溫度條件下，使用砑光輥等對藉由漿料擠出所擠出之棒狀擠出物進行壓延(ST30)。藉由壓延所獲得之膜狀壓延物之厚度係根據目標多孔膜之厚度而設定，通常為100~400μm。
此處，對漿料擠出(ST20)進行說明。
棒狀可列舉片材形狀、圓柱狀(亦稱為圓棒狀)等沿一方向伸長之形狀。棒狀之擠出物較佳為片材狀。若為片材狀，則對未煅燒膜(亦稱為生帶)進行壓延加工時之形狀變化較少，可容易地獲得均質之生帶。其結果可獲得於加工成多孔膜(亦稱為延伸膜)後之物性變得均質、於用於空氣過濾用濾材之情形時壓力損失之不均較少的多孔膜。片材形狀之擠出物係藉由例如由安裝於漿料擠出裝置之前端部之片材模(T型模頭)擠出而形成。於漿料擠出裝置中，於前端部設有與內部空間連接之圓孔。於片材模上形成擠出口，使擠出物自擠出方向看形 成為矩形狀。例如具有長度方向長度為100~250mm、寬度方向長度為1~8mm之尺寸之擠出口。藉由自上述形狀之擠出口被擠出，擠出物以片材形狀被擠出。再者，若將片材模自漿料擠出裝置上拆除，則擠出物以圓柱狀被擠出。
回到進行壓延之步驟(ST30)，自作為壓延物之未煅燒膜上除去液體潤滑劑。液體潤滑劑之除去係以與第1實施形態中所說明者相同之方式進行。
於未進行纖維化之熱熔融加工性成分之熔點以上且未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之分解溫度以下之溫度下，對液體潤滑劑經除去之壓延物進行延伸(ST40)。於該過程中，C成分熔融，其後固著於結節部，藉此多孔膜之厚度方向之強度經強化。此時之延伸溫度可根據進行延伸之爐之溫度、或搬送壓延物之加熱輥之溫度而設定，或者亦可藉由將該等之設定進行組合而實現。沿長度方向之延伸可藉由例如日本專利特開2012-020274號公報之圖5所示之裝置進行。又，沿寬度方向之延伸可藉由例如日本專利特開2012-020274號公報之圖6所示之裝置中之左半部分(拉幅機)進行。
延伸包含沿壓延物之長度方向(MD方向)之延伸、與較佳為沿壓延物之與長度方向正交之寬度方向(TD方向)之延伸。於將多孔膜用於空氣過濾用濾材之情形時，較佳為亦進行沿寬度方向之延伸。
上述壓延物係以40倍以上且未達150倍之伸長面積倍率進行延伸。
沿長度方向之延伸倍率為4倍以上且未達10倍。於沿長度方向之延伸速度、延伸溫度分別與第1實施形態中所說明者相同之條件下進行。
沿寬度方向之延伸倍率超過10倍且未達25倍。若沿寬度方向之延伸倍率為10倍以下，則無法良好地進行延伸，難以獲得均勻之多孔 膜。於沿寬度方向之延伸速度、延伸溫度分別與第1實施形態中所說明者相同之條件下進行。沿寬度方向之延伸可與沿長度方向之延伸同時或分開進行。
如此所獲得之多孔膜為了提高強度或獲得尺寸穩定性，較佳為進行熱固定。熱固定時之溫度可為PTFE之熔點以上或未達，較佳為250~400℃。
於進行積層之步驟(ST50)中，於所獲得之多孔膜上積層通氣性支撐材。通氣性支撐材可使用上述不織布、織布、金屬網、樹脂網等。積層可利用先前公知之方法進行。例如於使用不織布等作為通氣性支撐材之情形時，可利用藉由由加熱引起之通氣性支撐材13之一部分熔融或熱熔樹脂之熔融的固著效果、或者利用使用反應性接著劑等之接著，將通氣性支撐材13與多孔膜1接合。上述積層可藉由例如日本專利特開2012-020274號公報之圖6所示之裝置中之右半部分之裝置(熱層壓裝置)而進行。又，多孔膜彼此之積層係加熱至PTFE之熔點附近，如後述實施例4般進行。
如上所述般獲得空氣過濾用濾材。
藉由上述空氣過濾用濾材之製造方法，可獲得積塵量較大、抑制捕集性能之下降且不會產生雜質的空氣過濾用濾材。先前，作為空氣取入用HEPA過濾器所利用之空氣過濾用濾材之壓力損失，要求80~140Pa左右之較低之值者。然而，於包含均聚PTFE之先前之PTFE多孔膜中，儘管捕集效率較高，但膜厚較薄，因此即便製作例如如圖3所示之5層構造之濾材，積塵量亦並不充分。因此，如上所述般藉由使用含有未進行纖維化之非熱熔融加工性成分(B成分)及未進行纖維化之可熱熔融加工成分(C成分)之成形用材料作為多孔膜之原料，可獲得平均纖維徑較大、膜厚較厚、纖維構造與先前之PTFE多孔膜不同之多孔膜。然而，明瞭若多孔膜之製造時之延伸倍率較高，則膜厚 變薄且性能下降，並且得知單層之多孔膜之捕集效率較低。因此，藉由減小延伸倍率、並設為任意包含複數層多孔膜之層構造，而可獲得不會使性能下降且為低壓力損失、並且積塵量獲得大幅提高之先前尚無的空氣過濾用濾材。
[實施例]
以下揭示實施例，具體說明第1實施形態。
(實施例1)
將依據國際公開第2005/061567號說明書之比較例3中記載之方法所製作之SSG為2.160之PTFE水性分散體(PTFE-A)66.5重量%(聚合物換算)、依據國際公開第2009/020187號說明書記載之方法所製作之380℃下之使用流量測試法所測定之熔融黏度為20000Pa．s之低分子量PTFE水性分散體(PTFE-B)28.5重量%(聚合物換算)、及依據日本專利特開2010-235667號公報中記載之方法所製作之熔點為215℃之FEP水性分散體5重量%(聚合物換算)進行混合，添加1%硝酸鋁水溶液500ml作為凝析劑，進行攪拌，藉此進行共凝析。繼而，使用篩子瀝去所生成之粉中之水分後，進而於熱風乾燥爐中於135℃下乾燥18小時，獲得上述3種成分之混合粉末。
繼而，相對於混合物100重量份，於20℃下添加烴油(出光興產股份有限公司製造之「IP Solvent2028」)25重量份作為擠出液狀潤滑劑並進行混合。繼而，使用漿料擠出裝置擠出所獲得之混合物而獲得圓棒形狀之成形體。藉由加熱至70℃之砑光輥將該圓棒形狀之成型體成形為膜狀，而獲得PTFE膜。使該膜通過250℃之熱風乾燥爐而蒸發除去烴油，獲得平均厚度200μm、平均寬度150mm之帶狀未煅燒PTFE膜。繼而，使未煅燒PTFE膜沿長度方向以延伸倍率5倍、延伸速度38%/sec進行延伸。延伸溫度為300℃。繼而，使用可連續夾持之拉幅機，使經延伸之未煅燒膜沿寬度方向以延伸倍率13.5倍、延伸速度 330%/sec進行延伸，進行熱固定。此時之延伸溫度為290℃，熱固定溫度為390℃。藉此獲得多孔膜(填充率4.2%，平均纖維徑0.150μm，厚度38.6μm)。
繼而，使用包含以PET為芯、PE為鞘之芯/鞘構造之纖維之紡黏不織布(平均纖維徑24μm，單位面積重量40g/m2，厚度0.2mm)作為通氣性支撐材，使用層壓裝置，藉由熱融著將上述通氣性支撐材接合於所獲得之多孔膜1之兩面，獲得濾材。算出如此所獲得之多孔膜及濾材之壓力損失、PF值、過濾壽命、膜厚減少速度、粉塵保持容量等性能。
(實施例2)
於實施例1中，使用無機填料(Nippon Talc公司製造之「Talc P2」)代替380℃下之使用流量測試法所測定之熔融黏度為20000Pa．s(PTFE-B)之PTFE水性分散體，又，使用液體潤滑劑29重量份，將寬度方向之延伸倍率變為20倍，除此以外以與實施例1相同之方式進行加工並評價。
(比較例1)
於實施例1中，使用SSG為2.160之PTFE水性分散體(PTFE-A)，不使用未進行纖維化之非熱熔融加工性成分及未進行纖維化之可熱熔融加工成分，使用液體潤滑材30重量份，將寬度方向之延伸倍率變為24倍，除此以外以與實施例1相同之方式獲得多孔膜及濾材，算出過濾器性能。
(比較例2)
於實施例1中，不使用未進行纖維化之可熱熔融加工成分，改變可進行纖維化之PTFE及未進行纖維化之非熱熔融加工性成分的調配比(可進行纖維化之PTFE 70重量%，未進行纖維化之非熱熔融加工性成分30重量%)，將寬度方向之延伸倍率變為20倍，除此以外以與實 施例1相同之方式進行加工並評價。
(比較例3)
於實施例1中，不使用未進行纖維化之非熱熔融加工性成分，改變可進行纖維化之聚四氟乙烯及未進行纖維化之可熱熔融加工成分的調配比率(可進行纖維化之PTFE 90重量%，未進行纖維化之可熱熔融加工成分10重量%)，將寬度方向之延伸倍率變為20倍，除此以外以與實施例1相同之方式進行加工並評價。
(比較例4)
於實施例1中，以使未進行纖維化之可熱熔融加工成分之含有率成為23重量%之方式改變各成分之調配比率，除此以外以與實施例1相同之方式進行加工並評價。
(比較例5)
於實施例1中，將延伸溫度變為未進行纖維化之可熱熔融加工成分之熔點以下，除此以外以與實施例1相同之方式進行加工並評價。
(實施例3)
於實施例1中，使用熔點315℃之PFA作為未進行纖維化之可熱熔融加工成分，除此以外以與實施例1相同之方式進行加工並評價。
(實施例4)
於實施例1中，使用聚矽氧樹脂(Gamma Chemical公司製造之「G-600」)作為未進行纖維化之可熱熔融加工成分，除此以外以與實施例1相同之方式進行加工並評價。
將關於以上實施例1~4、比較例1~5之測定結果示於表1~2。
表1~表3所示之各種性能係根據下述要領進行測定或算出。
(壓力損失)
1.多孔膜及濾材之壓力損失
自多孔膜1上取出有效面積設為100cm2之圓形狀試驗樣品，將試 驗樣品設置於圓筒形狀之過濾器濾材保持座上，利用壓氣機對入口側進行加壓，以空氣通過濾材之速度成為5.3cm/sec之方式調整空氣之流動，於試驗樣品之上游側及下游側使用測壓計測定壓力，獲得上下游間之壓力之差，將其作為多孔膜1之壓力損失。採用使用相同之多孔膜所製作之濾材，以與上述相同之方式求出壓力損失。
又，依據下式算出多孔膜與濾材之間之壓力損失之變化率(%)。
變化率(%)=(濾材之壓力損失(Pa)-多孔膜之壓力損失(Pa))/多孔膜之壓力損失(Pa)×100
2.空氣過濾單元之壓力損失
將空氣過濾單元20設置於試驗用矩形管上，以使風量成為56m3/min之方式調整空氣之流動，於空氣過濾單元20之上游側及下游側使用測壓計測定壓力，獲得上下游間之壓力之差，將其作為空氣過濾單元20之壓力損失。再者，空氣過濾單元20係使用610mm(縱)×610mm(橫)×290mm(深度)之分隔件型者。
(捕集效率)
使用霧化器產生NaCl粒子，利用靜電分級器(TSI公司製造)分級為0.3μm，使用鋂241使粒子帶電中和後，將透過之流量調整為5.3cm/sec，使用粒子計數器(TSI公司製造之CNC)求出多孔膜1於前後之粒子數，藉由下式算出捕集效率。
捕集效率(%)=(CO/CI)×100
CO=多孔膜1所捕集之NaCl 0.3μm之粒子數
CI=對多孔膜1所供給之NaCl 0.3μm之粒子數
採用使用相同之多孔膜所製作之濾材，以與上述相同之方式算出捕集效率。
(PF值)
使用粒徑0.3μm之NaCl粒子，由多孔膜之壓力損失及捕集效率 (NaCl 0.3μm)，依據下式求出PF值。
PF值=-log(透過率(%)/100)/壓力損失(Pa)×1000
此處，透過率=100-捕集效率(%)
又，依據下式算出多孔膜與濾材之間之PF值之變化率(%)。
變化率(%)=(濾材之PF值-多孔膜之PF值)/多孔膜之PF值×100
採用使用相同之多孔膜所製作之濾材，以與上述相同之方式求出PF值。
(過濾壽命)
1.多孔膜及濾材之過濾壽命
對多孔膜1連續地供給NaCl粒子，測定直至多孔膜之壓力損失增加100Pa為止所供給之NaCl粒子之量(g/m2)，將其設為多孔膜之壽命。所使用之多孔膜之有效過濾面積為50cm2。壓力損失係如上所述般進行測定。NaCl粒子之量係根據本試驗，藉由自100Pa增加後之樣品濾材質量中減去當初之質量而求出。
又，依據下式算出多孔膜與濾材之間之過濾壽命之變化率(%)。
變化率(%)=(濾材之過濾壽命(g/m2)-多孔膜之過濾壽命(g/m2))/多孔膜之過濾壽命(g/m2)×100
採用使用相同之多孔膜所製作之濾材，以與上述相同之方式求出過濾壽命(g/m2)。
2.空氣過濾單元之過濾壽命
製作610mm(縱)×610mm(橫)×290mm(深度)之分隔件型過濾器單元20，安裝於試驗管上。濾材係使用實施摺疊加工且折入面積24m2者。依據下式算出直至初始之壓力損失上升250Pa為止所捕集之捕集塵埃量(g/m2)，作為過濾壽命。
捕集塵埃量(g/m2)=過濾器重量增加量(g/台)/濾材面積(m2/台)
(膜厚減少速度)
使用於數位線性計測器(digital linear gauge)(Mitutoyo公司製造之LGK-0510)上安裝有直徑10mm(底面積78.5mm×2)之平板測定子(零件No.101117)而成之測定器，使用資料記錄器連續地(0.1Hz)記錄對膜表面沿垂直方向施加壓力6.4kPa時之膜厚度變化。由記錄資料測定測定子接觸膜後經過0.5秒時之膜厚減少量，算出膜厚減少速度(μm/sec)。
(用電量、節能效果)
依據下述式，算出消耗電量(kWh)作為隨著通風之用電量。壓力損失係使用當初之壓力損失之值。
消耗電力(kWh)=風量(m3/min)×壓力損失(Pa)×通風時間(h)/風扇效率(-)×1000
此處，風扇效率=0.7
又，依據下述要領算出將採用空氣過濾單元20之情形與採用使用玻璃纖維之濾材之空氣過濾單元之情形進行比較時之節能效果(千日元/年)。
(a)例如採用使用壓力損失275Pa之玻璃纖維之濾材之HEPA過濾器(分隔件型)的情形時之消耗電力係如下述式般算出。
消耗電力(KWh)=56/60(m3/sec)×275(Pa)×8760(h)/(0.7(-)×1000)≒3250KWh
(b)例如採用壓力損失150Pa之本發明品(分隔件型)之情形時之消耗電力係如下述式般算出。
消耗電力(KWh)=56/60(m3/sec)×150(Pa)×8760(h)/(0.7(-)×1000)≒1800KWh
繼而，基於以上，於將電費假設為14日元/KWh之情形時，節能效果可評價為相當於(3250-1800)×14≒20300日元/年。
由表1及2得知，於不含未進行纖維化之非熱熔融加工性成分及未進行纖維化之可熱熔融加工成分之比較例1中，因通氣性支撐材之層壓導致壓力損失、PF值、過濾壽命均大幅下降，過濾器性能劣化。又，膜厚減少速度亦較大，多孔膜之強度並不充分。
又，不含未進行纖維化之可熱熔融加工成分之比較例2、及不含未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之比較例3可製作與實施例1同等程度之填充率之多孔膜，但與比較例1同樣地壓力損失等大幅下降， 過濾器性能劣化。又，膜厚減少速度亦較大，多孔膜之強度並不充分。
進而，於未進行纖維化之可熱熔融加工成分之含有率為20重量%以上之比較例4中，無法製作多孔膜。
相對於此，於實施例1~4中，壓力損失、PF值、過濾壽命之變化較小，過濾器性能之劣化獲得抑制。又，膜厚減少速度亦較小，多孔膜之強度獲得大幅改善。
(實施例5及比較例6及7)
使用實施例1中所製作之濾材，製作分隔件型空氣過濾單元(實施例5)，與使用先前之濾材所製作之空氣過濾單元(比較例6及7)比較壓力損失、壽命。
實施例5之空氣過濾單元係利用旋轉式摺疊機以沿長度方向每隔260mm成為山折、谷折之方式對各濾材進行摺疊加工，而製作鋸齒形狀之加工完畢濾材。繼而，於濾材之谷部插入將鋁板加工成波浪形而成之分隔件，獲得縱590mm×橫590mm之過濾組。摺疊數為160(80山)。將所獲得之過濾組固定於外部尺寸610mm(縱)×610mm(橫)×290mm(深度)之鋁製殼體內。利用胺基甲酸酯接著劑將過濾組之周圍與殼體接著，算出空氣過濾單元之壓力損失、過濾壽命、用電量、節能效果。
於比較例6中，代替濾材及分隔件，而將包含玻璃纖維之HEPA過濾器濾材收容於殼體之內側，除此以外以與實施例5相同之方式進行加工並評價。玻璃纖維之平均纖維徑約為0.5μm。
於比較例7中，作為濾材，係使用於通常之PTFE之HEPA過濾器濾材(平均纖維徑約70nm)之上游側積層藉由熔噴法所獲得之包含聚丙烯之預捕集層而成的HEPA過濾器，除此以外以與實施例5相同之方式進行加工並評價。該預捕集層之平均纖維徑約為1.1μm。
將關於以上實施例5、比較例6及7之測定結果示於表3。
由表3得知，依據本發明所製作之濾材與玻璃濾材相比，不僅壓力損失較低，且關於作為先前之PTFE濾材之課題的灰塵保持量(過濾壽命)亦獲得大幅改善，成為與玻璃濾材大致同等程度，從而可製作低壓損且長壽命之過濾器。其結果與先前之濾材(比較例6及7)相比可達成大幅節能。
其次，揭示實施例，具體說明第2實施形態。
(實施例11)
將SSG為2.160之PTFE水性分散體(PTFE-A)66.5重量%(聚合物換算)、380℃下之使用流量測試法所測定之熔融黏度為20000Pa．s之低分子量PTFE水性分散體(PTFE-B)28.5重量%(聚合物換算)、及熔點為215℃之FEP水性分散體5重量%(聚合物換算)進行混合，添加1%硝酸鋁水溶液500ml作為凝析劑，進行攪拌，藉此進行共凝析。繼而，使用篩子瀝去所生成之粉中之水分後，進而於熱風乾燥爐中於135℃下乾燥18小時，獲得上述3種成分之混合粉末。
繼而，相對於混合粉末100重量份，於20℃下混合烴油(出光興產公司製造之「IP Solvent2028」)32重量份作為擠出液狀潤滑劑並進行混合。繼而，使用漿料擠出裝置擠出所獲得之混合物，而獲得片材形狀之成形體。於漿料擠出裝置之前端部安裝有形成有寬度方向長度2mm×長度方向長度150mm之矩形狀之擠出口的片材模。藉由加熱至 70℃之砑光輥將該片材形狀之成形體成形為膜狀而獲得PTFE膜。使該膜通過200℃之熱風乾燥爐而蒸發除去烴油，獲得平均厚度300μm、平均寬度150mm之帶狀未煅燒PTFE膜。繼而，使未煅燒PTFE膜沿長度方向以延伸倍率5倍、延伸速度40%/sec進行延伸。延伸溫度為300℃。繼而，使用可連續夾持之拉幅機，沿寬度方向以延伸倍率13.5倍、延伸速度162%/sec對經延伸之未煅燒膜進行延伸，進行熱固定。此時之延伸溫度為290℃，熱固定溫度為390℃。藉此獲得多孔膜(填充率4.0%，平均纖維徑0.105μm，厚度55.0μm)。
繼而，作為通氣性支撐材，係使用包含以PET為芯、以PE為鞘之芯/鞘構造之纖維之紡黏不織布(Unitika公司製造之「Eleves S0303WDO」(平均纖維徑24μm，單位面積重量30g/m2，厚度0.15mm))，使用層壓裝置，藉由熱融著使2層所獲得之多孔膜1與3層上述不織布交互地積層，而獲得與圖5所示者相同之5層構造之濾材。測定如此所獲得之濾材之壓力損失、捕集效率、積塵量。又，亦測定液體粒子負荷時之捕集效率之變化。濾材之積塵量(PAO)為24.0g/m2，積塵量(NaCl)為4.5g/m2。
(實施例12)
使用拉幅機沿寬度方向以延伸倍率15倍、延伸速度180%/sec進行延伸，除此以外以與實施例11相同之方式進行加工並評價。
(實施例13)
使未煅燒膜沿長度方向以延伸倍率7.5倍、延伸速度125%/sec進行延伸，使用拉幅機沿寬度方向以延伸倍率15倍、延伸速度180%/sec進行延伸，除此以外以與實施例11相同之方式進行加工並評價。
(實施例14)
將2層以與實施例11之未煅燒膜相同之方式所製作之未煅燒PTFE膜重疊，沿長度方向以延伸倍率7.5倍、延伸速度125%/sec進行延 伸。延伸溫度為300℃。繼而，使用可連續夾持之拉幅機沿寬度方向以延伸倍率15倍、延伸速度180%/sec對經延伸之.未煅燒膜進行延伸，進行熱固定。此時之延伸溫度為290℃，熱固定溫度為390℃。繼而，使用層壓裝置，藉由熱融著於所獲得之2層多孔膜之兩側(外層側)接合實施例11中所使用之通氣性支撐材，而獲得圖6所示之4層構造之濾材。以與實施例11相同之方式對所獲得之濾材進行評價。
(比較例11)
使用拉幅機沿寬度方向以延伸倍率28倍、延伸速度347%/sec進行延伸，除此以外以與實施例11相同之方式進行加工並評價。
(比較例12)
於實施例11中，使用SSG為2.160之PTFE水性分散體(PTFE-A)，不使用未進行纖維化之可熱熔融加工成分及未進行纖維化之非熱熔融加工性成分，添加擠出液狀潤滑劑32重量份並進行混合，使用拉幅機沿寬度方向以延伸倍率24倍、延伸速度298%/sec進行延伸，除此以外以與實施例11相同之方式進行加工並評價。
(比較例13)
於實施例11中，不使用未進行纖維化之可熱熔融加工成分，改變可進行纖維化之PTFE及未進行纖維化之非熱熔融加工性成分的調配比(SSG為2.160之PTFE水性分散體(PTFE-A)70重量%(聚合物換算)，380℃下之使用流量測試法所測定之熔融黏度為20000Pa．s之低分子量PTFE水性分散體(PTFE-B)30重量%(聚合物換算))，使用拉幅機沿寬度方向以延伸倍率20倍、延伸速度248%/sec進行延伸，除此以外以與實施例11相同之方式進行加工並評價。
(比較例14)
於實施例11中，不使用未進行纖維化之非熱熔融加工性成分，改變可進行纖維化之PTFE及未進行纖維化之可熱熔融加工成分的調配 比(SSG為2.160之PTFE水性分散體(PTFE-A)90重量%(聚合物換算)，熔點為215℃之FEP水性分散體10重量%(聚合物換算))，使用拉幅機沿寬度方向以延伸倍率20倍、延伸速度248%/sec進行延伸，除此以外以與實施例11相同之方式進行加工並評價。
(參考例1)
使用HEPA用玻璃濾材(H&V公司製造之「HB-7633」)作為濾材，評價性能。濾材之積塵量(PAO)25.0g/m2，積塵量(NaCl)5.3g/m2。再者，於表4中，將參考例1之原料成分、製作條件、多孔膜之欄之記載省略。
將關於以上實施例11~14、比較例11~14、參考例1之測定結果示於表4及表5。
再者，表4及表5所示之各種性能係根據下述要領進行測定或算出。
(填充率)
依據下式求出多孔膜之填充率。
填充率(%)=(多孔膜之比重)/(原料之比重)×100
多孔膜之比重=(多孔膜之重量)/(多孔膜之膜厚×多孔膜之面積)
再者，於為包含複數種成分之混合原料之情形時，原料之比重係設為用使各成分之比重乘以各成分之重量比所得者之和除以重量比之和所得的值。
(平均纖維徑)
藉由掃描型電子顯微鏡(SEM，Scanning Electron Microscope)拍攝多孔膜之表面，由所獲得之照片測定10處以上之纖維徑，算出該測定值之平均值，藉此求出平均纖維徑。
(平均孔徑)
將依據ASTM F316-86之記載所測得之平均孔徑(平均流量孔徑 (mean flow pore size))設為多孔膜之平均孔徑。實際之測定係利用庫爾特儀(Coulter Porometer)[庫爾特電子儀器(Coulter Electronics)公司(英國)製造]進行測定。
(膜厚)
使用膜厚計(1D-110MH型，Mitutoyo公司製造)，將5片多孔膜重疊，測定整體之膜壓，將用該值除以5所得之數值作為1片多孔膜之膜厚。該膜厚係關於1片多孔膜整體之膜厚(平均膜厚)。
(壓力損失)
將濾材之測定樣品設置於直徑100mm之過濾器保持座上，利用壓氣機對入口側進行加壓，利用流速計將空氣透過之流量調整為5.3cm/sec。繼而，利用測壓計測定此時之壓力損失。
(捕集效率(粒徑0.3μm之NaCl粒子))
依據JIS B9928附屬書5(規定)NaCl霧劑之產生方法(加壓噴霧法)記載之方法，利用霧化器而產生NaCl粒子，利用靜電分級器(TSI公司製造)將上述所產生之NaCl粒子分級為粒徑0.3μm，使用鋂241使粒子帶電中和後，將透過之流量調整為5.3cm/sec，使用粒子計數器(TSI公司製造之CNC)求出作為測定試樣之濾材於前後之粒子數，藉由下式算出捕集效率。
捕集效率(%)=(CO/CI)×100
CO=測定試樣所捕集之NaCl 0.3μm之粒子數
CI=對測定試樣所供給之NaCl 0.3μm之粒子數
(捕集效率(粒徑0.1μm之NaCl粒子))
使用粒徑0.1μm之NaCl粒子代替粒徑0.3μm之NaCl粒子，除此以外，以與算出對上述粒徑0.3μm之NaCl粒子之捕集效率相同之方式算出捕集效率。
(PF值(粒徑0.3μm之NaCl粒子))
將上述濾材之壓力損失及捕集效率(NaCl 0.3μm)代入下式，藉此求出PF值。
PF值(粒徑0.3μm之NaCl粒子)=-log(透過率(%)/100)/壓力損失(Pa)×1000
此處，透過率=100-捕集效率(%)
(PF值(粒徑0.1μm之NaCl粒子))
使用上述捕集效率(粒徑0.1μm之NaCl粒子)代替捕集效率(粒徑0.3μm之NaCl粒子)，除此以外，以與求出PF值(粒徑0.3μm之NaCl粒子)相同之方式求出PF值。
(積塵量 聚α-烯烴(PAO)(液體粒子))
利用PAO粒子透過時之壓力損失上升試驗進行評價。即，利用差壓計(U字管測壓計)經時地測定使包含PAO粒子之空氣對有效過濾面積50cm2之樣品濾材以流速5.3cm/sec連續通風時的壓力損失，求出於壓力損失上升250Pa時濾材所保持之PAO粒子於每單元面積之濾材上之重量即積塵量(g/m2)。再者，PAO粒子係使用利用盧斯噴嘴(Laskin-Nozzle)所產生之PAO粒子(個數中位徑0.25μm)，PAO粒子之濃度係設為約100萬~600萬個/cm3。
關於HEPA濾材，無積塵量之定義，但過濾器之初始壓力損失通常於HEPA單元中設為約250Pa以下，作為過濾器之交換時期，通常推薦超過過濾器之初始壓力損失之2倍之時點。又，標準HEPA用玻璃濾材之初始壓力損失約為250~300Pa。因此，將用以評價濾材之積塵量之上述試驗之終點設為壓力損失上升250Pa之時點。
(積塵量NaCl(固體粒子))
利用NaCl粒子透過時之壓力損失上升試驗進行評價。即，利用差壓計(U字管測壓計)經時地測定使包含NaCl粒子之空氣對有效過濾面積50cm2之樣品濾材以流速5.3cm/sec連續通風時的壓力損失，求 出於壓力損失上升250Pa時濾材所保持之NaCl粒子於每單元面積之濾材上之重量即積塵量(g/m2)。再者，NaCl粒子係使用利用盧斯噴嘴所產生之NaCl粒子(個數中位徑0.05μm)，NaCl粒子之濃度係設為約100萬~300萬個/cm3。
(變動係數)
自纏繞成捲筒狀之長條濾材(寬度方向長度650mm)拉出包含前端部之5m左右之部分，沿濾材之長度方向每隔200mm進行分割，分割成25個，且沿寬度方向除去兩端部，每隔130mm進行分割，分割成4個，對所成之100個格子狀之部分，使用直徑100mm之過濾器保持座測定壓力損失。此處之壓力損失之測定係藉由如下方式進行：使用沿濾材之寬度方向具備5個以上之過濾器保持座之測定裝置，使上述濾材沿長度方向移動，對複數個格子狀之部分連續地進行測定。繼而，由包含該等所測得之壓力損失之壓力損失分佈求出標準偏差，用所求出之標準偏差除以所測得之所有部分之壓力損失之平均值，藉此求出變動係數(%)。
(延伸速度(%/sec))
於將延伸前之延伸方向之長度設為L0、延伸後之延伸方向之長度設為L1時，用依據下式所算出之延伸倍率(%)除以該延伸所需之時間T(秒)而求出。
延伸倍率(%)=L1/L0×100
延伸速度(%/sec)=延伸倍率(%)/延伸所需之時間T(秒)
再者，於表4及表5中，「原料」為多孔膜之原料，「共凝析品」表示包含上述可進行纖維化之聚四氟乙烯、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分的成形用材料，「均聚PTFE」表示用以製作上述先前之PTFE多孔膜之均聚PTFE。
於「長度延伸倍率」欄之表示倍率之數值之後有「×2」之表記之情形時，表示於進行長度方向延伸時將2片未煅燒膜重疊並以該延伸倍率進行延伸。
「層構造」欄所示之數字表示層數，於層數為5之情形時，「長度延伸倍率」欄之數值僅為一個之情形表示使用2片相同延伸倍率之多孔膜。
所謂「測定界限」之表記表示超過可進行測定之上限值。
由表4及5得知，於比較例11中，由於寬度方向之延伸倍率較大，超過25倍，且延伸速度較快，故而多孔膜過薄，纖維徑較小，因此於PAO之情形時之積塵量較低。
於比較例12之以均聚PTFE為原料之濾材中，未能抑制較細之纖維之產生，壓力損失較高。又，膜厚較薄，積塵量亦較低。
於比較例13之使用不含未進行纖維化之可熱熔融加工成分之原料之濾材中，積塵量較低。認為其係由於無可熱熔融加工成分而導致於後步驟中膜受到壓縮，濾材中之積塵量下降。
於比較例14之使用不含未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之原料之濾材中，積塵量較低。認為其係由於無未進行纖維化之非熱熔融加工性成分而導致對產生較細之纖維之抑制並不充分，濾材中之積塵量下降。
以上，對本發明之空氣過濾用濾材、空氣過濾單元、及多孔膜之製造方法進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述實施形態，當然可於未脫離本發明之主旨之範圍內進行各種改良或變更。
以上，對本發明之組合物、混合粉末、成形材料、多孔膜、空 氣過濾用濾材、空氣過濾單元、及多孔膜之製造方法進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述實施形態，當然可於未脫離本發明之主旨之範圍內進行各種改良或變更。
1‧‧‧多孔膜

Claims (12)

  1. 一種空氣過濾用濾材，其特徵在於：其係具備1片或複數片多孔膜與複數片通氣性支撐材者，上述多孔膜包含可進行纖維化之聚四氟乙烯、未進行纖維化之非熱熔融加工性成分、及熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分，上述通氣性支撐材係支撐上述多孔膜且至少配置於最外層；且於空氣以流速5.3cm/sec通過時之壓力損失未達200Pa，包含粒徑0.3μm之NaCl粒子之空氣以流速5.3cm/sec通過時之以下述式所表示之PF值為17以上，包含個數中位徑0.25μm之聚α-烯烴粒子之空氣以流速5.3cm/sec連續通風、且壓力損失上升250Pa時的聚α-烯烴粒子之積塵量為20g/m2以上，1片上述多孔膜之膜厚為30μm以上，PF值=-log(透過率(%)/100)/壓力損失(Pa)×1000此處，透過率=100-捕集效率(%)。
  2. 如請求項1之空氣過濾用濾材，其中包含粒徑0.3μm之NaCl粒子之空氣以流速5.3cm/sec通過時之上述粒子之捕集效率為99.97%以上。
  3. 如請求項1或2之空氣過濾用濾材，其中將壓力損失分佈之標準偏差除以平均值而成之變動係數為5%以下。
  4. 如請求項1或2之空氣過濾用濾材，其中上述未進行纖維化之非熱熔融加工性成分為低分子量聚四氟乙烯、熱硬化性樹脂或無機填料。
  5. 如請求項1或2之空氣過濾用濾材，其中上述未進行纖維化之可熱熔融加工成分為氟樹脂。
  6. 如請求項5之空氣過濾用濾材，其中上述氟樹脂為四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物或其等之混合物。
  7. 如請求項1或2之空氣過濾用濾材，其具備複數片上述多孔膜。
  8. 如請求項7之空氣過濾用濾材，其中複數片上述通氣性支撐材進而包含介於鄰接之2片上述多孔膜之間之通氣性支撐材。
  9. 如請求項1或2之空氣過濾用濾材，其中上述通氣性支撐材為不織布。
  10. 如請求項9之空氣過濾用濾材，其中構成上述不織布之纖維為具有芯鞘構造、且芯成分之熔點高於鞘成分的複合合成纖維。
  11. 一種空氣過濾單元，其具備如請求項1至10中任一項之空氣過濾用濾材、與保持上述空氣過濾用濾材之殼體。
  12. 一種多孔膜之製造方法，其特徵在於：其係製造捕集流體中之微粒子之過濾用濾材所使用之多孔膜的方法，且包括以下步驟，步驟a)，其係在可進行纖維化之聚四氟乙烯之水性分散體、與未進行纖維化之非熱熔融加工性成分之水性分散體以外，尚以含有成形上述多孔膜之成分整體之0.1~未達20重量%之方式，混合熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融性加工之成分之水性分散體，進行共凝析；步驟b)，其係使用T型模頭對上述步驟a)所獲得之材料進行漿料擠出使之成為片狀；步驟c)，其係對上述步驟b)所獲得之擠出物進行壓延；及步驟d)，其係於上述熔點未達320度之未進行纖維化之可熱熔融加工成分之熔點以上、且成形上述多孔膜之各成分之分解溫 度以下的溫度，使上述步驟c)所獲得之壓延片材沿上述壓延片材之長度方向延伸為4倍以上且未達10倍而獲得單軸延伸物，繼而沿上述單軸延伸物之與長度方向正交之寬度方向延伸為超過10倍且未達25倍，而以伸長面積倍率計成為40倍以上且未達150倍之方式進行延伸。
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