TWI657852B - Filter media and filter unit - Google Patents

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TWI657852B
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和田志穂
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

過濾器濾材(20)具備第1聚四氟乙烯多孔質膜(11)、第1透氣性支撐材(12)、第2聚四氟乙烯多孔質膜(13)、及第2透氣性支撐材(14)。由第1聚四氟乙烯多孔質膜(11)形成過濾器濾材(20)之表面。藉由180°剝離試驗而測定之第1聚四氟乙烯多孔質膜(11)與第1透氣性支撐材(12)之間之接著強度(A1)高於1.2N/25mm，且高於藉由180°剝離試驗而測定之第1透氣性支撐材(12)與第2聚四氟乙烯多孔質膜(13)之間之接著強度(A2)。

Description

過濾器濾材及過濾器單元
本發明係關於一種過濾器濾材及過濾器單元。
包含聚四氟乙烯(PTFE)多孔質膜之過濾器濾材使用於渦輪(turbine)之吸氣過濾器、無塵室(clean room)之空氣過濾器(air filter)、家電製品之過濾器等各種場合。於專利文獻1中，揭示有具備1層支撐材與2層PTFE多孔質膜，且支撐材由PTFE多孔質膜夾持之過濾器濾材。於專利文獻2中，揭示有具備2層支撐材與1層PTFE多孔質膜，且PTFE多孔質膜由支撐材夾持之過濾器濾材。於專利文獻1中，亦揭示有具備2層PTFE多孔質膜與2層之支撐材，且PTFE多孔質膜與支撐材交替地配置之過濾器濾材。
存在過濾器濾材要求藉由將塵埃自過濾器濾材之表面去除而可重複使用之情形。如專利文獻1中所記載，於過濾器濾材之表面由PTFE多孔質膜形成之情形時，容易將附著於過濾器濾材之表面之塵埃去除。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-246233號公報
[專利文獻2]日本特開2012-228687號公報
為了將附著於過濾器濾材之表面之塵埃去除，而進行對過濾器濾材吹送空氣，或者將過濾器濾材水洗之處理。然而，由於使用於過濾器濾材之PTFE多孔質膜非常薄，故而存在因來自氣流或水流之較強之壓力而PTFE多孔質膜受到損傷之情形。具體而言，存在PTFE多孔質膜破裂，或者PTFE多孔質膜自支撐材剝離之情況。提高PTFE多孔質膜與支撐材之間之接著強度，或者增加PTFE多孔質膜之厚度雖然會提高過濾器濾材之耐久性，但存在導致透氣性之大幅降低(壓力損失之增大)之可能性。即，耐久性與透氣性之間存在取捨(trade off)之關係。
鑒於上述之情況，本發明之目的在於針對設計成能夠藉由洗淨而容易地去除塵埃之過濾器濾材，提供避免透氣性之大幅降低且提高其耐久性之技術。又，本發明之目的在於提供使用該過濾器濾材之過濾器單元。
即，本發明提供一種過濾器濾材，其具備第1PTFE多孔質膜、第1透氣性支撐材、第2PTFE多孔質膜、及第2透氣性支撐材，且該等係按照該順序積層及相互接著，由上述第1PTFE多孔質膜形成上述過濾器濾材之表面，藉由180°剝離試驗而測定之上述第1PTFE多孔質膜與上述第1透氣性 支撐材之間之接著強度高於1.2N/25mm，且高於藉由180°剝離試驗而測定之上述第1透氣性支撐材與上述第2PTFE多孔質膜之間之接著強度。
於另一態樣中，本發明提供一種過濾器單元，其具備：上述過濾器濾材；及框，其支撐上述過濾器濾材之外周部。
根據本發明，於設計成能夠藉由洗淨而容易地去除塵埃之過濾器濾材中，可避免透氣性之大幅降低且提高其耐久性。
11‧‧‧第1PTFE多孔質膜
12‧‧‧第1透氣性支撐材
13‧‧‧第2PTFE多孔質膜
14‧‧‧第2透氣性支撐材
20、20a‧‧‧過濾器濾材
22‧‧‧支撐框
30‧‧‧過濾器單元
圖1係本發明之一實施形態之過濾器濾材之概略剖視圖。
圖2A係適合於圖1所示之過濾器濾材之壓紋不織布(T-類型)之平面圖。
圖2B係適合於圖1所示之過濾器濾材之其他壓紋不織布(S-類型)之平面圖。
圖2C係用以說明T-類型之壓紋不織布之優點之圖。
圖3A係表示用以測定第1PTFE多孔質膜與第1透氣性支撐材之間之接著強度之180°剝離試驗之方法之概略圖。
圖3B係表示用以測定第1透氣性支撐材與第2PTFE多孔質膜之間之接著強度之180°剝離試驗之方法之概略圖。
圖4A係表示圖1所示之過濾器濾材之製造中之熱層疊步驟之圖。
圖4B係表示熱層疊步驟之另一例之圖。
圖5係具備圖1所示之過濾器濾材之過濾器單元之立體圖。
圖6係具備過濾器單元之旋風分離器吸塵器之構成圖。
圖7係表示過濾器濾材之耐久性試驗之方法之概略圖。
圖8係表示180°剝離試驗之結果之圖表。
圖9A係實施用以確認洗淨容易性之試驗之後之實施例1之過濾器濾材之表面之光學照片。
圖9B係實施用以確認洗淨容易性之試驗之後之比較例3之過濾器濾材之表面之光學照片。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。本發明並不限定於以下之實施形態。
如圖1所示，本實施形態之過濾器濾材20具備第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13、及第2透氣性支撐材14。第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13、及第2透氣性支撐材14按照該順序積層，且相互接著。
於本實施形態中，過濾器濾材20之一表面由第1PTFE多孔質膜11形成。PTFE多孔質膜一般而言具有滑動性優異之平滑之表面。因此，根據本實施形態之構成，即便於過濾器濾材20之表面堆積塵埃，亦能夠將塵埃自過濾器濾材20之表面容易地去除。
於本實施形態中，過濾器濾材20由4層膜構成。但是，過濾器濾材20亦可由超過4層之層數之膜構成。由超過4層之層數之膜構成 之過濾器濾材係藉由將PTFE多孔質膜與透氣性支撐材交替地積層而獲得。但是，為了使塵埃之去除容易，重要的是過濾器濾材20之至少一表面(主表面)由PTFE多孔質膜形成。詳細而言，過濾器濾材20包含應過濾之氣體之流動方向之上游側之主表面與下游側之主表面，上游側之主表面由第1PTFE多孔質膜11形成。於本實施形態中，下游側之主表面由第2透氣性支撐材14形成。「主表面」係指於過濾器濾材20中具有最寬廣面積之面。
第1PTFE多孔質膜11之厚度、面密度、平均孔徑、孔隙率等之值亦可與第2PTFE多孔質膜13之其等一致。即，作為第1PTFE多孔質膜11及第2PTFE多孔質膜13，可使用單一種類之PTFE多孔質膜(使用相同材料於相同條件下製造之PTFE多孔質膜)。當然，第1PTFE多孔質膜11之厚度、面密度、平均孔徑、孔隙率等之值亦可與第2PTFE多孔質膜13之其等不同。
可作為第1PTFE多孔質膜11及第2PTFE多孔質膜13使用之PTFE多孔質膜例如具有0.01~100μm或0.01~50μm之範圍之平均孔徑。PTFE多孔質膜例如具有1~300μm或2~100μm之範圍之厚度。
PTFE多孔質膜係可藉由以下之方法而製造。將PTFE精細粉末與溶劑混練而製備漿料。將該漿料藉由擠出加工而成形為片狀。若將所獲得之PTFE片材拉伸及燒成，則獲得PTFE多孔質膜。拉伸(典型而言為2軸拉伸)時之PTFE片材之面積拉伸倍率(一軸方向之拉伸倍率與垂直於其之方向之拉伸倍率之積算值)例如處於50~900倍之範圍。再者，於本說明書中，「PTFE」亦包括「改質PTFE」。
第1透氣性支撐材12及第2透氣性支撐材14具有片狀之形狀。第1透氣性支撐材12及第2透氣性支撐材14之各者例如具有較使用於第1PTFE多孔質膜11及第2PTFE多孔質膜13之至少一者之PTFE多孔質膜更高之強度與更高之透氣性。作為第1透氣性支撐材12及第2透氣性支撐材14，可使用織布、不織布、網眼、網狀物、發泡體等。該等之中，最佳使用不織布。構成不織布之纖維可為由聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯)、聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二酯)、聚醯胺、丙烯酸、聚醯亞胺等高分子材料製成之合成纖維。不織布亦可為由多種纖維構成之複合材。第1透氣性支撐材12及第2透氣性支撐材14既可使用單一種類(產品編號)之不織布，亦可使用不同種類之不織布。第1透氣性支撐材12及第2透氣性支撐材14之各者例如具有50~300μm之範圍之厚度。
於本實施形態中，第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13、及第2透氣性支撐材14相互接著。該等之構件之接著方法並不特別限定。該等之構件既可使用接著劑相互接著，亦可藉由熱層疊而相互接著。透氣性支撐材12及14為不織布，於不織布具有熱接著性時，熱層疊適合於本實施形態。藉由熱層疊，抑制透氣性之降低，且容易確保PTFE多孔質膜與透氣性支撐材之間之接著強度。
例如，於不織布包含由如聚乙烯般之熱塑性樹脂製成之纖維時，不織布於相對低溫顯示熱接著性。若將此種不織布與PTFE多孔質膜重疊，一面施加熱一面對兩者施加壓力，則不織布之纖維之一部分熔融及固化而不織布接著於PTFE多孔質膜。由於接著點限定於不織布之纖維上，故而於不存在纖維之部分中確保透氣性。
又，不織布亦可為壓紋不織布。壓紋不織布為具有1個或多個凹部與1個或多個凸部之不織布。壓紋不織布具有較相同厚度之未經壓紋加工之不織布更高之剛性及更高之強度。壓紋不織布具有凹凸花紋，換言之，俯視時具有海島構造。於圖2A所示之類型之壓紋不織布(T-類型)中，與橢圓形之島對應之部分(纖維未熔融)為凸部，與海對應之部分(纖維熔融)為凹部。T-類型之壓紋不織布典型而言具有1個連續之凹部與多個凸部。但是，於T-類型之壓紋不織布中，凹部亦可分為多個部分。於圖2B所示之類型之壓紋不織布(S-類型)中，與圓形之島對應之部分(纖維熔融)為凹部，與海對應之部分(纖維未熔融)為凸部。S-類型之壓紋不織布典型而言具有多個凹部與1個連續之凸部。但是，於S-類型之壓紋不織布中，凸部亦可分為多個部分。根據該等之壓紋不織布，由於上述接著點更加限定，故而容易同時實現透氣性與接著強度。雖亦取決於接著條件(熱層疊之條件)，但S-類型之壓紋不織布與T-類型之壓紋不織布相比，存在使不織布與PTFE多孔質膜之間之接著強度上升之傾向。
如參照圖2A及圖2B所說明般，壓紋不織布存在T-類型之壓紋不織布與S-類型之壓紋不織布。於本實施形態中，推薦使用T-類型之壓紋不織布(圖2A)。T-類型之壓紋不織布具有容易實施皺褶加工之優點。
於圖2A所示之T-類型之壓紋不織布中，未經壓紋加工之多個部分之長度方向(橢圓之長徑之方向)與縱方向或橫方向一致。換言之，未經壓紋加工之部分之各者呈大致T字狀。因此，如圖2℃所示，於以未經壓紋加工之部分16之長度方向與褶(pleats)加工之折縫之方向(山線與谷線之方向)一致之方式實施皺褶加工之情形時，可容易地實施T-類型之壓 紋不織布之皺褶加工。
壓紋不織布例如為兩面經壓紋加工之兩面壓紋不織布。若使用兩面壓紋不織布作為第1透氣性支撐材12，則第1透氣性支撐材12之經壓紋加工之2個面與第1PTFE多孔質膜11及第2PTFE多孔質膜13之各者相接。若第1透氣性支撐材12及第2透氣性支撐材14之兩者使用兩面壓紋不織布，則藉由使用相同之材料可期待成本削減效果。又，由於兩面壓紋不織布無正面背面，故而若使用兩面壓紋不織布，則亦不易產生製造過濾器濾材20時之錯誤。
但是，作為第1透氣性支撐材12，亦可使用僅單面經壓紋加工之單面壓紋不織布。作為第2透氣性支撐材14，亦可使用僅單面經壓紋加工之單面壓紋不織布。
過濾器濾材20能夠以塵埃堆積於由第1PTFE多孔質膜11形成之表面之方式，配置於特定之場所(例如，吸塵器之內部)。為了將附著於過濾器濾材20之表面之塵埃去除，必須對過濾器濾材20進行水洗，或對過濾器濾材20吹送空氣，或用刷子刷過濾器濾材20。於本實施形態之過濾器濾材20中，藉由180°剝離試驗測定之第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1高於1.2N/25mm。於第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支持材12之間之接著強度A1高於1.2N/25mm時，本實施形態之過濾器濾材20顯示相對於來自水流、氣流、刷子等之壓力充分之耐久性。
又，於本實施形態中，第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1高於同樣地藉由180°剝離試驗測定之第1透氣 性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2。第2PTFE多孔質膜13配置於1對支撐材12及14之間，於洗淨時與刷子或水均不直接地接觸。因此，第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2不對將塵埃自過濾器濾材20之表面去除時所要求之耐久性帶來較大的影響。因此，若以滿足上述關係之方式調整接著強度A1及A2，則可避免透氣性之大幅降低，且提高過濾器濾材20之耐久性。換言之，可同時實現耐久性與透氣性。
於本實施形態中，第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1較理想的是1.8N/25mm以上。於該情形時，可賦予過濾器濾材20更充分之耐久性。又，第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1亦可為2.5N/25mm以下。於該情形時，避免過度之接著，可賦予過濾器濾材20充分之透氣性。若第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1處於1.8N/25mm~2.5N/25mm之範圍，則獲得耐久性與透氣性之平衡優異之過濾器濾材20。
只要第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2低於第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1，則並不特別限定。接著強度A2之上限值例如為1.6N/25mm。接著強度A2之下限值例如為0.2N/25mm。若接著強度A2處於適當之範圍，則容易確保過濾器濾材20之透氣性。接著強度A1與接著強度A2之差亦並不特別限定。於一例中，接著強度A1與接著強度A2之差處於0.2~2.3N/25mm之範圍。
上述接著強度A1及A2分別為藉由180°剝離試驗測定之值。 180°剝離試驗可根據日本工業標準JIS Z 0237，利用以下說明之方法實施。
圖3A所示之方法係用以測定第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1之方法。首先，將作為試驗片之過濾器濾材20裁剪為100mm×25mm之大小。試驗片沿著第1PTFE多孔質膜11之MD方向(MD：Machine Direction)具有100mm之尺寸，沿著第1PTFE多孔質膜11之TD方向(TD：Transverse Direction)具有25mm之尺寸。MD方向及TD方向分別為製造第1PTFE多孔質膜11時之方向。以於第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之界面產生剝離之方式，於長度方向之試驗片之端部，預先設置第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12未接著之未接著部分。其次，利用雙面帶26(日東電工公司製No.500)將試驗片貼附於不鏽鋼板25。其次，將試驗片之未接著部分固定於拉力試驗機(島津製作所公司製AutographAG-1)之夾頭24。然後，藉由將夾頭24以300mm/分鐘之速度提拉，於第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之界面產生剝離，由此，測定180°剝離強度。測定開始後，無視最初之25mm之長度之測定值，然後，將與自不鏽鋼板25剝離之50mm之長度之試驗片相關連續性地記錄之測定值(單位：N)之平均值設為過濾器濾材20中之接著強度A1。
同樣地，圖3B所示之方法係用以測定第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2之方法。於該方法中，以於第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之界面產生剝離之方式，於長度方向之試驗片之端部設置有第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13未接著之未接著部分。將試驗片之未接著部分固定於拉力試驗機之夾頭 24，然後，將夾頭24以300mm/分鐘之速度提拉，藉此於第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之界面產生剝離，測定180°剝離強度。將連續性地記錄之測定值(單位：N)之平均值設為過濾器濾材20中之接著強度A2。於圖3B所示之方法中，亦係試驗片沿著第2PTFE多孔質膜13之MD方向(MD：Machine Direction)具有100mm之尺寸，沿著第1PTFE多孔質膜11之TD方向(TD：Transverse Direction)具有25mm之尺寸。通常，第2PTFE多孔質膜13之MD方向及TD方向與第1PTFE多孔質膜11之MD方向及TD方向一致。
於藉由圖3A所示之方法實施測定時，存在如下情形：於第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之界面未產生明確之剝離，而於第1PTFE多孔質膜11中產生內聚破壞。然而，於本說明書中，將藉由參照圖3A所說明之方法而獲得之值定義為「第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1」。同樣地，於藉由圖3B所示之方法實施測定時，存在如下情形：於第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之界面未產生明確之剝離，而於第2PTFE多孔質膜13中產生內聚破壞。於本說明書中，將藉由參照圖3B所說明之方法而獲得之值定義為「第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2」。
過濾器濾材20之壓力損失例如處於50~400Pa之範圍。「壓力損失」係指於使空氣以流速5.3cm/秒透過過濾器濾材20時所產生之壓力損失。具體而言，可藉由以下說明之方法而測定壓力損失。即，將過濾器濾材20設置於有效面積100cm2之圓柱狀保持器，使過濾器濾材20之兩面產生壓力差而使空氣透過過濾器濾材20。利用壓力計(測壓計(manometer)) 測定將所透過之空氣之流速以流量計調整至5.3cm/秒(流量31.8m3/分鐘)時之壓力損失。
過濾器濾材20例如對在0.1~0.2μm之範圍具有粒徑之粒子顯示高於90%之捕獲效率。一般而言，對較小之粒子顯示較高之捕獲效率之過濾器濾材之透氣性容易變低，難以同時實現耐久性與透氣性。根據本實施形態，可同時實現對較小之粒子顯示較高之捕獲效率之過濾器濾材之耐久性與透氣性。
再者，捕獲效率可藉由以下說明之方法而測定。即，將過濾器濾材20設置於有效面積100cm2之圓柱狀保持器，於過濾器濾材20之兩面產生壓力差而使氣體透過該過濾器濾材20。以所透過之氣體之線速度成為5.3cm/秒(流量31.8m3/分鐘)之方式調整壓力差。其次，於過濾器濾材20之上游側使由JIS Z 8901規定之多分散鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)粒子以特定之粒徑範圍之粒子之濃度成為106個/公升之方式混入至氣體，利用粒子計數器(particle counter)測定過濾器濾材20之下游側之DOP粒子之濃度。粒子計數器之測定對象粒子之粒徑範圍例如為0.1~0.2μm。根據捕獲效率=(1-(下游側DOP粒子濃度/上游側DOP粒子濃度))×100(%)之式，可算出捕獲效率。再者，亦可代替DOP粒子，使用聚α烯烴(PAO)。
又，過濾器濾材20既可為HEPA過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter)，亦可為ULPA過濾器(Ultra Low Penetration Air Filter)。HEPA過濾器及ULPA過濾器分別係由日本工業標準JIS Z 8122規定之過濾器。
過濾器濾材20亦可以呈連續性之W字狀之方式設為皺褶 狀。過濾器濾材20之皺褶加工可使用公知之褶加工機(旋轉褶機、往復式褶機、折痕褶機等)來實施。於本實施形態之過濾器濾材20中，第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1高於第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2。於該情形時，與接著強度A2與接著強度A1一致之情形時相比，由於過濾器濾材20之剛性較低，故而容易實施上述皺褶加工。
其次，對過濾器濾材20之製造方法進行說明。
如圖4A所示，第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13及第2透氣性支撐材14分別準備於輥。使第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13及第2透氣性支撐材14自各輥捲出後匯合，形成該等之積層體20s。積層體20s朝向1對層疊輥27a及27b供給，通過層疊輥27a及27b之間之間隙。此時，自輥27a及27b對積層體20s施加熱與壓力，而構成透氣性支撐材12及14(不織布)之纖維熔融及固化，藉此第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13及第2透氣性支撐材14相互接著。藉此，獲得過濾器濾材20。
1對層疊輥27a及27b以可對積層體20s施加熱與壓力之方式構成。於本實施形態中，以可使跟積層體20s之一面相接之輥27a之表面溫度與跟另一面相接之輥27b之表面溫度不同之方式，構成輥27a及27b。例如，僅於一層疊輥27a內置有加熱器，於另一層疊輥27b未內置加熱器。典型而言，一層疊輥27a為加熱輥，另一層疊輥27b為夾輥。於積層體20s通過層疊輥27a及27b之間之間隙時，第1PTFE多孔質膜11與層疊輥27a 相接，第2透氣性支撐材14與層疊輥27b相接。藉此，熱優先地傳遞至第1PTFE多孔質膜11及第1透氣性支撐材12。能以第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1高於第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2之方式，實施積層體20s之熱層疊。當然，重要的是適當地調整層疊輥27a之表面溫度、施加至積層體20s之壓力、積層體20s之搬送速度等條件。
又，如圖4B所示，亦能夠將熱層疊步驟分為2個階段實施。於圖4B之上圖所示之第1階段中，積層體20s係藉由配置於其搬送路徑之加熱器29而自上表面側及下表面側之兩面側加熱，並被引導至輥28a及輥28b之間之間隙。典型而言，輥28a為旋轉輥，輥28b為夾輥。加熱器29例如為紅外線加熱器。輥28a及28b例如具有對積層體20s施加壓力之功能，但不具有施加熱之功能。因此，經由輥28a及28b，而第1PTFE多孔質膜11、第1透氣性支撐材12、第2PTFE多孔質膜13及第2透氣性支撐材14相互暫時接著，由此，獲得積層體20k。其次，於圖4B之下圖所示之第2階段中，朝向與參照圖4A所說明者相同之層疊輥27a及27b供給積層體20k。於積層體20k通過層疊輥27a及27b之間之間隙時，加熱用之層疊輥27a接觸於積層體20k中之第1PTFE多孔質膜11。藉此，能以第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12之間之接著強度A1高於第1透氣性支撐材12與第2PTFE多孔質膜13之間之接著強度A2之方式，實施積層體20k之熱層疊。
於參照圖4A及圖4B所說明之各方法中，於形成積層體20s之前，亦可將第1PTFE多孔質膜11與第1透氣性支撐材12預先較弱地接 著。同樣地，亦可將第2PTFE多孔質膜13與第2透氣性支撐材14預先較弱地接著。
如圖5所示，過濾器單元30具備過濾器濾材20a及支撐框22。過濾器濾材20a係藉由對圖1所示之過濾器濾材20進行皺褶加工而獲得。支撐框22支撐過濾器濾材20a之外周部。支撐框22為樹脂製或金屬製。過濾器濾材20a亦可藉由接著劑而固定於支撐框22。亦可將夾著過濾器濾材20a之外周部而固定之構造設置於支撐框22。進而，亦可於支撐框22埋入過濾器濾材20a之外周部。即，亦可藉由嵌入成形而使支撐框22與過濾器濾材20a一體化。
其次，對過濾器單元30之應用例進行說明。過濾器單元30例如可用作吸塵器之排氣過濾器。
於圖6所示之例中，吸塵器40係旋風分離器式吸塵器。但是，本實施形態之過濾器單元30亦能夠應用於旋風分離器式吸塵器以外之吸塵器(例如，紙袋式吸塵器)。
吸塵器40具備用以將塵埃自吸引空氣分離之機構31(旋風分離器或紙袋)、用以使風扇33旋轉之馬達32及至少1個過濾器單元30。於圖6所示之例中，設置有2個(多個)過濾器單元30。多個過濾器單元30之1個於機構31與馬達32之間配置於空氣之流路上。多個過濾器單元30之另1個於馬達32與排氣口(省略圖示)之間，配置於空氣之流路上。於各過濾器單元30中，第1PTFE多孔質膜11位於空氣之流動方向之上游側，第2透氣性支撐材14位於空氣之流動方向之下游側。因此，塵埃主要堆積於第1PTFE多孔質膜11之表面上。下游側之過濾器單元30亦具有捕 獲自馬達32排出之碳粉之作用。各過濾器單元30能夠自吸塵器40卸除。可將堆積於過濾器單元30之表面上(尤其，第1PTFE多孔質膜11之表面上)之塵埃藉由刷子、氣流、水流等而去除。
【實施例】
(實施例1)
藉由參照圖4A所說明之方法，製作具有參照圖1所說明之構造之過濾器濾材。作為第1PTFE多孔質膜及第2PTFE多孔質膜，使用ULPA等級(grade)之PTFE多孔質膜(日東電工公司製NTF9522-01)。作為第1透氣性支撐材及第2透氣性支撐材，使用T-類型之PET/PE芯鞘不織布(Unitika公司製T0303WDO：鞘部PE之熔點為129℃，芯部PET之熔點為261℃，兩面壓紋)。加熱用之層疊輥(輥27a)之表面溫度為200℃。作為另1個層疊輥(輥27b)，使用不具有加熱器之夾輥。第1PTFE多孔質膜、第1透氣性支撐材、第2PTFE多孔質膜、及第2透氣性支撐材之積層體(積層體20s)之搬送速度為5m/分鐘。
(實施例2)
作為第1透氣性支撐材及第2透氣性支撐材，使用與實施例1之不織布壓紋面積率不同之S-類型之PET/PE芯鞘不織布(Unitika公司製S0303WDO，兩面壓紋)，除此以外藉由與實施例1相同之方法，製作實施例2之過濾器濾材。
再者，於本說明書中，所謂「壓紋面積率」，係指相對於壓紋不織布之面積，凹部(纖維熔融之部分)之面積之比率或多個凹部之合計面積之比率。壓紋面積率可利用以下之方法算出。利用電子顯微鏡(SEM) 以特定之放大尺寸(例如25倍)觀察不織布之表面。於所獲得之SEM像中，算出壓紋部分(凹部)之比例。於S-類型之不織布(參照圖2B)之情形時，認為凹部具有圓形。於T-類型之不織布(參照圖2A)之情形時，認為凸部(未經壓紋加工之部分)具有橢圓形。
(實施例3)
藉由參照圖4B所說明之方法，製作具有參照圖1所說明之構造之過濾器濾材。作為第1PTFE多孔質膜及第2PTFE多孔質膜，使用ULPA等級之PTFE多孔質膜(日東電工公司製NTF9522-01)。作為第1透氣性支撐材及第2透氣性支撐材，使用T-類型之PET/PE芯鞘不織布(Unitika公司製T0303WDO)。於圖4B之上圖所示之第1階段中，以於150℃之溫度下加熱積層體(積層體20s)之方式，調節向紅外線加熱器(加熱器29)之供給電力。於第1階段中，積層體之搬送速度為7m/分鐘。於圖4B之下圖所示之第2階段中，加熱用之層疊輥(輥27a)之表面溫度為150℃。作為另1個層疊輥(輥27b)，使用不具有加熱器之夾輥。於第2階段中，第1PTFE多孔質膜、第1透氣性支撐材、第2PTFE多孔質膜、及第2透氣性支撐材之積層體(積層體20k)之搬送速度為5m/分鐘。
(比較例1)
除了將積層體(積層體20s)之搬送速度變更為1m/分鐘以外，藉由與實施例1相同之方法，製作比較例1之過濾器濾材。
(比較例2)
於參照圖4B所說明之方法中，省略第2階段(圖4B之下圖)，僅實施第1階段(圖4B之上圖)，除此以外藉由與實施例3相同之方法，製作比 較例2之過濾器濾材。
(比較例3)
藉由與比較例2相同之方法製作具備第1透氣性支撐材、第1PTFE多孔質膜、第2透氣性支撐材、第2PTFE多孔質膜、及第3透氣性支撐材，且該等按照該順序積層及相互接著之5層構造之過濾器濾材。即，於參照圖4B所說明之方法中，省略第2階段(圖4B之下圖)，僅實施第1階段(圖4B之上圖)，除此以外藉由與實施例3相同之方法製作比較例3之5層構造之過濾器濾材。作為第1PTFE多孔質膜及第2PTFE多孔質膜，使用ULPA等級之PTFE多孔質膜(日東電工公司製NTF9522-01)。作為第1~第3透氣性支撐材，使用T-類型之PET/PE芯鞘不織布(Unitika公司製T0303WDO)。比較例3之過濾器濾材為具有專利文獻1之圖1中所揭示之構造之過濾器濾材。
〔壓力損失〕
藉由上文說明之方法測定實施例及比較例之過濾器濾材之壓力損失。將結果示於表1。
〔捕獲效率〕
藉由上文說明之方法，測定實施例及比較例之過濾器濾材之捕獲效率。捕獲效率之測定使用於0.1~0.2μm之範圍具有粒徑之粒子(於該範圍分佈有粒徑之粒子)。將結果示於表1。
〔耐久性〕
藉由以下之方法，實施實施例及比較例之過濾器濾材之耐久性試驗。首先，將實施例及比較例之過濾器濾材裁剪為長度300mm×寬度900mm之 大小，獲得試驗片。如圖7所示，對試驗片之表面(由PTFE多孔質膜形成之表面)，自離開10cm之位置以45度之角度利用氣槍35吹送0.2MPa之壓力之空氣。一面吹送空氣，一面沿著試驗片之寬度方向WD，花費10秒鐘緩慢移動氣槍35。然後，利用目視觀察，將未確認到PTFE多孔質膜之剝離之試驗片之過濾器濾材判斷為合格(○)，將可確認到PTFE多孔質膜之剝離之試驗片之過濾器濾材判斷不合格(×)。將結果示於表1。再者，寬度方向WD與製造PTFE多孔質膜時之TD方向一致。
〔洗淨容易性〕
藉由以下方法，實施用以確認實施例及比較例之過濾器濾材之洗淨容易性之試驗。首先，將實施例及比較例之過濾器濾材以可安裝於有效面積100cm2之圓錐狀保持器之方式裁剪，獲得試驗片。將試驗片設置於保持器，將由JIS Z 8901規定之試驗用粉體0.2g(第8種)散佈於過濾器濾材之表面之後，以0.2m/分鐘之線速度遍及1分鐘，使空氣透過試驗片。然後，以去除粉體之方式將試驗片之表面利用流水洗淨5秒鐘。重複該操作5次。然後，利用目視觀察將未明確視認污垢之試驗片之過濾器濾材判斷為合格(○)，將可明確視認污垢之試驗片之過濾器濾材判斷為不合格(×)。將結果示於表1、圖9A及圖9B。圖9A係試驗後之實施例1之過濾器濾材之表面之光學照片。圖9B係試驗後之比較例3之過濾器濾材之表面之光學照片。
〔壓損上升率〕
於實施用以確認洗淨容易性之試驗之後，使各試驗片充分乾燥，測定壓力損失。然後，基於下述式，算出壓損上升率。將結果示於表1。
壓損上升率(%)=100×(P2-P1)/P1
P1：用以確認洗淨容易性之試驗前之壓力損失
P2：用以確認洗淨容易性之試驗後之壓力損失
〔接著強度〕
對實施例及比較例之過濾器濾材實施180°剝離試驗。具體而言，藉由參照圖3A所說明之方法，測定第1PTFE多孔質膜與第1透氣性支撐材(不織布)之間之接著強度A1。藉由參照圖3B所說明之方法，測定第1透氣性支撐材(不織布)與第2PTFE多孔質膜之間之接著強度A2。關於比較例3，按照參照圖3B所說明之方法，測定第1透氣性支撐材(第1層)與第1PTFE多孔質膜(第2層)之間之接著強度作為「接著強度A1」，測定第2透氣性支撐材(第3層)與第2PTFE多孔質膜(第4層)之間之接著強度作為「接著強度A2」。將結果示於表1及圖8之圖表。
如表1所示，比較例1之過濾器濾材之壓力損失非常大。比較例1之過濾器濾材由於接著強度A1及接著強度A2非常高，故而無法形成參照圖3A所說明之未接著部分。因此，無法測定比較例1之過濾器濾材之接著強度A1及接著強度A2。但是，根據實施例1及2之測定結果，推測比 較例1之過濾器濾材之接著強度A1及接著強度A2至少為2.5N/25mm。實施例1~3之過濾器濾材中之接著強度A1均相對較高。然而，由於接著強度A2低於接著強度A1，故而實施例1~3之過濾器濾材之壓力損失較小。若將實施例1~3相互對比則可理解，隨著接著強度A1及接著強度A2之增加，而壓力損失增加。
比較例2之過濾器濾材滿足(接著強度A1)>(接著強度A2)之必要條件。然而，由於比較例2之過濾器濾材中之接著強度A1低至1.2N/25mm，故而耐久性試驗中觀察到PTFE多孔質膜之剝離。
實施例1(T-類型之壓紋不織布使用)及實施例2(S-類型之壓紋不織布使用)係於相同之熱層疊條件下製作，顯示大致相等之接著強度A1。然而，若著眼於接著強度A2，則實施例2中之接著強度A2大幅高於實施例1中之接著強度A2。認為該情況會導致壓力損失增加。為了充分獲得本發明之效果，作為壓紋不織布，推薦T-類型之壓紋不織布。T-類型之壓紋不織布亦具有容易實施褶加工之優點。
實施例3中之接著強度A2與比較例2中之接著強度A2大致一致。該情況暗示藉由參照圖4B所說明之方法之第2階段(圖4B之下圖)而幾乎不會使接著強度A2增加，能夠使接著強度A1選擇性地增加。即，參照圖4B所說明之方法為容易控制接著強度A1及A2之方法。
實施例1~3之過濾器濾材之表面(最外表面)係由PTFE多孔質膜形成。因此，如圖9A所示，可利用簡單之洗淨將塵埃充分地去除。另一方面，比較例3之過濾器濾材之表面係由透氣性支撐材(不織布)形成。因此，如圖9B所示，無法藉由洗淨而將塵埃充分地去除。比較例2之 過濾器濾材之表面係由PTFE多孔質膜形成，但由於接著強度A1較低，故而於洗淨中PTFE多孔質膜破壞。比較例3之過濾器濾材中之接著強度A1低至0.4N/25mm。然而，由於比較例3之過濾器濾材之表面係由不織布形成，故而於洗淨中不織布未受破壞。
實施例1~3之過濾器濾材之壓損上升率均為0%。即，於實施例1~3中，於用以確認洗淨容易性之試驗之實施前與實施後壓力損失不變化。另一方面，比較例3之過濾器濾材之壓力損失與用以確認洗淨容易性之試驗之實施前之值相比，增加約6%。
[產業上之可利用性]
本說明書中所揭示之技術能夠應用於渦輪之吸氣過濾器、無塵室之空氣過濾器、家電製品之過濾器等各種過濾器。本說明書中所揭示之技術尤其貢獻於存在頻繁地洗淨之情況之吸塵器之過濾器之改良。

Claims (8)

  1. 一種過濾器濾材，其具備第1聚四氟乙烯多孔質膜、第1透氣性支撐材、第2聚四氟乙烯多孔質膜、及第2透氣性支撐材，且該等係按照該順序積層及相互接著，由上述第1聚四氟乙烯多孔質膜形成上述過濾器濾材之表面，藉由180°剝離試驗而測定之上述第1聚四氟乙烯多孔質膜與上述第1透氣性支撐材之間之接著強度高於1.2N/25mm，且高於藉由180°剝離試驗而測定之上述第1透氣性支撐材與上述第2聚四氟乙烯多孔質膜之間之接著強度。
  2. 如申請專利範圍第1項之過濾器濾材，其中，上述第1聚四氟乙烯多孔質膜與上述第1透氣性支撐材之間之上述接著強度為1.8N/25mm以上。
  3. 如申請專利範圍第1項之過濾器濾材，其中，上述第1聚四氟乙烯多孔質膜與上述第1透氣性支撐材之間之上述接著強度為2.5N/25mm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之過濾器濾材，其中，上述第1透氣性支撐材及上述第2透氣性支撐材分別為不織布，上述不織布為壓紋不織布。
  5. 如申請專利範圍第1項之過濾器濾材，其中，上述第1透氣性支撐材及上述第2透氣性支撐材分別為不織布，上述不織布為俯視時具有海島構造之壓紋不織布，於上述壓紋不織布中，與海對應之部分為凹部，與島對應之部分為凸部。
  6. 如申請專利範圍第1項之過濾器濾材，其中，粒徑為0.1~0.2μm之範圍之粒子的捕獲效率高於90%。
  7. 如申請專利範圍第1項之過濾器濾材，其中，上述過濾器濾材為皺褶狀。
  8. 一種過濾器單元，其具備：申請專利範圍第1項之過濾器濾材；及支撐框，其支撐上述過濾器濾材之外周部。
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