WO2007119508A1 - ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法とフィルター濾材ならびにフィルターユニット - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法とフィルター濾材ならびにフィルターユニット Download PDF

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WO2007119508A1
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porous membrane
ptfe
polytetrafluoroethylene
sheet
filter medium
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PCT/JP2007/056093
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Masatoshi Suzuki
Youji Uchida
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Nitto Denko Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a polytetrafluoroethylene porous membrane.
  • the present invention also relates to a filter medium having a polytetrafluoroethylene porous membrane obtained by the production method and a filter unit.
  • electrostatic filter media including synthetic fiber nonwoven fabrics such as polypropylene, or mechanical filter media based on glass fibers are known. ing.
  • these filter media there is a problem with the filter media that can suppress deterioration with time of the collection efficiency of particles contained in the gas that passes through the filter media.
  • self-generated dust may be generated due to small fibers existing in the filter media or bending, and electrostatic performance is degraded by oil mist in the gas, resulting in increased collection efficiency. May decrease.
  • a mechanical filter medium using glass fiber as a base material it has been difficult to avoid an increase in pressure loss in order to achieve high collection efficiency.
  • a filter medium having a polytetrafluoroethylene (PTFE) porous membrane has attracted attention as a filter medium that can solve these problems.
  • PTFE porous membrane is generally obtained by stretching an unfired PTFE sheet. It is formed.
  • PTFE porous membranes produce little self-dusting even during bending, and have a high collection efficiency by making their average pore diameter fine (usually 0. or less) and thin (usually less). Compatibility with low pressure loss is possible.
  • a fine average pore diameter, thinness, and film thickness are realized by biaxially stretching an unfired PTFE sheet at a temperature below the melting point of PTFE.
  • the PTFE porous membrane disclosed in Document 2 has high collection efficiency and low pressure. Since the balance with the loss is realized by the fine average pore diameter and the thin film thickness, the strength as the film cannot be secured sufficiently, and defects such as pin holes may occur.
  • the present invention provides a PTFE porous membrane that has both a high trapping efficiency and a low pressure loss while having a larger average pore diameter and a larger thickness than those of the conventional PTFE porous membrane.
  • the purpose is to provide a manufacturing method.
  • an unsintered PTFE sheet is stretched 5 to 30 times in a predetermined direction at a temperature equal to or higher than the melting point of PTFE, and the stretched sheet is less than the melting point. Then, the film is further stretched 5 to 40 times in a direction different from the predetermined direction, and then heated to a temperature equal to or higher than the melting point.
  • the filter medium of the present invention is a filter medium that collects particles contained in the gas to be filtered, and includes the PTFE porous membrane obtained by the production method of the present invention.
  • the filter unit of the present invention is a filter unit comprising a filter medium that collects particles contained in the gas to be filtered, and a support frame that supports the filter medium. This is a filter medium.
  • an unsintered PTFE sheet is stretched at a temperature not lower than the melting point (327 ° C) of PTFE (stretching A), and then the stretched sheet is less than the melting point. After further stretching at the same temperature (stretching B), heating to a temperature equal to or higher than the above melting point makes the average pore diameter larger and the film thickness larger than before, but with high collection efficiency and low pressure loss. It is possible to form a porous PTFE membrane that balances
  • Such a porous PTFE membrane is also excellent in strength and can suppress the occurrence of defects such as pinholes, and is therefore suitable for use as a filter medium!
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a filter unit of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a PTFE porous membrane sample (Example 1) produced in the example.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a PTFE porous membrane sample (Comparative Example 1) produced in the example.
  • the specific method is not particularly limited.
  • an unsintered PTFE sheet may be stretched in a heating furnace maintained at a temperature higher than the melting point. At this time, the PTFE sheet can be stretched at a temperature equal to or higher than the melting point by appropriately setting the time during which the PTFE sheet is positioned in the heating furnace.
  • the direction of stretch A is not particularly limited, but may be, for example, the longitudinal direction when the unfired PTFE sheet has a strip shape.
  • the stretch A ratio is preferably about 5 to 25 times.
  • the temperature at which the stretching A is carried out is usually about 327 to 400 ° C, preferably 350 ° C or higher.
  • stretching A it is considered that fibrils extending in the stretching direction are formed in the PTFE sheet, and nodes in which PTFE is partially aggregated are formed. Moreover, since it extends at a temperature higher than the melting point of PTFE, excessive thinning of the PTFE sheet can be suppressed.
  • stretching B the specific method is not particularly limited as long as the PTFE sheet subjected to stretching A is stretched 5 to 40 times in a direction different from the direction of stretching A at a temperature lower than the melting point of PTFE.
  • a PTFE sheet subjected to stretching A may be stretched in a heating furnace maintained at a temperature lower than the melting point. At this time, the PTFE sheet can be stretched at a temperature lower than the melting point by appropriately setting the time for which the PTFE sheet is located in the heating furnace.
  • the direction of stretch B is not particularly limited as long as it is different from the direction of stretch A.
  • the direction of stretch B may be any direction as long as it is perpendicular to the direction of stretch A in the plane of the PTFE sheet.
  • the PTFE sheet has a strip shape, it may be in the width direction.
  • the stretch B ratio is preferably about 5 to 30 times.
  • the area stretch ratio indicated by the product of the stretch A ratio and the stretch B ratio is preferably 300 times or less.
  • the area stretch ratio exceeds 300 times, the average pore diameter in the formed PTFE porous membrane increases. The trapping efficiency may be excessively reduced.
  • the area stretch ratio is preferably 250 times or less, more preferably 150 times or less.
  • the temperature at which the stretching B is carried out is usually 25 ° C or more, preferably about 40 to 200 ° C, more preferably about 100 to 200 ° C.
  • Stretching B may be performed continuously following stretching A.
  • the stretched PTFE sheet is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of PTFE and heat-treated.
  • the specific method of heat treatment is not particularly limited.
  • the stretched PTFE sheet may be stored in a heating furnace maintained at a temperature equal to or higher than the melting point. At this time, the PTFE sheet can be heat-treated at a temperature equal to or higher than the melting point by appropriately setting the time during which the PTFE sheet is accommodated in the heating furnace.
  • the heat treatment is preferably tool that temperature be carried out in the state of fixing the size of the PTFE sheet, 350 ⁇ 400 o C about force preferably! / ⁇ .
  • the heat treatment may be performed continuously following the stretching B.
  • the inventors of the present invention have made the PTFE porous membrane larger in average pore diameter and thicker by using the above-described manufacturing method, and have high collection efficiency and low pressure loss. And found that both can be achieved.
  • the fibrils are not made finer than before, for example, the area of the nodes is 1 ⁇ m 2 or more, and the distance between the nodes is several tens to 100.
  • a porous PTFE membrane of about m can be formed.
  • the method for forming the unfired PTFE sheet used in the production method of the present invention is not particularly limited.
  • a mixture of PTFE fine powder (fine powder) and a liquid lubricant may be selected for extrusion and rolling force. It may be formed into a sheet by at least one method.
  • the type of PTFE fine powder is not particularly limited, and a commercially available product may be used.
  • Examples of commercially available PTF E fine powders include Polyflon F-104 (Daikin Industries), Fullon CD-123 (Asahi ICI Fluoropolymers), Teflon 6J (Mitsui's DuPont Fluorochemicals), and the like. .
  • the liquid lubricant is a substance that can wet the surface of the PTFE fine powder and can be removed by means such as evaporation or extraction after the mixture is formed into a sheet.
  • the liquid lubricant various alcohols, ketones, esters and the like may be used in addition to hydrocarbon oils such as liquid paraffin, naphtha, white oil, toluene, and xylene.
  • the mixing ratio of the PTFE fine powder and the liquid lubricant may be appropriately adjusted according to the type of the PTFE fine powder and the liquid lubricant, or the molding method of the PTFE sheet.
  • the liquid lubricant is about 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight.
  • Specific methods of extrusion and Z or rolling are not particularly limited.
  • the mixture is extruded into a rod shape
  • the obtained rod-shaped formed body is rolled with a pair of rolls to form a sheet. You may shape
  • the mixture may be extruded into a sheet as it is, or may be further rolled after being extruded into a sheet.
  • the thickness of the unsintered PTFE sheet is usually about 0.05 to 0.5 mm as long as it is appropriately adjusted depending on the thickness of the porous PTFE membrane to be obtained.
  • the liquid lubricant is preferably heated before being subjected to the above stretching A! /, And is preferably removed from the PTFE sheet by a technique such as extraction.
  • a PTFE porous film having the following characteristics can be formed.
  • a PTFE porous membrane having an average pore diameter of 1 to 5 ⁇ m can be formed.
  • the average pore diameter can be controlled mainly by adjusting the ratio of stretching A and B. When the ratio is increased, the average pore diameter of the obtained PTFE porous membrane can be increased.
  • the thickness is 5 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, preferably more than 10 ⁇ m.
  • the pressure loss that occurs when gas is permeated at a flow rate of 5.3 cmZsec is 1 m or less.
  • a PTFE porous film of OOPa or less can be formed.
  • a PTFE porous membrane having a thickness of more than 35 m and not more than 50 m and a pressure loss generated when gas is permeated at a flow rate of 5.3 cmZS is not more than 200 Pa. Can be formed.
  • a PTFE porous membrane that collects 89% or more of the particles is collected. Can be formed. 90% or more of the particles are mainly adjusted by adjusting the draw ratios A and B.
  • PTFE porous membrane 99% or more, or 99.97% or more of PTFE porous membrane can be formed.
  • a PTFE porous membrane that collects 99.97% or more of the particles can be used as a so-called HEPA filter.
  • a PTFE porous film having a needle penetration strength of 0.2 N / mm 2 or more, preferably 0.3 NZmm 2 or more can be formed in a predetermined needle penetration test. Details of the needle penetration test will be described later in Examples.
  • the filter medium of the present invention is provided with the PTFE porous membrane (PTFE porous membrane of the present invention) obtained by the production method of the present invention, and has both high collection efficiency and low pressure loss. It can be.
  • the collection efficiency and pressure loss in the filter medium of the present invention basically depend on the collection efficiency and pressure loss in the PTFE porous membrane of the present invention described above, although it depends on the type and number of layers of the filter medium. It is the same.
  • the filter medium of the present invention may include a layer other than the PTFE porous membrane of the present invention.
  • the filter medium may include a breathable support material that supports the porous membrane. In this case, the strength and life of the filter medium can be further improved.
  • the filter medium of the present invention includes a PTFE porous membrane and a breathable support material
  • the two may be simply overlapped, or may be integrated by a technique such as adhesive lamination or thermal lamination. May be.
  • the material and structure of the breathable support material are not particularly limited as long as the breathable support material is more breathable than the PTFE porous membrane of the present invention.
  • the structure of the breathable support material may be, for example, felt, non-woven fabric, woven fabric, or mesh (mesh-like sheet).
  • a breathable support made of a nonwoven fabric is preferred because of its strength, flexibility, and workability in the manufacturing process.
  • at least some of the fibers constituting the nonwoven fabric have a so-called core-sheath structure. It may be a composite fiber.
  • the melting point of the core component is higher than the melting point of the sheath component, it becomes easier to heat and press the breathable support material and the PTFE porous membrane in the production of the filter medium.
  • the number of folding pitches can be increased when performing a bending force such as h.
  • polyolefin polyethylene, polypropylene, etc.
  • polyester polyamide (nylon, etc.)
  • aromatic polyamide polyamide
  • a composite material thereof may be used.
  • fluorine-based resin such as PFA (tetrafluoroethylene Z perfluoroalkyl butyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene Z hexafluoropropylene copolymer), Alternatively, use a porous PTFE membrane.
  • FIG. 1 shows an example of the filter unit of the present invention.
  • a filter unit 1 shown in FIG. 1 is a filter unit that includes a filter medium 2 that collects particles contained in a gas to be filtered, and a support frame 3 that supports the filter medium 2. It is the filter medium of this invention.
  • the filter unit 1 can achieve both high collection efficiency and low pressure loss.
  • the filter media 2 is pleated, and the filter media 2 may be pleated!
  • the shape of the support frame 3 may be arbitrarily set by using a general material for the filter unit.
  • the support method of the filter medium 2 in the support frame 3 is the same as that of a general filter unit.
  • the mean flow pore size of the porous membrane sample was defined as the mean flow pore size measured with a porous material palm porometer on the porous membrane sample.
  • the thickness of the porous membrane sample was determined using a SM-1201 type dial gauge manufactured by Teclock. More specifically, the thickness of the laminated body obtained by laminating 12 porous membrane samples was measured with the above dial gauge, and the value obtained by dividing the measured value by the number of laminated samples 12 was the thickness of the porous membrane sample. Say it.
  • the pressure loss of the porous membrane sample is measured by placing the sample in a circular holder with an effective ventilation area of 100 cm 2 and creating a pressure difference on both sides of the set sample to allow gas to pass through. (Pressure permeation: 31.8 LZmin), and the pressure loss when the flow velocity of the permeating gas was 5.3 cmZsec was measured by a pressure gauge (manometer).
  • PTFE fine powder (Asahi 'ICI Fluoropolymers, Fullon CD-123) 100 parts by weight and liquid paraffin 20 parts by weight as liquid lubricant are uniformly mixed, PTFE fine powder and liquid lubricant A PTFE paste that is a mixture of Next, the formed PTFE paste was extruded into a rod shape at a pressure of 2 MPa (20 kgZcm 2 ), and further rolled with a pair of metal rolls to form a strip-shaped PTFE sheet (thickness 0.2 mm). . Next, liquid paraffin was removed from the formed PTFE sheet by an extraction method using trichlene, and the removed PTFE sheet was wound around a tubular core in a roll shape.
  • the PTFE sheet thus formed is uniaxially stretched in the longitudinal direction while continuously supplying the core force, and then uniaxially stretched in the width direction, and further, if necessary.
  • Heat treatment was performed to prepare each PTFE porous membrane sample (Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 4). It was. The uniaxial stretching in the longitudinal direction and the width direction, and the heat treatment were performed inside a heating furnace maintained at each temperature shown in Table 1 below. At this time, the PTFE sheet was sufficiently stretched or heat-treated in a state where it reached each of the above temperatures, so that sufficient time was allowed for the PTFE sheet to be positioned in the calothermal furnace.
  • Table 1 below shows the stretching conditions in each porous membrane sample, the presence or absence of heat treatment, and the conditions.
  • the needle penetration strength was higher than in Comparative Examples 1, 2, and 4, and a PTFE porous membrane excellent in strength could be formed.
  • the needle penetration strength is greatly increased 400Pa and at greater Natsuta force pressure loss thickness 50 m compared to 6NZmm 2 the real ⁇ 1-6.
  • Example 1 Apart from the evaluation of the above characteristics, the structures of the porous membrane samples of Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated by a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • FIG. 2 The SEM image of Example 1 is shown in FIG. 2
  • Comparative Example 1 is a sample obtained by performing stretching at a temperature lower than the melting point of PTFE in the longitudinal direction and the width direction of the strip-shaped PTFE sheet, and then performing heat treatment at a temperature higher than the melting point of PTFE.
  • Example 1 there are many clear nodes in which the degree of fibril miniaturization is smaller than that in Comparative Example 1, and the area of the nodes exceeds 1 m 2. Had.
  • a PTFE porous membrane having both a high collection efficiency and a low pressure loss while having a larger average pore diameter and a thicker film than conventional PTFE porous membranes.
  • a manufacturing method can be provided.
  • the PTFE porous membrane obtained by the production method of the present invention is suitable for use as a filter medium and a filter unit for collecting particles contained in the gas to be filtered.

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Abstract

　従来のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜よりも平均孔径を大きく、かつ、膜厚を厚くしながらも、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立させたＰＴＦＥ多孔質膜の製造方法を提供する。未焼成のポリテトラフルオロエチレンシートを、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度において所定の方向へ５～３０倍延伸し、前記延伸したシートを、前記融点未満の温度において、前記所定の方向とは異なる方向へさらに５～４０倍延伸した後に、前記融点以上の温度に加熱する製造方法とする。

Description

明 細 書
ポリテトラフルォロエチレン多孔質膜の製造方法とフィルター濾材ならび にフイノレターユニット
技術分野
[0001] 本発明は、ポリテトラフルォロエチレン多孔質膜の製造方法に関する。本発明は、 また、当該製造方法により得たポリテトラフルォロエチレン多孔質膜を備えるフィルタ ー濾材ならびにフィルターユニットに関する。
背景技術
[0002] 従来、空気清浄などを目的とするフィルター濾材として、ポリプロピレンなどの合成 繊維の不織布を備える静電式フィルター濾材、あるいは、ガラス繊維を基材とするメ 力二カルフィルター濾材などが知られている。これらの濾材では、濾材を透過する気 体に含まれる粒子の捕集効率の経時劣化を抑制できる力 当該濾材には 、くつかの 問題がある。例えば、静電式フィルター濾材では、濾材中に存在する小繊維や折り 曲げ加工により自己発塵が発生することがある他、気体中のオイルミストなどにより静 電性能が劣化し、捕集効率が低下することがある。一方、ガラス繊維を基材とするメカ 二カルフィルター濾材では、高い捕集効率を実現するために、圧力損失の増大を避 けることが困難であった。
[0003] 近年、これらの問題を解決できる濾材として、ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)多 孔質膜を備える濾材が注目されている。 PTFE多孔質膜は、例えば、国際公開第 94 Z16802号パンフレット（文献 1)および特開平 7— 196831号公報 (文献 2)に記載 されているように、一般に、未焼成の PTFEシートを延伸して形成される。 PTFE多孔 質膜は、折り曲げ加工時にも自己発塵がほとんど生じない他、その平均孔径を微細 にする（通常 0. 以下）とともに膜厚を薄くする（通常 以下)ことで、高い 捕集効率と低い圧力損失との両立が可能である。文献 1および 2では、未焼成の PT FEシートを、 PTFEの融点未満の温度において二軸延伸することにより、微細な平 均孔径と薄 、膜厚とを実現して 、る。
[0004] し力しながら、文献 2に開示の PTFE多孔質膜では、高い捕集効率と低い圧力 損失との両立を、微細な平均孔径および薄い膜厚により実現しているため、膜として の強度を十分に確保できず、ピンホールなどの欠陥が発生することがある。
発明の開示
[0005] そこで本発明は、これら従来の PTFE多孔質膜よりも平均孔径を大きぐかつ、膜厚 を厚くしながらも、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立させた PTFE多孔質膜の製 造方法の提供を目的とする。
[0006] 本発明の PTFE多孔質膜の製造方法では、未焼成の PTFEシートを、 PTFEの融 点以上の温度において所定の方向へ 5〜30倍延伸し、前記延伸したシートを、前記 融点未満の温度において、前記所定の方向とは異なる方向へさらに 5〜40倍延伸し た後に、前記融点以上の温度に加熱する。
[0007] 本発明のフィルター濾材は、被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルター濾 材であって、上記本発明の製造方法により得た PTFE多孔質膜を備えている。
[0008] 本発明のフィルターユニットは、被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルター 濾材と、前記フィルター濾材を支持する支持枠とを備えるフィルターユニットであって 、前記フィルター濾材が、上記本発明のフィルター濾材である。
[0009] 本発明の製造方法によれば、未焼成の PTFEシートを、 PTFEの融点（327°C)以 上の温度において延伸し (延伸 A)、次に、当該延伸したシートを上記融点未満の温 度においてさらに延伸した (延伸 B)後に、上記融点以上の温度に加熱することで、 従来よりも平均孔径を大きぐかつ、膜厚を厚くしながらも、高い捕集効率と低い圧力 損失とを両立させた PTFE多孔質膜を形成できる。
[0010] このような PTFE多孔質膜は、また、その強度に優れ、例えば、ピンホールなどの欠 陥の発生を抑制できるため、フィルター濾材としての使用に適して!/、る。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]図 1は、本発明のフィルターユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
[図 2]図 2は、実施例において作製した PTFE多孔質膜サンプル (実施例 1)の構造を 示す図である。
[図 3]図 3は、実施例において作製した PTFE多孔質膜サンプル (比較例 1)の構造を 示す図である。 発明を実施するための最良の形態
[0012] (延伸 A)
延伸 Aでは、未焼成の PTFEシートを PTFEの融点以上の温度において 5〜30倍 延伸する限り、その具体的な手法などは特に限定されない。例えば、上記融点以上 の温度に保持した加熱炉内で、未焼成の PTFEシートを延伸すればよい。このとき、 当該 PTFEシートが加熱炉内に位置する時間を適切に設定することにより、当該 PT FEシートを上記融点以上の温度において延伸できる。
[0013] 延伸 Aの方向（所定の方向）は特に限定されないが、未焼成の PTFEシートが帯状 である場合、例えば、その長手方向であればよい。
[0014] 延伸 Aの倍率は、 5〜25倍程度が好ましい。
[0015] 延伸 Aを実施する温度は、通常、 327〜400°C程度であればよぐ 350°C以上が好 ましい。
[0016] 延伸 Aでは、 PTFEシートにおいて、その延伸の方向に伸びるフィブリルが形成さ れるとともに、 PTFEが部分的に凝集したノードが形成されると考えられる。また、 PT FEの融点以上の温度で延伸するため、 PTFEシートの過度の薄肉化を抑制できる。
[0017] (延伸 B)
延伸 Bでは、延伸 Aを実施した PTFEシートを、 PTFEの融点未満の温度において 、延伸 Aの方向とは異なる方向へ 5〜40倍延伸する限り、その具体的な手法などは 特に限定されない。例えば、上記融点未満の温度に保持した加熱炉内で、延伸 Aを 実施した PTFEシートを延伸すればよい。このとき、当該 PTFEシートが加熱炉内に 位置する時間を適切に設定することにより、当該 PTFEシートを上記融点未満の温 度において延伸できる。
[0018] 延伸 Bの方向は、延伸 Aの方向と異なる限り特に限定されないが、例えば、 PTFE シートの面内における延伸 Aの方向と直交する方向であればよぐより具体的には、 延伸する PTFEシートが帯状である場合、その幅方向であればよい。
[0019] 延伸 Bの倍率は、 5〜30倍程度が好ま 、。ただし、延伸 Aの倍率と、延伸 Bの倍 率との積で示される面積延伸倍率が、 300倍以下であることが好ましい。面積延伸倍 率が 300倍を超えると、形成された PTFE多孔質膜における平均孔径が大きくなりす ぎ、捕集効率が過度に低下することがある。より高い捕集効率を有する PTFE多孔質 膜を形成するためには、面積延伸倍率が、 250倍以下であることが好ましぐ 150倍 以下であることがより好まし 、。
[0020] 延伸 Bを実施する温度は、通常、 25°C以上であればよぐ 40〜200°C程度が好ま しぐ 100〜200°C程度がより好ましい。
[0021] 延伸 Bは、延伸 Aに続いて連続的に行ってもよい。
[0022] 延伸 Bでは、 PTFEシートにおいて、フィブリルの微細化が進むと共に、ノードとフィ ブリルとの境界がより明瞭になると考えられる。
[0023] (熱処理）
本発明の製造方法では、延伸 Bを実施した後、延伸後の PTFEシートを PTFEの融 点以上の温度に加熱して熱処理する。熱処理の具体的な手法などは特に限定され ず、例えば、上記融点以上の温度に保持した加熱炉に、延伸後の PTFEシートを収 容すればよい。このとき、当該 PTFEシートが加熱炉に収容される時間を適切に設定 することにより、当該 PTFEシートを上記融点以上の温度で熱処理できる。
[0024] 熱処理は、 PTFEシートの寸法を固定した状態で行うことが好ましぐその温度は、 350〜400oC程度力好まし！/ヽ。
[0025] 熱処理は、延伸 Bに続いて連続的に行ってもよい。
[0026] 熱処理では、 PTFEシートにおいてフィブリルの統合が生じると考えられる。
[0027] 上述した文献 1、 2を始め、従来の PTFE多孔質膜の製造方法、なかでも、高い捕 集効率を発現する PTFE多孔質膜の製造方法では、 PTFEの融点以上の温度にお ける延伸と PTFEの融点未満の温度における延伸とを組み合わせて実施した後に、 さらに当該融点以上の温度において熱処理することは行われていな力つた。これは、 従来、 PTFE多孔質膜の平均孔径を小さぐかつ、膜厚を薄くすることにより、高い捕 集効率と低い圧力損失との両立を図っていたためである。このため、文献 2では、 PTFEの融点以上の温度における延伸を行うことなぐ当該融点未満の温度におけ る二軸延伸を行っている。実施例にも後述するが、このような製造方法では、フイブリ ルが全体的に微細に分割され、例えば、ノード (結節部）の面積が直径 1 μ mの円の 面積以下であり、平均孔径が、 0. 5 m以下の PTFE多孔質膜 (文献 2参照）が形成 される。
[0028] これに対して、本発明者らは、上述の製造方法により、 PTFE多孔質膜の平均孔径 を従来よりも大きぐかつ、膜厚を厚くして、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立で きることを見出した。実施例にも後述するが、本発明の製造方法では、従来よりもフィ ブリルが微細化されていない、例えば、ノードの面積が 1 μ m2以上であり、ノード間の 距離が数十〜 100 m程度である、 PTFE多孔質膜を形成できる。
[0029] 本発明の製造方法に用いる未焼成の PTFEシートの形成方法は特に限定されな いが、例えば、 PTFE微粉末 (ファインパウダー）と液状潤滑剤との混合物を、押出お よび圧延力も選ばれる少なくとも 1つの方法によりシート状に成形して、形成してもよ い。
[0030] PTFE微粉末の種類は特に限定されず、市販の製品を用いてもよ!ヽ。市販の PTF E微粉末としては、例えば、ポリフロン F— 104(ダイキン工業製)、フルオン CD— 123( 旭 .ICIフロロポリマーズ社製)、テフロン 6J (三井'デュポンフロロケミカル社製)などが 挙げられる。
[0031] 液状潤滑剤の種類は、 PTFE微粉末の表面を濡らすことが可能であり、上記混合 物をシート状に成形した後に、蒸発や抽出などの手段によって除去可能な物質であ る限り、特に限定されない。例えば、液状潤滑剤として、流動パラフィン、ナフサ、ホヮ イトオイル、トルエン、キシレンなどの炭化水素油の他、各種のアルコール類、ケトン 類、エステル類などを用いればよい。
[0032] PTFE微粉末と液状潤滑剤との混合比は、 PTFE微粉末および液状潤滑剤の種 類、あるいは、 PTFEシートの成形方法などに応じて適宜調整すればよぐ通常、 PT FE微粉末 100重量部に対して、液状潤滑剤が 5〜50重量部程度である。
[0033] 押出および Zまたは圧延の具体的な方法は特に限定されず、例えば、上記混合物 をロッド状に押出成形した後、得られたロッド状の成形体を一対のロールにより圧延し てシート状に成形してもよい。あるいは、上記混合物をそのままシート状に押出成形 してもよいし、シート状に押出成形した後に、さらに圧延を加えてもよい。
[0034] 未焼成の PTFEシートの厚さは、得たい PTFE多孔質膜の厚さにより適宜調整す ればよぐ通常、 0. 05〜0. 5mm程度である。 [0035] 液状潤滑剤は、上記延伸 Aを行う前に、加熱ある!/、は抽出などの手法により PTFE シートから除去することが好ま 、。
[0036] 本発明の製造方法では、延伸 A、延伸 Bおよび熱処理の温度、延伸 Aおよび延伸
Bの倍率、ならびに、未焼成の PTFEシートの厚さなどを適宜調整することにより、以 下に示す特性を有する PTFE多孔質膜を形成できる。
[0037] (平均孔径）
本発明の製造方法では、平均孔径が 1〜5 μ mの PTFE多孔質膜を形成できる。 平均孔径は、主に、延伸 Aおよび Bの倍率を調整することにより制御でき、当該倍率 を大きくすると、得られる PTFE多孔質膜の平均孔径を大きくできる。
[0038] (圧力損失）
本発明の製造方法では、厚さが 5 μ m以上 35 μ m以下、好ましくは 10 μ mを超え 3
5 m以下であり、流速 5. 3cmZsecで気体を透過させたときに生じる圧力損失が 1
OOPa以下である PTFE多孔質膜を形成できる。
[0039] また本発明の製造方法では、厚さが 35 mを超え 50 m以下であり、流速 5. 3c mZsecで気体を透過させたときに生じる圧力損失が 200Pa以下である PTFE多孔 質膜を形成できる。
[0040] (捕集効率）
本発明の製造方法では、粒径 0. 3〜0. 5 mの粒子を含む気体を流速 5. 3cm/ secで透過させたときに、当該粒子の 89%以上を捕集する PTFE多孔質膜を形成で きる。また、主に、延伸 Aおよび Bの倍率を調整することにより、当該粒子の 90%以上
、 99%以上、あるいは、 99. 97%以上を捕集する PTFE多孔質膜を形成できる。当 該粒子の 99. 97%以上を捕集する PTFE多孔質膜は、いわゆる HEPAフィルターと しての利用が可能である。
[0041] (強度）
本発明の製造方法では、所定の針貫通試験において、針貫通強度が 0. 2N/m m2以上、好ましくは 0. 3NZmm2以上の PTFE多孔質膜を形成できる。針貫通試験 の詳細は、実施例に後述する。
[0042] (フィルター濾材） 本発明のフィルター濾材は、上記本発明の製造方法により得た PTFE多孔質膜（ 本発明の PTFE多孔質膜)を備えており、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立さ せたフィルター濾材とすることができる。本発明のフィルター濾材における捕集効率 および圧力損失は、当該フィルター濾材が備える各層の種類や数にもよるが、基本 的に、上述した本発明の PTFE多孔質膜における捕集効率および圧力損失と同様 である。
[0043] 本発明のフィルター濾材は、本発明の PTFE多孔質膜以外の層を備えていてもよく 、例えば、当該多孔質膜を支持する通気性支持材を備えていてもよい。この場合、フ ィルター濾材としての強度や寿命をさらに向上できる。
[0044] 本発明のフィルター濾材が PTFE多孔質膜および通気性支持材を備える場合、両 者は単に重ね合わされているだけでもよいし、例えば、接着ラミネート、熱ラミネートな どの手法により、一体ィ匕されていてもよい。
[0045] 通気性支持材の材質、構造は、本発明の PTFE多孔質膜よりも通気性に優れる限 り、特に限定されない。通気性支持材の構造としては、例えば、フェルト、不織布、織 布、メッシュ (網目状シート)であればよい。強度、柔軟性、および、製造工程における 作業性に優れることから、不織布からなる通気性支持材が好ましぐこの場合、不織 布を構成する少なくとも一部の繊維が、いわゆる芯鞘構造を有する複合繊維であつ てもよい。芯成分の融点が鞘成分の融点よりも高い場合、フィルター濾材を製造する 際における、通気性支持材と PTFE多孔質膜との加熱圧着がより容易となる他、フィ ルター濾材に対してプリーツカ卩ェなどの折り曲げ力卩ェを行う際に、折り込みピッチ数 を大きくできる。
[0046] 通気性支持材の材料としては、ポリオレフイン (ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、 ポリエステル、ポリアミド (ナイロンなど）、芳香族ポリアミド、および、これらの複合材を 用いればよい。通気性支持材として、フッ素系榭脂、例えば、 PFA (テトラフルォロェ チレン Zパーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体）、 FEP (テトラフルォロェチ レン Zへキサフルォロプロピレン共重合体）、あるいは、 PTFEの多孔質膜を用いて ちょい。
[0047] (フィルターユニット） 図 1に、本発明のフィルターユニットの一例を示す。図 1に示すフィルターユニット 1 は、被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルター濾材 2と、フィルター濾材 2を支 持する支持枠 3とを備えるフィルターユニットであって、フィルター濾材 2は、上述した 本発明のフィルター濾材である。
[0048] フィルターユニット 1では、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立できる。
[0049] 図 1に示す例では、フィルター濾材 2がプリーツ加工されている力 プリーツ加工さ れて 、な 、フィルター濾材 2であってもよ!/、。
[0050] 支持枠 3には、フィルターユニットとして一般的な材料を用いればよぐ支持枠 3の 形状も任意に設定できる。支持枠 3におけるフィルター濾材 2の支持方法は、一般的 なフィルターユニットと同様であればょ 、。
実施例
[0051] 以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に 限定されない。
[0052] 本実施例では、 PTFE多孔質膜サンプルを 10種類 (実施例 6種類、比較例 4種類） 作製し、各多孔質膜サンプルにおける平均孔径 m)、厚さ m)、圧力損失 (Pa) 、捕集効率 (％)および針貫通強度 (NZmm2)の各特性を評価した。
[0053] 多孔質膜サンプルにおける各特性の評価方法を示す。
[0054] (平均孔径）
多孔質膜サンプルに対してポーラスマテリアルズ社のパームポロメーターにより測 定したミーンフローポアサイズを、多孔質膜サンプルの平均孔径とした。
[0055] (厚さ）
多孔質膜サンプルの厚さは、テクロック社製 SM— 1201型ダイヤルゲージにより求 めた。より具体的には、多孔質膜サンプルを 12枚積層した積層体の厚さを上記ダイ ャルゲージにより測定し、得られた測定値をサンプルの積層数 12で除した値を多孔 質膜サンプルの厚さとした。
[0056] (圧力損失）
多孔質膜サンプルの圧力損失は、サンプルを有効通気面積が 100cm2である円形 状のホルダーにセットし、セットしたサンプルの両面に圧力差を発生させて気体を透 過させ（透過量： 31. 8LZmin)、透過する気体の流速を 5. 3cmZsecとしたときの 圧力損失を圧力計 (マノメーター）により測定して求めた。
[0057] (捕集効率）
圧力損失の測定装置と同様の装置を用い、上記ホルダーにセットした多孔質膜サ ンプルに、多分散ジォクチルフタレート（DOP)粒子を含む気体を流速 5. 3cm/sec で透過させ、サンプルの下流側における上記 DOP粒子の濃度をパーティクルカウン ター（リオン社製、 KC- 18)により測定して、捕集効率を求めた。ただし、サンプルを 透過させた気体には、粒子径 0. 3〜0. 5 mの範囲の粒子が 107個/ Lとなるように DOP粒子を含ませ、パーティクルカウンターによる測定対象粒子の粒径を 0. 3〜0. 5 μ mの範囲とし、捕集効率は、捕集効率 = (1 （下流側 DOP粒子濃度 Z上流側 DOP粒子濃度)） X 100 (%)の式より算出した。
[0058] (針貫通強度）
多孔質膜サンプルに対し、カトーテック株式会社製ノヽンディー圧縮試験機 KES - G5を用い、加圧子として直径 1. Omm、先端の曲率 R=0. 5mmの針を使用して、ホ ルダ一径 11. 3mm φ、押し込み速度 2mmZsecの条件にて針貫通試験を行い、多 孔質膜サンプルが破れるまでに印加できた最大荷重を針貫通強度として求めた。
[0059] (各 PTFE多孔質膜サンプルの作製）
以下に示す方法により、各多孔質膜サンプルを作製した。
[0060] PTFEファインパウダー（旭 'ICIフロロポリマーズ社製、フルオン CD— 123) 100重 量部と、液状潤滑剤として流動パラフィン 20重量部とを均一に混合し、 PTFEフアイ ンパウダーと液状潤滑剤との混合物である PTFEペーストを形成した。次に、形成し た PTFEペーストを、 2MPa (20kgZcm2)の圧力でロッド状に押出成形し、さらに 1 対の金属ロールにより圧延して、帯状の PTFEシート (厚さ 0. 2mm)を形成した。次 に、形成した PTFEシートから、トリクレンを用いた抽出法により流動パラフィンを除去 した後、当該除去後の PTFEシートを管状の芯体にロール状に卷回させた。
[0061] 次に、このように形成した PTFEシートを、上記芯体力も連続的に供給しながら、そ の長手方向に一軸延伸した後に、その幅方向に一軸延伸し、さらに、必要に応じて 熱処理を行って、各 PTFE多孔質膜サンプル (実施例 1〜6、比較例 1〜4)を作製し た。上記長手方向および幅方向の一軸延伸、ならびに、熱処理は、以下の表 1に示 す各温度に保持した加熱炉の内部で行った。このとき、 PTFEシートが上記各温度 に達した状態で延伸され、または、熱処理されるように、当該 PTFEシートが上記カロ 熱炉内に位置する時間を十分に確保した。
[0062] 以下の表 1に、各多孔質膜サンプルにおける延伸の条件、ならびに、熱処理の有 無およびその条件を示す。
[0063] [表 1]
Figure imgf000012_0001
[0064] 次に、作製した各多孔質膜サンプルにおける各特性を上記のようにして評価した。
評価結果を以下の表 2に示す。
[0065] [表 2] サンプル 平均孔径 厚さ 圧力 捕鶴率 針 ¾Mt
N o . ( im) (■tm) ( P a) (%) (N/mm2)
3. 5 30 65 98 0.7
4 45 150 99. 97 2. 5
1 50 200 99. 97 5
2 35 100 99 1.5 5 5 25 45 90 0.3
5 20 40 89 0.5
J:瞧 1 0.7 3 65 99 0. 1
J:瞧 2 5 10 53 0. 1
6
t咖 3 0. 5 50 400 99. 999 6 t瞧 4 0. 5 7 170 99. 99 0. 3
[0066] 表 2に示すように、実施例 1〜6では、比較例 1、 3、 4に比べて平均孔径が大きぐ かつ、膜厚が厚いながらも、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立させた PTFE多 孔質膜を形成できた。比較例 2では、実施例 1〜6と同様に、延伸 A、延伸 Bおよび P TFEの融点以上の温度における熱処理が行われている力 長手方向における延伸 倍率が 45倍と過大であったため、得られた多孔質膜における平均孔径が 6 μ mと大 きくなり過ぎ、圧力損失は非常に低くなつたものの、捕集効率が 53%と大きく低下し た。
[0067] また、実施例 1〜6では、比較例 1、 2、 4に比べて針貫通強度が大きくなり、強度に 優れる PTFE多孔質膜を形成できた。比較例 3では、針貫通強度が 6NZmm2と実 施例 1〜6に比べて大きくなつた力 圧力損失が厚さ 50 mにおいて 400Paと大きく 増加した。
[0068] 上記各特性の評価とは別に、実施例 1および比較例 1の両多孔質膜サンプルにつ いて、その構造を走査型電子顕微鏡 (SEM)により評価した。実施例 1の SEM像を 図 2に、比較例 1の SEM像を図 3に示す。比較例 1は、帯状の PTFEシートの長手方 向および幅方向に、 PTFEの融点未満の温度における延伸を行った後、 PTFEの融 点以上の温度における熱処理を行ったサンプルである。
[0069] 図 3に示すように、比較例 1は、フィブリルが全体的に微細に分割され、明確なノー ドを有さず、ノードが見られる場合でも当該ノードの面積が 1 m2に満たない構造を 有していた。
[0070] 一方、図 2に示すように、実施例 1は、フィブリルの微細化の程度が比較例 1よりも小 さぐ明確なノードが多数見られ、当該ノードの面積が 1 m2を超える構造を有してい た。
[0071] 本発明は、その意図および本質的な特徴力 逸脱しない限り、他の実施形態に適 用しうる。この明細書に開示されている実施形態は、あらゆる点で説明的なものであ つてこれに限定されない。本発明の範囲は、上記説明ではなく添付したクレームによ つて示されており、クレームと均等な意味および範囲にあるすベての変更はそれに含 まれる。
産業上の利用可能性
[0072] 本発明によれば、従来の PTFE多孔質膜よりも平均孔径が大きぐかつ、膜厚を厚 くしながらも、高い捕集効率と低い圧力損失とを両立させた PTFE多孔質膜の製造 方法を提供できる。本発明の製造方法によって得られた PTFE多孔質膜は、被濾過 気体に含まれる粒子を捕集するフィルター濾材およびフィルターユニットとしての使 用に適している。

Claims

請求の範囲
[1] 未焼成のポリテトラフルォロエチレンシートを、ポリテトラフルォロエチレンの融点以 上の温度において所定の方向へ 5〜30倍延伸し、
前記延伸したシートを、前記融点未満の温度において、前記所定の方向とは異な る方向へさらに 5〜40倍延伸した後に、前記融点以上の温度に加熱する、ポリテトラ フルォロエチレン多孔質膜の製造方法。
[2] 前記未焼成のポリテトラフルォロエチレンシートが帯状であり、
前記所定の方向が、前記シートの長手方向であり、
前記異なる方向力 前記シートの幅方向である請求項 1に記載のポリテトラフルォロ エチレン多孔質膜の製造方法。
[3] ポリテトラフルォロエチレン微粉末と液状潤滑剤との混合物を、押出および圧延か ら選ばれる少なくとも 1つの方法によりシート状に成形して、前記未焼成のポリテトラフ ルォロエチレンシートを形成する、請求項 1に記載のポリテトラフルォロエチレン多孔 質膜の製造方法。
[4] 平均孔径が 1〜5 μ mの前記多孔質膜を形成する、請求項 1に記載のポリテトラフ ルォロエチレン多孔質膜の製造方法。
[5] 厚さが 5 μ m以上 35 μ m以下であり、流速 5. 3cmZsecで気体を透過させたときに 生じる圧力損失が lOOPa以下である前記多孔質膜を形成する、請求項 1に記載のポ リテトラフルォロエチレン多孔質膜の製造方法。
[6] 厚さが 35 μ mを超え 50 μ m以下であり、流速 5. 3cmZsecで気体を透過させたと きに生じる圧力損失が 200Pa以下である前記多孔質膜を形成する、請求項 1に記載 のポリテトラフルォロエチレン多孔質膜の製造方法。
[7] 粒径 0. 3〜0. 5 mの粒子を含む気体を流速 5. 3cmZsecで透過させたときに、 前記粒子の 89%以上を捕集する前記多孔質膜を形成する、請求項 1に記載のポリ テトラフルォロエチレン多孔質膜の製造方法。
[8] 前記粒子の 99. 97%以上を捕集する前記多孔質膜を形成する、請求項 7に記載 のポリテトラフルォロエチレン多孔質膜の製造方法。
[9] 被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルター濾材であって、 請求項 1〜8のいずれかに記載の製造方法により得たポリテトラフルォロエチレン多 孔質膜を備えるフィルター濾材。
被濾過気体に含まれる粒子を捕集するフィルター濾材と、前記フィルター濾材を支 持する支持枠とを備えるフィルターユニットであって、
前記フィルター濾材が、請求項 9に記載のフィルター濾材であるフィルターユニット
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AT07739534T ATE523551T1 (de) 2006-03-28 2007-03-23 Verfahren zur herstellung einer porösen polytetrafluorethylen-membran, filtermedium und filtereinheit
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8105411B2 (en) 2008-08-28 2012-01-31 Illinois Tool Works Inc. Fluid filter system and method

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1750493B1 (en) * 2005-07-14 2011-03-16 W.L.Gore & Associates Gmbh Fan cooling unit for cooling electronic components
JP5658860B2 (ja) * 2008-05-12 2015-01-28 日東電工株式会社 ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法ならびに濾材
JP2011105895A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法とフィルタ濾材ならびに集塵機用のフィルタユニット
US8092768B2 (en) 2010-02-11 2012-01-10 Energy & Environmental Research Center Foundation Advanced particulate matter control apparatus and methods
JP5012990B2 (ja) 2010-06-17 2012-08-29 ダイキン工業株式会社 多孔膜を備える濾材、その製造方法、フィルタパック、ならびにフィルタユニット
JP2013022547A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Nitto Denko Corp フィルタユニットおよびそれを備えた掃除機
US20140231341A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Pall Corporation Ptfe membrane
JP6411826B2 (ja) * 2013-09-12 2018-10-24 日東電工株式会社 充填材含有フッ素樹脂シートの製造方法
KR102527125B1 (ko) * 2015-05-07 2023-04-27 닛토덴코 가부시키가이샤 필터 여과재 및 필터 유닛
JP6816938B2 (ja) * 2015-07-27 2021-01-20 日東電工株式会社 撥油性が付与された通気フィルタ
CN110088179B (zh) * 2016-12-19 2022-08-05 日东电工株式会社 聚四氟乙烯多孔膜和使用该聚四氟乙烯多孔膜的防水透气膜以及防水透气构件
CN108807786B (zh) * 2017-05-04 2020-05-15 宁波昌祺微滤膜科技有限公司 一种用于电池隔离的增强膜及其制备方法
KR102390248B1 (ko) * 2017-09-22 2022-04-22 닛토덴코 가부시키가이샤 에어 필터 여과재, 필터 플리트 팩 및 에어 필터 유닛
KR102160201B1 (ko) * 2017-10-26 2020-09-25 주식회사 엘지화학 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법
EP3812026A4 (en) * 2018-06-01 2022-03-16 Nitto Denko Corporation FILTERING MEDIUM AND FILTER UNIT EQUIPPED THEREOF
US20220040614A1 (en) * 2018-09-28 2022-02-10 Daikin Industries, Ltd. Air filter medium, filter pack, air filter unit, and method for producing the same
WO2021112197A1 (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 日東電工株式会社 ポリテトラフルオロエチレン延伸多孔質膜とこれを用いた通気濾材及びフィルター部材
US20230019449A1 (en) * 2019-12-05 2023-01-19 Nitto Denko Corporation Stretched porous polytetrafluoroethylene membrane, air-permeable medium using the same, and filter member using the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994016802A1 (en) 1993-01-25 1994-08-04 Daikin Industries, Ltd. Polytetrafluoroethylene porous film and method for manufacturing the same
JPH1030031A (ja) * 1996-05-17 1998-02-03 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法、シート状ポリテトラフルオロエチレン成形体、並びに、エアーフィルター用濾材
JPH10165787A (ja) * 1996-12-11 1998-06-23 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法
WO1998026860A1 (fr) * 1996-12-04 1998-06-25 Daikin Industries, Ltd. Milieu filtrant et unite de filtre a air utilisant ce milieu
JPH1180397A (ja) * 1997-07-16 1999-03-26 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法
JP2004231756A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレンシート、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510176A (en) * 1991-07-04 1996-04-23 Mitsubishi Kasei Corporation Polytetrafluoroethylene porous film
JPH07196831A (ja) 1993-12-28 1995-08-01 Japan Gore Tex Inc ポリテトラフルオロエチレン多孔膜とその製造方法
US5814405A (en) * 1995-08-04 1998-09-29 W. L. Gore & Associates, Inc. Strong, air permeable membranes of polytetrafluoroethylene
JP3302606B2 (ja) 1997-04-16 2002-07-15 日東電工株式会社 ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994016802A1 (en) 1993-01-25 1994-08-04 Daikin Industries, Ltd. Polytetrafluoroethylene porous film and method for manufacturing the same
JPH1030031A (ja) * 1996-05-17 1998-02-03 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法、シート状ポリテトラフルオロエチレン成形体、並びに、エアーフィルター用濾材
WO1998026860A1 (fr) * 1996-12-04 1998-06-25 Daikin Industries, Ltd. Milieu filtrant et unite de filtre a air utilisant ce milieu
JPH10165787A (ja) * 1996-12-11 1998-06-23 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法
JPH1180397A (ja) * 1997-07-16 1999-03-26 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法
JP2004231756A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Nitto Denko Corp ポリテトラフルオロエチレンシート、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8105411B2 (en) 2008-08-28 2012-01-31 Illinois Tool Works Inc. Fluid filter system and method

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