空气过滤器滤材、过滤包以及空气过滤器单元

文档序号:862440 发布日期:2021-03-16 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 空气过滤器滤材、过滤包以及空气过滤器单元 (Air filter medium, filter pack, and air filter unit ) 是由 乾邦彦 �原聪 渋谷吉之 清谷秀之 茶圆伸一 山本诚吾 于 2019-07-12 设计创作,主要内容包括:提供一种空气过滤器滤材、过滤包以及空气过滤器单元,能够抑制捕集效率的降低。包括氟树脂,聚α烯烃颗粒的初始透过率与所述聚α烯烃颗粒的最终透过率的PAO透过率比即最终透过率/初始透过率小于3.0,其中,所述聚α烯烃颗粒的初始透过率是指使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速通风时的所述聚α烯烃颗粒的初始透过率,所述聚α烯烃颗粒的最终透过率是指通过使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风而使得压力损失上升了250Pa时的所述聚α烯烃颗粒的最终透过率。(Provided are an air filter medium, a filter pack, and an air filter unit, which can suppress a reduction in collection efficiency. The liquid crystal display panel comprises a fluororesin, and the PAO (polyamide optical oxide) transmittance ratio of the initial transmittance of the polyalphaolefin particles to the final transmittance of the polyalphaolefin particles, namely the final transmittance/initial transmittance, is less than 3.0, wherein the initial transmittance of the polyalphaolefin particles is the initial transmittance of the polyalphaolefin particles when air comprising polyalphaolefin particles with the number median diameter of 0.25 [ mu ] m is ventilated at a flow rate of 5.3 cm/sec, and the final transmittance of the polyalphaolefin particles is the final transmittance of the polyalphaolefin particles when pressure loss is increased by 250Pa by continuously ventilating air comprising polyalphaolefin particles with the number median diameter of 0.25 [ mu ] m at a flow rate of 5.3 cm/sec.)

空气过滤器滤材、过滤包以及空气过滤器单元

技术领域

本公开涉及一种空气过滤器滤材、过滤包以及空气过滤器单元。

背景技术

目前,为了获得足够洁净的空间,作为集尘过滤器,采用例如由聚四氟乙烯(以下称为PTFE)构成的多孔膜(以下称为PTFE多孔膜)。与玻璃纤维制滤材相比,PTFE多孔膜在相同的压力损失下进行比较时的灰尘的捕集效率较高,因此,特别优选使用HEPA过滤器(高效微粒空气过滤器)以及ULPA过滤器(超低渗透空气过滤器)。

作为上述过滤器,例如,如专利文献1(日本特开2017-64713号公报)所记载的空气过滤器滤材那样,提出了一种将两片PTFE多孔膜彼此重叠而构成的过滤器。根据该专利文献1,在空气过滤器滤材的各PTFE多孔膜中,通过将配置于上游侧的PTFE多孔膜的平均纤维直径设为0.24~0.45μm,并且将配置于下游侧的PTFE多孔膜的平均纤维直径设为0.24~0.45μm,能够抑制由于油雾(油颗粒)引起的堵塞。

发明内容

发明所要解决的技术问题

不过,本申请的发明人们新发现一种现象,即,在捕集对象是液体颗粒的情况下,空气过滤器滤材的捕集效率逐渐降低。

本公开的内容是鉴于上述现象而形成的,其目的在于提供一种空气过滤器滤材、过滤包以及空气过滤器单元,能够抑制捕集效率的降低。

解决技术问题所采用的技术方案

本公开的发明人们新发现一种现象,即在捕集对象是液体颗粒的情况下,空气过滤器滤材的捕集效率逐渐降低,为了抑制捕集效率的降低,完成了本公开的内容。

第一观点的空气过滤器滤材包括氟树脂,PAO透过率比(最终透过率/初始透过率)小于3.0。聚α烯烃颗粒的初始透过率是指使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速通风于初始状态的空气过滤器滤材时的所述聚α烯烃颗粒的透过率。聚α烯烃颗粒的最终透过率是指通过使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风而使得压力损失上升了250Pa时的所述聚α烯烃颗粒的透过率。

对于该空气过滤器滤材而言,即使在将聚α烯烃颗粒作为对象使用而使得压力损失上升了250Pa后,也能够抑制捕集对象的降低。

在第一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,第二观点的空气过滤器滤材以PAO透过率比(最终透过率/初始透过率)小于3.0的状态使用。

对于该空气过滤器滤材而言,即使在压力损失上升了250Pa的时刻寿命将近的空气过滤器中,也能够在寿命将近前的期间,以将透过率抑制得较小的状态使用。

在第一观点或第二观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,第三观点的空气过滤器滤材的PAO透过率比为1.0以上。此外,氯化钠透过率比(最终透过率/初始透过率)小于1.0。此处,氯化钠颗粒的初始透过率是指使包括0.1μm的氯化钠颗粒的空气以5.3cm/秒的流速通风于初始状态的空气过滤器滤材时的所述氯化钠颗粒的透过率。此外,氯化钠颗粒的最终透过率是指通过使包括0.1μm的氯化钠颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风于空气过滤器滤材而使得空气过滤器滤材的压力损失上升了250Pa时的所述氯化钠颗粒的透过率。

对于该空气过滤器滤材而言,尽管在捕集对象是固体颗粒的情况下捕集效率随着使用而增大(透过率随着使用而减小),但在捕集对象是液体颗粒的情况下,捕集效率往往随着使用而降低(透过率随着使用而增大),能够将伴随着使用而引起的液体颗粒的透过率的增大抑制得较小。

在第一观点至第三观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,在第四观点的空气过滤器滤材中,利用颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒而掌握的压力损失和捕集效率,通过下式确定PF值:PF值={-log((100-捕集效率(%))/100)}/(压力损失(Pa)/1000),所述PF值的初始值为25.0以上。

在第一观点至第四观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,在第五观点的空气过滤器滤材中,通过使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风而使得压力损失上升了250Pa时的所述聚α烯烃颗粒的灰尘储存量为20.0g/m2以上。

该空气过滤器滤材能够确保充足的灰尘储存量,并且能够抑制捕集效率的降低。

在第一观点至第五观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,第六观点的空气过滤器滤材包括第一氟树脂多孔膜以及相对于第一氟树脂多孔膜配置于气流的下游侧的第二氟树脂多孔膜。

在第六观点所述的空气过滤器滤材的基础上,在第七观点的空气过滤器滤材中,第一氟树脂多孔膜的填充率小于8.0%,厚度为30μm以上。

该空气过滤器滤材能够抑制配置于更靠下游侧的第二氟树脂多孔膜的堵塞。

在第六观点或第七观点所述的空气过滤器滤材的基础上,在第八观点的空气过滤器滤材中,第一氟树脂多孔膜的平均纤维直径为50nm以上,厚度为30μm以上。

该空气过滤器滤材能够更充分地抑制捕集效率的降低。

在第一观点至第八观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,第九观点的空气过滤器滤材包括氟树脂多孔膜,所述氟树脂多孔膜主要由能够纤维化的聚四氟乙烯、未纤维化的非热熔加工性成分、熔点小于320℃的未纤维化且能够热熔加工的成分构成。

在现有的主要仅由能够纤维化的PTFE(高分子量PTFE)构成的PTFE多孔膜中较多地包括纤维直径较细的微细原纤维,每根纤维的表面积较大,并且每根纤维的捕集效率较高,但与之相对的是,上述PTFE多孔膜的膜厚较薄且纤维彼此的重合较多,因此,无法储存较多的微粒,从而每根纤维的捕集效率较高这一点无法得到有效的发挥。

与之相对地,由于该空气过滤器滤材构成为主要包括能够纤维化的聚四氟乙烯、未纤维化的非热熔加工性成分、熔点小于320℃的未纤维化且能够热熔加工的成分这三种成分,因此,与现有的PTFE多孔膜相比,由于较粗的纤维而使空隙变多并增大了膜厚,能够提高灰尘储存量。

另外,上述各空气过滤器滤材也可还包括一片或多片用于提高强度的通气性支承件。

第十观点的空气过滤器包包括第一观点至第九观点中任一观点所述的空气过滤器滤材,所述过滤包是通过空气过滤器滤材被加工为外折和内折交替反复的锯齿形状而构成的。此外,“过滤包”没有特别的限定,例如,可以不是平坦的片状,而是通过交替进行外折和内折而折叠出的锯齿形状,调整形状而能够收容于任意的框体。

第十一观点的空气过滤器单元包括第一观点至第九观点中任一观点所述的空气过滤器滤材或第十观点所述的过滤包、以及对空气过滤器滤材或过滤包进行保持的框体。

发明效果

根据本公开的空气过滤器滤材、过滤包或空气过滤器单元,能够抑制捕集效率的降低。

附图说明

图1是表示空气过滤器滤材1的层结构的概略剖视图。

图2是表示空气过滤器滤材2的层结构的概略剖视图。

图3是表示空气过滤器滤材3的层结构的概略剖视图。

图4是过滤包的外观立体图。

图5是空气过滤器单元的外观立体图。

具体实施方式

以下,以实施方式为例进行列举,对空气过滤器滤材(以下也简称为滤材)、过滤包以及空气过滤器单元进行说明。

(1)空气过滤器滤材

作为空气过滤器滤材,只要具有包含氟树脂的膜,聚α烯烃颗粒的初始透过率与聚α烯烃颗粒的最终透过率的PAO透过率比(最终透过率/初始透过率)小于3.0,则没有特别限定,其中,聚α烯烃颗粒的初始透过率是指使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速通风时的所述聚α烯烃颗粒的初始透过率,聚α烯烃颗粒的最终透过率是指通过使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风而使得压力损失上升了250Pa时的所述聚α烯烃颗粒的最终透过率。由此,能够在空气过滤器滤材的压力损失从初始状态上升了250Pa而寿命将近的状态前,在将捕集效率从初始状态起的下降抑制得较小的状态下进行使用。为此,优选,空气过滤器滤材以PAO透过率比小于3.0的状态使用。另外,从充分地抑制捕集效率的降低这一观点来看,更优选PAO透过率比(最终透过率/初始透过率)小于2.5,就这点而言,优选,空气过滤器滤材以PAO透过率比小于2.5的状态使用。

另外,作为空气过滤器滤材,可以采用PAO透过率比为1.0以上的滤材,即,可以采用一种滤材,通过从初始状态开始用于PAO颗粒等液体颗粒,从而液体颗粒的透过率将增大。如此一来,即使是具有用于液体颗粒而使得液体颗粒的透过率将增大这一性质的空气过滤器滤材,其增大程度也得到抑制,能够将捕集效率的降低抑制得较小。作为上述这样的、具有用于液体颗粒而使得液体颗粒的透过率将增大这一性质的空气过滤器滤材,也可具有固体颗粒的透过率将减小这一性质。具体而言,氯化钠颗粒的初始透过率与氯化钠颗粒的最终透过率的氯化钠透过率比(最终透过率/初始透过率)可小于1.0,也可小于0.7,还可小于0.4,其中,氯化钠颗粒的初始透过率是指使包括0.1μm的氯化钠颗粒的空气以5.3cm/秒的流速通风时的所述氯化钠颗粒的初始透过率,氯化钠颗粒的最终透过率是指通过使包括0.1μm的氯化钠颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风而使得压力损失上升了250Pa时的所述氯化钠颗粒的最终透过率。由此,即使是不仅具有在用于固体颗粒的情况下透过率将逐渐降低(捕集效率将增大)这一性质,还具有在用于液体颗粒的情况下透过率将逐渐增大(捕集效率将降低)这一性质的空气过滤器滤材,其透过率的增大程度也得到抑制,能够将捕集效率的降低抑制得较小。

此处,作为不仅具有在用于固体颗粒的情况下透过率将逐渐降低(捕集效率将增大)这一性质,还具有在用于液体颗粒的情况下透过率将逐渐增大(捕集效率将降低)这一性质的空气过滤器滤材,没有特别限定,不过,在固体颗粒附着于构成空气过滤器滤材的纤维以及液体颗粒附着于该纤维的情况下,可以考虑产生下文所述的差异的滤材。即,可以考虑,在上述这样的空气过滤器滤材中,在固体颗粒附着于空气过滤器滤材所具有的纤维的情况下,附着的固体颗粒就像新的纤维那样起作用,从而具备对接着流动而来的固体颗粒进行捕捉的功能,由此,捕集效率将增大,透过率将降低。与之相对地,可以考虑,在液体颗粒附着于上述空气过滤器滤材所具有的纤维的情况下,附着的液体颗粒缠绕在纤维的周围,从而以附着有液体颗粒的纤维的纤维直径变大的方式发挥作用,进而使得液体颗粒易于通过以纤维直径变大的方式动作的纤维彼此之间,由此,捕集效率将减小,透过率将增大。

作为上述这样的液体颗粒,没有特别限定,不过,例如能够列举油雾、水、药液等,也可混有固体颗粒。

此外,作为上述这样的液体颗粒的平均颗粒直径,例如可以是0.05μm以上1.0μm以下,也可是0.1μm以上0.5μm以下。此处的液体颗粒的平均颗粒直径是通过动态光散射法得到的数字平均值。

另外,可以认为,在固定颗粒附着于构成空气过滤器滤材的纤维的状态下,当该固体颗粒润湿时,也会产生与液体颗粒造成的影响相同的影响。即,可以认为,在附着于纤维的固体颗粒以及这些固体颗粒凝集成长而成的颗粒产生流动性而变得湿润的情况下,由于变得湿润的颗粒与液体颗粒一样缠绕在纤维的周围,因此,将导致纤维直径的增大。作为上述这样的固体颗粒的湿润条件,例如,能够设置成固体颗粒的平均颗粒直径为0.05μm以上2.5μm以下,在使用环境下的相对湿度为60%以上(更优选为75%以上)。

作为空气过滤器滤材,也可使用利用颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒而掌握的压力损失和捕集效率,通过下式确定PF值:PF值={-log((100-捕集效率(%))/100)}/(压力损失(Pa)/1000),该PF值的初始值可以是25.0以上,也可以是30.0以上,还可以是32.0以上。能够将空气过滤器滤材的PF值高的情况下容易产生的液体颗粒的捕集效率的降低程度抑制得较小。

作为空气过滤器滤材,通过使包括个数中位直径为0.25μm的聚α烯烃颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风而使得压力损失上升了250Pa时的所述聚α烯烃颗粒的灰尘储存量可以是20.0g/m2以上,优选是25.0以上,更优选是50.0以上。由此,对于能够充分地确保液体颗粒的灰尘储存量的空气过滤器滤材而言,能够抑制液体颗粒的捕集效率的降低。

空气过滤器滤材的压力损失(初始值)没有特别限定,例如,优选为小于200Pa,可以是30Pa以上155Pa以下。

此外,空气过滤器滤材的使用颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒而掌握的捕集效率(初始值)优选为98.0%以上,可以是99.97%以上。

空气过滤器滤材的厚度没有特别限定,可以是300μm以上1300μm以下,可以是400μm以上800μm以下。空气过滤器滤材的厚度是在特定的测定装置中向测定对象施加0.3N的负载时的厚度的值。

上文所述的空气过滤器滤材的具体结构没有特别限定,例如,可如图1所示的空气过滤器滤材1那样,构成为上游通气性支承件21、第一氟树脂多孔膜31、第二氟树脂多孔膜32以及下游通气性支承件22在空气流动方向上依次重叠。

此外,也可如图2所示的空气过滤器滤材2那样,构成为预捕集件10、第一氟树脂多孔膜31、第二氟树脂多孔膜32、下游通气性支承件22在空气流动方向上依次重叠。

另外,还可如图3所示的空气过滤器滤材3那样,构成为上游通气性支承件21、第一氟树脂多孔膜31、下游通气性支承件22在空气流动方向上依次重叠。

另外,上述各膜和件等的重叠方式没有特别限定,可以利用加热引起的局部熔融或热熔树脂的熔融所产生的锚固效应进行贴合,也可利用反应性粘接剂等进行贴合,还可单纯地叠置。另外,由于是贴合,因此,各膜和件的厚度没有实质变化。

第一氟树脂多孔膜31主要包括氟树脂。第二氟树脂多孔膜32主要包括氟树脂,配置于比第一氟树脂多孔膜31靠气流的下游侧的位置。上游通气性支承件21配置于比第一氟树脂多孔膜31靠气流的上游侧的位置,对第一氟树脂多孔膜31进行支承。下游通气性支承件22配置于比第二氟树脂多孔膜32靠气流的下游侧的位置或者配置于空气过滤器滤材的最下游侧,对第二氟树脂多孔膜32进行支承。预捕集件10配置于比第一氟树脂多孔膜31靠气流的上游侧的位置,对气流中的一部分灰尘进行捕集。

以下,对各层以及各层间的关系进行具体的说明。

(2)多孔膜

第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32均构成为主要包括氟树脂,优选具有多孔的膜结构,该多孔的膜结构具有未图示的原纤维(纤维)以及与原纤维连接的结点(结节部)。

此处,“主要”是指下述意思:在含有多个种类的成分的情况下,含有最多的成分是氟树脂。第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32例如也可含有超过构成成分整体的50重量%的氟树脂。即,第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32还可含有小于50重量%的不同于氟树脂的成分。

作为不同于氟树脂的成分,例如能够列举后述的作为未纤维化的非熔融加工性成分(B成分)的无机填料。

用于第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32的氟树脂可由一个种类的成分构成,也可由两个种类以上的成分构成。此外,作为由两种以上的成分构成的氟树脂,例如可以列举能够纤维化的PTFE(以后也称为A成分)、未纤维化的非热熔加工性成分(以后也称为B成分)以及熔点小于320℃的、未纤维化且能够进行热熔加工的成分(以后也称为C成分)这三种成分的混合物。第一氟树脂多孔膜31优选由上述三种成分的组合构成。与现有的可纤维化的PTFE(高分子量PTFE)多孔膜相比,由上述三种成分构成的第一氟树脂多孔膜31的空隙多,且具有膜厚较厚的膜结构,因此,能够在滤材的厚度方向的较大范围捕集气体中的微颗粒,由此,能够提高灰尘储存量。通过由上述三种成分构成多孔膜,与固体颗粒的灰尘储存量相比,能够特别增大液体颗粒的灰尘储存量。从这一观点来看,优选,不仅第一氟树脂多孔膜31,第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32这两者均由上述三种成分构成。由此,能够充分地确保空气过滤器滤材整体的厚度,灰尘储存量进一步提高。

以下,对上述三种成分进行进一步详细的说明。另外,关于与第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32中的任一者相关的内容,在不对两者进行区分的情况下,仅使用“多孔膜”这一表达进行说明。

(2-1)A成分:能够纤维化的PTFE

能够纤维化的PTFE例如是由四氟乙烯(TFE)的乳化聚合或者悬浮聚合得到的高分子量PTFE。这里所说的高分子量是指下述大小的分子量:在制作多孔膜时进行延伸时容易纤维化且能够获得纤维长度较长的原纤维,标准比重(SSG)为2.130~2.230,并且由于熔融粘度较高而实质上没有熔融流动。从容易纤维化且能够获得纤维长度较长的原纤维的观点出发,较为理想的是,能够纤维化的PTFE的SSG是2.130~2.190,更为理想的是,上述能够纤维化的PTFE的SSG是2.140~2.170。若SSG过高,A~C的各成分的混合物的延伸性可能变差,若SSG过低,则轧制性可能变差,多孔膜的均质性可能变差并且多孔膜的压力损失可能变高。此外,从容易纤维化且能够获得纤维长度较长的原纤维的观点出发,较为理想的是,通过乳化聚合获得的PTFE。标准比重(SSG)以ASTM D 4895为基准进行测定。

能够通过能否进行糊料挤出来判断是否具有纤维化性、即能否纤维化,上述糊料挤出是将由TFE的聚合物制作而成的高分子量PTFE粉末成形的代表性方法。通常,能够进行糊料挤出是由于高分子量的PTFE具有纤维化性。在通过糊料挤出得到的未烧成的成形体不具有实质上的强度以及伸长率的情况下,例如伸长率为0%、一拉就断的情况下,能够视作不具有纤维化性。

上述高分子量PTFE可以是改性聚四氟乙烯(以下称为改性PTFE)、均聚聚四氟乙烯(以下称为均聚PTFE)、改性PTFE和均聚PTFE的混合物。均聚PTFE没有特别的限定,能够优选使用在下述文献中公开的均聚PTFE:日本专利特开昭53-60979号公报、日本专利特开昭57-135号公报、日本专利特开昭61-16907号公报、日本专利特开昭62-104816号公报、日本专利特开昭62-190206号公报、日本专利特开昭63-137906号公报、日本专利特开2000-143727号公报、日本专利特开2002-201217号公报、国际公开第2007/046345号文本、国际公开第2007/119829号文本、国际公开第2009/001894号文本、国际公开第2010/113950号文本、国际公开第2013/027850号文本等。其中,较为理想的是,使用具有高延伸特性的、在下述文献中公开的均聚PTFE:日本专利特开昭57-135号公报、日本专利特开昭63-137906号公报、日本专利特开2000-143727号公报、日本专利特开2002-201217号公报、国际公开第2007/046345号文本、国际公开第2007/119829号文本、国际公开第2010/113950号文本等。

改性PTFE由TFE和TFE以外的单体(以下称为改性单体)构成。对于改性PTFE,能够列举由改性单体均匀改性得到的改性PTFE、在聚合反应的初期改性得到的改性PTFE以及在聚合反应的末期改性得到的改性PTFE等,但对于改性PTFE没有特别的限定。例如,能够优选使用在下述文献中公开的改性PTFE:日本专利特开昭60-42446号公报、日本专利特开昭61-16907号公报、日本专利特开昭62-104816号公报、日本专利特开昭62-190206号公报、日本专利特开昭64-1711号公报、日本专利特开平2-261810号公报、日本专利特开平11-240917号公报、日本专利特开平11-240918号公报、国际公开第2003/033555号文本、国际公开第2005/061567号文本、国际公开第2007/005361号文本、国际公开第2011/055824号文本、国际公开第2013/027850号文本等。其中,较为理想的是,使用具有高延伸特性的、在下述文献中公开的改性PTFE:日本专利特开昭61-16907号公报、日本专利特开昭62-104816号公报、日本专利特开昭64-1711号公报、日本专利特开平11-240917号公报、国际公开第2003/033555号文本、国际公开第2005/061567号文本、国际公开第2007/005361号文本、国际公开第2011/055824号文本等。

改性PTFE包括基于TFE的TFE单位以及基于改性单体的改性单体单位。改性单体单位是改性PTFE的分子结构的一部分并且是来源于改性单体的部分。对于改性PTFE,改性单体单位的含量优选为全单体单位的0.001~0.500重量%,较为理想的是,0.01~0.30重量%。全部单体单位是改性PTFE的分子结构中来源于全部的单体的部分。

对于改性单体,只要能够与TFE进行共聚,就没有特别的限定,例如能够列举六氟丙烯(HFP)等全氟烯烃、三氟氯乙烯(CTFE)等氯氟烯烃、三氟乙烯和偏氟乙烯(VDF)等含氢氟烯烃、全氟乙烯基醚、全氟烷基乙烯(PFAE)以及乙烯等。所使用的改性单体可以是一种,也可是多个种类。

全氟乙烯基醚没有特别的限定,例如,能够列举由下述通式(1)表示的全氟不饱和化合物等。

CF2=CF-ORf…(1)

式中,Rf表示全氟有机基团。

在本说明书中,全氟有机基团是与碳原子结合的氢原子全部置换为氟原子而构成的有机基团。上述全氟有机基团也可具有醚氧。

作为全氟乙烯基醚,例如能够列举全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE),上述全氟(烷基乙烯基醚)是指在上述通式(1)中Rf是碳数为1~10的全氟烷基。较为理想的是,全氟烷基的碳数为1~5。作为PAVE中的全氟烷基,例如能够列举全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基等。作为PAVE,较为理想的是全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)。

上述全氟烷基乙烯(PFAE)没有特别的限定,例如能够列举全氟丁基乙烯(PFBE)、全氟己基乙烯(PFHE)等。

作为改性PTFE中的改性单体,较为理想的是从由HFP、CTFE、VDF、PAVE、PFAE以及乙烯构成的组中选出的至少一种。

尤其是从容易纤维化且能够获得纤维长度较长的原纤维的观点出发,较为理想的是,均聚PTFE的含量超过能够纤维化的PTFE的50重量%。

另外,能够纤维化的PTFE也可由多个上述成分组合而成。

从维持多孔膜的纤维结构的观点出发,较为理想的是,能够纤维化的PTFE的含量超过多孔膜的50重量%。

(2-2)B成分:未纤维化的非热熔加工性成分

未纤维化的非热熔加工性成分作为非纤维状的颗粒主要集中于结节部,以起到对能够纤维化的PTFE的纤维化进行抑制的作用。

作为未纤维化的非热熔加工性成分,例如能够列举低分子量PTFE等具有热塑性的成分、热固性树脂、无机填料以及上述这些成分的混合物。

较为理想的是,具有热塑性的成分的熔点为320℃以上,并且其熔融粘度较高。例如,由于低分子量PTFE的熔融粘度较高,因此,即使在熔点以上的温度下对上述低分子量PTFE进行加工也能够使其停留于结节部。在本说明书中,低分子量PTFE是指数均分子量为60万以下、熔点为320℃以上335℃以下、并且在380℃的熔融粘度为100Pa·s~7.0×105Pa·s的PTFE(参照日本专利特开平10-147617号公报)。

作为低分子量PTFE的制造方法,能够列举下述制造方法:使通过TFE的悬浮聚合得到的高分子量PTFE粉末(模塑粉)或通过TFE的乳化聚合得到的高分子量PTFE粉末(细粉)与特定的氟化物在高温下接触并反应而热分解的方法(参照日本专利特开昭61-162503号公报);向上述高分子量PTFE粉末或成形体照射电离性放射线的方法(参照日本专利特开昭48-78252号公报);以及使TFE与链转移剂一起直接聚合的方法(参照国际公开第2004/050727号文本、国际公开第2009/020187号文本、国际公开第2010/114033号文本等)等。与能够纤维化的PTFE相同的是,低分子量PTFE可以是均聚PTFE,也可以是包括上述改性单体的改性PTFE。

低分子量PTFE不具有纤维化性。能够通过上述方法判断是否具有纤维化性。对于低分子量PTFE,通过糊料挤出得到的未烧成的成形体不具有实质性强度和伸长率,例如伸长率为0%,一拉就断。

低分子量PTFE没有特别的限定,较为理想的是,在380℃时的熔融粘度为1000Pa·s以上,更为理想的是,上述熔融粘度为5000Pa·s以上,进一步更为理想的是,上述熔融粘度为10000Pa·s以上。这样,若熔融粘度较高,则在制造多孔膜时,即使作为C成分的未纤维化且能够进行热熔加工的成分熔融,未纤维化的非热熔加工性成分也能够停留于结节部,从而能够抑制纤维化。

作为热固性树脂,例如能够列举环氧树脂、硅酮树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂以及上述树脂的混合物等各树脂。从后述的共聚沉的作业性的观点出发,较佳的是,采用在未固化状态下水分散的树脂来作为热固性树脂。上述这些热固性树脂均能够作为市售品获得。

作为无机填料,能够列举滑石、云母、硅酸钙、玻璃纤维、碳酸钙、碳酸镁、碳纤维、硫酸钡、硫酸钙以及上述成分的混合物等。其中,从与能够纤维化的高分子量的PTFE的亲和性以及比重的观点出发,较为理想的是采用滑石。从制造多孔膜时能够形成稳定的分散体的观点出发,较为理想的是,采用颗粒直径为3μm以上20μm以下的无机填料。颗粒直径是指平均颗粒直径,并且通过激光衍射散射法进行测定。上述这些无机填料均能够作为市售品获得。

另外,未纤维化的非熔融加工性成分也可由多个上述成分组合而成。

较为理想的是,未纤维化的非热熔加工性成分的含量为多孔膜的1重量%以上50重量%以下。通过使未纤维化的非热熔加工性成分的含量为50重量%以下,容易维持多孔膜的纤维结构。较为理想的是,未纤维化的非热熔加工性成分的含量为20重量%以上40重量%以下,更为理想的是30重量%。通过使含量为20重量%以上40重量%以下,能够更有效地对能够纤维化的PTFE的纤维化进行抑制。

(2-3)C成分:熔点小于320℃的、未纤维化且能够进行热熔加工的成分

熔点小于320℃的、未纤维化且能够进行热熔加工的成分(以下也称为未纤维化且能够进行热熔加工的成分)在熔融时具有流动性,因此,该成分能够在制造多孔膜时(延伸时)熔融并凝固于结节部,从而能够提高多孔膜整体的强度,并且即使在后续工序中被压缩等情况下也能够抑制过滤性能变差。

较为理想的是,未纤维化且能够进行热熔加工的成分在380℃时的熔融粘度表现为小于10000Pa·s。另外,未纤维化且能够进行热熔加工的成分的熔点是通过差示扫描量热计(DSC)并且在下述情况下得到的熔化热曲线的峰值,上述情况是指:以10℃/分的升温速度使上述成分升温至熔点以上并使该成分一次性完全熔融,并且在以10℃/分的速度使上述成分冷却至熔点以下后,再以10℃/分的速度使上述成分升温。

作为未纤维化且能够进行热熔加工的成分,能够列举能够进行热熔的氟聚合物、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、聚酰胺等各树脂或者上述树脂的混合物等能够充分发挥在制造多孔膜时的延伸温度下的熔融性、流动性的成分。其中,从在制造多孔膜时的延伸温度下的耐热性优异、耐试剂性优异这一观点出发,较为理想的是能够进行热熔的氟聚合物。对于能够进行热熔的氟聚合物,能够列举包括由下述通式(2)

RCF=CR2…(2)

(式中,R分别独立地从氢、氟、氯、碳原子为1~8个的烷基、碳原子为6~8个的芳基、碳原子为3~10个的环状烷基、碳原子为1~8个的全氟烷基中选择。在上述情况下,所有的R可以相同,此外,任意两个R可以相同且剩下的一个R与上述两个R可以不同,所有的R也可彼此不同。)表示的至少一种氟化乙烯性不饱和单体、优选两种以上的单体衍生而成的共聚物单位的氟聚合物。

对作为由通式(2)表示的化合物的有用例没有进行限定,能够列举氟乙烯、VDF、三氟乙烯、TFE、HFP等全氟烯烃、CTFE、二氯二氟乙烯等氯氟烯烃、PFBE、PFHE等(全氟烷基)乙烯、全氟-1,3-二氧杂环戊烯及其混合物等。

此外,氟聚合物也能够包括共聚物,该共聚物通过至少一种的、由上述通式(2)表示的单体与

由上述通式(1)以及/或者下述通式(3)

R2C=CR2…(3)

(式中,R分别独立地从氢、氯、碳原子为1~8个的烷基、碳原子为6~8个的芳基、碳原子为3~10个的环状烷基中选择。在上述情况下,可以所有的R相同,此外,也可任意两个以上的R相同且剩下其它的R与上述两个以上的R不同,也可所有的R彼此不同。上述其它的R为多个的情况下也可彼此不同。)表示的至少一种的共聚性共聚单体进行共聚而衍生形成。

作为由通式(1)表示的化合物的有用例,能够列举全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)。作为上述PAVE,较为理想的是全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)。

作为由通式(3)表示的化合物的有用例,能够列举乙烯、丙烯等。

作为氟聚合物的更具体的例子,能够列举由氟乙烯的聚合衍生而成的聚氟乙烯、由偏氟乙烯(VDF)的聚合衍生而成的聚偏氟乙烯(PVDF)、由三氟氯乙烯(CTFE)的聚合衍生而成的聚三氟氯乙烯(PCTFE)、由两种以上不同的由上述通式(2)表示的单体的共聚衍生而成的氟聚合物、至少一种的由上述通式(2)表示的单体与至少一种的由上述通式(1)以及/或者至少一种的由上述通式(3)表示的单体进行共聚而衍生形成的氟聚合物。

上述聚合物的例子是由VDF和六氟丙烯(HFP)衍生形成的具有共聚物单位的聚合物、由TFE以及TFE以外的至少一种的共聚性共聚单体(至少3重量%)衍生而成的聚合物。作为后一种类的氟聚合物,能够列举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、或者上述共聚物的混合物。

另外,未纤维化且能够进行热熔加工的成分也可由多个上述成分组合而成。

较为理想的是,未纤维化且能够进行热熔加工的成分在多孔膜中的含量为0.1重量%以上且小于20重量%。通过使上述未纤维化且能够进行热熔加工的成分的含量小于20重量%,即使上述成分分散于多孔膜中的结节部以外的部分,也能够抑制多孔膜的压力损失变高。此外,通过使上述成分的含量小于20重量%,容易以后述的伸长面积倍率为40倍以上的高倍率进行延伸。通过使未纤维化且能够进行热熔加工的成分在多孔膜中的含量为0.1重量%以上,即使在后续工序中施加有压缩力等的情况下,也容易对多孔膜的过滤性能变差这一情况进行充分的抑制。较为理想的是,未纤维化且能够进行热熔加工的成分在多孔膜中的含量为15重量%以下,更为理想的是10重量%以下。此外,从确保多孔膜的强度的观点出发,较为理想的是,未纤维化且能够进行热熔加工的成分在多孔膜中的含量为0.5重量%以上。其中,特别理想的是,上述含量为5重量%左右。

为了以40倍以上800倍以下的伸长面积倍率良好地进行延伸,较为理想的是,未纤维化且能够进行热熔加工的成分的含有率为10重量%以下。

在由上述说明的三种成分构成的多孔膜中,原纤维主要由A成分构成,结节部由A~C成分构成。上述这样的结节部在多孔膜中形成得较大,由此成形为厚度较厚的多孔膜。此外,上述这样的结节部包括未纤维化且能够进行热熔加工的成分,因而比较牢固,能够起到沿厚度方向支承多孔膜的柱的作用,因此,在通气性支承件的层叠以及后述的压褶加工等后续工序中,即使在承受厚度方向的压缩力等的情况下,也能够对多孔膜的过滤性能降低这一情况进行抑制。

(2-4)多孔膜的其它性质

从提高灰尘储存量和捕集效率这一观点来看,第一氟树脂多孔膜31的膜厚优选为10μm以上,更优选为30μm以上。第一氟树脂多孔膜31的膜厚的上限值没有特别限定,例如可以是100μm。此外,例如,在第二氟树脂多孔膜32由上述三种成分构成的情况下,第二氟树脂多孔膜32的膜厚优选为大于5μm,更优选为大于40μm。第二氟树脂多孔膜32的膜厚的上限值没有特别限定,例如,可以是100μm。膜厚是将五片测定对象重叠而测定整体的膜厚并将该值除以五得到的值。

第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32的根据下述求出的填充率优选为2%以上9%以下,更优选为3%以上8%以下。另外,第一氟树脂多孔膜31的填充率优选小于第二氟树脂多孔膜32的填充率。

填充率(%)=(滤材的单位面积质量)/(滤材的厚度)/(原料的比重)×100

第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32的纤维直径(平均纤维直径)优选为50nm以上250nm以下,更优选为60nm以上200nm以下。此外,优选,第一氟树脂多孔膜31的纤维直径比第二氟树脂多孔膜32的纤维直径粗。

另外,在氟树脂多孔膜具有上述膜厚、上述填充率、上述纤维直径的情况下,由于存在将液体颗粒作为捕集对象的情况下所产生的捕集效率随着时间流逝而降低这一情况,因此,优选,对聚α烯烃颗粒(PAO)颗粒(液体颗粒)的透过率的历时变化进行评价。

另外,上述氟树脂多孔膜没有特别限定,例如,可以以日本特开2017-159281号公报所记载的制造方法为参考进行制造。

(3)通气性支承件

上游通气性支承件21配置于第一氟树脂多孔膜31的上游侧,对第一氟树脂多孔膜31进行支承。因此,即使第一氟树脂多孔膜31由于其膜厚较薄等而难以自主站立,也能够通过上游通气性支承件21的支承而使第一氟树脂多孔膜31立起。

下游通气性支承件22配置于第二氟树脂多孔膜32的下游侧,对第二氟树脂多孔膜32进行支承。另外,下游通气性支承件22配置成构成空气过滤器滤材的最下游侧层。同样地,即使第二氟树脂多孔膜32由于其膜厚较薄等而难以自主站立,也能够通过下游通气性支承件22的支承而使第二氟树脂多孔膜32立起。

上游通气性支承件21和下游通气性支承件22的材质和结构没有特别的限定,例如能够列举无纺布、织布、金属网、树脂网等。其中,从强度、捕集性、柔软性和作业性的观点出发,优选具有热封性的无纺布。较为理想的是,无纺布是构成纤维的局部或全部具有芯/鞘结构的无纺布、通过由低熔点材料构成的纤维层和由高熔点材料构成的纤维层这两层构成的双层无纺布、在表面涂敷有热封性树脂的无纺布。作为上述无纺布,例如能够列举纺粘无纺布。此外,较为理想的是,在具有芯/鞘结构的无纺布中,芯成分的熔点比鞘成分的熔点高。例如,作为芯/鞘的各材料的组合,例如能够列举PET/PE、高熔点聚酯/低熔点聚酯。作为双层无纺布的低熔点材料/高熔点材料的组合,例如能够列举PE/PET、PP/PET、PBT/PET、低熔点PET/高熔点PET。作为在表面涂敷有热封性树脂的无纺布,例如能够列举在PET无纺布涂敷有EVA(乙烯乙酸乙烯酯共聚树脂)、在PET无纺布涂敷有烯烃树脂。

无纺布的材质没有特别的限定,能够采用聚烯烃(PE、PP等)、聚酰胺、聚酯(PET等)、芳香族聚酰胺或上述材料的复合材料等。

通过使上游通气性支承件21的一部分通过加热熔融或通过使热熔树脂熔融,利用锚固效应或利用反应性粘接剂等的粘接,能够使上述通气性支承件21与第一氟树脂多孔膜31接合。此外,下游通气性支承件22也同样能够与第二氟树脂多孔膜32接合。

上游通气性支承件21和下游通气性支承件22可以是相同种类的支承件,也可以是不同种类的支承件。

与上述多孔膜相比,上游通气性支承件21和下游通气性支承件22的压力损失、捕集效率以及灰尘储存量均非常低,能够实质上视为零。

例如,较为理想的是,上游通气性支承件21和下游通气性支承件22的各压力损失均为10Pa以下,更为理想的是均为5Pa以下,进一步更为理想的是均为1Pa以下。

此外,上游通气性支承件21以及下游通气性支承件22各自对颗粒直径为0.3μm的氯化钠的捕集效率例如均可实质上视为零或视为近似零。

此外,较为理想的是,上游通气性支承件21和下游通气性支承件22的各厚度例如均为0.3mm以下,更为理想的是均为0.25mm以下。

此外,较为理想的是,上游通气性支承件21和下游通气性支承件22的各单位面积质量例如均为20g/m2以上50g/m2以下。

(4)预捕集件

预捕集件10配置于比第一氟树脂多孔膜31靠上游侧的位置,能够对气流中的一部分灰尘进行捕集。

从将空气过滤器滤材整体的压力损失抑制得较低这一观点来看,预捕集件10的使空气以5.3cm/秒的流速通过时的压力损失优选为5Pa以上且小于55Pa,更优选为15Pa以上且小于45Pa。

此外,预捕集件10对颗粒直径为0.3μm的氯化钠的捕集效率优选为15%以上且小于85%,更优选为30%以上且小于75%。

另外,从使将空气过滤器滤材折叠成压褶状的情况下的折叠作业变得容易这一观点来看,预捕集件10的厚度优选为0.8mm以下,更优选为0.7mm以下,也可小于0.4mm。此外,预捕集件10的厚度没有特别限定,例如,可以设为0.1mm以上。

预捕集件10的平均纤维直径优选为0.8μm以上且小于2.0μm。

预捕集件10的单位面积质量没有特别限定,例如可设为10g/m2以上70g/m2以下,优选为30g/m2以上67g/m2以下。

对上述这样的预捕集件10没有特别的限定,可以由玻璃纤维滤材构成,也可以是由熔喷法、静电纺丝法、海岛法以及上述方法的混合方法中的一种方法制造出的纤维材料构成的无纺布或纤维层结构体。在混合方法中例如包括熔融纺丝法或驻极体吹制法。海岛法是指下述方法:例如,在通过从多个排出口排出的方式来构成纤维的情况下,根据排出路径设置不同的原料,使一部分的原料构成海部分,使其它的不同原料构成岛部分,从而使纤维的截面具有海岛结构。此处,能够通过对海岛的两个成分或多个成分的聚合物进行纺丝并且在后续加工中使海部分熔融,从而使岛部分残留而成为纤维。另外,能够通过排出路径的原料的组合来对堆积密度和伸展性等进行调节。在熔喷法中,利用挤出机将熔融后的聚合物从喷嘴排出,并且沿着喷嘴将加热后的空气吹出,从而形成纺线。此处,通过对来自喷嘴的每单位时间的聚合物的排出量和加热后的空气的吹出速度等进行调节,能够获得直径更细的纺线。此外,上述纺线的物理特性能够根据所使用的聚合物的熔融粘度变化。作为在通过熔喷法、静电纺丝法、海岛法以及上述方法的混合方法中的一种方法制造预捕集件10的情况下的材料,例如能够列举聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯(PU)以及上述材质的混合物等。

由于预捕集件10与第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32一起使用,因此,为了对由静电产生的火花在第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32上开孔进行抑制,优选,上述预捕集件10由作为不容易带电的材料的玻璃纤维滤材构成。另外,可以制造包括上述各物理特性的玻璃纤维滤材,也可从商业上入手上述玻璃纤维滤材。

(5)用途的例

空气过滤器滤材例如用于下述用途:

ULPA过滤器(超低渗透空气过滤器)(半导体制造用)、HEPA过滤器(医院、半导体制造用)、圆柱筒式过滤器(工业用)、袋式过滤器(工业用)、耐热袋式过滤器(排气处理用)、耐热折叠过滤器(排气处理用)、SINBRAN(注册商标)过滤器(工业用)、催化剂过滤器(排气处理用)、带有吸附剂的过滤器(HDD组装用)、带有吸附剂的通气式过滤器(HDD组装用)、通气式过滤器(HDD组装用等)、吸尘器用过滤器(吸尘器用)、通用多层毛毡件、燃气轮机用筒式过滤器(面向燃气轮机的兼容产品用)、冷却过滤器(电子设备箱体用)等领域;

冻结干燥用的容器等的冻结干燥用材料、面向电路和灯的汽车用换气材料和面向容器盖等的容器用途、面向电子设备等的保护换气用途以及医疗用换气用途等换气/内压调节领域;

半导体液体过滤器(半导体制造用)、亲水性过滤器(半导体制造用)、面向化学药品的过滤器(药液处理用)、纯水生产线用过滤器(纯水制造用)、反洗型液体过滤器(工业排水处理用)等液体过滤领域。

另外,就即使在捕集对象是液滴颗粒的情况下也要抑制捕集效率随着使用而降低这一点而言,优选,空气过滤器滤材用于无尘室,所述无尘室是捕集对象包含油雾等液滴颗粒的医疗用无尘室或制药工厂中的无尘室。

(6)过滤包

接着,参照图4对本实施方式的过滤包进行说明。

图4是本实施方式的过滤包40的外观立体图。

过滤包40包括上述说明的空气过滤器滤材(例如,空气过滤器滤材1~3等)。过滤包40的空气过滤器滤材是被加工为具有外折和内折交替反复的锯齿形状(压褶加工)的加工完毕的滤材。例如能够通过旋转式折叠机来进行压褶加工。滤材的折叠宽度没有特别的限定,例如可以是25mm以上280mm以下。由于对过滤包40进行了压褶加工,因而能够使将过滤包40用于空气过滤器单元的情况下的滤材的折入面积增大,由此,能够获得捕集效率较高的空气过滤器单元。

此外,除了滤材,过滤包40还可以包括隔板(未图示),上述隔板用于对在将上述过滤包40用于空气过滤器单元的情况下的压褶间隔进行保持。隔板的材质没有特别的限定,较为理想的是,能够采用热熔树脂。

(7)空气过滤器单元

接着,参照图5对空气过滤器单元60进行说明。

图5是本实施方式的空气过滤器单元60的外观立体图。

空气过滤器单元60包括上述说明的空气过滤器滤材或过滤包以及对空气过滤器滤材或过滤包进行保持的框体50。换言之,空气过滤器单元可制作成未进行外折和内折的滤材保持于框体,也可制作成过滤包40保持于框体50。图5所示的空气过滤器单元60是采用过滤包40和框体50制作而成的。

框体50例如通过将板材组合或将树脂成形而制成,较为理想的是,过滤包40和框体50之间通过密封剂密封。密封剂用于防止过滤包40和框体50之间的泄漏,能够采用例如环氧、丙烯酸、聚氨酯类等树脂制的材料。

包括过滤包40和框体50的空气过滤器单元60可以是使呈平板状延伸的一个过滤包40以收纳于框体50的内侧的方式保持的迷你压褶型的空气过滤器单元,也可以是使呈平板状延伸的多个过滤包并排地保持于框体的V-bank型(日文:Vバンク型)空气过滤器单元或单头型空气过滤器单元。

实施例

下面,示出实施例以及比较例,并且对本公开的内容进行具体说明。

(实施例一)

作为实施例一的空气过滤器滤材,准备了具有图1所示的结构的空气过滤器滤材。具体而言,作为上游通气性支承件21以及下游通气性支承件22,均使用了通过采用PET为芯并且采用PE为鞘的芯/鞘结构的纤维构成的纺粘无纺布(平均纤维直径为20μm,单位面积质量为40g/m2,厚度为0.2mm)。此外,作为第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32,均使用了厚度为55.0μm、填充率为4.0%、平均纤维直径为105nm的膜。通过将上述支承件和多孔膜重叠,从而得到了实施例一的空气过滤器滤材。

(实施例二)

作为实施例二的空气过滤器滤材,准备了具有图2所示的结构的空气过滤器滤材。具体而言,作为预捕集件10,使用了平均纤维直径为1.6μm、由PP构成的熔喷无纺布(单位面积质量为30g/m2,厚度为0.25mm)。作为下游通气性支承件22,使用了通过采用PET为芯并且采用PE为鞘的芯/鞘结构的纤维构成的纺粘无纺布(平均纤维直径为20μm,单位面积质量为40g/m2,厚度为0.2mm)。此外,作为第一氟树脂多孔膜31和第二氟树脂多孔膜32,均使用了厚度为50.0μm、填充率为4.0%、平均纤维直径为100nm的膜。通过将上述支承件和多孔膜重叠,从而得到了实施例二的空气过滤器滤材。

(实施例三)

作为实施例三的空气过滤器滤材,准备了具有图1所示的结构的空气过滤器滤材。具体而言,作为上游通气性支承件21以及下游通气性支承件22,均使用了通过采用PET为芯并且采用PE为鞘的芯/鞘结构的纤维构成的纺粘无纺布(平均纤维直径为20μm,单位面积质量为40g/m2,厚度为0.2mm)。此外,作为第一氟树脂多孔膜31,使用了厚度为38.6μm、填充率为4.2%、平均纤维直径为150nm的膜。作为第二氟树脂多孔膜32,使用了厚度为8.0μm、填充率为8.0%、平均纤维直径为70nm的膜。通过将上述支承件和多孔膜重叠,从而得到了实施例三的空气过滤器滤材。

(实施例四)

作为实施例四的空气过滤器滤材,准备了具有图3所示的结构的空气过滤器滤材。具体而言,作为上游通气性支承件21以及下游通气性支承件22,均使用了通过采用PET为芯并且采用PE为鞘的芯/鞘结构的纤维构成的纺粘无纺布(平均纤维直径为20μm,单位面积质量为40g/m2,厚度为0.2mm)。此外,作为第一氟树脂多孔膜31,使用了厚度为38.6μm、填充率为4.2%、平均纤维直径为150nm的膜。通过将上述支承件和多孔膜重叠,从而得到了实施例四的空气过滤器滤材。

(比较例一)

作为比较例一的空气过滤器滤材,准备了在具有图3所示的结构的空气过滤器滤材的上游侧还设置有预捕集件10的空气过滤器滤材。具体而言,作为预捕集件10,使用了平均纤维直径为1.6μm、由PP构成的熔喷无纺布(单位面积质量为30g/m2,厚度为0.25mm)。作为上游通气性支承件21和下游通气性支承件22,均使用了通过采用PET为芯并且采用PE为鞘的芯/鞘结构的纤维构成的纺粘无纺布(平均纤维直径为20μm,单位面积质量为40g/m2,厚度为0.2mm)。此外,作为第一氟树脂多孔膜31,使用了厚度为8.0μm、填充率为8.0%、平均纤维直径为70nm的膜。通过将上述支承件和多孔膜重叠,从而得到了比较例一的空气过滤器滤材。

(比较例二)

作为比较例二的空气过滤器滤材,准备了具有图1所示的结构的空气过滤器滤材。具体而言,作为上游通气性支承件21以及下游通气性支承件22,均使用了通过采用PET为芯并且采用PE为鞘的芯/鞘结构的纤维构成的纺粘无纺布(平均纤维直径为20μm,单位面积质量为40g/m2,厚度为0.2mm)。此外,作为第一氟树脂多孔膜31,使用了厚度为4.0μm、填充率为10.0%、平均纤维直径为400nm的膜。作为第二氟树脂多孔膜32,使用了厚度为1.0μm、填充率为10.0%、平均纤维直径为40nm的膜。通过将上述支承件和多孔膜重叠,从而得到了比较例二的空气过滤器滤材。

另外,实施例和比较例中测定的各物理特性如下所述。

(压力损失)

将空气过滤器滤材的测定样本放置在直径为100mm的过滤器保持件上,通过压缩机对入口侧加压,通过流速计将空气透过的流量调节为5.3cm/秒。接着,通过压力计测定此时的压力损失。

(对于颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒的捕集效率)

根据JIS B9928附件5(规定)氯化钠气溶胶的产生方法(加压喷雾法)中所记载的方法,利用静电分级器(TSI株式会社(TSI社)制)将由喷雾器产生的氯化钠颗粒分级为0.3μm的颗粒直径并使用镅241将颗粒带电中和后,将流过的流量调节为5.3cm/秒,并且使用颗粒计数器(パーティクルカウンター)(TSI株式会社制、CNC)求出作为测定试样的滤材的前后的颗粒数,然后根据下式计算捕集效率。另外,使用处于还未使用的状态的空气过滤器滤材对捕集效率的初始值进行了测定。

捕集效率(%)=(CO/CI)×100

CO=测定试样捕集到的、颗粒直径为0.3μm的氯化钠的颗粒数

CI=供给至测定试样的、颗粒直径为0.3μm的氯化钠的颗粒数

(颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒的PF值)

使用颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒,根据滤材的压力损失以及捕集效率(颗粒直径为0.3μm的氯化钠颗粒的捕集效率)并按照下式求出了PF值。

PF值={-log((100-捕集效率(%))/100)}/(压力损失(Pa)/1000)

(对于聚α烯烃颗粒的灰尘储存量)

通过聚α烯烃(PAO)颗粒(液体颗粒)流过时的压力损失上升试验进行评价。也就是说,利用差压计(U字管压力计)对使包括PAO颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风于有效过滤面积为50cm2的样品滤材时的压力损失进行一段时间的测定,在压力损失上升250Pa时,求出作为滤材的每单位面积的、保持于该滤材的PAO颗粒的重量的灰尘储存量(g/m2)。另外,作为PAO颗粒,采用由拉斯金喷嘴(ラスキンノズル)产生的PAO颗粒(个数中位直径为0.25μm),并且将PAO颗粒的浓度设为大约100万~600万个/cm3

关于HEPA滤材,没有对灰尘储存量进行定义,但推荐在一般的HEPA单元中,将过滤器的初期压力损失设为大约250Pa以下,并且通常将超过过滤器的初期压力损失的两倍的时间点作为过滤器的更换时期。此外,标准的HEPA用玻璃滤材的初期压力损失为大约250~300Pa。因此,将用于评价空气过滤器滤材的灰尘储存量的上述试验的终点设为压力损失上升了250Pa的时刻。

(对于氯化钠颗粒的灰尘储存量)

通过氯化钠颗粒(固体颗粒)流过时的压力损失上升试验进行评价。也就是说,利用差压计(U字管压力计)对使包括氯化钠颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风于有效过滤面积为50cm2的样品滤材时的压力损失进行一段时间的测定,在压力损失上升250Pa时,求出作为滤材的每单位面积的、保持于该滤材的氯化钠颗粒的重量的灰尘储存量(g/m2)。另外,作为氯化钠颗粒,采用由喷雾器产生的氯化钠颗粒(个数中位直径为0.1μm),并且将氯化钠颗粒的浓度设为大约500万~700万个/cm3

另外,与对于上述聚α烯烃颗粒的灰尘储存量的测定相同的是,将用于评价滤材的灰尘储存量的上述试验的终点设为压力损失上升250Pa的时间点。

(多孔膜的厚度)

使用膜厚计(1D-110MH型,三丰株式会社(ミツトヨ社)制),将五片测定对象重叠并对整体的膜厚进行测定,随后将测定得到的值除以5后得到的数值作为一片的膜厚。

(多孔膜的填充率)

多孔膜的填充率根据下式求出。

填充率(%)=(滤材的单位面积质量)/(滤材的厚度)/(原料的比重)×100

此处,单位面积质量被设为将切割成4.0cm×12.0cm的长方形的试样由精密天平所测定出的质量(g)除以面积(0.0048m2)所得到的值。

(多孔膜的纤维直径)

关于多孔膜的纤维直径(平均纤维直径),以下述方式进行了测定。在采用扫描型电子显微镜(商品名:SU8020、日立株式会社(HITACHI社)制)以5000倍的倍率所拍摄到的电子显微镜照片中,对任意的25μm×20μm的区域进行观察,画出纵横正交的直线,并用直尺对所有与各直线交叉的纤维的直径进行测定,并通过比例换算求出纤维直径(nm)。接着,在对数概率纸上,将横轴设为纤维直径,将纵轴设为累计频率,并且将求出的纤维直径的累计频率分布绘制成对数正态图,将累计频率为50%的值作为平均纤维直径(中位直径)。

(聚α烯烃颗粒的透过率以及透过率比)

在聚α烯烃(PAO)颗粒(液体颗粒)透过时的压力损失上升试验时进行了测定。即,在使包含PAO颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风于有效过滤面积为50cm2的样本滤材时,将通风开始后大约30秒后的样本滤材下游处的PAO颗粒浓度作为初始值进行了测定。同时,通过差压计(U字管流量计)对滤材的压力损失进行了历时性测定,将压力损失上升了250Pa时的、样本滤材下游处的PAO颗粒浓度作为最终值进行了测定。根据样本滤材的上游浓度求出了初始捕集效率(初始透过率)、最终捕集效率(最终透过率)。

另外,作为PAO颗粒,采用由拉斯金喷嘴(ラスキンノズル)产生的PAO颗粒(个数中位直径为0.25μm),并且将PAO颗粒的浓度设为大约100万~600万个/cm3

此外,根据各实施例和比较例明确可知的是,氯化钠颗粒的透过率比(最终透过率/初始透过率)均小于1,因此不进行测定。另外,氯化钠颗粒(固体颗粒)的透过率比是以下述方式求出的值。即,在使包含氯化钠颗粒的空气以5.3cm/秒的流速连续通风于有效过滤面积为50cm2的样本滤材时,将通风开始后大约30秒后的样本滤材下游处的氯化钠颗粒浓度作为初始值测定,同时,通过差压计(U字管流量计)对滤材的压力损失进行历时性测定,将压力损失上升了250Pa时的、样本滤材下游处的氯化钠颗粒浓度作为最终值进行测定。接着,能够根据样本滤材的上游浓度求出初始捕集效率(初始透过率)、最终捕集效率(最终透过率)。在该情况下,作为氯化钠颗粒,采用由喷雾器产生的氯化钠颗粒(个数中位直径为0.1μm),并且将氯化钠颗粒的浓度设为大约500万~700万个/cm3

各实施例以及各比较例的空气过滤器滤材(设置成过滤包以及空气过滤器单元前的状态的滤材)的各物理特性以及各多孔膜的物理特性在下表1中示出。

(表1)

以上,对本公开的实施方式进行了说明,但应当理解的是,能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨和范围的情况下进行形式和细节的各种变更。

符号说明

1 空气过滤器滤材;

2 空气过滤器滤材;

3 空气过滤器滤材;

10 预捕集件;

21 上游通气性支承件;

22 下游通气性支承件;

31 第一氟树脂多孔膜;

32 第二氟树脂多孔膜;

40 过滤包;

50 框体;

60 空气过滤器单元。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-64713号公报。

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