JP2012020274A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】捕集効率が高く、圧力損失が低く、かつ保塵量が大きい、多孔膜を備える濾材を提供する。
【解決手段】ポリテトラフルオロエチレンからなり、平均孔径が２．５μｍ以上かつ空孔率が９５％以上である多孔膜と当該多孔膜を支持する支持材を濾材は備える。濾材は、空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率が９５％以上であり、次式：ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００で得られるＰＦ値が３０以上である。個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときの、ポリアルファオレイン粒子の保塵量が１５ｇ／ｍ²以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、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に関する。

フィルタは、所定の粒子径を有する粒子の捕集効率により、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air ）フィルタ、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ、および中性能フィルタ等に分類される。これらは、その性能に応じて異なる用途に用いられており、中性能フィルタは、例えば、家庭、オフィス、または病院などの空気清浄に用いられている。

中性能フィルタには、ガラス繊維を基材とする濾材が汎用されているが、ガラス繊維を基材とする濾材の場合、中性能フィルタに求められる所定の捕集効率を満たすためには、圧力損失が高くなるという問題がある。

低圧力損失の濾材としては、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜が知られているが、一般にポリテトラフルオロエチレン多孔膜では、膜厚を薄くすることで、低い圧力損失を実現しているので、膜強度が低くなるという問題がある。この問題を解決するため、特許文献１では、特別な条件でポリテトラフルオロエチレン多孔膜を製造している。

ところで、一般に、濾材には、目詰まりし難いこと、すなわち保塵量が大きいことが求められる。従来のポリテトラフルオロエチレン多孔膜は、特に油滴等が流入した場合、表面が液膜に覆われ、寿命が著しく低下する。このため、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜は、主に、中性能フィルタ等と組み合わせて、半導体工業用クリーンルームの空気清浄などに用いられている。しかし、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜を病院等の中性能フィルタに使用するときは、より大きい保塵量が必要とされ、特に、油滴や水滴などの液滴が流入しても目詰まりし難いことが求められる。

特開２００７−２６０５４７号公報

これに対して、濾材としては、より高い捕集効率とより低い圧力損失を兼ね備えた多孔膜を備えるものが求められている。

また、特許文献１に記載の製造方法によって得られる多孔膜は、大きな保塵量を達成してはいない。

すなわち、本発明の目的は、捕集効率が高く、圧力損失が低く、かつ保塵量が大きい、多孔膜を備える濾材を提供することである。

本発明は、下記の項１〜項１３等を提供するものである。
［項１］
ポリテトラフルオロエチレンからなり、平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ、空孔率が９５％以上である多孔膜と
当該多孔膜を支持する支持材と
を備えた濾材に対して、
空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、
粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が９５％以上であり、
前記圧力損失と前記捕集効率とから次式：
ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が３０以上であり、
個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときの、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の保塵量が１５ｇ／ｍ²以上である
濾材。
［項２］
多孔膜が変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる多孔膜である前記項１に記載の濾材。
［項３］
変性ポリテトラフルオロエチレンがテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である前記項２に記載の濾材。
［項４］
多孔膜と
当該多孔膜を支持する支持材と
を備え、
前記多孔膜は、
ポリテトラフルオロエチレンに対して押出助剤を２０.５重量％混合して室温で１時間熟成させることで混合物とした場合においてリダクションレシオ１６００における押出速度３２０００ｍｍ／分でのペースト押出圧力が５０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で示される分子量分布が４．０以上である前記ポリテトラフルオロエチレンより得られ、
変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる
濾材。
［項５］
変性ポリテトラフルオロエチレンがテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である前記項４に記載の濾材。
［項６］
平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ、空孔率が９５％以上である前記項４または５に記載の濾材。
［項７］
濾材に対して空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、かつ、濾材に対して粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が９５％以上である前記項４〜６のいずれか１項に記載の濾材。
［項８］
濾材に対して空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失と、濾材に対して粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率とから次式：
ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が３０以上である前記項４〜７のいずれか１項に記載の濾材。
［項９］
個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときの、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の保塵量が１５ｇ／ｍ²以上である前記項４〜８のいずれか１項に記載の濾材。
［項１０］
変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムを用意する工程、
前記未焼成フィルムを、第１方向に２倍〜５０倍の倍率で延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に２倍〜８０倍の倍率で延伸して孔を生じさせ、多孔膜を得る工程、および
得られた多孔膜の少なくとも一方の面上に、当該多孔膜を支持するように支持材を配置する工程
を含む濾材の製造方法。
［項１１］
前記未焼成フィルムが、変性ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダーから形成される前記項１０に記載の製造方法。
［項１２］
所定の形状に成形された前記項１〜９のいずれか１項に記載の濾材または前記項１０もしくは１１に記載の製造方法により製造される濾材を備えるフィルタパック。
［項１３］
前記項１２に記載のフィルタパックと、
当該フィルタパックが収納される枠体とを備えるフィルタユニット。

本発明によれば、高い捕集効率と低い圧力損失とを有し、かつ大きな保塵量を有する多孔膜が得られる。

本発明の濾材の一実施形態を示す縦断面図。 本発明のフィルタパックの一実施形態を示す斜視図。 本発明のエアフィルタユニットの一実施形態を示す斜視図。 本発明のエアフィルタユニットの他の一実施形態を示す一部破断斜視図。 ポリテトラフルオロエチレンフィルムの長手方向への延伸に用いる装置を示す模式図。 ポリテトラフルオロエチレンフィルムの幅方向への延伸に用いる装置（左半分）と、ポリテトラフルオロエチレンフィルムに不織布をラミネートする装置（右半分）とを示す模式図。

本明細書中、数値範囲を表す記号「〜」は、特に記載の無い限り、当該数値範囲がその両端の数値を含むことを意図して用いられる。すなわち、例えば、「ａ〜ｂ」は、「ａ以上ｂ以下」を表す。

＜濾材＞
本発明の濾材は、ポリテトラフルオロエチレンからなる多孔膜と
当該多孔膜を支持する支持材を備える。

支持材は、多孔膜の少なくとも一方の面上に、多孔膜を支持するように配置される。すなわち、支持材は、前記多孔膜の片面上または両面上に配置される。

多孔膜および支持材の数は限定されず、本発明の濾材は、例えば、複数の多孔膜と複数の支持材とが交互に積層されたものであってもよい。

本発明の濾材は、好ましくは、濾材に対して空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、かつ粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が、好ましくは９５％以上である。なお、本発明において、捕集効率とは、目詰まりが生じていない状態で測定した、初期捕集効率をいう。

また、本発明の濾材は、上記圧力損失と、上記捕集効率とから、次式：
ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が、好ましくは３０以上、より好ましくは４０以上である。

また、本発明の濾材は、保塵量が、好ましくは１５ｇ／ｍ²以上、より好ましくは２５ｇ／ｍ²以上である。当該保塵量は、個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときに、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の、濾材の単位面積当たりの重量である。

これらの濾材性能は、主に、下記で説明するポリテトラフルオロエチレンからなる多孔膜の性能に由来する。

＜多孔膜＞
本発明で用いられる多孔膜はポリテトラフルオロエチレンからなる。

本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンは、ホモポリテトラフルオロエチレン（狭義のポリテトラフルオロエチレン）、および変性ポリテトラフルオロエチレンを包含する。

本明細書中、「ポリテトラフルオロエチレン」、「ホモポリテトラフルオロエチレン」、および「変性ポリテトラフルオロエチレン」を、それぞれ、ＰＴＦＥ、ホモＰＴＦＥ、および変性ＰＴＦＥと略称する場合がある。

本発明で用いられる多孔膜は、低い圧力損失および大きな保塵量を実現する観点からは、好ましくは、変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる。

当該変性ポリテトラフルオロエチレンは、テトラフルオロエチレンと共単量体との共重合体である。

当該共単量体としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、トリフルオロクロロエチレン、ビニリデンフルオライド等が挙げられる。

なかでも、パーフルオロアルキルビニルエーテルが好ましく、アルキル基の炭素数が１〜５個（好ましくは、炭素原子１〜３個）であるパーフルオロアルキルビニルエーテルがより好ましい。

当該共単量体は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。

本発明に用いられる変性ポリテトラフルオロエチレンにおける、上記共単量体に由来する構成単位の含有量は、変性ポリテトラフルオロエチレン全体の０．００１〜０．３０重量％であることが好ましい。本明細書中、当該含有量を変性度と称する場合がある。変性度がこの程度である変性ＰＴＦＥファインパウダーは、溶融加工が困難であるために非溶融加工性を良好に保持することができ、好ましい。

当該変性度の上限は、好ましくは０．３０重量％である。

当該変性度の下限は、好ましくは０．００１重量％である。

本発明で用いられる変性ポリテトラフルオロエチレンは、１種であってもよく、共単量体や変性度が異なる２種以上の混合物であってもよい。

本発明で用いられる多孔膜のポリテトラフルオロエチレンは、変性ポリテトラフルオロエチレンを、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９５重量％以上、更に好ましくは９８重量％以上含有し、特に好ましくは変性ポリテトラフルオロエチレン１００重量％からなる。

本発明で用いられる多孔膜は、本発明の効果を失わせない範囲内で、ホモポリテトラフルオロエチレンを含有してもよい。具体的には、本発明で用いられる多孔膜は、ホモポリテトラフルオロエチレンを好ましくは１０重量％未満、より好ましく５重量％未満、更に好ましくは２重量％未満含有し、特に好ましくはホモポリテトラフルオロエチレンを含有しない。

本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、好ましくは４．０以上であり、より好ましくは４．５以上である。延伸特性を良好にするためには、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎの値が４．０以上であることが好ましい。また、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、好ましくは３０以下である。

本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンに対して押出助剤（炭化水素油（商品名アイソパーＧ（登録商標）、エクソン社製））を２０.５重量％混合して、室温（２５±２℃）で１時間熟成させることで混合物とした場合においてリダクションレシオ１６００における押出速度３２０００ｍｍ／分でのペースト押出圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上であるが、これに限定されない。このペースト押出圧力は、より好ましくは７０ＭＰａ以上である。このペースト押出圧力は、好ましくは１１０ＭＰａ以下である。延伸特性が良好である多孔膜を得るには、このペースト押出圧力が５０ＭＰａ以上であることが好ましい。また、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）におけるペースト押出成型を良好に行うために、このペースト押出圧力が１１０ＭＰａ以下であることが好ましい。

本発明で用いられる多孔膜は、好ましくは、平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ空孔率が９５％以上である。この大きな平均孔径と高い空孔率により、本発明で用いられる多孔膜は、高い捕集効率と低い圧力損失とを有し、かつ大きな保塵量を有する濾材を実現する。

本明細書中、平均孔径は、ＡＳＴＭ Ｆ−３１６−８６の記載に準じて測定されるミーンフローポアサイズ（ＭＦＰ）である。平均孔径は、コールターポロメーター（Coulter Porometer）［コールター・エレクトロニクス（Coulter Electronics）社（英国）製］を用いて測定を行うことができる。

本明細書中、空孔率は、次式により求められる数値である。

空孔率（％）＝[１−［膜の重量（ｇ）／（膜の主面の面積（ｃｍ²）×膜厚（ｃｍ）×ＰＴＦＥの密度（ｇ／ｃｍ³））]]×１００
具体的には、膜厚を測定したＰＴＦＥ多孔膜を２０×２０ｃｍに切り出し、重量を測定し、空孔率を求めることができる。

本発明で用いられる多孔膜の厚さは、好ましくは、５〜１０μｍである。

本発明の濾材において、このような多孔膜は、単膜で用いてもよく、複数枚を重ねて用いてもよい。この場合、複数枚の多孔膜は、同種のものであっても、異種のものであってもよい。また、本発明の効果を奏する限りにおいて、上記の多孔膜以外の多孔膜と組み合わせて用いてもよい。

＜支持材＞
支持材は、多孔膜を支持するものであり、好ましくは、多孔膜に接着している。

支持材は、通気性を有し、かつ多孔膜を支持できるものであれば特に限定されないが、不織布が好ましい。

このような不織布としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維不織布、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維不織布、芯成分がＰＥＴで鞘成分がポリエチレン（ＰＥ）である芯鞘構造の不織布（ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布）、芯成分がＰＥＴで鞘成分がＰＢＴである芯鞘構造の不織布（ＰＥＴ／ＰＢＴ芯／鞘不織布）、芯成分が高融点ＰＥＴで鞘成分が低融点ＰＥＴである芯鞘構造の不織布（高融点ＰＥＴ／低融点ＰＥＴ芯／鞘不織布）、ＰＥＴ繊維およびＰＢＴ繊維の複合繊維からなる不織布、高融点ＰＥＴ繊維および低融点ＰＥＴ繊維の複合繊維からなる不織布等が挙げられる。

支持材は、本発明の効果を妨げないように、高い通気性を有し、低圧力損失であることが好ましい。

上述のように、本発明の濾材の性能は、主に、ポリテトラフルオロエチレンからなる多孔膜の性能に由来し、支持材としてプレフィルタ機能を有する支持材を用いなくても十分に大きな保塵量が得られるが、更に保塵量を大きくする目的で、支持材としてメルトブロー不織布などを用いてもよい。

支持材の孔径は、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜の孔径より大きいことが好ましい。

支持材に用いられる不織布の目付は、通常１０〜６００ｇ／ｍ²、好ましくは１５〜３００ｇ／ｍ²、より好ましくは１５〜１００ｇ／ｍ²である。また、支持材に用いられる不織布の膜厚は、好ましくは０．１０〜０．５２ｍｍである。

＜濾材の製造方法＞
本発明の濾材は、例えば、
ポリテトラフルオロエチレンからなる未焼成フィルムを用意する工程１、
前記未焼成フィルムを、第１方向に延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に延伸して孔を生じさせる工程２、および
得られた多孔膜の少なくとも一方の面上に、当該多孔膜を支持するように支持材を配置する工程３
を含む製造方法によって製造することができる。

以下、ポリテトラフルオロエチレンが変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる場合について説明するが、これ以外の場合も、この説明に準じて、本発明の濾材を製造することができる。

変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムは、変性ポリテトラフルオロエチレン微粒子から形成される。

なかでも好ましくは、変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムは、ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーから形成される。

ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーは、ポリテトラフルオロエチレン微粒子（一次粒子）が凝集した二次粒子である。

なお、未焼成フィルムにかえて、半焼成フィルムを用いることもできる。

ａ）工程１
変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルム（以下、単に未焼成フィルムと称する場合がある）は、例えば、
変性ＰＴＦＥ微粒子、所望により配合されるホモＰＴＦＥ微粒子と、押出助剤（液状潤滑剤）とを混合する工程１−１、
得られた混合物をフィルム状に成形する工程１−２、および
所望により得られたフィルム状成型物から押出助剤（液状潤滑剤）を除去する工程１−３
を含む製造方法により製造することができる。

（１）工程１−１
変性ＰＴＦＥ微粒子における変性ＰＴＦＥは、好ましくは共重合体である。この場合の「共重合体」とは、テトラフルオロエチレンと変性剤とを、通常の共重合体の重合において用いられる意味で均一に混合して重合させた重合体を意味する。すなわち、当該製造方法で好適に用いられるＰＴＦＥ微粒子は、例えば、一次粒子中にホモＰＴＦＥのコアと、変性ＰＴＦＥのシェルとを含むような不均一な構造（コアシェル構造）を有する変性ＰＴＦＥ微粒子は、好ましくはないが、シェル部の変性度が低いものは、用いることができる。

当該工程において、変性ＰＴＦＥ微粒子とホモＰＴＦＥ微粒子とは、変性ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーとホモポリテトラフルオロエチレンファインパウダーの混合物の形態であってもよく、変性ポリテトラフルオロエチレン水性分散体とホモポリテトラフルオロエチレン水性分散体との共凝析、およびその後の乾燥等により得られた粉体組成物の形態であってもよい。

ＰＴＦＥ微粒子の平均一次粒子径は、好ましくは０．１〜１μｍである。

ＰＴＦＥ微粒子の平均二次粒子径は、好ましくは３００〜７００μｍである。

前記混合物におけるホモＰＴＦＥ微粉末の量が多いほど、後記する延伸が容易になる。しかし、ホモＰＴＦＥ微粉末の量が多いほど、最終的に得られる多孔膜の圧力損失は高くなり、保塵量は小さくなる。ホモＰＴＦＥ微粉末の添加量は、ＰＴＦＥ微粉末全体に対して、好ましくは１０重量％未満、より好ましく５重量％未満、更に好ましくは２重量％未満、特に好ましくは０重量％である。なお、当該添加量は、得られる多孔膜におけるホモＰＴＦＥの含有量に対応する。

押出助剤（液状潤滑剤）としては、ＰＴＦＥ微粉末の表面を濡らすことが可能であり、上記混合物をフィルム状に成形した後に、除去可能な物質である限り、特に限定されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル、トルエン、キシレンなどの炭化水素油、のアルコール類、ケトン類、エステル類などが挙げられる。

液状潤滑剤の使用量は、液状潤滑剤の種類等によって異なるが、通常、ＰＴＦＥ微粉末１００重量部に対して、５〜５０重量部である。液状潤滑剤の使用量を大きくすることにより、圧力損失を小さくすることができる。

（２）工程１−２
前記混合物のフィルム状への成形は、例えば、押出、および圧延等の慣用の方法により行えばよい。

好ましくは、前記混合体をペースト押出し、得られた棒状物を、カレンダーロール等を用いて圧延する。

得られるフィルム状物の厚さは、目的の多孔膜の厚さに基づいて設定すればよいが、通常１００〜３００μｍである。

（３）工程１−３
押出助剤除去は、例えば、押出助剤が残存している未焼成フィルムを加熱して、押出助剤を蒸発させることにより実施すればよい。

このような未焼成フィルムは、市販品にて、入手してもよい。

ｂ）工程２
前記未焼成フィルムを、第１方向に延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に延伸しすることにより、前記未焼成フィルムに孔を生じさせる。

（１）第１方向への延伸
第１方向は、好ましくは、未焼成フィルムの長手方向である。

第１方向への延伸の延伸倍率は、好ましくは、２〜５０倍、より好ましくは３〜３０倍、更に好ましくは５〜２０倍である。

第１方向への延伸の速度は、好ましくは３００〜６００％／秒である。

第１方向への延伸時の温度は、好ましくは、２００〜３５０℃、より好ましくは、２２０〜２７０℃である。

（２）第２方向への延伸
第２方向は、好ましくは、未焼成フィルムの幅方向である。

第２方向への延伸の延伸倍率は、好ましくは、２〜８０倍、より好ましくは５〜５０倍、更に好ましくは１０〜４５倍である。

第２方向への延伸の速度は、好ましくは３００〜６００％／秒である。

第２方向への延伸時の温度は、好ましくは、２００〜３５０℃、より好ましくは、２２０〜２７０℃である。

工程２により得られた、多孔膜は、好ましくは、熱固定される。

熱固定の温度は、ＰＴＦＥの融点以上であってもいいし、以下でもよい。好ましくは、２５０〜３５０℃である。

ｃ）工程３
工程３では、前記支持材が前記多孔膜を支持するように、前記多孔膜と前記支持材とを積層することによって、本発明の濾材を得る。積層方法としては、公知の方法を用いればよい。例えば、前記支持材が熱融着性を有する不織布からなる場合、熱ラミネーションによって本発明の濾材を製造することができる。また、例えば、ポリエステル、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の粉末、ホットメルト接着剤を用いて前記多孔膜と前記支持材とを接着してもよい。

図１に、本発明の濾材の一実施形態を示す。

この濾材１は、ＰＴＦＥからなる多孔膜３と、ＰＴＦＥ多孔膜の両面に熱ラミネートされる通気性支持材５とを備えている。

＜フィルタパック＞
本発明のフィルタパックは、所定の形状に成形された本発明の濾材を備える。所定の形状としては、例えば波型形状が挙げられる。当該波型形状は、好ましくは、セパレータまたはスペーサによって保持することができる。

当該セパレータの形状は、通常、波板状である。当該セパレータの材質は特に限定されないが、例えば、アルミニウムが挙げられる。

当該スペーサの材質は特に限定されないが、例えば、ポリアミド等のホットメルト樹脂接着剤が挙げられる。

本発明のフィルタパックは、プリーツ加工された本発明の濾材と、当該濾材の形状を維持するためのスペーサを備えてもよい。

濾材のプリーツ加工は、例えばレシプロ折り機等を用いて実施すればよい。

図２に、本発明のフィルタパックの一実施形態を示す。

フィルタパック１３は、図２に示すように、濾材１と、スペーサ１７とから構成される。

濾材１は、交互に折り返して波型形状に加工（プリーツ加工）されている。

濾材１は、上述のものが用いられ、交互に折り返して波型形状に加工（プリーツ加工）されている。

スペーサ１７は、プリーツ加工された濾材１の波型形状を保持するためのものであり、ポリアミド等のホットメルト樹脂接着剤からなる。

＜フィルタユニット＞
本発明のフィルタユニットは、本発明のフィルタパックと、当該フィルタパックが収納される枠体とを備える。

本発明のフィルタユニットは、例えば、スペーサを用いたミニプリーツ式エアフィルタユニットや、セパレータを用いたセパレータ式エアフィルタユニットが挙げられる。

本発明のフィルタユニットは、中性能フィルタユニットとして好適に用いることができ、好ましくはセパレータ式エアフィルタユニットである。

当該枠体は、前記フィルタパックを収納および保持できるものであれば特に限定されないが、例えば、４本のアルミニウム製フレームを組み立てることにより得られる。

図３に、本発明の一実施形態が採用されたミニプリーツ式エアフィルタユニット１１ａを示す。

このミニプリーツ式エアフィルタユニット１１ａは、フィルタパック１３と、フィルタパック１３が収納される枠体１５ａとを備えている。

図４に、本発明の別の一実施形態が採用されたセパレータ式エアフィルタユニット１１ｂを示す。

このセパレータ式エアフィルタユニット１１ｂは、フィルタ濾材１が波板状のセパレータ１４を介して波状に屈曲され、枠体１５ｂ内に収容されている。

＜実施例１＞
特開昭６４―１７１１公報に記載の方法に従って、テトラフルオロエチレンを仕込み、次に、パーフルオロアルキルビニルエーテル（アルキル基の炭素数が３個で、ＣＦ₂＝ＣＦ―Ｏ−Ｃ₃Ｆ₇）を仕込み、開始剤で反応させて製造した変性ＰＴＦＥファインパウダー１（パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合変性、変性量０．１０重量％、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ６．８、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力８８ＭＰａ）１００重量部に、押出助剤（出光興産株式会社製、ＩＰソルベント２０２８）２６重量部を加えて混合し、予備成形体を得た。次に、この予備成形体をペースト押出により円柱状に成形した。そして、この円柱状成形体を７０℃に加熱したカレンダーロールによりフィルム状に成形し、ＰＴＦＥフィルムを得た。このフィルムを２００℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を蒸発除去し、平均厚み２００μｍ、平均幅１５０ｍｍの未焼成フィルムを得た。

図５に示す装置を用いて長手方向に延伸倍率１０倍で延伸した。未焼成フィルムはロール２１にセットし、延伸したフィルムは巻き取りロール２２に巻き取った。また、延伸温度は２５０℃で行った。なお、図５において、２３〜２５はロール、２６，２７はヒートロール、２８〜３２はロールをそれぞれ示す。

次に、得られた長手方向延伸フィルムを、連続クリップで挟むことのできる図６の左半分に示す装置（テンター）を用いて幅方向に延伸倍率３６倍で延伸し、熱固定を行いＰＴＦＥ多孔膜を得た。この時の延伸温度は２２０℃、熱固定温度は３００℃、また延伸速度は５００％／秒であった。ＰＴＦＥ多孔膜の両面に、下記の不織布Ａ，Ｂを用いて、図６の右半分に示す装置によって熱融着することにより、濾材を得た。

不織布Ａ：ユニチカ株式会社製「エルベスＳ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²
不織布Ｂ：ユニチカ株式会社製「エルベスＴ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²
なお、図６において、３４は長手方向延伸フィルムの巻出しロール、３５は予熱ゾーン、３６は延伸ゾーン、３７は熱固定ゾーン、３９はラミネートロール、４１は巻取ロール、４３は第１の支持材の巻き出しロール、４５は第２の支持材の巻き出しロールをそれぞれ示す。

また、この時の熱融着条件は、以下の通りであった。
（熱融着条件）
加熱温度：２００℃
ライン速度：１５ｍ／分
＜実施例２＞
変性量の割合の影響を調べるため、実施例２を実施した。

特公昭５０−３８１５９号公報に記載の方法に従って、テトラフルオロエチレンを仕込み、次に、パーフルオロアルキルビニルエーテル（アルキル基の炭素数が３個で、ＣＦ₂＝ＣＦ―Ｏ−Ｃ₃Ｆ₇）を仕込み、開始剤で反応させて製造した変性ＰＴＦＥファインパウダー２“（パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合変性、変性量０．１５重量％、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ５．０、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力８３ＭＰａ）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。

＜実施例３＞
ホモＰＴＦＥ微粉末の添加効果を調べるため、実施例３を実施した。

特公昭５０−３８１５９号公報に記載の方法に従って、変性ＰＴＦＥファインパウダー２を９５重量％に、ホモＰＴＦＥファインパウダー５（ダイキン工業株式会社製「ポリフロンファインパウダーＦ−１０６」）を５重量％混合したものを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

ホモＰＴＦＥ微粉末を少量加えたことにより、延伸が容易になった。

＜実施例４＞
液状潤滑剤の使用量の影響を調べるため、実施例４を実施した。押出助剤の量を２４重量部にした以外は、実施例２と同様の操作を行った。

＜比較例１＞
変性ＰＴＦＥファインパウダーの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎの影響を調べるため、比較例１を実施した。変性ＰＴＦＥファインパウダー１に換えて、特開平１０−５３６２４号公報に記載の方法に従って、テトラフルオロエチレンを仕込み、次に、パーフルオロアルキルビニルエーテル（アルキル基の炭素数が３個で、ＣＦ₂＝ＣＦ―Ｏ−Ｃ₃Ｆ₇）を仕込み、開始剤で反応させて製造した変性ＰＴＦＥファインパウダー３（パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合変性、変性量０．１２重量％、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ３．９、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力７８ＭＰａ）を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。しかし、得られた未焼成フィルムは、長手方向に延伸できず、多孔膜が得られなかった。これは、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが小さいために、延伸特性が低下してしまい、延伸が困難になったものと考えられる。

＜比較例２＞
変性ＰＴＦＥファインパウダー１に換えて、ＷＯ２００６／０５４６１２号公報に記載の方法に従って、コア部がＰＴＦＥからなり、シェル部がテトラフロオロエチレン（ＴＥＥ）とパーフルオロプロピルビニルエーテルの共重合体からなるコアシェル構造を有する変性ＰＴＦＥファインパウダー４を製造した。変性ＰＴＦＥファインパウダー４（変性量０．０３重量％、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力３４ＭＰａ）を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。しかし、得られた未焼成フィルムは、長手方向に延伸できず、多孔膜が得られなかった。ＰＴＦＥの一次粒子の外側のシェル部分の変性量が多いため、一次粒子のつながりが困難であり、延伸が困難になったと考えられる。

＜比較例３＞
ホモＰＴＦＥファインパウダー５（ダイキン工業株式会社製「ポリフロンファインパウダーＦ−１０６」、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力は測定不能）１００重量部に、押出助剤３０重量部を加えて混合し、予備成形体を得た。次に、この予備成形体をペースト押出により円柱状に成形した。そして、この円柱状成形体を７０℃に加熱したカレンダーロールによりフィルム状に成形し、ＰＴＦＥフィルムを得た。このフィルムを２００℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を蒸発除去し、平均厚み２００μｍ、平均幅１５０ｍｍの未焼成フィルムを得た。

図５に示す装置を用いて長手方向に延伸倍率４８倍で延伸した。未焼成フィルムはロール２１にセットし、延伸したフィルムは巻き取りロール２２に巻き取った。また、延伸温度は２５０℃で行った。

次に、得られた長手方向延伸フィルムを、連続クリップで挟むことのできる図６の左半分に示す装置（テンター）を用いて幅方向に延伸倍率３６倍で延伸し、熱固定を行いＰＴＦＥ多孔膜を得た。この時の延伸温度は２９０℃、熱固定温度は３４５℃、また延伸速度は５００％／秒であった。ＰＴＦＥ多孔膜の両面に、下記の不織布Ａ，Ｂを用いて、図６の右半分に示す装置によって熱融着することにより、濾材を得た。

なお、比較例３では、実施例１〜３と比較するため、これらに近い圧力損失になるようにした。これは、押出助剤を増やし、長手方向の延伸倍率を上げ、幅方向の延伸温度を上げることで、実現した。

不織布Ａ：ユニチカ株式会社製「エルベスＳ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²
不織布Ｂ：ユニチカ株式会社製「エルベスＴ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²
また、この時の熱融着条件は、以下の通りであった。
（熱融着条件）
加熱温度：２００℃
ライン速度：１５ｍ／分
＜参考例１＞
参考例１として、中性能ガラスフィルタ Ｌｙｄａｌｌ社製 ２９９１を用いた。

下記表１に、実施例１〜４及び比較例１〜３の多孔膜の物性と、これらに不織布を熱溶着した濾材の物性を示す。また、参考例１の中性能ガラスフィルタの物性を示す。

各物性の測定方法を下記に記載する。
＜圧力損失（Ｐａ）＞
ＰＴＦＥ多孔膜及び濾材の測定サンプルを、直径１００ｍｍのフィルタホルダーにセットし、コンプレッサーで入口側を加圧し、流速計で空気の透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整した。そして、この時の圧力損失をマノメータで測定した。
＜捕集効率（ＮａＣｌ ０．３μｍ粒子）＞
アトマイザーで発生させたＮａＣｌ 粒子を、静電分級器（ＴＳＩ社製）で、０．３μｍに分級し、アメリシウム２４１を用いて粒子帯電を中和した後、透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整し、パーティクルカウンター（ＴＳＩ社製、ＣＮＣ）を用いて評価フィルタ前後の粒子数を求め、次式により捕集効率を算出した。

捕集効率（％）＝（ＣＯ／ＣＩ）×１００
ＣＯ＝評価試料が捕集したＮａＣｌ ０．３μｍの粒子数
ＣＩ＝評価試料に供給されたＮａＣｌ ０．３μｍの粒子数
＜捕集効率（ＮａＣｌ ０．１μｍ粒子）＞
アトマイザーで発生させたＮａＣｌ 粒子を、静電分級器（ＴＳＩ社製）で、０．１μｍに分級し、アメリシウム２４１を用いて粒子帯電を中和した後、透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整し、パーティクルカウンター（ＴＳＩ社製、ＣＮＣ）を用いて評価フィルタ前後の粒子数を求め、次式により捕集効率を算出した。

捕集効率（％）＝（ＣＯ／ＣＩ）×１００
ＣＯ＝評価試料が捕集したＮａＣｌ ０．１μｍの粒子数
ＣＩ＝評価試料に供給されたＮａＣｌ ０．１μｍの粒子数
＜ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．３μｍ）＞
濾材のＰＦ値（ＮａＣｌ ０．３μｍ）は、上記の濾材の圧力損失及び捕集効率（ＮａＣｌ ０．３μｍ）を下式に代入することにより求めた。

ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．３μｍ）＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００
＜ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．１μｍ）＞
濾材のＰＦ値（ＮａＣｌ ０．１μｍ）は、濾材の圧力損失及び捕集効率（ＮａＣｌ ０．１μｍ）を下式に代入することにより求めた。

ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．１μｍ）＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００
＜平均孔径＞
変性ＰＴＦＥ多孔膜の孔径は、ＡＳＴＭ Ｆ−３１６−８６の記載に準じて測定されるミーンフローポアサイズ（ＭＦＰ）を変性ＰＴＦＥ多孔膜の平均孔径とした。実際の測定は、コールターポロメーター（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ）［コールター・エレクトロニクス（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）社（英国）製］で測定を行った。
＜ＰＴＦＥ多孔膜の膜厚＞
膜厚計（１Ｄ−１１０ＭＨ型、ミツトヨ社製）を使用し、ＰＴＦＥ多孔膜を５枚重ねて全体の膜厚を測定し、その値を５で割った数値を１枚の膜厚とした。
＜ＰＴＦＥ多孔膜の空孔率＞
膜厚を測定したＰＴＦＥ多孔膜を２０×２０ｃｍに切り出し、重量を測定し、下記式より空孔率を求めた。

空孔率（％）＝｛１−［重量（ｇ）／（４００×膜厚（ｃｍ）×２．２（ＰＴＦＥの密度）］｝×１００
＜保塵量 ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）（液体粒子）＞
“保塵量 ＰＡＯ（液体粒子）”は、ＰＡＯ粒子透過時の圧損上昇試験で評価した。即ち、ＰＡＯ粒子を含んだ空気を有効濾過面積５０ｃｍ²のサンプル濾材に流速５．３ｃｍ／秒で連続通風したときの圧力損失を差圧計（Ｕ字管マノメータ）で経時的に測定し、圧力損失３００Ｐａに達したときに、濾材に保持されているＰＡＯ粒子の濾材の単位面積当たりの重量であるの保塵量（ｇ／ｍ²）を、“保塵量 ＰＡＯ（液体粒子）”とした。

尚、ＰＡＯ粒子は、ラスキンノズルで発生させたＰＡＯ粒子（個数中位径０．２５μｍ）を用い、ＰＡＯ粒子の濃度は、約１００万〜６００万個／ｃｍ³とした。

＜保塵量 ＮａＣｌ（固体粒子）＞
保塵量 ＮａＣｌ（固体粒子）については、ＮａＣｌ粒子透過時の圧損上昇試験で評価した。即ち、ＮａＣｌ粒子を含んだ空気を有効濾過面積５０ｃｍ²のサンプル濾材に流速５．３ｃｍ／秒で連続通風したときの圧力損失を差圧計（Ｕ字管マノメータ）で経時的に測定し、圧力損失４５０Ｐａに達したときに、濾材に保持されているＮａＣｌ粒子の濾材の単位面積当たりの重量であるの保塵量（ｇ／ｍ²）を、“保塵量 ＮａＣｌ（固体粒子）”とした。尚、ＮａＣｌ粒子の濃度は、約１００万〜３００万個／ｃｍ³（個数中位径０．０５μｍ）とした。

＜リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力＞
ＡＳＴＭ Ｄ ４８９５に準拠して測定した。

ＰＴＦＥファインパウダー（上記ファインパウダー１〜５それぞれについて）５０ｇと押出助剤である炭化水素油（商品名アイソパーＧ（登録商標）、エクソン社製）１０．２５ｇとをガラス瓶中で３分間混合し、室温（２５±２℃）で１時間熟成させた。次に、シリンダー（内径２５．４ｍｍ）付きの押出ダイ（絞り角３０°で、下端にオリフィス（オリフィス直径：０．６５ｍｍ、オリフィス長：２ｍｍ）を有する）に上記混合物を充填し、シリンダーに挿入したピストンに１．２ＭＰａの負荷を加えて１分間保持させた。その後、直ちに室温においてラム速度２０ｍｍ／分で上記混合物をオリフィスから押出し、ロッド状物を得た。押出後半において、圧力が平衡状態になる部分の圧力をシリンダー断面積で除した値をペースト押出圧力とした。

なお、押出速度は、リダクションレシオにラム速度を乗じて得られる値とし、ここでは、リダクションレシオ１６００にラム速度２０ｍｍ／分を乗じて得られた値（３２０００ｍｍ／分）であった。また、この押出速度は、室温（２５±２℃）の状況下で測定した値である。また、この押出速度は、押出助剤（炭化水素油（商品名アイソパーＧ））を加えた状態での値を示す。なお、この押出助剤は、イソパラフィン液であって、初留点が１６７℃、乾点が１７６℃、密度が０．７４８ｇ／ｍｌ、動粘度が１．４９ｍｍ²／秒であった。

＜分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＞
分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、特開平１０−５３６２４号公報に記載の方法に従って測定した。ここで、Ｍｗは重量平均分子量を示し、Ｍｎは数平均分子量を示す。

分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ測定装置として、レオメトリクス社製粘弾性測定機ＲＤＳ−２を使用し、３８０℃において動的粘弾性を測定した。周波数範囲は０．００１〜５００ｒａｄ／秒とし、測定値のサンプリング頻度は対数等間隔で１桁当たり５点とした。測定値はＳ．Ｗｕの方法（Polymer Engineering ＆ Science, 1988, Vol. 28,538、同1989, Vol.29,273）に従ってデータ処理し、Ｍｎ、Ｍｗ及びＭｗ／Ｍｎを求めた。

尚、その際、時間ｔ＝１／ω、Ｇ（ｔ）＝Ｇ'（ω）とした（ω＝周波数、Ｇ（ｔ）＝緩和弾性率、Ｇ'（ω）＝貯蔵弾性率）。また、２回の連続した測定において、各測定周波数におけるＧ'（ω）の偏差の平均が５％以下になるまで測定を繰り返し行った。

＜変性剤含有量＞
変性剤含有量は、特開平１０−５３６２４号公報に記載の方法に従って測定した。

変性剤含有量ポリマー中のフルオロアルキルビニルエーテルの含有量として、赤外吸収バンドの９９５ｃｍ^-1の吸収と９３５ｃｍ^-1の吸収との比に０．１４を乗じて得られる値（重量％）を用いた。

表１から明らかなように、実施例１〜４で製造した濾材は、捕集効率が高く、圧力損失が低く、かつ保塵量が大きかった。

実施例３と実施例２とを比較すると、少量のホモＰＴＦＥ微粉末を加えることによって、上述のように延伸性は向上するが、最終的に得られる濾材の圧力損失は少し大きくなり、保塵量は少し小さくなることが分かる。

実施例４と実施例２とを比較すると、液状潤滑剤の使用量を少なくすることにより、圧力損失が大きくなるが、捕集効率が高くなることが分かる。

前記の比較例１で述べたように、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが小さい変性ＰＴＦＥファインパウダーを用いた場合、多孔膜が得られなかった。

前記の比較例２で述べたように、シェル部分の変性量が多いコアシェル構造を有する変性ＰＴＦＥファインパウダーを用いた場合、多孔膜が得られなかった。

実施例１〜４を、ホモＰＴＦＥファインパウダーを用いた比較例３と比較すると、実施例１〜４の濾材は、圧力損失が同様の場合において、保塵量（ＰＡＯ）が著しく大きいことが分かる。

実施例１〜４をガラス繊維を用いた参考例１と比較すると、実施例１〜４の濾材は、ＰＦ値が著しく大きく、かつ、捕集効率が同様の場合において、圧力損失が著しく低く、保塵量は同等以上であることが分かる。

本発明の濾材は、例えば、（ａ）エアコン、換気扇、掃除機等の家庭用機器、（ｂ）オフィスビル、病院、製薬工場、食品工場等の空調設備、（ｃ）半導体産業機器、クリーンルーム、タービン等の産業用機器もしくは設備に好ましく用いることができる。

１ 濾材
３ ＰＴＦＥ多孔膜
５ 通気性支持材
１１ａ ミニプリーツ式エアフィルタユニット
１１ｂ セパレータ式エアフィルタユニット
１３ フィルタパック
１４ セパレータ
１５ａ 枠体
１５ｂ 枠体
１７ スペーサ

本発明は、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に関する。

フィルタは、所定の粒子径を有する粒子の捕集効率により、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air ）フィルタ、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ、および中性能フィルタ等に分類される。これらは、その性能に応じて異なる用途に用いられており、中性能フィルタは、例えば、家庭、オフィス、または病院などの空気清浄に用いられている。

中性能フィルタには、ガラス繊維を基材とする濾材が汎用されているが、ガラス繊維を基材とする濾材の場合、中性能フィルタに求められる所定の捕集効率を満たすためには、圧力損失が高くなるという問題がある。

低圧力損失の濾材としては、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜が知られているが、一般にポリテトラフルオロエチレン多孔膜では、膜厚を薄くすることで、低い圧力損失を実現しているので、膜強度が低くなるという問題がある。この問題を解決するため、特許文献１では、特別な条件でポリテトラフルオロエチレン多孔膜を製造している。

ところで、一般に、濾材には、目詰まりし難いこと、すなわち保塵量が大きいことが求められる。従来のポリテトラフルオロエチレン多孔膜は、特に油滴等が流入した場合、表面が液膜に覆われ、寿命が著しく低下する。このため、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜は、主に、中性能フィルタ等と組み合わせて、半導体工業用クリーンルームの空気清浄などに用いられている。しかし、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜を病院等の中性能フィルタに使用するときは、より大きい保塵量が必要とされ、特に、油滴や水滴などの液滴が流入しても目詰まりし難いことが求められる。

特開２００７−２６０５４７号公報

これに対して、濾材としては、より高い捕集効率とより低い圧力損失を兼ね備えた多孔膜を備えるものが求められている。

また、特許文献１に記載の製造方法によって得られる多孔膜は、大きな保塵量を達成してはいない。

すなわち、本発明の目的は、捕集効率が高く、圧力損失が低く、かつ保塵量が大きい、多孔膜を備える濾材を提供することである。

本発明は、下記の項１〜項１３等を提供するものである。
［項１］
ポリテトラフルオロエチレンからなり、平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ、空孔率が９５％以上である多孔膜と
当該多孔膜を支持する支持材と
を備えた濾材に対して、
空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの直径１００ｍｍの円の面積における圧力損失が１００Ｐａ未満であり、
粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が９５％以上であり、
前記圧力損失と前記捕集効率とから次式：
ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が３０以上であり、
個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、直径１００ｍｍの円の面積における圧力損失が３００Ｐａに達したときの、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の保塵量が１５ｇ／ｍ²以上である
濾材。
［項２］
前記多孔膜は、
ポリテトラフルオロエチレンに対して押出助剤を２０.５重量％混合して室温で１時間熟成させることで混合物とした場合においてリダクションレシオ１６００における押出速度３２０００ｍｍ／分でのペースト押出圧力が５０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で示される分子量分布が４．０以上である前記ポリテトラフルオロエチレンより得られる、
前記項１に記載の濾材。
［項３］
多孔膜が変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる多孔膜である前記項１または２に記載の濾材。
［項４］
変性ポリテトラフルオロエチレンがテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である前記項３に記載の濾材。
［項５］
変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムを用意する工程、
前記未焼成フィルムを、第１方向に２倍〜５０倍の倍率で延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に２倍〜８０倍の倍率で延伸して孔を生じさせ、多孔膜を得る工程、および
得られた多孔膜の少なくとも一方の面上に、当該多孔膜を支持するように支持材を配置する工程
を含む前記項３または４に記載の濾材の製造方法。
［項６］
前記未焼成フィルムが、変性ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダーから形成される前記項５に記載の製造方法。
［項７］
所定の形状に成形された前記項１〜４のいずれか１項に記載の濾材を備えるフィルタパック。
［項８］
前記項７に記載のフィルタパックと、
当該フィルタパックが収納される枠体とを備えるフィルタユニット。
［項９］
前記項５または６に記載の製造方法により製造される所定の形状に成形された濾材を備えるフィルタパック。
［項１０］
前記項９に記載のフィルタパックと、
当該フィルタパックが収納される枠体とを備えるフィルタユニット。

本発明によれば、高い捕集効率と低い圧力損失とを有し、かつ大きな保塵量を有する多孔膜が得られる。

本発明の濾材の一実施形態を示す縦断面図。 本発明のフィルタパックの一実施形態を示す斜視図。 本発明のエアフィルタユニットの一実施形態を示す斜視図。 本発明のエアフィルタユニットの他の一実施形態を示す一部破断斜視図。 ポリテトラフルオロエチレンフィルムの長手方向への延伸に用いる装置を示す模式図。 ポリテトラフルオロエチレンフィルムの幅方向への延伸に用いる装置（左半分）と、ポリテトラフルオロエチレンフィルムに不織布をラミネートする装置（右半分）とを示す模式図。

本明細書中、数値範囲を表す記号「〜」は、特に記載の無い限り、当該数値範囲がその両端の数値を含むことを意図して用いられる。すなわち、例えば、「ａ〜ｂ」は、「ａ以上ｂ以下」を表す。

＜濾材＞
本発明の濾材は、ポリテトラフルオロエチレンからなる多孔膜と
当該多孔膜を支持する支持材を備える。

支持材は、多孔膜の少なくとも一方の面上に、多孔膜を支持するように配置される。すなわち、支持材は、前記多孔膜の片面上または両面上に配置される。

多孔膜および支持材の数は限定されず、本発明の濾材は、例えば、複数の多孔膜と複数の支持材とが交互に積層されたものであってもよい。

本発明の濾材は、好ましくは、濾材に対して空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、かつ粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が、好ましくは９５％以上である。なお、本発明において、捕集効率とは、目詰まりが生じていない状態で測定した、初期捕集効率をいう。

また、本発明の濾材は、上記圧力損失と、上記捕集効率とから、次式：
ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が、好ましくは３０以上、より好ましくは４０以上である。

また、本発明の濾材は、保塵量が、好ましくは１５ｇ／ｍ²以上、より好ましくは２５ｇ／ｍ²以上である。当該保塵量は、個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときに、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の、濾材の単位面積当たりの重量である。

これらの濾材性能は、主に、下記で説明するポリテトラフルオロエチレンからなる多孔膜の性能に由来する。

＜多孔膜＞
本発明で用いられる多孔膜はポリテトラフルオロエチレンからなる。

本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンは、ホモポリテトラフルオロエチレン（狭義のポリテトラフルオロエチレン）、および変性ポリテトラフルオロエチレンを包含する。

本明細書中、「ポリテトラフルオロエチレン」、「ホモポリテトラフルオロエチレン」、および「変性ポリテトラフルオロエチレン」を、それぞれ、ＰＴＦＥ、ホモＰＴＦＥ、および変性ＰＴＦＥと略称する場合がある。

本発明で用いられる多孔膜は、低い圧力損失および大きな保塵量を実現する観点からは、好ましくは、変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる。

当該変性ポリテトラフルオロエチレンは、テトラフルオロエチレンと共単量体との共重合体である。

当該共単量体としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、トリフルオロクロロエチレン、ビニリデンフルオライド等が挙げられる。

なかでも、パーフルオロアルキルビニルエーテルが好ましく、アルキル基の炭素数が１〜５個（好ましくは、炭素原子１〜３個）であるパーフルオロアルキルビニルエーテルがより好ましい。

当該共単量体は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。

本発明に用いられる変性ポリテトラフルオロエチレンにおける、上記共単量体に由来する構成単位の含有量は、変性ポリテトラフルオロエチレン全体の０．００１〜０．３０重量％であることが好ましい。本明細書中、当該含有量を変性度と称する場合がある。変性度がこの程度である変性ＰＴＦＥファインパウダーは、溶融加工が困難であるために非溶融加工性を良好に保持することができ、好ましい。

当該変性度の上限は、好ましくは０．３０重量％である。

当該変性度の下限は、好ましくは０．００１重量％である。

本発明で用いられる変性ポリテトラフルオロエチレンは、１種であってもよく、共単量体や変性度が異なる２種以上の混合物であってもよい。

本発明で用いられる多孔膜のポリテトラフルオロエチレンは、変性ポリテトラフルオロエチレンを、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９５重量％以上、更に好ましくは９８重量％以上含有し、特に好ましくは変性ポリテトラフルオロエチレン１００重量％からなる。

本発明で用いられる多孔膜は、本発明の効果を失わせない範囲内で、ホモポリテトラフルオロエチレンを含有してもよい。具体的には、本発明で用いられる多孔膜は、ホモポリテトラフルオロエチレンを好ましくは１０重量％未満、より好ましく５重量％未満、更に好ましくは２重量％未満含有し、特に好ましくはホモポリテトラフルオロエチレンを含有しない。

本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、好ましくは４．０以上であり、より好ましくは４．５以上である。延伸特性を良好にするためには、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎの値が４．０以上であることが好ましい。また、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、好ましくは３０以下である。

本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンに対して押出助剤（炭化水素油（商品名アイソパーＧ（登録商標）、エクソン社製））を２０.５重量％混合して、室温（２５±２℃）で１時間熟成させることで混合物とした場合においてリダクションレシオ１６００における押出速度３２０００ｍｍ／分でのペースト押出圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上であるが、これに限定されない。このペースト押出圧力は、より好ましくは７０ＭＰａ以上である。このペースト押出圧力は、好ましくは１１０ＭＰａ以下である。延伸特性が良好である多孔膜を得るには、このペースト押出圧力が５０ＭＰａ以上であることが好ましい。また、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）におけるペースト押出成型を良好に行うために、このペースト押出圧力が１１０ＭＰａ以下であることが好ましい。

本発明で用いられる多孔膜は、好ましくは、平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ空孔率が９５％以上である。この大きな平均孔径と高い空孔率により、本発明で用いられる多孔膜は、高い捕集効率と低い圧力損失とを有し、かつ大きな保塵量を有する濾材を実現する。

本明細書中、平均孔径は、ＡＳＴＭ Ｆ−３１６−８６の記載に準じて測定されるミーンフローポアサイズ（ＭＦＰ）である。平均孔径は、コールターポロメーター（Coulter Porometer）［コールター・エレクトロニクス（Coulter Electronics）社（英国）製］を用いて測定を行うことができる。

本明細書中、空孔率は、次式により求められる数値である。
空孔率（％）＝[１−［膜の重量（ｇ）／（膜の主面の面積（ｃｍ²）×膜厚（ｃｍ）×ＰＴＦＥの密度（ｇ／ｃｍ³））]]×１００

具体的には、膜厚を測定したＰＴＦＥ多孔膜を２０×２０ｃｍに切り出し、重量を測定し、空孔率を求めることができる。

本発明で用いられる多孔膜の厚さは、好ましくは、５〜１０μｍである。

本発明の濾材において、このような多孔膜は、単膜で用いてもよく、複数枚を重ねて用いてもよい。この場合、複数枚の多孔膜は、同種のものであっても、異種のものであってもよい。また、本発明の効果を奏する限りにおいて、上記の多孔膜以外の多孔膜と組み合わせて用いてもよい。

＜支持材＞
支持材は、多孔膜を支持するものであり、好ましくは、多孔膜に接着している。

支持材は、通気性を有し、かつ多孔膜を支持できるものであれば特に限定されないが、不織布が好ましい。

このような不織布としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維不織布、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維不織布、芯成分がＰＥＴで鞘成分がポリエチレン（ＰＥ）である芯鞘構造の不織布（ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布）、芯成分がＰＥＴで鞘成分がＰＢＴである芯鞘構造の不織布（ＰＥＴ／ＰＢＴ芯／鞘不織布）、芯成分が高融点ＰＥＴで鞘成分が低融点ＰＥＴである芯鞘構造の不織布（高融点ＰＥＴ／低融点ＰＥＴ芯／鞘不織布）、ＰＥＴ繊維およびＰＢＴ繊維の複合繊維からなる不織布、高融点ＰＥＴ繊維および低融点ＰＥＴ繊維の複合繊維からなる不織布等が挙げられる。

支持材は、本発明の効果を妨げないように、高い通気性を有し、低圧力損失であることが好ましい。

上述のように、本発明の濾材の性能は、主に、ポリテトラフルオロエチレンからなる多孔膜の性能に由来し、支持材としてプレフィルタ機能を有する支持材を用いなくても十分に大きな保塵量が得られるが、更に保塵量を大きくする目的で、支持材としてメルトブロー不織布などを用いてもよい。

支持材の孔径は、ポリテトラフルオロエチレン多孔膜の孔径より大きいことが好ましい。

支持材に用いられる不織布の目付は、通常１０〜６００ｇ／ｍ²、好ましくは１５〜３００ｇ／ｍ²、より好ましくは１５〜１００ｇ／ｍ²である。また、支持材に用いられる不織布の膜厚は、好ましくは０．１０〜０．５２ｍｍである。

＜濾材の製造方法＞
本発明の濾材は、例えば、
ポリテトラフルオロエチレンからなる未焼成フィルムを用意する工程１、
前記未焼成フィルムを、第１方向に延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に延伸して孔を生じさせる工程２、および
得られた多孔膜の少なくとも一方の面上に、当該多孔膜を支持するように支持材を配置する工程３
を含む製造方法によって製造することができる。

以下、ポリテトラフルオロエチレンが変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる場合について説明するが、これ以外の場合も、この説明に準じて、本発明の濾材を製造することができる。

変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムは、変性ポリテトラフルオロエチレン微粒子から形成される。

なかでも好ましくは、変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムは、ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーから形成される。

ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーは、ポリテトラフルオロエチレン微粒子（一次粒子）が凝集した二次粒子である。

なお、未焼成フィルムにかえて、半焼成フィルムを用いることもできる。

ａ）工程１
変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルム（以下、単に未焼成フィルムと称する場合がある）は、例えば、
変性ＰＴＦＥ微粒子、所望により配合されるホモＰＴＦＥ微粒子と、押出助剤（液状潤滑剤）とを混合する工程１−１、
得られた混合物をフィルム状に成形する工程１−２、および
所望により得られたフィルム状成型物から押出助剤（液状潤滑剤）を除去する工程１−３
を含む製造方法により製造することができる。

（１）工程１−１
変性ＰＴＦＥ微粒子における変性ＰＴＦＥは、好ましくは共重合体である。この場合の「共重合体」とは、テトラフルオロエチレンと変性剤とを、通常の共重合体の重合において用いられる意味で均一に混合して重合させた重合体を意味する。すなわち、当該製造方法で好適に用いられるＰＴＦＥ微粒子は、例えば、一次粒子中にホモＰＴＦＥのコアと、変性ＰＴＦＥのシェルとを含むような不均一な構造（コアシェル構造）を有する変性ＰＴＦＥ微粒子は、好ましくはないが、シェル部の変性度が低いものは、用いることができる。

当該工程において、変性ＰＴＦＥ微粒子とホモＰＴＦＥ微粒子とは、変性ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーとホモポリテトラフルオロエチレンファインパウダーの混合物の形態であってもよく、変性ポリテトラフルオロエチレン水性分散体とホモポリテトラフルオロエチレン水性分散体との共凝析、およびその後の乾燥等により得られた粉体組成物の形態であってもよい。

ＰＴＦＥ微粒子の平均一次粒子径は、好ましくは０．１〜１μｍである。

ＰＴＦＥ微粒子の平均二次粒子径は、好ましくは３００〜７００μｍである。

前記混合物におけるホモＰＴＦＥ微粉末の量が多いほど、後記する延伸が容易になる。しかし、ホモＰＴＦＥ微粉末の量が多いほど、最終的に得られる多孔膜の圧力損失は高くなり、保塵量は小さくなる。ホモＰＴＦＥ微粉末の添加量は、ＰＴＦＥ微粉末全体に対して、好ましくは１０重量％未満、より好ましく５重量％未満、更に好ましくは２重量％未満、特に好ましくは０重量％である。なお、当該添加量は、得られる多孔膜におけるホモＰＴＦＥの含有量に対応する。

押出助剤（液状潤滑剤）としては、ＰＴＦＥ微粉末の表面を濡らすことが可能であり、上記混合物をフィルム状に成形した後に、除去可能な物質である限り、特に限定されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル、トルエン、キシレンなどの炭化水素油、のアルコール類、ケトン類、エステル類などが挙げられる。

液状潤滑剤の使用量は、液状潤滑剤の種類等によって異なるが、通常、ＰＴＦＥ微粉末１００重量部に対して、５〜５０重量部である。液状潤滑剤の使用量を大きくすることにより、圧力損失を小さくすることができる。

（２）工程１−２
前記混合物のフィルム状への成形は、例えば、押出、および圧延等の慣用の方法により行えばよい。

好ましくは、前記混合体をペースト押出し、得られた棒状物を、カレンダーロール等を用いて圧延する。

得られるフィルム状物の厚さは、目的の多孔膜の厚さに基づいて設定すればよいが、通常１００〜３００μｍである。

（３）工程１−３
押出助剤除去は、例えば、押出助剤が残存している未焼成フィルムを加熱して、押出助剤を蒸発させることにより実施すればよい。

このような未焼成フィルムは、市販品にて、入手してもよい。

ｂ）工程２
前記未焼成フィルムを、第１方向に延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に延伸しすることにより、前記未焼成フィルムに孔を生じさせる。

（１）第１方向への延伸
第１方向は、好ましくは、未焼成フィルムの長手方向である。

第１方向への延伸の延伸倍率は、好ましくは、２〜５０倍、より好ましくは３〜３０倍、更に好ましくは５〜２０倍である。

第１方向への延伸の速度は、好ましくは３００〜６００％／秒である。

第１方向への延伸時の温度は、好ましくは、２００〜３５０℃、より好ましくは、２２０〜２７０℃である。

（２）第２方向への延伸
第２方向は、好ましくは、未焼成フィルムの幅方向である。

第２方向への延伸の延伸倍率は、好ましくは、２〜８０倍、より好ましくは５〜５０倍、更に好ましくは１０〜４５倍である。

第２方向への延伸の速度は、好ましくは３００〜６００％／秒である。

第２方向への延伸時の温度は、好ましくは、２００〜３５０℃、より好ましくは、２２０〜２７０℃である。

工程２により得られた、多孔膜は、好ましくは、熱固定される。

熱固定の温度は、ＰＴＦＥの融点以上であってもいいし、以下でもよい。好ましくは、２５０〜３５０℃である。

ｃ）工程３
工程３では、前記支持材が前記多孔膜を支持するように、前記多孔膜と前記支持材とを積層することによって、本発明の濾材を得る。積層方法としては、公知の方法を用いればよい。例えば、前記支持材が熱融着性を有する不織布からなる場合、熱ラミネーションによって本発明の濾材を製造することができる。また、例えば、ポリエステル、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の粉末、ホットメルト接着剤を用いて前記多孔膜と前記支持材とを接着してもよい。

図１に、本発明の濾材の一実施形態を示す。

この濾材１は、ＰＴＦＥからなる多孔膜３と、ＰＴＦＥ多孔膜の両面に熱ラミネートされる通気性支持材５とを備えている。

＜フィルタパック＞
本発明のフィルタパックは、所定の形状に成形された本発明の濾材を備える。所定の形状としては、例えば波型形状が挙げられる。当該波型形状は、好ましくは、セパレータまたはスペーサによって保持することができる。

当該セパレータの形状は、通常、波板状である。当該セパレータの材質は特に限定されないが、例えば、アルミニウムが挙げられる。

当該スペーサの材質は特に限定されないが、例えば、ポリアミド等のホットメルト樹脂接着剤が挙げられる。

本発明のフィルタパックは、プリーツ加工された本発明の濾材と、当該濾材の形状を維持するためのスペーサを備えてもよい。

濾材のプリーツ加工は、例えばレシプロ折り機等を用いて実施すればよい。

図２に、本発明のフィルタパックの一実施形態を示す。

フィルタパック１３は、図２に示すように、濾材１と、スペーサ１７とから構成される。

濾材１は、交互に折り返して波型形状に加工（プリーツ加工）されている。

濾材１は、上述のものが用いられ、交互に折り返して波型形状に加工（プリーツ加工）されている。

スペーサ１７は、プリーツ加工された濾材１の波型形状を保持するためのものであり、ポリアミド等のホットメルト樹脂接着剤からなる。

＜フィルタユニット＞
本発明のフィルタユニットは、本発明のフィルタパックと、当該フィルタパックが収納される枠体とを備える。

本発明のフィルタユニットは、例えば、スペーサを用いたミニプリーツ式エアフィルタユニットや、セパレータを用いたセパレータ式エアフィルタユニットが挙げられる。

本発明のフィルタユニットは、中性能フィルタユニットとして好適に用いることができ、好ましくはセパレータ式エアフィルタユニットである。

当該枠体は、前記フィルタパックを収納および保持できるものであれば特に限定されないが、例えば、４本のアルミニウム製フレームを組み立てることにより得られる。

図３に、本発明の一実施形態が採用されたミニプリーツ式エアフィルタユニット１１ａを示す。

このミニプリーツ式エアフィルタユニット１１ａは、フィルタパック１３と、フィルタパック１３が収納される枠体１５ａとを備えている。

図４に、本発明の別の一実施形態が採用されたセパレータ式エアフィルタユニット１１ｂを示す。

このセパレータ式エアフィルタユニット１１ｂは、フィルタ濾材１が波板状のセパレータ１４を介して波状に屈曲され、枠体１５ｂ内に収容されている。

＜実施例１＞
特開昭６４―１７１１公報に記載の方法に従って、テトラフルオロエチレンを仕込み、次に、パーフルオロアルキルビニルエーテル（アルキル基の炭素数が３個で、ＣＦ₂＝ＣＦ―Ｏ−Ｃ₃Ｆ₇）を仕込み、開始剤で反応させて製造した変性ＰＴＦＥファインパウダー１（パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合変性、変性量０．１０重量％、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ６．８、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力８８ＭＰａ）１００重量部に、押出助剤（出光興産株式会社製、ＩＰソルベント２０２８）２６重量部を加えて混合し、予備成形体を得た。次に、この予備成形体をペースト押出により円柱状に成形した。そして、この円柱状成形体を７０℃に加熱したカレンダーロールによりフィルム状に成形し、ＰＴＦＥフィルムを得た。このフィルムを２００℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を蒸発除去し、平均厚み２００μｍ、平均幅１５０ｍｍの未焼成フィルムを得た。

図５に示す装置を用いて長手方向に延伸倍率１０倍で延伸した。未焼成フィルムはロール２１にセットし、延伸したフィルムは巻き取りロール２２に巻き取った。また、延伸温度は２５０℃で行った。なお、図５において、２３〜２５はロール、２６，２７はヒートロール、２８〜３２はロールをそれぞれ示す。

次に、得られた長手方向延伸フィルムを、連続クリップで挟むことのできる図６の左半分に示す装置（テンター）を用いて幅方向に延伸倍率３６倍で延伸し、熱固定を行いＰＴＦＥ多孔膜を得た。この時の延伸温度は２２０℃、熱固定温度は３００℃、また延伸速度は５００％／秒であった。ＰＴＦＥ多孔膜の両面に、下記の不織布Ａ，Ｂを用いて、図６の右半分に示す装置によって熱融着することにより、濾材を得た。
不織布Ａ：ユニチカ株式会社製「エルベスＳ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²
不織布Ｂ：ユニチカ株式会社製「エルベスＴ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²

なお、図６において、３４は長手方向延伸フィルムの巻出しロール、３５は予熱ゾーン、３６は延伸ゾーン、３７は熱固定ゾーン、３９はラミネートロール、４１は巻取ロール、４３は第１の支持材の巻き出しロール、４５は第２の支持材の巻き出しロールをそれぞれ示す。

また、この時の熱融着条件は、以下の通りであった。
（熱融着条件）
加熱温度：２００℃
ライン速度：１５ｍ／分

＜実施例２＞
変性量の割合の影響を調べるため、実施例２を実施した。

特公昭５０−３８１５９号公報に記載の方法に従って、テトラフルオロエチレンを仕込み、次に、パーフルオロアルキルビニルエーテル（アルキル基の炭素数が３個で、ＣＦ₂＝ＣＦ―Ｏ−Ｃ₃Ｆ₇）を仕込み、開始剤で反応させて製造した変性ＰＴＦＥファインパウダー２“（パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合変性、変性量０．１５重量％、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ５．０、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力８３ＭＰａ）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。

＜実施例３＞
ホモＰＴＦＥ微粉末の添加効果を調べるため、実施例３を実施した。

特公昭５０−３８１５９号公報に記載の方法に従って、変性ＰＴＦＥファインパウダー２を９５重量％に、ホモＰＴＦＥファインパウダー５（ダイキン工業株式会社製「ポリフロンファインパウダーＦ−１０６」）を５重量％混合したものを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

ホモＰＴＦＥ微粉末を少量加えたことにより、延伸が容易になった。

＜実施例４＞
液状潤滑剤の使用量の影響を調べるため、実施例４を実施した。押出助剤の量を２４重量部にした以外は、実施例２と同様の操作を行った。

＜比較例１＞
変性ＰＴＦＥファインパウダーの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎの影響を調べるため、比較例１を実施した。変性ＰＴＦＥファインパウダー１に換えて、特開平１０−５３６２４号公報に記載の方法に従って、テトラフルオロエチレンを仕込み、次に、パーフルオロアルキルビニルエーテル（アルキル基の炭素数が３個で、ＣＦ₂＝ＣＦ―Ｏ−Ｃ₃Ｆ₇）を仕込み、開始剤で反応させて製造した変性ＰＴＦＥファインパウダー３（パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合変性、変性量０．１２重量％、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ３．９、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力７８ＭＰａ）を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。しかし、得られた未焼成フィルムは、長手方向に延伸できず、多孔膜が得られなかった。これは、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが小さいために、延伸特性が低下してしまい、延伸が困難になったものと考えられる。

＜比較例２＞
変性ＰＴＦＥファインパウダー１に換えて、ＷＯ２００６／０５４６１２号公報に記載の方法に従って、コア部がＰＴＦＥからなり、シェル部がテトラフロオロエチレン（ＴＥＥ）とパーフルオロプロピルビニルエーテルの共重合体からなるコアシェル構造を有する変性ＰＴＦＥファインパウダー４を製造した。変性ＰＴＦＥファインパウダー４（変性量０．０３重量％、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力３４ＭＰａ）を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。しかし、得られた未焼成フィルムは、長手方向に延伸できず、多孔膜が得られなかった。ＰＴＦＥの一次粒子の外側のシェル部分の変性量が多いため、一次粒子のつながりが困難であり、延伸が困難になったと考えられる。

＜比較例３＞
ホモＰＴＦＥファインパウダー５（ダイキン工業株式会社製「ポリフロンファインパウダーＦ−１０６」、リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力は測定不能）１００重量部に、押出助剤３０重量部を加えて混合し、予備成形体を得た。次に、この予備成形体をペースト押出により円柱状に成形した。そして、この円柱状成形体を７０℃に加熱したカレンダーロールによりフィルム状に成形し、ＰＴＦＥフィルムを得た。このフィルムを２００℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を蒸発除去し、平均厚み２００μｍ、平均幅１５０ｍｍの未焼成フィルムを得た。

図５に示す装置を用いて長手方向に延伸倍率４８倍で延伸した。未焼成フィルムはロール２１にセットし、延伸したフィルムは巻き取りロール２２に巻き取った。また、延伸温度は２５０℃で行った。

次に、得られた長手方向延伸フィルムを、連続クリップで挟むことのできる図６の左半分に示す装置（テンター）を用いて幅方向に延伸倍率３６倍で延伸し、熱固定を行いＰＴＦＥ多孔膜を得た。この時の延伸温度は２９０℃、熱固定温度は３４５℃、また延伸速度は５００％／秒であった。ＰＴＦＥ多孔膜の両面に、下記の不織布Ａ，Ｂを用いて、図６の右半分に示す装置によって熱融着することにより、濾材を得た。

なお、比較例３では、実施例１〜３と比較するため、これらに近い圧力損失になるようにした。これは、押出助剤を増やし、長手方向の延伸倍率を上げ、幅方向の延伸温度を上げることで、実現した。
不織布Ａ：ユニチカ株式会社製「エルベスＳ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²
不織布Ｂ：ユニチカ株式会社製「エルベスＴ０４０３ＷＤＯ」ＰＥＴ／ＰＥ芯／鞘不織布、目付４０ｇ／ｍ²

また、この時の熱融着条件は、以下の通りであった。
（熱融着条件）
加熱温度：２００℃
ライン速度：１５ｍ／分

＜参考例１＞
参考例１として、中性能ガラスフィルタ Ｌｙｄａｌｌ社製 ２９９１を用いた。

下記表１に、実施例１〜４及び比較例１〜３の多孔膜の物性と、これらに不織布を熱溶着した濾材の物性を示す。また、参考例１の中性能ガラスフィルタの物性を示す。
各物性の測定方法を下記に記載する。

＜圧力損失（Ｐａ）＞
ＰＴＦＥ多孔膜及び濾材の測定サンプルを、直径１００ｍｍのフィルタホルダーにセットし、コンプレッサーで入口側を加圧し、流速計で空気の透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整した。そして、この時の圧力損失をマノメータで測定した。

＜捕集効率（ＮａＣｌ ０．３μｍ粒子）＞
アトマイザーで発生させたＮａＣｌ 粒子を、静電分級器（ＴＳＩ社製）で、０．３μｍに分級し、アメリシウム２４１を用いて粒子帯電を中和した後、透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整し、パーティクルカウンター（ＴＳＩ社製、ＣＮＣ）を用いて評価フィルタ前後の粒子数を求め、次式により捕集効率を算出した。
捕集効率（％）＝（ＣＯ／ＣＩ）×１００
ＣＯ＝評価試料が捕集したＮａＣｌ ０．３μｍの粒子数
ＣＩ＝評価試料に供給されたＮａＣｌ ０．３μｍの粒子数

＜捕集効率（ＮａＣｌ ０．１μｍ粒子）＞
アトマイザーで発生させたＮａＣｌ 粒子を、静電分級器（ＴＳＩ社製）で、０．１μｍに分級し、アメリシウム２４１を用いて粒子帯電を中和した後、透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整し、パーティクルカウンター（ＴＳＩ社製、ＣＮＣ）を用いて評価フィルタ前後の粒子数を求め、次式により捕集効率を算出した。
捕集効率（％）＝（ＣＯ／ＣＩ）×１００
ＣＯ＝評価試料が捕集したＮａＣｌ ０．１μｍの粒子数
ＣＩ＝評価試料に供給されたＮａＣｌ ０．１μｍの粒子数

＜ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．３μｍ）＞
濾材のＰＦ値（ＮａＣｌ ０．３μｍ）は、上記の濾材の圧力損失及び捕集効率（ＮａＣｌ ０．３μｍ）を下式に代入することにより求めた。
ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．３μｍ）＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００

＜ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．１μｍ）＞
濾材のＰＦ値（ＮａＣｌ ０．１μｍ）は、濾材の圧力損失及び捕集効率（ＮａＣｌ ０．１μｍ）を下式に代入することにより求めた。
ＰＦ値（ＮａＣｌ ０．１μｍ）＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００

＜平均孔径＞
変性ＰＴＦＥ多孔膜の孔径は、ＡＳＴＭ Ｆ−３１６−８６の記載に準じて測定されるミーンフローポアサイズ（ＭＦＰ）を変性ＰＴＦＥ多孔膜の平均孔径とした。実際の測定は、コールターポロメーター（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ）［コールター・エレクトロニクス（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）社（英国）製］で測定を行った。

＜ＰＴＦＥ多孔膜の膜厚＞
膜厚計（１Ｄ−１１０ＭＨ型、ミツトヨ社製）を使用し、ＰＴＦＥ多孔膜を５枚重ねて全体の膜厚を測定し、その値を５で割った数値を１枚の膜厚とした。

＜ＰＴＦＥ多孔膜の空孔率＞
膜厚を測定したＰＴＦＥ多孔膜を２０×２０ｃｍに切り出し、重量を測定し、下記式より空孔率を求めた。
空孔率（％）＝｛１−［重量（ｇ）／（４００×膜厚（ｃｍ）×２．２（ＰＴＦＥの密度）］｝×１００

＜保塵量 ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）（液体粒子）＞
“保塵量 ＰＡＯ（液体粒子）”は、ＰＡＯ粒子透過時の圧損上昇試験で評価した。即ち、ＰＡＯ粒子を含んだ空気を有効濾過面積５０ｃｍ²のサンプル濾材に流速５．３ｃｍ／秒で連続通風したときの圧力損失を差圧計（Ｕ字管マノメータ）で経時的に測定し、圧力損失３００Ｐａに達したときに、濾材に保持されているＰＡＯ粒子の濾材の単位面積当たりの重量であるの保塵量（ｇ／ｍ²）を、“保塵量 ＰＡＯ（液体粒子）”とした。

尚、ＰＡＯ粒子は、ラスキンノズルで発生させたＰＡＯ粒子（個数中位径０．２５μｍ）を用い、ＰＡＯ粒子の濃度は、約１００万〜６００万個／ｃｍ³とした。

＜保塵量 ＮａＣｌ（固体粒子）＞
保塵量 ＮａＣｌ（固体粒子）については、ＮａＣｌ粒子透過時の圧損上昇試験で評価した。即ち、ＮａＣｌ粒子を含んだ空気を有効濾過面積５０ｃｍ²のサンプル濾材に流速５．３ｃｍ／秒で連続通風したときの圧力損失を差圧計（Ｕ字管マノメータ）で経時的に測定し、圧力損失４５０Ｐａに達したときに、濾材に保持されているＮａＣｌ粒子の濾材の単位面積当たりの重量であるの保塵量（ｇ／ｍ²）を、“保塵量 ＮａＣｌ（固体粒子）”とした。尚、ＮａＣｌ粒子の濃度は、約１００万〜３００万個／ｃｍ³（個数中位径０．０５μｍ）とした。

＜リダクションレシオ１６００（ＲＲ１６００）のペースト押出圧力＞
ＡＳＴＭ Ｄ ４８９５に準拠して測定した。

ＰＴＦＥファインパウダー（上記ファインパウダー１〜５それぞれについて）５０ｇと押出助剤である炭化水素油（商品名アイソパーＧ（登録商標）、エクソン社製）１０．２５ｇとをガラス瓶中で３分間混合し、室温（２５±２℃）で１時間熟成させた。次に、シリンダー（内径２５．４ｍｍ）付きの押出ダイ（絞り角３０°で、下端にオリフィス（オリフィス直径：０．６５ｍｍ、オリフィス長：２ｍｍ）を有する）に上記混合物を充填し、シリンダーに挿入したピストンに１．２ＭＰａの負荷を加えて１分間保持させた。その後、直ちに室温においてラム速度２０ｍｍ／分で上記混合物をオリフィスから押出し、ロッド状物を得た。押出後半において、圧力が平衡状態になる部分の圧力をシリンダー断面積で除した値をペースト押出圧力とした。

なお、押出速度は、リダクションレシオにラム速度を乗じて得られる値とし、ここでは、リダクションレシオ１６００にラム速度２０ｍｍ／分を乗じて得られた値（３２０００ｍｍ／分）であった。また、この押出速度は、室温（２５±２℃）の状況下で測定した値である。また、この押出速度は、押出助剤（炭化水素油（商品名アイソパーＧ））を加えた状態での値を示す。なお、この押出助剤は、イソパラフィン液であって、初留点が１６７℃、乾点が１７６℃、密度が０．７４８ｇ／ｍｌ、動粘度が１．４９ｍｍ²／秒であった。

＜分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＞
分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、特開平１０−５３６２４号公報に記載の方法に従って測定した。ここで、Ｍｗは重量平均分子量を示し、Ｍｎは数平均分子量を示す。

分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ測定装置として、レオメトリクス社製粘弾性測定機ＲＤＳ−２を使用し、３８０℃において動的粘弾性を測定した。周波数範囲は０．００１〜５００ｒａｄ／秒とし、測定値のサンプリング頻度は対数等間隔で１桁当たり５点とした。測定値はＳ．Ｗｕの方法（Polymer Engineering ＆ Science, 1988, Vol. 28,538、同1989, Vol.29,273）に従ってデータ処理し、Ｍｎ、Ｍｗ及びＭｗ／Ｍｎを求めた。

尚、その際、時間ｔ＝１／ω、Ｇ（ｔ）＝Ｇ'（ω）とした（ω＝周波数、Ｇ（ｔ）＝緩和弾性率、Ｇ'（ω）＝貯蔵弾性率）。また、２回の連続した測定において、各測定周波数におけるＧ'（ω）の偏差の平均が５％以下になるまで測定を繰り返し行った。

＜変性剤含有量＞
変性剤含有量は、特開平１０−５３６２４号公報に記載の方法に従って測定した。

変性剤含有量ポリマー中のフルオロアルキルビニルエーテルの含有量として、赤外吸収バンドの９９５ｃｍ^-1の吸収と９３５ｃｍ^-1の吸収との比に０．１４を乗じて得られる値（重量％）を用いた。

表１から明らかなように、実施例１〜４で製造した濾材は、捕集効率が高く、圧力損失が低く、かつ保塵量が大きかった。

実施例３と実施例２とを比較すると、少量のホモＰＴＦＥ微粉末を加えることによって、上述のように延伸性は向上するが、最終的に得られる濾材の圧力損失は少し大きくなり、保塵量は少し小さくなることが分かる。

実施例４と実施例２とを比較すると、液状潤滑剤の使用量を少なくすることにより、圧力損失が大きくなるが、捕集効率が高くなることが分かる。

前記の比較例１で述べたように、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが小さい変性ＰＴＦＥファインパウダーを用いた場合、多孔膜が得られなかった。

前記の比較例２で述べたように、シェル部分の変性量が多いコアシェル構造を有する変性ＰＴＦＥファインパウダーを用いた場合、多孔膜が得られなかった。

実施例１〜４を、ホモＰＴＦＥファインパウダーを用いた比較例３と比較すると、実施例１〜４の濾材は、圧力損失が同様の場合において、保塵量（ＰＡＯ）が著しく大きいことが分かる。

実施例１〜４をガラス繊維を用いた参考例１と比較すると、実施例１〜４の濾材は、ＰＦ値が著しく大きく、かつ、捕集効率が同様の場合において、圧力損失が著しく低く、保塵量は同等以上であることが分かる。

本発明の濾材は、例えば、（ａ）エアコン、換気扇、掃除機等の家庭用機器、（ｂ）オフィスビル、病院、製薬工場、食品工場等の空調設備、（ｃ）半導体産業機器、クリーンルーム、タービン等の産業用機器もしくは設備に好ましく用いることができる。

１ 濾材
３ ＰＴＦＥ多孔膜
５ 通気性支持材
１１ａ ミニプリーツ式エアフィルタユニット
１１ｂ セパレータ式エアフィルタユニット
１３ フィルタパック
１４ セパレータ
１５ａ 枠体
１５ｂ 枠体
１７ スペーサ

Claims (13)

1. ポリテトラフルオロエチレンからなり、平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ、空孔率が９５％以上である多孔膜と
   当該多孔膜を支持する支持材と
   を備えた濾材に対して、
   空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、
   粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が９５％以上であり、
   前記圧力損失と前記捕集効率とから次式：
   ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が３０以上であり、
   個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときの、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の保塵量が１５ｇ／ｍ²以上である
   濾材。
2. 多孔膜が変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる多孔膜である請求項１に記載の濾材。
3. 変性ポリテトラフルオロエチレンがテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である請求項２に記載の濾材。
4. 多孔膜と
   当該多孔膜を支持する支持材と
   を備え、
   前記多孔膜は、
   ポリテトラフルオロエチレンに対して押出助剤を２０.５重量％混合して室温で１時間熟成させることで混合物とした場合においてリダクションレシオ１６００における押出速度３２０００ｍｍ／分でのペースト押出圧力が５０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で示される分子量分布が４．０以上である前記ポリテトラフルオロエチレンより得られ、
   変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる
   濾材。
5. 変性ポリテトラフルオロエチレンがテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である請求項４に記載の濾材。
6. 平均孔径が２．５μｍ以上であり、かつ、空孔率が９５％以上である請求項４または５に記載の濾材。
7. 濾材に対して空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が１００Ｐａ未満であり、かつ、濾材に対して粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が９５％以上である請求項４〜６のいずれか１項に記載の濾材。
8. 濾材に対して空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失と、濾材に対して粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率とから次式：
   ＰＦ＝｛−ｌｏｇ［（１００−捕集効率（％））／１００］／圧力損失（Ｐａ）｝×１０００に従って計算されるＰＦ値が３０以上である請求項４〜７のいずれか１項に記載の濾材。
9. 個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレイン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で濾材に連続通風し、圧力損失が３００Ｐａに達したときの、濾材に保持されているポリアルファオレイン粒子の保塵量が１５ｇ／ｍ²以上である請求項４〜８のいずれか１項に記載の濾材。
10. 変性ポリテトラフルオロエチレンから主としてなる未焼成フィルムを用意する工程、
    前記未焼成フィルムを、第１方向に２倍〜５０倍の倍率で延伸し、次いで第１方向に垂直な第２方向に２倍〜８０倍の倍率で延伸して孔を生じさせ、多孔膜を得る工程、および
    得られた多孔膜の少なくとも一方の面上に、当該多孔膜を支持するように支持材を配置する工程
    を含む濾材の製造方法。
11. 前記未焼成フィルムが、変性ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダーから形成される請求項１０に記載の製造方法。
12. 所定の形状に成形された請求項１〜９のいずれか１項に記載の濾材または請求項１０もしくは１１に記載の製造方法により製造される濾材を備えるフィルタパック。
13. 請求項１２に記載のフィルタパックと、
    当該フィルタパックが収納される枠体と
    を備えるフィルタユニット。

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