空氣過濾器用濾材、過濾器組件、空氣過濾器單元以及空氣過濾器用濾材的製造方法與流程

2023-09-15 12:13:00

本發明涉及空氣過濾器用濾材、過濾器組件、空氣過濾器單元以及空氣過濾器用濾材。

背景技術：

作為滿足HEPA過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter，高效空氣過濾器)的基準的空氣過濾器用濾材，已知被稱為玻璃濾材的使用玻璃纖維所製作的濾材。HEPA等級的玻璃濾材具有粒徑為0.3μm的顆粒的捕集效率為99.97％的高捕集效率，但另一方面壓力損失高。作為替代這種玻璃濾材的低壓力損失的HEPA過濾器，已知使用了對聚四氟乙烯(PTFE)進行拉伸而製作的PTFE多孔膜的濾材。PTFE多孔膜與玻璃濾材相比具有高捕集效率和低壓力損失，捕集效率與壓力損失的平衡優異。

並且，近年來，為了延長濾材的壽命，要求提高濾材的積塵量。但是，上述PTFE多孔膜的積塵量因膜厚較薄而極小，遠遠達不到玻璃濾材所具有的高積塵量。因此，考慮對PTFE多孔膜例如粘貼作為預過濾器的熔噴無紡布而製作濾材。但是，該情況下，由於無紡布的厚度而使濾材整體的厚度變厚，因此無法充分確保將濾材用於空氣過濾器單元時的濾材折入數(褶襉數)，反而會導致壓力損失的上升、捕集效率的降低、積塵量的降低。

另一方面，作為在維持HEPA等級的同時使積塵量得到改善的濾材，有本申請人所提出的記載於專利文獻1中的空氣過濾器用濾材。根據專利文獻1的濾材，雖然捕集效率比PTFE多孔膜略差，但是可在維持HEPA等級的同時與PTFE多孔膜相比大幅改善壓力損失，並且由於膜厚厚，從而可得到接近玻璃濾材的積塵量的值的積塵量。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2013/157647號小冊子

技術實現要素：

發明要解決的課題

但是，延長濾材壽命的要求高，要求進一步提高積塵量。

本發明的目的在於提供一種在維持高捕集效率的同時積塵量大幅提高的空氣過濾器用濾材、過濾器組件、空氣過濾器單元、以及這樣的空氣過濾器用濾材的製造方法。

用於解決課題的方案

本發明的一個方式涉及一種捕集氣體中的微粒的空氣過濾器用濾材，其特徵在於，具備：

主要由氟樹脂構成的第1多孔膜；

與上述第1多孔膜相比配置於氣流的下遊側、且主要由氟樹脂構成的第2多孔膜；和

按照形成上述空氣過濾器用濾材的至少最外層的方式進行配置的、對上述第1多孔膜和上述第2多孔膜進行支撐的2片以上的通氣性支撐材料，

上述第1多孔膜的以流速5.3cm/秒連續流通包含個數中值粒徑為0.25μm的聚α-烯烴顆粒的空氣、且壓力損失上升250Pa時的上述聚α-烯烴顆粒的積塵量大於上述第2多孔膜；

對於上述空氣過濾器用濾材來說，

使空氣以流速5.3cm/秒通過時的壓力損失小於200Pa，

使包含粒徑為0.3μm的NaCl顆粒的空氣以流速5.3cm/秒通過時的上述顆粒的捕集效率為99.97％以上，

以流速5.3cm/秒連續流通包含個數中值粒徑為0.25μm的聚α-烯烴顆粒的空氣、且壓力損失上升250Pa時的上述聚α-烯烴顆粒的積塵量為25g/m2以上。

本發明的另一方式的特徵在於，具備上述空氣過濾器用濾材，

上述空氣過濾器用濾材被加工成峰折和谷折交替重複的鋸齒形狀。

本發明的另一方式涉及一種空氣過濾器單元，其特徵在於，其具備：

上述空氣過濾器用濾材或上述過濾器組件；和

保持上述空氣過濾器用濾材或上述過濾器組件的框體。

本發明的另一方式涉及一種捕集氣體中的微粒的空氣過濾器用濾材的製造方法，其特徵在於，該製造方法包括以下步驟：

(a)使用氟樹脂和液體潤滑劑製作第1多孔膜的步驟；

(b)使用氟樹脂和液體潤滑劑製作與上述第1多孔膜相比平均孔徑小的上述第2多孔膜的步驟；和

(c)將上述第1多孔膜、上述第2多孔膜、以及對上述第1多孔膜和上述第2多孔膜進行支撐的2片以上的通氣性支撐材料進行層積而製作上述空氣過濾器用濾材的步驟，

在上述(c)的步驟中，按照形成上述空氣過濾器用濾材的至少最外層的方式來配置上述2片以上的通氣性支撐材料；

對於上述空氣過濾器用濾材來說，

上述壓力損失小於200Pa，

使包含粒徑為0.3μm的NaCl顆粒的空氣以流速5.3cm/秒通過時的上述顆粒的捕集效率為99.97％以上，

以流速5.3cm/秒連續流通包含個數中值粒徑為0.25μm的聚α-烯烴顆粒的空氣、且壓力損失上升250Pa時的上述聚α-烯烴顆粒的積塵量為25g/m2以上。

發明的效果

根據本發明，可得到一種在維持高捕集效率的同時積塵量大幅提高的空氣過濾器用濾材、過濾器組件、空氣過濾器單元。另外，根據本發明的空氣過濾器用濾材的製造方法，可得到一種在維持高捕集效率的同時積塵量提高的空氣過濾器用濾材。

附圖說明

圖1中，圖1的(a)是示出本實施方式的4層結構的濾材的層構成的截面圖。圖1的(b)是示出本實施方式的5層結構的濾材的層構成的截面圖。

圖2中，圖2的(a)是示出本實施方式的變形例的4層結構的濾材的層構成的截面圖。圖2的(b)是示出本實施方式的變形例的5層結構的濾材的層構成的截面圖。

圖3是本實施方式的過濾器組件的外觀立體圖。

圖4是本實施方式的空氣過濾器單元的外觀立體圖。

具體實施方式

下面，對本實施方式的空氣過濾器用濾材、過濾器組件、空氣過濾器單元以及空氣過濾器用濾材的製造方法進行說明。

(空氣過濾器用濾材)

圖1中示出本實施方式的空氣過濾器用濾材(下文中也簡稱為濾材)。圖1的(a)是示出本實施方式的4層結構的濾材10的層構成的截面圖。圖1的(b)是示出本實施方式的5層結構的濾材11的層構成的截面圖。關於圖1的(b)的濾材11，如後所述。

本實施方式的濾材10為捕集氣體中的微粒的空氣過濾器用濾材，其特徵在於，具備存在積塵量差的第1多孔膜2和第2多孔膜3、以及2片以上的通氣性支撐材料4，濾材10整體的壓力損失小於200Pa、捕集效率為99.97％以上、積塵量為25g/m2以上。積塵量、壓力損失、捕集效率的具體內容如後所述。

濾材10具有由第1多孔膜2、第2多孔膜3、和2片通氣性支撐材料4構成的4層結構。

(1.多孔膜)

第1多孔膜2和第2多孔膜3均主要由氟樹脂構成，具有未圖示的包括原纖維(纖維)和與原纖維連接的結點(結點部)的多孔質的膜結構。此處，「主要」是指含有超過第1多孔膜2或第2多孔膜3的構成成分整體的50重量％的氟樹脂。換言之，第1多孔膜2和第2多孔膜3也可以含有小於50重量％的不同於氟樹脂的成分。作為不同於氟樹脂的成分，例如可以舉出作為後述的不發生纖維化的非熔融加工性成分(B成分)的無機填料。第1多孔膜2配置於氣流的上遊側(圖1的上方)，第2多孔膜3與第1多孔膜2相比配置於氣流的下遊側(圖1的下方)。

用於第1多孔膜2和第2多孔膜3的氟樹脂可以由1種成分構成，也可以由2種以上的成分構成。例如，作為由1種成分構成的氟樹脂，可以舉出第2多孔膜5中所用的PTFE。需要說明的是，本說明書中，在僅稱為PTFE的情況下，除了特別聲明的情況外，是指後述的能夠纖維化的PTFE(高分子量PTFE)。另外，作為由2種以上的成分構成的氟樹脂，例如可以舉出能夠纖維化的PTFE(下文中也稱為A成分)、不發生纖維化的非熱熔融加工性成分(下文中也稱為B成分)、和熔點小於320℃的不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分(下文中也稱為C成分)這3種成分的混合物。第1多孔膜2優選由這3種成分的組合構成。由這3種成分構成的第1多孔膜與PTFE多孔膜相比具有空隙多、膜厚厚的膜結構，從而能夠在濾材的厚度方向的廣泛區域捕集氣體中的微粒，由此積塵量提高。從這樣的方面考慮，更優選第1多孔膜和第2多孔膜兩者由這3種成分構成。由此，能夠充分確保濾材整體的厚度，積塵量進一步提高。

下面，對上述3種成分進行更詳細的說明。需要說明的是，關於與第1多孔膜2和第2多孔膜3均對應的內容，不對其進行區分，僅使用「多孔膜」的表現來進行說明。

(a)能夠纖維化的PTFE

能夠纖維化的PTFE為由例如四氟乙烯(TFE)的乳液聚合或懸浮聚合得到的高分子量的PTFE。此處所說的高分子量是指，在多孔膜製作時的拉伸時容易纖維化而得到纖維長較長的原纖維的物質，該物質的標準比重(SSG)為2.130～2.230，熔融粘度高，因此是指實質上不會熔融流動的大小的分子量。從容易纖維化、可得到纖維長較長的原纖維的方面考慮，能夠纖維化的PTFE的SSG優選為2.130～2.190、更優選為2.140～2.170。若SSG過高，則A～C的各成分的混合物的拉伸性有可能變差，若SSG過低，則有可能壓延性變差、多孔膜的均質性變差、多孔膜的壓力損失升高。另外，從容易纖維化、可得到纖維長較長的原纖維的方面考慮，優選利用乳液聚合得到的PTFE。標準比重(SSG)根據ASTM D 4895進行測定。

纖維化性的有無、即能否纖維化可以通過能否進行糊料擠出來判斷，該糊料擠出為將由TFE的聚合物所製作的高分子量PTFE粉末進行成型的代表性方法。通常，可進行糊料擠出的原因在於高分子量的PTFE具有纖維化性。在利用糊料擠出得到的未燒制的成型體不具有實質性強度或伸長率的情況下，例如在伸長率為0％、若拉伸則會斷裂的情況下，可以視為不具有纖維化性。

上述高分子量PTFE可以為改性聚四氟乙烯(下文中稱為改性PTFE)，也可以為均聚四氟乙烯(下文中稱為均聚PTFE)，還可以為改性PTFE和均聚PTFE的混合物。對均聚PTFE沒有特別限定，可以適合使用日本特開昭53-60979號公報、日本特開昭57-135號公報、日本特開昭61-16907號公報、日本特開昭62-104816號公報、日本特開昭62-190206號公報、日本特開昭63-137906號公報、日本特開2000-143727號公報、日本特開2002-201217號公報、國際公開第2007/046345號小冊子、國際公開第2007/119829號小冊子、國際公開第2009/001894號小冊子、國際公開第2010/113950號小冊子、國際公開第2013/027850號小冊子等中公開的均聚PTFE。其中，優選具有高拉伸特性的日本特開昭57-135號公報、日本特開昭63-137906號公報、日本特開2000-143727號公報、日本特開2002-201217號公報、國際公開第2007/046345號小冊子、國際公開第2007/119829號小冊子、國際公開第2010/113950號小冊子等中公開的均聚PTFE。

改性PTFE由TFE和TFE以外的單體(下文中稱為改性單體)構成。改性PTFE可以舉出利用改性單體進行了均勻地改性的物質、在聚合反應的初期進行了改性的物質、在聚合反應的末期進行了改性的物質等，並不特別限定於此。改性PTFE可以適合使用例如日本特開昭60-42446號公報、日本特開昭61-16907號公報、日本特開昭62-104816號公報、日本特開昭62-190206號公報、日本特開昭64-1711號公報、日本特開平2-261810號公報、日本特開平11-240917、日本特開平11-240918、國際公開第2003/033555號小冊子、國際公開第2005/061567號小冊子、國際公開第2007/005361號小冊子、國際公開第2011/055824號小冊子、國際公開第2013/027850號小冊子等中公開的改性PTFE。其中，優選具有高拉伸特性的日本特開昭61-16907號公報、日本特開昭62-104816號公報、日本特開昭64-1711號公報、日本特開平11-240917、國際公開第2003/033555號小冊子、國際公開第2005/061567號小冊子、國際公開第2007/005361號小冊子、國際公開第2011/055824號小冊子等中公開的改性PTFE。

改性PTFE包含基於TFE的TFE單元和基於改性單體的改性單體單元。改性單體單元是改性PTFE的分子結構的一部分、是來自改性單體的部分。改性PTFE優選包含全部單體單元的0.001重量％～0.500重量％的改性單體單元，更優選包含全部單體單元的0.01重量％～0.30重量％的改性單體單元。全部單體單元是改性PTFE的分子結構中的來自全部單體的部分。

改性單體只要能夠與TFE共聚就沒有特別限定，可以舉出例如六氟丙烯(HFP)等全氟烯烴；三氟氯乙烯(CTFE)等氟氯烯烴；三氟乙烯、偏二氟乙烯(VDF)等含氫氟代烯烴；全氟乙烯基醚；全氟烷基乙烯(PFAE)、乙烯等。所使用的改性單體可以為1種，也可以為多種。

對全氟乙烯基醚沒有特別限定，例如，可以舉出下述通式(1)表示的全氟不飽和化合物等。

CF2＝CF-ORf (1)

式中，Rf表示全氟有機基團。

本說明書中，全氟有機基團為與碳原子鍵合的氫原子全部被氟原子取代而成的有機基團。上述全氟有機基團可以具有醚氧。

作為全氟乙烯基醚，例如可以舉出上述通式(1)中Rf是碳原子數為1～10的全氟烷基的全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)。全氟烷基的碳原子數優選為1～5。作為PAVE中的全氟烷基，可以舉出例如全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基等。作為PAVE，優選全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)。

對上述全氟烷基乙烯(PFAE)沒有特別限定，可以舉出例如全氟丁基乙烯(PFBE)、全氟己基乙烯(PFHE)等。

作為改性PTFE中的改性單體，優選為選自由HFP、CTFE、VDF、PAVE、PFAE和乙烯組成的組中的至少一種。

特別是，從容易纖維化、可得到纖維長較長的原纖維的方面考慮，優選含有超過50重量％的能夠纖維化的PTFE的均聚PTFE。

需要說明的是，能夠纖維化的PTFE可以組合多種上述成分。

從維持多孔膜的纖維結構的方面考慮，優選含有超過50重量％的多孔膜的能夠纖維化的PTFE。

(b)不發生纖維化的非熱熔融加工性成分

不發生纖維化的非熱熔融加工性成分主要作為非纖維狀的顆粒而偏在於結點部，起到抑制能夠纖維化的PTFE被纖維化的作用。作為不發生纖維化的非熱熔融加工性成分，可以舉出例如低分子量PTFE等具有熱塑性的成分、熱固化性樹脂、無機填料。具有熱塑性的成分優選熔點為320℃以上、且熔融粘度高。例如低分子量PTFE由於熔融粘度高，因而即使在熔點以上的溫度下進行加工，也可以停留於結點部。本說明書中，低分子量PTFE是指數均分子量為60萬以下、熔點為320℃～335℃、在380℃的熔融粘度為100Pa·s～7.0×105Pa·s的PTFE(參照日本特開平10-147617號公報)。作為低分子量PTFE的製造方法，可以舉出下述方法：使由TFE的懸浮聚合得到的高分子量PTFE粉末(模壓粉末)或由TFE的乳液聚合得到的高分子量PTFE粉末(細粉)與特定的氟化物在高溫下進行接觸反應而發生熱分解的方法(參照日本特開昭61-162503號公報)；對上述高分子量PTFE粉末或成型體照射電離性放射線的方法(參照日本特開昭48-78252號公報)；以及使TFE與鏈轉移劑一起進行直接聚合的方法(參照國際公開第2004/050727號小冊子、國際公開第2009/020187號小冊子、國際公開第2010/114033號小冊子等)；等等。低分子量PTFE與能夠纖維化的PTFE同樣地可以為均聚PTFE，也可以為包含上述改性單體的改性PTFE。

低分子量PTFE不具有纖維化性。纖維化性的有無可以利用上述方法進行判斷。低分子量PTFE的利用糊料擠出得到的未燒制的成型體不具有實質性強度或伸長率，例如伸長率為0％、若拉伸則會斷裂。

對本發明中使用的低分子量PTFE沒有特別限定，優選在380℃的熔融粘度為1000Pa·s以上、更優選為5000Pa·s以上、進一步優選為10000Pa·s以上。這樣，若熔融粘度高，則在製造多孔膜時即使作為C成分的不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分熔融，也可以使不發生纖維化的非熱熔融加工性成分停留於結點部，可以抑制纖維化。

作為熱固化性樹脂，可以舉出例如環氧樹脂、矽酮樹脂、聚酯、聚氨酯、聚醯亞胺、酚醛等各樹脂。從後述的共沉析的作業性的方面出發，熱固化性樹脂優選使用在未固化狀態下經水分散的樹脂。這些熱固化性樹脂均可以作為市售品獲得。

作為無機填料，可以舉出滑石、雲母、矽酸鈣、玻璃纖維、碳酸鈣、碳酸鎂、碳纖維、硫酸鋇、硫酸鈣等。其中，從與PTFE的親和性和比重的方面考慮，優選使用滑石。從在多孔膜的製造時可形成穩定的分散體的方面考慮，無機填料優選使用粒徑為3μm～20μm的無機填料。這些無機填料均可以作為市售品獲得。

需要說明的是，不發生纖維化的非熔融加工性成分可以將多種上述成分進行組合。

不發生纖維化的非熱熔融加工性成分優選被包含多孔膜的1重量％～50重量％。通過使不發生纖維化的非熱熔融加工性成分的含量為50重量％以下，可以維持多孔膜的纖維結構。不發生纖維化的非熱熔融加工性成分優選含有20重量％～40重量％、更優選含有30重量％。通過含有20重量％～40重量％，可以更有效地抑制能夠纖維化的PTFE的纖維化。

(c)熔點小於320℃的不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分

熔點小於320℃的不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分(下文中也稱為不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分)在熔融時具有流動性，由此在製造多孔膜時(拉伸時)可以熔融並固化在結點部，可以提高多孔膜整體的強度，即使在後工序中被壓縮等也可以抑制過濾器性能的劣化。不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分優選在380℃下顯示出小於10000Pa·s的熔融粘度。需要說明的是，不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分的熔點為下述熔解熱曲線的峰頂，該熔解熱曲線如下獲得：利用差示掃描量熱計(DSC)以升溫速度10℃/分鐘升溫至熔點以上而一度完全熔融，並以10℃/分鐘冷卻至熔點以下，之後再次以10℃/分鐘升溫時，得到該熔解熱曲線。

作為不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分，為可熱熔融的含氟聚合物、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、聚醯胺等各樹脂、或者這些的混合物，可以舉出能夠充分發揮在製造多孔膜時的拉伸溫度下的熔融性、流動性的物質。其中，從在製造多孔膜時的拉伸溫度下的耐熱性優異、耐化學藥品性優異的方面考慮，優選可熱熔融的含氟聚合物。可熱熔融的含氟聚合物可以舉出包含由以下述通式(2)

RCF＝CR2···(2)

(式中，R各自獨立地選自H、F、Cl、碳原子為1～8個的烷基、碳原子為6～8個的芳基、碳原子為3～10個的環狀烷基、碳原子為1～8個的全氟烷基中。該情況下，所有R可以相同，另外，也可以任意2個R相同且剩餘的1個R與它們不同，還可以所有R相互不同。)表示的至少一種氟化烯鍵式不飽和單體、優選為2種以上的單體所衍生的共聚單元的含氟聚合物。

作為通式(2)表示的化合物的有用例，並未限定，可以舉出氟乙烯、VDF、三氟乙烯、TFE、HFP等全氟烯烴；CTFE、二氯二氟乙烯等氟氯烯烴；PFBE、PFHE等(全氟烷基)乙烯、全氟-1,3-二氧雜環戊烯及其混合物等。

另外，含氟聚合物也可以包含由至少一種上述通式(2)所示的單體、與上述通式(1)和/或下述通式(3)

R2C＝CR2···(3)

(式中，R各自獨立地選自H、Cl、碳原子為1～8個的烷基、碳原子為6～8個的芳基、碳原子為3～10個的環狀烷基中。該情況下，所有R可以相同，另外，也可以任意2個以上的R相同且這些2個以上的R與剩餘的其它R不同，還可以所有R相互不同。上述其它R在具有2個以上的情況下可以相互不同。)表示的至少一種共聚性共聚單體的共聚所衍生的共聚物。

作為通式(1)表示的化合物的有用例，為PAVE，優選可以舉出PPVE、PMVE等。

作為通式(3)表示的化合物的有用例，可以舉出乙烯、丙烯等。

作為含氟聚合物的更具體的示例，可以舉出：由氟乙烯的聚合衍生的聚氟乙烯、由VDF的聚合衍生的聚偏二氟乙烯(PVDF)、由CTFE的聚合衍生的聚三氟氯乙烯(PCTFE)、由2種以上不同的上述通式(2)所示的單體的共聚衍生的含氟聚合物、由至少1種上述通式(2)的單體與至少1種上述通式(1)和/或至少1種上述通式(3)所示的單體的共聚衍生的含氟聚合物。

該聚合物的示例為具有由VDF和HFP衍生的共聚物單元的聚合物、由TFE和TFE以外的至少一種共聚性共聚單體(至少3重量％)衍生的聚合物。作為後一種含氟聚合物，可以舉出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共聚物等或者它們的混合物。

需要說明的是，不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分可以將多種上述成分進行組合。

不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分在多孔膜中的含量優選為0.1重量％～小於20重量％。通過小於20重量％，可抑制不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分也分散於多孔膜中的結點部以外的部分從而導致多孔膜的壓力損失升高。另外，通過小於20重量％，容易以後述的伸長面積倍率為40倍以上的高倍率進行拉伸。通過不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分在多孔膜中的含量為0.1重量％以上，能夠充分抑制由後工序中的壓縮力等引起的多孔膜的過濾器性能的劣化。不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分在多孔膜中的含量優選為15重量％以下、更優選為10重量％以下。另外，從確保多孔膜的強度的方面考慮，不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分在多孔膜中的含量優選為0.5重量％以上。其中，特別優選為5重量％左右。

為了良好地進行伸長面積倍率為40～800倍的拉伸，不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分的含量優選為10重量％以下。

多孔膜優選根據下式求出的填充率為1％～20％，更優選為2％～10％。

填充率(％)＝{1－(多孔膜中的空隙體積/多孔膜的體積)}×100

在由上述說明的3種成分構成的多孔膜中，原纖維主要由A成分構成，結點部由A～C的成分構成。這樣的結點部在多孔膜中較大地形成，由此可成型出厚度厚的多孔膜。另外，通過包含不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分，這樣的結點部比較牢固，可起到在厚度方向支撐多孔膜的柱這樣的作用，因而能夠抑制在通氣性支撐材料的層積、後述的褶襉加工等後工序中受到厚度方向的壓縮力等而使多孔膜的過濾器性能降低的情況。

多孔膜例如根據後述的空氣過濾器用濾材的製造方法中包含的多孔膜的製作方法來進行製作。

本實施方式的濾材10中，第1多孔膜2的積塵量大於第2多孔膜3。通過使第1多孔膜2與第2多孔膜3之間存在積塵量之差，可較高地維持濾材10的捕集效率，同時積塵量大幅地提高。需要說明的是，積塵量是指以流速5.3cm/秒連續流通包含個數中值粒徑Dp50為0.25μm的聚α-烯烴顆粒的空氣、且壓力損失上升250Pa時的上述聚α-烯烴顆粒的積塵量，在下述說明中也簡稱為積塵量。個數中值粒徑(記為count median diameter(CMD)或number median diameter(NMD))Dp50是在個數基準的粒徑分布中與累積曲線的50％相當的粒徑。個數中值粒徑Dp50例如可以利用雷射衍射散射式粒度分布測定裝置來進行測定。

兩個多孔膜2、3的積塵量的比較例如可以使用在1片多孔膜的10～50處所測定的積塵量的平均值來進行。各測定處的積塵量使用聚α-烯烴(PAO)顆粒根據後述要領來進行測定。對第1多孔膜2和第2多孔膜3的積塵量之差的大小沒有特別限制。例如，第1多孔膜2的積塵量為25g/m2～35g/m2。

本實施方式的濾材10中，優選第1多孔膜2的壓力損失小於第2多孔膜3，第2多孔膜3的捕集效率高於第1多孔膜2。由此，在上遊側的第1多孔膜2中，不會過度地捕集微粒，能夠以某種程度通過到下遊側，同時在下遊側的第2多孔膜3能夠進行充分的捕集，由此能夠在濾材的厚度方向的整個區域進行捕集，從而能夠避免在上遊側的層中較早地發生堵塞。需要說明的是，壓力損失是指使空氣以流速5.3cm/秒通過時的壓力損失，在之後的說明中也簡稱為壓力損失。除了特別聲明的情況外，捕集效率是指使包含粒徑為0.3μm的NaCl顆粒的空氣以流速5.3cm/秒通過時的上述顆粒的捕集效率，在之後的說明中也簡稱為捕集效率。

兩個多孔膜2、3的壓力損失的比較例如可以使用在1片多孔膜的10～50處所測定的壓力損失的平均值來進行。各測定處的壓力損失根據後述要領來進行測定。對第1多孔膜2和第2多孔膜3的壓力損失之差的大小沒有特別限制，例如為10Pa～130Pa。另外，關於第1多孔膜2和第2多孔膜3各自的壓力損失，例如，第1多孔膜2的壓力損失為30Pa～90Pa，與此相對，第2多孔膜3的壓力損失為40Pa～160Pa。

另外，兩個多孔膜2、3的捕集效率的比較例如可以使用在1片多孔膜的10～50處所測定的捕集效率的平均值來進行。各測定處的捕集效率使用粒徑為0.3μm的NaCl顆粒根據後述的要領來進行測定。對第1多孔膜2和第2多孔膜3的捕集效率之差的大小沒有特別限制。例如，第1多孔膜2的捕集效率為95％～99％。

本實施方式的濾材10中，兩個多孔膜2、3的平均孔徑優選分別超過1.6μm，更優選第1多孔膜2的平均孔徑為3.0μm～3.9μm、第2多孔膜3的平均孔徑超過1.6μm且小於3.0μm。由此，使第1多孔膜2的積塵量大於第2多孔膜3的積塵量，容易提高濾材10的積塵量。本說明書中，平均孔徑根據ASTM F316-86來測定。平均孔徑也稱為平均流路直徑。

從提高積塵量和捕集效率的方面考慮，第1多孔膜2的膜厚優選超過10μm，更優選超過40μm。對第1多孔膜2的膜厚的上限值沒有特別限制，例如為100μm。另外，關於第2多孔膜3的膜厚，例如，在第2多孔膜3由上述3種成分構成的情況下，優選超過10μm，更優選超過40μm。對第2多孔膜3的膜厚的上限值沒有特別限制，例如為100μm。

(2.通氣性支撐材料)

在濾材10中具備2片通氣性支撐材料4，分別支撐第1多孔膜2、第2多孔膜3，同時按照形成濾材的最外層、即最上遊側層和最下遊側層的方式進行配置。對通氣性支撐材料4的材質和結構沒有特別限定，可使用例如無紡布、織布、金屬網、樹脂網等。其中，從強度、捕集性、柔軟性、作業性的方面考慮，優選具有熱粘性的無紡布。無紡布優選構成纖維的一部分或全部具有芯/鞘結構的無紡布、由低熔點材料構成的纖維的層和由高熔點材料構成的纖維的層的2層所形成的2層無紡布、表面塗布有熱粘性樹脂的無紡布。芯/鞘結構的無紡布優選芯成分的熔點高於鞘成分的熔點的無紡布。例如，作為芯/鞘的各材料的組合，可以舉出例如PET/PE、高熔點聚酯/低熔點聚酯。作為2層無紡布的低熔點材料/高熔點材料的組合，可以舉出例如PE/PET、PP/PET、PBT/PET、低熔點PET/高熔點PET。作為表面塗布有熱粘性樹脂的無紡布，可以舉出例如對PET無紡布塗布有EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂)的無紡布、對PET無紡布塗布有烯烴樹脂的無紡布。

對無紡布的材質沒有特別限制，可以使用聚烯烴(PE、PP等)、聚醯胺、聚酯(PET等)、芳香族聚醯胺、或它們的複合材料等。通氣性支撐材料4可以通過加熱所致的通氣性支撐材料4的部分熔融或熱熔性樹脂的熔融而利用錨定效應或利用反應性接合劑等的粘接而接合於第1多孔膜2和第2多孔膜3上。

2片通氣性支撐材料4可以為相同種類，也可以為不同種類。

(3.濾材)

濾材10的壓力損失小於200Pa、優選為70Pa～190Pa。通過使濾材10的壓力損失處於這樣的範圍，與由玻璃濾材構成的HEPA過濾器相比可將壓力損失抑制為較低，同時與具備2片由一種成分構成的PTFE多孔膜的濾材相比，濾材10的壓力損失也被抑制為較低。上述範圍的壓力損失例如通過使用平均孔徑和膜厚分別在上述範圍的第1多孔膜和第2多孔膜而獲得。

濾材10的捕集效率為99.97％以上。滿足這種捕集效率的濾材可以作為HEPA等級的過濾器來使用。該範圍的捕集效率例如通過使用平均孔徑和膜厚分別在上述範圍的第1多孔膜和第2多孔膜而獲得。

濾材10的積塵量為25g/m2以上。本實施方式的濾材可在以高水平維持捕集效率和壓力損失的平衡的同時，大幅提高積塵量，可提高到與玻璃濾材的積塵量同等或更高。該範圍的積塵量例如通過使用平均孔徑和膜厚分別在上述範圍的第1多孔膜和第2多孔膜而獲得。

濾材10的PF值例如為18以上、優選為23以上。對PF值的上限值沒有特別限制，例如為40、優選為35。

上述專利文獻1中記載了將相同的多孔膜重疊2片而得到的濾材。該濾材可改善積塵量，但依然僅限於低於玻璃濾材的積塵量。因此，為了提高濾材整體的積塵量，例如考慮通過增大多孔膜的平均孔徑、或減小填充率、或增大厚度等手法來重新製作多孔膜，將其2片重疊。但是，該情況下，通過進行這樣的調整，從而捕集效率變差，有可能無法維持HEPA等級。

根據本發明人的研究可知，通過將具有積塵量差的2片多孔膜重疊，可在維持HEPA等級的同時，使濾材整體的積塵量大幅提高，提高至與玻璃濾材同等或更高的水平。本實施方式的濾材具有濾材整體的壓力損失小於200Pa的2片多孔膜，在將捕集效率維持為99.97％以上的同時使積塵量提高到25g/m2以上。

需要說明的是，本實施方式的濾材不限於上述4層結構的濾材，例如，也可以為圖1的(b)所示的5層結構的濾材11。在圖1的(b)所示的示例中，濾材11由第1多孔膜2、第2多孔膜3、和3片通氣性支撐材料4構成，通氣性支撐材料4中的1片配置於第1多孔膜2與第2多孔膜3之間。第1多孔膜2、第2多孔膜3、通氣性支撐材料4均與圖1的(a)的濾材10的第1多孔膜2、第2多孔膜3、通氣性支撐材料4相同。

在圖1的(b)的5層結構的濾材11中，存在壓力損失差的第1多孔膜2和第2多孔膜3也在氣流方向重疊，在將捕集效率維持為99.97％以上的同時使積塵量提高到25g/m2以上。

本實施方式的濾材中所用的多孔膜的個數不限為2個，也可以為3個以上。這種情況下，優選多個多孔膜從氣流的下遊側向上遊側按照壓力損失的大小依次減小的方式來進行配置。

本實施方式的濾材例如用於如下用途。

ULPA過濾器(超高效空氣過濾器)(半導體製造用)、HEPA過濾器(醫院、半導體製造用)、圓筒筒式過濾器(產業用)、袋式過濾器(產業用)、耐熱袋式過濾器(尾氣處理用)、耐熱褶襉式過濾器(尾氣處理用)、SINBRAN(註冊商標)過濾器(產業用)、催化過濾器(尾氣處理用)、帶吸附劑的過濾器(HDD(硬碟驅動器)組裝用)、帶吸附劑的通氣過濾器(HDD組裝用)、通氣過濾器(HDD組裝用等)、吸塵器用過濾器(吸塵器用)、通用多層氈材、氣體渦輪用筒式過濾器(適合氣體渦輪的互換品用)、冷卻過濾器(電子設備殼體用)等領域；

冷凍乾燥用的容器等冷凍乾燥用材料、適合於電子電路或燈的汽車用換氣材料、適合於容器蓋等的容器用途、適合於電子設備等的保護換氣用途、醫療用換氣用途等換氣/內壓調整領域；

半導體液體過濾過濾器(半導體製造用)、親水性過濾器(半導體製造用)、適合於化學藥品的過濾器(試劑處理用)、純水製造線用過濾器(純水製造用)、反洗型液體過濾過濾器(工業廢水處理用)等液體過濾領域。

(變形例)

接著，參照圖2，對本實施方式的變形例進行說明。

圖2的(a)是示出變形例的4層結構的濾材20的層構成的截面圖。圖2的(b)是示出變形例的5層結構的濾材21的層構成的截面圖。

本變形例中，特徵在於使用了PTFE多孔膜作為第2多孔膜5。PTFE多孔膜可以沒有特別限制地使用公知的多孔膜。例如，PTFE多孔膜可以使用積塵量為3g/m2～9g/m2、捕集效率為90％～99.9999％、壓力損失為40Pa～170Pa的PTFE多孔膜。第1多孔膜2與第2多孔膜5的積塵量、壓力損失、捕集效率的比較可以與對圖1所示的濾材所說明的情況同樣地進行。對第1多孔膜2和第2多孔膜5的積塵量、壓力損失、捕集效率之差的大小沒有特別限制。

第1多孔膜2的積塵量、壓力損失、捕集效率、平均孔徑、膜厚的各值的優選範圍與對圖1所示的濾材所例示的情況相同。

第2多孔膜5的平均孔徑優選超過0.2μm，更優選為0.3μm～1.0μm。另外，第2多孔膜5的膜厚超過5μm，並且更優選超過10μm。

本變形例的濾材20、21也與圖1所示的濾材10、11同樣地通過在2片多孔膜2、5之間存在積塵量差，從而在維持高捕集效率的同時提高至與玻璃濾材同等或更高的積塵量。另外，作為第2多孔膜5，在使用利用粒徑為0.1μm的顆粒時的捕集效率為99.995％以上的PTFE多孔膜的情況下，濾材整體可以達到與ULPA過濾器同樣的捕集效率，同時能夠大幅提高積塵量。

(過濾器組件)

接著，參照圖3，對本實施方式的過濾器組件進行說明。

圖3是本實施方式的過濾器組件30的外觀立體圖。

過濾器組件30具備上述說明的空氣過濾器用濾材。過濾器組件30的空氣過濾器用濾材是加工(褶襉加工)成峰折和谷折交替重複的鋸齒形狀的加工完畢的濾材。褶襉加工例如可以利用旋轉式摺疊機來進行。對濾材的摺疊寬度沒有特別限制，例如為25mm～280mm。通過對過濾器組件30實施褶襉加工，可增加用於空氣過濾器單元時的濾材的折入面積，由此能夠得到捕集效率高的空氣過濾器單元。

除了濾材以外，過濾器組件30可以進一步具備用於保持在用於空氣過濾器單元時的褶襉間隔的間隔物(未圖示)。對間隔物的材質沒有特別限制，可以優選使用熱熔性樹脂。

(空氣過濾器單元)

接著，參照圖4，對空氣過濾器單元50進行說明。

圖4是本實施方式的空氣過濾器單元50的外觀立體圖。

空氣過濾器單元50具備上述說明的空氣過濾器用濾材或過濾器組件、和保持空氣過濾器用濾材或過濾器組件的框體40。換言之，空氣過濾器單元可以使框體保持濾材來製作，也可以使框體40保持過濾器組件30來製作。圖4所示的空氣過濾器單元50是使用過濾器組件30和框體40而製作的。

框體40例如將板材組合或將樹脂成型而製作，過濾器組件30與框體40之間用密封劑進行了密封。密封劑用於防止過濾器組件30與框體40之間的洩漏，例如使用環氧樹脂、丙烯酸類樹脂、氨基甲酸酯系等樹脂制的物質。具備過濾器組件30和框體40的空氣過濾器單元50可以為將以平板狀延伸的1個過濾器組件30以收納於框體40的內側的方式進行保持的無褶襉型的空氣過濾器單元，也可以為將2個以上的以平板狀延伸的過濾器組件排列並保持於框體內的V-bank型空氣過濾器單元或單法蘭型空氣過濾器單元。

另一方面，具備濾材和框體的空氣過濾器單元也可以為如下製作的分隔件型的空氣過濾器單元：使濾材為交替摺疊的波型形狀，同時在交替摺疊而形成的濾材的谷部配置例如經波紋加工的分隔件。

(空氣過濾器用濾材的製造方法)

接著，對本實施方式的空氣過濾器用濾材的製造方法進行說明。

本實施方式的濾材的製造方法為捕集氣體中的微粒的空氣過濾器用濾材的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟：

(a)使用氟樹脂和液體潤滑劑製作第1多孔膜的步驟；

(b)使用氟樹脂和液體潤滑劑製作與第1多孔膜相比平均孔徑小的第2多孔膜的步驟；和

(c)將第1多孔膜、第2多孔膜、以及對第1多孔膜和第2多孔膜進行支撐的2片以上的通氣性支撐材料進行層積而製作空氣過濾器用濾材的步驟。

在(c)的步驟中，按照形成空氣過濾器用濾材的至少最外層的方式來配置2片以上的通氣性支撐材料。另外，利用該方法所製作的空氣過濾器用濾材與上述說明的空氣過濾器用濾材同樣地，壓力損失小於200Pa、捕集效率為99.97％以上、積塵量為25g/m2以上。

(a)的步驟和(b)的步驟中所用的氟樹脂使用與上述說明的空氣過濾器用濾材中所用的氟樹脂同樣的氟樹脂。需要說明的是，第1多孔膜和第2多孔膜也可以進一步使用不同於氟樹脂的其它成分來製作。

此處，對在(a)的步驟中使用上述說明的3種成分來製作第1多孔膜的方法進行說明，此處說明的方法除了使用與在(a)的步驟中所用的液體潤滑劑的量不同的液體潤滑劑這點以外，還可以適用於在(b)的步驟中使用這3種成分來製作第2多孔膜的情況。

對上述說明的A～C的3種成分的形態沒有特別限制，例如為後述的組合物、混合粉末、成型用材料。首先，對作為多孔膜的原料的組合物、混合粉末、成型用材料進行說明。

組合物、混合粉末、成型用材料均包含上述的A成分、B成分、C成分，含有整體的0.1重量％～小於20重量％的C成分。A成分、B成分、C成分分別與上文中對多孔膜所記載的能夠纖維化的PTFE、不發生纖維化的非熱熔融加工性成分、不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分相同。

成型用材料為例如用於成型出多孔膜的多孔膜成型用材料，該多孔膜在捕集氣體中的微粒的過濾器用濾材中使用。

多孔膜的原料的形態可以為後述的混合粉末，也可以為非粉末的混合物，另外還可以為後述的成型用材料或者組合物。作為混合粉末，可以舉出例如後述實施例中使用的通過共沉析得到的細粉；使3種原料中的2種通過共沉析混合併使用混合機混合另一種成分而得到的粉體；利用混合機將3種原料混合而成的粉體等。作為非粉末的混合物，可以舉出例如多孔體(例如多孔膜)等成型體、包含3種成分的水性分散體。

成型用材料是指為了將組合物成型而進行了用於加工的調整的材料，例如為添加了加工助劑(液體潤滑劑等)等的材料、調整了粒度的材料、進行了預成型的材料。成型用材料例如除了上述3種成分外還可以包含公知的添加劑等。作為公知的添加劑，可以舉出例如碳納米管、炭黑等碳材料、顏料、光催化劑、活性炭、抗菌劑、吸附劑、防臭劑等。

組合物可以通過各種方法進行製造，例如，在組合物為混合粉末的情況下可以通過下述方法製造：利用一般的混合機等將A成分的粉末、B成分的粉末和C成分的粉末混合的方法；通過使分別包含A成分、B成分和C成分的3種水性分散液進行共沉析(上述步驟a))而得到共沉析粉末的方法；利用一般的混合機等將通過預先使包含A成分、B成分、C成分中的任意2種成分的水性分散液進行共沉析而得到的混合粉末與剩餘的1種成分的粉末進行混合的方法；等等。若利用這樣的方法，則無論任一製法均可得到合適的拉伸材料。其中，從容易使3種不同成分均勻分散的方面出發，組合物優選為通過使分別包含A成分、B成分和C成分的3種水性分散液進行共沉析而得到的物質。

對通過共沉析而得到的混合粉末的尺寸沒有特別限制，例如平均粒徑為100μm～1000μm。優選為300μm～800μm。該情況下，平均粒徑根據JIS K6891進行測定。對通過共沉析而得到的混合粉末的表觀密度沒有特別限制，例如為0.40g/ml～0.60g/ml、優選為0.45g/ml～0.55g/ml。表觀密度根據JIS K6892進行測定。

作為上述共沉析的方法，例如可以舉出以下方法：

(i)將A成分的水性分散液、B成分的水性分散液和C成分的水性分散液混合後進行沉析的方法；

(ii)在A成分、B成分、C成分中的任一種成分的水性分散液中添加剩餘的2種成分的粉末後進行沉析的方法；

(iii)將A成分、B成分、C成分中的任一種成分的粉末添加到混合有剩餘的2種成分的水性分散液而成的混合水性分散液中後進行沉析的方法；

(iv)預先將A成分、B成分、C成分中的任意2種成分的各水性分散液混合後使其沉析而得到2種成分的混合粉末，將該混合粉末添加到剩餘的1種成分的水性分散液中後進行沉析的方法。

作為上述共沉析的方法，從容易使3種成分均勻分散的方面出發，優選上述(i)的方法。

在基於上述(i)～(iv)的方法的共沉析中，優選添加例如硝酸、鹽酸、硫酸等酸；氯化鎂、氯化鈣、氯化鈉、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鋇、碳酸氫鈉、碳酸鈉等金屬鹽；丙酮、甲醇等有機溶劑中的任一種而進行沉析。

對上述A成分的混合前的形態沒有特別限定，可以為上述能夠纖維化的PTFE的水性分散體，也可以為粉體。作為粉末(特別是上述細粉)，可以舉出例如三井杜邦氟化學品社製造的「Teflon 6-J」(下文中Teflon為註冊商標)、「Teflon 6C-J」、「Teflon 62-J」等、大金工業社製造的「POLYFLON F106」、「POLYFLON F104」、「POLYFLON F201」、「POLYFLON F302」等、旭硝子社製造的「Fluon CD123」、「Fluon CD1」、「Fluon CD141」、「Fluon CD145」等、杜邦社製造的「Teflon60」、「Teflon60X」、「Teflon601A」、「Teflon601X」、「Teflon613A」、「Teflon613A X」、「Teflon605XT X」、「Teflon669X」等。細粉可以通過對由TFE的乳液聚合得到的能夠纖維化的PTFE的水性分散液(剛聚合出的水性分散液)進行沉析、乾燥而獲得。

作為能夠纖維化的PTFE的水性分散液，可以為上述的剛聚合出的水性分散液，也可以為市售品的水性分散液。作為剛聚合出的能夠纖維化的PTFE水性分散液的優選製作方法，可以舉出作為公開均聚PTFE的公報列舉的上述公報等中所公開的製作方法。作為市售品的能夠纖維化的PTFE的水性分散液，可以舉出大金工業社製造的「POLYFLON D-110」、「POLYFLON D-210」、「POLYFLON D-210C」、「POLYFLON D-310」等、三井杜邦氟化學品社製造的「Teflon 31-JR」、「Teflon 34-JR」等、旭硝子社製造的「Fluon AD911L」、「Fluon AD912L」、「AD938L」等的水性分散液。為了保持穩定性，市售品的能夠纖維化的PTFE的水性分散液均相對於水性分散液中的PTFE 100重量份添加了非離子型表面活性劑等2重量份～10重量份，因而非離子型表面活性劑容易殘留在通過共沉析而得到的混合粉末中，有可能引起多孔體著色等問題。因此，作為能夠纖維化的PTFE的水性分散液，優選剛聚合出的水性分散液。

對B成分的混合前的形態沒有特別限定，在B成分為低分子量PTFE的情況下，對混合前的形態沒有特別限定，可以為水性分散體，也可以為粉體(一般稱為PTFE微粉或微粉)。作為低分子量PTFE的粉體，可以舉出例如三井杜邦氟化學品社製造的「MP1300-J」等、大金工業社製造的「Lubron L-5」、「Lubron L-5F」等、旭硝子社製造的「FluonL169J」、「FluonL170J」、「FluonL172J」等、喜多村社製造的「KTL-F」、「KTL-500F」等。

作為低分子量PTFE的水性分散液，可以為上述由TFE的乳液聚合得到的剛聚合出的水性分散液，也可以為市售品的水性分散液。另外，也可以採用使用表面活性劑等將微粉分散於水分中而成的水性分散液。作為剛聚合出的能夠纖維化的PTFE水性分散液的優選製作方法，可以舉出日本特開平7-165828號公報、日本特開平10-147617號公報、日本特開2006-063140號公報、日本特開2009-1745號公報、國際公開第2009/020187號小冊子等中公開的製作方法。作為市售品的能夠纖維化的PTFE的水性分散液，可以舉出大金工業社製造的「Lubron LDW-410」等的水性分散液。為了保持穩定性，市售品的低分子量PTFE的水性分散液相對於水性分散液中的PTFE 100重量份添加有非離子型表面活性劑等2重量份～10重量份，因而非離子型表面活性劑容易殘留在通過共沉析而得到的混合粉末中，有可能引起多孔體著色等問題。因此，作為低分子量PTFE的水性分散液，優選剛聚合出的水性分散液。

另外，在使用無機填料作為B成分的情況下，對混合前的形態沒有特別限定，優選水性分散體。作為無機填料，可以舉出日本滑石株式會社製造的「Talc P2」、FUJI TALC INDUSTRIAL CO.,LTD.製造的「LMR-100」等。對於這些無機填料，適當利用矽烷偶聯劑等實施表面處理等，並將粉體分散於水中進行使用。其中，出於在水中的分散性的理由，優選使用由噴射式粉碎機得到的2次粉碎品(「Talc P2」等)。

作為C成分，例如除了FEP、PFA等氟樹脂外，可以舉出丙烯酸類樹脂、聚氨酯、PET等各樹脂。對混合前的形態沒有特別限定，優選水性分散體。水性分散體在為通過乳液聚合得到的樹脂的情況下，除了可直接使用該剛聚合出的分散體外，還可以採用使用表面活性劑等將樹脂粉分散於水分中而得到的物質。C成分以特定量分散於水中而製備水性分散體，以使C成分在多孔膜中含有0.1重量％～小於20重量％，。

對共沉析的方法沒有特別限制，優選將3種水性分散體混合後對其作用機械攪拌力的方法。

共沉析後進行脫水、乾燥，混合液體潤滑劑(擠出助劑)，並進行擠出。作為液體潤滑劑，只要為能夠潤溼PTFE的粉末的表面且在將通過共沉析得到的混合物成型為膜狀後可除去的物質就沒有特別限定。可以舉出例如液體石蠟、石腦油、白油、甲苯、二甲苯等烴油、醇類、酮類、酯類等。

對於通過共沉析得到的混合物，在與液體潤滑劑混合後，利用現有公知的方法進行擠出、壓延，從而成型為膜狀物。擠出可以通過糊料擠出、柱塞擠出等進行，優選通過糊料擠出進行。對於通過糊料擠出而被擠出的片狀擠出物，在加熱下，於例如40℃～80℃的溫度條件下使用壓延輥等進行壓延。所得到的膜狀壓延物的厚度基於目標多孔膜的厚度進行設定，通常為100μm～400μm。

接下來，從作為壓延物的未燒制膜中除去液體潤滑劑。液體潤滑劑的除去通過加熱法或提取法、或者它們的組合來進行。基於加熱法時的加熱溫度只要低於不發生纖維化的熱熔融加工性成分的熔點就沒有特別限制，例如為100℃～250℃。

在不發生纖維化的熱熔融加工性成分的熔點以上且不發生纖維化的非熱熔融加工性成分的分解溫度以下的溫度下，對除去了液體潤滑劑的壓延物進行拉伸。在該過程中不發生纖維化的熱熔融加工性成分熔融，之後在結點部固化，從而多孔膜的厚度方向的強度得到增強。此時的拉伸溫度可以根據進行拉伸的爐的溫度、或者運送壓延物的加熱輥的溫度而設定，或者也可以通過將這些設定進行組合來實現。

拉伸包含向第1方向的拉伸、和優選向與第1方向正交的第2方向的拉伸。在將多孔膜用於經壓紋加工的空氣過濾器用濾材的情況下，優選也進行向第2方向的拉伸。本實施方式中，第1方向為壓延物的長度方向(縱向)，第2方向為壓延物的寬度方向(橫向)。

上述壓延物以40倍～800倍的伸長面積倍率進行拉伸。向第1方向的拉伸速度優選為10％/秒～600％/秒、更優選為10％/秒～150％/秒。拉伸時的溫度優選為200℃～350℃、更優選為280℃～310℃。

向第2方向的拉伸速度優選為10％/秒～600％/秒。拉伸時的溫度優選為200℃～400℃、更優選為250℃～350℃。向第2方向的拉伸可以與向第1方向的拉伸同時或分別進行。

關於上述壓延物(也稱為氟樹脂未燒制物)的拉伸，已知拉伸時的溫度、拉伸倍率、拉伸速度會對拉伸物的物性產生影響。氟樹脂未燒制物的S-S曲線(表示拉伸張力與伸長率的關係的曲線圖)顯示出與其它樹脂不同的特異性特性。通常，樹脂材料的拉伸張力也會隨著伸長率而上升。彈性區域的範圍、斷裂點等根據材料、評價條件而有所不同，另一方面，拉伸張力隨著伸長量而表現出上升傾向是極為一般的。相對於此，氟樹脂未燒制物的拉伸張力在某一伸長量下顯示出波峰後表現出緩慢減小的傾向。該情況表示：在氟樹脂未燒制物中存在「未經拉伸的部位與經拉伸的部位相比變強的區域」。

若將該情況替換為拉伸時的行為，在一般的樹脂的情況下，拉伸時在拉伸面內最弱的部分開始伸長，由於經拉伸的部分比未經拉伸的部分更強，因而接下來較弱的未拉伸部被拉伸，從而被拉伸的區域擴大，整體上得到拉伸。另一方面，在氟樹脂未燒制物的情況下，若開始伸長的部分正趕上上述「未經拉伸的部位與經拉伸的部位相比變強的區域」，則已伸長的部分進一步被拉伸，其結果未經拉伸的部分作為結點(結點部、未拉伸部)而殘留。若拉伸速度變慢，則該現象變得顯著，會殘留更大的結點(結點部、未拉伸部)。通過在拉伸時利用該現象，可根據各種用途進行拉伸體的物性調整。

本實施方式中，優選得到更低密度的拉伸體，將低拉伸速度尤其應用於第1拉伸中是有效的。此處，在欲殘留大的結點(結點部、未拉伸部)、得到低填充率的成型體時，在現有的僅將PTFE作為原料的情況下，需要將第1拉伸的拉伸速度設為150％/秒以下、優選設為80％/秒以下，並將向第2方向的拉伸設為500％/秒以下。但是，如此得到的成型體的低填充率結構容易因外力而受損。

本實施方式中，通過存在不發生纖維化的非熱熔融加工性成分，從而使低拉伸速度所致的上述現象更加顯著。其結果，作為可以應用的拉伸速度的範圍，可以將第1拉伸的拉伸速度擴大至600％/秒以下、優選為150％/秒以下，並且可以將向第2方向的拉伸擴大至600％/秒以下。另外，通過存在不發生纖維化的能夠熱熔融加工的成分，可以在後加工之後也維持其結構。

為了得到機械強度、尺寸穩定性，如此得到的多孔膜優選被熱固定。熱固定時的溫度可以為PTFE的熔點以上或小於PTFE的熔點，優選為250℃～400℃。

需要說明的是，在(b)的步驟中，製作PTFE多孔膜作為第2多孔膜的情況下，可以使用公知的方法。

(a)的步驟中所用的相對於氟樹脂100重量份的液體潤滑劑的量、與(b)的步驟中所用的相對於氟樹脂100重量份的液體潤滑劑的量之差(液體潤滑劑量差或助劑量差)優選為1重量份～4重量份。通過使助劑量差為1重量份以上，可以在2個多孔膜之間產生適度的平均孔徑之差。通過使助劑量差為4重量份以下，可以抑制拉伸的均勻性發生惡化。拉伸的均勻性是指，在通過拉伸加工而製作的多孔膜中捕集效率、壓力損失等特性的偏差少，在多孔膜整體中這些特性變得均勻。液體潤滑劑量差例如為2重量份。

(a)的步驟和(b)的步驟中所用的液體潤滑劑的量分別相對於氟樹脂100重量份優選為30重量份～37重量份。通過以30重量份以上進行使用，能夠降低壓力損失，能夠使濾材整體的壓力損失小於200Pa。另外，通過以37重量份以下進行使用，能夠確保後述生帶的成型性，能夠抑制多孔膜的孔徑變得過大從而使微粒無法被捕集而通過到下遊側、對作為下遊側層的第2多孔膜產生影響。

(a)的步驟中所用的液體潤滑劑量相對於氟樹脂100重量份例如為34重量份～36重量份。例如，在液體潤滑劑量差滿足1重量份～4重量份的範圍內，使用31重量份～小於34重量份用於製作第2多孔膜，與此相對，使用34重量份～小於36重量份用於製作第1多孔膜，由此可大幅提高濾材的積塵量。

第1多孔膜、第2多孔膜可以通過利用公知的方法製作未燒制膜(下文中也稱為生帶)，之後進行雙向拉伸來製作。

在(b)的步驟中，按照平均孔徑小於第1多孔膜的方式來製作第2多孔膜。根據本發明人的研究可知，通過將第1多孔膜與按照平均孔徑小於第1多孔膜的方式製作的第2多孔膜重疊而製作濾材，從而可在維持高捕集效率的同時，大幅提高濾材的積塵量。可知：關於使第2多孔膜的平均孔徑小於第1多孔膜，例如可以通過在製作第1多孔膜時略增加製作第2多孔膜時使用的氟樹脂的單位重量的液體潤滑劑量(助劑量)而實現。從這方面出發，在(b)的步驟中，以氟樹脂的單位重量的量計，優選使用比(a)的步驟中所用的液體潤滑劑量少的量的液體潤滑劑。另外，根據本發明人的研究可知，使2個多孔膜的平均孔徑產生差異也可以通過在2片多孔膜之間使上述3種成分的混配比不同來實現。

在(c)的步驟中，關於2種多孔膜、2片以上的通氣性支撐材料如何層積，沒有特別限制。

圖1的(a)所示的4層結構的濾材10例如可以通過下述方式製作：分別製作成為2片多孔膜的2個生帶，並分別乾燥，之後將它們重疊，進行雙向拉伸(縱向拉伸、橫向拉伸)，由此可以製作。這種情況下，第1多孔膜和第2多孔膜每當在以重疊的狀態進行拉伸時被加熱，共計施加2次熱，因而2片多孔膜良好地進行粘接，因之後的加工而使2片多孔膜在邊界發生剝離等情況得到抑制。

另外，代替該方法，4層結構的濾材10也可以通過在縱向拉伸後將成為2片多孔膜的2片膜重疊並進行橫向拉伸來製作。

圖1的(b)所示的5層結構的濾材11例如可以通過下述方式製作：分別製作2片多孔膜，使用其中的1片多孔膜和2片通氣性支撐材料，按照夾住多孔膜的方式將2片通氣性支撐材料進行層積，對於所得到的3層結構的濾材，一邊對剩餘的一個多孔膜進行橫向拉伸，一邊層積到該3層結構的濾材上，由此可以製作。另外，代替該方法，也可以利用進行貼合的機械，使用2片多孔膜和3片通氣性支撐材料來進行製作。

如上所述，認為積塵量提高的理由在於，第1多孔膜與第2多孔膜相比平均孔徑寬，由此使微粒向下遊側流動。此處，有研究發現，若增加助劑量則壓力損失下降，但另一方面助劑量與積塵量的關係並不明確。本發明人發現，若增加助劑量，則意外地積塵量提高。關於如此積塵量提高的理由，認為是：作為上遊側層的第1多孔膜的平均孔徑擴大、變粗(具體為3.0μm～3.9μm)，由此使微粒在濾材的深度(厚度)方向通過，能夠在濾材的厚度方向以更寬的範圍進行捕集，其結果積塵量提高。特別是，在使用利用上述3種成分所製作的第1多孔膜和第2多孔膜的情況下，由於能夠獲得厚度，因而認為能夠確保可捕集的厚度方向的區域，積塵量提高。

實施例

下面示出實施例，對本發明進行具體說明。

(1)多孔膜和濾材的製作、評價

(實施例1)

將SSG為2.160的PTFE水性分散體(PTFE-A)66.5重量％(聚合物換算)、380℃下的利用流動測試儀法所測定的熔融粘度為20000Pa·s的低分子量PTFE水性分散體(PTFE-B)28.5重量％(聚合物換算)、以及熔點為215℃的FEP水性分散體5重量％(聚合物換算)混合，添加1％硝酸鋁水溶液500ml作為沉析劑，進行攪拌，由此進行共沉析。然後，使用篩瀝去所生成的粉中的水分後，進而在熱風乾燥爐中於135℃下乾燥18小時，得到上述3種成分的混合粉末。

接下來，相對於100重量份混合粉末，在20℃加入烴油(出光興產株式會社製造的「IP Solvent 2028」)35重量份作為液體潤滑劑(擠出助劑)並進行混合。接著，使用糊料擠出裝置將所得到的混合物擠出，得到片狀的成型體。在糊料擠出裝置的前端部安裝形成有寬度方向長度2mm×長度方向長度150mm的矩形擠出口的擠片模頭。通過加熱至70℃的壓延輥將該片狀的成型體成型為膜狀，得到氟樹脂膜。使該膜通過200℃的熱風乾燥爐而將烴油蒸發除去，得到平均厚度為300μm、平均寬度為150mm的帶狀未燒制氟樹脂膜(第1生帶)。另外，除了使液體潤滑劑的混合量為33重量份這點以外，與第1生帶同樣地得到平均厚度為300μm、平均寬度為150mm的帶狀未燒制氟樹脂膜(第2生帶)。

接著，將第1生帶和第2生帶重疊，在長度方向(縱向)以拉伸倍率6.5倍進行拉伸。拉伸溫度為300℃。接著，使用可連續夾持的拉幅機，對重疊拉伸的生帶以拉伸倍率13.5倍在寬度方向(橫向)進行拉伸，並進行熱固定。此時的拉伸溫度為290℃，熱固定溫度為390℃。由此，得到第1多孔膜與第2多孔膜重疊而成的多層多孔膜。

接下來，使用由以PET為芯、以PE為鞘的芯/鞘結構的纖維構成的2片紡粘法無紡布(Unitika社製造的「Eleves T0303WDO」，平均纖維徑24μm、基重40g/m2、厚度0.2mm)作為通氣性支撐材料，按照夾持所得到的多層多孔膜的方式，利用層積裝置通過熱粘將該2片無紡布層積，得到與圖1的(a)所示相同的4層結構的濾材。按照下述要領測定如此得到的濾材的積塵量、壓力損失、捕集效率的各特性。

(實施例2)

通過調整壓延輥間的間隙而使用厚度為300μm的第1生帶和厚度為200μm的第2生帶，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(實施例3)

將第1生帶和第2生帶分別在與實施例1相同的條件下在長度方向進行拉伸，之後將分別拉伸的第1生帶和第2生帶重疊，在與實施例1相同的條件下在寬度方向進行拉伸，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(實施例4)

將第1生帶在300℃的條件下在長度方向拉伸至7.5倍，將第2生帶在300℃的條件下在長度方向拉伸至10倍，之後將分別拉伸的第1生帶和第2生帶重疊，在與實施例1相同的條件下在寬度方向進行拉伸，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(實施例5)

將第1生帶和第2生帶分別在與實施例1相同的條件下在長度方向進行拉伸，接下來，在與實施例1相同的條件下在寬度方向進行拉伸，得到第1多孔膜和第2多孔膜，之後利用層積裝置通過熱粘將第1多孔膜和第2多孔膜以及3片上述無紡布交替層積，得到與圖1的(b)所示同樣的5層結構的濾材。按照下述要領測定了所得到的濾材的壓力損失、捕集效率、積塵量的各特性。

(實施例6)

將第1生帶在與實施例1相同的條件下在長度方向進行拉伸，接下來，在與實施例1相同的條件下在寬度方向進行拉伸，得到第1多孔膜。另一方面，相對於100重量份PTFE細粉，加入液體潤滑劑33重量份並混合，使用糊料擠出裝置將所得到的混合物擠出，得到圓棒形的成型體。通過加熱至70℃的壓延輥將該圓棒形的成型體成型為膜狀，得到PTFE膜。使該膜通過200℃的熱風乾燥爐而將烴油蒸發除去，得到平均厚度為200μm、平均寬度為150mm的帶狀未燒制PTFE膜。將該未燒制PTFE膜在長度方向以拉伸倍率6.5倍進行拉伸。拉伸溫度為300℃。接著，使用可連續夾持的拉幅機，對經拉伸的未燒制PTFE膜在寬度方向以拉伸倍率30倍進行拉伸，並進行熱固定，得到PTFE多孔膜。此時的拉伸溫度為290℃、熱固定溫度為350℃。

接著，使用第1多孔膜和PTFE多孔膜，除此以外與實施例5同樣地進行，進而使用3片無紡布，得到5層結構的濾材。對所得到的濾材的各特性進行了評價。

(比較例1)

為了製作第1生帶而使用液體潤滑劑33重量份，同時，為了製作第2生帶而使用液體潤滑劑35重量份，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(比較例2)

為了製作第1生帶而使用液體潤滑劑37重量份，同時，為了製作第2生帶而使用液體潤滑劑31重量份，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(比較例3)

為了製作第1生帶和第2生帶，對第1生帶和第2生帶使用相同量(34重量份)的液體潤滑劑，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(現有例1)

為了製作第1生帶和第2生帶，對第1生帶和第2生帶使用相同量(32重量份)的液體潤滑劑，同時在長度方向以拉伸倍率7.5倍進行拉伸，在寬度方向以拉伸倍率15倍進行拉伸，除此以外與實施例1同樣地製作濾材，並對各特性進行了評價。

(現有例2)

按照與實施例6的PTFE多孔膜的製作方法相同的步驟，使用液體潤滑劑35重量份製作了第1未燒制PTFE膜。另一方面，使用液體潤滑劑33重量份，除此以外與第1未燒制PTFE膜同樣地製作了未燒制PTFE膜，作為第2未燒制PTFE膜。將第1未燒制PTFE膜和第2未燒制PTFE膜重疊，在長度方向以拉伸倍率6.5倍進行拉伸。拉伸溫度為300℃。接著，使用可連續夾持的拉幅機，對經拉伸的未燒制PTFE膜在寬度方向以拉伸倍率30倍進行拉伸，並進行熱固定。此時的拉伸溫度為290℃，熱固定溫度為390℃。之後，使用第1未燒制PTFE膜和第2未燒制PTFE膜，除此以外與實施例1同樣地製作4層結構的濾材，並對各特性進行了評價。

將關於以上實施例1～6、比較例1～3、現有例1、2的測定結果示於表1和表2。按照下述要領測定或計算出表1和表2所示的各種特性。需要說明的是，關於第1多孔膜、第2多孔膜的壓力損失、捕集效率、積塵量的測定，在單獨獲得第1多孔膜、第2多孔膜的情況下，在該多孔膜的至少單側層積通氣性支撐材料而進行測定，並且，在整體地製作第1多孔膜和第2多孔膜的情況下，將該整體地製作的多孔膜謹慎地分離，在各單側層積通氣性支撐材料而進行測定。

在表1和表2中，「3種混合」是指3種成分的混合粉末。「相同」是指第1多孔膜和第2多孔膜的製作條件相同；「不同」是指第1多孔膜和第2多孔膜的製作條件不同。「重疊的時間」是指將第1多孔膜或成為第1多孔膜的未燒制膜(生帶)與第2多孔膜或成為第2多孔膜的未燒制膜(生帶)重疊或層積的時間。關於原料，「1種」是指原料成分僅由一種成分構成。

(壓力損失)

將濾材的測定樣品設置於直徑為100mm的過濾器架上，用壓縮器對入口側進行加壓，用流速計將空氣透過的流量調整為5.3cm/秒。並且，用測壓計測定此時的壓力損失。

(粒徑為0.3μm的NaCl顆粒的捕集效率)

根據JIS B9928附屬文件5(規定)NaCl氣溶膠的產生方法(加壓噴霧法)中記載的方法，利用靜電分級器(TSI社製造)將通過噴霧器產生的NaCl顆粒分級成粒徑為0.3μm，使用鋂241將顆粒帶電中和後，將透過的流量調整為5.3cm/秒，使用顆粒計數器(TSI社製造，CNC)求出在作為測定試樣的濾材的前後的顆粒數，通過下式計算出捕集效率。

捕集效率(％)＝(CO/CI)×100

CO＝測定試樣所捕集的NaCl 0.3μm的顆粒數

CI＝對測定試樣供給的NaCl 0.3μm的顆粒數

(PF值)

使用粒徑為0.3μm的NaCl顆粒，由濾材的壓力損失和捕集效率(粒徑為0.3μm的NaCl顆粒的捕集效率)根據下式求出PF值。

PF值＝-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)×1000

此處，透過率＝100－捕集效率(％)

(聚α-烯烴的積塵量)

利用聚α-烯烴(PAO)顆粒(液體顆粒)透過時的壓力損失上升試驗進行評價。即，利用差壓計(U形管測壓計)經時地測定使包含PAO顆粒的空氣以流速5.3cm/秒對有效過濾面積為50cm2的樣品濾材連續流通時的壓力損失，求出在壓力損失上升250Pa時濾材所保持的PAO顆粒在單位面積的濾材上的重量即積塵量(g/m2)。需要說明的是，PAO顆粒使用通過Laskin噴嘴產生的PAO顆粒(個數中值粒徑為0.25μm)，PAO顆粒的濃度設為約100萬個/cm3～600萬個/cm3。

關於HEPA濾材並沒有積塵量的定義，但過濾器的初期壓力損失通常在HEPA單元中設為約250Pa以下，作為過濾器的更換時期，一般推薦為超過過濾器的初期壓力損失的2倍的時刻。另外，標準HEPA用玻璃濾材的初期壓力損失為約250Pa～300Pa。因此，將用於評價濾材的積塵量的上述試驗的終點設為壓力損失上升250Pa的時刻。

(平均孔徑)

將根據ASTM F316-86的記載所測定的平均孔徑(mean flow pore size)作為多孔膜的平均孔徑(平均流路直徑)。實際的測定是利用庫爾特儀(Coulter Porometer)[庫爾特電子(Coulter Electronics)社(英國)製造]進行測定的。

(膜厚)

使用膜厚計(1D-110MH型、Mitutoyo社製造)，將5片多孔膜重疊而測定整體的膜壓，將該值除以5所得到的數值作為1片多孔膜的膜厚。該膜厚是關於1片多孔膜整體的膜厚(平均膜厚)。

(填充率)

根據下式求出多孔膜的填充率。

填充率(％)＝(多孔膜的比重)/(原料的比重)×100

多孔膜的比重＝(多孔膜的重量)/(多孔膜的膜厚×多孔膜的面積)

需要說明的是，在為由多種成分構成的混合原料的情況下，原料的比重為使各成分的比重乘以各成分的重量比所得到的值之和除以重量比之和而得到的值。

[表1]

[表2]

由表1可知，在第1多孔膜的積塵量大於第2多孔膜的積塵量的情況下(實施例1～6)，能夠使濾材的壓力損失小於200Pa、捕集效率為99.97％以上、積塵量為25g/m2以上。另外，通過按照平均流路直徑小於第1多孔膜的方式來製作第2多孔膜(實施例1～6)，從而能夠使濾材的壓力損失小於200Pa、捕集效率為99.97％以上、積塵量為25g/m2以上。

由表2可知，在第1多孔膜的平均孔徑小於第2多孔膜的情況下(比較例1)，濾材的積塵量小於25g/m2。另外，在第1多孔膜的積塵量小於第2多孔膜的積塵量的情況下(比較例3)，濾材的積塵量小於25g/m2。需要說明的是，在比較例3中，2個多孔膜的積塵量、捕集效率、平均流路直徑不同，但這些不同在1片濾材的測定誤差的範圍內，並不是顯著性差異。另外，在為了製作2個多孔膜而使用的液體潤滑劑量相等的情況下(比較例3)，積塵量小於25g/m2。

以上，對本發明的空氣過濾器用濾材、過濾器組件、空氣過濾器單元、以及空氣過濾器用濾材的製造方法進行了詳細說明，但本發明不限定於上述實施方式，當然可以在不脫離本發明的要點的範圍內進行各種改良和變更。

符號的說明

2 第1多孔膜

3、5 第2多孔膜

4 通氣性支撐材料

10、11、20、21 空氣過濾器用濾材

30 過濾器組件

40 框體

50 空氣過濾器單元