專利名稱：過濾器濾材,使用過濾器濾材的過濾器組件和空氣過濾器部件以及過濾器濾材的制造方法
技術領域：
本發明涉及使用聚四氟乙烯制成的多孔膜的過濾器濾材，使用上述過濾器濾材的過濾器組件和空氣過濾器部件，以及過濾器濾材的制造方法。
背景技術：
隨著半導體的集成程度和液晶性能的提高，近年來，對于絕對清潔室的潔凈度的要求越來越高，所以正在尋求一種粒子捕集能力更高的空氣過濾器部件。
迄今為止，用于這種空氣過濾器部件的高性能空氣過濾器，特別是，HEPA(高效率粒子空氣)過濾器和ULPA(超低穿透率空氣)過濾器等等，是由玻璃纖維經過濕式抄紙后制成的過濾器濾材經過折疊之后制成的。
但是，由于希望進一步降低空調裝置的送風的動力費用，所以就要減少空氣過濾器部件的壓力損失，并進一步提高捕集效率，以便實現潔凈度更高的空間。然而，用玻璃纖維制成的空氣過濾器部件，要進一步提高其性能(即，同樣的壓力損失，捕集的效率更高；同樣的捕集效率，壓力損失更低的性能)，是非常困難的。
因此，為了制造出更高性能的空氣過濾器部件，已經提出了使用性能比玻璃纖維更高的聚四氟乙烯(以下，簡稱PTFE)制成的多孔膜的空氣過濾器部件。有報告說，由于使用了PTFE多孔膜，與使用玻璃纖維的ULPA過濾器相比，在同樣的捕集率下，壓力損失只有其2/3(特開平5-202217號公報、WO 94/16802號公報、WO 98/26860號公報)。
此外，使用PTFE多孔膜的空氣過濾器部件，除了由于其制造方法和加工方法能進一步提高其性能之外，還提出了一種用于這種空氣過濾器部件的性能更高的PTFE多孔膜。單體(尚未重疊作為過濾器濾材的通氣性支承材料的)的性能很高的PTFE多孔膜，已經在特開平9-504737號公報、特開平10-30031號公報、特開平10-287759號公報，以及WO 98/26860號公報上提出來了。在上述這些公報中，公開了作為過濾器濾材的性能指標的PF(性能因素)值很高的PTFE多孔膜。此外，在特開平10-287759號公報中還公開了最高PF值為32的PTFE多孔膜。
為了提高PTFE多孔膜的PF值，至今一直認為，只要減小PTFE多孔膜的纖維的直徑就可以了，但，根據最近的研究，已經了解，單純減小纖維的直徑，所提高的PF值是有限的(第15期ICCCS國際論叢論文集，454頁～463頁，O.Tanaka等著)。其原因是，當減小PTFE多孔膜的纖維直徑時，雖然單獨一根纖維的捕集效率η確實能增大而超過1，但因為受到附近纖維的干涉，實際捕集效率η要比通過計算得到的η小。
下面，參照上述文獻(第15期ICCCS國際論叢論文集)說明其原因。
圖15表示以往濾材中的纖維61與這種纖維61所捕集的粒子63之間的關系，圖16表示構成PTFE多孔膜的纖維71與這種纖維71所捕集的粒子73之間的關系。圖中，構成濾材的纖維61、71的纖維直徑用df表示，在離開該纖維規定距離的位置上，由該纖維所能捕集到粒子的分布寬度用de表示。此時，濾材的單獨一根纖維的捕集效率可用公式1表示。
η＝de/df如圖15所示，在以往的濾材中，纖維直徑df比較大，所以單獨一根纖維的捕集效率η比1小，而由于PTFE多孔膜的纖維直徑df非常的小，所以單獨一根纖維的捕集效率η就比1大。
因此，如圖16所示，一根纖維所能捕集的范圍S就有一部分與附近的另一根纖維的所能捕集的范圍S’重合(圖中用符號P表示的范圍)，所以每一根纖維的捕集效率，即單獨一根纖維的捕集效率η就減小了。
其結果，如上所述，以PTFE多孔膜作為一個整體來說，單獨一根纖維的實際捕集效率，要比單獨一根纖維的理論捕集效率(不考慮許多纖維之間的干涉造成的捕集效率的降低的單獨一根纖維的捕集效率)的值小。
根據這個理由，即使減小濾材纖維的直徑，也不可能期待單獨一根纖維的實際捕集效率增大，因而難以提高PF值。迄今為止所知道的PTFE多孔膜的PF值為32，還不知道有超過這個值的PTFE多孔膜。
此外，實際上，為了使用PTFE多孔膜作為過濾器濾材，就必須重疊通氣性支承材料。這樣做，不但從使用性能上提高了PTFE多孔膜單體的強度，并且對于防止在把濾材加工成所希望的形狀時受到損傷，也是必要的。可是，當在PTFE多孔膜上重疊通氣性支承材料時，PTFE多孔膜在厚度方向受到壓縮，PTFE多孔膜的纖維之間的距離縮小了，結果，實際上的η值減小了，以致重疊了通氣性支承材料的PTFE多孔膜的PF值，比PTFE多孔膜單體的PF值還要小。
實際上，在特開平10-30031號公報上就記載著，當在PF值為26.6的PTFE多孔膜上重疊通氣性支承材料時，其PF值變成了19.8了。以往，對于在PTFE多孔膜上重疊了通氣性支承材料后的濾材，在WO 98/26860公報中報道的PF值為21.8，而在第15期ICCCS國際論叢的論文集中報道的PF值為28，未見有報道超過這些數值的。

發明內容
本發明的第一目的是在PTFE多孔膜的至少一面上重疊了通氣性支承材料的過濾器濾材的基礎上，提供一種濾材在熱重疊后，其過濾器濾材的單獨一根纖維的捕集效率η的減小受到控制，因此壓力損失小，而捕集效率高的高性能過濾器濾材。更詳細的說，例如，是在PTFE多孔膜的至少一面上重疊了通氣性支承材料的過濾器濾材的基礎上，提供一種實際上單獨一根纖維的捕集效率η為理論計算的單獨一根纖維的捕集效率η的80％，能減少熱重疊后的過濾器濾材的單獨一根纖維的捕集效率η的減小，而且壓力損失小，捕集效率高的高性能過濾器濾材。
本發明的第二目的是對在PTFE多孔膜的至少一面上重疊了通氣性支承材料的過濾器濾材進行打褶加工后制成的過濾器組件的基礎上，提供一種壓力損失小，而捕集效率高的過濾器組件。
本發明的第三目的是把在PTFE多孔膜的至少一面上重疊了通氣性支承材料的過濾器濾材進行打褶加工制成的過濾器組件，容納在框架中的空氣過濾器部件的基礎上，提供一種壓力損失小，而捕集效率高的空氣過濾器部件。
本發明的第四目的是提供一種高效率的制造上述過濾器濾材的方法。
權利要求1中所記載的過濾器濾材，具有用PTFE制成的多孔膜，以及熱重疊在上述多孔膜至少一面上的通氣性支承材料。并且，當使空氣以5.3cm/s的流速透過濾材時所產生的壓力損失，和使用粒子直徑為0.10～0.12μm的硅粒子時所測定的捕集效率，代入下列公式2時，計算所得的PF值超過32，[公式2]PF＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000(式中，透過率(％)＝100-捕集效率(％))。
如上所述，已經公知的以往的過濾器濾材的PF值為28，還不知道有PF值超過此值的過濾器濾材。
可是，經過本發明人等的研究后發現，例如，在PTFE細粉中加入規定比例以上的液體潤滑劑后制成PTFE多孔膜，就能獲得填充率小而空隙率大的PTFE多孔膜。
這種PTFE多孔膜與以往的PTFE多孔膜相比，在減小其壓力損失的同時，不僅能有效地發揮多孔膜表層部分纖維的捕集功能，而且還能充分發揮內側纖維的捕集功能，大幅度提高了捕集效率。因此，這種PTFE多孔膜，與以往的PTFE多孔膜相比，PF值大幅度提高了。
因此，利用這種PTFE多孔膜作為過濾器濾材，可以獲得PF值大幅度提高的過濾器濾材。
權利要求2中所述的過濾器濾材是在權利要求1的過濾器濾材上，把通氣性支承材料熱重疊在濾材兩側的最外側。
如上所述，通氣性支承材料是用來穩定PTFE多孔膜的形態，提高其使用性能的，但是，在后述的制造過濾器組件和空氣過濾器部件的過程中，從減小構成PTFE多孔膜的纖維損傷的觀點看來，把PTFE多孔膜露出在過濾器濾材外部是不利的。
因此，在這種過濾器濾材中，在過濾器濾材的兩側的最外層部分重疊了通氣性支承材料，以減小多孔膜所受到的損傷。
按照這種過濾器濾材，例如，即使在用多層PTFE多孔膜層疊起來的多層結構的過濾器濾材中，由于其最外層部分上重疊了通氣性支承材料，所以能有效地減小PTFE多孔膜所受到的損傷。
權利要求3中所述的過濾器濾材是在權利要求1或2的過濾器濾材中，其通氣性支承材料是熱熔接性的無紡布。
在這種過濾器濾材中，雖然在PTFE多孔膜進行熱重疊時，把通氣性支承材料的一部分熔接在PTFE多孔膜上，但作為這種通氣性支承材料，如果是不對過濾器濾材的壓力損失產生影響的材料，例如，是使PTFE多孔膜的壓力損失非常小的材料，則也可以使用目的是補強以往的PTFE多孔膜的公知的材料。
理想的通氣性支承材料是至少表面有熱熔接性能的無紡布，更好一些，則是用包芯結構纖維制成的無紡布(例如，芯子是聚酯材料，而外層是聚乙烯材料；芯子是高熔點的聚酯，而外層是低熔點聚酯的纖維)。
權利要求4所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，其PTFE的分子量大于600萬。
關于PTFE的分子量，從提高PF值的觀點來看，沒有特別的限制，但，如果分子量小了，延伸性能就會變壞，在延伸時會發生多孔膜破損，或者所制造的PTFE多孔膜很不均勻等等，很難在商業上作為過濾器來使用，所以使用分子量大于600萬的PTFE較為理想。
權利要求5所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，其多孔膜的填充率在8％以下。
如上所述，當PTFE多孔膜的填充率增大時，纖維之間的距離就變小，范圍接近的各纖維之間會發生干涉，使得過濾器濾材的單獨一根纖維的捕集效率小于理論上的單獨一根纖維的捕集效率。
可是，本發明人等研究后發現，當使用上述方法制造PTFE多孔膜時，填充率較小，結果，就能獲得纖維之間的距離較大的PTFE多孔膜。
因此，在這種過濾器濾材中，填充率比規定值低的PTFE多孔膜就是指填充率在8％以下的PTFE多孔膜。
權利要求6所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，構成多孔膜的纖維的平均纖維直徑小于0.1μm。
由于PTFE多孔膜的纖維直徑比以往的玻璃纖維濾材的纖維直徑小，所以如上所述，一方面PF值變大，而另一方面，又具有容易受到填充率大的影響而使單獨一根纖維的捕集效率降低的性質。而且，PF值越高，這種性質就越明顯。
因此，在本發明中，所使用的多孔膜是纖維直徑小于規定值的PTFE多孔膜，在使用這種PTFE多孔膜的過濾器濾材中，能獲得很高的PF值。
權利要求7所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，其多孔膜的PF值超過35。
如上所述，PTFE多孔膜一般是在過濾器濾材的加工過程中，當把通氣性支承材料熱重疊在它上面時，其PF值隨之降低，然而，在本發明中，由于使用了高性能的PTFE多孔膜而使得過濾器濾材具有更高的PF值，可獲得PF值超過35的過濾器濾材。
權利要求8所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，多孔膜的實際單獨一根纖維的捕集效率η，是根據多孔膜的物性計算出來的單獨一根纖維的捕集效率η的80％以上。
如上所述，雖然PTFE多孔膜單獨一根纖維的捕集效率η大于1，但因與附近的纖維產生干涉，所以實際上單獨一根纖維的捕集效率要小于理論上單獨一根纖維的捕集效率。
可是，如下面所要描述的，根據本發明人等的研究結果，例如，當用規定比例以上的液體潤滑劑混合在PTFE細粉中的混合物制作成PTFE多孔膜時，發現與以往的PTFE多孔膜相比，能獲得填充率較小而纖維之間的距離較大的PTFE多孔膜，纖維之間的干涉減小了。即，已經查明，借助于這種制造方法，能獲得將實際上單獨一根纖維捕集效率的減小，控制在計算所得的單獨一根纖維捕集效率的80％以上的PTFE多孔膜。
因此，在本發明中，由于把這種PTFE多孔膜用在過濾器濾材上，與以往的PTFE多孔膜相比，能獲得單獨一根纖維捕集效率η的減小程度很小的高性能過濾器濾材。
另外，在本發明中，所謂多孔膜的物性，是指下文中[公式10]中的與PTFE多孔膜相關的各種數值。
權利要求9所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，將其使用在透過濾材的風速為1.4cm/秒的情況下，粒子直徑在0.3μm以上的粒子的捕集效率超過99.97％，并且，在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失為50Pa～500Pa的空氣過濾器部件上。
具有這種性能的空氣過濾器部件，一般來說，適合于用作具有HEPA過濾器的規格的，要求高潔凈度的空間中的空氣過濾器部件。近年來，這種需求正在逐漸增長。而且，使用上述高性能PTFE多孔膜的過濾器濾材，具有適合于獲得這種HEPA過濾器的性能。
因此，在本發明中，使用這種PTFE多孔膜，就能獲得可用于HEPA過濾器的過濾器濾材。
權利要求10所述的過濾器濾材，是在權利要求1或2的過濾器濾材中，將其使用在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，粒子直徑大于0.1μm的粒子捕集效率超過99.9999％，并且，在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失為50Pa～500Pa的空氣過濾器部件上。
具有這種性能的空氣過濾器部件，一般來說，適合于用作具有ULPA過濾器的規格的，用于要求的潔凈度比HEPA過濾器的潔凈度更高的空間中的空氣過濾器部件。而且，使用上述高性能PTFE多孔膜的過濾器濾材，具有適合于獲得這種ULPA過濾器的性能。
因此，在本發明中，使用這種PTFE多孔膜，就能獲得可用于ULPA過濾器的過濾器濾材。
權利要求11所述的過濾器組件，包括加工成規定形狀的，如權利要求1到10中任何一項權利要求所述的過濾器濾材。
由于過濾器濾材是用于空氣過濾器部件的，所以加工成波浪形等規定的形狀，在本發明中，由于使用了上述高性能的過濾器濾材，所以能獲得高性能的過濾器組件。
權利要求12中所記載的過濾器組件，包含了過濾器濾材和隔墊。過濾器濾材是經過打褶加工的，如權利要求1或2中的過濾器濾材。隔墊是為了保持經過打褶加工的過濾器濾材的形狀用的，用聚酰胺樹脂制成的零件。
通常，為了把過濾器濾材用于空氣過濾器部件，在進行打褶加工的同時設置為保持打褶間隔用的隔墊，但，由于使用了上述高性能的過濾器濾材，所以在本權利要求中能獲得高性能的過濾器組件。另外，所謂打褶加工，如下文中所述，就是指把過濾器濾材交錯地反復折疊，形成波浪(或者褶裥)的形狀。
權利要求13中所記載的空氣過濾器部件，具有權利要求11或12中記載的過濾器組件，和容納過濾器組件的框架。
過濾器組件是用于容納在規定的框架內，加工成空氣過濾器部件的，由于使用了上述高性能過濾器組件，所以能獲得高性能的空氣過濾器部件。
權利要求14所記載的過濾器濾材的制造方法，其中的過濾器濾材具有用PTFE制成的多孔膜，以及熱重疊在上述多孔膜至少一面上的通氣性支承材料；并且，當使空氣以5.3cm/s的流速透過時的壓力損失，和使用粒子直徑0.10～0.12μm的硅粒子時所測定的捕集效率代入下列公式2時，計算所得的PF值超過32，[公式2]PF＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000
(式中，透過率(％)＝100-捕集效率(％))。
這種過濾器濾材的制造方法具有第一工序、第二工序、第三工序和第四工序。在第一工序中，在每1kg PTFE細粉中加入380ml以上的20℃的液體狀潤滑劑，經過混合而獲得混合物。另外，在本發明中，液體潤滑劑的量是指20℃時的值。在第二工序中，對上述混合物進行壓延之后，去除上述潤滑劑，獲得未經燒成的帶子。在第三工序中，延伸上述未經燒成的的帶子，以獲得上述多孔膜。在第四工序中，在上述多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
如上所述，根據本發明人等最近的研究，現在已經很明確，要使PTFE多孔膜能獲得更高的PF值，僅僅減小多孔膜纖維的直徑，提高的PF值是有限的。
于是，經過本發明人等的銳意研究，結果發現，例如，對于分子量600萬以上的PTFE細粉，在20℃時，在每1kg PTFE細粉中加入380ml以上的液體潤滑劑，擠出成膏狀之后，在進行了壓延的PTFE薄片中使液體潤滑劑干燥，得到PTFE的未經燒成的薄片，然后沿長度方向，接著沿寬度方向使上述未經燒成的薄片延伸，用具有這些特征的方法去制作PTFE多孔膜，能獲得具有以往所不可能獲得的那樣高的PF值的PTFE多孔膜。
在制作PTFE多孔膜時，為了保持PTFE多孔膜的非熔融加工性能，在PTFE細粉中混合了液體潤滑劑，但是，關于這種液體潤滑劑的量，按照本發明人等迄今為止的研究結果表明，在其它條件與以往相同的制造條件下，當增加液體潤滑劑的混合量時，所制成的PTFE多孔膜，其壓力損失逐漸下降。而且，進一步研究的結果表明，造成這種現象的原因如下。即，已經查明，當增加液體潤滑劑的混合量時，對擠出成膏狀和壓延時的PTFE細粉施加應力的過程減慢了，PTFE細粉中纖維的發生點減少了。結果，當延伸尚未燒成的帶子時，液體潤滑劑的混合量多的帶子中產生纖維的量就少，提高了多孔膜的空隙率，即，多孔膜的填充率下降了。因此，可以判定，壓力損失減小了。同時，也可以判定，PTFE多孔膜的PF值增大了。此外，還查明，按照本發明的制造方法，即使在PTFE多孔膜上熱重疊了通氣性支承材料之后，仍能獲得PF值超過32的過濾器濾材。
按照本發明的制造方法所獲得的過濾器濾材的PF值能得以提高的理由如下。根據單獨一根纖維的捕集理論，一般，當填充率變大時，由于按照屏蔽機制的粒子捕集效率提高了，多孔膜本身的PF值應該提高，然而，在實測的情況下，恰恰相反，填充率小時PF值卻提高了。其理由是，按照第15期ICCCS國際論叢論文集，當填充率增大時，由于纖維之間的距離減小了，對于PTFE多孔膜那樣的纖維直徑很小的單獨一根纖維的捕集效率η超過1的纖維來說，由于鄰近的纖維發生了干涉，實際單獨一根纖維的捕集效率，與纖維本身所具有的單獨一根纖維的捕集效率η相比，反而變小了。相反，當填充率小而纖維之間的距離大時，由于相鄰纖維的干涉區域很小，所以就能充分發揮纖維本身所具有的單獨一根纖維的捕集效率η。
這樣，本發明的PTFE多孔膜，由于防止了單獨一根纖維的實際捕集效率η的減小，所以能超過以往所公知的PF值32，并進而還能超過后述的PF值35。
此外，如上所述，在PTFE多孔膜上熱重疊通氣性支承材料的過程中，通常所使用的方法是，讓PTFE多孔膜和通氣性支承材料通過至少有一根輥子加熱的兩根輥子之間，在厚度方向上進行壓縮，這樣，單獨一根纖維的捕集效率η的損失很大，降低了作為濾材的PF值。
因此，在本發明中，為了不使具有很高PF值的PTFE多孔膜的PF值降低，采用了如特開平6-218899號公報中所公開的那種，不進行加壓，只依靠其自重把PTFE多孔膜和通氣性支承材料重疊在一起的方法，和減小卷取張力的方法等，盡可能在不使PTFE多孔膜的厚度方向受到壓縮的狀態下進行熱重疊，以便獲得具有高PF值的過濾器濾材。
權利要求15中所記載的過濾器濾材的制造方法，是在權利要求14的制造方法中，在第一工序中，在每1kg PTFE細粉中所混合的20℃時的液體潤滑劑超過406ml。
如上所述，根據本發明人等的研究，已經發現，每單位重量的PTFE細粉中混合的液體潤滑劑的量越多，就越能獲得填充率降低得少的PTFE多孔膜，但，已經查明，此時的液體潤滑劑的量最理想的是每1kg PTFE細粉中所混合的20℃下的液體潤滑劑超過406ml。
因此，在這種制造方法中，把PTFE細粉中加入的液體潤滑劑的混合量確定為這個值，就更能減小填充率，獲得具有更高PF值的過濾器濾材。
權利要求16中所記載的過濾器濾材的制造方法，是在權利要求14或15的制造方法中，在第三工序中，在將上述未經燒成的帶子沿著其長度方向延伸3～20倍之后，再沿著其寬度方向延伸10～50倍，以使上述未經燒成的帶子經過延伸后的總面積的倍率為80～800倍。
在這種制造方法中，在延伸未燒成的PTFE帶子的過程中，由于以上述延伸倍率進行延伸，所以能獲得具有高性能的PTFE多孔膜的過濾器濾材。
權利要求17中所記載的過濾器濾材的制造方法，是在權利要求14或15所述的制造方法中，其通氣性支承材料是用有熱熔接性能的無紡布制成的。
在這種制造方法中，特別是在用具有熱熔接性能的無紡布制成過濾器濾材的情況下，能獲得高性能的過濾器濾材。
權利要求18中所述的過濾器濾材是在權利要求1的過濾器濾材中，其多孔膜是由至少兩層結構構成的多層多孔膜。并且這種多層多孔膜包括用聚四氟乙烯制成的第一多孔膜，和用變性聚四氟乙烯所制成的，重疊在上述第一多孔膜上的第二多孔膜。
如上所述，以往的過濾器濾材，公知的PF值是28，還沒有超過這一PF值的過濾器濾材為公眾所知。其理由是，按照單獨一根纖維的捕集理論，一般，在PTFE多孔膜那樣的單獨一根纖維的捕集效率η超過1的纖維中，很容易發生鄰近纖維之間的干涉，與纖維本身所具備的單獨一根纖維的捕集效率η相比，實際上的捕集效率要小得多(參見第15期ICCCS國際論叢論文集，454頁～463頁，O.Tanaka等著)。
可是，根據本發明人等的研究結果發現，例如，借助于把至少兩層以上的同質PTFE多孔膜和變性PTFE多孔膜層疊起來的多層多孔膜，就能獲得具有以往想象不到那樣高的PF值的PTFE多孔膜。即，借助于后述的制造方法，能使PTFE多孔膜的纖維之間的距離增大。結果發現，防止了鄰近纖維的干涉，能進一步獲得以往所沒有的高PF值的多孔膜。
下面，說明按照本發明制成的多層多孔膜之所以具有這樣高的PF值的理由。
變性PTFE本身的延伸性能很差，用它單獨制作多孔膜時，在延伸寬度方向的最后工序中，會發生斷裂，不能獲得用作空氣過濾器的多孔膜。可是，當把這種變性PTFE重疊在同質PTFE上時，就不會發生斷裂，就能夠進行最后的寬度方向的延伸工序。
更詳細的說，由于變性PTFE的延伸性能很差，所以使用變性PTFE的多層多孔膜的結構，與同質PTFE具有致密的構造相對照，其孔徑是很大的網眼狀，所以對于實質上作為粒子捕集層的PTFE多孔膜來說，會影響變性PTFE多孔膜層分界面上的多孔結構。即，在同質PTFE和變性PTFE的界面上，因為變性PTFE的網眼的孔徑很大，會把同質PTFE多孔膜的孔徑拉大，其結果是，與同樣的同質PTFE多孔膜的內部結構相比，在與變性PTFE相鄰的界面上的結構的孔徑變大了，纖維之間的距離也加大了。
另一方面，由于PTFE多孔膜的捕集性能很高，捕集在PTFE多孔膜上的粒子都集中在多孔膜的最外面的表面上，但，由于上述理由，所以在界面上的同質PTFE多孔膜的纖維的單獨一根纖維的捕集效率η，由于鄰近纖維的干涉而減小了，結果，多孔膜的PF值提高了。
具有這種多層結構的多層PTFE多孔膜，與單獨的PTFE多孔膜相比，由于粒子附著而產生的壓力損失的上升率減小了。一般，在這種多層多孔膜中，比較大的粒子由大的網眼層捕集，而比較小的粒子則由小的網眼層捕集，所以說，壓力損失的上升率減小了。
可是，當應用于在半導體工業的超潔凈度工作室中使用的HEPA和ULPA過濾器中時，由于在超潔凈度工作室中，大的粒子已經用初級過濾器之類清除掉了，所以不能減小由于上述理由而使壓力損失上升。
在本發明的多層多孔膜中，同質PTFE多孔膜的界面由于變性PTFE多孔膜的影響而變成粗糙的狀態與此有關。由于粒子的附著而使PTFE多孔膜的壓力損失上升的原因，不是因為粒子積存在多孔膜內部而引起網眼堵塞，而是因為粒子在多孔膜表面上堆積成層狀，形成了一層餅層的緣故。
按照本發明的多層PTFE多孔膜，由于作為粒子捕集層的同質PTFE多孔膜的表面粗糙了，即使附著粒子也難以形成餅層，因而能防止壓力損失的上升。
此外，如上所述，像平常那樣，讓通氣性支承材料通過至少有一根輥子加熱的兩根輥子之間的方法，把它熱重疊在PTFE多孔膜上，由于在厚度方向受到壓縮，所以單獨一根纖維的捕集效率η的損失增大了，作為濾材的PF值降低了。
因此，在這種過濾器濾材中，使用的是如特開平6-218899號公報中所記載那樣的，不進行加壓，僅僅依靠自重把PTFE多孔膜與通氣性支承材料重疊在一起的方法，以及減小卷取張力等等，盡可能在進行熱層疊時不使PTFE多孔膜在厚度方向受到壓縮，不使具有高PF值的PTFE多孔膜的PF值降低，從而獲得高PF值的過濾器濾材。
權利要求19所記載的過濾器濾材是在權利要求1的過濾器濾材中，多孔膜是由至少兩層結構構成的多層多孔膜。這種多層多孔膜包括第一多孔膜；重疊在上述第一多孔膜上，并且其平均孔徑為上述第一多孔膜孔徑的10倍以上的第二多孔膜。
在這種過濾器濾材中，使用的是平均孔徑不同的多層多孔膜層疊起來的多層多孔膜，其平均孔徑小的第一多孔膜起實質上捕集層的作用。
在這種多層多孔膜中，在作為多孔膜制作時的最后一道工序的延伸過程中，在第一多孔膜上的與第二多孔膜的界面部分，在延伸之前是很細小的結構，當與第二多孔膜一起延伸時，第二多孔膜的平均孔徑較大的纖維結構(例如，網孔狀的結構)受到了將其進一步擴大的力，使第二多孔膜拉伸成為擴大很多的粗糙的結構。結果，第一多孔膜在界面部分的結構便成了具有比內部細小的結構大很多的結構。
因此，在這種多層多孔膜中，第一多孔膜界面部分的纖維之間的距離增大了，結果，相鄰區域內的纖維之間就不會產生干涉，防止了單獨一根纖維的捕集效率的降低。這樣，就大幅度提高了多層多孔膜的PF值。
此外，在這種多層多孔膜中，不僅能在第一多孔膜的界面部分上捕集空氣中的粒子，而且還能用內部纖維來捕集粒子。因此，粒子不會像以往那樣堆積在第一多孔膜的界面部分上，形成餅層，結果，防止了壓力損失的上升。
另外，理想的第二多孔膜的平均孔徑是第一多孔膜的50倍，最好是第一多孔膜的100倍以上。
權利要求20中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19的過濾器濾材中，第一多孔膜由同質PTFE制成，第二多孔膜由變性PTFE制成。
如上所述，根據本發明人等的研究，發現，在含有同質PTFE多孔膜和變性PTFE多孔膜的多層多孔膜中，同質PTFE多孔膜的界面部分，被延伸時平均孔徑大的變性多孔膜的變形所拉動，纖維拉長了，纖維之間的距離增大了，結果，鄰近的纖維之間不再發生干涉，減小了單獨一根纖維的捕集效率的降低，PF值大幅上升。
因此，這種包括同質PTFE多孔膜和變性PTFE多孔膜的多層多孔膜，與通氣性支承材料進行熱層疊后制成的過濾器濾材，能獲得PF值大幅度提高的，高性能的過濾器濾材。
以往，只知道熱重疊了通氣性支承材料之后的PTFE多孔膜的PF值在28以下，然而，在本發明中，由于特別采用了含有同質PTFE和變性PTFE那樣的平均孔徑不同的多孔膜的多層多孔膜，就能獲得PF值超過32的過濾器濾材。
權利要求21中所記載的過濾器濾材，是在權利要求20的過濾器濾材中，其變性PTFE是在TFE單體中加入不能熔融加工的量的共聚單體后制成的。
在本發明中，用作變性PTFE的變性PTFE細粉，是在TFE單體中加入極少量的共聚單體共同聚合后的細粉，共聚單體的量，一般為重量的0.01～0.3％左右。
添加了這種重量比例的共聚單體，變性PTFE的細粉不能進行熔融加工，保持了其非熔融加工的性能。
權利要求22中所記載的過濾器濾材，是在權利要求21的過濾器濾材中，共聚單體是由從下列這一組單體中選擇出來的一種以上單體構成的六氟丙烯，全氟烷基乙烯醚，全氟烴基乙烯醚，以及三氟氯乙烯。
作為共聚物理想的單體，有六氟丙烯，全氟烷基乙烯醚，全氟烴基乙烯醚，以及三氟氯乙烯等。具體的說，在本發明中，以使用這些物質作為單體的情況為對象。
權利要求23中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材中，其通氣性支承材料熱重疊在兩側的最外側。
如上所述，通氣性支承材料是用來使PTFE多孔膜的形態穩定，提高其處理性能的，但是，從減少構成PTFE多孔膜的纖維在后述的過濾器組件和過濾器部件的制造過程中所受到的損傷的觀點來看，最好還是讓PTFE多孔膜露出在過濾器濾材的外部。
因此，在這種過濾器濾材兩側的最外層部分上重疊通氣性支承材料，以防止多孔膜受到損傷。
采用這種過濾器濾材，例如，即使是在具有用多層PTFE多孔膜層疊起來的多層多孔膜的過濾器濾材中，由于最外層部分上重疊了通氣性支承材料，所以能有效地減少PTFE多孔膜受到的損傷。
權利要求24中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材中，其通氣性支承材料是熱熔接性的無紡布。
在這種過濾器濾材中，通氣性支承材料在與PTFE多孔膜熱重疊時，其一部分熱熔接在PTFE多孔膜上，但，這種通氣性支承材料對于過濾器濾材的壓力損失沒有影響，例如，是比PTFE多孔膜的壓力損失低得很多的材料，也可以使用以往為了補強PTFE多孔膜的目的而使用的，公知的材料。
作為這種通氣性支承材料，理想的是至少表面有熱熔接性的無紡布，此外，更好一些，則是用包芯結構制成的無紡布(例如，芯子是聚酯材料，而外層是聚乙烯材料；芯子是高熔點的聚酯，而外層是低熔點聚酯的纖維)。
權利要求25中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材中，其多層多孔膜在與上述第一多孔膜重疊了第二多孔膜相反的一側，還具有平均孔徑為上述第一多孔膜平均孔徑10倍以上的第三多孔膜。
本發明的多層PTFE多孔膜，并不限定為兩層結構的多孔膜，也可以采用此處所述的三層以上的結構。在三層結構的情況下，如果中間層使用同質PTFE多孔膜，外層使用變性PTFE多孔膜；或者中間層使用變性PTFE多孔膜，外層使用同質PTFE多孔膜，都能獲得以上所說的效果。
權利要求26中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材中，使用于濾材的透過風速為1.4cm/秒時，直徑在0.3μm以上的粒子的捕集效率在99.97％以上，并且，在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失在50Pa～500Pa之間的空氣過濾器部件。
具有上述性能的空氣過濾器部件，一般具有作為HEPA過濾器的標準，是近年來需求量很大的，適合于要求高潔凈度空間使用的空氣過濾器部件。而且，使用上述高性能的PTFE多孔膜的過濾器濾材，具有適合于獲得這種HEPA過濾器的性能。
因此，在本發明中，使用了這種PTFE多孔膜，以便獲得能用于HEPA過濾器的過濾器濾材。
權利要求27中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材中，使用于濾材的透過風速為1.4cm/秒時，直徑在0.1μm以上的粒子的捕集效率在99.9999％以上，并且，在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失在50Pa～500Pa之間的空氣過濾器部件。
具有上述性能的空氣過濾器部件，一般具有作為ULPA過濾器的標準，是適合于要求更高的潔凈度空間使用的空氣過濾器部件。而且，使用上述高性能的PTFE多孔膜的過濾器濾材，具有適合于獲得這種ULPA過濾器的性能。
因此，在本發明中，使用了這種PTFE多孔膜，以便獲得能用于ULPA過濾器的過濾器濾材。
權利要求28中所記載的過濾器濾材，是在權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材中，上述多層多孔膜的PF值超過35。
如上所述，PTFE多孔膜在熱重疊通氣性支承材料，加工成過濾器濾材的過程中，PF值要隨之下降，但是，在本發明中，由于使用了PF值比過濾器濾材的PF值高很多的PTFE多孔膜，所以能獲得PF值超過35的過濾器濾材。
權利要求29中所記載的過濾器組件，具有加工成規定形狀的，如權利要求19到22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材。
過濾器濾材為了能在空氣過濾器部件中使用，要加工成波浪形等等規定的形狀，在本發明中，由于使用了上述高性能過濾器濾材，所以能獲得高性能的過濾器組件。
權利要求30中所記載的過濾器組件，具有過濾器濾材和隔墊。過濾器濾材是打褶加工而成的，如權利要求19到22中所述的任何一項權利要求所述的過濾器濾材。隔墊是為保持上述打褶加工而成的過濾器濾材的形狀用的，用聚酰胺熱熔樹脂制成的。
過濾器濾材為了能在空氣過濾器部件中使用，通常，要在打褶加工的同時，設置保持打褶的間隔用的隔墊。由于使用了上述高性能的過濾器濾材，所以本發明能獲得高性能的過濾器組件。另外，如下文中所述，所謂打褶加工，是指把過濾器濾材交錯往返地折疊，形成波浪形(或者裙子形)的形狀。
權利要求31中所述的空氣過濾器部件，具有過濾器組件和框架。過濾器組件是權利要求29或30中所記載的部件。框架則是容納過濾器組件的部件。
把過濾器組件容納在規定的框架內，便成為空氣過濾器部件，由于使用了上述高性能的過濾器組件，所以能獲得高性能的空氣過濾器部件。
權利要求32中所記載的過濾器部件的制造方法，是包括制造過濾器濾材的制造方法，這種過濾器濾材具有至少兩層結構組成的多層多孔膜，并且在上述多層多孔膜的至少一面上有熱重疊的通氣性支承材料，上述多層多孔膜包括用同質PTFE制成的第一多孔膜，和用變性PTFE制成的第二多孔膜。這種制造方法具有第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序。
在第一工序中，把在同質PTFE細粉中混入液體潤滑劑后制成的第一混合物，與在變性PTFE細粉中混入液體潤滑劑的第二混合物填充在擠出模具的缸內的不同區域中。在第二工序中，把上述第一和第二混合物擠出來，成為一體的膏狀。在第三工序中，對經過上述第二工序后的第一和第二混合物進行整體壓延，獲得多層成形體。在第四工序中，從上述多層成形體上除去上述液體潤滑劑，獲得未燒成的帶子。在第五工序中，將未燒成的帶子沿著長度方向延伸，然后再沿著寬度方向延伸，獲得多層多孔膜。在第六工序中，在多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
以上所述的多層多孔膜的制造方法是本發明人等經過研究后發現的一種方法，它是把同質PTFE細粉和變性PTFE細粉，填充在擠出模具的缸內的不同區域中，擠出成膏狀之后，經過壓延，去除液體潤滑劑，再經長度方向的壓延和寬度方向的壓延而獲得的。
在本發明中，借助于這種方法獲得多層多孔膜，然后，再把通氣性支承材料熱重疊在其上，就能以很高的效率獲得高性能的過濾器濾材。
權利要求33中所記載的過濾器濾材的制造方法，所制造的過濾器濾材具有至少兩層結構組成的多層多孔膜，并且在多層多孔膜的至少一面上具有熱重疊的通氣性支承材料，多層多孔膜包括用同質PTFE制成的第一多孔膜，和用變性PTFE制成的第二多孔膜。這種制造方法具有第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序。
在第一工序中，把在同質PTFE細粉中混入液體潤滑劑后制成的第一混合物，與在變性PTFE細粉中混入液體潤滑劑的第二混合物分別擠出成膏狀。在第二工序中，對經過第一工序后的第一混合物進行壓延，獲得第一成形體，同時，對經過第一工序后的第二混合物進行壓延獲得第二成形體。在第三工序中，分別從第一和第二成形體除去上述液體潤滑劑。在第四工序中，把經過第三工序的第一和第二成形體重疊后獲得未燒成帶子。在第五工序中，使未燒成的帶子沿著長度方向延伸，然后再沿著寬度方向延伸，獲得多層多孔膜。在第六工序中，在多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
以上所述的多層多孔膜的制造方法是本發明人等經過研究后發現的一種方法，它分別把同質PTFE細粉和變性PTFE細粉擠出成膏狀之后，經過壓延，去除液體潤滑劑之后，把未燒成的帶子重疊起來，接著再經長度方向的壓延和寬度方向的壓延而獲得的。
這里，用這種方法獲得多層多孔膜，然后，再把通氣性支承材料熱重疊在其上，就能以很高的效率獲得高性能的過濾器濾材。
權利要求34中所記載的過濾器部件的制造方法，所制造的過濾器濾材具有至少兩層結構組成的多層多孔膜，并且在上述多層多孔膜的至少一面上有熱重疊的通氣性支承材料，上述多層多孔膜包括用同質PTFE制成的第一多孔膜，和用變性PTFE制成的第二多孔膜。這種制造方法具有第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序。
在第一工序中，把在同質PTFE細粉中混入液體潤滑劑后制成的第一混合物，與在變性PTFE細粉中混入液體潤滑劑的第二混合物分別擠出成膏狀。在第二工序中，對經過第一工序后的第一混合物進行壓延獲得第一成形體，同時，對經過第一工序后的第二混合物進行壓延獲得第二成形體。在第三工序中，分別從第一和第二成形體上除去液體潤滑劑后獲得兩條未燒成的帶子。在第四工序中，分別對兩條未燒成的帶子沿著長度方向進行延伸。在第五工序中，把兩條長度方向經過延伸的帶子重疊起來，沿著寬度方向進行延伸，獲得多層多孔膜。在第六工序中，在多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
以上所述的多層多孔膜的制造方法是本發明人等經過研究后發現的一種方法，它在分別把同質PTFE細粉和變性PTFE細粉擠出成膏狀之后，經過壓延，除去液體潤滑劑，再經過長度方向的壓延之后，把未燒成的帶子重疊起來，接著再經過寬度方向的壓延而獲得的。
這樣，借助于這種方法獲得多層多孔膜，然后，再把通氣性支承材料熱重疊在其上，就能以很高的效率獲得高性能的過濾器濾材。
權利要求35中所記載的過濾器濾材的制造方法，是在權利要求32～34中任何一項權利要求所述的過濾器濾材的制造方法中，其未燒成帶子在長度方向上延伸的倍率為3倍以上20倍以下，其次，在寬度方向上延伸的倍率為10倍以上50倍以下，從而其總面積的增大倍率為80倍以上800倍以下。
在這種制造方法中，由于在對未燒成的PTFE帶子進行延伸的過程中，按照上述延伸倍率進行了延伸，因而能獲得具有高性能PTFE多孔膜的過濾器濾材。
權利要求36中所記載的過濾器濾材的制造方法，是在權利要求32～34中任何一項權利要求所述的過濾器濾材的制造方法中，其通氣性支承材料是用熱熔接性無紡布制成的。
在這種制造方法中，特別是在使用具有熱熔接性的無紡布作為通氣性支承材料了獲得過濾器濾材的情況下，能獲得高性能的過濾器濾材。


圖1是本發明第一實施例所采用的過濾器濾材的縱斷面圖；圖2是本發明第一實施例所采用的空氣過濾器部件的立體圖；圖3是本發明第一實施例所采用的過濾器組件的立體圖；圖4是本發明第二實施例所采用的過濾器濾材的縱斷面圖；圖5是本發明第二實施例所采用的另一種過濾器濾材的縱斷面圖；圖6是本發明第二實施例所采用的空氣過濾器部件的立體圖；圖7是本發明第二實施例所采用的過濾器組件的立體圖；
圖8是PTFE多孔膜沿長度方向壓延用的裝置的示意圖；圖9是PTFE多孔膜沿寬度方向壓延用的裝置(左半部)，和把無紡布重疊在PTFE多孔膜上的裝置(右半部)的示意圖；圖10是測定空氣過濾器部件的壓力損失的裝置的示意圖；圖11是說明本發明的第二實施例的過濾器濾材的制造方法的一個例子的說明圖；圖12是PTFE多孔膜沿長度方向壓延用的裝置的示意圖；圖13是PTFE多孔膜沿寬度方向壓延用的裝置(左半部)，和把無紡布重疊在PTFE多孔膜上的裝置(右半部)的示意圖；圖14是說明本發明的第二實施例的過濾器濾材的另一種制造方法的一個例子的說明圖；圖15是說明以往濾材的纖維與這種纖維所捕集的粒子之間的關系的圖；圖16是構成PTFE多孔膜的纖維與這種纖維所捕集的粒子之間的關系的圖。
具體實施例方式
第一實施例[過濾器濾材]圖1表示本發明的第一實施例所采用的過濾器濾材1。
這種過濾器濾材1具有用PTFE制成的多孔膜3，和熱重疊在PTFE多孔膜的兩面上的通氣性支承材料5。
用作PTFE多孔膜3的原料的PTFE的分子量在600萬以上。PTFE多孔膜3是用后述的過濾器濾材制造方法獲得的，根據實測所得的單獨一根纖維的捕集效率η(按照后述的[公式11]計算出來的效率)，為計算的單獨一根纖維的捕集效率η(按照后述的[公式10]計算出來的效率)的80％以上。
PTFE多孔膜的填充率在8％以下，構成PTFE多孔膜3的纖維的平均直徑在0.1μm以下。此外，PTFE多孔膜3的厚度，在50μm以下，理想的是1～30μm。
具有這種構成的PTFE多孔膜3的PF值超過35。此外，PTFE多孔膜3不限定于一張，也可以是把很多張多孔膜重疊起來，或者把幾張多孔膜3和幾張通氣性支承材料5交錯層疊起來的多層結構。
還有，PTFE多孔膜3也可以是把不同種類的PTFE多孔膜組合起來的多層結構，例如，由同質PTFE多孔膜和變性PTFE多孔膜構成的多層結構。
通氣性支承材料5是具有熱熔接性的無紡布。雖然，在本實施例中，通氣性支承材料5重疊在PTFE多孔膜3的兩面，但也可以只重疊在其一面。此外，在PTFE多孔膜3為多層結構的情況下，為了防止在熱重疊時損傷多孔膜的纖維，最好把通氣性支承材料5重疊在多層結構的最外面一層上。
具有這種結構的過濾器濾材1，在透過空氣的流速為5.3cm/s時的壓力損失下，以及使用粒子直徑為0.10～0.12μm的二氧化硅粒子測定其捕集效率時，按照下述公式4計算所得的PF值超過32。
PF＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000(式中，透過率(％)＝100-捕集效率(％))此外，這種過濾器濾材1可以用于HEPA過濾器(在濾材的通過風速為1.4cm/s時，粒子直徑在0.3μm以上的粒子捕集效率在99.97％以上，并且，濾材的透過風速在1.4cm/s的情況下，壓力損失為50～500Pa的空氣過濾器部件)，和ULPA過濾器(在濾材的通過風速為1.4cm/s時，粒子直徑在0.1μm以上的粒子捕集效率在99.9999％以上，并且，濾材的透過風速在1.4cm/s的情況下，壓力損失為50～500Pa的空氣過濾器部件)等高性能空氣過濾器部件。
圖2表示本發明的第一實施例所采用的空氣過濾器部件11。
這種空氣過濾器部件11具有過濾器組件13和容納過濾器組件13的框架15。
如圖3所示，過濾器組件13由過濾器濾材1和隔墊17構成。
過濾器濾材1使用以上所說的過濾器濾材，并加工(打褶加工)成來回反復折疊而成的波浪形。
隔墊17是為了使打褶加工成的過濾器濾材1保持波浪形的形狀用的，用聚酰胺之類的熱熔接性樹脂粘接劑制成。
框架15是由4根鋁制構件組裝而成，過濾器組件13夾持在其內部。
這種過濾器濾材的制造方法，就是上述的過濾器濾材1的制造方法，具有混合工序，制造未燒成的帶子的工序，延伸工序，和熱重疊工序。
在混合工序中，在每1kgPTFE細粉中混入380ml以上的20℃的液體潤滑劑，獲得PTFE細粉與液體潤滑劑的混合物。這種液體潤滑劑的混合量，理想的是每1kgPTFE細粉中20℃的液體潤滑劑在406ml以上。
在未燒成的帶子的制造工序中，把混合工序中所獲得的混合物壓延成帶子狀，然后，除去液體潤滑劑，即獲得未燒成的PTFE帶子。
在延伸工序中，通過將這種未燒成的帶子進行延伸，獲得PTFE多孔膜3。在延伸工序中，在將未燒成的帶子沿長度方向延伸3～20倍之后，再沿寬度方向延伸10～50倍，使得總面積的延伸倍率為80～800倍。
在熱重疊工序中，在PTFE多孔膜3的兩側熱重疊上述通氣性支承材料5。另外，如上所述，通氣性支承材料5雖然可以只重疊在PTFE多孔膜3的一面上，但，在上述那樣的多層結構件的情況下，最好重疊在最外面的一層上。
第二實施例[過濾器濾材]圖4表示本發明的第二實施例所采用的過濾器濾材81。
這種過濾器濾材81具有多層多孔膜83和通氣性支承材料85。
多層多孔膜83是兩層結構的，一層是用同質PTFE細粉制成的同質PTFE多孔膜87，另一層是重疊在這層同質PTFE多孔膜87上，用變性PTFE細粉制成的變性PTFE多孔膜89。
同質PTFE多孔膜87具有比變性PTFE多孔膜89更加細小的纖維結構，起實質上捕集層的作用。
變性PTFE多孔膜89是僅在PTFE同質單體中加入不能熔融加工的量(保持非熔融加工性能程度的量)的共聚單體。作為共聚單體，常用的是六氟丙烯，全氟烷基乙烯醚，全氟烴基乙烯醚，以及三氟氯乙烯。此外，變性PTFE多孔膜89的平均孔徑的大小是同質PTFE多孔膜87的平均孔徑的10倍以上。如下文中要說到的，這種平均孔徑的倍率，從增大延伸工序中PTFE多孔膜87的變性PTFE多孔膜89與界面部分的纖維之間的距離這一點來看，理想的是50倍以上，更好一些，是100倍以上。
另外，如圖5所示，本發明的多層多孔膜83的結構，也可以是在同質PTFE多孔膜87的另一面上重疊不同種類或者同一種類的變性PTFE多孔膜89的三層結構，或者，也可以是由重疊多層同質PTFE多孔膜87和變性PTFE多孔膜89所構成的多層結構。
具有上述結構的多層多孔膜83，經過下文中所說的過濾器濾材的制造方法加工之后，在同質PTFE多孔膜87的與變性PTFE多孔膜89的界面上，纖維之間的距離增大了。因此，就防止了同質PTFE多孔膜87界面上的單獨一根纖維的捕集效率的減小。于是，多層多孔膜83的PF值，與以往的相比，大幅度提高了，在本實施例中，超過35。
通氣性支承材料85熱重疊在多層多孔膜83的至少一面上，但，也可以熱重疊在過濾器濾材81兩側的最外層部分上。通氣性支承材料85是用熱熔接性的無紡布制成的。
具有這種結構的過濾器濾材81，在把多層多孔膜83熱重疊在通氣性支承材料85上之后，仍保持很高的PF值，在本實施例中，超過32。這一PF值是根據讓空氣以5.3cm/s的流速透過時的壓力損失，和使用0.10μm～0.12μm的二氧化硅粒子所測定的捕集效率，是用下列公式計算出來的。

PF＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000(式中，透過率(％)＝100-捕集效率(％))此外，這種過濾器濾材1可以用于HEPA過濾器(在濾材的通過風速為1.4cm/s時，粒子直徑在0.3μm以上的粒子捕集效率在99.97％以上，并且，濾材的透過風速在1.4cm/s的情況下，壓力損失為50～500Pa的空氣過濾器部件)，和ULPA過濾器(在濾材的通過風速為1.4cm/s時，粒子直徑在0.1μm以上的粒子捕集效率在99.9999％以上，并且，濾材的透過風速在1.4cm/s的情況下，壓力損失為50～500Pa的空氣過濾器部件)等高性能空氣過濾器部件。
圖6表示本發明的第一實施例所采用的空氣過濾器部件91。
這種空氣過濾器部件91具有過濾器組件93和容納過濾器組件93的框架95。
如圖7所示，過濾器組件93由過濾器濾材81和隔墊97構成。
過濾器濾材81使用以上所說的過濾器濾材，并加工(打褶加工)成來回反復折疊而成的波浪形。
隔墊97是為了使打褶加工成的過濾器濾材81保持波浪形的形狀用的，用聚酰胺之類的熱熔接性樹脂粘接劑制成。
框架95由4根鋁制構件組裝而成，過濾器組件93夾持在其內部。
<第一例>
在本例中，說明本發明的過濾器濾材制造方法的第一例。
這種制造方法是用于制造上述過濾器濾材81的方法，它包括填充工序，擠出工序，壓延工序，除去助劑的工序，延伸工序和熱重疊工序。
在填充工序中，把同質PTFE細粉中混入助劑(液體潤滑劑)后組成的第一混合物，和在變性PTFE細粉中混入助劑后組成的第二混合物分開填充在擠出模具的缸內。
在擠出工序中，把第一混合物和第二混合物擠出，成為一體的膏狀。
在壓延工序中，對通過擠出工序的第一混合物和第二混合物進行整體壓延，獲得多層成型物。
在除去助劑的工序中，從多層成型物中除去助劑，獲得未燒成的帶子。
在延伸工序中，沿長度方向對未燒成的帶子進行延伸，然后，再沿寬度方向進行延伸，獲得多層多孔膜。
在熱重疊工序中，在多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
<第二例>
在本例中，說明本發明的過濾器濾材制造方法的第二例。
這種制造方法是用來制造上述過濾器濾材81的方法，它包括擠出工序，壓延工序，除去助劑的工序，重疊工序，延伸工序和熱重疊工序。
在擠出工序中，分別把在同質PTFE細粉中混入助劑后組成的第一混合物，和在變性PTFE細粉中混入助劑后組成的第二混合物擠出呈膏狀。
在壓延工序中，對通過擠出工序的第一混合物和第二混合物進行壓延，獲得第一成型物和第二成型物。
在除去助劑的工序中，分別從第一成型物和第二成型物中除去助劑。
在重疊工序中，把經過除去助劑工序的第一成型物和第二成型物重疊起來，獲得未燒成的帶子。
在延伸工序中，沿長度方向對未燒成的帶子進行延伸，然后，再沿寬度方向進行延伸，獲得多層多孔膜。
在熱重疊工序中，在多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
<第三例>
在本例中，說明本發明的過濾器濾材制造方法的第三例。
這種制造方法是用來制造上述過濾器濾材1的方法，它包括擠出工序，壓延工序，除去助劑的工序，沿長度方向的延伸工序，沿寬度方向的延伸工序和熱重疊工序。
在擠出工序中，分別把在同質PTFE細粉中混入助劑后組成的第一混合物，和在變性PTFE細粉中混入助劑后組成的第二混合物擠出呈膏狀。
在壓延工序中，分別對通過擠出工序的第一混合物和第二混合物進行壓延，獲得第一成型物和第二成型物。
在除去助劑的工序中，分別從第一成型物和第二成型物中除去助劑，獲得兩條未燒成的帶子。
在沿長度方向的延伸工序中，分別沿長度方向對兩條未燒成的帶子進行延伸。
在沿寬度方向的延伸工序中，把經過長度方向延伸的兩條帶子重疊起來，沿寬度方向進行延伸，獲得多層多孔膜。
在熱重疊工序中，在多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
在以上的每一個實施例中，未燒成的帶子沿長度方向的延伸倍率都在3倍以上，20倍以下，接著，沿寬度方向的延伸倍率都在10倍以上，50倍以下。而且，通過上述延伸，未燒成的帶子延伸后的總面積倍率在80倍以上，800倍以下。
實際例子下面，用實際例子具體說明本發明。
關于第一實施例的實際例子[PTFE過濾器濾材的制造]<實際例子1>
首先，在每1kg數學平均分子量為650萬的PTFE細粉(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯合成樹脂細粉—F104U”)中，加入作為擠出時的液體潤滑劑用的，20℃下的406ml碳化氫油(埃索石油株式會社制造的“埃索帕”)，進行混合。
然后，將這種混合物擠出呈膏狀，再成形為園棒狀。然后，用加熱到70℃的壓延輥把這種園棒狀成形物壓延成薄膜狀，獲得PTFE薄膜。讓這種薄膜通過250℃的熱風干燥爐，通過蒸發除掉擠出用的助劑，即可獲得平均厚度為200μm，平均寬度為150mm的未燒成的薄膜。
接著，用圖8中所示的裝置，以5倍的延伸倍率對上述未燒成的PTFE薄膜進行長度方向的延伸。未燒成的薄膜繞在輥子21上，延伸以后的薄膜卷繞在卷取輥22上。此外，延伸在250℃的溫度下進行。另外，在圖8中，標號23～25表示輥子，標號26、27表示加熱輥子，標號28～32表示輥子。
接著，使用圖9左半部分所示的，能以連續夾緊的方式進行夾持的裝置(展幅機)，對所獲得的經過長度方向延伸的薄膜，進行延伸倍率為45倍的寬度方向的延伸，并進行熱固定。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為360℃。
借助于圖9右半部分所示的裝置，把下述無紡布A、B熱熔接在上述PTFE多孔膜的兩面上，即獲得過濾器濾材。
無紡布A是友尼奇卡株式會社制造的“鋁鎂基S0403WDO”PET/PE芯料/外套無紡布，鍍層40g/m2。
無紡布B是友尼奇卡株式會社制造的“鋁鎂基T0403WDO”PET/PE芯料/外套無紡布，鍍層40g/m2。
另外，在圖9中，標號34表示放料輥，標號35表示預熱區，標號36表示延伸區，標號37表示熱固定區，標號39表示重疊輥，標號41表示卷取輥。
此外，此時的熱熔接條件如下加熱溫度200℃；線速度15m/分。
<實際例子2>
除了每1kg PTFE細粉中加入20℃的液體潤滑劑的量為430ml之外，其余都按照與實際例子1同樣的條件制造過濾器濾材。
<比較例子1>
除了每1kg PTFE細粉中加入20℃的液體潤滑劑的量為317ml之外，其余都按照與實際例子1同樣的條件制造過濾器濾材。
<比較例子2>
除了每1kg PTFE細粉中加入20℃的液體潤滑劑的量為355ml之外，其余都按照與實際例子1同樣的條件制造過濾器濾材。
實際例子1、2和比較例子1、2的多孔膜和濾材的性能數值如表1所示。另外，在表1中，衰減率是用η的計算值除以η的實測值后的數值。
表1


如表1所示，實際例子1、2的填充率、平均纖維直徑、壓力損失和衰減率，都比比較例子1、2小，而捕集效率和PF1值都比比較例子大。從這一事實可知，當每1kg的PTFE細粉中的液體潤滑劑的混合量多時，能防止填充率、壓力損失和衰減率低于以往的值，同時卻能提高捕集效率和PF1值。
此外，表1還顯示，實際例子2中的所有物性的值都比實際例子1中的值優越，由此可知，增加液體潤滑劑的混合量，能增加效果。
<實際例子3>
把用實際例子1制造的過濾器濾材，用往復式折彎機打褶加工成高度為5.5cm的濾材，打褶后，加熱到90℃，使摺子定形。然后，把打褶成的過濾器濾材展開，涂敷用聚酰胺熱熔性樹脂制成的襯墊，再一次用往復式立式成形機加工成摺子形狀，并切成58cm×58cm的尺寸，即可獲得過濾器濾材。此時的摺子的間隔為3.125mm/一個摺子。
然后，準備外輪廓尺寸為61cm×61cm，內尺寸為58cm×58cm，厚度為6.5cm的，經過氧化鋁膜加工處理的鋁制框架，把經過打褶加工的過濾器組件放入該框架內，用氨基甲酸乙酯粘接劑把過濾器組件的周圍與鋁制框架密封起來，就制成了空氣過濾器部件。
<比較例子3>
除了使用用比較例子1制成的過濾器濾材之外，其它都和實際例子3一樣，制成空氣過濾器部件。
實際例子3與比較例子3的空氣過濾器部件的性能比較示于表2。
表2


如表2所示，與比較例子3相比，實際例子3減小了壓力損失，提高了捕集效率，結果，PF2值大幅度提高了。因此可知，由于在PTFE細粉中增加了液體潤滑劑的混合量，能獲得PF2值跳躍式地提高的空氣過濾器部件。
第二實施例中的實際例子[多層PTFE過濾器濾材的制造]<實際例子4>
把28份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為700萬的同質PTFE細粉1(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F104U”)中，并進行混合。
然后，把23份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為560萬的三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201”)中，并進行混合。
然后，以圖11中所示的順序，使同質PTFE細粉進入中心，而且以同質PTFE細粉與變性PTFE細粉的體積比為3∶2的比例，制成同心圓形狀的多層預制成形件。
接著，將上述多層預制成形件擠出成膏狀的圓柱形。然后，用加熱到70℃的壓延輥將該圓柱形的成形件壓延成薄膜狀，獲得多層PTFE薄膜。使這種多層薄膜通過250℃的熱風干燥爐，蒸發并去除擠出用的助劑，即可獲得平均厚度為200μm，平均寬度為150mm的多層未燒成的薄膜。
接著，用圖12所示的裝置，把這種未燒成的PTFE薄膜沿著其長度方向延伸7.5倍的倍率。把未燒成的薄膜繞在輥子121上，把延伸后的薄膜卷繞在卷取輥122上。此外，延伸時的溫度為250℃。另外，在圖12中，標號123～125表示輥子，標號126、127表示加熱輥，標號128～132表示輥子。
接著，用圖13左半部分所示的，能以連續夾緊的方式夾持的裝置(展幅機)，以45倍的延伸倍率，對所獲得的長度方向延伸后的薄膜沿其寬度方向進行延伸，獲得經熱固定的多層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<實際例子5>
除了使用全氟丙基乙烯醚變性PTFE細粉3(大金工業株式會社制造的“聚三氟乙烯變性PTFE細粉F302”)來代替三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201”)，并在變性PTFE細粉3中加入26份重量的擠出液體潤滑劑，進行混合，獲得平均厚度為200μm，平均寬度為150mm的多層未燒成的薄膜之外，其余都以與實際例子4同樣的方式，獲得多層PTFE多孔膜。
<實際例子6>
把28份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為700萬的同質PTFE細粉1(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F104U”)中，并進行混合。
然后，把23份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為560萬的三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201U”)中，并進行混合。
然后，按照圖14中所示的順序，獲得各層的厚度構成比例為1∶1的多層預制成形件。
接著，將上述多層預制成形件擠出成膏狀的橢圓柱形。然后，用加熱到70℃的壓延輥將該橢圓柱形成形件壓延成薄膜狀，獲得多層PTFE薄膜。使這種多層薄膜通過250℃的熱風干燥爐，蒸發并去除擠出用的助劑，即可獲得平均厚度為200μm，平均寬度為150mm的多層未燒成的薄膜。此后，和實際例子4一樣，獲得多層PTFE多孔膜。
<實際例子7>
除了使用全氟丙基乙烯醚變性PTFE細粉3(大金工業株式會社制造的“聚三氟乙烯變性PTFE細粉F302”)來代替三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201”)，在變性PTFE細粉3中加入26份重量的擠出液體潤滑劑，進行混合，獲得平均厚度為200μm，平均寬度為150mm的多層未燒成的薄膜之外，其余都與實際例子6同樣的方式，獲得多層PTFE多孔膜。
<實際例子8>
把28份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為700萬的同質PTFE細粉1(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F104U”)中，并進行混合。
然后，把23份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為560萬的三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201”)中，并進行混合。
接著，分別將同質和變性PTFE細粉擠出成膏狀的圓柱形。然后，用加熱到70℃的壓延輥分別將兩種圓柱形成形件壓延成薄膜狀，獲得PTFE薄膜。使這兩種薄膜通過250℃的熱風干燥爐，蒸發并去除擠出用的助劑，即可獲得平均厚度為100μm，平均寬度為134mm的同質PTFE未燒成薄膜，和平均厚度為100μm，平均寬度為126mm的變性PTFE未燒成薄膜。
接著，把這兩種同質未燒成PTFE薄膜和變性未燒成PTFE薄膜重疊起來，用圖12所示的裝置，沿著其長度方向延伸7.5倍的倍率。把重疊起來的未燒成薄膜繞在輥子121上，把延伸后的薄膜卷繞在卷取輥122上。此外，延伸時的溫度為250℃。
接著，用圖13左半部分所示的裝置，以45倍的延伸倍率，對所獲得的長度方向延伸后的薄膜沿其寬度方向進行延伸，獲得經過熱固定的多層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<實際例子9>
除了使用全氟丙基乙烯醚變性PTFE細粉3(大金工業株式會社制造的“聚三氟乙烯變性PTFE細粉F302”)來代替三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201”)，在變性PTFE細粉3中加入26份重量的擠出液體潤滑劑，進行混合之外，其余工序都與實際例子8相同，獲得多層PTFE多孔膜。
<實際例子10>
在兩張實際例子8的變性PTFE未燒成薄膜2之間，夾一張實際例子8的同質PTFE未燒成薄膜，用圖12所示的裝置，沿著其長度方向將其延伸7.5倍的倍率。把重疊起來的未燒成薄膜繞在輥子121上，把延伸后的薄膜卷繞在卷取輥122上。此外，延伸時的溫度為250℃。
接著，用圖13左半部分所示的裝置，以45倍的延伸倍率，對所獲得的長度方向延伸后的薄膜沿其寬度方向進行延伸，獲得經過熱固定的多層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<實際例子11>
把28份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制造的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為700萬的同質PTFE細粉1(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F104U”)中，并進行混合。
然后，把23份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為560萬的三氟乙烯變性PTFE細粉2(大金工業株式會社制造的“聚四氟乙烯細粉F201”)中，并進行混合。
接著，分別將同質和變性PTFE細粉擠出成膏狀的圓柱形。然后，用加熱到70℃的壓延輥分別將兩種圓柱形成形件壓延成薄膜狀，獲得PTFE薄膜。使這兩種薄膜通過250℃的熱風干燥爐，蒸發并去除擠出用的助劑，即可獲得平均厚度為50μm，平均寬度為152mm的同質PTFE未燒成薄膜，和平均厚度為100μm，平均寬度為126mm的變性PTFE未燒成薄膜。
除了在上述兩張同質PTFE未燒成薄膜之間重疊上變性PTFE未燒成薄膜之外，其余的工序都和實際例子10一樣，獲得多層PTFE多孔膜。
<實際例子12>
用圖12中所示的裝置分別對實際例子8中的同質PTFE未燒成薄膜和變性PTFE未燒成薄膜，以7.5倍的延伸倍率，沿其長度方向進行延伸。把未燒成薄膜繞在輥子121上，把延伸后的薄膜卷繞在卷取輥122上。此外，延伸時的溫度為250℃。
接著，把兩層長度方向延伸后的同質PTFE未燒成薄膜和變性PTFE未燒成薄膜重疊起來，用圖13左半部分所示的裝置，以45倍的延伸倍率，沿薄膜的寬度方向進行延伸，獲得經過熱固定的多層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<實際例子13>
在實際例子12的兩張沿長度方向延伸后的變性PTFE未燒成薄膜之間，重疊一張實際例子12中沿長度方向延伸后的同質PTFE未燒成薄膜，用圖13左半部分所示的裝置，以45倍的延伸倍率，沿薄膜的寬度方向進行延伸，獲得經熱固定的多層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<實際例子14>
用圖12中所示的裝置，分別對實際例子11的同質PTFE未燒成薄膜和變性PTFE未燒成薄膜，以7.5倍的延伸倍率，沿其長度方向進行延伸。把未燒成薄膜繞在輥子121上，把延伸后的薄膜卷繞在卷取輥122上。此外，延伸時的溫度為250℃。
在兩張沿長度方向延伸后的同質PTFE未燒成薄膜之間，重疊一張沿長度方向延伸后的變性PTFE未燒成薄膜，用圖13左半部分所示的裝置，以45倍的延伸倍率，沿薄膜的寬度方向進行延伸，獲得經過熱固定的多層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<比較例子4>
把28份重量的用作液體擠出潤滑油的碳化氫油(埃索石油株式會社制作的“埃索巴”油)，加入100份重量的數學平均分子量為700萬的同質PTFE細粉1(大金工業株式會社制造的聚四氟乙烯細粉F104U)中，并進行混合。
接著，將上述同質PTFE細粉擠出成膏狀的圓柱形。然后，用加熱到70℃的壓延輥將該圓柱形成形件壓延成薄膜狀，獲得PTFE薄膜。再讓這種薄膜通過250℃的熱風干燥爐，蒸發并去除擠出用的助劑，即可獲得平均厚度為100μm，平均寬度為152mm的同質PTFE未燒成薄膜。
接著，用圖12所示的裝置，把這些同質PTFE未燒成薄膜以7.5倍的倍率沿其長度方向進行延伸。把未燒成的薄膜繞在輥子121上，把延伸后的薄膜卷繞在卷取輥122上。此外，延伸時的溫度為250℃。
接著，用圖13左半部分所示的裝置，以45倍的延伸倍率，沿薄膜的寬度方向進行延伸，獲得經過熱固定的單層PTFE多孔膜。此時的延伸溫度為290℃，熱固定溫度為345℃，此外，延伸的速度為500％/秒。
<實際例子15和比較例子5>
用圖13的右半部分所示的裝置，把下列無紡布A、B熱熔接在實際例子4～14和比較例子4的PTFE多孔膜的兩面上，即可獲得過濾器濾材。
無紡布A是友尼奇卡株式會社制造的“鋁鎂基S0403WDO”PET/PE芯料/外層無紡布，鍍層40g/m2。
無紡布B是友尼奇卡株式會社制造的“鋁鎂基T0403WDO”PET/PE芯料/外層無紡布，鍍層40g/m2。
另外，在圖13中，標號134表示放料輥，標號135表示預熱區，標號136表示延伸區，標號137表示熱固定區，標號139表示重疊輥，標號131表示卷取輥。
此外，此時的熱熔接條件如下加熱溫度200℃；線速度15m/分。
在下面的表3中，列出了實際例子4～14和比較例子4的PTFE多孔膜的物性，以及在這些多孔膜上熱熔接了無紡布后的過濾器濾材的物性。
表3



如表3所示，實際例子4～14中的任何一個，與比較例子4相比，壓力損失都減小了，而捕集效率和PF1值都提高了。由此可知，由于使用了同質PTFE多孔膜和變性PTFE多孔膜作為多層多孔膜，能獲得性能優越的多孔膜和濾材。
<實際例子16和比較例子6>
把用實際例子15和比較例子5所制造的，在實際例子4～14和比較例子4的多孔膜上熱熔接無紡布的過濾器濾材，在往復式折彎機上打褶，加工成高5.5cm的摺子，打褶后，在90℃溫度下使彎曲的形狀定形。然后，暫時把打褶后的過濾器濾材鋪平，涂敷聚酰胺熱熔性樹脂制造的隔墊，再一次用往復式立式成形機加工成摺子形狀，并切成58cm×58cm的尺寸，即可獲得過濾器濾材。此時的摺子的間隔為3.125mm/一個摺子。
然后，準備外輪廓尺寸為61cm×61cm，內尺寸為58cm×58cm，厚度為6.5cm的，經過氧化鋁膜處理的鋁制框架，把經過打褶加工的過濾器組件放入該框架內，用氨基甲酸乙酯粘接劑把過濾器組件的周圍與鋁制框架密封起來，就制成了空氣過濾器部件。
下列表4中表示了各種空氣過濾器部件的物性。
表4


如表4所示，和表3一樣，每一個實際例子4～14的部件與比較例子4相比，壓力損失減小了，而捕集效率和PF2值提高了。因此可知，由于使用了同質PTFE多孔膜和變性PTFE多孔膜作為多層多孔膜，能獲得性能優越的空氣過濾器部件。
關于上述實際例子和比較例子各種數據的測定[PTFE多孔膜和過濾器濾材的壓力損失(Pa)]把測定PTFE多孔膜和過濾器濾材的壓力損失的試樣裝在直徑100mm的過濾器夾持器中，用空氣壓縮機向進口一側加壓，用流速計把空氣流過的流速調節到5.3cm/秒。然后用壓力計測定此時的壓力損失。
把PTFE多孔膜和過濾器濾材的測試試樣裝在直徑100mm的過濾器夾持器中，用空氣壓縮機向進口一側加壓，用流速計把空氣流過的流速調節到5.3cm/秒。在這樣的狀態下，從上游流下來的0.10～0.12μm的二氧化硅的粒子濃度為108個/300ml，而用設置在下游的粒子計數器(PMS LAS-X-CRT PARTICLE MESURING SYSTEM INC.(PMS)公司制造，下同)測得粒子直徑為0.10～0，12μm的透過的粒子數，求出上游與下游的粒子數的比率。即，當以上游的粒子數為Ci，以下游的粒子數為Co時，用下式求出所測定的試樣的捕集效率。
捕集效率(％)＝(1-Co/Ci)×100此外，對于捕集效率非常高的過濾器濾材，要延長吸附時間，增加作為試樣的空氣量，進行測定。例如，當吸附時間增加10倍時，下游的計數器測得的粒子數也增大10倍，測試的靈敏度也變成10倍。
PTFE多孔膜和過濾器濾材的透過率可用下式求得。
透過率＝100-捕集效率(％)[PTFE多孔膜和過濾器濾材的PF值]PTFE多孔膜和過濾器濾材的PF1值，可將PTFE多孔膜和過濾器濾材的壓力損失和透過率代入下式求出。
PF1值＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000[PTFE多孔膜的膜厚]使用膜厚計(1D-110MH型，三豐公司制造)測定把五張PTFE多孔膜重疊在一起時的膜厚，再用5去除上述膜厚值，所得的數值即為一張PTFE多孔膜的膜厚。
將測定了膜厚的PTFE多孔膜切成20×20cm的方塊，測定其重量，根據下式求出其填充率。
填充率(％)＝[重量(g)/(400×膜厚(cm)×2.25(PTFE的比重))]×100[PTFE多孔膜的平均纖維直徑]
使用掃描電子顯微鏡(S-4000型，日立制作所制造)，攝得PTFE多孔膜放大后的照片(7000倍)。把這張照片切成四塊，再進行放大，在這張照片上分別沿著縱、橫方向，每隔5cm劃四條同樣長度的的直線(長度縱向24.5cm，橫向29.5cm)，測定處于此直線上的PTFE纖維的直徑，所測定這些直徑的平均值，即為PTFE纖維的平均纖維直徑。
計算的單獨一根纖維的捕集效率η，可由一般的單獨一根纖維的捕集理論中的下列公式求得。
η＝2.7Pe-2/3(1+0.39h-1/3Pe1/3Kn)+0.624Pe-1+1/2h[(1+R)-1-(1+R)+2(1+R)ln(1+R)+2.86(2+R)R(1+R)-1Kn]+1.24h-1/2Pe-1/2R2/3式中Pe＝(3πμdpudf)/[(1-α)CcKT]Cc＝1+2.5141/dp+0.81/dpexp(-0.55dp/l)l＝0.065(空氣分子平均自由行程)h＝-0.5lnα’-0.52+0.64α’+1.43(1-α’)Kn其中α’＝α/(1+σ)；Kn＝21/df；R＝dp/df。
μ＝1.8×10-5(空氣粘度)；K＝1.38×10-23(波爾茲曼常數)；T絕對溫度；dp對象粒子直徑；u測定風速；α填充率；σ纖維直徑分散[PTFE多孔膜的實測單獨一根纖維的捕集效率]實際上的單獨一根纖維的捕集效率η可根據下式，由通常的單獨一根纖維的捕集理論及PTFE多孔膜的性能值求得[公式11]η＝-lnP/Δp/(-0.5lnα’-0.52+0.64α’+1.43(1-α’)Kn)×4πμu(1-α)/df式中，P實測透過率(％)/100；ΔP實測壓力損失(Pa)[空氣過濾器部件的壓力損失(Pa)]使用圖10中所示的裝置，在空氣過濾器部件安裝好之后，把透過過濾器濾材的風速調節到1.4cm/秒，用壓力表測定此時的空氣過濾器部件前后的壓力損失。
另外，圖10中，標號51是送風機，標號52、52’是HEPA過濾器，標號53是試驗用的粒子導入管，標號54、54’是整流板，標號55是上游側試驗用粒子的采樣管，標號56是靜壓測定管，標號57是供試驗用的空氣過濾器部件，標號58是下游側試驗用粒子的采樣管，標號59是層流型流量計。
使用圖10所示的裝置，在空氣過濾器部件安裝好之后，把透過過濾器濾材的風速調節到1.4cm/秒，在此狀態下，讓粒子直徑為0.10～0.12μm，濃度為1×109/ft3的二氧化硅粒子流過上游一側，并在下游一側用粒子計數器測定粒子直徑為0.10～0.12μm的粒子數量，求出上游側與下游側的粒子數量的比例。即，以上游的粒子濃度為Ci，下游的粒子濃度為Co時，根據下式進行計算，求出所測定的空氣過濾器部件的捕集效率。
捕集效率(％)＝(1-Co/Ci)×100[空氣過濾器部件的透過率(％)]空氣過濾器部件的透過率由下式求得。
透過率(％)＝100-捕集效率(％)[空氣過濾器部件的PF值]空氣過濾器部件的PF2值，可將空氣過濾器部件的壓力損失和透過率代入下式求出。
PF2值＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000[同質與變性PTFE多孔膜的平均孔徑]同質PTFE多孔膜的孔徑由于同質PTFE多孔膜的孔徑比變性PTFE多孔膜的孔徑小，所以，做成多層的PTFE多孔膜，以按照ASTM F-316-86的記載為標準所測定的平均流量空隙尺寸(MFP)，作為同質PTFE多孔膜的平均孔徑。實際測定時，使用英國的可爾托電子儀器公司(Coulter Electronics)制造的可爾托微孔測量儀(Coulter Porometer)進行測定。
變性PTFE多孔膜的孔徑變性PTFE多孔膜的孔徑，是用掃描型電子顯微鏡，或者光學顯微鏡，在多層PTFE多孔膜的變性PTFE多孔膜這一側，對某一條直線上的PTFE纖維束的數量為20根左右的視野范圍內進行攝影，把所攝得的照片切成四塊，再進行放大，在這張照片上分別沿著縱、橫方向，每隔5cm劃四條同樣長度的直線，測定處于此直線上的PTFE纖維束與PTFE纖維束之間的間隔，所測定間隔的平均值，即為本發明變性PTFE多孔膜層的孔徑。
產業上的應用性按照本發明，由于在PTFE細粉中混合規定比例以上的液體潤滑劑，減小了它的填充率，從而可獲得PF值超過32的PTFE多孔膜。而且，利用這種PTFE多孔膜，能夠制成高性能的過濾器濾材，過濾器組件和空氣過濾器部件。
此外，按照本發明，由于使用了將平均孔徑不同的多孔膜重疊起來的多層多孔膜，所以能通過延伸之類的工序，使成為捕集層的多孔膜的界面部分的纖維之間的距離增大。結果，單獨一根纖維的捕集效率增大了，由此，就能獲得PF值大幅度提高的多層多孔膜。而且，利用這種PTFE多孔膜能夠獲得高性能的過濾器濾材，過濾器組件和空氣過濾器部件。
權利要求
1.一種過濾器濾材，它具有用聚四氟乙烯制成的多孔膜，以及熱重疊在上述多孔膜至少一面上的通氣性支承材料；并且，當把空氣以5.3cm/s的流速透過濾材時所產生的壓力損失，和使用粒子直徑為0.10～0.12μm的硅粒子時所測定的捕集效率代入下列公式2時，計算所得的PF值超過32，[公式2]PF＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000(式中，透過率(％)＝100-捕集效率(％))。
2.如權利要求1所述的過濾器濾材，其特征在于，上述通氣性支承材料熱重疊在濾材兩側的最外側。
3.如權利要求1或2所述的過濾器濾材，其特征在于，上述通氣性支承材料是熱熔接性的無紡布。
4.如權利要求1～3中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述聚四氟乙烯的分子量大于600萬。
5.如權利要求1～4中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多孔膜的填充率在8％以下。
6.如權利要求1～5中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，構成上述多孔膜的纖維的平均直徑小于0.1μm。
7.如權利要求1～6中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多孔膜的PF值超過35。
8.如權利要求1～7中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多孔膜的單獨一根纖維的實際捕集效率η，是從上述多孔膜的物性計算出來的單獨一根纖維的捕集效率η的80％以上。
9.如權利要求1～8中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，它使用在當濾材的透過風速為1.4cm/秒時，粒子直徑大于0.3μm的粒子的捕集效率超過99.97％，并且，在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失為50Pa～500Pa的空氣過濾器部件上。
10.如權利要求1～9中任意一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，它使用在當濾材的透過風速為1.4cm/秒時，粒子直徑大于0.1μm的粒子的捕集效率超過99.9999％，并且，在濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失為50Pa～500Pa的空氣過濾器部件上。
11.一種過濾器組件，其特征在于，它包括加工成規定形狀的，如權利要求1～10中任意一項權利要求所述的過濾器濾材。
12.一種過濾器組件，其特征在于，它包括下列各部分經過打褶加工制成的如權利要求1～10中任意一項權利要求所述的過濾器濾材；以及，用以保持上述經過打褶加工制成的過濾器濾材的形狀的，用聚酰胺熱熔性樹脂制成的隔墊。
13.一種空氣過濾器部件，其特征在于，它具有下列各部件如權利要求11或12所述的過濾器組件；以及，容納上述過濾器組件的框架。
14.一種過濾器濾材的制造方法，這種過濾器濾材具有用聚四氟乙烯制成的多孔膜，以及熱重疊在上述多孔膜至少一面上的通氣性支承材料；并且，當把空氣以5.3cm/s的流速透過濾材時所產生的壓力損失，和使用粒子直徑為0.10～0.12μm的硅粒子時所測定的捕集效率代入下列公式2時，計算所得的PF值超過32；[公式2]PF＝[-log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000(式中，透過率(％)＝100-捕集效率(％))其特征在于，這種過濾器濾材的制造方法包括下列工序在每1kg上述聚四氟乙烯細粉中加入380ml以上的20℃的液體狀潤滑劑，經過混合而獲得混合物的第一工序；對上述混合物進行壓延之后，去除上述液體狀潤滑劑，獲得未燒成的帶子的第二工序；延伸上述未燒成的帶子，以獲得上述多孔膜的第三工序；以及，在上述多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料的第四工序。
15.如權利要求14所述的過濾器濾材的制造方法，其特征在于，在上述第一工序中，在每1kg上述聚四氟乙烯細粉中混入406ml以上的20℃的液體狀潤滑劑。
16.如權利要求14或15所述的過濾器濾材的制造方法，其特征在于，在上述第三工序中，在將上述未燒成的帶子沿著其長度方向延伸3～20倍之后，再沿著其寬度方向延伸10～50倍，以使上述未燒成的帶子經過延伸后的總面積的倍率為80～800倍。
17.如權利要求14～16中任意一項權利要求所述的過濾器濾材的制造方法，其特征在于，上述通氣性支承材料是用熱熔接性的無紡布制成的。
18.如權利要求1所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多孔膜是由至少兩層結構構成的多層多孔膜；上述多層多孔膜包括用聚四氟乙烯制成的第一多孔膜，和用變性聚四氟乙烯制成的，重疊在上述第一多孔膜上的第二多孔膜。
19.如權利要求1所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多孔膜是由至少兩層結構構成的多層多孔膜；上述多層多孔膜包括第一多孔膜；以及，重疊在上述第一多孔膜上，并且其平均孔徑為上述第一多孔膜的平均孔徑10倍以上的第二多孔膜。
20.如權利要求19所述的過濾器濾材，其特征在于，上述第一多孔膜由同質聚四氟乙烯制成，上述第二多孔膜由變性聚四氟乙烯制成。
21.如權利要求20所述的過濾器濾材，其特征在于，上述變性聚四氟乙烯是在四氟乙烯單體中只加入不能熔融加工的量的共聚單體。
22.如權利要求21所述的過濾器濾材，其特征在于，上述共聚單體是從下列這一組單體中選擇出來的一種以上單體構成的六氟丙烯，全氟烷基乙烯醚，全氟烴基乙烯醚，以及三氟氯乙烯。
23.如權利要求19～22中任何一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述通氣性支承材料熱層疊在兩側的最外側。
24.如權利要求19～23中任何一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述通氣性支承材料是用無紡布制成的。
25.如權利要求19～24中任何一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多層多孔膜在上述第一多孔膜的重疊了第二多孔膜的相反的一側，還重疊了平均孔徑為上述第一多孔膜平均孔徑10倍以上的第三多孔膜。
26.如權利要求19～25中任何一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，它使用于當濾材的透過風速為1.4cm/秒時，直徑在0.3μm以上的粒子的捕集效率在99.97％以上，并且，當濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失在50Pa～500Pa之間的空氣過濾器部件上。
27.如權利要求19～26中任何一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，它使用于當濾材的透過風速為1.4cm/秒時，直徑在0.1μm以上的粒子的捕集效率在99.9999％以上，并且，當濾材的透過風速為1.4cm/秒時，壓力損失在50Pa～500Pa之間的空氣過濾器部件上。
28.如權利要求19～27中任何一項權利要求所述的過濾器濾材，其特征在于，上述多層多孔膜的PF值超過35。
29.一種過濾器組件，其特征在于，它包含加工成規定形狀的，如權利要求19～28中任何一項權利要求所述的過濾器濾材。
30.一種過濾器組件，其特征在于，它包括下列零件用打褶加工而成的，如權利要求19～28中任何一項權利要求所述的過濾器濾材；為保持上述打褶加工而成的過濾器濾材的形狀用的，用聚酰胺熱熔性樹脂制成的隔墊。
31.一種過濾器部件，他包括如權利要求29或30所述的過濾器組件；以及容納上述過濾器組件的框架。
32.一種過濾器濾材的制造方法，這種方法所制造的過濾器濾材具有至少兩層結構組成的多層多孔膜，以及熱重疊在上述多層多孔膜的至少一面上的通氣性支承材料，上述多層多孔膜包括用同質聚四氟乙烯制成的第一多孔膜，和用變性聚四氟乙烯制成的第二多孔膜；其特征在于，這種制造方法包括下列工序把在同質聚四氟乙烯細粉中混入液體潤滑劑后制成的第一混合物，與在變性聚四氟乙烯細粉中混入液體潤滑劑后制成的第二混合物分別填充在擠出模具的缸內不同區域中的第一工序；把上述第一和第二混合物擠壓出來，成為整體的膏狀的第二工序；對經過上述第二工序后的第一和第二混合物進行整體壓延，獲得多層成形體的第三工序；從上述多層成形體上除去上述液體潤滑劑，獲得未燒成的帶子的第四工序；使上述未燒成的帶子沿著長度方向延伸，然后再沿著寬度方向延伸，獲得上述多層多孔膜的第五工序；以及在上述多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料的第六工序。
33.一種過濾器濾材的制造方法，這種方法所制造的過濾器濾材具有至少兩層結構組成的多層多孔膜，以及重疊在上述多層多孔膜的至少一面上的通氣性支承材料，上述多層多孔膜包括用同質聚四氟乙烯制成的第一多孔膜，和用變性聚四氟乙烯制成的第二多孔膜；其特征在于，這種制造方法包括下列工序把在同質聚四氟乙烯細粉中混入液體潤滑劑后制成的第一混合物，與在變性聚四氟乙烯細粉中混入液體潤滑劑后制成的第二混合物分別擠出成膏狀的第一工序；對經過上述第一工序后的第一混合物進行壓延獲得第一成形體，并且，對經過上述第一工序后的第二混合物進行壓延獲得第二成形體的第二工序；分別從上述第一和第二成形體上除去上述液體潤滑劑的第三工序；把經過上述第三工序的第一和第二成形體重疊后獲得未燒成帶子的第四工序；使上述未燒成帶子沿著長度方向延伸，然后再沿著寬度方向延伸，獲得上述多層多孔膜的第五工序；以及在上述多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料的第六工序。
34.一種過濾器濾材的制造方法，這種方法所制造的過濾器濾材具有至少兩層結構組成的多層多孔膜，以及熱重疊在上述多層多孔膜的至少一面上的通氣性支承材料，上述多層多孔膜包括用同質聚四氟乙烯制成的第一多孔膜，和用變性聚四氟乙烯制成的第二多孔膜；其特征在于，這種制造方法包括下列工序把在同質聚四氟乙烯細粉中混入液體潤滑劑后制成的第一混合物，與在變性聚四氟乙烯細粉中混入液體潤滑劑后制成的第二混合物分別擠出成膏狀的第一工序；對經過上述第一工序后的第一混合物進行壓延獲得第一成形體，并且，對經過上述第一工序后的第二混合物進行壓延獲得第二成形體的第二工序；分別從上述第一和第二成形體上除去上述液體潤滑劑后獲得兩條未燒成帶子的第三工序；分別對上述兩條未燒成的帶子沿著長度方向進行延伸的第四工序；把上述兩條長度方向經過延伸的帶子重疊起來，通過沿著寬度方向進行延伸，獲得上述多層多孔膜的第五工序；以及在上述多層多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料的第六工序。
35.如權利要求32～34中任何一項權利要求所述的過濾器濾材的制造方法，其特征在于，上述未燒成帶子在長度方向上延伸的倍率為3倍以上20倍以下，在寬度方向上延伸的倍率為10倍以上50倍以下，總面積的增大倍率為80倍以上800倍以下。
36.如權利要求32～35中任何一項權利要求所述的過濾器濾材的制造方法，其特征在于，上述通氣性支承材料是用熱熔接性無紡布制成的。
全文摘要
本發明提供了一種用于過濾器的過濾器濾材，和制造這種過濾器濾材的方法。這種濾材的PF值超過32，上述PF值是根據過濾器濾材的壓力損失和捕集效率按照下式計算出來的PF值＝[－log(透過率(％)/100)/壓力損失(Pa)]×1000，(式中，透過率(％)＝100－捕集效率(％))。本發明的制造方法包括下列步驟在PTFE細粉中，每1kg PTFE細粉加入380ml以上的20℃的液體潤滑劑，進行混合，然后，加工成帶子狀之后，進行延伸，獲得PTFE多孔膜，接著在PTFE多孔膜的至少一面上熱重疊通氣性支承材料。
文檔編號B01D69/12GK1499995SQ02807578
公開日2004年5月26日 申請日期2002年4月3日 優先權日2001年4月5日
發明者田中修, 之, 乾邦彥, 渋谷吉之, 清谷秀之 申請人:大金工業株式會社