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Dokumentenidentifikation DE60015689T2 10.11.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001090676
Titel Luftfiltermedium, Luftfilterpaket und diese enthaltende Luftfiltereinheit und Verfahren zur Herstellung des Luftfiltermediums
Anmelder Daikin Industries, Ltd., Osaka, JP
Erfinder Shibuya, Yoshiyuki, Settsu-shi, Osaka 566-8585, JP;
Inui, Kunihiko, Settsu-shi, Osaka 566-8585, JP;
Kiyotani, Hideyuki, Settsu-shi, Osaka 566-8585, JP;
Tanaka, Osamu, Settsu-shi, Osaka 566-8585, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60015689
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.08.2000
EP-Aktenzeichen 001181742
EP-Offenlegungsdatum 11.04.2001
EP date of grant 10.11.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.2005
IPC-Hauptklasse B01D 69/02
IPC-Nebenklasse B01D 39/16   B01D 71/36   B01D 46/52   B01D 46/54   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftfiltermedium, eine Luftfilterpackung und eine Luftfiltereinheit, die dasselbe enthalten, und ein Verfahren zur Herstellung eines Luftfiltermediums. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Luftfiltermedium, das eine poröse Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Folie umfaßt und einen geringen Druckverlust und eine hohe Partikelsammel-Effizienz hat, eine Luftfilterpackung und eine Luftfiltereinheit, die ein solches Luftfiltermedium umfassen, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Luftfiltermediums.

STAND DER TECHNIK

Mit Steigerung der Integrationsgrade bei Halbleitern und der Leistungsfähigkeiten von Flüssigkristallen in den letzten Jahren wird eine Reinheit von Reinräumen mit zunehmend hohem Level verlangt, entsprechend wird nach Luftfiltereinheiten mit erhöhten Partikelsammeleffizienzien gesucht.

Bisher werden Hochleistungs-Luftfilter, die in solchen Luftfiltereinheiten eingesetzt werden, insbesondere HEPA, ULPA usw. durch Falten von Filtermedien hergestellt, welche durch Naßpapierherstellungsverfahren hergestellt wurden.

Allerdings ist es erwünscht, den Druckverlust der Luftfiltereinheiten zur weiteren Reduzierung der Ventilationsenergiekosten zu verringern und die Sammeleffizienz zu erhöhen, um reinere Reinräume zu verwirklichen, allerdings ist es schwierig, die hohe Qualität der Luftfiltereinheiten zu erreichen, die aus Glasfasern hergestellt sind (die hohe Sammeleffizienz, wenn der Druckverlust derselbe ist, oder der geringere Druckverlust, wenn die Sammeleffizienz dieselbe ist).

So wurden zur Herstellung von Hochleistungs-Luftfiltereinheiten Luftfiltereinheiten, die eine porösen PTFE-Folie umfassen und bessere Leistungsfähigkeit als Glasfaserfiltermedien haben, vorgeschlagen. Es wird berichtet, daß der Druckverlust eines ULPA, das die PTFE-Folie umfaßt, auf zwei Drittel (2/3) desjenigen des ULPA, das das Glasfiltermedium umfaßt (JP-A-5-202217, WO 94/16802 und WO 98/26860) abnimmt.

Die Leistungsfähigkeiten der Luftfiltereinheiten, die die porösen PTFE-Folien umfassen, kann durch Produktionsverfahren und Bearbeitungsverfahren verbessert werden und es werden poröse PTFE-Folien mit besseren Eigenschaften vorgeschlagen. Eine einzelne poröse PTFE-Folie mit hohen Eigenschaften (d.h., eine poröse Folie, auf die kein luftdurchlässiges Trägerelement laminiert ist, um ein Filtermedium zu bilden) ist in JP-A-9-504737, JP-A-10-30031, JP-A-10-287759 und WO 98/26860 offenbart. Diese Patentpublikationen offenbaren poröse PTFE-Folien mit einem hohen PF (Performance Factor = Leistungsfähigkeitfaktor), der ein Index für die Leistungsfähigkeit der Luftfiltermedien ist.

In der Praxis ist es allerdings notwendig, ein luftdurchlässiges Trägerelement auf die poröse PTFE-Folie zu laminieren, so daß die PTFE-Folie als Luftfiltermedium verwendet wird, da die Festigkeit der porösen PTFE-Folie als solcher unter dem Gesichtspunkt der Handhabungseigenschaften erhöht werden sollte und eine Beschädigung des Filtermediums vermieden werden sollte, wenn das Filtermedium in eine gewünschte Form geformt wird.

Wie oben beschrieben wurde, sind poröse Folien nur aus PTFE mit hohem PF-Wert bekannt. Beispielsweise beschreibt die JP-A-10-30031 eine poröse PTFE-Folie mit einem PF-Wert von 30. Unter den Luftfiltermedien, die das Laminat aus der porösen PTFE-Folie und dem luftdurchlässigen Trägerelement umfassen, ist eines mit einem PF-Wert von 19,8 aus der JP-A-10-30031 bekannt und eines mit einem PF-Wert von 21,8 aus der WO 98/26850 bekannt, allerdings war noch keines mit einem PF-Wert von größer als 22 bekannt.

Im Fall einer Luftfiltereinheit, die ein gefaltetes Luftfiltermedium umfaßt, das eine poröse PTFE-Folie und ein luftdurchlässiges Trägerelement auf die poröse Folie laminiert hat, offenbart WO 98/26860 eine Luftfiltereinheit mit einem PF-Wert von 90,6, wenn auch nicht offenbart ist, wie diese produziert wird. Allerdings ist keine Luftfiltereinheit mit einem PF-Wert von größer als 90,6 offenbart und es ist auch nicht offenbart, wie eine derartige Luftfiltereinheit zu produzieren ist.

EP 0 808 648 A beschreibt eine poröse Polytetrafluorethylen-Membran, ein Verfahren zur Herstellung derselben und ihre Verwendung als Luftfiltermaterial. Spezifisch ausgedrückt, nach diesem Dokument wird ein feines Polytetrafluorethylen-Pulver mit einem flüssigen Schmiermittel vermischt und das Gemisch wird durch mindestens eines aus einem Extrudierverfahren und einem Walzverfahren zu einer ungesinterten Folie verformt. Das flüssige Schmiermittel wird durch mindestens eines aus einem Erhitzungsverfahren und einem Extrudierverfahren aus der Folie entfernt. Dieses Formteil in Folienform wird in Maschinenrichtung gestreckt, um ein Polytetrafluorethylen-Formteil in Folienform herzustellen, das bei Analyse mit einem Differentialscanningkalorimeter eine Kristallschmelzkurve mit einem endothermen Peak im Temperaturbereich von 345 ± 5°C liefert und das einen Kristallisationsgrad von 0,1 bis 0,85 und ein spezifisches Gewicht von 1,4 oder weniger hat. Das Formteil wird dann in Querrichtung unter Herstellung einer porösen Polytetrafluorethylen-Membran gestreckt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Hochleistungs-Luftfiltermediums mit einem geringen Druckverlust und einer hohem Sammeleffizienz, das eine poröse PTFE-Folie und einen luftdurchlässigen Träger, der zumindest auf eine Oberfläche der porösen PTFE-Folie laminiert ist, umfaßt.

Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Luftfilterpackung mit niedrigem Druckverlust und hoher Sammeleffizienz, die durch Falten eines Luftfiltermediums, das eine porösen PTFE-Folie und einen luftdurchlässigen Träger, der auf der porösen PTFE-Folie laminiert ist, umfaßt, hergestellt wird.

Die dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Luftfiltereinheit, die einen geringen Druckverlust und eine hohe Sammeleffizienz hat und einen Rahmen und eine Luftfilterpackung umfaßt, welche durch Falten eines Luftfiltermediums, das eine poröse PTFE-Folie und einen luftdurchlässigen Träger auf der porösen PTFE-Folie laminiert umfaßt und in dem Rahmen gelagert ist, hergestellt wird.

Die vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Luftfiltereinheit, umfassend einen Rahmen und eine Luftfilterpackung, die hergestellt wurde, indem ein Luftfiltermedium, das eine poröse PTFE-Folie und einen luftdurchlässigen Träger auf der porösen PTFE-Folie laminiert umfaßt, in dem Rahmen gelagert ist, wobei die Einheit die hohe Leistungsfähigkeit aufrecht erhält und kompakt ist (d.h. eine niedrige gefaltete Höhe (Falttiefe) in einer Luftfilterpackung, die das gefaltete Luftfiltermedium umfaßt).

Die fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines effizienten Verfahrens zur Herstellung des obigen Luftfiltermediums.

Erfindungsgemäß werden die oben Aufgaben gelöst durch

  • (1) ein Luftfiltermedium, umfassend eine poröse Polytetrafluorethylen-Folie und einen luftdurchlässigen Träger, der zumindest auf eine Oberfläche der besagten porösen Folie laminiert ist, und wobei das Luftfiltermedium einen PF1-Wert von mehr als 22 aufweist, der gemäß der folgenden Formel berechnet wird. PF1 = [–log(Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)]×100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz,

    bei einem Druckverlust (Einheit: mmH2O), der gemessen wird, wenn Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/s strömt, und einer Sammeleffizienz (Einheit: %), die gemessen wird unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgröße von 0,10 bis 0,12 &mgr;m;
  • (2) eine Luftfilterpackung, umfassend ein gefaltetes Luftfiltermedium, umfassend eine poröse Polytetrafluorethylen-Folie und eine auf zumindest eine Oberfläche der besagten porösen Folie laminierten luftdurchlässigen Träger, und wobei die Luftfilterpackung einen PF2-Wert von über 90,6 aufweist, der gemäß der folgenden Formel berechnet wird: PF2 = [–log(Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)]×100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz,

    bei einem Druckverlust (Einheit: mmH2O), der gemessen wird, wenn Luft durch die Luftfilterpackung bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s strömt, und einer Sammeleffizienz (Einheit: %), die gemessen wird unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgröße von 0,10 bis 0,12 &mgr;m;
  • (3) eine Luftfiltereinheit, umfassend einen Rahmen und eine Luftfilterpackung, umfassend ein gefaltetes Luftfiltermedium, welches in besagtem Rahmen gelagert ist, worin das besagte Filtermedium eine poröse Polytetrafluortehylen-Folie und einen zumindest auf eine Oberfläche der besagten poröse Folie laminierten luftdurchlässigen Träger umfaßt, und wobei besagte Einheit einen PF3-Wert von über 90,6 aufweist, der berechnet wird gemäß der folgenden Formel: PF2 = [–log(Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)]×100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz,

    bei einen Druckverlust (Einheit: mmH2O), der gemessen wird, wenn Luft durch die Luftfiltereinheit bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s strömt, und einer Sammeleffizienz (Einheit: %), die gemessen wird unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgröße von 0,10 bis 0,12 &mgr;m;
  • (4) eine Luftfiltereinheit, umfassend einen Rahmen und eine Luftfilterpackung, umfassend ein gefaltetes Luftfiltermedium, welches in besagtem Rahmen gelagert wird, wobei das Luftfiltermedium eine poröse Polytetrafluorethylen-Folie und einen zumindest auf eine Oberfläche der besagten porösen Folie laminierten luftdurchlässigen Träger umfaßt, und wobei besagte Einheit einen PF1-Wert von über 22 hat, das Luftfiltermedium mit einer gefalteten Höhe (Falttiefe) von 30 mm oder weniger gefaltet ist und der Druckverlust zumindest 1 mmH2O beträgt, wenn die Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s strömt, und
  • (5) ein Verfahren zur Herstellung eines Luftfiltermediums, umfassend die Schritte:

    Laminieren eines luftdurchlässigen Trägers auf zumindest eine Oberfläche einer porösen Polytetrafluorethylen-Folie unter Erhitzen, und

    Kühlen des besagten Laminats des besagten Trägers und der besagten Folie direkt nach der Laminierung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung einer Apparatur, die verwendet wird, um eine PTFE-Folie in Maschinenrichtung zu strecken bzw. zu dehnen.

2 ist eine schematische Darstellung einer Apparatur zum Strecken einer PTFE-Folie in Querrichtung (linke Seite) und eine Apparatur zur Laminierung von luftdurchlässigen Trägern auf die PTFE-Folie.

3 ist eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Messung des Druckverlusts einer Filtereinheit.

4 ist eine schematische Darstellung einer sich hin- und her bewegenden Faltmaschine.

5 zeigt schematisch die Schritte, um Abstandshalter aufzutragen.

6 zeigt schematisch eine Walzen-Aufstell-Maschine.

[DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG] Luftfiltermedium

Das Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung umfaßt ein poröse PTFE-Folie und einen luftdurchlässigen Träger, der zumindest auf eine Oberfläche der porösen PTFE-Folie laminiert ist, und ist dadurch charakterisiert, daß der oben definierte PF1-Wert über 22 liegt.

Das Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung hat den luftdurchlässigen Träger auf mindestens eine Oberfläche der porösen PTFE-Folie laminiert und kann eine Zweifaltenstruktur, die aus dem luftdurchlässigen Träger und der porösen PTFE-Folie besteht, eine Dreifaltenstruktur, die aus dem luftdurchlässigen Träger, der porösen PTFE-Folie und dem luftdurchlässigen Träger besteht, oder eine Fünffaltenstruktur, die aus dem luftdurchlässigen Träger, der porösen PTFE-Folie, dem luftdurchlässigen Träger, der porösen PTFE-Folie und dem luftdurchlässigen Träger besteht, haben. Vorzugsweise sind die luftdurchlässigen Träger auf beide Oberflächen der porösen PTFE-Folie laminiert. In diesem Fall wird die Handhabung der porösen PTFE-Folie einfach und die Beschädigung der porösen PTFE-Folie während der Handhabung kann möglichst unterdrückt werden.

Die poröse PTFE-Folie kann eine einschichtige Folie oder optional eine mehrschichtige Folie sein. Die Folie mit einer mehrschichtigen Struktur kann eine gegenseitige Kompensation unter den Schichten aufweisen, wenn eine der Schichten Fehler wie zum Beispiel Lunker hat, oder sie kann flexibel gestaltet werden, um den verlangten Eigenschaften des Filtermediums zu entsprechen. Wenn zum Beispiel zwei poröse PTFE-Folien mit denselben Eigenschaften laminiert werden, kann die Sammeleffizienz erhöht werden, obgleich der Druckverlust rechnerisch verdoppelt ist.

Das Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen Druckverlust von mindestens 4 mmH2O, bevorzugter von 5 bis 100 mmH2O, besonders bevorzugt von 10 bis 50 mmH2O, wenn Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/s geleitet wird. Wenn der Druckverlust weniger als 4 mmH2O ist, kann es in einigen Fällen schwierig sein, eine Sammeleffizienz der zusammengebauten Luftfiltereinheit von mindestens 99 % zu erreichen. Wenn der Druckverlust 100 mmH2O übersteigt, hat die zusammengebaute Luftfiltereinheit einen sehr großen Druckverlust, so daß die Anwendung des Luftfilters begrenzt sein kann.

Das Charakteristikum des Luftfiltermediums der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der oben definierte PF1-Wert über 22 liegt. Vorzugsweise ist der PF1-wert mindestens 23, bevorzugter mindestens 24, besonders bevorzugt mindestens 25.

Mit dem Luftfiltermedium, das einen hohen PF1-Wert von zum Beispiel mindestens 23, mindestens 24 oder mindestens 25 hat, können die Luftfilterpackung und Luftfiltereinheit höhere Leistungsfähigkeiten haben (höherer PF2-Wert oder PF3-Wert). Wie oben beschrieben wurde, kann außerdem die Luftfiltereinheit kompakt gemacht werden (die sehr dünne Luftfiltereinheit), während die hohe Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit aufrechterhalten wird.

Im Fall des PF1-Wertes des Luftfiltermediums der vorliegenden Erfindung ist die Differenz der absoluten Werte der PF3-Werte, selbst wenn die Differenz der absoluten Werte der PF1-Werte 1 (eins) ist, 4 oder mehr. Der Grund dafür ist der folgende:

Wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/s in 1,4 cm/s geändert wird, nimmt der Druckverlust um den Faktor 1,4/5,3 ab. Selbst wenn sich die Sammeleffizienz nicht verändert, nimmt der PF-Wert bei Berechnung um den Faktor 5,3/1,4 (=3,79) zu. Darüber hinaus nimmt die Sammeleffizienz zu, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Luft abnimmt. So steigt der PF-wert weiter und der absolute Wert des PF-Wertes wird 4 oder mehr.

Genauer ausgedrückt, wenn der PF1-Wert des Luftfilters um 1 (eins) zunimmt, nimmt der PF3-Wert der Luftfiltereinheit um 4 oder mehr zu. Wenn der Druckverlust der Luftfiltereinheit derselbe ist, steigt die Sammeleffizienz an. Wenn die Sammeleffizient der Luftfiltereinheit dieselbe ist, nimmt der Druckverlust ab. Wenn beispielsweise der PF3-Wert der Luftfiltereinheit von 92 auf 96 zunimmt, nimmt die Sammeleffizienz von 9,9989 & auf 99,99935 % zu, wenn der Druckverlust konstant bei 5,4 mmH2O ist. Diese Zunahme ist signifikant.

Das Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Sammeleffizienz von mindestens 99,9 %, bevorzugt von mindestens 99,99 %. Das Luftfiltermedium, das eine Sammeleffizienz von mindestens 99,9 % hat, kann eine Luftfiltereinheit mit einer Sammeleffizienz auf demselben Level wie die von HEPA bereitstellen, und das Luftfiltermedium, das eine Sammeleffizienz von mindestens 99,99 % hat, kann eine Luftfiltereinheit bereitstellen, die eine Sammeleffizienz auf demselben Level wie die von ULPA bereitstellen.

Nachfolgend werden die poröse PTFE-Folie und der luftdurchlässige Träger, die das Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung bilden, erläutert.

Die poröse PTFE-Folie, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, kann eine beliebige poröse PTFE-Folie sein, solange sie einen PF-Wert von über 22 hat, und es kann eine herkömmliche poröse PTFE-Folie verwendet werden. Solche porösen PTFE-Folien werden in JP-A-10-30031, JP-A-10-287759 und JP-A-9-504737 beschrieben.

Die vorzugsweise verwendete poröse PTFE-Folie hat einen PF-Wert von mindestens 27, bevorzugter von mindestens 28.

Die Dicke der porösen PTFE-Folie ist vorzugsweise mindestens 5 &mgr;m, bevorzugter mindestens 8 &mgr;m. Die poröse PTFE-Folie, die denselben PF-Wert und die größere Dicke hat, kann die größere Menge an schwebenden feinen Teilchen einfangen und somit das Luftfiltermedium mit langer Gebrauchsdauer bereitstellen.

Wenn die poröse PTFE-Folie außerdem eine große Dicke hat, kann die Bildung von Lunkern im Verlauf der Laminierung der porösen PTFE-Folie und des luftdurchlässigen Trägers und/oder während des Faltens des Luftfiltermediums unterdrückt werden.

Die poröse PTFE-Folie hat vorzugsweise einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,14 &mgr;m oder weniger, bevorzugter von 0,05 bis 0,1 &mgr;m. Nach der Einzelfasersammeltheorie gilt: wenn der Faserdurchmesser des Filtermediums ansteigt, nimmt die Adsorptionsfähigkeit der Partikel an den Fasern ab. Wenn dann der durchschnittliche Faserdurchmesser 0,14 &mgr;m übersteigt, wird es schwierig, eine poröse Folie mit einem hohen PF-Wert zu erhalten. Wenn der durchschnittliche Faserdurchmesser kleiner als 0,05 &mgr;m ist, kann die poröse Folie einen hohen PF-Wert haben, allerdings verschlechtert sich dann die Festigkeit der porösen Folienstruktur und der PF-Wert wird infolge einer Laminierung, wie es oben beschrieben wurde, deutlich verringert, so daß es schwierig ist, ein Luftfiltermedium mit einem ausreichend hohen PF-Wert zu erhalten.

Die Packungsdichte der porösen PTFE-Folie ist 12 % oder weniger, vorzugsweise 10 % oder weniger, bevorzugter 8 % oder weniger. Die Packungsdichte stellt den Grad des Stopfens der Fasern in einen Raum dar. Wenn die Packungsdichte abnimmt, nehmen die Lunker (bzw. Poren) in der porösen Folie zu und der Abstand zwischen den Fasern nimmt zu. So werden die Partikel leichter an den Fasern der porösen Folie adsorbiert und die PF-Werte und auch die Menge der eingefangenen Partikel nimmt zu.

Die poröse PTFE-Folie, die vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann durch das folgende Verfahren hergestellt werden:

Herstellung einer vorteilhaften porösen PTFE-Folie

Die poröse PTFE-Folie ist vorzugsweise eine expandierte poröse Folie.

Um die expandierte poröse PTFE-Folie herzustellen, wird einem feinen PTFE-Pulver ein flüssiges Schmiermittel, wie zum Beispiel Naphthalösungsmittel, Weißöl, usw. zugesetzt, wobei das feine PTFE-Pulver durch Koagulieren der wäßrigen Dispersion von emulsionspolymerisiertem PTFE hergestellt wird; dann wird das Gemisch pastenextrudiert, um einen Stab zu erhalten. Das Pastenextrudat in Stabform wird gewalzt, um ungesintertes PTFE zu erhalten. Die Dicke des ungesinterten PTFE-Bands ist üblicherweise 100 bis 500 &mgr;m.

Das ungesinterte Band wird mit einem Dehnungsverhältnis des 2- bis weniger als das 10-fache in Maschinenrichtung (MD) gedehnt bzw. gestreckt und dann in Querrichtung (TD) gedehnt. Bei diesem Dehnprozeß wird die Folie vorzugsweise mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von mindestens 200 %/s in Querrichtung gedehnt. Wenn die Dehnungsgeschwindigkeit in Querrichtung zunimmt, nimmt der Faserdurchmesser der porösen PTFE-Folie ab, so daß eine PTFE-Folie mit einem höheren PF-Wert erhalten werden kann. Das Dehnungsverhältnis in Querrichtung wird vorzugsweise so eingestellt, daß das Flächendehnungsverhältnis insgesamt im Bereich zwischen dem 100- und dem 300-fachen liegt.

Das Dehnen bzw. Strecken in Maschinenrichtung wird bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des gesinterten PTFE durchgeführt und das Dehnen in Querrichtung wird bei einer Temperatur im Bereich zwischen 200 und 420°C durchgeführt.

Die Dehnung des ungesinterten Bands kann unter Laminierung von zwei oder mehr Bändern durchgeführt werden, wenn dies erforderlich ist.

Nach dem Dehnen in Querrichtung kann die poröse PTFE-Folie gegebenenfalls wärmegehärtet werden, um die Schrumpfung zu verhindern.

Ein nicht-faserartiges Material kann in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.-Teile des feinen PTFE-Pulvers mit dem feinen PTFE-Pulver compoundiert werden, um die Dicke der porösen PTFE-Folie zu erhöhen und die Packungsdichte der Folie weiter zu verringern.

Die oben erhaltene poröse PTFE-Folie hat einen PF-Wert von mehr als 22 und es wird in einfacher weise eine mit einem PF-Wert von mindestens 27 erhalten. Da das Gesamtdehnungsverhältnis in Maschinen- und in Querrichtung nicht so hoch ist, kann eine poröse PTFE-Folie, die eine relativ große Dicke hat (mindestens 5 &mgr;m) und eine geringe Packungsdichte von 12 % oder weniger, vorzugsweise von 10 % oder weniger, bevorzugter von 8 % oder weniger erhalten werden.

Der im Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung verwendete luftdurchlässige Träger kann ein beliebiger Träger sein, der herkömmlicherweise zur Verstärkung der porösen PTFE-Folie verwendet wird, soweit er keinen Einfluß auf den Druckverlust des Luftfiltermediums hat, das heißt, er hat einen Druckverlust, der viel geringer ist als der der porösen PTFE-Folie.

Vorzugsweise wird ein Non-Woven-Gewebe, das an mindestens einer Oberfläche Schmelzbindungseigenschaften hat, verwendet. Bevorzugter wird ein Non-Woven-Gewebe verwendet, das Fasern mit Kern-Hülle-Struktur umfaßt (zum Beispiel Fasern, die aus einem Polyesterkern und einer Polyethylenhülle oder einem Kern aus hochschmelzendem Polyester und einer Hülle aus niedrigschmelzendem Polyester bestehen). Das Non-Woven-Gewebe, das die Fasern mit Kern-Hülle-Struktur umfaßt, kann bei relativ niedriger Temperatur, die etwas höher ist als der Schmelzpunkt der Hülle, welcher niedriger ist als der des Kerns, laminiert werden. Daher kann es die Wärmegeschichte im Verlauf der Laminierung des luftdurchlässigen Trägers auf die poröse PTFE-Folie reduzieren und damit kann die Verringerung des PF-Wertes des Laminats aus der porösen PTFE-Folie und dem luftdurchlässigen Träger, der unten beschrieben wird, unterdrückt werden.

Laminierung der porösen PTFE-Folie und des luftdurchlässigen Trägers

Das erfindungsgemäße Luftfiltermedium wird vorzugsweise durch Laminieren der porösen PTFE-Folie und des luftdurchlässigen Trägers wie folgt produziert:

Daikin Industries Limited produziert und verkauft Luftfiltermedien, die das laminierte poröse PTFE-Material und den luftdurchlässigen Träger umfassen, sowie Luftfilterpackungen und Luftfiltereinheiten, die solche Luftfiltermedien umfassen. Es ist bekannt, daß der Druckverlust im allgemeinen ansteigt, wenn der luftdurchlässige Träger im Herstellungsverfahren der Luftfiltermedien auf der porösen PTFE-Folie laminiert wird. Außerdem wurde festgestellt, daß eine solche Laminierung die Abnahme der Einfangeffizienz zusätzlich zur Erhöhung des Druckverlustes induziert und als Resultat nimmt der PF-Wert des Laminats ab; außerdem wurde festgestellt, daß es sehr wichtig ist, bessere Laminierungsbedingungen zu finden, die nicht bekannt sind, so daß Luftfiltermedien mit höherem PF-Werten erhalten werden.

In der JP-A-10-30031 kann die Laminierung praktisch durch ein herkömmliches Verfahren durchgeführt werden, da kein spezifisches Laminierungsverfahren (oder Laminierungsbedingungen) beschrieben ist. Wenn ein luftdurchlässiger Träger auf eine poröse PTFE-Folie mit einem PF-Wert von 26,6 laminiert wurde, sank der PF-Wert des Luftfiltermediums auf 19,8. Darüber hinaus konnte durch keine der anderen Publikationen des Standes der Technik ein Luftfiltermedium mit einem PF-Wert von über 22 erhalten werden, wenn der luftdurchlässige Träger auf die poröse PTFE-Folie laminiert war.

Mittlerweile wurde als Verfahren zur Laminierung eines luftdurchlässigen Trägers auf ein poröses PTFE-Material beispielsweise von Daikin Industries Limited ein Verfahren vorgeschlagen, das eine Laminierung dieser ohne Presse in Richtung der Dicke der porösen PTFE-Folie umfaßt, so daß der Druckverlust der porösen PTFE-Folie möglichst aufrechterhalten wird (siehe JP-A-6-218899). Als versucht wurde, mit dem oben offenbarten Laminierungsverfahren den luftdurchlässigen Träger auf poröse PTFE-Folien mit verschiedenen PF-Werten zu laminieren, konnte der Abfall des PF-Wertes nach Laminierung zu einem gewissen Grad unterdrückt werden, wenn die poröse PTFE-Folie einen PF-Wert von 22 oder weniger hatte, allerdings nahm der PF-Wert des Laminats ab, wenn die poröse PTFE-Folie einen PF-Wert von über 22 hatte (in der JP-10-30031 ist ein poröse Folie mit einem PF-Wert von 30 offenbart); somit konnten nur die Laminate, die einen PF-Wert von 22 oder weniger haben, erhalten werden.

Als Grund für die oben genannten Tendenz der PF-Werte, die vom Laminierungsverfahren (Laminierungsbedingungen) abhängen, das in JP-A-6-218899 offenbart ist, kann der folgende angenommen werden:

Wenn der PF-Wert der einfachen porösen PTFE-Folie weiter über 22 ansteigt, nimmt der durchschnittliche Faserdurchmesser der porösen PTFE-Folie weiter ab und auch die Packungsdichte nimmt ab. Außerdem wird vorzugsweise eine poröse PTFE-Folie mit einer Dicke von 5 &mgr;m oder mehr verwendet, um die größere Menge an schwebenden Partikeln einzufangen und so die Gebrauchsdauer des Filtermediums zu erhöhen.

Die Fasern einer solchen PTFE-Folie, die einen hohen PF-Wert hat, zeigen die Neigung, durch Kompression in Dickerichtung thermisch zu koagulieren, was durch Aufwickel- und Entwickel-Spannung und die thermische Schrumpfung der Folie im Verlauf einer Laminierung verursacht wird. Diese Punkt werden weiter untersucht.

Das heißt, es kann angenommen werden, daß die Abstände zwischen den Fasern, insbesondere denen in Dickerichtung, der porösen PTFE-Folie durch die Kompression verringert werden und somit der Effekt einer solchen Faser, die Partikel einzufangen, insbesondere der Einfangeffekt im Inneren der porösen PTFE-Folie verschlechtert wird, was eine Verschlechterung der Sammeleffizienz als ganzes verursacht. Darüber hinaus kann angenommen werden, daß die Anzahl der Fasern in der porösen PTFE-Folie durch die thermische Koagulation der Fasern verringert wird und entsprechend kann die Vergrößerung des Durchmessers einer Faser die Verschlechterung der Sammeleffizienz der Folie verursachen. Folglich würde das oben beschriebene Phänomen selbst unter relativ milden Bedingungen, die in JP-A-6-218899 offenbart sind, auftreten und als Resultat kann die Sammeleffizienz der Folie abnehmen.

JP-A-6-218899 offenbart auch ein Verfahren zur Laminierung der porösen PTFE-Folie und des luftdurchlässigen Trägers durch ihre Eigengewichte ohne Druckanwendung. Allerdings wird die Laminierungstemperatur hoch eingestellt, um sie nur durch ihre Eigengewicht zu laminieren. Daher schrumpft die poröse PTFE-Folie thermisch unter Verringerung des PR-Wertes. Außerdem kann es schwierig sein, diese durch dieses Verfahren in einer Länge zu laminieren, die zur Herstellung einer Filtereinheit notwendig ist (20 m oder länger).

So wurden Laminierungsverfahren (Laminierungsbedingungen) auf der Grundlage der obigen Beobachtung untersucht und es wurde festgestellt, daß das gewünschte Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, wenn die folgenden Bedingungen angewendet werden:

  • (1) die Wärmehistorie im Verlauf der Laminierung so wenig wie möglich reduziert wird;
  • (2) die Entwicklungs- und Wicklungs-Spannung möglichst weit verringert werden;
  • (3) das Laminat unmittelbar vor der Laminierung durch Blasen von gekühlter Luft auf das Laminat usw. vorzugsweise abgekühlt wird.

Genauer ausgedrückt, die Laminierung wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt:

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in der rechten Hälfte von 2 dargestellt ist, werden eine poröse PTFE-Folie und ein luftdurchlässiger Träger laminiert, indem ein Paar der luftdurchlässigen Träger 11, 23, vorzugsweise thermoplastische Non-Woven-Gewebe (z.B. Non-Woven-Gewebe aus Fasern mit Kern-Hülle-Struktur, die aus einem Polyesterkern und einer Polyethylen-Hülle bestehen) auf die beiden Oberflächen einer biaxial gedehnten porösen PTFE-Folie, die aus einem in der linken Hälfte von 2 gezeigten Spannrahmen zugeführt wird, gelegt wird und dann wird das Laminat mit der Heizwalze 19 in Kontakt gebracht.

Hier ist die Temperatur der Heizwalze 19 vorzugsweise 130 bis 220°C, bevorzugter 140 bis 170°C. Wenn das Laminat aus dem luftdurchlässigen Träger und der porösen PTFE-Folie mit der Heizwalze 19 in Kontakt gebracht wird, kann der Kompressionsdruck gegen die Walze 19 durch die Entwicklungsspannung des luftdurchlässigen Trägers 22 eingestellt werden und ist vorzugsweise 10 bis 90 g/cm, bevorzugter 30 bis 70 g/cm.

Bevorzugter kann die Laminierung (a) unter einer Entwicklungsspannung von 70 bis 90 g/cm bei einer Liniengeschwindigkeit von mindestens 5 m/min durchgeführt werden, wenn die Erwärmungstemperatur 130°C bis weniger als 140°C ist, (b) unter einer Entwicklungsspannung von 30 bis 70 g/cm bei einer Liniengeschwindigkeit von mindestens 10 m/min durchgeführt werden, wenn die Erwärmungstemperatur 140°C bis weniger als 170°C ist, oder (c) unter einer Entwicklungsspannung von 10 bis 30 g/cm bei einer Liniengeschwindigkeit von mindestens 15 m/min durchgeführt werden, wenn die Erhitzungstemperatur 170°C bis weniger als 220°C ist.

Die Wicklungsspannung ist üblicherweise 380 g/cm oder weniger, vorzugsweise 300 g/cm oder weniger. Wenn das Laminat unter einer hohen Spannung auf die Walze 21 aufgewickelt wird, kann die poröse PTFE-Folie in Dickerichtung komprimiert werden und der PF-wert kann abnehmen.

Das Laminat aus der porösen PTFE-Folie und dem luftdurchlässigen Träger wird vorzugsweise direkt nach der Laminierung gekühlt. Die Kühlung kann durchgeführt werden, indem die Blasdüse 24 unmittelbar stromabwärts der Heizwalze 19 angeordnet wird, mit einem Bläser Umgebungsluft (vorzugsweise 50°C oder weniger, bevorzugter 40°C oder weniger) in die Düse eingeführt wird oder unter Druck gekühlte Luft in die Düse eingeführt wird, und die Luft aus der Düse auf das laminierte Luftfiltermedium geblasen wird.

Luftfilterpackung und Luftfiltereinheit der Erfindung

Im allgemeinen kann die Luftfiltereinheit produziert werden, indem das Luftfiltermedium gefaltet wird, um eine Luftfilterpackung zu erhalten und danach die Packung in einen Rahmen integriert wird. Die spezifischen Arbeitsgänge werden unten beschrieben.

Die Luftfiltereinheit umfaßt eine Einheit des Minifalten-Typs und eine Einheit des Separator-Typs.

Einheit vom Minifalten-Typ

Das Herstellungsverfahren für die Einheit des Minifalten- bzw. Minifaltungs-Typs umfaßt die folgenden Schritte:

Falten des Luftfiltermediums in die gefaltete Form,

Entfalten des gefalteten Luftfiltermediums,

Anbringen eines Abstandshalters in Form von beispielsweise einer Schnur auf das Luftfiltermedium,

erneutes Falten des Luftfiltermediums, auf das der Abstandshalter angewendet wurde,

Schneiden des gefalteten Luftfiltermediums zu einer konzipierten Größe (Endbehandlung der Luftfilterpackung gemäß der Erfindung) und

Umgeben der vier Seiten der Luftfilterpackung mit einem Rahmen und Versiegeln der Luftfilterpackung und des Rahmens.

Um das Luftfiltermedium in die gefaltete Form zu falten wird das Luftfiltermedium im allgemeinen mit sich hin- und herbewegenden Blättern (bzw. Schneiden) gefaltet, wie es in 4 gezeigt ist.

Um das Luftfiltermedium, auf das Abstandshalter angewendet bzw. aufgebracht wurde, erneut in die gefaltete Form zu falten, wird das Luftfiltermedium mit einem Walzenpaar befördert und mit einem Gewicht, das am Ausgang angeordnet ist, aufgestellt, wie es in 6 gezeigt ist, oder das Luftfiltermedium wird mit sich hin- und herbewegenden Blättern aufgestellt, wie es in 5 gezeigt ist.

Im allgemeinen wird das Luftfiltermedium 41, wie es in 4 dargestellt ist, unter Verwendung von Einzugswalzen entwickelt, das heißt, das Luftfiltermedium wird zwischen einem Paar Antriebswalzen angezogen und durch die Antriebswalzen entwickelt und dann wird das Luftfiltermedium mit dem sich hin- und herbewegenden Blättern gefaltet. Danach wird das gefaltete Luftfiltermedium entfaltet und der Abstandshalter wird auf die Membran aufgebracht, wie es in 5 gezeigt ist. Dann wird das ungefaltete Luftfiltermedium erneut unter Verwendung der Walzen von 6 gefaltet.

Der Abstandshalter der Minifaltungstypeinheit wird so aufgebracht, daß er die gefaltete Form aufrechterhält und auch die Strömungswege der Gase aufrecht hält. Das Material der Abstandshalter ist nicht beschränkt und herkömmlicherweise verwendete Heißschmelzharze, zum Beispiel Ethylen-Copolymere, Propylen-Copolymere, EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymere); Polyamid usw. oder Glasgarne können verwendet werden.

Wenn das Heißschmelzpolyamidharz als Abstandshalter der Luftfilterpackung und der Luftfiltereinheit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, haben die erhaltene Luftfilterpackung und -einheit nicht nur den gewünschten PF-Wert, sondern auch den zusätzlichen Wert, daß die Menge an gebildeten organischen Materialien, dargestellt durch TOC (total Organic Carbon), sehr niedrig ist.

Die Einheiten des Minifaltentyps werden vorzugsweise in Apparaturen zur Herstellung von Halbleitern eingesetzt. Wenn die organischen Materialien, die durch TOC repräsentiert werden, im Verlauf der Herstellung der Halbleiter gebildet werden, werden sie an den Siliciumwafer-Oberflächen abgeschieden in den Schritten, in denen Hitze auf die Wafer angewendet wird, carbonisiert, so daß die elektrischen Eigenschaften verschlechtert werden. Die Luftfilterpackung oder -einheit, die Abstandshalter des Heißschmelzpolymidharzes haben, können zu einer Verbesserung der Energieeffizient infolge des hohen PF-Wertes beitragen und auch die Ausbeute im Halbleiterherstellungsverfahren erhöhen.

Einheit des Separator-Typs

Das Verfahren zur Herstellung der Einheit des Separator-Typs umfaßt die Schritte:

  • – Falten des Luftfiltermediums,
  • – Einsetzen eines gewellten Separators zwischen die Falten der gefalteten Luftfiltermedien,
  • – Schneiden der gefalteten Luftfiltermedien in eine konzipierte Größe (Endbehandlung der Luftfilterpackung gemäß der Erfindung) und
  • – Umgeben der vier Seiten der Luftfilterpackung mit einem Rahmen und Versiegeln der Luftfilterpackung und des Rahmens.

Das folgende Herstellungsverfahren wird bevorzugt, um den PF-Wert des Luftfiltermediums der vorliegenden Erfindung, das die poröse PTFE-Folie und den luftdurchlässigen Träger in der Luftfilterpackung und -einheit umfaßt, wirksam widerzuspiegeln.

Das heißt, die Luftfiltereinheit wird durch Anwendung mindestens eines der folgenden Verfahren hergestellt:

  • (1) im Schritt des Faltens des Luftfiltermediums in die gefaltete Form wird das Luftfiltermedium unter Verwendung einer Walze, deren Schaft mit einem Motor verbunden ist, allerdings ohne Verwendung von Einzugswalzen, gewaltsam entwickelt, so daß keine Kraft in Dickerichtung des Luftfiltermediums angewendet wird,
  • (2) im Schritt des Faltens des Luftfiltermediums in die gefaltete Form wird das gefaltete Element durch Erwärmen mit Heizmittel 42, 42', die in 4 gezeigt sind, bei einer Temperatur von 60 bis 110°C gut gefaltet,
  • (3) wenn das Luftfiltermedium nach dem Entfalten des Luftfiltermediums und dem Aufbringen der schnurförmigen Abstandshalter auf das entfaltende Element wiedergefaltet wird, werden die Faltungslinien durch gewaltsames Falten des Luftfiltermediums unter Verwendung der hin- und hergehenden Blätter deutlich ausgebildet,
  • (4) in allen Schritten wird das Luftfiltermedium ohne Verwendung von Einzugswalzen befördert, so daß das Luftfiltermedium nicht komprimiert wird.

Der PF2- oder PF3-Wert der Luftfilterpackung oder -einheit der vorliegenden Erfindung liegt über 90,6, ist vorzugsweise mindestens 92, bevorzugter mindestens 95.

Im allgemeinen gilt, wenn der PF-Wert zunimmt, kann der Druckverlust der Einheit niedriger eingestellt werden, um dieselbe Sammeleffizienz zu erreichen.

Mit Einheiten, die denselben Druckverlust haben, kann, wenn der PF-Wert steigt, die Sammeleffizienz höher eingestellt werden. Wenn der PF2- oder PF3-Wert 90,6 gemäß der vorliegenden Erfindung übersteigt, kann man ULPA und HEPA mit einem sehr geringen Druckverlust, der durch die herkömmliche nicht erreicht werden kann, erhalten.

Die Sammeleffizienz der Luftfilterpackung und -einheit der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mindestens 99,9 %, bevorzugter mindestens 99,999, % bei einer Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s.

Im allgemeinen ist es für die Luftfilterpackung oder -einheit der vorliegenden Erfindung besser, daß sie einen niedrigeren Druckverlust hat und der Druckverlust ist vorzugsweise 1 bis 25,4 mmH2O, bevorzugter 1 bis 15 mmH2O bei einer Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s.

Im nachfolgenden werden die Verfahren zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit erläutert.

Die Form bzw. die Gestalt der Luftfiltereinheit der vorliegenden Erfindung variiert mit den Anwendungen der Einheit. Die Luftfiltereinheit kann zum Beispiel eine Streamer-Form, bei der die Filtereinheit in die Form eines Beutels geformt ist; eine Form, bei der das Luftfiltermedium gefaltet ist und der gewählte Abstandshalter zwischen die Falten des gefalteten Luftfiltermediums eingesetzt ist, um die Strömungswege der Luft aufrechtzuerhalten; eine Form, bei der das Luftfiltermedium gefaltet ist und schurförmige Abstandshalter aus einer Heißschmelze in Längsrichtung des Luftfiltermediums aufgebracht sind, um die Strömungswege der Luft aufrechtzuerhalten, und dgl. haben.

Auch die Höhe jeder Falte des gefalteten Luftfiltermediums (die Länge des Luftfiltermediums von einer Faltungslinie zu der nächsten Faltungslinie) variiert.

Im allgemeinen ist die Luftgeschwindigkeit bei der Messung der Leistungsfähigkeit 0,5 m/s, ausgedrückt als die Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheit. Allerdings hat die Gestalt der Luftfiltereinheit verschiedene Faltentiefen und Faltungsabstände, wie es oben erläutert wurde. Selbst wenn der Öffnungsbereich der Luftfiltereinheit derselbe ist, variiert demnach die Gesamtfläche des darin gefalteten Luftfiltermediums. Somit hatten die Luftfiltereinheiten unterschiedliche Druckverluste oder Sammlungseffizienzien, wenn sie unter Verwendung desselben Luftfiltermediums produziert werden.

Der Grund für solche Differenzen kann darin liegen, daß, da die Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit von der Luftgeschwindigkeit durch das Luftfiltermedium abhängt, die Luftgeschwindigkeit durch das Luftfiltermedium variiert, wenn die Anzahl der Falten pro gleiche Einheitsöffnungsfilter unterschiedlich sind, und somit können der Druckverlust und die Sammeleffizienz variieren.

Wenn die Anzahl der Falten groß ist, nimmt die Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit ab, so daß der Druckverlust abnimmt und die Sammeleffizienz ansteigt. Wenn die Anzahl der Falten gering ist, nimmt die Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit zu, so daß der Druckverlust ansteigt und die Sammeleffizienz abnimmt.

Dementsprechend sollte die Geschwindigkeit der Luft, die durch das gefaltete Luftfiltermedium, das in der Luftfiltereinheit montiert ist, konstant gemacht werden, anstatt die Luftgeschwindigkeit an der Seite der Luftfiltereinheit zu fixieren, wenn die Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheiten verglichen werden. Aus diesem Grund werden die Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit mit 1,4 cm/s der Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit (die Geschwindigkeit der Luft, die durch das gefaltete Luftfiltermedium in der Luftfiltereinheit geht) relativ beurteilt.

Genauer ausgedrückt, bei der Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s kann die Luftfilterflächengeschwindigkeit (Ausblasgeschwindigkeit) wie folgt eingestellt werden:

Wenn die Öffnungsfläche der Luftfiltereinheit S m2 ist und die gefaltete Fläche des Luftfiltermediums s m2 ist (errechnet aus der Höhe der Falten und der Anzahl der Falten) wird die Luftfiltereinheits-Flächengeschwindigkeit V durch die folgende Formel ausgedrückt: V = 1,4 × s/S (cm/s) = (1,4/100) × s/S (m/s)

Erfindungsgemäß kann eine kompakte Luftfiltereinheit, die die Leistungsfähigkeit von ULPA aufrechterhält, durch die Verwendung des Luftfiltermediums, das die poröse PTFE-Folie und den luftdurchlässigen Träger auf mindestens eine Seite der porösen PTFE-Folie laminiert umfaßt und wobei das Luftfiltermedium einen PF1-Wert von mehr als 22 aufweist, erhalten werden.

Die ULPA-Leistungsfähigkeit beinhaltet eine Sammeleffizienz von mindestens 99,9995 %, vorzugsweise mindestens 99,9999 % und einen Druckverlust von 15 mmH2O oder weniger bei der Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheiten, die von Verwendern eingesetzt werden.

Wenn das oben beschriebene Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt die Luftfiltereinheit die Luftfilterpackung mit einer Faltentiefe von 30 mm oder weniger, vorzugsweise 27 mm oder weniger, bevorzugter 20 mm oder weniger.

Wenn zum Beispiel eine Luftfiltereinheit, die eine Luftfilterpackung mit einer Faltentiefe von 30 mm umfaßt, bei einer Luftfiltereinheits-Flächengeschwindigkeit von 0,5 m/s, daß die Flächengeschwindigkeit ist, die von den Verwendern angewendet wird, eingesetzt wird und die Sammeleffizienz auf 29,9999 % eingestellt wird, ist der Druckverlust 15 mmH2O oder weniger. Wenn eine Luftfiltereinheit, die eine Luftfilterpackung mit einer Faltentiefe von 20 mm bei einer Luftfiltereinheits-Flächengeschwindigkeit von 0,535 m/s (im Fall einer sehr dünnen Filtereinheit wird sie üblicherweise bei einer Flächengeschwindigkeit von 0,35 m/s eingesetzt) verwendet wird, und die Sammeleffizienz auf 99,9999 % eingestellt wird, ist der Druckverlust 15 mmH2O oder weniger. Folglich kann eine Luftfiltereinheit mit einer Dicke von 30 mm oder weniger produziert werden, während die hohe Leistungsfähigkeit – wie bei ULPA aufrechterhalten wird.

Die oben beschriebene Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit kann erreicht werden, da mit dem erfindungsgemäßen Luftfiltermedium der PF1-Wert, der der Leistungsindex für den Druckverlust und die Sammeleffizienz ist, über 22 liegt, vorzugsweise mindestens 23, bevorzugter mindestens 24, insbesondere bevorzugt mindestens 25 ist. Das heißt, im Fall des herkömmlichen Luftfiltermediums, das einen PF-Wert von 22 oder weniger hat, ist der Druckverlust größer als 15 mmH2O bei der Luftfiltereinheits-Flächengeschwindigkeit von 0,5 m/s, wenn die Luftfiltereinheit eine Faltentiefe von 30 mm hat und die Sammeleffizienz auf 99,9999 % eingestellt ist. Wenn der Druckverlust auf 15 mmH2O oder weniger eingestellt ist, ist die Sammeleffizienz kleiner als 99,9999 %. Wenn die Luftfiltereinheit, die eine Faltentiefe von 20 mm hat, außerdem bei einer Filtereinheits-Flächengeschwindigkeit von 0,35 m/s verwendet wird und die Sammeleffizienz auf 99,9999 % eingestellt wird, ist der Druckverlust bei der Luftfiltereinheits-Flächengeschwindigkeit von 0,35 m/s auch größer als 15 mmH2O. Wenn der Druckverlust auf 15 mmH2O oder weniger eingestellt wird, ist die Sammeleffizienz kleiner als 99,9999 %.

Wenn die Faltentiefe des Luftfiltermediums verringert wird, so nimmt die Strukturresistenz der Luftfiltereinheit überraschenderweise plötzlich ab und so wird die inhärente Leistungsfähigkeit des Luftfiltermediums bei der Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit stärker widergegeben.

Die Strukturbeständigkeit ist die Reibungsbeständigkeit zwischen der Luft und Luftfiltermedium, wenn die Luft durch die Zwischenräume zwischen den Falten geht, und der Druckverlust der Luftfiltereinheit wird durch die Summe des Druckverlustes und der Strukturbeständigkeit bzw. strukturellen Resistenz, wenn die Luft durch das Luftfiltermedium strömt, ausgedrückt.

Genauer ausgedrückt, im Fall einer Luftfiltereinheit vom Minifalten-Typ, die eine Faltentiefe von 55 mm hat, wird die Strukturbeständigkeit etwa 1 mmH2O, wenn die Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheit 0,5 m/s ist. Allerdings sinkt die Strukturbeständigkeit abrupt, wenn die Faltentiefe 35 mm oder weniger wird, und die strukturelle Beständigkeit ist im wesentlichen 0, wenn die Faltentiefe 30 mm oder weniger ist. Daher ist die Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit mit der inhärenten Leistungsfähigkeit der Luftfiltermediums vergleichbar.

Die Luftfiltermedien der vorliegenden Erfindung können in Anwendungen der Luftfilterpackungen und der Luftfiltereinheiten der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Außerdem können die Luftfiltermedien der vorliegenden Erfindung zu einer geeigneten Form verarbeitet werden, und als Filter für Luftreiniger, Filter für Staubsauger, Filter für Klimaanlagen, Filter für Lufteinsaugvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, Filter für deodorierende Geräte, Filter für Entlüftungsanlagen von Atomkraftanlagen, Filter für Bioreinräume, Filter für Reinräume zur Herstellung von Arzneimitteln, Filter für die Lufteinführung in Operationsräume in Krankenhäusern, Filter für Präzisionsanlagen und -maschinen, Masken zur Verhinderung von Pollen, Inline-Filter für Gase (Stickstoff, Luft, SiCl4, usw.), Filter für Flüssigkeiten wie Wasser, Chemikalien usw., und so fort, eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Luftfiltereinheiten können in verschiedenen Anwendungen wie zum Beispiel Reinräumen, die in der Halbleiterindustrie der Flüssigkristallindustrie, der medizinischen und Lebensmittelindustrie, der Biotechnologie usw. verwendet werden und in Apparaturen zur Herstellung von Halbleitern wie zum Beispiel Diffusionsöfen, Beschichtungsentwicklern, Naßstationen, Geräten zur chemischen Dampfabscheidung, Steppern, Lagervorrichtungen, Trockenätzapparaturen, Plasmaätzapparaturen, Reinzellen, Reinkammern, Wafer-Untersuchtungsgeräten (Surf-Scan, Sondengerät), FFU (Ventilatorfiltereinheiten), CMP, usw. eingesetzt werden.

Insbesondere die Luftfiltereinheiten vom dünnen Typ können FFU dünn machen oder die Vorrichtungsgröße reduzieren, da sie den Montagebereich verringern können, wenn solche Einheiten die Apparaturen zur Herstellung von Halbleitern eingebaut werden. Außerdem kann die Luftfiltereinheit einfach eingebaut werden, da sie ein geringes Gewicht hat. Demnach ist erfindungsgemäße Luftfiltereinheit die epochemachende Luftfiltereinheit.

BEISPIELE

Die vorliegend Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.

In den Beispielen wurden die Dicke, die Packungsdichte, der durchschnittliche Faserdurchmesser, der Druckverlust, die Sammeleffizienz, der PF-Wert und das Vorliegen einer Leckage der porösen PTFE-Folie; der Druckverlust, die Penetration, die Sammeleffizienz, der PF1-Wert und das Vorliegen einer Leckage der Luftfiltermedien und der Druckverlust, die Penetration, die Sammeleffizienz, der PF3-Wert, das Vorliegen einer Leckage und die Menge an erzeugten TOC der Luftfiltereinheiten wie unten beschrieben gemessen.

Bei den Messungen der Sammeleffizienz und des Vorliegens einer Leckage der Filtermedien und der Luftfiltereinheiten wurde Dioctylphthalat (DOP) als Testpartikel verwendet, obgleich es auch möglich ist, andere Testpartikel zu verwenden, welche als Partikel vorgeschlagen werden, die weniger TOC verwenden (zum Beispiel Siliciumdioxid-Partikel, Polystyrol-Latex-Partikel, usw.).

Die Dicke der porösen PTFE-Folie

Fünf poröse PTFE-Folien wurden gestapelt und die Gesamtdicke der gestapelten Folien wurde mit einem Foliendickemeßgerät (1D-110MH-Typ, hergestellt von MITSUTOYO) gemessen und der gemessene Wert wurde durch 5 dividiert, um die Dicke der einzelnen Folie zu erhalten.

Packungsdichte der porösen PTFE-Folie

Die poröse PTFE-Folie, deren Dicke gemessen worden war, wurde auf eine Größe von 20 cm × 20 cm geschnitten und gewogen. Dann wurde die Packungsdichte entsprechend der folgenden Formel errechnet: Packungsdichte (%) = [Gewicht (g)/(400 × Dicke (cm) × 2,25 (spezifisches Gewicht von PTFE))] × 100

Durchschnittlicher Faserdurchmesser der porösen PTFE-Folie

Unter Verwendung eines Elektronenrastermikroskops (S-4000, hergestellt von Hitatchi Limited) wurde eine vergrößerte Photographie (7000-fach) der porösen PTFE-Folie aufgenommen. Diese Aufnahme wurde auf die Größe eines Viertels vergrößert und in vertikaler und horizontaler Richtung der Photographie wurden im Abstand von 5 cm vier gerade Linien derselben Länge gezogen (24,5 cm in vertikaler Richtung; 29,5 cm in horizontaler Richtung). Dann wurden die Durchmesser der Faser auf den Linien gemessen und gemittelt, wodurch der durchschnittliche Faserdurchmesser erhalten wurde.

Druckverlust der porösen PTFE-Folie und des Luftfiltermediums (mmH2O)

Eine Probe der porösen PTFE-Folie oder des Luftfiltermediums wurde in eine Filterhalterung mit einem Durchmesser von 100 mm eingesetzt und die Eingangsseite wurde mit einem Kompressor unter Druck gesetzt, während die Luftströmungsgeschwindigkeit der Luft, die durch die Folie oder das Element ging, mit einem Strömungsmeßgerät auf 5,3 cm/s eingestellt wurde. Dann wurde der Druckverlust mit einem Manometer gemessen.

Sammeleffizienz (%) der porösen PTFE-Folie und Luftfiltermediums

Eine Probe der porösen PTFE-Folie oder des Luftfiltermediums wurden in eine Filterhalterung mit einem Durchmesser von 100 mm eingesetzt und die Eingangsseite wurde mit einem Kompressor unter Druck gesetzt, während die Luftströmungsgeschwindigkeit der Luft, die durch die Folie oder das Element strömte, auf 5,3 cm/s mit einem Strömungsmeßgerät eingestellt wurde.

Unter solchen Bedingungen wurde polydispergiertes DOP mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,12 &mgr;m von der stromaufwärts gelegenen Seite mit einer Partikelkonzentration von 108/300 ml strömen gelassen und die Anzahl der durchgegangen DOP-Partikel mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,12 &mgr;m wurde mit Partikelzählgerät (PMS LAS-X-CAT, hergestellt durch PARTICLE MEASURING SYSTEM INC. (PMS INC.)), das in der stromabwärts gelegenen Seite angeordnet war, gezählt. Dann wurde die Sammeleffizienz der Testprobe nach der folgenden Formel errechnet: Sammeleffizienz (%) = {1 – Co/Ci} × 100 worin Ci die Partikelkonzentration an der stromaufwärts gelegenen Seite ist und Co die Partikelkonzentration an der stromabwärts gelegenen Seit ist.

Mit dem Luftfiltermedium, das die sehr hohe Sammeleffizienz hat, wurde die Ansaugzeit verlängert und die Menge der Probenluft war erhöht. Wenn beispielsweise die Ansaugzeit um das Zehnfache verlängert war, war die Anzahl der Partikel, die auf der stromabwärts gelegenen Seite gezählt wurden, um das 10-fach erhöht, das heißt die Empfindlichkeitsmessung war um das 10-fache erhöht.

Penetration (%) der porösen PTFE-Folie und des Luftfiltermediums

Die Penetration der porösen PTFE-Folie und des Luftfiltermediums wurde nach der folgenden Formel errechnet: Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz (%)

PF-Wert der porösen PTFE-Folie und des Luftfiltermediums

Der PF-Wert der porösen PTFE-Folie wird durch die folgende Formel errechnet: PF = [–log/Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)] × 100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz (%).

Der PF1-Wert des Luftfiltermediums wurde nach der oben beschriebenen Formel errechnet.

Vorliegen einer Leckage der porösen PTFE-Folie und des Luftfiltermediums

Eine Probe der porösen PTFE-Folie oder des Luftfiltermediums wurde in eine Filterhalterung mit einem Durchmesser von 100 mm eingesetzt und die Eingangsseite wurde mit einem Kompressor unter Druck gesetzt, während die Luftströmungsgeschwindigkeit der Luft, die durch die Folie oder das Element strömte, auf 5,3 cm/s mit einem Strömungsmeßgerät eingestellt wurde.

Unter solchen Bedingungen wurde polydisperses DOP von der stromaufwärts gelegenen Seite mit einer Partikelkonzentration von 108/300 ml strömen gelassen und dann wurde die Anzahl der durchgegangenen DOP-Partikel für die verschiedenen Partikelgrößen mit einem Partikelzählgerät gezählt. Danach wurde die Sammeleffizienz der DOP-Partikel mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,12 mm und 0,25 bis 0,35 &mgr;m errechnet. Wenn die Sammeleffizienz für die DOP-Partikel mit einer Partikelgröße von 0,25 bis 0,35 &mgr;m mindestens 100-mal größer als die für die DOP-Partikel mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,12 &mgr;m war, wurde festgelegt, daß die poröse PTFE-Folie und das Luftfiltermedium kein Lecken aufwiesen.

Druckverlust (mmH2O) der Luftfiltereinheit

Es wurde die Apparatur von 3 verwendet. Nach Einsetzen der Luftfiltereinheit in die Apparatur wurde die Geschwindigkeit der Luft, die durch das Luftfiltermedium ging, auf 1,4 cm/s eingestellt und der durch die Filtereinheit verursachte Druckverlust wurde mit einem Manometer gemessen.

Die Bezugszeichen in 3 sind wie folgt:

31: Gebläse, 32,32': HEPA-Filter, 33: Einlaßrohr zur Einführung der Testpartikel, 34,34': Strömungsrichtvorrichtungen, 35: Rohr zum Sammeln der Partikel an der stromaufwärts gelegenen Seite, 36: Öffnungen zum Messung des statischen Drucks, 37: zu testende Filtereinheit, 38: Rohr zum Sammeln von Partikeln an der stromabwärts gelegenen Seite, 39: Strömungsmeßgerät vom Schichtströmungs-Typ.

Sammeleffizienz (%) der Luftfiltereinheit

Es wurde die in 3 dargestellte Apparatur verwendet. Nach Einsetzen der Luftfiltereinheit in die Apparatur wurde die Geschwindigkeit der Luft, die durch das Luftfiltermedium strömte, mit 1,4 cm/seingestellt. Unter solchen Bedingungen strömten die DOP-Partikel mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,12 &mgr;m an der stromaufwärts gelegenen Seite mit einer Konzentration von 1 × 109 ft3 und die Anzahl der Partikel mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,12 &mgr;m wurde mit einem Partikelzählgerät an der stromabwärts gelegenen Seite gemessen. Dann wurde die Sammeleffizienz der Testprobe nach der folgenden Formel errechnet: Sammeleffizien (%) = (1 – Co/Ci) × 100 worin Ci die Partikelkonzentration an der stromaufwärts gelegenen Seite ist und Co die Partikelkonzentration an der stromabwärts gelegenen Seite ist.

Penetration (%) der Luftfiltereinheit

Die Penetration der Luftfiltereinheit wurde nach der folgenden Formel errechnet: Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz (%)

PF-Wert der Luftfilterpackung und der Luftfiltereinheit

Der PF2-wert und der PF3-wert der Luftfilterpackung und der Luftfiltereinheit wurden nach den oben angegebenen Formeln errechnet.

Die Leistungsfähigkeit der Luftfilterpackung als solche kann nicht gemessen werden. Für die Messung der Leistungsfähigkeit der Luftfilterpackung wird somit ein Rahmen an der vier Seiten der Luftfilterpackung befestigt und die Luftfilterpackung und der Rahmen werden zum Zusammenbau der Luftfiltereinheit versiegelt und die Leistungsfähigkeit der Luftfiltereinheit wird gemessen. Demnach ist der PF2-Wert der Luftfilterpackung derselbe wie der PF3 der Luftfiltereinheit.

Leckage der Luftfiltereinheit

Die leckenden Teile der Luftfiltereinheit wurden nach dem Verfahren gemessen, das von JACA Nr. 10C, 4.5.4 {"KUUKI SEIJO SOHCHI SEINOH SHIKEN HOUHOU KIJUN" (Standard of Methods for Testing Properties of Air Cleaning Apparaturs) veröffentlicht durch NIPPON KUUKI SEIJO KYOKAI (Japan Air Cleaning Association}, 1979) festgelegt ist.

Zuerst wird Siliciumdioxid-Aerosol, das aus einer Laskin-Düse erzeugt wird, in reine Luft gemischt, um ein Testfluid herzustellen, das das Siliciumdioxid-Aerosol, das eine Partikelgröße von mindestens 0,1 &mgr;m hat, mit einer Konzentration von 108/ft3 oder mehr enthält, herzustellen. Dann wird das Testfluid von einer Stelle stromaufwärts der Luftfiltereinheit mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s auf die Luftfiltereinheit strömen und durch diese gehen gelassen. Danach wird die Luft mit einer Geschwindigkeit von 28,3 l/min in einer Position 25 mm von der Luftfiltereinheit an der stromabwärts gelegenen Seite stromabwärts gesaugt, während eine Scanning-Sonde mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/s scannt; die Konzentration des Siliciumdioxid-Aerosols wird mit einem Partikelzählgerät an der stromabwärts liegenden Seite gemessen. Das Scanning wird über die gesamte Fläche der Luftfiltereinheit durchgeführt, das heißt das Filtermedium und die Verbindungsteile zwischen dem Filtermedium und dem Rahmen, und die angrenzenden Beschläge werden leicht überlappen gelassen. Wenn ein Lecken in der Luftfiltereinheit vorliegt, ist die Partikelverteilung der Siliciumdioxid-Partikel an der stromabwärts gelegenen Seite dieselbe wie die an der stromaufwärts gelegenen Seit und auf diese Weise wird das Vorliegen eines Leckens detektiert.

Messung der Menge an TOC, die in einer Luftfiltereinheit erzeugt wird

Die Menge an TOC, die in einer Luftfiltereinheit erzeugt wird, wurde wie folgt gemessen:

Luft, die zur Entfernung von Partikeln und organischen Materialien behandelt worden war, indem die Luft durch ein HEPA-Filter und eine chemisches Filter zur Entfernung der organischen Materialien geströmt war, wurde durch eine zu testende Luftfiltereinheit geführt. Dann wurde die Luft an der stromabwärts gelegenen Seite durch Saugen mit einem porösen Polymeradsorbens (TENAX GR) zum Adsorbieren der organischen Materialien genommen. Die Bedingungen für diese Messung waren wie folgt:

  • – Luftgeschwindigkeit, die durch die getestete Luftfiltereinheit strömt: 0,35 m/s;
  • – Menge der Probenluft an der stromabwärts gelegenen Seite: 2 l/min × 100 min

Dann wurden die organischen Materialien, die am porösen Polymeradsorbens im TENAX-Rohr adsorbiert worden waren, mit einem Curie-Punktreinigungs- und Einfang-Sampler analysiert (JHS-100A, hergestellt von NIPPON BUNSEKI KOGYO KABUSHIKIKAISAH). Das heißt, das TENAX-Rohr, das die organischen Materialien in der Luft an der stromabwärtigen Seite adsorbierte, wurde auf 230°C erwärmt und Heliumgas hoher Reinheit wurde durch das Roh strömen gelassen, um die adsorbierten Materialien in die Gasform zu reinigen und die gereinigten gasförmigen Materialien wurden in ein Einfangrohr eingeführt. Im Sammelrohr wurden die gasförmigen Materialien gesammelt und an einem Adsorbens (Quarzwolle), das bei –40°C gekühlt wurde, konzentriert. Danach wurde das Quarzwolle-Adsorbens plötzlich für 20 Sekunden auf 358°C erhitzt, um die adsorbierten Materialien in Gasform freizusetzen. Dann wurde das freigesetzte Gas in eine Gaschromatographiesäule eingeführt, um die Menge der Materialien als Gesamtmenge der organischen Materialien zu messen. Die Menge der erzeugten organischen Materialien wurde als "n g/m3" bezogen auf die Gesamtmenge der organischen Materialien und das Volumen der Probenluft auf der stromabwärts gelegenen Seite, ausgedrückt.

Die Analysenbedingungen für die Gaschromatographie waren wie folgt:

  • – Gaschromatographie: GC14A (hergestellt von Shimadzu Corp.)
  • – Säule: FRONTIER LAB ULTRA ALLOY-Kapillarsäule UA-5
  • – Säulentemperatur: 50 °C → 280°C (10 Minuten Halten), Erhitzungsgeschwindigkeit: 10°C/min

BEISPIEL 1

Eine Kohlenstofföl (ISOPAR, hergestellt von ESSO OIL CO., Ltd.) (25 Gew.-Teile) als Extrudierschmiermittel wurde feinem PTFE-Pulver mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 6,20 Millionen (hergestellt von Daikin Industries Ltd.) (100 Gew.-Teile) gegeben und es wurde vermischt.

Das Gemisch wurde pastenextrudiert, wobei ein zylindrischer Stab gebildet wurde. Die Stab wurde mit Kalandrierwalzen, die auf 70°C erwärmt wurden, zu eine Folie geformt, wobei eine PTFE-Folie erhalten wurde. Diese Folie wurde durch einen Heißlufttrocknungsofen mit 250°C geführt, um das Extrusionsgleitmittel zu verdampfen und eine ungesinterte Folie mit einer durchschnittlichen Dicke von 200 &mgr;m und einer durchschnittlichen Breit von 150 mm zu erhalten.

Dann wurde die ungesinterte PTFE-Folie in Maschinenrichtung mit einem Dehnungsverhältnis von 5 durch die in 1 dargestellte Apparatur gedehnt. Die ungesinterte Folie wurde auf die Walze 1 gebracht und die gedehnt Folie wurde mit der Aufwickelwalze 2 aufgewickelt. Die Dehnungstemperatur war 250°C.

Die in Maschinenrichtung gedehnte Folie wurde mit einem Dehnungsverhältnis von 30 mit Hilfe eines Spannrahmens, der in der linken Hälfte von 2 dargestellt ist, gedehnt, wobei der Spannrahmen die Folie kontinuierlich mit Klemmen einziehen konnte, danach wurde die Folie wärmegehärtet. In diesem Schritt war die Dehnungstemperatur 290°C und die Wärmehärtungstemperatur war 360°C und das Dehnungsverhältnis war 330 %/s.

BEISPIEL 2

Die in Beispiel 1 erhaltene, in Maschinenrichtung gedehnte Folie wurde mit einem Dehnungsverhältnis von 40 mit dem in der linken Hälfte von 2 dargestellten Spannrahmen gedehnt und wärmegehärtet. In diesem Schritt war die Dehnungstemperatur 290°C, die Wärmehärtungstemperatur war 350°C und das Dehnungsverhältnis war 440 %/s.

BEISPIEL 3

Die in Beispiel 1 erhaltene, in Maschinenrichtung gedehnte Folie wurde mit einem Dehnungsverhältnis von 25 mit Hilfe des Spannrahmens, der in der linken Hälfte von 2 dargestellt ist, in Querrichtung gedehnt und wärmegehärtet. In diesem Schritt war die Dehnungstemperatur 290°C, die Wärmehärtungstemperatur war 380°C und die Dehnungsrate war 275 %/s.

Die Eigenschaften der in den Beispielen 1, 2 und 3 erhaltenen porösen Folien sind wie folgt:

BEISPIEL 4

Unter Verwendung der Apparatur von 2 wurde auf beide Oberflächen der porösen PTFE-Folie, die in Beispiel 1 erhalten worden war, Polyethylen-Polyester-schmelzbindbarer Vliesstoff (obere Seite: ELEVES T 0703 WDO (hergestellt von UNTICA); untere Seite: ELEFIT E 0353 WTO (hergestellt von UNTICA)) schmelzgebunden, wodurch ein Luftfiltermedium erhalten wurde.

Die Schmelzbindungsbedingungen war wie folgt:

Heiztemperatur der Walze 19: 160°C

Liniengeschwindigkeit: 15 m/min

Entwicklungsspannung: 50 g/cm (Entwicklungsspannung des Vliesstoffs 22)

Wicklungsspannung: 280 g/cm

BEISPIEL 5

Unter Verwendung der Apparatur von 2 wurde auf beide Oberflächen der porösen PTFE-Folie, die in Beispiel 1 erhalten worden war, Polyethylen-Polyester-schmelzbindbarer Vliesstoff (obere Seite: ELEVES T 0703 WDO (hergestellt von UNTICA); untere Seite: ELEFIT E 0353 WTO (hergestellt von UNTICA)) schmelzgebunden, wodurch ein Luftfiltermedium erhalten wurde.

Die Schmelzbindungsbedingungen war wie folgt:

Heiztemperatur der Walze 19: 180°C

Liniengeschwindigkeit: 15 m/min

Entwicklungsspannung: 20 g/cm (Entwicklungsspannung des Vliesstoffs 22)

Wicklungsspannung: 280 g/cm

BEISPIEL 6

Ein Luftfiltermedium wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, allerdings mit den Ausnahmen, daß ein Kühlluftgebläse unmittelbar nach der Heizwalze 19 angeordnet war und daß Luft mit 20°C auf das Luftfiltermedium geblasen wurde, das die Walze 19 verläßt, um so das Filtermedium zu kühlen.

BEISPIEL 7

In der gleichen Weise wie in Beispiel 4 wurde ein Luftfiltermedium hergestellt, außer daß die in Beispiel 2 erhaltene poröse PTFE-Folie verwendet wurde.

BEISPIEL 8

In der gleichen Weise wie in Beispiel 6, außer daß die in Beispiel 2 erhaltene poröse PTFE-Folie verwendet wurde, wurde ein Luftfiltermedium hergestellt.

REFERENZBEISPIEL 1

Auf beide Seiten der in Beispiel 1 erhaltenen porösen PTFE-Folie wurde Polyethylen-Polyester-schmelzbindbarer Vliesstoff (obere Seite: ELEVES T 0703 WDO (hergestellt von UNTICA); untere Seite: ELEFIT E 0353 WTO (hergestellt von UNTICA)) schmelzgebunden, wobei die Apparatur von 2 unter den Bedingungen von Beispiel 7, die in JP-A-6-218899 beschrieben sind, angewendet wurden (Erhitzungstemperatur: 160°C; Liniengeschwindigkeit: 10 m/min; Entwicklungsspannung: 90 g/cm), wobei ein Luftfiltermedium erhalten wurde. Das Luftfiltermedium wurde mit einer Wicklungsspannung von 280 g/cm aufgewickelt.

REFERENZBEISPIEL 2

Ein Luftfiltermedium wurde in der gleichen Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, außer daß die in Beispiel 2 erhaltenen poröse PTFE-Folie verwendet wurde.

Die Eigenschaften der in den Beispielen 4 bis 8 und in den Referenzbeispielen 1 und 2 hergestellten Luftfiltermedien sind wie folgt:

Tabelle 2

Wie aus den obigen Resultaten zu erkennen ist, verringern sich gemäß der Erfindung die PF1-Werte der Luftfiltermedien im Vergleich zu den einfachen porösen PTFE-Folien nicht wesentlich und ein PF1-Wert von über 22 kann Laminierung des luftdurchlässigen Trägers (der luftdurchlässigen Träger) erzielt werden.

Außerdem ist aus den Resultaten der Beispiele 6 und 8 zu erkennen, daß der PF1-Wert weiter erhöht werden kann, wenn die Luftfiltermedien unmittelbar nach der Laminierung gekühlt werden.

Wie aus den Resultaten der Referenzbeispiele zu ersehen ist, können die milden Laminierungsbedingungen, wie sie in JP-A-6-218899 beschrieben sind, die Erhöhung des Druckverlustes unterdrücken, können die Verschlechterung der Sammeleffizienz jedoch nicht verhindern. Selbst wenn die einfache poröse PTFE-Folie einen hohen PF-Wert hatte, verringerte der PF1-Wert des Luftfiltermediums, das den laminierten luftdurchlässigen Träger (die laminierten luftdurchlässigen Träger) hat, auf weniger als 22.

BEISPIEL 9

Das in Beispiel 4 hergestellte Luftfiltermedium wurde mit einer Höhe von 5,5 cm mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine gefaltet und dann unter Erwärmen bei 90°C passend gefaltet. Danach wurde das gefaltete Luftfiltermedium einmal entfaltet und ein Abstandshalter aus Polyamid-Heißschmelzharz wurde aufgebracht. Dann wurde das Luftfiltermedium mit einer sich hin- und herbewegenden Maschine in die gefaltete Form aufgestellt und auf eine Größe von 58 cm × 58 cm geschnitten, um eine Luftfilterpackung zu erhalten. Der Abstand der Falten betrug 3,125 mm/Falte.

In dem obigen Verfahren wurde das Luftfiltermedium unter Anwendung von Kraft mit einem an eine Walzenachse befestigen Motor entwickelt, so daß in Dickerichtung keine Kraft auf das Luftfiltermedium angewendet wurde. Beim Befördern des Luftfiltermediums wurde keine Einzugswalze verwendet, so daß keine Kompressionskraft auf das Luftfiltermedium angewendet wurde.

Als nächstes wurde ein Rahmen aus anodisiertem Aluminium mit den Außenabmessungen 61 cm × 61 cm, den Innenabmessungen 58 cm × 58 cm bereitgestellt und die gefaltete Luftfilterpackung wurde im Rahmen montiert. Der Umfang der Luftfilterpackung und des Aluminiumrahmens wurden mit einem Urethanklebstoff versiegelt, um eine Luftfiltereinheit zusammenzubauen.

BEISPIEL 10

In der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das Wiederaufstellen des entfalteten Luftfiltermediums mit einer Walzen-Aufstell-Maschine durchgeführt wurde, wurde eine Luftfiltereinheit zusammengebaut.

BEISPIEL 11

In der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das Luftfiltermedium von Beispiel 8 verwendet wurde, wurde eine Luftfiltereinheit zusammengebaut.

REFERENZBEISPIEL 3

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß keine Wärme auf das Luftfiltermedium angewendet wurde, nachdem es mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine gefaltet worden war, so daß das Element nicht gut-gefaltet war, zusammengebaut.

REFERENZBEISPIEL 4

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß Einzugswalzen verwendet wurden, wenn das Luftfiltermedium von der Rolle abgewickelt bzw. entwickelt wurde, wurde eine Luftfiltereinheit zusammengebaut.

Mit den in den Beispielen 9 bis 11 und den Referenzbeispielen 3 und 4 produzierten Luftfiltereinheiten wurden der Druckverlust und Sammeleffizienz unter Einstellung der Luftgeschwindigkeit derart, daß die Luftmediums-Durchgangsgeschwindigkeit 1,4 cm/s war, gemessen.

Wenn die Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit bei diesen Luftfiltereinheiten 1,4 cm/s war, war die Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheit wie folgt:

Da die Innenabmessungen jeder Luftfiltereinheit 58 cm × 58 cm waren, war die Öffnungsfläche der Luftfiltereinheit 58 cm × 58 cm = 3364 cm2 = 0,3364 m2. Bei dem gefalteten Luftfiltermedium war die Anzahl der Falten 580 mm/(3,125 mm/Falte) = 185 Falten. Somit war die Länge des Luftfiltermediums 5,5 cm × 182 × 2 = 2035 cm 0 20,35 m. Da die Breite des Luftfiltermediums 58cm = 0,58 m war, war die Fläche des Luftfiltermediums 20,35 × 0,58 = 11,803 m2.

Ausgehend von der Öffnungsfläche der Luftfiltereinheit und der Fläche des Luftfiltermediums betrug die Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheit bei der Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/s (1,4 cm/s × 11,803 m2)/0,3364 m2 = 49,12 cm/s = 0,4912 m/s. Die tatsächliche Messung des Druckverlustes usw. wurde auf der Basis dieser Flächengeschwindigkeit durchgeführt.

Die Eigenschaften der in den Beispielen 9 bis 11 und den Referenzbeispielen 3 und 4 produzierten Luftfiltereinheiten sind wie folgt:

Tabelle 3

Wie aus den Resultaten von Tabelle 3 zu ersehen ist, konnten die Luftfiltermedien, die durch Erwärmen nach Falten mit der sich hin- und herbewegenden Maschine, die keine Einzugswalzen verwendete, gut gefaltet waren, Luftfiltereinheiten mit den angestrebten hohen PF3-Werten bereitstellen, während die, die durch das herkömmliche Verfahren hergestellte worden waren (unter Verwendung von Einzugswalzen und ohne Anwendung von Wärme auf das mit der sich hin- und herbewegenden Maschine gefaltete Luftfiltermedium) keine PF3-Wert von über 90,6 erreichen konnten.

Wenn die ungefalteten Luftfiltermedien erneut in die gefaltete Form aufgestellt wurden, war die Verwendung der sich hin- und herbewegenden Maschine günstiger als die der Walzen-Aufstellmaschine, um die höheren PF3-Werte zu erzielen.

BEISPIEL 12

Das in Beispiel 4 hergestellte Luftfiltermedium wurde mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine zu einer Höhe von 13 cm gefaltet und dann durch Erwärmen bei 80°C gut gefaltet. Danach wurden Separatoren aus Aluminiumfolie mit einer Dicke von 35 &mgr;m, die in einer Höhe von 2,4 mm gewellt waren, zwischen die Falten stromabwärts wie stromaufwärts eingesetzt und dann wurde das Filtermedium auf eine Größe von 58 cm × 58 cm geschnitten. Der Abstand zwischen den Falten war 5,0 mm/Falte.

In dem obigen Verfahren wurde das Luftfiltermedium mit Kraft mit Hilfe eines mit einer Walzenachse verbundenen Motors abgewickelt bzw. entwickelt, so daß keine Kraft in Dickerichtung auf das Luftfiltermedium angewendet wurde. Beim Befördern des Luftfiltermediums wurde eine Einzugswalze verwendet, so daß keine Kompressionskraft auf das Luftfiltermedium angewendet wurde.

Als nächstes wurde ein Rahmen aus anodisiertem Aluminium mit den Außenabmessungen 61 cm × 61 cm, den Innenabmessungen 58 cm × 58 cm und einer Dicke von 15 cm bereitgestellt und die gefaltete Luftfilterpackung wurde im Rahmen eingebaut. Der Umfang der Luftfilterpackung und des Aluminiumrahmens wurden mit einem Urethankleber versiegelt, um eine Luftfiltereinheit zusammenzubauen.

Mit dieser Luftfiltereinheit wurden bei Einstellung der Luftgeschwindigkeit derart, daß die Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit 1,4 cm/s war, der Druckverlust und die Sammeleffizienz gemessen.

Wenn die Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit 1,4 cm/s in dieser Luftfiltereinheit war, wurde die Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheit in der gleichen Weise wie in den Beispielen 9 bis 11 und in den Referenzbeispielen 3 und 4 errechnet. Die Flächengeschwindigkeit war 0,7279 m/s. Die tatsächliche Messung des Druckverlustes usw. wurden auf der Basis dieser Flächengeschwindigkeit durchgeführt.

Die Eigenschaften der in Beispiel 12 produzierten Luftfiltereinheiten sind wie folgt:

Tabelle 4

Obgleich die Luftfiltereinheiten andere Gestalten als oben hatten, hatten die Luftfiltereinheiten im wesentlichen dieselben Eigenschaften, wenn die Luftfiltereinheiten aus den Luftfiltermedien hergestellt waren, die nicht verschlechtert wurden.

BEISPIEL 13

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das Luftfiltermedium von Beispiel 4 mit einer Höhe von 3,0 cm mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine gefaltet wurde, zusammengebaut.

BEISPIEL 14

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Beispiel 8 produzierte Luftfiltermedium mit einer Höhe von 3,0 cm mit der sich hin und herbewegenden Faltungsmaschine gefaltet wurde, zusammengebaut.

BEISPIEL 15

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Beispiel 4 produzierte Luftfiltermedium mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine auf eine Höhe von 2,0 cm gefaltet wurde, zusammengebaut.

BEISPIEL 16

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Beispiel 8 produzierte Luftfiltermedium zu einer Höhe von 2,0 cm mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine gefaltet wurde, zusammengebaut.

REFERENZBEISPIEL 5

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Referenzbeispiel 1 produzierte Filtermedium mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine zu einer Höhe von 3,0 cm gefaltet wurde, zusammengebaut.

REFERENZBEISPIEL 6

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Referenzbeispiel 2 produzierte Luftfiltermedium zu einer Höhe von 3,0 cm mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine gefaltet wurde, zusammengebaut.

REFERENZBEISPIEL 7

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Referenzbeispiel 1 produzierte Filtermedium mit der sich hin- und herbewegenden Faltungsmaschine zu einer Höhe von 2,0 cm gefaltet wurde, zusammengebaut.

REFERENZBEISPIEL 8

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9, außer daß das in Referenzbeispiel 2 produzierte Luftfiltermedium mit der sich hin- und her bewegenden Faltungsmaschine zu einer Höhe von 2,0 cm gefaltet wurde, zusammengebaut.

Mit diesen Luftfiltereinheiten wurden der Druckverlust und die Sammeleffizienz bei Einstellung der Luftgeschwindigkeit derart, daß die Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit 1,4 cm/s war, gemessen.

Wenn die Filtermediums-Durchtrittsgeschwindigkeit 1,4 cm/s bei diesen Luftfiltereinheiten war, wurde die Flächengeschwindigkeit der Luftfiltereinheiten in der gleichen Weise wie in den Beispielen 9 bis 10 und den Referenzbeispielen 9 bis 11 berechnet. Die Flächengeschwindigkeit für die Einheiten mit einer Faltentiefe von 30 mm war 0,2679 m/s und die für die Einheiten mit einer Faltentiefe von 2,0 mm war 0,1786 m/s. Die tatsächliche Messung des Druckverlustes usw. wurden auf der Basis dieser Flächengeschwindigkeit durchgeführt.

Die Eigenschaften der in den Beispielen 13 bis 15 und den Referenzbeispielen 5 bis 8 produzierten Luftfiltereinheiten sind wie folgt:

Tabelle 5

Unter den in den Beispielen 13 bis 16 und den Referenzbeispielen 5 bis 8 zusammengebauten Filtereinheiten wurden die mit einer Faltentiefe von 30 mm den Messungen des Druckverlustes und der Sammeleffizienz bei einer Flächengeschwindigkeit von 0,5 m/s unterzogen. Die Resultate sind in Tabelle 6 angegeben.

Die mit der Faltentiefe von 20 mm wurden den Messungen des Druckverlustes und der Sammeleffizienz bei einer Flächengeschwindigkeit von 0,35 m/s unterzogen. Die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben.

Tabelle 6
Tabelle 7

Aus den in Tabelle 5 gezeigten Resultaten ist zu ersehen, daß der Druckverlust der Luftfiltereinheit im wesentlich in Übereinstimmung mit dem aus dem Druckverlust des Luftfiltermediums errechneten Wert stand. Dies kann ein Hinweis darauf sein, daß es im wesentlichen keinen strukturellen Widerstand gibt. Das heißt, in den Beispielen 13 und 15 war der Druckverlust des verwendeten Luftfiltermediums bei 5,3 cm/s 25 mmH2O, und wenn der Druckverlust bei 1,4 cm/s aus dem Druckverlust bei 5,3 cm/s errechnet wurde, war dieser 26 mmH2O × 1,4/5,3 = 6,87 mmH2O. Diese errechnete Druckverlust war im wesentlichen derselbe wie der gemessene Druckverlust. Entsprechend war in den Beispielen 14 und 16 der Druckverlust des verwendeten Luftfiltermediums bei 5,3 cm/s 23 mmH2O. Wenn der Druckverlust bei 1,4 cm/s aus dem Druckverlust bei 5,3 cm/s errechnet wurde, war er 23 mmH2O × 1,4/5,3 = 6,08 mmH2O.

Dieser errechnete Druckverlust war im wesentlichen derselbe wie der gemessene Druckverlust.

Aus den in Tabelle 6 und 7 angegebenen Resultaten wird klar, daß im Fall der Luftfiltermedien mit einem PF1-Wert von 22 oder weniger, diese, wenn die Faltentiefe 30 mm oder weniger war, die niedrigen Sammeleffizienten bei der Luftgeschwindigkeit, die tatsächlich von den Verwendern verwendet wird, hatten und nicht nur nicht die Sammeleffizienz von 99,9999 %, sondern auch die Sammeleffizienz von 99,9995 %, die die allgemeine Eigenschaft von ULPA ist, nicht hatten, während die Luftfiltermedien mit einem PF1-Wert von über 22 die ULPA-Eigenschaften selbst dann erreichen konnten, wenn die Faltentiefe 30 mm oder weniger war.

Die Druckverluste der in den Tabellen 6 und 7 gezeigten Luftfiltereinheiten standen im wesentlichen in Übereinstimmung mit denen, die aus den Druckverlusten der Luftfiltermedien errechnet worden waren. Dies kann anzeigen, daß es im wesentlichen keinen Strukturwiderstand gibt. Die Druckverluste der Luftfiltereinheiten, die aus den Druckverlusten der Luftfiltermedien errechnet wurden, waren 12,82 mmH2O für Beispiel 13 und Referenzbeispiel 5 und 11,34 mmH2O für Beispiel 14 und Referenzbeispiel 6 in Tabelle 6. Die Druckverluste der Luftfiltereinheiten, die aus den Druckverlusten der Luftfiltermedien berechnet wurden, waren 13,46 mmH2O für Beispiel 15 und Referenzbeispiel 7 und 11,91 mmH2O für Beispiel 16 und Referenzbeispiel 8 in Tabelle 7.

BEISPIEL 17

Eine Luftfiltereinheit wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9 zusammengebaut, außer daß ein EVA-Heißschmelzharz als Abstandshaltermaterial verwendet wurde. Die angewendete Menge des Abstandshalters war dieselbe wie die von Beispiel 8 und das Versiegelungsmittel zwischen der Luftfilterpackung und dem Aluminiumrahmen war dasselbe wie das, das in Beispiel 9 verwendet wurde.

Mit den in Beispiel 9 und 17 zusammengebauten Luftfiltereinheiten wurden die Mengen an TOC, die in der Luftfiltereinheit erzeugt wurden, gemessen. Die Resultate sind wie folgt.

Tabelle 8

Aus den in Tabelle 8 angegebenen Resultaten ist zu ersehen, daß die Luftfiltereinheit, die die Luftfilterpackung umfaßt, welche aus dem Luftfiltermedium der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Polyamidheißschmelzharzes als Abstandshaltermaterial hergestellt worden war, die Bildung von TOC signifikant reduzieren konnte und daß die Menge an TOC etwa ein Zwanzigstel (1/20) der der Luftfiltereinheit unter Verwendung des EVA-Heißschmelzharzes als Abstandshaltermaterial war.


Anspruch[de]
  1. Luftfiltermedium, umfassend eine poröse Polytetrafluorethylenfolie und einen luftdurchlässigen Träger, der zumindest auf eine Oberfläche der besagten porösen Folie laminiert ist und wobei das Luftfiltermedium einen PF1-Wert von mehr als 22 aufweist, der gemäss der folgenden Formel berechnet wird: PF1 = [–log(Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)]×100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz,

    bei einem Druckverlust (Einheit: mmH2O), der gemessen wird, wenn Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/sek strömt, und einer Sammeleffizienz (Einheit: %), die gemessen wird unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgrösse von 0,10 bis 0,12 &mgr;m.
  2. Luftfiltermedium gemäss Anspruch 1, worin der Druckverlust zumindest 4 mmH2O beträgt, wenn Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/sek geleitet wird.
  3. Luftfiltermedium gemäss Anspruch 1 oder 2, worin die luftdurchlässigen Träger auf beide Oberflächen der porösen Polytetrafluorethylenfolie laminiert sind.
  4. Luftfiltermedium gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin der besagte PF1-Wert zumindest 23 beträgt.
  5. Luftfiltermedium gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Sammeleffizienz zumindest 99,9 % beträgt.
  6. Luftfiltermedium gemäss Anspruch 5, worin die Sammeleffizienz zumindest 99,99 % beträgt.
  7. Luftfiltermedium gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin das besagte Polytetrafluorethylen eine Dicke von zumindest 5 &mgr;m aufweist.
  8. Luftfiltermedium gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, worin die besagte poröse Polytetrafluorethylenfolie einen PF-Wert von zumindest 27 aufweist.
  9. Luftfilterpackung, umfassend ein gefaltetes Luftfiltermedium, umfassend eine poröse Polytetrafluorethylenfolie und eine auf zumindest eine Oberfläche der besagten porösen Folie laminierten luftdurchlässigen Träger, und wobei die Luftfilterpackung einen PF2-Wert von über 90,6 aufweist, der gemäss der folgenden Formel berechnet wird: PF2 = [–log(Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)]×100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz,

    bei einem Druckverlust (Einheit: mmH2O), der gemessen wird, wenn Luft durch die Luftfilterpackung bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,4 cm/sek strömt, und einer Sammeleffizienz (Einheit: %), die gemessen wird unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgrösse von 0,10 bis 0,12 &mgr;m.
  10. Luftfilterpackung gemäss Anspruch 9, worin der Druckverlust des besagten Luftfiltermediums zumindest 4 mmH2O beträgt, wenn Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/sek geleitet wird.
  11. Luftfilterpackung gemäss Anspruch 10, worin der PF1-Wert des besagten Luftfiltermediums 22 überschreitet.
  12. Luftfilterpackung gemäss irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, welche einen PF2-Wert von zumindest 92 aufweist.
  13. Luftfilterpackung gemäss irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, welche eine Sammeleffizienz von zumindest 99,9 % aufweist, bei Messung unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgrösse von 0,10 bis 0,12 &mgr;m, während Luft durch die Packung bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/sek geleitet wird.
  14. Luftfilterpackung gemäss Anspruch 13, worin die besagte Sammeleffizienz zumindest 99,999 % beträgt.
  15. Luftfilterpackung gemäss irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14, welche eine Filterpackung vom Mini-Faltungstyp ist, umfassend Abstandshalter aus einem Polyamid-Heissschmelzharz.
  16. Luftfilterpackung gemäss irgendeinem der Ansprüche 9 bis 15, welche eine Faltungstiefe von 30 mm oder weniger aufweist und einen Druckverlust von 1 bis 25,4 mmH2O, wenn Luft durch die Packung bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/sek geleitet wird.
  17. Luftfiltereinheit, umfassend einen Rahmen und eine Luftfilterpackung, umfassend ein gefaltetes Luftfiltermedium, welches in besagtem Rahmen gelagert ist, worin das besagte Filtermedium eine poröse Polytetrafluorethylenfolie und einen zumindest auf eine Oberfläche der besagten porösen Folie laminierten luftdurchlässigen Träger umfasst, und wobei besagte Einheit einen PF3-Wert von über 90,6 aufweist, der berechnet wird gemäss der folgenden Formel: PF3 = [–log(Penetration (%)/100)/Druckverlust (mmH2O)]×100 worin die Penetration (%) = 100 – Sammeleffizienz,

    bei einem Druckverlust (Einheit: mmH2O), der gemessen wird, wenn Luft durch die Luftfiltereinheit bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/sek strömt, und einer Sammeleffizienz (Einheit: %), die gemessen wird unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgrösse von 0,10 bis 0,12 &mgr;m.
  18. Luftfiltereinheit gemäss Anspruch 17, worin der Druckverlust des besagten Luftfiltermediums zumindest 4 mmH2O beträgt, wenn die Luft durch das Luftfiltermedium bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 5,3 cm/sek geleitet wird.
  19. Luftfiltereinheit gemäss Anspruch 18, worin der PF1-Wert des besagten Luftfiltermediums 22 überschreitet.
  20. Luftfiltereinheit gemäss irgendeinem der Ansprüche 17 bis 19, welche einen PF3-Wert von zumindest 92 aufweist.
  21. Luftfiltereinheit gemäss irgendeinem der Ansprüche 17 bis 20, welche eine Sammeleffizienz von zumindest 99,9 % aufweist, bei Messung unter Verwendung von Dioctylphthalat mit einer Partikelgrösse von 0,10 bis 0,12 &mgr;m, während Luft durch die Einheit bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/sek geleitet wird.
  22. Luftfiltereinheit gemäss Anspruch 21, worin besagte Sammeleffizienz zumindest 99,999 % beträgt.
  23. Luftfiltereinheit gemäss irgendeinem der Ansprüche 17 bis 22, worin besagte Luftfilterpackung, umfassend das Luftfiltermedium, welches in Faltenform gefaltet und in dem Rahmen gelagert ist, eine Filterpackung vom Mini-Faltungstyp ist, umfassend Abstandshalter eines Polyamid-Heissschmelzharzes.
  24. Luftfiltereinheit gemäss irgendeinem der Ansprüche 17 bis 23, worin besagte Luftfilterpackung eine Faltungstiefe von 30 mm oder weniger aufweist und besagte Luftfiltereinheit einen Druckverlust von 1 bis 25,4 mmH2O aufweist, wenn Luft durch die Einheit bei einer Filtermedium-Durchtrittsgeschwindigkeit von 1,4 cm/sek geleitet wird.
  25. Verfahren zur Herstellung eines Luftfiltermediums gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24, umfassend die Schritte:

    Laminieren eines luftdurchlässigen Trägers auf zumindest eine Oberfläche einer porösen Polytetrafluorethylenfolie unter Erhitzen, und

    Abkühlen des besagten Laminats des besagten Trägers und der besagten Folie direkt nach der Laminierung.
  26. Verfahren gemäss Anspruch 25, worin besagter luftdurchlässiger Träger einen schmelzbindbaren Vliesstoff umfasst.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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