多孔的多層過濾器制造技術

在微濾過濾器中，過濾層受到保護以免被損壞。多孔的多層過濾器為由三個在縱向和橫向上雙向延伸的多孔延伸PTFE片材構成的層積體，所述多孔過濾器包括：作為中間層的過濾層；保護層，該保護層疊置于所述過濾層的位于待處理液體流入側的一個表面上；以及支持層，該支持層疊置于所述過濾層的另一表面上，其中所述過濾層的所述一個表面和所述另一表面在其與所述保護層和所述支持層的邊界處被熔融粘結至所述保護層和所述支持層，所述保護層的孔和所述支持層的孔與所述過濾層的孔三維連通，并且所述過濾層的孔的平均孔徑被設定為小于所述保護層和所述支持層各自的孔的平均孔徑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及多孔的多層過濾器，更具體而言，本專利技術涉及一種能以高流速過濾超細顆粒的微濾過濾器，在該過濾器中，實現了對過濾表面的保護。
技術介紹
聚四氟乙烯（在下文中稱為“PTFE”）多孔過濾器具有PTFE所固有的特性（例如，高耐熱性、化學穩定性、耐候性、不燃性、高強度、不粘性以及摩擦系數低），而且具有多孔體所具有的特性（例如撓性、液體滲透性、顆粒捕集性以及介電常數低）。由于PTFE多孔過濾器所具有的優異特性（例如高化學穩定性），因此其已經被廣泛用作（尤其是）半導體相關領域、液晶相關領域和食品/醫藥相關領域中液體、氣體等的微濾過濾器（膜過濾器）。在這些領域中，鑒于進一步的技術創新和需求的增加，一直需要具有更高性能的微濾過濾器。具體而言，在半導體制造中，集成度逐年提高，因此光刻線的寬度降低至0.5μm或更小。同樣，在液晶制造過程中，包括使用感光性材料的微細加工，因此需要能夠在較小區域內可靠地捕獲微粒的微濾過濾器。這些微濾過濾器主要用作用于處理潔凈室里的空氣的過濾器和用于過濾化學溶液的過濾器，并且它們的性能影響產品收率。此外，在食品/藥品相關領域中，隨著近年來安全意識的提高，將微小的異物完全過濾掉（絕對除去性）存在強烈要求。因此，例如，日本未審查專利申請公開No.2010-94579（專利文獻1）提出由兩層層積體形成的過濾用過濾器，其中過濾膜被固定在支持體上，該過濾膜由厚度為50μm以下的PTFE多孔膜構成，并且能夠捕集粒徑為0.1μm以下的微粒。但是，當試圖確保微粒的顆粒捕集率時，會減小過濾層的孔徑。當過濾層的表面暴露于外部時，在制造、加工或使用中，具有微結構的過濾層的表面上易于發生損壞。當過濾層的表面上發生損壞時，微粒的捕集能力降低，這是一個問題。引用列表專利文獻專利文獻1：日本未審查專利申請公開：No.2010-94579
技術實現思路
技術問題本專利技術的目的是提供一種過濾器，其中對于小于0.1μm的超細顆粒的捕集能力和處理速度未降低，并且過濾層上不易于發生損壞。解決問題的方式為了解決上述問題，本專利技術提供了一種多孔的多層過濾器，該多孔的多層過濾器為由三個在縱向和橫向上雙向延伸的多孔延伸PTFE片材構成的層積體，所述層積體包括作為中間層的過濾層、疊置于位于過濾層的待處理液體流入側的保護層、以及疊置于過濾層的另一表面的支持層，所述多孔的多層過濾器的特征在于：過濾層的一個表面和另一表面在其與保護層和支持層的邊界處被熔融粘結至保護層和支持層，保護層的孔和支持層的孔與過濾層的孔三維連通，并且過濾層的孔的平均孔徑（下文中可簡稱為“平均孔徑”）被設定為小于保護層和支持層各自的孔的平均孔徑。在由三個片材構成的層積體中，縱向上的抗拉強度與橫向上的抗拉強度之間的差值可設定在1,500mN以下；縱向上的抗拉強度和橫向上的抗拉強度均可設定在2,000mN至20,000mN的范圍內，優選在4,000mN至13,000mN范圍內；并且層積體的耐壓強度可設定在200kPa至2,000kPa范圍內，優選為500kPa至1,500kPa。待疊置的三個片材均為在縱向和橫向上雙向延伸的片材，其中縱向的強度與橫向的強度之間的差值得以減小。因此，由該層積體形成的本專利技術過濾器被賦予了各向同性的抗拉強度，并且不易于變形。如上所述，通過使保護層疊置于過濾層的待處理液體的流入側，過濾層的表面被保護，以免被暴露于外部。由于保護層的孔徑被設定為大于過濾層的孔徑，因此防止了處理速度降低，并且可以使高流速處理成為可能。另外，保護層、過濾層和支持層均在縱向和橫向上雙向延伸，其中縱向上的強度和橫向上的強度被設定為基本上相同，從而提高了各層的強度并賦予各層以各向同性。另外，由于這三層是由具有強度且品質相同的多孔延伸PTFE片材形成，因此，在熔融界面處不易于發生剝離，從而增加固定強度。以這種方式，通過使過濾層夾在保護層和支持層之間，實現了強一體化，從而增強了過濾層的保護能力，其中過濾層、保護層和支持層均具有強度。在本專利技術中，優選的是，過濾層的平均孔徑為0.01μm至0.45μm，兩側的保護層和支持層平均孔徑均為過濾層平均孔徑的5至1,000倍，并且過濾層的厚度為2μm至50μm。被捕集的顆粒的大小取決于過濾層的孔。當平均孔徑被設定為0.01μm至0.45μm、優選為小于0.1μm時，可以捕集小于0.1μm的超細顆粒。另外，通過將厚度設定為2μm至50μm的較小厚度，可以增加流速。即使過濾層的厚度減小為上述厚度，由于過濾層夾在位于兩側的保護層和支持層之間，因此可以防止在制造、加工或處理中過濾層發生損壞和變形（例如收縮）。使用孔徑分布測量裝置Perm-Porometer（由美國PMI公司生產；型號No.CFP-1200A）來測量過濾層、保護層和支持層各自的平均孔徑。將GALWICK（PMI公司）用作測量用液體。在使用Perm-Porometer進行測量時，對被浸入測量用液體中的模切樣品（直徑25mm，測量面積：直徑約16mm）逐漸施加空氣壓力，并測量濕潤狀態時的空氣流速和干燥狀態時的空氣流速。確認最大孔徑、最小孔徑和平均孔徑。由干燥狀態時的空氣流速與濕潤狀態時的空氣流速之間的比值計算孔徑分布。在這種常規過濾器中，可以被捕集的最小粒徑為0.1μm。相反，在本專利技術中，如上所述，過濾層的平均孔徑被設定在0.01μm至0.45μm之間，可以捕集小于0.1μm的顆粒。另外，在這種情況下，這樣設定了滲透流速，從而實現了與用于捕集0.1μm的顆粒的常規過濾器相當的滲透流速。通過下述方法測量顆粒捕集率。將濾膜沖壓成直徑為47mm的圓片，并將其設置在支架上。制備含有粒徑為0.055μm（1.4×1010個/cm2）的聚苯乙烯乳膠均質顆粒（由JSR公司制造）的水溶液，并在41.2kPa的壓力下，采用所設置的過濾器對32cm3的該水溶液進行過濾。測定過濾前的水溶液以及濾液的吸光度，并且計算二者的比值。采用紫外可見分光光度計（由島津株式會社制造的UV-160），在波長為310nm的條件下測定吸光度（測定精度為1/100）。將保護層和支持層的片材厚度均設定在2μm至50μm范圍內（與過濾層片材的厚度相同），或設置在5μm至60μm范圍內（略大于過濾層片材的厚度），并且層積體的總厚度優選為10μm至150μ本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.02.25 JP 2011-0406421.一種多孔的多層過濾器，其為由三個在縱向和橫向上雙向延
伸的多孔延伸PTFE片材構成的層積體，所述多孔過濾器包括：
作為中間層的過濾層；保護層，該保護層疊置于所述過濾層的
位于待處理液體流入側的一個表面上；以及支持層，該支持層疊置于
所述過濾層的另一表面上，
其中所述過濾層的所述一個表面和所述另一表面在其與所述保
護層和所述支持層的邊界處被熔融粘結至所述保護層和所述支持層，
所述保護層的孔和所述支持層的孔與所述過濾層的孔三維連通，并且
所述過濾層的孔的平均孔徑被設定為小于所述保護層和所述支持層
各自的孔的平均孔徑。
2.根據權利要求1所述的多孔的多層過濾器，其中在由三個片
材構成的所述層積體中，縱向抗拉強度與橫向抗拉強度間的差值為
1,500mN以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：辻脅寬之，宇野敦史，船津始，
申請(專利權)人：住友電工超效能高分子股份有限公司，
類型：
國別省市：