[发明专利]多孔多层过滤器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔多层过滤器，更具体而言，本发明涉及一种能以高流速过滤超细颗粒的微滤过滤器。

背景技术

聚四氟乙烯(在下文中称为“PTFE”)多孔过滤器具有PTFE所固有的特性(例如，高耐热性、化学稳定性、耐候性、不燃性、高强度、不粘性以及摩擦系数低)，而且具有多孔体所具有的特性(例如挠性、液体渗透性、颗粒捕集性以及介电常数低)，并且聚四氟乙烯已经常规用于各种领域中，例如用于液体/气体微滤过滤器(膜过滤器)、电线涂覆材料以及呼吸阀(通气孔)。

近年来，由于PTFE多孔过滤器具有诸如高的化学稳定性等优异的特性，因此其已被广泛使用，特别在半导体相关领域、液晶相关领域和食品/药品相关领域中被用作过滤化学溶液、气体等的过滤器。

在上述领域中，鉴于进一步的技术创新和需求的增加，一直需要具有更高性能的微滤过滤器。具体而言，在半导体制造中，集成度逐年提高，因此光刻线的宽度降低至0.5μm或更小。同样，在液晶制造过程中，包括使用感光性材料的微细加工，因此需要能够在较小区域内可靠地捕获微粒的微滤过滤器。这些微滤过滤器主要用作用于处理洁净室里的空气的过滤器和用于过滤化学溶液的过滤器，并且它们的性能影响产品收率。

此外，在食品/药品相关领域中，随着近年来安全意识的提高，将微小的异物完全过滤掉(绝对除去性)存在强烈要求。

然而，在为了确保高的颗粒捕集率而使用具有小孔径的过滤器时，渗透性(即处理化学溶液或空气的速度)降低，从而导致产品的生产率降低。在目前市售可得的具有孔径为0.02μm的微孔的PTFE多孔膜中，其异丙醇(IPA)的流速在差压为0.95kg/cm²的条件下为0.0005ml/cm²/min，因此几乎未能获得渗透性。因此，在传统的微滤过滤器中，难以使处理速度和颗粒捕集率达到平衡。

针对上述问题，人们已经提出各种PTFE多孔体。

例如，日本未经审查的专利申请公开No.2003-80590(PTL 1)提出了一种通过如下方法制得的多孔体：用放射线对PTFE细粉末或者对通过挤压PTFE细粉末而形成的成型体在拉伸之前进行照射，使得多孔体可以在保持相同的渗透性的同时具有高的过滤性能。

然而，在PTL 1的多孔体中，必须进行放射线照射的步骤，因此会增加成本，这就是其问题所在。

此外，日本未经审查的专利申请公开No.7-316327(PTL 2)提供了这样一种PTFE多孔体，其能够以90％或更高的颗粒捕集率除去粒径为0.109μm的颗粒，并且其孔隙率为60％至90％、在1kg/cm²的压降下测定的IPA流速为0.6ml/cm²/min或更大。

虽然PTL 2的PTFE多孔体就高的颗粒捕集率而言是优异的，但是其渗透性方面仍有改善的余地。即，IPA流速为0.6ml/cm²/min或更大，在PTL 2的实施例中，最高的IPA流速也只不过是1.8ml/cm²/min。因此，过滤需要相当长的时间。

如上所述，难以获得既具有高的颗粒捕集率又具有高的渗透性的过滤器。

此外，存在这样的问题：由于PTFE多孔体是疏水性的，因此水不易渗入多孔体中。所以，为了在水体系中容易地进行过滤，提供了其上形成有亲水性涂膜的多孔膜。

然而，在厚度为20μm或更小的PTFE多孔体等表面上形成的亲水性涂膜情况下，当该亲水性涂膜的亲水性聚合物干燥并收缩时，PTFE多孔体屈服于涂膜的强度而收缩。结果，导致孔隙率降低而渗透流速下降的问题。另一方面，在通过预先将PTFE多孔体的厚度设定为较大、并将亲水性涂膜的厚度保持为20μm或更小来制造亲水性过滤膜时，存在这样的问题：所述较大的厚度使得阻力增加，因此不能增加流速。所以，在这方面上仍有改善的余地。

引用的文献

专利文献

PTL 1：日本未经审查的专利申请公开No.2003-80590

PTL 2：日本未经审查的专利申请公开No.7-316327

发明内容

技术问题

鉴于上述问题而完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种多孔多层过滤器及其制造方法，其中所述过滤器能够以高捕集率捕集小于0.1μm的超细颗粒，并且能够实现高流速。

解决问题的手段