CN1676196A - 化学过滤器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种离子交换树脂载置化学过滤器，其特征是在含有离子交换纤维的纤维质载体上载置离子交换树脂粉末，该离子交换树脂载置化学过滤器，单位体积平均的离子交换容量大，离子性气体状污染物质的除去性能的初期性能高，并且，除去性能的持续性优良。

Description

化学过滤器及其制造方法
技术领域
本发明涉及设置在半导体、液晶、精密电子零部件的制造工厂等净化间或制造装置等上的空气净化用的化学过滤器及其制造方法，更具体地说，涉及从空气中除去在该净化间或制造设备等内产生的离子性气体状污染物质用的化学过滤器及其制造方法。
背景技术
在半导体制造、液晶制造等尖端工业中，为了确保产品的成品率及质量、可靠性，净化间内的空气及产品表面的污染控制是很重要的。特别是在半导体工业领域，随着产品的高集成化的进展，除了使用HEPA、ULPA等控制粒子状的污染物质之外，离子性气体状污染物质的控制也是不可缺少的。
在该离子性空气状污染物质中，包括碱性气体和酸性气体。其中，例如作为碱性气体的氨，在半导体制造时的曝光工序中，是造成曝光时分辨率恶化、晶片表面的模糊不清的原因。此外，作为酸性气体的SOX，在半导体制造时的热氧化膜形成工序中，是在基板内引起叠层缺陷，使器件特性及可靠性恶化的原因。
这样，由于该离子性气体状污染物质在半导体制造等工程中引起种种困难，所以，在半导体制造等中使用的净化间内，要求离子性气体状污染物质的浓度，在几个μg/m3以下。
因此，在现有技术中，为了除去该离子性气体状污染物质，将离子交换基导入到化学过滤器中。例如，在日本专利特开2001-259339号公报(专利文献1)中，公开了一种由基体材料内含有粒径及离子交换容量处于特定范围内的粉末状离子交换树脂的纸构成的空气过滤器用的过滤材料。
此外，日本专利特开2000-5544号公报(专利文献2)中，公开了一种包含吸附介质及离子交换树脂的除臭剂。
除此之外，日本专利特开2003-10613号公报(专利文献3)中，公开了一种构成捕捉对象为碱性离子气体的空气过滤器的过滤材料，该过滤材料中的基体材料包含由阳离子交换树脂构成的粉状体、粒状体或者纤维，同时也载置磷酸的空气过滤器用过滤材料。
对于该化学过滤器，除了要求可以将离子性气体状污染物质清除到几个μg/m3以下的浓度的初始除去性能之外，还要求该除去性能长时间持续，即，具有优良的持续性。因此，必须在该化学过滤器中，导入大量的离子交换树脂，单位体积平均的离子交换容量必须要大。
但是，日本专利特开2001-259339号公报所述的空气过滤器用过滤材料，由于将粉末状的离子交换树脂，利用纸浆基体材料的静电力，或者纸浆基体材料与该粉末状离子交换树脂的摩擦力保持在纸浆基体材料的表面上，所以，当粉末状离子交换树脂的附着量增多时，会产生该粉末状离子交换树脂脱落的问题。
此外，日本专利特开2000-5544号公报所述的除臭剂，具体地说，是将离子交换树脂缓混合到活性炭纤维中造纸后获得的，当混合到该活性炭纤维中的离子交换树脂增大时，造纸获得的除臭剂的强度显著降低，存在着通气时该除臭剂破坏，或者不能进行造纸等问题。
此外，日本专利特开2003-10613号公报所述的空气过滤器用过滤材料，和日本专利特开2000-5544号公报所述的除臭剂一样，存在着很难使包含在过滤材料的基体材料中的离子交换树脂量增多的问题。进而，该过滤材料，因为通过载置于空气过滤器上的磷酸与离子性气体状污染物质发生中和反应而除去该离子性气体状污染物质，由该中和反应生成的盐，会抑制被处理气体向过滤器纤维间的空隙内的扩散，所以，存在着除去性能的寿命容易降低的问题。
从而，本发明的目的是，提供一种单位体积平均的离子交换容量大、离子性气体状污染物质的除去性能的初期性能高、并且该除去性能的持续性优良的化学过滤器及其制造方法。
发明内容
本发明人等，为了解决上述现有技术中的课题，通过深入研究的结果发现，(1)作为载体，通过采用使之含有离子交换纤维的材料，该离子交换纤维，与载置的离子交换树脂粉末氢键结合，该纤维质载体吸附该离子交换树脂粉末的力增强，(2)因此，纤维质载体与离子交换树脂粉末的结合变得更加牢固，可以防止该离子交换树脂粉末的脱落，所以，可以载置更多的离子交换树脂粉末，(3)此外，在载置该离子交换树脂粉末时，由于该离子交换树脂粉末容易浸透到位于纤维质内部深处的纤维之间，所以，可以载置很多该离子交换树脂粉末等，从而使本发明得以完成。
即，本发明提供了一种在含有离子交换纤维的纤维质载体上，载置离子交换树脂粉末的离子交换树脂载置化学过滤器。
此外，本发明还提供了一种所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其中所述纤维质载体具有波纹状蜂窝结构。
此外，本发明还提供了一种进行向含有离子交换纤维的纤维质载体上喷涂含有离子交换树脂粉末的浆料的处理的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法。
此外，本发明还提供了一种进行将含有离子交换纤维的纤维质载体，浸渍到含有离子交换树脂粉末的浆料中的处理的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法。
本发明的离子交换树脂载置化学过滤器，由于单位体积平均的离子交换容量大，所以，离子性气体状污染物质的除去性能的初期性能高，并且，该除去性能的持续性优良。此外，本发明的制造方法，适合于制造该发明的离子交换载置化学过滤器。
附图说明
图1是具有波纹状蜂窝结构的纤维质载体的模式的立体图；
图2是具有波纹状蜂窝结构的纤维质载体的模式的剖面图；
图3是表示氨气的除去率随时间变化的曲线图。
具体实施方式
根据本发明的离子交换载置化学过滤器，在含有离子交换纤维的纤维质载体上，载置离子交换树脂粉末。
作为该离子交换纤维，没有特别的限制，可以是阳离子交换纤维或阴离子交换纤维中任何一种。作为该阳离子交换纤维，例如，可以列举出强酸性阳离子交换纤维，弱酸性阳离子交换纤维等，作为引入该阳离子交换纤维的离子交换基，例如，可以列举出磺酸基、磷酸基、羧酸基等。此外，作为阴离子交换纤维，例如，可以列举出强碱性阴离子交换纤维，弱碱性阴离子交换纤维等，作为引入该阴离子交换纤维的离子交换基，例如，可以列举出三甲铵基，二甲基乙醇铵基等。此外，作为该离子交换纤维的材料，没有特定的限制，可以列举出聚苯乙烯系，聚丙烯腈系，聚乙烯醇系等。此外，该离子交换纤维，也可以是一种单独的、或者两种以上的阳离子交换纤维的组合，两种以上的该阴离子交换纤维的组合，或者该阳离子交换纤维及该阴离子交换纤维的组合。
该离子交换纤维的含量，在该纤维质载体中，为20～80重量％，优选的为40～60重量％。当该含量不足20％时，吸附该离子交换树脂粉末的力弱，该离子交换树脂粉末变得容易脱落，并且，离子性气体状污染物质的除去性能就降低。此外，当该含量超过80％时，由于该离子交换纤维本身的机械强度低，所以，该纤维质载体的机械强度变低。
该离子交换纤维的离子交换容量，没有特定的限制，优选的为1～5m当量/g，特别优选的为2～4m当量/g。但该离子交换容量不足1m当量/g时，吸附该离子交换树脂粉末的力弱，该离子交换树脂粉末次变得容易脱落，并且，离子性气体状污染物质的除去性能降低。此外，当该离子交换容量超过5m当量/g时，由于该离子交换纤维本身的强度显著降低，所以，该纤维质载体的机械强度变低。
该离子交换纤维的平均纤维直径，没有特别的限制，优选的为1～100μm，特别优选的为10～50μm。该离子交换纤维的平均纤维长度，没有特别的限制，优选的为0.1～50mm，特别优选的为1～10mm。
该纤维质载体，是将利用该离子交换纤维和加强纤维形成的织物或无纺布，例如，成形为蜂窝结构构成的，该织物或该无纺布，例如，可以将该离子交换纤维和加强纤维的混合物通过造纸或者干式成形而获得。
作为该加强纤维，如果是通常用于化学过滤器的制造的纤维，没有特别的限制，例如，可以列举出硅铝纤维，氧化硅纤维，氧化铝纤维，莫来石纤维，玻璃纤维，石棉纤维，碳纤维等无机纤维；聚乙烯纤维，聚丙烯纤维，尼龙纤维，聚酯纤维，聚乙烯醇纤维，芳族聚酰胺纤维，纸浆纤维，人造纤维等有机纤维。此外，该加强纤维，可以是一种单独使用，或者两种以上的组合。该无机纤维与该有机纤维的组合，该化学过滤器的机械强度提高这一点是理想的，硅铝纤维和人造纤维的组合是特别优选的。
该加强纤维的平均直径，没有特定的限制，优选的为0.1～25μm，特别优选的为0.5～10μm，该加强纤维的平均纤维长度，优选的为0.1～50mm，特别优选的为10～20mm。通过使该平均纤维直径和该平均纤维长度在该范围内，可以提高该纤维质载体的机械强度。
由该离子交换纤维和该加强纤维形成的该织物或该无纺布的纤维间空隙率，没有特别的限制，优选的为50～95％，特别优选的为70～95％。所谓该纤维间空隙率是指，从该织物或无纺布的表观体积中减去该织物或无纺布纤维的体积的部分(下面也称之为纤维间空隙)，在该织物或无纺布中的表观体积中所占的比例。通过使该纤维间空隙率位于该范围内，不仅将离子交换树脂粉末载置在纤维质载体的外侧表面上，而且还载置在纤维间的空隙内，所以，该离子交换树脂粉末的载置量增多了。此外，该织物或无纺布的厚度，没有特定的限制，优选的为0.1～0.5mm，特别优选的为0.2～0.3mm。通过将该厚度处于该范围内，该纤维质载体的机械强度增强了，并且在该纤维质载体的纤维间空隙内载置的该离子交换树脂粉末的量也增加了。
同时，通过利用通常的方法将该织物或该无纺布(下面，也称之为纤维质)成形，可以获得该纤维质载体。作为该纤维质载体的形状，没有特定的限制，例如，可以列举出将波纹状的纤维质与平坦状的纤维质交互地层叠获得的结构(波纹状蜂窝结构)，通过弯折加工制成衣服褶形状的纤维质与相对于通气方向成直角的平坦状的纤维质依次层叠获得的结构等，在这些结构中，波纹状蜂窝结构，由于被处理空气的流路相对于通气方向成为平行气流，所以，从压力损失低、可小型化***设备、低成本化的观点来看，是优选的。
下面，参照图1及图2，对该波纹状蜂窝结构进行说明。图1是具有该波纹状蜂窝结构的纤维质载体的模式的立体图。纤维质载体2，将含有该离子交换纤维的平坦状纤维质3及波纹状纤维质4交互叠层。在该平坦状纤维质3及该波纹状纤维质4之间，形成沿该波纹状纤维质4的波峰部5连续的方向延伸的大致呈半圆柱形状的空洞6。这样，就形成了被处理空气可以通过空洞6的结构。
该平坦状纤维质3，是利用该离子交换纤维和该加强纤维形成的织物或无纺布的半坦状物；该波纹状纤维质4，是通过波纹加工将该织物或无纺布的平坦状成形为波形构成的。所谓该波纹加工，是指将该平坦状纤维质3等平坦状物通过上下一对波纹形状轧辊而成形为波形的加工方法。
然后，将平坦状纤维质3及波纹状纤维质4，以该波纹状纤维质4为中心交互地层叠，形成该纤维质载体2。在此种情况下，该平坦状纤维质3及作为中心的该波纹状纤维质4，可以利用粘结剂等将该波纹状纤维质4(中心)的上下波峰部5、5及该平坦状纤维质3粘结形成一个整体，或者，也可以不进行粘结，简单地将它们层叠，将该层叠后的叠层体收纳固定在框体等内。作为用于粘结该平坦状纤维质3及波纹状纤维质4的粘结剂，例如，可以列举出与后面描述的硅溶胶等的无机系粘结剂同样的粘结剂。
图2是在该纤维质载体2中在平行于开口部7的面上剖开的模式的剖面图。在图2中，该波纹状纤维质4的所述波峰部5与平坦状纤维质3粘结。该纤维质载体2的波峰高度(图2中的标号h)，没有特别的限制，优选的为0.5～10mm，特别优选的为1～5mm，更加优选的为1～2mm。此外，该纤维质载体2的间距(图2中的标号p)，没有特别的限制，优选的为1～20mm，特别优选的为1～5mm，更加优选的为2～4mm。通过使该波峰高度及该间距处于该范围内，可以使离子性气体状污染物质的除去率及压力损失的平衡变得很好。
作为该离子交换树脂粉末，没有特定的限制，可以是阳离子交换树脂粉末或阴离子交换树脂粉末中的任何一种。作为该阳离子交换树脂，例如，可以列举出强酸性阳离子交换树脂粉末，弱酸性阳离子交换树脂粉末等，此外作为阴离子交换树脂粉末，例如，可以列举出强碱性阴离子交换树脂粉末，弱碱性阴离子交换树脂粉末等。此外，导入该阳离子交换树脂粉末或该阴离子交换树脂粉末中的离子交换基，或者该离子交换树脂粉末的材质，和前述离子交换纤维相同。此外，该离子交换树脂粉末，可以是一种单独的、两种以上的所述阳离子交换树脂粉末的组合，两种以上的所述阴离子交换树脂粉末的组合，或者该阳离子交换树脂粉末和该阴离子交换树脂粉末的组合。
该离子交换树脂粉末的载置量为，该离子交换树脂载置化学过滤器的单位体积当量，50～200kg/m3，优选的为100～180/m3，特别优选的为130～160kg/m3。当该载置量不足50kg/m3时，离子性气体状污染物质的除去性能的持续性变差，而当超过200kg/m3时，该离子交换树脂粉末就变得容易脱落。
该离子交换树脂粉末的平均粒径，没有特别的限制，优选的为1～150μm，特别优选的为10～50μm。由于通过缩小该平均粒径可以缩小每一个的重量，所以，该离子交换树脂粉末变得容易被该纤维质载体吸附，难以从该纤维质载体上脱落。但是，当该平均粒径不足1μm时，相对于该纤维间的空隙而言，该离子交换树脂粉末的尺寸变得过分小了，因而，该离子交换树脂粉末变得容易从该纤维间的空隙内脱出，易于从该纤维质载体上脱落。另一方面，当该平均粒径超过150μm时，由于每个该离子交换树脂粉末的平均重量过大，所以，难以获得足够的粘结强度，该离子交换树脂粉末变得容易脱落。
该离子交换树脂粉末的离子交换容量，没有特别的限制，优选的为1～10m当量/g，特别优选的为3～6m当量/g。当该离子交换容量不足1m当量/g时，离子性气体状污染物质的除去性能的持续性变差，此外，当超过10m当量/g时，该离子交换树脂粉末的离子交换基在化学性能上变得不稳定，该离子交换基变得容易从该离子交换树脂粉末自身上脱落。
此外，离子性气体状污染物质包含碱性气体和酸性气体两者的情况下，该离子交换树脂粉末优选的是阳离子交换树脂粉末和阴离子交换树脂粉末的混合物。此外，该阳离子交换树脂粉末和该阴离子交换树脂粉末的重量比例，优选的为2∶8～8∶2，特别优选的为4∶6～6∶4。如果该重量比例在该范围以外时，该碱性气体或该酸性气体中之一的除去性能容易降低。
此外，对于该离子交换纤维和该离子交换树脂粉末的组合，在该离子性气体状污染物质仅为碱性气体的情况下，令该离子交换纤维和该离子交换树脂粉末两者为阳离子交换体，在该离子性气体状污染物质仅为酸性气体的情况下，令该离子交换纤维和该离子交换树脂粉末两者为阴离子交换体，这样，除去性能提高，这一点是优选的。此外，在该离子性气体状污染物质包含碱性气体和酸性气体两者的情况下，令该离子交换纤维或该离子交换树脂粉末中之一为所述阳离子交换体或阴离子交换体中的一个，将另一个作为与之具有相反性质的离子交换体，或者，令该离子交换纤维或该离子交换树脂粉末中的一个或两个为阳离子交换体及阴离子交换体的组合，这样，从提高除去性能的角度出发，是优选的。
该离子交换树脂粉末，例如，利用粘结剂，载置于该纤维质载体的纤维间的空隙或外侧表面上。作为该粘结剂，没有特别的限制，可以是无机系粘结剂或有机系粘结剂中的任何一种，例如，作为该无机系粘结剂，可以列举出硅溶胶，铝溶胶，钛溶胶，硅酸钠，硅酸钾等，作为有机系粘结剂，可以列举出丙烯酸系树脂，乙烯基乙酸系树脂，环氧树脂，酚醛树脂，有机硅系树脂，以及它们的共聚物树脂等。其中，无机系粘结剂，由于该粘结剂的固化物不会成膜，成为粒子的凝聚体，所以，离子性气体状污染物质易于透过该粘结剂固化物的间隙，离子性气体状污染物质的除去性能高，从这一点看是优选的。
该离子交换树脂载置化学过滤器单位体积的离子交换容量，大致为500～1200当量/m3，优选的为600～1000当量/m3，特别优选的为700～900当量/m3。
这样，由于通过令该离子交换树脂载置化学过滤器的该纤维质载体中使用包含该离子交换纤维的材料，该离子交换纤维与该离子交换树脂粉末进行氢键结合，所以，该纤维质载体吸附该离子交换树脂粉末的力增强。因此，即使载置大量的该离子交换树脂粉末，该离子交换树脂粉末也很难脱落。从而，本发明的离子交换树脂载置化学过滤器，因为该离子交换树脂粉末的载置量大，所以，单位体积平均的离子交换量增多。从而，该离子交换树脂载置化学过滤器，可以适合用作有必要将离子性气体状污染物质除去到1μg/m3以下的低浓度的空气净化用化学过滤器，并且，离子性气体状污染物质的除去性能的持续性优异。
下面，说明本发明的第一种实施方式的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法(下面，也简单地称之为第一种实施方式的制造方法)。该第一种实施方式的制造方法，是一种在含有离子交换纤维的纤维质载体上，进行含有离子交换树脂粉末的浆料的喷涂处理(下面也称之为喷涂处理)的制造方法。
用于该第一种实施方式的制造方法的该离子交换纤维，和前述离子交换树脂载置化学过滤器的说明中所描述的相同。
用于该第一种实施方式的制造方法的该离子交换纤维质载体的单位体积平均的离子交换容量，没有特别的限制，优选的为50～200当量/m3，特别优选的为100～150当量/m3。通过使该单位体积平均的离子交换容量在该范围内，该纤维质载体中的该离子交换纤维，吸附该浆料中的该离子交换树脂粉末的效果提高，所以，变得易于浸透到该纤维质载体的纤维间的空隙内，可以增多该离子交换树脂粉末的载置量。当该单位体积平均的离子交换容量不足50当量/m3时，该离子交换树脂粉末难以浸透到该纤维质载体的纤维间空隙内，此外，当超过200当量/m3时，该纤维质载体的机械强度降低。此外，关于其它方面，和在前述离子交换树脂载置化学过滤器的说明中所描述的纤维质载体相同。
用于该第一种实施方式的制造方法的该浆料，含有该离子交换树脂粉末。此外，该浆料可以含有粘结剂或其它成分。此外，该浆料可以通过将所述离子交换树脂粉末，所述粘结剂，所述其它成分等与水混合而得到。
包含在所述浆料内的所述离子交换树脂粉末的平均粒径，没有特别的限制，优选的为1～150μm，特别优选的为10～50μm。当所述平均粒径不足1μm时，所述浆料的粘度增高，由于该浆料变得难以浸透到该纤维质载体的纤维间的空隙内，所以该离子交换树脂粉末的载置量减少。此外，当该平均粒径超过150μm时，该离子交换树脂粉末过大，变得难以浸透到该纤维质载体的纤维间的空隙内。
该离子交换树脂粉末的离子交换容量，没有特别的限制，优选的为1～10m当量/g，特别优选的为3～6当量m/g。通过令该离子交换容量位于该范围内，由于该离子交换树脂粉末容易浸透到该纤维质载体的纤维间空隙内，所以，可以增多该离子交换粉末的载置量。当该离子交换容量不足1m当量m/g时，该离子交换树脂粉末难以浸透该纤维质载体的纤维间的空隙，此外，当超过10m当量/g时，该离子交换树脂粉末的离子交换基在化学性能上变得不稳定，该离子交换基就变得容易从该离子交换树脂粉末本身上脱离。此外，关于其它方面，与前述离子交换树脂载置化学过滤器的说明中所描述的离子交换树脂粉末相同。
该浆料中的所述离子交换树脂粉末的含量，没有特定的限制，在该浆料中，占10～40重量％，优选的为20～30重量％。当该含量不足10重量％时，在离子交换树脂粉末的载置量减少，此外，当超过40重量％时，该浆料的粘度增高，该离子交换树脂粉末就变得难以浸透到该纤维质载体的纤维间的空隙中。
此外，在离子性气体状污染物质包含碱性气体及酸性气体两者的情况下，优选的，该离子交换树脂粉末是所述阳离子交换树脂粉末及阴离子交换树脂粉末的混合物。此外，该阳离子交换树脂粉末及阴离子交换树脂粉末的重量比，优选的为2∶8～8∶2，特别优选的为4∶6～6∶4。当该重量比处于该范围之外时，该碱性气体或酸性气体其中之一的除去性能降低。
包含在该浆料中的所述粘结剂，与在前述离子交换树脂载置化学过滤器的说明中描述的粘结剂相同。
该浆料中的所述粘结剂的含量，没有特别的限制，在该粘结剂是无机系粘结剂的情况下，相对于该离子交换树脂粉末的该粘结剂的重量比(粘结剂/离子交换树脂粉末)，优选的为10/90～50/50，特别优选的为15/85～25/75，在该粘结剂为有机系粘结剂的情况下，相对于该离子交换树脂粉末的该粘结剂重量比，优选的为1/99～20/80，特别优选的为5/95～15/85。通过令该含量处于该范围内，因为该离子交换树脂粉末被充分粘结在该纤维质载体上，很变得难以脱落。
此外，该离子交换树脂粉末及该粘结剂的合计含量，没有特定的限制，在该浆料中，优选的为10～50重量％，特别优选的为20～40重量％。通过令该合计含量在该范围内，该浆料具有恰当的粘度，所以，在该纤维质载体的外侧表面及纤维间的空隙内载置很多所述离子交换树脂粉末。
作为包含在该浆料中的水，没有特定的限制，例如，可以列举出离子交换水，蒸馏水，自来水，工业用水等。此外，在该粘结剂含有水分的情况下，该水分也可以作为构成该浆料的水。例如，该粘结剂是硅溶胶的情况下，可以将二氧化硅以外的水分，用作构成该浆料的水。
此外，该浆料根据需要，也可以包含分散剂等界面活性剂。
该喷涂处理，利用喷涂设备，例如，可以将该浆料以雾状喷射的喷雾器等，或者，使该浆料成喷淋状流下的喷淋设备等，通过将该浆料喷涂到该纤维质载体上来进行。
在进行喷涂处理后，根据需要，可以进行干燥处理。该干燥处理的干燥温度，没有特定的限制，优选的为50～130℃，该干燥处理的干燥时间，没有特定的限制，优选的为30～120分钟。进行该干燥处理，能够迅速且可靠地使该离子交换树脂粉末载置到该纤维质载体的外表面和纤维间的空隙内，从而是优选的。
此外，该喷涂处理，可进行一次或两次以上，在进行两次以上的情况下，在该喷涂处理之间进行该干燥处理，该离子交换树脂粉末的载置量增多，从而是优选的。
接下来，说明本本发明的第二种实施方式的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法(下面，简单地称之为第二种实施方式的制造方法)。在该第二种实施方式的制造方法中，对于和前述第一种实施方式的制造方法相同的点，省略其说明，主要对于其不同之处进行说明。在第二种实施方式的制造方法中，与第一种实施方式的制造方法的主要不同点在于，代替进行所述喷涂处理，而将纤维质载体在含有离子交换树脂粉末的浆料中进行浸渍处理(下面也称之为浸渍处理)。
该浸渍处理的浸渍时间，没有特别的限制，优选的为10～300秒钟，特别优选的为30～120秒钟。
该第二种实施方式的制造方法，可以在一次处理中将大量的所述离子交换树脂粉末载置到纤维质载体的外侧表面及纤维之间的空隙内，所以是优选的。
此外，也可以将所述喷涂处理及所述浸渍处理组合进行。
本发明的化学过滤器的制造方法，由于通过把包含在纤维质载体内的所述离子交换纤维与所述浆料中的所述离子交换树脂粉末进行氢键结合而吸附在一起，所以，该浆料易于浸透到所述纤维质载体的纤维间的空隙内。因此，本发明的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法，可以增多所述离子交换树脂粉末的载置量。
下面，列举本发明的实施例，一面与比较例进行比较，一面对本发明进行详细说明。此外，这些仅仅是例示，并不是限制本发明的描述。
【实施例1】
(具有波纹状蜂窝结构的纤维质载体的制作)
将离子交换容量2.0m当量/g的强酸性离子交换纤维(平均纤维直径30μm，平均纤维长度5mm)，硅铝纤维(平均纤维直径5μm，平均纤维长度20mm)以及人造纤维，以50∶30∶20的重量比例，进行湿式造纸，获得纤维间空隙率为90％，厚度(图2中，标号t)为0.2mm的平坦状纤维质。
然后，令平坦状纤维质从上下一对的波浪形波纹板轧机之间通过，制作波纹状纤维质。在该波纹状纤维质的波峰部涂布作为粘结剂的硅溶胶之后，与上述平坦状纤维质重合、层叠。将所述波纹状纤维质与所述平坦状纤维质的层叠，以通气方向为同一个方向的方式反复进行，获得图1及图2所示的中心的间距(图2中，标号p)为2.8mm、波峰高度(图2中，标号h)为1.3mm的具有波纹状蜂窝结构的纤维质载体。
(含有离子交换树脂粉末的浆料的调制)
将平均粒径为20μm、离子交换容量为5.0m当量/g的强酸性阳离子交换树脂粉末(商品名：ダイヤイオン(三菱化学公司制))，作为粘结剂的硅溶胶(商品名：スノテツクスス(日产化学公司制))(固体成分20重量％)，以及水，以该离子交换树脂粉末与该硅溶胶的固体成分的重量比为8∶2，该离子交换树脂粉末及该硅溶胶的固体成分的合计含量在浆料中为30重量％的方式进行混合，调制含有离子交换树脂粉末的浆料。
(化学过滤器的制作)
将上述具有波纹状蜂窝结构的纤维质载体，在放入容器内的上述浆料中浸渍60秒钟(第一次浸渍处理)，从该浆料中拉出之后，在80℃进行60分钟的干燥，将离子交换树脂载置于该纤维质载体上。再重复一次该浸渍处理及干燥(第二次浸渍处理)，将离子交换树脂载置在该纤维质载体上，获得化学过滤器A。
将该化学过滤器A切割成长100mm×宽100mm×厚40mm，将其嵌入到铝制的框体内。
该化学过滤器A的单位体积平均的离子交换容量为850当量/m3，该化学过滤器A的单位体积平均的离子交换纤维及离子交换树脂粉末的含量，分别为60kg/m3，146kg/m3。此外，该单位体积平均的离子交换容量，是通过将在该化学过滤器A中的离子交换纤维的含量上乘以该离子交换纤维的离子交换容量的值，加上在离子交换树脂粉末的含量上乘以该离子交换树脂粉末的离子交换容量的值的合计作为该化学过滤器A的离子交换容量计算出来的。
(性能测定)
利用该化学过滤器A，在下述条件下，测定氨除去率随时间的变化以及化学过滤器的寿命。此外，在实际的净化间中，成为问题的氨浓度为几十μg/m3，但为了进行加速试验，令氨浓度为240μg/m3。其结果示于表1及图3。该离子交换树脂载置化学过滤器A的寿命为1050小时。此外，在该条件下，测定该化学过滤器A的压力损失，为27Pa。此外，化学过滤器的寿命，是氨的除去率降低到90％时的时间。
<试验条件>
·通气气体的组成：含有240μg/m3氨的空气
·通气气体的温度及湿度：23℃、50％RH
·除去对象气体：氨
·通气风速：0.5m/s
(比较例1)
准备将含有阳离子交换基的多芯海岛型离子交换纤维(离子交换容量3.5m当量/g)和热熔融纤维进行造纸构成的类似于滤纸的平坦状纤维质，和将该平坦状纤维质进行波纹加工制成的波纹状纤维质，交互层叠形成的长100mm×宽100mm×厚度40mm的市售的化学过滤器B(商品名：FILTORAY(东レ公司制))(间距3.3mm，波峰高度1.1mm)。该化学过滤器B的单位体积平均的离子交换容量为700当量/m3，该化学过滤器B的单位体积平均的离子交换纤维量为200kg/m3。
(性能测定)
除代替化学过滤器A而使用化学过滤器B之外，利用和实施例相同的方法进行实验的结果，示于表1及图3。该化学过滤器B的寿命为900小时。此外，化学过滤器B的压力损失为27Pa。
(比较例2)
准备在用电离性放射线照射过的有机高分子化合物的无纺布，将阳离子交换基(磺酸根)接枝聚合(离子交换容量3.0m当量/g)的制品折叠制成衣服褶状的市售的化学过滤器C(商品名：EPIX(荏原制作所制))(长100mm×宽100mm×厚45mm)。该化学过滤器C的单位体积平均的离子交换容量为330当量/m3，该化学过滤器C的单位体积平均的离子交换纤维量为110kg/m3。
(性能测定)
除代替化学过滤器A而使用化学过滤器C之外，利用和实施例相同的方法进行实验的结果，示于表1及图3。该化学过滤器C的寿命为550小时。此外，化学过滤器B的压力损失为53Pa。
(比较例3)
准备在活性炭纤维中添加磷酸的蜂窝状的长100mm×宽100mm×厚40mm的市售的化学过滤器D(商品名：ピユアアクト(ピユアテツク公司制))。
(性能测定)
除代替化学过滤器A而使用化学过滤器D之外，利用和实施例相同的方法进行实验的结果，示于表1及图3。该化学过滤器D的寿命为300小时。此外，该化学过滤器D的压力损失为20Pa。
(表1)
  实施例1   比较例1   比较例2   比较例3
  单位体积平均的离子交换容量(当量/m3)   850   700   330   ＿3)
  单位体积平均的离子交换体的量(kg/m3)   纤维：601)树脂：1462)   200   110   ＿3)
  化学过滤器的寿命(小时)   1050   900   550   300
  压力损失(Pa)   27   27   53   20
1)纤维：单位体积平均的离子交换纤维的量
2)树脂：单位体积平均的离子交换树脂粉末的量
3)由于不包含离子交换纤维，所以未测定。
本发明的化学过滤器，可以作为半导体、液晶、精密电子零部件的制造工场等产生离子性气体状污染物质的净化间，以及产生离子性气体状污染物质的装置的化学过滤器来使用。

Claims (11)

1.一种离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，在含有离子交换纤维的纤维质载体上，载置离子交换树脂粉末。
2.如权利要求1所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，前述离子交换纤维的含量，在前述纤维质载体中，为20～80重量％。
3.如权利要求1所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，前述离子交换纤维的离子交换容量为1～5m当量/g。
4.如权利要求1所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的载置量为50～200kg/m3。
5.如权利要求1所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的平均粒径为1～150μm。
6.如权利要求1所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的离子交换容量为1～10m当量/g。
7.如权利要求1所述的离子交换树脂载置化学过滤器，其特征在于，前述纤维质载体，具有波纹状的蜂窝结构。
8.一种离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法，其特征在于，在含有离子交换纤维的纤维质载体上，进行喷涂含有离子交换树脂粉末的浆料的处理。
9.一种离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法，其特征在于，进行把含有离子交换纤维的纤维质载体，浸渍到含有离子交换树脂粉末的浆料中的处理。
10.如权利要求8或9所述的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的平均粒径为1～150μm。
11.如权利要求8或9所述的离子交换树脂载置化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的离子交换容量为1～10m当量/g。
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