JP2000202235A - 悪臭ガス除去用シ―ト状物 - Google Patents

悪臭ガス除去用シ―ト状物

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JP2000202235A
JP2000202235A JP11011747A JP1174799A JP2000202235A JP 2000202235 A JP2000202235 A JP 2000202235A JP 11011747 A JP11011747 A JP 11011747A JP 1174799 A JP1174799 A JP 1174799A JP 2000202235 A JP2000202235 A JP 2000202235A
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Japan
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activated carbon
filter
phosphoric acid
fiber
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Takashi Nogi
崇志 野木
Isamu Koyama
勇 小山
Masayoshi Higashihara
優美 東原
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形加工すれば、悪臭ガスに対して高い除去
能力を有し、かつ低圧力損失のフィルターを容易に得る
ことができる悪臭ガス除去用シート状物を提供する。 【構成】 細孔容積が0.7ml/g以上、平均細孔直
径が2.0nm以上の活性炭繊維と熱融着性繊維とで構
成され、その構成比率が重量比で50:50〜90:1
0であるシート状物である。このシート状物は、厚みが
0.5mm以下で、シート中にリン酸を25g/m2
上保持している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルター用途、
特にクリーンルーム用フィルター用途に好適な悪臭ガス
除去用シート状物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】活性炭繊維を用いたシート状物はよく知
られており、各種有機ガスの除去フィルター用途に利用
されてきた。また、活性炭繊維では物理吸着できないガ
スを除去する目的で、活性炭繊維に薬剤を添着させ、ケ
ミカルフィルター用途にも利用されている。これら、フ
ィルターの形状としては、平板シートと波形状シートを
交互に積み重ね、ハニカム状としたコルゲートフィルタ
ーが低圧力損失であることから多く用いられており、活
性炭繊維からなるシートをこれらの形状に加工して一つ
のフィルターとして作り上げ、半導体工場等のクリーン
ルーム用フィルターとして多く利用され、必要不可欠な
ものとなりつつあるのが現状である。
【0003】ケミカルフィルターとしての性能と寿命
は、添着されている薬剤の量に依存することから、高性
能のフィルターを作製するには、より多くの添着剤を保
持したシートが必要となり、添着剤を保持させた活性炭
繊維をより多く持った活性炭繊維シートが必要となる。
しかし、添着剤を保持した活性炭繊維の量を多くする
と、活性炭繊維シートとして保持する添着剤の量は増え
るが、シートの厚みが増大してコルゲートフィルターの
圧力損失が高くなり、フィルターとしての使用に支障を
きたす。特に活性炭繊維シートは、一般的な熱可塑性樹
脂からなる繊維シートと比べると嵩密度が高く、曲げ剛
性も高いため、シート中の繊維が膨らみやすく、シート
の厚みを薄くすることが難しい。そのため厚みを抑える
には、活性炭繊維の量を減らすしかなく、その結果、添
着剤の保持量が少ないシートしか得ることができなかっ
た。
【0004】本発明は、このような問題点を解決し、化
学吸着能力が高く、低圧力損失のフィルターを作製する
ことができる悪臭ガス除去用シート状物を提供すること
を技術的な課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、細孔容積が0.7ml/g以
上、平均細孔直径が2.0nm以上の活性炭繊維と熱融
着性繊維とで構成され、その構成比率が重量比で50:
50〜90:10であるシート状物であり、かつ、シー
トの厚みが0.5mm以下で、シート中にリン酸を25
g/m2 以上保持していることを特徴とする悪臭ガス除
去用シート状物を要旨とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、熱融着性繊維と共に本発明の悪臭ガス除去
用シート状物を構成する活性炭繊維について説明する。
本発明における活性炭繊維は、ピッチ系、フェノール
系、セルロース系等のものを使用することができるが、
細孔容積が0.7ml/g以上、平均細孔直径が2.0
nm以上であることが必要である。本発明のシート状物
は、後述するようにリン酸を25g/m2 以上保持して
いるものであるが、細孔容積が0.7ml/g未満であ
ったり、平均細孔直径が2.0nm未満になると、活性
炭繊維にリン酸を添着してもその保持量が少なく、圧力
損失を許容できる範囲の厚みのシート状物を作製した
時、シート状物中に存在するリン酸量が少なすぎるの
で、ケミカルフィルターとしての性能と寿命を充分満足
することができず、本発明の目的とするフィルター用の
悪臭ガス除去用シート状物を得ることはできない。
【0007】次に、活性炭繊維と共に本発明のシート状
物を構成する熱融着性繊維は、シート状の活性炭繊維を
低厚みの状態に形態保持させるため繊維間固定を行うも
のである。活性炭繊維シートは、一般的な熱可塑性樹脂
からなる繊維シートと比べて嵩密度が高く、曲げ剛性も
高いため、シート中の繊維が膨らみやすく、シートの厚
みを薄くすることが難しい。本発明においては、シート
状物の厚みを抑えるため、活性炭繊維と熱融着性繊維を
重量比で50:50〜90:10の割合で用いる必要が
ある。シート状物中に占める熱融着性繊維の重量比率が
50%を超えるとシート状物の厚みを薄くすることはで
きるが、活性炭繊維の比率が少なくなりすぎて、活性炭
繊維の吸着能力と活性炭繊維に保持されるリン酸の量が
減り、ケミカルフィルターとした時に性能と寿命を充分
満足することができないシート状物しか得られない。ま
た、シート状物中に占める熱融着性繊維の重量比率が1
0%を下回ると、活性炭繊維の比率が高くなりすぎてシ
ート状物の厚みが増し、ケミカルフィルターとした時の
圧力損失が高くなる。したがって、活性炭繊維と熱融着
性繊維の重量比率は50:50〜90:10、特に6
5:35〜85:15が好ましい。
【0008】シート状物の形態を保持するためにエマル
ジョンバインダー等の溶液状のバインダー樹脂を用いる
と、活性炭繊維に存在する細孔をバインダーが塞ぐため
好ましくなく、特にリン酸を添着した活性炭繊維の場
合、リン酸とバインダーが反応する可能性もあるので好
ましくない。また、活性炭繊維は、その性状から一般の
合成繊維等と比べ繊維の機械的強力等が低いので、活性
炭繊維を構成繊維とするシート状物も同様に強力が弱い
ものになりがちであり、この欠点を補う点でも、形態保
持と同時に補強繊維としても作用する熱融着性繊維は最
適である。
【0009】本発明において、熱融着性繊維は、その接
触している活性炭繊維を接触点においてのみ、重合体の
溶融で融着接着させることが好ましい。さらに、鞘成分
に低融点重合体を、芯成分に高融点重合体を配した芯鞘
複合繊維の場合、鞘成分は熱融着による繊維間の接着を
行うが、芯成分は付与された熱に対して劣化や不定型化
することがないので、シート状物を構成する繊維の一つ
となり、シート状物の機械的性能を向上させることから
特に好ましく、その他の二成分系複合繊維も同様な理由
から好適である。
【0010】また、この熱融着性繊維に用いる重合体
は、繊維形成性、熱融着性、耐薬品性の観点から、ポリ
アミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系重合体が
好ましく、代表的には、ナイロン6、ナイロン46、ナ
イロン66等のポリアミド系重合体、ポリエチレンテレ
フタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、イソフタル
酸共重合ポリエチレンテレフタレ−ト等のポリエステル
系重合体や、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン系重合体、そして、これら重合体のブレンド物
や、これらの共重合体からなるものも含まれ、本発明の
効果を阻害しない範囲で、艶消し剤、顔料、防炎剤、消
泡剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の任意
の添加剤が添加されたものでもよい。
【0011】本発明のシート状物では、これらの重合体
のうち、一種、もしくは二種から選択された重合体によ
って形成された単一乃至複合形態の熱融着性繊維を使用
するが、熱融着性繊維の繊度は、繊維強力と接着強力の
点から0.5d〜5dが、特に1d〜3dが好ましい。
【0012】本発明のシート状物に保持させる薬剤は、
アンモニアガス等の悪臭ガス除去を対象とすることから
リン酸を用いる必要がある。そして、シート状物中にリ
ン酸を25g/m2 以上保持させることがケミカルフィ
ルターとした時の性能の点から重要であり、これを実現
するために、本発明では、前述したように細孔容積が
0.7ml/g以上、平均細孔直径が2.0nm以上の
活性炭繊維を用いるのである。単にシート状物中のリン
酸量を増やすには、リン酸を添着した活性炭繊維の重量
を増やせばよいが、それではシートの厚みが増してしま
い、低圧損のコルゲートフィルターを作製することがで
きない。そこで、本発明では、シート状物中の活性炭繊
維の重量を増やすことなく、添着リン酸量を増やすた
め、リン酸添着に最適な細孔容積が0.7ml/g以
上、平均細孔直径が2.0nm以上の活性炭繊維を使用
することで、従来相反するものであった低厚み、高保持
量の悪臭ガス除去用シート状物とすることができるので
ある。
【0013】図1は、本発明のシート状物をコルゲート
フィルター加工して得られるフィルターの一実施態様を
示す断面図である。図1から明らかなように、本発明の
シート状物を用いたコルゲートフィルターでは、外形が
一定の場合、シート状物の厚みが増すと空気の流路であ
るコルゲートフィルターのセルサイズが小さくなり、圧
力損失が増加する形態になることがわかる。しかし、本
発明では、シート状物の厚みを薄くすることで、空気流
路を大きくした低圧力損失のコルゲートフィルターを提
供することができる。
【0014】次に、本発明の悪臭ガス除去用シート状物
の製造法について説明する。なお、ここで説明する方法
は、本発明のシート状物の製造法の一実施形態にすぎ
ず、何らこれに限定されるものではない。本発明のシー
ト状物を製造するには、まず活性炭繊維と熱融着性繊維
を所定の重量比で混綿した後、ランダムカード、パラレ
ルカード等のカード機を用い、活性炭繊維と熱融着性繊
維からなる不織ウェブを形成する。なおこの際、目付に
応じてクロスラッパー等により不織ウェブをクロスラッ
プさせ、ニードルパンチ装置で機械的に繊維の三次元交
絡を生じさせて一体化させた不織ウェブを形成する方法
も、適宜採用することができる。このようにして得られ
た活性炭繊維と熱融着性繊維とからなる不織ウェブを、
熱融着性繊維の融点以上、(融点+40)℃未満の温度
に設定した乾燥機中を通過させ、熱融着性繊維の熱融着
により不織ウェブ状活性炭繊維の繊維間を固定してシー
ト化を行い、二つのフラットロールからなる一対のロー
ルを備えた熱圧接装置等を用いて厚みを抑えたシート状
物を得る。
【0015】本発明のシート状物にリン酸を保持させる
には、リン酸を添着させた活性炭繊維を用い、上記の製
法でシート状物を得る方法と、上記の製法で製造された
シート状物に後からリン酸を添着させる製法の二通りが
ある。シート状物に後からリン酸を添着させる方法とし
ては、マングル含浸機等を用いてリン酸液中にシート状
物を浸積させる含浸法、コーティングロール等を用いて
リン酸液をシート状物上に塗布するロールコーティング
法、ドクターナイフ等を用いてシート状物上に塗布した
リン酸液を均一にコーティングするナイフコーティング
法、スプレーガン等を用いてリン酸液をシート状物上に
塗布するスプレーコーティング法等が挙げられ、リン酸
液濃度と粘度等により最適な方法を選択し、シート状物
にリン酸を25g/m2 以上保持させることで、目的と
するシート状物を得ることができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例において、各特性値の測定は、次によ
うにして行った。 (1) 重合体の融点 パ−キンエルマ−社製DSC−7型の示差走査型熱量計
を用いて、昇温速度20℃/分で測定した融解吸熱ピ−
クの最大値を与える温度を融点とした。 (2) 活性炭繊維の細孔容積と平均細孔直径 日本ベル株式会社製ベルソープ自動ガス吸着装置を用い
て、低温窒素吸着法でBET多点法により、細孔容積は
相対圧1.0で、比表面積(m2/g)は相対圧0.1で
測定し,平均細孔直径は次の式で算出した。 平均細孔直径=細孔容積×4/比表面積 (3) アンモニアガスの濃度 アンモニアガス用の光明理化学工業株式会社製、北川式
ガス検知管を用い測定した値である。 (4) シート状物中のリン酸量 シート状物の1m2 当たり1点が10cm×10cmと
して3点を切り出し、そのシート中のリン酸を400m
lの水で洗い流し、さらにリン酸洗液中に1N−NaO
Hを加え、液のPHを9以上にした後、1N−HClを
用いて逆滴定を行い、求めた値を平均して1m2 当たり
に換算した値である。 (5) シート状物の厚み JIS−L1096に準じて測定した値である。
【0017】実施例1 細孔容積が0.8ml/g、平均細孔直径が2.1nm
のピッチ系活性炭繊維と、鞘成分にイソフタル酸を40
モル%共重合した融点110℃の共重合ポリエチレンテ
レフタレート重合体を、芯成分に融点260℃のポリエ
チレンテレフタレート重合体を配した熱融着性繊維(ユ
ニチカ株式会社製 メルティ4080)とを、活性炭繊
維80重量%、熱融着性繊維20重量%の重量比で混綿
した後、パラレルカードで不織ウェブ化し、125℃の
状態に保った乾燥機内を通過させることで鞘成分を溶融
させ、繊維間を固定して目付100g/m2 のシート状
物を得た。次いで、上記のシート状物にスプレーコーテ
ィング法でリン酸を添着し、二つのフラットロールから
なる一対のロールを備えた熱圧接装置にクリアランスを
設け、130℃の温度で熱圧接装置に通して厚さ0.4
5mmのシート状物をとした。
【0018】得られたシート状物をサイズ15cm×1
5cm×15cmのコルゲートフィルターに作製した
後、風洞試験装置に組み込み、アンモニアガスのフィル
ター入側濃度を1ppm一定に調整し、線速度0.5m
/秒で通気試験を行ってフィルターの出側濃度を測定
し、除去率が90%以上を維持した時間をガス除去能力
として評価した。
【0019】実施例2 活性炭繊維を、細孔容積が1.0ml/g、平均細孔直
径が3.0nmのものに変更した以外は実施例1と同様
に行って、目付80g/m2 、厚さ0.3mmのシート
状物とした後、フィルターを作製し、実施例1と同じ試
験を行って、フィルターのガス除去能力を評価した。
【0020】比較例1 活性炭繊維を、細孔容積が0.5ml/g、平均細孔直
径が1.9nmのものに変更した以外は実施例1と同様
に行って、目付80g/m2 、厚さ0.55mmのシー
ト状物とした後、フィルターを作製し、実施例1と同じ
試験を行って、フィルターのガス除去能力を評価した。
【0021】比較例2 活性炭繊維を、細孔容積が0.3ml/g、平均細孔直
径が1.7nmのものに変更した以外は実施例1と同様
に行って、目付100g/m2 、厚さ0.7mmのシー
ト状物とした後、フィルターを作製し、実施例1と同じ
試験を行って、フィルターのガス除去能力を評価した。
実施例1〜2と比較例1〜2で得られたシート状物の性
状と、フィルターのガス除去能力の評価結果を併せて表
1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1から明らかなように、実施例1〜2で
得られたシート状物は、比較例1〜2のものより薄く
て,かつ、リン酸の保持量が多いので、比較例1〜2の
フィルターよりアンモニアガスの90%除去時間が長
く、悪臭ガスに対して高い除去能力を示すフィルターで
あった。
【0024】
【発明の効果】本発明の悪臭ガス除去用シート状物を成
形加工すれば、悪臭ガスに対して高い除去能力を有し、
かつ低圧力損失のフィルターを容易に得ることが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の悪臭ガス除去用シート状物によって形
成されたコルゲートフィルターの一実施態様を示す断面
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA13 AB02 AC10 BA03 BA04 CA07 DA26 DA44 EA06 GA01 GA02 GB01 GB02 GB03 GB04 GB08 GB09 GB12 HA03 4D012 BA03 CA09 CA10 CB02 CB03 CE02 CE03 CF02 CF03 CF04 CF05 CG04 CG05 CK05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 細孔容積が0.7ml/g以上、平均細
    孔直径が2.0nm以上の活性炭繊維と熱融着性繊維と
    で構成され、その構成比率が重量比で50:50〜9
    0:10であるシート状物であり、かつ、シートの厚み
    が0.5mm以下で、シート中にリン酸を25g/m2
    以上保持していることを特徴とする悪臭ガス除去用シー
    ト状物。
JP11011747A 1999-01-20 1999-01-20 悪臭ガス除去用シ―ト状物 Pending JP2000202235A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017047420A (ja) * 2004-11-05 2017-03-09 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド 濾材
US10610813B2 (en) 2004-11-05 2020-04-07 Donaldson Company, Inc. Filter medium and breather filter structure

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