JP2001259339A - Filter medium for air filter - Google Patents
Filter medium for air filterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエアフィルタ用濾材
に関し、さらに詳しくは、粉末状イオン交換樹脂を含有
する濾材において、該イオン交換樹脂の脱落防止と共に
単位体積当たりのガス吸着量を増大させるようにしたエ
アフィルタ用濾材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter medium for an air filter, and more particularly, to a filter medium containing a powdery ion exchange resin, which prevents the ion exchange resin from falling off and increases the amount of gas adsorbed per unit volume. And a filter medium for an air filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ガス吸着用のエアフィルタ用濾材
として、粉末状のイオン交換樹脂をパルプ基材と共にシ
ート状に抄紙したものがある。このエアフィルタ用濾材
のガス吸着性能を向上させる手段の一つとして、イオン
交換樹脂の含有量を増やすことが考えられる。2. Description of the Related Art Heretofore, as a filter material for an air filter for adsorbing gas, there has been a paper made of a powdered ion exchange resin together with a pulp base material in a sheet form. As one of means for improving the gas adsorption performance of the air filter material, it is conceivable to increase the content of the ion exchange resin.
【０００３】しかしながら、単にイオン交換樹脂の配合
量を増やすだけの処理をしても、配合したイオン交換樹
脂の全量をパルプ基材に定着させることは難しく、粒子
が多量に脱落するという現象が発生するため所望のガス
吸着性能が得られないという問題がある。However, it is difficult to fix the entire amount of the ion-exchange resin to the pulp base material by simply increasing the amount of the ion-exchange resin, and a large amount of particles may fall off. Therefore, there is a problem that desired gas adsorption performance cannot be obtained.
【０００４】本発明者らは、上記のように粉末状イオン
交換樹脂がパルプ基材から脱落する原因について詳細な
検討を行った結果、主として粒径に原因があることを見
い出した。すなわち、従来のイオン交換樹脂を含有させ
たエアフィルタ用濾材では、その粒径として約０．２〜
１ｍｍ程度の比較的大きな樹脂を使用していることに主
たる原因があることを見い出し、本発明を得るに至った
ものである。The present inventors have conducted detailed studies on the cause of the powdery ion-exchange resin falling off the pulp base material as described above, and as a result, have found that the main cause is the particle size. That is, in a conventional filter material for an air filter containing an ion exchange resin, the particle size thereof is about 0.2 to
The present inventors have found that there is a main cause for using a relatively large resin of about 1 mm, and have arrived at the present invention.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の問題を解消し、イオン交換樹脂の脱落を防止
し、かつ単位体積当たりのガス吸着量を増大することが
できるようにしたエアフィルタ用濾材を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, prevent the ion exchange resin from falling off, and increase the amount of gas adsorbed per unit volume. An object of the present invention is to provide a filter medium for an air filter.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のエアフィルタ用濾材は、粒径が０．１〜１００μｍ
で、イオン交換容量が０．５〜１０ meq／ｇである粉末
状イオン交換樹脂を基材に含有させた紙からなることを
特徴とするものである。Means for Solving the Problems The filter medium for an air filter of the present invention that achieves the above object has a particle size of 0.1 to 100 μm.
And a paper comprising a base material containing a powdered ion exchange resin having an ion exchange capacity of 0.5 to 10 meq / g.
【０００７】このように粉末状イオン交換樹脂の粒径を
０．１〜１００μｍの範囲に微粒化したことにより、そ
の粉末状イオン交換樹脂のパルプ基材表面に対する静電
気による引力を増大させ、脱落を起こし難くすることを
可能にする。また、脱落を起こり難くしたことと共に、
イオン交換容量を０．５〜１０ meq／ｇにしたこととが
相まって単位体積当たりのガス吸着量を増大させること
ができる。[0007] Since the particle size of the powdery ion-exchange resin is reduced to the range of 0.1 to 100 µm, the attractive force of the powdery ion-exchange resin due to static electricity on the surface of the pulp substrate is increased, and the powdery ion-exchange resin is prevented from falling off. Make it harder to wake up. In addition, along with making it hard to fall off,
Combined with the ion exchange capacity of 0.5 to 10 meq / g, the amount of gas adsorbed per unit volume can be increased.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明において、エアフィルタ用
濾材はパルプ及び／又は熱溶融性繊維を基材とし、この
基材にガス吸着剤として、粉末状のイオン交換樹脂を分
散混合させるように抄紙した紙から構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a filter medium for an air filter is based on pulp and / or hot-melt fiber, and a powdered ion exchange resin is dispersed and mixed as a gas adsorbent on the base material. It consists of paper made.
【０００９】ガス吸着剤として用いる粉末状のイオン交
換樹脂は、粒径が０．１〜１００μｍの範囲の微粒化し
たものを使用する。粉末状イオン交換樹脂をパルプ基材
の表面に保持させる主たる力は静電気による引力と考え
られ、そのため粒径を小さくするほど大きな引力を得る
ことができるからである。As the ion exchange resin in powder form used as a gas adsorbent, a finely divided ion exchange resin having a particle size in the range of 0.1 to 100 μm is used. The main force for holding the powdered ion exchange resin on the surface of the pulp base material is considered to be an attractive force due to static electricity. Therefore, the smaller the particle size, the higher the attractive force.
【００１０】通常、パルプの繊維径は３０μｍ程度であ
るため、イオン交換樹脂の粒径が１００μｍよりも大き
くなると、パルプ基材に対する引力が十分に働かなくな
って、脱落しやすくなる。また、粉末状イオン交換樹脂
のパルプ基材に対する保持力には相互間の摩擦力もある
が、粒径が大きくなるに従って粒子当たりの重量が増
え、またフィルタとして使用中に受ける風の力も増加す
るため、粒子が受ける重力や風の力の方がパルプ繊維と
の摩擦力よりも大きくなり、脱落を助長することになる
のである。Usually, since the fiber diameter of pulp is about 30 μm, if the particle size of the ion exchange resin is larger than 100 μm, the attractive force against the pulp base material does not work sufficiently, and the pulp tends to fall off. In addition, the holding force of the powdered ion exchange resin with respect to the pulp base material has a frictional force between each other, but as the particle size increases, the weight per particle increases, and the wind force received during use as a filter also increases. However, the force of gravity or wind that the particles receive is greater than the frictional force with the pulp fiber, which promotes shedding.
【００１１】しかし、粒径が０．１μｍよりも小さくな
ると、その微粉化によって取り扱い性が悪くなり、かつ
抄紙する際の分散性も悪くなり、イオン交換樹脂をパル
プ基材に対して均一分散させることが難しくなり、濾材
表面におけるガス吸着性能にムラを生ずるようになる。However, when the particle size is smaller than 0.1 μm, the handling properties are deteriorated due to the pulverization, and the dispersibility during papermaking is also deteriorated, so that the ion exchange resin is uniformly dispersed in the pulp base material. This makes it difficult to perform, and the gas adsorption performance on the surface of the filter medium becomes uneven.
【００１２】また、イオン交換樹脂としては、イオン交
換容量が０．５〜１０ meq／ｇ、好ましくは３〜５ meq
／ｇのものを使用する。このイオン交換容量は、公知の
中和滴定法により容易に求めることができる。The ion exchange resin has an ion exchange capacity of 0.5 to 10 meq / g, preferably 3 to 5 meq / g.
/ G. This ion exchange capacity can be easily obtained by a known neutralization titration method.
【００１３】イオン交換容量が０．５ meq／ｇよりも小
さいと、ガス吸着性が低下するため、イオン交換樹脂の
含有量を増やしたとしてもガス吸着量の増大は難しくな
る。また、イオン交換容量が１０ meq／ｇよりも大きく
なると、イオン交換樹脂が持つ官能基の化学的不安定性
が増し、官能基由来のガスが発生しやすくなり、ガス吸
着性能が低下する。If the ion exchange capacity is smaller than 0.5 meq / g, the gas adsorption is reduced, so that it is difficult to increase the gas adsorption even if the content of the ion exchange resin is increased. On the other hand, when the ion exchange capacity is larger than 10 meq / g, the chemical instability of the functional group of the ion exchange resin increases, so that a gas derived from the functional group is easily generated, and the gas adsorption performance decreases.
【００１４】また、イオン交換樹脂には、アニオン交換
タイプとカチオン交換タイプとがあり、この両タイプの
イオン交換樹脂を混合して使用することが好ましい。両
タイプのイオン交換樹脂は、互いに静電気的に引き合う
作用を行い、しかも、その引き合う力は、粒径を小さく
するほど強いものにすることができる。The ion exchange resin includes an anion exchange type and a cation exchange type, and it is preferable to use a mixture of both types. Both types of ion exchange resins electrostatically attract each other, and the attracting force can be made stronger as the particle size decreases.
【００１５】したがって、両タイプのイオン交換樹脂を
混合使用すると、パルプ繊維を包み込むようにして固定
された状態になるので、脱落防止効果を一層増すことが
できる。さらに、両タイプのイオン交換樹脂が併存する
ことにより、アニオン性ガスおよびカチオン性ガスの両
方を同時に捕捉することができる相乗効果もある。この
ように両タイプのイオン交換樹脂の混合比（重量比）と
しては、１：９から９：１の範囲にするとよく、この範
囲外では上記包み効果が低減する。Therefore, when both types of ion exchange resins are mixed and used, the pulp fibers are wrapped and fixed so that the effect of preventing falling off can be further enhanced. Furthermore, when both types of ion exchange resins coexist, there is also a synergistic effect that both anionic gas and cationic gas can be captured simultaneously. As described above, the mixing ratio (weight ratio) of both types of ion-exchange resins is preferably in the range of 1: 9 to 9: 1. Outside this range, the above-described wrapping effect is reduced.
【００１６】本発明において、上記イオン交換樹脂の基
材に対する含有量は１０〜８０wt％の範囲にする。含有
量が１０wt％よりも少ないと、本発明の目的であるガス
吸着量の増大効果を得ることができなくなる。しかし、
８０wt％を超えるほど多くすると、たとえイオン交換樹
脂の粒径が１００μｍ以下に小さくしてあっても、基材
から脱落しやすくなる。In the present invention, the content of the ion-exchange resin with respect to the base material is in the range of 10 to 80% by weight. If the content is less than 10% by weight, the effect of increasing the gas adsorption amount, which is the object of the present invention, cannot be obtained. But,
If the amount is more than 80 wt%, even if the particle size of the ion-exchange resin is reduced to 100 μm or less, the resin easily falls off from the substrate.
【００１７】イオン交換樹脂の基材に対する秤量は、エ
アフィルタの用途に応じて適宜設定すればよいことでは
あるが、３０ｇ／ｍ2 より少ないと十分なガス吸着性が
得られなくなる。また、３００ｇ／ｍ2 を超えると濾紙
が硬くなり、平行流型フィルタ等への加工性が悪化す
る。The weighing of the ion-exchange resin with respect to the substrate may be appropriately set according to the use of the air filter, but if it is less than 30 g / m 2 , a sufficient gas adsorbing property cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 300 g / m 2 , the filter paper becomes hard, and the processability to a parallel flow filter or the like deteriorates.
【００１８】本発明に使用するガス吸着剤には、粉末状
イオン交換樹脂のほかに、必要により活性炭等の炭素質
ガス吸着剤、ゼオライト等の無機系ガス吸着剤、繊維状
のイオン交換樹脂などを１種又はそれ以上を併用するよ
うにしてもよい。The gas adsorbent used in the present invention may be a powdery ion exchange resin, if necessary, a carbonaceous gas adsorbent such as activated carbon, an inorganic gas adsorbent such as zeolite, or a fibrous ion exchange resin. May be used alone or in combination.
【００１９】濾紙の基材にはパルプが使用されている。
その含有量は２０〜６０wt％の範囲が好ましい。パルプ
の含有量が２０wt％よりも少ないと、基材に対するイオ
ン交換樹脂の保持が難しくなる。しかし、６０wt％より
も多くしたのでは、イオン交換樹脂の含有量が相対的に
低下してしまうため、ガス吸着性が低下する。Pulp is used as a base material for filter paper.
Its content is preferably in the range of 20 to 60% by weight. If the pulp content is less than 20 wt%, it becomes difficult to hold the ion exchange resin on the substrate. However, if the content is more than 60% by weight, the content of the ion exchange resin is relatively reduced, so that the gas adsorbing property is reduced.
【００２０】本発明において、濾紙の基材には熱溶融性
繊維を使用することができる。熱溶融性繊維を使用する
と、濾紙から平行流型フィルタ等を加工するとき、濾紙
（濾材）同士を融着により接着できるため、接着剤を使
用することなく接着を行うことが可能になる。一般に接
着剤は有機物質であるため、エアフィルタに加工したの
ち、その使用中に微量の汚染ガスを発生する。したがっ
て、このエアフィルタが半導体製造工場のクリーンルー
ムに使用された場合には、発生ガスによって半導体が汚
染されることになる。しかし、熱溶融性繊維を基材に使
用した場合には、このような障害をなくすことができ
る。In the present invention, a heat fusible fiber can be used as the base material of the filter paper. When the heat-meltable fiber is used, when a parallel flow filter or the like is processed from the filter paper, the filter papers (filter materials) can be bonded to each other by fusion, so that the bonding can be performed without using an adhesive. Generally, since the adhesive is an organic substance, it is processed into an air filter and generates a small amount of contaminant gas during use. Therefore, when the air filter is used in a clean room of a semiconductor manufacturing plant, the generated gas contaminates the semiconductor. However, when the heat-meltable fiber is used for the base material, such an obstacle can be eliminated.
【００２１】基材として使用する熱溶融性繊維の含有量
は、１〜３５wt％の範囲が好ましく、３〜２０wt％であ
るとより好ましい。１wt％よりも少ないと、濾材同士を
融着することが難しくなる。また、３５wt％よりも多く
すると、相対的にイオン交換樹脂の含有量を低下させる
ためガス吸着性を低下させるようになる。The content of the heat-fusible fiber used as the base material is preferably in the range of 1 to 35% by weight, more preferably 3 to 20% by weight. If it is less than 1 wt%, it will be difficult to fuse the filter media together. On the other hand, when the content is more than 35% by weight, the content of the ion exchange resin is relatively reduced, so that the gas adsorbing property is lowered.
【００２２】本発明において、熱溶融性繊維の素材は特
に限定されないが、好ましくは融点が８０〜３００℃の
熱可塑性重合体を使用するとよい。例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリビ
ニルアルコール及びこれら重合体を主成分とする共重合
体などを例示することができる。In the present invention, the material of the heat-meltable fiber is not particularly limited, but it is preferable to use a thermoplastic polymer having a melting point of 80 to 300 ° C. Examples thereof include polyethylene, polypropylene, nylon, polyester, polyvinyl alcohol, and copolymers containing these polymers as main components.
【００２３】熱溶融性繊維の繊維形態は、円形断面、異
形断面のいずれであってもよいが、特に芯成分が鞘成分
よりも高い融点の熱可塑性重合体の組み合わせにした芯
鞘構造が好ましい。この芯鞘構造からなる熱溶融性繊維
は、鞘成分が融着作用を行い、芯成分が繊維形態を保持
する。芯成分の熱可塑性重合体は、融点８０〜３００℃
の重合体が好ましい。The fiber form of the heat-meltable fiber may be any of a circular cross section and an irregular cross section, but a core-sheath structure in which the core component is a combination of a thermoplastic polymer having a higher melting point than the sheath component is particularly preferable. . In the heat-meltable fiber having the core-sheath structure, the sheath component performs a fusion action, and the core component maintains a fiber form. The core component thermoplastic polymer has a melting point of 80 to 300 ° C.
Are preferred.
【００２４】上述した構成からなる本発明の濾材はエア
フィルタに加工され、、特に平行流型フィルタに適用す
ることが好ましい。濾材はイオン交換樹脂の脱落が防止
された構成になっているので増量が可能であり、平行流
型フィルタに加工されることにより、単位体積当たりの
ガス吸着量を大幅に増大することができる。The filter medium of the present invention having the above-described structure is processed into an air filter, and is particularly preferably applied to a parallel flow type filter. Since the filter medium has a configuration in which the ion exchange resin is prevented from falling off, the amount can be increased. By processing the filter medium into a parallel flow filter, the amount of gas adsorbed per unit volume can be greatly increased.
【００２５】平行流型フィルタは、多数の濾材からなる
角筒が平行に配列した集積構造体として形成され、その
多数の角筒内にエアを平行に流すことにより、濾材表面
でガス除去が行われるような構成になっている。例え
ば、所謂段ボール加工により、波形に加工した濾材と平
面状態の濾材とを重ねて相互の接点を接着して片側ダン
ボール材にし、この片側ダンボール材を複数段に積層し
相互接着し、多数の平行流路を有する集積構造体に加工
したものである。この集積構造体（平行流型フィルタ）
はフレームに組み付けられ、エアフィルタユニットとし
て完成する。The parallel flow type filter is formed as an integrated structure in which a plurality of rectangular tubes made of filter media are arranged in parallel, and gas is removed from the surface of the filter media by flowing air in parallel through the plurality of rectangular tubes. It is a configuration that can be done. For example, by so-called corrugated cardboard processing, a corrugated filter medium and a filter medium in a flat state are superimposed, and their contacts are bonded to each other to form a one-side corrugated cardboard material. This is processed into an integrated structure having a flow path. This integrated structure (parallel flow filter)
Is assembled on a frame to complete an air filter unit.
【００２６】一般に、エアフィルタユニットには、少な
くとも下流側に塵埃除去用フィルタとして通気性不織布
が取り付けられる。この通気性不織布は下流側と共に、
上流側にも配置してよい。このエアフィルタユニットに
エアを上流側から下流側に向けて流すと、平行流型フィ
ルタの多数の平行流路を流れるとき、流路の濾材表面で
汚染ガスを吸着除去され、清浄なエアになって下流側に
流出する。Generally, a breathable nonwoven fabric is attached to the air filter unit at least on the downstream side as a dust removal filter. This breathable non-woven fabric together with the downstream side,
It may be arranged on the upstream side. When air flows from the upstream side to the downstream side in this air filter unit, when flowing through a large number of parallel flow paths of the parallel flow type filter, contaminated gas is adsorbed and removed on the surface of the filter medium in the flow path, resulting in clean air. Outflows downstream.
【００２７】上記した本発明のエアフィルタ用濾材やエ
アフィルタユニットは、空気清浄機や空気清浄システム
などに有効に用いることができるばかりでなく、クリー
ンルームやクリーンベンチなど、清浄度が要求される空
間に好適に適用することができる。さらに、例えば、ク
リーンルーム内に設置されるレジスト塗布装置やレジス
ト現像装置、露光装置（スキャナ）、成膜装置などの半
導体製造装置に装着して、これら装置内のエアの汚染ガ
ス濃度をさらに低減させることができる。したがって、
半導体の不良品の発生率などを低く抑えることができ
る。The filter medium and air filter unit for an air filter according to the present invention can be effectively used for an air purifier, an air cleaning system, and the like, as well as in a space requiring cleanliness, such as a clean room or a clean bench. It can be suitably applied to. Furthermore, for example, the apparatus is mounted on a semiconductor manufacturing apparatus such as a resist coating apparatus, a resist developing apparatus, an exposure apparatus (scanner), or a film forming apparatus installed in a clean room to further reduce the concentration of contaminated gas in air in these apparatuses. be able to. Therefore,
The occurrence rate of defective semiconductor products can be suppressed.
【００２８】[0028]
【発明の効果】上述したように本発明のエアフィルタ用
濾材によれば、粉末状イオン交換樹脂の粒径を０．１〜
１００μｍの範囲に微粒化したことにより、その粉末状
イオン交換樹脂のパルプ基材表面に対する静電気による
引力を増大させ、脱落を起こし難くすることができる。
また、このように脱落を起こり難くしたことと共に、イ
オン交換容量を０．５〜１０ meq／ｇにしたこととが相
まって単位体積当たりのガス吸着量を増大させることが
できる。As described above, according to the filter medium for an air filter of the present invention, the particle size of the powdery ion exchange resin is 0.1 to 0.1.
By the atomization in the range of 100 μm, the attraction of the powdery ion exchange resin to the pulp substrate surface due to static electricity can be increased, and the powder ion exchange resin can be prevented from falling off.
In addition to the fact that the falling-off hardly occurs, the ion exchange capacity is set to 0.5 to 10 meq / g, so that the gas adsorption amount per unit volume can be increased.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D012 CA10 CB03 CG01 CG03 CG04 CG05 4D019 AA01 BA12 BA13 BB03 BC04 DA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D012 CA10 CB03 CG01 CG03 CG04 CG05 4D019 AA01 BA12 BA13 BB03 BC04 DA01
Claims (10)
換容量が０．５〜１０ meq／ｇである粉末状イオン交換
樹脂を基材に含有させた紙からなるエアフィルタ用濾
材。1. A filter medium for an air filter made of paper containing a powdery ion exchange resin having a particle size of 0.1 to 100 μm and an ion exchange capacity of 0.5 to 10 meq / g in a base material.
０〜８０wt％で、秤量が３０〜３００ｇ／ｍ2 である請
求項１に記載のエアフィルタ用濾材。2. The content of the powdery ion exchange resin is 1
In 0~80wt%, the filter media for air filters according to claim 1 weighing is 30~300g / m 2.
含有する請求項１又は２に記載のエアフィルタ用濾材。3. The pulp as the base material is 20 to 60% by weight.
The filter medium for an air filter according to claim 1, further comprising:
wt％含有する請求項１，２又は３に記載のエアフィルタ
用濾材。4. The method according to claim 1, wherein the base material is a heat-fusible fiber.
The filter medium for an air filter according to claim 1, which contains wt%.
℃である請求項４に記載のエアフィルタ用濾材。5. The heat-fusible fiber has a melting point of 80 to 300.
The filter medium for an air filter according to claim 4, which is at 0 ° C.
も高い融点を有する芯鞘構造からなる請求項４又は５に
記載のエアフィルタ用濾材。6. The filter medium for an air filter according to claim 4, wherein the heat-fusible fiber has a core-sheath structure in which a core component has a higher melting point than a sheath component.
オン交換タイプとカチオン交換タイプとを混合して用い
た請求項１〜６のいずれかに記載のエアフィルタ用濾
材。7. The air filter medium according to claim 1, wherein the powdery ion exchange resin is a mixture of an anion exchange type and a cation exchange type.
換樹脂と共に、炭素質ガス吸着剤、無機系ガス吸着剤及
び繊維状イオン交換樹脂の少なくとも１種を含有させた
請求項１〜７のいずれかに記載のエアフィルタ用濾材。8. The gas adsorbent according to claim 1, further comprising at least one of a carbonaceous gas adsorbent, an inorganic gas adsorbent, and a fibrous ion exchange resin together with the powdery ion exchange resin. A filter medium for an air filter according to any one of the above.
用いて平行流型フィルタに加工したエアフィルタユニッ
ト。9. An air filter unit processed into a parallel flow filter using the filter medium according to claim 1.
トを備えていることを特徴とする空気清浄機、クリーン
ルーム又は半導体製造装置。10. An air purifier, a clean room, or a semiconductor manufacturing apparatus, comprising the air filter unit according to claim 9.
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