JP2003290617A - エアフィルタ用耐熱濾紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式抄造により製造されるエアフィルタ用濾
紙であって、４００℃を超える高温においても、高強度
で発塵が少なく、長期にわたり安定的に使用することが
できるエアフィルタ用耐熱濾紙を提供する。 【解決手段】 耐熱性無機繊維を主構成とするエアフィ
ルタ用耐熱濾紙において、Ｃガラス繊維を含有させたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４００℃を超える
高温においても、長期にわたり安定的に使用することが
できるエアフィルタ用耐熱濾紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子精密工業等のクリーンルー
ム、バイオロジカルクリーンルーム、クリーンベンチ等
の清浄空間を創り出すために、エアフィルタ用濾紙が用
いられている。エアフィルタ用濾紙は、一般に、微細ガ
ラス繊維を水中に分散させて湿式抄造することにより製
造されている。前記濾紙に強度付与するために、有機結
合剤を微細ガラス繊維と共に水中に分散させるか、ある
いは、湿式抄造後に有機結合剤中に浸漬処理または塗布
することにより行われている。これらの有機結合剤とし
ては、一般にアクリル系、ウレタン系、セルロース系等
が使用されている。

【０００３】しかし、４００℃を超える被処理空気をこ
のようなエアフィルタ用濾紙を用いて清浄化しようとす
る場合、有機結合剤は燃焼して逸散してしまうため、そ
の濾紙の強度が大きく低下する。このとき、濾紙の形状
は、ガラス繊維同士の絡みのみで維持されるものの、繊
維の脱落が発生し、自己発塵が問題になる。そこで、濾
紙の強度低下を少なくし、高温でも高い強度を維持し
て、長期にわたり安定的に使用できることが必要であ
る。

【０００４】これに対し、例えば、特開２００１−２６
２４８８号公報では、耐熱性不織布として、耐熱性無機
繊維と無機バインダーを湿式抄紙法にてシート化し、そ
のシートを４００℃以上の温度で焼成した後、さらに無
機バインダー成分を添加することにより形成されるエア
フィルタが開示されており、また、特開平１１−１０４
４２６号公報では、結合剤を含まないガラス繊維フェル
トを金網等の耐熱性の網体に挟んで高温用エアフィルタ
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
００１−２６２４８８号公報に記載のものでは、無機バ
インダーを使用することで高温時での濾紙の強度を維持
することはできるが、硬化した無機バインダーが脱落し
て発塵が起こるため、濾紙としての性能には十分とは言
えない。また、特開平１１−１０４４２６号公報に記載
のものでは、結合剤を用いることなくガラス繊維の絡み
による強度だけでは不十分であるために、金網等の耐熱
性の網体に挟んで使用しなければならず、コストが高く
なる。さらに、耐熱性繊維にガラス繊維を主体にしてい
るため、４００℃を超える高温において長期にわたり使
用すると、劣化により繊維が脆くなり、繊維の脱落が発
生し、発塵が多くなる問題がある。

【０００６】そこで、本発明は上記従来の問題点を解決
し、湿式抄造により製造されるエアフィルタ用濾紙であ
って、４００℃を超える高温においても、高強度で発塵
が少なく、長期にわたり安定的に使用することができる
エアフィルタ用耐熱濾紙を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明者等は鋭意検討の結果以下の解決手段を見出し
た。即ち、本発明のエアフィルタ用耐熱濾紙は、請求項
１に記載の通り、耐熱性無機繊維を主構成とするエアフ
ィルタ用耐熱濾紙において、Ｃガラス繊維を含有させた
ことを特徴とする。また、請求項２に記載のエアフィル
タ用耐熱濾紙は、請求項１に記載のエアフィルタ用耐熱
濾紙において、前記Ｃガラス繊維の含有量を０．５〜１
０質量％としたことを特徴とする。また、請求項３に記
載のエアフィルタ用耐熱濾紙は、請求項１又は２に記載
のエアフィルタ用耐熱濾紙において、前記Ｃガラス繊維
の平均繊維径は、０．２〜１．５μｍであることを特徴
とする。また、請求項４に記載のエアフィルタ用耐熱濾
紙は、請求項１乃至３の何れかに記載のエアフィルタ用
耐熱濾紙において、前記耐熱性無機繊維の融点は、８０
０℃以上であることを特徴とする。また、請求項５に記
載のエアフィルタ用耐熱濾紙は、請求項１乃至４の何れ
かに記載のエアフィルタ用耐熱濾紙において、前記耐熱
性無機繊維は、セラミック繊維を１０〜９０質量％及び
シリカ繊維を９０〜１０質量％含むことを特徴とする。
また、請求項６に記載のエアフィルタ用耐熱濾紙は、請
求項１乃至５の何れかに記載のエアフィルタ用耐熱濾紙
において、前記濾紙を構成する基材シート１００質量％
に対して有機結合剤を１０質量％以下含有させたことを
特徴とする。また、請求項７に記載のエアフィルタ用耐
熱濾紙は、請求項１乃至６の何れかに記載のエアフィル
タ用耐熱濾紙において、湿式抄造により製造されるもの
であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明のエアフィルタ用濾紙は、８００℃
以上の融点を有する耐熱性無機繊維を主体とする骨格成
分に、６００℃付近で軟化溶融するＣガラス繊維を配合
することで、耐熱性無機質繊維同士の絡みに加えて、高
温使用時にＣガラス繊維が溶融して耐熱性無機繊維同士
が結着されるので、著しく高い強度が得られると共に、
繊維の脱落が無くなるので、自己発塵が少なくなる。
尚、本発明のエアフィルタ用耐熱濾紙の実際の使用に際
しては、次のようにするのがよい。６００℃以上の高温
で使用する用途の場合には、使用後に該濾紙が約６００
℃に加熱された時点で上記したようなＣガラス繊維の軟
化溶融によるバインダー効果が発揮されることになるの
で、使用前に特に加熱処理を施すことなくそのまま使用
すればよい。一方、４００〜６００℃の温度で使用する
用途の場合には、仮にそのまま使用したとても、上記し
たようなＣガラス繊維の軟化溶融によるバインダー効果
もその一部は発揮されるので、強度向上や自己発塵防止
といった効果もある程度は期待できることになるが、理
想的には、やはり使用前に６００℃以上での加熱処理
（加熱時間は１時間以上が理想）を行うのがよい。

【０００９】本発明において、耐熱性無機繊維として
は、８００℃以上の融点を有する繊維が用いられ、結晶
質繊維であるアルミナ繊維（平均繊維径３〜４μｍ）
や、非晶質繊維であるＥガラス繊維（同０．３〜１．５
μｍ）、シリカ繊維（同０．５〜４μｍ）、セラミック
繊維（同３〜４μｍ）等が使用できるが、抄紙性と濾紙
の折り曲げ加工性の観点からは、繊維の柔軟性が優れる
非晶質繊維を選択するのがよい。また、耐熱性を重視す
るならば、Ｅガラス繊維（耐熱温度約６００℃）より
も、アルミナ繊維（同１６００℃）、セラミック繊維
（同１２００〜１４００℃）、シリカ繊維（同１０００
℃）を選択するのがよい。以上から、耐熱性無機繊維の
好ましい構成としては、セラミック繊維が１０〜９０質
量％と、シリカ繊維が９０〜１０質量％で構成したもの
となる。尚、本発明のエアフィルタ用耐熱濾紙は、高性
能エアフィルタ、中性能エアフィルタの何れにも適用可
能であるが、高性能エアフィルタ用とする場合は、平均
繊維径１μｍ以下の細繊維が得られるシリカ繊維を多く
した構成とし、中性能エアフィルタ用とする場合は、シ
リカ繊維よりも安価なセラミック繊維（３μｍ以上）を
多くした構成とするのがよい。

【００１０】本発明において、Ｃガラス繊維とは、一般
的な名称であり、通常、ガラス組成中にアルカリ金属酸
化物の成分が５〜２０質量％程度含むものを言う。前記
Ｃガラス繊維の添加量は、０．５〜１０質量％の添加量
が好ましい。添加量が１０質量％を超えると、Ｃガラス
繊維が溶融して耐熱性無機繊維同士を結着する時の結着
密度が高くなり過ぎ、濾紙自体の収縮を生じ、耐熱性が
損なわれるため好ましくない。また、前記Ｃガラス繊維
の平均繊維径としては、１．５μｍ超過であっても溶融
して耐熱性無機質繊維同士を結着するという効果は得ら
れるが、１．５μｍ以下が好ましく、より好ましくは入
手が比較的容易な０．２〜１．５μｍが好ましい。尚、
平均繊維径０．２〜１．５μｍのものを使用する場合に
は、前記Ｃガラス繊維の添加量は、２〜６質量％で十分
である。

【００１１】本発明において、常温での濾紙の取り扱い
性を良くするために、結合剤として有機結合剤を添加す
ることもできる。この場合、加熱時に濾紙の収縮が起き
ないように、有機結合剤の添加量は、濾紙を構成する基
材シート１００質量％に対して１０質量％以下とするこ
とが好ましい。前記有機結合剤としては、アクリル樹
脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース繊維、合成繊維等が挙
げられる。また、ガラス長繊維のような剛直な繊維を配
合することもできる。ガラス長繊維を配合することで、
濾紙の骨格がさらに強化され、高温時の強度を向上でき
る。この場合、ガラス長繊維は、安価で耐熱性に優れる
Ｅガラス組成が好ましいが、耐熱性が十分であれば、Ｓ
ガラス組成、シリカ組成、シリカ−アルミナ組成、アル
ミナ組成でも良い。ただし、濾紙の性能を損なわない配
合量としては、５〜２５質量％が好ましい。ガラス長繊
維の平均繊維径としては、６〜１２μｍが好ましく、繊
維長は湿式抄造に適する５〜１５ｍｍが好ましい。

【００１２】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。尚、常温での濾紙の取り扱い性を確保する
ため、有機結合剤として極細セルロース繊維を基材シー
ト１００質量％に対して１質量％添加して混抄した。 （実施例１）シリカ繊維８５質量％（平均繊維径０．６
μｍ、米国マンビル社製 １０６Ｑ）、セラミック繊維
１３質量％（平均繊維径 ３μｍ、イソライト工業社製
イソウール１２６０バルクＣ）及びＣガラス繊維２質
量％（平均繊維径 ０．８μｍ、日本板硝子社製 ＣＭ
ＬＦ２０８）を混合し、湿式抄造することにより、坪量
９８ｇ／ｍ²のエアフィルタ用耐熱濾紙を抄紙した。

【００１３】（実施例２）シリカ繊維４５質量％（平均
繊維径０．６μｍ、米国マンビル社製 １０６Ｑ）、セ
ラミック繊維５２質量％（平均繊維径 ３μｍ、イソラ
イト工業社製 イソウール１２６０バルクＣ）及びＣガ
ラス繊維３質量％（平均繊維径 ０．８μｍ、日本板硝
子社製 ＣＭＬＦ２０８）を混合し、湿式抄造すること
により、坪量９６ｇ／ｍ²のエアフィルタ用耐熱濾紙を
抄紙した。

【００１４】（実施例３）シリカ繊維１０質量％（平均
繊維径０．６μｍ、米国マンビル社製 １０６Ｑ）、セ
ラミック繊維８０質量％（平均繊維径 ３μｍ、イソラ
イト工業社製 イソウール１２６０バルクＣ）、Ｃガラ
ス繊維５質量％（平均繊維径 ０．８μｍ、日本板硝子
社製 ＣＭＬＦ２０８）及びガラス長繊維５質量％（平
均繊維径９μｍ、日本板硝子社製 ＲＥＳ１３ＧＰ１６
Ｗ）を混合し、湿式抄造することにより、坪量９５ｇ／
ｍ²のエアフィルタ用耐熱濾紙を抄紙した。

【００１５】上記実施例の効果を確かめるべく以下のよ
うなエアフィルタ用耐熱濾紙を比較例として作製した。
尚、実施例の場合と同様、常温での濾紙の取り扱い性を
確保するため、有機結合剤として極細セルロース繊維を
基材シート１００質量％に対して１質量％添加して混抄
した。

【００１６】（比較例１）シリカ繊維８５質量％（平均
繊維径０．６μｍ、米国マンビル社製 １０６Ｑ）及び
セラミック繊維１５質量％（平均繊維径 ３μｍ、イソ
ライト工業社製イソウール１２６０バルクＣ）を混合
し、湿式抄造することにより、坪量９７ｇ／ｍ²のエア
フィルタ用耐熱濾紙を抄紙した。

【００１７】（比較例２）シリカ繊維４５質量％（平均
繊維径０．６μｍ、米国マンビル社製 １０６Ｑ）及び
セラミック繊維５５質量％（平均繊維径 ３μｍ、イソ
ライト工業社製イソウール１２６０バルクＣ）を混合
し、湿式抄造することにより、坪量９５ｇ／ｍ²のエア
フィルタ用耐熱濾紙を抄紙した。

【００１８】（比較例３）シリカ繊維１０質量％（平均
繊維径０．６μｍ、米国マンビル社製 １０６Ｑ）、セ
ラミック繊維８５質量％（平均繊維径 ３μｍ、イソラ
イト工業社製 イソウール１２６０バルクＣ）及びガラ
ス長繊維５質量％（平均繊維径 ９μｍ、日本板硝子社
製 ＲＥＳ１３ＧＰ１６Ｗ）を混合し、湿式抄造するこ
とにより、坪量９８ｇ／ｍ²のエアフィルタ用耐熱濾紙
を抄紙した。

【００１９】上記実施例１乃至３及び比較例１乃至３の
濾紙を一度６００℃で１２時間加熱して、濾紙の形状が
維持されること（耐熱性）を確認した後、室温下で、強
度、自己発塵、圧力損失及び捕集効率について評価し、
その結果を表１に示す。尚、評価方法と判定基準は次の
通りである。 〔強度（Ｎ）〕ＪＩＳ Ｐ ８１１３により測定した。 判定基準：９．８Ｎ以上を○、９．８Ｎ未満を×とし
た。 〔自己発塵〕捕集効率を測定する装置の上流側にＵＬＰ
Ａ濾紙（超高性能濾紙）を設置して、流れる空気を完全
に清浄なものとし、評価する濾紙にこの空気を通過させ
る。濾紙を通過した空気をレーザ・パーティクルカウン
ターで粒径別に測定した。判定基準：１立方フィート当
たり、粒径１μｍ以上のパーティクルが３００個未満を
○、３００個以上を×とした。 〔圧力損失（Ｐａ）〕濾紙に通過風速５．３ｃｍ／秒で
空気を通過させた時の通過抵抗をマノメーターにより測
定した。 〔捕集効率（％）〕平均粒子径０．３μのジオクチルフ
タレート（ＤＯＰ）粒子を発生させ、濾紙に通過させ、
濾紙の上流側と下流側のＤＯＰ粒子の個数比をレーザ・
パーティクルカウンターで測定し、捕集効率を算出し
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１より、本発明のエアフィルタ用耐熱濾
紙は、高強度で、自己発塵の少ないフィルタ性能に優れ
ることがわかる。

【００２２】

【発明の効果】上記の通り、本発明によれば、エアフィ
ルタ用濾紙を８００℃以上の融点を有する耐熱性無機繊
維を主体とする骨格成分に、６００℃付近で軟化溶融す
るＣガラス繊維を含有させることで、４００℃を超える
高温においても、高強度で、自己発塵が少なく、長期に
わたり安定的に使用することができるエアフィルタ用耐
熱濾紙を提供することができる。

フロントページの続き (72)発明者 小原 貴宏 茨城県結城市作の谷415番地 日本無機株 式会社結城工場内 (72)発明者 佐藤 典明 大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号 日本板硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA04 BA05 BA11 BB05 BC12 DA01 DA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性無機繊維を主構成とするエアフィ
   ルタ用耐熱濾紙において、Ｃガラス繊維を含有させたこ
   とを特徴とするエアフィルタ用耐熱濾紙。
2. 【請求項２】 前記Ｃガラス繊維の含有量を０．５〜１
   ０質量％としたことを特徴とする請求項１に記載のエア
   フィルタ用耐熱濾紙。
3. 【請求項３】 前記Ｃガラス繊維の平均繊維径は、０．
   ２〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１又は２
   に記載のエアフィルタ用耐熱濾紙。
4. 【請求項４】 前記耐熱性無機繊維の融点は、８００℃
   以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
   記載のエアフィルタ用耐熱濾紙。
5. 【請求項５】 前記耐熱性無機繊維として、セラミック
   繊維を１０〜９０質量％及びシリカ繊維を９０〜１０質
   量％含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記
   載のエアフィルタ用耐熱濾紙。
6. 【請求項６】 前記濾紙を構成する基材シート１００質
   量％に対して有機結合剤を１０質量％以下含有させたこ
   とを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエアフ
   ィルタ用耐熱濾紙。
7. 【請求項７】 湿式抄造により製造されるものであるこ
   とを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエアフ
   ィルタ用耐熱濾紙。