JPH07328355A - 除塵フィルターおよびその製造方法 - Google Patents

除塵フィルターおよびその製造方法

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JPH07328355A
JPH07328355A JP6131993A JP13199394A JPH07328355A JP H07328355 A JPH07328355 A JP H07328355A JP 6131993 A JP6131993 A JP 6131993A JP 13199394 A JP13199394 A JP 13199394A JP H07328355 A JPH07328355 A JP H07328355A
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JP
Japan
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glass fiber
filter
dust removing
removing filter
organosilane
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Application number
JP6131993A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Tada
弘明 多田
Hirotsugu Nagayama
裕嗣 永山
Kazuo Goto
和夫 後藤
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は,耐水性がすぐれ、圧力損失が小さ
くかつ捕集効率が大きいガラス繊維製除塵フィルターを
提供すること。 【構成】 加水分解性基を有するオルガノシランにより
ガラス繊維が表面処理されたガラス繊維製除塵フィルタ
ーである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,耐水性および集塵性能
に優れたガラス繊維製除塵フィルターおよびその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】除塵フィルターは,エレクトロニクス産
業,医療分野などでの空気中の塵埃濃度を極めて低く保
つクリーンルームを実現するための空調システムに広く
用いられてきた。このシステムでは,粒子径の大きい塵
埃を捕捉の対象とする通気抵抗の低い主に高分子材料か
らなるプレフィルターと,サブミクロン以下の塵埃を捕
捉対象とするガラス繊維主体のHEPAフィルターが用
いられる。通常のガラス繊維製HEPAフィルターは,
繊維径4μm以下の極細ガラス繊維にチョップドストラ
ンドガラス繊維が少量配合され,さらに,強度付与のた
めに7%以下の有機バインダーでガラス繊維間が結合さ
れている。
【0003】濾紙としての圧力損失が小さく捕集効率を
向上させるために、バインダーとして弗素含有樹脂たと
えばポリテトラフルオロエチレンを使用したり(特開昭
62−90395)および、バインダーの中にシリコン
樹脂例えばジメチルポリシロキサンを配合すること(特
開平2−41499)が知られている。
【0004】しかしながら,これらの従来のガラス繊維
製HEPAフィルターは,耐水性が十分とは言えず,多
湿環境下,または,大気中に塩水が含まれる沿海地域で
は寿命が短くなるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,従来のガラ
ス繊維製除塵フィルターの前述の問題点に鑑みなされた
ものであって,耐水性がすぐれ、圧力損失が小さくかつ
捕集効率が大きいガラス繊維製除塵フィルターを提供す
ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは,鋭意研究
の結果,ガラス繊維製除塵フィルターを構成するガラス
繊維表面を加水分解性基を有するオルガノシランで処理
することにより,耐水性が著しく向上すること,および
フィルターの集塵性能も向上することを見い出した。
【0007】すなわち、本発明は加水分解性基を有する
オルガノシランによりガラス繊維が表面処理されたガラ
ス繊維除塵フィルターである。
【0008】本発明では加水分解性基を有するオルガノ
シランを用いるが、ここで加水分解性基とはアセトキシ
基、アルコキシ基、塩素基、および弗素基を指す。加水
分解性基を有するオルガノシランとしては,従来の撥水
性または防汚性ガラスに使用されているものを使用する
ことができる。加水分解性基は、耐久性の観点からは,
下地との界面で化学結合を形成して耐久性を向上させる
役割をする。具体的にはアセトキシ基、アルコキシ基、
塩素基、または弗素基をそれぞれ有するオルガノシラ
ン,オルガノジシラン、パーフルオロシランなどを用い
ることができる。オルガノシランとしてはアセトキシト
リメチルシラン,ジアセトキシジメチルシラン,アセト
キシトリプロピルシランのようなオルガノアセトキシシ
ラン;メトキシトリメチルシラン,ジメトキシジメチル
シラン,トリメチルフェノキシシランのようなオルガノ
アルコキシシラン;トリクロルメチルシラン,プロピル
トリクロロシラン,ヘキシルトリクロロシラン,ドデシ
ルトリクロロシラン,ジクロルジメチルシラン,ジクロ
ルエチルフェニルシランのようなオルガノクロルシラ
ン;クロルジフルオルメチルシラン,ジクロルジフルオ
ルメチルシラン,ジクロルジフルオルプロピルシランの
ようなオルガノクロルフルオルシランをあげることがで
きる。また,パーフルオロシランとしては,ヘキサデカ
フルオロデシルトリクロロシラン,ヘプタデカフルオロ
デシルトリクロロシラン,ヘプタデカフルオロデシルモ
ノメチルジクロロシラン,ヘプタデカフルオロデシルジ
メチルモノクロロシラン,ノニフルオロヘキシルトリク
ロロシラン,トリフルオロプロピルトリクロロシラン等
を挙げることができる。これらの中で特に塩素基および
弗素基をそれぞれ有するオルガノシラン,例えばヘプタ
デカフルオロデシルトリクロロシランが最も好ましい。
【0009】上記加水分解性基を有するオルガノシラン
の膜付けは、ガラス繊維の交叉点がバインダーで付着さ
れたガラス繊維製ペーパーに対して行うが、その方法と
しては,従来,撥水性ガラスの作製などに広く利用され
ているディッピング法などの液相法を利用することがで
きるが、基材であるガラス繊維製ペーパーのバインダー
が液相法で用いる有機溶媒に溶解して、繊維が分離して
しまうことがあるので注意を要する。
【0010】本発明者らは,鋭意研究の結果,スプレー
法,化学気相表面修飾法などの気相法を用いて,十分な
耐水性能を有するガラス繊維フィルターを作製できるこ
とを見い出した。さらに,化学気相表面修飾法は,反応
速度が大きい,廃液が出ず環境適合性が良好である,不
均一基材にも可能な均一製膜性などの特徴を有すること
から,特に好適に利用することができる。この加水分解
性基を有するオルガノシラン層の厚みは好ましくは約
0.5nm〜100nm,より好ましくは2〜30nm
である。
【0011】別な表現をすれば、本発明のガラス繊維除
塵フィルターの単位重量(g)あたり付着させる加水分
解性基を有するオルガノシランの量は20〜500mg
が好ましい。付着量が少なすぎると,耐水性の向上およ
びフィルターの集塵性能の向上がなく、逆に多すぎると
目詰まりの原因となって好ましくない。
【0012】例えば,化学気相表面修飾法を用いる場合
には,処理時の真空度は,十分な蒸気圧が得られるよう
に設定すれば良く,用いる試薬の種類によっても異なる
が,通常は10Torr程度で十分である。基板表面と
の反応を促進するためには,基板を加熱することが有効
である。加熱温度は,基板表面物質および処理剤の種類
によって異なるが官能基がCl基の場合には,処理温度
は80℃程度で十分である。
【0013】
【実施例】以下,実施例に基づいて本発明を詳細に説明
するが,本発明はかかる実施例にのみに限定されるもの
ではない。バインダー付きガラス繊維製HEPAフィル
ター(日本板硝子製)をUV/O3 洗浄(50℃−30
分)した。チャンバー内にHEPAフィルター約0.1
8平方mをセットし,真空ポンプで約10Torrまで
減圧した後に,系を閉じて80℃に加熱した。0.05
mLのヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン(H
FTS)を注射器を用いてチャンバー内に注入し,気化
させた。そのまま1時間反応させた後に,真空引きしな
がら99℃まで昇温し,コールドトラップでチャンバー
内の余分のHFTSを除去した。これにより,ヘプタデ
カフルオロデシルトリクロロシランの重合体(分子量
582)の膜(厚み2.5nm)がガラス繊維の表面に
被覆されたガラス繊維製HEPAフィルターが得られ
た。(HEPAフィルター1gあたり重合体の付着重量
100mg)このサンプルに水滴を滴下したところ,水
がはじかれ,高度に疎水化されていることが目視で確認
された。また電子顕微鏡でみると、ガラス繊維はその交
差部分でバインダーにより接着されており、ガラス繊維
のほぼ全ての表面はHFTS重合体で被覆されているの
がX線光電子スペクトルにより確認された。
【0014】さらに,HEPAフィルターとしての性能
を定量的に把握するために,耐水度,圧力損失,DOP
透過率、およびI値について評価した。なおI値は下記
式で算出される圧力損失に対する効率を示し、I値が大
きい方が優れたフィルターであると言える。 I=(−ln(P))/(圧力損失) ここでP=(DOP透過率%)/100、圧力損失の単
位はmmH2O。 空気導入口および排出口付きの2つのガラス製ロート間
に試験片(150mm×150mm)を固定し,5.3
3cm/秒の風速で空気を流した時の上流側と下流側の
圧力差を測定し,圧力損失値とした。ただし,試料の測
定面積は100cm2 とした。エアフィルター用結果を
未処理サンプルの性能と合わせて表1に示した。
【0015】平均粒子径0.3μmのジオクチルフタレ
ート(DOP)粒子を発生させて試験片に通し,0.3
μmの粒子の捕集効率を,光散乱相対濃度計を用いて測
定した。この場合に,測定面積および試験風量はそれぞ
れ100cm2 および32L/分とした。
【0016】試験片を耐水試験機に取り付け,常温水を
水準装置を600mm/分の速度で上昇させ,試験片の
大気開放側に3ヶ所から水が漏れ出てきたときの水位を
測定することにより,耐水度評価を行った。
【0017】比較例 平均繊維直径が0.5μm,1μm,および4μmの3
種類の繊維をそれぞれ30重量部、50重量部、および
20重量部の割合で混合してなるガラス短繊維を、pH
4の硫酸水溶液中に分散後、TAPPIマシンにより湿
式抄紙した。$得られた湿紙を下記組成のフッ素樹脂・
シリコン樹脂含有バインダーのエマルジョンに浸漬し
て、脱液後、140℃で乾燥させた。このフッ素樹脂・
シリコン樹脂含有バインダーの濾紙への付着量は濾紙1
平方mあたり4.4gであり、濾紙を構成するガラス繊
維に対して6重量%であった。
【0018】
【表1】 =================================== 試料 耐水度 圧力損失 DOP透過率 I値 (mmH2O) (mmH2O) (%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 未処理 308 24.9 0.023 0.336 HFTS 644 25.8 0.007 0.371 処理 フッソ樹脂 629 34.0 0.003 0.306 (比較例) ===================================
【0019】DOP透過率は,0.3μmのDOP粒子
についてのデータである。これより,HFTS処理によ
り耐水度が2.1倍に増大している。また,圧力損失は
ほとんど増大することなくDOP透過率も約1/3に低
下し,集塵性能も向上していることがわかる。フッ素樹
脂を添加した比較例によると、集塵性能(DOP透過
率)は向上するが圧力損失が増加する。フィルターの総
合的な性能を示すI値で比較すると、HFTS処理(本
発明)の方が比較例よりもI値が0.065も大きいこ
とが明らかである。
【0020】HFTS処理および未処理サンプルの静電
気測定を行ったところ,発生電荷の半減期は,それぞれ
35.6秒および25.6秒であった。従って、HFT
S処理により、静電気が滞りやすく逃げ難くなるため
に、集塵性能が向上したものと考えられる。なお,測定
条件は,相対湿度10.6%,気温24.3℃であっ
た。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように,本発明のガラス繊
維製除塵フィルターは,優れた耐水性および集塵性能を
有しており,エレクトロニクスまたは医療分野のクリー
ンルーム用エアフィルターとして,高湿度下でも,ま
た,沿海地域でも使用することが可能である。
【0022】また,本発明の気相法を用いることによ
り,ガラス繊維の集合構造を崩すことなく,均一に処理
できることから,好適な性能を有するガラス繊維フィル
ターを得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加水分解性基を有するオルガノシランに
    よりガラス繊維が表面処理されたガラス繊維製除塵フィ
    ルター。
  2. 【請求項2】 気体状の加水分解性基を有するオルガノ
    シランをガラス繊維製除塵フィルター素材に接触反応さ
    せることを特徴とするガラス繊維製除塵フィルターの製
    造方法。
JP6131993A 1994-06-14 1994-06-14 除塵フィルターおよびその製造方法 Pending JPH07328355A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002016005A1 (fr) * 2000-08-21 2002-02-28 Hokuetsu Paper Mills,Ltd. Support filtrant pour filtre a air et son procede de fabrication
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JP2012096217A (ja) * 2010-10-07 2012-05-24 Toyota Boshoku Corp ミストセパレータ用の濾材

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