JP4454886B2

JP4454886B2 - Chemical filter

Info

Publication number: JP4454886B2
Application number: JP2001173734A
Authority: JP
Inventors: 達郎中村
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: JP2002361014A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力損失が低く、アウトガス発生の少ない、ひだ折り加工されたケミカルフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶の生産施設、または半導体や液晶の周辺技術関連で用いるクリーンルーム等においては、取り入れ外気や該クリーンルーム内の作業雰囲気中に含まれる、有機系ガス状汚染物質や無機系ガス状汚染物質を除去するケミカルフィルタが設置されている。このようなケミカルフィルタには、例えば活性炭、活性炭繊維、ゼオライト、イオン交換樹脂、その他化学吸着材等の吸着材が使用されている。そして、これら吸着材が単独で用いられたり、ネット状物や不織布等の基材に吸着材等が担持されている。また、ガス状汚染物質との接触面積を大きくして、圧力損失を低く抑えるため、ケミカルフィルタはひだ折り加工されたものが使用されている。そして、ケミカルフィルタを使用する際に、風圧によって、このようなひだ折りの形態が変形して、隣り合うひだが下流側で互いにくっ付いてしまうことを防ぐために、合成樹脂製のセパレータやリテーナ等の保形材が下流側、若しくは下流側と上流側の両方に設けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年クリーンルーム内のガス状汚染物質の管理濃度の基準が厳しくなってきた。例えば、ガス状汚染物質のうち有機物質は、シリコンウェハやガラス基板表面上に物理吸着して、表面洗浄や加熱により除去が困難である場合があることが判ってきた。そして、これら有機物質のウェハ表面への吸着を防止するには、クリーンルーム雰囲気中の該有機物質の濃度をできるだけ低いレベルで管理しなければならない。このように、近年になって、クリーンルーム内のガス状汚染物質の管理濃度の基準が厳しくなってきた。
【０００４】
そこで、従来のケミカルフィルタの高性能化を検討したところ、下流側に設けた合成樹脂製の保形材から、主として有機質のガス状汚染物質が多量に発生していることがわかった。そこで、保形材として、アルミニウム製の波板状のセパレータを用いたが、圧力損失がかえって上昇してしまう場合があること、またアルミニウム製であるため重量が重くなってしまい、ＦＦＵ(ファンフィルタユニット)タイプとして天井に用いることができないことがわかった。そこで、ひだ折り加工されており、重量も重くならず、圧力損失が低く、しかもアウトガス発生の少ないケミカルフィルタを提供することを課題とした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、請求項１の発明では、物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物からなるか、若しくは物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物と物理吸着層を含まないシート状物とが複合された複合シート状物からなるケミカルフィルタ素材がひだ折り加工されたケミカルフィルタであって、前記ケミカルフィルタ素材の上流側にのみ合成樹脂が塗布されることによって、前記ケミカルフィルタの上流側にのみ合成樹脂製の保形材を有することを特徴とするケミカルフィルタであり、重量も重くならず、圧力損失が低く、しかもアウトガス発生の少ないケミカルフィルタを提供することができる。
【０００６】
請求項２の発明では、前記物理吸着層の吸着材が、物理吸着材のみからなることを特徴とする請求項１に記載のケミカルフィルタであり、特にアウトガス発生の少ないケミカルフィルタを提供することができる。
【０００７】
また、請求項３の発明では、前記物理吸着層が、ホットメルト樹脂から成る連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブの一方の表面に、該樹脂凝集部を介して物理吸着粉粒体を固着してなる積層単位を有し、該ウエブの他方の表面と、他の積層単位を構成する物理吸着粉粒体とが樹脂凝集部を介して固着して成ることを特徴とする請求項１または２に記載のケミカルフィルタであり、特に、重量も重くならず、ひだ折り加工がし易く、圧力損失も高くならず、しかもフィルタの枠体に設置してユニット化する場合、ユニット加工も容易である。
【０００８】
また、請求項４の発明では、前記保形材がホットメルト樹脂であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のケミカルフィルタである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るケミカルフィルタの好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
本発明のケミカルフィルタは図１に例示するように、ひだ折り加工されたケミカルフィルタであって、該ケミカルフィルタは物理吸着層を少なくとも一層含み、該ケミカルフィルタの上流側にのみ合成樹脂製の保形材３を有することを特徴とするケミカルフィルタである。
【００１１】
本発明のケミカルフィルタは、物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物からなるか、若しくは物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物と物理吸着層を含まないシート状物とが複合された複合シート状物からなるケミカルフィルタ素材からなり、該ケミカルフィルタ素材はひだ折り加工が可能であり、また通気性を有している必要がある。
【００１２】
前記物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物のうち物理吸着層以外の層は、物理吸着層を保護する例えば不織布製のカバー材等であっても、強度を補強するネット状物等であっても、また物理吸着層の汚染物質除去の効率を向上させるイオン交換樹脂を不織布等の基材に担持したものであっても、或いは物理吸着作用以外の化学反応や触媒作用を持つ吸着材を不織布等の基材に担持したもの等であってもよいが、物理吸着層と一体化されている必要がある。
【００１３】
また、前記物理吸着層を含まないシート状物は、物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物を保護する例えば不織布製のカバー材等であっても、強度を補強するネット状物等であっても、また物理吸着層の汚染物質除去の効率を向上させるイオン交換樹脂を不織布等の基材に担持したものであっても、或いは物理吸着作用以外の化学反応や触媒作用を持つ吸着材を不織布等の基材に担持したもの等であってもよいが、物理吸着層を少なくとも一層含むシート状物と積層され複合化されている必要がある。
【００１４】
前記物理吸着層とは、物理吸着能を有する繊維からなる通気性を有するシート状物の層、又は物理吸着能を有する繊維と物理吸着作用以外の化学反応や触媒作用やイオン交換作用を有する繊維とが混合された繊維からなる通気性を有するシート状物の層であるが、繊維が物理吸着能を有する繊維のみからなる前者の物理吸着層の場合、特にアウトガス発生の少ないケミカルフィルタとすることができるので好ましい。
【００１５】
或いは前記物理吸着層とは、粒子状の物理吸着材が集積してシート状になった層、又は粒子状の物理吸着材と物理吸着作用以外の化学反応や触媒作用やイオン交換作用を有する粒子とが混合された吸着材が集積してシート状になった層であるが、粒子状の吸着材が物理吸着材のみからなる前者の物理吸着層の場合、特にアウトガス発生の少ないケミカルフィルタとすることができるので好ましい。
【００１６】
或いは前記物理吸着層とは、粒子状の物理吸着材が熱融着性の樹脂で互いに接合してシート状となった層、又は粒子状の物理吸着材と物理吸着作用以外の化学反応や触媒作用やイオン交換作用を有する粒子とが混合された吸着材が熱融着性の樹脂で互いに接合してシート状となった層であるが、粒子状の吸着材が物理吸着材のみからなる前者の物理吸着層の場合、特にアウトガス発生の少ないケミカルフィルタとすることができるので好ましい。
【００１７】
或いは前記物理吸着層とは、支持体に物理吸着材を担持して得られる層、又は物理吸着材と物理吸着作用以外の化学反応や触媒作用やイオン交換作用を有する物質とが混合された物理吸着材を支持体に担持して得られる層であるが、支持体に物理吸着材のみを担持して得られる前者の物理吸着層の場合、特にアウトガス発生の少ないケミカルフィルタとすることができるので好ましい。
【００１８】
物理吸着層が物理吸着能を有する繊維からなる通気性を有するシート状物の層である場合、物理吸着能を有する繊維としては、活性炭繊維や、活性炭繊維に酸性ガスもしくは塩基性ガスを吸着する能力を付加させた繊維などを使用することができ、比表面積が２００ｍ^２／ｇ以上の多孔質のものを選択して使用するのが好ましく、５００ｍ^２／ｇ以上のものがより好ましい。このような物理吸着能を有する繊維からなる通気性を有するシート状物の層の形態としては、不織布、織物、ろ紙、などの多孔質体などが挙げられ、なかでも不織布は通気性が高いので好ましい。
【００１９】
また、物理吸着層が物理吸着材の粒子が集積してシート状になった層である場合としては、例えば、図４に例示する形態のものがある。すなわち、ホットメルト樹脂から成る連結部１０と樹脂凝集部１２とで構成されたウエブの一方の表面に、該樹脂凝集部１２を介して物理吸着粉粒体１１を固着してなる積層単位１３ａを有し、該ウエブの他方の表面と、他の積層単位１３ｂを構成する物理吸着粉粒体とが樹脂凝集部を介して固着して成るように形成された物理吸着層１３ａ、１３ｂがあり、このようなケミカルフィルタ素材はひだ折り加工がし易く、圧力損失も高くならない。また、フィルタの枠体に設置してユニット化する場合、ユニット加工も容易であるため、ケミカルフィルタ素材として好ましい形態である。
【００２０】
また、物理吸着層が支持体に物理吸着材を担持して得られる層である場合、該支持体は通気性を有するシート状物ならばいずれも使用可能であり、このような通気性を有するシート状物としては、不織布、織物、膜、ろ紙、スポンジなどの多孔質体などが挙げられ、なかでも不織布は通気性が高いので好ましい。また、該支持体に用いるシート状物が高分子材料であれば、フィルタ加工におけるひだ折り加工などへの追従性が高く、耐久性に優れているので好ましく用いることができる。
【００２１】
前記物理吸着材は、脱臭用途に使用できるものならばいずれも使用可能で、活性炭、活性炭繊維、ゼオライトなどを好ましく使用でき、このような、物理吸着材にさらに、酸性ガスもしくは塩基性ガスを吸着する能力を付加されている物理吸着材を用いても良い。また、物理吸着材は、比表面積が２００ｍ^２／ｇ以上の多孔質のものを選択して使用するのが好ましく、５００ｍ^２／ｇ以上のものがより好ましい。また、物理吸着材を接合する熱融着性の樹脂は発生ガスの少ない樹脂を用いることが望ましい。
【００２２】
ケミカルフィルタに設けられる合成樹脂製の保形材の材質としては熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、熱可塑性樹脂の中でもホットメルト樹脂であれば、本発明のケミカルフィルタを製造する際に、ホットメルト樹脂を加熱溶融しながら任意の形状にケミカルフィルタ素材の上流側に線状や、点状に塗布した後にひだ折り加工することができるので好ましい。このようなホットメルト樹脂としては、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなど任意のホットメルト樹脂を用いることができる。また、前記熱可塑性樹脂に気体を混入して２〜４倍程度に発泡させた独立気泡型熱可塑性樹脂を用いることもできる。この熱可塑性樹脂の塗布量としては任意であるが、ケミカルフィルタ素材の層、大きさ、折りひだの数、その間隔などによって増減するので、これらを考慮して適宜決定することができる。熱可塑性樹脂の塗布形態としては、図２に例示するように例えば巾４ｍｍ×長さ４０ｍｍ（寸法ｂ）の大きさの線状に、その線の巾方向に５０ｍｍ（寸法ａ）の間隔をあけて、折り山の線４にまたがるようにして、且つ谷線５にはまたがらないようにして、熱可塑性樹脂からなる保形材３が塗布されるのが好ましい。
【００２３】
図１に例示するように、ケミカルフィルタの上流側に合成樹脂製の保形材３を設ける方法としては、上述のように、ケミカルフィルタ素材の上流側にホットメルト樹脂を塗布することによって保形材が形成され、その後にケミカルフィルタ素材がひだ折り加工される方法が好ましいが、必ずしもその方法に限定されず、ケミカルフィルタ素材がひだ折り加工された後に、合成樹脂の保形材をケミカルフィルタ素材の上流側に設置して、隣り合う折り山４相互の間隔を保持する方法も可能である。このような方法としては、例えば、図３に例示するように、隣り合う折り山の頂点部分４を合成樹脂の保形材である細巾の薄板状部材３と接着させながら、その細巾の薄板状部材同士の間隔を一定間隔に保ちながら、折り山の頂点間を繋げた方法がある。
【００２４】
ケミカルフィルタ素材または保形材付きのケミカルフィルタ素材のひだ折り加工方法としては、レシプロ方式、ロータリー方式などのプリーツ加工機によって、ケミカルフィルタ素材または保形材付きのケミカルフィルタ素材にジグザグ形状を付与する方法がある。また、ジグザグ形状に成形された押型でケミカルフィルタ素材または保形材付きのケミカルフィルタ素材をプレスすることによって、ジグザグ形状を付与するなど、従来より知られた方法を用いることができる。
【００２５】
このようにしてひだ折り加工されたケミカルフィルタは、図１又は図３に例示するように、隣合う折り山４相互の間隔がケミカルフィルタ上流側に設けられた合成樹脂からなる保形材３によって保持されている。尚、従来の粉塵除去を目的としたひだ折り加工されたエアフィルタでは、図６のように、ひだ折りの形状を保持するため保形材３がエアフィルタの上流側と下流側に配置されているか、若しくは下流側にのみ配置されている。その大きな理由として、粉塵の捕集に伴いエアフィルタが目詰まりを生じてエアフィルタ前後に大きな差圧が生じてしまい、このため、ひだ折りの形状が下流側で大きく膨らんでしまうことを防止することがあげられる。しかし、本発明のケミカルフィルタは、粉塵の除去ではなくガス状汚染物質を除去するのが目的であるため、粉塵によって上記のように、ひだ折りの形状が下流側で大きく膨らんでしまうことがなく、上流側に保形材を設けるのみでケミカルフィルタの形状を十分に保つことができるのである。
【００２６】
このようにして形成された本発明のケミカルフィルタは、物理吸着層を含んでいるので、ケミカルフィルタの上流側にのみ設けられた合成樹脂製の保形材から発生するガス状汚染物質を吸着することができる。その結果、ケミカルフィルタの下流側の空気中のガス状汚染物質の濃度を極めて少なくすることができる。すなわち、本発明のケミカルフィルタによって、ガス状汚染物質の濃度が極めて少ない処理空気を得ることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本願発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
（実施例１）図４のように、支持体９としてポリエステルスパンボンド不織布（面密度３０ｇ／ｍ^２）を準備し、片面に、熱可塑性ポリアミド樹脂からなる面密度２０ｇ／ｍ^２のホットメルト不織布を接着層として積層した。次に、該接着層の上に粒径０．３〜０．５ｍｍの活性炭粒子１１を１ｍ^２当たり３５０ｇ／ｍ^２の量になるように散布した。続いて、約５ｋｇ／ｃｍ^２の水蒸気処理を支持体側から７秒間行い、該接着層を溶融せしめた後、固着されていない活性炭粒子を除去することにより、支持体９に樹脂凝集部１２を介して活性炭粒子１１を固着し１層目の積層単位１３ａを得た。更にこの状態の積層単位１３ａに上記と同様の熱可塑性ポリアミド不織布を積層し、活性炭粒子を散布、水蒸気処理、並びに固着されていない活性炭粒子の除去を経て２層目の積層単位１３ｂを形成した。その後更に、その積層単位１３ｂの上に、熱可塑性ポリエチレン樹脂からなる面密度２０ｇ／ｍ^２のホットメルト不織布を積層し、その上にカバー材として面密度３０ｇ／ｍ^２のポリエステルスパンボンド不織布１４を積層した後、水蒸気処理を支持体側から行って、物理吸着層を含むケミカルフィルタ素材８を得た。次に、図２のように該ケミカルフィルタ素材にポリ酢酸ビニルからなるホットメルト樹脂３を巾４ｍｍ×長さ４０ｍｍ（寸法ｂ）の大きさの線状に、その線の巾方向に５０ｍｍ（寸法ａ）の間隔をあけて、折り山の線にまたがるようにして、且つ谷線にはまたがらないようにして、塗布加工することにより、合成樹脂からなる保形材をケミカルフィルタの上流側のみに形成した。以上の処理により、スパンボンド不織布の間に、物理吸着能力を有する活性炭層を設け、ケミカルフィルタの上流側のみにホットメルト樹脂加工による保形材を設けた、保形材付きのケミカルフィルタ素材を得た。その後、図１のように、保形材付きのケミカルフィルタ素材２を折高さ４０ｍｍ、山間隔が６ｍｍになるようにひだ折り加工を施し、ケミカルフィルタ１を作製した。その後、そのケミカルフィルタ１の周囲をポリエステル不織布で取り囲み縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、高さ４０ｍｍのケミカルフィルタユニット（図示せず）を作製した。
【００２８】
（比較例１）ホットメルト樹脂を巾４ｍｍ×長さ４０ｍｍの大きさの線状に、その線の巾方向に５０ｍｍの間隔をあけて、折り山の線にまたがるようにして、且つケミカルフィルタ素材の反対面の谷線にまたがるようにして、ケミカルフィルタ素材の上流側と下流側に塗布加工を施した以外、実施例１と同様にして、図６に示すケミカルフィルタ２０を作製した。その後、実施例１と同様にして、ケミカルフィルタユニットを作製した。
【００２９】
（比較例２）ホットメルト樹脂を塗布加工しないこと以外は実施例１と同様にして、ケミカルフィルタを作製した。その後、実施例１と同様にして、ケミカルフィルタユニットを作製した。
【００３０】
（比較例３）ホットメルト樹脂を塗布加工しないこと以外は実施例１と同様にして、ケミカルフィルタを作製した後、隣り合う折り山相互の間隔を保持する冶具として、厚さ０．５ｍｍアルミニウムから予め成型された波状の保形材をケミカルフィルタの上流側と下流側に挿入してケミカルフィルタを作製した。その後、実施例１と同様にして、ケミカルフィルタユニットを作製した。
【００３１】
本発明のケミカルフィルタの圧力損失、及びガス発生量を評価するため下記の試験方法を用いた。このうち、ガス発生量の評価はケミカルフィルタ素材または保形材付きのケミカルフィルタ素材を用いて行った。また、比較例３については、アルミニウム製の波板からの有機質のガス発生がほとんどないため、ケミカルフィルタ素材からのガス発生量は、ホットメルト樹脂の保形材を塗布加工しなかった比較例２と同等と見なされるので、ガス発生量の試験は行わず、比較例２と同じ値を推定値として用いた。
（圧力損失の評価方法）
実施例１、比較例１〜３のケミカルフィルタユニットを間口３００ｍｍ×３００ｍｍのダクトに取り付け、風速３０ｃｍ／ｓｅｃにおけるフィルタユニット前後の圧力損失を測定した。その結果を表１にまとめた。
【００３２】
（ケミカルフィルタ素材または保形材付きケミカルフィルタ素材からのガス発生量の評価方法）
本発明のケミカルフィルタ素材または保形材付きケミカルフィルタ素材からの発生ガスの評価方法として、ダイナミックヘッドスペース法を用いた。図５はこの方法に用いる発生ガス捕集装置（ジーエルサイエンス(株)製ＭＳＴＤ−２５８Ｍ）である。まず、実施例１、比較例１〜２のケミカルフィルタ素材または保形材付きケミカルフィルタ素材を、その周縁を覆うことができる内径２．５ｃｍの円筒形のガラスセルの間に挟み込んで周囲をＰＴＦＥ製テープ（テフロンテープ）で封じ、非処理気体であるヘリウムガス１７が試料を通過後に再度回りこんで吸着材に接することのないようにした。次に、試料がはめ込まれたセル１５を、発生ガス捕集装置のチャンバー１６の中央の噴出し口１９の上に置いた。このとき実施例１の保形材付きケミカルフィルタ素材の場合は、ホットメルト加工面が非処理気体が流れる上流側になるように設置した。次いで、清浄なヘリウムガス１７を流速２４０ｍｌ／ｍｉｎで連続的に流通させながらチャンバー内を８０℃に加熱して、３０分間後に捕集速度１００ｍｌ／ｍｉｎで固体吸着材１８（成分；2,6‐diphenylene oxiside）に２０分間捕集した。次いで固体吸着材１８に捕集した物質をガスクロマトグラフ質量分析計（(株)島津製作所製ＱＰ−５０５０を使用）で分析し、ケミカルフィルタ素材または保形材付きケミカルフィルタ素材からのガス発生量を計算した。ガス発生量（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）は、ケミカルフィルタ素材または保形材付きケミカルフィルタ素材の単位面積（ｍ^２）あたり、単位時間（ｈｒ）あたりの発生量（μｇ）をトルエン換算で計算して求めた。
【００３３】
【表１】
ケミカルフィルタの圧力損失とガス発生量

【００３４】
実施例１に示すように、上流側のみにポリエチレン樹脂の保形材を設けた本発明のケミカルフィルタでは、その下流側で発生する発生ガス量は、８０℃におけるトルエン換算で４０μｇ／ｍ^２・ｈｒであり、この値は保形材を使用しなかった比較例２の３７μｇ／ｍ^２・ｈｒに匹敵する低い値である。これに対して、上流側及び下流側にポリエチレン樹脂の保形材を設けた比較例１では、発生ガス量が７０００μｇ／ｍ^２・ｈｒと高い値を示している。また、比較例２では保形材を用いなかったために、ケミカルフィルタのひだが変形して、圧力損失が高くなってしまい、長期間の使用が困難であった。また、比較例３では保形材としてアルミニウム製の波板を用いたため、発生するガス状汚染物質量は少ないものの、圧力損失が高くなってしまい、また重量が重くなってしまったためケミカルフィルタとして用いることができなかった。このように、本発明のケミカルフィルタによれば、合成樹脂製の保形材を用いているにもかかわらず、発生するガス状汚染物質量を極めて少なくすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のケミカルフィルタは、クリーンルームなどでケミカルフィルタユニットとして使用した場合、重量も重くならず、圧力損失が低く、しかもケミカルフィルタ自身よりガス状汚染物質が発生しないか、または発生するガス状汚染物質が極めて少なく、クリーンルーム内の製品などへ悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケミカルフィルタ
【図２】本発明のケミカルフィルタのひだ折り加工前の図
【図３】本発明のケミカルフィルタの保形材が異なる一例
【図４】本発明のケミカルフィルタの物理吸着層の一例の模式的断面図
【図５】ダイナミックヘッドスペース法に用いる発生ガス捕集装置の説明図
【図６】従来のケミカルフィルタまたは従来のエアフィルタ
【符号の説明】
１ケミカルフィルタ
２物理吸着層を含むケミカルフィルタ素材
３保形材
４ひだ折りの山または山線
５ひだ折りの谷または谷線
６披処理気体の通過方向
７ひだ折り加工前のケミカルフィルタ
８物理吸着層
９支持体
１０連結部
１１物理吸着材
１２樹脂凝集部
１３積層単位
１４カバー材
１５試料
１６チャンバー
１７ヘリウムガス
１８固体吸着剤
１９ガス吹出し口
２０従来のケミカルフィルタまたは従来のエアフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fold-folded chemical filter with low pressure loss and low outgas generation.
[0002]
[Prior art]
In semiconductor and liquid crystal production facilities, or clean rooms used for semiconductor and liquid crystal peripheral technologies, remove organic gaseous and inorganic gaseous pollutants contained in the outside air and working atmosphere in the clean room. A chemical filter to be removed is installed. For such chemical filters, adsorbents such as activated carbon, activated carbon fiber, zeolite, ion exchange resin, and other chemical adsorbents are used. And these adsorbents are used independently, or adsorbents etc. are carry | supported by base materials, such as a net-like thing and a nonwoven fabric. Further, in order to increase the contact area with the gaseous pollutant and suppress the pressure loss to a low level, a chemical filter that is fold-folded is used. And when using a chemical filter, in order to prevent such folds from being deformed by wind pressure and sticking to each other on the downstream side of adjacent folds, a separator made of synthetic resin, a retainer, etc. The shape-retaining material was provided on the downstream side or on both the downstream side and the upstream side.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, standards for the management concentration of gaseous pollutants in clean rooms have become stricter. For example, organic substances among gaseous pollutants have been found to be physically adsorbed on the surface of a silicon wafer or glass substrate and difficult to remove by surface cleaning or heating. In order to prevent the adsorption of these organic substances on the wafer surface, the concentration of the organic substances in the clean room atmosphere must be managed at the lowest possible level. Thus, in recent years, standards for the management concentration of gaseous pollutants in clean rooms have become stricter.
[0004]
Therefore, when the performance enhancement of the conventional chemical filter was studied, it was found that a large amount of organic gaseous pollutants were generated mainly from the synthetic resin shape-retaining material provided on the downstream side. Therefore, the corrugated separator made of aluminum was used as the shape-retaining material. However, the pressure loss sometimes increased, and because it was made of aluminum, the weight became heavier. It was found that it cannot be used for the ceiling as a unit) type. Therefore, an object of the present invention is to provide a chemical filter that is fold-folded, does not increase in weight, has low pressure loss, and generates less outgas.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the invention of claim 1, the means for solving the above-mentioned problems is a sheet-like material including at least one physical adsorption layer, or a sheet-like material including at least one physical adsorption layer and a sheet not including the physical adsorption layer. The chemical filter material is a fold-folded chemical filter material composed of a composite sheet-like material combined with a material, and a synthetic resin is applied only on the upstream side of the chemical filter material, thereby It is a chemical filter characterized by having a shape-retaining material made of synthetic resin only on the upstream side, and can provide a chemical filter that does not increase in weight, has low pressure loss, and generates less outgas.
[0006]
The invention according to claim 2 is the chemical filter according to claim 1, wherein the adsorbent of the physical adsorption layer is composed of only a physical adsorbent, and in particular, to provide a chemical filter with less outgas generation. it can.
[0007]
In the invention of claim 3, the physical adsorption layer is formed on one surface of a web composed of a connecting portion made of hot melt resin and a resin agglomerated portion via the resin agglomerated portion. The other surface of the web and the physically adsorbed powder particles constituting the other laminated unit are fixed through a resin agglomerated part. The chemical filter according to 1 or 2, particularly when the weight is not increased, the folds are easy to process, the pressure loss is not increased, and the unit is installed in the filter frame to form a unit. Easy.
[0008]
Moreover, in invention of Claim 4, the said shape-retaining material is a hot-melt resin, It is a chemical filter in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the chemical filter according to the present invention will be described in detail.
[0010]
As illustrated in FIG. 1, the chemical filter of the present invention is a fold-folded chemical filter, and the chemical filter includes at least one physical adsorption layer, and is made of a synthetic resin only on the upstream side of the chemical filter. The chemical filter is characterized by having a shape member 3.
[0011]
The chemical filter of the present invention is composed of a sheet-like material containing at least one physical adsorption layer, or a composite sheet shape in which a sheet-like material containing at least one physical adsorption layer and a sheet-like material not containing a physical adsorption layer are combined. It is made of a chemical filter material made of a material, and the chemical filter material must be foldable and must be breathable.
[0012]
Of the sheet-like material including at least one physical adsorption layer, the layers other than the physical adsorption layer are net-like materials that reinforce the strength, for example, a non-woven cover material that protects the physical adsorption layer. In addition, even if the ion exchange resin that improves the efficiency of removing the contaminants in the physical adsorption layer is supported on a base material such as a nonwoven fabric, or the adsorbent having a chemical reaction or catalytic action other than the physical adsorption action Although it may be supported on a substrate such as, it must be integrated with the physical adsorption layer.
[0013]
In addition, the sheet-like material that does not include the physical adsorption layer is a net-like material that reinforces the strength, for example, a non-woven cover material that protects the sheet-like material including at least one physical adsorption layer. In addition, even if the ion exchange resin that improves the efficiency of removing the contaminants in the physical adsorption layer is supported on a base material such as a nonwoven fabric, or the adsorbent having a chemical reaction or catalytic action other than the physical adsorption action Although it may be supported on a substrate such as, it is necessary to be laminated and combined with a sheet-like material including at least one physical adsorption layer.
[0014]
The physical adsorption layer is a layer of air-permeable sheet-like material composed of fibers having physical adsorption ability, or fibers having physical adsorption ability and fibers having chemical reaction, catalytic action or ion exchange action other than physical adsorption action. Is a layer of air-permeable sheet-like material consisting of mixed fibers, but in the case of the former physical adsorption layer consisting only of fibers having physical adsorption ability, particularly a chemical filter with less outgas generation Is preferable.
[0015]
Alternatively, the physical adsorption layer is a layer in which particulate physical adsorbents are accumulated to form a sheet, or particles having a chemical reaction, catalytic action or ion exchange action other than the physical adsorption action with the particulate physical adsorbent. In the case of the former physical adsorption layer in which the particulate adsorbent consists only of a physical adsorbent, a chemical filter that generates less outgas is used. This is preferable.
[0016]
Alternatively, the physical adsorption layer is a layer in which particulate physical adsorbents are bonded to each other with a heat-fusible resin to form a sheet, or a chemical reaction or catalyst other than the physical adsorbing action of the particulate physical adsorbent. This is a layer in which adsorbents mixed with particles having an action and ion exchange action are joined together with a heat-fusible resin to form a sheet, but the former is composed of only physical adsorbents. In the case of the physical adsorption layer, a chemical filter that generates less outgas is particularly preferable.
[0017]
Alternatively, the physical adsorption layer is a layer obtained by supporting a physical adsorbent on a support, or a physical mixture in which a physical adsorbent and a substance having a chemical reaction, a catalytic action, or an ion exchange action other than the physical adsorption action are mixed. Although it is a layer obtained by carrying an adsorbent on a support, in the case of the former physical adsorption layer obtained by carrying only a physical adsorbent on a support, it can be a chemical filter with less outgas generation. preferable.
[0018]
When the physical adsorption layer is a layer of air-permeable sheet-like material made of fibers having physical adsorption ability, as the fiber having physical adsorption ability, an activated gas or an acidic gas or a basic gas is adsorbed to the activated carbon fiber. Fibers with added capability can be used, and porous materials having a specific surface area of 200 m ² / g or more are preferably selected and used, more preferably 500 m ² / g or more. Examples of the form of the air-permeable sheet-like layer made of fibers having physical adsorption ability include porous bodies such as nonwoven fabrics, woven fabrics, filter papers, etc., among which nonwoven fabrics have high air permeability. preferable.
[0019]
Moreover, as a case where the physical adsorption layer is a layer in which the particles of the physical adsorption material are accumulated into a sheet shape, for example, there is a form illustrated in FIG. That is, the laminated unit 13a formed by adhering the physically adsorbed granular material 11 to one surface of the web composed of the connecting portion 10 made of hot melt resin and the resin aggregation portion 12 via the resin aggregation portion 12 is provided. And the

physical adsorption layers

13a and 13b formed so that the other surface of the web and the physical adsorption powder particles constituting the other laminated unit 13b are fixed through the resin aggregation part, Such a chemical filter material is easy to fold and does not increase pressure loss. Moreover, when it installs in the frame body of a filter and unitizes, since unit processing is also easy, it is a preferable form as a chemical filter raw material.
[0020]
Further, when the physical adsorption layer is a layer obtained by supporting a physical adsorbent on a support, any material can be used as long as the support is a sheet having air permeability. Examples of the sheet-like material include non-woven fabrics, woven fabrics, membranes, filter paper, porous materials such as sponges, etc. Among them, non-woven fabrics are preferable since they have high air permeability. In addition, if the sheet-like material used for the support is a polymer material, it can be preferably used because it has high followability to fold processing in filter processing and is excellent in durability.
[0021]
Any physical adsorbent can be used as long as it can be used for deodorization, and activated carbon, activated carbon fiber, zeolite, etc. can be preferably used. Further, acidic gas or basic gas is adsorbed to the physical adsorbent. You may use the physical adsorption material to which the capability to do is added. The physical adsorbent is preferably selected from porous materials having a specific surface area of 200 m ² / g or more, more preferably 500 m ² / g or more. Further, it is desirable to use a resin with less generated gas as the heat-fusible resin for joining the physical adsorbent.
[0022]
The material for the shape-retaining material made of synthetic resin provided in the chemical filter may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. However, among the thermoplastic resins, the chemical of the present invention can be used. When manufacturing the filter, the hot melt resin is preferably heated and melted in a desired shape because it can be folded into a desired shape on the upstream side of the chemical filter material in the form of a line or dot, and then folded. As such a hot melt resin, any hot melt resin such as polyethylene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, and the like can be used. In addition, a closed-cell thermoplastic resin obtained by mixing a gas into the thermoplastic resin and foaming it about 2 to 4 times may be used. Although the amount of the thermoplastic resin applied is arbitrary, it can be appropriately determined in consideration of these factors because it varies depending on the layer of the chemical filter material, the size, the number of folds, the interval thereof, and the like. As an application form of the thermoplastic resin, as illustrated in FIG. 2, for example, a linear shape having a width of 4 mm × a length of 40 mm (dimension b) is provided with an interval of 50 mm (dimension a) in the width direction of the line. Thus, it is preferable that the shape-retaining material 3 made of thermoplastic resin is applied so as to straddle the crease line 4 and not to the trough line 5.
[0023]
As illustrated in FIG. 1, as a method of providing the synthetic resin shape-retaining material 3 on the upstream side of the chemical filter, as described above, the shape-retaining is performed by applying a hot melt resin on the upstream side of the chemical filter material. A method in which the material is formed and then the chemical filter material is fold-folded is preferable, but the method is not necessarily limited to this method. After the chemical filter material is fold-folded, the synthetic resin shape-retaining material is used as the chemical filter material. It is also possible to use a method in which the distance between the adjacent folding mountains 4 is maintained on the upstream side. As such a method, for example, as illustrated in FIG. 3, while adhering the apex portions 4 of adjacent folds with a thin thin plate-like member 3 that is a shape-retaining material of synthetic resin, There is a method in which the vertices of the fold mountain are connected while the interval between the thin plate members is kept constant.
[0024]
As a fold folding method for chemical filter material or chemical filter material with shape-retaining material, zigzag shape is given to chemical filter material or chemical filter material with shape-retaining material by pleating machine such as reciprocating method or rotary method. There is a way. Moreover, conventionally known methods, such as giving a zigzag shape by pressing a chemical filter material or a chemical filter material with a shape-retaining material with a die formed in a zigzag shape, can be used.
[0025]
As illustrated in FIG. 1 or FIG. 3, the fold-folded chemical filter is formed by a shape-retaining material 3 made of a synthetic resin in which an interval between adjacent folds 4 is provided upstream of the chemical filter. Is retained. Incidentally, in a conventional fold-folded air filter for the purpose of dust removal, as shown in FIG. 6, the shape-retaining material 3 is arranged on the upstream side and the downstream side of the air filter in order to maintain the fold-fold shape. Or disposed only downstream. The main reason for this is that the air filter is clogged as dust is collected, and a large differential pressure is generated before and after the air filter. This prevents the fold-fold shape from greatly expanding on the downstream side. Can be mentioned. However, since the chemical filter of the present invention is intended to remove gaseous pollutants rather than dust, the fold-fold shape does not swell greatly on the downstream side due to dust as described above. The shape of the chemical filter can be sufficiently maintained only by providing the shape retaining material on the upstream side.
[0026]
Since the chemical filter of the present invention thus formed includes a physical adsorption layer, it adsorbs gaseous pollutants generated from a synthetic resin shape-retaining material provided only on the upstream side of the chemical filter. be able to. As a result, the concentration of gaseous pollutants in the air downstream of the chemical filter can be extremely reduced. That is, with the chemical filter of the present invention, it is possible to obtain treated air with a very low concentration of gaseous pollutants.
[0027]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but these are only suitable examples for facilitating understanding of the invention, and the present invention is not limited to the contents of these examples.
Example 1 As shown in FIG. 4, a polyester spunbonded nonwoven fabric (surface density 30 g / m ² ) was prepared as a support 9, and a hot melt nonwoven fabric having a surface density of 20 g / m ^{2 made} of a thermoplastic polyamide resin on one side. Were laminated as an adhesive layer. Then, the activated carbon particles 11 having a particle size 0.3~0.5mm was sprayed so that the amount of 1 m ² per 350 g / ^{m 2} on the adhesive layer. Subsequently, steam treatment of about 5 kg / cm ² is performed from the support side for 7 seconds to melt the adhesive layer, and then the activated carbon particles that are not fixed are removed, whereby the support 9 is passed through the resin agglomeration portion 12. Then, the activated carbon particles 11 were fixed to obtain a first layer unit 13a. Further, a thermoplastic polyamide nonwoven fabric similar to the above was laminated on the laminated unit 13a in this state, activated carbon particles were dispersed, steam treatment, and removal of the non-fixed activated carbon particles were performed to form a second layer laminated unit 13b. Thereafter, a hot melt nonwoven fabric having a surface density of 20 g / m ^{2 made} of thermoplastic polyethylene resin is laminated on the lamination unit 13b, and a polyester spunbond nonwoven fabric 14 having a surface density of 30 g / m ² is formed thereon as a cover material. After the lamination, steam treatment was performed from the support side to obtain a chemical filter material 8 including a physical adsorption layer. Next, as shown in FIG. 2, hot melt resin 3 made of polyvinyl acetate is used as the chemical filter material in the form of a line having a width of 4 mm × length of 40 mm (dimension b), and 50 mm (dimension) in the width direction of the line. The shape-retaining material made of synthetic resin is applied only to the upstream side of the chemical filter by coating so as to extend over the folding mountain line and not across the valley line with an interval a). Formed. Through the above process, a chemical filter material with a shape-retaining material is provided, in which an activated carbon layer having a physical adsorption capacity is provided between spunbond nonwoven fabrics, and a shape-retaining material by hot-melt resin processing is provided only on the upstream side of the chemical filter. Obtained. Thereafter, as shown in FIG. 1, the chemical filter material 2 with a shape-retaining material was subjected to fold folding so that the folding height was 40 mm and the crest spacing was 6 mm, thereby producing the chemical filter 1. Thereafter, the periphery of the chemical filter 1 was surrounded by a polyester nonwoven fabric to produce a chemical filter unit (not shown) having a length of 300 mm, a width of 300 mm, and a height of 40 mm.
[0028]
(Comparative example 1) A hot-melt resin is formed into a line having a width of 4 mm and a length of 40 mm, with a space of 50 mm in the width direction of the line, and straddling a fold mountain line, and a chemical filter material A chemical filter 20 shown in FIG. 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the upstream side and the downstream side of the chemical filter material were coated so as to straddle the valley line on the opposite side of the above. Thereafter, a chemical filter unit was produced in the same manner as in Example 1.
[0029]
Comparative Example 2 A chemical filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the hot melt resin was not applied. Thereafter, a chemical filter unit was produced in the same manner as in Example 1.
[0030]
(Comparative Example 3) After producing a chemical filter in the same manner as in Example 1 except that the hot melt resin is not applied and processed, from a thickness of 0.5 mm aluminum as a jig for maintaining the interval between adjacent folding mountains A pre-molded corrugated shape retaining material was inserted into the upstream and downstream sides of the chemical filter to produce a chemical filter. Thereafter, a chemical filter unit was produced in the same manner as in Example 1.
[0031]
In order to evaluate the pressure loss and gas generation amount of the chemical filter of the present invention, the following test methods were used. Among these, the gas generation amount was evaluated using a chemical filter material or a chemical filter material with a shape-retaining material. Further, in Comparative Example 3, since organic gas was hardly generated from the corrugated plate made of aluminum, the amount of gas generated from the chemical filter material was Comparative Example 2 in which the hot melt resin shape-retaining material was not applied and processed. Therefore, the gas generation amount test was not performed, and the same value as in Comparative Example 2 was used as the estimated value.
(Pressure loss evaluation method)
The chemical filter units of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were attached to a duct having a frontage of 300 mm × 300 mm, and pressure loss before and after the filter unit at a wind speed of 30 cm / sec was measured. The results are summarized in Table 1.
[0032]
(Evaluation method of gas generation from chemical filter material or chemical filter material with shape-retaining material)
The dynamic headspace method was used as a method for evaluating the gas generated from the chemical filter material of the present invention or the chemical filter material with a shape-retaining material. FIG. 5 shows a generated gas collecting device (MSTD-258M manufactured by GL Science Co., Ltd.) used in this method. First, the chemical filter material of Example 1 or Comparative Examples 1 or 2 or the chemical filter material with a shape-retaining material is sandwiched between cylindrical glass cells having an inner diameter of 2.5 cm that can cover the periphery, and the periphery is PTFE. It was sealed with a tape made of Teflon, so that helium gas 17 which is a non-processed gas did not come in contact with the adsorbent again after passing through the sample. Next, the cell 15 in which the sample was fitted was placed on the outlet 19 in the center of the chamber 16 of the generated gas collector. At this time, in the case of the chemical filter material with a shape-retaining material of Example 1, the hot-melt processed surface was installed on the upstream side where the non-processed gas flows. Next, the inside of the chamber is heated to 80 ° C. while continuously flowing clean helium gas 17 at a flow rate of 240 ml / min, and after 30 minutes, the solid adsorbent 18 (component; 2,6- Diphenylene oxiside) was collected for 20 minutes. Next, the substance collected in the solid adsorbent 18 is analyzed with a gas chromatograph mass spectrometer (using QP-5050 manufactured by Shimadzu Corporation), and the amount of gas generated from the chemical filter material or the chemical filter material with a shape-retaining material is calculated. Calculated. The amount of gas generated (μg / m ² · hr) is calculated in terms of toluene per unit time (hr) per unit area (m ² ) of the chemical filter material or chemical filter material with a shape-retaining material. And asked.
[0033]
[Table 1]
Pressure loss and gas generation amount of chemical filter

[0034]
As shown in Example 1, in the chemical filter of the present invention in which the shape retaining material of polyethylene resin is provided only on the upstream side, the amount of generated gas generated on the downstream side is 40 μg / m ² · in terms of toluene at 80 ° C. hr, which is a low value comparable to 37 μg / m ² · hr of Comparative Example 2 in which no shape-retaining material was used. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the shape retaining material of polyethylene resin is provided on the upstream side and the downstream side, the generated gas amount shows a high value of 7000 μg / m ² · hr. Further, in Comparative Example 2, since the shape-retaining material was not used, the folds of the chemical filter were deformed, and the pressure loss was increased, so that it was difficult to use for a long time. In Comparative Example 3, since the corrugated plate made of aluminum is used as the shape-retaining material, the amount of gaseous pollutants generated is small, but the pressure loss is increased and the weight is increased, so that it is used as a chemical filter. I couldn't. As described above, according to the chemical filter of the present invention, it is possible to extremely reduce the amount of gaseous pollutants generated despite using a shape-retaining material made of synthetic resin.
[0035]
【The invention's effect】
When the chemical filter of the present invention is used as a chemical filter unit in a clean room or the like, the weight does not increase, pressure loss is low, and gaseous pollutants are not generated or generated from the chemical filter itself. Is extremely small and does not adversely affect products in clean rooms.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Chemical filter of the present invention [Fig. 2] Fig. 3 before the fold folding process of the chemical filter of the present invention [Fig. 3] An example in which the shape retaining material of the chemical filter of the present invention is different [Fig. Schematic cross-sectional view of an example of a physical adsorption layer [Fig. 5] Fig. 6 is an explanatory diagram of a generated gas trap used in the dynamic headspace method. [Fig. 6] A conventional chemical filter or a conventional air filter.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chemical filter 2 Chemical filter raw material containing a physical adsorption layer 3 Shape retention material 4 Crest fold mountain or mountain line 5 Fold fold valley or valley line 6 Process gas passage direction 7 Chemical filter 8 before fold folding processing Physical adsorption Layer 9 Support 10 Connection 11 Physical adsorbent 12 Resin agglomeration 13 Laminating unit 14 Cover 15 Sample 16 Chamber 17 Helium gas 18 Solid adsorbent 19 Gas outlet 20 Conventional chemical filter or Conventional air filter

Claims

A chemical filter material made of a sheet-like material containing at least one physical adsorption layer or a composite sheet-like material in which a sheet-like material containing at least one physical adsorption layer and a sheet-like material not containing a physical adsorption layer are combined. A fold-folded chemical filter, characterized in that a synthetic resin is applied only on the upstream side of the chemical filter material, thereby having a shape-retaining material made of synthetic resin only on the upstream side of the chemical filter. Chemical filter.

The chemical filter according to claim 1, wherein the adsorbent of the physical adsorption layer is made of only a physical adsorbent.

The physical adsorption layer has a laminated unit in which a physical adsorption granular material is fixed to one surface of a web composed of a connecting portion made of a hot melt resin and a resin agglomerated portion via the resin agglomerated portion. The chemical filter according to claim 1 or 2, wherein the other surface of the web and the physically adsorbed powder particles constituting another laminated unit are fixed through a resin agglomerated part.

The chemical filter according to claim 1, wherein the shape retaining material is a hot melt resin.