JP2001120650A - 悪臭ガス除去用シート状物 - Google Patents

悪臭ガス除去用シート状物

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JP2001120650A
JP2001120650A JP30567099A JP30567099A JP2001120650A JP 2001120650 A JP2001120650 A JP 2001120650A JP 30567099 A JP30567099 A JP 30567099A JP 30567099 A JP30567099 A JP 30567099A JP 2001120650 A JP2001120650 A JP 2001120650A
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ion
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gas
filter
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Takashi Nogi
崇志 野木
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 悪臭ガスを効率的に除去できるフィルター
を、安価に、かつ容易に作製できる悪臭ガス除去用シー
ト状物を提供する。 【解決手段】 熱可塑性繊維からなる不織シートであっ
て、シートの表面又は表裏両面に、少なくともスルホン
基、カルボキシル基のいずれか一方のイオン交換基を有
する交換容量が4meq/g以上の高分子エマルジョン
がコーティングもしくは含浸されており、シート全体で
の交換容量が2meq/g以上である。

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】各種有機ガスの除去には、活性炭繊維シ
ートやイオン交換基を導入したイオン交換繊維のシート
状物等で形成されたフィルターが利用されている。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
互に積み重ねてハニカム状とした図1のようなコルゲー
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
ている。そして、活性炭繊維やイオン交換繊維からなる
シートをこれらの形状に加工したものは、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】イオン交換基を導入したケミカルフィルタ
ーの性能と寿命は、イオン交換容量の大きさに依存する
部分が多いので、高性能のフィルターを作製するには、
イオン交換容量の大きなイオン交換繊維が必要となる。
しかし、ポリマーへのイオン交換基の導入には限界があ
る上に、繊維状とするためにはさらに限界があり、イオ
ン交換基を多く導入した繊維は得られ難い。
【0004】また、イオン交換繊維から短繊維不織シー
トを作製するにはイオン交換繊維のみの構成では不可能
であり、繊維間を固定するためのバインダーが必要とな
る。上記バインダーとして、溶液状のエマルジョンバイ
ンダーを使用する場合、エマルジョンバインダーで繊維
間の固定を行い、必要とされる強力等を付与することは
困難であり、シート状態を保持し、後の工程で必要とさ
れる強力等を付与するには、エマルジョンバインダーの
量がどうしても増えるので、イオン交換繊維の表面上を
溶液状のエマルジョンバインダーが覆うことになり、そ
の結果、シート全体の交換容量は、使用しているイオン
交換繊維の交換容量に比べて小さなものとなる。
【0005】他のバインダーとして、熱融着性繊維を使
用し不織シートとすることはできるが、この場合もシー
ト中に占める熱融着性繊維の構成比率が20wt%以上
必要であり、同時にイオン交換性繊維と熱融着性繊維の
ブレンドであることから、悪臭ガスと直接接触するシー
ト表面や表面近傍部分に占めるイオン交換性繊維の比率
が低下し、シートとした時の除去性能が低くなる。
【0006】シート全体のイオン交換用量を大きくする
ためには、イオン交換容量の大きなイオン交換性繊維を
使うか、あるいはイオン交換性繊維の量を増やすか二通
りの方法があるが、イオン交換性繊維の交換容量には限
界があり、2meq/g程度が一般的である。このこと
から、シート全体のイオン交換容量を大きくするには、
イオン交換性繊維の量を増やす以外には方法がないのが
現状である。
【0007】しかし、イオン交換性繊維の量を増やす
と、必然的にシートの目付が上がり、シート厚みが増す
ことになる。シート厚みが増すと、コルゲートフィルタ
ーとしたときに一つ一つのセルの空間が小さくなり、コ
ルゲートフィルターの空路が狭まって、圧力損出の大き
なコルゲートフィルターになるので好ましくない。した
がって、シート厚みに関しても許容される範囲に収めな
ければならいことから、イオン交換性繊維の量を増やす
ことにも限界があり、シート全体でイオン交換容量の大
きなシート状物は、存在していないのが現状である。
【0008】本発明は、このような問題点を解決し、イ
オン交換容量が大きく、化学吸着能力に優れた、低圧力
損失のフィルターを、安価に、かつ、容易に作製するこ
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。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、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、熱可塑性繊維からなる不織シ
ートであって、シートの表面又は表裏両面に、少なくと
もスルホン基、カルボキシル基のいずれか一方のイオン
交換基を有する交換容量が4meq/g以上の高分子エ
マルジョンがコーティングもしくは含浸されており、シ
ート全体での交換容量が2meq/g以上であることを
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。
【0010】
【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、本発明における不織シートは、短繊維不織
布及び長繊維不織布のいずれでもよいが、不織シートは
厚みが薄くて強力のあるものが好ましく、そのような観
点からスパンボンド法によって得られるような圧接タイ
プの長繊維不織布が好ましい。
【0011】この不織シートを構成する熱可塑性繊維を
構成する重合体としては、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、これら重合体同士の共重合体
からなるものが含まれ、本発明の目的を阻害しない範囲
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。
【0012】これらの重合体の内、一種、もしくは二種
から選択された重合体によって、単一乃至複合形態を有
する繊維を使用するわけであるが、使用する繊維の繊度
は、繊維強力と不織布シートの厚みの点から0.55〜
5.5dtex、特に1.1〜3.3dtexが好まし
い。
【0013】本発明の悪臭ガス除去用シート状物は、上
記の不織シートの表面又は表裏両面にイオン交換基を有
する高分子エマルジョンがコーティング法や含浸法によ
って付与されたものである。そして、イオン交換基を有
する高分子エマルジョンは、少なくともスルホン基、カ
ルボキシル基のいずれか一方のイオン交換基が導入され
たポリマーでなければならず、両方のイオン交換基が導
入されたものでもよい。特にスルホン基が多く導入され
たポリマーは、アンモニア等の悪臭ガスの除去に優れる
点で好ましい。イオン交換基を導入するポリマーは特に
限定されるものではないが、例えば、アクリル酸を主成
分とするポリマーにイオン交換基を導入した水溶性エマ
ルジョンポリマー等は、取扱性と不織シートにコーティ
ングや含浸させたときの接着性に優れているので好まし
い。
【0014】また、上記のイオン交換基を有する高分子
エマルジョンを構成する高分子ポリマーは、交換容量が
4meq/g以上、好ましくは6meq/g以上である
ことが必要である。交換容量が4meq/g未満では悪
臭ガスの除去効果が低下するので、除去能力を付与する
には付着量を増大させる必要があるが、その結果、シー
トが厚くなるので好ましくない。そして、本発明の悪臭
ガス除去用シート状物は、シート全体での交換容量が2
meq/g以上、好ましくは3meq/g以上であるこ
とが必要であり、交換容量が2meq/g未満になる
と、悪臭ガスの除去効果が低下する。
【0015】なお、本発明のシート状物と除去対象のガ
スとの接触率を上げるため、イオン交換基を有する高分
子エマルジョン中に、微粒子シリカのようなイオン交換
性ポリマーと反応しない無機の微粒子を混合したイオン
交換性高分子エマルジョン溶液を不織シートに付与すれ
ば、不織シート表面に微少な凹凸が多数形成されて見掛
け上の表面積が大きくなり、ガスとの接触率が良好とな
って、ガスの除去率を向上させることができる。
【0016】本発明のシート状物を得るための、イオン
交換基を有する高分子エマルジョンの不織シートへの付
与方法としては、マングル含浸機等を用い、イオン交換
基を有する高分子エマルジョン中にシートを浸積させる
含浸法や、コーティングロール等を用い、高分子エマル
ジョンをシート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、シート上に塗布した高分子エマ
ルジョン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、高分子エマルジョンをシー
ト上に塗布するスプレーコーティング法等が挙げられ、
イオン交換基を有する高分子エマルジョンの溶液濃度、
溶液粘度等により最適な製法を選択し、不織シートに付
与することで、本発明の目的とするシートを得ることが
できる。
【0017】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定され
るものではない。なお、実施例における各特性値の測定
を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) ガスの濃度 各ガス用の光明理化学工業株式会社製、北川式ガス検知
管を用いて測定した。
【0018】実施例1 融点が260℃、相対粘度が1.38のポリエチレンテ
レフタレ−ト重合体からなる単糸繊度が3.3dte
x、目付が60g/m2 の長繊維不織シートに、アクリ
ル酸を主成分とし、スルホン基を導入した水溶性のイオ
ン交換性ポリマー(交換容量が7meq/g)のエマル
ジョンを、マングル含浸機を用いて長繊維不織シートに
含浸させ、次いで140℃に保たれた乾燥機内にシート
を通過させることで水分を乾燥し、添着量が40wt%
となるイオン交換基を有する100g/m2 の長繊維不
織シートを得た。
【0019】この長繊維不織シートをサイズ15cm×
15cm×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10ppm一定に調整して、線速度0.
5m/秒で通気試験を行った後、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。
【0020】実施例2 添着量を50wt%に変更した以外は、実施例1と同様
にして得たイオン交換基を有する120g/m2 の長繊
維不織シートを、実施例1と同じサイズのフィルターに
して同じ試験を行い、フィルターのガス除去能力を評価
した。
【0021】比較例1 添着量を15wt%に変更した以外は、実施例1と同様
にして得たイオン交換基を有する75g/m2 の長繊維
不織シートを、実施例1と同じサイズのフィルターにし
て同じ試験を行い、フィルターのガス除去能力を評価し
た。
【0022】比較例2 融点が260℃、相対粘度が1.38のポリエチレンテ
レフタレ−ト重合体からなる単糸繊度が3.3dte
x、目付が60g/m2 の長繊維不織シートを、実施例
1と同じサイズのフィルターにして同じ試験を行い、フ
ィルターのガス除去能力を評価した。実施例1〜2及び
比較例1〜2の評価結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1から明らかなように、実施例1〜2で
得られたシートからなるフィルターは、90%除去時間
が長く、悪臭ガスの除去において高い除去能力を示すも
のであった。
【0025】
【発明の効果】本発明の悪臭ガス除去用シート状物を用
いれば、フィルターを安価に、かつ容易に作製すること
ができ、しかも、このフィルターは、悪臭ガスを高い除
去率で除去す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で形成され
たコルゲートフィルターの一例を示す模式図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性繊維からなる不織シートであっ
    て、シートの表面又は表裏両面に、少なくともスルホン
    基、カルボキシル基のいずれか一方のイオン交換基を有
    する交換容量が4meq/g以上の高分子エマルジョン
    がコーティングもしくは含浸されており、シート全体で
    の交換容量が2meq/g以上であることを特徴とする
    悪臭ガス除去用シート状物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1441831A1 (en) * 2001-10-19 2004-08-04 Innovative Construction and Building Materials, LLC Anti-pathogenic air filtration media and air handling devices having protective capabilities against infectious airborne microorganisms
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