JP2003135917A - エアフィルタ用濾材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス繊維を主体とする濾材において、撥水
剤を使用することなく十分な撥水性を有する濾材の提
供。 【解決手段】 この課題は、バインダーとしてポリエス
テル樹脂、好ましくは水分散性または水溶性ポリエステ
ル樹脂をバインダーとして使用することによって解決さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエアフィルタ用濾材、特
に半導体、液晶、バイオ・食品工業関係のクリーンルー
ム、クリーンベンチ等あるいはビル空調用エアフィル
タ、空気清浄機の用途などに使用されるエアフィルタ用
濾材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体工場等のクリーンルームや、ビル
空調用途で使用されるエアフィルタ用濾材は、フィルタ
ユニット加工時に使用されるシール剤やホットメルト等
のしみ込みを防ぐことや、濾材面に水がかかったり、温
度変化により水分が結露した場合でも、そのまま濾材を
使用できるようにするために、通常、撥水性を付与させ
る必要がある。

【０００３】従来、ガラス繊維を主体繊維とするエアフ
ィルタ濾材への撥水性の付与の方法としては、シリコン
樹脂の使用（特開平2-175997号公報）、あるいはフッ素
樹脂とシリコン樹脂の併用（特開平2-41499 号公報）な
どの方法が提案されている。

【０００４】一方、半導体工程においては、クリーンル
ーム雰囲気中に存在する微量な有機化合物がシリコンウ
ェハ上に付着し、半導体製品の歩留を低下させることが
近年問題とされている。そのため、これら有機化合物の
発生源と考えられるシリコン樹脂やフッ素樹脂からなる
撥水剤の使用は好ましくない。

【０００５】さらに、ガラス繊維をシート化する際にガ
ラス繊維に自己接着性がないため、繊維どうしをバイン
ダー樹脂で接着させる必要があるが、ここで撥水剤を併
用するとバインダー樹脂の接着を阻害し、シート強度の
低下を引き起こす。この強度低下の対策としてバインダ
ー樹脂の付着量を増加させることが考えられるが、ガラ
ス繊維濾材の難燃性を維持するためには可燃物量を一定
量以下にする必要があるため、撥水剤による強度低下を
おぎなうためにバインダー樹脂の付着量を増加させるこ
とには限界がある。

【０００６】そこで、撥水剤を使用せずに濾材に撥水性
を付与させる方法として、アクリル樹脂、スチレン樹
脂、ポリビニルアルコール樹脂をベースとするソープフ
リーエマルジョンを使用する方法（特開平10-244112 号
公報）が提案されているが、この場合の様に、界面活性
剤を樹脂に含まないかあるいは2 ％以下にしたとして
も、バインダー樹脂自体の疎水性が高くなければ、実使
用レベルの撥水性を付与させることは非常に難しい。

【０００７】本発明で言う実使用レベルの撥水性とは、
ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８２に規定される測定方法で、１０
０ｍｍ（水柱高）以上であり、このレベル以上であれば
濾材表面に多少水がかかったり、結露した場合でもエア
フィルタとして概ね使用可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガラ
ス繊維を主体とする濾材において、撥水剤を使用するこ
となく十分な撥水性を有する濾材を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、シール剤や
ホットメルト等の濾材へのしみ込みを防ぎ、濾材面に水
がかかったり温度変化により水分が結露したりした場合
にもそのまま濾材を使用することができる十分な撥水性
を有する濾材を提供するため、さらにはバインダー樹脂
による繊維の接着を阻害せず十分な強度を有する濾材を
提供するため鋭意研究を行った結果、ガラス繊維を主体
とした濾材において、バインダー樹脂としてポリエステ
ル樹脂を用いることにより、従来品と比較して極めて特
徴的なエアフィルタ用濾材が得られることを見出し、本
発明を完成させるに至った。

【００１０】すなわち、本発明は、ガラス繊維を主体と
した濾材において、ポリエステル樹脂をバインダーとし
て付着させたことを特徴とするエアフィルタ用濾材であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で主体繊維として使用する
ガラス繊維は、必要とされる濾過性能やその他諸物性に
応じて、種々の繊維径や繊維長を有する極細ガラス繊維
やチョップドガラス繊維の中から自由に選ぶことができ
る。また、半導体工程の汚染を防止する目的で、ローボ
ロンガラス繊維やシリカガラス繊維を使用することもで
きる。さらに副資材として、天然繊維や有機合成繊維な
どをガラス繊維中に配合しても差し支えない。

【００１２】本発明で使用するポリエステル樹脂として
は、本発明の効果が得られるものであれば、特に限定す
るものではないが、その中でも樹脂を水に分散または溶
解させたものは、濾材を製造する上で取扱い易いので好
ましい。このタイプとしては、例えば、界面活性剤を用
いずに分子内に極少量の親水性基を導入することにより
樹脂を水に溶解または分散させたもの、界面活性剤使用
量を極力少なくしたいわゆるソープフリーと呼ばれるも
のなどがある。ただし、過剰に親水性基を導入したもの
や、界面活性剤が過剰に添加されたものを使用すると、
濾材の撥水性が損なわれるので、選定には注意が必要で
ある。他に、ポリエステル樹脂を有機溶剤に溶解させた
ものがあるが、このタイプの樹脂を扱う際には、防爆設
備、排気設備、廃水処理設備を用いるなど、製造上の注
意が必要となる。

【００１３】ポリエステル樹脂は、水分散性を持たせる
ために場合によって導入された極少量の親水性基を除い
て、基本骨格として側鎖に親水性のカルボキシル基（−
ＣＯＯＨ）や、水酸基（−ＯＨ）を有していないため、
これら親水性基、もしくは解離などにより親水性基とな
りうるような側鎖を有するポリアクリル酸や、ポリ酢酸
ビニル、ポリビニルアルコールなどに比べ、より高い撥
水性を持たせることができる。

【００１４】一方、分子鎖内に分極しやすいカルボニル
基を数多く含むため、大きく分極しているガラス繊維表
面に対してもなじみが良く、均一な皮膜を形成しやす
い。このことにより、十分な強度と撥水性を持たせるこ
とが可能となる。

【００１５】本発明のエアフィルタ用濾材は以下のよう
にして製造される。まず、ガラス繊維を主とする原料繊
維を水中にパルパー等を用いて分散させスラリーとす
る。ここで、ガラス繊維の分散性を向上するために硫酸
や塩酸を添加しｐH を２〜４程度に調整することが好ま
しい。

【００１６】このスラリーを抄紙機において抄紙し、湿
紙を形成させる。

【００１７】ポリエステル樹脂の付与の方法としては、
スラリー中にあらかじめ添加する方法、あるいは、湿紙
を形成後の乾燥前または乾燥後に付着させる方法が使用
できる。

【００１８】以上の処理を施した後、熱風乾燥機やロー
タリードライヤー等を用いシートを乾燥させ、濾材を得
る。ここで、十分な撥水性発現のためには、乾燥温度を
１１０℃以上とすることが望ましい。

【００１９】また、ポリエステル樹脂の対濾材バインダ
ー付着量は、１０重量％以下、特に７重量％以下とする
ことが好ましい。その理由は、バインダー量が高いと、
濾材の撥水性はより高くなるものの、濾材を構成するガ
ラス繊維間の空隙をバインダー膜が埋めることにより濾
材の圧力損失を上昇させたり、あるいは、有機分が多く
なることより濾材の不燃性、難燃性を損なうことになる
ためである。

【００２０】

【実施例】実施例および比較例により本発明をより具体
的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるも
のではない。 （実施例１）平均繊維径０．６５μｍの極細ガラス繊維
７０重量％、平均繊維径２．７０μｍの極細ガラス繊維
２５重量％、平均繊維径６μｍのチョップドガラス繊維
５重量％を、濃度０．５％、硫酸酸性ｐH ２．５でパル
パーで離解した。次いで手抄筒を用いて抄紙して湿紙を
得た。次に、水分散性ポリエステル樹脂（商品名：バイ
ロナールＭＤ−１２４５、製造元：東洋紡績（株））を
固形分３％となるように水で希釈したバインダー液を湿
紙に含浸付与し、その後１３０℃のドライヤーで乾燥
し、目付重量７０ｇ／ｍ² 、バインダー付着量５．６％
のＨＥＰＡ濾材を得た。 （比較例１）バインダー液として、ソープフリーアクリ
ル系ラテックス（商品名：ヨドゾールＡＤ−５７、製造
元：日本エヌエスシー（株））を使用した以外は、実施
例１と同様にして、目付重量７２ｇ／ｍ² 、バインダー
付着量５．４％のＨＥＰＡ濾材を得た。 （比較例２）バインダー液として、ソープフリーアクリ
ル系ラテックス（商品名：ヨドゾールＡＤ−５７、製造
元：日本エヌエスシー（株））とパラフィンワックス系
撥水剤（商品名：ペトロックスＰ−２００、製造元：明
成化学（株））を固形分重量比１００／３０となるよう
に混合した混合液を使用し、それ以外は実施例１と同様
にして、目付重量７２ｇ／ｍ² 、バインダー付着量５．
５％のＨＥＰＡ濾材を得た。

【００２１】

【表１】 実施例および比較例の分析は、下記の方法で行った。

【００２２】撥水性は、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８２に準拠
して測定した。

【００２３】引張強度は、ＪＩＳ Ｐ８１１３に準拠し
て測定した。

【００２４】圧力損失は、マノメーターを用いて、有効
面積１００ｃｍ² の濾紙に面風速５．３ｃｍ／秒で通過
させた時の差圧を測定した。

【００２５】ＤＯＰ捕集効率は、レーザーパーティクル
カウンターを用いて、ラスキンノズルで発生させた多分
散ＤＯＰ粒子を含む空気を有効面積１００ｃｍ² の濾紙
に面風速５．３ｃｍ／秒で通過させた時のＤＯＰ捕集効
率を測定した。なお、対象粒径０．３−０．４μｍとし
た。

【００２６】実施例１および比較例１、比較例２の評価
結果は、表１の通りとなった。

【００２７】水溶性ポリエステル樹脂を用いた実施例１
においては、ソープフリーアクリル系樹脂を用いた比較
例１と比較して、より高い撥水性を有する濾材を得るこ
とができた。

【００２８】また、この実施例１は、撥水剤添加による
バインダー効果の阻害がなく強度を低下させることない
ため、ソープフリーアクリル系樹脂にパラフィンワック
ス系撥水剤を添加したバインダー液を用いた比較例2 と
比較して、撥水性を維持したまま、より高い引張強度を
有する濾材を得ることができた。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、バインダーとしてポリ
エステル樹脂を付着させることにより、クリーンルーム
を汚染する物質の発生する可能性が少なく、なおかつ、
撥水剤を用いなくても撥水性を有し、十分な強度を有す
る濾材を提供することができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA04 BB05 BC13 CB06 DA03 4L047 AA05 AA28 AB02 AB08 BA15 BA21 BC10 CB10 CC12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス繊維を主体繊維とした濾材におい
   て、ポリエステル樹脂をバインダーとして付着させ、か
   つＭＩＬ−ＳＴＤ−２８２に測定方法が規定される撥水
   性が１００ｍｍ（水柱高）以上であることを特徴とする
   エアフィルタ用濾材。
2. 【請求項２】 バインダーとしてのポリエステル樹脂が
   水溶性または水分散性ポリエステル樹脂である、請求項
   １に記載のエアフィルタ用濾材。