JP2003275513A

JP2003275513A - エアフィルタ用濾材およびエアフィルタユニットの製造方法

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Publication number: JP2003275513A
Application number: JP2002080047A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kumagai; 聡士熊谷
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-09-30
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP3831281B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーンルームなどで使用される除塵用やガ
ス除去用のエアフィルタ用濾材として、該濾材から発生
するガス状物質の低減処理した該濾材の製造方法を提供
することによって、クリーンルームなどへの汚染ガスの
進入を軽減する。また、クリーンルームなどに設置され
ているケミカルフィルタの汚染ガス除去に関する負担を
少なくして寿命を延ばし、フィルタシステムの運転維持
経費の削減に寄与する。【解決手段】エアフィルタ用素材またはエアフィルタ
ユニット中間体を、該素材または中間体を構成する材料
の中で最も低い融点または分解温度より低い温度で、且
つ０．０８ＭＰａ以下の気圧の雰囲気中に晒すことによ
り、該素材または中間体から発生するガス状物質の量を
低減処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体や液晶の生
産施設などのクリーンルームなどにおいて、該クリーン
ルーム内に流入する外気中に含まれる粉塵や該クリーン
ルーム内で発生した微塵を除去するエアフィルタ用濾材
や、該クリーンルーム内に流入する外気中に含まれるガ
ス状物質や該クリーンルーム内で発生したガス状物質を
除去するケミカルフィルタとして好適に使用される、ガ
ス状物質の発生が少ないエアフィルタ用濾材の製造方法
に関する。また、本発明はこれらのフィルタをフィルタ
枠に装着したガス状物質の発生が少ないエアフィルタユ
ニットの製造方法に関する。

【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などにお
いては、該生産施設内または該クリーンルーム内の空気
や雰囲気に対して高い清浄度が要求される。しかし、こ
れら空気や雰囲気中には粉塵や有機系のガス状汚染物質
や無機系のガス状汚染物質が含まれているのみならず、
クリーンルーム構成部材や作業員などからも粉塵や有機
系のガス状汚染物質や無機系のガス状汚染物質が発生す
るため、このような粉塵やガス状汚染物質を除去するフ
ィルタシステムが図１に例示するように設置されてい
る。外気空気は外調機１の粗塵除去用のプレフィルタ
２、中性能フィルタ３、エアワッシャー４、ＨＥＰＡフ
ィルタ（高性能フィルタ）６の順に通過した後、さらに
循環系のＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルタ８を通過し
て、空気中の塵埃が除去される。また、クリーンルーム
内に流入するガス状汚染物質は必要に応じて循環系に設
置されたケミカルフィルタ７によって除去される。特
に、外気中にガス状汚染物質が多く含まれる場合は、外
調機１のＨＥＰＡフィルタ６と中性能フィルタ３の間に
更にケミカルフィルタ５が設置されている。

【0003】前記ガス状汚染物質には、有機系ガス状汚染物
質や、無機系ガス状汚染物質が含まれるが、例えば有機
系ガス状汚染物質は、半導体基板であるシリコンウェハ
表面上に付着すると、シリコンウェハ表面上に形成され
る絶縁酸化膜の絶縁耐圧が低下したり、空気中に浮遊す
る微粒子が静電吸着し易くなり、絶縁破壊が起こり易く
なるなど、半導体や液晶の製造に悪影響を及ぼす。これ
ら、有機系ガス状汚染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
のような管理濃度は次のようにして求めることができ
る。すなわち、１９９９年版ＳＩＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒＩｎｄｕｓｔｒｙＡｓｓｏｃｉａｔｉｏ
ｎ）ロードマップによれば、西暦２０００年のウェハ表
面上での有機物質管理レベルは６．６×１０^１３Ｃａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ^２と言われている。これをトルエン換算す
ると１４．４μｇ／ｍ^２となる。これらウェハ表面上で
の管理レベルの値と、一般に知られている付着確率か
ら、下記の算出式１によりクリーンルーム空気中での管
理レベルの推定値を算出すると、総有機物質は４１．７
μｇ／ｍ^３の管理濃度となる。算出式１：Ｎ＝Ａｓ／（ｖ・ｔ・γ）Ｎ；空気中の汚染物質濃度（空気中の管理濃度）（μｇ
／ｍ^３）Ａｓ；ウェハ表面の汚染物質濃度（ウェハ表面上での管
理レベル）（μｇ／ｍ^２）ｖ；クリーンルーム空気の流速（０．４ｍ／ｓｅｃ）ｔ；ウェハの空気中暴露時間（８６４００ｓｅｃ） γ；付着確率（芳香族炭化水素類の付着確率１×１０
^-５）

【0004】このような有機系ガス状汚染物質や、無機系ガ
ス状汚染物質を吸着除去する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、その他化学吸着材などの吸着材が利用されており、
これら吸着材が単独で用いられたり、ネット状物や不織
布などの基材に吸着材などが担持されている。そして該
ケミカルフィルタは前記フィルタシステム中の循環系に
設置され、また必要に応じて外調機にも設置されてい
る。

【0005】しかし、これらのガス状汚染物質は、外気中の
みならず、微塵を除去するエアフィルタ用濾材自体や、
ガス状汚染物質を除去するケミカルフィルタ自体からも
発生していることが判ってきた。このうち、ケミカルフ
ィルタの下流位置に配置されるＨＥＰＡまたはＵＬＰＡ
フィルタはクリーンルームでは多用され、濾材の使用面
積が非常に多いため、特にＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィ
ルタからの発生ガスの防止が課題とされてきた。また、
ＨＥＰＡフィルタの上流位置の外調機に主として配置さ
れる微塵除去用の中性能フィルタや、更に中性能フィル
タの上流位置に配置されるプレフィルタについては、Ｈ
ＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルタと比較して濾材の使用面
積が少なく、またケミカルフィルタの上流位置に配置さ
れる場合はプレフィルタよりの発生ガスがケミカルフィ
ルタによって除去されるため、これら中性能フィルタや
プレフィルタから発生する有機系のガス状物質のクリー
ンルーム内への直接的な影響は少ないと考えられる。し
かし、ケミカルフィルタの寿命を縮めるなどの問題があ
り、やはり発生ガスの防止が課題とされてきている。ま
た同様にケミカルフィルタ自体よりの発生ガスについて
は、ケミカルフィルタ自体で除去される場合もあるが、
発生ガスの種類によっては除去できなかったり、ケミカ
ルフィルタの支持体から発生するということがあり、そ
のケミカルフィルタ自体あるいは他のケミカルフィルタ
の寿命を縮めるなどの問題があり、やはり発生ガスの防
止が課題とされてきている。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術の問題を解決するものであり、クリーンルームなど
で使用される除塵用やガス除去用のエアフィルタ用濾材
として、エアフィルタ用濾材の性能を損なうことなく、
しかも短時間でガス状物質の低減処理を効率よく行うこ
とができる製造方法を提供することによって、クリーン
ルームなどへの汚染ガスの進入を軽減し、クリーンルー
ムなどでの汚染ガスに関する管理濃度を満たすことを課
題とする。また、クリーンルームなどに設置されている
ケミカルフィルタの汚染ガス除去に関する負担を少なく
して寿命を延ばし、フィルタシステムの運転維持経費の
削減に寄与することを課題とする。

【0007】

【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、エアフィルタ用素材
を、該エアフィルタ用素材を構成する材料の中で最も低
い融点または分解温度より低い温度で、且つ０．０８Ｍ
Ｐａ以下の気圧の雰囲気中に晒すことにより、該エアフ
ィルタ用素材から発生するガス状物質の量を低減処理す
ることを特徴とするエアフィルタ用濾材の製造方法によ
る。

【0008】請求項２の発明では、前記気圧が０．０３ＭＰ
ａ以下であることを特徴とする請求項１に記載のエアフ
ィルタ用濾材の製造方法による。

【0009】請求項３の発明では、請求項１または２に記載
の製造方法によって得られたエアフィルタ用濾材をフィ
ルタ枠に装着してエアフィルタユニットとすることを特
徴とするエアフィルタユニットの製造方法による。

【0010】請求項４の発明では、エアフィルタ用素材をフ
ィルタ枠に装着してエアフィルタユニット中間体とし、
該エアフィルタユニット中間体を、該エアフィルタユニ
ット中間体を構成する材料の中で最も低い融点または分
解温度より低い温度で、且つ０．０８ＭＰａ以下の気圧
に晒すことにより、該エアフィルタユニット中間体から
発生するガス状物質の量を低減処理することを特徴とす
るエアフィルタユニットの製造方法による。

【0011】請求項５の発明では、前記気圧が０．０３ＭＰ
ａ以下であることを特徴とする請求項４に記載のエアフ
ィルタユニットの製造方法による。

【0012】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるエアフィル
タ用濾材およびエアフィルタユニットの製造方法の好ま
しい実施の形態について詳細に説明する。

【0013】本発明のエアフィルタ用濾材の製造方法は、エ
アフィルタ用素材を、該エアフィルタ用素材を構成する
材料の中で最も低い融点または分解温度より低い温度
で、且つ０．０８ＭＰａ以下の気圧の雰囲気中に晒すこ
とにより、該エアフィルタ用素材から発生するガス状物
質の量を低減処理することを特徴とするエアフィルタ用
濾材の製造方法である。

【0014】前記エアフィルタ用濾材とは、除塵用およびガ
ス除去用のエアフィルタ用濾材である。このうち、除塵
用のエアフィルタ用濾材には、粗塵除去用のエアフィル
タ用濾材や中性能の濾過性能を有するものやＨＥＰＡま
たはＵＬＰＡフィルタなどがあり、粗塵除去用のエアフ
ィルタ用濾材とは質量法による粒子捕集平均効率が５０
〜９９％である性能のものである。また、中性能のフィ
ルタとは捕集効率を比色法で評価すると２０％〜９９％
の性能のものである。また、ＨＥＰＡフィルタとは０．
３μｍのＤＯＰ粒子の捕集効率を計数法で評価すると９
９．９７％以上の性能のものである。また、ＵＬＰＡフ
ィルタとは０．１５μｍのＤＯＰ粒子の捕集効率を計数
法で評価すると９９．９９９７％以上の性能のものであ
る。また、ガス除去用のエアフィルタ用濾材には、有機
系ガス状汚染物質や、無機系ガス状汚染物質を吸着除去
するケミカルフィルタや脱臭フィルタなどがあり、例え
ば活性炭、活性炭繊維、ゼオライト、イオン交換樹脂、
その他化学吸着材などの吸着材などの吸着材による吸着
作用や、触媒による触媒作用を利用するものであり、こ
れら吸着材や触媒が単独で用いられたり、ネット状物や
不織布などの基材に担持されている。そして該ケミカル
フィルタは前記フィルタシステム中の循環系に設置さ
れ、また必要に応じて外調機にも設置される。

【0015】前記エアフィルタ用素材のうち除塵用のエアフ
ィルタ用素材は通気性のある多孔質の素材であり、具体
的には繊維構造物、膜構造物、スポンジ状の構造物など
を挙げることができる。このうち繊維構造物には、合成
繊維、半合成繊維、無機繊維、天然繊維などの繊維から
作られる織物、編物、不織布、紙などがある。このうち
不織布は繊維が三次元的に配置しており、粉塵の保持能
力に優れると共に、通風時の圧力損失が少ないのでエア
フィルタ用素材として好ましい構造である。不織布は公
知の乾式法、湿式法、溶融紡糸法、メルトブロー法、フ
ラッシュ紡糸法などの何れの繊維ウエブ形成法でも製造
することができ、繊維ウエブの結合または絡合の方法
は、浸漬接着法、熱融着法、水流絡合法、ニードルパン
チ法などの方法を採ることができる。例えば中性能や高
性能のエアフィルタ用濾材を得るには、例えばメルトブ
ロー法やフラッシュ紡糸法を採るか、極細繊維やフィブ
リル化した繊維を湿式法により抄造してシート化する方
法がある。また、例えば易分割性の繊維を、公知の上記
繊維ウエブ形成法でシート化した後、シート中の繊維を
熱的に分割する方法や、該繊維を水流やニードルパンチ
などの機械的な応力により分割する方法や、或いは該繊
維をアルカリ性などの薬品により化学的に溶融、抽出し
て分割する方法などがある。

【0016】前記通気性のある多孔質の素材は膜構造物であ
ってもよく、このような膜構造物としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンの膜や、ポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリフェニレンスルホンなどの膜がある。
また、このような膜構造物は補強用の支持体として上述
のような不織布構造物を用いて、その支持体の上に形成
されていてもかまわない。

【0017】前記エアフィルタ用素材のうちガス除去用のエ
アフィルタ用素材には、例えば、（１）イオン交換繊維
や活性炭繊維からなる通気性を有するシート状物、或い
は（２）粒子状のイオン交換樹脂や活性炭、ゼオライ
ト、その他化学吸着材などを集積したシート状物、或い
は（３）粒子状のイオン交換樹脂や活性炭、ゼオライ
ト、その他化学吸着材などを熱融着性の樹脂で互いに接
合したシート状物、或いは（４）支持体に粒子状のイオ
ン交換樹脂や活性炭、ゼオライト、その他化学吸着材を
担持させたもの、或いは（５）支持体に繊維状のイオン
交換樹脂や活性炭を担持させたもの、などがある。

【0018】前記（１）のシート状物としては、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。また前記（４）のイオ
ン交換樹脂などを担持する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、支持体としてのシート状物
が高分子材料であれば、フィルタ加工におけるプリーツ
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。

【0019】前記除塵用のエアフィルタ用素材および前記ガ
ス除去用のエアフィルタ用素材はその製造工程中など
で、そのエアフィルタ用素材を構成する固体の材料の中
に、有機質や無機質のガス状物質の発生の原因となる有
機質や無機質の物質を含んでしまう。例えば、エアフィ
ルタ用素材が有機質や無機質の繊維構造物である場合は
その原料である繊維を繊維化する際に例えば繊維質量に
対して０．０１〜０．５重量％の有機質や無機質の油剤
を含んだり、その原料である繊維から繊維ウエブを形成
してエアフィルタ用素材とするまでに低分子量の有機物
質や無機物質を含む接着剤を使用したりするためガス状
物質の発生の原因となる有機質や無機質の物質を含んで
しまう。

【0020】前記ガス状物質の発生の原因としては、例えば
エアフィルタ用素材の原料が有機物質の場合には、有機
物質が合成されたり加工されたりした時に有機質の添加
剤が加えられていたり、有機溶剤が残留していたりする
ので揮発性の有機物質が含まれていることが挙げられ
る。或いは有機物質が合成されたり加工されたりした時
に例えば有機物の一部が分解して揮発性の有機物質が生
成している。また、例えば微塵に対する捕集効率の高い
中性能フィルタやＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルタなど
の繊維原料として極細の繊維が用いられるがこのような
繊維には極細化のために特に添加剤の量が多かったり、
有機質の分解生成物を多く含んだりする傾向がある。ま
た、エアフィルタ素材の加工のため接着性の繊維が用い
られる場合も低融点の有機質成分が多く用いられ接着時
の加熱により有機質の分解生成物を多く含む傾向があ
る。そして、このような揮発性の有機物質がエアフィル
タ用素材に含まれていると、例えばクリーンルーム用の
エアフィルタとして使用した時に、粉塵などを除去した
処理空気中にガス状物質として揮発性の有機物質が含ま
れてしまい、クリーンルーム室内の雰囲気中の総有機物
質の管理基準値を満たせなくなるという問題が生ずる。

【0021】本発明の製造方法では、前記エアフィルタ用素
材を、該エアフィルタ用素材を構成する固体の材料の中
で最も低い融点または分解温度より低い温度で、且つ
０．０８ＭＰａ以下の気圧の減圧状態の雰囲気中に晒
す、好ましくは、０．０３ＭＰａ以下の気圧の減圧状態
の雰囲気中に晒す、更に好ましくは０．０１ＭＰａ以下
の気圧の減圧状態の雰囲気中に晒すことによって、エア
フィルタ用濾材を得ることができる。なお、エアフィル
タ用素材を構成する材料の中で最も低い融点または分解
温度より低い温度とは、エアフィルタ用素材がいくつか
の材料から構成されている場合、その材料が融点のみを
有している場合は融点、その材料が融点と分解温度を有
している場合は融点と分解温度、その材料が分解温度の
みを有している場合は分解温度、を相互に比較して、そ
れらの中で最も低い温度のことをいう。

【0022】前記エアフィルタ用素材を前記雰囲気中に晒す
には、温度は０℃以上が好ましい。また、例えば、エア
フィルタ用素材が加熱により劣化したり収縮するなどの
問題があるような場合は、そのような劣化したり収縮す
るなどの温度以下が好ましく、例えば２０〜１２０℃が
より好ましく、２０〜９０℃がより好ましい。また、２
０〜６０℃であればこのような劣化や収縮などの問題は
ほとんどないので更に好ましい。また、低減処理に要す
る晒しの時間は０．５分〜１０時間が好ましく、５分〜
５時間がより好ましい。

【0023】前記エアフィルタ用素材を該エアフィルタ用素
材を構成する材料の中で最も低い融点または分解温度よ
り低い温度で、且つ０．０８ＭＰａ以下の気圧の雰囲気
中に晒す具体的な方法としては、前記エアフィルタ用素
材を前記雰囲気中に晒すことができれば、特に限定する
ものではないが、例えば真空乾燥機を用いる方法があ
る。また、例えば耐圧容器にエアフィルタ用素材を支持
体と共に入れ、耐圧容器に付属させた排気管より耐圧容
器内の気体を真空ポンプにより排出して、耐圧容器内の
気圧を所定の圧力に保った後、耐圧容器の外壁に付属さ
せたヒーターによって、耐圧容器全体を加熱する方法が
ある。

【0024】前記雰囲気中に晒すことによって、減圧状態と
しない大気圧程度の常圧状態の雰囲気中に晒す場合と比
較して、ガス状物質の発生を大きく減ずることができ
る。また、常圧状態と同程度にガス状物質の発生を減じ
ようとする場合は、雰囲気中の温度を常圧状態の温度よ
りも低くすることができる。この有利な効果を一例をあ
げて説明すると、例えば常圧状態では９０℃を超える高
い温度で低減処理しなければならず、９０℃を超えると
エアフィルタ用素材を劣化させたり収縮させたりする問
題がある場合、本発明の製造方法による減圧状態では、
９０℃を超えずに低減処理することが可能となり得るの
で、エアフィルタ用素材を劣化させたり収縮させたりす
る問題を回避することができる。また、エアフィルタ用
素材が熱変形したり、溶融したりすることを防ぐことが
できる。また、変形により、圧力損失が増加してフィル
タとしての寿命が短くなったり、フィルタの開口部が減
少して濾過性能が低下するなどの問題を防ぐことができ
る。

【0025】このように、本発明の製造方法では、前記エア
フィルタ用素材を前記雰囲気中に晒すことにより、少な
くとも有機質のガス状物質に関して、前記エアフィルタ
用素材から発生する総有機物質の量を低減処理すること
ができる。その結果、本発明のエアフィルタ用濾材の製
造方法により、好ましくは、該エアフィルタ用濾材から
発生する総有機物質の量（トルエン換算重量）を発生ガ
ス推測法により２３℃において算出して、次に該エアフ
ィルタ用濾材の面密度１００ｇ／ｍ^２あたりから発生す
る、単位時間における、該総有機物質の量を算出する
と、１．０（ｐｇ／ｍ^２・ｈｒ）以上５（μｇ／ｍ^２・
ｈｒ）以下とすることができる。また、より好ましくは
該総有機物質の量を１．０（ｐｇ／ｍ^２・ｈｒ）以上２
（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）以下とすることができる。また、
常圧状態での低減処理と比較して、例えば５０℃以上の
加熱時には、１．９分の１以下に総有機物質量を低減す
ることができる。

【0026】本発明のエアフィルタ用濾材の面密度は、例え
ば該エアフィルタ用濾材が除塵用であり、該エアフィル
タ用濾材の構成材料が有機質である場合には、５０〜３
００ｇ／ｍ^２の面密度が好ましく、１００〜２００ｇ／
ｍ^２が更に好ましい。また、該エアフィルタ用濾材の厚
さは、袋状に加工する場合は５〜５０ｍｍであることが
好ましく、１０〜３０ｍｍが更に好ましい。また、プリ
ーツ加工する場合は０.１〜５ｍｍであることが好まし
く、０.５〜３ｍｍが更に好ましく、０.８〜２ｍｍが最
も好ましい。

【0027】本発明では、有機質のガス状汚染物質の定量に
は、ダイナミックヘッドスペース法によって、加熱状態
で促進試験を行ない、発生ガス量を定量した後、その値
を発生ガス推測法によって、室温時の値に換算した値を
使用している。なお、本発明での効果を説明するため、
有機質のガス状汚染物質の定量を行っているが、該ダイ
ナミックヘッドスペース法では無機質のガス状汚染物質
の定量に関しても有効である。

【0028】次に、ダイナミックヘッドスペース法を説明す
る。図２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）の説明図で
ある。まず、測定したい素材を直径７ｃｍの円形に切
り、試料１４を作成する。試料１４をチャンバー１０内
の中央のガス吹き出し口１３の上に設置する。次に、清
浄なヘリウムガス１１をチャンバー内に流速１２０ｍｌ
／ｍｉｎで連続的に流通させながら所定の温度（６０℃
または８０℃）で加熱する。ヘリウムガス１１は試料１
４と接触する際、試料１４から発生する汚染物質がヘリ
ウムガス中に混入するので、気体濃度が平衡になった
後、捕集速度１００ｍｌ／ｍｉｎで固体吸着材１２（成
分；2,6-diphenylene oxide）に捕集する。次いで、固
体吸着材１２に捕集した物質をガスクロマトグラフ質量
分析計で分析する。（(株)島津製作所製ＱＰ−５０５
０を使用）加熱の温度は６０℃と８０℃の２条件で測定
する。

【0029】次に、発生ガス推測法とは、高温下で発生ガス
の促進試験を行ない、実験式を用いて、室温での結果を
推測する方法であり、以下、発生ガス推測法について具
体的に説明する。実際のクリーンルームの室温２３℃で
の発生ガスは極微量なので実測では分析感度の点で長時
間の測定が必要になるなど、現実的には測定困難なた
め、前述のダイナミックヘッドスペース法により、試験
条件を例えば６０℃、８０℃の高温下に設定して、試料
から発生する有機物質の量を定性定量的に測定した結果
から下記の式を用いて室温２３℃での結果を推測する。
（株）住化分析センターの竹田らによれば、試験温度と
発生ガスの関係については、経験則として下記の式が成
り立つことがわかっている。（平成１１年第１７回コン
タミネーションコントロール研究大会予稿集などに記
載） lｎ（M/A・h）＝−C１／T＋C２ M；トルエン換算の発生ガス量（μｇ） A；測定試料面積（ｍ²） h；捕集に要した時間（ｈ） T；試験温度（絶対温度K） C１およびC２；定数

【0030】また、本発明のエアフィルタ用濾材は上記のエ
アフィルタ用濾材と同じもの又は異なるものが複数積層
していても構わない。また、上記のエアフィルタ用濾材
と他の通気性を有するシート状物が積層していても構わ
ない。このような通気性を有するシート状物には、例え
ば織物、編物、ネット、不織布、ろ紙などがあるが、ガ
ス状物質を多く発生しないものが好ましい。

【0031】本発明のエアフィルタユニットの製造方法は、
本発明のエアフィルタ用濾材の製造方法によって得られ
たエアフィルタ用濾材をフィルタ枠に装着して、エアフ
ィルタユニットとすることを特徴とするエアフィルタユ
ニットの製造方法である。或いはエアフィルタ用素材を
フィルタ枠に装着してエアフィルタユニット中間体と
し、該エアフィルタユニット中間体を、該エアフィルタ
ユニット中間体を構成する材料の中で最も低い融点また
は分解温度より低い温度で、且つ０．０８ＭＰａ以下の
気圧の雰囲気中に晒すことにより、該エアフィルタユニ
ット中間体から発生するガス状物質の量を低減処理する
ことを特徴とするエアフィルタユニットの製造方法であ
る。

【0032】前記エアフィルタ用濾材または前記エアフィル
タ用素材をフィルタ枠に装着する方法としては、例えば
エアフィルタ用濾材またはエアフィルタ用素材を平板状
にカットした後フィルタ枠に装着する方法や、或いはエ
アフィルタ用濾材またはエアフィルタ用素材をプリーツ
状に多数折り曲げてからフィルタ枠に装着する方法や、
或いはエアフィルタ用濾材またはエアフィルタ用素材を
袋形状に成型してフィルタ枠に装着する方法などがあ
る。このようにして、例えばプリーツ形状の場合はエア
フィルタ用濾材の面積はユニットの間口面積あたり最大
１００倍程度まで、また袋形状に加工するとエアフィル
タ用濾材の面積は最大３０倍程度まで増加することがで
きる。また、エアフィルタユニットに用いる枠体として
は、ガス状物質の発生が少ない合成樹脂の板や、該ガス
状物質の発生がほとんど無いアルミなどの金属を用いる
ことが好ましい。

【0033】本発明の製造方法では、前記エアフィルタ用素
材をフィルタ枠に装着してエアフィルタユニット中間体
とし、該エアフィルタユニット中間体を、該エアフィル
タユニット中間体を構成する固体の材料の中で最も低い
融点または分解温度より低い温度より低い温度で、且つ
０．０８ＭＰａ以下の気圧の減圧状態の雰囲気中に晒
す、好ましくは、０．０３ＭＰａ以下の気圧の減圧状態
の雰囲気中に晒す、更に好ましくは０．０１ＭＰａ以下
の気圧の減圧状態の雰囲気中に晒すことによって、エア
フィルタユニットを得ることができる。なお、エアフィ
ルタユニット中間体を構成する材料の中で最も低い融点
または分解温度より低い温度とは、エアフィルタユニッ
ト中間体がいくつかの材料から構成されている場合、そ
の材料が融点のみを有している場合は融点、その材料が
融点と分解温度を有している場合は融点と分解温度、そ
の材料が分解温度のみを有している場合は分解温度、を
相互に比較して、それらの中で最も低い温度のことをい
う。

【0034】前記エアフィルタユニット中間体を前記雰囲気
中に晒すには、温度は０℃以上が好ましい。また、例え
ば、エアフィルタユニット中間体が加熱により劣化した
り収縮するなどの問題があるような場合は、そのような
劣化したり収縮するなどの温度以下が好ましく、例えば
２０〜１２０℃がより好ましく、２０〜９０℃がより好
ましい。また、２０〜６０℃であればこのような劣化や
収縮などの問題はほとんどないので更に好ましい。ま
た、低減処理に要する晒しの時間は０．５分〜１０時間
が好ましく、５分〜５時間がより好ましい。

【0035】前記雰囲気中に晒すことによって、減圧状態と
しない大気圧程度の常圧状態の雰囲気中に晒す場合と比
較して、ガス状物質の発生を大きく減ずることができ
る。また、常圧状態と同程度にガス状物質の発生を減じ
ようとする場合は、雰囲気中の温度を常圧状態の温度よ
りも低くすることができる。この有利な効果を一例をあ
げて説明すると、例えば常圧状態では９０℃を超える高
い温度で低減処理しなければならず、９０℃を超える
と、エアフィルタユニット中間体のフィルタ枠を劣化さ
せたり、熱変形させたり、溶融させたり、またエアフィ
ルタ用素材を劣化させたり収縮させたりする問題がある
場合、本発明の製造方法による減圧状態では、９０℃を
超えずに低減処理することが可能となり得るので、エア
フィルタユニット中間体のフィルタ枠を劣化させたり、
熱変形させたり、溶融させたりすることを防ぐことがで
きる。また、エアフィルタユニット中間体に装着された
エアフィルタ用素材を劣化させたり収縮させたりする問
題を回避することができる。また、エアフィルタ用素材
が熱変形したり、溶融したりすることを防ぐことができ
る。また、プリーツ形状などの変形により、圧力損失が
増加してフィルタとしての寿命が短くなったり、フィル
タの開口部が減少して濾過性能が低下するなどの問題を
防ぐことができる。

【0036】前記エアフィルタユニット中間体を該エアフィ
ルタユニット中間体を構成する材料の中で最も低い融点
または分解温度より低い温度で、且つ０．０８ＭＰａ以
下の気圧の雰囲気中に晒す具体的な方法としては、前記
エアフィルタユニット中間体を前記雰囲気中に晒すこと
ができれば、特に限定するものではないが、例えば真空
乾燥機を用いる方法がある。また、例えば耐圧容器にエ
アフィルタユニット中間体を入れ、耐圧容器に付属させ
た排気管より耐圧容器内の気体を真空ポンプにより排出
して、耐圧容器内の気圧を所定の圧力に保った後、耐圧
容器の外壁に付属させたヒーターによって、耐圧容器全
体を加熱する方法がある。

【0037】このように、本発明の製造方法では、前記エア
フィルタユニット中間体を前記雰囲気中に晒すことによ
り、少なくとも有機質のガス状物質に関して、エアフィ
ルタユニット中間体から発生する総有機物質の量を低減
処理することができる。その結果、本発明のエアフィル
タユニットの製造方法により、本発明のエアフィルタ用
濾材の製造方法で得られたエアフィルタ用濾材を、要求
される塵埃に関する濾過性能に応じて適宜使用面積を定
めて用いることにより、エアフィルタ用濾材から発生す
る総有機物質の量（トルエン換算重量）を低減処理する
ことができる。

【0038】本発明のエアフィルタ用濾材の製造方法によっ
て得られるエアフィルタ用濾材は、図１に例示するよう
に、半導体や液晶の生産施設などのクリーンルーム９な
どにおいて、クリーンルーム９内に流入する外気中に含
まれる粉塵を除去するＨＥＰＡフィルタ（高性能フィル
タ）６や、クリーンルーム９内に設置されるＨＥＰＡま
たはＵＬＰＡフィルタ８や、ＨＥＰＡフィルタ６の前段
や外気中のガス状汚染物質を除去するケミカルフィルタ
５や、ケミカルフィルタ５の前段に設置される中性能用
のエアフィルタ３や、中性能エアフィルタ３の前段にさ
れるプレフィルタ２に、ガス状物質の発生が少ないエア
フィルタ用濾材として用いることができる。また、本発
明のエアフィルタユニットの製造方法によって得られる
エアフィルタ用ユニットは、エアフィルタ用濾材をＨＥ
ＰＡまたはＵＬＰＡフィルタや中性能フィルタとして使
用するため、ジグザグ状の形状にプリーツ加工して通風
面積を増やしてからフィルタ枠に装着したり、又は袋状
に加工して通風面積を増やしてからフィルタ枠に装着し
たエアフィルタユニットの形態として使用することがで
きる。また、粗塵除去用のプレフィルタとして使用する
ため、平板状でフィルタ枠に装着したエアフィルタユニ
ットの形態として使用することができる。

【0039】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。

【0040】（実施例１）芯成分が融点２６０℃のポリエス
テル、鞘成分が融点１３０℃の変性ポリエステルからな
る、繊度が１７デシテックス、繊維長が５１ｍｍの複合
繊維である熱接着性繊維１００％からなる繊維を開繊し
た後、空気流で送りながら、ポリプロピレンのメルトブ
ローのウェブを形成中に混入させて、メルトブロー法と
エアレイ法の組み合わせによる混合ウェブを形成した。
この混合ウェブの混合比率は熱接着性繊維８７重量％、
メルトブローによる繊維１３重量％であった。次に、こ
の混合ウェブに１４５℃の乾燥機で３分間加熱接着処理
を行ない、鞘成分の変性ポリエステルを溶融して、その
混合ウェブの繊維交点で繊維接着を行ない、厚さ１２ｍ
ｍの繊維構造物とした後、引き続きスリットを設けた１
４５℃の加熱ロールの間に通して厚さを１ｍｍに調整し
た。その後そのまま空冷して面密度１５５ｇ／ｍ^２、厚
さ１ｍｍのエアフィルタ用素材とした。次に、このエア
フィルタ用素材を予め８０℃に加熱した真空乾燥機に入
れ、真空乾燥機の内圧を０．００１ＭＰａとすることに
より、８０℃で０．００１ＭＰａの気圧の減圧状態の雰
囲気中に１０分間晒し、ガス状物質の発生を低減させた
面密度１５５ｇ／ｍ^２、厚さ１ｍｍのエアフィルタ用濾
材を作製した。このエアフィルタ用濾材から発生する総
有機物質の量（トルエン換算重量）を発生ガス推測法に
より２３℃において算出して、次に該エアフィルタ用濾
材の面密度１００ｇ／ｍ^２あたりから発生する、単位時
間における、該総有機物質の量を算出すると、０．０６
５（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）であった。次に、このエアフィ
ルタ用濾材１５ｍ^２を用いてプリーツ折りを行い、外寸
法が６１０ｃｍ×６１０ｃｍの間口で奥行きが２９０ｃ
ｍのアルミ製のフィルタ枠に装着して、エアフィルタユ
ニットを作製した。このエアフィルタユニットは、ＡＳ
ＨＲＡＥ５２.１−１９９２に準じた試験方法による
と風速５６ｍ^３／ｍｉｎの試験条件で、比色法による粒
子捕集平均効率が８３％であり、中性能フィルタとして
の性能を満足するものであり、クリーンルーム用フィル
タシステムの外調機に取り付ける中性能フィルタとして
好適であった。

【0041】次に、実施例１によって得られた中性能フィル
タとしてのエアフィルタユニットをクリーンルームに使
用した場合の効果を示す。例えば、エアフィルタユニッ
トをケミカルフィルタを有する外調機に設置して、その
時のユニット間口を通過する風速を２．５ｍ／ｓｅｃに
設定したとすると、エアフィルタ用濾材から発生する総
有機物質の量（トルエン換算重量）を発生ガス推測法に
より２３℃において算出すると、エアフィルタユニット
の間口面積の単位面積あたりから発生する、単位時間に
おける、該総有機物質の量は、０．０６５μｇ／ｍ^２・
ｈｒ×（１５５ｇ／ｍ^２÷１００ｇ／ｍ^２）×１５ｍ^２
÷（０．６１ｍ×０．６１ｍ）÷２．５ｍ／ｓｅｃ＝
４．５×１０^−４μｇ／ｍ^３となり、前述の管理基準値
の４１．７μｇ／ｍ^３を十分に満足できる。また、実施
例１によるエアフィルタユニットを、ケミカルフィルタ
の前に設置する場合はエアフィルタ用濾材から発生する
有機物質は、該ケミカルフィルタによって除去されるの
で、クリーンルーム中の空気中の汚染物質濃度は実質的
に０μｇ／ｍ^３であるが、実施例１によるエアフィルタ
用濾材からの発生ガス量は極めて少なく、ケミカルフィ
ルタへの負担を格段に軽減して、ケミカルフィルタの寿
命を大きく延ばすことができる。

【0042】（実施例２〜６）実施例１において、エアフィ
ルタ用素材を８０℃で０．００１ＭＰａの気圧の減圧状
態の雰囲気中に１０分間晒した代わりに、実施例２では
５０℃で０．００１ＭＰａ、実施例３では８０℃で０．
０１ＭＰａ、実施例４では５０℃で０．０１ＭＰａ、実
施例５では８０℃で０．０５ＭＰａ、実施例６では５０
℃で０．０５ＭＰａ、のそれぞれの気圧の減圧状態の雰
囲気中に１０分間晒した以外は実施例１と同様にして、
ガス状物質の発生を低減させた面密度１５５ｇ／ｍ^２、
厚さ１ｍｍのエアフィルタ用濾材を作製した。このエア
フィルタ用濾材から発生する総有機物質の量（トルエン
換算重量）を発生ガス推測法により２３℃において算出
して、次に該エアフィルタ用濾材の面密度１００ｇ／ｍ
^２あたりから発生する、単位時間における、該総有機物
質の量を算出すると、実施例２では０．５８（μｇ／ｍ
^２・ｈｒ）、実施例３では０．９７（μｇ／ｍ^２・ｈ
ｒ）、実施例４では１．８（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）、実施
例５では１．９（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）、実施例６では
３．０（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）であり、それぞれクリーン
ルーム用フィルタシステムの外調機に取り付ける中性能
フィルタのエアフィルタ用濾材として好適であった。

【0043】（比較例１）エアフィルタ用素材に低減処理を
行なわなかったこと以外は実施例１と同様にしてエアフ
ィルタ用濾材を作製した。このエアフィルタ用濾材から
発生する総有機物質の量（トルエン換算重量）を実施例
１と同様にして算出すると、８．１（μｇ／ｍ^２・ｈ
ｒ）であり、クリーンルーム用フィルタシステムの外調
機に取り付ける中性能フィルタのエアフィルタ用濾材と
して、有機質のガス状物質の発生が多く不適であった。

【0044】（比較例２〜３）実施例１において、エアフィ
ルタ用素材を８０℃で０．００１ＭＰａの気圧の減圧状
態の雰囲気中に１０分間晒した代わりに、比較例２では
１００℃で０．１ＭＰａ、比較例３では５０℃で０．１
ＭＰａ、の気圧である常圧状態の雰囲気中に１０分間晒
した以外は実施例１と同様にして、ガス状物質の発生を
低減させた面密度１５５ｇ／ｍ^２、厚さ１ｍｍのエアフ
ィルタ用濾材を作製した。このエアフィルタ用濾材から
発生する総有機物質の量（トルエン換算重量）を発生ガ
ス推測法により２３℃において算出して、次に該エアフ
ィルタ用濾材の面密度１００ｇ／ｍ^２あたりから発生す
る、単位時間における、該総有機物質の量を算出する
と、比較例２では３．１（μｇ／ｍ^２・ｈｒ）、比較例
３では５．７（μｇ／ｍ ^２・ｈｒ）であり、それぞれク
リーンルーム用フィルタシステムの外調機に取り付ける
中性能フィルタのエアフィルタ用濾材として使用するこ
とはできたが、比較例２〜３のエアフィルタ用濾材の該
総有機物質の量は、実施例１〜６のエアフィルタ用濾材
の該総有機物質の量よりも、大きい値であった。

【0045】（実施例７）実施例１と同様にして、面密度１
５５ｇ／ｍ^２、厚さ１ｍｍのエアフィルタ用素材とし
た。次に、このエアフィルタ用素材１５ｍ^２を用いてプ
リーツ折りを行い、外寸法が６１０ｃｍ×６１０ｃｍの
間口で奥行きが２９０ｃｍのアルミ製のフィルタ枠に装
着して、エアフィルタユニット中間体を得た。次に、こ
のエアフィルタユニット中間体を予め５０℃に加熱した
真空乾燥機に入れ、真空乾燥機の内圧を０．０５ＭＰａ
とすることにより、５０℃で０．０５ＭＰａの気圧の減
圧状態の雰囲気中に１０分間晒し、ガス状物質の発生を
低減させたエアフィルタユニットを作製した。このエア
フィルタユニットに装着されたエアフィルタ用濾材から
発生する総有機物質の量（トルエン換算重量）を発生ガ
ス推測法により２３℃において算出して、次に該エアフ
ィルタユニットから発生する、単位時間における、該総
有機物質の量を算出すると、７０．５（μｇ／ｈｒ）で
あった。また、ガス状物質の低減処理によって、エアフ
ィルタ用濾材のプリーツ形状に変化はなく、ユニットと
しての圧力損失の変化もなかった。また、このエアフィ
ルタユニットは、ＡＳＨＲＡＥ５２.１−１９９２に
準じた試験方法によると風速５６ｍ^３／ｍｉｎの試験条
件で、比色法による粒子捕集平均効率が８３％であり、
中性能フィルタとしての性能を満足するものであり、ク
リーンルーム用フィルタシステムの外調機に取り付ける
中性能フィルタとして好適であった。

【0046】（比較例４）エアフィルタユニット中間体に低
減処理を行なわなかったこと以外は実施例７と同様にし
てエアフィルタユニットを作製した。このエアフィルタ
ユニットに装着されたエアフィルタ用濾材から発生する
総有機物質の量（トルエン換算重量）を発生ガス推測法
により２３℃において算出して、次に該エアフィルタユ
ニットから発生する、単位時間における、該総有機物質
の量を算出すると、１８７．５（μｇ／ｈｒ）であり、
クリーンルーム用フィルタシステムの外調機に取り付け
る中性能フィルタとして、有機質のガス状物質の発生が
多く不適であった。

【0047】（比較例５）実施例７において、エアフィルタ
ユニット中間体を５０℃で０．０５ＭＰａの気圧の減圧
状態の雰囲気中に１０分間晒した代わりに、比較例５で
は１００℃で０．１ＭＰａの気圧である常圧状態の雰囲
気中に１０分間晒した以外は実施例７と同様にして、ガ
ス状物質の発生を低減させたエアフィルタユニットを作
製した。このエアフィルタユニットに装着されたエアフ
ィルタ用濾材から発生する総有機物質の量（トルエン換
算重量）を発生ガス推測法により２３℃において算出し
て、次に該エアフィルタユニットから発生する、単位時
間における、該総有機物質の量を算出すると、７２．０
（μｇ／ｈｒ）であった。しかし、ガス状物質の低減処
理によって、エアフィルタ用濾材のプリーツ形状が乱れ
てしまい、ユニットとしての圧力損失が上昇した。この
ため、クリーンルーム用フィルタシステムの外調機に取
り付ける中性能フィルタとして不適であった。

【0048】実施例１〜７、比較例１〜５の結果を下記の表
１に示す。

【表１】

【0049】以上のように、実施例１〜６では、本発明によ
る減圧雰囲気中での低減処理によって作製されたエアフ
ィルタ用濾材は、減圧および加熱による低減処理を行な
わなかった比較例１と比較して、発生する総有機物質の
量（トルエン換算重量）が２．７分の１〜１２５分の１
と極めて少なく、中性能フィルタのエアフィルタ用濾材
として好適であった。また、減圧状態での低減処理を行
なわなかった比較例２〜３と比較しても、発生する総有
機物質の量（トルエン換算重量）が１．９分の１〜４８
分の１と極めて少なくなっている。また、実施例７で
は、本発明による減圧雰囲気中での低減処理によって作
製されたエアフィルタユニットは、減圧および加熱によ
る低減処理を行なわなかった比較例４と比較して、発生
する総有機物質の量（トルエン換算重量）が２．７分の
１と極めて少なく、中性能フィルタとして好適であっ
た。また、減圧状態とせずに常圧状態として、実施例７
よりも加熱条件を高くすることによって、実施例７と同
程度の低減処理を行った比較例５では、エアフィルタ用
濾材のプリーツ形状が乱れてしまい、ユニットとしての
圧力損失が上昇したため中性能フィルタとして不適であ
った。

【0050】

【発明の効果】本発明によるエアフィルタ用濾材の製造
方法およびエアフィルタユニットの製造方法によって、
クリーンルームなどで使用されるエアフィルタ用濾材や
エアフィルタユニットに対して、エアフィルタ用濾材の
性能を損なうことなく、しかも短時間でガス状物質の低
減処理を効率よく行うことができる製造方法を提供する
ことができる。また、本発明による製造方法によるエア
フィルタ用濾材やエアフィルタユニットによって、クリ
ーンルームなどへの汚染ガスの進入を軽減し、クリーン
ルームなどでの汚染ガスに関する管理濃度を満たすこと
ができる。また、クリーンルームなどに設置されている
ケミカルフィルタの汚染ガス除去に関する負担を少なく
して寿命を延ばし、フィルタシステムの運転維持経費の
削減に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーンルームなどのフィルタシステム

【図２】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

【符号の説明】

１外調機２プレフィルタ３中性能フィルタ４エアワッシャ− ５ケミカルフィルタ６ＨＥＰＡフィルタ７ケミカルフィルタ８ＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルタ９クリーンルーム１０チャンバー１１ヘリウムガス１２固体吸着剤１３ガス吹出し口１４試料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】エアフィルタ用素材を、該エアフィルタ
用素材を構成する材料の中で最も低い融点または分解温
度より低い温度で、且つ０．０８ＭＰａ以下の気圧の雰
囲気中に晒すことにより、該エアフィルタ用素材から発
生するガス状物質の量を低減処理することを特徴とする
エアフィルタ用濾材の製造方法。
【請求項2】前記気圧が０．０３ＭＰａ以下であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ用濾材の
製造方法。
【請求項3】請求項１または２に記載の製造方法によ
って得られたエアフィルタ用濾材をフィルタ枠に装着し
てエアフィルタユニットとすることを特徴とするエアフ
ィルタユニットの製造方法。
【請求項4】エアフィルタ用素材をフィルタ枠に装着
してエアフィルタユニット中間体とし、該エアフィルタ
ユニット中間体を、該エアフィルタユニット中間体を構
成する材料の中で最も低い融点または分解温度より低い
温度で、且つ０．０８ＭＰａ以下の気圧の雰囲気中に晒
すことにより、該エアフィルタユニット中間体から発生
するガス状物質の量を低減処理することを特徴とするエ
アフィルタユニットの製造方法。
【請求項5】前記気圧が０．０３ＭＰａ以下であるこ
とを特徴とする請求項４に記載のエアフィルタユニット
の製造方法。