JP2004181368A

JP2004181368A - ガス除去フィルタ用ろ材及びガス除去フィルタ

Info

Publication number: JP2004181368A
Application number: JP2002351843A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hayashi; 嗣郎林; Teruko Takayama; てる子高山; Hitoshi Niinuma; 仁新沼; Tomoaki Sugano; 友章菅野; Nobuyuki Niwa; 宜行丹羽
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd; Clariant Japan KK
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd; Clariant Japan KK
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】イオン交換樹脂を十分に含んだシート状ろ材を折り込んでフィルタ枠体に装着し、濾過面積を増大させて、一定体積中の酸性ガスや塩基性ガス成分のガス除去量ならびにガス除去効率を増大させ、効率よく長期に亘りガス除去できるガス除去フィルタ用ろ材及びこのろ材を用いたガス除去フィルタを提供する。
【解決手段】アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂からなる一群より選ばれる１種以上のイオン交換樹脂を、ホットメルト樹脂を介在させて通気性基材に固着させたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス精製や半導体産業等で使用されるクリーンルーム内の酸性ガスや塩基性ガスなどのガスを吸着するためのガス除去フィルタ用ろ材及びこのガス除去フィルタ用ろ材を用いたガス除去フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス吸着フィルタとしては、薬剤を添着した粒状活性炭や繊維状活性炭をフィルタとして用いる薬品添着活性炭法によるものと、イオン交換樹脂やイオン交換繊維を用いるイオン交換法によるものがよく知られている。
薬品添着活性炭法によるものは、例えば、特許文献１に、クエン酸又はクエン酸のアルカリ金属塩を担持した活性炭が開示されており、特許文献２に、リン酸系化合物を１〜２０質量％担持した活性炭が提案されている。
【０００３】
このようにアルカリ性物質を添着した活性炭を用いることにより、硫化水素などの酸性ガスを除去し、クエン酸、リン酸等の酸を添着した活性炭を用いることにより、アンモニア等の塩基性ガスを除去できるようにしたものが知られている。
【０００４】
上記のような薬剤を添着した活性炭の製造方法としては、所定量の薬品を溶解した液に活性炭を浸漬し、引き上げた活性炭を水切りした後、薬液とともに活性炭を乾燥する方法、あるいは、薬品を溶解した液に活性炭を浸漬し、強制的に遠心脱水した後、乾燥する方法の二つの方法があるが、前者の方法では、乾燥後の活性炭の表面に薬品が析出し、あたかも粉をまぶしたような状態となることから、このような方法で製造した空気浄化剤を使用した場合、析出した薬品が飛散し、空気を汚染することが危惧される。一方、後者の方法で製造した空気浄化剤を使用した場合、強制的に脱水するため、薬品の添着量が前者に比べて少なくなり、性能の低下が生じるという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献３に記載されているように、イオン交換基を化学結合させたイオン交換繊維として形成されたガス除去フィルタもあるが、イオン交換基は繊維の表面にのみ存在するため単位体積当たりの吸着量が少なく、そのため寿命が短くなるという問題点があった。また、繊維強度を保つためのガス吸着に関与しない架橋部分が多いのでガスの除去効率があまり高くないものであった。
【０００６】
また、特許文献４には、ポリウレタンの連続発泡多孔体に接着剤を含浸させ、イオン交換樹脂を固定して乾燥させたガス除去フィルタが提案されているが、連続発泡多孔体に過剰注入される接着剤に含まれる揮発性物質がクリーンルームの空気循環系に混入し、フィルタを通過する空気に含まれる揮発性物質が増加するという問題が発生する。
【０００７】
また、ポリウレタンの連続発泡多孔体にイオン交換樹脂を固定したものは、多孔体の単位体積当たりに固定するイオン交換樹脂の量は多くすることはできるが、連続発泡多孔体の厚み方向に対してイオン交換樹脂を均一に接着できず、連続発泡多孔体の厚みを薄くすることができないため、一定体積中に多孔体を折り込んで使用する場合は、折り込み面積が少なくなるため、圧力損失が高くなり、また、一定体積中のガス除去量ならびにガス除去効率を増大させることはできなかった。また、連続発泡多孔体に接着しなかった余剰イオン交換樹脂を除去する工程が製法上必要であり、取扱いが容易ではなかった。
【０００８】
一方、特許文献５には、通気性及び通水性のベース材料に結合剤を使用してイオン交換樹脂を保持させる複合材料が提案されているが、この方法では、ベース材料の単位体積当たりに保持されるイオン交換樹脂の量が少ないため、前述のものと同様に、一定体積中にシート状ろ材を折り込んで装着し、濾過面積を増大させても、一定体積中のガス除去量ならびにガス除去効率を増大させることはできず、大量の空気の浄化には向かなかった。また、イオン交換樹脂を３次元に保持することができず、２次元的となってしまい、イオン交換樹脂の有効利用ができないものであった。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５９−１５１９６３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開昭５９−２２７７０４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平８−１２７７４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平１１−２２６３３８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】
特開２０００−５１６３４号公報（特許請求の範囲）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、前述の問題点に鑑み、イオン交換樹脂を十分に含んだシート状ろ材を折り込んでフィルタ枠体に装着し、濾過面積を増大させて、一定体積中の酸性ガスや塩基性ガス成分のガス除去量ならびにガス除去効率を増大させ、効率よく長期に亘りガス除去できるガス除去フィルタ用ろ材及びこのろ材を用いたガス除去フィルタを提供することにある。
更にまた、本発明は上記の前述の問題点に鑑み、イオン交換容量が大きく、かつ圧力損失をあまり増大させずにフィルタとしての寿命を長くできるガス除去フィルタ用ろ材及びこのろ材を用いたガス除去フィルタを提供することを目的とし、通気性のある基材に均一に十分量のイオン交換樹脂をホットメルト樹脂で３次元的に固着させたガス除去フィルタ用ろ材及びこのろ材を用いたガス除去フィルタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス除去フィルタ用ろ材は、前記課題を解決するべく、請求項１に記載の通り、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂からなる一群より選ばれる１種以上のイオン交換樹脂を、ホットメルト樹脂を介在させて通気性基材に固着させたことを特徴とする。
また、請求項２記載のガス除去フィルタ用ろ材は、請求項１記載のガス除去フィルタ用ろ材において、前記ホットメルト樹脂がパウダー状であることを特徴とする。
また、請求項３記載のガス除去フィルタ用ろ材は、請求項１または２に記載のガス除去フィルタ用ろ材において、前記イオン交換樹脂を通気性基材の起毛された面に固着させた状態で、前記イオン交換樹脂を通気性基材間に挟持させたことを特徴とする。
また、請求項４記載のガス除去フィルタ用ろ材は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材において、前記アニオン交換樹脂が重炭酸塩交換樹脂であることを特徴とする。
また、請求項５項記載のガス除去フィルタ用ろ材は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材において、前記イオン交換樹脂が耐熱性アニオン樹脂であることを特徴とする。
また、請求項６記載のガス除去フィルタ用ろ材は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材において、前記イオン交換樹脂を、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の併用使用とし、アニオン交換樹脂に対して、カチオン交換樹脂を２０〜５００質量％としたことを特徴とする。
また、本発明のガス除去フィルタは、請求項７に記載の通り、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材をプリーツ化し、対象ガスが流通するように枠体に略平行に複数配置してなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明において使用されるイオン交換樹脂としては、公知のイオン交換可能なカチオン交換基（−ＣＯＯＨ基、−ＳＯ_３Ｈ基など）や、アニオン交換基（―ＮＨ_２、−Ｎ＋Ｒ_３基、但し、Ｒはアルキル基）を持つ市販されているイオン交換樹脂を使用することができ、例えば、フェノール系イオン交換樹脂、スチレン系イオン交換樹脂等が挙げられる。その交換容量としては、一般には、カチオン交換樹脂で重量当たりのイオン交換容量（中性塩交換容量）は、０．２〜６．０ｍｅｑ／ｇの範囲であり（ｍｅｑ／ｇとは乾燥樹脂重量当たりのミリ当量を表わす）、体積当たりのイオン交換容量は架橋度（水分含有率）により異なるが、通常、０．２〜２．５ｍｅｑ／ｍｌである。アニオン交換樹脂では重量当たりの交換容量（中性塩交換容量）は、０．２〜４．５ｍｅｑ／ｇの範囲であり（ｍｅｑ／ｇとは乾燥樹脂重量当たりのミリ当量を表わす）、体積当たりのイオン交換容量は架橋度（水分含有率）により異なるが、通常、０．２〜１．５ｍｅｑ／ｍｌである。
【００１３】
これらのイオン交換樹脂は、一般に、塩型で市販されているため、それぞれ、Ｈ型あるいはＯＨ型に変換して使用する。カチオン交換樹脂のＮａ塩型をＨ型とする場合は、酸性溶液を通液し、また、アニオン交換樹脂のＣｌ塩型をＯＨ型とする場合は、アルカリ水溶液を通液し、塩型率をそれぞれ９０％以上とすることが好ましい。
【００１４】
市販されているイオン交換樹脂は粒子状あるいは粉末状のものがあるが、本発明に使用されるイオン交換樹脂は粒状粒径３００ミクロンから１２００ミクロンの粒状粒径が好ましい。
イオン交換樹脂の平均粒径は、あまり大きいとフィルタが厚くなってプリーツ加工が困難となり、あまり小さいと圧力損失が高くなり、また、イオン交換樹脂の散布が困難となる問題があるので、３００〜１２００μｍ程度のものが好ましい。
【００１５】
また、アニオン交換樹脂はアミン臭を伴う場合が多く、このようなアミン臭を解消するには、アニオン交換樹脂のＣｌ塩型をＯＨ型とした後にさらに重曹（ＮａＨＣＯ_３）を用いて重炭酸型とすることによって、アミン基の脱離を防止することが効果的である。さらに、カチオン交換樹脂を併用することによりアニオン樹脂から発生するアミン臭を除去できるとともに、カチオン・アニオンイオンを同時に処理することになって有用である。
また、アニオン交換樹脂に対して、カチオン交換樹脂を２０〜５００質量％の割合で混合使用することにより、アミン発生量が低減する。
【００１６】
特に、市販のイオン交換樹脂は一般には５０％以上の水分率を有した湿潤樹脂として市販され流通しているので、起毛した通気性基材に均一に散布させるためには、イオン交換樹脂の水分率を３０％以下にし、イオン交換樹脂粒子の流動性を向上させることが好ましい。
【００１７】
しかしながら、ここでイオン交換樹脂の水分率を３０％以下にするには、５０℃以下の低温度で長時間の乾燥が必要であるが、特にアニオン交換樹脂は耐熱性が低く、最大使用温度が６０℃のものが一般的であるので、この長時間の乾燥とともに、アニオン交換樹脂のアニオン交換基が脱離しやすくなり、アミン臭の発生の原因となる場合があるので、最大使用温度が１００℃の耐熱性のあるアニオン交換樹脂を使用することが好ましい。
【００１８】
アニオン交換樹脂は、主骨格の芳香環に直接、アミノ基等の強塩基性官能基がついたものが一般的であるが、主骨格の芳香環と強塩基性官能基との間にスペーサ鎖を導入した耐熱性アニオン交換樹脂の使用が好ましい。
【００１９】
前記通気性基材に起毛を施すことで、イオン交換樹脂散布時の分散性が向上し、また、イオン交換樹脂と通気性基材の固着強度が増し、イオン交換樹脂が平面的（２次元）でなく空間的（３次元）に接着されることなる。特に、イオン交換樹脂が粒状である場合には、通気性基材上でイオン交換樹脂が移動しやすく、通気性基材に均一散布することが困難であり、更に、加熱処理によってイオン交換樹脂を３次元的に通気性基材に固着させにくいので、通気性基材を起毛させた面にイオン交換樹脂を散布することが好ましい。この起毛方法としては、例えば、サンドペーパーを取付けたロールを圧接して荒らすことにより毛羽立てる方法であるエメリー起毛加工方法や、微細な針が多数本植設された布を当て、その針で繊維を引っ掛けて毛羽立てる方法である針布起毛加工方法が挙げられ、特に制限されないが、表面を引っ掻くための無数の針、あるいは、ブラシが周囲に植立されたドラム間を通過させて、通気性基材を起毛するようにするのが好ましい。
【００２０】
イオン交換樹脂の起毛した通気性基材への散布方法は、特に制限されないが、従来、起毛した不織布等にイオン交換樹脂を均一に散布するため、ロール式の散布機を用いることが好ましい。
【００２１】
即ち、ロール式散布機は粉体を貯溜するホッパーと、このホッパーの下部に回転可能に支持され、外周部に粉体を収容する収容溝を有する回転体と、この回転体の外周面の近接位置に配置されて前記ホッパー内の粉体の落下供給を規制するスクレーパとからなっている。
【００２２】
本発明に用いられる通気性基材としては、紙、織物、不織布などを挙げることができるが、経済性から考えて紙、不織布が好ましく、特に、紙，不織布の上下層で起毛がかかりやすい紙、不織布が好適である。例えば乾式法、湿式法、スパンレース法、スパンボンド法、メルトブロー法等の方法により製造されるものが好ましい。不織布を構成する繊維の繊維径としては、０．１〜１０デニール、好ましくは０．２〜５デニールの繊維から構成されているものがイオン交換樹脂の脱落防止の観点から好ましい。
【００２３】
上下層で起毛がかかりやすい紙、あるいは、不織布が熱融着ポリマーを含んだ熱融着繊維で構成されていることがイオン交換樹脂を固着する上でより好ましい。
【００２４】
熱融着ポリマーとは、加熱によって溶融する成分を含んだポリマーであり、熱融着繊維とは、加熱によって溶融するポリマー成分を含んだ繊維を指し、熱により溶融し、隣り合う繊維と融着する繊維であり、熱融着成分として、ポリエチレン、変性ポリエチレン、共重合ポリエステル、共重合ナイロン、エチレン酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。
【００２５】
熱融着繊維の断面は、丸断面、短形断面等の種々の形状のものが用いられる。熱融着繊維は単一成分の樹脂でもよく、複数成分からなるものであってもよい。多成分からなる熱融着繊維としては、サイドバイサイド構造やシースコア構造を有する断面形状が挙げられる。例えば、シースコア構造を有する繊維については、シース部の方がコア部より溶融温度が低い樹脂を用いる。このような組合せとしては、例えばシースをポリエチレンや、エチレン酢ビ共重合物、コアをポリプロピレンとして溶融させ、内部の繊維の形状はそのまま保持することができる。
【００２６】
本発明で用いられる熱融着繊維の好ましい繊度は、０．１〜１００デニール、より好ましくは０．２〜５０デニールである。熱融着繊維の断面は丸断面、短形断面等の種々の形状のものが用いられ、熱融着繊維含有量は５質量％以上、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは１００質量％である。
【００２７】
起毛した通気性基材へのイオン交換樹脂の固定化方法としては、前記熱融着ポリマーを含んだ熱融着繊維で固定化させる方法以外に、ホットメルト樹脂を単独あるいは併用して使用する方法がある。
【００２８】
前記ホットメルト樹脂としては、熱可塑性ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体の鹸化物、アクリル酸共重合体エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル共重合体、アイオモノマー樹脂（エチレン−メタクリル酸共重合体に金属を付加した感熱性樹脂）などのポリオレフィン変性樹脂、及びこれら２種以上の複合物などのホットメルト樹脂が挙げられる。通常の貼り合わせ芯地の接着に使用される通気性基材より融点の低いホットメルト樹脂を使用することができる。
【００２９】
ホットメルト樹脂の使用量は、使用するイオン交換樹脂の重量比で１〜２００質量％とすることが好ましい。１質量％より少ないと、接着不足となりイオン交換樹脂が不織布に固着されず脱落しやすくなり、一方、２００質量％より多くなるとイオン交換樹脂の大部分をホットメルト樹脂で覆うことになりガス除去性能を損なうこととなるとともに、溶融時にホットメルト樹脂が通気性基材に吸収され、基材の通気性を損ない、圧力損失の上昇や、シミ等の外観を呈する場合がある。
ここで、前記イオン交換樹脂の固着を前記ホットメルト樹脂とすることで大量の粉末状、粒状のイオン交換樹脂を強固に固着できる。更に、前記ホットメルト樹脂をパウダー状とすることで、散布性が向上し、分散性がよくなる。
【００３０】
ホットメルト樹脂の平均粒径としては、イオン交換樹脂の粒径よりも小さいことが好ましく、１０〜１３００μｍが好ましい。ホットメルト樹脂の平均粒径が１３００μｍより大きいと十分な接着力が得られず、１０μｍより小さいと通気抵抗を高くする原因となる。
【００３１】
通気性基材にホットメルト樹脂を用いてイオン交換樹脂を固着させる加熱方法としては特に限定されず、例えば、熱風貫通型乾燥機、高周波加熱機、熱カレンダー加工機械等があるが、一対の無限ベルトに挟み、ホットメルト樹脂を加熱しながらイオン交換樹脂を固着する方法が好ましい。イオン交換樹脂を通気性基材に固着後、一対のゴムロール等で所定の厚みとすることは、シート状ろ材を折り込んでフィルタ枠体に装着する場合には、濾過面積を増大させるとともに、対象ガスが均一に折り込みろ材を流通するようになるため有用である。
【００３２】
なお、フィルタに抗菌性や抗かび性等を付与するために、ホットメルト樹脂に予め抗菌剤や抗かび剤、難燃剤、機能性薬剤等を混合させておくこともできる。
【００３３】
さらに本発明のガス除去フィルタには、機能性を持った不織布を別途設けることができる。これらの機能性を持った不織布としては、防塵機能付与、抗菌機能付与、イオン交換樹脂の脱落防止等を目的として、上記通気性基材、あるいは、抗菌不織布、イオン交換繊維不織布等が挙げられる。
【００３４】
機能性不織布を設ける面としては、イオン交換樹脂を固着した起毛面でも構わないし、もう一方の面でも構わないが、起毛させる基材にも同様な機能を持たせることも可能なため、特にイオン交換樹脂を固着した面が好ましい。
【００３５】
次に、図面に基づき本発明ガス除去フィルタ用ろ材の製造方法について説明する。
図１は、本発明ガス除去フィルタ用ろ材を製造するための製造ラインの説明図であって、ロール状に巻回された通気性基材１ａを送りベルト１０によって巻き戻しながら起毛装置１１を通過させて前記通気性基材１ａの一面に起毛１ｂを施し、この起毛１ｂを施された通気性基材１ａの一面にロール式散布機１２を介して、イオン交換樹脂２を散布するとともに、次いで、ロール式散布機１３を介してホットメルト樹脂３を散布する。尚、ロール式散布機１２は、図２に拡大図で示したように、ホッパー１２ａの下部に一対のブラシロール１２ｂと溝付きロール１２ｃを配置し、これら対向回転するロール１２ｂ，１２ｃ間からホットメルト樹脂３を散布するようにしたものである。尚、図中１２ｄはホットメルト樹脂３の幅方向の散布量を均一に調整するスクレーパ、１２ｅはイオン交換樹脂２を均一分散させるための網を示すものである。ホットメルト樹脂３のロール式散布機１３も略同一の構成となっている。
起毛１ｂを施せれた一面にイオン交換樹脂２とホットメルト樹脂３を均一に分散された通気性基材１ａは、予熱ランプ１４で予熱され、その後、ロール状に巻回された通気性基材１ａ’が圧着ローラ１５によって巻き戻されて被せられ、これら積層状態の通気性基材１ａ，１ａ’は、前記圧着ローラ１５の加熱圧着部１５ａによって加熱圧着され、冷却ローラ１５ｂによって冷却され、スリッター１６によってスリットを入れた後、ロール状に巻回して、ガス除去フィルタ用ろ材２０とする。
得られたガス除去フィルタ用ろ材２０は、図３にその拡大断面図を示したが、積層状態の通気性基材１ａ，１ａ’間において、起毛１ｂによって、イオン交換樹脂２は３次元的に均一に分散され、ホットメルト樹脂３によって前記通気性基材１ａ，１ａ’間において固着されている。
【００３６】
前記のようにして得られたガス除去フィルタ用ろ材は、プリーツ化し、対象ガスが流通するように枠体に略平行に複数配置してガス除去フィルタとして構成する。尚、ミニプリーツタイプばかりでなく、セパレータタイプのガス除去フィルタ等、任意のタイプのフィルタに構成できる。
【００３７】
【実施例】
以下に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
アニオン交換樹脂として粒径３００〜１３００μｍの重炭酸型スチレン系イオン交換樹脂を用いた。前記アニオン系交換樹脂は次のようにして調整した。即ち、三菱化学（株）製のＤＩＡＩＯＮの粒状強塩基性アニオン樹脂ＳＡ１０のＣｌ型を樹脂量に対して１０倍量の４％水酸化ナトリウム水溶液を通液し、脱塩水で水洗し、ＯＨ型樹脂とした。その後、５倍量の５％重炭酸ナトリウム水溶液を通液し、さらに脱塩水で水洗し、重炭酸型樹脂とし、この樹脂を減圧下で５０℃、４８時間乾燥させた。
得られた強塩基アニオン樹脂の水分率は１８％であり、その塩型率は９９％であった。また、中性塩分解容量は、４ｍｅｑ／ｍｇであった。塩型率は、下記の式により算出した。
塩型率（％）＝（塩型前の中性塩分解容量ｍｅｑ／ｍｇ）／（塩型後の中性塩分解容量ｍｅｑ／ｍｇ）×１００（％）
また、不織布として、７質量％熱融着繊維を含んだ三井化学（株）製ポリエステルスパンボンド不織布Ｒ−０１４をブラシが周囲に植立されたロールに接触させ、起毛を施したものと、同不織布で前記起毛を施してないものを用いた。
また、ホットメルト樹脂として４０メッシュパスの東京インキ製粒状ポリエステルホットメルトパウダーを用いた。
【００３８】
前記不織布の起毛を施した面に前記イオン交換樹脂を目付量２５０ｇ／ｍ^２となるようにロール式散布機で散布し、その後、同起毛を施した面に前記イオン交換樹脂に対して１０質量％のホットメルト樹脂をロール式散布機で散布した。その上から起毛を施してない前記不織布を被せ、一対のテフロンベルトに挟み、１３０℃で６０秒加熱して積層シート化し、その後、前記テフロンベルトで加圧冷却し、図３に示すようなガス除去フィルタ用ろ材を得た。
【００３９】
（実施例２乃至４）
アニオン交換樹脂として粒径３００〜１３００μｍの重炭酸型スチレン系イオン交換樹脂を用いた。また、カチオン交換樹脂として粒径３００〜１３００μｍのＨ型スチレン系イオン交換樹脂を用いた。
アニオン交換樹脂は実施例１と同様にして調整し、カチオン系交換樹脂は、次のようにして調整した。即ち、三菱化学（株）製のＤＩＡＩＯＮの粒状強酸性カチオン樹脂ＳＫＴ１０のＨ型を減圧下で５０℃、４８時間乾燥させた。
これらアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂を、下記表１に示した目付量となるように混合分散させ、また、実施例１と同じホットメルト樹脂を下記表１に示した量となるように分散させるようにしたこと以外は前記実施例１と同様にして、図３に示すようなガス除去フィルタ用ろ材を得た。
（実施例５）
実施例２のホットメルト樹脂に代えて、不織布シートを用いるようにした以外は、前記実施例１と同様にして図３に示すようなガス除去フィルタ用ろ材を得た。
【００４０】
（実施例６）
実施例３のアニオン交換樹脂に代え、耐熱性アニオン交換樹脂を用いるようにしたこと以外は、実施例３と同様にして、ガス除去フィルタ用ろ材を得た。
尚、前記耐熱性アニオン交換樹脂は、次のようにして調整した。即ち、三菱化学（株）製のＤＩＡＩＯＮ粒状強塩基性耐熱アニオン樹脂ＴＳＡ１２００のＯＨ型を実施例１と同様に重炭酸型にし、減圧下で５０℃、４８時間乾燥させた。
【００４１】
（実施例７）
実施例３のアニオン交換樹脂に代え、ＯＨ型アニオン交換樹脂を用いるようにしたこと以外は、実施例３と同様にして、ガス除去フィルタ用ろ材を得た。
尚、前記ＯＨ型アニオンカチオン系交換樹脂は、次のようにして調整した。即ち、三菱化学（株）製のＤＩＡＩＯＮ粒状強塩基性アニオン樹脂ＳＡ１０のＣｌ型を実施例１と同様にしてＯＨ型とし、減圧下で５０℃、４８時間乾燥させた。
【００４２】
（実施例８）
実施例２の起毛を施した不織布に代え、起毛を施していない不織布を用い、イオン交換樹脂に対して、１０質量％のホットメルト樹脂を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、図４に示すようなガス除去フィルタ用ろ材を得た。
【００４３】
（実施例９）
実施例２の起毛を施した不織布に代え、起毛を施していない不織布を用い、イオン交換樹脂に対して、２５０質量％のホットメルト樹脂を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、図４に示すようなガス除去フィルタ用ろ材を得た。
【００４４】
（比較例）
実施例１のホットメルト樹脂をアクリルバインダに代えたこと以外は実施例１と同様にして、ガス除去フィルタろ材を得た。
【００４５】
得られた各ガス除去フィルタ用ろ材は、イオン交換樹脂が不織布間において均一に分散し、折り曲げてもイオン交換樹脂層の割れや、剥離は起こらず、イオン交換樹脂が不織布に固着しており、その厚みは１ｍｍであった。
【００４６】
次に、得られた各ガス除去フィルタ用ろ材の、圧力損失、アニオンイオン交換量は、カチオンイオン交換容量、初期除去効率、貼合わせ強度、樹脂分散性、アミン発生量について測定した。その測定結果を下記表１に示す。
【００４７】
【表１】

【００４８】
尚、上記表１に示した特性は次のようにして測定、観察した。
圧力損失は、ろ材通過風速５．３ｃｍ／ｓで通過した際の圧力損失をマノメータで測定した。
アニオンイオン交換量は、ろ材を５０ｍｍｏｌ／ＬのＨＣｌに２ｈ脱気浸漬した後、上澄み液を５０ｍｍｏｌ／ＬのＮａＯＨで逆滴定して測定した。
カチオンイオン交換容量は、ろ材を５０ｍｍｏｌ／ＬのＮａＯＨに２ｈ脱気浸漬した後、上澄み液を５０ｍｍｏｌ／ＬのＨＣｌで逆滴定して測定した。
初期除去効率は、アニオンはＳＯ_２（約１００ｐｐｂ）を通過した際の、ろ材上下流側エアを超純水にバブリング捕集し、イオンクロマトグラフにてＳＯ_４ ^２−濃度を分析し、効率を算出した。カチオンはＮＨ_３（約１００ｐｐｂ）を通風した際の、ろ材上下流側エアを超純水にバブリング捕集し、イオンクロマトグラフにてＮＨ_４ ^＋濃度を分析し、効率を算出した。
貼合わせ強度はＪＩＳＬ１０８５の剥離強度測定法に準拠して測定を行った。
樹脂分散性は、目視観察した。
アミン発生量は、ろ材を３枚重ねてエアを通風した際の、ろ材上下流のエアを超純水にバブリング捕集し、イオンクロマトグラフにてアミン濃度を分析した
【００４９】
実施例１乃至９の各ガス除去フィルタ用ろ材については、何れも、イオン交換樹脂が不織布間において均一に分散し、折り曲げてもイオン交換樹脂層の割れや、剥離は起こらず、イオン交換樹脂が不織布に固着しており、その厚みは１ｍｍであった。また、特に、実施例１乃至７の起毛を施した不織布を用いたものは、イオン交換樹脂が起毛を介して３次元的に固着しており、均一分散性に非常に優れるものであった。また、起毛を施した不織布の使用により、ろ材の圧力損失を小さなものにでき、また、貼合わせ強度も大きなものとすることができることが明らかである。
また、実施例２乃至９のように、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを混合使用することにより、実施例１のようなアニオン交換樹脂の単独使用に比べ、アミン発生量も少ないものとなることが明らかである。また、実施例５のように、パウダー状でなく不織布状であるため通気性基材の表面しか固着しないので、ろ材の貼り合わせ強度が弱くなった。また、比較例のように、ホットメルト樹脂を使用しない場合には、ろ材の貼り合わせ強度が極端に弱くなり、十分量のイオン交換樹脂を塩基性基材に固着できないことが明らかである。
【００５０】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂からなる一群より選ばれる１種以上のイオン交換樹脂を、ホットメルト樹脂を介在させて通気性基材に固着させるようにしたため、大量の粉末状、粒状のイオン交換樹脂を強固に固着できる。また、イオン交換樹脂としてパウダー状のものを用いることにより、イオン交換樹脂を通気性基材に対して均一に分散させることができ、イオン交換樹脂の官能基を阻害せずに通気性基材に固着できる。
また、起毛された通気性基材を用いた場合には、この起毛を介してガス除去に十分なイオン交換樹脂を３次元的に均一に分散させることができる。また、イオン交換樹脂層のイオン交換樹脂同士のみが固着しているばかりでなく、立体的な構造をとるため対象ガスに含まれる除去ガスとの接触がよくなり、イオン交換樹脂の利用効率が向上する。また、この起毛によって本発明のガス除去フィルタろ材を通気性基材同士が強固に固着し、剥離強度に優れたろ材となるためイオン交換樹脂の割れや剥離が起こりにくい。更には、この起毛によって通風性に優れたものとなり圧力損失の小さなろ材に構成できる。
また、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を併用すれば、アミンの発生量の少ないろ材に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ガス除去フィルタ用ろ材を製造するための製造ラインの一例の説明図
【図２】同製造ラインで使用されるロール式散布機の拡大説明図
【図３】同製造ラインによって製造されたガス除去フィルタ用ろ材の拡大断面図
【図４】同製造ラインによって製造されたガス除去フィルタ用ろ材の拡大断面図
【符号の説明】
１ａ通気性基材
１ａ’通気性基材
１ｂ起毛
２イオン交換樹脂
３ホットメルト樹脂
１０送りベルト
１１起毛装置
１２ロール式散布機
１２ａホッパー
１２ｂブラシロール
１２ｃ溝付きロール
１２ｄスクレーパ
１３ロール式散布機
１４予熱ランプ
１５圧着ローラ
１５ａ加熱圧着部
１５ｂ冷却ローラ
１６スリッター
２０ガス除去フィルタ用ろ材

Claims

アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂からなる一群より選ばれる１種以上のイオン交換樹脂を、ホットメルト樹脂を介在させて通気性基材に固着させたガス除去フィルタ用ろ材。
前記ホットメルト樹脂がパウダー状であることを特徴とする請求項１記載のガス除去フィルタ用ろ材。
前記イオン交換樹脂を通気性基材の起毛された面に固着させた状態で、前記イオン交換樹脂を通気性基材間に挟持させたことを特徴とする請求項１または２に記載のガス除去フィルタ用ろ材。
前記アニオン交換樹脂が重炭酸塩交換樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材。
前記イオン交換樹脂が耐熱性アニオン樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材。
前記イオン交換樹脂を、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の併用使用とし、アニオン交換樹脂に対して、カチオン交換樹脂を２０〜５００質量％としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス除去フィルタ用ろ材をプリーツ化し、対象ガスが流通するように枠体に略平行に複数配置してなるガス除去フィルタ。