JP2006130369A - Filter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体、液晶、食品、医薬品等の製造工場におけるクリーンルームや、博物館、美術館、その他一般のオフィスビル等で使用され、微粉塵の除去や脱臭、空気中に存在する化学汚染物質や有害物質の除去を目的として用いて好適なフィルターユニット、特に吸着剤によって化学汚染物質を吸着除去するケミカルフィルターユニットに関するものである。 The present invention is used in clean rooms in manufacturing plants for semiconductors, liquid crystals, foods, pharmaceuticals, etc., museums, art galleries, other general office buildings, etc., and removes and deodorizes fine dust, chemical pollutants and harmful substances present in the air. The present invention relates to a filter unit suitable for the purpose of removing substances, and more particularly to a chemical filter unit that adsorbs and removes chemical contaminants with an adsorbent.
旧来よりオフィスビル等では中性能フィルターが空気中の粉塵を除去するために用いられている。また半導体や液晶の工場等では、粒子状物質による汚染の問題から、より高度な機能が要求され、HEPAフィルター、ULPAフィルターといったさらに高性能な除塵フィルターユニットが用いられている。一方、近年これらの分野においてデバイスの高集積化、精密化が進むに従って、粒子状物質のみならず分子状の化学汚染物質の影響が問題として浮上しており、こうした分子状の汚染物質を除去することが要求されるに至り、ケミカルフィルターといったユニットが用いられるようになってきた。そして、同様のユニットは食品、医薬品等の工場でも製品への汚染の防止、美術館や博物館では展示物や保管物の劣化防止、一般のオフィスビルでも健康志向の高まりによるオフィス環境の浄化を目的としても展開されている。 Traditionally, medium performance filters have been used in office buildings to remove dust in the air. In semiconductor and liquid crystal factories and the like, more advanced functions are required due to the problem of contamination with particulate matter, and higher performance dust filter units such as HEPA filters and ULPA filters are used. On the other hand, in recent years, as device integration and refinement progress in these fields, the influence of not only particulate substances but also molecular chemical pollutants is emerging as a problem, and these molecular contaminants are removed. Therefore, a unit such as a chemical filter has come to be used. The same unit is used to prevent contamination of products in factories such as food and pharmaceuticals, to prevent deterioration of exhibits and stored items in museums and museums, and to purify the office environment by increasing health-consciousness in general office buildings. Has also been deployed.
上記の除塵ユニットはガラス繊維または合成繊維を主体として不織布で構成されているのに対し、ケミカルフィルターユニットは活性炭に代表される吸着剤によって化学汚染物質を吸着除去するものである。 The dust removal unit is made of nonwoven fabric mainly composed of glass fiber or synthetic fiber, whereas the chemical filter unit adsorbs and removes chemical contaminants by an adsorbent typified by activated carbon.
ここで一般的にフィルターユニットは、シート状濾材をプリーツ折りしたものが多く用いられている。このプリーツ折りタイプの濾材は、プリーツを縦向きにしてフレームに収納され、濾材の有効濾過面積を確保するために、プリーツの折り山間に所定の間隔を形成するセパレート手段が設けられている。セパレート手段の代表的なものとしては、シート状濾材の表裏面にプリーツと直交する樹脂ビードを付着するビード方式、櫛歯状の厚紙製スタビライザをプリーツと直交させて差し込むスタビライザ方式、波状に形成したアルミニウム箔製のセパレーターをプリーツの折り山間に挿入するセパレーター方式等がある(例えば特許文献1参照)。 Here, in general, a filter unit in which a sheet-shaped filter medium is folded in pleats is often used. The pleat folding type filter medium is housed in a frame with the pleat oriented vertically, and in order to secure an effective filtration area of the filter medium, a separating means for forming a predetermined interval between the pleat folds is provided. Typical separator means include a bead method in which resin beads orthogonal to the pleats are attached to the front and back surfaces of the sheet-like filter medium, a stabilizer method in which a comb-like cardboard stabilizer is inserted perpendicularly to the pleats, and a wavy shape is formed. There is a separator system in which an aluminum foil separator is inserted between folds of pleats (see, for example, Patent Document 1).
また、ケミカルフィルターユニットにおいては粒状活性炭をパンチングメタルの箱に充填しケーシング内にW字型に配置したものや、繊維状活性炭のフェルトをプリーツ化し、波形セパレーターを用いて固定したものが代表的な例である(例えば特許文献2参照)。 Typical chemical filter units include granular activated carbon filled in a punching metal box and arranged in a W shape in the casing, or fibrous activated carbon felt pleated and fixed using a corrugated separator. It is an example (for example, refer to Patent Document 2).
最近の傾向としては空調機の小型化に伴うフィルターの薄型化の要請があり、クリーンルームの天井等に設置されるファンフィルターユニット(FFU)や半導体製造装置に取り付けられるケミカルフィルターユニットの小型化薄型化への要求が顕著になっている。小型薄型のユニットにおいては、従来より活性炭を含む極めて薄いシートを用いてハニカム形状に成型したものがあるが、充填される活性炭の量が少なく、短寿命という問題があった。シートに含有される活性炭量を増やせば、フィルター当たりの活性炭量も増加するが、同時にシートが厚くなり、ハニカムの開口部すなわち流路が狭くなってしまい圧力損失の上昇は免れない。また、ハニカムピッチを小さくして多量のシートを充填する方法でも同様に流路が狭くなり圧力損失の増大を招く(例えば特許文献3参照)。 Recently, there is a demand for thinner filters due to the downsizing of air conditioners. Fan filter units (FFU) installed on the ceiling of clean rooms and chemical filter units attached to semiconductor manufacturing equipment are being made smaller and thinner. The demand for is becoming prominent. Some small and thin units are conventionally molded into a honeycomb shape using an extremely thin sheet containing activated carbon, but there is a problem that the amount of activated carbon to be filled is small and the life is short. If the amount of activated carbon contained in the sheet is increased, the amount of activated carbon per filter also increases, but at the same time, the sheet becomes thicker, and the opening of the honeycomb, that is, the flow path becomes narrower. Further, in the method of filling a large amount of sheets by reducing the honeycomb pitch, the flow path is similarly narrowed and the pressure loss is increased (for example, see Patent Document 3).
そこで合成繊維不織布内に粒状活性炭を熱可塑性樹脂接着剤により固定化しシート化されたフィルター濾材が提案されている(例えば特許文献4参照)。 Thus, a filter medium in which granular activated carbon is fixed in a synthetic fiber nonwoven fabric with a thermoplastic resin adhesive and formed into a sheet has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
このような活性炭フィルターに代表される高い充填密度のフィルター濾材は密度が高い故に小型で高除去率のフィルターユニットの実現を可能にする。例えばビード方式は奥行きの小さい薄型ユニットを製造する方法としてよく知られている。しかしながら高密度の活性炭と熱可塑性樹脂で固化されているフィルター濾材の場合、剛軟度が高く折り曲げが困難であるため、ひだ折加工機にかからず、ビード成型によって製作することが非常に困難であった。また通常の波型セパレーターを用いる場合、3mm以下の折幅では現実的にセパレーターの構造による圧力損失が大きくなり、結果として通気抵抗が高くなる。さらには櫛形セパレーターでは狭い折幅の場合、櫛の加工精度の向上が要求されるため極端なコストアップになり、小型化が困難となる。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、充填密度の高いフィルター濾材を用いて小型、薄型高密度のフィルターユニットを提供することを課題とするものである。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a small, thin, high-density filter unit using a filter medium having a high packing density.
本発明はかかる問題点に鑑み、鋭意検討した結果得られたものである。すなわち本発明は、(1)山と山とのスペースの保持に用いられる手段がセパレーターであり、かつプリーツ折されたフィルター濾材より構成されるフィルターユニットにおいて、プリーツの山と山とのスペースの間隔が0.25mm以上2.5mm以下であり、かつ該セパレーターが、棒材および/または板材を、折り曲げおよび/または接合することによって楔状の幅の勾配を持たせたことを特徴とするフィルターユニットであり、(2)JISL1096「一般織物試験方法」記載のスライド法に準拠して測定された剛軟度が0.1〜10N・cmであり、かつ嵩密度が0.2〜0.6g/ccであるフィルター濾材から構成されるフィルターユニットであり、(3)フィルター濾材がすくなくとも2層の合成繊維シート間に活性炭が熱可塑性樹脂により接着固定された構造であるフィルターユニットである。 The present invention has been obtained as a result of intensive studies in view of such problems. That is, the present invention provides: (1) In a filter unit comprising a separator used as a means for holding a space between ridges and a pleated filter medium, the space between the pleat peaks Is a filter unit characterized in that the separator has a wedge-shaped width gradient by bending and / or joining the bar and / or plate. Yes, (2) The bending resistance measured in accordance with the slide method described in JIS L1096 “General Textile Testing Method” is 0.1 to 10 N · cm, and the bulk density is 0.2 to 0.6 g / cc. (3) Activated carbon between at least two layers of synthetic fiber sheets. A filter unit is a structure that is bonded by a thermoplastic resin.
本発明により、密度が高いが取扱いが困難であった活性炭の高充填シートを精度よく、かつきわめて低いピッチでプリーツ折してユニット化することが可能となり、これにより、小型で高密度なケミカルユニットを作成することを実現し、ケミカルユニットの高効率化、高寿命化に資するものであり、腰のある硬いフィルター濾材を有効にユニットにでき小型、高密度のフィルターユニットを提供できるという利点がある。 According to the present invention, it is possible to fold a high-filled sheet of activated carbon, which has a high density but is difficult to handle, into a unit by accurately pleating at a very low pitch. This contributes to higher efficiency and longer life of the chemical unit, and has the advantage of providing a compact, high-density filter unit that can effectively make a stiff and hard filter medium into a unit. .
以下詳細に説明する。
(図1)に本発明のフィルターユニットの全体概略図を示す。フィルターユニットはプリーツ折されたフィルター濾材1とセパレーター2、およびこれらを囲う枠体3から構成される。本発明のフィルターユニットは、プリーツ折りされたフィルター濾材を用い、プリーツ山と山とのスペースの間隔が0.25mm以上2.5mm以下であることが好ましい。この時、(図2)または(図3)に見られるように山と山とのスペースを保持するセパレーターが、棒材および/または板材を、折り曲げおよび/または接合することによって楔状の幅の勾配を持たせたもので構成される。プリーツの山と山とのスペースとは(図4)中の(t)に示されるように、セパレーターによって構成されたプリーツの空間の間隔を意味し、スペース(t)は0.25mm以上2.5mm以下であることが適度の圧力損失と捕集効率とのバランスを考える上で好ましい。より好ましくは0.28〜2.3mm、さらに好ましくは0.3〜2.0mmである。スペースの間隔が0.25mmより小さい場合、フィルター濾材の表面に存在する微少の毛羽などの影響が大きく出て圧力損失が上がり好ましくなく、反対に2.5mmより大きい場合フィルター濾材の単位体積当たり使用量が少なくなるためフィルター濾材を通過する風速が高くなりかえって圧力損失の上昇や捕集効率が下がるため好ましくない。
This will be described in detail below.
FIG. 1 shows an overall schematic view of the filter unit of the present invention. The filter unit includes a pleated filter material 1 and a separator 2, and a frame 3 surrounding them. The filter unit of the present invention uses a pleated filter medium, and the space between the pleat mountain is preferably 0.25 mm or more and 2.5 mm or less. At this time, as shown in (FIG. 2) or (FIG. 3), the separator that holds the space between the peaks is bent and / or joined to the wedge-shaped width gradient by bending and / or joining the bars and / or plates. It is made up of things that have The space between the pleat peaks and the ridges, as indicated by (t) in FIG. 4, means the space between the pleat spaces formed by the separator, and the space (t) is 0.25 mm or more. 5 mm or less is preferable in view of a balance between an appropriate pressure loss and collection efficiency. More preferably, it is 0.28-2.3 mm, More preferably, it is 0.3-2.0 mm. When the space interval is smaller than 0.25 mm, the influence of minute fluff existing on the surface of the filter medium is greatly increased and the pressure loss increases, which is not preferable. On the contrary, when it is larger than 2.5 mm, the filter medium is used per unit volume. Since the amount decreases, the wind speed passing through the filter medium becomes high, which is not preferable because the pressure loss increases and the collection efficiency decreases.
また、ここで用いられるセパレーターは、棒材および/または板材を、折り曲げおよび/または接合することによって楔状の幅の勾配を持たせたものが好適である。具体的には(図2)に示される様に平面の板材を楔状に折り曲げ加工してこれをプリーツ折されたフィルター濾材の間に挟み込むか、(図3)に示されるように所定の太さの針金をフィルターの山高さにあわせてカットして折り曲げ、折り曲げ部分を90度にひねり、ひねった頭の部分がプリーツの間の空間に入るように挟み込む様に利用される。また、(図4)に示されるように所定の太さのワイヤーを所定の間隔(図4のLに相当)を有するEの字型に折りまげてこれをプリーツ折されたフィルター濾材の間に挟み込み、プリーツの先端に出ている部分を90度にひねり、ひねった部分でプリーツの間隔を支えることででも実現される。 The separator used here is preferably a separator having a wedge-shaped width gradient by bending and / or joining a bar and / or a plate. Specifically, as shown in (FIG. 2), a flat plate is bent into a wedge shape and sandwiched between pleated filter media, or a predetermined thickness as shown in (FIG. 3). The wire is cut and bent in accordance with the height of the filter, and the bent portion is twisted at 90 degrees, and the twisted head portion is used so as to enter the space between the pleats. Further, as shown in FIG. 4, a wire having a predetermined thickness is folded into an E shape having a predetermined interval (corresponding to L in FIG. 4), and this is placed between pleated filter media. It can also be realized by pinching and twisting the portion that appears at the tip of the pleat at 90 degrees and supporting the spacing of the pleat at the twisted portion.
また、(図5)に示したようにEの字型に打ち抜いた板金を使用し、同様にプリーツから出ている部分を楔状に折り、折った部分でプリーツの間隔を支えてもよい。さらに、板状物またはシートを複数枚積そうして楔形状にして使用することも可能である。楔状に折り曲げた板材の配置する間隔、または頭を90度曲げた針金の配置する間隔(図4中のL)は、そのフィルターユニットの寸法やフィルター濾材の剛軟度によって適宜設定されるものであるため限定はしないが、tが2mmの場合、おおよそ5〜50mm間隔で幅方向に設置されるのが好ましい。セパレーターの材料はアルミニウム、鋼、ステンレス、銅、銀などの金属からなるものの他、プラスチック、木材、セラミックス、紙、繊維材料があげられるが楔を保持できうる材料であればこれに限定されない。こうして得られたフィルターユニットはプリーツに独特の傾斜が形成され、かつプリーツが強固に固定されるため、高風速下においてフィルター内へのガスの流通がよく、小型、薄型である上に高風速領域での圧損が低くなる。 Further, as shown in FIG. 5, a sheet metal punched into an E shape may be used, and a portion protruding from the pleat may be similarly folded into a wedge shape, and the folded portion may support the pleat interval. Furthermore, it is also possible to use a plate-like object or sheet in a wedge shape by stacking a plurality of sheets. The interval at which the plate material bent into a wedge shape is arranged, or the interval at which the wire whose head is bent 90 degrees (L in FIG. 4) is appropriately set depending on the size of the filter unit and the bending resistance of the filter medium. For this reason, there is no limitation, but when t is 2 mm, it is preferable to install them in the width direction at intervals of approximately 5 to 50 mm. The material of the separator includes plastics, wood, ceramics, paper, and fiber materials in addition to those made of metals such as aluminum, steel, stainless steel, copper, and silver, but is not limited to this as long as the material can hold the wedge. The filter unit obtained in this way has a unique inclination in the pleats, and the pleats are firmly fixed, so that the gas flow into the filter is good at high wind speeds, and is small and thin, and also in the high wind speed region. The pressure loss at is low.
更に、当該フィルターユニットはJISL1096「一般織物試験方法」記載のスライド法に準拠して測定された剛軟度が0.1〜10N・cmであり、かつ嵩密度が0.2〜0.6g/ccであるフィルター濾材を使用することが望ましい。フィルター濾材の剛軟度が0.1〜10N・cmである場合、プリーツ加工時の加工性や、組立時のハンドリング性が良好であり、ユニット形成時におけるプリーツの間隔が充分に形成される。この場合0.15〜9N・cmが好ましく、さらに0.2〜8N・mがより好ましい。剛軟度が0.1N・cmより小さい場合、フィルター濾材の腰がないため取扱い性に問題があるばかりかセパレーターを挟み込んでユニット化した場合、変形してしまい、セパレーターによって形成された空隙がつぶされて圧損が高くなり好ましくない。また10N・cmを越える場合は剛性が大きすぎてプリーツ加工しにくいといった不具合が生じ、これも好ましくない。フィルター濾材の嵩密度については0.2〜0.6g/ccが適度の圧力損失や加工性を得るうえで好ましいが、好ましくは0.25〜0.55g/cc、さらには0.3〜0.5g/ccがより好ましい。フィルター濾材の嵩密度が0.2cc/gより小さい場合、フィルター濾材が柔らかになるためセパレーターを挟み込んでユニット化した場合、変形してしまい、セパレーターによって形成された空隙がつぶされて圧損が高くなり好ましくない。また0.6cc/gより大きい場合は圧力損失が高くなるため好ましくない。厚みとしてはとくに限定はしないが0.5mm〜5mmのフィルター濾材がユニットにする上で好適である。 Further, the filter unit has a bending resistance of 0.1 to 10 N · cm measured according to the slide method described in JIS L1096 “General Textile Testing Method” and a bulk density of 0.2 to 0.6 g / It is desirable to use a filter medium that is cc. When the bending resistance of the filter medium is 0.1 to 10 N · cm, the workability at the time of pleating and the handling at the time of assembly are good, and the interval between the pleats at the time of unit formation is sufficiently formed. In this case, 0.15 to 9 N · cm is preferable, and 0.2 to 8 N · m is more preferable. When the bending resistance is less than 0.1 N · cm, the filter medium is not flexible, so there is a problem in handling, and when the separator is sandwiched and unitized, it is deformed and the voids formed by the separator are crushed. As a result, the pressure loss increases, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 10 N · cm, there is a problem that the rigidity is too large to be pleated, which is also not preferable. The bulk density of the filter medium is preferably 0.2 to 0.6 g / cc for obtaining an appropriate pressure loss and workability, preferably 0.25 to 0.55 g / cc, more preferably 0.3 to 0. 0.5 g / cc is more preferred. When the bulk density of the filter medium is less than 0.2 cc / g, the filter medium becomes soft, so when the separator is sandwiched and unitized, the filter medium is deformed, and the voids formed by the separator are crushed and pressure loss increases. It is not preferable. On the other hand, if it is larger than 0.6 cc / g, the pressure loss increases, which is not preferable. The thickness is not particularly limited, but a filter medium of 0.5 mm to 5 mm is suitable for making a unit.
こうしたフィルター濾材はすくなくとも2層の繊維シート間に活性炭が熱可塑性樹脂により接着固定された構造であり、フィルター濾材を構成する繊維シートが織布および/または不織布および/または編地より構成されることがケミカルユニットとして用いる上で最も好ましい。活性炭としては粒状活性炭が好ましく、平均粒子径は、通気性、加工性を考慮して、JIS標準ふるい(JISZ8801)による値で平均100〜600μmであることが好ましく、より好ましくは200〜500μmである。平均粒子径が100μm未満の場合には、一定の吸着容量を得るのに圧力損失が大きくなりすぎ、平均粒子径が600μmを越える場合には、化学汚染物質の除去率が極端に悪くなるとともに、プリーツ加工時の加工性が悪くなる。なお、該粒状活性炭は、通常の分級機を使用して所定の粒度調整を行うことによって得られる。粒状活性炭の種類は、特に限定されるものではなく、例えばヤシガラ系、木質系、石炭系、ピッチ系等が好適に用いられる。形状的には破砕炭、造粒炭、ビーズ炭等が好適に用いられる。なお該粒状活性炭のJISK1474に準拠して測定したときのトルエン吸着量は20重量%以上が好ましい。微量な化学汚染物質に対し高い吸着性能を必要とするためである。なお通常活性炭は無極性の分子状物質に特に良好な吸着特性を示すが、極性物質に対する吸着特性を向上させるため、各種化学吸着剤をあらかじめ担持あるいは添着した粒状活性炭を使用することもできる。例えばアルデヒド系ガスや二酸化窒素等の窒素化合物、二酸化硫黄や硫化水素等の硫黄化合物、酢酸等の酸性の極性物質に対しては、エタノールアミン、ポリエチレンイミン、アニリン、アニシジン等のアミン系の化合物や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸グアニジン、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等が好適に用いられ、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン、ピリジン等の塩基性の極性物質に対しては、リン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸等が好適に用いられる。 Such a filter medium has a structure in which activated carbon is bonded and fixed with a thermoplastic resin between at least two layers of fiber sheets, and the fiber sheet constituting the filter medium is composed of woven fabric and / or nonwoven fabric and / or knitted fabric. Is most preferred for use as a chemical unit. As the activated carbon, granular activated carbon is preferable, and the average particle size is preferably 100 to 600 μm, more preferably 200 to 500 μm on the average according to JIS standard sieve (JIS Z8801) in consideration of air permeability and workability. . When the average particle size is less than 100 μm, the pressure loss becomes too large to obtain a certain adsorption capacity, and when the average particle size exceeds 600 μm, the removal rate of chemical contaminants becomes extremely worse, Workability at the time of pleating deteriorates. In addition, this granular activated carbon is obtained by performing a predetermined particle size adjustment using a normal classifier. The kind of granular activated carbon is not specifically limited, For example, coconut shell type | system | group, wood type | system | group, coal type | system | group, a pitch type | system | group etc. are used suitably. In terms of shape, crushed charcoal, granulated charcoal, bead charcoal and the like are preferably used. In addition, 20 weight% or more of toluene adsorption amount when measuring based on JISK1474 of this granular activated carbon is preferable. This is because high adsorption performance is required for a small amount of chemical pollutants. Normally, activated carbon exhibits particularly good adsorption characteristics for nonpolar molecular substances, but granular activated carbon on which various chemical adsorbents are previously supported or attached can be used in order to improve the adsorption characteristics for polar substances. For example, for aldehyde gases and nitrogen compounds such as nitrogen dioxide, sulfur compounds such as sulfur dioxide and hydrogen sulfide, and acidic polar substances such as acetic acid, amine compounds such as ethanolamine, polyethyleneimine, aniline and anisidine Sodium hydroxide, potassium hydroxide, guanidine phosphate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, etc. are preferably used. For basic polar substances such as ammonia, methylamine, trimethylamine, pyridine, phosphoric acid, Acid, malic acid, ascorbic acid and the like are preferably used.
フィルター濾材の構成材料である繊維シートは合成繊維からなる不織布が望ましいが加工時の加工性、破れ、圧力損失、活性炭の飛散が考慮されれば形態などは特に限定されない。例えば不織布を用いる場合は繊維径15〜30μmの合成繊維からなる長繊維を使用し、一層当たりの目付が20〜50g/m2、JISL1096「一般織物試験方法」記載のストリップ法に準拠して測定された長手方向の引張強さが40N/5cm巾以上、伸び率が15%以上であることが望ましい。繊維径の範囲と目付の範囲は、活性炭の脱落や飛散を防止するために重要である。繊維径が15μm未満の場合や、目付が50g/m2以上の場合は圧力損失が高くなってしまい好ましくない。また長手方向の引張強さと伸び率の領域は、プリーツ加工時の加工性が良好であるため、更にプリーツの頂点で該合成繊維不織布に破れを生じさせないようにするため重要である。不織布以外では織布、編地などが用いられる。 The fiber sheet, which is a constituent material of the filter medium, is preferably a non-woven fabric made of synthetic fibers. However, the form is not particularly limited as long as processability during processing, tearing, pressure loss, and scattering of activated carbon are taken into consideration. For example, when using a non-woven fabric, long fibers made of synthetic fibers having a fiber diameter of 15 to 30 μm are used, and the basis weight per layer is 20 to 50 g / m 2 , which is measured according to the strip method described in JIS L1096 “General Textile Testing Method”. It is desirable that the tensile strength in the longitudinal direction is 40 N / 5 cm width or more and the elongation is 15% or more. The range of the fiber diameter and the basis weight are important in order to prevent the activated carbon from falling off and scattering. When the fiber diameter is less than 15 μm or when the basis weight is 50 g / m 2 or more, the pressure loss becomes high, which is not preferable. Further, the region of tensile strength and elongation in the longitudinal direction is important in order to prevent the synthetic fiber nonwoven fabric from being broken at the apex of the pleat because the workability during pleating is good. In addition to non-woven fabrics, woven fabrics and knitted fabrics are used.
活性炭および繊維シートを接合す熱可塑性樹脂の、粒状活性炭に対する重量比は15〜50%であることが好ましく、より好ましくは20〜40%である。粒状活性炭と熱可塑性樹脂の混合物(吸着層となる)を二層の繊維シートの間に配して加熱しながら圧着することにより、繊維シート、熱可塑性樹脂、粒状活性炭が一体化される。15%未満の場合は粒状活性炭同士の接着が不充分となり、活性炭の脱落が起こったり、フィルターフィルター濾材のプリーツ形状が崩れてしまったりという現象が引き起こる。50%を越える場合には、吸着層が必要以上に固くなってしまいプリーツ加工時の加工性の悪化を招く。 The weight ratio of the thermoplastic resin joining the activated carbon and the fiber sheet to the granular activated carbon is preferably 15 to 50%, more preferably 20 to 40%. The fiber sheet, the thermoplastic resin, and the granular activated carbon are integrated by arranging a mixture of the granular activated carbon and the thermoplastic resin (which becomes an adsorption layer) between the two layers of fiber sheets and press-bonding them while heating. If it is less than 15%, the granular activated carbons are not sufficiently bonded to each other, and the activated carbon may drop off or the pleat shape of the filter material may be destroyed. When it exceeds 50%, the adsorbing layer becomes harder than necessary, which causes deterioration of workability during pleating.
また該熱可塑性樹脂の形状は粉末状あるいは粒状が好適であり、平均粒子径はJIS標準ふるい(JISZ8801)による値で平均10〜120μmであることが好ましい。10μm未満の場合は、粒状活性炭と混合し合成繊維不織布上に散布する際、樹脂粉末が舞い上がってしまい均一な散布が困難となってしまう。120μmを越える場合には粒状活性炭との混合が不均一になりやすいうえ、粒子数が少なくなるため望ましい接着状態を選得るのに非常に多量の樹脂が必要となってしまい好ましくない The shape of the thermoplastic resin is preferably powder or granular, and the average particle size is preferably 10 to 120 μm on average as measured by JIS standard sieve (JIS Z8801). In the case of less than 10 μm, when mixed with granular activated carbon and sprayed on a synthetic fiber nonwoven fabric, the resin powder rises and uniform spraying becomes difficult. If it exceeds 120 μm, mixing with granular activated carbon tends to be non-uniform, and the number of particles decreases, so a very large amount of resin is required to select a desired adhesion state, which is not preferable.
また接着に用いられる熱可塑性樹脂、繊維シート、熱可塑性繊維からなる接着シート、またプリーツ折加工されたフィルター濾材とフィルター枠を接着・シールするために用いる接着剤は、すべてガス状有機物の発生が少ないことが重要で、各々の100℃加熱時に発生するガス状有機物の発生総量が1μg/g以下であることが好ましい。加熱発生ガスの分析方法は一般に「P&T(パージ&トラップ)−GC/MS(ガスクロマトグラフ/マススペクトル)法」あるいは「ダイナミックヘッドスペース法」と呼ばれる方法が用いられている。これは所定量のサンプルを採取しヘリウムガスを流しながら所定時間加熱し、揮発成分を冷却された吸着管で捕集・濃縮した後、再度キャリアガスで加熱脱着しGC/MSに導入、分析するという方法である。本法は通常ガス状有機物を加熱により揮発させるため、クリーンルームのように常温に温度制御された空間での発生量は、温度と蒸気圧の関係から極めて微量となり、100℃加熱下での発生総量が1μg/g以下の材料を使用することにより、実使用上の問題を生じる危険性は極めて低くなる。前記熱可塑性樹脂、合成繊維不織布、熱可塑性繊維からなる接着シート、フィルターフィルター濾材とフィルター枠を接着・シールするための接着剤の材質としては、特に限定されるものではなく、熱可塑性のもの、例えばポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、EVA系等を用いることが出来るが、粘着付与剤や酸化防止剤、可塑剤、離型剤等の添加剤を含まない、あるいは含む場合でもごく微量であることが好ましい。 In addition, the adhesive used to bond and seal the thermoplastic resin, fiber sheet, adhesive sheet made of thermoplastic fiber, and pleated filter media and the filter frame all generate gaseous organic matter. It is important that the amount is small, and it is preferable that the total amount of gaseous organic substances generated during heating at 100 ° C. is 1 μg / g or less. A method called “P & T (Purge & Trap) -GC / MS (Gas Chromatograph / Mass Spectrum) Method” or “Dynamic Headspace Method” is generally used as a method for analyzing the heat generated gas. In this method, a predetermined amount of sample is collected, heated for a predetermined time while flowing helium gas, volatile components are collected and concentrated in a cooled adsorption tube, and then heated and desorbed again with a carrier gas, and introduced into GC / MS for analysis. It is a method. Since this method usually vaporizes gaseous organic matter by heating, the amount generated in a space controlled at room temperature such as a clean room is extremely small due to the relationship between temperature and vapor pressure, and the total amount generated under heating at 100 ° C. By using a material having a particle size of 1 μg / g or less, the risk of causing problems in actual use becomes extremely low. The thermoplastic resin, the synthetic fiber nonwoven fabric, the adhesive sheet made of thermoplastic fibers, the material of the adhesive for adhering and sealing the filter filter medium and the filter frame is not particularly limited, thermoplastic ones, For example, polyolefins, polyesters, polyamides, EVAs, etc. can be used, but they do not contain or contain additives such as tackifiers, antioxidants, plasticizers, mold release agents, etc. It is preferable.
以下実施例によって本発明を更に詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。 The present invention will be described in further detail with reference to the following examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and all modifications that do not depart from the spirit of the present invention are included in the technical scope of the present invention. .
(実施例1)
平均粒子径300μmの石炭系粒状活性炭に、平均粒子径12μmの粉末状ポリエチレン系接着剤を粒状活性炭重量に対し20%加え、均一になるまで撹拌混合したものを、平均繊維径17μmのPET長繊維からなる、目付40g/m2、JISL1096記載のストリップ法に準拠して測定された長手方向の引張強さが120N/5cm巾、伸び率が25%のスパンボンド不織布と、ポリアミド系繊維からなる接着シートを重ねたものの上に、粒状活性炭充填量が600g/m2(粉末状ポリエチレン系接着剤充填量が120g/m2を含む)となるように散布したのち、前記接着シート及びスパンボンド不織布と同じものを重ね合わせサンドイッチした状態で、温度140℃、圧力5N/cm2の条件で30秒間加熱・圧着し、厚み1.7mmのフィルター濾材を得た。このときのフィルター濾材の剛軟度は5.3N・cmで、密度は0.4g/ccであった。これを山高さ50mmで28山分プリーツ折加工し、180mm幅でスリットした。また厚み80μmのステンレス板を38mm×3mmで打ち抜き、中央で折り曲げて幅1mmの楔形状を形成したセパレーターを作成した。これを180mm幅の間に両端と中央に2枚合計4枚を各プリーツとプリーツの間に挟んだ。各々の楔形セパレーターの間隔は56mmとなった。この楔型セパレーターがはさまれているプリーツ折されたフィルター濾材を厚み1mmのアルミ板枠で囲い、ポリアミド系接着剤を用いて接着・シールしてユニットとした。このユニットの活性炭量は223g/ユニットであり、圧力損失は風量1.5m3/minで39Paであった。
Example 1
A PET long fiber with an average fiber diameter of 17 μm is obtained by adding 20% of a powdered polyethylene adhesive with an average particle diameter of 12 μm to a coal-based granular activated carbon with an average particle diameter of 300 μm and stirring and mixing until uniform. An adhesive composed of a spunbond nonwoven fabric having a basis weight of 40 g / m 2 , a tensile strength in the longitudinal direction of 120 N / 5 cm and an elongation of 25% measured in accordance with the strip method described in JIS L1096, and a polyamide fiber After spraying on the stacked sheets so that the granular activated carbon filling amount is 600 g / m 2 (including the powdered polyethylene adhesive filling amount is 120 g / m 2 ), the adhesive sheet and the spunbond nonwoven fabric With the same material stacked and sandwiched, it was heated and pressure-bonded for 30 seconds under the conditions of a temperature of 140 ° C. and a pressure of 5 N / cm 2. A filter medium of mm was obtained. At this time, the bending resistance of the filter medium was 5.3 N · cm, and the density was 0.4 g / cc. This was pleated by 28 pleats at a height of 50 mm and slit at a width of 180 mm. Further, a stainless steel plate having a thickness of 80 μm was punched out at 38 mm × 3 mm and bent at the center to form a separator having a wedge shape with a width of 1 mm. This was sandwiched between each pleat with a total of 4 sheets between the width of 180 mm and 2 sheets at both ends and the center. The interval between each wedge-shaped separator was 56 mm. A pleated folded filter medium sandwiching the wedge-shaped separator was surrounded by an aluminum plate frame having a thickness of 1 mm, and bonded and sealed with a polyamide adhesive to form a unit. The amount of activated carbon of this unit was 223 g / unit, and the pressure loss was 39 Pa at an air volume of 1.5 m 3 / min.
(実施例2)
平均粒子径300μmの石炭系粒状活性炭に、平均粒子径12μmの粉末状ポリエチレン系接着剤を粒状活性炭重量に対し20%加え、略均一になるまで撹拌混合したものを、平均繊維径17μmのPET長繊維からなる、目付40g/m2、JISL1096記載のストリップ法に準拠して測定された長手方向の引張強さが120N/5cm巾、伸び率が25%のスパンボンド不織布と、ポリアミド系繊維からなる接着シートを重ねたものの上に、粒状活性炭充填量が350g/m2(そのうち粉末状ポリエチレン系接着剤充填量は70g/m2)となるように散布したのち、前記接着シート及びスパンボンド不織布と同じものを重ね合わせサンドイッチした状態で、温度140℃、圧力5N/cm2の条件で30秒間加熱・圧着し、厚み1.0mmのフィルター濾材を得た。このときのフィルター濾材の剛軟度は0.5N・cmで、密度は0.4g/ccであった。これを山高さ50mmで39山分のプリーツを加工し、180mm幅でスリットした。また、太さ0.5mmのステンレスワイヤーを長さ55mmで折り曲げ、折り曲げた部分の5mm分を90度にねじり、ねじった頭の部分の幅が1mmになるようにし、さらに折り曲げた部分と部分の間隔((図4)中の「L」)が40mmにしたセパレーターを作成した。このセパレーターを、ねじった部分が各プリーツとプリーツの山の部分に来るように挟んだ。この加工されたステンレスワイヤーがはさまれているプリーツ折りされたフィルター濾材を厚み1mmのアルミ板枠で囲い、ポリアミド系接着剤を用いて接着・シールしてユニットとした。このユニットの活性炭量は181g/ユニットであり、圧力損失は風量1.5m3/minで24Paであった。
(Example 2)
A 20-% powdered polyethylene adhesive with an average particle size of 12 μm is added to coal-based granular activated carbon with an average particle size of 300 μm, and the mixture is stirred and mixed until substantially uniform. A spunbonded non-woven fabric having a basis weight of 40 g / m 2 , measured in accordance with the strip method described in JIS L1096, having a tensile strength in the longitudinal direction of 120 N / 5 cm, an elongation of 25%, and a polyamide fiber After spraying the adhesive sheet so that the granular activated carbon filling amount is 350 g / m 2 (of which the powdered polyethylene adhesive filling amount is 70 g / m 2 ), the adhesive sheet and the spunbond nonwoven fabric while sandwiched overlay the same, temperature 140 ° C., heated and pressure-bonded for 30 seconds under a pressure of 5N / cm 2, thickness 1 It was obtained 0mm of the filter media. At this time, the bending resistance of the filter medium was 0.5 N · cm, and the density was 0.4 g / cc. This was processed into pleats for 39 mountains at a height of 50 mm and slit at a width of 180 mm. Also, a 0.5 mm thick stainless steel wire is bent at a length of 55 mm, the 5 mm portion of the bent portion is twisted to 90 degrees, the width of the twisted head portion is 1 mm, and the bent portion and the portion A separator having an interval (“L” in FIG. 4) of 40 mm was prepared. The separator was sandwiched between the pleats and the pleat piles. The processed pleated filter medium sandwiched with the processed stainless steel wire was surrounded by an aluminum plate frame having a thickness of 1 mm, and bonded and sealed with a polyamide adhesive to form a unit. The amount of activated carbon of this unit was 181 g / unit, and the pressure loss was 24 Pa at an air volume of 1.5 m 3 / min.
(比較例1)
実施例1で作成したフィルター濾材を20山分プリーツ折りして各プリーツの間に50mm高×180mm幅、波高さ3mmの80μm厚のアルミニウム製の波セパレーターを挟んだ。板がはさまれたプリーツ折されたフィルター濾材を厚み1mmのアルミ板枠で囲い、ポリアミド系接着剤を用いて接着・シールしてユニットとした。このユニットの活性炭量は168g/ユニットであり、圧力損失は風量1.5m3/minで55Paであった。
(Comparative Example 1)
The filter medium prepared in Example 1 was folded in 20 pleats, and an 80 μm thick aluminum wave separator having a height of 50 mm × 180 mm and a wave height of 3 mm was sandwiched between the pleats. A pleated folded filter medium sandwiched between plates was surrounded by an aluminum plate frame having a thickness of 1 mm, and bonded and sealed with a polyamide adhesive to form a unit. The amount of activated carbon in this unit was 168 g / unit, and the pressure loss was 55 Pa at an air volume of 1.5 m 3 / min.
(比較例2)
繊維径17μmの繊維状活性炭からなる目付600g/m2、厚み10mmのフェルト(密度0.06g/cc、剛軟度1.0N・cm)を山高さ50mmで9山プリーツ折り加工し、180mm幅でスリットした。実施例1で用いた1mmの楔状セパレーターを180mm幅の間に両端と中央に2枚合計4枚を各プリーツとプリーツの間に挟んだ。各々のステンレス板と板の間隔は56mmとなった。このステンレス板がはさまれたプリーツ折されたフィルター濾材を厚み1mmのアルミ板枠で囲い、ポリアミド系接着剤を用いて接着・シールしてユニットとした。このユニットの活性炭量は98g/ユニットであり、圧力損失は風量1.5m3/minで140Paであった。
(Comparative Example 2)
Nine pleats are folded at a peak height of 50 mm and a felt of 600 g / m 2 , 10 mm thick felt (density 0.06 g / cc, bending resistance 1.0 N · cm) made of fibrous activated carbon with a fiber diameter of 17 μm, 180 mm wide Slit. The 1 mm wedge-shaped separator used in Example 1 was sandwiched between each pleat, with a total of 4 sheets between the width of 180 mm and two at both ends and the center. The distance between each stainless steel plate was 56 mm. The pleated folded filter medium sandwiched with the stainless steel plate was surrounded by an aluminum plate frame having a thickness of 1 mm, and bonded and sealed with a polyamide adhesive to form a unit. The amount of activated carbon in this unit was 98 g / unit, and the pressure loss was 140 Pa at an air volume of 1.5 m 3 / min.
本発明のフィルターユニットはプリーツ折された高密度のフィルター濾材を細かいピッチでの形成を可能にする。これは薄型、小型高密度のフィルターユニット、特に半導体製造工場で使用されるクリーンベンチなど小スペースで発生する微量の化学物質を除去するケミカルフィルターユニットにおいて大きく寄与するものである。 The filter unit of the present invention makes it possible to form a pleated folded high-density filter medium at a fine pitch. This greatly contributes to a thin, small and high density filter unit, particularly a chemical filter unit for removing a small amount of chemical substances generated in a small space such as a clean bench used in a semiconductor manufacturing factory.
1 : フィルター濾材
2 : セパレーター
2a: 楔形セパレーター
2b: ねじりセパレーター
3 : 枠体
4a: ワイヤーを折り曲げ加工したセパレーター
4b: 板材を打ち抜き先端に楔を配したセパレーター
1: Filter media 2: Separator 2a: Wedge-shaped separator 2b: Torsion separator 3: Frame 4a: Separator 4b in which a wire is bent 4b: Separator with punched plate material and a wedge at the tip
Claims (3)
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- 2004-11-02 JP JP2004319145A patent/JP2006130369A/en not_active Withdrawn
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