JP3848132B2

JP3848132B2 - エアフィルタ用濾材

Info

Publication number: JP3848132B2
Application number: JP2001336302A
Authority: JP
Inventors: 正佐藤; 智彦楚山
Original assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Current assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JP2003135917A

Description

【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、１００ｍｍ（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、ＪＩＳＰ８１１３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。

Claims

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。
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。