JP4312878B2 - Advanced cleaning equipment - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，例えばクリーンルームやクリーンベンチ，保管庫などといった高度清浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日，半導体やＬＣＤパネルなどの製造に高度清浄装置が広く利用されている。半導体等の製造工程においては，露光装置に代表されるさまざまな光学機器が用いられるが，半導体製造クリーンルーム内においてそれら光学機器のレンズやミラーの曇りが生ずると，光学機器本来の性能が発揮できず，製品歩留まりの低下を招く。
【０００３】
このようなレンズやミラーの曇りを生ずる主な原因は，クリーンルーム中の雰囲気に微量に含まれる酸性ガス成分と塩基性ガス成分の化合物（塩）がレンズ，ミラー表面に生成することによる。そして塩の一つに硝酸アンモニウムがあり，この塩の起源は，雰囲気中に含まれるガス成分のＮＯｘ（窒素酸化物）とＮＨ３である。
【０００４】
ガス状のＮＯｘとＮＨ３から塩を生成するには，水の存在が不可欠であり，ＮＯｘとＮＨ３が水に溶解することによって初めて塩（硝酸アンモニウム）が生成される。即ちレンズ等の表面での塩の生成は，ＮＯｘとＮＨ３の二つがミラー等の表面の吸着水分中へ溶解し，ＮＯ３ −イオンとＮＨ４ ＋イオンを生成することによるので，ＮＯｘとＮＨ３のどちらか一方の水分への溶解を防げば，塩の生成を防止でき，光学機器のレンズやミラーの曇りを抑制できる。
【０００５】
ここでＮＯｘの代表例である一酸化窒素や二酸化窒素は，クリーンルーム内部の各種製造プロセスで使用されるプラズマやオゾンが空気と反応して生成するものや，クリーンルームの外部から取り込まれる外気中に大気汚染物質や火山性ガスとして元々含まれていたものなどが考えられる。しかしながら，これら一酸化窒素や二酸化窒素に代表されるＮＯｘの水分への溶解速度は，ＮＨ３に比べて小さいので，曇りの原因となる塩の生成は，ＮＯｘの表面吸着水分への溶解速度に比例することとなる。
【０００６】
また通常の状態では，ＮＯｘは水分にごく僅かしか溶解せず，ＮＯｘが雰囲気中に含まれる水分などによりイオン化され，ＮＯ３ −やＮＯ２ −などといった水溶性の化学形態のＮＯｘ（以下「水溶性ＮＯｘ」という）に変化することによって，初めてＮＯｘは容易にミラー等の表面の吸着水分中へ溶け込む性質となる。従って，レンズやミラーの表面を曇らせて半導体等の製造を劣化させる要因となる塩（硝酸アンモニウム）の生成は，雰囲気中の水溶性ＮＯｘを除去することによって防止することができる。
【０００７】
また水溶性ＮＯｘは，アンモニアガスと反応して塩（硫酸アンモニウム）を生成することにより，シリコンウェハやガラス基板などのデバイス表面も汚し，製品自体にも悪影響を及ぼす。更に近年のリソグラフィ工程では，回路線幅０．２５μｍ以下のデザインルールに適用すべく，エキシマレーザで露光する光増幅型レジストが使用されているが，このタイプのレジストは酸触媒を含んでおり，レジストに水溶性ＮＯｘが付着すると擬似的な酸触媒として作用し，元々含有されていた本来の酸触媒の機能を損なうことになる。
【０００８】
従来，このような水溶性ＮＯｘを除去するためには，湿式洗浄が採用されている。また他には，薬品添着活性炭やイオン交換繊維を利用したケミカルフィルタを用いることにより，雰囲気中の水溶性ＮＯｘを除去することも行われている。更に，ＮＯｘの除去を目的として，特開平７−７４３号の吸着剤が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし湿式洗浄は，噴霧装置のイニシャルコストが大きく，噴霧の高圧力損失によるランニングコストも無視できない。また湿式洗浄は，高度清浄装置の湿度や温度に影響するから，高度清浄装置内の空気を湿式洗浄しながら循環する場合，再度，温湿度制御が必要になり，洗浄直後の空気中からの水滴除去も必要となる。また，洗浄液の処理やバクテリア類の発生防止，溶解汚染物の濃縮分離といった水処理も問題になる。
【００１０】
また薬品添着活性炭やイオン交換繊維を利用したケミカルフィルタは，防災上の観点から，天井に配置し難い。また従来のケミカルフィルタは，構成材料としての不織布，有機系バインダ等や，活性炭をシートに付着させている接着剤や，シール材などから発生したガス状有機不純物がケミカルフィルタ通過後の空気中に含まれてしまい，半導体の製造に悪影響を与える可能性がある。またケミカルフィルタ濾材からの発塵もある。複数のプロセスのクリーンルーム雰囲気が混じり合うような場合，ガス状無機不純物の除去性能が優れているのみならず，ケミカルフィルタ自身がガス状有機不純物を発生してはならない。またケミカルフィルタからの発塵のため，下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを設けると，粒子状不純物を除去するフィルタに目詰まりが発生して通気性が損なわれるという問題があった。
【００１１】
特に塩基性薬品を活性炭に添着した酸性物質除去用の従来のケミカルフィルタは，水溶性ＮＯｘの除去性能が他の種類の酸性物質の除去性能と比較して著しく悪く，長期に使用していると水溶性ＮＯｘを除去できなくなるばかりか，逆に活性炭の触媒作用で水溶性ＮＯｘの濃度を高めてしまう欠点があった。また塩基性薬品や金属を含む従来のケミカルフィルタでは，亜硫酸ガスを十分に除去し得なかった。
【００１２】
一方，イオン交換繊維を利用したケミカルフィルタは，構成材料の高分子繊維に含まれる種々の添加剤からガス状有機物の脱離が生じ，またイオン交換基の一部がスルホン酸，カルボン酸，リン酸，アンモニアやアミンとして脱離することもある。
【００１３】
また特開平７−７４３号の吸着剤は，バインダとしてゼオライト，ベントナイト，陶石，けいそう土等を用いるものである。バインダとしてのこれら無機物の粉末に空気の出入りに適した容積の大きい細孔が発達している場合は，空気浄化フィルタを透過する空気が吸着剤中の金属やその酸化物と触れ合う機会も多く，水溶性ＮＯｘの除去性能も優れたものになる。しかし合成ゼオライトを用いると，合成ゼオライトは細孔径がせいぜい１０オングストローム前後であり，吸着剤中の金属やその酸化物によって細孔入口が塞がれやすく水溶性ＮＯｘを効率よく除去することができなくなってしまう難点がある。バインダとしてのベントナイト，陶石，けいそう土は，３００オングストローム以上の大きな細孔が発達しているが，細孔容積は小さく細孔に出入りする空気量は少ない。これらのバインダで支持体に固着した吸着剤と水溶性ＮＯｘの反応性は乏しく，除去効率は悪い。また，この特開平７−７４３号に記載されているような活性炭に炭酸カリウムを添着した吸着剤は，一旦吸着した水溶性ＮＯｘを再放出させる懸念があり，吸着寿命も短い。
【００１４】
この発明の目的は，特に水溶性ＮＯｘの除去性能に優れた高度清浄装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明にあっては，清浄雰囲気が要求される空間内の空気を循環させる循環経路を備えた高度清浄装置において，該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，前記空気浄化フィルタが，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして，支持体の表面に固着させて無機材料層を形成し，前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置である。
【００１６】
この高度清浄装置において，前記無機材料層は，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を担持した第１の無機材料層と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を担持した第２の無機材料層とを積層した構成であっても良い。
【００１７】
また，本発明にあっては，清浄雰囲気が要求される空間内の空気を循環させる循環経路を備えた高度清浄装置において，該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，前記空気浄化フィルタが，支持体の表面に無機材料層を形成した空気浄化フィルタであって，前記無機材料層は，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を担持した第１の無機材料層と，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムのうちから選択される少なくとも一つを担持し，前記無機物の粉末を含まない第２の無機材料層とを積層した構成であり，前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴としている。
【００１８】
また，本発明にあっては，清浄雰囲気が要求される空間内の空気を循環させる循環経路を備えた高度清浄装置において，該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，前記空気浄化フィルタが，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして造粒させたペレットを，支持体の表面に固着させ，前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置である。
【００１９】
前記支持体は，ハニカム構造体であっても良い。
【００２０】
また，本発明にあっては，清浄雰囲気が要求される空間内の空気を循環させる循環経路を備えた高度清浄装置において，該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，前記空気浄化フィルタが，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして造粒させたペレットを，ケーシング内に充填し，前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置である。
【００２１】
前記ペレットは，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を含む第１の無機材料層と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を含む第２の無機材料層とを積層した構成であっても良い。
【００２２】
前記酸化マンガンは，例えば四酸化三マンガン（Ｍｎ３Ｏ４），三酸化二マンガン（Ｍｎ２Ｏ３），二酸化マンガン（ＭｎＯ２），酸化マンガン（ＶＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ７）のいずれかである。また，前記過マンガン酸塩は，例えばＭＩＭｎＯ４（ＭＩ：アルカリ金属），ＭＩＩ（ＭｎＯ４）２（ＭＩＩ：アルカリ土類金属）のいずれかである。また，前記無機材料層，前記第１の無機材料層，前記第２の無機材料層及び前記ペレットの少なくとも一つに無機系固着補助剤を混入しても良い。
【００２３】
なお，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末とを分散させた懸濁液に支持体を含浸させた後，乾燥させて支持体の表面に無機材料層を固着させることを特徴とする，空気浄化フィルタの製造方法が提供される。
【００２４】
また，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末とを分散させた懸濁液に支持体を含浸させた後，乾燥させて支持体の表面に第１の無機材料層を固着させ，更に，該第１の無機材料層を形成した支持体を，アルカリ金属塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属塩の粉末と，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末とを分散させた懸濁液に含浸させた後，乾燥させて第１の無機材料層の表面に第２の無機材料層を形成することを特徴とする，空気浄化フィルタの製造方法が提供される。
【００２５】
また，アルカリ金属塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属塩の粉末と，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末とを分散させた懸濁液に含浸させた後，乾燥させて支持体の表面に第２の無機材料層を固着させ，更に，該第２の無機材料層を形成した支持体を，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末とを分散させた懸濁液に支持体を含浸させた後，乾燥させて第２の無機材料層の表面に第１の無機材料層を形成することを特徴とする，空気浄化フィルタが提供される。
【００２７】
前記空気浄化フィルタと粒子状不純物を除去するフィルタが，前記空間の天井部に配置されていても良い。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお以下の説明において，単に”フィルタ”と称する場合はガス状不純物除去を目的としたフィルタを指し，粒子の除去を目的とした場合は”粒子除去用フィルタ”と呼んで区別する。
【００２９】
図１は，本発明の実施の形態にかかるフィルタ１の概略的な分解図である。図示のように，隣接する波形シート１０の間に，凹凸のない薄板シート１１を挟んだ構造のハニカム構造体１２を備えている。そして，このハニカム構造体１２の周囲を，処理空気の流通方向（図中，白抜き矢印１３で示す方向）に開口するようにアルミニウム製の外枠１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを組み立て，波形シート１０と薄板シート１１を，空気流通方向１３に対して略平行に交互に配置した構成になっている。フィルタ１の外形や寸法などは，設置空間に合わせて任意に設計することができる。そして，次の（１）〜（３）のいずれかの構成になっている。
（１）ハニカム構造体１２の全体に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして固着させて無機材料層を形成した構成。
（２）酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして造粒させたペレットを，ハニカム構造体１２の全体に固着させた構成。
（３）ハニカム構造体１２の全体に固着される無機材料層を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を担持した第１の無機材料層と，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムのうちから選択される少なくとも一つを担持し，前記無機物の粉末を含まない第２の無機材料層とを積層した構成。
【００３０】
ここで構成（１）のように，ハニカム構造体１２の全体に無機材料層を形成する場合は，無機材料層は，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を担持した第１の無機材料層と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を担持した第２の無機材料層とを積層した構成としても良い。その場合，前記第１の無機材料層を内側にして支持体であるハニカム構造体１２の表面に接しさせ，更に前記第１の無機材料層の外側に第２の無機材料層を積層しても良い。また，前記第２の無機材料層を内側にして支持体であるハニカム構造体１２の表面に接しさせ，更に前記第２の無機材料層の外側に第１の無機材料層を積層しても良い。
【００３１】
また構成（２）のように，ハニカム構造体１２の全体にペレットを固着させる場合は，前記ペレットは，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を含む第１の無機材料層と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を含む第２の無機材料層とを積層した構成としても良い。その場合，前記第１の無機材料層を内側にし，更に前記第１の無機材料層の外側に前記第２の無機材料層を積層してペレットを造粒しても良い。また，前記第２の無機材料層を内側にし，更に前記第２の無機材料層の外側に前記第１の無機材料層を積層してペレットを造粒しても良い。
【００３２】
また構成（３）の場合も，前記第１の無機材料層を内側にして支持体であるハニカム構造体１２の表面に接しさせ，更に前記第１の無機材料層の外側に第２の無機材料層を積層しても良い。また，前記第２の無機材料層を内側にして支持体であるハニカム構造体１２の表面に接しさせ，更に前記第２の無機材料層の外側に第１の無機材料層を積層しても良い。
【００３３】
ここで，酸化マンガンは，四酸化三マンガン（Ｍｎ３Ｏ４），三酸化二マンガン（Ｍｎ２Ｏ３），二酸化マンガン（ＭｎＯ２），酸化マンガン（ＶＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ７）のいずれかとするのが好適である。また過マンガン酸塩は，例えばＭＩＭｎＯ４（ＭＩ：アルカリ金属），ＭＩＩ（ＭｎＯ４）２（ＭＩＩ：アルカリ土類金属）のいずれかとするのが好適である。
【００３４】
バインダとして用いられる無機物は，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上であり，例えばシリカ，アルミナ，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，多孔質ガラス，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも１種の粉末とするのが好適である。シリカとしては例えばシリカゾルが使用され，アルミナとしては例えばアルミナゾルが使用される。バインダとして用いられたシリカゾルは，後述するようにフィルタ１を乾燥させた際には，シリカゲルとなる。またバインダとして用いられたアルミナゾルは，後述するようにフィルタ１を乾燥させた際には，アルミナゲルとなる。また，これらシリカ等の無機物にフライポンタイト鉱物の粉末を加えても良く，例えば，粒子直径が数十ｎｍの粉末状の酸処理モンモリナイト（活性白土）に，厚みが数十オングストロームで広がりの直径が１００オングストローム〜１μｍの円盤状の合成フライポンタイトの微結晶の粉末を加えて混合したものをバインダとして利用することができる。フライポンタイト鉱物を加えることにより，フライポンタイト鉱物の中に含まれる亜鉛金属が酸性物質によって酸化されて金属塩を形成し，酸性ガスを吸着するようになり，ガス状不純物の吸着容量を増やすことができる。なお以下において，バインダとして用いられるこれら無機物の粉末を単に「無機バインダ」と称する。
【００３５】
ここで，フィルタ１の製造方法の一例を説明する。先ず，無機繊維(セラミック繊維，ガラス繊維，シリカ繊維，アルミナ繊維等)と有機材料（パルプ，溶融ビニロンの混合物）と珪酸カルシウムの３つの材料を１：１：１の等重量で配合し，湿式抄紙法により約０.３ｍｍの厚みに抄造する。なお，珪酸カルシウムの代わりに，珪酸マグネシウムを主成分とするセピオライト，パリゴルスカイト等の繊維状結晶の粘土鉱物を使用してもよい。この抄造シートをコルゲータによって波形加工し，出来上がった波形シート１０を，同様の材料を薄板形状に抄造した薄板シート１１に接着剤で接着し，図１に示すようなハニカム構造体１２を得る。このハニカム構造体１２を，電気炉に入れて約４００℃で１時間程度の熱処理を行い，有機質成分が全て除去される。有機質成分が除去された後のハニカム構造体の表面には無数のミクロンサイズの陥没穴が残って，この陥没穴を孔とする多孔性のハニカム構造体１２を製造することができる。後にこの陥没穴に吸着剤や無機バインダの微粒子がはまり込むことになる。
【００３６】
次に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末とを分散させた懸濁液に，このハニカム構造体１２を数分間浸した後引き上げ，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥して，図２に示すように，ハニカム構造体１２の表面に酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を無機バインダを用いて固着させて無機材料層２０を形成することにより，フィルタ１を得ることができる。なお処理空気を通過させる空間の断面形状は，図２に示すような半月形状に限らず，任意の形状とすることができる。
【００３７】
前記懸濁液には無機系固着補助剤，例えば珪酸ソーダ又はシリカ又はアルミナの少なくとも一種を混入することも可能である。シリカとしては例えばシリカゾルが使用される。アルミナとしては例えばアルミナゾルが使用される。無機系固着補助剤の役割は，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と無機バインダが，ハニカム構造体１２の表面（ハニカム構造体１２の要素となるセルの内表面を含む（以下同様））に強固に固着するための補助剤として機能する。
【００３８】
こうして得られたフィルタ１は，構成材料に可燃物を含まず防災上の安全性は著しく高まる。また，フィルタが熱処理される際に構成材料に含まれていた表面汚染の原因となるガス状有機不純物成分が全て脱離・除去されるため，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００３９】
図３は，こうして得られたフィルタ１における無機材料層２０の部分拡大図である。処理対象ガスは，無機材料層２０の表面（処理対象ガスとの接触面）から，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と，無機バインダの粉末との間に形成される通気孔２０’をかいくぐるように，無機材料層２０の内部に入り込んだり，逆に無機材料層２０の内部から外部に出て行ったりする。その際，酸化マンガン及び／又は過マンガン酸塩の酸化作用と触媒作用により，処理対象ガス中のＮＯｘが水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −とＮＯ３ −）に還元されるのを防止する。また一方，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −とＮＯ３ −）は，他の酸性ガスと一緒に，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩によって除去される。なおこの場合，酸化マンガン及び／又は過マンガン酸塩により，処理対象ガス中のＳＯｘを参加させて水溶性ＳＯｘに変えられ，また一方で，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＳＯｘが，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩によって除去される。
【００４０】
また，フィルタ１の別の製造方法を説明する。ハニカム構造体１２を製作するまでは，前述の製造方法と同じであるので省略する。この製造方法では，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を造粒させたペレットを，ハニカム構造体１２の表面に接着剤で固着させることを特徴とする。ペレットを造粒する際には，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と無機バインダに，適量の水（例えば市水）を混合すると粘土状の粘性と可塑性を示すようになり，造粒が可能となる。なお，無機系固着補助剤をこの過程で混入すれば，より強固な接合が確保されたペレットが製造できる。ペレットの直径は，例えば０．３〜０．８ｍｍ程度である。無機バインダや無機系固着補助剤の種類は先に説明した製造方法と同様である。このように造粒したペレットを，予め無機系かつ不燃性の接着剤を付着させた支持体に高速空気を利用して吹き付けることで，ハニカム構造体１２の表面にペレットを付着させ，更に，このようにペレット２１を付着させたハニカム構造体１２を，電気炉に入れて接着剤の耐熱温度以下の約１００℃で２時間程度の熱処理を行うと，前記の不燃性接着剤がたとえ有機系のものであったとしても，接着剤に含まれる表面汚染の原因となるガス状有機不純物成分を全て脱離・除去することにより，フィルタ１を製造することができる。
【００４１】
図４は，こうして造粒したペレット２１（無機バインダを用いて酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を造粒したペレット２１）をハニカム構造体１２の表面に固着させた構成のフィルタ１の断面部分拡大図である。波形のシート１０と薄板シート１１の表面全体には，ペレット２１が不燃性接着剤を用いることによって隅なく固着されている。処理空気は，この実施の形態では，疑似半月形の断面形状をした細い筒部１７を通過する。
【００４２】
このようにして製造されるフィルタ１は，構成材料に可燃物を含まないため，フィルタ１を天井面に取り付けた場合，可燃物である活性炭やイオン交換繊維をベースとした従来のケミカルフィルタを天井面に取り付けた場合と比較して，防災上の安全性は著しく高まる。なお，処理空気を通過させる空間の断面形状は，図４に示すような半月形状に限らず，任意の形状とすることができる。
【００４３】
先に図３で説明した場合と同様に，処理対象ガスは，ハニカム構造体１２の表面に固着されたペレット２１の表面（処理対象ガスとの接触面）から，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と無機バインダの粉末との間に形成される通気孔２０’をかいくぐるように，ペレット２１の内部に入り込んだり，逆にペレット２１の内部から外部に出て行ったりする。その際，先と同様に処理対象ガス中のＮＯｘが還元されて新たな水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −とＮＯ３ −）に変化することを防止し，更に，処理対象ガス中に元々含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。
【００４４】
また図５にＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面を示すように，前述のように造粒したペレット２１を，側面に多数の通気口２３を有する二重円筒形状のケーシング２２内に充填してフィルタ１’を構成することによっても，本発明の目的を達成できる。処理空気はケーシング２２の内側円筒から流入し，ケーシング２２内のペレット２１の充填層を透過した後，ケーシング２２の外側円筒と外筒２４に挟まれた空間を通過して出ていく。処理空気の流通方向は図５中に矢印１３で示した。なお，ケーシング２２の形態は，図５に示した如き二重円筒形状に限られない。別のケーシングの形態としては，例えば，通気口を多数有する金属平板をプリーツ形状に成型して，このプリーツ形状の成型板２枚を一定の間隔を空けて平行に配置し，それら２枚の成型板の間にペレット２１を充填した構造なども考えられる。このように２枚の成型板の間にペレット２１を充填した構成とすれば，粒子除去用フィルタであるＨＥＰＡやＵＬＰＡと同様に，通気面積を増やすことによって低い通気抵抗で大風量を処理できる。
【００４５】
次に，フィルタ１の別の製造方法の一例を説明する。先ず，多孔性のハニカム構造体１２を製造する。ハニカム構造体１２の製造方法は先に説明した方法と同様であり省略する。次に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダを分散させた懸濁液に，ハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥して，第１の無機材料層２５を形成する。次に，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と無機バインダを分散させた懸濁液に，第１の無機材料層２５を形成したハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥することにより，第１の無機材料層２５の表面に更に第２の無機材料層２６を形成する。こうして第１の無機材料層２５の上に第２の無機材料層２６を積層したフィルタ１を得ることができる。
【００４６】
こうして製造されたフィルタ１は，図６に示すように，波形シート１０と薄板シート１１を積層したハニカム構造体１２の表面に，第１の無機材料層２５と第２の無機材料層２６を積層した構成となる。第１の無機材料層２５と第２の無機材料層２６を形成する際に使用される無機物の粉末には無機系固着補助剤，例えば珪酸ソーダまたはシリカまたはアルミナを少なくとも一つ混入してもよい。なお，シリカとしては例えばシリカゲルが使用される。アルミナとしては例えばアルミナゲルが使用される。無機系固着補助剤の役割は，第１の無機材料層２５を形成している酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダが，ハニカム構造体１２の孔などに強固に固着するための補助剤として機能したり，第２の無機材料層２６と第１の無機材料層２５を強固に固着させるための補助剤として機能する。こうして得られたフィルタ１により，先と同様に処理対象ガス中のＮＯｘが還元されることを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。また同様に，構成材料に可燃物を含まず，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００４７】
図７は，こうして得られたフィルタ１における無機材料層２０の部分拡大図である。無機材料層２０の表面（処理対象ガスとの接触面）から無機材料層２０内に入り込んだ処理対象ガスは，第２の無機材料層２６と第１の無機材料層２５の両方に形成された通気孔２０’をかいくぐるようにして，第２の無機材料層２６から第１の無機材料層２５に入ったり，逆に第１の無機材料層２５から第２の無機材料層２６に入ったりする。その際，第２の無機材料層２６においてアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末によりガス状不純物が除去される。また第１の無機材料層２５において，酸化マンガン及び／又は過マンガン酸塩の酸化作用と触媒作用により，処理対象ガス中のＮＯｘが水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −）に還元されるのを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −）は，亜硫酸ガスなどの硫黄酸化物と一緒に，第２の無機材料層２６においてアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩によって除去される。
【００４８】
次に，フィルタ１の別の製造方法の一例を説明する。先ず，多孔性のハニカム構造体１２を先に説明した方法と同様の方法で製造する。次に，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と無機バインダを分散させた懸濁液に，ハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥して，第２の無機材料層２６を形成する。次に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダを分散させた懸濁液に，第２の無機材料層２６を形成した後のハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥することにより，第２の無機材料層２６の表面に更に第１の無機材料層２５を形成する。こうして第２の無機材料層２６の上に第１の無機材料層２５を積層したハニカム構造体１２を得ることができる。こうして製造されたフィルタ１は，先に図６で説明した場合とは逆に，波形シート１０と薄板シート１１を積層したハニカム構造体１２の表面において，第２の無機材料層２６の外側に第１の無機材料層２５を積層した構成となる。このように第２の無機材料層２６と第１の無機材料層２５の積層順序を入れ替えても，先に図６，７で説明した場合と同様に，処理対象ガス中のＮＯｘが還元されることを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。また同様に，構成材料に可燃物を含まず，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００４９】
次に，フィルタ１の別の製造方法の一例を説明する。先ず，多孔性のハニカム構造体１２を製造する。ハニカム構造体１２の製造方法は先に説明した方法と同様であり省略する。次に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダを分散させた懸濁液に，ハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥して，第１の無機材料層２５を形成する。次に，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムのうちから選択される少なくとも一つの粉末を分散させた懸濁液に，第１の無機材料層２５を形成したハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥することにより，第１の無機材料層２５の表面に更に第２の無機材料層２６を形成する。ここに示した炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムは，いずれも水に良く溶けて乾燥時に第１の無機材料層２５の表面に固着しやすいため，無機バインダは不要となる。このため，第１の無機材料層２５の上に，無機バインダを用いずに第２の無機材料層２６を積層したフィルタ１を得ることができる。
【００５０】
こうして製造されたフィルタ１は，先に図６で説明した場合と同様に，波形シート１０と薄板シート１１を積層したハニカム構造体１２の表面に，第１の無機材料層２５と第２の無機材料層２６を積層した構成となる。第１の無機材料層２５を形成する際に使用される無機物の粉末には無機系固着補助剤，例えば珪酸ソーダまたはシリカまたはアルミナを少なくとも一つ混入してもよい。なお，シリカとしては例えばシリカゲルが使用される。アルミナとしては例えばアルミナゲルが使用される。無機系固着補助剤の役割は，第１の無機材料層２５を形成している酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダが，ハニカム構造体１２の孔などに強固に固着するための補助剤として機能する。こうして得られたフィルタ１により，先と同様に処理対象ガス中のＮＯｘが還元されることを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。また同様に，フィルタ１は構成材料に可燃物を含まず，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００５１】
こうして得られたフィルタ１は，先に図７で説明した場合と同様に，無機材料層２０の表面（処理対象ガスとの接触面）から無機材料層２０内に入り込んだ処理対象ガスは，第２の無機材料層２６と第１の無機材料層２５の両方に形成された通気孔２０’をかいくぐるようにして，第２の無機材料層２６から第１の無機材料層２５に入ったり，逆に第１の無機材料層２５から第２の無機材料層２６に入ったりする。その際，第２の無機材料層２６においてアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末によりガス状不純物が除去される。また第１の無機材料層２５において，酸化マンガン及び／又は過マンガン酸塩の酸化作用と触媒作用により，処理対象ガス中のＮＯｘが水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −）に還元されるのを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘ（ＮＯ２ −）は，亜硫酸ガスなどの硫黄酸化物と一緒に，第２の無機材料層２６においてアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩によって除去される。
【００５２】
次に，フィルタ１の別の製造方法の一例を説明する。先ず，多孔性のハニカム構造体１２を先に説明した方法と同様の方法で製造する。次に，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムのうちから選択される少なくとも一つの粉末を分散させた懸濁液に，ハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥して，第２の無機材料層２６を形成する。ここに示した炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムは，水に良く溶けて乾燥時にハニカム構造体１２の表面に固着しやすいため，無機バインダを用いずに第２の無機材料層２６を形成することができる。次に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダを分散させた懸濁液に，第２の無機材料層２６を形成した後のハニカム構造体１２を数分間浸した後，約３００℃で１時間程度の熱処理で乾燥することにより，第２の無機材料層２６の表面に更に第１の無機材料層２５を形成する。こうして第２の無機材料層２６の上に第１の無機材料層２５を積層したハニカム構造体１２を得ることができる。こうして製造されたフィルタ１は，先に図６で説明した場合とは逆に，波形シート１０と薄板シート１１を積層したハニカム構造体１２の表面において，第２の無機材料層２６の外側に第１の無機材料層２５を積層した構成となる。このように第２の無機材料層２６と第１の無機材料層２５の積層順序を入れ替えても，先に図６，７で説明した場合と同様に，処理対象ガス中のＮＯｘが還元されることを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。また同様に，フィルタ１は構成材料に可燃物を含まず，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００５３】
また，フィルタ１の別の製造方法を説明する。ハニカム構造体１２を製作するまでは，前述の製造方法と同じであるので省略する。この製造方法では，ハニカム構造体１２の表面に固着されるペレット２１が，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を含む第１の無機材料層と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を含む第２の無機材料層とを積層した構成になっている。
【００５４】
ここで図８は，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を含む第１の無機材料層２７の外側に，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を含む第２の無機材料層２８を積層した二層構造のペレット２１の拡大断面図である。先ず，第１の無機材料層２７を造粒する際には，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と無機バインダを，適量の水（例えば市水）と無機系固着補助剤を混入させて混合して粘土状とし，０．３〜０．８ｍｍ程度のペレットに造粒機にて造粒する。次に，第１の無機材料層２７の周囲にアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を無機バインダを用いて積層し，第２の無機材料層２８を形成する。なお，このように第２の無機材料層２８を形成する場合，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末として，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムのうちから選択される少なくとも一つの粉末を用いる場合は，無機バインダを省略しても良い。こうして得た二層構造のペレット２１を，無機系かつ不燃性の接着剤を付着させたハニカム構造体１２の表面に高速空気を利用して吹き付けることで，ハニカム構造体１２の表面にペレット２１を固着させることができる。なお，無機バインダや無機系固着補助剤の種類は先に説明した製造方法と同様である。こうして製造されたフィルタ１によっても，先に図６，７で説明した場合と同様に，処理対象ガス中のＮＯｘが還元されることを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。また同様に，構成材料に可燃物を含まず，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００５５】
また図９は，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を含む第２の無機材料層２８の外側に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を含む第１の無機材料層２７を積層した二層構造のペレット２１の拡大断面図である。このように第２の無機材料層２８の外側に第１の無機材料層２７を積層しても，先に図６，７で説明した場合と同様に，処理対象ガス中のＮＯｘが還元されることを防止し，更に，処理対象ガス中に含まれていた水溶性ＮＯｘを除去することができる。また同様に，構成材料に可燃物を含まず，フィルタ１自身からガス状有機不純物を発生することもない。
【００５６】
以上，本発明の実施の形態にかかるフィルタ１を説明したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。支持体としては必ずしもハニカム構造に限らず，ロックウール等の三次元網目構造体を用いても良い。支持体としてロックウール等を用いた場合，処理対象ガスが網目構造体を横切って通過するため，空気抵抗は大きいが，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末や酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末に対する処理対象ガスの接触機会はハニカム構造体よりもむしろ多くなるといった利点がある。
【００５７】
次に図１０は，本発明の実施の形態にかかる高度清浄装置１００の構成を概略的に示す説明図である。この高度清浄装置１００は，具体的には，例えばクリーンルームやクリーンベンチなどである。高度清浄装置１００は，例えばＬＳＩやＬＣＤなどの製造を行うための処理空間１０２と，この処理空間１０２の上下に位置する天井部（サプライプレナム）１０３及び床下部（レターンプレナム）１０４と，処理空間１０２の側方に位置するレタン通路１０５から構成される。
【００５８】
天井部１０３には，ファンユニット１１０と，先に説明した本発明の実施の形態にかかるフィルタ１（もしくはフィルタ１’）と，通気性を有する粒子除去用のフィルタ１１２を有するクリーンファンユニット１１３が配置されている。フィルタ１は，先に説明したように，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末と，過マンガン酸塩の粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を含んでおり，循環空気からガス状の酸性不純物（水溶性ＮＯｘを含む）を除去する。またフィルタ１は不燃性の素材のみで構成され，かつベーキング処理を行うことによりガス状有機不純物を発生しない素材のみで構成されている。
【００５９】
粒子除去用フィルタ１１２はフィルタ１の下流側に配されており，このフィルタ１１２は粒子状不純物を除去することが可能な機能を有している。また粒子除去用フィルタ１１２は，外枠その他の構成要素をアルミニウムやセラミックスとし，ガス状有機不純物を発生しない素材のみで構成されている。
【００６０】
処理空間１０２には，熱発生源となる例えば半導体の製造装置１１４が設置されている。床下部１０４は多数の孔が穿孔されたグレーティング１１５で仕切られている。また，床下部１０４には，半導体製造装置１１４の熱負荷を処理するための乾き冷却器（結露を生じさせないように構成された冷却器）１１６が設置されている。乾き冷却器１１６は，熱交換表面に結露を生じさせない条件で空気を冷却する空気冷却器を意味する。レタン通路１０５に温度センサ１１７が設置されており，この温度センサ１１７で検出される温度が所定の設定値となるように，乾き冷却器１１６の冷水流量調整弁１１８が制御される。
【００６１】
そして，クリーンファンユニット１１３のファンユニット１１０が稼働することによって，適宜気流速度が調整されながら，高度清浄装置１００内部の空気は，天井部１０３→処理空間１０２→床下部１０４→レタン通路１０５→天井部１０３の順に流れて循環するように構成されている。またこの循環中に，乾き冷却器１１６によって冷却され，クリーンファンユニット１１３内のフィルタ１と粒子除去用のフィルタ１１２によって空気中のガス状不純物（水溶性ＮＯｘを含む）と粒子状不純物が除去されて，適温で清浄な空気が処理空間１０２内に供給されるようになっている。
【００６２】
また，高度清浄装置１００の床下部１０４内には，取り入れ外気が空気流路１２０を経て適宜供給される。この空気流路１２０にも，取り入れ外気からガス状不純物（水溶性ＮＯｘを含む）を除去するために，本発明の実施の形態にかかるフィルタ１（もしくはフィルタ１’）が配されており，更にフィルタ１の上流側には，取り入れ外気の除塵・調温・調湿を行うユニット型空調機１２２が設けられている。また，空気流路１２０には湿度センサ１２７が配置されており，この湿度センサ１２７で検出される湿度が所定の設定値となるように，ユニット型空調機１２２の調湿部の給水圧調整弁１２９が制御される。一方，処理空間１０２内には湿度センサ１２８が設置されており，この湿度センサ１２８で処理空間１０２内の雰囲気の湿度が検出される。
【００６３】
空気流路１２０から高度清浄装置１００の床下部１０４に供給された取り入れ外気は，レタン通路１０５及び天井部１０３を経由して，処理空間１０２に導入される。そして，この取り入れ外気に見合った空気量が，排気口１２５から排気ガラリ１２６を介して室外に排気される。
【００６４】
本発明によるフィルタ１は，構成材料に可燃物を含まないため，図１０のようにフィルタ１を天井面に取り付けても，可燃物である活性炭やイオン交換繊維をベースとした従来のケミカルフィルタを天井面に取り付けた場合と比較して，防災上の安全性は著しく高まる。なお，図１０に示したように，取り入れ外気をフィルタ１によって処理するように構成すれば，防災上の安全性は更に高まる。
【００６５】
次に，本発明の他の実施の形態にかかる高度清浄装置１００’を図１１に示した。この図１１に示す高度清浄装置１００’は，先に説明した本発明の実施の形態にかかるフィルタ１を高度清浄装置１００’の天井部１０３全面に取り付けるのではなく，所々間引いて設置している。図１１に示す例では，図１０と比較して天井部１０３でのフィルタ１の設置台数を半分にした。その他の点は，先に図１０において説明した高度清浄装置１００と同様の構成である。従って，図１１に示す高度清浄装置１００’において，先に図１０で説明した高度清浄装置１００と同じ構成要素については同じ符号を付することにより，詳細な説明は省略する。
【００６６】
空気が１回循環する際に除去されるガス状不純物（水溶性ＮＯｘを含む）は，天井部１０３の全面にフィルタ１を取り付けた図１０の高度清浄装置１００と，フィルタ１を半分に間引いて取り付けた図１１の高度清浄装置１００’を比較すると，２：１の関係があり，稼働初期の最高濃度から平衡濃度に達するまでの時間も，高度清浄装置１００’は高度清浄装置１００よりも相当に長くなる。また，最終的に到達する平衡濃度も，高度清浄装置１００’は高度清浄装置１００よりも少し高くなる。しかし，イニシャルコストやフィルタ１の定期的交換に伴うランニングコストを安くしたいという経済的要望から，この図１１に示す例のように，フィルタ１の設置台数を間引くことも多い。
【００６７】
以上，本発明の好適な実施の形態の一例を，半導体やＬＣＤの製造プロセス全般の高度清浄装置（いわゆるクリーンルーム）１００，１００’について説明したが，本発明はかかる実施の形態に限定されない。ミニエンバイロメントと称する局所的な高度清浄装置やクリーンベンチやクリーンチャンバや清浄な製品を保管するための各種ストッカなど様々な規模の高度清浄装置にも本発明は同様に適用できる。またフィルタ１の処理可能風量，循環風量と外気取り入れ空気量の割合，高度清浄装置内部からのガス状不純物の発生の有無などの処理環境に応じて多彩な形態が考えられる。
【００６８】
【実施例】
先ず，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末のみによる水溶性ＮＯｘの除去効率を調べた。無機バインダを用いて酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を支持体の表面に固着させたフィルタを構成し，処理対象ガスを処理した。その結果，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末の酸化作用により，処理対象ガス中の水溶性ＮＯｘ濃度の増加を大幅に抑制することができた。添加量を多くすれば，水溶性ＮＯｘの除去も可能となった。しかし，その除去率は十分ではなかった。
【００６９】
次に，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末のみによる水溶性ＮＯｘの除去効率を調べた。無機バインダを用いてアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を支持体の表面に固着させたフィルタを構成し，処理対象ガスを処理した。その結果，処理時間が長くなると中和によりアルカリ金属炭酸塩及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩が消耗し，長時間継続して処理を行うことができないことが判明した。
【００７０】
次に，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末とアルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末の両方を，無機バインダを用いて支持体の表面に固着させたフィルタを構成し，処理対象ガスを処理した。その結果，処理対象ガス中の水溶性ＮＯｘを長時間に渡り効率よく除去できた。
【００７１】
次に，無機バインダ（シリカゾルバインダ）を用いてハニカム構造体の表面に種々の吸着剤を固着してフィルタを構成し，それぞれの水溶性ＮＯｘの初期除去率を調べた。その結果を表１に示す。なお比較のため，繊維状活性炭から構成されるハニカム構造体と，その活性炭ハニカムに炭酸カリウムを添着したケミカルフィルタの初期除去率も併せて示した。表１中，Ｆｍ：フライポンタイト鉱物，Ｍｎ：二酸化マンガン，Ｎａ２ＣＯ３：炭酸ナトリウム，Ｓｉ：シリカゾルバインダ，Ｚｅｏ：ゼオライトである。なお，炭酸ナトリウムはアルカリ土類金属塩の一種である。ハニカム構造体の仕様は，通気方向厚みが５０ｍｍ，目開き３．１ｍｍのコルゲートハニカムであり，ハニカムの嵩密度は０．２８ｇ／ｃｍ３，通気条件：面風速１．２ｍ／ｓ，温度２３℃，相対湿度４５％である。また，添着物質以外の重量％は，ハニカムのベースとなるセラミックペーパである。
【００７２】
【表１】
ハニカム構造体の表面に二酸化マンガンと炭酸ナトリウムの両方を固着した本発明の実施例１のフィルタは，８３％の除去が得られ，さらにフライポンタイト鉱物を加えた本発明の実施例２のフィルタは８９％の除去率が得られ，本発明によるフィルタの水溶性ＮＯｘの除去効率が高いことが分かった。またフライポンタイト鉱物を添加すると，水溶性ＮＯｘ以外の酸性物質の吸着量が一層増加することも分かった。一方，Ｋ２ＣＯ３を添着した活性炭ハニカムからなる比較例７のフィルタを除き，比較例１〜６のフィルタはいずれもフィルタの下流側において水溶性ＮＯｘの濃度を増加させるか，もしくは水溶性ＮＯｘを除去できるものの，除去効率が本発明のフィルタに比べて低いことが分かった。
【００７４】
図１２は，表１に示した本発明の実施例２のフィルタ（Ｆｍ：Ｍｎ：Ｎａ２ＣＯ３：Ｓｉ＝３３％：１．２％：１８％：１４％）と，比較例７のＫ２ＣＯ３を添着した活性炭ハニカムのフィルタの，水溶性ＮＯｘの除去率の経時変化を比較したグラフである。比較例７のフィルタは，２．５ｖｏｌ ｐｐｂという低濃度の水溶性ＮＯｘを処理する場合，わずか１２００時間で除去能力を失い，２６００時間経過後にはフィルタの上流側の約２倍の濃度の５ｖｏｌ ｐｐｂが下流側で検出された。一方，本発明の実施例２のフィルタでは２８００時間経過後に除去能力を失ったが，その後の除去率は０％であり，下流側濃度が上流側濃度よりも大きくなることはなかった。なお，除去率は｛１−（下流側濃度／上流側濃度）｝×１００％で定義している。
【００７５】
次に，本発明のフィルタについて亜硫酸ガスＳＯ２の除去効率を調べた。図１３は，表１に示した本発明の実施例２のフィルタ（Ｆｍ：Ｍｎ：Ｎａ２ＣＯ３：Ｓｉ＝３３％：１．２％：１８％：１４％）と，直径０．５ｍｍの球形活性炭に炭酸カリウムを添着し，この薬品添着活性炭を通気性のあるウレタンフォームに接着して作製した比較例８のフィルタと，繊維状活性炭のハニカムに過マンガン酸カリウムを添着した比較例９のフィルタの，二酸化硫黄除去性能を比較したグラフである。除去効率測定の際のハニカムの寸法と目粗さ，面風速，温室度等の条件は，表１の除去効率の測定条件と全く同じである。比較例８，９のフィルタ嵩密度は，いずれも０．２ｇ／ｃｍ３で炭酸カリウム及び過マンガン酸カリウムの薬品添着量はフィルタ重量の３％である。５ｖｏｌ ｐｐｂのＳＯ２を除去する場合，比較例８では，わずか９００時間を経過すると，除去効率は５０％以下になり，比較例９では，２６００時間経過後に，除去効率は５０％以下になった。一方，本発明の実施例２のフィルタは，５ｖｏｌ ｐｐｂ のＳＯ２を除去する場合，７０００時間経過後に，除去効率が５０％以下になった。このように本発明のフィルタは，ＳＯｘも効率よく除去できる。
【００７６】
次に，本発明のフィルタについて塩化水素ＨＣｌの除去効率を調べた。図１４は，表１に示した本発明の実施例１のフィルタ（Ｍｎ：Ｎａ２ＣＯ３：Ｓｉ＝１．７％：１８％：１４％）と，本発明の実施例２のフィルタ（Ｆｍ：Ｍｎ：Ｎａ２ＣＯ３：Ｓｉ＝３３％：１．２％：１８％：１４％）と，直径０．５ｍｍの球形活性炭に炭酸カリウムを添着し，この薬品添着活性炭を通気性のあるウレタンフォームに接着して作製した比較例８のフィルタと，繊維状活性炭のハニカムに炭酸カリウムを添着した比較例９のフィルタの，塩化水素除去性能を比較したグラフである。測定条件は，塩化水素濃度：２〜３ｖｏｌ ｐｐｍ，通気風速：０．９ｍ／ｓ，フィルタの厚み：５０ｍｍ，温度：２３゜Ｃ，相対湿度：４５％である。実施例１，２のフィルタは，塩化水素除去率において比較例８，９のフィルタよりも相当に優れていることがわかる。また，炭酸ナトリウムのみならずフライポンタイト鉱物も添着した実施例２のフィルタは，炭酸ナトリウムのみを添着した実施例１のフィルタよりも塩化水素の除去率を一層増加させた。
【００７７】
次に，先に図６，７で説明したように，ハニカム構造体の表面に形成される無機材料層が，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を担持した第１の無機材料層と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を担持した第２の無機材料層とを積層した構成の，本発明の実施例３のフィルタについて，水溶性ＮＯｘの除去率を測定した。その結果を図１５に示す。この実施例３のフィルタの無機材料層全体の重量構成比は，フライポンタイト：二酸化マンガン：炭酸ナトリウム：シリカゾルバインダ：ハニカムベース（セラミックペーパ）＝３３％：１．２％：１８％：１４％：３３．８％であり，第２の無機材料層は，炭酸ナトリウムで形成した。ハニカム構造体の仕様は，通気方向厚みが５０ｍｍ，目開き３．１ｍｍのコルゲートハニカムであり，ハニカム全体の嵩密度０．２８ｇ／ｃｍ３，通気条件：面風速０．３ｍ／ｓ，温度２３℃，相対湿度４５％であった。本発明の実施例３のフィルタは，ほぼ４０００時間程度まで高い除去効率を維持できることが分かった。
【００７８】
次に，バインダとして使用する無機物粉末について検討した。表２において実施例として示したシリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，活性白土及びセピオライトは，いずれも本発明において無機バインダとして利用される，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上の無機物であり，比較例として示したけいそう土，多孔質ガラス，タルク，カオリン鉱物，ベントナイト，活性ベントナイト及び合成ゼオライトは，いずれも細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以下の無機物である。各無機物の粉末について，１５〜３００オングストロームの範囲に分布する細孔の総容積と，各無機物の細孔の比表面積を，ガス吸着法により実測した結果を表２に示した。また，ハニカム構造体の表面に，表１と同様，ハニカム添着物質の構成比（重量％比）がＭｎ：Ｎａ２ＣＯ３：Ｘ＝１．７％：１８％：１４％（Ｘは表２に示す各無機物）からなる無機材料層を形成した各実施例のフィルタと各比較例のフィルタについて，水溶性ＮＯｘの初期除去率を測定した結果も併せて示した。本発明の実施例のフィルタは，比較例に比べて水溶性ＮＯｘを効率よく除去できていることが表２から理解される。
【００７９】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば，水溶性ＮＯｘを長寿命で効率よく除去することができ，また水溶性ＮＯｘ以外のガス状酸性不純物も一括して除去することができる。このため，半導体その他の電子材料・電子部品の製造に最適な環境を作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるフィルタの概略的な分解図である。
【図２】ハニカム構造体の表面に無機材料層を形成したフィルタの断面部分拡大図である。
【図３】無機材料層の部分拡大図である。
【図４】ハニカム構造体の表面にペレットを固着させた構成のフィルタの断面部分拡大図である。
【図５】二重円筒形状のケーシング内にペレットを充填した空気浄化フィルタの横断面図と縦断面図である。
【図６】ハニカム構造体の表面に，第１の無機材料層と第２の無機材料層を積層した構成のフィルタの断面部分拡大図である。
【図７】第１の無機材料層と第２の無機材料層の部分拡大図である。
【図８】第１の無機材料層の外側に第２の無機材料層を積層した二層構造のペレットの拡大断面図である。
【図９】第２の無機材料層の外側に第１の無機材料層を積層した二層構造のペレットの拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる高度清浄装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる高度清浄装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例２によるフィルタと比較例７のフィルタの，水溶性ＮＯｘの除去率の経時変化を比較したグラフである。
【図１３】本発明の実施例２によるフィルタと比較例８，９のフィルタの，ＳＯ２除去性能を比較したグラフである。
【図１４】本発明の実施例２によるフィルタと比較例８，９のフィルタの，塩化水素除去性能を比較したグラフである。
【図１５】本発明の実施例３によるフィルタの，水溶性ＮＯｘの除去率の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１ フィルタ
１０ 波形シート
１１ 薄板シート
１２ ハニカム構造体
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 外枠[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an advanced cleaning device such as a clean room, a clean bench, and a storage.InRelated.
[0002]
[Prior art]
Today, advanced cleaning devices are widely used in the manufacture of semiconductors and LCD panels. In the manufacturing process of semiconductors, etc., various optical instruments such as exposure equipment are used. However, if the lenses and mirrors of these optical instruments become cloudy in a semiconductor manufacturing clean room, the original performance of optical instruments cannot be demonstrated. , Product yield is reduced.
[0003]
The main cause of such fogging of the lens and mirror is due to the generation of a compound (salt) of acid gas component and basic gas component contained in a trace amount in the clean room atmosphere on the lens and mirror surfaces. One of the salts is ammonium nitrate. The origin of this salt is NOx (nitrogen oxide) and NH, which are gas components contained in the atmosphere.3It is.
[0004]
Gaseous NOx and NH3In order to produce salt from water, the presence of water is indispensable, and NOx and NH3The salt (ammonium nitrate) is produced only when the water dissolves in water. In other words, the formation of salt on the surface of a lens or the like is caused by NOx and NH3Are dissolved in the adsorbed moisture on the surface of the mirror, etc., and NO3 −Ion and NH4 +By generating ions, NOx and NH3Preventing the dissolution of either of these in water can prevent salt formation and suppress the fogging of lenses and mirrors in optical equipment.
[0005]
Nitrogen monoxide and nitrogen dioxide, which are representative examples of NOx, are generated by the reaction of plasma and ozone used in various manufacturing processes inside the clean room with air, or in the outside air taken from outside the clean room. Contaminants and those originally contained as volcanic gases are considered. However, the dissolution rate of NOx represented by these nitric oxide and nitrogen dioxide in water is NH3Therefore, the formation of salt that causes clouding is proportional to the dissolution rate of NOx in the surface adsorbed moisture.
[0006]
Under normal conditions, NOx dissolves very little in moisture, and NOx is ionized by moisture contained in the atmosphere.3 −Or NO2 −By changing to a water-soluble chemical form of NOx (hereinafter referred to as “water-soluble NOx”), NOx is easily dissolved into adsorbed moisture on the surface of a mirror or the like for the first time. Therefore, the formation of salt (ammonium nitrate), which causes the surface of the lens or mirror to become cloudy and degrades the production of semiconductors or the like, can be prevented by removing water-soluble NOx in the atmosphere.
[0007]
In addition, water-soluble NOx reacts with ammonia gas to produce a salt (ammonium sulfate), thereby fouling the surface of a device such as a silicon wafer or a glass substrate, and adversely affects the product itself. Furthermore, in recent lithography processes, an optically amplified resist exposed with an excimer laser is used to be applied to a design rule with a circuit line width of 0.25 μm or less. This type of resist contains an acid catalyst, When water-soluble NOx adheres to the resist, it acts as a pseudo acid catalyst, and the function of the original acid catalyst originally contained is impaired.
[0008]
Conventionally, wet cleaning has been adopted to remove such water-soluble NOx. In addition, water-soluble NOx in the atmosphere is also removed by using a chemical filter using chemical impregnated activated carbon or ion exchange fibers. Furthermore, an adsorbent disclosed in JP-A-7-743 is disclosed for the purpose of removing NOx.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in wet cleaning, the initial cost of the spraying equipment is high, and the running cost due to high pressure loss of the spray cannot be ignored. In addition, wet cleaning affects the humidity and temperature of the advanced cleaning device. Therefore, when the air in the advanced cleaning device is circulated while performing wet cleaning, temperature and humidity control is required again. Removal is also required. In addition, water treatment such as treatment of cleaning liquid, prevention of generation of bacteria, and concentration and separation of dissolved contaminants also becomes problems.
[0010]
In addition, chemical filters using chemical impregnated activated carbon and ion exchange fibers are difficult to place on the ceiling from the viewpoint of disaster prevention. In addition, conventional chemical filters are composed of non-woven fabric, organic binder, etc. as constituent materials, adhesives with activated carbon attached to the sheet, and gaseous organic impurities generated from sealing materials in the air after passing through the chemical filter. It may be included and adversely affect semiconductor manufacturing. There is also dust generation from chemical filter media. When clean room atmospheres of multiple processes are mixed, not only the performance of removing gaseous inorganic impurities is excellent, but the chemical filter itself must not generate gaseous organic impurities. In addition, due to dust generation from the chemical filter, if a filter that removes particulate impurities is provided on the downstream side, there is a problem that the filter that removes particulate impurities is clogged and air permeability is impaired.
[0011]
In particular, conventional chemical filters for removing acidic substances with basic chemicals impregnated with activated carbon have a significantly poorer water-soluble NOx removal performance than other types of acidic substances. In addition to not being able to remove water-soluble NOx, there was a disadvantage that the concentration of water-soluble NOx was increased by the catalytic action of activated carbon. In addition, the conventional chemical filter containing basic chemicals and metals could not remove sulfurous acid gas sufficiently.
[0012]
On the other hand, chemical filters using ion exchange fibers cause the elimination of gaseous organic substances from various additives contained in the polymer fibers of the constituent materials, and some of the ion exchange groups are sulfonic acid, carboxylic acid, phosphorous. It may be eliminated as acid, ammonia or amine.
[0013]
In addition, the adsorbent disclosed in JP-A-7-743 uses zeolite, bentonite, porcelain stone, diatomaceous earth or the like as a binder. If these inorganic powders as binders have large pores that are suitable for the entry and exit of air, there are many opportunities for the air that passes through the air purification filter to come into contact with the metal and its oxide in the adsorbent. The removal performance of water-soluble NOx is also excellent. However, when synthetic zeolite is used, the synthetic zeolite has a pore size of about 10 angstroms at most, and the pore inlet is likely to be blocked by the metal in the adsorbent and its oxide, making it impossible to efficiently remove water-soluble NOx. There are difficulties. Bentonite, porcelain stone, and diatomaceous earth as binders have large pores of 300 angstroms or more, but the pore volume is small and the amount of air entering and exiting the pores is small. The reactivity of the adsorbent adhering to the support with these binders and water-soluble NOx is poor, and the removal efficiency is poor. In addition, an adsorbent in which potassium carbonate is impregnated with activated carbon as described in JP-A-7-743 has a fear of re-releasing water-soluble NOx once adsorbed and has a short adsorption life.
[0014]
The object of the present invention is particularly excellent in water-soluble NOx removal performance.Advanced cleaning equipmentIs to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, in the present invention, in an advanced cleaning apparatus having a circulation path for circulating air in a space where a clean atmosphere is required, an air purification filter is disposed in the circulation path. A filter for removing particulate impurities upstream of the space and downstream of the air purification filter, the air purification filter comprising manganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal Carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder, inorganic powder having a pore size of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more as a binder , And adhere to the surface of the support to form an inorganic material layerThe inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay.It is an advanced cleaning device.
[0016]
thisAdvanced cleaning equipmentThe inorganic material layer includes a first inorganic material layer supporting manganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder. The structure which laminated | stacked the supported 2nd inorganic material layer may be sufficient.
[0017]
Further, in the present invention, in an advanced cleaning device having a circulation path for circulating air in a space where a clean atmosphere is required, an air purification filter is disposed in the circulation path, and an upstream side of the space. A filter for removing particulate impurities is disposed downstream of the air purification filter, and the air purification filter is an air purification filter in which an inorganic material layer is formed on the surface of a support, and the inorganic material layer is , Manganese oxide powder and / or permanganate powder is supported by using inorganic powder with pore size (cc / g) of pore size of 15-300 angstroms and more than 0.3cc / g as binder. A first inorganic material layer and at least one selected from sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, and francium carbonate. Configuration der obtained by stacking the second inorganic material layer that does not contain powder of the inorganic substanceThe inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay.It is characterized by that.
[0018]
Further, in the present invention, in an advanced cleaning device having a circulation path for circulating air in a space where a clean atmosphere is required, an air purification filter is disposed in the circulation path, and an upstream side of the space. A filter for removing particulate impurities downstream of the air purification filter, the air purification filter comprising manganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal carbonate powder and / or Alternatively, pellets obtained by granulating alkaline earth metal carbonate powder with inorganic powder having a pore size of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more as a binder are used. , Fixed to the surface of the supportThe inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay.This is an advanced cleaning device.
[0019]
AboveThe support may be a honeycomb structure.
[0020]
Further, in the present invention, in an advanced cleaning device having a circulation path for circulating air in a space where a clean atmosphere is required, an air purification filter is disposed in the circulation path, and an upstream side of the space. A filter for removing particulate impurities downstream of the air purification filter, the air purification filter comprising manganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal carbonate powder and / or Alternatively, pellets obtained by granulating alkaline earth metal carbonate powder with inorganic powder having a pore size of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more as a binder are used. , Filling the casingThe inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay.This is an advanced cleaning device.
[0021]
AboveThe pellet includes a first inorganic material layer containing manganese oxide powder and / or permanganate powder, and a second inorganic material containing alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder. The structure which laminated | stacked the layer may be sufficient.
[0022]
The manganese oxide is, for example, trimanganese tetroxide (Mn3O4), Manganese trioxide (Mn2O3), Manganese dioxide (MnO2), Manganese oxide (VII) (Mn2O7) The permanganate is, for example, MIMnO.4(MI: alkali metal), MII (MnO4)2(MII: alkaline earth metal).Also,An inorganic fixing auxiliary agent may be mixed in at least one of the inorganic material layer, the first inorganic material layer, the second inorganic material layer, and the pellet.
[0023]
Note thatManganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder, and pore volume having a pore diameter of 15 to 300 angstroms (cc / The support is impregnated with a suspension in which an inorganic powder having g) of 0.3 cc / g or more is dispersed, and then dried to fix the inorganic material layer to the surface of the support. , Manufacturing method of air purification filterIs provided.
[0024]
Also,A manganese oxide powder and / or a permanganate powder and an inorganic powder having a pore diameter of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more were dispersed. The suspension is impregnated with the support, and then dried to fix the first inorganic material layer on the surface of the support. Further, the support on which the first inorganic material layer is formed is made of an alkali metal salt. Suspension in which powder and / or alkaline earth metal salt powder and inorganic powder having a pore diameter of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more are dispersed. A method for producing an air purification filter, wherein the second inorganic material layer is formed on the surface of the first inorganic material layer by impregnating with a liquid and then drying.Is provided.
[0025]
Also,Disperse powder of alkali metal salt and / or powder of alkaline earth metal salt and inorganic powder having a pore diameter of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more After impregnating the suspension, the second inorganic material layer is fixed to the surface of the support, and the support on which the second inorganic material layer is formed is coated with manganese oxide powder and / Or supported by a suspension in which a permanganate powder and an inorganic powder having a pore size of 15 to 300 angstroms and a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more are dispersed. An air purification filter characterized by forming a first inorganic material layer on the surface of a second inorganic material layer after impregnating the body and dryingIs provided.
[0027]
AboveAn air purification filter and a filter for removing particulate impurities may be arranged on the ceiling of the space.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the term “filter” simply refers to a filter for the purpose of removing gaseous impurities, and the term “filter for particle removal” is used for the purpose of removing particles.
[0029]
FIG. 1 is a schematic exploded view of a
(1) The
(2) Volume of pores having a pore diameter of 15 to 300 angstroms of manganese oxide powder and / or permanganate powder and alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder A configuration in which pellets obtained by granulating an inorganic powder having a (cc / g) of 0.3 cc / g or more as a binder are fixed to the
(3) An inorganic material layer fixed to the
[0030]
Here, when the inorganic material layer is formed on the
[0031]
When the pellet is fixed to the
[0032]
Also in the case of the configuration (3), the first inorganic material layer is placed inside to be in contact with the surface of the
[0033]
Here, manganese oxide is trimanganese tetroxide (Mn3O4), Manganese trioxide (Mn2O3), Manganese dioxide (MnO2), Manganese oxide (VII) (Mn2O7) Is preferred. In addition, permanganate is, for example, MIMnO4(MI: Alkali metal), MII(MnO4)2(MII: Alkaline earth metal).
[0034]
The inorganic substance used as the binder has a pore volume (cc / g) having a pore diameter of 15 to 300 angstroms and is not less than 0.3 cc / g. For example, silica, alumina, aluminum silicate, activated alumina, porous glass, It is preferable to use at least one powder selected from sepiolite and activated clay. For example, silica sol is used as silica, and alumina sol is used as alumina. The silica sol used as the binder becomes silica gel when the
[0035]
Here, an example of a method for manufacturing the
[0036]
Next, manganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder, and pore volume having a pore diameter of 15 to 300 angstroms The
[0037]
The suspension may be mixed with an inorganic fixing aid such as sodium silicate or silica or alumina. As silica, for example, silica sol is used. For example, alumina sol is used as the alumina. The role of the inorganic fixing aid is that the manganese oxide powder and / or the permanganate powder, the alkali metal carbonate powder and / or the alkaline earth metal carbonate powder, and the inorganic binder are the
[0038]
The
[0039]
FIG. 3 is a partially enlarged view of the
[0040]
Further, another method for manufacturing the
[0041]
FIG. 4 shows pellets 21 (granulated using an inorganic binder, manganese oxide powder and / or permanganate powder, alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder using an inorganic binder. 2 is a cross-sectional partial enlarged view of a
[0042]
Since the
[0043]
Similar to the case described above with reference to FIG. 3, the gas to be treated is supplied from the surface of the
[0044]
Further, as shown in the AA cross section and the BB cross section in FIG. 5, the
[0045]
Next, an example of another method for manufacturing the
[0046]
As shown in FIG. 6, the
[0047]
FIG. 7 is a partially enlarged view of the
[0048]
Next, an example of another method for manufacturing the
[0049]
Next, an example of another method for manufacturing the
[0050]
The
[0051]
In the
[0052]
Next, an example of another method for manufacturing the
[0053]
Further, another method for manufacturing the
[0054]
Here, FIG. 8 shows an alkali metal carbonate powder and / or an alkaline earth metal carbonate powder on the outside of the first
[0055]
Further, FIG. 9 includes manganese oxide powder and / or permanganate powder outside the second
[0056]
As mentioned above, although the
[0057]
Next, FIG. 10 is explanatory drawing which shows roughly the structure of the highly
[0058]
On the
[0059]
The
[0060]
In the
[0061]
Then, by operating the
[0062]
In addition, intake outside air is appropriately supplied into the
[0063]
The intake outside air supplied from the air flow path 120 to the
[0064]
Since the
[0065]
Next, an advanced cleaning apparatus 100 'according to another embodiment of the present invention is shown in FIG. In the
[0066]
Gaseous impurities (including water-soluble NOx) that are removed when the air circulates once are obtained by thinning the
[0067]
As described above, the example of the preferred embodiment of the present invention has been described with respect to the advanced cleaning apparatuses (so-called clean rooms) 100 and 100 ′ in the whole manufacturing process of semiconductors and LCDs. However, the present invention is not limited to this embodiment. The present invention can be similarly applied to various high-level cleaning devices such as a local high-level cleaning device called a mini-environment, a clean bench, a clean chamber, and various stockers for storing clean products. Various forms are conceivable depending on the processing environment, such as the processable air volume of the
[0068]
【Example】
First, the removal efficiency of water-soluble NOx using only manganese oxide powder and / or permanganate powder was examined. A filter in which manganese oxide powder and / or permanganate powder was fixed to the surface of the support using an inorganic binder was constructed, and the gas to be treated was treated. As a result, the increase in the concentration of water-soluble NOx in the gas to be treated could be significantly suppressed by the oxidation action of the manganese oxide powder and / or the permanganate powder. If the amount added was increased, water-soluble NOx could be removed. However, the removal rate was not sufficient.
[0069]
Next, the removal efficiency of water-soluble NOx using only alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder was examined. A filter in which an alkali metal carbonate powder and / or an alkaline earth metal carbonate powder was fixed to the surface of the support was formed using an inorganic binder, and the gas to be treated was treated. As a result, it was found that the alkali metal carbonate and / or alkaline earth metal carbonate was consumed by neutralization when the treatment time was long, and the treatment could not be continued for a long time.
[0070]
Next, both the manganese oxide powder and / or the permanganate powder and the alkali metal carbonate powder and / or the alkaline earth metal carbonate powder are fixed to the surface of the support using an inorganic binder. A filter was constructed to process the target gas. As a result, water-soluble NOx in the gas to be treated could be efficiently removed over a long period of time.
[0071]
Next, filters were constructed by fixing various adsorbents on the surface of the honeycomb structure using an inorganic binder (silica sol binder), and the initial removal rate of each water-soluble NOx was examined. The results are shown in Table 1. For comparison, the initial removal rate of a honeycomb structure composed of fibrous activated carbon and a chemical filter with potassium carbonate attached to the activated carbon honeycomb is also shown. In Table 1, Fm: fly-pontite mineral, Mn: manganese dioxide, Na2CO3: Sodium carbonate, Si: silica sol binder, Zeo: zeolite. Sodium carbonate is a kind of alkaline earth metal salt. The specification of the honeycomb structure is a corrugated honeycomb having a thickness in the ventilation direction of 50 mm and an aperture of 3.1 mm, and the bulk density of the honeycomb is 0.28 g / cm.3, Aeration condition: surface wind speed 1.2 m / s,
[0072]
[Table 1]
The filter of Example 1 of the present invention in which both manganese dioxide and sodium carbonate were fixed on the surface of the honeycomb structure obtained 83% removal, and the filter of Example 2 of the present invention further added with fly-pontite mineral. The removal rate of 89% was obtained, and it was found that the water-soluble NOx removal efficiency of the filter according to the present invention was high. It was also found that the amount of adsorption of acidic substances other than water-soluble NOx was further increased by adding fly-pontite mineral. On the other hand, K2CO3Except for the filter of Comparative Example 7 consisting of an activated carbon honeycomb adhering to the filter, all of the filters of Comparative Examples 1 to 6 can increase the concentration of water-soluble NOx or remove water-soluble NOx on the downstream side of the filter, but are removed. It has been found that the efficiency is low compared to the filter of the present invention.
[0074]
FIG. 12 shows a filter (Fm: Mn: Na) of Example 2 of the present invention shown in Table 1.2CO3: Si = 33%: 1.2%: 18%: 14%) and K of Comparative Example 72CO35 is a graph comparing changes with time in the removal rate of water-soluble NOx of an activated carbon honeycomb filter impregnated with. The filter of Comparative Example 7 loses its removal ability in as little as 1200 hours when processing a low-concentration water-soluble NOx of 2.5 vol ppb, and after 2600 hours, it has a concentration of 5 vol ppb that is twice the concentration upstream of the filter Was detected downstream. On the other hand, the filter of Example 2 of the present invention lost the removal ability after 2800 hours, but the subsequent removal rate was 0%, and the downstream concentration did not become higher than the upstream concentration. The removal rate is defined by {1− (downstream concentration / upstream concentration)} × 100%.
[0075]
Next, for the filter of the present invention, sulfurous acid gas SO2The removal efficiency was investigated. FIG. 13 shows a filter (Fm: Mn: Na) of Example 2 of the present invention shown in Table 1.2CO3: Si = 33%: 1.2%: 18%: 14%), and potassium carbonate was attached to a spherical activated carbon having a diameter of 0.5 mm, and this chemical-attached activated carbon was bonded to a breathable urethane foam. It is the graph which compared the filter of the comparative example 8, and the sulfur dioxide removal performance of the filter of the comparative example 9 which added the potassium permanganate to the honeycomb of the fibrous activated carbon. The conditions such as the honeycomb dimensions and roughness, surface wind speed, and greenhouse temperature during the removal efficiency measurement are exactly the same as the removal efficiency measurement conditions in Table 1. The filter bulk densities of Comparative Examples 8 and 9 are both 0.2 g / cm.3The amount of chemical addition of potassium carbonate and potassium permanganate is 3% of the filter weight. 5vol ppb SO2In Comparative Example 8, when only 900 hours passed, the removal efficiency became 50% or less, and in Comparative Example 9, after 2600 hours, the removal efficiency became 50% or less. On the other hand, the filter according to the second embodiment of the present invention has an SO of 5 vol ppb.2In the case of removing, after 7000 hours, the removal efficiency became 50% or less. Thus, the filter of the present invention can also efficiently remove SOx.
[0076]
Next, the hydrogen chloride HCl removal efficiency of the filter of the present invention was examined. FIG. 14 shows a filter (Mn: Na) of Example 1 of the present invention shown in Table 1.2CO3: Si = 1.7%: 18%: 14%) and the filter of Example 2 of the present invention (Fm: Mn: Na2CO3: Si = 33%: 1.2%: 18%: 14%), and potassium carbonate was attached to a spherical activated carbon having a diameter of 0.5 mm, and this chemical-attached activated carbon was bonded to a breathable urethane foam. It is the graph which compared the hydrogen chloride removal performance of the filter of the comparative example 8, and the filter of the comparative example 9 which attached potassium carbonate to the honeycomb of fibrous activated carbon. The measurement conditions were hydrogen chloride concentration: 2 to 3 vol ppm, ventilation air speed: 0.9 m / s, filter thickness: 50 mm, temperature: 23 ° C., and relative humidity: 45%. It can be seen that the filters of Examples 1 and 2 are considerably superior to the filters of Comparative Examples 8 and 9 in the hydrogen chloride removal rate. In addition, the filter of Example 2 in which not only sodium carbonate but also flypontite mineral was added increased the hydrogen chloride removal rate more than the filter of Example 1 in which only sodium carbonate was added.
[0077]
Next, as described above with reference to FIGS. 6 and 7, the first inorganic material in which the inorganic material layer formed on the surface of the honeycomb structure carries the manganese oxide powder and / or the permanganate powder. The filter of Example 3 of the present invention having a structure in which a layer and a second inorganic material layer carrying an alkali metal carbonate powder and / or an alkaline earth metal carbonate powder are laminated, The removal rate was measured. The result is shown in FIG. The weight composition ratio of the entire inorganic material layer of the filter of Example 3 is as follows: fly-pontite: manganese dioxide: sodium carbonate: silica sol binder: honeycomb base (ceramic paper) = 33%: 1.2%: 18%: 14% : 33.8%, and the second inorganic material layer was formed of sodium carbonate. The specification of the honeycomb structure is a corrugated honeycomb having a thickness of 50 mm in the ventilation direction and an opening of 3.1 mm, and the bulk density of the entire honeycomb is 0.28 g / cm.3Ventilation conditions: surface wind speed 0.3 m / s,
[0078]
Next, the inorganic powder used as the binder was examined. The silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, activated clay, and sepiolite shown as examples in Table 2 are all utilized as inorganic binders in the present invention, and the pore volume having a pore diameter of 15 to 300 angstroms. (Cc / g) is an inorganic substance of 0.3 cc / g or more, and diatomaceous earth, porous glass, talc, kaolin mineral, bentonite, activated bentonite and synthetic zeolite shown as comparative examples all have a pore diameter of 15 An inorganic substance having a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or less, which is ˜300 angstroms. Table 2 shows the results of actual measurement of the total volume of pores distributed in the range of 15 to 300 angstroms and the specific surface area of the pores of each inorganic substance by the gas adsorption method for each inorganic powder. Further, as in Table 1, the composition ratio (weight% ratio) of the honeycomb adhering material is Mn: Na on the surface of the honeycomb structure.2CO3: Initial removal of water-soluble NOx with respect to the filter of each example and the filter of each comparative example in which an inorganic material layer composed of X = 1.7%: 18%: 14% (X is each inorganic substance shown in Table 2) was formed The result of measuring the rate is also shown. It can be seen from Table 2 that the filter of the example of the present invention can remove water-soluble NOx more efficiently than the comparative example.
[0079]
[Table 2]
【The invention's effect】
The present inventionAccording to this, water-soluble NOx can be efficiently removed with a long life, and gaseous acidic impurities other than water-soluble NOx can also be removed collectively. This makes it possible to create an optimum environment for manufacturing semiconductors and other electronic materials and electronic parts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic exploded view of a filter according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged partial sectional view of a filter in which an inorganic material layer is formed on the surface of a honeycomb structure.
FIG. 3 is a partially enlarged view of an inorganic material layer.
Fig. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of a filter having a structure in which pellets are fixed to the surface of a honeycomb structure.
FIGS. 5A and 5B are a transverse sectional view and a longitudinal sectional view of an air purification filter in which pellets are filled in a double cylindrical casing. FIGS.
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of a filter having a configuration in which a first inorganic material layer and a second inorganic material layer are laminated on the surface of a honeycomb structure.
FIG. 7 is a partially enlarged view of a first inorganic material layer and a second inorganic material layer.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a pellet having a two-layer structure in which a second inorganic material layer is laminated outside the first inorganic material layer.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a pellet having a two-layer structure in which a first inorganic material layer is laminated on the outside of a second inorganic material layer.
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a configuration of an advanced cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a configuration of an advanced cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph comparing the change over time in the removal rate of water-soluble NOx between the filter of Example 2 of the present invention and the filter of Comparative Example 7;
FIG. 13 shows the SO of the filter according to Example 2 of the present invention and the filters of Comparative Examples 8 and 9;2It is the graph which compared removal performance.
14 is a graph comparing the hydrogen chloride removal performance of the filter of Example 2 of the present invention and the filters of Comparative Examples 8 and 9. FIG.
FIG. 15 is a graph showing the change with time of the water-soluble NOx removal rate of the filter according to Example 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Filter
10 Corrugated sheet
11 Thin sheet
12 Honeycomb structure
15a, 15b, 15c, 15d outer frame
Claims (11)
該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，
前記空気浄化フィルタが，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして，支持体の表面に固着させて無機材料層を形成し，
前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置。In an advanced cleaning device with a circulation path that circulates air in a space where a clean atmosphere is required,
An air purification filter is disposed in the circulation path, and a filter for removing particulate impurities is disposed upstream of the space and downstream of the air purification filter,
The air purification filter is a fine powder having a pore diameter of 15 to 300 angstroms, consisting of manganese oxide powder and / or permanganate powder and alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder. An inorganic powder having a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more is used as a binder, and is fixed to the surface of the support to form an inorganic material layer ;
The advanced cleaning apparatus , wherein the inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay .
該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，
前記空気浄化フィルタが，支持体の表面に無機材料層を形成した空気浄化フィルタであって，前記無機材料層は，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末を担持した第１の無機材料層と，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸ルビジウム，炭酸セシウム，炭酸フランシウムのうちから選択される少なくとも一つを担持し，前記無機物の粉末を含まない第２の無機材料層とを積層した構成であり，
前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置。In an advanced cleaning device with a circulation path that circulates air in a space where a clean atmosphere is required,
An air purification filter is disposed in the circulation path, and a filter for removing particulate impurities is disposed upstream of the space and downstream of the air purification filter,
The air purification filter is an air purification filter in which an inorganic material layer is formed on the surface of a support, and the inorganic material layer has a pore volume (cc / g) having a pore diameter of 15 to 300 angstroms is 0. A first inorganic material layer carrying a powder of manganese oxide and / or a permanganate powder with an inorganic powder of 3 cc / g or more as a binder, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, carries at least one selected from among carbonate francium, Ri configuration der obtained by stacking the second inorganic material layer that does not contain powder of the inorganic substance,
The advanced cleaning apparatus , wherein the inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay .
該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，
前記空気浄化フィルタが，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして造粒させたペレットを，支持体の表面に固着させ，
前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置。In an advanced cleaning device with a circulation path that circulates air in a space where a clean atmosphere is required,
An air purification filter is disposed in the circulation path, and a filter for removing particulate impurities is disposed upstream of the space and downstream of the air purification filter,
The air purification filter is a fine powder having a pore diameter of 15 to 300 angstroms, consisting of manganese oxide powder and / or permanganate powder and alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder. A pellet obtained by granulating an inorganic powder having a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more as a binder is fixed to the surface of the support ,
The advanced cleaning apparatus , wherein the inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay .
該循環経路に，空気浄化フィルタを配置すると共に，前記空間より上流側であって空気浄化フィルタの下流側に粒子状不純物を除去するフィルタを配置し，
前記空気浄化フィルタが，酸化マンガンの粉末及び／又は過マンガン酸塩の粉末と，アルカリ金属炭酸塩の粉末及び／又はアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を，細孔径が１５〜３００オングストロームである細孔の容積（ｃｃ／ｇ）が０．３ｃｃ／ｇ以上である無機物の粉末をバインダとして造粒させたペレットを，ケーシング内に充填し，
前記無機物は，シリカゲル，アルミナゲル，珪酸アルミニウム，活性アルミナ，セピオライト及び活性白土のうちから選択される少なくとも一つであることを特徴とする，高度清浄装置。In an advanced cleaning device with a circulation path that circulates air in a space where a clean atmosphere is required,
An air purification filter is disposed in the circulation path, and a filter for removing particulate impurities is disposed upstream of the space and downstream of the air purification filter,
The air purification filter is a fine powder having a pore diameter of 15 to 300 angstroms, consisting of manganese oxide powder and / or permanganate powder and alkali metal carbonate powder and / or alkaline earth metal carbonate powder. Filling the casing with pellets obtained by granulating an inorganic powder having a pore volume (cc / g) of 0.3 cc / g or more as a binder ,
The advanced cleaning apparatus , wherein the inorganic substance is at least one selected from silica gel, alumina gel, aluminum silicate, activated alumina, sepiolite, and activated clay .
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