JPH0824534A - 再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニット及びそれを用いる空気清浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境中に含まれる塵埃等の粒子の付着を防止
する精密ろ過用ろ材の他に、付着により製品不良の原因
となるガス状不純物物質を除去し、特に再生特性を付与
して優れた再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユ
ニットを提供する。 【構成】 合成樹脂製の枠体内に合成樹脂製のスペーサ
を用いて再生可能な陽イオン交換繊維よりなるイオン交
換フィルタ又は陰イオン交換繊維よりなるイオン交換フ
ィルタを収納したことを特徴とする空気清浄化用イオン
交換フィルタユニット。また、この空気清浄用イオン交
換フィルタユニットを用いて清浄化空気を得る方法。こ
のイオン交換フィルタユニットは、使用後にそのままそ
れぞれの再生浴に浸漬して再生する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体や光ディスク等
の製造や、食品や医薬品製造などにおいてより清浄な環
境空間を維持するために用いられる清浄な空気を得る際
に使用する、新しい外気や循環空気中に含まれる腐食性
ガス等のガス状不純物物質を除去するためのエアコンデ
ィショナやクリーンルーム等に設ける再生可能な空気清
浄用イオン交換フィルタユニット、及びそれを用いる空
気清浄化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や光ディスク等の製造に際し
ては、それらの製造過程において製品の表面等に塵埃等
の粒子が付着すると製品不良の原因となるため、製造は
クリーンルームと呼ばれる環境の雰囲気が清浄化された
設備内において行われてきた。その際、クリーンルーム
には、そこを通過した空気を清浄化して循環する他、排
出する空気量を補うために、半導体素子等の製造に適す
るように清浄化された新しい外気が供給されている。最
近の半導体素子は、その集積度が高度になり、塵埃等の
粒子の付着による製品不良化の他に、環境中に微量のイ
オン性のガス状不純物物質等が含まれていてもそれらに
より製品の品質や製造歩留りに悪影響があることが明ら
かになってきた。このため、高度に清浄な空気を得るた
めには、塵埃等の微粒子とともに前記のガス状物質も合
わせて除去する必要があるとされている。これら環境中
に含まれる微量のイオン性のガス状不純物物質として
は、ＳＯ_xやＮＯ_X 等の酸性ガスが挙げられる。

【０００３】この他、製品の品質や製造歩留りに悪影響
を与えるイオン性のガス状不純物物質としては、製造工
程から発生し、時間の経過とともに循環空気中に蓄積さ
れるイオン性のガス状不純物物質がある。これら微量の
イオン性のガス状不純物物質のなかには例えばアンモニ
アガスのようなアルカリ性ガスが含まれる。前記したこ
れらの問題に対処するために、最近では、前記した微量
の腐食性のガス状物質を除去する手段がエアコンディシ
ョナやクリーンルーム等の半導体素子のような微細な高
集積度の製品の製造環境用設備に設置されるようになっ
てきた。すなわち、特開平２−１２６９１２号明細書に
はクリーンルームに循環させる空気の吹出し口に前記微
量のイオン性のガス状不純物物質を吸着する吸着フィル
タを設けることが記載されている。ここで使用されてい
る吸着フィルタとしては、活性炭、ゼオライト、モレキ
ュラーシーブ、金属酸化物等公知の吸着剤を通気性包装
材に包んで層状や繊維状に加工した構成のフィルタが好
適例として挙げられている。

【０００４】別の例としては、特開平４−１２６５１３
号明細書にクリーンルームに循環させる空気を排出する
クリーンルームの床の空気吸込み面の下方にガス状不純
物物質を除去するケミカルフィルタを部分的に配置し、
該吸込み面を通過する室内エアの一部から有害ガス（Ｓ
Ｏ_x 、ＮＯ_x 等）を除去するようにしたクリーンルーム
が記載されている。ここで使用されているケミカルフィ
ルタに充填されているガス状不純物物質としては、前記
同様通気的に包装された活性炭が挙げられている。ま
た、さらに別の例としては、特開平４−２４７２０７号
明細書には、クリーンルームに吹込む空気の最終段フィ
ルタとして、イオン交換繊維にて構成されるろ材をろ材
に空気が流れ込む側に微粒子精密ろ過用ろ材に重ね合わ
せてフィルタとしたもの、あるいはイオン交換繊維を混
入させて成形した微粒子精密ろ過用ろ材をフィルタとし
たものを使用するエアフィルタについて記載されてい
る。なお、ここでは陰イオン交換繊維と陽イオン交換繊
維とは混合して使用する例が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した活性炭、ゼオ
ライト、モレキュラーシーブ、金属酸化物等公知の吸着
剤は粉体や粉体を固めて粒状化したものであり、それら
の間を空気が通過すると吸着剤から粉体（微小な塵状
体）が空気中に混入する。従って、以下にそれら吸着剤
を精密ろ過用ろ材で包んで使用しても、微粒子が漏洩し
て空気の清浄度を低下させる恐れがあり、あるいはろ材
が目詰まりして吸着性能が劣化する。また、それら吸着
剤は吸着物質で飽和した時その性能を再生することは不
可能か、あるいは再生するようにしても殆ど新しく製造
するに等しいような手数と費用が必要であるので困難で
ある。また、前記従来のガス状不純物物質除去剤として
イオン交換繊維の使用が記載されているが、特開平４−
２４７２０７号では、微粒子精密ろ過用ろ材と組合わ
せ、一体化した精密ろ過用ろ材とされているため大型の
ろ材となっている。さらに、このエアフイルターでは、
陰イオン交換繊維と陽イオン交換繊維とは混合して使用
されてイオン交換用のろ材を形成している。

【０００６】活性炭などの従来のガス状不純物物質除去
剤を用いる場合には、それを収容したケミカルフイルタ
などを空気清浄化装置から取り外し、再生することは非
常にコストが高いせいか、再生ということは全く考えら
れていなかった。また、前記のイオン交換繊維を用いた
ガス状不純物物質除去用のフイルタにおいても、再生に
ついては考えられておらず、実際に行うとすると、イオ
ン交換繊維を用いたろ材部分を取り外し、再生し、また
それをフイルタに装着する作業は非常に手間がかかり、
技術的にも困難であるし、高いコストとなるものである
ため、使い捨ての状態であった。また、前記の特開平４
−２４７２０７号場合では、そのイオン交換繊維部分が
微粒子精密ろ過用ろ材と一体になっているとか、あるい
はそのイオン交換用のろ材部分では、陰イオン交換繊維
と陽イオン交換繊維とは混合して使用されているため、
再生処理するには微粒子精密ろ過用ろ材と分離する必要
があるが、実際上不可能であるとか、混合して使用され
ているものは再生が不可能であった。

【０００７】本発明は、前記した従来の空気清浄用ガス
状不純物除去剤には欠如していた性能を新しく付与し、
半導体素子や光ディスク等の製造に際して、環境中に含
まれる塵埃等の粒子の付着を防止する精密ろ過用ろ材の
他に、付着により製品不良の原因となる微量のガス状不
純物物質を除去するための改良された空気清浄用イオン
交換フィルタユニットを提供することを目的とするもの
である。特に、従来の製品に欠如していた再生特性を付
与し、ガス状不純物物質除去性に優れ、経済性にも優れ
た再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニットを
提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、下記の手段
により達成された。 （１）合成樹脂製の枠体内に合成樹脂製のスペーサを用
いて再生可能な陽イオン交換繊維よりなるイオン交換フ
ィルタ又は再生可能な陰イオン交換繊維よりなるイオン
交換フィルタを収納したことを特徴とする再生可能な空
気清浄用イオン交換フィルタユニット。 （２）前記（１）項の陽イオン交換繊維よりなるイオン
交換フィルタを収納した再生可能な空気清浄用イオン交
換フィルタユニットと、前記（１）項の陰イオン交換繊
維よりなるイオン交換フィルタを収納した再生可能な空
気清浄用イオン交換フィルタユニットとを交互に１組以
上直列に設置したことを特徴とする再生可能な空気清浄
用イオン交換フィルタ装置。

【０００９】（３）ガス状不純物成分を含有する空気を
前記（１）項に記載の再生可能な空気清浄用イオン交換
フィルタユニットを通してガス状不純物成分を除去すこ
とにより清浄化することを特徴とする空気の清浄化方
法。 （４）前記（１）項に記載の再生可能な空気清浄用イオ
ン交換フィルタユニットを使用した後に、該フィルタユ
ニットをそのまま再生槽内に移し、再生液により再生
し、再生した該フィルタユニットを空気清浄用イオン交
換フィルタ装置に再使用することを特徴とする（１）項
に記載の再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニ
ットの再生方法。

【００１０】本発明における再生可能な空気清浄用イオ
ン交換フィルタユニットの基本的な形態は、そのままの
形で、実用的な空気清浄用の濾過装置に設置されて、例
えば外気処理装置やクリーンルーム内での使用に必要な
量の空気を清浄化できる容量（通風断面積）と高い清浄
度を達成できるだけのろ材の厚み部分（奥行き）を有す
るものであり、しかも使用後において、ろ材部分を解体
することなくそのまま全体を再生槽に入れて再生液によ
り再生処理して各イオン交換繊維を再生することができ
るものであることが必要である。このため、このイオン
交換フィルタユニットにおける枠体は、その大きさが縦
横とも、例えば１室単位（複数室を単位とすることもあ
る）の外気処理装置やクリーンルームに必要な量の空気
を清浄化できる容量を与えるに十分な大きさであること
が必要で、例えば縦横６１×６１ｃｍとする。また、奥
行きは、イオン交換繊維を有するろ材の構造にもよる
が、例えば７０ｍｍとする。枠体の厚みは１０〜２０ｍ
ｍ程度が好ましいが、必要な強度を与える厚さならばよ
い。そして、その材質は再生液の酸液又はアルカリ液に
耐える合成樹脂製とする。前記構成樹脂としては、ポリ
プロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レンが好ましく、ポリエステル、ポリカーボネートは適
しない。従来からある空気清浄用イオン交換フィルタに
おいては、枠体が鉄製やアルミニウム製のものであっ
て、これらはその枠体ごと再生槽に入れると、再生用の
薬液により腐食されてしまうため、再生して使用しよう
とすると、イオン交換フィルタを枠体からいちいち取り
外さなければならなかったが、本発明においてはこのよ
うな欠点はなく、実用的である。

【００１１】イオン交換フィルタユニット内の構造は、
後でも述べるが、イオン交換繊維を含有する不織布をひ
だ折りして設置し、その間に合成樹脂製のスペーサを介
在して多数枚設ける。このイオン交換繊維よりなるろ材
をこのフィルタユニットの面に平行か或いは垂直に設置
し、空気をそのろ材の面に垂直に通すか、或いは平行に
流して接触させることにより、空気中のガス状不純物成
分をイオン交換繊維により除去する。１つのイオン交換
フィルタユニット内には、同一種のイオン交換繊維より
なるろ材のみを設ける。これは、再生の際イオン交換繊
維が同一種でないと、同じ再生液で再生することができ
ないからである。このため、イオン交換フィルタユニッ
トを用いて空気を清浄化する際には、陽イオン交換繊維
よりなるろ材を有するイオン交換フィルタユニットと陰
イオン交換繊維よりなるろ材を有するイオン交換フィル
タユニットとを組み合わせて１組として用いる。清浄化
する空気量が多い場合には、このイオン交換フィルタユ
ニットを複数並列に使用すればよく、またその空気が含
有するガス状不純物濃度が高い場合には、イオン交換フ
ィルタユニットを複数組直列に使用すればよい。

【００１２】前記記載の本発明の陰イオン交換繊維より
なる空気清浄用イオン交換フィルタおよび陽イオン交換
繊維よりなる空気清浄用イオン交換フィルタは、ガス状
物質をイオン交換繊維が有するイオン交換基によって化
学的に吸着除去するためイオン交換フィルタ内部（イオ
ン交換繊維の表面）に強固に固定される。この機能を化
学式を用いてアンモニアあるいは硝酸を吸着する場合を
例示すると下記のように表される。すなわち、陽イオン
交換繊維よりなるイオン交換フィルタでは、 Ｐｏｌｙ−Ｒ₁ ^-・Ｈ⁺＋ＮＨ₃→Ｐｏｌｙ−Ｒ₁ ^-・ＨＨ₄ ⁺ のような機構でアンモニアが陽イオンとして固定され
る。

【００１３】また、陰イオン交換繊維よりなるイオン交
換フィルタでは、 Ｐｏｌｙ−Ｒ₂ ＋ＨＮＯ₃→Ｐｏｌｙ−Ｒ₂・ＨＮ
Ｏ₃ のような機構で陰イオン（ＮＯ₃ ^-）が固定される。ここ
で、Ｐｏｌｙは高分子基材の骨格（分子鎖）、Ｒ₁ ^-・Ｈ
⁺は強酸性カチオン交換基（Ｈ型）、Ｒ₂ は弱塩基性ア
ニオン交換基（遊離塩基型）を表す。また、陰イオン交
換繊維および陽イオン交換繊維に付与されるイオン交換
基の種類と除去対象成分の種類を第１表に例示した。

【００１４】

【表１】

【００１５】イオン交換樹脂を製造する方法としては、
以下のように多くの方法がある。例えば、 天然の高分子であるセルロース、澱粉の水酸基を重合
触媒基として活性化し、それら高分子の存在下にアクリ
ル酸やメタアクリル酸を熱重合させて、セルロースや澱
粉にアクリル酸やメタアクリル酸をグラフト重合させ
る。 スチレンにジビニルベンゼンを混在させて重合し、架
橋ポリスチレンを生成し、架橋ポリスチレンの側鎖のベ
ンゼン基に化学的にスルホン基あるいはアミン基を導入
する。 ポリエチレンやポリプロピレンのシートをアクリル酸
やメタアクリル酸中に浸漬し、モール氏塩の存在下に放
射線重合させてシートにアクリル酸やメタアクリル酸を
グラフト重合させる。 などの方法である。

【００１６】前記の方法によって高分子鎖にイオン交換
機能を有するような極性基を結合すると、生成した高分
子は親水性が大きくなりあるいは膨潤するようになるた
め、それ自身では支持する基体としての強度が失われ
る。従って繊維の形でイオン交換樹脂を製造するため、
変性しない強い機械的強度を有する繊維を芯として、そ
のまわりにイオン交換機能を有する変性高分子を鞘とし
付着させた複合繊維をイオン交換繊維とする方法等が知
られている。しかしながら、このようなイオン交換繊維
では、再生処理を行った場合、鞘部分が処理中に溶失し
たり剥離したりするので再生可能なイオン交換繊維とは
なり得ない。本発明においては、繊維として成形された
高分子を不織布あるいは織物とし、これら不織布あるい
は織物にイオン交換基を導入した、不織布状又は織物状
イオン交換体を用いることが好ましい。

【００１７】前記したように、従来公知のイオン交換フ
ィルタは、半導体等の製造に際し、環境中に含まれる塵
埃等の粒子と同時に微量のガス状不純物物質を除去する
ため、クリーンルームの空気入口または出口に設けた微
粒子精密ろ過用ろ材に積層して設けられ、あるいは微粒
子精密ろ過用ろ材の繊維に編込まれた形でイオン交換繊
維フィルタが設けられており、従って再生して繰返し使
用されることはなく、再生して繰返し使用することは考
えられていなかった。最近では、半導体素子や光ディス
ク等の製造では、品質向上と同時にコストの低減も重要
な要素であり、クリーンルーム等に使用されるフィルタ
等も再生して繰返し使用することも考えなければならな
い。

【００１８】本発明の空気清浄用イオン交換フィルタユ
ニットはこの新しい要請に対応できるものである。この
ため本発明の空気清浄用イオン交換フィルタに使用する
フィルタ枠は、例えばポリ塩化ビニル製やポリプロピレ
ン製の枠で、強酸や強塩基の再生液に浸漬しても耐えら
れる材質の枠とする。また、イオン交換フィルタの再生
槽は、枠付フィルタがそのまま浸漬できる構造のものと
することが望ましい。

【００１９】下記の実施例においてイオン交換フィルタ
ユニットの具体的構造について詳述するが、ここで予め
その概略について以下に説明する。フィルタ枠内に組込
まれたイオン交換フィルタはイオン交換繊維の不織布や
織物が製造された状態で１枚づつシートとして使用され
ても、複数枚積層されたシートとして使用されても良
い。これらシートをフィルタ枠内に組込む際、例えば波
形に折曲げたシートとし、その折曲げたシートの間に平
板状スペーサを挿入する形でも、あるいはイオン交換繊
維のシートは平板状でスペーサを波形に折曲げたものと
しても良い。イオン交換繊維のシートもスペーサも平板
状としたのでは空気の通過抵抗が大きくなるので避けた
方が良い。また、下記の実施例の場合のように、波形の
スペーサをはさんでイオン交換繊維のシートをプリーツ
折りして空気との接触面積を大きくする形式等種々の組
込み形式が考えられる。要するに空気の通過抵抗があま
りに大きくならず、かつイオン交換繊維と空気との接触
面積が大きければ良い。

【００２０】枠付陰イオン用フィルタユニットと枠付陽
イオンフィルタユニットとは別とすることが重要であ
る。枠の大きさは特に制限されないが、フィルタユニッ
トに挿入・取外しするのに便利な大きさとする。特にフ
ィルタの再生処理に際し取扱に便利であることに留意す
ることが望ましい。本発明のイオン交換フィルタユニッ
トは、微粒子精密ろ過用ろ材用フィルタと別個に使用さ
れるので、例えば新しい外気取込み直後に新しい外気の
温湿度を調整するエアコンディショナに陰イオン交換用
フィルタユニットと陽イオン交換用フィルタユニットを
交互に組込むような使用方法が便利であるが、かかる場
合にはエアコンディショナに組込む他の機器の大きさと
の関係でフィルタ枠の大きさを調節するのか良い。また
クリーンルームのリターン部にも本発明のイオン交換フ
ィルタユニットを新らしい外気の取込み部と同時に使用
するような場合、フィルタ枠の大きさは異なっていて
も、同じであっても良い。イオン交換フィルタユニット
で除去するガス状物質は完全に除去しなければならない
ということはなく、隣接するフィルタ枠の間の隙間から
多少ガス状不純物物質が洩れることがあっても致命的で
はないからである。

【００２１】

【作用】本発明の再生可能な空気清浄用イオン交換フィ
ルタユニットの作用について説明する。しかしこの説明
は、本発明の特徴を単純明快にするためのもので、本発
明を制限するものではない。本発明は、半導体素子や光
ディスク等の製造に際して、環境中に含まれる塵埃等の
粒子を除去するばかりでなく、同時に含まれる微量のガ
ス状不純物物質を除去するために改良された空気清浄用
イオン交換フィルタユニットを提供することにある。特
に、従来の製品に欠如していた再生特性を付与し、使用
適性にも経済性にも優れた再生可能な空気清浄用イオン
交換フィルタユニットを提供することにある。この空気
清浄用イオン交換フィルタユニットを再生して繰返し使
用するということは従来行われていなかった。

【００２２】この再生可能という特性を付与するという
課題の解決から出発して特徴のある本発明の再生可能な
空気清浄用イオン交換フィルタユニットを開発した。す
なわち、本発明のイオン交換フィルタユニットは陰イ
オン交換用フィルタと陽イオンフィルタユニットとを別
のフィルタユニットとする。また、本発明のイオン交
換フィルタユニットは、予め基体とする繊維を不織布あ
るいは織物とし、これら不織布あるいは織物にイオン交
換機を導入した不織布状あるいは織物状イオン交換体を
用いるのが好ましい。

【００２３】製造したイオン交換フィルタユニットは、 ガス状物質をイオン交換繊維が有するイオン交換基に
よって化学的に吸着除去するためイオン交換フィルタ内
部（イオン交換繊維の表面）に強固に固定する。 これらイオン交換フィルタユニットから発塵すること
はない。というすぐれた機能を有し、塩化ビニルあるい
はアルミニウム製のフィルタ枠に組込み枠付陰イオン用
フィルタおよび枠付陽イオンフィルタとし、これら枠付
フィルタを微粒子精密ろ過用フィルタユニットの前段に
設けたエアコンディショナの内部に少なくとも１基づつ
設置して半導体等の製造雰囲気中にに含まれる微量のガ
ス状物質を除去することができる。さらに特筆すべき
は、本発明のイオン交換フィルタは、酸性あるいは塩
基性の再生液に浸漬してフィルタ内部に固定された吸着
物質を除去してイオン交換基を再生し、初めの機能を劣
化させることなく再利用することができる。このため、
空気清浄化のためのコストが著しく低減され、高い清浄
化を容易に達成することができる。以上が本発明の作用
である。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の空気清浄用イオン交換フィル
タユニットを組込んだクリーンルームの１例を挙げて本
発明を具体的に説明する。しかし本発明は以下の実験例
よって限定されるものではない。図１は、本発明の説明
に使用する本発明の空気清浄用イオン交換フィルタユニ
ットを組込んだクリーンルームの１例を示す図である。
図１において、クリーンルーム１０には上部に微粒子精
密ろ過用ろ材（例えばＨＥＰＡ１１）を収納したフィル
タユニットを有し、下部はグレーチングからなる開口床
１２となっており開口床の下には適当なフィルタユニッ
ト１３を備えている。クリーンルーム１０に吹込む空気
はフィルタユニット１１の上部の吹込み口から吹込む。
クリーンルーム１０内の空気の大部分はリターンスペー
ス１４を通って循環している。リターンスペース１４の
下部（クリーンルーム１０の下部）からは空気の一部分
が排気される。

【００２５】外気は、クリーンルーム１０に吹込むまで
に本発明の空気清浄用イオン交換フィルタユニットを組
込んだエアコンディショナー９を通過する。エアコンデ
ィショナー９内には、入口から順に、プレフィルタ２、
中性能フィルタ３、本発明の空気清浄用イオン交換フィ
ルタユニット１、冷却器４、加熱器５および加湿器６が
組込まれている。外気は送風機７により供給ダクトを通
ってクリーンルーム１０に吹込まれる。図１では、クリ
ーンルーム１０内で発生するイオン性ガス状不純物物質
を除去するために、開口床１２の下部およびリターンス
ペース１４の上部にも本発明の空気清浄用イオン交換フ
ィルタユニット１を設けた構造を示した。これらの本発
明のフィルタユニット１の形状もエアコンディショナー
９中の本発明のフィルタユニット１の形状と同様のフィ
ルタユニットとすれば、すべて同じ再生槽で再生できる
ので好都合である。

【００２６】次に、本発明の空気清浄用イオン交換フィ
ルタユニット２０の構造を図２および図３により説明す
る。２組の外枠ａと２組の外枠ｂで形成されたケース内
に、同一種のイオン交換繊維（例えば陽イオン交換繊
維）からなる不織布を３枚積層したシート２１をポリプ
ロピレン製スペーサ２２を介して多重のプリーツ折りさ
れた形のフィルタが嵌め込まれ、枠との間はガスケット
２３で縁止めし、両側を樹脂で密封してフィルタ枠２０
に成形される。図２に示した本発明の空気清浄用イオン
交換フィルタユニットの各部の仕様を第２表に示した。

【００２７】

【表２】

【００２８】従って、空気は図２の図面の上面側（表
面）から枠付フィルタ２０に入り、波形のスペーサ２２
の間を通って図面の裏面へ通過することになる。この間
に空気に含まれるガス状不純物物質がイオン交換フィル
タに吸収される。この例では直交流型のフィルタが用い
られ、これは図８に示すように構造となっており、イオ
ン交換繊維の不織布からなるシート２１が折返され、そ
の間にスペーサ２２（図では一部分のみ示している）が
設けられてフィルタが形成され、空気は前面又は裏面で
フィルタ層を横断し、スペーサ２２の部分ではフィルタ
層と平行して通過することになる。フィルタ層と平行し
て通る間でも十分にガス状物質はイオン交換フィルタに
吸収される。この場合、イオン交換フィルタは、直交流
型のフィルタに限られることはなく、図９に示す平行流
型のフィルタとすることもできる。図９におけるスペー
サは多孔体からなるものである。

【００２９】図１のエアコンディショナー９内のフィル
タユニット１部には前記枠付フィルタ２０は少なくとも
（陽イオン交換繊維を収納した枠と陰イオン交換繊維を
収納した枠の）が装填されている。好ましくは交互に２
枠づつ計４枠が装填されている。図１のエアコンディシ
ョナー９内のフィルタユニット１部に図２に示した枠付
フィルタ２０の陽イオン交換繊維を収納した枠と陰イオ
ン交換繊維を収納した枠を交互に２枠づつ４枠装填した
場合について、空気の送風速度と圧力損失の関係を示す
と図４の通りである。

【００３０】また、使用したイオン交換繊維をクラス１
０の雰囲気内において繊維からの塵の発生を測定した。
すなわち、クラス１０の雰囲気内において前記フィルタ
枠２０に風速０．１ｍ／ｓｅｃで０．１ミクロンのフィ
ルタで除塵した空気を循環させ、雰囲気内の塵の個数を
粒子カウンタＲＹＣＯ5200で測定した。結果を図５に示
す。塵の増加は認められなかった。

【００３１】図１のエアコンディショナー９内のフィル
タユニット１部に陽イオン交換繊維（ポリエチレン繊維
にベンゼンスルホン酸を極性基として有する陽イオン交
換繊維）を収納した枠１枚を収納し、空気吹込み口より
１０μｇ／ｍ³ （空気）〜１０００μｇ／ｍ³ （空気）
のアンモニアを含む空気を０．７８ｍ／ｓｅｃの空間速
度で送風した結果を図６に示した。ほぼ１００％の除去
性能が得られた。図１のエアコンディショナー９内のフ
ィルタユニット１部に陰イオン交換繊維（ポリエチレン
繊維に４級アンモニウムを極性基として有する陰イオン
交換繊維）を収納した枠１枚を収納し、空気吹込み口よ
り４μｇ／ｍ³ （空気）〜２５０μｇ／ｍ³ （空気）の
硝酸を含む空気を０．７０ｍ／ｓｅｃの空間速度で送風
した結果を図７に示した。ほぼ８０％の除去性能が得ら
れた。

【００３２】上記試験で使用した陽イオン交換繊維を収
納した枠を硫酸水溶液中に５分間浸漬したのち、十分に
水洗した結果陽イオン交換フィルタの性能は完全に回復
した。同様に上記試験で使用した陰イオン交換繊維を収
納した枠をアンモニア水溶液中に５分間浸漬したのち、
十分に水洗した結果陽イオン交換フィルタの性能は完全
に回復した。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の再生可能な
空気清浄用イオン交換フィルタユニットにより次のよう
な効果が得られる。 １）フィルタ基材が不織布あるいは織物であるため、フ
ィルタが軽量で、また空気を通した時圧力損失も少な
く、既存のクリーンルームやエアコンディショナ内に取
付けが容易である。 ２）イオン交換基の密度が高いために、吸着が速く、特
に極低濃度のガスの吸着除去に優れた効果を発揮でき
る。 ３）本発明のイオン交換フィルタは再生して再使用がで
きるので、空気清浄化のコストが著しく低減され、半導
体の製造コストを低下させることができる。

【００３４】４）枠体やスペーサが耐薬品性の合成樹脂
で構成されているため、イオン交換フィルタユニットを
解体しないでそのまま再生液に浸漬して処理できるた
め、操作が極めて簡単であり、その形のまま組み込んで
再使用できる。 ５）雰囲気の温度が上昇しても（最高５０℃）吸着ガス
を再放出することはない。 ６）ガス状不純物成分を除去する性能には、入口温度、
吹込み風速および雰囲気温度の影響は少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン交換フィルタユニットを組込ん
だクリーンルームの１例を示す図である。

【図２】本発明のイオン交換フィルタユニットの１例の
構造を示す正面の断面説明図である。

【図３】本発明のイオン交換フィルタユニットの１例の
構造を示す側面の断面説明図である。

【図４】本発明のイオン交換フィルタユニットの１例の
空気の送風速度と圧力損失の関係を示す図である。

【図５】本発明のイオン交換フィルタユニットからの発
塵の測定結果の１例を示す図である。

【図６】本発明のイオン交換フィルタユニットによるア
ンモニアガス除去性能の１例を示す図である。

【図７】本発明のイオン交換フィルタユニットによる硝
酸ガス除去性能の１例を示す図である。

【図８】本発明で使用できる直交流型フィルタを示す。

【図９】本発明で使用できる平行流型フィルタを示す。

【符号の説明】

１ イオン交換フィルタユニット ２ プレフィルタ ３ 中性能フィルタ ４ 冷却器 ５ 加熱器 ６ 加湿器 ７ 送風機 ９ エアコンディショナ １０ クリーンルーム １１ ＨＥＰＡ １２ 開口床 １３ フィルタユニット １４ リターンスペース ２０ 枠付フィルタ ２１ フィルタシート ２２ スペーサ ２３ ガスケット ａ 枠 ｂ 枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ 53/81 ＺＡＢ 53/50 53/81 53/56 53/58 Ｂ０１Ｊ 47/12 Ｅ 49/00 Ｍ Ｆ２４Ｆ 7/06 Ｃ Ｂ０１Ｄ 53/34 １２９ Ａ １３１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂製の枠体内に合成樹脂製のスペ
   ーサを用いて再生可能な陽イオン交換繊維よりなるイオ
   ン交換フィルタ又は再生可能な陰イオン交換繊維よりな
   るイオン交換フィルタを収納したことを特徴とする再生
   可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニット。
2. 【請求項２】 請求項１の陽イオン交換繊維よりなるイ
   オン交換フィルタを収納した再生可能な空気清浄用イオ
   ン交換フィルタユニットと、請求項１の陰イオン交換繊
   維よりなるイオン交換フィルタを収納した再生可能な空
   気清浄用イオン交換フィルタユニットとを交互に１組以
   上直列に設置したことを特徴とする再生可能な空気清浄
   用イオン交換フィルタ装置。
3. 【請求項３】 ガス状不純物を含有する空気を請求項１
   に記載の再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニ
   ットを通してガス状不純物を除去することにより清浄化
   することを特徴とする空気の清浄化方法。
4. 【請求項４】 請求項１の再生可能な空気清浄用イオン
   交換フィルタユニットを使用した後に、該フィルタユニ
   ットをそのまま再生槽内に移し、再生液により再生し、
   再生した該フィルタユニットを空気清浄用イオン交換フ
   ィルタ装置に再使用することを特徴とする請求項１に記
   載の再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニット
   の再生方法。