JPH0857225A - フィルターの製造方法 - Google Patents

フィルターの製造方法

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JPH0857225A
JPH0857225A JP20051294A JP20051294A JPH0857225A JP H0857225 A JPH0857225 A JP H0857225A JP 20051294 A JP20051294 A JP 20051294A JP 20051294 A JP20051294 A JP 20051294A JP H0857225 A JPH0857225 A JP H0857225A
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JP
Japan
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filter
gas
porous material
fluorine
dimensional mesh
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JP20051294A
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English (en)
Inventor
Motokazu Yuasa
基和 湯浅
Shigemasa Kawai
重征 河合
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撥水性及び撥油性に富み、再利用可能なフィ
ルターを製造する方法を提供する。 【構成】 連通気孔を有する3次元網目状多孔体材料
を、少なくとも一方の対向面に固体誘電体が配置された
金属電極間に配置し、0.01〜10体積%のフッ素含
有ガスと99.99〜90体積%の不活性ガスとからな
る混合ガスの雰囲気中、100〜800Torrの圧力
下で、対向電極に電圧を印加することにより発生する放
電プラズマを、上記3次元網目状多孔体材料に接触させ
て、上記3次元網目状多孔体材料の骨格表面をフッ素化
することよりなるフィルターの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、洗浄により汚れを容易
に落とすことができ、再利用可能なフィルターの製造方
法に関する。さらに詳しくは、本発明は、換気システム
の備品に付帯するフィルターの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、換気に関する関心と需要が高まっ
ており、換気装置の普及には目ざましいものがある。換
気装置は、台所等の油煙の発生する所、換気通気口等に
設置され、油煙による機器の汚れ防止及び塵芥の混入防
止等のためフィルター装着型のものが主流となってい
る。
【0003】従来、この種の換気装置用フィルターは、
ポリエステル等の繊維をほぼ一様の粗さに編む等して不
織布に形成したフィルターが用いられている。例えば、
特開平6−63328号公報には、油捕集効率向上のた
め、目の粗さの異なる不織布を積層して用いたフィルタ
ーを使用する技術が開示されているが、このようなフィ
ルターは多量の汚れが付着した場合には、新しいフィル
ターに交換する必要があり、再利用は不可能であった。
【0004】実開昭56−66731号公報には、フィ
ルターを撥水性材料で被覆することにより、汚れが付着
しにくくフィルターの交換回数が少なくなり、また、フ
ィルターを洗浄して再利用することをも可能とする技術
が開示されている。
【0005】しかしながら、多孔体基材の骨格の全表面
に撥水性材料であるフッ素樹脂、シリコン系樹脂、ゴ
ム、ポリエチレン等を被覆すると、多孔体基材と高密着
で被覆することが難しく、均一に被覆し難いため、フィ
ルターが目詰まりを起こしたり、多孔体基材の3次元網
状構造を変えてしまうおそれがあり、フィルター機能に
支障をきたす等の問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、撥水性及び撥油性に富み、再利用可能なフィルター
を製造する方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、フィル
ターを、連通気孔を有する3次元網目状多孔体材料を、
少なくとも一方の対向面に固体誘電体が配置された金属
電極間に配置し、0.01〜10体積%のフッ素含有ガ
スと99.99〜90体積%の不活性ガスとからなる混
合ガスの雰囲気中、100〜800Torrの圧力下
で、対向電極に電圧を印加することにより発生する放電
プラズマを、前記3次元網目状多孔体材料に接触させ
て、前記3次元網目状多孔体材料の骨格表面をフッ素化
して製造するところにある。
【0008】本発明で使用されるフィルターの基材は、
連通気孔を有する3次元網目状多孔体材料である。上記
3次元網目状多孔体材料は、繊維を編んだり、成形加工
して不織布状に形成したものが用いられる。上記3次元
網目状多孔体材料の材質としては、例えば、有機高分子
化合物、金属、セラミック等が挙げられ、なかでも、可
とう性があり、施工し易い有機高分子化合物が好まし
い。上記有機高分子化合物としては、例えば、ポリオレ
フィン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられ、なか
でも、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン系樹脂が好ましい。上記3次元網目状多孔体材料の厚
みは、用途に応じて適宜決定されるが、対向する電極間
に挿入可能な厚みであれば、特に限定されない。
【0009】本発明で使用されるフッ素含有ガスとして
は、例えば、4フッ化メタン(CF 4 )、6フッ化エタ
ン(C2 6 )、6フッ化プロピレン(C3 6 )等の
フッ化炭化水素ガス;1塩素化3フッ素化メタンガス
(CClF3 )等のハロゲン化炭化水素ガス;6フッ化
硫黄(SF6 )等のフッ化硫黄化合物等が挙げられ、な
かでも、安全でフッ化水素等の有害なガスが発生しない
4フッ化メタン、6フッ化エタン、6フッ化プロピレン
等が好ましい。
【0010】本発明で使用される不活性ガスとしては、
例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等の希
ガス;窒素ガス等が挙げられ、なかでも、準安定状態で
寿命が長く、フッ素含有ガスを励起するのに有利なヘリ
ウムガスを用いるのが好ましい。上記不活性ガスは、単
独又は混合ガスとして用いることができる。上記不活性
ガスとしてヘリウム以外のガスを用いる場合は、アセト
ン、メタノール等の蒸気ガス;メタン、エタン等の炭化
水素ガス等を2体積%以下混合するとよい。
【0011】上記フッ素含有ガスは、上記不活性ガスに
よって励起され、上記3次元網目状多孔体材料に接触さ
れることにより、上記3次元網目状多孔体材料の骨格表
面に、−CFx 基(Xは、1、2又は3を表す。)、フ
ッ素含有炭素膜等が強固に形成されフッ素化される。フ
ッ素化された層の厚みは、使用するフッ素含有ガスによ
って異なるが、20〜1000Å程度が好ましい。
【0012】上記フッ素含有ガスと上記不活性ガスとの
混合比は、使用するガスの種類により適宜決定される
が、上記フッ素含有ガスの濃度は0.01〜10体積%
である。上記フッ素含有ガスの濃度が0.01体積%未
満であると、フッ素の反応速度が低下し、10体積%を
超えると、高電圧を印加しても放電プラズマが発生しな
いので、上記範囲に限定される。好ましくは、0.1〜
5体積%である。
【0013】本発明においては、電圧の印加は、上記フ
ッ素含有ガスと上記不活性ガス混合ガスの雰囲気中、1
00〜800Torrの圧力下で行う。100Torr
未満であると、フッ素化が充分に進行せず、800To
rrを超えても、効果は変わらず、装置に負担をかける
ので、上記範囲に限定される。なかでも、圧力調整が容
易で装置が簡便になる700〜780Torrが好まし
い。
【0014】上記3次元網目状多孔体材料の骨格表面を
フッ素化するためには、上記3次元網目状多孔体材料を
加熱したり冷却したりしてもよいが、室温で充分であ
る。また、フッ素化のためには、処理時間は5秒程度で
充分である。
【0015】本発明のフィルターの製造方法を、図1を
参照して説明する。図1は、本発明に使用される大気圧
プラズマ表面処理装置の模式断面図である。この装置
は、電源部1、処理容器2、上部電極4及び下部電極5
から構成されている。電源部1はkHz台の周波数の電
圧を印加することができるが、耐熱性の低い3次元網目
状多孔体材料をフッ素化するには5〜30kHzの低い
周波数が好ましい。
【0016】処理容器2の材質は、電極と絶縁がとれて
いるものなら特に限定されず、例えば、ステンレス、ア
ルミニウム等の金属製のもの等が挙げられ、なかでも、
パイレックスガラス製が好ましい。
【0017】処理容器2内に一対の相対する平行平板の
上部電極4と下部電極5が配設されている。電極構造と
しては、平行平板型のほか、円筒対向平板型、球対向平
板型、双曲面対向型、同軸円筒型、複数の細線からなる
もの等を使用することができる。
【0018】上部電極4及び下部電極5の材質は、特に
限定されないが、例えば、ステンレス、真鍮等の多成分
系の金属からなるもの;銅、アルミニウム等の純金属か
らなるもの等が挙げられる。
【0019】固体誘電体6は、下部電極5の上部電極4
との対向面に配置されており、両者間の空間に放電プラ
ズマによる表面処理部3が形成される。放電プラズマ
は、対向の電極に電圧を印加することで発生するが、電
界強度5〜40kV/cm程度となるように電圧を印加
するのが好ましい。電界強度が5kV/cm未満である
と、プラズマ密度及びバイアスが小さくなるので、処理
に時間がかかり非能率的であり、40kV/cmを超え
ると、固体誘電体が高温になりアーク放電に移行する挙
動を示す。
【0020】固体誘電体6は、下部電極5の上部電極4
との対向面の全面を覆うように配置される。一部覆われ
ていない部分があると、その部分からアーク放電が生じ
てしまうので好ましくない。固体誘電体6は、上部電極
4及び下部電極5の少なくとも一方の対向面に配置され
ていれば充分である。
【0021】固体誘電体6の材質としては、例えば、ポ
リテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリカーボネート、ポリアクリレート等のプラスチ
ック;酸化ケイ素、二酸化ケイ素、ホウケイ酸ガラス等
のガラス;酸化アルミニウム、酸化チタン、二酸化チタ
ン、チタン酸バリウム等のセラミック等が挙げられる。
【0022】固体誘電体6の形状は、シート状でもフィ
ルム状でもよい。厚みは、材料にもよるが50μm〜4
mmが好ましい。厚みが50μm未満であると、高電圧
印加時に絶縁破壊が起こりアーク放電が生じ易く、4m
mを超えると、放電し難くなる。
【0023】フッ素含有ガスは、反応ガス導入管8を経
て上部電極4から、不活性ガスは、不活性ガス導入管9
から、それぞれ表面処理部3に供給される。フッ素含有
ガス及び不活性ガスは、マスフローコントローラーで流
量制御され、0.01〜10体積%のフッ素含有ガスと
99.99〜90体積%の不活性ガスとの混合ガスとし
て供給される。
【0024】フッ素含有ガスを表面処理部3に均一に供
給し、均一度の優れた処理をするためには、上部電極4
が多孔構造であることが好ましいが、例えば、フッ素含
有ガスをガス攪拌状態にて供給するか、又は、ガスを高
速で吹き付けること等により、フッ素含有ガスを表面処
理部3に均一に供給することができれば、多孔構造でな
くてもよい。
【0025】上記混合ガスの雰囲気中、100〜800
Torrの圧力下で、対向電極に電圧を印加することで
発生する放電プラズマを、固体誘電体6上に装着された
3次元網目状多孔体材料7に接触させて、3次元網目状
多孔体材料の骨格表面をフッ素化する。
【0026】上部電極4、下部電極5の距離は、固体誘
電体6の厚み、3次元網目状多孔体材料7の厚み、印加
電圧の大きさ、フッ素含有ガス流量等によって適宜決定
されるが、1〜20mmの間が好ましい。1mm未満で
あると、空間を形成し難く、未使用のガスが多くなり非
能率的であり、距離が20mmを超えると、放電プラズ
マの均一性が損なわれ易くなる。過剰のフッ素含有ガ
ス、不活性ガスは容器のガス出口10から排出する。な
お、処理容器2内に処理用ガスや不活性ガスを導入する
際には、処理容器2内に残存する空気を排気口11から
排出するようにするのが好ましい。
【0027】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。
【0028】実施例1〜5 図1に示した大気圧プラズマ表面処理装置装置(金属電
極直径120mm)を用い、処理容器内の電極間距離1
0mmの電極空間中に、直径140mm×厚み2mmの
表1記載の固体誘電体を装着した下部電極上に直径10
0mm×厚み5mmのポリプロピレン製の不織布(日本
バイリーン社製)を装着し、処理容器内を1Torrま
で排気した。
【0029】上記処理容器内に、表1に記載した組成の
フッ素含有ガスと不活性ガスを導入し、758Torr
の圧力とし、周波数15kHzの電圧を印加し、15秒
間放置した。電圧の印加に伴って、放電プラズマによる
発光が確認された。処理後の不織布に水を垂らすと、水
を弾き撥水化されていることが確認できた。
【0030】フッ素化処理の効果を比較するため、以下
の試験を行った。カーボンブラック300gが分散した
1Lの純水中に、処理した不織布を5分間浸漬し、カー
ボンブラックを付着させ60℃で1時間乾燥後、付着し
たカーボンブラックを洗浄させるために純水中で超音波
洗浄を10分間行った。
【0031】その後、不織布を取り出し、洗浄水の透過
率を測定した。不織布に付着したカーボンブラックが多
量に洗浄された場合、洗浄水中には多量のカーボンブラ
ックが分散しているため洗浄水濁り透過率は低い値を示
すが、洗浄効果の低下につれて洗浄水中に分散するカー
ボンブラック量が減少し、透過率は高い値を示す。そこ
で、透過率が50%になるまで、浸漬/洗浄(新しい洗
浄用水使用)を繰り返し、その繰り返し回数を表1に記
載した。
【0032】比較例1 実施例1で用いたポリプロピレン製の不織布を処理せず
に実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示し
た。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明のフィルターの製造方法により製
造されるフィルターは、連通気孔を有する3次元網目状
多孔体材料の骨格表面が、フッ素化されているので、汚
れを容易に落とすことができ、再利用が可能である。特
に、台所等の油煙の発生する所及び換気通気口等に設置
される換気機器のフィルターとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される装置の模式断面図。 1 電源部 2 処理容器 3 表面処理部 4 上部電極 5 下部電極 6 固体誘電体 7 3次元網目状多孔体材料 8 反応ガス導入管 9 不活性ガス導入管 10 ガス出口 11 排気口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連通気孔を有する3次元網目状多孔体材
    料を、少なくとも一方の対向面に固体誘電体が配置され
    た金属電極間に配置し、0.01〜10体積%のフッ素
    含有ガスと99.99〜90体積%の不活性ガスとから
    なる混合ガスの雰囲気中、100〜800Torrの圧
    力下で、対向電極に電圧を印加することにより発生する
    放電プラズマを、前記3次元網目状多孔体材料に接触さ
    せて、前記3次元網目状多孔体材料の骨格表面をフッ素
    化することを特徴とするフィルターの製造方法。
  2. 【請求項2】 3次元網目状多孔体材料が、ポリオレフ
    ィン系樹脂である請求項1記載のフィルターの製造方
    法。
JP20051294A 1994-08-25 1994-08-25 フィルターの製造方法 Pending JPH0857225A (ja)

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