JPH09103624A

JPH09103624A - エアフィルター用ろ材とその製造方法

Info

Publication number: JPH09103624A
Application number: JP7264258A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tajima; 洋行田島; Ichiro Moriya; 市郎森屋; Hiroki Kitawaki; 宏紀北脇; Kazuo Goto; 和夫後藤
Original assignee: Nippon Glass Fiber Co Ltd
Current assignee: Nippon Glass Fiber Co Ltd
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】雨天時にも圧力損失が上昇しないエアフィル
ターを提供すること。【解決手段】親水性繊維をガラスマイクロファイバー
にバインダー繊維により結合させたエアフィルター用ろ
材１である。ろ材１に塩水を噴霧開始すると、ろ材１の
表面に液滴２が付着するが（図１（ａ））、ろ材１には
親水性繊維が含まれているので、ろ材１中に液滴２が吸
収される（図１（ｂ））。そして、時間が経過しても、
液滴２がろ材１の気孔３を閉塞することがないので（図
１（ｃ））、圧力損失は上昇しない。このとき、液滴２
はろ材１中の親水性繊維に一部吸収され、親水性繊維は
膨張し、その他の液滴２はろ材１全体に浸透拡散し、そ
の後は蒸発して散逸する。この現象は海塩粒子を含む海
水でも真水でも同じであり、液滴２がろ材１の一部に局
部的に集中すると、気孔３部分を塞ぐように膜が張られ
るが、本発明の場合は、浸透拡散が主で膜張りに至らな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエアフィルター用ろ
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工場では、クリーンルーム内
への海塩浸入により、歩留まりが大幅に低下するため、
外気導入口に海塩粒子除去用フィルターを設置して、海
塩の浸入を防止している。この海塩粒子除去用フィルタ
ーとして、種々のタイプのフィルターが市販されている
が、海塩粒子および一般ダスト付着による圧力損失の上
昇防止のための考案が主で、雨天での水滴付着による圧
力損失上昇対策は皆無である。

【０００３】例えば、市販されている海塩粒子除去用フ
ィルターの例としては次のようなものがある。図６（ａ）に示すように、ろ材２枚を重ねて、上流側
に密度が粗なろ材を、下流側に密度が密なろ材を配置す
ることにより、粉塵保持容量（ＤＨＣ）改善を行う。図６（ｂ）に示すように、抄紙時にろ材密度が粗な層
と密な層を設けた粗密構造化した２層抄紙からなるろ材
を得て、ＤＨＣの改善を図る。図６（ｃ）に示すように、はっ水性ガラスペーパーを
用いてろ材を作製し、ろ材下流側への水滴（海塩）の浸
入を防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のろ材
は、雨天の時に圧力損失が大幅に上昇するおそれがあ
り、エアフィルターの圧力損失の上昇でエアフィルター
を利用した設備が自動停止するおそれもある。

【０００５】これは、エアフィルターに雨滴が吸引さ
れ、エアフィルター表面が液滴で覆われるため、空気の
通過が妨害され圧力損失が上昇するためである。

【０００６】また、図７に示すように、従来のエアフィ
ルターは外気の湿度変化により圧力損失が急激に増加す
る場合がある。

【０００７】本発明の課題は雨天時にも圧力損失が上昇
しないエアフィルターを提供することである。また、本
発明の課題はエアフィルター使用設備が自動停止するお
それのないエアフィルター用ろ材を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は
（１）親水性繊維、（２）ガラスマイクロファイバー、
（３）バインダー繊維からなるエアフィルター用ろ材に
よって達成される。

【０００９】本発明はろ材に親水性を付与することによ
り、雨滴によるろ材表面への膜張り現象を無くするもの
である。本発明によると、次のような作用効果がある。（１）ろ材の構成材料の一部に親水性繊維を配合してい
るため、雨滴がろ材表面に膜張りせずに吸収され、気孔
は閉塞しないので急激な圧損上昇しない（２）耐水性熱融着繊維を配合しているので、雨滴によ
る強度低下が防止される。

【００１０】本発明のエアフィルター用ろ材の圧力損失
防止のメカニズムは図１、図２に示す模式図で説明す
る。従来の一般的なろ材は図２に示すように、ろ材に塩
水を噴霧開始すると、ろ材１の表面に液滴２が付着する
が（図２（ａ））、ろ材１は親水性でないので、次第に
液滴２の径が大きくなり（図２（ｂ））、ついには液滴
２がろ材１の気孔３を閉塞し（図２（ｃ））、圧力損失
は上昇する。

【００１１】しかし、本発明の場合には、ろ材は図１に
示すように、ろ材１に塩水を噴霧開始すると、ろ材１の
表面に液滴２が付着するが（図１（ａ））、ろ材１には
親水性繊維が含まれているので、ろ材１中に液滴２が吸
収される（図１（ｂ））。そして、時間が経過しても、
液滴２がろ材１の気孔３を閉塞することがないので（図
１（ｃ））、圧力損失は上昇しない。このとき、液滴２
はろ材１中の親水性繊維に一部吸収され、親水性繊維は
膨張し、その他の液滴２はろ材１全体に浸透拡散し、そ
の後は蒸発して散逸する。

【００１２】この現象は海塩粒子を含む海水でも真水で
も同じであり、液滴２がろ材１の一部に局部的に集中す
ると、気孔３部分を塞ぐように膜が張られるが、本発明
の場合は、浸透拡散が主で膜張りに至らない。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
本発明のエアフィルター用ろ材は少なくとも親水性付与
成分を含む構成からなる。

【００１４】本実施例のエアフィルター用ろ材は（１）
親水性繊維、（２）ガラスマイクロファイバー、（３）
バインダー繊維からなる。（１）親水性繊維としては次の条件を満たすものが望ま
しい。繊維径は０．５デニール〜８デニールのものを用い
る。繊維径が０．５デニール未満の繊維は現在製造技術
がない。また、８デニールを超えた繊維径を有する繊維
は粒子捕集効率が低下して本発明の使用目的に合わな
い。配合比率はエアフィルター用ろ材全体の重量中の３０
重量％〜９０重量％で用いる。３０重量％未満の場合、
液滴を吸収せず、そのためエアフィルターの細孔に水膜
が張り、圧力損失が上昇する。また、９０重量％を超え
た場合、エアフィルター用ろ材に強度付与機能を有する
バインダー繊維の配合量が少なくなり、強度不足が問題
となる。また親水性繊維の配合量を増加するとガラスマ
イクロファイバーの配合量が減少し、粒子捕集性能が確
保できない。例えば、親水性繊維としてはレーヨン、リ
ンター、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、パルプなど
を用いる。

【００１５】（２）ガラスマイクロファイバーはダスト
捕集性能向上のために用いるが、エアフィルター用ろ材
全体の重量中の５〜５０重量％で配合する。５重量％未
満の配合割合ではエアフィルター用ろ材の強度が不足
し、また、ガラス繊維が少ないとダスト捕集性能が不足
する。５０重量％を超えた配合割合では親水性繊維の添
加効果がなくなり、水膜張り現象が発生し、圧力損失が
上昇する。

【００１６】ガラス繊維の種類はＣガラス（含アルカリ
ガラス）、Ｅガラス（無アルカリガラス）などを用い
る。また、その繊維直径は０．５〜３μｍ程度のものを
用いる。繊維直径が０．５μｍ未満ではコスト高という
不利な点があり、３μｍを超えると粒子捕集効率低下と
いう不利な点がある。

【００１７】また、一般的にはガラスマイクロファイバ
ー表面は、親水性、撥水性を持たせるためフッ素やシリ
コンでコートする事が望ましい、親水性表面処理剤とし
ては界面活性剤、シランカップリング剤、フッ素コート
剤を用いる。

【００１８】（３）バインダー繊維は前記（１）親水性
繊維と（２）ガラスマイクロファイバーの結合剤であ
り、好ましくは耐水性のものを用いる。そして、その配
合割合はエアフィルター用ろ材全体の重量中の５〜４０
重量％で用いる。５重量％未満の配合割合では結合剤と
しての機能が不足し、ろ材の強度が弱くなり、フィルタ
ーの加工に支障を来たす。また、４０重量％を超えた配
合割合では親水性繊維の添加量が少なくなり、水膜張り
現象が発生し、圧力損失が上昇する。

【００１９】ガラスマイクロファイバーと親水性繊維と
でエアフィルター用ろ材を作製した後、これにバインダ
ーを塗布して加工した場合は、一般的にエアフィルター
用ろ材が非親水性となる。したがって、バインダー繊維
とガラスマイクロファイバーと親水性繊維を予め配合す
ることでエアフィルター用ろ材を親水性化する必要があ
る。

【００２０】バインダー繊維としては、例えば親水性材
料としてＰＶＡ、非親水性材料としてはポリエチレン繊
維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリ塩化
ビニル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ウレタン繊
維、などを用いる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を次に説明する。
ろ材の構成成分であり、ろ材に親水性を付与するための
親水性繊維としてダイワボウ（株）製の商品名ＳＢのレ
ーヨン繊維、ＡＬＰＨＡＣＥＬＬＵＬＯＳＥＣＯ．製
の商品名ＲＸＰＵＬＰのリンター繊維を用いた。前記
レーヨン繊維の繊維径は１．５デニール、長さ５ｍｍで
あり、前記リンター繊維の繊維径は１５μｍ、長さ３〜
１０ｍｍである。

【００２２】また、ダスト捕集性能向上成分材料である
ガラスマイクロファイバーとして、日本板硝子（株）製
の商品名ＭＬＦ２０８Ｃ４、繊維径０．８μｍからなる
ガラス繊維を用いた。

【００２３】また、湿潤強度付与材料として用いるバイ
ンダー繊維として（株）クラレ製の商品名ＮＢＦのポリ
プロピレン繊維および（株）クラレ製の商品名ＶＰＢの
ポリビニルアルコール繊維を用いた。前記ポリプロピレ
ン繊維の繊維径は０．７デニール、長さ５ｍｍであり、
前記ポリビニルアルコール繊維の繊維径は１デニール、
長さ３ｍｍである。

【００２４】また、各実施例についてのろ材性能の性能
評価は表１の通りであり、ろ材の塩水噴霧による圧力損
失上昇防止効果は図３に概略断面図を示す圧力損失測定
装置を用いて測定した。超音波発振子を用いて３．５％
の塩水を吸引ポンプ５で風速８．５ｃｍ／秒で空気流を
形成する風洞６に噴霧し、１ｇ／ｍ^３の濃度の塩水を超
音波発振器７の下流側に配置されたろ材１に当てる。こ
のろ材１前後の風圧をマノメータ９で測定して、ろ材１
による圧力損失を測定する。空気流量は流量計１０で計
測する。

【００２５】

【表１】

【００２６】また、実施例１、２と親水性繊維を含有し
ない一般的に使用されている市販品Ａ〜Ｄのろ材の塩水
噴霧時間と圧力損失比（ろ材が無い場合の圧力Ｐ_０に対
するろ材の存在による圧力Ｐ_ｔｓの比）を比較した結果
を図４に示す。なお、市販品Ａ〜Ｄの構成成分は、ほぼ
同一であり、ガラス繊維、チョップドストランドおよび
バインダーで構成される。

【００２７】また、本発明の一実施例と市販品のろ材の
外気の湿度変化による圧力損失の変化を示すグラフを図
５に示す。

【００２８】本発明のエアフィルター用のろ材を用いれ
ば、雨天時に液滴によりろ材が急激に圧力損失上昇する
ことを防止できる。また、ろ材が水ぬれしても強度低下
せず、ろ材が破れることがない。

【００２９】本発明のエアフィルター用のろ材は空調装
置、半導体のクリーンルーム、バイオロジカルルーム、
精密工場、製薬工場、コージェネレーション、一般ビル
空調などに用いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の海塩粒子除去用フィルターろ材の圧
力損失上昇メカニズムを説明する模式図である。

【図２】市販海塩粒子除去用フィルターろ材の圧力損
失上昇メカニズムを説明する模式図である。

【図３】本発明の一実施例のろ材の塩水噴霧による圧
力損失測定装置の断面図である。

【図４】本発明の一実施例と市販品のろ材の塩水噴霧
時間と圧力損失上昇比の測定結果を示す図である。

【図５】本発明の一実施例と市販品のろ材の外気の湿
度変化による圧力損失の変化を示す図である。

【図６】市販海塩粒子除去用フィルターの概略断面図
である。

【図７】市販海塩粒子除去用フィルターの湿度の変化
に応じた塩水噴霧時間と圧力損失上昇比との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１ろ材２液滴３気孔５吸引ポンプ６風洞７超音波発振器８ろ材９マノメータ１０流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤和夫三重県津市高茶屋小森町4902番地日本硝子繊維株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性繊維、ガラスマイクロファイバー
およびバインダー繊維からなることを特徴とするエアフ
ィルター用ろ材。
【請求項２】親水性繊維、ガラスマイクロファイバー
およびバインダー繊維を予め配合することを特徴とする
エアフィルター用ろ材の製造方法。