JPH10321A - ガス吸着剤が収納されたチューブ状容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雰囲気中の有害なガス状物質を従来よりも短
時間に吸着・除去する、ガス吸着剤が収納されたチュー
ブ状容器を提供すること。 【解決手段】 雰囲気からガス状物質を選択吸着するた
めの、ガス吸着剤が収納されたチューブ状容器を、延伸
多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム及び通気性
布帛の積層シートを材料として構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス吸着剤が収納さ
れたチューブ状容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス吸着剤は一般にその環境において対
象ガスが有害であり、これを除去する必要がある場合に
設置される。例えば、ハードディスク内の有機ガスや湿
気など、半導体製造工程のエッチング槽での有害ガスな
ど、機能部品や半導体などの輸送経路においてその途中
で不意に侵入してきた有害ガス、酸性ガスなどはこのよ
うな有害ガスである。ハードディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ）内での湿気を例にとって説明すると、ＨＤＤが高湿
度になってしまうと、ヘッドとディスクが接着すると
か、腐食するなどの問題が生じ、特に結露を起こすとそ
の現象は顕著にあわられる。

【０００３】内部にガス吸着剤を含む気体透過性袋状容
器は知られている。ガス吸着剤としては、活性炭、シリ
カゲル、ゼオライト、各種粘土、アルミナ、酸化鉄、過
塩素酸マグネシウム、イオン交換樹脂、各種塩など、い
ろいろな吸着剤が使用される。気体透過性袋状容器とし
ては、不織布製の袋状容器が代表的である。特公平７─
１１４９１１号公報にポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）製の押出チューブを延伸して多孔質化したもの
を材料としたチューブ状容器を、内部にガス吸着剤を含
む気体透過性容器として使用することが開示されてい
る。このチューブ状容器によれば、微細な空孔を形成し
て微細粒子を封じ込めることができ、かつ空孔率を高く
することができるので気体透過性を低下させることはな
く、またＰＴＦＥは撥水性を有するので洗浄できるある
いは水分を含む場所で気体を吸着させることができるな
どの効果を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、最近ノート型
パソコンが急激に伸びているが、これは携帯移動される
ので、オフィス内外の移動時に環境が急激に変化する。
このような急激な湿度変化に対して吸湿剤（シリカゲ
ル）の吸湿が速ければ速いだけ、ヘッドやディスクの腐
食を防ぐことができる。このように、ガス吸着剤は、害
を及ぼすガスが製品などの対象物に達するより早く、こ
れらのガスを捕捉することが重要である。換言すれば、
ガス吸着剤の性能において対象ガスの吸着速度は非常に
重要な項目であり、より速い吸着速度が望まれる。

【０００５】本発明は、雰囲気中の有害なガス状物質を
ガス吸着剤を用いて吸着・除去するにあたり、従来より
も反応性の良好な、即ち、短時間に有害なガス状物質を
吸着・除去することを可能にする吸着剤容器を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のＰ
ＴＦＥ押出チューブを延伸して得られた多孔質ＰＴＦＥ
チューブに代えて、ＰＴＦＥ押出フィルムを延伸して得
られるＰＴＦＥ多孔質フィルムを基材としこれに通気性
布帛を積層したシートを用い、これにガス吸着剤を収納
してチューブ状容器としたときは、有害なガス状物質の
吸着・除去に必要な時間が大幅に短縮されることを発見
し、本発明を完成したものである。

【０００７】即ち、本発明によれば、雰囲気からガス状
物質を選択吸着するための、ガス吸着剤が収納されたチ
ューブ状容器であって、該チューブ状容器は延伸多孔質
ポリテトラフルオロエチレンフィルム及び通気性布帛の
積層シートを材料として構成されていることを特徴とす
るガス吸着剤が収納されたチューブ状容器が提供され
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のガス吸着剤が収納された
チューブ状容器は、主として雰囲気中の有害ガスを吸着
・除去することを目的とするものである。この雰囲気は
特に限定されるわけではなく、先に述べたハードディス
ク内や半導体製造雰囲気などの例のほか、例えば、水系
の雰囲気例えば土中に含まれる有害なガス状物質を吸着
させ、これを検出することなどにも利用することができ
る。

【０００９】また、有害ガスも、その例を先に述べた
が、有機質ガス、酸性ガス（ＳＯ_X ，ＮＯ_X など）、湿
気（水蒸気）などのいずれにも適用できる。ガス吸着剤
は、先に挙げたように、活性炭、シリカゲル、ゼオライ
ト、各種粘土、アルミナ、酸化鉄、過塩素酸マグネシウ
ム、イオン交換樹脂、各種塩など、いろいろな吸着剤が
使用できる。ガス吸着剤の形状は粒子状のほか、繊維
状、フィルム状などでもよい。例えば、活性炭繊維が日
本カイノール社から商品名「カイノール」として上市さ
れている。また、本発明の多孔質ＰＴＦＥフィルムは液
体不透過性であるので、炭酸ガスを吸着するモノメタノ
ールアミンのような液状吸着剤も使用可能である。

【００１０】本発明は、ＰＴＦＥ製チューブ状容器を延
伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと通気性布帛との積層シート
を材料として作成することを特徴としている。特公平７
─１１４９１１号公報に開示されている押出チューブは
一軸配向が強く、膜強度が低いので、膜厚を２５０μm
以上と厚くする必要がある。これに対して、本発明で使
用する延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、二軸配向を強く
することができるので、強度があり、薄くすることがで
きる。また空孔率も高くすることができる。従って、外
界と吸着剤との距離が短くなり、またガス透過抵抗も小
さいためガス応答性が速く、しかも補強の通気性布帛は
不織布やネットなどであり気体透過抵抗が低いので、全
体として、外界のガス応答性が大きく改良される。

【００１１】チューブの膜厚が薄いことは材料費を低減
する効果があり、またチューブの厚みが薄いので柔軟で
あり、ハードディスク内のように狭い空間でも適合する
ように変形できる。また押出チューブはＰＴＦＥだけな
ので端部を封止するために接着剤が必要であるが（熱圧
着だけでは封止強度が低い）、延伸多孔質ＰＴＦＥフィ
ルムと布帛の積層シートの場合、布帛を接着剤として使
用でき、高強度に封止できる。

【００１２】さらに押出チューブの容器では繊維状やフ
ィルム状の吸着剤をチューブ内に入れるのが難しいが、
本発明に従ってＰＴＦＥフィルムを使用すると、フィル
ムからチューブを作成しながら同時にそのような繊維状
やフィルム状の吸着剤をチューブ内に入れることが可能
になる。チューブ状容器を構成する延伸多孔質ＰＴＦＥ
フィルムは、例えば、特公昭５１−１８９９１号公報お
よび特公昭５６−１７２１６号公報に記載された方法に
より製造される。即ち、約９５％以上の結晶化度を有す
るポリテトラフルオロエチレン樹脂のファインパウダー
に液状潤滑剤、例えばソルベントナフサ、ホワイトオイ
ルなどの炭化水素油、石油エーテル等を添加混合して予
備成形物を作る。この場合の混合比は例えばポリテトラ
フルオロエチレン８０に対して液状潤滑剤２０である。
次にこの予備成形物を押出機を用いてダイスからフイル
ム状の所定の形状に押出して成形物を得る。得られた成
形物は液状潤滑剤を除去するか除去せずに、３２７℃以
下の未焼結状態において毎秒１０％以上の高速度で延伸
される。次にこの延伸物を延伸状態において２００〜３
９０℃で熱処理することにより収縮を防止して目的とす
るポリテトラフルオロエチレン樹脂の多孔質体を得る。
上記押出し工程でフイルム状に押し出された成形体の場
合は、延伸工程に於いて延伸操作を一方向または二方向
に行うことができ、一軸延伸フイルムまたは二軸延伸フ
イルムが得ることができる。このようにして得られたポ
リテトラフルオロエチレン樹脂の多孔質体は、フィブリ
ルと呼ばれる非常に微細な小繊維と、それらを結び付け
ているノードと呼ばれる粒状の結節とから構成されてお
り、これらのフィブリルとノードとの間に極めて微細な
空孔が相互に連続した状態で存在し、いわゆる連続多孔
質構造を形成している。

【００１３】延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの厚さは、一
般的に１〜１０００μm 、好ましくは３〜２５０μm で
よい。フィルム厚さが１０００μm を越えると、有害物
質の吸着速度が遅くなり、本発明の目的を達成できな
い。また１μm 未満では強度が不足してピンホールが発
生しやすく、収納されるガス吸着剤が漏出するおそれが
ある。従来のＰＴＦＥ押出チューブを延伸して得られた
多孔質チューブでは２５０μm 以下の薄肉のものを得る
ことは困難であった。

【００１４】延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの平均孔径
は、一般的には０．０１〜１０μm 、好ましくは０．１
〜１μm でよい。平均孔径が１０μm を越えると吸着剤
又は吸着剤の破片が漏出するおそれが強くなり、０．０
１μm 未満では有害なガス状物質の透過の抵抗が大きく
なり、吸着速度が低下する。延伸多孔質ＰＴＦＥフィル
ムの空孔率は、一般的には２０〜９８％、好ましくは７
０〜９５％でよい。空孔率が２０％未満では有害なガス
状物質の透過の抵抗が大きく吸着速度が低下する。一
方、９８％を越えると収納されるガス吸着剤が漏出する
おそれがある。従来のＰＴＦＥ押出チューブを延伸して
得られた多孔質チューブでは８０％以上の空孔率を有す
るものを得ることは困難であった。

【００１５】延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムとしては、多
孔質ＰＴＦＥフィルムを製造する際の延伸工程におい
て、一軸延伸処理されたものより二軸延伸処理により製
造された二軸延伸多孔質フィルムを用いた方が好まし
い。これは、二軸延伸処理されたものは、多孔質フィル
ムの空孔率をより高くすることが可能であり、また引っ
張り強度、引き裂き強度をより大きくすることが可能で
あるからである。

【００１６】通気性布帛は、薄膜の延伸多孔質ＰＴＦＥ
フィルムの強度を補強する役割を担うものであるが、通
気性を有することが必要であるので、織布、不織布、編
布、ネットなどのいずれでもよい。布帛として、多孔質
ＰＴＦＥフィルムより融点の低い熱可塑性樹脂から得ら
れたものを用いれば、後記するように積層シートを形成
する際あるいは積層シートを用いてチューブ状容器に成
形する際にこれを融着させることにより接着剤の役割も
兼ねることができ、強固なチューブ状容器を得ることが
できる。

【００１７】また、１つの好ましい態様において、延伸
多孔質ＰＴＦＥフィルムは、その多孔構造を構成する骨
格が撥水性及び撥油性を有する有機ポリマーにより被覆
されたものであることができる。多孔質ＰＴＦＥは界面
活性剤、有機溶剤、油性成分を含む物質と接触すると、
その有する耐久性を失うことが知られている。即ち、こ
のような物質が存在する雰囲気下で本発明のチューブ状
容器を使用すると、これらの成分が多孔質ＰＴＦＥフィ
ルムに浸透して細孔を塞ぎ、その有する撥水性や通気性
を損なうばかりでなく、内部に収容されているガス吸着
剤をぬらしてその性能を低下させることが確認された。
しかしながら、撥水性及び撥油性を有する有機ポリマー
を延伸多孔質ＰＴＦＥの多孔構造を構成する骨格に被覆
することにより、本発明のチューブ状容器は、界面活性
剤、有機溶剤、油性成分などの多孔質ＰＴＦＥの耐久性
を低下させる物質の存在する雰囲気または混入するおそ
れのある雰囲気下においても使用することが可能にな
る。

【００１８】この目的に使用できる撥水性及び撥油性を
有する有機ポリマーは、特開平８─１１００７１号公報
に記載されており、例えば、フルオロアルキルアクリレ
ート、フルオロアルキルメタクリレート、ＡＦポリマー
（デュポン社の商品名）、サイトップ（旭硝子社の商品
名）等が好適に用いられる。また特願平７─３２０８０
７号明細書に記載されているテトラフルオロエチレン
（ＴＥＦ）共重合体も使用できる。例えば、テトラフル
オロエチレンとアクリレート、メタクリレート、アクリ
ロニトリル、ビニル、アリル、アニケンとの共重合体、
特にフルオロアクリレート／テトラフルオロエチレン共
重合体、フルオロアクリレート／ヘキサフルオロプロピ
レン／テトラフルオロエチレン共重合体などが好適に用
いられる。さらに、これらの有機ポリマーを延伸多孔質
ＰＴＦＥの多孔構造を構成する骨格に被覆する方法につ
いても前記公報または明細書に記載の方法を適用でき
る。

【００１９】延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと通気性布帛
との積層は、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと通気性布帛
とを重ね、例えば、グラビアパターンロール等を用いて
部分的に熱融着して積層シートとする。また、ウレタン
樹脂系等の接着剤を用いて部分接着することも可能であ
る。有害なガス状物質の吸着効率を高める上で、通気性
布帛が延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムに融着又は接着して
いる面積をできるだけ少なくすることが必要である。

【００２０】積層シートは、延伸多孔質ＰＴＦＥフィル
ムを中央に両側に布帛を積層した３層構造のものを使用
してチューブ状に成形することも可能である。チューブ
状容器の製造は、積層シート２枚を重ね、端部を三方シ
ール又は四方シールして製造することができる。封止方
法としては、通気性布帛としてＰＴＦＥより融点の低い
ものを使用することにより、内側の通気性布帛どうしを
熱融着させて三方又は四方の端部を封止することにより
高強度に封止することが可能である。またウレタン樹脂
系、エポキシ樹脂系などの接着剤を用いて行うことも可
能である。接着剤を用いて行う場合、必ずしも通気性布
帛を内側に位置させる必要はないが、通気性布帛からの
発塵などによる周囲環境汚染の可能性を考慮すれば、こ
れは内側に位置させて封止した方がよい。

【００２１】また、積層シートを巻成してチューブ状容
器とすることも可能である。巻成の方法はスパイラルラ
ップの方が加工上最も容易で適当であるが、その他シガ
レットラップなどでも特に限定されない。成形に当たっ
てシートの一部を重ね合わせてチューブの形状にし、布
帛を加熱溶融して接着剤として作用させ又は接着剤を使
用してチューブを形成する。この場合も、限定するわけ
ではないが、通気性布帛からの発塵などによる周囲環境
汚染の可能性を考慮すれば、通気性布帛は内側に位置さ
せて封止した方がよい。

【００２２】従来のＰＴＦＥの押出チューブを延伸して
得られた多孔質ＰＴＦＥチューブから得られた容器と比
較して、本発明の多孔質ＰＴＦＥフィルムから得られた
チューブ状容器は、強度的に優れているばかりでなく、
有害なガス状物質の透過・吸収時間を大幅に短縮できる
が、これは多孔質フィルムのもつ多孔質構造、フィルム
厚さ及び空孔率などが寄与しているものと考えられる。

【００２３】

【実施例】実施例１および比較例 特公平７─１１４９１１号公報の開示に従い、内径８m
m、肉厚０．４mm、空孔率７０％、長さ３０mmの延伸多
孔質ＰＴＦＥ押出チューブ内に０．７４ｇの乾燥シリカ
ゲルを封入したものを比較例の試料Ａとして作成した。

【００２４】一方、肉厚０．０５mm、空孔率８５％の延
伸ＰＴＦＥフィルムとポリプロピレンコーティングポリ
エステル製不織布（目付２０ｇ／ｍ² ）との積層シート
（ヒートロールを用い２００℃で熱融着したもの）を用
い、これを不織布を内側に折り返して三方の端部を２２
０℃、１kg/cm²の条件で熱融着して、試料Ａと同じ内径
８mm、長さ３０mmのチューブ状容器を形成した。なお、
容器作製にあたり試料Ａと同様に０．７４ｇの乾燥シリ
カゲルを封入し、これを実施例の試料Ｂとした。

【００２５】これらの試料をガス不透過性袋に入れ、こ
れを吸収前サンプルとした。そして、これを塩化ナトリ
ウムを用いて温度２５℃、湿度７５％に調湿した密閉容
器中に入れ、同時にガス不透過性袋を開封した。その
後、これらの試料の重量の経時変化を測定した。結果を
図１に示す。比較例の試料Ａは飽和（重量変化がなくな
る）までに６００分を要したのに対して、実施例の試料
Ｂは飽和まで３００分にすぎなかった。即ち、試料Ｂは
試料Ａの倍の吸着速度を有することになる。

【００２６】実施例２ 膜厚４０μm 、平均孔径０．５μm 、空孔率９０％の多
孔質ＰＴＦＥフィルムと、厚さ１００μm 、目付５０ｇ
／ｍ² のポリプロピレン製不織布とを重ね、１８０℃熱
ロールにかけて積層シートを作製した。こお積層シート
を用いてチューブ作製機（三光機械社製スティック包袋
機）で外層をＰＴＦＥフィルム、内層を不織布とした内
径５mm、長さ５cmのチューブ状容器を作製した。なお、
このチューブ状容器作製にあたり内部にシリカゲルを３
ｇと活性炭を０．５ｇを収納してガス吸着モジュールと
した。

【００２７】

【発明の効果】本発明の吸着剤容器によれば、雰囲気中
の有害なガス状物質を従来よりも短時間に吸着・除去す
ることが可能にされ、吸着剤が製品を保護する目的をよ
り良好に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較例の吸着剤の重量経時変化を
示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雰囲気からガス状物質を選択吸着するた
   めの、ガス吸着剤が収納されたチューブ状容器であっ
   て、該チューブ状容器は延伸多孔質ポリテトラフルオロ
   エチレンフィルム及び通気性布帛の積層シートを材料と
   して構成されていることを特徴とするガス吸着剤が収納
   されたチューブ状容器。
2. 【請求項２】 前記チューブ状容器は、前記積層シート
   の２枚が布帛を内側にして重ねられ、端部が封止されて
   形成されている請求項１記載のガス吸着剤が収納された
   チューブ状容器。
3. 【請求項３】 前記チューブ状容器は、前記積層シート
   が巻成されて形成されている請求項１に記載のガス吸着
   剤が収納されたチューブ状容器。
4. 【請求項４】 延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
   フィルムが２軸延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
   フィルムである請求項１に記載のガス吸着剤が収納され
   たチューブ状容器。
5. 【請求項５】 延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
   フィルムの膜厚が１μm 〜１０００μm である請求項１
   に記載のガス吸着剤が収納されたチューブ状容器。
6. 【請求項６】 延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
   フィルムの多孔構造を構成する骨格が撥水性及び撥油性
   を有する有機ポリマーにより被覆されている請求項１に
   記載のガス吸着剤が収納されたチューブ状容器。