JPH1157346A - ガス分解性フィルター及びその製造法 - Google Patents

ガス分解性フィルター及びその製造法

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JPH1157346A
JPH1157346A JP9223942A JP22394297A JPH1157346A JP H1157346 A JPH1157346 A JP H1157346A JP 9223942 A JP9223942 A JP 9223942A JP 22394297 A JP22394297 A JP 22394297A JP H1157346 A JPH1157346 A JP H1157346A
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JP
Japan
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resin
filter
fiber
gas
functional powder
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JP9223942A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Iimura
満男 飯村
Tadanori Domoto
忠憲 道本
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス分解性フィルターを、炭素繊維または金
属繊維の表面に(A)特定のフッ素樹脂と(B)光触媒
作用を有する機能性粉末とを含む混合体が被覆された構
造とすることにより、低分子シロキサンなどの有害ガス
成分を効果的に分解するこができ、かつ耐久性に優れ、
フィルター自体から汚染物質を放出しないフィルターを
提供することができる。 【解決手段】 粒径7nmの酸化チタンを粒径0.3μ
mのPTFE樹脂のディスパージョン中にPTFE樹脂
に対して40wt%混合し攪拌する。このディスパージ
ョン中に目付け量500g/m2 の炭素繊維の不織布を
侵入し、引き上げて、100℃にて、水を乾燥する。そ
の後、380℃にて10分間焼成して、PTFE樹脂と
酸化チタンが塗布された炭素繊維の不織布からなるガス
分解性フィルターを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光を照射することに
より主に気相中の有機ガス成分を分解することを目的と
したフィルターおよびその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体のクリーンルームなどに用
いられるフィルターとしては、パーテクル汚染を防止す
るHEPA(High Efficiency Par
ticulate Air)フィルター、ULPAフィ
ルター(Ultra LowPenetration
Air)、また化学物質を吸着するケミカルフィルター
などが用いられている。パーテクル汚染を防止するHE
PA、ULPAフィルターにはガラス繊維素材のフィル
ターやフッ素樹脂素材のフィルターが用いられ、化学物
質を吸着するフィルターには活性炭繊維によるフィルタ
ーなどが用いられてきた。
【0003】また、光触媒を利用して有害物質を除去す
る方法も研究されており、例えば、特開平6−3200
10号公報には、光触媒をガラス繊維に担持した有害物
質処理用光触媒が記載されている。この有害物質処理用
光触媒は、ガラス繊維の織布を酸化チタンと有機物樹脂
からなる溶液に浸漬し乾燥、焼成し、有機物樹脂を酸化
分解して、Si−O−Ti結合の薄膜を形成したもので
ある。
【0004】また、特開平8−74171号公報には、
繊維布帛に光触媒を樹脂バインダーで固定された繊維布
帛が開示されている。この繊維布帛においては、有用な
繊維として、合成繊維、天然繊維、再生繊維が例示され
ている。さらに、この繊維布帛においては、光触媒の強
力な酸化力により、樹脂バインダーが分解されるため
に、樹脂バインダーとして、特にメラミン樹脂、エポキ
シ樹脂、フッ素樹脂を用いることが好ましいとされてい
る。これらのバインダーは水溶性のものであり比較的低
温度の120〜130℃の条件で硬化するものである。
その理由は用いられる繊維布帛が比較的耐熱性の劣る繊
維からなるため、樹脂バインダーのキュアー温度を低く
保つ必要があるからである。
【0005】さらに、特開平8−284011号公報に
は、繊維表面に光触媒を担持する手段が記載されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、既にあるフィ
ルターの中で、ガラス繊維にSi−O−Ti結合を介し
て酸化チタンを担持する繊維は有機物樹脂を焼成して酸
化分解する必要がある。したがって高温で長時間のキュ
アー時間が必要となり熱エネルギーを多量に必要とする
欠点がある。
【0007】また、特開平8−74171号公報に記載
の繊維布帛は、比較的汎用の繊維を用いた消臭繊維であ
るため、光触媒を担持する樹脂は低温で硬化するような
樹脂を選定せざるを得ない。例えばここで用いられるフ
ッ素樹脂は低分子量のフッ素樹脂であるため耐熱性が低
く、繊維表面の樹脂バインダーとしても耐久性の劣るも
のである。
【0008】さらに、特開平8−284011号公報に
記載の消臭性繊維において、用いられる樹脂バインダー
としてはポリオレフィン樹脂、ビニル系樹脂等の熱可塑
性樹脂と熱硬化性樹脂が例示されているが、これらの樹
脂バインダーは酸化チタンの酸化作用で侵され、耐久性
の点で問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のガス分解性フィルターは、光触媒作用を有
する機能性粉末がフィルター素材に担持されているフィ
ルターであって、炭素繊維または金属繊維の表面に
(A)ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE樹
脂)、テトラフルオロエチレン−六フッ化プロピレン共
重合樹脂又はテトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルコキシエチレン共重合樹脂(PFA樹脂)と(B)光
触媒作用を有する機能性粉末とを含む混合体が被覆され
た構造であることを特徴とする。
【0010】また、本発明のガス分解性フィルターは、
混合体がさらに(C)ガス吸着材を含有することが好ま
しい。さらに、本発明のガス分解性フィルターは、炭素
繊維または金属繊維に、(A)PTFE樹脂、テトラフ
ルオロエチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂又はP
FA樹脂と(B)光触媒作用を有する機能性粉末とを含
む混合体を含浸した後、(A)樹脂の融点以上に加熱す
ることによって、炭素繊維または金属繊維の表面に
(B)機能性粉末を(A)樹脂をバインダーとして強固
に固着したフィルターとすることができる。
【0011】本発明においては、有機ガスを分解するた
め光分解触媒を用いて有機物を分解する方法において、
基材となる繊維として炭素繊維または金属繊維のよう
に、化学的に不活性であり不純物質を空気中に放出しな
い繊維を用いることが最適であることを見出し、さらに
化学的に安定した難分解物質である特定の樹脂バインダ
ーを用いて光分解触媒体を強固に繊維へ固着させたフィ
ルターとすることで、優れた有機ガス分解方法を完成し
た。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる繊維は炭素繊
維又は金属繊維であり、不純物質を空気中に放出しない
繊維として好適である。金属繊維としては、例えばSU
S繊維、アルミナ繊維等が例示される。
【0013】この炭素繊維または金属繊維は、短繊維の
状態でも良く、またはその短繊維を交絡させた不燃布、
長繊維からなる布帛等も好適である。(B)光触媒作用
を有する機能性粉末としては、TiO2 ,ZnO,Fe
23,CdS,CdSe,SrTiO3 等が例示され
る。ここで酸化チタンを例にとると、アナターゼ型の粉
末であり、粒径としては0.001〜50μm、好まし
くは0.01〜10μmである。
【0014】炭素繊維又は金属繊維と光触媒粒子を結合
させるバインダーとしては、(A)PTFE樹脂、テト
ラフルオロエチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂又
はPFA樹脂の乳化重合体が好適である。
【0015】これらの(A)バインダー樹脂は先の
(B)光触媒作用を有する機能性粉末と分散、混合し易
くするため、水分散体として用いるのが適当である。水
分散体の粒径としては、0.1〜1μmが好ましい。こ
の水分散体へ(B)機能性粉末を添加して適当な攪拌を
加えて(A)バインダー樹脂と(B)機能性粉末とを分
散させる。
【0016】ここで(B)機能性粉末の(A)バインダ
ー樹脂に対する配合割合は5〜60wt%が好ましい。
次に先の炭素繊維又は金属繊維をこの(A)バインダー
樹脂と(B)機能性粉末との水分散体の中に一部または
全部を含浸して、一旦水を蒸発乾燥し、その後(A)バ
インダー樹脂の融点以上の温度、好ましくは330〜4
00℃で1〜10分間加熱して、炭素繊維又は金属繊維
と、(A)バインダー樹脂と(B)機能性粉末とを結合
させる。
【0017】このことにより、炭素繊維又は金属繊維に
(B)機能性粉末が(A)バインダー樹脂を介して強固
に接着される。
【0018】
【実施例】本発明を以下の実施例によって説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0019】実施例1 繊維として炭素繊維を用いる。炭素繊維の不織布の目付
け量は500g/m2 である。バインダー樹脂として
は、粒径0.3μmのPTFE樹脂の水によるディスパ
ージョンを用意する。光触媒作用を有する機能性粉末と
して、粒径7nmの酸化チタンを用意し、この酸化チタ
ンをPTFE樹脂のディスパージョン中にPTFE樹脂
に対して40wt%混合し攪拌する。
【0020】このディスパージョン中に活性炭不織布を
侵入し、引き上げて、100℃にて、水を乾燥する。そ
の後、380℃にて10分間焼成すると、PTFE樹脂
と酸化チタンが塗布された炭素繊維の不織布が得られ
る。
【0021】この炭素繊維不織布をガラス容器に設置
し、容器内へ一定量のポリシロキサンを導入する。ポリ
シロキサンとしてはヘキサメチルシクロポリシロキサン
(沸点153℃)を用いる。
【0022】この炭素繊維不織布へ光源(ブラックライ
ト)により紫外光(310〜400nm)を照射し、一
定時間経過毎に容器からガスを抜き取り、ガスクロマト
グラフィーにより濃度を測定した。結果を表1に示す。
【0023】実施例2 実施例1と同様の炭素繊維を用いる。実施例1と同様の
PTFE樹脂のディスパージョンを用意し、機能性粉末
をPTFE樹脂に対して10wt%混合し攪拌する。そ
の他は実施例1と同様にして焼成し、PTFE樹脂と酸
化チタンが塗布された炭素繊維不織布を得る。実施例1
と同様の試験を行なった結果を表1に示す。
【0024】実施例3 実施例1と同様の炭素繊維を用い、バインダー樹脂とし
てはPFA樹脂を用いる。粒径0.2μmのPFA樹脂
の水による50wt%のディスパージョン中へ実施例1
と同様の酸化チタンをPFA樹脂に対して60wt%混
合し攪拌する。その後は実施例1と同様に100℃で水
を乾燥し、その後350℃にて5分間焼成すると、PF
A樹脂と酸化チタンが塗布された炭素繊維の不織布が得
られる。実施例1と同様の試験を行なった結果を表1に
示す。
【0025】実施例4 繊維として繊維径30μmのステンレス繊維を用いた網
目状の厚さ0.6mmの金属布を用いる。この金属布へ
実施例1と同様の酸化チタンとPTFE樹脂の混合物を
用いて塗布したステンレス繊維からなる金属布を得た。
実施例1と同様の試験を行なった結果を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明のガス分解性フィルターは、低分
子シロキサンなどの有害ガス成分を効果的に分解するこ
ができ、かつ耐久性に優れ、フィルター自体から汚染物
質を放出しないフィルターであり、半導体のクリーンル
ームなどの幅広い用途に使用可能である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒作用を有する機能性粉末がフィル
    ター素材に担持されているフィルターであって、炭素繊
    維または金属繊維の表面に(A)ポリテトラフルオロエ
    チレン樹脂、テトラフルオロエチレン−六フッ化プロピ
    レン共重合樹脂又はテトラフルオロエチレン−パーフル
    オロアルコキシエチレン共重合樹脂と(B)光触媒作用
    を有する機能性粉末とを含む混合体が被覆された構造で
    あるガス分解性フィルター。
  2. 【請求項2】 混合体がさらに(C)ガス吸着材を含有
    する請求項1記載のガス分解性フィルター。
  3. 【請求項3】 炭素繊維または金属繊維に、(A)ポリ
    テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン
    −六フッ化プロピレン共重合樹脂又はテトラフルオロエ
    チレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂と
    (B)光触媒作用を有する機能性粉末とを含む混合体を
    含浸した後、(A)樹脂の融点以上に加熱することによ
    って、炭素繊維または金属繊維の表面に(B)機能性粉
    末を(A)樹脂をバインダーとして強固に固着したフィ
    ルターを製造する方法。
  4. 【請求項4】 炭素繊維または金属繊維に、(A)ポリ
    テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン
    −六フッ化プロピレン共重合樹脂又はテトラフルオロエ
    チレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂と
    (B)光触媒作用を有する機能性粉末と(C)ガス吸着
    材とを含む混合体を含浸した後、(A)樹脂の融点以上
    に加熱することによって、炭素繊維または金属繊維の表
    面に(B)機能性粉末と(C)ガス吸着剤とを(A)樹
    脂をバインダーとして強固に固着したフィルターを製造
    する方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002011312A (ja) * 2000-06-29 2002-01-15 Nitto Denko Corp 焼却炉排ガス処理フィルター及びその製造方法
US6620630B2 (en) 2001-09-24 2003-09-16 Extraction Systems, Inc. System and method for determining and controlling contamination
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