エアフィルタ用シート及びその製造方法並びにエアフィルタ
【解決課題】 機能剤の担持量が多く、且つ該機能剤が担体から脱落し難いエアフィルタ用シート及びその製造方法、並びに除去性能が高く、寿命が長く、且つ機能剤が脱落し難いエアフィルタを提供すること。
【解決手段】 繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布若しくはスプレーした後、又は繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理することを特徴とするエアフィルタ用シートの製造方法。機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られることを特徴とするエアフィルタ用シート。該エアフィルタ用シートを成形して得られることを特徴とするエアフィルタ。
【解決手段】 繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布若しくはスプレーした後、又は繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理することを特徴とするエアフィルタ用シートの製造方法。機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られることを特徴とするエアフィルタ用シート。該エアフィルタ用シートを成形して得られることを特徴とするエアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体・液晶製造工場等のクリーンルーム及び製造装置から発生するイオン性ガス状汚染物質及びＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）の除去、自動車製造工場、プラスチック製造工場、印刷工場内等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の除去、冷蔵庫、冷凍庫、トイレ、病院、食堂、貯蔵庫内等の脱臭、液晶や半導体の製造工場、コピー機、プリンター等で発生するオゾンの分解等に用いられるエアフィルタを製造するために用いられるエアフィルタ用シート及び該エアフィルタ用シートの製造方法、並びに該エアフィルタ用シートを成形して得られるエアフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造・液晶製造等の先端産業では、製品の歩留まりや品質、信頼性を確保するため、クリーンルーム内における空気や製品表面の汚染制御が重要となっている。特に半導体産業分野では製品の高集積度化が進むにつれ、ＨＥＰＡ、ＵＬＰＡ等を用いた粒子状汚染物質の制御に加え、イオン性ガス状汚染物質及びＴＯＣの制御が不可欠となっている。
【０００３】
イオン性ガス状汚染物質には、塩基性ガスや酸性ガスがある。このうち、例えば塩基性ガスであるアンモニアは、半導体製造時の露光工程において、露光時の解像性の悪化や、ウェハー表面の曇りの原因になるとされている。また、酸性ガスであるＳＯＸは、半導体製造時の熱酸化膜形成工程において、基板内に積層欠陥を引き起こしてデバイス特性や信頼性を悪化させる原因となる。
【０００４】
このようにイオン性ガス状汚染物質は半導体製造等において種々の困難を引き起こすため、半導体製造等で使用されるクリーンルーム内ではイオン性ガス状汚染物質の濃度が数ｕｇ／ｍ３以下であることが望まれている。
【０００５】
また、自動車製造工場では、塗装等に使用される塗料に含まれる有機溶剤が、印刷工場では、インクに含まれる有機溶剤が揮発する。そして、工場内の空気を大気へ排出する際には、排出規制値以下の濃度になるまで該有機溶剤を除去しなければならない。
【０００６】
また、半導体や液晶の製造工場では、フォトレジスト液等の分解に、紫外線照射装置が使用されており、紫外線の照射の際に高濃度のオゾンが発生する。また、半導体や液晶の洗浄には、オゾン水が使用されている。また、コピー機やプリンターでの印刷の際には、高電圧をかける時にオゾンが発生する。オゾンは人体に有害であるため、大気へ排出されないように、該オゾンを分解しなければならない。
【０００７】
そこで、従来より、被処理空気中の除去対象物を除去するために、イオン交換樹脂、活性炭、ゼオライト、金属酸化物触媒等の機能剤が担持されたエアフィルタが使用されてきた。
【０００８】
例えば、特開２００１−２５９３３９号公報（特許文献１）には、粒径が０．１〜１００μｍで、イオン交換容量が０．５〜１０ｍｅｑ／ｇである粉末状イオン交換樹脂を、パルプや熱可塑性樹脂等と混抄させた紙からなるエアフィルタ用濾材が開示されている。
【０００９】
また、該エアフィルタには、除去対象物を一定濃度以下まで除去できるという初期の除去性能に加え、該除去性能が長時間持続すること、すなわち寿命が長いことも要求されている。そのため、該エアフィルタには、吸着剤を多量に導入する必要がある。
【００１０】
例えば、特開２００３−２４７２５公報（特許文献２）には、ガス機能剤と熱可塑性樹脂とを含有する濾材シートで囲まれた多数のエア通路を平行に集積した開放セル構造体であって、前記エア通路に直行する横断面での開口率が２０％以上、前記濾材シートの密度が０．３５ｇ／ｃｍ３以上、前記開放セル構造体の単位体積当りのセル表面積が１．０ｍ２／Ｌであるエアフィルタ用開放セル構造体が開示されている。該濾材シートには、ガス機能剤が高密度に担持されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２５９３３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２４７２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特開２００１−２５９３３９号公報に記載されているエアフィルタは、イオン交換樹脂が担体（基材）のパルプ等の繊維に静電気力又は摩擦力で保持されている。このため、イオン交換樹脂の比率を高くすると、相対的に繊維の比率が下がり、該イオン交換樹脂の量が、保持可能な量を超えてしまうため、該イオン交換樹脂が脱落し易くなる。従って、該イオン交換樹脂の担持量を多くし、且つ該イオン交換樹脂を脱落し難くするために、エアフィルタを構成するシート中の繊維の量を増やさなければならない。このことにより、エアフィルタを構成するシートの厚さが厚くなり、エアフィルタの単位体積当りの開口面積が小さくなって、圧力損失が高くなるという問題があった。
【００１３】
また、特開２００３−２４７２５公報には、多数の種類の機能剤が担持されているエアフィルタ用開放セル構造体が開示されているが、該エアフィルタ用開放セル構造体では、特開２００１−２５９３３９号公報に記載されているエアフィルタと同様の方法で、機能剤が担持されているため、上記と同様に担持量を多くすると機能剤が脱落し易いという問題があった。
【００１４】
従って、本発明の目的は、機能剤の担持量が多く、且つ該機能剤が担体から脱落し難いエアフィルタ用シート及びその製造方法、並びに除去性能が高く、寿命が長く、且つ機能剤が脱落し難いエアフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮することにより、（ｉ）エアフィルタ用シートの緻密化を図り、薄くて密度の高い、すなわち、単位体積当りの担持量の高いエアフィルタ用シートを得ることができ、該繊維質担体に対する該機能剤粉末の重量比を大きくし過ぎることなく、該機能剤粉末の単位体積当りの担持量を多くすることができ、且つ（ｉｉ）該熱可塑性樹脂により、該機能剤粉末を該繊維質担体に強固に接着させることができるので、該機能剤粉末の担持量が多くても、脱落し難いエアフィルタ用シートを製造できること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明（１）は、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られるエアフィルタ用シートを提供するものである。
【００１７】
また、本発明（２）は、繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布若しくはスプレーした後、又は繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理するエアフィルタ用シートの製造方法を提供するものである。
【００１８】
また、本発明（３）は、前記本発明（１）記載のエアフィルタ用シートを成形して得られるエアフィルタを提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエアフィルタ用シートは、機能剤粉末の担持量が多く、且つ該機能剤粉末が担体から脱落し難い。また、本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、機能剤粉末の担持量が多く、且つ該機能剤が担体から脱落し難いエアフィルタ用シートを製造することができる。また、本発明のエアフェイルタは、機能剤粉末の担持量が多いので、除去性能が高く且つ寿命が長く、更に機能剤粉末が脱落し難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のエアフィルタ用シートは、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られるエアィルタ用シートである。
【００２１】
機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮することにより、エアフィルタ用シートを緻密化、すなわち、該繊維質担体を構成する繊維（以下、担体繊維と記載する。）に対する該機能剤粉末の重量比（機能剤粉末／担体繊維）を大きくし過ぎることなく、エアフィルタ用シートの単位体積当りの機能剤粉末の担持量を高くすることができる。そのため、本発明のエアフィルタ用シートは、該機能剤粉末の担持量が多く且つ該機能剤粉末が脱落し難い。
【００２２】
本発明のエアフィルタ用シート中で、該熱可塑性樹脂は、該機能剤粉末同士を接着させる接着剤として、及び該担体繊維に、該機能剤粉末を担持させる接着剤として機能している。このことにより、該機能剤粉末は、該エアフィルタ用シートに強固に担持されている。また、該熱可塑性樹脂は、複数の該担体繊維と付着し又は複数の該担体繊維を包み込んで存在している。該エアフィルタ用シートは、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている該繊維質担体を、加熱圧縮して製造されるが、もし、該熱可塑性樹脂が無いと、該担体繊維が圧縮前の状態に戻ろうとするため、圧縮後の該エアフィルタ用シートの厚みを維持することができない。すなわち、該熱可塑性樹脂は、該機能剤粉末を該担体繊維に担持させる役目に加え、近傍に存在している該担体繊維同士が離れるのを防ぎ、該エアフィルタ用シートの厚みを維持する役目も担っている。
【００２３】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を加熱圧縮する際の圧縮率は、好ましくは１０〜５０％、特に好ましくは１５〜３５％である。該圧縮率が、１０％未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり易く、また、５０％を超えると該担体繊維の反発力が大きくなり、該繊維質担体の厚みが復元し易くなる。なお、該圧縮率の求め方については、後述する。
【００２４】
本発明のエアフィルタ用シートに係る繊維質担体は、繊維により構成される織布又は不繊布であり、該繊維間に多数の空隙（以下、繊維間空隙とも記載する。）を有する多孔質の織布又は不繊布である。該繊維（担体繊維）としては、例えば、シリカ・アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維等の無機繊維；及びポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維等のポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、アラミド繊維、パルプ繊維、レーヨン繊維等の有機繊維が挙げられる。また、該担体繊維は、１種単独又は２種以上の組合わせであっても良い。該無機繊維及び該有機繊維の組合わせが、該エアフィルタの機械的強度が高くなる点で好ましく、シリカ・アルミナ繊維又はボロンレスのガラス繊維、及びポリエチレンテレフタレート繊維の組合わせが特に好ましい。また、該担体繊維として、パルプ繊維以外の繊維を用いることが、パルプ繊維の断裂物若しくは分解物、又はパルプ中のナトリウム等の無機物により、アウトガスが汚染されることがない点で好ましい。
【００２５】
該担体繊維の平均繊維径は、特に制限されないが、好ましくは０．１〜１００μｍ、特に好ましくは０．５〜５０μｍであり、該担体繊維の平均繊維長は、好ましくは０．１〜５０ｍｍ、特に好ましくは１〜１０ｍｍである。該平均繊維径及び該平均繊維長が該範囲内にあることにより、該繊維質担体の機械的強度が高くなる。
【００２６】
該機能剤粉末としては、被処理空気中の除去対象物を除去するために一般的に用いられている機能剤粉末であれば、特に制限されず、例えば、イオン交換樹脂粉末、活性炭粉末、ゼオライト粉末、金属酸化物触媒粉末等が挙げられ、１種単独又は２種以上の組み合わせであってもよい。
【００２７】
該機能剤粉末の平均粒径は、０．１〜１５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍである。該平均粒径が、０．１μｍ未満だと該担体繊維間の空隙に対する該機能剤粉末の大きさが、小さくなり過ぎるため、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し易くなり、また、１５０μｍを超えると該機能剤粉末の１個当たりの重量が大きくなり過ぎるため、十分な接着強度が得られ難くなり、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し易くなる。
【００２８】
本発明のエアフィルタ用シートに係るイオン交換樹脂粉末は、主に、イオン性ガス状汚染物質の除去に用いられる機能剤である。該イオン交換樹脂粉末は、陽イオン交換樹脂粉末又は陰イオン交換樹脂粉末の少なくとも一方であっても、又は陽イオン交換樹脂粉末及び陰イオン交換樹脂粉末の両方であってもよい。このうち、該陽イオン交換樹脂粉末に用いられる陽イオン交換樹脂の種類としては、例えば、強酸性陽イオン交換樹脂等が挙げられる。また、該陰イオン交換樹脂粉末に用いられる陰イオン交換樹脂の種類としては、例えば、強塩基性陰イオン交換樹脂等が挙げられる。
【００２９】
また、該イオン交換樹脂粉末は、イオン交換容量が、通常１〜１０ｍ当量／ｇ、好ましくは３〜６ｍ当量／ｇである。イオン交換容量が１ｍ当量／ｇ未満であると、イオン性ガス状汚染物質との反応量が小さくなり、除去性能が低下し易い。また、イオン交換容量が１０ｍ当量／ｇを超えると、イオン交換樹脂粉末を構成するイオン交換樹脂の化学的安定性が劣り、イオン交換樹脂粉末自体からイオン交換基が脱離し易くなる。
【００３０】
また、被処理空気が、塩基性ガス（アンモニア、アミン類等）及び酸性ガス（ＳＯＸ、ＮＯＸ等）の両方を含む場合、該イオン交換樹脂粉末が、陽イオン交換樹脂粉末及び陰イオン交換樹脂粉末の両方であると、塩基性ガス及び酸性ガスの両方を除去することができる点で好ましい。
【００３１】
該イオン交換樹脂粉末が、陽イオン交換樹脂粉末及び陰イオン交換樹脂粉末を含む場合、該陽イオン交換樹脂粉末と該陰イオン交換樹脂粉末の重量比は、２０：８０〜８０：２０である。該重量比が、２０：８０〜８０：２０の範囲外であると該陽イオン交換樹脂粉末又は該陰イオン交換樹脂粉末のいずれかの粉末のイオン性ガス状汚染物質との反応量が低下し易い。
【００３２】
本発明のエアフィルタ用シートに係る活性炭粉末は、主にＴＯＣの除去、オゾンの分解等に用いられる機能剤である。該活性炭粉末は、原料の種類により、木材系、石炭系、ヤシ殻系等があるが、特に制限されない。また、炭酸カリウム等の無機塩を添加した、一般に添着炭と呼ばれる活性炭粉末であってもよい。これらのうち、ヤシ殻系の活性炭粉末が、性能及び価格のバランスが良い点で好ましい。また、ＴＯＣ除去用の場合は、比表面積が大きく、且つ細孔容積が大きいものが好ましく、オゾン分解用の場合は、添着炭が好ましい。
【００３３】
本発明のエアフィルタ用シートに係るゼオライト粉末は、親水性のものと疎水性のものがある。親水性のゼオライト粉末は、主にイオン性ガス状汚染物質の除去、脱臭等に用いられる機能剤であり、疎水性のゼオライト粉末は、主にＴＯＣの除去、脱臭等に用いられる機能剤である。合成により得られる該ゼオライト粉末は、通常、酸点の対イオンがナトリウムであるナトリウム型ゼオライトであるが、該ナトリウムイオンの一部又は全部が他の金属イオンでイオン交換されたもの、脱ナトリウムしたもの、脱アルミニウムしたもの等であってもよい。また、結晶構造としては、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、ベータ型ゼオライト、モルデナイト、フェリエライト、ＺＳＭ−５等が挙げられる。これらのうち、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト及びＺＳＭ−５が、安価な点で好ましい。
【００３４】
本発明のエアフィルタ用シートに係る金属酸化物触媒粉末は、主にオゾンの分解、脱臭等に用いられる機能剤である。該金属酸化物触媒粉末としては、特に制限されず、例えば、酸化マンガン、酸化マンガン−酸化銅の混合触媒、酸化マンガン−酸化コバルトの混合触媒等が挙げられる。該金属酸化物触媒粉末の表面で、トリエチルアミン、メチルメルカプタン等の悪臭物質が分解されることにより、脱臭され、また、オゾンは酸化されて酸素分子になる。
【００３５】
また、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用が、複写機、プリンター又はＦＡＸ等の印字機器の排出ガスの浄化フィルタ用の該機能剤粉末として、好ましい。
【００３６】
本発明のエアフィルタ用シートの単位体積当たりの該機能剤粉末の含有量は、２５０ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは４００〜７００ｋｇ／ｍ３であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、４００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは６００〜１０００ｋｇ／ｍ３であり、該ゼオライト粉末の場合、５００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは７００〜１２００ｋｇ／ｍ３であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、５００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは７００〜１２００ｋｇ／ｍ３であり、該活性炭粉末の場合、２５０ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは４００〜７００ｋｇ／ｍ３であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の含有量の合計）、２５０ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは４００〜７００ｋｇ／ｍ３である。該エアフィルタ用シートの単位体積当たり該機能剤粉末の含有量が、上記含有量未満だと、エアフィルタの捕集効率が低くなるか、あるいは寿命が短くなる。なお、本発明のおいて、エアフィルタ用シートの体積とは、該担体繊維間の繊維間空隙も含めた該エアフィルタ用シートの見かけ体積のことである。
【００３７】
また、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、該エアフィルタ用シートの単位体積当たりのイオン交換容量は、１２００当量／ｍ３以上、好ましくは１５００〜６０００当量／ｍ３、特に好ましくは２０００〜４０００当量／ｍ３である。
【００３８】
該繊維質担体を構成する該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比（機能剤粉末／担体繊維）は、１〜８、好ましくは３〜５であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１〜１０、好ましくは３〜７であり、該ゼオライト粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該活性炭粉末の場合、１〜８、好ましくは３〜５であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の重量の合計／担体繊維）、１〜８、好ましくは３〜５である。該機能剤粉末の重量比が、上記重量比未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり、また、上記重量比を超えると該機能剤粉末が脱落し易い。
【００３９】
従来は、機能剤粉末の担持量を多くするために、担体繊維に対する機能剤粉末の重量比を大きくすることが行われてきた。ところが、該機能剤粉末の担持量を多くするために、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比を大きくし過ぎると、該機能剤粉末が担持されるべき担体繊維間の空隙及び繊維質担体の表面積が少なくなる。そのため、該機能剤粉末が十分に担持されず、該繊維質担体から脱落し易くなる。一方、本発明のエアフィルタ用シートは、機能剤粉末の担持量が多いにもかかわらず、担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比が、上記範囲にあるので、該機能剤粉末が脱落し難い。
【００４０】
該エアフィルタ用シートの単位面積当たりの該機能剤粉末の含有量は、５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ２であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１００ｇ／ｍ２以上、好ましくは１５０〜３００ｇ／ｍ２であり、該ゼオライト粉末の場合、１５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、１５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２であり、該活性炭粉末の場合、５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ２であり、該金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の含有量の合計）、５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ２である。該エアフィルタ用シートの単位面積当たりの該機能剤粉末の含有量が、上記含有量未満だとエアフィルタの初期性能が低くなるか、又は寿命が短くなる。
【００４１】
また、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、該エアフィルタ用シートの単位面積当たりのイオン交換容量は、３００ｍ当量／ｍ２以上、好ましくは４００〜２０００ｍ当量／ｍ２、特に好ましくは８００〜１５００ｍ当量／ｍ２である。
【００４２】
該熱可塑性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらのうち、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂が、接着力が高い点で好ましい。
【００４３】
該機能剤粉末と該熱可塑性樹脂の重量比率（機能剤粉末：熱可塑性樹脂）は、９７：３〜６０：４０、好ましくは９５：５〜８０：２０である。該機能剤粉末の重量比率が、上記範囲より少ないと、該熱可塑性樹脂が該機能剤粉末の表面を覆う面積が多くなるので、エアフィルタの除去性能が低くなり易く、また、上記範囲より多いと該機能剤粉末の接着が不十分となり、該機能剤粉末が脱落し易くなる。
【００４４】
該エアフィルタ用シートの厚みは、０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍである。該エアフィルタ用シートの厚みが、０．１ｍｍ未満だと該エアフィルタ用シートの機械的強度が低くなり易く、成形性が悪くなり易い。また、該エアフィルタ用シートの厚みが、０．５ｍｍを超えると、ハニカム構造にした時に形成されるセルの開口面積が小さくなるので、セル内の通風速度が大きくなり、除去性能が低くなり易い。
【００４５】
また、該エアフィルタ用シートの厚みを０．２〜０．３ｍｍとすることが、該エアフィルタ用シートの成形性が高くなる点で特に好ましい。平坦状のシートをコルゲート状シートへ成形する際に、シートの厚みが大きいと、ピッチが短いコルゲート状シート、例えば、ピッチの長さが３ｍｍ以下のコルゲート状シートへ成形することが困難となる。そのため、ピッチの短いコルゲート状シートへ成形するためには、シートの厚みを薄くしなければならなかった。ところが、従来のエアフィルタ用シートでは、シートの厚みを小さくするためには、繊維質担体の厚みを小さくしなければならなかったので、機能剤粉末の担持量が少なくなってしまい、厚みが小さいシートを用いて成形されるエアフィルタの性能は低かった。すなわち、従来のエアフィルタ用シートでは、該エアフィルタ用シートの成形性を向上させることと、機能剤粉末の担持量を多くすることは、相反する関係にあった。一方、本願発明のエアフィルタ用シートは、単位体積当りの担持量が多いので、シートの厚みを小さくしても、エアフィルタに必要な性能を維持できる程度の、機能剤粉末の担持量を確保することができる。すなわち、本発明のエアフィルタ用のシートを用いることにより、機能剤粉末の担持量が多く且つピッチの長さが短いコルゲート状ハニカム構造のエアフィルタを製造できる。
【００４６】
該本発明のエアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％であり、特に該機能能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合は、５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％であり、該ゼオライト粉末の場合は、１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％であり、該金属酸化物触媒粉末の場合は、１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％であり、該活性炭粉末の場合は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％である。該エアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量が、上記範囲にあることにより、該エアフィルタ用シートの成形加工性が高く、且つ該機能剤粉末が脱落し難い。該エアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量が、上記範囲未満だと該機能剤粉末が脱落し易くなり、また、上記範囲を超えると成形性が悪くなり易い。また、該エアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量が、上記範囲にあることにより、該担体繊維の表面の大部分が該機能剤粉末に覆われる。
【００４７】
このように、本発明のエアフィルタ用シートは、該イオン交換樹脂粉末、該活性炭粉末、該ゼオライト粉末又は該金属酸化物触媒等の該機能剤粉末の担持量が多く、また、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比が前記範囲にあり、且つ該熱可塑性樹脂により該機能剤粉末が強固に担持されているので、該繊維質担体から該機能剤粉末が脱落し難い。
【００４８】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、（ｉ）繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布（以下、塗布処理とも記載する。）若しくはスプレー（以下、スプレー処理とも記載する。）した後、又は（ｉｉ）繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬（以下、浸漬処理とも記載する。）した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理することにより行われる。
【００４９】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る繊維質担体は、担体繊維により構成される織布又は不織布であり、該担体繊維間に多数の空隙を有する多孔質の織布又は不織布である。本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る担体繊維は、前記本発明のエアフィルタ用シートに係る担体繊維と同様である。また、該担体繊維は、１種単独又は２種以上の組合わせであっても良い。該無機繊維及び該有機繊維の組合わせが、該エアフィルタの成形性が良くなる点で好ましく、シリカ・アルミナ繊維又はボロンレスガラス繊維、及びポリエチレンテレフタレート繊維の組合わせが特に好ましい。
【００５０】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る繊維質担体の繊維間空隙率は、特に制限されないが、好ましくは５０〜９５％、特に好ましくは７０〜９５％である。該繊維間空隙率とは、該繊維質担体の見かけ体積から、該繊維質担体中の該担体繊維の体積を引いた部分（繊維間空隙）が、該繊維質担体の見かけ体積中に占める割合をいう。該繊維間空隙率が該範囲内にあることにより、該機能剤粉末が繊維質担体の外側表面だけでなく繊維間空隙にも担持されるので、該機能剤粉末の担持量が多くなる。
【００５１】
該繊維質担体の厚みは、特に制限されないが、好ましくは０．１〜１．０ｍｍ、特に好ましくは０．２〜０．７ｍｍである。該厚みが、０．１ｍｍ未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり、また、１．０ｍｍを超えるとエアフィルタ用シートの厚みが大きくなり過ぎる。
【００５２】
該繊維質担体を製造する方法としては、例えば、該担体繊維を、湿式抄紙する方法又は乾式成形する方法が挙げられる。
【００５３】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る機能剤粉末は、前記本発明のエアフィルタ用シートに係る機能剤粉末と同様である。
【００５４】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る該熱可塑性樹脂の種類は、前記本発明のエアフィルタ用シートに係る熱可塑性樹脂と同様である。また、該スラリー中での該熱可塑性樹脂の形態は、特に制限されず、粉末状、繊維状、又は微粒子の水分散体であるエマルジョン若しくはディスパージョン等が挙げられる。また、該熱可塑性樹脂の大きさは、例えば、粉末状の場合は、平均粒径が０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍであり、繊維状の場合は、平均繊維径が０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍであり、平均繊維長が０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．３〜５ｍｍであり、エマルジョン又はディスパージョンの場合は、平均粒径が０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜１０μｍである。該平均粒径が１００μｍを超えると、又は該平均繊維長が１０ｍｍを超えると、該塗布処理、該スプレー処理又は該浸漬処理の際に、該熱可塑性樹脂が該繊維間空隙に入り難くなるので、本発明の効果を得難くなる。
【００５５】
該スラリーは、水に、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂を加え、調製することができる。該水としては、特に制限されず、例えば、イオン交換水、蒸留水、水道水、工業用水等が挙げられる。また、該熱可塑性樹脂が水に分散されているエマルジョン又はディスパージョン、あるいは、該熱可塑性樹脂が有機溶媒に溶解されている熱可塑性樹脂溶液等を用いて、該スラリーを調製することもできる。該有機溶媒に溶解されている熱可塑性樹脂溶液を用いる場合は、極性溶媒に溶解されている熱可塑性樹脂溶液であることが好ましい。
【００５６】
該スラリーは、無機バインダーを含有することができる。該無機バインダーとしては、特に制限されず、通常、エアフィルタの機能剤粉末を繊維質担体に担持するために用いられる無機バインダーを適宜用いることができる。該無機バインダーにより、乾燥後の繊維質担体に、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着される。
【００５７】
また、該スラリーは、必要に応じて、フィラー、分散剤、消泡剤、浸透剤等を含有することができる。
【００５８】
該スラリー中の該機能剤粉末の含有量は、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１５〜４０重量％、好ましくは２０〜３５重量％であり、該ゼオライト粉末の場合、２０〜５０重量％、好ましくは２５〜４０重量％であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、２０〜５０重量％、好ましくは２５〜４０重量％であり、該活性炭粉末の場合、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の含有量の合計）、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％である。該スラリー中の該機能剤粉末の含有量が、上記範囲未満だと該塗布処理等を行う回数が多くなり、効率が悪くなり易く、また、上記範囲を超えると該スラリーの粘度が高くなり、繊維間空隙に該スラリーが入り難くなる。
【００５９】
該スラリー中の該熱可塑性樹脂の含有量は、０．１〜２０重量％、好ましくは０．５〜１５重量％である。
【００６０】
該スラリー中に占める該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂の合計量は、１０〜７０重量％、好ましくは２０〜５０重量％である。該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂の合計量が、上記範囲未満だと該塗工処理等を行う回数が多くなり、効率が悪くなり易く、また、上記範囲を超えると該スラリーの粘度が高くなり、該繊維間空隙に該スラリーが入り難くなる。
【００６１】
そして、該スラリーを用いて、該塗布処理、該スプレー処理又は該浸漬処理を行い、該繊維質担体の外部表面及び繊維間空隙に、該スラリーを付着させる。該塗布処理を行う方法としては、例えば、ロールコータ又はフローコーターを用いて連続的に該繊維質担体に該スラリーを塗布する方法等があげられ、該スプレー処理を行う方法としては、例えば、該スラリーを霧状で噴射することができるスプレー等により、該繊維質担体に該スラリーを吹き付ける方法が挙げられ、該浸漬処理としては、例えば、該スラリーが入れられている浸漬槽に、該繊維質担体を一定時間静置する方法、又は該浸漬槽中で該繊維質担体を移動させる方法等が挙げられる。また、該浸漬処理の浸漬時間は、特に制限されないが、好ましくは１〜３０分、特に好ましくは５〜１５分である。これらのうち、ロールコータを用いて塗布する方法が、該繊維質担体の外部表面及び該繊維間空隙に、該スラリーを均一に付着させることができる点で好ましい。
【００６２】
次いで、乾燥処理を行う。該乾燥処理の乾燥温度は、６０〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃である。該乾燥処理の乾燥時間は、特に制限されないが、５〜１２０分である。該乾燥処理により、該スラリー中の水分を除去すると共に、該熱可塑性樹脂又は該バインダーにより該機能剤粉末を該繊維質担体に付着させることができる。
【００６３】
そして、該乾燥処理を行うことにより、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得る。
【００６４】
また、該塗布処理、該スプレー処理又は該浸漬処理、及び該乾燥処理は、２回以上行なうこともできる。
【００６５】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体において、該繊維質担体を構成する該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比（機能剤粉末／担体繊維）は、１〜８、好ましくは３〜５であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１〜１０、好ましくは３〜７であり、該ゼオライト粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該活性炭粉末の場合、１〜８、好ましくは３〜５であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の重量の合計／担体繊維）、１〜８、好ましくは３〜５である。該機能剤粉末の重量比が、上記重量比未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり、また、上記重量比を超えると該機能剤粉末が脱落し易い。なお、該重量比の調節は、該スラリー中の該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂の濃度、処理の回数等、該塗工処理、該スプレー処理又は該浸漬処理の条件を適宜選択することにより行われる。
【００６６】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得る方法の形態例を、図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は共に本発明に係る機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、ロールコータを用いて製造する方法の模式的な説明図であって、図１は塗布装置２０を一方の側面から見た図であり、図２は塗布装置２０を他方の側面から見た図、すなわち図１と反対方向の側面から見た図である。
【００６７】
先ず、図１に示すようにベルトコンベア２１上の平坦状の繊維質担体２を矢印Ａの方向に連続的に繰り出し、ロールコータ２２により、平坦状の繊維質担体２の上面（第１塗布面３１）にスラリー１１を塗布、乾燥して、平坦状の繊維質担体２の上側の外部表面（第１塗布面３１）及び繊維間空隙に、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ａを得る。次に、図２に示すように該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ａを塗布面（第１塗布面３１）が下面、未塗布面（第２塗布面３２）が上面になるように図１と上下逆にして塗布装置２０にセットし、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ａを矢印Ｂの方向に連続的に繰り出し、図１と同様にして該未塗布面（第２塗布面３２）にスラリー１１を塗布、乾燥して、平坦状の繊維質担体２の両外部表面（第１塗布面３１及び第２塗布面３２）及び繊維間空隙に、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ｂを得る。
【００６８】
なお、該スラリー１１を繊維質担体２等に塗布した後の乾燥処理は、乾燥機２３を用い、図中矢印Ｘで示す方向に熱又は熱風を当てることにより行われる。該乾燥処理の乾燥温度は、通常５０〜１３０℃、乾燥時間は通常５〜３０分である。
【００６９】
次いで、加熱圧縮処理を行う。該加熱圧縮処理は、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱しながら圧縮する処理である。このことにより、該エアフィルタ用シートの単位体積当りの該機能剤粉末の含有量（担持量）が多くなる。
【００７０】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体の圧縮率は、特に制限されないが、好ましくは１０〜５０％、特に好ましくは１５〜３５％である。該圧縮率が、１０％未満だと該機能剤粉末の担持量を多くし難く、また、５０％を超えると該担体繊維の反発力が大きくなり、該繊維質担体の厚みが復元し易くなる。該圧縮率は、該加熱圧縮処理前の厚みをＤ１ｍｍ、処理後の厚みをＤ２ｍｍとすると、次式（１）；
｛（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１｝×１００ （１）
により求められる。
【００７１】
該加熱圧縮処理を行う際の加熱温度は、該熱可塑性樹脂の種類より異なるが、好ましくは８０〜１７０℃、特に好ましくは１００〜１５０℃である。
【００７２】
該加熱圧縮処理を行う方法としては、特に制限されず、例えば、該加熱温度に加熱されたカレンダーロールに、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を通す方法、該加熱温度に加熱されたプレス機で、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体をプレスする方法等が挙げられる。
【００７３】
このように、該加熱圧縮処理を行うことにより、該熱可塑性樹脂が、複数の該担体繊維と付着し又は複数の該担体繊維を包み込む。そのことにより、近傍に存在している該担体繊維同士が離れるのを防ぐことができるので、圧縮後の該エアフィルタ用シートの厚みを維持することができる。また、該加熱圧縮処理を行うことにより、該熱可塑性樹脂により、該機能剤粉末を該繊維質担体に強固に接着させることができる。
【００７４】
該熱可塑性樹脂粉末が無いと、加熱圧縮処理後の機能剤粉末が付着されている繊維質担体は、厚みを維持することができず、処理前の厚みに戻ろうとする。そのため、エアフィルタ用シートの単位体積当たりの該機能剤粉末の担持量を多くすることが困難となる。従って、該熱可塑性樹脂粉末を用いずに、エアフィルタ用シートの単位体積当りの該機能剤粉末の担持量を多くするためには、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比を、大きくしなければならない。ところが、該重量比を大きくし過ぎると、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し易くなる。すなわち、該熱可塑性樹脂を使用しない場合には、機能剤粉末の担持量を多くすることと、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し難くすることは、相反する関係にある。
【００７５】
それに対し、該熱可塑性樹脂を使用する本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比を大きくし過ぎることなく、該機能剤粉末の担持量を多くすることができる。従って、本発明のエアフィルタ用シート及びエアフィルタ用シートの製造方法により得られるエアフィルタ用シートは、該機能剤粉末の担持量が多く、且つ該機能剤粉末が脱落し難い。また、該加熱圧縮処理を行うことにより、該熱可塑性樹脂により、該機能剤粉末を繊維質担体に強固に接着させることができるので、該機能剤粉末が更に脱落し難くなる。
【００７６】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、前記本発明のエアフィルタ用シートの製造に好適に用いられる。
【００７７】
本発明のエアフィルタは、前記本発明のエアフィルタ用シートを、常法を用いて成形して得られる。該エアフィルタの形状としては、特に制限されず、例えば、コルゲート状の該エアフィルタ用シートと平坦状の該エアフィルタ用シートを交互に積層して得られる構造（コルゲート状ハニカム構造）、波折りに加工したプリーツ形状の該エアフィルタ用シートと通気方向に対して直角に平坦状の該エアフィルタ用シートを順に積層して得られる構造等が挙げられ、これらのうち、コルゲート状ハニカム構造が、被処理空気の流路が通気方向に対して平行流となるため、圧力損失が低く、周辺機器をコンパクトにでき、低コストが可能になる点で好ましい。
【００７８】
該コルゲート状ハニカム構造について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本発明で用いられるコルゲート状ハニカム構造の模式的な斜視図である。エアフィルタ４２は、平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４とが交互に積層されてなるものであり、平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４との間に、コルゲート状エアフィルタ用シートの山部４５の連続した方向に延びた略半円柱状の空洞４６が形成される。このような構造のコルゲート状ハニカム構造を有するケミカルフィルタでは、開口部４７から被処理空気を導入すると、被処理空気が空洞４６を通過することができるようになっている。
【００７９】
平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４とを、コルゲート状エアフィルタ用シート４４を中芯として交互に積層してコルゲート状ハニカム構造のエアフィルタ４２を形成する。この場合、平坦状エアフィルタ用シート４３と中芯であるコルゲート状エアフィルタ用シート４４とは、コルゲート状エアフィルタ用シート４４（中芯）の上下の山部４５、４５と平坦状エアフィルタ用シート４３とを接着剤で接着して一体化したものとしてもよいし、接着等を行わずにこれらを単に積層し該積層したものを枠体等に収めて固定しただけのものとしてもよい。平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４との接着に用いられる接着剤としては、例えば、アクリル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００８０】
図４は、エアフィルタ４２において開口部４７に平行な面で切った模式的な断面図である。図４において、平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４とは、コルゲート状エアフィルタ用シート４４の山部４５が平坦状エアフィルタ用シート４３と接着されている。本発明で用いられるエアフィルタ４２の山高さ（図４中、符号ｈ）は、通常０．５〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍ、さらに好ましくは１〜２ｍｍである。また、該エアフィルタ２のピッチ（図４中、符号ｐ）は、通常１〜２０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ、さらに好ましくは２〜４ｍｍである。本発明において、山高さ及びピッチが上記範囲内にあると、除去対象物の除去効率と圧力損失とのバランスがよいため好ましい。
【００８１】
また、該エアフィルタに担持されている機能剤粉末が、イオン交換樹脂粉末の場合は、該エアフィルタの単位体積当たりのイオン交換容量は、８００当量／ｍ３以上、好ましくは１０００〜２０００当量／ｍ３である。
【００８２】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００８３】
（実施例１）
（混合スラリーの調製）
強酸性陽イオン交換樹脂１００重量部、及びポリエチレン樹脂固形分換算で１０重量部のポリエチレンディスパージョンを、水１５０重量部に混合し、固形分濃度４０重量％の混合スラリー（Ａ）を調製した。
・強酸性陽イオン交換樹脂；ダイヤイオン、三菱化学社製、平均粒径２０μｍ、イオン交換容量５．０ｍ当量／ｇ
・ポリエチレンディスパージョン；ケミパール、三井化学社製、ポリエチレン樹脂固形分４５重量％、ポリエチレン樹脂の平均粒径０．１μｍ以下
【００８４】
（エアフィルタ用シートの作製）
８０重量％のボロンレスガラス繊維（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）及び２０重量％のポリエチレンテレフタレート樹脂繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）により構成される平坦状繊維質担体２（厚さ０．４ｍｍ、繊維間空隙率９０％）の上面に、上記混合スラリー（Ａ）１１をロールコーター２２を用いて塗布し、さらに乾燥機２３で８０℃に乾燥させて、平坦状繊維質担体２に強酸性イオン交換樹脂及びポリエチレン樹脂が付着された平坦状の片面塗布繊維質担体３ａを巻き取った（図１）。次に、該片面塗布繊維質担体３ａを上記塗布面が下面になるようにセットした後、塗布面が形成されていない上面について、上記と同様に混合スラリー（Ａ）を塗布し乾燥させて、強酸性イオン交換樹脂及びポリエチレン樹脂が付着された平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを巻き取った。
【００８５】
次に、平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを、圧延装置を用いて、１２０℃で、０．３ｍｍに加熱圧縮し、平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）を得た。この時の圧縮率は２５％であった。該平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）の単位体積当りの該強酸性イオン交換樹脂の含有量は６５０ｋｇ／ｍ３、単位体積当りのイオン交換容量は３２５０当量／ｍ３、担体繊維に対する強酸性イオン交換樹脂の重量比は５、該エアフィルタ用シート（Ａ）中の担体繊維の含有量は１６重量％であった。
【００８６】
（エアフィルタの作製）
次に、上下一対の波形コルゲータの間に、該平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）を通して、コルゲート状エアフィルタ用シート（Ａ）を作製した。該コルゲート状エアフィルタ用シート（Ａ）の山部に接着剤としてアクリルエマルジョンを塗布した後、上記平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）を重ね合わせて積層した。該コルゲート状エアフィルタ用シート（Ａ）と該平坦状エアフィルタ用シートの積層を、通気方向が同一方向になるようにして繰り返して行い、図３及び図４に示すような中芯のピッチ（図４中、符号ｐ）が２．５ｍｍ、山高さ（図４中、符号ｈ）が１．５ｍｍのコルゲート状ハニカム構造を有するエアフィルタ（Ａ）を得た。
【００８７】
該エアフィルタＡを、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４０ｍｍになるようにカットし、これをアルミニウム製の枠材に嵌め込んだ。
【００８８】
該エアフィルタ（Ａ）の単位体積当たりの強酸性イオン交換樹脂の担持量は２６０ｋｇ／ｍ３、単位体積当たりのイオン交換容量は１３００当量／ｍ３であった。
【００８９】
（エアフィルタの性能の測定）
該エアフィルタ（Ａ）用い、下記条件でアンモニアの除去率の経時的変化及びエアフィルタ（Ａ）の寿命を測定した。なお、実際のクリーンルームで問題となるアンモニア濃度は数μｇ／ｍ３であるが、加速試験とするために、アンモニア濃度を２４０μｇ／ｍ３にした。その結果、該エアフィルタ（Ａ）の寿命は１５００時間であった。また、この条件で該エアフィルタ（Ａ）の圧力損失を測定したところ、３５Ｐａであった。なお、エアフィルタの寿命はアンモニアの除去率が９０％まで低下した時点における時間とした。
【００９０】
＜試験条件＞
・通気ガスの組成 ：アンモニアを２４０μｇ／ｍ３含む空気
・通気ガスの温度及び湿度：２３℃、５０％ＲＨ
・除去対象ガス ：アンモニア
・通気風速 ：０．５ｍ／ｓ
【００９１】
（比較例１）
（混合スラリーの調製）
実施例１と同様の方法で、混合スラリー（Ａ）を調製した。
【００９２】
（エアフィルタ用シートの作製）
８０重量％のボロンレスガラス繊維（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）、及び２０重量％のポリエチレンテレフタレート樹脂繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）により構成される平坦状繊維質担体２（厚さ０．４ｍｍ、繊維間空隙率５０％）の上面に、上記混合スラリー（Ａ）１１をロールコーター２２を用いて塗布し、さらに乾燥機２３で８０℃に乾燥させて、平坦状繊維質担体２に強酸性イオン交換樹脂が担持された平坦状の片面塗布繊維質担体３ａを巻き取った（図１）。次に、該片面塗布繊維質担体３ａを上記塗布面が下面になるようにセットした後、塗布面が形成されていない上面について、上記と同様に混合スラリー（Ｂ）を塗布し乾燥させて、強酸性イオン交換樹脂が担持された平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを巻き取り、平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）を得た。該平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）の単位体積当りの該強酸性イオン交換樹脂の含有量は２２０ｋｇ／ｍ３、単位体積当りのイオン交換容量は１１００当量／ｍ３、担体繊維に対する強酸性イオン交換樹脂の重量比は０．５、該平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）中の担体繊維の含有量は６５重量％であった。
【００９３】
（エアフィルタの作製）
該平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）に代えて、平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）とし、山高さを１．５ｍｍにすることに代えて、山高さを１．７ｍｍにする以外は実施例１と同様の方法で行い、エアフィルタ（Ｂ）を得た。
【００９４】
該エアフィルタ（Ｂ）を、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４０ｍｍになるようにカットし、これをアルミニウム製の枠材に嵌め込んだ。
【００９５】
該エアフィルタ（ｂ）の単位体積当たり強酸性イオン交換樹脂の担持量は１００ｋｇ／ｍ３、イオン交換容量は５００当量／ｍ３であった。
【００９６】
（エアフィルタの性能の測定）
エアフィルタ（Ａ）に代えて、エアフィルタ（Ｂ）とする以外は実施例１と同様の方法で行った。その結果、該エアフィルタ（Ｂ）の寿命は６００時間であった。また、この条件で該エアフィルタ（Ｂ）の圧力損失を測定したところ、４５Ｐａであった。
【００９７】
（比較例２）
（混合スラリーの調製）
実施例１で用いた強酸性陽イオン交換樹脂１００重量部、及びシリカ固形分換算で１０重量部のコロイダルシリカを、水１４０重量部に混合し、固形分濃度４０重量％の混合スラリー（Ｂ）を調製した。
・コロイダルシリカ；スノーテックス、日産化学社製、シリカ固形分３０重量％
【００９８】
（エアフィルタ用シートの作製）
８０重量％のボロンレスガラス繊維（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）及び２０重量％のポリエチレンテレフタレート樹脂繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）により構成される平坦状繊維質担体２（厚さ０．４ｍｍ、繊維間空隙率９７％）の上面に、上記混合スラリー（Ｂ）１１をロールコーター２２を用いて塗布し、さらに乾燥機２３で８０℃に乾燥させて、平坦状繊維質担体２に強酸性イオン交換樹脂が付着された平坦状の片面塗布繊維質担体３ａを巻き取った（図１）。次に、該片面塗布繊維質担体３ａを上記塗布面が下面になるようにセットした後、塗布面が形成されていない上面について、上記と同様に混合スラリー（Ｂ）を塗布し乾燥させて、強酸性イオン交換樹脂が付着された平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを巻き取った。
次に、平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを、圧延装置を用いて、１２０℃で、０．３ｍｍに加熱圧縮し、平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）を得た。該加熱圧縮後、該平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）の厚さは、０．４ｍｍに復元した。従って、この時の圧縮率は０％であった。厚さが復元した後の平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）の単位体積当りの該強酸性イオン交換樹脂の含有量は５２５ｋｇ／ｍ３、単位体積当りのイオン交換容量は２６２５当量／ｍ３、担体繊維に対する強酸性イオン交換樹脂の重量比は１６、該エアフィルタ用シート（Ｃ）中の担体繊維の含有量は４重量％であった。
【００９９】
（エアフィルタの作製）
上記エアフィルタ用シート（Ｃ）を上下一対の波形コルゲータの間に、該平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）を通して、コルゲート状エアフィルタ用シート（Ｃ）の作製を試みたが、該エアフィルタ用シート（Ｃ）からのイオン交換樹脂の脱落が激しく加工が困難であり、結果としてフィルタを作製することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、ロールコータを用いて製造する方法の一方から見た模式的な説明図である。
【図２】機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、ロールコータを用いて製造する方法の他方から見た模式的な説明図である。
【図３】コルゲート状ハニカム構造の模式的な斜視図である。
【図４】エアフィルタ４２を開口部４７に平行な面で切った模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
２ 繊維質担体
３ａ、３ｂ 機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体
１１ スラリー
２０ 塗布装置
２１ ベルトコンベア
２２ ロールコータ
２３ 乾燥機
３１ 第１塗布面
３２ 第２塗布面
４２ エアフィルタ
４３ 平坦状エアフィルタ用シート
４４ コルゲート状エアフィルタ用シート
４５ 山部
４６ 空洞
４７ 開口部
ｈ 山高さ
ｐ ピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体・液晶製造工場等のクリーンルーム及び製造装置から発生するイオン性ガス状汚染物質及びＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）の除去、自動車製造工場、プラスチック製造工場、印刷工場内等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の除去、冷蔵庫、冷凍庫、トイレ、病院、食堂、貯蔵庫内等の脱臭、液晶や半導体の製造工場、コピー機、プリンター等で発生するオゾンの分解等に用いられるエアフィルタを製造するために用いられるエアフィルタ用シート及び該エアフィルタ用シートの製造方法、並びに該エアフィルタ用シートを成形して得られるエアフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造・液晶製造等の先端産業では、製品の歩留まりや品質、信頼性を確保するため、クリーンルーム内における空気や製品表面の汚染制御が重要となっている。特に半導体産業分野では製品の高集積度化が進むにつれ、ＨＥＰＡ、ＵＬＰＡ等を用いた粒子状汚染物質の制御に加え、イオン性ガス状汚染物質及びＴＯＣの制御が不可欠となっている。
【０００３】
イオン性ガス状汚染物質には、塩基性ガスや酸性ガスがある。このうち、例えば塩基性ガスであるアンモニアは、半導体製造時の露光工程において、露光時の解像性の悪化や、ウェハー表面の曇りの原因になるとされている。また、酸性ガスであるＳＯＸは、半導体製造時の熱酸化膜形成工程において、基板内に積層欠陥を引き起こしてデバイス特性や信頼性を悪化させる原因となる。
【０００４】
このようにイオン性ガス状汚染物質は半導体製造等において種々の困難を引き起こすため、半導体製造等で使用されるクリーンルーム内ではイオン性ガス状汚染物質の濃度が数ｕｇ／ｍ３以下であることが望まれている。
【０００５】
また、自動車製造工場では、塗装等に使用される塗料に含まれる有機溶剤が、印刷工場では、インクに含まれる有機溶剤が揮発する。そして、工場内の空気を大気へ排出する際には、排出規制値以下の濃度になるまで該有機溶剤を除去しなければならない。
【０００６】
また、半導体や液晶の製造工場では、フォトレジスト液等の分解に、紫外線照射装置が使用されており、紫外線の照射の際に高濃度のオゾンが発生する。また、半導体や液晶の洗浄には、オゾン水が使用されている。また、コピー機やプリンターでの印刷の際には、高電圧をかける時にオゾンが発生する。オゾンは人体に有害であるため、大気へ排出されないように、該オゾンを分解しなければならない。
【０００７】
そこで、従来より、被処理空気中の除去対象物を除去するために、イオン交換樹脂、活性炭、ゼオライト、金属酸化物触媒等の機能剤が担持されたエアフィルタが使用されてきた。
【０００８】
例えば、特開２００１−２５９３３９号公報（特許文献１）には、粒径が０．１〜１００μｍで、イオン交換容量が０．５〜１０ｍｅｑ／ｇである粉末状イオン交換樹脂を、パルプや熱可塑性樹脂等と混抄させた紙からなるエアフィルタ用濾材が開示されている。
【０００９】
また、該エアフィルタには、除去対象物を一定濃度以下まで除去できるという初期の除去性能に加え、該除去性能が長時間持続すること、すなわち寿命が長いことも要求されている。そのため、該エアフィルタには、吸着剤を多量に導入する必要がある。
【００１０】
例えば、特開２００３−２４７２５公報（特許文献２）には、ガス機能剤と熱可塑性樹脂とを含有する濾材シートで囲まれた多数のエア通路を平行に集積した開放セル構造体であって、前記エア通路に直行する横断面での開口率が２０％以上、前記濾材シートの密度が０．３５ｇ／ｃｍ３以上、前記開放セル構造体の単位体積当りのセル表面積が１．０ｍ２／Ｌであるエアフィルタ用開放セル構造体が開示されている。該濾材シートには、ガス機能剤が高密度に担持されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２５９３３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２４７２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特開２００１−２５９３３９号公報に記載されているエアフィルタは、イオン交換樹脂が担体（基材）のパルプ等の繊維に静電気力又は摩擦力で保持されている。このため、イオン交換樹脂の比率を高くすると、相対的に繊維の比率が下がり、該イオン交換樹脂の量が、保持可能な量を超えてしまうため、該イオン交換樹脂が脱落し易くなる。従って、該イオン交換樹脂の担持量を多くし、且つ該イオン交換樹脂を脱落し難くするために、エアフィルタを構成するシート中の繊維の量を増やさなければならない。このことにより、エアフィルタを構成するシートの厚さが厚くなり、エアフィルタの単位体積当りの開口面積が小さくなって、圧力損失が高くなるという問題があった。
【００１３】
また、特開２００３−２４７２５公報には、多数の種類の機能剤が担持されているエアフィルタ用開放セル構造体が開示されているが、該エアフィルタ用開放セル構造体では、特開２００１−２５９３３９号公報に記載されているエアフィルタと同様の方法で、機能剤が担持されているため、上記と同様に担持量を多くすると機能剤が脱落し易いという問題があった。
【００１４】
従って、本発明の目的は、機能剤の担持量が多く、且つ該機能剤が担体から脱落し難いエアフィルタ用シート及びその製造方法、並びに除去性能が高く、寿命が長く、且つ機能剤が脱落し難いエアフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮することにより、（ｉ）エアフィルタ用シートの緻密化を図り、薄くて密度の高い、すなわち、単位体積当りの担持量の高いエアフィルタ用シートを得ることができ、該繊維質担体に対する該機能剤粉末の重量比を大きくし過ぎることなく、該機能剤粉末の単位体積当りの担持量を多くすることができ、且つ（ｉｉ）該熱可塑性樹脂により、該機能剤粉末を該繊維質担体に強固に接着させることができるので、該機能剤粉末の担持量が多くても、脱落し難いエアフィルタ用シートを製造できること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明（１）は、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られるエアフィルタ用シートを提供するものである。
【００１７】
また、本発明（２）は、繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布若しくはスプレーした後、又は繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理するエアフィルタ用シートの製造方法を提供するものである。
【００１８】
また、本発明（３）は、前記本発明（１）記載のエアフィルタ用シートを成形して得られるエアフィルタを提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエアフィルタ用シートは、機能剤粉末の担持量が多く、且つ該機能剤粉末が担体から脱落し難い。また、本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、機能剤粉末の担持量が多く、且つ該機能剤が担体から脱落し難いエアフィルタ用シートを製造することができる。また、本発明のエアフェイルタは、機能剤粉末の担持量が多いので、除去性能が高く且つ寿命が長く、更に機能剤粉末が脱落し難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のエアフィルタ用シートは、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られるエアィルタ用シートである。
【００２１】
機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮することにより、エアフィルタ用シートを緻密化、すなわち、該繊維質担体を構成する繊維（以下、担体繊維と記載する。）に対する該機能剤粉末の重量比（機能剤粉末／担体繊維）を大きくし過ぎることなく、エアフィルタ用シートの単位体積当りの機能剤粉末の担持量を高くすることができる。そのため、本発明のエアフィルタ用シートは、該機能剤粉末の担持量が多く且つ該機能剤粉末が脱落し難い。
【００２２】
本発明のエアフィルタ用シート中で、該熱可塑性樹脂は、該機能剤粉末同士を接着させる接着剤として、及び該担体繊維に、該機能剤粉末を担持させる接着剤として機能している。このことにより、該機能剤粉末は、該エアフィルタ用シートに強固に担持されている。また、該熱可塑性樹脂は、複数の該担体繊維と付着し又は複数の該担体繊維を包み込んで存在している。該エアフィルタ用シートは、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている該繊維質担体を、加熱圧縮して製造されるが、もし、該熱可塑性樹脂が無いと、該担体繊維が圧縮前の状態に戻ろうとするため、圧縮後の該エアフィルタ用シートの厚みを維持することができない。すなわち、該熱可塑性樹脂は、該機能剤粉末を該担体繊維に担持させる役目に加え、近傍に存在している該担体繊維同士が離れるのを防ぎ、該エアフィルタ用シートの厚みを維持する役目も担っている。
【００２３】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を加熱圧縮する際の圧縮率は、好ましくは１０〜５０％、特に好ましくは１５〜３５％である。該圧縮率が、１０％未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり易く、また、５０％を超えると該担体繊維の反発力が大きくなり、該繊維質担体の厚みが復元し易くなる。なお、該圧縮率の求め方については、後述する。
【００２４】
本発明のエアフィルタ用シートに係る繊維質担体は、繊維により構成される織布又は不繊布であり、該繊維間に多数の空隙（以下、繊維間空隙とも記載する。）を有する多孔質の織布又は不繊布である。該繊維（担体繊維）としては、例えば、シリカ・アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維等の無機繊維；及びポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維等のポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、アラミド繊維、パルプ繊維、レーヨン繊維等の有機繊維が挙げられる。また、該担体繊維は、１種単独又は２種以上の組合わせであっても良い。該無機繊維及び該有機繊維の組合わせが、該エアフィルタの機械的強度が高くなる点で好ましく、シリカ・アルミナ繊維又はボロンレスのガラス繊維、及びポリエチレンテレフタレート繊維の組合わせが特に好ましい。また、該担体繊維として、パルプ繊維以外の繊維を用いることが、パルプ繊維の断裂物若しくは分解物、又はパルプ中のナトリウム等の無機物により、アウトガスが汚染されることがない点で好ましい。
【００２５】
該担体繊維の平均繊維径は、特に制限されないが、好ましくは０．１〜１００μｍ、特に好ましくは０．５〜５０μｍであり、該担体繊維の平均繊維長は、好ましくは０．１〜５０ｍｍ、特に好ましくは１〜１０ｍｍである。該平均繊維径及び該平均繊維長が該範囲内にあることにより、該繊維質担体の機械的強度が高くなる。
【００２６】
該機能剤粉末としては、被処理空気中の除去対象物を除去するために一般的に用いられている機能剤粉末であれば、特に制限されず、例えば、イオン交換樹脂粉末、活性炭粉末、ゼオライト粉末、金属酸化物触媒粉末等が挙げられ、１種単独又は２種以上の組み合わせであってもよい。
【００２７】
該機能剤粉末の平均粒径は、０．１〜１５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍである。該平均粒径が、０．１μｍ未満だと該担体繊維間の空隙に対する該機能剤粉末の大きさが、小さくなり過ぎるため、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し易くなり、また、１５０μｍを超えると該機能剤粉末の１個当たりの重量が大きくなり過ぎるため、十分な接着強度が得られ難くなり、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し易くなる。
【００２８】
本発明のエアフィルタ用シートに係るイオン交換樹脂粉末は、主に、イオン性ガス状汚染物質の除去に用いられる機能剤である。該イオン交換樹脂粉末は、陽イオン交換樹脂粉末又は陰イオン交換樹脂粉末の少なくとも一方であっても、又は陽イオン交換樹脂粉末及び陰イオン交換樹脂粉末の両方であってもよい。このうち、該陽イオン交換樹脂粉末に用いられる陽イオン交換樹脂の種類としては、例えば、強酸性陽イオン交換樹脂等が挙げられる。また、該陰イオン交換樹脂粉末に用いられる陰イオン交換樹脂の種類としては、例えば、強塩基性陰イオン交換樹脂等が挙げられる。
【００２９】
また、該イオン交換樹脂粉末は、イオン交換容量が、通常１〜１０ｍ当量／ｇ、好ましくは３〜６ｍ当量／ｇである。イオン交換容量が１ｍ当量／ｇ未満であると、イオン性ガス状汚染物質との反応量が小さくなり、除去性能が低下し易い。また、イオン交換容量が１０ｍ当量／ｇを超えると、イオン交換樹脂粉末を構成するイオン交換樹脂の化学的安定性が劣り、イオン交換樹脂粉末自体からイオン交換基が脱離し易くなる。
【００３０】
また、被処理空気が、塩基性ガス（アンモニア、アミン類等）及び酸性ガス（ＳＯＸ、ＮＯＸ等）の両方を含む場合、該イオン交換樹脂粉末が、陽イオン交換樹脂粉末及び陰イオン交換樹脂粉末の両方であると、塩基性ガス及び酸性ガスの両方を除去することができる点で好ましい。
【００３１】
該イオン交換樹脂粉末が、陽イオン交換樹脂粉末及び陰イオン交換樹脂粉末を含む場合、該陽イオン交換樹脂粉末と該陰イオン交換樹脂粉末の重量比は、２０：８０〜８０：２０である。該重量比が、２０：８０〜８０：２０の範囲外であると該陽イオン交換樹脂粉末又は該陰イオン交換樹脂粉末のいずれかの粉末のイオン性ガス状汚染物質との反応量が低下し易い。
【００３２】
本発明のエアフィルタ用シートに係る活性炭粉末は、主にＴＯＣの除去、オゾンの分解等に用いられる機能剤である。該活性炭粉末は、原料の種類により、木材系、石炭系、ヤシ殻系等があるが、特に制限されない。また、炭酸カリウム等の無機塩を添加した、一般に添着炭と呼ばれる活性炭粉末であってもよい。これらのうち、ヤシ殻系の活性炭粉末が、性能及び価格のバランスが良い点で好ましい。また、ＴＯＣ除去用の場合は、比表面積が大きく、且つ細孔容積が大きいものが好ましく、オゾン分解用の場合は、添着炭が好ましい。
【００３３】
本発明のエアフィルタ用シートに係るゼオライト粉末は、親水性のものと疎水性のものがある。親水性のゼオライト粉末は、主にイオン性ガス状汚染物質の除去、脱臭等に用いられる機能剤であり、疎水性のゼオライト粉末は、主にＴＯＣの除去、脱臭等に用いられる機能剤である。合成により得られる該ゼオライト粉末は、通常、酸点の対イオンがナトリウムであるナトリウム型ゼオライトであるが、該ナトリウムイオンの一部又は全部が他の金属イオンでイオン交換されたもの、脱ナトリウムしたもの、脱アルミニウムしたもの等であってもよい。また、結晶構造としては、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、ベータ型ゼオライト、モルデナイト、フェリエライト、ＺＳＭ−５等が挙げられる。これらのうち、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト及びＺＳＭ−５が、安価な点で好ましい。
【００３４】
本発明のエアフィルタ用シートに係る金属酸化物触媒粉末は、主にオゾンの分解、脱臭等に用いられる機能剤である。該金属酸化物触媒粉末としては、特に制限されず、例えば、酸化マンガン、酸化マンガン−酸化銅の混合触媒、酸化マンガン−酸化コバルトの混合触媒等が挙げられる。該金属酸化物触媒粉末の表面で、トリエチルアミン、メチルメルカプタン等の悪臭物質が分解されることにより、脱臭され、また、オゾンは酸化されて酸素分子になる。
【００３５】
また、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用が、複写機、プリンター又はＦＡＸ等の印字機器の排出ガスの浄化フィルタ用の該機能剤粉末として、好ましい。
【００３６】
本発明のエアフィルタ用シートの単位体積当たりの該機能剤粉末の含有量は、２５０ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは４００〜７００ｋｇ／ｍ３であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、４００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは６００〜１０００ｋｇ／ｍ３であり、該ゼオライト粉末の場合、５００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは７００〜１２００ｋｇ／ｍ３であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、５００ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは７００〜１２００ｋｇ／ｍ３であり、該活性炭粉末の場合、２５０ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは４００〜７００ｋｇ／ｍ３であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の含有量の合計）、２５０ｋｇ／ｍ３以上、好ましくは４００〜７００ｋｇ／ｍ３である。該エアフィルタ用シートの単位体積当たり該機能剤粉末の含有量が、上記含有量未満だと、エアフィルタの捕集効率が低くなるか、あるいは寿命が短くなる。なお、本発明のおいて、エアフィルタ用シートの体積とは、該担体繊維間の繊維間空隙も含めた該エアフィルタ用シートの見かけ体積のことである。
【００３７】
また、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、該エアフィルタ用シートの単位体積当たりのイオン交換容量は、１２００当量／ｍ３以上、好ましくは１５００〜６０００当量／ｍ３、特に好ましくは２０００〜４０００当量／ｍ３である。
【００３８】
該繊維質担体を構成する該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比（機能剤粉末／担体繊維）は、１〜８、好ましくは３〜５であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１〜１０、好ましくは３〜７であり、該ゼオライト粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該活性炭粉末の場合、１〜８、好ましくは３〜５であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の重量の合計／担体繊維）、１〜８、好ましくは３〜５である。該機能剤粉末の重量比が、上記重量比未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり、また、上記重量比を超えると該機能剤粉末が脱落し易い。
【００３９】
従来は、機能剤粉末の担持量を多くするために、担体繊維に対する機能剤粉末の重量比を大きくすることが行われてきた。ところが、該機能剤粉末の担持量を多くするために、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比を大きくし過ぎると、該機能剤粉末が担持されるべき担体繊維間の空隙及び繊維質担体の表面積が少なくなる。そのため、該機能剤粉末が十分に担持されず、該繊維質担体から脱落し易くなる。一方、本発明のエアフィルタ用シートは、機能剤粉末の担持量が多いにもかかわらず、担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比が、上記範囲にあるので、該機能剤粉末が脱落し難い。
【００４０】
該エアフィルタ用シートの単位面積当たりの該機能剤粉末の含有量は、５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ２であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１００ｇ／ｍ２以上、好ましくは１５０〜３００ｇ／ｍ２であり、該ゼオライト粉末の場合、１５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、１５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２であり、該活性炭粉末の場合、５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ２であり、該金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の含有量の合計）、５０ｇ／ｍ２以上、好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ２である。該エアフィルタ用シートの単位面積当たりの該機能剤粉末の含有量が、上記含有量未満だとエアフィルタの初期性能が低くなるか、又は寿命が短くなる。
【００４１】
また、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、該エアフィルタ用シートの単位面積当たりのイオン交換容量は、３００ｍ当量／ｍ２以上、好ましくは４００〜２０００ｍ当量／ｍ２、特に好ましくは８００〜１５００ｍ当量／ｍ２である。
【００４２】
該熱可塑性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらのうち、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂が、接着力が高い点で好ましい。
【００４３】
該機能剤粉末と該熱可塑性樹脂の重量比率（機能剤粉末：熱可塑性樹脂）は、９７：３〜６０：４０、好ましくは９５：５〜８０：２０である。該機能剤粉末の重量比率が、上記範囲より少ないと、該熱可塑性樹脂が該機能剤粉末の表面を覆う面積が多くなるので、エアフィルタの除去性能が低くなり易く、また、上記範囲より多いと該機能剤粉末の接着が不十分となり、該機能剤粉末が脱落し易くなる。
【００４４】
該エアフィルタ用シートの厚みは、０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍである。該エアフィルタ用シートの厚みが、０．１ｍｍ未満だと該エアフィルタ用シートの機械的強度が低くなり易く、成形性が悪くなり易い。また、該エアフィルタ用シートの厚みが、０．５ｍｍを超えると、ハニカム構造にした時に形成されるセルの開口面積が小さくなるので、セル内の通風速度が大きくなり、除去性能が低くなり易い。
【００４５】
また、該エアフィルタ用シートの厚みを０．２〜０．３ｍｍとすることが、該エアフィルタ用シートの成形性が高くなる点で特に好ましい。平坦状のシートをコルゲート状シートへ成形する際に、シートの厚みが大きいと、ピッチが短いコルゲート状シート、例えば、ピッチの長さが３ｍｍ以下のコルゲート状シートへ成形することが困難となる。そのため、ピッチの短いコルゲート状シートへ成形するためには、シートの厚みを薄くしなければならなかった。ところが、従来のエアフィルタ用シートでは、シートの厚みを小さくするためには、繊維質担体の厚みを小さくしなければならなかったので、機能剤粉末の担持量が少なくなってしまい、厚みが小さいシートを用いて成形されるエアフィルタの性能は低かった。すなわち、従来のエアフィルタ用シートでは、該エアフィルタ用シートの成形性を向上させることと、機能剤粉末の担持量を多くすることは、相反する関係にあった。一方、本願発明のエアフィルタ用シートは、単位体積当りの担持量が多いので、シートの厚みを小さくしても、エアフィルタに必要な性能を維持できる程度の、機能剤粉末の担持量を確保することができる。すなわち、本発明のエアフィルタ用のシートを用いることにより、機能剤粉末の担持量が多く且つピッチの長さが短いコルゲート状ハニカム構造のエアフィルタを製造できる。
【００４６】
該本発明のエアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％であり、特に該機能能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合は、５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％であり、該ゼオライト粉末の場合は、１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％であり、該金属酸化物触媒粉末の場合は、１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％であり、該活性炭粉末の場合は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％である。該エアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量が、上記範囲にあることにより、該エアフィルタ用シートの成形加工性が高く、且つ該機能剤粉末が脱落し難い。該エアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量が、上記範囲未満だと該機能剤粉末が脱落し易くなり、また、上記範囲を超えると成形性が悪くなり易い。また、該エアフィルタ用シート中の該担体繊維の含有量が、上記範囲にあることにより、該担体繊維の表面の大部分が該機能剤粉末に覆われる。
【００４７】
このように、本発明のエアフィルタ用シートは、該イオン交換樹脂粉末、該活性炭粉末、該ゼオライト粉末又は該金属酸化物触媒等の該機能剤粉末の担持量が多く、また、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比が前記範囲にあり、且つ該熱可塑性樹脂により該機能剤粉末が強固に担持されているので、該繊維質担体から該機能剤粉末が脱落し難い。
【００４８】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、（ｉ）繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布（以下、塗布処理とも記載する。）若しくはスプレー（以下、スプレー処理とも記載する。）した後、又は（ｉｉ）繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬（以下、浸漬処理とも記載する。）した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理することにより行われる。
【００４９】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る繊維質担体は、担体繊維により構成される織布又は不織布であり、該担体繊維間に多数の空隙を有する多孔質の織布又は不織布である。本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る担体繊維は、前記本発明のエアフィルタ用シートに係る担体繊維と同様である。また、該担体繊維は、１種単独又は２種以上の組合わせであっても良い。該無機繊維及び該有機繊維の組合わせが、該エアフィルタの成形性が良くなる点で好ましく、シリカ・アルミナ繊維又はボロンレスガラス繊維、及びポリエチレンテレフタレート繊維の組合わせが特に好ましい。
【００５０】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る繊維質担体の繊維間空隙率は、特に制限されないが、好ましくは５０〜９５％、特に好ましくは７０〜９５％である。該繊維間空隙率とは、該繊維質担体の見かけ体積から、該繊維質担体中の該担体繊維の体積を引いた部分（繊維間空隙）が、該繊維質担体の見かけ体積中に占める割合をいう。該繊維間空隙率が該範囲内にあることにより、該機能剤粉末が繊維質担体の外側表面だけでなく繊維間空隙にも担持されるので、該機能剤粉末の担持量が多くなる。
【００５１】
該繊維質担体の厚みは、特に制限されないが、好ましくは０．１〜１．０ｍｍ、特に好ましくは０．２〜０．７ｍｍである。該厚みが、０．１ｍｍ未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり、また、１．０ｍｍを超えるとエアフィルタ用シートの厚みが大きくなり過ぎる。
【００５２】
該繊維質担体を製造する方法としては、例えば、該担体繊維を、湿式抄紙する方法又は乾式成形する方法が挙げられる。
【００５３】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る機能剤粉末は、前記本発明のエアフィルタ用シートに係る機能剤粉末と同様である。
【００５４】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法に係る該熱可塑性樹脂の種類は、前記本発明のエアフィルタ用シートに係る熱可塑性樹脂と同様である。また、該スラリー中での該熱可塑性樹脂の形態は、特に制限されず、粉末状、繊維状、又は微粒子の水分散体であるエマルジョン若しくはディスパージョン等が挙げられる。また、該熱可塑性樹脂の大きさは、例えば、粉末状の場合は、平均粒径が０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍであり、繊維状の場合は、平均繊維径が０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍであり、平均繊維長が０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．３〜５ｍｍであり、エマルジョン又はディスパージョンの場合は、平均粒径が０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜１０μｍである。該平均粒径が１００μｍを超えると、又は該平均繊維長が１０ｍｍを超えると、該塗布処理、該スプレー処理又は該浸漬処理の際に、該熱可塑性樹脂が該繊維間空隙に入り難くなるので、本発明の効果を得難くなる。
【００５５】
該スラリーは、水に、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂を加え、調製することができる。該水としては、特に制限されず、例えば、イオン交換水、蒸留水、水道水、工業用水等が挙げられる。また、該熱可塑性樹脂が水に分散されているエマルジョン又はディスパージョン、あるいは、該熱可塑性樹脂が有機溶媒に溶解されている熱可塑性樹脂溶液等を用いて、該スラリーを調製することもできる。該有機溶媒に溶解されている熱可塑性樹脂溶液を用いる場合は、極性溶媒に溶解されている熱可塑性樹脂溶液であることが好ましい。
【００５６】
該スラリーは、無機バインダーを含有することができる。該無機バインダーとしては、特に制限されず、通常、エアフィルタの機能剤粉末を繊維質担体に担持するために用いられる無機バインダーを適宜用いることができる。該無機バインダーにより、乾燥後の繊維質担体に、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着される。
【００５７】
また、該スラリーは、必要に応じて、フィラー、分散剤、消泡剤、浸透剤等を含有することができる。
【００５８】
該スラリー中の該機能剤粉末の含有量は、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１５〜４０重量％、好ましくは２０〜３５重量％であり、該ゼオライト粉末の場合、２０〜５０重量％、好ましくは２５〜４０重量％であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、２０〜５０重量％、好ましくは２５〜４０重量％であり、該活性炭粉末の場合、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の含有量の合計）、１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％である。該スラリー中の該機能剤粉末の含有量が、上記範囲未満だと該塗布処理等を行う回数が多くなり、効率が悪くなり易く、また、上記範囲を超えると該スラリーの粘度が高くなり、繊維間空隙に該スラリーが入り難くなる。
【００５９】
該スラリー中の該熱可塑性樹脂の含有量は、０．１〜２０重量％、好ましくは０．５〜１５重量％である。
【００６０】
該スラリー中に占める該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂の合計量は、１０〜７０重量％、好ましくは２０〜５０重量％である。該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂の合計量が、上記範囲未満だと該塗工処理等を行う回数が多くなり、効率が悪くなり易く、また、上記範囲を超えると該スラリーの粘度が高くなり、該繊維間空隙に該スラリーが入り難くなる。
【００６１】
そして、該スラリーを用いて、該塗布処理、該スプレー処理又は該浸漬処理を行い、該繊維質担体の外部表面及び繊維間空隙に、該スラリーを付着させる。該塗布処理を行う方法としては、例えば、ロールコータ又はフローコーターを用いて連続的に該繊維質担体に該スラリーを塗布する方法等があげられ、該スプレー処理を行う方法としては、例えば、該スラリーを霧状で噴射することができるスプレー等により、該繊維質担体に該スラリーを吹き付ける方法が挙げられ、該浸漬処理としては、例えば、該スラリーが入れられている浸漬槽に、該繊維質担体を一定時間静置する方法、又は該浸漬槽中で該繊維質担体を移動させる方法等が挙げられる。また、該浸漬処理の浸漬時間は、特に制限されないが、好ましくは１〜３０分、特に好ましくは５〜１５分である。これらのうち、ロールコータを用いて塗布する方法が、該繊維質担体の外部表面及び該繊維間空隙に、該スラリーを均一に付着させることができる点で好ましい。
【００６２】
次いで、乾燥処理を行う。該乾燥処理の乾燥温度は、６０〜１５０℃、好ましくは８０〜１３０℃である。該乾燥処理の乾燥時間は、特に制限されないが、５〜１２０分である。該乾燥処理により、該スラリー中の水分を除去すると共に、該熱可塑性樹脂又は該バインダーにより該機能剤粉末を該繊維質担体に付着させることができる。
【００６３】
そして、該乾燥処理を行うことにより、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得る。
【００６４】
また、該塗布処理、該スプレー処理又は該浸漬処理、及び該乾燥処理は、２回以上行なうこともできる。
【００６５】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体において、該繊維質担体を構成する該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比（機能剤粉末／担体繊維）は、１〜８、好ましくは３〜５であり、特に、該機能剤粉末が、該イオン交換樹脂粉末の場合、１〜１０、好ましくは３〜７であり、該ゼオライト粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該金属酸化物触媒粉末の場合、１〜１５、好ましくは３〜８であり、該活性炭粉末の場合、１〜８、好ましくは３〜５であり、該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の併用の場合（該金属酸化物触媒粉末及び該活性炭粉末の重量の合計／担体繊維）、１〜８、好ましくは３〜５である。該機能剤粉末の重量比が、上記重量比未満だと該機能剤粉末の担持量が少なくなり、また、上記重量比を超えると該機能剤粉末が脱落し易い。なお、該重量比の調節は、該スラリー中の該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂の濃度、処理の回数等、該塗工処理、該スプレー処理又は該浸漬処理の条件を適宜選択することにより行われる。
【００６６】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得る方法の形態例を、図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は共に本発明に係る機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、ロールコータを用いて製造する方法の模式的な説明図であって、図１は塗布装置２０を一方の側面から見た図であり、図２は塗布装置２０を他方の側面から見た図、すなわち図１と反対方向の側面から見た図である。
【００６７】
先ず、図１に示すようにベルトコンベア２１上の平坦状の繊維質担体２を矢印Ａの方向に連続的に繰り出し、ロールコータ２２により、平坦状の繊維質担体２の上面（第１塗布面３１）にスラリー１１を塗布、乾燥して、平坦状の繊維質担体２の上側の外部表面（第１塗布面３１）及び繊維間空隙に、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ａを得る。次に、図２に示すように該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ａを塗布面（第１塗布面３１）が下面、未塗布面（第２塗布面３２）が上面になるように図１と上下逆にして塗布装置２０にセットし、該機能剤粉末及び該熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ａを矢印Ｂの方向に連続的に繰り出し、図１と同様にして該未塗布面（第２塗布面３２）にスラリー１１を塗布、乾燥して、平坦状の繊維質担体２の両外部表面（第１塗布面３１及び第２塗布面３２）及び繊維間空隙に、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体３ｂを得る。
【００６８】
なお、該スラリー１１を繊維質担体２等に塗布した後の乾燥処理は、乾燥機２３を用い、図中矢印Ｘで示す方向に熱又は熱風を当てることにより行われる。該乾燥処理の乾燥温度は、通常５０〜１３０℃、乾燥時間は通常５〜３０分である。
【００６９】
次いで、加熱圧縮処理を行う。該加熱圧縮処理は、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱しながら圧縮する処理である。このことにより、該エアフィルタ用シートの単位体積当りの該機能剤粉末の含有量（担持量）が多くなる。
【００７０】
該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体の圧縮率は、特に制限されないが、好ましくは１０〜５０％、特に好ましくは１５〜３５％である。該圧縮率が、１０％未満だと該機能剤粉末の担持量を多くし難く、また、５０％を超えると該担体繊維の反発力が大きくなり、該繊維質担体の厚みが復元し易くなる。該圧縮率は、該加熱圧縮処理前の厚みをＤ１ｍｍ、処理後の厚みをＤ２ｍｍとすると、次式（１）；
｛（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１｝×１００ （１）
により求められる。
【００７１】
該加熱圧縮処理を行う際の加熱温度は、該熱可塑性樹脂の種類より異なるが、好ましくは８０〜１７０℃、特に好ましくは１００〜１５０℃である。
【００７２】
該加熱圧縮処理を行う方法としては、特に制限されず、例えば、該加熱温度に加熱されたカレンダーロールに、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を通す方法、該加熱温度に加熱されたプレス機で、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体をプレスする方法等が挙げられる。
【００７３】
このように、該加熱圧縮処理を行うことにより、該熱可塑性樹脂が、複数の該担体繊維と付着し又は複数の該担体繊維を包み込む。そのことにより、近傍に存在している該担体繊維同士が離れるのを防ぐことができるので、圧縮後の該エアフィルタ用シートの厚みを維持することができる。また、該加熱圧縮処理を行うことにより、該熱可塑性樹脂により、該機能剤粉末を該繊維質担体に強固に接着させることができる。
【００７４】
該熱可塑性樹脂粉末が無いと、加熱圧縮処理後の機能剤粉末が付着されている繊維質担体は、厚みを維持することができず、処理前の厚みに戻ろうとする。そのため、エアフィルタ用シートの単位体積当たりの該機能剤粉末の担持量を多くすることが困難となる。従って、該熱可塑性樹脂粉末を用いずに、エアフィルタ用シートの単位体積当りの該機能剤粉末の担持量を多くするためには、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比を、大きくしなければならない。ところが、該重量比を大きくし過ぎると、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し易くなる。すなわち、該熱可塑性樹脂を使用しない場合には、機能剤粉末の担持量を多くすることと、該機能剤粉末が該繊維質担体から脱落し難くすることは、相反する関係にある。
【００７５】
それに対し、該熱可塑性樹脂を使用する本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、該担体繊維に対する該機能剤粉末の重量比を大きくし過ぎることなく、該機能剤粉末の担持量を多くすることができる。従って、本発明のエアフィルタ用シート及びエアフィルタ用シートの製造方法により得られるエアフィルタ用シートは、該機能剤粉末の担持量が多く、且つ該機能剤粉末が脱落し難い。また、該加熱圧縮処理を行うことにより、該熱可塑性樹脂により、該機能剤粉末を繊維質担体に強固に接着させることができるので、該機能剤粉末が更に脱落し難くなる。
【００７６】
本発明のエアフィルタ用シートの製造方法は、前記本発明のエアフィルタ用シートの製造に好適に用いられる。
【００７７】
本発明のエアフィルタは、前記本発明のエアフィルタ用シートを、常法を用いて成形して得られる。該エアフィルタの形状としては、特に制限されず、例えば、コルゲート状の該エアフィルタ用シートと平坦状の該エアフィルタ用シートを交互に積層して得られる構造（コルゲート状ハニカム構造）、波折りに加工したプリーツ形状の該エアフィルタ用シートと通気方向に対して直角に平坦状の該エアフィルタ用シートを順に積層して得られる構造等が挙げられ、これらのうち、コルゲート状ハニカム構造が、被処理空気の流路が通気方向に対して平行流となるため、圧力損失が低く、周辺機器をコンパクトにでき、低コストが可能になる点で好ましい。
【００７８】
該コルゲート状ハニカム構造について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本発明で用いられるコルゲート状ハニカム構造の模式的な斜視図である。エアフィルタ４２は、平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４とが交互に積層されてなるものであり、平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４との間に、コルゲート状エアフィルタ用シートの山部４５の連続した方向に延びた略半円柱状の空洞４６が形成される。このような構造のコルゲート状ハニカム構造を有するケミカルフィルタでは、開口部４７から被処理空気を導入すると、被処理空気が空洞４６を通過することができるようになっている。
【００７９】
平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４とを、コルゲート状エアフィルタ用シート４４を中芯として交互に積層してコルゲート状ハニカム構造のエアフィルタ４２を形成する。この場合、平坦状エアフィルタ用シート４３と中芯であるコルゲート状エアフィルタ用シート４４とは、コルゲート状エアフィルタ用シート４４（中芯）の上下の山部４５、４５と平坦状エアフィルタ用シート４３とを接着剤で接着して一体化したものとしてもよいし、接着等を行わずにこれらを単に積層し該積層したものを枠体等に収めて固定しただけのものとしてもよい。平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４との接着に用いられる接着剤としては、例えば、アクリル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００８０】
図４は、エアフィルタ４２において開口部４７に平行な面で切った模式的な断面図である。図４において、平坦状エアフィルタ用シート４３とコルゲート状エアフィルタ用シート４４とは、コルゲート状エアフィルタ用シート４４の山部４５が平坦状エアフィルタ用シート４３と接着されている。本発明で用いられるエアフィルタ４２の山高さ（図４中、符号ｈ）は、通常０．５〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍ、さらに好ましくは１〜２ｍｍである。また、該エアフィルタ２のピッチ（図４中、符号ｐ）は、通常１〜２０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ、さらに好ましくは２〜４ｍｍである。本発明において、山高さ及びピッチが上記範囲内にあると、除去対象物の除去効率と圧力損失とのバランスがよいため好ましい。
【００８１】
また、該エアフィルタに担持されている機能剤粉末が、イオン交換樹脂粉末の場合は、該エアフィルタの単位体積当たりのイオン交換容量は、８００当量／ｍ３以上、好ましくは１０００〜２０００当量／ｍ３である。
【００８２】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００８３】
（実施例１）
（混合スラリーの調製）
強酸性陽イオン交換樹脂１００重量部、及びポリエチレン樹脂固形分換算で１０重量部のポリエチレンディスパージョンを、水１５０重量部に混合し、固形分濃度４０重量％の混合スラリー（Ａ）を調製した。
・強酸性陽イオン交換樹脂；ダイヤイオン、三菱化学社製、平均粒径２０μｍ、イオン交換容量５．０ｍ当量／ｇ
・ポリエチレンディスパージョン；ケミパール、三井化学社製、ポリエチレン樹脂固形分４５重量％、ポリエチレン樹脂の平均粒径０．１μｍ以下
【００８４】
（エアフィルタ用シートの作製）
８０重量％のボロンレスガラス繊維（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）及び２０重量％のポリエチレンテレフタレート樹脂繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）により構成される平坦状繊維質担体２（厚さ０．４ｍｍ、繊維間空隙率９０％）の上面に、上記混合スラリー（Ａ）１１をロールコーター２２を用いて塗布し、さらに乾燥機２３で８０℃に乾燥させて、平坦状繊維質担体２に強酸性イオン交換樹脂及びポリエチレン樹脂が付着された平坦状の片面塗布繊維質担体３ａを巻き取った（図１）。次に、該片面塗布繊維質担体３ａを上記塗布面が下面になるようにセットした後、塗布面が形成されていない上面について、上記と同様に混合スラリー（Ａ）を塗布し乾燥させて、強酸性イオン交換樹脂及びポリエチレン樹脂が付着された平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを巻き取った。
【００８５】
次に、平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを、圧延装置を用いて、１２０℃で、０．３ｍｍに加熱圧縮し、平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）を得た。この時の圧縮率は２５％であった。該平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）の単位体積当りの該強酸性イオン交換樹脂の含有量は６５０ｋｇ／ｍ３、単位体積当りのイオン交換容量は３２５０当量／ｍ３、担体繊維に対する強酸性イオン交換樹脂の重量比は５、該エアフィルタ用シート（Ａ）中の担体繊維の含有量は１６重量％であった。
【００８６】
（エアフィルタの作製）
次に、上下一対の波形コルゲータの間に、該平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）を通して、コルゲート状エアフィルタ用シート（Ａ）を作製した。該コルゲート状エアフィルタ用シート（Ａ）の山部に接着剤としてアクリルエマルジョンを塗布した後、上記平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）を重ね合わせて積層した。該コルゲート状エアフィルタ用シート（Ａ）と該平坦状エアフィルタ用シートの積層を、通気方向が同一方向になるようにして繰り返して行い、図３及び図４に示すような中芯のピッチ（図４中、符号ｐ）が２．５ｍｍ、山高さ（図４中、符号ｈ）が１．５ｍｍのコルゲート状ハニカム構造を有するエアフィルタ（Ａ）を得た。
【００８７】
該エアフィルタＡを、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４０ｍｍになるようにカットし、これをアルミニウム製の枠材に嵌め込んだ。
【００８８】
該エアフィルタ（Ａ）の単位体積当たりの強酸性イオン交換樹脂の担持量は２６０ｋｇ／ｍ３、単位体積当たりのイオン交換容量は１３００当量／ｍ３であった。
【００８９】
（エアフィルタの性能の測定）
該エアフィルタ（Ａ）用い、下記条件でアンモニアの除去率の経時的変化及びエアフィルタ（Ａ）の寿命を測定した。なお、実際のクリーンルームで問題となるアンモニア濃度は数μｇ／ｍ３であるが、加速試験とするために、アンモニア濃度を２４０μｇ／ｍ３にした。その結果、該エアフィルタ（Ａ）の寿命は１５００時間であった。また、この条件で該エアフィルタ（Ａ）の圧力損失を測定したところ、３５Ｐａであった。なお、エアフィルタの寿命はアンモニアの除去率が９０％まで低下した時点における時間とした。
【００９０】
＜試験条件＞
・通気ガスの組成 ：アンモニアを２４０μｇ／ｍ３含む空気
・通気ガスの温度及び湿度：２３℃、５０％ＲＨ
・除去対象ガス ：アンモニア
・通気風速 ：０．５ｍ／ｓ
【００９１】
（比較例１）
（混合スラリーの調製）
実施例１と同様の方法で、混合スラリー（Ａ）を調製した。
【００９２】
（エアフィルタ用シートの作製）
８０重量％のボロンレスガラス繊維（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）、及び２０重量％のポリエチレンテレフタレート樹脂繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）により構成される平坦状繊維質担体２（厚さ０．４ｍｍ、繊維間空隙率５０％）の上面に、上記混合スラリー（Ａ）１１をロールコーター２２を用いて塗布し、さらに乾燥機２３で８０℃に乾燥させて、平坦状繊維質担体２に強酸性イオン交換樹脂が担持された平坦状の片面塗布繊維質担体３ａを巻き取った（図１）。次に、該片面塗布繊維質担体３ａを上記塗布面が下面になるようにセットした後、塗布面が形成されていない上面について、上記と同様に混合スラリー（Ｂ）を塗布し乾燥させて、強酸性イオン交換樹脂が担持された平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを巻き取り、平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）を得た。該平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）の単位体積当りの該強酸性イオン交換樹脂の含有量は２２０ｋｇ／ｍ３、単位体積当りのイオン交換容量は１１００当量／ｍ３、担体繊維に対する強酸性イオン交換樹脂の重量比は０．５、該平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）中の担体繊維の含有量は６５重量％であった。
【００９３】
（エアフィルタの作製）
該平坦状エアフィルタ用シート（Ａ）に代えて、平坦状エアフィルタ用シート（Ｂ）とし、山高さを１．５ｍｍにすることに代えて、山高さを１．７ｍｍにする以外は実施例１と同様の方法で行い、エアフィルタ（Ｂ）を得た。
【００９４】
該エアフィルタ（Ｂ）を、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４０ｍｍになるようにカットし、これをアルミニウム製の枠材に嵌め込んだ。
【００９５】
該エアフィルタ（ｂ）の単位体積当たり強酸性イオン交換樹脂の担持量は１００ｋｇ／ｍ３、イオン交換容量は５００当量／ｍ３であった。
【００９６】
（エアフィルタの性能の測定）
エアフィルタ（Ａ）に代えて、エアフィルタ（Ｂ）とする以外は実施例１と同様の方法で行った。その結果、該エアフィルタ（Ｂ）の寿命は６００時間であった。また、この条件で該エアフィルタ（Ｂ）の圧力損失を測定したところ、４５Ｐａであった。
【００９７】
（比較例２）
（混合スラリーの調製）
実施例１で用いた強酸性陽イオン交換樹脂１００重量部、及びシリカ固形分換算で１０重量部のコロイダルシリカを、水１４０重量部に混合し、固形分濃度４０重量％の混合スラリー（Ｂ）を調製した。
・コロイダルシリカ；スノーテックス、日産化学社製、シリカ固形分３０重量％
【００９８】
（エアフィルタ用シートの作製）
８０重量％のボロンレスガラス繊維（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）及び２０重量％のポリエチレンテレフタレート樹脂繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）により構成される平坦状繊維質担体２（厚さ０．４ｍｍ、繊維間空隙率９７％）の上面に、上記混合スラリー（Ｂ）１１をロールコーター２２を用いて塗布し、さらに乾燥機２３で８０℃に乾燥させて、平坦状繊維質担体２に強酸性イオン交換樹脂が付着された平坦状の片面塗布繊維質担体３ａを巻き取った（図１）。次に、該片面塗布繊維質担体３ａを上記塗布面が下面になるようにセットした後、塗布面が形成されていない上面について、上記と同様に混合スラリー（Ｂ）を塗布し乾燥させて、強酸性イオン交換樹脂が付着された平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを巻き取った。
次に、平坦状の両面塗布繊維質担体３ｂを、圧延装置を用いて、１２０℃で、０．３ｍｍに加熱圧縮し、平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）を得た。該加熱圧縮後、該平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）の厚さは、０．４ｍｍに復元した。従って、この時の圧縮率は０％であった。厚さが復元した後の平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）の単位体積当りの該強酸性イオン交換樹脂の含有量は５２５ｋｇ／ｍ３、単位体積当りのイオン交換容量は２６２５当量／ｍ３、担体繊維に対する強酸性イオン交換樹脂の重量比は１６、該エアフィルタ用シート（Ｃ）中の担体繊維の含有量は４重量％であった。
【００９９】
（エアフィルタの作製）
上記エアフィルタ用シート（Ｃ）を上下一対の波形コルゲータの間に、該平坦状エアフィルタ用シート（Ｃ）を通して、コルゲート状エアフィルタ用シート（Ｃ）の作製を試みたが、該エアフィルタ用シート（Ｃ）からのイオン交換樹脂の脱落が激しく加工が困難であり、結果としてフィルタを作製することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、ロールコータを用いて製造する方法の一方から見た模式的な説明図である。
【図２】機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、ロールコータを用いて製造する方法の他方から見た模式的な説明図である。
【図３】コルゲート状ハニカム構造の模式的な斜視図である。
【図４】エアフィルタ４２を開口部４７に平行な面で切った模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
２ 繊維質担体
３ａ、３ｂ 機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体
１１ スラリー
２０ 塗布装置
２１ ベルトコンベア
２２ ロールコータ
２３ 乾燥機
３１ 第１塗布面
３２ 第２塗布面
４２ エアフィルタ
４３ 平坦状エアフィルタ用シート
４４ コルゲート状エアフィルタ用シート
４５ 山部
４６ 空洞
４７ 開口部
ｈ 山高さ
ｐ ピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られることを特徴とするエアフィルタ用シート。
【請求項２】
前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの機能剤粉末の含有量が２５０ｋｇ／ｍ３以上であることを特徴とする請求項１記載のエアフィルタ用シート。
【請求項３】
前記機能剤粉末が、イオン交換樹脂粉末、活性炭粉末、ゼオライト粉末及び金属酸化物触媒粉末から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項４】
前記機能剤粉末がイオン交換樹脂粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りのイオン交換樹脂粉末の含有量が４００ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対するイオン交換樹脂粉末の重量比が１〜１０であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項５】
前記エアフィルタ用シートの単位体積当りのイオン交換容量が１２００当量／ｍ３以上であることを特徴とする請求項４記載のエアフィルタ用シート。
【請求項６】
前記エアフィルタ用シートの単位面積当たりのイオン交換容量が、５００ｍ当量／ｍ２以上であることを特徴とする請求項４又は５いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項７】
前記機能剤粉末がゼオライト粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りのゼオライト粉末の含有量が５００ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対するゼオライト粉末の重量比が１〜１５であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項８】
前記機能剤粉末が金属酸化物触媒粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの金属酸化物触媒粉末の含有量が５００ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対する金属酸化物触媒粉末の重量比が１〜１５であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項９】
前記機能剤粉末が活性炭粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの活性炭粉末の含有量が２５０ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対する活性炭粉末の重量比が１〜８であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項１０】
前記機能剤粉末が金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の含有量の合計が２５０ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対する金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の合計重量の重量比が１〜８であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項１１】
繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布若しくはスプレーした後、又は繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理することを特徴とするエアフィルタ用シートの製造方法。
【請求項１２】
前記加熱圧縮処理における、前記機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体の圧縮率が、１０〜５０％であることを特徴とする請求項１１記載のエアフィルタ用シートの製造方法。
【請求項１３】
前記請求項１〜１０いずれか１項記載のエアフィルタ用シートを成形して得られることを特徴とするエアフィルタ。
【請求項１４】
前記請求項１〜６いずれか１項記載のエアフィルタ用シートを成形して得られるエアフィルタであって、該エアフィルタの単位体積当たりのイオン交換容量が、８００当量／ｍ３以上であることを特徴とするエアフィルタ。
【請求項１】
機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮して得られることを特徴とするエアフィルタ用シート。
【請求項２】
前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの機能剤粉末の含有量が２５０ｋｇ／ｍ３以上であることを特徴とする請求項１記載のエアフィルタ用シート。
【請求項３】
前記機能剤粉末が、イオン交換樹脂粉末、活性炭粉末、ゼオライト粉末及び金属酸化物触媒粉末から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項４】
前記機能剤粉末がイオン交換樹脂粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りのイオン交換樹脂粉末の含有量が４００ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対するイオン交換樹脂粉末の重量比が１〜１０であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項５】
前記エアフィルタ用シートの単位体積当りのイオン交換容量が１２００当量／ｍ３以上であることを特徴とする請求項４記載のエアフィルタ用シート。
【請求項６】
前記エアフィルタ用シートの単位面積当たりのイオン交換容量が、５００ｍ当量／ｍ２以上であることを特徴とする請求項４又は５いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項７】
前記機能剤粉末がゼオライト粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りのゼオライト粉末の含有量が５００ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対するゼオライト粉末の重量比が１〜１５であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項８】
前記機能剤粉末が金属酸化物触媒粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの金属酸化物触媒粉末の含有量が５００ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対する金属酸化物触媒粉末の重量比が１〜１５であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項９】
前記機能剤粉末が活性炭粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの活性炭粉末の含有量が２５０ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対する活性炭粉末の重量比が１〜８であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項１０】
前記機能剤粉末が金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末であり、前記エアフィルタ用シートの単位体積当りの金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の含有量の合計が２５０ｋｇ／ｍ３以上、前記繊維質担体を構成する担体繊維に対する金属酸化物触媒粉末及び活性炭粉末の合計重量の重量比が１〜８であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のエアフィルタ用シート。
【請求項１１】
繊維質担体に、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーを塗布若しくはスプレーした後、又は繊維質担体を、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂を含有するスラリーに浸漬した後、乾燥処理を行い、機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を得、次いで、該機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体を、加熱圧縮処理することを特徴とするエアフィルタ用シートの製造方法。
【請求項１２】
前記加熱圧縮処理における、前記機能剤粉末及び熱可塑性樹脂が付着されている繊維質担体の圧縮率が、１０〜５０％であることを特徴とする請求項１１記載のエアフィルタ用シートの製造方法。
【請求項１３】
前記請求項１〜１０いずれか１項記載のエアフィルタ用シートを成形して得られることを特徴とするエアフィルタ。
【請求項１４】
前記請求項１〜６いずれか１項記載のエアフィルタ用シートを成形して得られるエアフィルタであって、該エアフィルタの単位体積当たりのイオン交換容量が、８００当量／ｍ３以上であることを特徴とするエアフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２１２５０９（Ｐ２００６−２１２５０９Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６２１６（Ｐ２００５−２６２１６）
【出願日】平成１７年２月２日（２００５．２．２）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２日（２００５．２．２）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
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