JPH09225226A - エアフィルタ用濾材およびその製造方法 - Google Patents
エアフィルタ用濾材およびその製造方法Info
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Abstract
しかも低圧損化・高捕集効率化したエアフィルタ用濾材
とその製造方法の提供。 【解決手段】 このエアフィルタ濾材は、濾材を構成す
るガラス繊維に有機系バインダーとポリイソシアネート
化合物および溌水剤を付着させてなる、下記式によって
算出されるPF値が13以上のものであり、このエアフ
ィルタ用濾材の製造方法は、ガラス繊維を湿式抄紙法で
抄いた湿紙に有機系バインダーとポリイソシアネート化
合物および溌水剤を付着させた後、乾燥するものであ
る。
Description
材、特に半導体、液晶、バイオ・食品工業関係のクリー
ンルーム、クリーンベンチ等、あるいはビル空調用エア
フィルタにおいて気体中の不純物を濾過するために使用
されるエアフィルタ用濾材に関するものである。
はミクロン単位の粒子を効率的に捕集するのにエアフィ
ルタ用濾材が用いられている。そして、エアフィルタ用
濾材においては通常、主要構成物として平均繊維径がコ
ンマ数μm 〜数十μm のガラス繊維が用いられている。
しかしガラス繊維はそれ自体、一般紙に使用されるパル
プ繊維のような自己接着力がなく、このままでは後加工
や使用の際の実用強度が無く、また、通風時にガラス繊
維が飛散してしまうなどの問題が生じてしまう。
維基材に有機系バインダーを付与する方法が用いられて
いる。ここで、使用される有機系バインダーとしてはア
クリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコー
ル、ウレタン系樹脂などがある。しかし、この方法で濾
材の強度を上げようとするとバインダー付着量を増やす
必要があるが、付着量を増やすとガラス繊維間にバイン
ダーの水かき状膜が増えるため、濾材の圧力損失が高く
なり粒子捕集率が低下する。また、濾材自体も燃えやす
くなり、不燃・難燃の市場要望からすれば望ましくはな
いなど、付着量には限界がある。ちなみに、通常のエア
フィルタ用濾材ではバインダー付着量は対基材約10重
量% 以下であり、特にHEPA・ULPA等の高性能・
超高性能エアフィルタ用濾材では、MIL規格で可燃物
量7重量% 以下と規定されている。
性をもたせるため溌水剤が付与されており(特開昭62
−90395号公報、特開平2−175997号公
報)、これが有機系バインダーとガラス繊維の結合を阻
害し、濾材強度を低下させるという問題がある(特開平
7−185235号公報)。これを解決する手段とし
て、シリコーン変性アクリル樹脂を付与する方法(特開
平7−185235号公報)が提案されているが、シリ
コーン変性アクリル樹脂自体がコマーシャルベースで種
類が少なく、汎用性に乏しいという問題がある。
濾材のミニプリーツ化が進んで濾材のさらなる強度アッ
プが求められており、このため全ての濾材要求物性を満
たす濾材の強度付与方法が要望されている。さらに濾過
性能面においても、クリーンルーム、クリーンベンチ等
に使用される送風機のランニングコスト低減の目的で、
濾材の低圧損化・高捕集効率化の要望が強まっている。
は、現行濾材に比べ濾材強度が向上し、しかも低圧損化
・高捕集効率化したエアフィルタ用濾材とその製造方法
を提供することである。
するガラス繊維に有機系バインダーとポリイソシアネー
ト化合物および溌水剤を付着させてなる、下記式 によって算出されるPF値が13以上でありそしてその
際に捕集効率の対象粒径は0.3μm とすることを特徴
とするエアフィルタ用濾材、およびガラス繊維を湿式抄
紙法で抄いた湿紙に有機系バインダーとポリイソシアネ
ート化合物および溌水剤を付着させた後、乾燥すること
を特徴とする上記エアフィルタ用濾材の製造方法によっ
て解決される。
ソシアネート化合物は組成中に少なくとも1つ以上のイ
ソシアネート基(−NCO)を有する化合物である。イ
ソシアネート基は活性水素化合物と極めて反応性に富む
ことから、有機系バインダー樹脂の分子間に、あるいは
構成繊維の分子と有機系バインダー樹脂の分子との間に
架橋反応で化学結合して3次元網状構造をつくる特徴を
持ち、架橋剤、硬化剤として使用されている周知の物質
である。
O)n 〕は、R−基の組成、分子量などを変えた様々な
種類があり、近年は水系での使用を可能とするため、分
子内に疎水基を導入して−NCO基を水から保護したも
の、−NCO基をマスク剤で保護しておき加熱処理によ
り解離させるブロックイソシアネート化合物等もできて
いる。市販品の例には、アクアネート(日本ポリウレタ
ン工業製)、プロミネート(武田薬品工業製)、Des
modur(住友バイエルウレタン製)等がある。 本
発明は、このポリイソシアネート化合物を新たに濾材に
付着させることにより、強度物性が工場するとともに濾
過性能が低圧損化・高捕集効率化した新規な濾材の製造
を可能とする。
構成繊維表面とバインダー分子との間あるいはバインダ
ー分子とバインダー分子との間を架橋し、結果的に繊維
どうしの結合をより強固にするため強度物性を大きく向
上させる働きを持つ。更に製造の乾燥工程において、従
来法では繊維とバインダー分子との間の結合に関与しな
いバインダーが繊維間に水かき状膜を形成して濾材の目
をふさぎ、これが圧力損失上昇、捕集効率の低下を引き
起こしているが、ポリイソシアネート化合物はより効果
的に繊維とバインダー分子との間、あるいはバインダー
分子とバインダー分子との間を3次元的に架橋するた
め、濾材の目を塞ぐような水かき状膜が減り、結果的に
圧力損失が低下し、捕集効率が高まるものと考えられ
る。 濾材中のポリイソシアネート化合物の付着量は対
基材当たり0.01〜1重量% が望ましく、0.01重
量% 以下ではその効果が少なく、1重量% 以上ではこれ
以上の効果が期待されずコスト高となる。
基材に使用しても強度物性には全く効果はなく、有機系
バインダーを併用することが必要である。ここで、使用
される有機系バインダーとしては、通常濾材に使用して
いるアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアル
コール、ウレタン系樹脂のラテックスまたは溶液を用い
ることが出来、基材に対する付着量は7重量% 以下であ
れば充分な強度を得ることができる。
りなく発揮される。これは上記のポリイソシアネート化
合物による架橋が、繊維とバインダー分子との間あるい
はバインダー分子とバインダー分子との間の結合に対す
る溌水剤の阻害を防いでいるためと考えられる。ここ
で、溌水剤は一般に用いられるシリコン系溌水剤、フッ
素系溌水剤、あるいはシリコン系溌水剤とフッ素系溌水
剤を混合したものを使用する事ができる。
を阻害することなく、逆に向上させる効果がある。これ
はポリイソシアネート化合物が繊維表面あるいはバイン
ダー分子と溌水剤の結合をより強固にし、繊維表面全体
に渡って溌水効果を高めたためと考えられる。また本発
明の濾材は以下の製造方法で得ることができる。
用いて水中に分散させ、このスラリーを抄紙機で湿紙抄
紙して湿紙を得る。次にこの湿紙に前述のバインダー、
ポリイソシアネート化合物、溌水剤等を付着させ、その
後乾燥させる方法である。湿紙を乾燥した後にポリイソ
シアネート化合物を付与してもその効果は低く、湿紙乾
燥前に付与することが望ましい。
合物、溌水剤は、それぞれ単独で付着させても良いが、
これらを混合した溶液を付着させても効果は全く同じで
ある。この溶液中のポリイソシアネート化合物濃度は
0.001〜1重量% が望ましく、0.001重量% 以
下では湿紙に対する付着量が少な過ぎてその効果が発揮
されず、1重量% 以上では逆に付着量が多過ぎてこれ以
上の効果が発揮されないばかりかコスト高となる。
使用されている平均繊維径0.1〜20μmのガラス繊
維を用いることができ、目的によっては有機繊維、ガラ
ス繊維以外の無機繊維の配合も可能である。またこれら
原料繊維の分散工程では分散性を良くするために、硫酸
酸性でpH2〜4の範囲で調整する方法をとるが、pH
中性で分散剤などの界面活性剤を使用しても良い。
合物、溌水剤などの付着液の付与方法としては特に限定
されるものでないが、湿紙を付着液に浸漬する方法、湿
紙にスプレーで吹き付ける方法、ロールに付着液を付着
させ湿紙に転写する方法などが上げられる。乾燥方法と
しては、熱風乾燥機、ロールドライヤーなどを使用し、
110〜150℃で乾燥することが望ましい。
0重量% を濃度0.5% 、硫酸酸性pH2.5でパルパ
ーで離解し、次いで抄紙機にて抄紙して湿紙を得た。次
いで、バインダー液組成としてアクリル系ラテックス
1.85重量% (商品名:プライマルE−358、製造
元:日本アクリル化学(株))、フッ素系溌水剤0.1
6重量% (商品名:ライトガードFRG−1、製造元:
共栄社化学(株))、ポリイソシアネート化合物0.0
8重量% (商品名:プロミネートXC−910、製造
元:武田薬品工業(株))のバインダー液を湿紙に付与
し、その後130℃のドライヤーで乾燥し、目付70g
/m2 でバインダー付着量6.2% の濾材を得た。
組成を、アクリル系ラテックス1.85重量%(商品
名:プライマルE−358、製造元:日本アクリル化学
(株))、シリコン系溌水剤0.16重量% (商品名:
SM7025、製造元:東レダウコーニングシリコーン
(株))、ポリイソシアネート化合物0.08重量%
(商品名:プロミネートXC−910、製造元:武田薬
品工業(株))とした以外は実施例1と同様にして目付
70g /m2 でバインダー付着量6.1% の濾材を得
た。
組成を、アクリル系ラテックス1.85重量%(商品
名:プライマルE−358、製造元:日本アクリル化学
(株))、フッ素系溌水剤0.08重量% (商品名:ラ
イトガードFRG−1、製造元:共栄社化学(株))、
シリコン系溌水剤0.08重量% (商品名:SM702
5、製造元:東レダウコーニングシリコーン(株))、
ポリイソシアネート化合物0.08重量% (商品名:プ
ロミネートXC−910、製造元:武田薬品工業
(株))とした以外は実施例1と同様にして目付70g
/m2 でバインダー付着量6.0%の濾材を得た。
ックス2.10重量%(商品名:プライマルE−35
8、製造元:日本アクリル化学(株))とした以外は実
施例1と同様にして目付70g /m2 でバインダー付着
量6.3% の濾材を得た。
ックス1.93重量%(商品名:プライマルE−35
8、製造元:日本アクリル化学(株))、フッ素系溌水
剤0.16重量% (商品名:ライトガードFRG−1、
製造元:共栄社化学(株))とした以外は比較例1と同
様にして目付70g /m2 でバインダー付着量6.2%
の濾材を得た。
ックス1.93重量%(商品名:プライマルE−35
8、製造元:日本アクリル化学(株))、シリコン系溌
水剤0.16重量% (商品名:SM7025、製造元:
東レダウコーニングシリコーン(株))とした以外は比
較例1と同様にして目付70g /m2 でバインダー付着
量6.1% の濾材を得た。
ックス1.93重量%(商品名:プライマルE−35
8、製造元:日本アクリル化学(株))、フッ素系溌水
剤0.08重量% (商品名:ライトガードFRG−1、
製造元:共栄社化学(株))、シリコン系溌水剤0.0
8重量% (商品名:SM7025、製造元:東レダウコ
ーニングシリコーン(株))とした以外は比較例1と同
様にして目70g /m2 でバインダー付着量6.3% の
濾材を得た。
試験を行った。 引張強度 濾紙の縦方向と横方向より1インチ幅にカットした試験
片をスパン長100mm、引張速度15mm/分で定速
引張試験機(東洋精機製作所−ストログラフM1)を用
い測定した。
m2 の濾紙に面風速5.3cm/秒で通過させ、その時
の差圧を微差圧計(岡野製作所社製マノスターゲージ)
で測定する。 DOP捕集効率 ラスキンノズルで発生させた多分散DOP粒子を含む空
気を、有効面積100cm2 の濾紙に面風速5.3cm
/秒通風した時のDOP捕集効率をリオン社製レーザー
パーティクルカウンターにて測定した。なお、対象粒径
は0.3μm で測定した。
に基づき次式より求めた(PF値の高い方が同一圧力損
失で高捕集効率を示す)
に、305mmH2O/分で水圧を加え、水が試験片を
通過して反対側に認められた時に水圧を測定した。
す:
ルタ用濾材およびその製造方法は、従来のものと比較し
て、濾材強度が向上し、低圧損・高捕集効率化し、さら
に溌水性が向上した点で優れている。
Claims (2)
- 【請求項1】 濾材を構成するガラス繊維に有機系バイ
ンダーとポリイソシアネート化合物および溌水剤を付着
させてなる、下記式 【外1】 によって算出されるPF値が13以上でありそしてその
際に捕集効率の対象粒径が0.3μm であることを特徴
とするエアフィルタ用濾材。 - 【請求項2】 請求項1のエアフィルタ用濾材を製造す
る方法において、ガラス繊維を湿式抄紙法で抄いた湿紙
に有機系バインダーとポリイソシアネート化合物および
溌水剤を付着させ、その後に乾燥させることを特徴とす
る上記製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP03496296A JP3669756B2 (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | エアフィルタ用濾材およびその製造方法 |
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| JPH09225226A true JPH09225226A (ja) | 1997-09-02 |
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1996
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