JPH11226338A

JPH11226338A - イオン交換フィルタ及びその製造方法及びフィルタ装置

Info

Publication number: JPH11226338A
Application number: JP10037439A
Authority: JP
Inventors: Iwao Yoshizawa; 巌吉澤; Shinji Hatsutori; 進司服部; Naoki Irie; 直樹入江; Kaneyuki Onishi; 謙之大西
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-24
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: GB9918901D0; GB2352987A; JP3912886B2

Abstract

(57)【要約】【課題】網状ポリウレタンフォームに均一かつ十分量の
イオン交換樹脂の接着さたイオン交換フィルタを提供す
る。【解決手段】大径連続気孔を有する網状ポリウレタン
フォームからなる骨格基材に、前記大径連続空孔の孔径
の２％以上５０％以下の粒径のイオン交換樹脂粒子を接
着させてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工場の
クリーンルーム等において揮散イオンの除去等の目的で
用いられるイオン交換フィルタ及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体産業において、高度の微細化プロ
セスによる集積化技術が向上しているが、そこで、クリ
ーンルーム内の発塵を防止して固体微粒子を除去し、高
度集積化に対応している。しかし、クリーンルーム内を
発塵防止するだけの対応では、集積度の向上には限界が
あり、十分な高度集積化は達成できないという問題点が
指摘され、揮発性の有機、無機化学汚染物質をも除去す
る事が試みられている。

【０００３】上述した揮発性の有機、無機化学汚染物質
の除去に関する技術として、従来より用いられているケ
ミカルフィルタについては、酸、アルカリ系イオンの吸
着の目的で、粒状或いは造粒活性炭にリン酸、苛性カリ
などの酸、アルカリを含浸添着した活性炭などが利用さ
れている。しかし、上述の方法にあっては、酸、アルカ
リの中和反応で揮散酸、アルカリ系イオンの除去を試み
るものであり、中性塩は薬品添着活性炭の内部並びに表
面に析出し、これは単純に物理的に担持されているに過
ぎない。また、添着薬品の量より析出中性塩の方が量的
に多くなると、析出物質は風量の変化、圧力損失のわず
かな変化に伴う振動などの物理的要因により飛散し、下
流側に設けたＨＥＰＡフィルタの汚染目詰まりによる圧
力損失の上昇を招く危険性があり、高純度な雰囲気を要
求するいわゆるスーパークリーンルームの循環系への採
用には問題があった。また、本フィルタを外気導入系等
に採用するには、相対湿度の影響を大きく受けてしまう
という等の観点から、使用箇所に制約を受けてしまうと
いう欠点があった。特に、酸、アルカリを添着した薬品
添着活性炭は、薬品の影響を受け極めて吸湿性が強くな
り、相対湿度によって予想以上に水分を含み添着薬品が
流れ出す危険性がある。したがって、一年間を通じて３
７％ＲＨから９５％ＲＨと大きく変化する日本の気候で
は、クリーンルーム導入系では外部空気調和機の入口側
に設置することができず、温湿調整装置通過後の低湿度
領域のみでしか使用できない。また、循環系において
は、上述の活性炭のように吸着剤が吸放湿性を示す場合
には、実際のクリーンルーム設備の湿度抑制の幅が大き
くなる傾向を示すために、安定した環境を構築しにくく
なるという問題点を生じやすい。

【０００４】また更に、酸添着活性炭にあって通常使用
される添着薬品としては正リン酸が挙げられるが、この
正リン酸は２０℃の常温においても比較的大きな蒸気圧
を有するという欠点がある。つまり、リン酸が、クリー
ンルーム内の温度にあっても揮散しやすいという問題点
がある。本発明者らの実験によると、酸添着フィルタの
場合、下流側が上流側濃度に比較して数ｎｇ／ｍ³高い
値が得られている。従って、スーパークリーンルームの
構築を目指すには、このような酸添着フィルタを採用す
ることができないという現状があるのである。

【０００５】また、大径連続気孔を有する網状ポリウレ
タンフォームの骨格に、前記活性炭などの吸着剤を接着
して通気性の高い吸着フィルタが開発されている。この
ような吸着フィルタは、網状ポリウレタンフォームの大
径連続気孔により通気性を大きく確保しながらも、前記
骨格に密に配置される活性炭が効率よく空気と接触でき
ることにより、高い吸着能力を発揮するという利点を有
することが報告されている（例えば、特公平４３５２０
１号公報参照）。

【０００６】また、クリーンルームの循環系にイオン交
換樹脂を用いたフィルタを介装して前記化学汚染物質を
除去することが実施されている。イオン交換樹脂を用い
たフィルタを採用すると、イオン交換樹脂は揮散するイ
オンをイオン交換による結合を通じて除去するものであ
るために、一旦捕捉したイオンを再度揮散させてしまう
ような不都合は生じにくいために、上述の薬品添着活性
炭に見られる問題点を解決することができるものとして
注目されている。しかしながら、イオン交換樹脂をフィ
ルタとするためには、そのイオン交換樹脂を繊維状に加
工せざるを得ず、そのため、種々な問題点を有してい
た。具体的にはイオン交換体を繊維状のイオン交換繊維
にする際の、紡糸特性を保つためには、繊維の保有する
総イオン交換容量を小さくせざるを得ないという製造上
の問題点がある。（例えば、強酸性の陽イオン交換繊維
に関してはイオン交換樹脂の１／２となる。）そのため
に、そのイオン交換繊維をフィルタに成型する際に、そ
のイオン交換容量を大きくするためには、そのイオン交
換繊維を高密度に抄造した不織布に形成する等の必要が
生じる。しかしながら、フィルタとしての不織布などの
濾材の密度０．１以上に上げると、急速に圧力損失が上
昇し、使用に耐えないという現状がある。従って、圧力
損失の面から、イオン交換繊維の充填密度を高めるにも
限界があるために、単位面積あたりのイオン交換容量の
小さなフィルタにならざるを得ない。すなわちフィルタ
としての寿命が短いものにならざるを得ないという問題
を生じやすい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】つまり、低圧力損失、
長寿命かつ低発ガスのイオン交換フィルタとして十分な
性能を発揮するものは知られておらず、このようなイオ
ン交換フィルタの性能向上が望まれているのである。ま
た、上述の活性炭を得るために、イオン交換樹脂の粒子
を炭化させたものの利用が提案されている（特開平１６
８６３３号公報（以下先行技術と称する）参照）。

【０００８】しかしながら、前記先行技術に記載の構成
は、単に活性炭をイオン交換樹脂由来のものとする記載
にとどまり、一旦炭化したイオン交換樹脂は、イオン交
換能力を失ってしまっているために、イオン除去能は、
活性炭のレベルにとどまり、やはり大容量のイオン交換
能を期待することは難しい。

【０００９】従って、本発明は、上記実情に鑑みなされ
たものであって、イオン交換容量が大きく、かつ、圧力
損失をあまり増大させずにフィルタとしての寿命を長く
できるイオン交換フィルタを提供することを目的とし、
具体的には、網状ポリウレタンフォームに均一かつ十分
量のイオン交換樹脂の接着されたイオン交換フィルタを
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、前記網状ポリウレタンフォームの骨格に、通
常、他の基材に接着させて用いるようなことの少ないイ
オン交換樹脂の粒子を接着させることにより、前記網目
状ポリウレタンフォームの通気性と、前記イオン交換樹
脂のイオン除去性能とを共に兼ね備えたイオン交換フィ
ルタを得ることができることを見出し、本発明に至った
ものであり、通常、単純に網状ポリウレタンフォームの
骨格にイオン交換樹脂の粒子を接着しようとすると、イ
オン交換樹脂は比較的流動性に乏しく、樹脂表面の親水
性から他の樹脂に対する接着性が低いために、イオン交
換樹脂をポリウレタンフォームの全体に亘って、均一か
つ十分量供給させて接着することは困難であった。その
ため、イオン交換容量が大きくかつイオン交換樹脂が安
定に接着したイオン交換フィルタを製造することは困難
であり、また、イオン交換樹脂の粒子が均一に接着し、
性能の安定したイオン交換フィルタを得るには多大な労
力を要する場合があり、この点に関する製造上の問題点
の指摘、あるいは、この問題点を解消するための構成の
開示あるいは示唆は、前記先行技術からは得られないも
のである。しかし、さらに、本発明者らは、前記イオン
交換樹脂の粒子の接着性の乏しさ及び流動性の乏しさ
が、その表面のイオン交換基の水分率に依存しているこ
とに着目し、その水分率を調整することにより、そのイ
オン交換樹脂の特質を損なうことなく、接着性及び流動
性を向上させて、取り扱いを容易にし、網状ポリウレタ
ンフォームに均一かつ十分量のイオン交換樹脂を接着さ
せられることを見出した。この目的を達成するための本
発明の特徴構成は、大径連続気孔を有する網状ポリウレ
タンフォームからなる骨格基材に、前記大径連続空孔の
孔径の２％以上５０％以下の粒径を有するイオン交換樹
脂粒子を接着させてある点にあり、前記イオン交換樹脂
粒子が、水分率３０％以下に乾燥させたものであること
が望ましく、前記網状ポリウレタンフォームが、４個／
inch〜１０個／inchの連続大気泡を有するものであり、
厚さ５ｍｍ〜５０ｍｍのシート状に形成してあることが
望ましく、前記イオン交換樹脂粒子を骨格基材にアクリ
ル系、ウレタン系、酢酸ビニル系のいずれかの接着剤に
より接着してあることが望ましい。また、前記イオン交
換樹脂粒子が、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂と
の混合物であることが望ましい。また、このようなイオ
ン交換フィルタの製造方法としては、大径連続気孔を有
する網状ポリウレタンフォームからなるシート状の骨格
基材に、アクリル系、ウレタン系、酢酸ビニル系のいず
れかの接着剤を含浸させ、前記骨格基材表面のほぼ全域
に接着剤を付着させる接着剤塗布工程、前記大径連続空
孔の孔径の２％以上５０％以下の粒径を有し水分率３０
％以下に乾燥させたイオン交換樹脂粒子を、前記骨格基
材に付着することなく、厚み方向に通過するまで、前記
大径連続気孔に過剰量注入する接着工程、前記骨格基材
に接着することなく前記大径連続気孔内に保持されてい
るイオン交換樹脂粒子を除去する余剰粒子除去工程、を
順に行うことが好ましい。また、前記網状ポリウレタン
フォームが、４個／inch〜１０個／inchの連続大気泡を
有するものであり、厚さ５ｍｍ〜５０ｍｍのシート状に
形成してあるとともに、前記接着工程を、前記イオン交
換樹脂粒子を前記骨格基材の厚さ方向で下方向きにに噴
射供給することにより行い、前記余剰粒子除去工程を、
前記骨格基材を通過する前記イオン交換樹脂粒子を落下
回収することにより行うことが望ましい。またこのよう
にして製造されたイオン交換フィルタは、前記イオン交
換樹脂粒子よりも小さな網目を有する布状体で被い、通
気部を有するケーシング内に収容して用いることが望ま
しい。〔作用効果〕つまり、本発明によれば、網目状ポリウレ
タンフォームの骨格基材にイオン交換樹脂を接着させて
あるから、その両者の機能を有効に発揮させることがで
き、高性能なイオン交換フィルタを提供できたのであ
る。ここで、イオン交換樹脂は、樹脂の表面に多数の交
換基を有するとともに、そのイオン交換基が水分とイオ
ン交換することにより極性のＯＨ基、ＣＯＯＨ基等が生
じ、各粒子間の相互作用が増大したり、その交換基が水
分を保持しやすくなって、その水分が粒子間の付着力を
増大させるのに寄与したりすることによって流動性が阻
害されているものと考えられる。しかし、前記水分の交
換量及び保持量の割合（これを水分率と称するものとす
る）は、直接イオン交換容量に影響するものと考えられ
ており、通常は、イオン交換容量に悪影響を及ぼさない
ために、この水分率の高い状態を維持したまま取り扱う
ことが行われている。そのため、流動性の低いイオン交
換樹脂を用いざるを得ず、取り扱い困難な状態を強いら
れているものである。しかしながら、本発明者らは、イ
オン交換樹脂の水分率を３０％以下に設定してあれば、
イオン交換樹脂の性能を損なうことなく、流動性の高い
状態でイオン交換樹脂の粒子を取り扱うことができ、効
率よく容量の大きなイオン交換フィルタを製造すること
ができることを見出し、本発明を完成するに至ったので
ある。すなわち、大径連続気孔を有する網状ポリウレタ
ンフォームからなる骨格基材に、前記大径連続空孔の孔
径の２％以上５０％以下の粒径を有し水分率３０％以下
に乾燥させたイオン交換樹脂粒子を接着させてあると、
前記イオン交換樹脂粒子は、接着性及び流動性の良好な
状態で取り扱えるため、網状ポリウレタンフォームの全
域に亘って、均一に供給しやすく、しかも、そのイオン
交換樹脂の粒径は、前記大径連続空孔の孔径の２％以上
５０％以下に設定してあるから、供給された網状ポリウ
レタンフォームに容易に侵入するとともに、前記網状ポ
リウレタンフォームに前記イオン交換樹脂が十分量かつ
確実に接着させることができ、また、十分量イオン交換
樹脂が接着したとしても前記大径連続気孔には、十分な
空隙を残しかつ前記イオン交換樹脂の粒子が空気と接触
しやすい環境を維持することができる。そのため、通気
性がよく、しかもイオン交換容量の大きなイオン交換フ
ィルタを提供することができるようになった。また、前
記イオン交換樹脂としては、フェノール系イオン交換樹
脂、スチレン系イオン交換樹脂等を用いることができ
る。

【００１１】また、前記網状ポリウレタンフォームが、
４個／inch〜１０個／inchの連続大気泡を有し、厚さ５
ｍｍ〜５０ｍｍのシート状に形成してある場合には、シ
ート状に形成した網状ポリウレタンフォームに対してイ
オン交換樹脂粒子を単に落下供給あるいは、噴射供給す
るだけで、そのイオン交換樹脂粒子が網状ポリウレタン
フォームの全体に供給されやすく、しかも、余剰のイオ
ン交換樹脂が供給側とは反対側から回収可能な構成とし
やすく、かつ、十分なイオン交換容量と通気性を両立さ
せやすく、たとえば、クリーンルームの循環系に用いる
フィルタとして適したものを得ることができる。

【００１２】前記イオン交換樹脂粒子を骨格基材にアク
リル系、ウレタン系、酢酸ビニル系接着剤により接着し
てあると、前記フェノール系のイオン交換樹脂と前記ポ
リウレタンの確実な接着に適するとともに、接着剤から
の揮発成分が少なく、イオン交換樹脂の性能に悪影響を
与えにくい。

【００１３】このようなイオン交換フィルタを製造する
場合には、大径連続気孔を有する網状ポリウレタンフォ
ームからなるシート状の骨格基材に、アクリル系、ウレ
タン系、酢酸ビニル系接着剤を含浸させ、前記骨格基材
表面のほぼ全域に接着剤を付着させたる接着剤塗布工
程、前記大径連続空孔の孔径の２％以上５０％以下の粒
径を有し水分率３０％以下に乾燥させたイオン交換樹脂
粒子を、前記骨格基材に付着することなく、厚み方向に
通過するまで、前記大径連続気孔に過剰量注入する接着
工程、前記骨格基材に接着することなく前記大径連続気
孔内に保持されているイオン交換樹脂粒子を除去する余
剰粒子除去工程、を順に行えばよく、この順に各工程を
行うことで、接着剤塗布工程において接着剤を含浸させ
る簡単な作業だけで、骨格基材の全領域に接着剤を付着
させることができ、その後イオン交換樹脂を網状ポリウ
レタンフォームに注入供給するだけで接着工程を行うこ
とができながらも、この方法によれば、前記イオン交換
樹脂の表面が、接着剤によって被覆されてしまうような
不都合はおきにくく、イオン交換樹脂のイオン交換性能
を阻害するような不都合は生じにくいうえに、イオン交
換樹脂が前記骨格基材に必要以上に接着されることもお
きにくく、余剰のイオン交換樹脂粒子は、後続の余剰粒
子除去工程において、単純に前記網状ポリウレタンフォ
ームの厚み方向に通過させるだけの操作で除去されるこ
とになり、イオン交換樹脂の粒子は、適切に利用される
ことになる。尚、前記網状ポリウレタンフォームが、４
個／inch〜１０個／inchの連続大気泡を有し、厚さ５ｍ
ｍ〜５０ｍｍのシート状に形成してあるものであれば、
網状ポリウレタンフォームにイオン交換樹脂を供給する
際に、前記イオン交換樹脂粒子が取り扱い容易でかつ大
径連続空孔に低抵抗で侵入しやすい大きさのものを選択
しやすく、前記接着工程を、前記イオン交換樹脂粒子を
前記骨格基材の厚さ方向で下方向きにに噴射供給するこ
とにより行えば、前記余剰粒子除去工程を、前記骨格基
材を通過する前記イオン交換樹脂粒子を落下回収するこ
とができるので、イオン交換フィルタを製造する装置を
構成する上で、簡単な構成を採用することができて好ま
しい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、網状ポリウレ
タンフォームは、大径連続気孔１を多数有し、かつその
気泡同士を隔てる壁が除去され、ほぼ骨格基材２のみが
残存する網目構造を有するポリウレタンフォームから構
成してある。たとえば、このようなポリウレタンフォー
ムは、以下のように製造される。１リットルあたり２０
〜６０ｇで、１．５〜３ｍｍの気孔を有するポリウレタ
ンフォームを製造し、その各気孔に爆発性混合ガスを注
入して点火爆発させる。すると、爆発により前記気孔同
士を隔てる壁が除去されて、４個／inch〜８個／inchの
連続大気泡を有し、骨格基材２のみの網目状ポリウレタ
ンフォームとなるのである（図２（ａ）参照）。

【００１５】この大径連続気孔１に非溶剤系接着剤（以
下バインダという）を含浸させ骨格基材２のほぼ全領域
にバインダが供給された状態にしたあと、余剰のバイン
ダを除去する（接着剤塗布工程）。余剰のバインダを除
去するには、前記網状ポリウレタンフォームを圧縮して
バインダを絞り出せばよく、前記網状ポリウレタンフォ
ームの復元力によって気孔が復元し、イオン交換樹脂粒
子３を注入可能な形態を実現できる。

【００１６】次に、バインダ塗布済みの網目状ポリウレ
タンフォームにイオン交換樹脂の微粒子を供給する。こ
の際、例えば、水平に支持されつつ水平方向に搬送され
るシート状に形成した網目状ポリウレタンフォームにイ
オン交換樹脂の粒子を落下供給するだけで、前記イオン
交換樹脂を前記網目状ポリウレタンフォームにまんべん
なく供給できるとともに均一に接着させた状態にできる
（接着工程）。このとき過剰量のイオン交換樹脂は、前
記網目状ポリウレタンフォームの下方に自然落下するの
で回収再利用が好適に可能となる。

【００１７】ここで、前記イオン交換樹脂粒子３は、陽
イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂の粒子の双方ともに
用いることができ、用途に応じてその接着量、割合等を
決定すれば良く、また、フェノール系、スチレン系、メ
タクリル系、アクリル系等種々のものが用いられ、中で
もフェノール系のものが好適に用いられる。また、これ
らイオン交換樹脂粒子３は単独で用いても良いし混合し
て用いても良い。ここで、陰イオン交換樹脂は、アミン
臭を伴う場合が多く、このようなアミン臭は、陽イオン
交換樹脂を併用することにより解消することができると
ともに、両者を併用すると、陽・陰両イオンを同時に処
理できる事になって有用であると言える。また、このよ
うなイオン交換樹脂は、通常、水分率５０％程度のもの
が市販され一般に流通しているが、これらのイオン交換
樹脂は、流動性が低く、網目状ポリウレタンフォームに
均一に提供しようとする場合に固まってしまったり、抵
抗となったりするのであるが、乾燥させて水分率２５％
程度まで低下させて用いれば、前記イオン交換樹脂の流
動性を高めながらも、前記イオン交換樹脂が炭化してし
まうなどの性状変化を伴わず、物性を低下させることな
く供給することができる。

【００１８】この状態でも前記網目状ポリウレタンフォ
ームの気孔内には、未接着状態のイオン交換樹脂の粒子
がひっかかった状態に残存しやすい。そこで、前記網目
状ポリウレタンフォームを圧縮・復元を繰り返すなどし
て加振し、余剰に引っかかったイオン交換樹脂粒子３を
除去する。これによりフィルタとしての通気性を確保す
ることができる。これにより、前記骨格基材２には、イ
オン交換樹脂の粒子が多数接着した状態になったイオン
交換フィルタが得られる（図２（ｂ）参照）。

【００１９】また、このようにして得られたイオン交換
フィルタは、前記イオン交換樹脂粒子３の粒径よりも小
さな網目を有する織布等に包装した状態で用いることが
好ましい。というのは、製造上接着が不完全な粒子が残
存したまま、使用されるような場合が生じ得るため、こ
のような粒子が使用時に脱落する不都合が生じる場合が
あり、前記織布等が、その脱落により散乱する粒子を捕
捉するので使用環境への悪影響を防止できるからであ
る。また、このような粒子の脱落を防止する上でもイオ
ン交換フィルタは、通気部を有するケーシング内に収容
した状態でフィルタ装置として用いられることが好まし
く、使用者の取り扱いにより前記イオン交換フィルタを
不用意に変形させて粒子の脱落を促進させてしまうよう
な事態を回避できるので好ましい。

【００２０】

【実施例】以下に具体的な実施例を示す。実施例１，２実施例１は厚みが１０ｍｍ、実施例２は厚みが２０ｍｍ
の平均１インチ当たり４〜１０個、好ましくは６〜８個
の大径連続気孔１を持つ網目状ポリウレタンフォームか
らなる骨格基材２に、予め水溶性の一定量のバインダを
一様に含浸塗布し、乾燥後タックのある内に基材のセル
の表面にカチオン型イオン交換樹脂を過剰に注入して接
着させ、余分のイオン交換樹脂（接着されなかった分）
は除去する。具体的には、イオン交換樹脂は製造プロ
セス上、陽イオン交換樹脂でナトリウム塩、陰イオン交
換樹脂で塩化物であるが、各々５％程度の強酸、強アル
カリ溶液の過剰量で再生して水とイオン交換させ、スル
ホン酸基、あるいは水酸基とした後水洗し、水分率２５
％程度まで乾燥させたイオン交換樹脂を用いる。連続気
孔型ポリマシートをアクリル系などの接着剤を含浸さ
せ、脱液後の上述のシートに乾燥イオン交換樹脂を吹付
け、イオン交換樹脂を上述のポリマー骨格に点接着させ
る。尚、イオン交換樹脂の量は、ポリマーシート１０リ
ットル当たり１．０〜１．５ｋｇを目標とすればよい。実施例３，４実施例３は厚みが１０ｍｍ、実施例２は実施例１，２と
同様の厚みが２０ｍｍの平均１インチ当たり４〜１０
個、好ましくは６〜８個のセルを持つ基材（ポリウレタ
ンフォーム）に予め水溶性の一定量の接着剤を一様に含
浸塗布し、乾燥後タックのある内に基材のセルの表面に
陰イオン交換樹脂１０に対してカチオン型イオン交換樹
脂１を混合したものを過剰に注入し接着させ、余分のイ
オン交換樹脂（接着されなかった分）は除去する。

【００２１】尚、いずれの実施例においても使用した原
材料は、以下の通りである。

【００２２】

【表１】ポリウレタンフォーム（株）ブリヂストン製エバーライトＳＦバインダコニシＣＨ１８バインダセメダインＥＭ７７２Ｘ陽イオン交換樹脂住友化学Ｃ−２０（強酸性）陰イオン交換樹脂住友化学Ａ−１１６（強塩基性）

【００２３】また、その使用量等は表２の通りである。

【００２４】

【表２】基材０．６ｋｇ／ｍ²（２０ｍｍ）接着剤０．２ｋｇ／ｍ²（２０ｍｍ）イオン交換樹脂量３．０ｋｇ／ｍ²（２０ｍｍ）（注：１０ｍｍのものについての使用量は、２０ｍｍのものの１／２量） ─────────────────────── 総イオン交換能３．６ｅｑ／ｋｇＮＨ3 通風除去率９９．０％（２０ｍｍ）

【００２５】イオン交換樹脂の総イオン交換容量は、強
酸性陽イオン交換樹脂にあっては２．０ｅｑ／ｌ、強塩
基性陰イオン交換樹脂では１．４ｅｑ／ｌを示す。これ
を気体処理では相対湿度に対応した水分率で使用するた
めに、単純に乾燥重量当たりに換算すると強酸性陽イオ
ン交換樹脂で３．６ｅｑ／ｋｇ、強塩基性陰イオン交換
樹脂では２．３ｅｑ／ｋｇとなる。

【００２６】その結果、フィルタ単位容積当たりのイオ
ン交換樹脂密度を約１５０ｇ／ｌ充填したフィルタを作
成した場合、０．５ｍ／ｓｅｃで圧力損失は０．１〜
０．１５ｍｍＡｑ／１０ｍｍ（フィルタ厚さ）程度であ
った。また、各実施例において作成したイオン交換フィ
ルタは、以下の性能を発揮した。

【００２７】

【表３】厚みイオン交換樹脂付着量除去率イオン交換能力（ｍｍ）ｇ／１００ｃｍ² （％）ｅｑ／ｋｇ実施例１Ｃ１０１５．１８３．６３．６３実施例２Ｃ２０２９．８９９．２３．７３実施例３Ａ１０１４．９８８．３２．３５実施例４Ａ２０３０．０９９．６２．４１（注：Ｃ＝陽イオン交換樹脂、Ａ＝陰イオン交換樹脂）

【００２８】これらイオン交換フィルタの総イオン交換
容量は、実施例１，２で、アンモニウムイオン（Ｎ
Ｈ₄ ⁺）量換算で、９．８ｋｇ／ｍ³、実施例３，４で、
硫酸イオン（ＳＯ₄ ^2-）換算で１７ｋｇ／ｍ³であるこ
とが分かり、イオン交換容量が大きくかつ圧力損失の小
さなイオン交換フィルタを提供できたことが分かる。

【００２９】尚、比較として、同一仕様寸法のフィルタ
について、従来の技術において述べた薬品添着活性炭を
接着させた網目状ポリウレタンフォームを基材とするフ
ィルタ、イオン交換繊維を用いたフィルタ、及び本発明
のイオン交換フィルタについて性能を調べたところ、表
４、５のようになった。尚、表４はアルカリ系イオンと
してアンモニア除去、表５は酸系イオンとして塩素除去
についてそれぞれ比較したものである。各製法により作
成したフィルタを同一寸法フィルタ枠に充填し、フィル
タ製品とした場合、表４、５からも明らかな如く、総イ
オン交換容量は本発明の方法がアンモニア除去に対して
は２．６倍以上、また塩素除去に対しては３．０倍の性
能を有し長寿化できることがわかる。

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】先の実施例では、イオン交換樹脂として
陰、陽いずれかのみを用いた例を示したが、両方を混在
させて用いても良い。また、陰イオン交換樹脂に対して
は、陽イオン交換樹脂を併用すれば、陰イオン交換樹脂
特有の臭いを軽減させることもできる。また、イオン交
換樹脂にくわえて、他のガス吸着剤等を併用し、前記網
目状ポリウレタンフォームや、バインダから雑ガスが発
生したとしても、その発生する雑ガスを除去可能に構成
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】網目状ポリウレタンフォームの概略図

【図２】大径連続気孔の拡大図（（ａ）は、イオン交換
樹脂粒子接着前、（ｂ）は、その接着後の形態を示す）

【符号の説明】

１大径連続気孔２骨格基材３イオン交換樹脂粒子

フロントページの続き (72)発明者大西謙之兵庫県尼崎市金楽寺町２丁目２番33号株式会社タクマ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大径連続気孔を有する網状ポリウレタン
フォームからなる骨格基材に、前記大径連続空孔の孔径
の２％以上５０％以下の粒径を有するイオン交換樹脂粒
子を接着させてあるイオン交換フィルタ。
【請求項２】前記イオン交換樹脂粒子が、水分率３０
％以下に乾燥させたものである請求項１に記載のイオン
交換フィルタ。
【請求項３】前記網状ポリウレタンフォームが、４個
／inch〜１０個／inchの連続大気泡を有するものであ
り、厚さ５ｍｍ〜５０ｍｍのシート状に形成してある請
求項１〜２のいずれかに記載のイオン交換フィルタ。
【請求項４】前記イオン交換樹脂粒子を骨格基材にア
クリル系、ウレタン系、酢酸ビニル系のいずれかの接着
剤により接着してある請求項１〜３のいずれかに記載の
イオン交換フィルタ。
【請求項５】前記イオン交換樹脂粒子が、陽イオン交
換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合物である請求項１〜
４のいずれかに記載のイオン交換フィルタ。
【請求項６】大径連続気孔を有する網状ポリウレタン
フォームからなるシート状の骨格基材に、アクリル系、
ウレタン系、酢酸ビニル系のいずれかの接着剤を含浸さ
せ、前記骨格基材表面のほぼ全域に接着剤を付着させる
接着剤塗布工程、前記大径連続空孔の孔径の２％以上５０％以下の粒径を
有し水分率３０％以下に乾燥させたイオン交換樹脂粒子
を、前記骨格基材に付着することなく、厚み方向に通過
するまで、前記大径連続気孔に過剰量注入する接着工
程、前記骨格基材に接着することなく前記大径連続気孔内に
保持されているイオン交換樹脂粒子を除去する余剰粒子
除去工程、を順に行うイオン交換フィルタの製造方法。
【請求項７】前記網状ポリウレタンフォームが、４個
／inch〜１０個／inchの連続大気泡を有するものであ
り、厚さ５ｍｍ〜５０ｍｍのシート状に形成してあると
ともに、前記接着工程を、前記イオン交換樹脂粒子を前記骨格基
材の厚さ方向で下方向きに噴射供給することにより行
い、前記余剰粒子除去工程を、前記骨格基材を通過する前記
イオン交換樹脂粒子を落下回収することにより行う請求
項６に記載のイオン交換フィルタの製造方法。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載のイオン
交換フィルタを前記イオン交換樹脂粒子よりも小さな網
目を有する布状体で被い、通気部を有するケーシング内
に収容してあるフィルタ装置。