JPS5955329A - 空気濾紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気濾紙、特にその機械的強度の増強に関する
ものである。

繊維を抄紙する方法によれば、その使用繊維の径の′選
定により、はＸ′無塵の状態を現出できるような極めて
高い集塵効率をもつ空気濾紙の実現も可能である。この
ため塵埃の存在が素子の性能に大きな影響をもたらす、
超ＬＳＩ素子のような小型半導体素子の製造のための無
塵室の形成用として欠くことのできないものとなってい
る。ところでこの場合要求される無塵室の大きさを、例
えば天井に配置される空気濾過器の数で示せば、縦・横
がそれぞれ６１０ｉ＋ｘ、奥行が１５Ｃ）ｍｍの標姑形
のものを約１０００箇程度必要とする大きさである。こ
のため空気濾過器の風損が大きいと、これに送風するた
めの送風機の客用も極めて大きなものとなる。例えば風
損が標準の２０ｍｍＨ２Ｏ（風速が２．５　ｃｒｎ　／
　Ｓｅａ　）の場合、送風機の駆動に要する電力は数１
００ＫＷにも及ぶ大きなものとなるため、その運転経費
を莫大なものとして製造コストを高くするのは勿論、運
転に伴う騒音も大きなものとなる。そこで省エネルギお
よび公害士の配慮から、その低減が強く要求されている
。

ところで一般に圧損は通気細孔が小となる集塵効率が高
いもの程犬となり、また厚さが大きいもの程大となる。

従って集塵効率が定められた場合には、厚さを小としな
ければ圧損を少なくすることができない。一方濾紙は所
要の流鼠な得るための送風圧を受けることから、厚さを
成る程変以上薄くすると引張強度を低下して送風圧に耐
えられなくなる。従って一般に濾過面積を大として処理
風量を犬とするため、第１図に示す斜視図のように濾紙
（１）を折畳んで枠体（２）内に収容したものでは、送
風圧により濾紙（１）が図中の点線図示のように撓んで
、空気流出口側の空気抵抗を高くしたり、送風圧に耐え
られなくなって破れたりする欠点がある。また抄紙方法
によるものは繊維相互に接着性をもたないことから、湿
気に対して極めて弱い欠点がある。従って細い径の繊維
を用いて抄紙技術の許しうる範囲内において濾紙の厚さ
を薄くすることにより、理論的には集塵効率としてはソ
°１００に ％近く、しかも風損の少ない濾紙の実現が可能でへ あるが、機械的強度の面から実用的な濾紙を作ることは
不可能である。

そこで従来から機械的強度の向」二を図るための各種の
努力がなされ、次に説明するような方法が提案され実施
されて゛いる。その方法の一つは所要の集塵効率を得る
に必要とする太さの繊維中に、その径より太く長い繊維
を混入して抄紙し、太い径の繊維の絡み合いによ・り強
度をもたせる方法である。しかしこの方法では太い径の
繊維によって形成された通気細孔の中に、細い径の繊維
が存在する形となる。このためその通気細孔内に形成さ
れる細い径の繊維による濾紙の部分的厚さは、はぼ太い
繊維の径に相当する厚さとなって紙全体の厚さを犬とす
る。このため風１刊を増すばかりでなく、太い繊維を混
入しても繊維相互の接着性を生むことはないので、湿度
によってくずれ易い欠点の改善は全くなされない。この
ためこの方法に代えて、この４０年来次の方法が主とし
て採用されている。これは所要の集塵効率を得るに必要
な径の繊維を、アクリルまたはメラミン樹脂の１〜５％
水工アルジョン液中に混合分散させたものを抄紙して乾
燥するか、または抄紙したものを」二記エマルジョン液
中に浸漬したのち乾燥して、機械的強度を与える方法で
ある。この方法によればアクリル樹脂などによって繊維
相互の接着が行われるため、所要の引張強度を容易に得
ることができると同時に、耐湿性の高い濾紙を作ること
ができる。

しかし一方この方法では繊維全体が樹脂のエマルジョン
液によって濡らされることから、通気細孔が埋められる
か、または大きくせばめられて圧損を増ず欠点がある。

例えば樹脂のエマルジョン液を用いない方法により作っ
た、集塵効率が９９９９％の濾紙の圧損は、流速２．４
　ｃｒｎ　／　Ｓｅａにおいて１５Ｉ＋１ｍＨ２Ｏ、ま
た引張強度は幅１５龍のもので０．３　Ｋｙである。こ
れに対しエマルジョン液を用いる方法では、同一風速に
おいて風損は２０１１１７４　Ｈ２Ｏ、引張強度は０８
〜１．０　ｉ（Ｖ、であって、強度は約３倍となるが風
損は２５％増となる。また集塵効率が９９゜９９９９％
の濾紙の場合、エマルジョン樹脂法を用いる方法では圧
損は３０　ｍｍ　Ｈ２Ｏとなる。従って現在の技術では
日本標準規格の圧損２０７ｎｍ　Ｈ２Ｏと機械的強度１
に）を満足するものは、集塵効率９９９７％のものが最
高であり、現在のところそれ以十の集塵効率をもった濾
紙の実現は不可能である。

またこの方法では繊維全部が樹脂によって濡らされるこ
とから濾紙が硬直性を帯び、第１図に示すように折畳ん
だとき、折曲部において亀裂を生じて濾過機能が損われ
る欠点があり、それだけ製作点検が面倒となる欠点があ
る。

本発明は圧損を小とするため厚さを薄くシても充分な機
械的強度をもち、しかも樹脂のエマルジョン液を用いる
方法のように通気細孔を埋めて圧損を多くしたり、硬直
化による亀裂を生ずることのない空気濾紙の提供を目的
とするもので、次に図面を用いてその詳細を説明する。

本発明は次の着想によってなされたものである。

即ち濾紙を形成する繊維中に、熱可塑性を有する樹脂粉
末を混入して抄紙すれば、混入樹脂粉末は繊維中に分散
位置して、第２図に示す部分拡大図のように繊維（３）
の重なり部（４）に位置する樹脂粉末（５）と、それ以
外の部分に位置する樹脂粉末（６）とを生ずる。そこで
抄紙したものを樹脂粉末を押潰すように加圧しながら加
熱することにより、繊維の重なり線以外の点に位置した
樹脂粉末を軟化熔融させて繊維の表面に付着させ、繊維
の重なり部に位置した樹脂粉末を熔融させて繊維（３）
相好、即ち引張強度を与えるに必要な部分のみをスポッ
ト状に接着する。またこれに加えて樹脂粉末の混入１１
トの調節により、接着点の数を所要引張強度を得るのに
必要な数に制御でき、従来の樹脂エマルジョン液を用い
て繊維全体を濡らす方法に比して、樹脂［１↓を著しく
少なくして接着部以外の部分における付着樹脂の量を著
しく少なくできる。

従って圧損な極力少なくするため、抄紙技術の許す範囲
において濾紙の厚さを薄くしても、所要の引張強度をも
たせることができ、また従来方法のように繊維全体が藺
らされるもののように、通気細孔を樹脂が埋めて圧損を
増加させることもなく、濾紙が硬直性をもっことも殆ど
ない。その結果従来実現できなかった高い集塵効率をも
ちながら圧損が少なく、しかも所要の引張強度をもった
空気濾紙の提供を１−＋１′能とする。またこれに加え
て本発明によれば、従来方法によっては得ることができ
なかった耐薬品性、耐熱性などにすぐれた空気濾紙の提
供も容易である。

即ち近時その利用が盛んである原子力産業においては、
事業所から排出される放射性粉塵による環境汚染を防ぐ
ため、空気鑵過器の使用が不可欠なものとされているが
、特にフラン濃縮工程やプルトニウムの精製工程に使用
される空気濾紙は、アルカリ性のヒユーム内で使用され
る場合が多く、また３００′Ｃ程度の高温で使用される
場合が多い。

しかし現在主として使用されている樹脂エマルジョン液
によって繊維相互を接着している空気ｄ・υ紙では、濾
過機能を発揮させる繊維として耐薬品性や耐熱性の高い
アスベスト、セラミック、石英などの繊維を用いても、
アクリル樹脂やメラミン樹脂などは周知のように耐酸性
や耐アルカリ性において劣り、しかも１５０℃以トの温
度において軟化熔融して、繊維相互の接着力を低下して
引張強度を低下する。従ってｖ期の交換が必要となり、
これが大きな悩みとなっている。しがし本発明では樹脂
粉末を用いており、これ力呻４冒丁塑性を釘するもので
あれば、耐薬品性のものでも耐熱性のものでも自由に選
んで使用できる。従って＋Ａｖ　Ｉｌｉの選定と同時に
樹脂粉末の＋Ｊ”ｒ４を選定することにより、耐薬品性
や耐熱性、或いは何れをもｔ”ｊ　（ｉｉ！ｉする空気
濾紙を容易に実現して、十記原Ｐカ産′４−における悩
みを解決でき、しかも放射性粉塵の外界への放出をはＸ
完全に阻止すると同時に、運転経費の安価な高集塵効率
であって低圧損の空気濾紙を提供できる。

なお以七では本発明の要旨の理解を容易とするため、接
着用として樹脂粉末を用いた場合について説明したが、
これが繊維状のものであってもよい。即ち第３図に示す
部分拡大図のように、繊維（３）の重なり部（４）に位
置した樹脂繊維（′７）の部分が繊維什巨ｊ：を接着す
るので、引張強度を与えることができるもので、この力
法はどちらかというと中シ１゜能以下の濾紙に好適する
。また以北では９９．９’７％前後の高性能濾紙につい
て説明したが、中性能濾紙においても厚さを薄くして機
械的強度を得ることができるので、同様に適用して効果
を奏することができる。次に本発明の実施例を示す。

実施例Ｃｌ０） ０］５〜０２μｍ０ｗｔ％、０３〜１μと５μ９０ｗｔ
％の配分とした重＠７５　ｇ’　／　ｒｎ２の硝子紙綿
゛に、液体酸素中に浸漬したのち取出して粉砕して作っ
た２〜２０μ径のポリプロピレンの粉末樹脂３０　ｇ＋
’　／靜を混合して抄紙して乾・曝したのち、約１，５
０℃で加熱したところ次の結果を得た。、集塵効率　９
９９９％（０３μ径の試験粉体に対して） 圧力４目失　１５ｒｎｍＨ２０（２，４ｃｒｎｌ　Ｓｅ
ｃ　（７，）風ａニ文」して） 引張強度　０８〜ｌ、Ｑ１１！（幅］−５ｃＴｎの濾紙
に対して） これから明らかなように本発明によれは繊維のみを用い
て作った濾紙と同等の集塵効率と圧損（」５ａｍ　Ｈ２
Ｏ）をもちながら、約３倍の引張強１−リをもった濾紙
を供給できることが判る。また従来方法によって作られ
た樹脂の表面は、手で触ったとき［一つるり」としてい
るが、本発明方法による？）・（９紙は触覚的に繊維の
みにより作ったものと殆ど変らず、使用状態と同様に折
曲げても亀裂を生ずることがなかった。

実施例〔１１〕 耐薬品性をもたせるためアスベストｆ［Ｉ［とｉ＋ｙ＋
Ｌ％と、１〜２μ径のセラミック繊維９５　ｗｔ％の割
合で混合した７５ｇ＋’／ｍ’の繊維に、耐薬品性にす
ぐれた２〜２０μ径のポリプロピレン粉末３０ｇ’／ｍ
′″を混合して抄紙して乾燥したのち、約１５０℃で加
熱したところ、実施例ＣＩ）と同等の性能をもった耐薬
品性の濾紙を得ることができた。

実施例ＣＩＩＩ　］ 耐熱性にすぐれるアスベスト繊維５　ｗｔ％と、］〜２
μ径のセラミック繊維９５　ｗｔ％の割合で混合した７
５ｇｒ、／ｒｄの繊維中に、耐熱性にすぐれる四弗化エ
チレン粉末３０ｇｒ、／ｒｒ？を混合して抄紙し乾燥し
たのち、四弗化エチレン　粉末の軟化点である３００℃
以上で加熱したところ、実施例〔Ｉ〕と同等の性能をも
った耐熱性濾紙を得ることができた。。

なおこの場合樹脂粉末として四弗化エチレン樹脂粉末に
代えてエテル、ケトン樹脂粉末を用いてもよい。

実施例〔１ｖ〕 実施例〔Ｉ〕に示した硝子繊維中に、径が２〜２０μ径
であって長さが１−２　ｍｍのポリプロピレン繊維３　
Ｃ１ｇｒ、　７　ｍ２を混合し、抄紙して乾燥したのち
約１５０℃で加熱したところ、実施例〔Ｉ〕とはＸ゛同
等の性能をもつ濾紙を得ることができた。

以」二の説明から明らかなように、本発明によれば圧損
な少なく所要の引張強度をもった空気濾紙、更には耐薬
品性や耐熱性をもたせた空気濾紙を容易に提供できるな
どのすぐれた利点を有するもので、特にＬＳＩ素子など
の超小型半導体素子の製造、或いは原子力産業において
必要とされる高性能濾過器の空気濾紙として極めて効果
の著しいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気濾過器の部分断面斜視図、第２図は本発明
の樹脂粉末による繊維相互の接着要領を示すず部分拡大
図、第３図は本発明の樹脂繊維による繊維相互の接着要
領を示す部分拡大図である。 （１）・・・・混１紙、　（２）・・・・枠体、（３）
・・・・繊維、　（４）・・・・繊維の重なり部、（５
）・・・・爪なり部に位置した樹脂粉末、（６）・・・
・重なり部以外の点に位置した樹脂粉末、（７）・・・
・樹脂粉末に代えて混入される繊維状樹脂。 特許出願人　　忍　足　義　見

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所望の集塵効率を得るに必要とされる繊維中に、粉末状
   または繊維状の熱可塑性樹脂を混入して抄紙したのち、
   加圧しながら加熱して形成したことを特徴とする空気濾
   紙。