(57)【要約】【課題】半導体製造装置内などで使用されるガス吸着フィルタにおいて、吸着効率が高く、圧力損失が小さくかつ使用寿命の長いフィルタを、簡単に製造できる方法を提供することを目的とする。【解決手段】吸着剤として活性炭粒子１と接着剤として粒子状熱可塑性樹脂接着剤３を混合し複合材料４とし、シート５と枠６とからなる容器に入れ、熱可塑性樹脂溶解温度で加熱して粒子状熱可塑性樹脂接着剤３を溶解させる。加熱した複合材料４とシート５に針８を刺して、複合材料４とシート５に貫通孔をあけたのち、針８を抜く。これによって通気端面をシート５で保護された、高吸着効率のガス吸着フィルタが得られる。【選択図】図５
2010227830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物をシート上に敷き、前記混合物を敷いたシートごと、前記熱可塑性樹脂接着剤が溶融する温度以上に加熱し、加熱された前記吸着剤と前記熱可塑性樹脂接着剤の混合物とその下に敷いたシートに対し、林立した針を刺して貫通させ、その後前記針を抜きとることで作成することを特徴とするガス吸着フィルタの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のガス吸着フィルタの製造方法を用いて作成した、吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物とシートが接着され、前記吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物と前記シートが貫通した通気孔を有していることを特徴とするガス吸着フィルタ。
【請求項３】
シートが箱型の容器の形状をしていることを特徴とし、前記容器の中に吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物を詰めて加熱することを特徴とする請求項２のガス吸着フィルタ。
【請求項４】
吸着剤が活性炭であることを特徴とする請求項２または３に記載のガス吸着フィルタ。
【請求項５】
吸着剤がゼオライトであることを特徴とする請求項２または３に記載のガス吸着フィルタ。
【請求項６】
吸着剤がイオン交換樹脂であることを特徴とする請求項２または３に記載のガス吸着フィルタ。
【請求項７】
吸着剤の粒子の大きさが０．２４ｍｍ以上の粒子であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項８】
吸着剤の粒子の大きさが熱可塑性樹脂接着剤の大きさより大きいことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項９】
吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物を加熱後、上面をシートで覆い、少なくとも混合物の上面と下面をシートで挟んだ状態で、針を刺すことを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項１０】
針が刺さる面のシートがあらかじめ針の刺さる位置のすべてもしくは一部が開口しているシートあることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項１１】
シートの厚さが０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項１２】
シートが、シート内部に吸着剤を漉きこんだシートであることを特徴とする請求項２乃至１１のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項１３】
シートが通気性を有しないことを特徴とする請求項２乃至１１のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【請求項１４】
シートが発熱体であることを特徴とする請求項２乃至１３のいずれかに記載のガス吸着フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気中のガス成分を吸着するケミカルフィルタなどのガス吸着フィルタとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工場や精密電子部品製造工場のクリーンルームにおける製造過程に使用されるケミカルフィルタに代表されるように、微量のガス状不純物を除去して高清浄度の空気を保ち、かつ長寿命であるガス吸着フィルタが求められている。
【０００３】
この種のガス吸着フィルタとして、次のような形状のガス吸着フィルタが提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載のガス吸着フィルタは細孔をもたせ表面積を増大させた粒子状の吸着剤を収納ケースに充填したものであり、空気の流入口と流出口に多孔板が設けられている。この多孔板は空気を通過させるための穴が開いており、この目の大きさは吸着剤が収納ケースから落ちない程度のものである。
【０００５】
特許文献２に記載のガス吸着フィルタは、吸着剤を担持した三次元網状構造物に表裏貫通孔を設けたものを、間隔をあけて積層したものである。この三次元網状構造物として網状ウレタンフォーム等の大径連続空孔を有するものが用いられている。
【特許文献１】特開平０９−２２０４２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３１５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガス吸着フィルタにはガスの捕集効率がある値まで低下するまでの時間、すなわち寿命という特性があり、ガスをいかに効率よく多く吸着できるかを表す。長寿命化のためにはガスとの接触効率を高め、吸着剤のフィルタ内への充填量を増やす必要があるが、充填量を多くすると圧力損失が大きくなり、フィルタに通風する際には、通風のための消費電力が大きくなることや騒音が大きくなるといった問題が生じる。そのため、長寿命でありながら、圧力損失が低いフィルタが求められている。
【０００７】
従来の技術において、特許文献１のようなフィルタはガスの捕集効率を上げるために吸着剤を隙間なく充填するため、圧力損失が高いという課題がある。
【０００８】
また、特許文献２のようなフィルタは、三次元網状構造物を基材として吸着剤を接着する。そのため通気性は高いため圧力損失が低下するものの、フィルタにおける基材の体積率が高く、長寿命化するための吸着剤の添着量を多くできない課題がある。また、基材の構造が複雑で接着も困難であり高コストな製造方法である。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、簡単な基材の構造で、吸着剤の充填量が多く、かつ簡単に製造することができるガス吸着フィルタの製造方法と、この製造方法を用いて作成した、長寿命で圧力損失が低いガス吸着フィルタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のガス吸着フィルタは上記目的を達成するために、吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤を混合した混合材をシート上に敷き、これをシートごと熱可塑性樹脂接着剤の融点温度以上に加熱する。これに針を刺すことによって、混合剤とシートに穴を空け、針を抜いて冷却し、形状を固めるガス吸着フィルタの製造方法とその製造方法を用いて得られるガス吸着フィルタである。
【００１１】
この手段により、単位体積あたりに多くの吸着剤を保持したまま、穴を有して入ることにより圧力損失を低減でき、かつ穴の開いた通気端面をシートによって固定でき、また、シートと混合剤も熱可塑性樹脂接着剤によって接着されており、形状が強固に保持されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸着剤粒子と熱可塑性樹脂接着剤を混合し、熱可塑性樹脂接着剤の融点以上で加熱することで、吸着剤粒子同士、吸着剤とシートを、熱可塑性樹脂接着剤粒子で接着し、この加熱した混合物に針を刺すことで通気孔を設ける製造方法でガス吸着フィルタを製造することによって、圧力損失が小さく、かつ長寿命なガス吸着フィルタを提供できる。
【００１３】
しかも、吸着剤粒子と熱可塑性樹脂接着剤の混合物をシート上に置くことにより、形状の端面部から吸着剤の脱落を防ぎ、また、従来シートがない場合に吸着剤の脱離を防ぐために多く含んでいた熱可塑性樹脂接着剤の量を、低減することができ、これによって吸着剤と吸着対象ガスの接触効率が向上し、吸着性能が向上したガス吸着フィルタを提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の請求項１記載の発明は、吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物をシート上に敷き、前記混合物を敷いたシートごと、熱可塑性樹脂接着剤が溶融する温度以上に加熱し、前記の加熱された吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物とその下に敷いたシートに対し、穴をあけるための道具として林立した針を用いて、混合物とシートに刺して貫通させ、その後針を抜きとることで作成するガス吸着フィルタの製造方法である。
【００１５】
この製造方法により、シート上に材料を敷き、加熱して任意の大きさと数の穴をあけるという簡単な方法で、フィルタの製造が可能である。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の発明は、前記ガス吸着フィルタの製造方法で作成した吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物が加熱によってシートとも接着し、これに貫通孔をあけることで、貫通した通気孔を有してその通気端面が穴の開いたシートであることを特徴とするガス吸着フィルタである。
【００１７】
前記吸着剤同士、もしくは前記吸着剤と前記シートが溶融した熱可塑性樹脂接着剤によって接着した穴のあいたガス吸着フィルタであり、通気端面はシートによって吸着剤の脱落がないよう保護され、また、シートが骨材の役割をして構造を強化したガス吸着フィルタで、フィルタに対し、吸着材が多く詰め込まれ、また穴が開くことによって通気も確保されるため吸着容量が大きくかつ圧力損失の小さいガス吸着フィルタである。
【００１８】
なお、熱可塑性樹脂接着剤としては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリアミドイミドなどが挙げられる。
【００１９】
また、本発明の請求項３記載の発明は、前記ガス吸着フィルタのシートが、箱型の容器の形状をしており、通気端面だけでなくフィルタの外周部分も熱可塑性樹脂接着剤で接着され、フィルタの強度が向上したものである。
【００２０】
また、本発明の請求項４記載の発明は、前記ガス吸着フィルタの吸着剤が活性炭であることを特徴としたものであり、活性炭は多くの対象ガスを物理的に吸着でき、またその比表面積が大きいことからも吸着容量が大きいため、多くのガスを吸着できるガス吸着フィルタを提供できるものである。
【００２１】
また、本発明の請求項５記載の発明は、前記ガス吸着フィルタの吸着剤がゼオライトであることを特徴としたものであり、ゼオライトはその構造からガスを選択的に吸着することができ、対象ガスを選択的に分別するガス吸着フィルタを提供できる。
【００２２】
また、本発明の請求項６記載の発明は、前記ガス吸着フィルタの吸着剤がイオン交換樹脂であることを特徴としたものであり、イオン交換樹脂は、熱可塑性樹脂接着剤との混合性がよく、熱可塑性樹脂接着剤との表面を介する媒体を必要としないため、他の吸着剤よりも製作しやすく製造コストが低減できる。また、それぞれ対象となるガスによって、酸性用、塩基性用のイオン交換樹脂を用いて、ガスを選択的に除去できる。また、その吸着容量が大きく、吸着力も強いため、１回の通過での除去能力が高いという特徴がある。
【００２３】
また、本発明の請求項７記載の発明は、前記ガス吸着フィルタの吸着剤粒子の大きさが２４０マイクロメートル以上の粒子であることを特徴としており、本発明者らの検討から、粒子同士及びシート同士の熱可塑性樹脂接着剤での接着において、熱可塑性樹脂接着剤粒子の大きさに対して吸着剤は２４０マイクロメートル以上の粒子径を持つことによって、溶融した熱可塑性樹脂接着剤が膜状に広がり、吸着剤の吸着孔を防ぎにくくなることが分かっており、吸着剤の吸着容量が低下しにくい。そのため、吸着容量の多いガス吸着フィルタが提供できるものである。
【００２４】
また、本発明の請求項８記載の発明は、前記ガス吸着フィルタの吸着剤粒子の大きさが熱可塑性樹脂接着剤の大きさより大きいことを特徴としており、本発明者らの検討から、熱可塑性樹脂接着剤が吸着剤より大きい場合では、材料の混合がうまくいかず、成形が困難になるため、吸着剤粒子の大きさが熱可塑性樹脂接着剤より大きいことによって、成形しやすい利点がある。
【００２５】
また、本発明の請求項９記載の発明は、吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤の混合物を加熱後、上面をシートで覆い、少なくとも混合物の上面と下面をシートで挟んだ状態で、針を刺して得られるガス吸着フィルタであり、加熱された状態のままシートで覆うことによって、まだ溶融した状態の熱可塑性樹脂接着剤で吸着剤とシートが接着することができるために、フィルタの両方の通気端面をシートで保護でき、シートによって吸着剤の脱落がないよう保護され、また、シートが骨材の役割をして構造を強化したガス吸着フィルタとなる。また、フィルタに対し、吸着材が多く詰め込まれ、また穴が開くことによって通気も確保されるため吸着容量が大きくかつ圧力損失の小さいガス吸着フィルタである。
【００２６】
また、本発明の請求項１０記載の発明は、針が刺さる面のシートが、あらかじめ針の刺さる位置のすべてもしくは一部に、開口が設けてあるシートであることを特徴とした前述のガス吸着フィルタであり、針が刺さる位置に開口があることによって、シートの保形性により、針が刺さっても穴が開かず、シートごと材料が押さえつけられるのを防ぐ効果があり、そのため、構造体が必要以上に高密度になること、また製造時に密度のバラツキが生じることを防ぐことができるものである。
【００２７】
また、本発明の請求項１１記載の発明は、シートの厚みが０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とした前述のガス吸着フィルタである。シートの強度や透液性にもよるが、一般的に０．０５ｍｍより薄い場合、溶解した熱可塑性樹脂接着剤が、針が刺さる圧力によって押し出され、シートを透過して流れ出してしまい、フィルタの製造装置などに接着してしまう。そのためシートは少なくとも０．０５ｍｍ以上の厚みが必要である。また、厚みが３ｍｍ以上の場合、フィルタの厚みをむやみに厚くしてしまい、フィルタの圧力損失を大きくし、また吸着効率の低下を招くため、望ましくない。
【００２８】
また、本発明の請求項１２記載の発明は、シートが、シート内部に吸着剤を漉きこんだシートであることを特徴とする前述のガス吸着フィルタであり、シートにも吸着剤をすきこんで存在させることで、通気方向正面から当たるシート面でのガス吸着ができる。そしてそれと同時に、前述のような強度の向上や吸着剤粒子の脱落を防ぐことができる。
【００２９】
また、本発明の請求項１３記載の発明は、シートが通気性を有しないことを特徴とする前述のガス吸着フィルタであり、金属シート等通気性をまったく有しないものであることによって、吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤との混合物を加熱して針を刺す場合、熱可塑性樹脂接着剤が溶解し、材料とシートが接触する面の裏側に、シートの内部を通じて流れ出すことがなく、フィルタの製造装置などを汚さないため、生産性を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明の請求項１４記載の発明は、シートが発熱体である前述のガス吸着フィルタであり、ガス吸着フィルタがガスを吸着後、それに接着したシートを加熱することによって、吸着剤を伝熱によって温め、吸着剤からガスを効率よく脱着することができ、再度、ガス吸着フィルタとして利用することが可能になる。但し、加熱は熱可塑性樹脂接着剤が溶融する温度以下で行うため、前記熱可塑性樹脂接着剤が溶融する温度以上に温まらない発熱体であることが望ましい。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１に示すように、粒子状吸着剤としての活性炭粒子１の重量１００に対し水２を重量２５以上７５以下で混合する。活性炭表面に水膜を作ることで、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３とのなじみを良くすることができる。水の量は２５以下であれば、表面を十分にぬらすことができず、また、７５以上では濡れすぎるために粒子状熱可塑性樹脂接着剤３と混ざるものの、水を蒸発させるためのエネルギーが余分にかかるため無駄であるし、活性炭粒子１が流動化して、型に入れにくくなるため、混合する水２の量は活性炭粒子１の重量１００に対して重量２５以上７５以下が望ましい。
【００３３】
なお、水はカルシウムやナトリウムなどが乾燥によって析出しないように、イオン交換水を用いるのが望ましい。
【００３４】
そして、この活性炭粒子１と水２の混合物に、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３を混合し、活性炭熱可塑性樹脂接着剤の複合材料４を作成する。粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の重量は吸着剤８０に対して５以上３０以下の割合にする。５未満では、フィルタの接着強度および構造体としての強度が弱くなってしまい、割れや吸着剤の欠落が起こる。また３０より多い場合、ガス吸着性能が低下するため、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の重量は吸着剤８０に対して５以上３０以下が望ましい。
【００３５】
粒子状熱可塑性樹脂接着剤３として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリアミドイミドなどの粒子状材料があるが、中でもポリアミドは一般に融点がほかの熱可塑性樹脂接着剤と比べ高温であり、一旦融解して固化させガス吸着フィルタとした後に、使用中に熱可塑性樹脂接着剤の成分からのガス成分が発生しにくいため、望ましい。
【００３６】
なお活性炭粒子１と粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の大きさは、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の大きさが、活性炭粒子１の大きさの２０分の１以上２分の１以下であること望ましい。粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が、活性炭粒子１の２０分の１以下の大きさであると、活性炭粒子１間の空間を溶けた粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が埋めにくく、接着力が弱くなってしまう。一方で、２分の１以上の大きさであると、活性炭粒子１間の空間を広くしてしまうために、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が溶解した場合に、広がった空間分隙間ができてしまい、活性炭粒子１同士の接着がうまくできず、やはり接着力が弱くなってしまう。そのために活性炭粒子１の大きさの２０分の１以上２分の１以下であることが望ましい。
【００３７】
とくに活性炭粒子１の粒子径は細かいほうがより比表面積が大きくなるため粒子径が小さいほうがガス吸着フィルタとしては望ましい。一方、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の大きさは、製造上の制約がある。以上のことを考え、活性炭粒子１の大きさは０．２４ｍｍ以上１．６ｍｍ以下で粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の大きさを０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００３８】
こうして得られる前記活性炭熱可塑性樹脂接着剤の複合材料４を図２に示すシート５上に敷く。このときには、前記複合材料４が均一な厚みになるようにする。シート５として、パルプ紙や綿シート、不織布や金属フィルムなどが挙げられる。なお、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３との接着性がよい樹脂、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル繊維、レーヨン、ナイロン樹脂などの不織布は望ましい。または、溶解した粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が、後述の針を刺す工程において材料に与えられる圧力によってシートから染み出さないように、通気性を有しない材料、例えば金属フィルムなどは望ましい。
【００３９】
また、シート５の厚みは溶解した粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が流れ出さないように、０．０５ｍｍ以上が必要である。なお、シート５の最大厚みとしては、無駄に構造体を大きくしてしまうことや、シート５自体が圧力損失体となってしまうため、厚すぎないように３ｍｍ以下が望ましい。
【００４０】
なお、シート５上に枠６をおき、シート５と枠６によって作られる空間に、前記複合材料４を敷くと、成型体の形を決めることができ、望ましい。
【００４１】
前記シート５上の枠６内に敷いた複合材料４を、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の融点温度以上に加熱したオーブンで、水２が蒸発し、かつ粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が全て溶解するまで、加熱する。ただし、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が全て溶解した後にさらに長時間加熱すると、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が液状化し流れる。そして厚み方向での活性炭粒子１の接着力にばらつきが生じてしまうため、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が全て溶解する程度の時間のみ加熱するのが望ましい。
【００４２】
たとえば、ポリアミドを粒子状熱可塑性樹脂接着剤３とした場合、温度は１００℃以上１５０℃以下が望ましい。１００℃以上で、ポリアミド樹脂が徐々に融解して吸着剤同士を接着する。また１５０℃以上では、混合材料４全体の温度が均一になり、ポリアミドが全て融解する前に、早く加熱されたポリアミドの張力が弱まり、液状化し、活性炭粒子１の表面を覆ってしまう。そのため活性炭など吸着剤の吸着サイトを徐々にふさいでしまう。そのため、加熱温度は１５０℃以下であることが望ましい。
【００４３】
また、図３に示すように開孔を設けた板７の開孔に円心棒状の針８を刺して並べ、針金型９をつくる。各針の立ち並ぶ向きが林立し、平行になるように並べ針金型９とする。また、このときの板７の開孔および各針８の位置として各針８の中心を結んだ線が６０°の角度で交わる位置関係とする。６０°とすることで活性炭粒子１と粒子状熱可塑性樹脂接着剤３によってできる構造体の厚みがもっとも均一になる構造であるため、活性炭粒子１の吸着をもっとも有効に利用できるため望ましい。
【００４４】
また、針金型９の針８と同じ位置に開孔を持つパンチング板１０つくり、針金型９をパンチング板１０に刺す。このパンチング板１０に刺した針金型９を前述の融点温度以上のオーブンで加熱する。なお、針８の表面をポリテトラフルオロエチレンによってコーティングするのが、熱可塑性樹脂接着剤が針に付着しにくくなるため、望ましい。なお、このパンチング板１０は針８が加熱した複合材料４に刺さる際に、針の平行性を高める役割がある。
【００４５】
そして図４に示すように、加熱した複合材料４に加熱したパンチング板１０に刺した針金型９を刺し、複合材料４およびシート５を貫通させる。そのため開口を有する下板１１を設けるのが望ましく、その下板１１の開口は、針金型９の針８の位置と同じである必要がある。
【００４６】
貫通後、針金型９を刺した複合材料４をパンチング板１０で押さえながら、針８を抜く。孔の開いた複合材料とシートは、冷却されて活性炭粒子１と穴のあいたシート５とが粒子状熱可塑性樹脂接着剤３によって接着され、ガス吸着フィルタ１２として得られる（図５）。枠６は、そのままガス吸着フィルタ１２の外枠として用いてもよいし、外して繰り返し使用してもよい。
【００４７】
なお、これによって得られるガス吸着フィルタ１２は通気孔によって圧力損失をコントロールすることができるため、通気孔の数、孔の径とフィルタの厚みによって自由に変更が可能である。
【００４８】
また、活性炭粒子１同士を粒子状熱可塑性樹脂接着剤３で接着してつなぎ合わせる構造とすることで、基材素材を使わずに済み、その結果活性炭粒子１をガス吸着フィルタ１２中に多く充填することができ、そのため、ガス吸着フィルタ１２の吸着容量が大きくなるため、長寿命のガス吸着フィルタ１２が得られるものである。
【００４９】
しかしながら、活性炭粒子１に対し、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の割合を多くの割合を入れれば、接着力は上がり、強度が増すが、粒子状熱可塑性樹脂接着剤３が多くなるにしたがって溶融した粒子状熱可塑性樹脂接着剤３によって活性炭粒子１の表面が阻害され、ガス吸着フィルタ１２の吸着容量や吸着の速度が低下する。一方で粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の割合が低くなると、吸着容量が増え、吸着速度は比較的高いものが得られるものの、接着点が少なくなり、少なすぎる場合、特にガス吸着フィルタ１２の端部から活性炭粒子１の欠落が起きたり、ガス吸着フィルタ１２の強度が弱くなる。そのため、本発明のように、シート５を敷く行為を工程内に取り込むことによって、端面部から活性炭粒子１の欠落を防ぐことが可能であり、また、シートを用いずに作成したガス吸着フィルタの場合に活性炭粒子１の脱離を防ぐために多く含んでいた粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の量を低減でき、これによって活性炭粒子１と吸着対象ガスの接触効率が向上し、吸着性能が向上したガス吸着フィルタ１２を提供できるものである。
【００５０】
また本実施の形態ではシート５と枠６によって複合材料４を詰める空間を作ったが、シート５を箱型に加工して複合材料４を詰める容器としてもよい。但し、シート５の強度が弱いなどの場合には、その外側に枠を設けてもよい。なお、こうすることによって、得られるガス吸着フィルタの外周面もシート５によって保護され、活性炭粒子の欠落が生じにくくなる利点がある。
【００５１】
また、本実施の形態では吸着剤として活性炭粒子１を用いたが、ゼオライトであってもよい。
【００５２】
また、吸着剤がイオン交換樹脂であってもよく、その場合、活性炭粒子１と粒子状熱可塑性樹脂接着剤３の混合の際に用いた水２が不要であり、実施の形態１で行ったオーブンによる加熱の加熱時間も短くなるという利点がある。
【００５３】
（実施の形態２）
実施の形態１において、複合材料４を加熱後、針金型９を複合材料に刺す前において、図６に示すように、複合材料の上に、シート１３をおき、シート１３、複合材料４、シート５に針８を貫通させ、ガス吸着フィルタ１２の通気孔の両端面をシートで保護する構造としてもよい。シート５およびシート１３と複合材料の吸着剤とは粒子状熱可塑性樹脂接着剤３によって接着されているため、ガス吸着フィルタ１２において、もっとも粒子の接着力が弱い通気孔の端面が保護され、ガス吸着フィルタ１２からの吸着剤の欠落が両端面で保護される。
【００５４】
なお、シート１３は針８の刺さる位置に、開口を設けているものが望ましく、それは、開口を設けない場合には、針８がシート１３に刺さる際、シート１３に穴が開くまえに、シート１３全体が押され、加熱された複合材料４をシート１３の面で押して、圧力がかかり、複合材料４が高密度になり、針８が複合材料４に刺さりにくくなることを防ぐためである。
【００５５】
本実施の形態において、シートとしては吸着剤を繊維材料などと混合して漉きこんだ不織布シートとする。樹脂繊維の不織布や金属フィルムなど、ガス吸着性のないシートに対し、シート内に吸着剤を漉きこんでおくことで、通気端面においてもガスと接触し、吸着することが可能になる。
【００５６】
また、この吸着剤として、活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂、イオン交換繊維などがよい。
【００５７】
また、本実施の形態において、シートを金属やカーボンなど導電性と、電気抵抗を有して発熱するフィルムとする。
【００５８】
ガス吸着フィルタの通気端面に存在するシートに通電して加熱することによって、吸着剤に伝熱させる。温められることによって、吸着していたガスを脱着するため、ガス吸着フィルタを再生することができる。
【実施例】
【００５９】
粒子径が３０から６０メッシュの活性炭粒子８０に対して、イオン交換水４０を混合して混ぜ、攪拌し、さらに粒子径が５０マイクロメートル以上２００マイクロメートル以下のポリアミド熱可塑性樹脂を１０の割合で追加して、混合材料を作成する。
【００６０】
５０ｍｍ×１００ｍｍの箱型容器の底に剥離シートをしき、その上にポリエステル製の不織布を敷き、さらにその上に、前記の混合材料１５ｇ敷き詰める。
【００６１】
この箱型容器を１３０℃のオーブン内で、熱可塑性樹脂が完全に溶解するまで加熱する。これを加熱混合材料とする。
【００６２】
一方、先端のとがった円柱状の直径１．２ｍｍの針を、針と針の中心間が１．８ｍｍとなり、かつ中心を結んだ線が６０℃で交差するように並べ、針が１２０℃以上になるように加熱する。これを加熱針金型とする。
【００６３】
加熱針金型の針を、加熱混合材料に刺し、箱型容器ごと貫通し、加熱混合材料に貫通孔をあける。また、針は加熱混合材料が固まる前に抜く。
【００６４】
箱型容器から混合材料とポリエステル製のシートが一体となって貫通孔を有したフィルタを得る。
【００６５】
得られたフィルタは厚みが約６ｍｍで５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさである。
【００６６】
得られたフィルタに対して、図７に示すフォースゲージ１４を備えた折り曲げ試験装置にて、折り曲げ試験をした。フィルタを支える台１５幅は４０ｍｍでフィルタ１６をおき、幅５ｍｍの半円柱状の押し板１７を、押し速度３ｍｍ／分であて、フィルタが割れるまで行った。押し板１７はフィルタの幅５０ｍｍ以上のものとし、幅５０ｍｍ全体を押すものとする。
【００６７】
また、得られたフィルタを５０ｍｍ×５０ｍｍに切断し、落下試験を行った。落下試験は、５０ｃｍの高さから、鉄板の上に開口部が垂直になるように落下させ、フィルタを取り除いた後に、活性炭粒子がどの程度落ちているか確認した。また、５０ｃｍから順に５０ｃｍごとに高さを上げていき、鉄板の上に開口部が垂直になるように落下させ、割れが生じる高さまで同一のサンプルをもちいて行った。
【比較例】
【００６８】
比較例として、ポリエステルシートを用いない場合のフィルタを作成し、同様に折り曲げ試験と落下試験を行った。得られたフィルタは実施例と同じく、厚みが約６ｍｍで５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさである。
【００６９】
結果、折り曲げ試験では、比較例が０．４２ｋｇｆで割れたのに対し、実施例のフィルタは１．１４ｋｇｆであり、実施例のフィルタは完全に割れて分断しなかった。また、比較例のフィルタは２ｍｍ押し込んで割れたが、実施例では９ｍｍ押し込んでも完全に分断せず、曲がっただけであった。
【００７０】
また、落下試験は表１に示すように比較例では粉落ちが確認され、また２００ｃｍから落下させて割れたのに対し、実施例では、５０ｃｍからの落下で粉落ちが確認されず、また２５０ｃｍの高さから落下しても割れなかった。
【００７１】
【表１】
2010227830.tif 000003
【００７２】
以上の結果から、活性炭粒子と粒子状熱可塑性樹脂接着剤を混合し複合材料とし、シートを敷いて容器に入れ、熱可塑性樹脂溶解温度で加熱して熱可塑性樹脂接着剤を溶解させる。加熱した材料とシートに針を刺して、材料とシートに貫通孔をあけたのち、針を抜く製法で作成したガス吸着フィルタにおいて、端面が保護されており、粉落ちを防ぎ、また強度が向上したフィルタが得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
吸着剤と熱可塑性樹脂接着剤とを混合し、シート上にしいて加熱したのち、針で貫通孔を設けることで、圧力損失が小さくまたガス除去寿命が長くまた、針の構成などによって圧力損失及び寿命を制御できるガス吸着フィルタを提供でき、クリーンルームなどにおける有害ガス除去などの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１の混合した複合材料の概念図
【図２】同シートと枠に複合材料を詰めた図
【図３】同針金型の概念図
【図４】同複合材料に針金型を刺した図
【図５】同ガス吸着フィルタの図
【図６】本発明の実施の形態２に示したシートと複合材料に針金型を刺した図
【図７】本発明の実施例１の折り曲げ試験の図
【符号の説明】
【００７５】
１    活性炭粒子
２    水
３    粒子状熱可塑性樹脂接着剤
４    複合材料
５    シート
６    枠
７    板
８    針
９    針金型
１０  パンチング板
１１  下板
１２  ガス吸着フィルタ
１３  シート
１４  フォースゲージ
１５  台
１６  フィルタ
１７  押し板
【図１】
2010227830.tif 000004
【図２】
2010227830.tif 000005
【図３】
2010227830.tif 000006
【図４】
2010227830.tif 000007
【図５】
2010227830.tif 000008
【図６】
2010227830.tif 000009
【図７】
2010227830.tif 000010