(57)【要約】  【解決課題】  単位体積当りのイオン交換容量が多く、イオン性ガス状汚染物質の除去性能の初期性能が高く、且つ該除去性能の持続性に優れるケミカルフィルタ及びその製造方法を提供することにある。  【解決手段】  イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末が担持されていることを特徴とするイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末が担持されていることを特徴とするイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項２】
前記イオン交換繊維の含有量が、前記繊維質担体中、２０〜８０重量％であることを特徴とする請求項１記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項３】
前記イオン交換繊維のイオン交換容量が、１〜５ｍ当量／ｇであることを特徴とする請求項１又は２記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項４】
前記イオン交換樹脂粉末の担持量が、５０〜２００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項５】
前記イオン交換樹脂粉末の平均粒径が、１〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項６】
前記イオン交換樹脂粉末のイオン交換容量が、１〜１０ｍ当量／ｇであることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項７】
前記繊維質担体が、コルゲート状ハニカム構造を有することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタ。
【請求項８】
イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末を含有するスラリーを吹付ける処理を行なうことを特徴とするイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法。
【請求項９】
イオン交換繊維を含有する繊維質担体を、イオン交換樹脂粉末を含有するスラリーに浸漬させる処理を行なうことを特徴とするイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記イオン交換樹脂粉末の平均粒径が、１〜１５０μｍであることを特徴とする請求項８又は９いずれか１項記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記イオン交換樹脂粉末のイオン交換容量が、１〜１０ｍ当量／ｇであることを特徴とする請求項８〜１０いずれか１項記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶、精密電子部品の製造工場等のクリーンルーム又は製造装置等に設置される空気清浄用のケミカルフィルタ及びその製造方法に関し、より具体的には、該クリーンルーム又は製造設備等で発生するイオン性ガス状汚染物質を空気中から除去するためのケミカルフィルタ及び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、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の制御が不可欠となっている。
【０００３】
該イオン性ガス状汚染物質には、塩基性ガス及び酸性ガスがある。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、該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μｇ／ｍ３以下であることが要求されている。
【０００５】
そこで、従来より、該イオン性ガス状汚染物質を除去するために、イオン交換基を、ケミカルフィルタに導入することが行われていた。例えば、特開２００１−２５９３３９号公報（特許文献１）には、粒径及びイオン交換容量が特定範囲内にある粉末状イオン交換樹脂を基材に含有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。
【０００６】
また、特開２０００−５５４４号公報（特許文献２）には、吸着媒体及びイオン交換樹脂を含む脱臭剤が開示されている。
【０００７】
また、特開２００３−１０６１３号公報（特許文献３）には、捕捉対象ガスをアルカリ性イオンガスとするエアフィルタを構成するろ材であって、該ろ材における基材が陽イオン交換樹脂よりなる粉状体若しくは粒状体又は繊維を含んでいると共に、リン酸が担持されているエアフィルタ用ろ材が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２５９３３９号公報（請求項１、段落番号０００９及び００１０）
【特許文献２】特開２０００−５５４４号公報（請求項１）
【特許文献３】特開２００３−１０６１３号公報（請求項１及び２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
該ケミカルフィルタには、イオン性ガス状汚染物質を数μｇ／ｍ３以下の濃度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、すなわち優れた持続性を有することも要求されている。そのため、該ケミカルフィルタには、多量のイオン交換樹脂を導入して、単位体積当りのイオン交換容量を多くする必要がある。
【０００９】
しかしながら、特開２００１−２５９３３９号公報記載のエアフィルタ用濾材は、粉末状イオン交換樹脂を、パルプ基材の静電気力、又はパルプ基材と該粉末状イオン交換樹脂との摩擦力を用いてパルプ基材の表面に保持しているため、粉末状イオン交換樹脂の添着量を多くすると、該粉末状イオン交換樹脂が脱落するという問題があった。
【００１０】
また、特開２０００−５５４４号公報記載の脱臭剤は、具体的には、活性炭繊維にイオン交換樹脂を混合して抄紙したものであるが、該活性炭繊維に混合する該イオン交換樹脂を多くすると、抄紙して得られる脱臭剤の強度が著しく低下し、通気時に該脱臭剤が崩壊するか、あるいは、抄紙することができないという問題があった。
【００１１】
また、特開２００３−１０６１３号公報記載のエアフィルタ用濾材は、特開２０００−５５４４号公報記載の脱臭剤と同様に、ろ材における基材に含有させるイオン交換樹脂量を多くすることが困難であるという問題があった。更に、該濾材は、エアフィルタに担持されたリン酸がイオン性ガス状汚染物質と中和反応することにより該イオン性ガス状汚染物質を除去するため、該中和反応により生成する塩が、被処理気体がフィルタ繊維間空隙へ拡散することを抑制してしまうため、除去性能の寿命が低下し易いという問題もあった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、単位体積当りのイオン交換容量が多く、イオン性ガス状汚染物質の除去性能の初期性能が高く、且つ該除去性能の持続性に優れるケミカルフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）担体として、イオン交換繊維を含有させたものを用いることにより、該イオン交換繊維が、担持されているイオン交換樹脂粉末と水素結合し、該繊維質担体が該イオン交換樹脂粉末を引き付ける力が強くなること、（２）そのため、繊維質担体とイオン交換樹脂粉末の結合が強固となり、該イオン交換樹脂粉末が脱落するのを防ぐことができるので、多くのイオン交換樹脂粉末を担持できること、（３）また、該イオン交換樹脂粉末を担持する際に、該イオン交換樹脂粉末が繊維質担体の奥深くにある繊維間空隙にまで浸透し易くなるので、該イオン交換樹脂粉末を多く担持できること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち、本発明（１）は、イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末が担持されているイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタを提供するものである。
【００１５】
また、本発明（２）は、前記繊維質担体が、コルゲート状ハニカム構造を有する前記本発明（１）記載のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタを提供するものである。
【００１６】
また、本発明（３）は、イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末を含有するスラリーを吹付ける処理を行なうイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法を提供するものである。
【００１７】
また、本発明（４）は、イオン交換繊維を含有する繊維質担体を、イオン交換樹脂粉末を含有するスラリーに浸漬させる処理を行なうイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のイオン交換樹脂粉末担持ケミカルフィルタは、単位体積当りのイオン交換容量が多いので、イオン性ガス状汚染物質の除去性能の初期性能が高く、且つ該除去性能の持続性に優れる。また、本発明の製造方法は、該本発明のイオン交換担持ケミカルフィルタを製造するのに適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係るイオン交換担持ケミカルフィルタは、イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末が担持されている。
【００２０】
該イオン交換繊維としては、特に制限されず、カチオン交換繊維又はアニオン交換繊維のいずれであってもよい。該カチオン交換繊維としては、例えば、強酸性カチオン交換繊維、弱酸性カチオン交換繊維等が挙げられ、該カチオン交換繊維に導入されているイオン交換基としては、例えば、スルホン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸基等が挙げられる。また、アニオン交換繊維としては、例えば、強塩基性アニオン交換繊維、弱塩基性アニオン交換繊維等が挙げられ、該アニオン交換繊維に導入されているイオン交換基としては、例えば、トリメチルアンモニウム基、ジメチルエタノールアンモニウム基等が挙げられる。また、該イオン交換繊維の材質としては、特に制限されず、ポリスチレン系、ポリアクリロニトリル系、ポリビニルアルコール系等が挙げられる。また、該イオン交換繊維は、１種単独、２種以上の該カチオン交換繊維の組合わせ、２種以上の該アニオン交換繊維の組合わせ、又は該カチオン交換繊維及び該アニオン交換繊維の組合わせであってもよい。
【００２１】
該イオン交換繊維の含有量は、該繊維質担体中、２０〜８０重量％、好ましくは４０〜６０重量％である。該含有量が２０％未満だと、該イオン交換樹脂粉末を引き付ける力が弱く、該イオン交換樹脂粉末が脱離し易くなり、また、イオン性ガス状汚染物質の除去性能が低くなる。また、該含有量が８０％を超えると、該イオン交換繊維自体の機械的強度が低いため、該繊維質担体の機械的強度が低くなる。
【００２２】
該イオン交換繊維のイオン交換容量は、特に制限されないが、好ましくは１〜５ｍ当量／ｇ、特に好ましくは２〜４ｍ当量／ｇである。該イオン交換容量が１ｍ当量／ｇ未満だと、該イオン交換樹脂粉末を引き付ける力が弱く、該イオン交換樹脂粉末が脱離し易くなり、また、イオン性ガス状汚染物質の除去性能が低くなる。また、該イオン交換容量が５ｍ当量／ｇを超えると、該イオン交換繊維自体の強度が著しく低くなるため、該繊維質担体の機械的強度が低くなる。
【００２３】
該イオン交換繊維の平均繊維径は、特に制限されないが、好ましくは１〜１００μｍ、特に好ましくは１０〜５０μｍである。また、該イオン交換繊維の平均繊維長は、特に制限されないが、好ましくは０．１〜５０ｍｍ、特に好ましくは１〜１０ｍｍである。
【００２４】
該繊維質担体は、該イオン交換繊維と補強繊維により形成される織布又は不織布を、例えば、ハニカム構造に成形したものであり、該織布又は該不織布は、例えば、該イオン交換繊維及び補強繊維の混合物を、抄紙すること又は乾式成形することにより得ることができる。
【００２５】
該補強繊維としては、ケミカルフィルタの製造に通常使用されるものであれば、特に制限されず、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；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、該補強繊維は、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、該ケミカルフィルタの機械的強度が高くなる点で好ましく、シリカ・アルミナ繊維及びレーヨン繊維の組合わせが特に好ましい。
【００２６】
該補強繊維の平均繊維径は、特に制限されないが、好ましくは０．１〜２５μｍ、特に好ましくは０．５〜１０μｍであり、該補強繊維の平均繊維長は、好ましくは０．１〜５０ｍｍ、特に好ましくは１０〜２０ｍｍ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。
【００２７】
該イオン交換繊維と該補強繊維により形成される該織布又は該不織布の繊維間空隙率は、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、該織布又は該不織布の見かけ体積から、該織布又は該不織布中の繊維の体積を引いた部分（以下、繊維間空隙とも記載する。）が、該織布又は該不織布中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、イオン交換樹脂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、該イオン交換樹脂粉末の担持量が多くなる。また、該織布又は該不織布の厚さは、特に制限されないが、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、特に好ましくは０．２〜０．３ｍｍである。該厚さ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増し、また、該繊維質担体の繊維間空隙に担持される該イオン交換樹脂粉末の量が多くなる。
【００２８】
そして、該織布又は該不織布（以下、繊維質とも記載する。）を、常法を用いて成形することにより、該繊維質担体を得ることができる。該繊維質担体の形状としては、特に制限されず、例えば、コルゲート状の繊維質と平坦状の繊維質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繊維質と通気方向に対して直角に平坦状の繊維質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、低コスト化が可能になる点で、好ましい。
【００２９】
該コルゲート状ハニカム構造について、図１及び２を参照して説明する。図１は、該コルゲート状ハニカム構造を有する繊維質担体の模式的な斜視図である。繊維質担体２は、該イオン交換繊維を含有する平坦状繊維質３及びコルゲート状繊維質４が交互に積層されている。該平坦状繊維質３及び該コルゲート状繊維質４の間には、該コルゲート状繊維質４の山部５が連続する方向に延びた略半円柱状の空洞６が形成される。そして、被処理空気が、空洞６を通過することができるようになっている。
【００３０】
該平坦状繊維質３は、該イオン交換繊維と該補強繊維により形成される織布又は不織布の平坦状物であり、該コルゲート状繊維質４は、該織布又は該不織布の平坦状物を、コルゲート加工して波形に成形したものである。該コルゲート加工とは、該平坦状繊維質３等の平坦状物を上下一対の波形段ロールの間に通して波形状に成形する加工方法をいう。
【００３１】
そして、平坦状繊維質３及びコルゲート状繊維質４が、該コルゲート状繊維質４を中芯として交互に積層され、該繊維質担体２が形成される。この場合、該平坦状繊維質３及び中芯である該コルゲート状繊維質４は、該コルゲート状繊維質４（中芯）の上下の山部５、５及び該平坦状繊維質３を接着剤等で接着して一体化したものであってもよいし、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であってもよい。該平坦状繊維質３及びコルゲート状繊維質４の接着に用いられる該接着剤としては、例えば、後述のシリカゾル等の無機系接着剤と同様のものが挙げられる。
【００３２】
図２は、該繊維質担体２において開口部７に平行な面で切った模式的な断面図である。図２において、該コルゲート状繊維質４の該山部５が平坦状繊維質３と接着されている。該繊維質担体２の山高さ（図２中、符号ｈ）は、特に制限されないが、好ましくは０．５〜１０ｍｍ、特に好ましくは１〜５ｍｍ、更に好ましくは１〜２ｍｍである。また、該繊維質担体２のピッチ（図２中、符号ｐ）は、特に制限されないが、好ましくは１〜２０ｍｍ、特に好ましくは１〜５ｍｍ、更に好ましくは２〜４ｍｍである。該山高さ及び該ピッチが該範囲内であることにより、イオン性ガス状汚染物質の除去効率及び圧力損失のバランスがよくなる。
【００３３】
該イオン交換樹脂粉末としては、特に制限されないが、カチオン交換樹脂粉末又はアニオン交換樹脂粉末のいずれであってもよい。該カチオン交換樹脂粉末としては、例えば、強酸性カチオン交換樹脂粉末、弱酸性カチオン交換樹脂粉末等が挙げられ、また、アニオン交換樹脂粉末としては、例えば、強塩基性アニオン交換樹脂粉末、弱塩基性アニオン交換樹脂粉末等が挙げられる。また、該カチオン交換樹脂粉末若しくは該アニオン交換樹脂粉末に導入されているイオン交換基、又は該イオン交換樹脂粉末の材質は、前記イオン交換繊維と同様である。また、該イオン交換樹脂粉末は、１種単独、２種以上の該カチオン交換樹脂粉末の組合わせ、２種以上の該アニオン交換樹脂粉末の組合わせ、又は該カチオン交換樹脂粉末及び該アニオン交換樹脂粉末の組合わせであってもよい。
【００３４】
該イオン交換樹脂粉末の担持量は、該イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの単位体積当り、５０〜２００ｋｇ／ｍ３、好ましくは１００〜１８０ｋｇ／ｍ３、特に好ましくは１３０〜１６０ｋｇ／ｍ３である。該担持量が、５０ｋｇ／ｍ３未満だと、イオン性ガス状汚染物質の除去性能の持続性が悪くなり、また、２００ｋｇ／ｍ３を超えると、該イオン交換樹脂粉末が脱落し易くなる。
【００３５】
該イオン交換樹脂粉末の平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは１〜１５０μｍ、特に好ましくは１０〜５０μｍである。該平均粒径を小さくすることにより、１個当たりの重量が小さくなるので、該イオン交換樹脂粉末が、該繊維質担体に引き付けられ易くなり、該繊維質担体から脱落し難くなる。ただし、該平均粒径が１μｍ未満だと、該繊維間空隙に対する該イオン交換樹脂粉末の大きさが、小さくなり過ぎるため、該イオン交換樹脂粉末が、該繊維間空隙から抜け易くなり、該繊維質担体から脱落し易くなる。一方、該平均粒径が１５０μｍを超えると、該イオン交換樹脂粉末の１個当たりの重量が大きすぎるため、十分な接着強度が得られ難く、該イオン交換樹脂粉末が脱落し易くなる。
【００３６】
該イオン交換樹脂粉末のイオン交換容量は、特に制限されないが、好ましくは１〜１０ｍ当量／ｇ、特に好ましくは３〜６ｍ当量／ｇである。該イオン交換容量が、１ｍ当量／ｇ未満であると、イオン性ガス状汚染物質の除去性能の持続性が悪くなり、また、１０ｍ当量／ｇを超えると、該イオン交換樹脂粉末のイオン交換基が化学的に不安定となり、該イオン交換樹脂粉末自体から該イオン交換基が脱離し易くなる。
【００３７】
また、イオン性ガス状汚染物質が、塩基性ガス及び酸性ガスの両者を含む場合、該イオン交換樹脂粉末は、該カチオン交換樹脂粉末及びアニオン交換樹脂粉末の混合物であることが好ましい。また、該カチオン交換樹脂粉末及びアニオン交換樹脂粉末の重量比率は、好ましくは２：８〜８：２、特に好ましくは４：６〜６：４である。該重量比率が、該範囲外であると、該塩基性ガス又は該酸性ガスのいずれか一方の除去性能が低下し易くなる。
【００３８】
また、該イオン交換繊維及び該イオン交換樹脂粉末の組合わせについて、該イオン性ガス状汚染物質が、塩基性ガスのみである場合には、該イオン交換繊維及び該イオン交換樹脂粉末の両方を陽イオン交換体とし、該イオン性ガス状汚染物質が、酸性ガスのみである場合には、該イオン交換繊維及び該イオン交換樹脂粉末の両方を、陰イオン交換体とすることが、除去性能が高まる点で、好ましい。また、該イオン性ガス状汚染物質が、塩基性ガス及び酸性ガスの両方を含む場合には、該イオン交換繊維又は該イオン交換樹脂粉末のいずれか一方を、陽イオン交換体又は陰イオン交換体のいずれかとし、他方をそれとは反対の性質をもつイオン交換体とすること、あるいは、該イオン交換繊維又は該イオン交換樹脂粉末のいずれか一方又は両方を、陽イオン交換体及び陰イオン交換体の組合わせとすることが、除去性能が高まる点で、好ましい。
【００３９】
該イオン交換樹脂粉末は、例えば、接着剤により、該繊維質担体の繊維間空隙又は外側表面に担持されている。該接着剤としては、特に制限されず、無機系接着剤又は有機系接着剤のいずれでもよく、例えば、該無機系接着剤としては、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、珪酸ソーダ、珪酸カリ等が挙げられ、該有機系接着剤としては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン系樹脂、及びこれらの共重合樹脂等が挙げられる。これらのうち、無機系接着剤が、該接着剤の硬化物が造膜せずに、粒子の凝集体となるので、イオン性ガス状汚染物質が該接着剤の硬化物の隙間を透過し易く、イオン性ガス状汚染物質の除去性能が高まる点で、好ましい。
【００４０】
該イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの単位体積当りのイオン交換容量は、概ね５００〜１２００当量／ｍ３、好ましくは６００〜１０００当量／ｍ３、特に好ましくは７００〜９００当量／ｍ３である。
【００４１】
このように、該イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの該繊維質担体に、該イオン交換繊維を含有させたものを用いることにより、該イオン交換繊維が該イオン交換樹脂粉末と水素結合するので、該繊維質担体が該イオン交換樹脂粉末を引き付ける力が強まる。そのため、該イオン交換樹脂粉末が多量に担持されていても、該イオン交換樹脂粉末は脱落し難くい。従って、本発明に係るイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタは、該イオン交換樹脂粉末の担持量が多いので、単位体積当りのイオン交換容量が多くなる。よって、該イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタは、イオン性ガス状汚染物質を１μｇ／ｍ３以下の低濃度まで除去する必要がある空気清浄用ケミカルフィルタに好適に用いることができ、且つイオン性ガス状汚染物質の除去性能の維持性に優れる。
【００４２】
次に、本発明に係る第一の実施の形態のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法（以下、単に第一の実施の形態の製造方法とも記載する。）を説明する。該第一の実施の形態の製造方法は、イオン交換繊維を含有する繊維質担体に、イオン交換樹脂粉末を含有するスラリーを吹付ける処理（以下、吹付け処理とも記載する。）を行う製造方法である。
【００４３】
該第一の実施の形態の製造方法に用いられる該イオン交換繊維は、前記イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの説明で記載したものと同様である。
【００４４】
該第一の実施の形態の製造方法に用いられる該繊維質担体の単位体積当りのイオン交換容量は、特に制限されないが、好ましくは５０〜２００当量／ｍ３、特に好ましくは１００〜１５０当量／ｍ３である。該単位体積当りのイオン交換容量が該範囲であることにより、該繊維質担体中の該イオン交換繊維が、該スラリー中の該イオン交換樹脂粉末を引き付ける効果が高まるので、該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し易くなり、該イオン交換樹脂粉末の担持量を多くすることができる。該単位体積当りのイオン交換容量が、５０当量／ｍ３未満だと該イオン交換樹脂粉末が該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し難く、また、２００当量／ｍ３を超えると該繊維質担体の機械的強度が低くなる。また、他については、前記イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの説明で記載した繊維質担体と同様である。
【００４５】
該第一の実施の形態の製造方法に用いられる該スラリーは、該イオン交換樹脂粉末を含有している。また、該スラリーは、接着剤又は他の成分を含有することができる。なお、該スラリーは、該イオン交換樹脂粉末、該接着剤、該他の成分等及び水を混合することにより得ることができる。
【００４６】
該スラリーに含有される該イオン交換樹脂粉末の平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは１〜１５０μｍ、特に好ましくは１０〜５０μｍである。該平均粒径が１μｍ未満だと、該スラリーの粘度が高くなり、該スラリーが該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し難くなるため、該イオン交換樹脂粉末の担持量が少なくなる。また、該平均粒径が１５０μｍを超えると、該イオン交換樹脂粉末が大きすぎて、該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し難くなる。
【００４７】
該イオン交換樹脂粉末のイオン交換容量は、特に制限されないが、好ましくは１〜１０ｍ当量／ｇ、特に好ましくは３〜６ｍ当量／ｇである。該イオン交換容量が該範囲であることにより、該イオン交換樹脂粉末が、該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し易くなるので、該イオン交換粉末の担持量を多くすることができる。該イオン交換容量が、１ｍ当量／ｇ未満であると、該イオン交換樹脂粉末が、該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し難く、また、１０ｍ当量／ｇを超えると、該イオン交換樹脂粉末のイオン交換基が化学的に不安定となり、該イオン交換樹脂粉末自体から該イオン交換基が脱離し易くなる。また、他については、前記イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの説明で記載したイオン交換樹脂粉末と同様である。
【００４８】
該スラリー中の該イオン交換樹脂粉末の含有量は、特に制限されないが、該スラリー中、１０〜４０重量％、好ましくは２０〜３０重量％である。該含有量が、１０重量％未満だと該イオン交換樹脂粉末の担持量が少なくなり、また、４０重量％を超えると該スラリーの粘度が高くなり、該イオン交換樹脂粉末が該繊維質担体の繊維間空隙に浸透し難くなる。
【００４９】
また、イオン性ガス状汚染物質が、塩基性ガス及び酸性ガスの両者を含む場合、該イオン交換樹脂粉末は、該カチオン交換樹脂粉末及びアニオン交換樹脂粉末の混合物であることが好ましい。また、該カチオン交換樹脂粉末及びアニオン交換樹脂粉末の重量比率は、好ましくは２：８〜８：２、特に好ましくは４：６〜６：４である。該重量比率が、該範囲外であると、該塩基性ガス又は該酸性ガスのいずれか一方の除去性能が低下し易くなる。
【００５０】
該スラリーに含有される該接着剤は、前記イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの説明で記載した接着剤と同様である。
【００５１】
該スラリー中の該接着剤の含有量は、特に制限されないが、該接着剤が無機系接着剤の場合、該イオン交換樹脂粉末に対する該接着剤の重量比率（接着剤／イオン交換樹脂粉末）が、好ましくは１０／９０〜５０／５０、特に好ましくは１５／８５〜２５／７５であり、該接着剤が有機系接着剤の場合、該イオン交換樹脂粉末に対する該接着剤の重量比率が、好ましくは１／９９〜２０／８０、特に好ましくは５／９５〜１５／８５である。該含有量が該範囲であることにより、該イオン交換樹脂粉末は、該繊維質担体に十分に接着されるので脱落し難くなる。
【００５２】
また、該イオン交換樹脂粉末及び該接着剤の合計含有量は、特に制限されないが、該スラリー中、好ましくは１０〜５０重量％、特に好ましくは２０〜４０重量％である。該合計含有量が該範囲であることにより、該スラリーが適切な粘度を有するので、該繊維質担体の外側表面及び繊維間空隙に、該イオン交換樹脂粉末が多く担持される。
【００５３】
該スラリーに含有される水としては、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、該接着剤が水分を含む場合は、該水分を該スラリーを構成する水としてもよい。例えば、該接着剤がシリカゾルである場合は、シリカ分以外の水分を該スラリーを構成する水として用いることができる。
【００５４】
また、該スラリーは、必要に応じて、分散剤等の界面活性剤を含むことができる。
【００５５】
該吹付け処理は、吹付け設備、例えば、該スラリーを霧状で噴射させることができるスプレー等、又は該スラリーをシャワー状に流下させることができるシャワー設備等を用いて、該スラリーを該繊維質担体に吹き付けることにより行う。
【００５６】
該吹付け処理を行なった後、必要に応じて乾燥処理を行なうことができる。該乾燥処理の乾燥温度は、特に制限されないが、５０〜１３０℃が好ましく、該乾燥処理の乾燥時間は、特に制限されないが、好ましくは３０〜１２０分である。該乾燥処理を行なうことが、該イオン交換樹脂粉末が、該繊維質担体の外側表面及び繊維間空隙に速やかに且つ確実に担持される点で、好ましい。
【００５７】
また、該吹付け処理は、１回又は２回以上行なうことができ、２回以上行う場合は、該吹付け処理の間に該乾燥処理を行なうことが、該イオン交換樹脂粉末の担持量が多くなる点で、好ましい。
【００５８】
次に、本発明に係る第二の実施の形態のイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法（以下、単に第二の実施の形態の製造方法とも記載する。）を説明する。該第二の実施の形態の製造方法において、前記第一の実施の形態の製造方法と同様な点については、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。第二の実施の形態の製造方法において、第一の実施の形態の製造方法と主に異なる点は、該吹付け処理を行なうことに代えて、繊維質担体を、イオン交換樹脂粉末を含有するスラリーに浸漬させる処理（以下、浸漬処理とも記載する。）を行う点にある。
【００５９】
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１０〜３００秒、特に好ましくは３０〜１２０秒である。
【００６０】
該第二の実施の形態の製造方法は、一度の処理で多量の該イオン交換樹脂粉末を繊維質担体の外側表面及び繊維間空隙に担持できる点で、好ましい。
【００６１】
なお、該吹付け処理及び該浸漬処理を、組合わせて行うこともできる。
【００６２】
本発明に係るケミカルフィルタの製造方法は、該繊維質担体に含有される該イオン交換繊維が、該スラリー中の該イオン交換樹脂粉末を、水素結合により引き付けるので、該繊維質担体の繊維間空隙に、該スラリーが浸透し易い。そのため、本発明に係るイオン交換樹脂担持ケミカルフィルタの製造方法は、該イオン交換樹脂粉末の担持量を多くすることができる。
【００６３】
以下、本発明の実施例を挙げ、比較例と比較しながら本発明を詳述する。なお、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１】
【００６４】
（コルゲート状ハニカム構造を有する繊維質担体の作製）
イオン交換容量が２．０ｍ当量／ｇの強酸性カチオン交換繊維（平均繊維径３０μｍ、平均繊維長５ｍｍ）、シリカ・アルミナ繊維（平均繊維径５μｍ、平均繊維長２０ｍｍ）およびレーヨン繊維を５０：３０：２０の重量比率で湿式抄紙し繊維間空隙率が９０％、厚み（図２中、符号ｔ）が０．２ｍｍの平坦状の繊維質を得た。
【００６５】
次に、上下一対の波形コルゲータの間に、該平坦状の繊維質を通して、コルゲート状繊維質を作製した。該コルゲート状繊維質の山部に接着剤としてシリカゾルを塗布した後、上記平坦状の繊維質を重ね合わせて積層した。該コルゲート状繊維質と該平坦状の繊維質の積層を、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１及び図２に示すような中芯のピッチ（図２中、符号ｐ）が２．８ｍｍ、山高さ（図２中、符号ｈ）が１．３ｍｍのコルゲート状ハニカム構造を有する繊維質担体を得た。
【００６６】
（イオン樹脂粉末含有スラリーの調製）
平均粒径が２０μｍで、イオン交換容量が５．０ｍ当量／ｇの強酸性陽イオン交換樹脂粉末「商品名：ダイヤイオン（三菱化学社製）」、接着剤としてシリカゾル「商品名：スノーテックス（日産化学社製）」（固形分２０重量％）、及び水を、該イオン交換樹脂粉末及び該シリカゾルの固形分の重量比が８：２、該イオン交換樹脂粉末及び該シリカゾルの固形分の合計含有量が、スラリー中、３０重量％となるように混合し、イオン樹脂粉末含有スラリーを調製した。
【００６７】
（ケミカルフィルタの作製）
上記コルゲート状ハニカム構造を有する繊維質担体を、容器に入れた上記スラリーに６０秒間浸漬し（第１回浸漬処理）、該スラリーから引き上げた後、８０℃で６０分間乾燥を行って、該繊維質担体にイオン交換樹脂粉末を担持した。この浸漬処理及び乾燥をもう１回繰り返し（第２回浸漬処理）、該繊維質担体にイオン交換樹脂粉末を担持し、ケミカルフィルタＡを得た。
【００６８】
該ケミカルフィルタ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。
【００６９】
該ケミカルフィルタＡの単位体積当たりのイオン交換容量は８５０当量／ｍ３、該ケミカルフィルタＡの単位体積当たりのイオン交換繊維及びイオン交換樹脂粉末の含有量は、それぞれ６０ｋｇ／ｍ３、１４６ｋｇ／ｍ３であった。なお、該単位体積当たりのイオン交換容量は、該ケミカルフィルタＡ中のイオン交換繊維の含有量に該イオン交換繊維のイオン交換容量を乗じた値、及びイオン交換樹脂粉末の含有量に該イオン交換樹脂粉末のイオン交換容量を乗じた値の合計を、該ケミカルフィルタＡのイオン交換容量として、算出したものである。
【００７０】
（性能の測定）
該ケミカルフィルタＡを用い、下記条件でアンモニアの除去率の経時的変化及びケミカルフィルタの寿命を測定した。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十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。その結果を表１及び図３に示す。該イオン交換樹脂担持ケミカルフィルタＡの寿命は１０５０時間であった。また、この条件で該ケミカルフィルタＡの圧力損失を測定したところ、２７Ｐａであった。なお、ケミカル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。
【００７１】
＜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  
【００７２】
（比較例１）
陽イオン交換基を含む多芯海島型イオン交換繊維（イオン交換容量３．５ｍ当量／ｇ）と熱融着繊維とから抄紙された濾紙類似の平坦状繊維質と、該平坦状繊維質をコルゲート加工したコルゲート状繊維質を、交互に積層して形成された縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４０ｍｍの市販のケミカルフィルタＢ「商品名：ＦＩＬＴＯＲＡＹ（東レ社製）」（ピッチ３．３ｍｍ、山高さ１．１ｍｍ）を用意した。該ケミカルフィルタＢの単位体積当たりのイオン交換容量は７００当量／ｍ３、該ケミカルフィルタＢの単位体積当たりのイオン交換繊維量は２００ｋｇ／ｍ３であった。
【００７３】
（性能の測定）
ケミカルフィルタＡに代え、ケミカルフィルタＢとする以外は、実施例１と同様の方法で行った結果を、表１及び図３に示す。該ケミカルフィルタＢの寿命は９００時間であった。また、該ケミカルフィルタＢの圧力損失は、２７Ｐａであった。
【００７４】
（比較例２）
有機系高分子化合物の不織布に電離性放射線を照射した後、陽イオン交換基（スルホン酸基）をグラフト重合（イオン交換容量３．０ｍ当量／ｇ）したものを折り畳んでプリーツ状にした市販のケミカルフィルタＣ「商品名：ＥＰＩＸ（荏原製作所社製）」（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４５ｍｍ）を用意した。該ケミカルフィルタＣの単位体積当たりのイオン交換容量は３３０当量／ｍ３、該ケミカルフィルタＣの単位体積当たりのイオン交換繊維量は１１０ｋｇ／ｍ３であった。
【００７５】
（性能の測定）
ケミカルフィルタＡに代え、ケミカルフィルタＣとする以外は、実施例１と同様の方法で行った結果を、表１及び図３に示す。該ケミカルフィルタＣの寿命は５５０時間であった。また、該ケミカルフィルタＣの圧力損失は、５３Ｐａであった。
【００７６】
（比較例３）
活性炭繊維にリン酸を添着させたハニカム状の縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ４０ｍｍの市販のケミカルフィルタＤ「商品名：ピュアアクト（日本ピュアテック社製）」を用意した。
【００７７】
（性能の測定）
ケミカルフィルタＡに代え、ケミカルフィルタＤとする以外は、実施例１と同様の方法で行った結果を、表１及び図３に示す。該ケミカルフィルタＤの寿命は３００時間であった。また、該ケミカルフィルタＤの圧力損失は、２０Ｐａであった。
【００７８】
【表１】
2005279429.tif 000002
１）繊維：単位体積当りのイオン交換繊維の量
２）樹脂：単位体積当りのイオン交換樹脂粉末の量
３）イオン交換繊維を含まないため、測定せず。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のケミカルフィルタは、半導体、液晶、精密電子部品の製造工場等のイオン性ガス状汚染物質が発生するクリーンルーム、及びイオン性ガス状汚染物質が発生する装置のケミカルフィルタとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】コルゲート状ハニカム構造を有する繊維質担体の模式的な斜視図である。
【図２】コルゲート状ハニカム構造を有する繊維質担体の模式的な断面図である。
【図３】アンモニアガス除去率の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８１】
２    繊維質担体
３    平坦状繊維質（平坦状物）
４    コルゲート状繊維質（中芯）
５    山部
６    空洞
７    開口部
ｔ    厚さ
ｈ    山高さ
ｐ    ピッチ
【図１】
2005279429.tif 000003
【図２】
2005279429.tif 000004
【図３】
2005279429.tif 000005