(57)【要約】【課題】クリーン閉空間におけるケミカル汚染物質について、極めて低濃度のレベルまで低減・除去することを可能にし、かつ通気の際の圧力損失を低く抑えて長期間使用可能な高精度ケミカルフィルターユニットおよび空気清浄化システムを提供する。【解決手段】本発明のケミカルフィルターユニットは、繊維シートの複数枚が積層されてなる濾材と該濾材を収容した枠体からなり、該枠体の一面に開口する気体流入口とこれに実質的に対面した他面に開口する気体流出口とを有するケミカルフィルターユニットにおいて、前記濾材の隣接する繊維シート間に、該繊維シートの表面に沿って気体を流動可能にする気体流通路が、前記気体流入口から前記気体流出口に向かって設けられ、前記濾材の吸着容量が３００ｅｑ／ｍ3以上であることを特徴とする。また、本発明の気体浄化システムは、製造室と、該製造室にケミカル汚染物質を除去した清浄気体を供給する気体清浄化装置とからなり、該気体清浄化装置が上記ケミカルフィルターユニットを含むものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維シートの複数枚が積層されてなる濾材と該濾材が収容された枠材とからなり、該支持体の一面に開口する気体流入口とこれに実質的に対向した他面に開口する気体流出口とを有するケミカルフィルターユニットにおいて、前記濾材の隣接する繊維シート間に、該繊維シートの表面に沿って気体を流動可能にする気体流通路が、前記気体流入口から前記気体流出口に向かって設けられ、かつ前記濾材の吸着容量が３００ｅｑ／ｍ3以上であることを特徴とするケミカルフィルターユニット。
【請求項２】
前記気体流入口から前記気体流出口へと流動する気体の前記気体流入口面での平均面風速が０．５ｍ／秒の時、前記気体流通路方面における奥行き７０ｍｍの前記濾材による流動気体の圧力損失が３ｍｍＡｑ以下であることを特徴とする請求項１に記載のケミカルフィルターユニット。
【請求項３】
前記繊維シートを構成する繊維がイオン交換繊維からなり、吸着容量がイオン交換容量であることを特徴とする請求項１に記載のケミカルフィルターユニット。
【請求項４】
前記濾材の前記枠材への充填が、実質的に前記複数枚の繊維シートの弾発力のみでなされて前記枠材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のケミカルフィルターユニット。
【請求項５】
製造室と、該製造室にケミカル汚染物質を除去した清浄気体を供給する気体清浄化装置とからなり、該気体清浄化装置が、請求項１〜４のいずれかに記載のケミカルフィルターユニットを含むことを特徴とする気体清浄化システム。
【請求項６】
前記製造室がＬＳＩ製造工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。
【請求項７】
前記製造室がＬＳＩ製造工程におけるフォトリソ製造工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。
【請求項８】
前記製造室がＬＳＩ製造工程における化学増幅レジスト使用工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。
【請求項９】
前記ケミカル汚染物質がプラスチャージを持つ微粒子・ミスト・ガスからなる物であることを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケミカルフィルターユニットおよび気体清浄化システムに関するものであり、詳しくはクリーンルーム、クリーンブース、クリーンベンチなど（以下、クリーン閉空間と称する）に供給される気体（特に空気）におけるケミカル汚染物質について、イオン交換もしくは電荷的吸着機構を利用して、極めて低濃度のレベルまで低減・除去することを可能にし、かつ処理される流動気体の通気の圧力損失が低い状態で長期間使用可能な高精度ケミカルフィルターユニットおよび気体清浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気・電子工業分野、バイオケミカル分野等でクリーンルーム等クリーン閉空間の必要性が急増している。それぞれの製造技術レベルの向上が進むにつれて、そのクリーン度への要求も厳しいものとなり、またそれに付随した分析技術がここ数年で飛躍的に向上したことによりこれまでは問題として顕在化しなかった物質の除去に対する必要性が認識されるに至っている。
【０００３】
これまでのクリーン閉空間における気体の清浄化はＨＥＰＡフィルターに代表される微粒子除去が主体であり、固体微粒子の除去については極限に近い管理が行われていた。
【０００４】
しかし、クリーン閉空間の空気がフィルターを通過し循環使用されている場合においては、空気中に含まれるミストやガス化している化学物質においてはむしろ濃縮されて外気の濃度レベルよりも高い値を示す科学物質まで存在することが判明した。従来の空気清浄化においては、空気中に含まれる化学物質の除去の必要性が認識されておらず、従って清浄化装置がそういう機能を有していなかったためである。
【０００５】
近年、超ＬＳＩに代表される精密製品を製造する電子工業分野ではこの化学物質の除去の必要性が認識され始めた。そのうちでも特にフォトリソ工程において、これらの化学物質の存在により直接製品の歩留まりを悪化させる現象が特定されるに至って、ＨＥＰＡフィルタとは全く異なるコンセプトの新規フィルタによる化学物質の除去技術の開発の必要性が認識されるに至った。
【０００６】
その中にあって、特に問題が顕在化してきた物質はアンモニア及び有機アミン等アミン類である。工程の阻害物質となる化学物質が特定された例はまだ非常に希有であるが、アンモニアに関してはヘイズや絶縁破壊といった独特の現象でその存在が製品の歩留まりを極めて悪化させることがはっきりと特定された。フォトリソ工程中の化学増幅レジスト製造工程では、光が照射された領域に化学増幅剤としてプロトンが発生し、現像液への溶解が促進されるという機構でデバイスを形成している。従ってその雰囲気中にアンモニアが存在すると、プロトンが中和されて消失し、この部分の現像液への溶解が阻害される。これがＴ−ＴＯＰ破壊と呼ばれる極めて重大なトラブルを生じる原因となる。この現象は空気中のアンモニア濃度が数ｐｐｂという極めて低濃度において生じることが知られており、この問題を解決するには清浄化処理された空気中のアンモニア濃度を５ｐｐｂ以下にする必要がある。被処理空気中のアンモニアレベルは、場所によって異なるが、通常、数十〜数百ｐｐｂであり、それだけの低減が可能な清浄化システムがのぞまれていた。
【０００７】
ここで、特許文献１（特開平１−３１７５１２号公報）には、イオン交換繊維を含む濾材に空気を通過して、空気中の海塩類（アンモニアを含む）を除去する方法が開示されている。しかし、この技術は極低濃度（ｐｐｂオーダー）までのアンモニアに対する吸着除去が可能であること、および前記濾材からなるフィルターの圧損を小さくする手法や、フィルターの使用寿命を意味する濾材の単位体積中の吸着容量を大きくする手法について何ら記載が見られない。
【０００８】
また、特許文献２（特開昭６１−１３８５４３号公報）において、イオン交換繊維含有シート状物の両面にパルプからなるシート状物を重ね合わせた積層シートをコルゲート加工して得られる濾材が開示されている。しかし、この濾材は、濾材を構成する前面のシート面から背面のシート面に向かって気体流通せしめる方式（直交流方式）で用いられる物である。また、濾材からなるフィルターの圧損を小さくする手法や、フィルターの使用寿命を意味する濾材の単位体積中の吸着容量を大きくする手法について何ら記載が見られない。
【０００９】
また、特許文献３（特開昭６０−１８３０２２号公報）において、空気中の変異原物質の捕捉するためのイオン交換繊維からなるフィルターが開示されている。しかし、このフィルターは素材として非常に高い性能を有する物である一方、そのフィルター構造に記述が無く平面的にそのままの形で用いられているため（直交流）、非常に圧損の高いフィルタ設計とならざるを得ない。そのため、フィルターの透過流束を考慮した材料構成をとっている。また、フィルターの使用寿命を意味する濾材の単位体積中の吸着容量を大きくする手法について何ら記載が見られない。
【００１０】
また、特許文献４（特開平８−２４５６４号公報）においてはイオン交換繊維からなるシートを組み込んだユニットについての記載がある。しかし、この方法はイオン交換繊維を不織布等のシート状にし、スペーサーを挟んで重ね合わせ、塔に充填する方法を採っている。これは、このシート状イオン交換繊維の吸着性能を活かした上で実用レベルの圧力損失を確保するためには、濾材の厚密化を防ぐためスペーサーを用いて一定の空間を作る必要があるためである。しかし、このためどうしても単位体積中に充填される濾材の量が著しく制限されて総吸着容量が低くなることから、結果的にユニットとしての寿命が短いものにならざるをえなかった。また反対に、その寿命を長い物にしようとするとユニットの容積が非常に大きいものとなり、送風のためのファン容量を非常に大きいものする必要があったり、クリーンルームのシステム自体を変更せざるを得無いのが現状であった。
【００１１】
従って、従来技術では上記分野における要望に答えることができない。
【特許文献１】特開平１−３１７５１２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３８５４３号公報
【特許文献３】特開昭６０−１８３０２２号公報
【特許文献４】特開平８−２４５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の問題点に鑑みて、本発明は、上記の要望に応えることが可能なケミカルフィルターユニット、および気体清浄化システムを提供することを目的とし、詳しくは濾材単位体積当たりの吸着容量が従来の物に比べて著しく大きく、かつ濾材の圧力損失が非常に小さいケミカルフィルターを提供する。
【００１３】
前者の課題を解決するには、一定容量中の濾材量を増加させることが容易な方法であるが、これによると後者の課題が解決されない。反対に、一定容量中の濾材量を低減すれば後者の目的は達成されるが、前者の課題は解決されない。
【００１４】
本発明は、これらの相反するフィルター特性を同時に満足させることを可能にし、現在有している課題について一挙に解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するために、繊維シートの複数枚が積層されてなる濾材と該濾材が収容された枠体とからなり、該支持体の一面に開口する気体流入口とこれに実質的に対向した他面に開口する気体流出口とを有するケミカルフィルターユニットにおいて、前記濾材の隣接する繊維シート間に、前記気体流入口から前記気体流出口に向かって設けられた気体流通路（該繊維シートの表面に沿って気体を流動可能にする）に被処理空気を通過させる方法を採ることから低い圧力損失を可能にし、同時に、前記濾材の吸着容量が３００ｅｑ／ｍ3以上であることから長寿命を可能にしたケミカルフィルターユニットが得られる。
【００１６】
また、本発明の気体清浄化システムは、製造室と、該製造室にケミカル汚染物質を除去した清浄気体を供給する気体清浄化装置とからなり、該気体清浄化装置が、上記ケミカルフィルターユニットを含むものである。
なお、本発明において、「クリーン閉空間」とはクリーンルーム、クリーンブース、クリーンベンチ等の内部空間をいい、主として外部から遮断された空間を意味するが、系外の外部から空気などの被処理流体を取り込む空間も含まれるものとする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のケミカルフィルターにより、クリーン閉空間におけるケミカル汚染物質を極めて低濃度のレベルまで除去することが可能で、低圧損かつその効果が非常に長寿命であるため、ユーザー側は低コストによるクリーン化が可能になった。
本ケミカルフィルターユニットを適用することによって、これまで吸着容量の高いフィルタでは圧損が大きく、反対に圧損を下げると吸着容量が小さいという欠点から不満足なまま使用していたフィルター特性を同時に満足させることができる。
【００１８】
このことから特にケミカル汚染物質を嫌う超ＬＳＩに代表される製品を製造する電子工業分野における空気清浄化装置への適用が非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明のケミカルフィルターユニットはクリーン閉空間におけるケミカル汚染物質を吸着・除去する目的で使用され、その要求の中でも、特に厳しいと言われる電子工業分野にも充分対応可能な高性能フィルターである。
【００２１】
本発明において最も重要なことは、フィルター構造が、繊維シートの複数枚が積層されてなる濾材と該濾材が収容された枠材とからなり、該支持体の一面に開口する気体流入口とこれに実質的に対向した他面に開口する気体流出口とを有するフィルターユニットであること、前記濾材の隣接する繊維シート間に、該繊維シートの表面に沿って気体を流動可能にする気体流通路が、前記気体流入口から前記気体流出口に向かって設けられていること、前記濾材の吸着容量が３００ｅｑ／ｍ3以上であること、の３点である。
【００２２】
気体流通路は、被処理気体を、濾材を構成する繊維シートの表面に沿って流動させる。これは、被処理気体の濾材に対する流れが、平行流であることを意味している。この構造を濾材繊維シートのみで構成することにより、濾材の単位体積当たりの吸着容量を３００ｅｑ／ｍ3以上にすることが可能になるとともに、濾材の圧力損失を小さくすることが可能になる。
【００２３】
この平行流構造をとることにより、フィルターユニットにおける前記気体流入口に通気される被処理空気の平均風速が０．５ｍ／ｓの時、気体流通路方向における、奥行き７０ｍｍサイズの濾材の流動気体の圧力損失が３mmAq以下という極めて低い値を可能にする。通常のもののように濾材表面に対して直交流で通気された場合は、いかに薄い濾材を用いたとしても、その圧力損失は平行流に比べ非常に大きいものにならざるを得ない。
【００２４】
しかし、平行流で通気しながら優れた吸着精度を保つためには濾材自身が保有する吸着性能（吸着速度）が大きい材料を用いることが必要である。本発明において濾材については任意であるが、吸着速度が大きくて形態保持性が良い点から、活性炭素繊維に化学修飾を行った（たとえばリン酸を担持した）ものやイオン交換繊維からなる濾材が好ましい。そのうちでも特に、ポリスチレン基材のイオン交換繊維からなる濾材を用いるのが好ましい。そのうちでも特に、架橋不溶化したポリスチレンにイオン交換基を導入したポリマを補強用ポリマ（例えばポリオレフィン）が構造的に支える構造をとる繊維を用いることが最も好ましい。
【００２５】
ここで、本発明のケミカルフィルターユニットが除去する主ターゲットは総吸着物質の７０％以上になるアンモニア及び有機アミン等アミン類であり、それらは雰囲気中でプラスジャージを持つ微粒子・ミスト・ガスの形で存在する。それらを吸着するイオン交換基としてはカチオン交換基が導入されていることが好ましく、スルホン酸基，ホスホン酸基，カルボン酸基，イミノジ酢酸基等のアミノカルボン酸基が好ましくもちいられるが、本発明における処理性能の点でスルホン酸基がより好ましい。
【００２６】
本発明における吸着容量とは、このプラスジャージを持つ微粒子・ミスト・ガス（主としてアンモニア及び有機アミン類に属するもの）に対して、化学的平衡を考慮してどれだけ吸着できるかを計算した値である。たとえば、リン酸を担持した活性炭素繊維の場合であれば、担持できたリン酸の総重量から全ての反応基が塩になった場合の最大平衡量を求めることができる。ここで、先に述べたようにカチオン交換繊維からなる濾材を用いる場合は、カチオン交換容量が吸着容量ということになる。その測定方法は任意であるが、一般的には濾材サンプルを切り取ってファクターの精密にわかった水酸化ナトリウム中で反応させ、その残液を中和滴定することにとって算出する方法が用いられる。
【００２７】
ここで、本発明において重要であるのは、フィルター単位体積中に充填される濾材の総吸着容量を３００ｅｑ／ｍ3以上にすることである。これを可能にするためには、吸着材そのものの吸着容量が大きいことも必要であるが、その充填方法と吸着性能のバランスが重要である。
【００２８】
単位体積中にできるだけ大きい吸着容量の濾材をコンパクトに充填することは、ケミカルフィルターユニット設計上非常に重要であることは間違い無い。これを可能にするためにはたとえば一例としてイオン交換繊維を均一な繊維シート形態に加工して３次元構造体を形作ったものを充填したフィルターが挙げられる。３次元構造体では、隣接する繊維シートの間に、濾材の一面からこれに向かい合う他面に貫通する気体流通路が形成されている。
【００２９】
シートに使用される材料は任意であるが、そのうちでも特に、イオン交換繊維とともに熱融着材を抄紙して、熱と圧着圧力のみで有効に３次元構造体を形作ったものが好ましい。ここで本発明のケミカルフィルターユニットは、これらの濾材による３次元構造体を接着剤や他の補強材・形態保持材をも使用することなく、その圧縮充填圧のみによって枠材内に内蔵されることが好ましい。このことはケミカルフィルターユニットのトータル性能にとって非常に重要である。例えば形態保持材を用いてシート状の濾材を入れるのに対して、濾材のみで構造体を作成して内蔵する方法が、単位体積あたりの濾材比率が大きいのは自明である。また極めて重要なことは、接着剤や補強材・形態保持材から放出される微量のガス（アウトガス）の懸念が無いということである。本発明のケミカルフィルターユニットを必要とするようなクリーン閉空間においては、存在するガス濃度レベルが通常空間とは全く異なる低濃度である。そういう雰囲気においては、内部に存在する材料すべてから、どれだけアウトガスが放出されているかということが極めて大きい問題となる。もちろん吸着材として使用されているケミカルフィルターからのアウトガスについても同様に細心の注意が必要である。そんな中で接着剤を使用して、濾材を加工したり、枠材に装着したりすることは全く致命的な欠点となる可能性が高い。また、形態保持材や補強材といった他材料からのアウトガスといった懸念がないことも、非常に有効な利点である。
【００３０】
本発明における、濾材による３次元構造体についての限定は特に無い。最終的にフィルターとなった際に、吸着すべきガスの吸着効率とその際の圧力損失が実用レベルで達成できている物であればどんな形でも基本的にはかまわない。例えば格子型、波型、ハニカム型、円筒型等通常のもの等が挙げられるが、もちろんこれに限ったものではない。
【００３１】
しかし、本発明の目的にはそのうちでもコルゲート加工を施されたものが、単位体積あたりの充填量を大きくできること、熱圧着のみの工程で容易に加工できること、枠材に充填する際に圧縮充填圧をかけることによって隙間のないしっかりとしたものを接着剤なしで作成可能である、というような理由から好ましい。コルゲート加工品とは波形シート（中芯）と平面上シート（ライナ）とを接着し、交互に積層されて多数の小透孔を持つように形成されたものをいう。
【００３２】
その構成は任意であり、中芯の枚数を複数にしたり、その山高さを変えるなどの工夫を加えることはなんら問題ない。基本的にはライナ及び少なくとも一つの中芯からなるコルゲート加工を施されたものであれば良い。熱融着コルゲート加工品の製法としては、中芯用基材となる繊維シートを表面に凸凹を有するロールに接触させながら通過させて波状加工した後、中芯側に波状の形状を持つロール、ライナ側にフラットな形状を持ったロールとしたロールにそれぞれの繊維シートを挟む形で中芯用基材の波形の山の部分をライナ用基材に圧着・加熱することにより、中芯の一部のみが溶融接着した形にする方法が用いられることが多いが、最終的に同様の形態を作ることができるものであるならば特にこれに限るものではない。
【００３３】
最後に、本発明のケミカルフィルターユニットはクリーン閉空間におけるケミカル汚染物質を吸着・除去する目的で使用され、使用される場所は任意であるが、超ＬＳＩ製造工程、特にフォトリソ工程で使用されることにおいてはもっともその効果を発揮する。しかも近い将来の緊急課題とされている化学増幅レジストの使用すなわちリソグラフィーの工程におけるプラスチャージを持つ微粒子・ミスト・ガス等（その７０％以上がアンモニア及び有機アミン等アミン類に属する）の吸着・除去において、ユニットを出た処理空気に含まれるそれらの濃度レベルがｐｐｂオーダーまで低減する高精度処理が可能なケミカルフィルターユニットを提供することができる。
【００３４】
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３５】
本発明の好ましい実施例を説明する。勿論以下に述べるものは一例であって、
これに限定されるものではない。
【００３６】
第１図は、本発明のフィルターユニットの濾材を形成するために用いられる繊維シートの一例である。図に示すように、繊維シート１は、短繊維２が抄紙されて形成されたもので、抄紙後、波形３を有して成形加工されている。この繊維シート１が上下に複数枚積層されて、濾材が形成される。濾材において、それぞれの繊維シート１間に、気体流通路４が形成される。第２図に、本発明のフィルターユニットに用いられる濾材の一例が、示される。濾材５は、複数組の繊維シートの積層体からなる。一組の繊維シートは、中芯用繊維シート６とライナ用繊維シート７とからなるコルゲート加工品である。中芯用繊維シート６とライナ用繊維シート７との間に、気体流通路８が形成されている。第３図は、本発明のフィルターユニットに用いられる濾材の他の例である。濾材９は、複数枚の繊維シート１０の積層体からなる。各繊維シート１０は、ハニカム構造を有して、積層されている。ハニカムの中空部が、気体流通路１１を形成している。第４図は、本発明のフィルターユニットに用いられる濾材の他の例である。濾材１２は、中芯用繊維シート１３とライナ用繊維シート１４とからなるコルゲート加工品からなる一枚の繊維シート１５が、中心部から外側へと連続して巻き上げられることにより、形成されている。中芯用繊維シート１３とライナ用繊維シート１４との間に、気体流通路１６が形成されている。
【００３７】
なお、図示は省略したが、上記図１〜４中のいずれの繊維シートも外周部に矩形状や円筒形状をした枠材に固定されて次の第５図で後述するケミカルフイルターユニット２０を構成している。
【００３８】
第５図は、本発明のフィルターユニットの一例である。
【００３９】
フィルターユニット２０は、濾材２１が収容される濾材収納箱２２、濾材収納箱２２に濾材２１が収納された後、濾材収納箱２２の外側においてはまり合い蓋となる蓋箱２３を有する。濾材収納箱２２と蓋箱２３の正面には、気体が流通する開口２４、２５が、それぞれ設けられている。濾材収納箱２２に濾材２１が収納される前に、濾材収納箱２２に、アルミ製の背面金網２６と背面不織布２７が、この順で、収納される。次いで、濾材２１は、矢印２８で示す方向に、加圧され、圧縮された状態で、濾材収納箱２２に収容される。濾材収納箱２２に蓋箱２３が装着される前に、前面不織布２９とアルミ製の前面金網３０が、この順で、収納される。アルミ製の前面金網３０の濾材収納箱２２への移動が、矢印３１で示される。次いで、蓋箱２３が、濾材収納箱２２にかぶせられる。蓋箱２３の濾材収納箱２２への移動が、矢印３２で示される。両者は、固定具（図示せず）で、固定される。ここに、本発明のフィルターユニットの一例が、完成される。開口２４を有する濾材収納箱２２と開口２５を有する蓋箱２３とは、本発明に云う支持体を形成する。
【００４０】
第６図は以下に述べる実施例、比較例の実施に際して採用したアンモニア通気試験装置の概略模式図であり、４２は外気４１を取り込むファン、４３は外気を予備的に濾過する活性炭充填フィルター、４４はＨＥＰＡフィルターである。一方、４５はこれら機器を接続する導管に設けられたアンモニアガス注入口であり、４６のガス混合チャンバー内で一定濃度に混合され、この混合サンプルガスがサンプリング口（上流側）４７でサンプリングできるようになっている。
【００４１】
４８は本発明に係る上記第５図で示したケミカルフィルターユニット２０の取り付け口であり、そのフィルターによって濾過された清浄ガス５１がサンプリング口（下流側）４９でサンプリングできるようになっている。一方、残余のガスは放流口５０から放棄されるようになっている。
【００４２】
実施例
（イオン交換繊維）
製糸した多芯海島型複合繊維［海成分ポリスチレン／島成分ポリエチレン＝５０／５０（島数１６）］を長さ０．５ｍｍに切断してカットファイバーを得た。該カットファイバー１重量部を市販の１級硫酸７．５容量部とパラフォルムアルデヒド０．０７重量部からなる架橋・スルホン化溶液に加え９０℃で４時間反応処理した。次にアルカリで処理してから塩酸で活性化することによってスルホン酸基を有するカチオン交換繊維を得た。（交換容量３．０ミリ当量／ｇ−Ｎａ，含水度１．５）。  交換容量は次の方法で測定した。
【００４３】
０．１Ｎの水酸化ナトリウム５０ｍｌにカチオン交換繊維１ｇを入れ、２３℃、２時間振とうし、５ｍｌ正確にはかりとって中和滴定によって計算する。
【００４４】
また、Ｎａ型に変換した上記カットファイバーをイオン交換水に十分浸漬し、家庭用遠心脱水機で脱水して重量（Ｗ）を測定し、そのまま６０℃の乾燥機中で４８時間絶乾して重量を測定して（Ｗo ）次式より含水度を求めた。
【００４５】
含水度＝（Ｗ−Ｗo )/Ｗo 
（抄紙工程）
上記イオン交換繊維と熱融着繊維（商品名“ソフィットＮ７２０”：クラレ社製低融点ＰＥＴ）及び抄紙副材料のマニラ麻を６０：２０：２０の比率で混合して回転濾布型の大型抄紙マシンで抄紙し、連続して１２０℃のドラム回転式乾燥機で乾燥してから巻き取ってイオン交換繊維による繊維シートを得た。この繊維シートから、３ｃｍ角のシートサンプルが切り取られ、サンプルは、イオン交換繊維の場合と同様の方法で水酸化ナトリウム溶液に浸漬され、サンプルの重量当たりのイオン交換容量が測定された。イオン交換容量は、１．５ｍｅｑ／ｇであった。
【００４６】
（コルゲート加工工程）
上記イオン交換繊維による繊維シートをコルゲート加工マシン（５号段用シングルフェーサ）において波形の表面形状を有するロール（１２０〜１３０℃）、中芯用繊維シート、ライナ用繊維シート、及びフラットな表面形状を持つプレッシャーロールの順になるようにして、ロール間に圧力を与えながらそれぞれのロールを回転し、中芯用繊維シート６とライナ用繊維シート７とを加熱・加圧圧着し、第２図に示すコルゲート構造体５を製造した。このコルゲート構造体から、２ｃｍ角のサンプルが切り取られ、サンプルは、イオン交換繊維の場合と同様の方法で水酸化ナトリウム溶液に浸漬され、サンプルの重量当たりのイオン交換容量が測定された。イオン交換容量は、１．４５ｍｅｑ／ｇであった。
【００４７】
（ケミカルフィルターユニット化工程）
上記コルゲート構造体５を５９０×７０ｍｍの長方形にカットしてシート状にした。このシートを積み重ねて、横５９０×縦５９０×奥行き７０ｍｍになるようにアルミ製枠材にはめ込みケミカルフィルターユニットとした。このフィルターユニット中に充填された濾材の総重量は、６０５０ｇであった。上記コルゲート構造体のみからなるこの濾材の総イオン交換容量は、濾材の重量とイオン交換容量の積で示され、８．８ｅｑであった。
【００４８】
ここから、このケミカルフィルターの単位容積当たりのイオン交換容量を計算すると３６０ｅｑ／ｍ3であった。
【００４９】
ケミカルフィルターユニット内の濾材５は、枠の開口部及びその反対面に、コルゲート構造体の開口面が来るように積み重ねられ、繊維シートの表面に沿って気体を流動可能にする気体流通路８が、気体流入口から気体流出口に向かって設けられていた。従って、被処理空気は平行流８ａの方向に流れる。
【００５０】
このケミカルフィルターユニットを用いて、アンモニアの吸着性能実験を行った。第６図の試験装置の取り付け口４８に上記ケミカルフィルターユニットを装着し、上流から規定のアンモニア濃度（２００ｐｐｂ）に調整した標準空気を通気した。通風の面風速は０．５ｍ／ｓとした。その際の圧力損失を測定したところ、１．７ｍｍＡｑであった。
【００５１】
一定時間をおいてケミカルフィルターの前後におけるガスについてサンプリングし、アンモニア濃度を測定した結果をシミュレーション解析した。
【００５２】
サンプリングは通気管４０に流れている空気を枝取りし、インピンジャーと呼ばれる補集器具中の超純水にアンモニアを溶解させて捕集した。分析はイオンクロマトグラフィーを用いた微量分析を行った。
【００５３】
シミュレーションの前提条件として、１０ｐｐｂのアンモニアガスを通気し、ケミカルフィルターの出口濃度が１ｐｐｂ以上になった点を寿命と取り決めた。
【００５４】
これは、電子工業分野におけるクリーンルーム等クリーン閉空間の必要条件の一例から算出した値である。これを用いて解析を行ったところ、本ケミカルフィルターユニットの寿命は８９０日となった。この結果は、本ケミカルフィルターユニットは実際のクリーン閉空間用の空気清浄化システムにおいて、途中交換することなく２年間継続使用が可能であることを意味する。
【００５５】
比較例１
実施例と全く同様に作成したイオン交換繊維及び繊維シートを用いて、コルゲート加工での空隙率を変更して第２図の濾材５を作成し、実施例と同様の横５９０×縦５９０×奥行き７０ｍｍのアルミ製枠材にはめ込み、単位容積当たりのイオン交換容量が２９０ｅｑ／ｍ３であるケミカルフィルターユニットを作成した。そのフィルターユニットを用いて実施例と全く同様の実験を行った。その結果、圧力損失は１．３ｍｍＡｑまで低下した。しかし実験初期には高い除去率を保持していたが、実験をすすめてゆく課程でのアンモニア除去率の低下速度が大きく、シミュレーション解析を行ったところフィルター寿命は５９０日となった。この日数は１回／年の定期修繕時のみに、次回の定期修繕時までに寿命が来るフィルターをすべて取り替える現行のケミカル汚染捕集システムからすると、１年で交換する必要があることを意味する。
【００５６】
比較例２
ポリオレフィンのフィラメントを不織布に形態化してから電子線を照射してグラフト基点を作り、グラフと反応でカチオン交換繊維としたタイプのイオン交換不織布を用いて、アルミ針金でできたスペーサーを配置し枠材内に充填したタイプの市販のケミカルフィルターユニット（横５９０×縦５９０×奥行き７０ｍｍ）について、実施例と全く同様の実験をおこなった。このケミカルフィルターの単位容積当たりのイオン交換容量は２７８ｅｑ／ｍ3であった。
【００５７】
結果のシミュレーション解析を行ったところ、このケミカルフィルターの寿命は５８６日であったが、圧力損失は６．０ｍｍＡｑと極めて高いものであった。
【００５８】
また、実験の際に面風速を実施例と同一にする必要があるため、圧力損失が高いこのケミカルフィルターでは通気ファンの容量を大きいものに変更する必要もあった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係るケミカルフイルターユニットの格子型濾材の一実施例を示した斜視図である。
【図２】本発明に係るケミカルフイルターユニットのコルゲート型濾材の斜視図である。
【図３】本発明に係るケミカルフィルターユニットのハニカム型濾材の斜視図である。
【図４】本発明に係るケミカルフイルターユニットの円筒型濾材の斜視図である。
【図５】本発明に係るケミカルフイルターユニットの分解図である。
【図６】実施例、比較例の実施に際して用いたフィルター試験装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：繊維シート
２：短繊維
３：波形濾材
４：気体流通管
５、９、１２：濾材
６：中芯用繊維シート
２０：ケミカルフイルターユニット
【図１】
2005342712.tif 000003
【図２】
2005342712.tif 000004
【図３】
2005342712.tif 000005
【図４】
2005342712.tif 000006
【図５】
2005342712.tif 000007
【図６】
2005342712.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月3日(2005.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維シートの複数枚が積層されてなる濾材と該濾材が収容された枠材とからなり、該支持体の一面に開口する気体流入口とこれに実質的に対向した他面に開口する気体流出口とを有するケミカルフィルターユニットにおいて、前記濾材の隣接する繊維シート間に、該繊維シートの表面に沿って気体を流動可能にする気体流通路が、前記気体流入口から前記気体流出口に向かって設けられ、かつ前記濾材の吸着容量が３００ｅｑ／ｍ3以上であることを特徴とするＬＳＩ製造工程用ケミカルフィルターユニット。
【請求項２】
前記気体流入口から前記気体流出口へと流動する気体の前記気体流入口面での平均面風速が０．５ｍ／秒の時、前記気体流通路方面における奥行き７０ｍｍの前記濾材による流動気体の圧力損失が３ｍｍＡｑ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＬＳＩ製造工程用ケミカルフィルターユニット。
【請求項３】
前記繊維シートを構成する繊維がイオン交換繊維からなり、吸着容量がイオン交換容量であることを特徴とする請求項１に記載のＬＳＩ製造工程用ケミカルフィルターユニット。
【請求項４】
前記濾材の前記枠材への充填が、実質的に前記複数枚の繊維シートの弾発力のみでなされて前記枠材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＳＩ製造工程用ケミカルフィルターユニット。
【請求項５】
ＬＳＩ製造工程を含む製造室と、該製造室にケミカル汚染物質を除去した清浄気体を供給する気体清浄化装置とからなり、該気体清浄化装置が、請求項１〜４のいずれかに記載のＬＳＩ製造工程用ケミカルフィルターユニットを含むことを特徴とする気体清浄化システム。
【請求項６】
前記製造室がＬＳＩ製造工程におけるフォトリソ製造工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。
【請求項７】
前記製造室がＬＳＩ製造工程における化学増幅レジスト使用工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。
【請求項８】
前記ケミカル汚染物質がプラスチャージを持つ微粒子・ミスト・ガスからなる物であることを特徴とする請求項５に記載の気体清浄化システム。