(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の折り目に沿ってひだ折り加工されてなる多数のプリーツを有するフィルタ濾材の隣接する前記プリーツの間に、前記折り目を横切る方向に設けられたスペーサであって、
ポリアミドからなるとともに、紫外線照射後におけるトータルオーガニックカーボンの発生量が、紫外線照射前における発生量の３倍以下である、
フィルタ濾材のスペーサ。
【請求項２】
所定の折り目に沿ってひだ折り加工されてなる多数のプリーツを有するフィルタ濾材と、
請求項１に記載のスペーサと、
を備えたフィルタパック。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタパックと、
前記フィルタパックが収納される外枠体とを備え、
濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．３μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９７％以上でありかつ濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の場合における圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である、
エアフィルタユニット。
【請求項４】
請求項２に記載のフィルタパックと、
前記フィルタパックが収納される外枠体とを備え、
濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．１μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９９９９％以上でありかつ濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の場合における圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である、
エアフィルタユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペーサ、特に、所定の折り目に沿ってひだ折り加工されてなる多数のプリーツを有するフィルタ濾材の隣接するプリーツの間に、折り目を横切る方向に設けられたスペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置やクリーンルーム等における空気清浄のために使用されるエアフィルタユニットとして、ガラス繊維を抄紙したガラス繊維製濾材や、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）からなる多孔膜を含むフィルタ濾材を備えたものがある。ＰＴＦＥ多孔膜を含む濾材は、ＰＴＦＥ多孔膜と、ＰＴＦＥ多孔膜の両側を狭持するように熱ラミネートされた通気性支持材とから構成される。フィルタ濾材は、エアフィルタユニットとして用いられる場合に、通常、所定の折り目に沿って交互に折り返されて多数のプリーツを有する波型形状に形成され（この状態のフィルタ濾材をフィルタパックという）、外枠体の内側に保持される。
【０００３】
このようなフィルタ濾材の表面には、一般に、隣接する折り返し部分（プリーツ）の間に所定の間隙が保持されるようスペーサが設けられている。スペーサは、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、ポリオレフィン系、ゴム系、ポリアミド系等の合成樹脂系ホットメルトを材質としており、通常、加熱溶融状態で、並列した複数個のノズルからフィルタ濾材の表面に連続的又は断続的に吐出されることにより形成される。
【０００４】
ところで、スペーサは、合成樹脂からなるため、スペーサ自体から、ドデカン、トリデカン、ジオクチルフタレート、シロキサン等のガス状有機物（以下、トータルオーガニックカーボン：ＴＯＣ）が発生する。一方、クリーンルームや半導体製造装置では、製品の品質向上の観点から、ＴＯＣの検出量が低い方が好ましいとされる。
【０００５】
したがって、上述のスペーサの材質の中では、他の樹脂製スペーサに比べＴＯＣの発生量が少ないポリアミドが、クリーンルームや半導体製造装置に設置されるエアフィルタユニットに用いるのに最も適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ポリアミドスペーサは、通常、褐色がかった色相を呈しており、更に、室内の蛍光灯に長時間照射されたり、時間の経過とともに酸化が進む等して、褐色がかった色相が強まる。このため、エアフィルタユニットを離れて見た場合に、スペーサが設けられたフィルタ濾材が黄色味かかって見え、フィルタ濾材が汚れているかのような印象を受ける場合がある。
【０００７】
特に、半導体製造工業のクリーンルーム内に設置される場合は、作業がクリーン度の非常に高い室内で行われているような印象が得られる意味でも、エアフィルタユニットの外観は白い方が好まれる。
【０００８】
また、ポリアミドスペーサは、他の材質のスペーサに比べるとＴＯＣ発生量が少ないが、紫外線等が照射されると、劣化してＴＯＣ発生量が増加してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、スペーサの黄変を抑えることにある。また、本発明の他の目的は、スペーサからのＴＯＣ発生量の増加の程度を抑えることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスペーサは、所定の折り目に沿ってひだ折り加工されてなる多数のプリーツを有するフィルタ濾材の隣接するプリーツの間に、折り目を横切る方向に設けられたものである。このスペーサは、ポリアミドからなるとともに、紫外線照射後におけるＴＯＣの発生量が、紫外線照射前における発生量の３倍以下であり、好ましくは２．５倍以下である。
【００１１】
ポリアミドスペーサは、紫外線が照射されると劣化してＴＯＣ発生量が増加する性質を有している。このような点に鑑みて本発明者らが研究した結果、例えば水素添加されたポリアミドスペーサでは、紫外線劣化しにくくＴＯＣ発生量の増加の程度が抑えられることが分かった。
【００１２】
そこで、このスペーサでは、紫外線照射前のＴＯＣ発生量に対する紫外線照射後のＴＯＣ発生量の割合が抑えられたものを対象とし、黄変度を抑えるのに加え、紫外線劣化によるＴＯＣ発生量の増加の程度を抑えるようにしている。
【００１３】
請求項２に記載のフィルタパックは、フィルタ濾材と、スペーサとを備えている。フィルタ濾材は、所定の折り目に沿ってひだ折り加工されてなる多数のプリーツを有するものである。スペーサは請求項１に記載のものである。
【００１４】
フィルタ濾材は、エアフィルタユニットの構成部品であり、通常、所定間隔ごとに交互に折り返された波型形状に形成されてフィルタパックに加工されるが、ここでは、特に、上述の黄変度の抑えられたスペーサがこのようなフィルタパックに用いられた場合を対象としている。
【００１５】
請求項３に記載のフィルタパックは、請求項２に記載のフィルタパックと、フィルタパックが収納される外枠体とを備えている。また、濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．３μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９７％以上でありかつ濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の場合における圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である。
【００１６】
半導体製造用クリーンルーム等では、高い清浄度が要求されるため、高い捕集効率を有するフィルタ濾材が用いられる。このようなフィルタ濾材として、ＨＥＰＡ（High Efficient Particulate Air）フィルタがある。ＨＥＰＡフィルタは、濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．３μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９７％以上でありかつ濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の場合における圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である。
【００１７】
このような高捕集型のエアフィルタユニットは、クリーン度の高い環境を提供するために用いられるために、褐色がかったスペーサのためフィルタ濾材が汚れたように見えることで、ユーザに違和感を生じさせることがある。
【００１８】
そこで、このエアフィルタユニットでは、特に、ＨＥＰＡフィルタとして使用可能なエアフィルタユニットにおいて、スペーサの黄変度を抑えるようにしている。
【００１９】
請求項４に記載のエアフィルタユニットは、請求項２のフィルタパックと、フィルタパックが収納される外枠体とを備えている。また、濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．１μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９９９９％以上でありかつ濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の場合における圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である。
【００２０】
上述のＨＥＰＡフィルタよりさらに高い捕集効率を有するフィルタとして、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタがある。ＵＬＰＡフィルタは、粒子径が０．１μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９９９９％以上でありかつ濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の場合における圧力損失が５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下である。
【００２１】
このようなＵＬＰＡフィルタでは、前述のＨＥＰＡフィルタにも増して、クリーン度の非常に高い環境を提供するのに用いられるために、褐色がかったスペーサのためフィルタ濾材が汚れたように見えると、ユーザに与える違和感が一層大きくなる。
【００２２】
そこで、このエアフィルタユニットでは、特に、ＵＬＰＡフィルタとして使用可能なエアフィルタユニットにおいて、スペーサの黄変度を抑えられるようにしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態が採用されたエアフィルタユニット１を示す。
【００２４】
このフィルタユニット１は、フィルタ濾材３と、フィルタ濾材３が収納される外枠体５とを備えている。
【００２５】
フィルタ濾材３は、図２に示すように、ＰＴＦＥ多孔膜と、ＰＴＦＥ多孔膜を両側から狭持するよう熱ラミネートされた２枚の通気性支持材と、通気性支持材の表面に設けられたスペーサ７とを有している。
【００２６】
ＰＴＦＥ多孔膜は、空気中の浮遊微粒子を捕集するためのものであり、例えばＰＴＦＥ未焼成体を２軸方向に延伸することにより得られ、厚さが１〜６０μｍ程度、繊維径が０．０５〜０．２μｍ程度の微細な繊維構造を有している。
【００２７】
通気性支持材は、ＰＴＦＥ多孔膜の形態を安定させかつＰＴＦＥ多孔膜に対し空気を通すためのものであり、目付が１５〜１００ｇ／ｍ2程度の不織布が用いられる。
【００２８】
フィルタ濾材３は、ＰＴＦＥ多孔膜と通気性支持材とが熱ラミネートされた後、エアフィルタユニットに用いるために、１５〜１５０ｍｍ程度の幅ごとに形成された折り目に沿って交互に折り返されて（プリーツ加工されて）波型形状のフィルタパック９に加工される。この結果、フィルタ濾材３には、図２に示すように、多数のプリーツ（折り返し部分）４が形成される。
【００２９】
スペーサ７は、フィルタパック９の隣接するプリーツ４の間の間隙を保持するためのものである。スペーサ７は、図３に示すような装置により、フィルタ濾材３の両面に折り目を横切る方向に延びてかつフィルタ濾材３の幅方向に等間隔で複数箇所に設けられる。これにより、フィルタパック９は、隣接するプリーツ４の間隔が２〜１５ｍｍ程度に保たれる。なお、図３において、２１は加熱部、２２は展開部、２３はスペーサ塗布部、２４は立ち上げ部をそれぞれ示す。
【００３０】
スペーサ７は、ポリアミドからなり、ＴＯＣ発生量が５００ｎｇ／ｇ以下のものである。ＴＯＣとは、ドデカン、トリデカン、ジオクチルフタレート、シロキサン等の種々のガス状有機物の総量をいう。また、スペーサ７は、従来のスペーサとして用いられていたポリアミドに水素添加を施すことにより得られる水素添加ポリアミドを原料としており、この結果、スペーサ７は、黄変度は１５以下に抑えられている。なお、この黄変度は、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下に抑えられている。
【００３１】
黄変度は、ＪＩＳ規格による測定方法（ＪＩＳ−Ｋ−７１０３）における、黄色度と、ベースとなる基材の黄色度とから次式により算出される。
［数１］
黄変度＝ＹＩ−ＹＩ0
（ここで、ＹＩ：試験用試料の黄色度、ＹＩ0＝ベース基材の黄色度、黄色度（ＹＩ）＝１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）／Ｙであり、Ｘ、Ｙ、Ｚは標準光における試験用試料の三刺激値である）
【００３２】
外枠体５は、４本のアルミニウム製枠材が組み立てられてなり、内側のスペースに、フィルタパックが収納される。枠体５とフィルタ濾材３とは、気密性を保持すべく接着剤等によりシールされ、エアフィルタユニット１となる。
【００３３】
このように構成されたエアフィルタユニット１は、濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．３μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９７％以上であることが好ましく、濾材透過風速が１．４ｃｍ／秒の時、粒子径が０．１μｍ以上の粒子の捕集効率が９９．９９９９％以上であることがより好ましい。
【００３４】
【実施例】
＜黄変度の測定＞
スペーサ７として使用するポリアミドを、１７０℃程度に加熱して溶融させ、離型剤を塗布した平滑なアルミ板に流し込んだ後冷却し、硬化後、アルミ板から剥離し、厚さ約０．５ｍｍのポリアミドシートを得た。そして、このポリアミドシートの黄変度の測定を以下のような条件及び手順で行った。
【００３５】
黄変度を測定するための機器として、色彩色差計ミノルタ社製「ＭＩＮＯＲＵＴＡ ＣＲ−３００」を用いた。また、光源としては、より黄変度に差が出る標準光Ｄ65１０度視野で行った。
【００３６】
まず、ベース基材として白色のコピー用紙を、色彩色差計を用いてＬ*ａ*ｂ*表色系の数値Ｌ*、ａ*、ｂ*の値と、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、Ｚの値とを算出した。Ｌ*、ａ*、ｂ*の値と、ＸＹＺ表色系のＸ、Ｙ、Ｚの値との関係は、次式：
［数２］
Ｌ*＝１１６（Ｙ／１００．０）1/3−１６
［数３］
ａ*＝５００［（Ｘ／９４．８３）1/3−（Ｙ／１００．０）1/3］
［数４］
ｂ*＝２００［（Ｙ／１００．０）1/3−（Ｚ／１０７．３８）1/3］
から算出される。
【００３７】
次に、黄変度（ＹＩ）を、ＸＹＺ表色系の値から次式：
［数１］
黄色度（ＹＩ）＝１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）／Ｙ
から求めた。
【００３８】
次に、通常のポリアミド及び水素添加ポリアミドをシート状にし、ベース基材の上に載置し、色彩色差計で上記と同じ手順で黄色度を測定した。
【００３９】
次に、ベース基材の黄色度をＹＩ0、ベース基材の上に載置したポリアミドシートの黄色度をＹＩとし、黄変度（ΔＹＩ）＝ＹＩ−ＹＩ0として算出した。
【００４０】
表１に、ベース基材、従来のポリアミド（比較例１及び比較例２）、水素添加ポリアミド（実施例１及び実施例２）の黄色度ＹＩ及び黄変度ΔＹＩの計算結果を、それぞれの膜厚、Ｌ*、ａ*、ｂ*、Ｘ、Ｙ、Ｚの計測結果と併せて示す。なお、測定は３回行い、表１にはその平均値を示す。
【００４１】
【表１】
0004147766.tif 000002
表１に示すように、実施例１及び２の黄変度は、比較例１及び２の黄変度より小さくなっている。したがって、水素添加したポリアミドスペーサは、水素添加していないポリアミドスペーサに比べ黄変度が抑えられていることが分かる。
【００４２】
＜ＴＯＣ含有量の測定＞
ＴＯＣ含有量の測定は、ガスクロマトグラフィーを用いたパージアンドトラップ方式により行った。ペレット状にした試料０．５ｇをサンプル管に入れ、高純度ヘリウムガスを、８０℃で流速５０ｍｌ／分で１５分間通気して試料から発生する揮発成分、ガス成分をサンプル管から追い出し（パージ）、トラップ管に導入した。このトラップ管において、−４０℃に冷却された吸着剤（石英ウール）に揮発成分を蓄積濃縮させた。その後、吸収剤を３５８℃に瞬間加熱し、２０秒間吸収剤に吸着した吸着物をガスとして放出した。そして、放出ガスをガスクロマトグラフィーに導入し、その量を測定し、沸点１７０℃以上の成分について、カーボン数１５の炭化水素換算で量を算出した。測定条件は以下の通りである。
ガスクロマトグラフィー：島津製作所社製「ＧＣ１７Ａ」
カラム：ＦＲＯＮＴＩＥＲ ＬＡＢ Ｕｌｔｒａ ＡＬＬＯＹ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｃｏｌｕｍｎ，ＵＡ−５
カラム温度：５０℃（５分間保持）、２８０℃（１０分間保持）、昇温速度１０℃／分
スプリット比：１：２０（カラム流量１．１ｍｌ／分）
【００４３】
表２に、水素添加されたポリアミドでの測定結果（実施例３及び実施例４）を、従来のポリアミドでの測定結果（比較例３及び比較例４）と併せて表２に示す。
【００４４】
【表２】
0004147766.tif 000003
表２に示すように、実施例１及び２のＴＯＣ発生量は、比較例１及び２のＴＯＣ発生量とほぼ同様である。したがって、水素添加ポリアミドからなるスペーサは、従来の水素添加されていないポリアミドスペーサとほぼ同様のＴＯＣ発生量に抑えられていることが分かる。
【００４５】
＜紫外線照射による黄変度変化の測定＞
従来のポリアミド及び水素添加ポリアミドを１７０℃程度に加熱して溶融させ、離型剤を塗布した平滑なアルミ板に流し込んだ後冷却し、硬化後アルミ板から剥離し、厚さ約０．５ｍｍのポリアミドシートを得た。このシートに紫外線を照射し、照射前後の黄変度を測定した。
【００４６】
紫外線の照射条件は以下の通りである。
ＵＶ強度：７００μＷ／ｃｍ2
ＵＶ波長：３２０〜４００ｎｍ
照射時間：４日間（９６ｈｒ）
を４日間紫外線照射し、照射前後の黄変度を測定した。
【００４７】
表３に、水素添加されたポリアミドでの測定結果（実施例５）を、従来のポリアミドでの測定結果（比較例５）と併せて示す。
【００４８】
【表３】
0004147766.tif 000004
表３に示すように、従来のポリアミド及び水素添加されたポリアミドとも黄変度は増大しているが、従来のポリアミドの黄変度の増大は非常に大きく、目視においても褐色を通り過ぎ、黒色に近い状態になった。一方、水素添加されたポリアミドは目視においては従来のポリアミドの照射前の褐色状態に留まっていた。
【００４９】
＜紫外線照射によるＴＯＣ発生量の変化の測定＞
従来のポリアミド及び水素添加ポリアミドを１７０℃程度に加熱して溶融させ、離型剤を塗布した平滑なアルミ板に流し込んだ後冷却し、硬化後アルミ板から剥離し、厚さ約０．５ｍｍのポリアミドシートを得た。このシートに紫外線を照射し、照射前後のＴＯＣ含有量の変化を測定した。
【００５０】
紫外線の照射条件は以下の通りである。
ＵＶ強度：７００μＷ／ｃｍ2
ＵＶ波長：３２０〜４００ｎｍ
照射時間：２４ｈｒ
【００５１】
また、ＴＯＣの測定は、パージアンドトラップ方式により、上述のＴＯＣ含有量の測定と同様の条件で行った。ここでは、水素添加されたポリアミド及び従来のポリアミドについてそれぞれ、紫外線照射の前後において５回ずつ行い、その平均値により比較検討した。
【００５２】
表４に、水素添加されたポリアミドでの測定結果（実施例６）を、従来のポリアミドでの測定結果（比較例６）と併せて示す。
【００５３】
【表４】
0004147766.tif 000005
表４に示すように、比較例６の紫外線照射後のＴＯＣ発生量は照射前の４倍以上であるのに対し、実施例６の紫外線照射後のＴＯＣ発生量は照射前の２倍以下になっている。したがって、水素添加したポリアミドスペーサは、水素添加していないポリアミドスペーサに比べ紫外線劣化によるＴＯＣ発生量の増加の程度が抑えられていることが分かる。
【００５４】
［他の実施形態］
（ａ）フィルタ濾材３は、ＰＴＦＥ多孔膜を利用したものに限定されない。
【００５５】
（ｂ）ＰＴＦＥ多孔膜の繊維径、通気性支持材の目付等、フィルタ濾材の構成部材の各種特性は上述のものに限定されない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、スペーサとして例えば水素添加されたポリアミドが用いられているため、スペーサの黄変度を小さくすることができるのに加え、紫外線劣化によるＴＯＣ発生量の増加の程度を抑えることができる。これにより、エアフィルタユニットのフィルタ濾材が黄変して褐色がかって汚れたように見えるのが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態によるスペーサが設けられたフィルタ濾材を備えたエアフィルタユニットを示す斜視図。
【図２】  フィルタ濾材の一部斜視図。
【図３】  フィルタ濾材にスペーサを塗布する工程の説明図。
【符号の説明】
１  エアフィルタユニット
３  フィルタ濾材
７  スペーサ
【図１】
0004147766.tif 000006
【図２】
0004147766.tif 000007
【図３】
0004147766.tif 000008