专利名称：化学过滤器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种空气净化用的化学过滤器的制造方法，该化学过滤器除去离子性气体状污染物质，用于半导体、液晶、精密电子零部件的制造工场等发生离子性气体状污染物质的净化间、以及发生离子性气体状污染物质的装置。
背景技术：
在半导体制造、液晶制造等尖端工业中，为了确保产品的成品率及质量、可靠性，净化间内的空气及产品表面的污染控制是很重要的。特别是在半导体工业领域，随着产品的高集成化的进展，除了使用HEPA、ULPA等控制粒子状的污染物质之外，离子性气体状污染物质的控制也是不可缺少的。
在该离子性空气状污染物质中，包括碱性气体和酸性气体。其中，例如作为碱性气体的氨，在半导体制造时的曝光工序中，是造成曝光时分辨率恶化、晶片表面的模糊不清的原因。此外，作为酸性气体的SOX，在半导体制造时的热氧化膜形成工序中，是在基板内引起叠层缺陷，使器件特性及可靠性恶化的原因。
这样，由于该离子性气体状污染物质在半导体制造等工程中引起种种困难，所以，在半导体制造等中使用的净化间内，希望离子性气体状污染物质的浓度，在几个μg/m3以下。
因此，为了除去该离子性气体状污染物质，将离子交换基导入到化学过滤器中。例如，在日本专利特开2001-259339号公报(专利文献1)中，公开了一种由基体材料内含有粒径及离子交换容量处于特定范围内的粉末状离子交换树脂的纸构成的空气过滤器用的过滤材料。此外，日本专利特开2000-5544号公报(专利文献2)中，公开了一种包含吸附介质及离子交换树脂的除臭剂。除此之外，日本专利特开2003-10613号公报(专利文献3)中，公开了一种构成捕捉对象为碱性离子气体的空气过滤器的过滤材料，该过滤材料中的基体材料包含由阳离子交换树脂构成的粉状体、粒状体或者纤维，同时也载置磷酸的空气过滤器用过滤材料。
对于该化学过滤器，除了要求可以将离子性气体状污染物质清除到几个μg/m3以下的浓度的初始除去性能之外，还要求该除去性能长时间持续，即，具有优良的持续性。因此，必须在该化学过滤器中，导入大量的离子交换树脂，单位体积平均的离子交换容量必须要大。
但是，日本专利特开2001-259339号公报所述的空气过滤器用过滤材料，由于将粉末状的离子交换树脂，利用纸浆基体材料的静电力，或者纸浆基体材料与该粉末状离子交换树脂的摩擦力保持在纸浆基体材料的表面上，所以，当粉末状离子交换树脂的附着量增多时，会产生该粉末状离子交换树脂脱落的问题。此外，日本专利特开2000-5544号公报所述的除臭剂，具体地说，是将离子交换树脂缓混合到活性炭纤维中造纸后获得的，当混合到该活性炭纤维中的离子交换树脂增大时，造纸获得的除臭剂的强度显著降低，存在着通气时该除臭剂破坏，或者不能进行造纸等问题。此外，日本专利特开2003-10613号公报所述的空气过滤器用过滤材料，和日本专利特开2000-5544号公报所述的除臭剂一样，存在着很难使包含在过滤材料的基体材料中的离子交换树脂量增多的问题。进而，该过滤材料，因为通过载置于空气过滤器上的磷酸与离子性气体状污染物质发生中和反应而除去该离子性气体状污染物质，由该中和反应生成的盐，会抑制被处理气体向过滤器纤维间的空隙内的扩散，所以，存在着除去性能的寿命容易降低的问题。
从而，本发明的目的是，提供一种通过在含有离子交换纤维的基体材料中载置大量离子交换树脂粉末，可以飞跃地提高离子性气体状污染物质，离子交换树脂粉末不容易脱落，并且压力损失小的化学过滤器的化学过滤器的制造方法。
发明内容
鉴于这种情况，本发明人等深入研究的结果，发现，通过向含有离子交换纤维的纤维质的纸上涂布或浸渍离子交换树脂粉末和粘结剂的混合浆料，获得离子交换树脂粉末载置纸，将该离子交换树脂粉末载置纸进行成形加工，形成波纹状蜂窝结构的化学过滤器，可以将大量的离子交换树脂粉末载置到构成化学过滤器的纤维质的纸的纤维间的空隙内，完成本发明。
即，本发明提供了一种化学过滤器的制造方法，其特征在于，向含有离子交换纤维的纤维质纸上涂布或浸渍离子交换树脂粉末和粘结剂的混合浆料，获得载置前述离子交换树脂粉末的离子交换树脂粉末载置纸，将该离子交换树脂粉末载置纸进行波纹加工，获得波纹状蜂窝结构的化学过滤器。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，从含有前述离子交换纤维的纤维质纸的两面来涂布前述混合浆料。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述纤维质纸，含有20～80％范围内的离子交换纤维。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换纤维的离子交换容量为1～5m当量/g。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换纤维，包含阳离子交换纤维及阴离子交换纤维中的至少一种。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的平均粒径为1～150μm。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的离子交换容量为1～10m当量/g。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末，包含阳离子交换树脂粉末及阴离子交换树脂粉末中的至少一种。
此外，本发明所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述粘结剂，包括无机系粘结剂或有机系粘结剂中的至少一种。
根据本发明的化学过滤器的制造方法，由于离子交换纤维与离子交换树脂粉末进行氢键结合，彼此强有力的吸引，所以，在含有离子交换纤维的纤维质纸的外侧表面和纤维间空隙内，可以大量且难以脱落地载置离子交换树脂粉末，同时，即使进行以后的成形加工该离子交换树脂粉末也不会容易的脱落。因此，可以大幅度增大所获得的化学过滤器的单位体积平均的离子性气体状污染物质的反应量，可以延长离子性气体状污染物质的除去性能的寿命。此外，所获得的化学过滤器因为是基体材料为波纹状蜂窝结构的化学过滤器，被处理空气的流路相对于通气方向成为平行流，所以，可以抑制压力损失，借此，可以使外围设备更加紧凑，所以，可以降低成本。进而，由于在形成波纹状蜂窝结构的化学过滤器之前，预先使该纤维质纸载置离子交换树脂粉末，所以，在纤维质纸的两个面上，可以分别调整离子交换树脂粉末的种类及载置量。此外，根据本发明的制造方法，由于混合浆料充分浸透纤维间的空隙，所以，可以增多离子交换树脂粉末的载置量。此外，根据本发明的制造方法，可以增大单位体积平均的与离子性气体污染物质的反应量。此外，根据本发明的制造方法，可以除去氨、胺类等碱性气体，以及SOX、NOX等酸性气体两种气体。根据本发明的制造方法，可以提高离子交换树脂粉末向纤维质纸上的粘结性，可以抑制离子交换树脂从基体材料上脱落。此外，根据本发明的制造方法，可以牢固地将离子交换树脂粉末载置在纤维质纸的纤维间的空隙内。
图1是说明本发明的离子交换树脂粉末载置纸的制造方法的图示；图2是说明本发明的离子交换树脂粉末载置纸的制造方法的另外一种图不；图3是说明本发明的化学过滤器的波纹状蜂窝结构的图示；图4是本发明的化学过滤器的波纹状蜂窝结构的一部分的剖面图；图5是表示氨气除去率随时间变化的曲线图。
具体实施例方式
本发明中使用的所谓含有离子交换纤维的纤维质纸，是指利用离子交换纤维和其它加强纤维形成的织物或无纺布。作为该离子交换纤维，没有特定的限制，可以是阳离子交换纤维或阴离子交换纤维质的任何一种。作为该阳离子交换纤维，例如，可以列举出强酸性阳离子交换纤维，弱酸性阳离子交换纤维等，作为导入该阳离子纤维的离子交换基，例如，可以列举出磺酸基，膦酸基，羧酸基等。此外，作为阴离子交换纤维，例如，可以列举出强碱性阴离子交换纤维、弱碱性阴离子交换纤维等，作为导入该阴离子交换纤维的的离子交换基，例如，可以列举出三甲铵基，二甲基乙醇铵基等。此外，作为该离子交换纤维的材料，没有特定的限制，可以列举出聚苯乙烯系，聚丙烯腈系，聚乙烯醇系等。此外，该离子交换纤维，也可以是一种单独的、或者两种以上的该阳离子交换纤维的组合，两种以上的该阴离子交换纤维的组合，或者该阳离子交换纤维与该阴离子交换纤维的组合。
该离子交换纤维的含量，在该纤维质纸中，为20～80重量％，优选的为40～60重量％。当该含量不足20％时，由于氢键结合的吸附该离子交换树脂粉末的力弱，该离子交换树脂粉末变得容易脱落，并且，离子性气体状污染物质的除去性能降低。此外，当该含量超过80％时，由于该离子交换纤维本身的机械强度低，所以，该纤维质纸的机械强度变低。
该离子交换纤维的离子交换容量，没有特定的限制，优选的为1～5m当量/g，特别优选的为2～4m当量/g。当该离子交换容量不足1m当量/g时，吸附该离子交换树脂粉末的力弱，该离子交换树脂粉末变得容易脱落，并且，离子性气体状污染物质的除去性能降低。此外，当该离子交换容量超过5m当量/g时，由于该离子交换纤维本身的强度显著降低，所以，该纤维质纸的机械强度变低。
该离子交换纤维的平均纤维直径，没有特别的限制，优选的为1～100μm，特别优选的为10～50μm。该离子交换纤维的平均纤维长度，没有特别的限制，优选的为0.1～50mm，特别优选的为1～10mm。
在本发明中，当离子交换纤维至少包含阳离子交换纤维及阴离子交换纤维的其中之一时，由于可以除去氨、胺类等碱性气体，或SOX、NOX等酸性气体，或者两者都可以除去，所以是优选的。
作为该加强纤维，可以是通常用于化学过滤器的制造的纤维，没有特别的限制，例如，可以列举出硅铝纤维，氧化硅纤维，氧化铝纤维，莫来石纤维，玻璃纤维，石棉纤维，碳纤维等无机纤维；聚乙烯纤维，聚丙烯纤维，尼龙纤维，聚酯纤维，聚乙烯醇纤维，芳族聚酰胺纤维，纸浆纤维，人造纤维等有机纤维。此外，该加强纤维，可以是一种单独的，或两种以上的组合。该无机纤维与该有机纤维的组合，该化学过滤器的机械强度提高，是优选的，硅铝纤维和人造纤维的组合是特别优选的。
该加强纤维的平均直径，没有特定的限制，优选的为0.1～25μm，特别优选的为0.5～10μm，该加强纤维的平均纤维长度，优选的为0.1～50mm，特别优选的为10～20mm。通过使该平均纤维直径和该平均纤维长度在该范围内，可以提高该纤维质纸的机械强度。
该纤维质纸纤维间的空隙率，没有特别的限制，优选的为50～95％，特别优选的为70～95％。所谓该纤维间的空隙率，是指，用形成该织物或该无纺布的纤维之间存在的空隙的总体积除以该织物或该无纺布的表观体积的值。通过使该纤维间的空隙率位于该范围内，不仅将离子交换树脂粉末载置在纤维质纸的外侧表面上，而且还载置在纤维间空隙内，所以，该离子交换树脂粉末的载置量增多了。此外，该织物或无纺布的厚度，没有特定的限制，优选的为0.1～0.5mm，特别优选的为0.2～0.3mm。通过令该厚度处于该范围内，可以增强该纤维质纸的机械强度，并且增多载置在该纤维质载体的纤维间空隙内的该离子交换树脂粉末的量。
在本发明中，向上述纤维质纸上涂布或浸渍离子交换树脂粉末和粘结剂的混合浆料。作为该离子交换树脂粉末，没有特定的限制，可以是阳离子交换树脂粉末或阴离子交换树脂粉末中的任何一种。作为该阳离子交换树脂粉末，可以列举出强酸性阳离子交换树脂粉末。弱酸性阳离子交换树脂粉末，此外，作为阴离子交换树脂粉末，例如，可以列举出强碱性阴离子交换树脂粉末，弱碱性阴离子交换树脂粉末等。此外，导入到该阳离子交换树脂粉末或该阴离子交换树脂粉末中的离子交换基，或该离子交换树脂粉末的材质，与前述离子交换纤维相同。此外，该离子交换树脂粉末，可以是单独的一种，或者两种以上的该阳离子交换树脂粉末的组合，或者两种以上的该阴离子交换树脂粉末的组合，或者是该阳离子交换树脂粉末与该阴离子交换树脂粉末的组合。
在本发明中使用的离子交换树脂粉末，平均粒径通常为1～150μm，优选的为10～50μm。当平均粒径超过150μm时，离子交换树脂粉末的平均一个重量过大，难以获得与粘结剂之间的足够的粘结强度，所以恐怕会发生离子交换树脂粉末脱落。此外，当平均粒径不足1μm时，离子交换树脂粉末与粘结剂的混合浆料的粘度增高，将该混合液向纤维质纸上涂布时，混合浆料难以充分浸透到纤维质纸内，所以，离子交换树脂粉末的载置量容易降低。
此外，离子交换树脂粉末的离子交换容量通常为1～10m当量/g，优选的为3～6m当量/g。当离子交换容量不足1m当量/g时，与离子性气体状污染物质的反应量变小，其除去性能容易降低。此外，当离子交换容量超过10m当量/g时，构成离子交换树脂粉末的离子交换树脂的化学稳定性差，交换基容易从离子交换树脂粉末本体上脱离。
在本发明中，当离子交换树脂粉末包含阳离子交换树脂粉末和阴离子交换树脂粉末时，可以同时除去碱性气体(氨、胺类等)和酸性气体(SOX、NOX等)，所以是优选的。
在离子交换树脂粉末包含阳离子交换树脂粉末和阴离子交换树脂粉末的情况下，阳离子交换树脂粉末和阴离子交换树脂粉末的混合比例，前者与后者的重量比例通常为2∶8～8∶2，优选的为4∶6～6∶4。当混合比例在该比例之外时，该酸性气体或该碱性气体其中之一的除去性能容易降低。
作为本发明中使用的粘结剂，没有特定的限制，可以列举出无机系粘结剂及有机系粘结剂。本发明中使用的粘结剂，可以至少包含无机系粘结剂及有机系粘结剂的其中之一。作为无机系粘结剂，可以列举出硅溶胶，铝溶胶，钛溶胶，硅酸钠，硅酸钾等。此外，作为有机系粘结剂，可以列举出丙烯酸系树脂，乙烯基乙酸树脂，环氧树脂，酚醛树脂，有机硅系树脂，以及它们的共聚物树脂等。其中，无机系粘结剂，由于该粘结剂的固化物不会成膜，成为粒子的凝聚体，所以，离子性气体状污染物质易于透过该粘结剂固化物的间隙，离子性气体状污染物质的除去性能高，从这一点看是优选的。
本发明中使用的混合浆料，是通过将离子交换树脂粉末、粘结剂和水混合获得的，但根据需要，也可以添加分散剂等界面活性剂。此外，混合浆料中的水可以另外单独添加，但是，在粘结剂中含有水分的情况下，也可以将该水分作为构成混合浆料的水。例如，在粘结剂是硅溶胶的情况下，可以将氧化硅之外的水作为构成混合浆料的水。在粘结剂是无机系粘结剂的情况下，混合浆料中的离子交换树脂粉末与无机粘结剂的混合比例，离子交换树脂粉末与无机系粘结剂的固体成分的重量比通常为90∶10～50∶50，优选的为85∶15～75∶25。此外，在粘结剂是有机系粘结剂的情况下，离子交换树脂粉末与有机系粘结剂的混合比例，离子交换树脂粉末与有机系粘结剂的固体成分的重量比通常为99∶1～80∶20，优选的为95∶5～85∶15。此外，混合浆料的浆料浓度，即，离子交换树脂粉末和粘结剂固体成分的总计重量相对于混合浆料的总重量的比例，通常为30～70重量％，优选的为40～60重量％。当上述混合比例及浆料浓度在上述范围内时，通过混合浆料向纤维质纸上的涂布及浸渍，可以很容易将混合浆料中的离子交换树脂粉末充分载置到纤维质纸的表面及内部，所以是优选的。
作为混合浆料向纤维质纸上的涂布方法或浸渍方法，例如，可以列举出利用辊式涂布机的方法，以及将纤维质纸浸渍到混合浆料中的方法等。其中，前一种方法，易于连续地向纤维质纸的外侧表面及纤维质空隙载置离子交换树脂粉末，所以是优选的。作为前一种方法的具体例子，可以列举出采用图1所述的涂布装置20，通过辊式涂布机22向皮带式输送机21输送的平坦状的纤维质纸2上涂布混合浆料11的方法(单面涂布方法)。这样，通过向纤维质纸上涂布混合浆料，获得在纤维质纸的外侧表面及纤维间空隙载置离子交换树脂粉末的离子交换树脂载置纸。
此外，上述涂布处理，可以根据需要进行两次以上。例如，由于混合浆料的浆料浓度高等原因，只向纤维质纸的一侧表面上涂布混合浆料，混合浆料中的离子交换树脂粉末的载置不能充分渗透到纤维质纸的纤维间空隙的情况下，也可以进一步向纤维质纸的另一侧表面上进行涂布处理(两面涂布方法)。
下面，参照图1及图2说明两面涂布方法。在图1的涂布装置20中，首先，沿箭头A的方向连续重复输出带式输送机21上的平坦状纤维质纸2，向平坦状纤维质纸2的上表面31上涂布混合浆料11，干燥后获得在平坦状纤维质纸2上载置离子交换树脂粉末的离子交换树脂粉末的单面涂布纸3a。然后，如图2所示，将该离子交换树脂粉末单面涂布纸3a以涂布面31在下面、未涂布面32在上面的方式，与图上下相反地设置在涂布装置20上，将离子交换树脂粉末单面涂布纸3a沿箭头B方向连续地重复输出，和图1一样，向该未涂布面32上涂布混合浆料11，干燥后获得在平坦状纤维质纸2上载置离子交换树脂粉末的离子交换树脂粉末两面涂布纸3b。这样，通过向纤维质纸的两个面上涂布混合浆料，可以获得在纤维质纸的外侧表面及纤维间空隙内载置离子交换树脂粉末的离子交换树脂粉末载置纸。
此外，将混合浆料涂布到纤维质2等上之后的干燥处理，虽说是根据需要进行，不过由于进行干燥处理，通过混合浆料中的粘结剂，能够迅速可靠地进行离子交换树脂粉末向纤维质纸的外侧表面及纤维间空隙的载置，所以是优选的。作为干燥方法，例如，如图1及图2所示，可以列举出利用干燥机23，沿图示箭头X方向加热和吹热风的方法。作为干燥处理的条件，没有特定的限制，干燥温度通常为50～130℃，干燥时间通常为5～30分钟。此外，在多次进行上述涂布处理的情况下，当在各次涂布处理之间进行干燥处理时，通过在可靠地进行了离子交换树脂的载置之后，进行下一次的涂布处理，可以很容易增多离子交换树脂粉末的载置量，所以是优选的。
在本发明中，成形加工上述离子交换树脂粉末载置纸，获得波纹状蜂窝结构的化学过滤器。首先，准备平坦状离子交换树脂粉末载置纸。然后，将波纹加工的该平坦状离子交换树脂载置纸和不进行波纹加工的纸分开，经过波纹加工后的纸成为波纹状离子交换树脂粉末载置纸。这里，所谓波纹加工，是指将平坦状离子交换树脂粉末载置纸等平坦状物通过上下一对波纹形状的轧辊之间，成形为波纹形状的加工方法。接下来，将平坦状的离子交换树脂载置纸与波纹状离子交换树脂载置纸以波纹状离子交换树脂载置纸作为中心交互地叠层，形成波纹状蜂窝结构的化学过滤器。
下面利用图3对波纹状蜂窝结构的化学过滤器进行说明。图3是说明本发明中获得的波纹状蜂窝结构的化学过滤器的波纹状蜂窝结构的立体图。波纹状蜂窝结构的化学过滤器1结构，例如是这样的，或者利用粘结剂将波纹状蜂窝离子交换树脂载置纸4(中心)的上下波峰部5、5和平坦状的离子交换树脂粉末载置纸3粘结形成一个整体，或者不进行粘结等而只是将它们简单地层叠，将该层叠体收纳固定到框体等中。在层叠时利用粘结剂的情况下，作为粘结剂，例如，可以列举出和前面所述的硅溶胶等无机系粘结剂相同的粘结剂。
在所获得的化学过滤器1上，在平坦状离子交换树脂粉末载置纸3与波纹状离子交换树脂粉末载置纸4之间，形成沿着波纹状离子交换树脂粉末载置纸4的波峰部5连续的方向延伸的大致半圆柱形的空洞6。因此，当从开口部7将被处理空气导入时，被处理空气就可以通过空洞6。
图4是在波纹状蜂窝结构的化学过滤器1中，在平行于开口部7的面上剖开的模式的剖面图。在本发明中使用的波纹状蜂窝结构的化学过滤器1的波峰的高度h，通常为0.5～10mm，优选的为1～5mm，更优选的为1～2mm。此外，波纹状蜂窝结构的化学过滤器1的间距p，通常为1～20mm，优选的为1～5mm，更优选的为2～4mm。在本发明中，当波峰高度和间距在上述范围内时，离子性气体状污染物质的除去效率和压力损失的平衡很好，所以是优选的。
本发明中获得的化学过滤器，在纤维质纸内包含离子交换纤维，进而，通过使用粘结剂，可以使离子交换树脂粉末载置到纸的表面及纤维间的空隙内，所以，单位体积平均的离子交换容量大，寿命长，并且压力损失小。单位体积平均的离子交换容量，例如，可以在750当量/m3以上。
本发明中获得的化学过滤器，可以利用在半导体、液晶、精密电子零部件的制造工场等发生离子性气体状污染物质的净化间，以及发生离子性气体状污染物质的装置中，用作除去离子性气体状污染物质的空气净化用的化学过滤器，特别是，适合于用作将离子性气体状污染物质的浓度降低到1μg/m3以下的空气净化用化学过滤器。
下面，列举实施例更具体地说明本发明，但这只是例子，并不构成对本发明的限制。
实施例1(混合浆料的调制)将平均粒径20μm，离子交换容量5.0m当量/g的强酸性阳离子交换树脂粉末(三菱化学株式会社制ダイヤオン)和硅溶胶(粘结剂)以固体成分的重量比为8∶2的比例混合，调制成固体成分浓度(浆料浓度)40重量％的混合浆料11。
(波纹状蜂窝结构的化学过滤器的制作)将离子交换容量2.0m当量/g的强酸性阳离子交换纤维(平均纤维直径30μm，平均纤维长度5mm)、硅铝纤维(平均粒径5μm，平均纤维长度20mm)以及人造纤维以50∶30∶20的比例，进行湿式造纸，在纤维间空隙率90％、厚度0.2mm的平坦状纤维质纸2的上表面上，利用辊式涂布机涂布上述混合浆料11，进而，用干燥机23在80℃进行干燥，卷绕在平坦状纤维质纸2上载置离子交换树脂粉末的平坦状的离子交换树脂粉末单面涂布纸3a(图1)。其次，在以上述涂布面变成下表面的方式设置该单面涂布纸3a之后，对于没有形成涂布面的的上表面，与上述同样的涂布混合浆料11并使之干燥，卷绕在平坦状纤维质纸上载置离子交换树脂粉末的平坦状离子交换树脂粉末双面涂布纸3b(图2)。
然后，将该平坦状离子交换树脂粉末双面涂布纸3b的一部分通过上下一对波纹形波的波纹板轧机之间，以波纹离子交换树脂粉末双面涂布纸4b为中心制作。在中心4b的波峰部上涂布作为粘结剂的硅溶胶之后，与上述平坦状离子交换树脂粉末双面涂布纸3b重合层叠。将该中心和平坦状离子交换树脂粉末双面涂布纸3b的叠层按照中心通气方向为同一个方向的方式反复进行，获得图3及图4所示的中心间距p为2.8mm、波峰高度h为1.3mm的波纹状蜂窝结构。
(化学过滤器的制作)将上述波纹状蜂窝结构的化学过滤器切割成长100mm×宽100mm×厚度40mm，将其嵌入铝制的框体中。上述化学过滤器的单位体积平均的离子交换容量为900当量/m3，化学过滤器的单位体积平均的离子交换纤维及离子交换树脂粉末的含量，分别为60kg/m3、156kg/m3。此外，单位体积平均的离子交换容量，是通过在过滤器中含有的离子交换纤维及离子交换树脂粉的重量上，分别乘上离子交换纤维及离子交换树脂粉末的离子交换容量计算出来的。
(性能测定)使用上述化学过滤器，在下述条件下，测定氨除去率随时间的变化以及化学过滤器的寿命。此外，在实际的净化间中，成为问题的氨浓度为几十μg/m3，但为了进行加速试验，令氨浓度为240μg/m3。其结果示于图5。化学过滤器的寿命为1100小时。此外，化学过滤器的寿命，是氨的除去率降低到90％时的时间。此外，在该条件下，测定过滤器的压力损失为27Pa。结果示于表1。
<试验条件>
·通气气体的组成含有240μg/m3氨的空气·通气气体的温度及湿度23℃、50％RH·除去对象气体氨·通气风度0.5m/s·化学过滤器的厚度40mm比较例1使用含有阳离子交换基的多芯海岛型离子交换纤维(离子交换容量3.5m当量/g)和热熔融纤维进行造纸形成的类似于滤纸的平坦状纤维质纸，准备将该平坦状纤维质纸进行波纹加工成的波纹状纤维质纸与平坦状纤维质纸交互层叠形成的长100mm×宽100mm×厚度40mm的市售的化学过滤器(间距3.3mm，波峰高度1.1mm)。上述化学过滤器的单位体积平均的离子交换容量为700当量/m3，化学过滤器的单位体积的离子交换纤维量为200kg/m3。
利用上述化学过滤器，与实施例1同样测定氨除去率的随时间的变化和化学过滤器的寿命。结果示于图5。化学过滤器的寿命为900小时。此外，与实施例1一样，测定化学过滤器的压力损失，为27Pa。结果示于表1。
比较例2准备下述化学过滤器，用电离性放射线照射过的有机高分子化合物的无纺布，将阳离子交换基(磺酸根)接枝聚合(离子交换容量3.0m当量/g)的制品折叠制成衣服褶状的市售的化学过滤器(长100mm×宽100mm×厚45mm)。上述化学过滤器的单位体积平均的离子交换容量为330当量/m3，化学过滤器的单位体积平均的离子交换纤维量为110kg/m3。
利用上述化学过滤器，与实施例1同样测定氨除去率的随时间的变化和化学过滤器的寿命。结果示于图5。化学过滤器的寿命为550小时。此外，与实施例1一样，测定化学过滤器的压力损失，为53Pa。结果示于表1。
比较例3准备在活性炭纤维中添加磷酸的蜂窝状的长100mm×宽100mm×40mm的市售的化学过滤器。
利用上述化学过滤器，与实施例1同样测定氨除去率的随时间的变化及化学过滤器的寿命。结果示于图5。化学过滤器的寿命为300小时。此外，与实施例1一样，测定化学过滤器的压力损失，为20Pa。结果示于表1。
(表1)
权利要求
1.一种化学过滤器的制造方法，其特征在于，向含有离子交换纤维的纤维质纸上涂布或浸渍离子交换树脂粉末和粘结剂的混合浆料，获得载置前述离子交换树脂粉末的离子交换树脂粉末载置纸，将该离子交换树脂粉末载置纸进行成型加工，获得波纹状蜂窝结构的化学过滤器。
2.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，从含有前述离子交换纤维的纤维质纸的两面，涂布前述混合浆料。
3.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述纤维质纸，含有20～80％范围内的离子交换纤维。
4.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换纤维的离子交换容量为1～5m当量/g。
5.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换纤维，至少含有阳离子交换纤维和阴离子交换纤维中的一种。
6.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的平均粒径为1～150μm。
7.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末的离子交换容量为1～10m当量/g。
8.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述离子交换树脂粉末，至少含有阳离子交换树脂粉末和阴离子交换树脂粉末中的一种。
9.如权利要求1所述的化学过滤器的制造方法，其特征在于，前述粘结剂，至少包括无机系粘结剂或有机系粘结剂中的任一种。
全文摘要
本发明的化学过滤器的制造方法，向含有离子交换纤维的纤维质纸上涂布或浸渍离子交换树脂粉末和粘结剂的混合浆料，获得载置前述离子交换树脂粉末的离子交换树脂粉末载置纸，将该离子交换树脂粉末载置纸进行成型加工，获得波纹状蜂窝结构的化学过滤器。
文档编号B01D39/00GK1676195SQ200510004229
公开日2005年10月5日 申请日期2005年1月5日 优先权日2004年3月29日
发明者棚桥隆司, 中野寿朗, 今井章博 申请人:霓佳斯株式会社