專利名稱：化學(xué)過(guò)濾器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)過(guò)濾器，其用于從氣體或液體中除去有惡臭的 物質(zhì)，或安裝在半導(dǎo)體、液晶或精密電子部件制造工場(chǎng)中的潔凈室中或 安裝在用于此潔凈室中的裝置中以除去例如離子性氣體雜質(zhì)等。
背景技術(shù)：
在諸如半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)和液晶制造產(chǎn)業(yè)等尖端產(chǎn)業(yè)中，抑制潔凈室 中的空氣污染和產(chǎn)品表面污染以確保產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和可靠性是很重
要的。在半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，隨著產(chǎn)品高集成化的提高，在利用HEPA 過(guò)濾器或ULPA過(guò)濾器等抑制顆粒污染物的同時(shí)，抑制離子性氣體污染 物(堿性和酸性氣體)也是不可缺少的。例如，在制造半導(dǎo)體時(shí)的曝光 工序中，堿性氣體氨氣會(huì)損害曝光時(shí)的解像度或使晶片表面變得模糊。 另一方面，在制造半導(dǎo)體時(shí)的形成熱氧化膜的工序中，酸性氣體SOx會(huì) 導(dǎo)致基板積層不良，由此降低器件的特性和可靠性。
如上所述，在制造半導(dǎo)體等期間，由于離子性氣體污染物會(huì)導(dǎo)致各 種問(wèn)題，因此，希望將半導(dǎo)體制造等中使用的潔凈室中的離子性氣體污 染物的濃度降低至1 ppb或更少。
在此情況下，使用加工引入離子交換基團(tuán)的無(wú)紡布而制得的化學(xué)過(guò) 濾器。例如，JP特開(kāi)平11-290702號(hào)公報(bào)(專利文件1)中，公開(kāi)了一種 化學(xué)過(guò)濾器，其是使用通過(guò)熔吹法(melt blow method)(紡粘法的一種) 制得的平均纖維直徑為l(Hmi或以下的聚烯烴纖維構(gòu)成的無(wú)紡布，通過(guò)紫 外線接枝聚合使其具有離子交換能力的化學(xué)過(guò)濾器；還公開(kāi)了一種化學(xué) 過(guò)濾器，其是使用通過(guò)熔吹法制得的平均纖維直徑為10jLim或以下的聚烯 烴纖維形成網(wǎng)狀物然后通過(guò)水流交絡(luò)法(hydroentanglemeiit)制得的無(wú)紡 布，通過(guò)紫外線接枝聚合使其具有離子交換能力的化學(xué)過(guò)濾器；還公開(kāi) 了一種化學(xué)過(guò)濾器，其是使用通過(guò)熱壓接合下述網(wǎng)狀物中的至少兩層而 一體化積層制得的無(wú)紡布，通過(guò)紫外線接枝聚合使其具有離子交換能力的化學(xué)過(guò)濾器，其中，所述網(wǎng)狀物是由通過(guò)熔吹法制得的平均纖維直徑
為10^im或以下的聚烯烴纖維形成的網(wǎng)狀物和平均纖維直徑為5(Hmi或以
下的通過(guò)紡粘法制得的網(wǎng)狀物或是短纖維的網(wǎng)狀物。
另外，JP特開(kāi)平8-199480號(hào)公報(bào)(專利文件2)中，公開(kāi)了一種氣 體吸附材料，其通過(guò)對(duì)無(wú)紡布進(jìn)行輻射接枝而在無(wú)紡布中引入離子交換 基團(tuán)而制得，該無(wú)紡布是使用具有芯鞘結(jié)構(gòu)的纖維通過(guò)熱接合方法制得。 專利文件1: JP特開(kāi)平11-290702號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求) 專利文件2: JP特開(kāi)平8-199480號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求) 非專利文件1: 「活性炭系少S力A 7 < A夕O性能評(píng)価t性能向上 (二関亍3研究」、清水建設(shè)研究報(bào)告、第82號(hào)(平成17年10月)、第 27 38頁(yè)(第28頁(yè)左欄第24~32行)(活性碳類化學(xué)過(guò)濾器的性能評(píng)價(jià) 和性能改善的研究，清水建設(shè)研究報(bào)告，No. 82(2005年10月)，pp. 27-38 (第28頁(yè)，左欄，第24-32行))

發(fā)明內(nèi)容
對(duì)于安裝在潔凈室等中的化學(xué)過(guò)濾器，在要求其去除離子性氣體污 染物的能力高之外，還要求其能夠長(zhǎng)時(shí)間維持該去除能力，即，還要求 其壽命長(zhǎng)。
然而，上述專利文件1和2中公開(kāi)的化學(xué)過(guò)濾器存在壽命不足的問(wèn) 題。而且，這些化學(xué)過(guò)濾器還存在一個(gè)問(wèn)題，即，當(dāng)增加引入的離子交 換基團(tuán)的量時(shí)，過(guò)濾材料的強(qiáng)度會(huì)降低。
此外，由于在制造半導(dǎo)體的曝光工序中使用了大量的丙二醇單甲醚 醋酸酯(PGMEA:CH3COOCH (CH3) CH2OCH3)，在潔凈室的空氣中含 有PGMEA。該P(yáng)GMEA在強(qiáng)酸的催化作用下水解成腐蝕裝置的污染物醋 酸。因此，化學(xué)過(guò)濾器中陽(yáng)離子交換基團(tuán)，作為PGMEA的水解催化劑 而起作用，導(dǎo)致生成醋酸(非專利文件l)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種過(guò)濾材料的強(qiáng)度高且長(zhǎng)時(shí)間維持去 除離子性氣體污染物的能力的化學(xué)過(guò)濾器。進(jìn)一步地，本發(fā)明的目的是 提供一種過(guò)濾材料的強(qiáng)度高且長(zhǎng)時(shí)間維持去除離子性氣體污染物的能力 并且能夠抑制PGMEA水解的化學(xué)過(guò)濾器。本發(fā)明人等，為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，進(jìn)行了大量研究，結(jié) 果發(fā)現(xiàn)(1)對(duì)于含羥基的有機(jī)纖維進(jìn)行輻射接枝聚合，則離子交換基 團(tuán)大量聚合，因此，接枝率變高；(2)含羥基的有機(jī)纖維遭受由輻射接 枝聚合導(dǎo)致的傷害較少，因此，與不含羥基的有機(jī)纖維相比，含羥基的 有機(jī)纖維通過(guò)輻射接枝聚合后的過(guò)濾材料的強(qiáng)度變高；(3)根據(jù)這些特 性，能夠得到過(guò)濾材料的強(qiáng)度高和壽命長(zhǎng)的化學(xué)過(guò)濾器；(4)通過(guò)將過(guò) 濾材料的形狀形成褶疊狀能夠賦予羧基去除堿性氣體的能力，因此，能 夠彌補(bǔ)強(qiáng)酸性離子交換基團(tuán)的離子交換容量的不足；(5)即使強(qiáng)酸性離 子交換基團(tuán)的引入量減少，通過(guò)將過(guò)濾材料的形狀形成褶疊狀和引入特 定量以上的羧基，也能夠延長(zhǎng)過(guò)濾材料的壽命和抑制PGMEA的水解。 這些發(fā)現(xiàn)促成了本發(fā)明的完成。
具體地，本發(fā)明提供(1) 一種化學(xué)過(guò)濾器，其是加工化學(xué)過(guò)濾器用 過(guò)濾材料而制得的化學(xué)過(guò)濾器，其特征在于，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料 是由含羥基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布；該含羥基的有機(jī)纖維中通 過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的陽(yáng) 離子交換基團(tuán)的離子交換容量為400 meq/m2以上；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾 材料的拉伸強(qiáng)度為5-20N/15mm。
本發(fā)明提供(2) —種化學(xué)過(guò)濾器，其是加工化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料 而制得的化學(xué)過(guò)濾器，其特征在于，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料是由含羥 基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布，且該織布或無(wú)紡布加工成褶疊狀； 該含羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)；該陽(yáng) 離子交換基團(tuán)為羧基和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材 料的該羧基的離子交換容量為100meq/r^以上，且該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾 材料的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量為300-1000 meq/m2;該化 學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度為5-20 N/15 mm。
本發(fā)明提供(3) —種化學(xué)過(guò)濾器的制造方法，其特征在于，其包括 以下步驟加工含羥基的有機(jī)纖維以制得織布或無(wú)紡布；然后，通過(guò)輻 射接枝聚合向制得的該織布或無(wú)紡布中的該含羥基的有機(jī)纖維引入離子 交換基團(tuán)以制得化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料；然后，加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò) 濾材料以制得化學(xué)過(guò)濾器。本發(fā)明提供(4) 一種化學(xué)過(guò)濾器的制造方法，其特征在于，其包括 以下步驟通過(guò)輻射接枝聚合向含羥基的有機(jī)纖維引入離子交換基團(tuán)； 然后，將制得的有機(jī)纖維加工成織布或無(wú)紡布以制得化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾 材料；然后，加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以制得所述化學(xué)過(guò)濾器。
根據(jù)本發(fā)明，能夠制得一種過(guò)濾材料的強(qiáng)度高且長(zhǎng)時(shí)間維持去除離
子性氣體污染物的能力的長(zhǎng)壽命的化學(xué)過(guò)濾器。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明， 能夠制得一種過(guò)濾材料的強(qiáng)度高且長(zhǎng)時(shí)間維持去除離子性氣體污染物的
能力并且能夠抑制PGMEA水解的化學(xué)過(guò)濾器


圖1是表示在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中進(jìn)行褶疊狀加 工而制得的化學(xué)過(guò)濾器的一個(gè)實(shí)例的示意性立體圖。 符號(hào)的說(shuō)明 1化學(xué)過(guò)濾器 2化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料 3間隔體 4峰部
5被處理空氣的流通方向 6厚度 7寬度 8高度
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的第一實(shí)施方式的化學(xué)過(guò)濾器(下面，也記載為本發(fā)明的化 學(xué)過(guò)濾器(1))是一種化學(xué)過(guò)濾器，其是加工化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料而 制得的化學(xué)過(guò)濾器，其特征在于，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料是由含羥基 的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布；該含羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝 聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該陽(yáng)離子交換 基團(tuán)的離子交換容量為400 meq/m2以上；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉 伸強(qiáng)度為5-20N/15mm。本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1),是通過(guò)加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料而 制得的化學(xué)過(guò)濾器。對(duì)于本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)的形狀沒(méi)有具體限制， 優(yōu)選為褶疊狀。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)的該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料，是由該含羥 基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布。g卩，該織布或無(wú)紡布是由該含羥基 的有機(jī)纖維構(gòu)成。
作為本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中的該含羥基的有機(jī)纖維的實(shí)例，可
以是諸如人造纖維(rayon fiber)、漿纖維、棉纖維和棉絨纖維等天然纖 維或其再生纖維。作為該含羥基的有機(jī)纖維，由于人造纖維、漿纖維、 棉纖維或棉絨纖維或這些纖維中的兩種或多種的混合物的羥基含量高， 接枝聚合率變高，引入的離子交換基團(tuán)變多，因此，壽命變長(zhǎng)且過(guò)濾材 料的強(qiáng)度變高，因而優(yōu)選。作為該含羥基的有機(jī)纖維，特別優(yōu)選人造纖 維，這是由于人造纖維使引入離子交換基團(tuán)的量增多，使其壽命變長(zhǎng)并 且使過(guò)濾材料的強(qiáng)度變高，并且還具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。該含羥基的 有機(jī)纖維的纖維直徑，沒(méi)有特別限制，優(yōu)選為5-20pm。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)的該織布或無(wú)紡布，只要是由該含羥基的 有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布即可，沒(méi)有特別限制。在該無(wú)紡布中，優(yōu) 選通過(guò)水刺方法制得的無(wú)紡布，這是由于，該無(wú)紡布的該含羥基的有機(jī) 纖維的分布均勻，離子交換基團(tuán)得以均一地引入，從而化學(xué)過(guò)濾器的壽 命變長(zhǎng)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中，對(duì)于通過(guò)加工該含羥基的有機(jī)纖維制 備無(wú)紡布的方法沒(méi)有特別限制?？梢允褂酶墒椒ɑ驖袷椒?。例如，可以 使用樹(shù)脂粘合法、水刺法和濕式抄造法等的方法。在該無(wú)紡布中，優(yōu)選 通過(guò)水刺方法制得的無(wú)紡布，這是由于，該無(wú)紡布的該含羥基的有機(jī)纖 維的分布均勻，離子交換基團(tuán)得以均一地引入，從而化學(xué)過(guò)濾器的壽命 變長(zhǎng)。在該無(wú)紡布中，優(yōu)選使用人造纖維制得的水剌無(wú)紡布，這是由于， 引入的離子交換基團(tuán)的量多且該含羥基的有機(jī)纖維的分布均勻，因此， 離子交換基團(tuán)得以大量且均一地引入，從而化學(xué)過(guò)濾器的壽命變長(zhǎng)。
該水刺法是通過(guò)高壓水流使纖維交絡(luò)(entangled)而制備水刺無(wú)紡 布的方法，其是對(duì)于網(wǎng)狀物從噴頭等噴射高壓水用水流使纖維交絡(luò)的方法。該水刺法中，可適宜地選擇水壓和處理次數(shù)等。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中，構(gòu)成該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該含 羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有該陽(yáng)離子交換基團(tuán)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中的該陽(yáng)離子交換基團(tuán)的實(shí)例，包括磺酸
基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺乙基(sulfoethyl)、膦酰甲基(phosphomethyl) 和羧甲基(carbomethyl)基等。這些基團(tuán)可以單獨(dú)使用或組合使用。在 這些陽(yáng)離子交換基團(tuán)中，由于堿性氣體吸附速率快，優(yōu)選磺酸基。
作為本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中的該輻射接枝聚合方法(下面，也
記載為接枝聚合(1))，例如，可以是，首先對(duì)被聚合物照射放射線， 接下來(lái)，用聚合單體溶液浸漬或涂布經(jīng)放射線照射的該被聚合物，使聚 合單體在該被聚合物上接枝聚合的輻射接枝聚合(la);首先用聚合單 體溶液浸漬或涂布被聚合物，得到用聚合單體溶液浸漬或涂布的被聚合 物，然后，對(duì)該被聚合物照射放射線，使該聚合單體在該被聚合物上接 枝聚合的輻射接枝聚合(lb)。在該輻射接枝聚合(la)和輻射接枝聚 合(lb)中，在進(jìn)行照射放射線前，用諸如氮?dú)獾榷栊詺怏w置換大氣， 使在惰性氣氛中進(jìn)行輻射接枝聚合。本發(fā)明中，該被聚合物是指進(jìn)行輻 射接枝聚合的對(duì)象，在該被聚合物中引入聚合單體的聚合鏈。該輻射接 枝聚合(1)優(yōu)選輻射接枝聚合(lb)，這是由于，該方法能夠降低對(duì)該 含羥基的有機(jī)纖維造成的傷害，因此，能夠提高化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料 的強(qiáng)度，并且由于可以僅僅在用聚合單體溶液浸漬或涂布使其聚合的工 序中使用惰性氣氛(諸如氮?dú)?，因此能夠降低氧氣短缺故障的發(fā)生和 使用氮?dú)鈱?dǎo)致成本的增加等由于使用氮?dú)庖鸬娜秉c(diǎn)。
作為該輻射接枝聚合(1)中使用的該聚合單體(下面，也記載為聚 合單體(1))的實(shí)例，可以是苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、丙烯酸和甲基丙烯酸。
在該聚合單體(1)具有該陽(yáng)離子交換基團(tuán)的鹽的基團(tuán)的情況下，在 輻射接枝聚合后的工序中，通過(guò)酸處理能夠?qū)⒃撽?yáng)離子交換基團(tuán)的鹽的 基團(tuán)轉(zhuǎn)化為該陽(yáng)離子交換基團(tuán)(質(zhì)子型)。該陽(yáng)離子交換基團(tuán)的鹽的基 團(tuán)指的是陽(yáng)離子交換基團(tuán)被中和的基團(tuán)，例如苯乙烯磺酸鈉的磺酸鈉基 團(tuán)(-SQ3Na)。在該輻射接枝聚合(1)中，照射的放射線是紫外線、電子束、X射
線、a射線、J3射線或Y射線。其中，優(yōu)選Y射線。在該輻射接枝聚合中， 該放射線的照射強(qiáng)度可根據(jù)接枝聚合的聚合度進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇，在使用Y 射線時(shí)，優(yōu)選為10-400 kGy。
在該輻射接枝聚合(1)中，作為該聚合單體(1)溶液的溶劑，可 以是如水和醇等的親水性溶劑。該聚合單體溶液中，該聚合單體(1)的 濃度，可適宜地進(jìn)行選擇，優(yōu)選為40-70質(zhì)量％。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該陽(yáng)離子 交換基團(tuán)的離子交換容量為400 meq/m2以上，更優(yōu)選為600-1600 meq/m2。通過(guò)使化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的離子交換容量在上述范圍內(nèi)， 能夠使化學(xué)過(guò)濾器的壽命變長(zhǎng)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度 為5-20N/15mm，優(yōu)選為10-15 N/15 mm。。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的單位面積 重量?jī)?yōu)選為50-200 g/m2，更優(yōu)選100-160g/n^。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料 的厚度優(yōu)選為0.3-1.5 mm，更優(yōu)選為0.6-1.2 mm。
本發(fā)明的第二實(shí)施方式的化學(xué)過(guò)濾器(下面，也記載為本發(fā)明的化 學(xué)過(guò)濾器(2))是一種化學(xué)過(guò)濾器，其是加工化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料 而制得的化學(xué)過(guò)濾器，其特征在于，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料是由含羥 基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布，且該織布或無(wú)紡布加工成褶疊狀； 該含羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)；該陽(yáng) 離子交換基團(tuán)為羧基和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材 料的該羧基的離子交換容量為100meq/n^以上，且該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾 材料的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量為300-1000 meq/m2;該化 學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度為5-20 N/15 mm。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)，通過(guò)加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料而制得。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)的該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料，是由該含羥 基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布。即，該織布或無(wú)紡布是由該含羥基 的有機(jī)纖維構(gòu)成。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料被加工成褶疊狀。本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中的該含羥基的有機(jī)纖維與本發(fā)明的化學(xué) 過(guò)濾器(1)中的該含羥基的有機(jī)纖維相同。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中的該織布或無(wú)紡布與本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾 器(1)中的該織布或無(wú)紡布相同。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中，構(gòu)成該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該含
羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)。本發(fā)明的
化學(xué)過(guò)濾器(2)中的該陽(yáng)離子交換基團(tuán)為羧基(-COOH)和強(qiáng)酸性陽(yáng)離 子交換基團(tuán)。g卩，本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器中引入羧基和該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交 換基團(tuán)兩者。
本發(fā)明中，作為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)，可以是磺酸基團(tuán)(-S03H)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)的該輻射接枝聚合(下面，也記載為輻 射接枝聚合(2))，作為聚合單體除使用如下所示的聚合單體(2)以 外，與該輻射接枝聚合(1)相同。
在該輻射接枝聚合(2)中使用的該聚合單體(2)，是如丙烯酸和 甲基丙烯酸的具有羧基(-COOH)的聚合單體(2c)與具有強(qiáng)酸性陽(yáng)離 子交換基團(tuán)的聚合單體(2d)的混合物。作為該聚合單體(2d)的實(shí)例， 可以是苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸鈉和烯丙基磺酸鈉等。該聚合單體(2)，在具有該陽(yáng)離子交換基團(tuán) 的鹽的基團(tuán)的情況下，在輻射接枝聚合后的工序中，通過(guò)酸處理能夠?qū)?該陽(yáng)離子交換基團(tuán)的鹽的基團(tuán)轉(zhuǎn)化為該陽(yáng)離子交換基團(tuán)(質(zhì)子型)。
在該輻射接枝聚合(2)中，照射的放射線是紫外線、電子束、X射 線、cc射線、P射線或Y射線。其中，優(yōu)選Y射線。在該輻射接枝聚合中， 該放射線的照射強(qiáng)度可根據(jù)接枝聚合的聚合度進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇，在使用Y 射線時(shí)，優(yōu)選為10-400 kGy。
在該輻射接枝聚合(2)中，作為該聚合單體溶液的溶劑，可以是如 水和醇等的親水性溶劑。該聚合單體溶液中，該聚合單體(2)的濃度， 可適宜地進(jìn)行選擇，優(yōu)選為40-70質(zhì)量％。
在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的羧基的 離子交換容量為100meq/n^以上，更優(yōu)選為400-卯0 meq/m2，且該化學(xué) 過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量為
ii300-1000 meq/m2，更優(yōu)選為500-800 meq/m2。通過(guò)使該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò) 濾材料中的羧基和該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量在上述范圍 內(nèi)，能夠抑制PGMEA的水解并且能夠延長(zhǎng)化學(xué)過(guò)濾器的壽命。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度 為5-20N/15mm，優(yōu)選為10-15 N/15 mm。。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的單位面積 重量?jī)?yōu)選為50-200 g/m2，更優(yōu)選為100-160g/m2。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材 料的厚度優(yōu)選為0.3-1.5 mm，更優(yōu)選為0.6-1.2 mm。
本發(fā)明中，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的總離子交換容量，通過(guò)利用 氫氧化鈉水溶液的中和滴定進(jìn)行測(cè)量；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該強(qiáng) 酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量，通過(guò)利用氯化鈉溶液使鈉離子取 代強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)，利用氫氧化鈉水溶液對(duì)取代所得鹽酸進(jìn)行中 和滴定而進(jìn)行測(cè)量；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的羧基的離子交換容量， 通過(guò)從總離子交換容量中減去強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量計(jì) 算出。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)和化學(xué)過(guò)濾器(2)，可合適地作為安裝 在半導(dǎo)體、液晶和精密電子部件制造工場(chǎng)中的潔凈室的化學(xué)過(guò)濾器或安 裝在用于此潔凈室中的裝置中的化學(xué)過(guò)濾器使用。
本發(fā)明的第一實(shí)施方式的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(下面，也記載為 本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1))是一種化學(xué)過(guò)濾器的制造方法， 其特征在于，其包括以下步驟首先，加工含羥基的有機(jī)纖維以制得織 布或無(wú)紡布；然后，通過(guò)輻射接枝聚合向制得的該織布或無(wú)紡布中的該 含羥基的有機(jī)纖維引入離子交換基團(tuán)以制得化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料；然 后，加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以制得化學(xué)過(guò)濾器。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中，首先，加工該含羥基的有 機(jī)纖維以制得織布或無(wú)紡布。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)的該含羥基的有機(jī)纖維與本發(fā) 明的化學(xué)過(guò)濾器(1)的該含羥基的有機(jī)纖維相同。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中，作為加工該含羥基的有機(jī) 纖維以制備無(wú)紡布的方法，沒(méi)有特別限制，可以使用干式法或濕式法。例如，可以使用樹(shù)脂粘合方法、水刺法和濕式抄造法等的方法。在該無(wú) 紡布中，優(yōu)選通過(guò)水刺方法制得的無(wú)紡布，這是由于，該無(wú)紡布的該含 羥基的有機(jī)纖維的分布均勻，離子交換基團(tuán)得以均一地引入，從而化學(xué) 過(guò)濾器的壽命變長(zhǎng)。在該無(wú)紡布中，優(yōu)選使用人造纖維制得的水剌無(wú)紡 布，這是由于，引入的離子交換基團(tuán)的量多且該含羥基的有機(jī)纖維的分 布均勻，因此，離子交換基團(tuán)得以大量且均一地引入，從而化學(xué)過(guò)濾器 的壽命變長(zhǎng)。
該水剌法是通過(guò)高壓水流使纖維交絡(luò)(entangled)而制備水刺無(wú)紡 布的方法，其是對(duì)于網(wǎng)狀物從噴頭等噴射高壓水用水流使纖維交絡(luò)的方 法。該水剌法中，可適宜地選擇水壓和處理次數(shù)等。
通過(guò)上述方式制得的該織布或無(wú)紡布，即，引入該離子交換基團(tuán)前 的該織布或無(wú)紡布的吸水率優(yōu)選為50-300質(zhì)量％，更優(yōu)選為150-250質(zhì) 量％。通過(guò)使引入該離子交換基團(tuán)前的該織布或無(wú)紡布的吸水率在上述 范圍內(nèi)，能夠使離子交換基團(tuán)的引入的量變多，使化學(xué)過(guò)濾器的去除離 子性氣體污染物的性能提高并且壽命變長(zhǎng)。
另外，本發(fā)明中，該織布或無(wú)紡布的吸水率可通過(guò)下述操作順序測(cè) 定。首先，將作為測(cè)定對(duì)象的織布或無(wú)紡布浸入水中，使其與水面大致 平行地放置，從而使織布或無(wú)紡布吸水。然后，使吸水后的織布或無(wú)紡 布繼續(xù)與水面保持大致平行的狀態(tài)從水中取出，將織布或無(wú)紡布保持在 水面上方的位置上，直至沒(méi)有水滴出。然后，將吸水前的織布或無(wú)紡布 的質(zhì)量作為A (g)、沒(méi)有水滴出的織布或無(wú)紡布的質(zhì)量作為B (g)， 通過(guò)下式(1)計(jì)算出該織布或無(wú)紡布的吸水率。
織布或無(wú)紡布的吸水率(％) ={ (B-A) /A}xl00 (1)
在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中，接下來(lái)，通過(guò)輻射接枝 聚合將離子交換基團(tuán)引入到所制得的該織布或無(wú)紡布中的該含羥基的有 機(jī)纖維中。
引入到該織布或無(wú)紡布的該含羥基的有機(jī)纖維中的該離子交換基團(tuán) 可以是陽(yáng)離子交換基團(tuán)或陰離子交換基團(tuán)。作為該陽(yáng)離子交換基團(tuán)，可 以是磺酸基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺乙基(sulfoethyl)、膦酰甲基 (phosphomethyl)和羧甲基(carbomethyl)基等。這些基團(tuán)可以單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用。這些陽(yáng)離子交換基團(tuán)中，由于堿性氣體吸附 速率快，優(yōu)選磺酸基。作為該陰離子交換基團(tuán)，可以是季銨基、伯氨基、 仲氨基、叔氨基和甲氨基等。這些基團(tuán)可以單獨(dú)使用或兩種或多種組合 使用。這些陰離子交換基團(tuán)中，由于酸性氣體吸附速率快，優(yōu)選季銨基。 作為本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1 )中的輻射接枝聚合(下面， 也記載為輻射接枝聚合(3))，例如，可以是，首先對(duì)被聚合物照射 放射線，接下來(lái)，用聚合單體溶液浸漬或涂布經(jīng)放射線照射的該被聚合 物，使聚合單體在該被聚合物上接枝聚合的輻射接枝聚合(3a);首先 用聚合單體溶液浸漬或涂布被聚合物，得到用聚合單體溶液浸漬或涂布
的被聚合物，然后，對(duì)該被聚合物照射放射線，使該聚合單體在該被聚
合物上接枝聚合的輻射接枝聚合(3b)。在該輻射接枝聚合(3a)和輻 射接枝聚合(3b)中，在進(jìn)行照射放射線前，用諸如氮?dú)獾榷栊詺怏w置 換大氣，使在惰性氣氛中進(jìn)行輻射接枝聚合。作為該輻射接枝聚合，優(yōu) 選該輻射接枝聚合(3b)，這是由于，該方法能夠降低對(duì)該含羥基的有 機(jī)纖維造成的傷害，因此，能夠提高化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的強(qiáng)度，并 且由于可以僅僅在用聚合單體溶液浸漬或涂布使其聚合的工序中使用惰 性氣氛(諸如氮?dú)?，因此能夠降低氧氣短缺故障的發(fā)生和使用氮?dú)鈱?dǎo) 致成本的增加等由于使用氮?dú)庖鸬娜秉c(diǎn)。
該輻射接枝聚合(3)的該聚合單體(下面，也記載為聚合單體(3)) 是具有陽(yáng)離子交換基團(tuán)的聚合單體；具有陽(yáng)離子交換基團(tuán)的鹽的基團(tuán)的 聚合單體；具有陰離子交換基團(tuán)的聚合單體；具有陰離子交換基團(tuán)的鹽
的基團(tuán)的聚合單體；或具有取代基的聚合單體，其中取代基的官能團(tuán)可 通過(guò)合適的方法轉(zhuǎn)化為離子交換基團(tuán)。
當(dāng)引入到該織布或無(wú)紡布中的離子交換基團(tuán)為陽(yáng)離子交換基團(tuán)時(shí)， 作為該聚合單體(3)的實(shí)例可以是苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、丙烯酸、甲基丙烯酸和烯丙基磺酸 鈉等。另外，在該聚合單體(3)具有該陽(yáng)離子交換基團(tuán)的鹽的基團(tuán)的情 況下，在輻射接枝聚合后的工序中，通過(guò)酸處理能夠?qū)⒃撽?yáng)離子交換基 團(tuán)的鹽的基團(tuán)轉(zhuǎn)化為該陽(yáng)離子交換基團(tuán)(質(zhì)子型)。
該織布或無(wú)紡布中引入的該離子交換基團(tuán)是羧基和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)兩者時(shí)，該聚合單體(3)，是如丙烯酸和甲基丙烯酸的具有羧基
(-COOH)的聚合單體(3c)與具有該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的聚合單 體(3d)的混合物。作為該聚合單體(3c)的實(shí)例，可以是丙烯酸和甲 基丙烯酸等，作為該聚合單體(3d)的實(shí)例，可以是苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉等。通過(guò)選擇該聚 合單體(3c)和該聚合單體(3d)的摩爾比，可以調(diào)節(jié)該化學(xué)過(guò)濾器用 過(guò)濾材料中的羧酸和該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量的比例。
該織布或無(wú)紡布中引入的該離子交換基團(tuán)是陰離子交換基團(tuán)時(shí)，該 聚合單體(3)的實(shí)例，可以是乙烯基芐基三甲基銨鹽、二乙基氨基乙基 甲基丙烯酸鹽、二甲基氨基乙基丙烯酸鹽和二甲基氨基乙基甲基丙烯酸 鹽等。這些聚合單體可以單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用。在該聚合單 體具有該陰離子交換基團(tuán)的鹽的基團(tuán)的情況下，在輻射接枝聚合后的工 序中，通過(guò)堿處理能夠?qū)⒃撽庪x子交換基團(tuán)的鹽的基團(tuán)轉(zhuǎn)化為該陰離子 交換基團(tuán)(羧基型)。
在該輻射接枝聚合(3)中，照射的放射線是紫外線、電子束、X射 線、a射線、p射線或Y射線。其中，優(yōu)選Y射線。在該輻射接枝聚合中， 該放射線的照射強(qiáng)度可根據(jù)接枝聚合的聚合度進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇，在使用Y 射線時(shí)，優(yōu)選為10-400 kGy。
在該輻射接枝聚合(3)中，作為該聚合單體溶液的溶劑，可以是如 水和醇等的親水性溶劑。該聚合單體溶液中，該聚合單體(3)的濃度， 可適宜地進(jìn)行選擇，優(yōu)選為40-70質(zhì)量％。
該輻射接枝聚合(3)是該輻射接枝聚合(3b)時(shí)，S卩，使用首先用 聚合單體溶液浸漬或涂布該織布或無(wú)紡布，得到用聚合單體溶液浸漬或
涂布的該織布或無(wú)紡布，然后，對(duì)該織布或無(wú)紡布照射放射線，使該聚 合單體在該織布或無(wú)紡布上接枝聚合的輻射接枝聚合的情形時(shí)，該織布 或無(wú)紡布中該聚合單體溶液的浸漬率優(yōu)選為50-300質(zhì)量％，更優(yōu)選為 150-250質(zhì)量％。通過(guò)使該織布或無(wú)紡布中聚合單體溶液的浸漬率在上述 范圍內(nèi)，能夠使引入的離子交換基團(tuán)的量變大，使化學(xué)過(guò)濾器的去除離 子性氣體污染物的能力變高且壽命變長(zhǎng)。在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造 方法(1)中，由于浸漬或涂布該聚合單體的織布或無(wú)紡布是由該含羥基的有機(jī)纖維構(gòu)成，能夠使該聚合單體溶液的浸漬率變高。因此，能夠使 化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的離子交換容量變多。本發(fā)明中，該聚合單體溶 液對(duì)該織布或無(wú)紡布的浸漬率，可將浸漬或涂布該聚合單體溶液前的織 布或無(wú)紡布的質(zhì)量作為C (g)、將浸漬或涂布該聚合單體溶液后的織布 或無(wú)紡布的質(zhì)量作為D (g)，通過(guò)下式(2)測(cè)定。
聚合單體溶液對(duì)織布或無(wú)紡布的浸漬率。/。)^((D-C)/C)X100 (2) 當(dāng)該織布或無(wú)紡布浸漬或涂布了能夠吸收的量以上的該聚合單體溶 液時(shí)，大致水平放置該浸漬或涂布該聚合單體溶液后的該織布或無(wú)紡布， 從該織布或無(wú)紡布滴下液滴，此時(shí)，將沒(méi)有液滴滴出時(shí)的織布或無(wú)紡布 的質(zhì)量作為浸漬或涂布該聚合單體溶液后的織布或無(wú)紡布的質(zhì)量D(g)。
然后，通過(guò)輻射接枝聚合將該離子交換基團(tuán)引入到該織布或無(wú)紡布 中的該含羥基的有機(jī)纖維中，制得引入了離子交換基團(tuán)的該化學(xué)過(guò)濾器 用過(guò)濾材料。
在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中，接下來(lái)，加工該化學(xué)過(guò) 濾器用過(guò)濾材料制得化學(xué)過(guò)濾器。
在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中，對(duì)加工該化學(xué)過(guò)濾器用 過(guò)濾材料的方法和該加工后的化學(xué)過(guò)濾器的形狀沒(méi)有特別限制，可以適 當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行選擇。例如，可以是通過(guò)褶疊加工(pleat fabrication)制得 褶疊狀化學(xué)過(guò)濾器的方法、通過(guò)皺折加工(corrugate fabrication)制得蜂 巢型過(guò)濾器的方法。
作為加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的方法的一個(gè)實(shí)例，以下說(shuō)明褶 疊加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的方法。圖1是表示本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾 器的制造方法(1)中通過(guò)褶疊加工而制得的化學(xué)過(guò)濾器的一個(gè)實(shí)例的示 意性立體圖。圖1示出的化學(xué)過(guò)濾器1中，三塊化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料2 疊合，在峰部4褶疊而進(jìn)行褶疊加工。此時(shí)，在該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材 料2的皺折之間設(shè)有間隔體3，以防止該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料2的褶疊 部分之間彼此接觸。該化學(xué)過(guò)濾器1中，使被處理空氣在垂直于該化學(xué) 過(guò)濾器用過(guò)濾材料2的該峰部4的方向(如符號(hào)5a、 5b的箭頭示出的方 向)上通過(guò)。在圖1中，疊合該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料2的塊數(shù)為三塊， 但沒(méi)有特別限制，通常使用為l-4塊，優(yōu)選為2-3塊。本發(fā)明的第二實(shí)施方式的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(下面，也記載為 本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2))，包括以下步驟通過(guò)輻射接枝 聚合向含羥基的有機(jī)纖維引入離子交換基團(tuán)；然后，將制得的有機(jī)纖維 加工成織布或無(wú)紡布以制得化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料；然后，加工引入該 離子交換基團(tuán)的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以制得化學(xué)過(guò)濾器。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)與本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造 方法(1)的不同在于是首先向該含羥基的有機(jī)纖維引入該離子交換基 團(tuán)，然后，加工成織布或無(wú)紡布，還是，首先將該含羥基的有機(jī)纖維加 工成織布或無(wú)紡布，然后，引入該離子交換基團(tuán)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中，首先通過(guò)輻射接枝聚合向 該含羥基的有機(jī)纖維引入該離子交換基團(tuán)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中的該含羥基的有機(jī)纖維與本 發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中的該含羥基的有機(jī)纖維相同。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中的該離子交換基團(tuán)與本發(fā)明
的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中的該離子交換基團(tuán)相同。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中的該輻射接枝聚合與本發(fā)明
的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中的該輻射接枝聚合的不同之處是本發(fā)
明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中，被聚合物是加工成織布或無(wú)紡布前
的該含羥基的有機(jī)纖維，而在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中， 被聚合物是使用該含羥基的有機(jī)纖維形成的織布或無(wú)紡布。除上述不同 之外，全部相同。
接下來(lái)，通過(guò)輻射接枝聚合將該離子交換基團(tuán)引入到該含羥基的有 機(jī)纖維中以制得引入了該離子交換基團(tuán)的含羥基的有機(jī)纖維。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中，接下來(lái)，將制得的該引入
了離子交換基團(tuán)的含羥基的有機(jī)纖維加工成織布或無(wú)紡布。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中通過(guò)加工該引入了離子交換
基團(tuán)的含羥基的有機(jī)纖維制備織布和無(wú)紡布的方法與本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾 器的制造方法(1)中加工該含羥基的有機(jī)纖維制備織布和無(wú)紡布的方法
不同之處是本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中，待加工的纖維是
該引入了離子交換基團(tuán)的含羥基的有機(jī)纖維，而在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中，待加工的纖維是該含羥基的有機(jī)纖維。除上述不同之外，全部相同。
接下來(lái)，通過(guò)將該引入了離子交換基團(tuán)的含羥基的有機(jī)纖維加工成織布或無(wú)紡布從而制得引入了離子交換基團(tuán)的該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中的該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料與本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)中的該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(2)中，接下來(lái)，加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料制得化學(xué)過(guò)濾器。該加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料制得化學(xué)過(guò)濾器的方法與本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)相同。
由本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)和(2)制得的化學(xué)過(guò)濾器可適合作為安裝在半導(dǎo)體、液晶或精密電子部件制造工場(chǎng)中的潔凈室中的化學(xué)過(guò)濾器，或安裝在用于此潔凈室中的裝置中的化學(xué)過(guò)濾器。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)和(2)，可適用于制造本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)和(2)。例如，可通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)聚合單體的種類或組合、被聚合物的聚合單體溶液的浸漬量來(lái)調(diào)節(jié)離子交換基團(tuán)的引入量而制得本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1);可通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合作為聚合單體的聚合單體(3c)和聚合單體(3d)，調(diào)節(jié)其摩爾比，并且調(diào)節(jié)被聚合物的聚合單體溶液的浸漬量來(lái)調(diào)節(jié)羧基和強(qiáng)酸性離子交換基團(tuán)的引入量而制得本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(1)和(2)以及由本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法(1)和(2)制得的化學(xué)過(guò)濾器均為過(guò)濾材料的強(qiáng)度高和壽命長(zhǎng)的化學(xué)過(guò)濾器。
本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的形狀是褶疊狀，因此，能夠使化學(xué)過(guò)濾器與被處理空氣的接觸面積增大。因此，與堿性氣體的反應(yīng)速度比強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的反應(yīng)速度低的羧基可作為去除被處理空氣中的堿性氣體的陽(yáng)離子交換基團(tuán)使用。
在本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)中，通過(guò)提高羧基的離子交換容量而不過(guò)度提高強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量可延長(zhǎng)化學(xué)過(guò)濾器的壽命。因此，本發(fā)明的化學(xué)過(guò)濾器(2)通過(guò)控制羧基的離子交換容量和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量在特定范圍，能夠延長(zhǎng)化學(xué)過(guò)濾器的壽命，并且，由于能夠減少具有水解PGMEA的催化活性的強(qiáng)酸性陽(yáng)
離子交換基團(tuán)的離子交換容量，能夠抑制PGMEA的水解。
下面，將通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但實(shí)施例僅用于例示本發(fā)明，本發(fā)明并不限于此。
實(shí)施例實(shí)施例1
(制備化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料)
通過(guò)水刺法制備單位面積重量為160 g/m2、厚度為1.1 mm、纖維直徑約20(im的人造纖維(rayon fiber)制水刺無(wú)紡布。接下來(lái)，向制得的人造纖維制水刺無(wú)紡布以320 g/i^的比例涂布含有50質(zhì)量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和10質(zhì)量％的丙烯酸的聚合單體水溶液。該人造纖維制水刺無(wú)紡布的該聚合單體溶液的浸漬率為200%。
接下來(lái)，在氮?dú)猸h(huán)境下，用Y射線照射涂布有聚合單體水溶液的無(wú)紡布。照射強(qiáng)度為100kGy。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的離子交換容量為1095 meq/m2，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的羧基的離子交換容量為400meq/m2，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的強(qiáng)酸性離子交換基團(tuán)的離子交換容量為695 meq/m2。測(cè)量該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果為13N/15 mm。化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度是根據(jù)JIS P8113:1998測(cè)量的。
(制備化學(xué)過(guò)濾器)將上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料，按照下述規(guī)格進(jìn)行褶疊加工，制得化學(xué)過(guò)濾器。<規(guī)格>
化學(xué)過(guò)濾器的尺寸厚度150mmX寬度130mmX高度130 mm (厚度圖1中符號(hào)6;寬度圖1中符號(hào)7;高度圖1中符號(hào)8)褶疊間距85峰/m(化學(xué)過(guò)濾器的壽命試驗(yàn))在下述試驗(yàn)條件下，使用氨氣作為除去對(duì)象的氣體，對(duì)上述制得的化學(xué)過(guò)濾器進(jìn)行壽命測(cè)試。除去率下降到90%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間為化學(xué)過(guò)
濾器的壽命。其結(jié)果是化學(xué)過(guò)濾器的壽命為350小時(shí)。
導(dǎo)致潔凈室等中出現(xiàn)問(wèn)題的氨氣濃度是幾體積ppb數(shù)量級(jí)。但作為加速試驗(yàn)，使用的氨氣濃度為2000體積ppb。
<試驗(yàn)條件>
對(duì)象氣體氨氣，2000體積ppb通氣風(fēng)量0.5 m/sec
比較例1
(制備化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料)
通過(guò)熱接合法制備芯部為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、鞘部為聚乙烯的芯鞘結(jié)構(gòu)的單位面積重量為160 g/m2、厚度為1.1 mm、纖維直徑為20的纖維制熱接合無(wú)紡布(thermal bond nonwoven fabric)。接下來(lái)，向制得的熱接合無(wú)紡布以320 g/n^的比例涂布含有50質(zhì)量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和10質(zhì)量％的丙烯酸的聚合單體水溶液，但是聚合單體水溶液難以涂布，產(chǎn)生液滴，只能涂布220 g/m2。此時(shí)，該熱接合無(wú)紡布的該聚合單體溶液的浸漬率為138%。
接下來(lái)，在氮?dú)猸h(huán)境下，用Y射線照射涂布有聚合單體水溶液的無(wú)紡布。照射強(qiáng)度為100kGy。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的離子交換容量為753 meq/m2，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的羧基的離子交換容量為275meq/m2，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的強(qiáng)酸性離子交換基團(tuán)的離子交換容量為478 meq/m2。
另外，測(cè)定該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果為9 N/15
mm0
(制備化學(xué)過(guò)濾器)除使用上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以外，以與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行制備化學(xué)過(guò)濾器。(化學(xué)過(guò)濾器的壽命試驗(yàn))除使用上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以外，以與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。其結(jié)果暈，化學(xué)過(guò)濾器的壽命為241小時(shí)。
實(shí)施例2(制備化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料)
通過(guò)水刺法制備單位面積重量為160 g/m2、厚度為1.1 mm、纖維直徑約20pm的人造纖維(rayon fiber)制水剌無(wú)紡布。接下來(lái)，向制得的人造纖維制水刺無(wú)紡布以320 g/m2的比例涂布含有40質(zhì)量°/。的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和20質(zhì)量％的丙烯酸的聚合單體水溶液。該人造纖維制水剌無(wú)紡布的該聚合單體溶液的浸漬率為200%。
接下來(lái)，在氮?dú)猸h(huán)境下，用Y射線照射涂布有聚合單體水溶液的無(wú)紡布。照射強(qiáng)度為100kGy。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的離子交換容量為1356 meq/m2，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的羧基的離子交換容量為800m叫/m2，化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的強(qiáng)酸性離子交換基團(tuán)的離子交換容量為556 meq/m2。測(cè)量該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果為13N/15mm。
(制備化學(xué)過(guò)濾器)除使用上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以外，以與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行制備化學(xué)過(guò)濾器。
(化學(xué)過(guò)濾器的壽命試驗(yàn))除使用上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以外，以與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。其結(jié)果是，化學(xué)過(guò)濾器的壽命為280小時(shí)。
(流通含PGMEA的氣體生成的醋酸的量)使PGMEA濃度為2000嗎/m3的氣體以0.5 m/sec的速度流過(guò)化學(xué)過(guò)濾器。在過(guò)濾器出口處沒(méi)有檢測(cè)到生成醋酸。實(shí)施例3
通過(guò)水刺法制備單位面積重量為160 g/m2、厚度為1.1 mm、纖維直 徑約20pm的人造纖維(rayon fiber)制水刺無(wú)紡布。接下來(lái)，向制得的 人造纖維制水刺無(wú)紡布以400 g/m2的比例涂布含有70質(zhì)量％的2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸的聚合單體水溶液。該人造纖維制水刺無(wú)紡布的該聚合 單體溶液的浸漬率為250%。
接下來(lái)，在氮?dú)猸h(huán)境下，用Y射線照射涂布有聚合單體水溶液的無(wú) 紡布。照射強(qiáng)度為100kGy。該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的強(qiáng)酸性離子交換 基團(tuán)的離子交換容量為1218meq/m2。測(cè)量該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉 伸強(qiáng)度，其結(jié)果為13N/15mm。
(制備化學(xué)過(guò)濾器) 除使用上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以外，以與實(shí)施例1相同 的方法進(jìn)行制備化學(xué)過(guò)濾器。
(化學(xué)過(guò)濾器的壽命試驗(yàn)) 除使用上述制得的化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以外，以與實(shí)施例1相同 的方法進(jìn)行。其結(jié)果是，化學(xué)過(guò)濾器的壽命為612小時(shí)。
(流通含PGMEA的氣體生成的醋酸的量) 使PGMEA濃度為2000 ng/m3的氣體以0.5 m/sec的速度流過(guò)化學(xué)過(guò) 濾器時(shí)，能夠確認(rèn)在過(guò)濾器出口處生成醋酸且醋酸濃度為150昭/m3。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明，能夠制造過(guò)濾材料的強(qiáng)度高、去除離子性氣體污染物 的能力高的壽命長(zhǎng)的化學(xué)過(guò)濾器。 '
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)過(guò)濾器，加工化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料而制得，其特征在于，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料是由含羥基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布；該含羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量為400meq/m2以上；該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度為5-20N/15mm。
2. —種化學(xué)過(guò)濾器，加工化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料而制得，其特征在于，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料是由含羥基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布，且該織布或無(wú)紡布加工成褶疊狀；該含羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)； 該陽(yáng)離子交換基團(tuán)為羧基和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該羧基的離子交換容量為100meq/n^以上，且該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的該強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量為300-1000mcq/m2 j該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度為5-20 N/15 mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)過(guò)濾器，其特征在于，所述強(qiáng)酸性陽(yáng) 離子交換基團(tuán)為磺酸基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的化學(xué)過(guò)濾器，其特征在于，所 述有機(jī)纖維為人造纖維、漿纖維、棉纖維和棉絨纖維中的一種或兩種以 上。
5. —種化學(xué)過(guò)濾器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 加工含羥基的有機(jī)纖維以制得織布或無(wú)紡布；然后，通過(guò)輻射接枝聚合向制得的該織布或無(wú)紡布中的該含羥基的 有機(jī)纖維引入離子交換基團(tuán)以制得化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料； 然后，加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以制得化學(xué)過(guò)濾器。
6. —種化學(xué)過(guò)濾器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 通過(guò)輻射接枝聚合向含羥基的有機(jī)纖維引入離子交換基團(tuán)；然后，將制得的有機(jī)纖維加工成織布或無(wú)紡布以制得化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料；然后，加工該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料以制得化學(xué)過(guò)濾器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法，其特征在于， 所述有機(jī)纖維為人造纖維、漿纖維、棉纖維和棉絨纖維中的一種或兩種 以上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)過(guò)濾器的制造方法，其特征在于，所 述輻射接枝聚合中，聚合單體溶液對(duì)引入離子交換基團(tuán)前的織布或無(wú)紡 布的浸漬率為50-300質(zhì)量％。
全文摘要
本發(fā)明要解決的課題是提供一種過(guò)濾材料的強(qiáng)度高且長(zhǎng)時(shí)間維持去除離子性氣體污染物的能力的化學(xué)過(guò)濾器。本發(fā)明的解決方案是一種化學(xué)過(guò)濾器，其是加工化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料制得的化學(xué)過(guò)濾器，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料是由含羥基的有機(jī)纖維構(gòu)成的織布或無(wú)紡布，該含羥基的有機(jī)纖維中通過(guò)輻射接枝聚合引入有陽(yáng)離子交換基團(tuán)，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的陽(yáng)離子交換基團(tuán)的離子交換容量為400meq/m²以上，該化學(xué)過(guò)濾器用過(guò)濾材料的拉伸強(qiáng)度為5-20N/15mm。
文檔編號(hào)B01D53/04GK101670303SQ20091017052
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者下之園孝, 下津太年, 中野壽朗, 今井章博, 棚橋隆司, 石渡史朗 申請(qǐng)人:霓佳斯株式會(huì)社