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JP2012125764A - 低硼素含量マイクロガラス繊維の濾過媒質 - Google Patents

低硼素含量マイクロガラス繊維の濾過媒質 Download PDF

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Abstract

【課題】
硼素をベースにしたガスの放出を起こさず、粒子および/またはオイルを保持し且つ湿った環境に耐え、折り目強さを著しく失うことなく長期間に亙って増加した耐湿性を有するガラス繊維の不織布ウエッブ、例えば複合体を提供する。
【解決手段】
本発明によれば実質的に硼素を含まないガラスウールと補強材料として使用される実質的に硼素を含まない切断ガラス繊維から成る不織布ガラス複合体が提供される。本発明の不織布ガラス複合体は空気濾過装置に適しており、クリーンルームから硼素を除去することが重要な半導体工業において使用することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は硼素を含まない、即ち実質的に硼素を含まないガラス組成物を有する不織布ガラス繊維複合体に関する。この不織布複合体はフィルター媒質として、特にエレクトロニックスおよび半導体工業において有用である。
ガラス繊維の製造において通常硼素またはフッ素を含むガラスバッチ成分が使用されてきた。ガラスバッチの中のこれらの成分は熔融中に融剤として作用し、一般に硼珪酸塩の中には約9〜11重量%、E−ガラスの中には4〜7重量%のレベルで見出される。硼珪酸塩ガラスおよびEガラスからつくられる高効率粒子用空気(HEPA)フィルターおよび超低透過性空気(ULPA)フィルターは従来からクリーンルームにおいて空気中に含まれる汚染物質を減少させるのに用いられてきた。しかし現在では、湿った条件下におかれるか、および/またはしばしば製造工程に使用されるガス状のフッ化水素酸に露出された場合、これらのガラスフィルターは硼素を含む汚染物質を生成することが知られている。例えばマイクロエレクトロニックス工業においては、硼素は珪素ウエハに対する汚染物質と考えられている。珪素ウエハに対する含硼素汚染物質により意図しないp−型のドーピングが行われる。
クリーンルーム中の硼素源は周囲空気の供給源と関連しているが、その硼素含量は最大500ng/mに達することができる。アルミニウムのエッチング工程、イオン注入工程、p−型のドーピング原料およびHEPA並びにULPAフィルター媒質もクリーンルームの環境に供給される空気の中の含硼素汚染物質として寄与することができる。伝統的なHEPAおよびULPAフィルター媒質はガラス構造の内部にある元素の一つとして硼素を含有するガラス繊維を含んでいる。
例えば伝統的なHEPAフィルターは直径が約0.1〜5.0μmの硼珪酸塩の微小ガラス繊維および直径が5〜60μmの合成強化繊維を含んでいることができる。合成強化繊維は炭素をベースにした重合体であることができ、ガスの放出起こすこと、可燃性、および/または湿った条件において引張り強さの保持性が悪いこと、例えば折り目強さ(crease strength)が低いことのために一般的には高温の用途には適していない。別法として補強用の繊維は高水準で硼素を含むE−ガラスのようなガラス繊維であることができる。これらのHEPAフィルターから生じる硼素汚染物質は、約183フィート/分の空気速度において最高260ng/mに達することができる。フッ化水素酸および/またはクリーンルーム(相対湿度は45%より大きいことが多い)から出る水が組み合わされ、ガラス繊維中の硼素は汚染物質、例えばBFまたは硼酸となって空気中に浮遊する原因になる。
従って、引張り強さおよび折り目強さの保持を含む上記問題を回避できる不織布ガラス繊維複合体の製造が必要とされている。
本発明においては、ガラス繊維をベースにした濾過媒質用いる際に典型的に見られるような硼素をベースにしたガスの放出を起こさず、粒子および/またはオイルを保持し且つ湿った環境に耐えるガラス繊維の不織布ウエッブ、例えば複合体を提供することにより上記の問題が回避される。本発明のフィルター媒質は有利なことには折り目強さを著しく失うことなく長期間に亙って増加した耐湿性をもっている。その結果本発明の実質的に硼素を含まないフィルター媒質は、温度および湿度が厳密に制御され硼素をベースにした汚染物質の放出が許容されないような、例えばマイクロチップ等の製造に使用されるクリーンルームの中におけるような環境において使用することができる。
或る特定の具体化例において、本発明のフィルター媒質は実質的に硼素を含まないガラスウール繊維および実質的に硼素を含まない切断されたガラスのフィラメント/繊維を含む不織布のフィルター媒質複合体である。切断されたガラス繊維はガラスウール成分の全体に亙って分散(intersperse)しており、不織布の濾過媒体に構造的な一体性を賦与している。一般に、複合体フィルターが所望の効率をもつためには、切断されたガラス繊維の割合は全量に関し約5〜約40%である。典型的なガラスウール繊維の硼素含有量は0.2重量%より、好ましくは0.1重量%より、最も好ましくは0.08重量%より少ない。一般に切断ガラス繊維の硼素含量は1.0重量%より、好ましくは約0.6重量%より、さらに好ましくは0.1重量%より少なく、最も好ましくは酸化硼素のような硼素を検出できる水準で含んでいない。従って本発明によれば、硼素をベースにした汚染物質が殆ど許容されない工業的、医薬的用途および半導体の用途に有用なフィルター媒質が提供される。また本発明によれば高い濾過特性をもったフィルター媒質が提供される。
本発明の他の利点は、下記の説明を読むことによって当業界の専門家には容易に明らかになるであろう。本明細書において特記しない限りすべての重量による割合はフィルター複合体、ガラスウール繊維または切断ガラス繊維の全量に基づくものとする。また記載したすべての範囲は特記しない限り両端の値を含むものとする。
本発明の他の目的、利点および特徴は、添付図面と関連させて考察しながら下記の詳細な説明を読むことによって容易に評価できまた一層よく理解されるであろう。添付図面においては図面全体に亙って同じ部分には同じ参照番号が付けられている。
酸化ナトリウム含量が高く酸化カルシウム含量が低い切断繊維を有する低硼素含量のガラスウール複合体における折り目引張り強さの損失を示す水分による老化の研究の結果を、硼素含量が4〜7%の硼珪酸塩ガラスウールとE−ガラスから成る伝統的なHEPA媒質に比較して示す図。 8個の試験試料の水分による老化研究の結果を示し、低硼素含量切断繊維を含む低硼素含量ガラスウール複合体の折り目引張り強さを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した図。 図2とは異なった接合剤を混入した3個の試験試料の水分による老化試験の結果であり、低硼素含量切断繊維を含む低硼素含量ガラスウール複合体の折り目引張り強さを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した図。 酸化ナトリウム含量が高く酸化カルシウム含量が低い低硼素含量切断繊維を含む低硼素含量ガラスウール複合体の折り目引張り強さを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した、水分による老化試験の結果を示す図。 低硼素含量ガラスウール/切断繊維複合体の8個の試験試料の引張り強さを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した、水分による老化試験の結果を示す図。 図5とは異なった接合剤を混入した低硼素含量ガラスウール/切断繊維複合体の3個の試験試料の引張り強さを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した、水分による老化試験の結果を示す図。 酸化ナトリウム含量が高く酸化カルシウム含量が低い低硼素含量切断繊維を含む低硼素含量ガラスウール複合体のMD方向の%伸びを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した、水分による老化試験の結果を示す図。 低硼素含量ガラスウール/切断繊維複合体の8個の試験試料の%伸びを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した、水分による老化試験の結果を示す図。 図8とは異なった接合剤を混入した低硼素含量ガラスウール/切断繊維複合体の3個の試験試料の%伸びを、補強材料として4〜7%の硼素を含む硼珪酸塩ガラスウールおよびE−ガラスを含有する伝統的なHEPA媒質から成る対照試料と比較した、水分による老化試験の結果を示す図。
本発明の特徴および他の詳細点は特許請求の範囲に一層特定的に説明され指摘されている。例示のために本発明の特定の具体化例が示されているが、これらの具体化例は本発明を限定するものではない。本発明の原理的な特徴は本発明の範囲を逸脱することなく種々の具体化例に用いることができる。本発明は少なくとも部分的には、空気中に含まれる硼素汚染物質のレベルに厳密な制限があるクリーンルームの中で使用するのに適したフィルター媒質を本発明によって提供できるという発見に基礎を置いている。このようにして本発明によれば実質的に硼素を含まないガラスウール繊維と実質的に硼素を含まない切断ガラス繊維を含む不織布のフィルター媒質複合体が提供される。
切断ガラス繊維はガラスウール全体に亙って内部に分散され、不織布のフィルター媒質に構造的な一体性を賦与し、不織布の複合体構造をつくっている。一般に、切断ガラス繊維の重量割合は複合フィルターの全量に関して約5〜50重量%、例えば10〜35重量%、15〜30重量%、20〜30重量%、20〜25重量%であることができ、ここで該複合フィルターは不織布複合体の特性を選択的に変化させる他の成分を含んでいることができる。適当な不織布複合体の中に含まれる添加剤としては当業界の専門家には公知の接合剤、表面活性剤、撥水剤、連結剤、黴防止剤、染料および交叉結合剤がある。
「不織布」という言葉は当業界の専門家によって認知されており、機械的、熱的または化学的方法で繊維またはフィラメントを接合または絡み合わせることによってつくられたシートまたはウエッブ構造物を含むとされている。繊維を織物または編物にされる糸に変える必要はないから、不織布材料は伝統的な織物に比べ材料1フィート当たり一層迅速に且つ経済的に製造することができる。
不織布フィルター媒質のガラス繊維成分、即ちフィルター媒質のガラスウールおよび切断ガラス繊維部分は実質的に硼素を含んでいない。「実質的に含んでいない」という言葉は該組成物が硼素のような特定の成分、例えばガラス繊維を製造するのに使用される原料の中の不純物に由来する成分を多くとも痕跡量しか含んでいないことを意味する。一般にガラスウール繊維は硼素、例えば酸化硼素のような形で硼素を約0.2重量%以下しか、好ましくは約0.1重量%以下しか、さらに好ましくは約0.08重量%以下しか含んでおらず、最も好ましくは検出し得えないレベルでしか、例えば約0重量%しか含んでいない。一般に、切断ガラス繊維は硼素、例えば酸化硼素を約1.0重量%以下しか、好ましくは約0.6重量%以下しか、さらに好ましくは検出し得えないレベルでしか、例えば約0重量%しか含んでいない。
硼素汚染物質を殆ど含んでいないガラスウール繊維は当業界の専門家には公知であり、その多くは市販されている。例えば米国特許5,789,329号;4.542,106号;4,396,722号;4,199.364号;4,166.747号;4.026,715号;3.876,481号;3.929,497号;3,847.627号;3,847.626号;および英国特許明細書520.427号には本発明の不織布複合体に有用なガラス繊維を含む適当な低硼素含量のガラス繊維が記載されている。本発明の不織布複合体に使用できる市販の「実質的に硼素を含まない」ガラス繊維はEvanite Fiber Corporation,(米国オレゴン州、1551 S.E.Crystal Lake Drive,Post Office Box E.Corvallis.97339−0598、製品番号800シリーズ)、Lauscha Fiber International.GmbH,(Dammweg 35,98724 Lauscha,ドイツ、Product A glass,また105 Easport Lane Summterville,米国サウスカロライナ州、29483)、Nanjing Fiberglass Research&Design Institute(30 AmDeLi.West Yu Hua Road,南京210012,中華人民共和国)およびThuringer Filler Glas GmbH&Co.KG(98743 Spechtsbrunn、ドイツ、Sanneberger Strasse 41)から市販されている。
一具体化例においては、本発明の不織布フィルター媒質複合体に使用するのに適したガラスウール繊維は約0.1〜約5.0μ、好ましくは約0.4〜約1.0μ、最も好ましくは約0.55〜0.75μ(μm)の平均直径をもっている。このガラスウール繊維の長さ対直径の比(l/d)は一般に約100〜約10,000(l/d)、好ましくは約50〜2500、最も好ましくは約300(l/d)である。
本発明の不織布複合体に使用するのに適したガラスウール繊維は一般に二酸化珪素(SiO)、三二酸化アルミニウム(Al)、酸化鉄(FeO、Fe)、約0.1%以下の硼素(酸化硼素並びにガラス繊維組成物中に典型的に見出される他の硼素汚染物質)、酸化ナトリウム(NaO)、酸化カリウム(KO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化バリウム(BaO)および酸化亜鉛(ZnO)、並びに種々の痕跡元素および/またはその酸化物、例えば二酸化チタン(TiO)ZrO、Cr、フッ素、硫酸塩、等を含んでいる。当業界の専門家にはこれらのガラス組成物は真の酸化物よりも原子価が多いまたは少ない各金属酸化物の不純物を含んでいることができることは明白であろう。例えば本発明の組成物の範囲内に含まれる金属酸化物には次の式をもつものがある:
(O)n+1;ここでnは0より大きな正の値である。
(O);ここでnは0より大きな正の値である。
(O)n−1;ここでnおよびn−1は0より大きな正の値である。さらにn+1、n、n−1は整数またはその分数である。また
Mは金属酸化物をつくり得る金属、例えばSi、Al、Fe、Na、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Ti、Zr、Cr、Ba、B等である。
一好適具体化例においては、ガラスウール繊維はSiO含量が約70重量%以下、Al含量が約7重量%以下、酸化鉄含量が約0.5重量%以下、硼素含量が約0.2重量%以下、酸化ナトリウム含量が約15重量%以下、酸化カリウム含量が約7重量%以下、酸化カルシウム含量が約10.0重量%以下、酸化マグネシウム含量が約5重量%以下、酸化バリウム含量が約10重量%以下、酸化亜鉛含量が約5重量%以下である。
最も好適な具体化例においては、ガラスウール繊維はSiO含量が約62〜約69重量%、Al含量が約2.5〜約6.5重量%、酸化鉄含量が約0.2重量%以下、硼素含量が約0.08重量%以下、酸化ナトリウム含量が約8.5〜約12.5重量%、酸化カリウム含量が約2.5〜約7.0重量%、酸化カルシウム含量が約4.0〜約6.0重量%、酸化マグネシウム含量が約2.5〜約5.0重量%、酸化バリウム含量が約0〜約9.5重量%、酸化亜鉛含量が約0.5〜約3.0重量%である。
硼素汚染物質を殆どまたは全く含まない切断ガラス繊維は当業界の専門家には公知であり、また市販されている。本発明の不織布複合体に有用な市販されている「実質的に硼素を含まない」切断ガラス繊維はPittsburgh Plate and Glass社(PPG Industries,One PPG Place,Pittsburgh, 米国ペンシルバニア州15272)から商品名「ZB」で、またOwens−Corning社(Owens Corning,One Owens Coming Parkway,Toledo,米国オハイオ州43659)から商品名「ADVANTEX」で市販されている。
一具体化例においては、本発明の不織布フィルター媒質複合体に使用するのに適した切断ガラス繊維は約5.0〜約9.0μ、好ましくは約6.0〜約7.0μ、最も好ましくは約6.5μの平均直径をもっている。切断ガラス繊維は1/16〜約2インチ、好ましくは約1/8〜約1インチ、最も好ましくは約0.25〜0.15インチの範囲の規定された長さに正確に切断されている。典型的には切断ガラス繊維は不織布複合体の全重量に関し約5〜40%、さらに好ましくは約10〜35%、最も好ましくは約15〜30%がガラスウール繊維の内部に絡め込まれている。切断ガラス繊維は連続フィラメントとして製造し、これをサイジング剤、例えば澱粉で処理し、上記の規定された長さに正確に切断する。切断ガラス繊維は水分を殆ど含まない乾燥した材料として、あるいは繊維の全重量に関し最高25%の水分を含んだ材料として製造することができる。
本発明の不織布複合体に使用するのに適した切断ガラス繊維は一般に二酸化珪素(SiO)、三二酸化アルミニウム(Al)、酸化鉄(FeO、Fe)、約0.1%以下の硼素(酸化硼素並びにガラス繊維組成物中に典型的に見出される他の硼素汚染物質)、酸化ナトリウム(NaO)、酸化カリウム(KO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化バリウム(BaO)および酸化亜鉛(ZnO)、並びに種々の痕跡元素および/またはその酸化物、例えば二酸化チタン(TiO)、ZrO、Cr、フッ素、硫酸塩、等を含んでいる。当業界の専門家にはこれらのガラス組成物は真の酸化物よりも原子価が多いまたは少ない各金属酸化物の不純物を含んでいることができることは明白であろう。例えば本発明の組成物の範囲内に含まれる金属酸化物には次の式をもつものがある:
(O)n+1;ここでnは0より大きな正の値である。
(O);ここでnは0より大きな正の値である。
(O)n−1;ここでnおよびn−1は0より大きな正の値である。さらにn+1、n、n−1は整数またはその分数である。また
Mは金属酸化物をつくり得る金属、例えばSi、Al、Fe、Na、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Ti、Zr、Cr、Ba、B等である。
好ましくはガラスウール繊維の中の酸化カルシウムおよび酸化アルミニウムの含量は酸化ナトリウムおよび酸化カリウムに比べて増加しており、その結果酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの量は酸化ナトリウムおよび酸化カリウムが実質的に含まれていない量まで、例えば1%より少ない量まで減少している。酸化ナトリウムおよび酸化カリウムが減少すると湿った条件下において汚染物質による劣化/汚染物質の放出に耐える不織布複合体の能力が増加する。
一好適具体化例においては、切断ガラス繊維はSiO含量が約55〜約65重量%、Al含量が約10〜15重量%、硼素含量が約0〜約1重量%、酸化鉄含量が約1重量%以下、酸化ナトリウム含量が約2重量%以下、酸化カリウム含量が約3重量%以下、酸化カルシウム含量が約20〜約25重量%、酸化マグネシウム含量が約5重量%以下である。
最も好適な具体化例においては、切断ガラス繊維はSiO含量が約59〜約60重量%、Al含量が約13重量%、硼素含量が約0.6重量%以下、酸化鉄含量が約0.5重量%以下、酸化ナトリウム含量が約1重量%以下、酸化カリウム含量が約0.5重量%以下、酸化カルシウム含量が約21〜約23重量%、酸化マグネシウム含量が約4.0重量%以下である。
Figure 2012125764
本発明の不織布複合ガラス繊維ウエッブの坪量は或る与えられた濾過の用途の要求によって変化するであろう。一般にウエッブの坪量が大きいと良好な濾過を行うことができるが、フィルター媒質が大きな坪量をもっている場合フィルター障壁を横切る抵抗が高くなるか或いは圧力低下が起こる。一般にフィルター媒質の坪量を増加させるか、或いはフィルター媒質の繊維の平均直径を減少させることにより濾過の効率を増大させることができる。濾過効率が増加するにつれ、媒質を横切る抵抗または圧力低下も増加する。
大部分の用途に対しては、ウエッブの坪量は約15〜約150g/mの範囲内にある。好ましくはウエッブの坪量は約30〜115g/m、好ましくは約25〜約90g/mの範囲内にある。当業界の通常の専門家は所望の濾過効率および抵抗の許容できるレベルのような因子を考慮して、最適のウエッブの坪量および繊維の直径を容易に決定することができる。さらに任意の与えられたフィルターとしての用途に使用される重合体繊維のウエッブから成る層の数も約1〜10層の間で変化させることができる。当業界の通常の専門家は使用すべき層の最適の数を容易に決定することができる。
本発明の不織布フィルター媒質複合体は重合体の接合剤を含んでいることができる。適当な接合剤には当業界の専門家には公知のアクリルおよびスチレン−アクリル接合剤が含まれる。例えば適当な接合剤には非イオン性のアクリルエステル重合体ラテックス、例えばRhoplex HA−8またはRhoplexHA−16(Rohm&Haas Co.,Independence Mall West,Philadelphia、米国フィラデルフィア州19105);非イオン性のアクリルエステル重合体ラテックス、例えばHycar26552またはHycar 26138(B.F.Goodrich Company,6100 Oak Tree Boulevard,Cleveland、米国オハイオ州 44131);水溶性アクリルエステル/アクリル酸共重合体ラテックス、例えばCarboset 552(B.F.Goodrich);非イオン性スチレン−アクリル酸エステル共重合体ラテックス、例えばHycar 26915(B.F.Goodrich);非イオン性ポリウレタン・ラテックス、例えばU50(B.F.Goodrich);非イオン性ポリ塩化ビニルラテックス、例えばHycar 460 X75(B.F.Goodrich);および陽イオン性アクリル酸例えば重合体ラテックス、例えばVoncoal SFC−55またはVoncoal SFC−300(大日本インキ化学工業KK、東京都中央区日本橋3−7−20)が含まれる。
接合剤は繊維を被覆し、接触点において繊維を互いに接着させ、これによって互いに撚り合わされたガラスウール繊維と切断ガラス繊維との間の接着を容易にするのに使用される。従って接合剤は媒質を多孔質の状態に保つのを容易にする。一般に接合剤は不織布複合体の中に存在する場合、複合体の全重量の約2〜10%、好ましくは約3〜約9%、最も好ましくは約4〜7%をなしている。
本発明の不織布フィルター媒質複合体はまた撥水剤を含んでいることができる。適当な撥水剤には僅かに陽イオン性を帯びたパーフルオロアルキルアクリル酸エステル重合体ラテックス、例えばFC−280.FC−6101またはFC−5102(Commercial Chemical Division,3M,223−6SE,3M Center,St.Paul、米国ミネソタ州 55144);Aquafilm T(C.N.C.International,Inc,20 Privilege Street,Woonsocket、米国ロードアイランド州02895)または非イオン性パーフルオロアルキルアクリル酸重合体ラテックス、例えばZonyl NWA(DuPont Performance Chemicals,Chamber Works Deepwater.米国ニュージャージー州02895)が含まれる。撥水剤は繊維の表面変性剤として機能し、繊維の表面張力を減少させ、繊維と水滴との間の接触角を増加させる。一般に撥水剤は不織布複合体の中に存在する場合、該複合体の全量に関し約0.01〜5%、好ましくは約0.05〜約3%。最も好ましくは約0.1〜2%をなしている。
さらに本発明の不織布複合体はまた表面活性剤を含んでいることができる。適当な表面活性剤の中には当業界の専門家には公知の非イオン性、両性、陰イオン性および陽イオン性の表面活性剤が含まれる。適当な表面活性剤の例示的な例にはフルオロ脂肪族表面活性剤、例えばパーフルオロアルキルポリアルキレンオキシド;および他の表面活性剤、例えばアクチルフェノキシポリエトキシエタノール非イオン性表面活性剤、アルキルアリールポリエーテルアルコール、およびポリエーテルオキシドが含まれる。本発明に適した市販の表面活性剤の中には例えば商品名Triton、X−102級としてRohm and Haas Corp.から市販されている種々のポリ(エチレンオキシド)をベースにした表面活性剤、Emerest、例えば2620および2650級としてEmery Industriesから市販されている種々のポリエチレングリコールをベースにした表面活性剤、商品名PEG、例えばPEG 400としてICIから市販されているポリアルキレン脂肪酸誘導体、ソルビタンモノオレエート、例えばICIから市販されているSpan 80、エトキシル化されヒドロキシル化されたひまし油、例えばICIから市販されているG1292、ソルビタンモノオレエートとエトキシル化されヒドロキシル化されたひまし油の混合物、例えばICIから市販されているAhcovel Base N62、ポリオキシアルキレン変性フルオロ脂肪族表面活性剤、例えばMinnesota Mining and Manufacturing Co.製のもの、両性をもつように変性されたエトキシル化されたアルキルアミン、例えばSchercopolDS−I20 (Scher Chemicals,Inc..P.O.Box 4317.Clifton、米国ニュージャージー州07012)、非イオン性ポリエトキシレン(2)ソルビタンモノオレエート、例えばAlkonal 6112(DuPont,Chemicals and Pigments Division,Performance Products,Wilimington、米国デラウェア州19898)、およびそれらの混合物が含まれる。
連結剤を本発明のフィルター媒質複合体に加えることができる。適当な連結剤には有機性の官能基をもったシラン、例えばアミノ官能基をもったシラン、Z−6020、Z−6026、Z−6030およびZ−6032、カルボキシ官能基をもったシラン、例えばZ−6030、エポキシ官能基をもったシラン、例えばZ−6040(Dow Corning Corporation,Midland、米国ミシガン州48686−0994)が含まれる。一般に約0.01〜約1.0%の連結剤を複合フィルター媒質に加える。連結剤は複合体を強化する役目をする。
随時交叉結合剤を本発明のフィルター媒質組成物に加えることができる。典型的な交叉結合剤はBerset 2003(Bercen.Inc.,Cranston Street,Cranston、米国ロードアイランド州 02920−6789)のようなメラミン−フォルムアルデヒド樹脂である。交叉結合剤はもし存在するならば約0.01〜約2.0%の範囲で見出される。交叉結合剤は複合材料を強化する役目をする。
表面活性剤は一般に繊維を水中に分散させるかおよび/または樹脂組成物の安定性を改善するために使用される。一般に表面活性剤はもし存在するならば複合体の全重量に関して約1×10−5〜1.0%、好ましくは約5.0×10−5〜約0.1%、最も好ましくは約1×10−4〜約0.005%で存在する。
フィルターの性能は異なった規準によって評価される。フィルターまたはフィルターの媒質は濾過すべき汚染物質がフィルターを横切る透過度が低い特徴をもっていることが望ましい。しかし同時にフィルターを横切る相対的な圧力低下または抵抗も小さい値でなければならない。しばしば%で表される透過度は下記式で定義される。
Pen = C/C
ここでCはフィルターを通った後の粒子の濃度であり、Cはフィルターを通過する前の粒子の濃度である。フィルターの効率は
100%−透過度
として定義される。
具体的な試験として折り目引張り試験を用いる。フィルター媒質の折り目引張り強の測定方法は次のようにして行うことができる。折り目引張り強さの試験は公知方法であるTAPPI T 494「紙および厚紙の引張り破断特性(定速伸び装置の使用)」に基づいている。長手方向を機械方向にとって1×6インチの試料を切り出す。直線の縁の上に端と端とを合せて試料を折り曲げる。2×1/4インチの金属の円形のディスクを折り曲げた上部に置き、ディスクおよび折り目を付けた媒質の上に15分間10ボンドの重りを載せる。15分後に重りを取り除き、引張り強さを測定するのに適した装置の鉤に材料を四つの点で固定する。引張り強さは(ポンド/インチ)または(KN/m)の単位で測定され、破断時までの長さは%伸びの単位で測定される。この試験により、湿度が増加した条件並びに他の環境条件下においても、折り目の強さが工業的に許容されている標準的な材料(低硼素含量の繊維媒質をもたない材料)と同等な複合体材料が本発明によって提供されることが示される。従って、本発明の製品は折り目強さに関し現在入手できる硼素含有媒質に対して利点を与える。
好適具体化例においては、本発明のフィルター複合体は折り目引張り強さの値が少なくとも約1.0ポンド/インチ、好ましくは少なくとも約1.75ポンド/インチ、最も好ましくは少なくとも約2.5ポンド/インチである。一般にこれらの折り目引張り強さの値は僅かしか減少せず、48時間の間に約70%以下、好ましくは約60%以下、最も好ましくは約50%以下しか減少しない。折り目引張り強さは好ましくは90時間に亙り、もっと好ましくは168時間に亙り、最も好ましくは定義できないほどの時間、例えば数週間に亙って著しくは減少しないことが好適である。これとは対照的に、現在市販されている材料はこれらの規準を満たさず、折り目引張り強さは僅かに約1.25ポンド/インチであり、この値は48時間以内に減少してしまう。
当業界の専門家は、フィルターを横切る粒子の透過と濾過の際フィルターが受ける抵抗との間でバランスをとる必要があることが分かるであろう。本発明に従って使用されるガラスウールの繊維および切断ガラス繊維、並びにこれらのガラス成分の組成を変えて、クリーンルームにおける用途に必要なフィルター媒質の最適の性能を得るようにすることができる。
不織布ウエッブを製造する二つの公知の方法には、湿式沈積法および乾式沈積法がある。湿式沈積法では、繊維を0.01〜0.5重量%のような非常に希釈された状態で水の中に均一に懸濁させる。繊維および水の溶液を、傾けて配置されたベルトまたはシリンダーの形をしていることができるフィルターまたはスクリーンの方へ流す。水がフィルターの中へと流し込まれて行くにつれ、繊維は互いに不規則な方向をとって沈積し、ゆるいウエッブをつくる。次にこのウエッブをローラの間で絞って余分の水を除去し、乾燥機の中を通すか乾燥缶の上で乾燥させる。湿式沈積法では、ウエッブをつくる前またはつくった後で、化学品、接合剤および着色剤を加えることができる。また異なった繊維を均一に配合して等方的な性質をもった不織布をつくることができる。
乾式沈積法には空気で沈積させる工程とカージングの工程とがある。空気による沈積は空気中に繊維を懸濁させることによって開始され、次いでこれをスクリーンの上にシートとして捕集する。スクリーン上への繊維の沈積は自由落下法或いは圧縮空気および/または吸引を用いる方法で達成することができる。カージングの工程では細かい針金と歯で覆われた回転ドラムを使用して繊維を梳って平行な配列をつくり、ウエッブに異方性を賦与する。
湿式沈積法および乾式沈積法は非常に広い範囲の種々の組成をもった紙、合成製品およびガラス製品を製造する公知の方法である。製造は比較的迅速且つ廉価で行われるが、この製品は一般的に有害な化学薬品、例えば硼素、硼酸、三フッ化硼素、フッ化水素酸および/または湿気と接触しない環境における用途だけに適している。
本発明の不織布ガラス組成物は上記のような当業界の専門家には公知の方法によって製造することができる。例えば新しい濾過したきれいな酸性化された水、低硼素含量の切断繊維、および低硼素含量のマイクロファイバー・ガラスウール繊維をハイドロパルパー(hydropulper)の中で一緒にすることによってスラリをつくる。一態様においては、水温を約40〜約100°F、好ましくは約65〜約85°Fに保つ。典型的にはスラリのpHは約2.2〜約3.2、好ましくは約〜約2.6である。一般に約10〜約250ポンド、好ましくは約50〜約200ポンドの切断繊維と、約50〜約750ポンドのマイクロファイバー・ガラスウール繊維を、pHを調節した水約1900〜約11,400リットルに加える。
接合剤、合成有機繊維、および粘度調節剤のような添加剤を随時加えることもできる。
繊維をハイドロパルパーの中で15分間分散させる。次にこのスラリを余分な水で希釈し、繊維の最終的な重量%が約0.2〜約2.0%になるようにする。次にこのスラリを遠心洗浄器に通し、繊維化されていないガラスまたは破片を除去する。繊維の分散をさらに良くするために精製器または薄片除去器のような他の装置にスラリを通すこともできるが、必ずしも通さなくても良い。繊維になされる仕事の量を最低限度に抑制するように注意しなければならない。ガラス繊維は非常に脆く、繊維が過剰に短くなることは避けなければならない。
次にスラリを約30〜約115g/mの速度で標準的なウエッブ生成装置に通す。重力および真空を用いる排水法によって過剰の水を除去する。湿ったウエッブにまたはつくったばかりの状態のウエッブに低濃度の接合剤を加える。
次にこの湿った状態でつくられたウエッブを約250〜約350°F、好ましくは約275〜325°Fの温度で乾燥させる。複合体繊維の水分含量が約0〜約0.5%になるまでの典型的な乾燥時間はさまざまである。
下記実施例により本発明をさらに例示する。
実施例1
下記の方法で一連の試行実験を行った:
温度を75〜100°Fに調節し、pHを2.3〜2.9に調節した4000リットルの新しいきれいな水を、切断したガラス繊維で補強した繊維70〜90kgとハイドロパルパーの中で一緒にし、固体分の割合が1.8〜2.4%になるようにした。このスラリを2〜15分間撹拌し循環させた。微小ガラスウール繊維140〜160kgおよびさらに7600リットルの水をスラリに加えて固体分含量が約2.0%になるようにし、2〜15分間撹拌循環させた。次にこのスラリを保持容器に移し、さらに12,000リットルの水を加えて最終の固体分含量が約1.0%になるようにした。このスラリからの原料を製紙機に対する主要供給流とした。
温度を75〜100°Fに調節し、pHを2.3〜2.9に調節した9500リットルの新しいきれいな水を一緒にして第2のスラリをつくった。ハイドロパルパーの中で微小ガラスウール繊維45〜50kgを水に加え、固体分含量が0.5〜約1.0%になるようにした。このスラリを2〜10分間撹拌循環させた。このスラリからの原料を製紙機に対する第2の供給流とした。
上記のようにしてつくった原料スラリを次に一連の遠心洗浄器に通して繊維化されないガラスおよび屑を除去し、製紙機の紙生成用針金の上に通す。一緒にした繊維に関し5%の割合でアクリル酸エステル重合体ラテックス、スチレン−アクリル共重合体の組成物から成る接合剤を湿ったウエッブに加えた。スラリの全容積に関して0.1%のポリエトキシル化アルキル表面活性剤を湿ったウエッブに加え、また湿って生成した状態においてスラリの全容積に関して1.5%のフルオロアクリル酸重合体撥水剤をウエッブが被覆し、乾燥し重力によって水切りを行いさらに真空をかけて排水を行った後ウエッブが4〜7%の接合剤を保持するようにした。つぎに湿った状態の生成したウエッブを一連の乾燥ドラムに通して最終的に乾燥させる。折り目引張り強さの測定を上記方法で行った。
下記のようにして湿った状態で試料を老化させた。引張り強さの試験片を密封した部屋に入れる。この部屋は飽和水蒸気を含む環境にあり、或る一定期間温度は50℃に保たれている。水分で老化させた折り目引張り強さ試験、引張り試験および%伸び試験を行うために試料を24、48、72および96時間目に取出した。
複合体試料に対する試験1では、空気面速度2.5cm/秒で試験を行った場合、ULPA効率はMPPS(大部分の透過粒子の大きさ)に対し最低効率が99.9999%であった。この試料の平均接合剤含量は5〜6%であり、この試験に使用された切断繊維の中には低硼素含量の、例えば硼素を1.0%より少なくしか含まない、即ち硼素が検出されなかった切断繊維が約28〜32%含まれていた。
試験番号2、3および7の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.999%であった。試料の平均接合剤含量は4.5〜6.5%であった。使用した切断繊維中には、試験2では20〜25%、試験3では28〜32%、試験7では18〜22%の低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が含まれていた。
試験番号4および6の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.9995%であった。試料の平均接合剤含量は4.5〜6.0%であった。使用した切断繊維中に試験4では26〜30%、試験6では18〜22%の低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が含まれていた。
試験番号5の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.99995%であった。この試料の平均接合剤含量は4.5〜6.0%であった。この試料では使用した切断繊維中に22〜28%の低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が含まれていた。
試験番号8の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.995%であった。この試料の平均接合剤含量は4.5〜6.0%であった。この試料では使用した切断繊維中に12〜18%の低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が含まれていた。
この一連の試験(試験番号1〜8)に対する水分による老化試験の結果を図2、5および8に示す。80〜85%のEvanite BまたはManville 475(硼素の含量約10.5%)、15〜20%のE−ガラス、および下記実施例2記載の接着剤からつくられた標準的なガラス繊維複合体から得られたデータを比較のために掲げてある。この標準的なガラス媒質も0.5〜約4%のポリエステル補強繊維を含み、平均の有機物含量は約1〜10.0%である。しかしデータは極めて変動しており、これらの試験試料は試験期間に亙ってある程度折り目引張り強さを保持しており、その半分は対照試料よりも優れていた。
実施例2
第2の系列の試験も実施例1と同様な方法で行った。これら試験は、非イオン性アクリル酸エステルラテックスおよび水溶性のアクリル酸エステル、アクリル酸共重合体、陽イオン性のフルオロアクリル重合体から成る接合剤、フルオロ炭素撥水剤を実施例1と同じ濃度で使用してつくり、乾燥後ウエッブが4〜7%の接合剤を保持するようにした。この系列の試験に対する水分による老化試験の結果を図3に示す。これらの試験の中で二つは上記のManvill 475およびE−ガラスの切断繊維の複合体から成る対照品と同様な水分による老化を示した。一つの試験結果は試験時間に亙って減少を示したが、最高48時間の間或る程度の強度を保持した。
試験番号1の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.9995%であった。この試料の平均接合剤含量は4.5〜6.5%であった。この試験に用いたChemガラス切断繊維の中には低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が約15〜22%含まれていた。
試験番号2および3の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.9995%であった。この試料の平均接合剤含量は4.5〜6.5%であった。これらの試験に使用した切断繊維の中には低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が約15〜22%含まれていた。
試験番号4の複合体試料では、2.5cm/秒の空気面速度で試験した場合、ULPA効率はMPPSに対し最低効率が99.9985%であった。この試料の平均接合剤含量は4.5〜6.5%であった。この試験に使用した切断繊維の中には低硼素含量の切断繊維、例えば硼素を1.0%より少ししか含まない、即ち硼素が検出されない切断繊維が約15〜22%含まれていた。
図5および6は実施例1および2に対するMD方向(機械方向)の引張り強さを示す。この結果は低硼素含量の複合体は引張り強さを保持することを示しており、一般に水分による老化の後で高硼素含量の対照試料に比べ改善された引張り強さを示した(上記のように0点は乾燥状態における0時間を示す)。
図8および9は実施例1および2に対するMD方向の伸びの強さを示す。これらの結果も低硼素含量の複合体は伸びのパラメータを保持することを示しており、一般に水分による老化の後で高硼素含量の対照試料に比べ改善された伸びの特性を示した(上記のように0点は乾燥状態における0時間を示す)。
実施例3
試料の複合体は実施例1に従ってつくったが、さらに補強繊維として0〜2.0%のポリビニルアルコール繊維を加えた。接合剤、撥水剤および表面活性剤組成物は実施例1と同様であり、複合体の全有機分含量は4.0〜10%であった。
図1は上記の対照試料が実施例3の試験試料1および2に比べ優れた折り目引張り強さを保持することを示している。この対照試料は硼珪酸塩のガラスウールの中にナトリウム含量が高くカルシウム含量がかなり低い、67%のSiO、7.0%のAl、12%のNaO、9.5%のCaOおよび4.2%のMgOの組成をもつChemガラス切断繊維を混入したものである。酸化ナトリウムが5.0%より多くカルシウム濃度が20%よりも低い低硼素含量媒質は適切な折り目引張り強さを示さないことをこれらの値は示している。図4および7は実施例3の対照試料および試験試料1および2のMD方向の引張り強さおよび伸びをそれぞれ示している。
当業界の専門家は、これ以上慣行的な実験を行わずとも上記本発明の特定の具体化例と同等な多くの変形を想定しそれを確認することができるであろう。これらの同等事項および他の同等事項は特許請求の範囲に包含されている。本発明の背景の項を含む本明細書に引用されたすべての出版物および引用文献は参考のために全文が添付されている。

Claims (62)

  1. 実質的に硼素を含まないガラスウール繊維および実質的に硼素を含まない切断ガラス繊維から成り、該切断ガラス繊維は全体に亙って該ガラスウールの中に分散していることを特徴とする不織布フィルター媒質複合体。
  2. 該ガラスウール繊維は酸化硼素を約0.2重量%以下の量で含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  3. 該切断ガラス繊維は酸化硼素を約1.0重量%より少ない量で含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  4. 該ガラスウール繊維は平均直径が約0.1〜約5.0μであることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  5. 該ガラスウール繊維は平均直径が約0.4〜約1.0μであることを特徴とする請求項4記載のフィルター媒質複合体。
  6. 該ガラスウール繊維の長さ対直径の比(l/d)は約100〜約10,000であることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  7. 該ガラスウール繊維の長さ対直径の比(l/d)は約300であることを特徴とする請求項6記載のフィルター媒質複合体。
  8. 該切断ガラス繊維は平均直径が約6.5μであることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  9. 該切断ガラス繊維は平均の長さが約1/4〜1/2インチであることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  10. 該複合体はさらに接合剤を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  11. 該接合剤は該複合体の約2〜10重量%であることを特徴とする請求項10記載のフィルター媒質複合体。
  12. 該接合剤は該複合体の約3〜9重量%であることを特徴とする請求項11記載のフィルター媒質複合体。
  13. 該接合剤はスチレン−アクリル系接合剤であることを特徴とする請求項10記載のフィルター媒質複合体。
  14. 該複合体はさらに撥水剤を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  15. 該撥水剤は該複合体の約0.01〜5.0重量%であることを特徴とする請求項14記載のフィルター媒質複合体。
  16. 該撥水剤は該複合体の約0.05〜約3.0重量%であることを特徴とする請求項15記載のフィルター媒質複合体。
  17. 該撥水剤はフルオロアクリレートであることを特徴とする請求項14記載のフィルター媒質複合体。
  18. 該複合体はさらに表面活性剤を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  19. 該表面活性剤は該複合体の約1.5×10−5〜約1.0重量%であることを特徴とする請求項18記載のフィルター媒質複合体。
  20. 該表面活性剤は該複合体の約5×10−5〜約0.1重量%であることを特徴とする請求項18記載のフィルター媒質複合体。
  21. 該切断ガラス繊維は約55〜65%重量%のSiOを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  22. 該切断ガラス繊維は約59〜60%重量%のSiOを含んでいることを特徴とする請求項21記載のフィルター媒質複合体。
  23. 該切断ガラス繊維は約10〜15%重量%のAlを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  24. 該切断ガラス繊維は約13%重量%のAlを含んでいることを特徴とする請求項23記載のフィルター媒質複合体。
  25. 該切断ガラス繊維は約0〜約1重量%の硼素を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  26. 該切断ガラス繊維は約0.6重量%以下の硼素を含んでいることを特徴とする請求項25記載のフィルター媒質複合体。
  27. 該切断ガラス繊維は約1重量%以下の酸化鉄を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  28. 該切断ガラス繊維は約0.5重量%以下の酸化鉄を含んでいることを特徴とする請求項27記載のフィルター媒質複合体。
  29. 該切断ガラス繊維は約2重量%以下の酸化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  30. 該切断ガラス繊維は約1.0重量%以下の酸化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項29記載のフィルター媒質複合体。
  31. 該切断ガラス繊維は約3.0重量%以下の酸化カリウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  32. 該切断ガラス繊維は約0.5重量%以下の酸化カリウムを含んでいることを特徴とする請求項31記載のフィルター媒質複合体。
  33. 該切断ガラス繊維は約20〜約25重量%の酸化カルシウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  34. 該切断ガラス繊維は約21〜約23重量%の酸化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項33記載のフィルター媒質複合体。
  35. 該切断ガラス繊維は約5重量%以下の酸化マグネシウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  36. 該切断ガラス繊維は約4.0重量%以下の酸化マグネシウムを含んでいることを特徴とする請求項35記載のフィルター媒質複合体。
  37. 該ガラスウール繊維は約70重量%以下のSiOを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  38. 該ガラスウール繊維は約62〜約69重量%のSiOを含んでいることを特徴とする請求項37記載のフィルター媒質複合体。
  39. 該ガラスウール繊維は約7重量%以下のAlを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  40. 該ガラスウール繊維は約2.5〜約6.5重量%のAlを含んでいることを特徴とする請求項39記載のフィルター媒質複合体。
  41. 該ガラスウール繊維は約0.5重量%以下の酸化鉄を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  42. 該ガラスウール繊維は約0.02重量%以下の酸化鉄を含んでいることを特徴とする請求項41記載のフィルター媒質複合体。
  43. 該ガラスウール繊維は約0.2重量%以下の硼素を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  44. 該ガラスウール繊維は約0.08重量%以下の硼素を含んでいることを特徴とする請求項43記載のフィルター媒質複合体。
  45. 該ガラスウール繊維は約15重量%以下の酸化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  46. 該ガラスウール繊維は約8.5〜約12.5重量%の酸化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項45記載のフィルター媒質複合
    体。
  47. 該ガラスウール繊維は約7重量%以下の酸化カリウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  48. 該ガラスウール繊維は約2.5〜約7.0重量%の酸化カリウムを含んでいることを特徴とする請求項47記載のフィルター媒質複合体。
  49. 該ガラスウール繊維は約10.0重量%以下の酸化カルシウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  50. 該ガラスウール繊維は約4.0〜約6.0重量%の酸化カルシウムを含んでいることを特徴とする請求項49記載のフィルター媒質複合体。
  51. 該ガラスウール繊維は約5重量%以下の酸化マグネシウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  52. 該ガラスウール繊維は約2.5〜約5.0重量%の酸化マグネシウムを含んでいることを特徴とする請求項51記載のフィルター媒質複合体。
  53. 該ガラスウール繊維は約10重量%以下の酸化バリウムを含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  54. 該ガラスウール繊維は約0〜約9.5重量%の酸化バリウムを含んでいることを特徴とする請求項53記載のフィルター媒質複合体。
  55. 該ガラスウール繊維は約5重量%以下の酸化亜鉛を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  56. 該ガラスウール繊維は約0.5〜約3.0重量%の酸化亜鉛を含んでいることを特徴とする請求項55記載のフィルター媒質複合体。
  57. 該切断ガラス繊維は約55〜約65重量%のSiO、約10〜15重量%のAl、約0〜約1重量%の硼素、約1重量%以下の酸化鉄、約2.0重量%以下の酸化ナトリウム、約3.0重量%以下の酸化カリウム、約20〜25重量%の酸化カルシウム、および約5重量%以下の酸化マグネシウムを含み、該ガラスウール繊維は約70重量%以下のSiO、約7重量%以下のAl、約0.5重量%以下の酸化鉄、約0.2重量%以下の硼素、約15重量%以下の酸化ナトリウム、約7重量%以下の酸化カリウム、約10.0重量%以下の酸化カルシウム、約5重量%以下の酸化マグネシウム、約10重量%以下の酸化バリウムおよび約5重量%以下の酸化亜鉛を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  58. 該切断ガラス繊維は該フィルター媒質複合体の全重量の約5〜約40重量%をなしている請求項57記載のフィルター媒質複合体。
  59. 該切断ガラス繊維は約59〜約60重量%のSiO、約13重量%のAl、約0.6重量%以下の硼素、約0.5重量%以下の酸化鉄、約1.0重量%以下の酸化ナトリウム、約0.5重量%以下の酸化カリウム、約21〜23重量%の酸化ナトリウム、約4.0重量%の酸化マグネシウムを含み、該ガラスウール繊維は約62〜69重量%のSiO、約2.5〜6.5重量%のAl、約0.2重量%以下の酸化鉄、約0.08重量%以下の硼素、約8.5〜12.5重量%の酸化ナトリウム、約2.5〜約7.0重量%の酸化カリウム、約4.0〜6.0重量%の酸化カルシウム、約2.5〜約5.0重量%の酸化マグネシウム、約0〜約9.5重量%の酸化バリウムおよび約0.5〜約3.0重量%の酸化亜鉛を含んでいることを特徴とする請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  60. 該切断ガラス繊維は該フィルター媒質複合体の全重量の約5〜約40重量%をなしている請求項59記載のフィルター媒質複合体。
  61. 該切断ガラス繊維は該フィルター媒質複合体の全重量の約5〜約40重量%をなしている請求項1記載のフィルター媒質複合体。
  62. 該切断ガラス繊維は該フィルター媒質複合体の全重量の約20〜約25重量%をなしている請求項1記載のフィルター媒質複合体。
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