(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
織物状、編物状、不織布状、フェルト状の何れかの形態を有する繊維状活性炭布の両面に保護層を積層し、キルティング加工した後に、水分散系のバインダー樹脂加工浴中に浸漬し、乾燥・固着処理を施し、該シートの通気性が１０ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ以上、剛軟度が３ｇｆ・ｃｍ以下であることを特徴とするキルティング吸着シート。
【請求項２】
請求項１において、バインダー樹脂がウレタン系、アクリル系、ビニル系、シリコン系であることを特徴とするキルティング吸着シート。
【請求項３】
樹脂付与量が固形分で繊維状活性炭に対して０．０１ｗｔ％以上、２ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のキルティング吸着シート。
【請求項４】
架橋剤を併用して固着したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のキルティング吸着シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維状活性炭シートによりガス状有害物質を吸着除去するフィルターに関する。詳細には脱臭フィルター、水処理フィルター、防護衣服等に供するシート等に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
繊維状活性炭単独で形成されたシートは、従来より織物状、編物状、不織布状と種々提案されている。しかしなら該シート単独で加工及び使用されると、外部から加えられる機械的な力により活性炭繊維が破損または粉末化され、活性炭粉塵が脱落、飛散する問題が生じる。
【０００３】
従来、活性炭の脱落、飛散を抑制するために、高密度の織物や高充填率の不織布等により活性炭を挟み込む、または包み込むという方法が利用されている。しかし、これらの方法によると活性炭の脱落は抑制されるが材料の通気性が低下し、また剛性が高くなるという問題が生じる。
【０００４】
特開昭５８−８１４２５号、特公昭６２−４６６８０号あるいは特許２６９５４５０号には繊維状活性炭のカットファイバーを紙に梳く方法が提示されている。しかし紙にする場合、パルプ等の支持繊維を併用するためにシート中の活性炭の使用比率が低くなるので、十分な吸着性能すなわちフィルター性能が得られないとともに通気性が低くなる。
【０００５】
特開平３−９６３４７号には紙層と紙層の間に粒状あるいは粉状の活性炭を水溶性接着剤により接着積層した材料が開示されている。これによれば紙層により活性炭が保護され活性炭の破損、粉末化は抑制される。しかしながら粒状あるいは粉状の活性炭を使用しているため繊維状活性炭に比べて吸着速度が小さくなる上に、接着剤により活性炭の一部分が被覆されるため吸着容量も小さくなる。また紙層により通気性が低下し剛性が高くなる問題がある。
【０００６】
特開昭６０−４８１１０号あるいは特許１６６９２０８号には紙、織編物あるいは不織布の基材シートにバインダーを介して活性炭を接着させたフィルター材が提示されている。通気性を有する基材シートを用いることにより十分な通気性は得られるが、上記の従来例と同様に活性炭の一部分が接着剤により被覆されることにより吸着容量は低下する。また接着箇所が部分的であるため接着されていない箇所については外部からの機械的な力により活性炭の破損あるいは粉末化が生じることは防げない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維状活性炭シートにかかる機械的な力による繊維の破損あるいは粉末化から発生する活性炭粉塵の脱落、飛散を防止し、なおかつ通気性、柔軟性の優れた繊維状活性炭シートを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するにあたり、本発明者らは鋭意検討の結果本発明に至った。すなわち本発明は、吸着材保護層即ち、織物、編物、不織布、開孔フィルム等の材料などからなる通気性、柔軟性に優れた基材（繊維状活性炭布の保護層）で繊維状活性炭布を挟み込んだキルティング積層布帛を水分散系のバインダー樹脂加工浴により浸漬処理（ディップ・ニップ）し、乾燥・固着処理（ドライ・キュア）を施して得られ、通気性が１０ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ以上、剛軟度が３ｇｆ・ｃｍ以下であることを特徴とするキルティング吸着シートである。
【０００９】
水分散系のバインダー樹脂としては、材料の柔軟性を維持するという観点からウレタン系、アクリル系、ビニル系またはシリコン系の樹脂を用いることが推奨される。また付与される樹脂量としては固形分で０．０１〜２ｗｔ％、好ましくは０．１〜１．５ｗｔ％が適切である。また架橋剤を併用して固着された吸着シートは特に活性炭粉塵の脱落が少なくなる。溶液タイプのバインダーの場合、バインダーのモノマーやオリゴマーおよび溶媒が繊維状活性炭に吸着されるので用いることはできない。
【００１０】
【発明の実施の態様】
本発明に使用する繊維状活性炭は、綿、麻といった天然セルロース繊維の他、レーヨン、ポリノジック、溶剤紡糸法によるといった再生セルロース繊維、さらにはポリビニルアルコール繊維、アクリル系繊維、芳香族ポリアミド繊維、架橋ホルムアルデヒド繊維、リグニン繊維、フェノール系繊維、石油ピッチ繊維等の合成繊維を原料として製造することができる。具体的には、これら原料繊維の短繊維あるいは長繊維を用いて製織、製編、不織布化した布帛に必要に応じて適当な耐炎化剤を含有させた後、４５０℃以下の温度で耐炎化処理を施し、次いで５００℃以上１０００℃以下の温度で炭化賦活する公知の方法によって製造できる。
【００１１】
この際用いられる原料繊維は、得られる繊維状活性炭の物性（強度等）が高いこと、優れた吸着性能が得られること等から、再生セルロース繊維、フェノール系繊維、アクリル系繊維が好ましく、また賦活処理としては、水蒸気、二酸化炭素等の賦活ガスを１０〜７０容量％含有した状態で、７００℃以上に加熱することにより行うことが好ましい。賦活の温度、時間、賦活ガス濃度等の条件を選定することにより、比表面積が５００〜２５００ｍ2／ｇの任意の活性度を有する繊維状活性炭布が得られる。
【００１２】
繊維状活性炭布の形態としては、織物状、編物状、不織布状、フェルト状等が挙げられるが、通気性、積層の容易性、柔軟性などの面から勘案して、織物状または編物状であることが好ましい。また炭化賦活工程は前記原料繊維を炭化賦活した後、布帛状に形成することも可能であるが、ハンドリングの面からは、布帛形成後に炭化賦活処理を施すのが好ましい。
【００１３】
繊維状活性炭布の保護層としては、織物、編物、不織布、開孔フィルム等の材料があげられるが、通気性、柔軟性の面から粗い密度で製織あるいは製編された織物あるいは編物が好ましい。本繊維状活性炭布の保護層の目的としては、外部から与えられる機械的な力から繊維状活性炭布を保護すること、また繊維状活性炭布の機械的強度を補うことにある。
【００１４】
繊維状活性炭布と繊維状活性炭布の保護層の積層手段としては、接着剤塗布による貼り合わせ、粉体、粒体、あるいは不織布状ホットメルト接着剤による接着、またはキルティングによる積層、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。活性炭の吸着性能を損なわないこと、積層加工による質量の増大がほとんどないこと、通気性を損なわないこと、加工や補修が容易なことあるいは柔軟性の面からキルティングで積層する方法が好ましい。
【００１５】
本発明の目的を達するためには、前記積層材料を水分散系のバインダー樹脂加工浴中に浸漬し、乾燥・固着する必要がある。具体的には該積層材料を水分散系のバインダー樹脂加工浴に浸漬処理（ディップ・ニップ）し、乾燥後、１３０℃以上１９０℃以下の温度で固着処理する。加工液に十分に材料を浸漬させることにより活性炭繊維間の接着が均一に強固なものとなり、活性炭の脱落、飛散を効果的に抑制することができる。
【００１６】
水分散系のバインダー樹脂としては、ウレタン系、アクリル系、ビニル系、エステル系、シリコン系、ナイロン系、オレフィン系等あげられるが、材料の柔軟性を勘案し、硬化後のポリマーの剛性が小さいウレタン系、アクリル系、酢酸ビニル系またはシリコン系の樹脂を用いることが好ましい。
【００１７】
樹脂の付与量としては、活性炭の脱落防止性と材料の吸着性、柔軟性とを考え合わせ、固形分として繊維状活性炭に対して０．０１〜２ｗｔ％付与することが好ましい。０．０１ｗｔ％以下であると十分な脱落防止性が得られず、２ｗｔ％を超えると活性炭の吸着性が損なわれるとともに材料が硬くなる。
【００１８】
また樹脂の固着処理に架橋剤を併用することにより、柔軟性を損なうことなく、活性炭の脱落防止性を効果的に高めることができる。
【００１９】
最終製品の吸着材として通気性は１０ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ以上あることが好ましく、１０ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ以下であると十分なフィルター効果が得られず、衣服材に適用する場合は過度の暑熱下や過大な運動時には蒸れ感の解消ができなくなる。また剛軟度は３ｇｆ・ｃｍ以下が好ましく、３ｇｆ・ｃｍ以上であると衣服材としては剛性が高くなり着用感に劣る。
【実施例】
以下実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。尚実施例に記載の評価方法は以下に記す方法による。尚実施例及び比較例の条件及び結果については、表１にまとめた。
【００２０】
ガス平衡吸着量：１／１０飽和度のトルエン蒸気に対する吸着量をＪＩＳ−Ｋ−１４７７に記載の方法により測定した（なお、ここでは吸着量の単位としてｗｔ％を割かえして、ｇ／ｍ2を用いた）。
活性炭粉塵量：単位面積（１ｍ2）の試料の片面から家庭用掃除機（日立クリーナー  ＣＶ−Ｗ７５）で３分間活性炭を吸い取り、ゴミパックに集められた活性炭粉塵を定量し、これを粉塵量とする。
剛軟性 ：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６ ６．２２．２ Ｂ法（スライド法）による。
比表面積：窒素の吸着等温線を求め、これを基にしてＢＥＴ法により算出する。
通気性 ：ＪＩＳ−Ｌ−１０１８ ６．３４ による。
厚さ：ＪＩＳ−Ｌ−１０１８ ６．５ による。
【００２１】
編物状活性炭布を次に記載した方法で作成した。即ち、単糸２．２ｄｔｅｘ２０ｓ／１のノボラック系フェノール樹脂繊維紡績糸からなる目付２２０ｇ／ｍ2の丸編物を４００℃の不活性雰囲気中で３０分間加熱し、次に８９０℃まで２０分間、不活性雰囲気中で加熱し炭化を進行させ、次に水蒸気を１２容量％含有する雰囲気中、８９０℃の温度で２時間加熱賦活した。得られた編物状の繊維状活性炭の質量は１２５ｇ／ｍ2、比表面積１４００ｍ2／ｇ、厚さ０．８０ｍｍ、通気性は水位計１．２７ｃｍの圧力差で２００ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ、トルエンの平衡吸着量は５６ｇ／ｍ2であった。
【００２２】
一方、トリコット編地（繊維状活性炭布の保護層）を以下の方法で作成した。２８ゲージ２枚筬トリコット機により、フロント筬にポリエステルフィラメント（８２．５ｄｔｅｘ、３６フィラメント）を、またバック筬にポリエステルフィラメント（２２ｄｔｅｘ、モノフィラメント）を各々フルセットして、フロント１−２／１−０、バック１−０／２−３の組織で経編地を編成後、定法により精練し、更に分散染料により染色した。このようにして得られた編地は、厚み０．２８ｍｍ、目付６０ｇ／ｃｍ2、通気性５００ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ であった。
【００２３】
前記編物状活性炭布を中間層として、該トリコット編地で両面を積層し、１ｉｎｃｈピッチでキルティングにより縫合した。得られた複合材は、質量２５０ｇ／ｍ2、厚さ１．３６ｍｍ、通気性１８０ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ、トルエンの平衡吸着量は５６．３ｇ／ｍ2、剛軟度２．０８ｇｆ・ｃｍ、活性炭粉塵量は９２ｍｇ／ｍ2であった。
【００２４】
【実施例１】
〔００２５〕項で作成した積層材料を４ｗｔ％のウレタン系バインダー樹脂（明成化学工業（株）パスコールＶ１０１）加工浴にパッド乾燥後、１７０℃で固着処理を施し、樹脂固形分で１．０３ｗｔ％付着させた。この材料の活性炭粉塵量、ガス平衡吸着量、剛軟度を表１に示す。
【００２５】
【実施例２】
０．５ｗｔ％の酢酸ビニル系バインダー樹脂（明成化学工業（株）メイカセットＬＣ１０１）及び０．３ｗｔ％の架橋剤（住友化学工業（株）スミテックスレジンＭ−３）を含む加工浴を用い実施例１と同様な加工処理を施し、樹脂固形分で０．１３ｗｔ％付着させた。この材料の活性炭粉塵量、ガス平衡吸着量、剛軟度を表１に示す。
【００２６】
【比較例１】
バインダーで処理する前の材料を比較例１とする。
【００２７】
【比較例２】
３ｗｔ％エステル系バインダー樹脂（高松油脂（株）ＴＫセット４１３）加工浴を用い実施例１と同様な加工処理を施し、樹脂固形分で０．７７ｗｔ％付着させた。
【００２８】
【比較例３】
９ｗｔ％ウレタン系バインダー樹脂（明成化学工業（株）パスコールＶ１０１）加工浴を用い実施例１と同様な加工処理を施し、樹脂固形分で２．３０ｗｔ％付着させた。
【００２９】
【表１】
0003646877.tif 000002
【００３０】
実施例１，２は活性炭の吸着性能を全く損うことなく活性炭の粉塵量を大幅に減少させている。それに対し比較例２は粉塵量は低下するが、柔軟性に低下が認められた。比較例３については、吸着性について大きな低下が認められた。
【００３１】
【発明の効果】
通気性、柔軟性に優れた基材（繊維状活性炭布の保護層）で繊維状活性炭布を挟み込んだ積層布帛を水分散系のバインダー樹脂加工浴により浸漬処理（ディップ・ニップ）し、乾燥・固着処理（ドライ・キュア）を施して得られることにより、繊維状活性炭布にかかる機械的な力による繊維の破損あるいは粉末化から発生する活性炭粉塵の脱落、飛散を防止し、なおかつ通気性、柔軟性の優れた繊維状活性布を得ることができ、産業界への寄与は大である。