(57)【要約】【課題】少量の抗菌剤で高い静菌活性値を示し、かつ高い捕集効率を低い圧力損失で達成する抗菌ＨＥＰＡフィルタを、コンポジット溶液を用いて電界紡糸法することは適切な条件範囲が狭く作製が困難である。【解決手段】ベースとなるポリエーテルスルホン溶液と同液に抗菌剤として無機系金属またはホタテ粉を添加したコンポジット溶液を用いて、エレクトロスピニング法によりナノファイバーを形成する。先ず基材上にコンポジット溶液で抗菌含有率が静菌活性値≧２．０を少し超える程度に第一層として積層し、圧損を測定して１００Ｐａに不足する分だけベース溶液の電界紡糸で積層追加することにより２層構造の抗菌エアフィルタろ材を得た。【選択図】図１
2014144420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界紡糸法により作製したナノファイバーに抗菌性を付与したことを特徴とした抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項２】
抗菌性を付与する方法として抗菌剤をポリマー溶液にＰＨＲで１〜５０％、望ましくは４〜２５％添加したコンポジット溶液を電界紡糸したナノファイバー層を基材の上もしくは基材上に積層された別種のナノファイバー層の上に被覆し、２層構造としたことを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項３】
抗菌性を付与する方法として抗菌剤をポリマー溶液にＰＨＲで１〜５０％、望ましくは４〜２５％添加したコンポジット溶液を電界紡糸したナノファイバー層を基材の上もしくは基材上に積層された別種のナノファイバー層の上に被覆し、さらにその上に少なくとも養生層を含む３層以上の構造としたことを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項４】
エアフィルタに要求されるフィルタ性能を持たせたナノファイバー層を、請求項２のコンポジット溶液とは別種の溶液の電界紡糸により作製したナノファイバー層とし、基材の上もしくは基材上に積層された請求項２のコンポジット溶液によるナノファイバー層の上に被覆したことを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項５】
コンポジット溶液によるナノファイバー層も抗菌性の発現のみならず限定的ではあるがフィルタ性能を付与させ、コンポジット溶液とは別種の溶液によるナノファイバー層でフィルタ性能の目標値に不足している分を補足するようにしたことを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項６】
請求項３もしくは請求項４の多層構造を形成する層の内、少なくとも一層の繊維径を５０〜５００ｎｍ、望ましくは１００〜２００ｎｍとしたことを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項７】
抗菌剤の大きさが１００μｍ以下であり、ナノファイバーと組み合わせたナノコンポジット・ナノファイバーであることを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。
【請求項８】
抗菌剤の粒子径は望ましくは１〜１００ｎｍであることを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項９】
ろ材全体における抗菌剤の質量割合（＝抗菌剤含有率）が１０００ｐｐｍ以下であり、かつ静菌活性度が２．０以上、望ましくは２．５以上であることを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項１０】
２層構造あるいは３層以上の構造のナノファイバーの各々の繊維径を変えることにより、より細いナノファイバー層の保護を図ることを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。  
【請求項１１】
２層構造あるいは３層以上の構造のナノファイバー極細繊維の各々の繊維径を変えることにより、捕集対象となる塵埃の粒子径を分離して捕集効率の向上および長寿命化を図ることを特徴とした請求項１の抗菌エアフィルタろ材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノコンポジット・ナノファイバーを使用した抗菌エアフィルタろ材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院，薬品工場，食品工場，電子部品工場，オフィルビル，住宅等への導入外気の清浄化及び内部循環空気の清浄度維持はエアフィルタによるろ過が一般的であるが、ろ過に要するファン，ブロア動力は夏冬の厳しい電力消費の一原因となっている。エアフィルタの圧力損失低減はこの電力逼迫状態の解決に著しい効果がある。
エアフィルタの性能は風速一定下での圧力損失と粉塵捕集率で表すことが多いが、粉塵捕集率が同じであれば圧力損失が小さいフィルタの方が性能が高いと言える。フィルタ性能をＦｉｇｕｒｅ  ｏｆ  Ｍｅｒｉｔ（ＦＯＭ）とかＱ値と称する数値で表わす場合もある。
フィルタ素材の平均繊維径を下げて行くとフィルタ性能が向上することが知られており、微小径の繊維加工技術がフィルタ性能を上昇させてきた歴史がある。電界紡糸技術は既存繊維では得られなかった極微小径の繊維を得ることができ、平均自由行程をナノファイバー繊維半径で除したクヌーセン数（Ｋｎ）を大幅に引上げるためスリップフロー効果が顕著になるので圧損上昇が抑制されフィルタ性能を大きく向上させることが出来る。また、繊維径により最も捕集し難い粉塵粒子径が変化することも分かっている。
【０００３】
そして、繊維径が１μｍ未満のナノファイバー（ナノ繊維）を製造する方法として、エレクトロスピニングが広く知られている。エレクトロスピニング法による典型的なナノファイバーの製造方法は、先ずファイバーを構成する高分子（ポリマー）を溶媒に溶解し、この溶液を紡糸溶液としてシリンジに充填する。そして、シリンジに装着されているニードル型電極と、ナノファイバーを堆積させるコレクタ電極との間に数ｋＶ〜数十ｋＶの直流高電圧を印加して、ニードル型電極とコレクタ電極との間に強い電界を発生させる。この環境下で、ニードル型電極から紡糸溶液をコレクタ電極に向けて放出すると、高分子を溶解していた溶剤等は電界中で蒸発し、高分子は凝固しながら延伸されナノオーダーの極細繊維（ナノファイバー）がコレクタ電極上に堆積する。この紡糸条件を変えることにより、ｎｍからμｍスケールの極細ファイバーが形成される。
【０００４】
紡糸溶液は高分子単体溶液に限られず、異なる高分子の混合溶液、また高分子、無機物などの混合溶液を用いることができるため、ナノハイブリッドファイバーやナノコンポジット・ナノファイバーが製造可能である。
ナノファイバーには、「高比表面積」、「分子配列効果」、「ナノサイズ効果」といった特徴があり、ナノ構造による特異な機能発現が期待できる。
【０００５】
一方、近年、抗菌加工を施した繊維製品や樹脂成形品などが注目され、例えば、抗菌性を付与した衣類、医療用品、衛生用品などが市販されている。
これら従来の抗菌製品では、樹脂に抗菌性を付与するための特別な抗菌加工が必要とされる。この抗菌加工に用いられる抗菌物質としては、従来、銅、銀、亜鉛等の金属イオンを有する無機系抗菌剤や、塩化ベンザルコニウム、有機シリコン系、第４級アンモニウム塩等の有機系抗菌剤などが汎用されている。
【０００６】
抗菌効果をナノファイバーに持たせた上で所定の捕集効率を有するフィルタろ材を作成する場合、ナノファイバー繊維強度を低下させることが多いので抗菌剤の添加は極力抑制しつつ、所定の抗菌性を持たせる。一例として示すと、ＪＩＳＬ１９０２の菌液吸収法に定められる静菌活性値が２．０以上になるようにする必要がある。また、目標の捕集効率を極力低い圧損でクリアするほど商品競争力は高まるので繊維径を細くしてスリップフロー効果を享受するとともに、細繊維化や抗菌剤添加で脆弱化するナノファイバー層の生産工程での破損防止にも配慮が必要である。
このような商品を実現するためには、目標の捕集効率，圧損，抗菌剤，ポリマー，溶剤を定め、コンポジットナノファイバー作製実験を繰り返し、フィルタ性能の測定結果の再現性を確立しておく必要がある。その上で、抗菌剤添加溶液で作製したナノファイバー膜の抗菌試験によりナノファイバー膜に関する下記性能を把握しておく。
１．静菌活性値＝２．０のＭＩＣ（最小発育阻止濃度）を求める。これは抗菌剤の抗菌能力を示す指標でもあり、小さいほど強力と言える。例えばＭＩＣ＝１０００ｐｐｍの抗菌剤はＭＩＣ＝５００ｐｐｍの抗菌剤よりは抗菌能力が低い。
２．ＭＩＣとは別に、静菌活性値＝２．０を確保するための試料総質量に対するコンポジットナノファイバー膜中に含まれる抗菌剤の質量比も求めておく必要がある。
以下では、これを抗菌剤含有率と呼ぶが、含有率を高めれば抗菌性能は高まるが、ナノファイバーの繊維強度、コストを考えると少ない方が望ましい。
３．電界紡糸量（目付）とフィルタ性能，抗菌性能の関係（一例を模式図にて最終頁に示すので参照のこと）
４．ポリマー濃度と抗菌剤含有率（０ｐｐｍを含む）が繊維径に与える影響
所定の捕集効率を有するフィルタ（具体的な説明の方が理解し易いので、以下ではＨＥＰＡフィルタを例として取上げる）ろ材で抗菌性を有するろ材を最も簡単に得る方法は（１）抗菌剤をポリマー溶液に添加したコンポジット溶液（分散液も含む）を適当な基材の上に電界紡糸して（２）抗菌剤含有率＝１０００〜１２００ｐｐｍ程度にナノファイバーろ材を作製し、（３）そのろ材の圧損，捕集効率を測定して目標圧損以下でＨＥＰＡフィルタの捕集効率を達成していることを確認することである。
しかし、この方法で首尾よく抗菌ＨＥＰＡフィルタが得られる作製条件は狭くなってしまう。それは一種類のコンポジット溶液で（２）と（３）を同時に満たすナノファイバーろ材を作製しようとすることに起因している。つまり、（３）の目標圧損下でＨＥＰＡ効率を得ることがトレードオフの関係にある上に、ナノファイバーろ材の目付とともに比例するもののコスト的には抗菌剤含有率≦１２００ｐｐｍを狙いたいところの（２）が加わるため、（２）と（３）の両方を満たす適正目付の範囲が狭くなってしまうからである。
作成条件の狭さは歩留まりの低下や生産速度の低下、検査測定時間の増加等不利益をもたらす。
【０００７】
さらに、低圧損の抗菌ＨＥＰＡフィルタ開発では、目標圧損が低いほど使用可能な抗菌剤は限定されてくる。しかも、電界紡糸溶液中で溶解するものと溶解せずに分散液として用いられるものとがあるが、抗菌剤の添加量はナノファイバー繊維の性状変化、経済性の観点から少ないほど有利である。少量で静菌活性値≧２．０を発現させるにはＭＩＣが小さい抗菌剤が望ましく、その面からも使用可能な抗菌剤は限定されてくる。
【０００８】
適切な抗菌剤を得ても電界紡糸溶液にＰＨＲで何％添加すれば目指す膜が得られるかの検討が必要である。通常は目指す膜を一溶液で基材上に形成しようとする。つまり、抗菌剤を添加した溶液のみで抗菌ＨＥＰＡフィルタろ材を作製しようとする（ナノファイバー膜の固定，養生等はここでは無視する）。その場合、その溶液濃度で圧損と捕集効率を併せたフィルタ性能が目標値（圧損≦１００Ｐａ、捕集効率≧９９．９％とする）を超えるだけの目付を積層した時に、過大でない抗菌剤含有率で抗菌性能も静菌活性値≧２．０であることが望ましいが、圧損と捕集効率の関係がトレードオフの関係で、かつそれらと関係する目付と適切な抗菌剤含有率での抗菌性能の確保がトレードオフの関係にあるからである。
【０００９】
この二重のトレードオフを巻末の第一図と第二図を用いて説明する。電界紡糸ナノファイバーによる低圧損ＨＥＰＡフィルタの作製では、圧損・捕集効率と目付の関係は概略第一図のように適正目付範囲（図では１．５〜３ｇ／ｍ２）がある。一方、第二図に示すように適正な抗菌剤含有率（図では１０００〜２０００ｐｐｍとしている）で適正目付１．５〜３ｇ／ｍ２の範囲（図中の朱色の破線で囲った部分）を通過する抗菌剤濃度は４％超〜１０％未満であるが、その範囲内の或る濃度で紡糸しても、その濃度直線が朱色破線部内に含まれるのは上記適正目付の約１／４程度の目付範囲しかなく、温・湿度，気流等の影響を受ける電界紡糸が高精度の再現性を得難いことを考えると本法の困難さが理解できる
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−０８２５６６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】繊維学会誌  第６３巻  第１２号  ｐｐ３０７−３１２  ２００７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明はこれらの課題を解決しようとしたもので、本発明の第１の目的は、高効率の粉じん捕集機能を有し且つ圧力損失を大幅に低減した抗菌エアフィルタろ材により省エネルギー化を可能にしたものである。
【００１３】
本発明の第２の目的は、低い圧力損失でありながら細菌やウイルスなどが付着した粉じんを抗菌エアフィルタろ材にて的確に捕集できるようにしたものである。
【００１４】
本発明の第３の目的は、抗菌エアフィルタろ材にて捕集した細菌やウイルスなどの繁殖を抑制し、エアフィルタの下流側への飛散を防止しようとしたものである。
【００１５】
本発明の第４の目的は、細菌やウイルスなどの抗菌機能とろ過機能の寿命がほぼ同時に来るようにしたものである。    
【００１６】
本発明の第５の目的は、安価な抗菌機能を持った抗菌エアフィルタろ材を提供するものである。
【００１７】
本発明の第６の目的は、圧力損失が低く処理風量が大きな抗菌エアフィルタろ材を提供しようとしたものである。
【００１８】
本発明の第７の目的は、従来品に比べて捕集率が高効率でありながら、寿命の長い抗菌エアフィルタろ材を提供しようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の解決手段は、（１）抗菌剤をポリマー溶液に添加したコンポジット溶液（分散液も含む）を適当な基材の上に電界紡糸して（２）抗菌剤含有率＝１０００〜１２００ｐｐｍ程度でナノファイバーろ材を作製し、（３）そのろ材の圧損，捕集効率を測定して目標圧損以下でＨＥＰＡフィルタの捕集効率を達成していることを確認することである。つまり、一例で示すと、抗菌性能を付与するためのコンポジット溶液でナノファイバー層を基材上に抗菌剤含有率＝１０００〜１２００ｐｐｍになるよう電界紡糸により積層し、その上にフィルタ性能の目標値を達成するのに最も適した溶液の電界紡糸でナノファイバー層を積層するものである。
抗菌剤は微粒子化されたものが多いが、微粒子抗菌剤をナノファイバー層の上に直に添着させる方法もある。単に散布するだけでは製造工程・ハンドリング中の脱落や通風時の２次側への漏洩も懸念されるので添着剤とともに散布されるのが一般的である。
しかし、抗菌剤を空気や水等と撹拌し散布すると抗菌剤含有率＝１０００〜１２００ｐｐｍにするための量的管理と均一分散の両方を同時に実現することになり、これまた難しい作業である。
量的管理と均一分散の両立をより容易に実現する方法としてコンポジット溶液の電界紡糸がある。適当な濃度の抗菌剤をポリマー溶液に添加して電界紡糸するとポリマーで希釈されているので直に散布する場合より散布量が多くなるので量的管理が容易であり、また電界紡糸により均一分散の精度は上述の撹拌散布より遥かに向上するからである。
【００２０】
本発明の第２の解決手段は、従来の二重のトレードオフを解決することにある。つまり、抗菌剤濃度が朱色破線部より左側（第二図によれば１０％以上）を通る高い抗菌剤濃度の溶液を用いて適正な抗菌剤含有率の膜を基材上に作製し、その圧損を測定して目標値（１００Ｐａ）に満たない分の圧損を補うだけ抗菌剤を含まない溶液の電界紡糸で追加積層することで目的を達成する方法である。第１層で抗菌性能と若干のフィルタ性能を、第２層でフィルタ性能不足分を補完することで目標値をクリアさせる２層構造とすることである。
【００２１】
本発明の第３の解決手段は、背景技術で述べた如くナノファイバー層のフィルタ性能に及ぼすナノファイバー繊維径の影響は大きく、繊維径を変えることで各粉塵粒子径に対する捕集効率を調整出来る。本発明では２層構造を採用するので、第一層と第二層の繊維径を変えることによりフィルタの特性を広く調整可能にしたことである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２３】
本発明のナノファイバー層は、ベースのポリマー（ポリエーテルスルホンなど）溶液とこのポリマー溶液に抗菌剤として無機系金属およびホタテ粉等を含むコンポジット溶液（分散液を含む）の２溶液を原料とする。
【００２４】
コンポジット溶液の電界紡糸膜を基材上に第一層として積層後、圧損を測定して１００Ｐａに不足する分だけベースのポリマー溶液を電界紡糸して第二層として追加積層することにより目標の抗菌ＨＥＰＡフィルタ用ろ材を得る。この方法によると容易に、迅速に、歩留良く、したがって経済的に作製することが出来る。ここで１００Ｐａに不足する分の追加は必ず１００Ｐａに至らしめることを意味するのではなく、１００Ｐａ未満の近傍値も許容することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】圧損・捕集効率と目付の関係を示す図。
【図２】圧損・抗菌剤含有率と目付の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明のナノファイバー及びコンポジットファイバーは従来と同様のエレクトロスピニング装置を用いて形成することができる。エレクトロスピニング装置は、シリンジ、ニードル型電極ノズル、コレクタ電極などから構成されている。コレクタ電極は平板であってもよいし、円筒状など他の形態であってもよい。ニードル型電極とコレクタ電極の間に高電圧、例えば数ｋＶから数十ｋＶ程度の電圧が付与され、シリンジから紡糸溶液の一定量が放出される。この一定量の放出は、シリンジ内に一定圧力を負荷することにより行うことができる。
【００２７】
エレクトロスピニング法により形成されるファイバーの直径は、溶液の粘度、使用される高分子の種類、その重合度、溶液の組成、印加電圧、流量などによって異なり、溶液の粘度が高い場合、高分子の重合度が大きい場合、印加電圧が低い場合、流量が多い場合は、通常ファイバー径が太くなる。
【００２８】
エレクトロスピニングにおいては、一般的には、紡糸雰囲気は空気中、室温で行うが、紡糸条件によっては室温より低温で、あるいは室温より高温で行う。また大気中の水分により電界が影響を受けるため、湿度は所定の範囲に保つことが繊維径の安定化には必要である。
【００２９】
本発明のナノファイバー及びコンポジットナノファイバーの製造に用いるポリエーテルスルホンは、下記の分子構造を有している。ポリエーテルスルホンは、繰返し単位にエーテル基とスルホン基を有する芳香族系ポリマーである。
【００３０】
【化１】
2014144420.tif 000003
【００３１】
なお、本発明のポリエーテルスルホンには、従来エレクトロスピニング法により紡糸可能であることが知られた高分子材料を必要であれば本発明の効果が奏される範囲で用いてもよい。このような高分子材料の例としては、例えば、ポリベンズイミダゾール、ポリスルホン、ポリアリレンエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリカプロラクタム、ポリ乳酸、ナイロン６、ナイロン６６、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミドなど溶剤に溶解する種々の高分子が挙げられるが、ポリエーテルスルホンの本来のエンジニアリングプラスチックとしての性能を減じないものであれば特にここに例示したものに限定されない。
【００３２】
上記ポリエーテルスルホンを溶解して紡糸溶液を形成するために用いられる溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）などが挙げられるがこの限りではない。また、これらを混合して用いてもよい。
【００３３】
本発明のナノファイバー及びコンポジットナノファイバーの製造方法においては、従来ナノファイバーを製造する際に用いられている紡糸溶液に、他の高分子添加剤を本発明の効果が奏される範囲で添加してもよい。
【００３４】
また、必要に応じてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などの繊維化促進剤を用いてもよい。この繊維化促進剤の濃度はポリエーテルスルホンの質量に対して、０．０１〜１０質量％の範囲内にあることが好ましく、０．１〜５質量％の範囲内にあることがさらに好ましい。
【００３５】
本発明では、紡糸溶液中に無機系金属、またはホタテ粉を含有させて用いる。その含有量は、ポリエーテルスルホンの質量に対して０．０１〜３０質量％が好ましく、０．１〜２５質量％がさらに好ましい。
【００３６】
含有量が０．０１質量％以上であると、抗菌性の発現が明確になるという利点がある。含有量が０．１質量％以上であると、この効果がより顕著になる。
【００３７】
含有量が３０質量％以下であると、ナノファイバー層の強度がフィルタ用濾材としての強度を維持できるという利点がある。含有量が２０質量％以下であると、この効果がより顕著になる。
【００３８】
抗菌剤の平均粒径は１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。また、平均粒径は１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることがさらに好ましい。また、平均粒径は１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内にあることがまたさらに好ましい。
【００３９】
平均粒径が１ｎｍ以上であると、溶液の粘度を電界紡糸に好都合に保つことができるという利点がある。
【００４０】
平均粒径が１００μｍ以下であると、ナノファイバーとの分散性に優れるとともに抗菌性の発現に優れるという利点がある。平均粒径が１００ｎｍ以下であると、この効果がさらに顕著になる。
【００４１】
また、ポリエーテルスルホンの溶液の濃度は、１〜５０質量％の範囲内にあることが好ましい。１０〜３０質量％の範囲内にあることがさらに好ましい。ポリエーテルスルホンの濃度が１質量％以上であると、ビーズ等の粒子状物の生成を抑え、均一な繊維が生成し易くなるという利点がある。ポリエーテルスルホンの濃度が１０質量％以上であると、この効果がより顕著になる。ポリエーテルスルホンの濃度が５０質量％以下であると、溶液粘度が高くなりすぎて電圧印加時においてスプレーが生じなくなるのを防止できるという利点がある。ポリエーテルスルホンの濃度が３０質量％以下であると、この効果がより顕著になる。
【００４２】
本発明のナノコンポジット・ナノファイバーはフィルタろ材に用いるとその効果をより発揮することができるため、電界紡糸は、フィルタ基材であるガラス不織布やポリプロピレン不織布やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）不織布などに積層する。
【００４３】
ナノファイバー・フィルタろ材の静菌活性値は２．０以上であることが好ましい。静菌活性値が２．０以上であると、一定量の菌の増殖を阻害・阻止する効果が発現するという利点がある。
【００４４】
以上のことから、本発明を実施するための形態によれば、以下の効果が得られる。
本発明のナノファイバー及びコンポジットファイバーは、ポリエーテルスルホン溶液と同液に無機系金属またはホタテ粉を添加したコンポジット溶液（分散液を含む）の２溶液を用いて、エレクトロスピニング法により製造することができる。
これにより、「ナノサイズ効果」により高い機能を発現することができ、本発明のナノファイバー及びコンポジットファイバーは静菌活性をあわせて有している。
本発明のナノファイバー及びコンポジットファイバーは、同一体積での表面積が通常のファイバーに比べ非常に大きい（高比表面積）ことから、高効率に静菌活性などの特殊機能を提供することができる。これらの機能はナノファイバーの径に強く依存しており、ナノファイバー繊維径を細くすることで上記特性の向上に繋がる。
また、繊維径が細くなることによるスリップフロー効果の恩恵を享受して圧力損失も極めて小さく、フィルタろ材に用いると送風ファンの動力費を低減させる効果が顕著に現れる。さらに、高い静菌活性の機能を有していることから、病院や製薬工場、食品工場などのエアフィルタに好適である。
【００４５】
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の変更が可能である。
【実施例】
【００４６】
つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
【００４７】
＜電界紡糸＞
電界紡糸装置はフューエンス製ＥＳ−２００を用いた。この装置を用いたときの電界紡糸条件としては、印加電圧は０〜５０ｋＶ、ノズル−電極間距離は２〜２０ｃｍ、シリンジ溶液供給圧力は５〜１００ｋＰａが採用可能である。
【００４８】
＜観察・測定方法＞
紡糸状態については、ノズル先端部にメタルハライドランプ光源（（株）住田光学ガラス製、ＬＳ−Ｍ２１０）を照射し、散乱像を用いて観察を行った。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子（ＪＥＯＬ）製、ＪＭＣ−５７００）を用いて繊維の構造観察を行った。観察は加速電圧１０ｋＶの条件で行った。なお観察試料として、高分子繊維表面にファインコーター（日本電子製、ＪＦＣ−１６００）を用いて厚さ約５ｎｍの白金コートしたものを用いた。得られた２次電子像から繊維上の任意の２０点の繊維径を測定し、平均繊維径を求めた。
【００４９】
＜観察・測定結果＞
電場印加後にノズルの先端からのベース溶液に抗菌剤を添加したコンポジット溶液の連続的な紡糸が確認され、ナノファイバーはＰＥＴ不織布の上に捕集された。約６０分間紡糸を行うことにより繊維が積層（第一層）した濾材を得ることができた。
【００５０】
＜捕集効率の測定＞
圧力損失の測定はＪＩＳ−Ｂ９９２７に基づいて作製した日本エアーフィルター社製の装置を用いて行い、同時にこの装置に取り付けたＭＳＰ社のＷｉｄｅ−Ｒａｎｇｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ  １０００ＸＰを用いて、ナノ粒子の捕集効率を測定した。
【００５１】
＜観察・測定結果＞
第一層積層後、圧力損失の測定により１００Ｐａに不足する圧力損失分だけベース溶液の電界紡糸を第一層の上に積層した。
【００５２】
＜静菌活性値の測定＞
静菌活性値は、ＪＩＳＬ１９０２菌液吸収法、供試菌：黄色ぶどう球菌で測定した。
菌液吸収法は破壊試験であり、抗菌剤の種類により静菌活性値≧２．０に要する抗菌剤含有率は異なってくるので、最小の抗菌剤含有率（第二図では１０００ｐｐｍ）を事前に把握しておく必要がある。
【００５３】
（実施例１）
ポリエーテルスルホン（住友化学製、スミカエクセルＰＥＳ５２００Ｐ；還元非粘度０．５２）を２２．５質量％となるようにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（和光試薬特級）に溶解した。溶解を確認した後、ナノホタテ粉（東京ナノバイオテクノロジー製、平均粒径４００ｎｍ）をポリエーテルスルホンの質量に対して２０質量％の量で均一分散させた。前記電界紡糸装置（フューエンス製、ＥＳ−２００）を用いた。シリンジ針内径０．３ｍｍで、印加電圧２０ｋＶ、ノズル−主電極間距離１６０ｍｍ、シリンジ溶液供給圧力５ｋＰａとして、ＰＥＴ不織布上に電界紡糸した。その後この積層物を取り出し、５．３ｃｍ／秒の風速で圧力損失を測定した結果その圧力損失は６５Ｐａであった。この濾材の０．１μｍ粒子の捕集効率は９９．５％であった。このナノコンポジット・ナノファイバーのＳＥＭ観察を行ったところ平均径は１０５ｎｍであった。別途同一条件で別途作製した積層物の静菌活性値を測定したところ３．１を示した。
【００５４】
前記と同様にポリエーテルスルホン（住友化学製、スミカエクセルＰＥＳ５２００Ｐ；還元非粘度０．５２）を２２．５質量％となるようにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（和光試薬特級）に溶解した。溶解を確認した後、この溶液を用いて、前記電界紡糸装置（フューエンス製、ＥＳ−２００）を用いて電界紡糸した。印加電圧２０ｋＶ、ノズル−主電極間距離１６０ｍｍ、シリンジ針内径０．３ｍｍで、シリンジ溶液供給圧力５ｋＰａとして、ＰＥＴ不織布上第一層が積層された表面に電界紡糸した。その後この積層物を取り出し、同様に、５．３ｃｍ／秒の風速で圧力損失を測定した結果その圧力損失は９８Ｐａであった。この濾材の０．１μｍ粒子の捕集効率は９９．９７％であった。このナノファイバーのＳＥＭ観察を行ったところ平均径は１２５ｎｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
空調用フィルタを扱っている業界においては、低い圧力損失で且つ高い捕集効率および長寿命の性能を持ったフィルタを従来から追い求めている。しかし、これらの  性能は相反する性能を持ったものであることなどから、なかなか理想とするものが生まれてこなかった。そこで近年繊維業界の技術開発により、ナノファイバーなどが開発されてきたのをきっかけにフィルタ業界でも理想の性能をもった空調用フィルタの開発が注目されている。そこで本発明はこれらの問題を解決し、超極細繊維効果を遺憾無く発揮し低圧損で高効率・長寿命の性能を持ち、高い抗菌特性を有するフィルタろ材を簡便に、迅速に、歩留良く、したがって経済的に提供しようとしたもので本発明は、今後ますます需要の高まる、安全で健康を追求する産業上極めて利用価値の高いものである。
【図１】
2014144420.tif 000004
【図２】
2014144420.tif 000005