(57)【要約】【課題】ホルムアルデヒドの発生が問題となる用途に利用可能で、環境の空気へのホルムアルデヒドの放出量が低く、難燃性が要求されている、特に空調用のフィルタ用基布に好適な基布を提供する。【解決手段】通気度が２００ｃｃ／ｓｅｃ／ｃｍ２以上で、ガーレ法による剛軟度が縦５．０ｍＮ以上、難燃剤の含有率が１〜１０質量％、放出されるホルムアルデヒドの量が０．５０μｇ／５００ｃｍ２以下である難燃フィルタ用基布。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気度が２００ｃｃ／ｓｅｃ／ｃｍ２以上で、ガーレ法による剛軟度が縦５．０ｍＮ以上、難燃剤の含有率が１〜１０質量％、放出されるホルムアルデヒドの量が０．５０μｇ／５００ｃｍ２以下であるフィルタ用基布。
【請求項２】
フィルタ用基布が合成樹脂フィラメントと、該フィラメントを互いに固定させるバインダーとで構成され、合成樹脂フィラメントの繊度が１．５〜３０ｄｔｅｘ、バインダーの含有率が１０〜３０質量％である請求項１に記載のフィルタ用基布。
【請求項３】
目付が５０〜１００ｇ／ｍ２である請求項１又は２に記載のフィルタ用基布。
【請求項４】
使用されるバインダーがポリエステル系樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ用基布。
【請求項５】
バインダーに含有されるリン原子の含有量が１００〜５００００ｐｐｍである請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタ用基布。
【請求項６】
バインダーに含有される難燃剤がリン窒素系の難燃剤である請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタ用基布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂フィラメントと、該フィラメントを互いに固定させるバインダー成分とで構成され、空調フィルタ、家電、半導体工場のクリーンルーム等に使用されるエレクトレット不織布、メルトブロー不織布やポリテトラフルオロエチレン膜等の基布に好適なフィルタ用基布に関するものであり、さらに詳しくは、空調用に使用されるメルトブロー不織布の基布に好適なフィルタ用基布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長繊維不織布において繊維間を接着し固定する方法として、バインダーを用いる方法が広く採用され、 バインダーとしては、エマルジョンタイプの接着用樹脂を使用する方法が最も一般的であり、自己架橋性樹脂を架橋させることや反応性基含有樹脂と架橋剤を併用することが幅広く用いられている。これらの架橋成分は、メチロール基であり、ホルムアルデヒド発生の原因となる。
【０００３】
近年、 環境の空気質とアレルギー等の各種疾患との関連に社会の関心が高まってきており、住宅に於ける室内空気汚染問題はシックハウス症候群、シックビルディング症候群等の症例として取り上げられているが、室内空気汚染物質としてホルムアルデヒド、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等が問題となっている。
【０００４】
特にホルムアルデヒドに関しては、１９９７年に厚生省（当時）から住宅におけるガイドライン値が発表されるなど、明確に問題視されてきており、その発生源は、住宅建築材料である木材、合板、内装材に使われる接着剤、防腐剤、防蟻剤、 生活空間内の家具・調度品、生活用品、および業務用事務機器等あらゆる分野に渡っている。
ホルムアルデヒド対策として、ホルムアルデヒド吸着剤を具備させる方法（特許文献１など）やホルムアルデヒド吸着剤をコーティングする方法（特許文献２など）などが知られているが、十分な対策にはなっていない。
【０００５】
また、近年ダイオキシン発生によるオゾン層破壊の問題が、社会問題となっている。ダイオキシンについては、廃棄物焼却時にハロゲン元素が含まれる化学物質から発生するものと考えられている。
ハロゲン元素は難燃剤に使用される主剤であり、効果も大きく過去より使用されてきた。
しかしながら上記に理由によってフィルタにおいても廃棄焼却時にダイオキシンの元凶になるものは使用するにはいかず脱ハロゲンの難燃剤が要望されていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０４６９６５号公報
【特許文献２】特開２０００−２８７８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、環境の空気質への影響を考慮せざるを得なくなった現在の情勢に合致すべく、生活用品、産業資材、建築材料、土木資材等のさまざまな分野において、将来規制されるであろうホルムアルデヒド環境基準に適合させる用途に利用可能な、環境の空気へのホルムアルデヒドの放出量が低く、特に空調用のフィルタ用基布に好適な長繊維不織布材料を提供しようとするものである。
またフィルタ材を難燃化するためにハロゲン類を使用せずに環境負荷の少ない非ハロゲン材の難燃剤を使用したフィルタを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は以下の構成を採用する。
１．通気度が２００ｃｃ／ｓｅｃ／ｃｍ２以上で、ガーレ法による剛軟度が縦５．０ｍＮ以上、難燃剤の含有率が１〜１０質量％、放出されるホルムアルデヒドの量が０．５０μｇ／５００ｃｍ２以下であるフィルタ用基布。
２．フィルタ用基布が合成樹脂フィラメントと、該フィラメントを互いに固定させるバインダーとで構成され、合成樹脂フィラメントの繊度が１．５〜３０ｄｔｅｘ、バインダーの含有率が１０〜３０質量％である上記１に記載のフィルタ用基布。
３．目付が５０〜１００ｇ／ｍ２である上記１又は２に記載のフィルタ用基布。
４．使用されるバインダーがポリエステル系樹脂である上記１〜３のいずれかに記載のフィルタ用基布。
５．バインダーに含有されるリン原子の含有量が１００〜５００００ｐｐｍである上記１〜４のいずれかに記載のフィルタ用基布。
６．バインダーに含有される難燃剤がリン窒素系の難燃剤である上記１〜５のいずれかに記載のフィルタ用基布。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば環境へのホルムアルデヒドの放出量が低く、かつ難燃性に優れたフィルタ用基布を提供でき、この基布は、特に空調用のフィルタ用基布に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明におけるフィルタ用基布は長繊維不織布を使用することが好ましい。該長繊維不織布は、スパンボンド法等の従来公知の製造方法によって得られる長繊維不織布であり、多数のノズル孔をもつ紡糸口金からの溶融紡糸されたフィラメントを主たる構成材料とするものである。
本発明におけるフィラメントを形成する合成樹脂とは、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンなどの公知の合成繊維材料を用いることができるが、リサイクルのしやすさ、耐熱性などの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のホモポリエステルやこれらの成分以外に共重合成分を有する公知の共重合ポリエステルなどの一般的なポリエステルが好ましい。
これらの合成樹脂材料には安定剤、紫外線吸収剤、吸湿剤、滑剤、顔料等が含まれても良いが、これらにホルムアルデヒドの発生源を有することは好ましくない。
【００１１】
フィルタ用基布の通気度は２００ｃｃ／ｓｅｃ／ｃｍ２以上であることが好ましい。通気度が２００ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ２以下になるとフィルタ圧損が高くなり寿命が短くなるため好ましくない。より好ましくは２５０ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ２以上、更に好ましくは３００ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ２以上である。通気度の上限は特にはないが、通常１０００ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ２以下であることが多い。
【００１２】
フィルタ用基布のガーレ法による剛軟度は縦５．０ｍＮ以上である。縦５．０ｍＮ未満になると、ろ材を貼り合せたフィルタ材のプリーツ加工性が悪化するため好ましくない。また、ダスト保持した状態で、ろ材の腰折れが発生してしまうため好ましくない。好ましくは縦５．０ｍＮ以上、より好ましくは縦６．０ｍＮ以上である。剛軟度の上限は特にはないが、通常縦１０ｍＮ以下であることが多い。
【００１３】
フィルタ用基布の難燃剤含有率は１〜１０質量％であることが好ましい。１質量％未満になると難燃性が低下して最終製品のフィルタとして難燃性基準に合格できなくなるため好ましくない。反対に１０質量％を超えると難燃剤中成分のブリード現象が発現する可能性があり、フィルタ側の機器等に悪い影響を与えてしまうため好ましくない。好ましくは３〜１０質量％、より好ましくは５〜１０質量％である。
【００１４】
フィルタ用基布を構成する合成樹脂フィラメントの繊度は１．５〜３０.０ｄｔｅｘであることが好ましい。繊度が1．５ｄｔｅｘより小さい場合は基布製造時に糸切れを引き起こし、操業性の悪化要因となる。また、フィルタ用基布の剛性が低下してろ過材の貼り合わせた後のフィルタがプリーツ加工できなくなるため好ましくない。さらに、通気度が低くなりフィルタ寿命が短くなるため好ましくない。反対に繊度が３０．０ｄｔｅｘより大きいと、ろ過材との接着性が低下して基布のとの剥離現象が発生してしまうため好ましくない。また繊維の絡み及び接点が減少し強度が低下するため好ましくない。
【００１５】
紡出された合成樹脂フィラメントはコンベアネットなどで捕集されてウエブを形成し、該ウエブのフィラメントは、必要によりエンボスカレンダーなどによる加熱、圧着処理、ニードルパンチなどによる絡合処理、バインダー樹脂処理などの種々の接合手段によって接合される。
バインダー処理する前のシートの目付は４０〜９０ｇ／ｍ２、好ましくは６０〜８０ｇ／ｍ２である。シートの目付量が４０ｇ／ｍ２未満の場合には、フィルタ用基布としての剛性が低下して、ろ材貼り合せ後のフィルタのプリーツ性が悪くなり好ましくない。反対に９０ｇ／ｍ２を超えるとフィルタ圧損が高くなりフィルタ寿命が短くなってしまうため好ましくない。
【００１６】
バインダー処理は、バインダー樹脂を噴霧、浸漬、コーティングなどの方法を適宜選択できるが、上記のエンボスカレンダー処理やニードルパンチング処理されたウエブをバインダー樹脂処理浴中に浸漬後、絞るパッド・ニップ法が好ましい。
バインダー樹脂としては、アクリル樹脂水系エマルジョンなどでホルマリンや有機溶剤などのＶＯＣの発生源にならないものが好ましい。エマルジョンタイプの樹脂に、触媒、ＰＨ調整剤、浸透剤、消泡剤、分散剤等の助剤を併用することができるが、これらにホルムアルデヒドの発生源にならないものが好ましい。
リン系難燃剤と相乗効果を考慮するとポリエステル樹脂水系エマルジョンの使用がより好ましい。
【００１７】
バインダー樹脂液が付与された後は、通常８０〜１３０℃程度の温度で乾燥し、次いで１３０〜２００℃で１〜１０分間、好ましくは１５０〜１８０℃で１〜５分間のベーキング処理をする。ベーキング処理することで、ＶＯＣを著しく低減させることができる。
バインダー樹脂の固形分付与量は、全基布質量に対して３〜３０質量％であり、好ましくは５〜１５質量％である。バインダー樹脂の固形分付与量が３質量％未満の場合には、製品の剛性が不足し、３０質量％を超えた場合は、繊維間の目を塞いでフィルタの圧損が高くなり寿命が短くなるため好ましくない。
【００１８】
バインダー樹脂加工後に、さらにカレンダーローラー等の熱及び圧力を作用させて、フィラメント間の固定をより強固にしたり、シート表面のバインダー樹脂を平滑化したり、エンボスパターンを付与することができる。
【００１９】
フィルタ用基布としての目付は、好ましくは５０〜１００ｇ／ｍ２である。フィルタ用基布の目付量が５０ｇ／ｍ２未満の場合には、剛性が低下して、ろ材貼り合せ後のフィルタのプリーツ性が悪くなり好ましくない。反対に１００ｇ／ｍ２を超えるとフィルタ圧損が高くなりフィルタ寿命が短くなってしまうため好ましくない。
【００２０】
フィルタ用基布から放出されるホルムアルデヒドの量は０．５０μｇ／５００ｃｍ２以下であることが好ましい。
なお、本発明における放出されるホルムアルデヒドの量とは、以下の方法で測定されるものである。
一時間あたりの通気量１２リットルの温度７０℃の窒素ガス流雰囲気下において面積５００ｃｍ２の基布から窒素ガス１２リットル中に放出されるホルムルデヒドの量である。すなわち、測定試料の一定質量に対してではなく、一定面積からのホルムアルデヒド発生量を測定するものであり、使用空間に面する壁、床、天井、その他物品の特定面積からの室内空気汚染の影響を受ける使用者の現実の利用状況にできるだけ近い形で評価するものである。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明を実施例によって説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
＜ホルムアルデヒド発生量＞
基布５ｃｍ×１０ｃｍ×１０片を採取容器にとる。
採取容器内温度７０℃で高純度窒素ガスを０．２ｍｌ／ｍｉｎの速度で流入させ、市販のＤＮＰＨ（２，４−ジニトロフェニルヒドラジン）カートリッジに１時間１２リットル通し、発生したホルムアルデヒドをＤＮＰＨ誘導体化し固相吸着させる。 カートリッジからアセトニトリル５ｍｌでホルムアルデヒドＤＮＰＨ誘導体を抽出し、試料溶液を作成する。
試料溶液を高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社製ＨＰ１１００に導入し分析する。
その他のＨＰＬＣ分析条件は、カラム：Ｗａｔｅｒｓ社製μＢｏｎｄａｐａｋ  Ｃ１８  １０μｍ  １２５Å  ３．９ｍｍ×１５０ｍｍ、移動相：水／アセトニトリル＝４５／５５、流速＝０．８ｍｌ／ｍｉｎ、検出：ＵＶ  ３６０ｎｍ。
以上より、一時間あたりの通気量１２リットルの温度７０℃の窒素ガス流雰囲気下において面積５００ｃｍ２の基布から窒素ガス１２リットル中に放出されるホルムアルデヒドの量を求める。
＜フラジール通気度＞
ＪＩＳ  Ｌ−１０９６に準ずる。
＜剛軟度（ガーレ式）＞
ＪＩＳ  Ｌ−１０９６に準ずる。
＜難燃性能＞
空気清浄装置用ろ材燃焼試験（ＪＡＣＡ  ＮＯ１１Ａ）
クラス３基準
・５個の試験片のうち４個以上の残炎時間が２ｓ以下
・全ての試験片の残炎時間が１０ｓ以下
・全ての試験片が、溶融滴下により、試験片が１７５±２５ｍｍ下に置いた標識用綿を発火させない
・全ての試験片の残じん時間が３０ｓ以下
合格：上記条件を全て満たすもの
不合格：上記条件の全てを満たせないもの
＜プリーツ性能＞
レシプロ製プリーツ機を使用して５ｃｍピッチでプリーツ加工を実施した。
合格：規則的プリーツ山を形成
不合格：プリーツ山を形成できない
＜ブリードアウト性＞
問題無：ほとんどブリードアウトしない
問題有：ブリードアウトが発生し潮解等の現象がでる。
＜濾材との接着性＞
パウダーラミやカーテンスプレー法等のラミネート加工方法によってメルトブロー不織布等（以下ＭＢ）の濾材と基材を接着した後、その接着が妥当かどうかを判断する目安として、剥離させたときにＭＢの材料破壊が半分以上起こるかどうかという基準がある。これを合格すればプリーツ加工や実際のユニットととして使用されたときの耐久性があると判断できる。
合格：剥離時ＭＢが半分以上材破する
不合格：剥離時ＭＢが１／３以上材破しない
【００２２】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４．４ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比  ８０/２０）した調合液にパッド・ニップして乾燥後、ベーキングし目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５質量％の基布を得た。この基布を前述の方法でホルムルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．１μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は５．１ｍＮであった。
【００２３】
［実施例２］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を２．２ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比  ７０/３０）した調合液をパッドして、パッド・ニップ・ベーキング方式で固定化処理した後、さらにカレンダーローラーで熱（２０５℃）し、目付９３ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．３０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は７．１ｍＮであった。
【００２４】
［実施例３］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を３０ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比  ７０/３０）した調合液をパッドして、パッド・ニップ・ベーキング方式で固定化処理した後、さらにカレンダーローラーで熱（２０５℃）し、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．３０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は５．１ｍＮであった。
【００２５】
［実施例４］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を１１ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比  ７０/３０）した調合液をパッドして、パッド・ニップ・ベーキング方式で固定化処理した後、さらにカレンダーローラーで熱（２０５℃）し、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が１０％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．１０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は５．２ｍＮであった。
【００２６】
［比較例１］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を１．１ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成した以外は、実施例１と同様に加工した結果、目付８３ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．３０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は４．５ｍＮであった。
【００２７】
［比較例２］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４．４ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、一般的な架橋反応性をもつアクリル樹脂および架橋剤としてメラミン樹脂、触媒として３級アミンからなる調合液にて実施例１と同様にパッド・ニップ・ベーキング方式で固定化処理した後、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２２％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は９．１７μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は６．５ｍＮであった。
【００２８】
［比較例３］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４０ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成した以外は、実施例１と同様に加工した結果、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．２０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は７．１ｍＮであった。
【００２９】
［比較例４］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４．４ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比９４/６）した調合液をパッドした以外は、実施例１と同様に加工した結果、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．１０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は５．１ｍＮであった。
【００３０】
［比較例５］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４．４ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成した以外は、実施例１と同様に加工した結果、目付４０ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．１０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は３．５ｍＮであった。
【００３１】
［比較例６］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４．４ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比６０/４０）した調合液をパッドした以外は、実施例１と同様に加工した結果、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が２５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．１０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は５．１ｍＮであった。
【００３２】
［比較例７］
ポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸し、スパンボンド法により単糸繊度を４．４ｄｔｅｘのフィラメントでウエブを形成し、ニードルパンチ加工を施した後、日華化学社製ポリエステル系樹脂ＥＳ−７とリン窒素系難燃剤を混合（固形分比２０/８０）した調合液をパッドした以外は、実施例１と同様に加工した結果、目付７１ｇ／ｍ２でバインダー成分の付与量が５％の基布を得た。
この基布を前述の方法でホルムアルデヒド発生量を測定した結果、ホルムアルデヒド発生量は０．１０μｇ／５００ｃｍ２であった。またガーレ式剛軟度は３．５ｍＮであった。
【００３３】
実施例で得られた基布の特性を表１のまとめる。
【００３４】
【表１】
2008196072.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば環境へのホルムアルデヒドの放出量が低く、かつ難燃性に優れたフィルタ用基布を提供でき、この基布は、特に空調用のフィルタ用基布に好適である。