(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の不織布状シート材料を、粘着性あるいは熱融着性を有する接着剤を介して接着・積層させた濾材を使用し、該濾材を構成する不織布状シート材料の少なくとも濾材最上流側に配置された１層と、各不織布シート材料を接着する接着剤の両方に抗菌剤を含有させたものであり、
前記不織布状シート材料に含有させた前記抗菌剤と前記接着剤に含有させた前記抗菌剤が、相異なる種類の抗菌剤であることを特徴とするエアーフィルター。
【請求項２】
請求項１記載の不織布状シート材料の少なくとも１層が、抗菌性を有する金属イオンの中から選ばれた少なくとも１種の金属イオンにより置換されたイオン交換繊維と、第４級アンモニウムイオンで置換されたイオン交換繊維のいずれか一方あるいは両方を含むことを特徴とするエアーフィルター。
【請求項３】
請求項１記載の不織布状シート材料の少なくとも１層がエレクトレット化された不織布であることを特徴とするエアーフィルター。
【請求項４】
複数の不織布状シート材料を、粘着性あるいは熱融着性を有する接着剤を介して接着・積層させた濾材を使用し、該濾材を構成する不織布状シート材料の少なくとも濾材最上流側及び最下流側に配置された２層と、各不織布シート材料を接着する接着剤の両方に抗菌剤を含有させたものであり、
前記不織布状シート材料に含有させた前記抗菌剤と前記接着剤に含有させた前記抗菌剤が、相異なる種類の抗菌剤であることを特徴とするエアーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工場、ビルや各種施設の建屋等において外気を取り入れる場合に使用されるエアーフィルター、あるいは室内空気を循環させながら空気調和を行う個別空調、また自動車内の空気清浄化、家庭用、業務用空気清浄機に用いられるエアーフィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より工場、ビルや各種施設の建屋等において外気を取り入れる場合、あるいはビル等の個別空調、自動車室内空間や一般家庭、オフィス等の室内空間の浄化を目的として、ガラス濾紙あるいは高分子繊維を不織布状にしたもの等を用い、各種の形状に加工を施したエアーフィルターが使用されている。特に最近は産業廃棄物低減の観点から焼却可能な高分子不織布を用いたエアーフィルターが使用されてきている。該エアーフィルターに用いる濾材においては、加工を容易にするための剛性が要求される場合があり、これらの要求を満足するために他のシート状材料と積層して用いることがある。また複数のシート状材料を積層して濾材となす際、長寿命化の観点から各シート状材料毎に繊維径、繊維充填率、目付等を変化させ、上流側から下流側へ行くにしたがって捕集効率が高くなるように配置するのが一般的である。
【０００３】
一方、近年快適空間への要求や健康・清潔志向の高まりから、特に浮遊粉塵中に存在する菌やかび等の微生物の除去に関心が持たれる傾向にある。これら微生物についても他の浮遊粉塵同様エアーフィルターでの捕集が可能であるが、捕集した微生物がフィルター上で繁殖する場合があり、悪臭の発生や下流側へ飛散するといった問題が生じるケースがあった。
【０００４】
この問題に対処するためには、エアーフィルターに捕集された微生物が繁殖しないようにエアーフィルターに抗菌性やかび抵抗性等を付与することが必要であり、これまでにもいくつかの提案がなされている。例えば特開昭６２−４２７１５及び特開昭６２−４２７１６では不織布材料に抗菌剤加工を施して用いるエアーフィルターが提案されており、特開平２−２４５２１０では異なる種類の抗菌剤を別々の繊維に添加し、それらを織り合わせることによって構成されてなるエアーフィルターが提案されている。また特開平５−２１４６７１及び特開平７−３２３２０６では抗菌性を発現する金属イオンや第４級アンモニウムイオンをイオン交換によって結合させた高分子繊維を用いる方法が提案されている。
【０００５】
これらを適用したエアーフィルターにおいては、抗菌性を発現する成分が不織布あるいは織布の単層内に存在しているため、該層にて捕集された微生物の繁殖抑制には効果を発揮しても、微生物が該層を通過したり一旦捕集された微生物が空調機器運転時の振動等により脱落したりした場合に、エアーフィルター下流側へ再飛散するという問題が生じる。
【０００６】
また特開平６−２６９６１９では通気性を有するシート同士を通気性の抗菌性ホットメルトシートで接合したものが提案されているが、これも前記問題と同様の問題が生じる上、抗菌性ホットメルトシートの上流側のシートで捕集され抗菌性ホットメルトシートと接触しない微生物については繁殖を抑制する効果が期待できないという問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、エアーフィルターで捕集した菌、かび等の微生物の繁殖を抑制し、かつ捕集した微生物のエアーフィルター下流側への再飛散を抑制する事が可能なエアフィルターを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の不織布状シート材料を、粘着性あるいは熱融着性を有する接着剤を介して接着・積層させた濾材を使用し、該濾材を構成する不織布状シート材料の少なくとも濾材最上流側に配置された１層と、各不織布シート材料を接着する接着剤の両方に抗菌剤を含有させたものであり、前記不織布状シート材料に含有させた前記抗菌剤と前記接着剤に含有させた前記抗菌剤が、相異なる種類の抗菌剤であることを特徴とし、これにより、捕集した菌、かび等の微生物の繁殖を抑制し、かつ捕集した微生物のエアーフィルター下流側への再飛散を抑制する事が可能なエアーフィルターである。
【０００９】
図１、図２はそれぞれ本発明のエアーフィルターの斜視図、及び水平方向の断面図であり、一例として図３に示す断面を有する濾材１がジグザクにヒダ折りされた状態で任意の寸法の枠体２内に配置されている。該濾材１は不織布状シート材料３層（１１，１２，１３）が該不織布状シート材料の各層間に配置された接着剤１４により接着・積層された構造になっている。濾材最上流側に配置された不織布状シート材料１１として抗菌剤を含有したものを用い、不織布状シート材料の各層間に配置された接着剤にも抗菌剤が含有されており、不織布状シート材料各層の境界に抗菌剤が配置された構造になっている。
【００１０】
したがって、本発明のエアーフィルターで処理される空気中の浮遊粉塵に含まれる菌、かび等の微生物は、濾材最上流側に配置された抗菌剤含有不織布状シート材料１１に捕集された後繁殖を抑制される。微生物が濾材最上流側に配置された抗菌剤含有不織布状シート材料１１に捕集されずに通過したり、一旦捕集されたのち空調機器運転時の振動等により脱落し再飛散した場合においても、２層目あるいは３層目の不織布状シート材料（１２，１３）で捕集され、各層の境界に配置された抗菌剤の効果により繁殖を抑制される。このように抗菌性を発揮する層を複数設けたことにより、エアーフィルター全体として微生物の繁殖あるいは下流側への再飛散を抑制する効果を高めたことが本発明の最も大きな特徴である。
【００１１】
なお積層する不織布状シート材料の層数や抗菌剤を含有する不織布状シート材料の層数は、用途や性能に応じて２以上で任意に設定することができる。例えば外気取り入れ用の空調機器において、屋外の気圧より屋内の気圧が高い環境下で運転を停止した場合に、内外の気圧差から空気が逆流するといった現象が起こり、通常運転時のエアーフィルターの上下流が逆転し、濾材の最下流側表層に屋内から流出してきた空気中に浮遊する微生物が捕集されることがある。このようにエアーフィルターの上下流が逆転する可能性のあるケースにおいては、濾材を構成する不織布状シート材料の内最上流側に配置される層と最下流側に配置される層の両者に抗菌剤を含有させることにより、万一空気が逆流した場合でも捕集された微生物の繁殖を抑制することができる。
【００１２】
また本発明においては、不織布状シート材料に含有させた抗菌剤と不織布状シート材料の各層間に配置された接着剤に含有させた抗菌剤が、相異なる種類の抗菌剤であることが好ましい。一般に無機系抗菌剤は菌に対して、有機系抗菌剤はかびに対してより高い効果を示すことが知られており、また抗菌剤の種類によって繁殖抑制効果の高い微生物種が異なるため、より広範な微生物種に対して高い効果を期待して複数種の抗菌剤を併用して用いる場合がある。
【００１３】
ただし組み合わせによっては異種の抗菌剤が反応等によって変性し抗菌性を失うといった問題点がある。本発明においても複数の抗菌剤を併用するが、前記の通り不織布状シート材料と不織布状シート材料の各層間に配置された接着剤という全く別々の材料中に含有させるため反応は起こらず抗菌性を失うという問題は発生しない。
【００１４】
本発明において使用する抗菌剤としては、無機系抗菌剤であれば、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンを含有するものが好ましく、有機系抗菌剤であれば、第４級アンモニウムイオンを含有するものが好ましい。
【００１５】
抗菌剤を不織布状シート材料に含有させる方法としては、これらの抗菌剤を不織布状シート材料を構成する繊維に原料段階で練り込む方法や、不織布状シート材料を製作した後に、含浸加工、添着加工、スプレー加工等を用いて、バインダーと共にこれらの抗菌剤を不織布状シート材料に付着させて固定化する方法、あるいはこれらのイオンを不織布状シート材料を構成する繊維にイオン交換で結合させる方法があるが、耐久性の観点から原料段階で練り込む方法とイオン交換で結合させる方法が好ましい。
【００１６】
また不織布状シート材料の各層間に配置される接着剤に含有させる方法としては、抗菌剤を接着剤に練り込む方法が好ましい。不織布状シート材料と不織布状シート材料の各層間に配置される接着剤に含有させる抗菌剤種の組み合わせは、異なる種類の抗菌剤であれば任意に設定することができる。
【００１７】
前記不織布状シート材料を構成する繊維は任意の高分子繊維から選ぶことが可能であるが、好ましくはアクリル繊維、ポリエステル系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリクラール系繊維、ナイロン繊維、セルロース系繊維、ポリスチレン系繊維が挙げられる。
【００１８】
また不織布状シート材料の各層間に配置される接着剤は、熱融着性あるいは粘着性を有するいわゆるホットメルト樹脂であり、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、合成ゴム系樹脂を用いることができる。
【００１９】
接着剤の形状としては通気性の観点から粒状あるいは繊維状が好ましく、一例として図４に示すように、前記ホットメルト樹脂の中から選ばれ、かつ前記抗菌剤の１種を含有させた接着剤を接着剤溶融タンク３１，３２で溶融させ、空気加熱機３３，３４で加熱された空気と共にスプレーノズル３５，３６から吐出する事により粒状あるいは繊維状とする事ができる。このようにして吐出された該接着剤１４を不織布状シート材料１２の表裏両面に塗布した後、他の不織布状シート材料１１及び１３を重ね合わせニップロール４１，４２で圧締する事により、一例として図３に示す構成の濾材１が製作できる。
【００２０】
また前記ホットメルト樹脂の中から選ばれ、かつ前記抗菌剤の１種を含有させた接着剤を用いて、前もって不織布状あるいはネット状に加工した接着剤１５を、一例として図５に示すように不織布状シート材料１１，１２，１３の各層の間に挟み込み、接着剤１５の軟化点以上の温度に加熱したニップロール５１，５２で圧締する事により図６に示す構成の濾材１０が製作できる。
【００２１】
特に不織布状シート材料としてエレクトレット化されたものを使用する場合には、不織布状シート材料に熱がかかりにくく、熱によるエレクトレットの劣化が少ない前者の方法が特に好ましい。
【００２２】
本発明のエアーフィルターに使用される濾材は上記のような方法で製作される。該濾材においては不織布状シート材料の少なくとも１層と不織布状シート材料の各層間に配置された接着剤という別々の材料に相異なる種類の抗菌剤が含有されているため、抗菌剤同士の反応等によって変性し抗菌性を失うといった現象も発生せず、広範囲の種類の微生物に対して繁殖抑制効果を発揮するものである。
【００２３】
以下実施例によって本発明を更に詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）
抗菌剤を含有させた不織布状シート材料として、銀イオンをイオン交換で結合させた、繊度１．５デニール、繊維長５１ｍｍのアクリル系繊維を１２．５重量％、第４級アンモニウムイオンをイオン交換で結合させた、繊度１．５デニール、繊維長５１ｍｍのアクリル系繊維を１２．５重量％、繊度２デニール、繊維長５１ｍｍのポリプロピレンとポリエチレンからなる熱融着繊維を７５重量％含み、これら３種の繊維を混繊したのち加熱することにより製作した平均目付１６ｇ／ｍ2 の乾式不織布（以下シートＡとする）を用い、他の不織布状シート材料として、繊度７デニール、繊維長５ｍｍのポリクラール系繊維とポリビニルアルコール繊維からなる平均目付６５ｇ／ｍ2 の湿式不織布（以下シートＢとする）と、繊維径６μｍのポリプロピレン繊維からなる平均目付１５ｇ／ｍ2 のメルトブローン不織布をエレクトレット化したもの（以下シートＣとする）を用い、更に不織布状シート材料の各層間に配置する接着剤として、合成ゴム系接着剤（日本フーラー社  ＪＭ−６００４−Ｃ）に、難溶性リン酸塩と塩化ベンザルコニウムからなる抗菌剤（ラサ工業社  ラサップＱＢ−２５００Ｓ）を３重量％練り込んだもの（以下接着剤Ａとする）を用い、接着剤Ａを接着剤溶融タンク中で１４０℃の温度で溶融した後、１４０℃に加熱された空気と共にスプレーノズルより吐出し、シートＢの表裏両面にそれぞれ目付３ｇ／ｍ2 となるように塗布し、更に接着剤Ａが表裏両面に塗布された状態のシートＢの表裏両側からそれぞれシートＡ及びシートＣを重ね合わせた状態で、表面温度２５℃のニップロールで圧締し接着・積層せしめエアーフィルター用の濾材を得た。これを実施例１とする。実施例１は３種の不織布状シート材料が、エアーフィルターで処理する空気の通過方向上流側より、シートＡ、シートＢ、シートＣの順に配置され、接着剤Ａによって各層間が接着された濾材となっている。
【００２５】
（実施例２）
抗菌剤を含有させた不織布状シート材料として、銀イオンを担持した抗菌剤を練り込みにて含有した、繊度２デニールのポリプロピレン繊維からなる平均目付２０ｇ／ｍ2 のスパンボンド不織布（以下シートＤとする）を用い、他の不織布状シート材料として、シートＢとシートＣを用い、更に不織布状シート材料の各層間に配置する接着剤として接着剤Ａを用い、実施例１と同じ方法にて濾材を製作し実施例２を得た。実施例２は３種の不織布状シート材料が、エアーフィルターで処理する空気の通過方向上流側より、シートＤ、シートＢ、シートＣの順に配置され、接着剤Ａによって各層間が接着された濾材となっている。
【００２６】
（比較例１）
不織布状シート材料として、イオン交換していない繊度１．５デニール、繊維長５１ｍｍのアクリル系繊維を２５重量％、繊度２デニール、繊維長５１ｍｍのポリプロピレンとポリエチレンからなる熱融着繊維を７５重量％含み、これら３種の繊維を混繊したのち加熱することにより製作した平均目付１６ｇ／ｍ2 の乾式不織布（以下シートＥとする）、及びシートＢとシートＣを用い、更に不織布状シート材料の各層間に配置する接着剤として接着剤Ａを用い、実施例１、２と同じ方法にて濾材を製作し比較例１を得た。比較例１は３種の不織布状シート材料が、エアーフィルターで処理する空気の通過方向上流側より、シートＥ、シートＢ、シートＣの順に配置され、接着剤Ａによって各層間が接着された濾材となっている。
【００２７】
（比較例２）
抗菌剤を含有させた不織布状シート材料として、シートＡを用い、他の不織布状シート材料としてシートＢとシートＣを用い、更に不織布状シート材料の各層間に配置する接着剤として、抗菌剤を含有しない合成ゴム系接着剤（日本フーラー社  ＪＭ−６００４−Ｃ、以下接着剤Ｂとする）を用い、実施例１、２及び比較例１と同じ方法にて濾材を製作し比較例２を得た。比較例２は３種の不織布状シート材料が、エアーフィルターで処理する空気の通過方向上流側より、シートＡ、シートＢ、シートＣの順に配置され、接着剤Ｂによって各層間が接着された濾材となっている。
【００２８】
（比較例３）
抗菌剤を含有させた不織布状シート材料として、難溶性リン酸塩と塩化ベンザルコニウムからなる抗菌剤（ラサ工業社  ラサップＱＢ−２５００Ｓ）を３重量％練り込みにて含有した、繊度２デニールのポリプロピレン繊維からなる平均目付２０ｇ／ｍ2のスパンボンド不織布（以下シートＦとする）を用い、他の不織布状シート材料として、シートＢとシートＣを用い、更に不織布状シート材料の各層間に配置する接着剤として接着剤Ａを用い、実施例１、２及び比較例１、２と同じ方法にて濾材を製作し比較例３を得た。比較例３は３種の不織布状シート材料が、エアーフィルターで処理する空気の通過方向上流側より、シートＦ、シートＢ、シートＣの順に配置され、接着剤Ａによって各層間が接着された濾材となっている。
【００２９】
実施例１、２及び比較例１、２、３の５種の濾材それぞれについて、抗菌性試験（ＳＥＫ  菌数測定法）とかび抵抗性試験（ＪＩＳ  Ｚ２９１１）を実施した。なお抗菌性試験では試験菌種として、黄色葡萄状球菌、肺炎桿菌、大腸菌、緑膿菌、ＭＲＳＡの５種を用い、かび抵抗性試験では湿式法と乾式法の２種類について実施した。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
0003983880.tif 000002
【００３１】
表１中の抗菌性試験結果の数値は菌数増減値を示しており、植え付け菌数に対して培養後どの程度増減したかを、両数値の比の常用対数値で表したものである。例えば菌数増減値が１．０の場合には培養後の菌数が植え付け菌数の１０倍に増加したということを表し、−２．０の場合には１００分の１に減少したということを表す。またかび抵抗性試験結果の数値は１〜３の数値の内、数値が大きいものほどかび抵抗性が高いことを表している。
【００３２】
通常の無加工布（綿布あるいはナイロン布）では前記菌数増減値が３〜４、すなわち培養後の生菌数が１，０００倍〜１０、０００倍と増加するが、実施例１、２においては、表１に示すとおり抗菌性試験に用いた５種の菌種全てにおいて菌数増減値が負の数値となっており、すなわち菌数が減少する結果が得られた。またかび抵抗性についても菌糸の発育が見られておらず、広範囲な微生物種に対して高い繁殖抑制効果を持つことが分かる。
【００３３】
一方、不織布状シート材料に抗菌剤を含有させず接着剤のみに抗菌剤を含有させ、結果として濾材中に１種類の抗菌剤のみ含有している比較例１については、かび抵抗性の点では高い効果を示しているものの、抗菌性については菌種によって効果のばらつきがあり、菌数が減少しているものでも比率が小さいことが分かる。
【００３４】
また実施例１と同じ不織布状シート材料を用いた場合でも接着剤に抗菌剤を含有させていない比較例２においては、湿式法でのかび抵抗性低下が見られ、抗菌性についても菌種によっては増加しているものもある。
【００３５】
また不織布状シート材料と接着剤に同一の抗菌剤を含有させた比較例３においても、比較例１同様抗菌性について菌種による効果のばらつきを生じていることが分かる。
【００３６】
すなわち本発明のエアーフィルターに使用される濾材のように、相異なる種類の抗菌剤を使用し、かつ不織布状シート材料と不織布状シート材料の各層間に配置される接着剤という別々の位置に含有させることにより、広範囲の微生物種に対し安定した繁殖抑制効果を発揮するものである。更に図７に示すように最下流側に抗菌剤を含有させた不織布状シート材料を抗菌剤を含有させた接着剤により接着・積層する事により、空調機器の運転停止に伴い万一空気が逆流した場合でも捕集した菌・かび等の微生物の繁殖を容易に抑制することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、エアーフィルターに捕集した菌、かび等広範囲な種類の微生物の濾材上での繁殖を抑制し、かつエアーフィルター下流側への再飛散を抑制するものであり、抗菌性が要求される用途において、空調機器に設置されるエアーフィルターとして効力を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアーフィルターの斜視図（一例）。
【図２】本発明のエアーフィルターの水平方向断面図（一例）。
【図３】本発明のエアーフィルターに使用される濾材の断面図（一例）。
【図４】本発明のエアーフィルターに使用される濾材の製造方法の一例。
【図５】本発明のエアーフィルターに使用される濾材の製造方法の一例。
【図６】本発明のエアーフィルターに使用される濾材の断面図（一例）。
【図７】本発明のエアーフィルターに使用される濾材の断面図（一例）。
【符号の説明】
１、１０、１６：濾材
１１、１２、１３：不織布状シート材料
１４、１５：接着剤
２：枠体
３１、３２：接着剤溶融タンク
３３、３４：空気加熱機
３５、３６：スプレーノズル
４１、４２、５１、５２：ニップロール
【図１】
0003983880.tif 000003
【図２】
0003983880.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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