(57)【要約】【課題】本発明の課題は、防カビ性と脱臭性に優れたエアフィルター濾材及びエアフィルターを提供することである。【解決手段】プリーツ加工が施されるエアフィルター濾材であって、該エアフィルター濾材の内部結合強度が６５〜２５０ｍＪであり、且つ、厚みが０．１〜１．０ｍｍであり、活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体が含有されていることを特徴とするエアフィルター濾材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリーツ加工が施されるエアフィルター濾材であって、該エアフィルター濾材の内部結合強度が６５〜２５０ｍＪであり、且つ、厚みが０．１〜１．０ｍｍであり、活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体が含有されていることを特徴とするエアフィルター濾材。
【請求項２】
セルロース誘導体が、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロースの群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のエアフィルター濾材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエアフィルター濾材を使用して成形されてなるエアフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフィルター濾材及びエアフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、東アジア内陸部の砂漠、乾燥地域からの砂塵（黄砂）や、ＰＭ２．５、スギ、ヒノキなどの花粉の飛散、また、インフルエンザ等のウィルスによる感染症の流行が健康へ及ぼす影響から、窓を開けた室内空気の換気に代わり、空気清浄機やエアコンを用いて室内空気を浄化、調温、調湿する生活環境が多く見られる。特に、家庭や職場、自動車などの空間の快適性向上の機能に対する市場要望は強く、空気浄化装置の普及が進んでいる。身近なものとしては家庭用空気清浄機や自動車のエアコンなどがあり、塵の捕集性能は大前提として持ちながら、かつ、脱臭性能や防カビ性、抗菌性も兼ね備えたフィルター濾材などのニーズが高まってきた。
【０００３】
例えば、特許文献１では、活性炭粉末を混抄したエアフィルター濾材が開示されており、脱臭に特化した濾材が提供されている。
【０００４】
特許文献２では、バインダーを用いて木炭粉末を付着させたエアフィルター濾材が開示されており、バインダーに防カビ剤を含ませることで、脱臭性能と防カビ性を両立している。
【０００５】
また、特許文献３では、脱臭作用や、防カビ作用、抗菌作用を有する化学物質を包含させたマイクロカプセルを２枚の不織布の間に挟み込ませたエアフィルター濾材が開示されている。マイクロカプセルを組み合わせれば、さまざまな機能を持たせられる。
【０００６】
上記のように、エアフィルター濾材に脱臭性能を付与させる物質としては、木炭粉末や、脱臭作用を有する化学物質を包含させたマイクロカプセルの他、ゼオライトやセピオライトが広く知られているが、脱臭能力の即効性の部分では活性炭に及ばない。
【０００７】
一方で、活性炭粉末をバインダーにより付着させたエアフィルター濾材において、活性炭粉末とバインダーとを含む処理液に抗菌防カビ剤を添加すると、液性が安定しない課題がある。
【０００８】
処理液の液性が安定しないまま処理を施すと、処理ムラが生じ、良好で安定した防カビ性能や脱臭性能を発現できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２１２２０５号公報
【特許文献２】特開２０００−１８９７３４号公報
【特許文献３】特開２０１４−１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
即効性も重視したより良い脱臭性能を付与させるには活性炭粉末が効果的であり、防カビ性と脱臭性を両立させるには、処理液の液性を安定させる必要がある。
【００１１】
本発明の課題は、活性炭粉末とバインダーと抗菌防カビ剤とを含む処理液の液性を安定にして、防カビ性と脱臭性に優れたエアフィルター濾材及びエアフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく研究した結果、以下のような濾材を発明するに至った。即ち、プリーツ加工が施されるエアフィルター濾材であって、該エアフィルター濾材の内部結合強度が６５〜２５０ｍＪであり、且つ、厚みが０．１〜１．０ｍｍであり、活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体が含有されているエアフィルター濾材によって達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、防カビ性と脱臭性に優れたエアフィルター濾材及びエアフィルターを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のエアフィルター濾材及びエアフィルターについて詳細に説明する。
【００１５】
本発明のエアフィルター濾材における内部結合強度について説明する。内部結合強度とは、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ（Ｊ．ＴＡＰＰＩ）紙パルプ試験方法Ｎｏ．１８−２：２０００「紙及び板紙−内部結合強さ試験方法−第２部：インターナルボンドテスタ法（Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  ｂｏａｒｄ−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｂｏｎｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｐａｒｔ  ２：Ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｂｏｎｄ  ｔｅｓｔｅｒ  ｍｅｔｈｏｄ）」に記載されている物性値を指す。本発明におけるエアフィルター濾材の内部結合強度は、６５〜２５０ｍＪであることが好ましく、８０〜２３０ｍＪであることがより好ましく、８５〜２１０ｍＪであることが更に好ましい。エアフィルター濾材の内部結合強度が６５ｍＪ未満の場合、プリーツ加工時に濾材に破れが生じることがあり、また、長期間の使用において、フィルターにヨレやフクレや破れが生じてしまい、使用に適さなくなる。一方、内部結合強度が２５０ｍＪ超の場合、エアフィルター濾材を構成する繊維本数が増えたり、補強のための接着剤の添加量が増えたりして、繊維間の空隙が少なくなり、フィルターの通気性が悪くなるとともに、プリーツ加工を施し難くなり、プリーツの山高さが不均一でヨレが生じてしまう。
【００１６】
本発明におけるエアフィルター濾材の内部結合強度を特定の範囲内に調整する方法は、エアフィルター濾材を構成する繊維同士の絡み合いを強固にする方法であれば、特に制限はなく、例えば、濾材を構成する繊維の本数を増やす方法、各繊維の交点を増やす方法、各繊維の交点に接着剤を付与させて交点における繊維同士の接着性を向上させる方法、各繊維の絡み合い自体を強化させる方法などにより、達成できる。
【００１７】
本発明におけるエアフィルター濾材の厚みは、０．１〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．２〜０．９ｍｍであることがより好ましく、０．３〜０．７ｍｍであることが更に好ましい。エアフィルター濾材の厚みが０．１ｍｍよりも薄いと、物理強度に劣るため、プリーツ加工時に破れが発生することがあり、好ましくなく、一方、１．０ｍｍよりも厚いと、プリーツ加工を施し難くなり、プリーツの山高さが不均一でヨレが生じてしまう。
【００１８】
本発明で使用する通気性基材の材料としては、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維等の合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、活性炭素繊維等の無機繊維、木材パルプ、竹パルプ、麻パルプ、ケナフパルプ、藁パルプ、バガスパルプ、コットンリンターパルプ、木綿、羊毛、絹等の天然繊維、古紙再生パルプ、レーヨン等の再生セルロース繊維やコラーゲン等のタンパク質、アルギン酸、キチン、キトサン、澱粉等の多糖類等を原料とした再生繊維等、あるいは、これらの繊維に親水性や難燃性等の機能を付与した繊維等を単独又は組み合わせて使用することができる。
【００１９】
本発明で使用する通気性基材の製造方法については特に制限はなく、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルトブローン法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、エアレイド法、静電紡糸法等で得られたウェブを水流交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法等の物理的方法、サーマルボンド法等の熱による接着方法、レジンボンド等の接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。
【００２０】
本発明で使用する活性炭粉末について説明する。活性炭粉末の原料としては、ヤシ殻、石炭、木質、フェノール樹脂等の樹脂、古タイヤ等が挙げられる。これらの原料を加熱焼成し、薬剤やガスにより適宜賦活処理を施したり、酸性薬剤で適宜洗浄処理を施したりすることで、活性炭の細孔を発達させることができたり、吸着能力を向上させることができたりするため、より好ましい。活性炭の粉砕には、ゼゴミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を使用して、活性炭粉末を得られる。活性炭粉末の平均粒子径Ｄ５０は、１０〜１５０μｍであることが好ましい。ただし、上記粒子径範囲は、平均粒子径であるため、その前後の粒子径の活性炭粉末も含まれる。活性炭粉末の比表面積（ＢＥＴ法）は、５００〜２０００ｍ２／ｇであることが好ましい。
【００２１】
本発明で使用する抗菌防カビ剤とは、細菌類に対して有効な抗菌作用とカビ類に対して有効な防カビ作用を併せ持ち、好ましくは抗ウィルス性を有する薬剤であり、例えば細菌類の繁殖を抑制又は死滅させ、且つ、カビ類の繁殖又は発芽を抑制する等の効果を発現するものである。具体的には、ベンズイミダゾール系、イソチアゾリン系、ピリチオン系、有機ヒ素系、有機銅系、有機ヨード系、有機銀系等の抗菌防カビ剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
本発明で使用するバインダー（接着剤）について具体例を挙げる。水溶性のものとしては、例えば、ポリビニルアルコールやデンプン等が挙げられる。また、水分散性のものとしては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸エステル類、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンラテックス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
本発明で使用するセルロース誘導体としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、メチルセルロース等が挙げられる。これらの中から１種、又は複数種の混合物を使用することができる。処理液の液性を安定させるには、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースの群から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
【００２４】
通気性基材に、活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体を含有（担持）させる方法としては、該通気性基材表面にできるだけ均一に含有させることができる方法であれば、特に制限はなく、溶液あるいは分散液として、通気性基材に塗工、含浸又はスプレー等の方法によって付与し、溶媒や分散媒を乾燥等の方法で除去して担持させる方法が例示される。また、通気性基材の原料となる樹脂や金属等に練り込み等の手段によって担持させる方法も挙げられる。更に、上記方法以外に、湿式法における内添のように、原料繊維をシート化する工程で内添担持させる方法も挙げられる。
【００２５】
更に、上記の活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体を担持させたシート状物と他のシート状物を貼り合わせ等の方法で複合化したものも、エアフィルター濾材として好ましい材料の一つである。
【００２６】
本発明のエアフィルター濾材は、プリーツ加工が施されて、エアフィルターとして使用される。本発明におけるプリーツ加工とは、山谷状の折り加工であり、一定の通気面積に対してエアフィルター濾材の面積を増やすことができる。なお、プリーツの形状は特に限定されない。
【００２７】
通気性基材に、活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体を含有（担持）させる方法としては、プリーツ加工の前に、通気性基材に上記の活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体を担持する方法の他に、通気性基材にプリーツ加工を施した後、スプレー等の方法で担持させる方法も好ましい。
【００２８】
なお、必要に応じて、本発明の趣旨を逸脱せず、他の性能を付加する目的において、抗ウィルス、防虫、殺虫、消臭、芳香、感温、保温、蓄温、蓄熱、発熱、吸熱、防水、耐水、撥水、疎水、親水、除湿、調湿、吸湿、撥油、親油、油等の吸着、及び水や揮発性薬剤等の蒸散又は徐放等の各種機能を新たに付加したものでもよい。
【００２９】
本発明のエアフィルター濾材及びエアフィルターは、空調機、空気清浄機、掃除機、除湿機、乾燥機、加湿機、換気扇、扇風機、熱交換装置等の機械による強制給排気による空気処理装置に装着使用することにより、脱臭やカビ類の繁殖を抑制する等の好ましい効果が得られる。あるいは、自然給排気のための外気流入口（通気口や窓等）に、本発明のエアフィルター濾材及びエアフィルターを用いてもよい。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものでない。なお、実施例中の「％」及び「部」は特に断りのない限り、それぞれ「質量％」及び「質量部」を示す。
【００３１】
（内部結合強度（内結強度））
エアフィルター濾材の内部結合強度は、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１８−２：２０００に記載の方法に準じて測定した。単位はｍＪである。数字が大きいほど、内部結合強度が強いことを示す。測定結果を表１に示した。
【００３２】
（厚み）
エアフィルター濾材の厚みは、ＪＩＳＬ１０９６  ８．４  Ａ法（ＪＩＳ法）に記載の方法に準じて測定した。単位はｍｍである。測定結果を表１に示した。
【００３３】
（実施例１）
通気性基材として、ポリエステルスパンボンド不織布を用い、比表面積１２００ｍ２／ｇの活性炭粉末、抗菌防カビ剤としてベンズイミダゾール化合物、バインダーとしてスチレン−アクリル共重合樹脂エマルジョン、セルロース誘導体としてカルボキシメチルセルロースを水に分散し、混合撹拌してなる処理液を、サイズプレス処理で該不織布に含有（担持）させた。各成分の固形分付着量が、活性炭粉末２０ｇ／ｍ２、ベンズイミダゾール化合物２ｇ／ｍ２、スチレン−アクリル共重合樹脂エマルジョン１５ｇ／ｍ２、カルボキシメチルセルロース０．０５ｇ／ｍ２となるように、サイズプレス処理し、１２０℃で乾燥することにより、エアフィルター濾材を作製した。該エアフィルター濾材に、幅２８３ｍｍ×高さ３６８ｍｍ×奥行き１０ｍｍ、ピッチ間隔１３ｍｍのプリーツ加工を施して、プリーツ状に成形し、エアフィルターを作製した。
【００３４】
（実施例２〜５）
通気性基材として、別のポリエステルスパンボンド不織布を用いる以外は、実施例１と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００３５】
（実施例６）
セルロース誘導体として、ヒドロキシエチルセルロースとヒドロキシプロピルメチルセルロースの混合物を用いる以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００３６】
（実施例７）
セルロース誘導体としてメチルセルロースを用いる以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００３７】
（比較例１〜４）
通気性基材として、別のポリエステルスパンボンド不織布を用いる以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００３８】
（比較例５）
活性炭粉末を配合しない以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００３９】
（比較例６）
抗菌防カビ剤を配合しない以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００４０】
（比較例７）
バインダーを配合しない以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００４１】
（比較例８）
セルロース誘導体を配合しない以外は、実施例２と同様にして、エアフィルター濾材及びエアフィルターを作製した。
【００４２】
上記により作製した実施例１〜７及び比較例１〜８のエアフィルター濾材及びエアフィルターについて、以下に示す評価方法により評価を行った。なお、各評価について、温度、湿度の記載がない場合はすべて２５℃、５０％ＲＨ（相対湿度）の環境で行った。
【００４３】
（サイズプレス処理液の固形分付着量のばらつき）
実施例１〜７及び比較例１〜８のエアフィルター濾材を作製する工程をそれぞれ３０回実施し、それぞれのエアフィルター濾材について、サイズプレス処理液の固形分付着量を算出し、標準偏差σを求めることで固形分付着量のばらつきを評価した。固形分付着量の単位はｇ／ｍ２である。標準偏差σが「◎：１未満」、「○：１以上２未満」、「△：２以上３未満」、「×：３以上」とした。標準偏差σが「◎」又は「○」であることが好ましく、より好ましくは「◎」である。標準偏差σが小さい方が、サイズプレスの処理ムラが少ないことになり、処理液の液性が安定していて、良好な防カビ性能及び脱臭性能を有するエアフィルター濾材が得られると言える。
【００４４】
（防カビ性試験）
実施例１〜７及び比較例１〜８で得たエアフィルター濾材を、それぞれ５ｃｍ×５ｃｍの大きさに裁断して検体とし、ＪＩＳ  Ｚ  ２９１１：２０１０「かび抵抗性試験方法」７記載の繊維製品の試験に準拠して、防カビ性試験を実施し、試験片の表面に生じた菌糸の発育状態を下記判定０〜２で目視評価した。また、菌糸の発育が認められない検体のうち、発育阻止幅が見られる検体は、その幅（単位はｍｍ）を測定した。「◎：判定０、且つ、発育阻止幅１ｍｍ以上」、「○：判定０、且つ、発育阻止幅１ｍｍ未満」、「△：判定１」、「×：判定２」とした。防カビ性試験の結果が「◎」又は「○」であることが好ましく、より好ましくは「◎」である。
【００４５】
判定０：試験片の接種した部分に菌糸の発育が認められない。
判定１：試験片の接種した部分に認められる菌糸の発育部分の面積は、全面積の１／３以下である。
判定２：試験片の接種した部分に認められる菌糸の発育部分の面積は、全面積の１／３を超える。
【００４６】
（ＳＯ２脱臭性試験）
実施例１〜７及び比較例１〜８で得たエアフィルター濾材を、それぞれ１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断して検体とし、個々に試験した。検体を５リットルの臭気袋に入れて密閉し、ＳＯ２ガスを２０ｐｐｍ注入して３０分後の臭気袋中のＳＯ２濃度をガス検知管で測定した。３０分後の臭気袋中のＳＯ２濃度が「○：１ｐｐｍ未満」、「△：１ｐｐｍ以上３ｐｐｍ未満」、「×：３ｐｐｍ以上」として３段階で評価した。結果が「○」であることが好ましい。
【００４７】
（アセトアルデヒド脱臭性試験）
実施例１〜７及び比較例１〜８で得たエアフィルター濾材を、それぞれ１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断して検体とし、個々に試験した。検体を５リットルの臭気袋に入れて密閉し、アセトアルデヒドガスを１０ｐｐｍ注入して３０分後の臭気袋中のアセトアルデヒド濃度をガス検知管で測定した。３０分後の臭気袋中のアセトアルデヒド濃度が「○：１ｐｐｍ未満」、「△：１ｐｐｍ以上３ｐｐｍ未満」、「×：３ｐｐｍ以上」として３段階で評価した。結果が「○」であることが好ましい。
【００４８】
（トルエン脱臭性試験）
実施例１〜７及び比較例１〜８で得たエアフィルター濾材を、それぞれ１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断して検体とし、個々に試験した。検体を５リットルの臭気袋に入れて密閉し、トルエンガスを５０ｐｐｍ注入して３０分後の臭気袋中のトルエン濃度をガス検知管で測定した。３０分後の臭気袋中のトルエン濃度が「○：１０ｐｐｍ未満」、「△：１０ｐｐｍ以上２５ｐｐｍ未満」、「×：２５ｐｐｍ以上」として３段階で評価した。結果が「○」であることが好ましい。
【００４９】
（プリーツ加工適性の評価）
実施例１〜７及び比較例１〜８で得たエアフィルター濾材に、プリーツ加工機にて１０ｍｍの山高さでプリーツ加工を施し、幅２８３ｍｍ×高さ３６８ｍｍ×奥行き１０ｍｍ、ピッチ間隔１３ｍｍのプリーツ状エアフィルターに、それぞれ５個ずつ成形して、プリーツ加工適性を評価した。「○：５個すべて山高さが均一でヨレがない」、「△：山高さが不均一でヨレが生じているものがある」、「×：プリーツ加工時に破れが生じているものがある」として３段階で評価した。プリーツ加工適性が「○」であることが好ましい。
【００５０】
（長期使用によるフィルター構造の変化）
エアフィルターを加湿空気清浄機（コーウェイ社製、商品名：ＡＰＭ−１０１０ＤＨ）にセットし、９０日運転した後のエアフィルターを下記３段階で目視評価した。評価は２人で行い、その平均値であらわした。１以下を合格「○」とした。
【００５１】
１：フィルター構造に変化がなく、良好 
２：フィルターにヨレやフクレが生じているが、実使用上、問題ない
３：フィルターにヨレ、フクレや破れが強く生じており、使用に適さない
【００５２】
実施例１〜７及び比較例１〜８のエアフィルター濾材の構成を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2016174997.tif 000002
【００５４】
実施例１〜７及び比較例１〜８のエアフィルター濾材及びエアフィルターの評価結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
2016174997.tif 000003
【００５６】
表２の結果から明らかなように、プリーツ加工が施されるエアフィルター濾材であって、該エアフィルター濾材の内部結合強度が６５〜２５０ｍＪであり、且つ、厚みが０．１〜１．０ｍｍであり、活性炭粉末、抗菌防カビ剤、バインダー、セルロース誘導体が含有されている、実施例１〜７の本発明のエアフィルター濾材では、サイズプレス処理液の固形分付着量のばらつきが少なく、充分な防カビ性を示しながら、良好な脱臭性能を発現し、プリーツ加工適性を持つことがわかる。また、実施例１〜７の本発明のエアフィルターも、長期使用において、フィルター構造に大きな変化がないことがわかる。
【００５７】
また、実施例２、６及び７の比較から、セルロース誘導体が、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロースの群から選ばれる少なくとも１種である場合、サイズプレス処理液の固形分付着量のばらつきがより少なく、より優れた防カビ性を示すことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のエアフィルター濾材及びエアフィルターは、空調機、空気清浄機、掃除機、除湿機、乾燥機、加湿機、換気扇、扇風機、熱交換装置等の機械による強制給排気による空気処理装置に利用することができる。また、自然給排気のための外気流入口（通気口や窓等）に利用することもできる。