CN113056321A - 空气过滤器用滤材以及空气过滤器用滤材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空气过滤器用滤材，其具备基材、负载于该基材的含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂。

Description

空气过滤器用滤材以及空气过滤器用滤材的制造方法
技术领域
本发明涉及空气过滤器用滤材以及空气过滤器用滤材的制造方法。
背景技术
在空气中漂浮有螨虫、花粉、细菌等有害物质。为了捕集这些浮游有害物质并使其失活，在空气净化器、换气装置上安装有空气过滤器用滤材(例如，专利文献1以及专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-7345号公报
专利文献2：日本特开2011-206683号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，已知若使用按照现有技术制造的空气过滤器用滤材，则存在抗菌性根据情况而降低的隐患。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够表现出优异的抗菌性的空气过滤器用滤材。本发明的目的还在于提供一种空气过滤器用滤材的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明提供一种空气过滤器用滤材，其具备基材、负载于该基材的含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂。本发明还可以具备负载于基材的着色剂。
另外，本发明提供一种空气过滤器用滤材的制造方法，其具备：第一负载工序，在该第一负载工序中，使着色剂负载于基材；以及第二负载工序，在该第二负载工序中，使含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂负载于负载有着色剂的基材。
在本发明中，优选地，无机系的抗变应原性材料含有选自由无机固体酸以及金属无机盐组成的群组中的至少一种。
在本发明中，优选地，着色剂含有有机颜料。
在本发明中，优选地，酶含有溶菌酶。
在本发明中，优选地，抗变应原性材料的负载量小于3g/m2。
在本发明中，优选地，抗变应原性材料的负载量为0.05g/m2以上。
在本发明中，优选地，抗变应原性材料的负载量与霉菌抑制剂的负载量之比(抗变应原性材料的负载量/霉菌抑制剂的负载量)小于100。
在本发明中，优选地，霉菌抑制剂含有选自由丁基氨基甲酸碘代丙炔酯、聚氨基丙基双胍、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及脱氢乙酸钠组成的群组中的至少一种。
发明效果
根据本发明，能够提供一种(即使在高温、高湿环境下也)能够表现出优异的抗菌性的空气过滤器用滤材。另外，根据本发明，能够提供一种空气过滤器用滤材的制造方法。
附图说明
图1是表示抗变应原性材料的负载量与抗变应原性的关系的图表。
具体实施方式
[空气过滤器用滤材]
本实施方式的空气过滤器用滤材具备基材、负载于该基材的含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂。
在本实施方式中，应当与含有酶的抗菌性材料一起使用的是无机系的抗变应原性材料。根据本发明的发明人的见解可知，若并用含有酶的抗菌性材料和有机系的抗变应原性材料，则抗菌性根据情况而大幅度降低。其理由尚不确定，但推测有可能是因为酶与有机系的抗变应原性材料发生反应或相互作用，酶被有机系的抗变应原性材料分解(失活)。
(基材)
基材的材质可以是有机纤维，也可以是无机纤维。作为有机纤维，可列举为纤维素、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺等纤维，作为无机纤维，可列举为玻璃、硅酸镁、二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐、氧化锆等纤维。作为基材的形态，可以采用无纺布状、滤纸状、蜂窝状、粒状、网状等，没有特别限制。
基材中可以含有阻燃剂。作为阻燃剂，可列举为五溴二苯基醚、八溴二苯基醚、十溴二苯基醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等溴化合物、氯化合物、磷酸铵、磷酸胍、磷酸三聚氰胺等磷酸系化合物等有机系阻燃剂、锑化合物、氢氧化铝、氢氧化镁等金属氢氧化物等无机系阻燃剂。
(抗菌性材料)
作为抗菌性材料，可列举为溶出银、铜、锌等金属离子的无机化合物、银、铜、锌等金属微粒、碘化合物、酚类、季铵盐、咪唑类、苯甲酸类、过氧化氢、甲酚、氯己定、氯[二氯苯氧基]苯酚(Irgasan)、醛类、山梨酸等药剂、酶、儿茶素类、竹子提取物、扁柏提取物、山葵提取物、芥末提取物等天然成分提取物等。其中，由于具有溶菌作用，因此可以使用酶作为必须成分。
作为酶，可列举为溶菌酶、几丁质酶、蛋白酶、葡萄糖氧化酶、葡聚糖酶、内切-β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、内溶素等作为具有优选的溶菌作用的酶。这些酶可以单独使用，也可以组合使用两种以上。另外，也可以将这些酶与具有杀菌作用的蛋白质(酶除外)、肽、或多糖类等其他材料组合使用。这些其他材料可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
作为蛋白质、肽，可列举为鱼精蛋白、乳铁蛋白、聚赖氨酸等。
酶、尤其是溶菌酶与多糖类有效地糖基化而化学共价键合，从而表现出显著的抗菌作用。作为多糖类，可列举为葡聚糖(glucan)、右旋糖酐(dextran)、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、昆布多糖、卡拉胶、琼脂糖等。
作为酶与蛋白质、肽的组合的例子，可列举为溶菌酶与鱼精蛋白、溶菌酶与脱铁乳铁蛋白等。作为酶与多糖类的组合的例子，可列举为溶菌酶与葡聚糖、溶菌酶与半乳甘露聚糖等。
(抗变应原性材料)
作为无机系的抗变应原性材料，可列举为无机固体酸、金属无机盐等，更具体而言，可列举为磷酸锆、磷酸钛、硅酸镁等无机固体酸；锌盐、锆盐、铝盐、碱土类金属盐、稀土类盐等金属无机盐等。其中，优选为结晶系具有层状结构的磷酸锆(层状磷酸锆)。
此外，通过并用抗菌性材料和无机系的抗变应原性材料，尤其是能够抑制高温、高湿环境下的抗菌性的降低。其理由尚不确定，但推测是因为通过抗菌性材料与无机系抗变应原性材料相互作用，从而使稳定性提高，耐久性提高。
(霉菌抑制剂)
作为霉菌抑制剂，可列举为有机碘化合物、有机氮化合物、有机氮卤素化合物、有机硫化合物、有机酸酯类、有机碘系咪唑化合物、苯并唑化合物、吡喃酮系化合物等。作为霉菌抑制剂，更具体而言，可列举为丁基氨基甲酸碘代丙炔酯、聚氨基丙基双胍、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、脱氢乙酸钠等。
此外，通过并用抗菌性材料和霉菌抑制剂，尤其是能够抑制高温、高湿环境下的抗菌性的降低。其理由尚不确定，但推测是因为通过抗菌性材料与霉菌抑制剂相互作用，从而使稳定性提高，耐久性提高。
(其他材料)
基材也可以负载上述以外的材料。作为这样的材料，可列举为着色剂等。
作为用作着色剂的材料，可列举为公知的颜料、染料。作为颜料，可列举为偶氮系、聚偶氮系、蒽醌系、喹吖啶酮系、异吲哚啉系、异吲哚啉酮系、酞菁系、苝系、DPP系、荧光颜料等有机颜料，炭黑、合成二氧化硅、氧化铬、氧化铁、氧化钛、煅烧颜料、硫化锌等无机颜料。作为染料，可列举为醇可溶性染料、油溶性染料、荧光染料、聚光性染料等。在这些着色剂中，作为溶菌酶的失活作用特别强的着色剂，可列举为有机颜料、油溶性染料、荧光染料等。其中，作为优选的着色剂，可列举为有机颜料，具体而言，可列举为金属酞菁系色素、金属萘酞菁系色素、金属卟啉系色素、金属氮杂卟啉系色素、联吡啶金属络合物、三联吡啶金属络合物、菲咯啉金属络合物、二辛可宁酸金属络合物、偶氮金属络合物、羟基喹啉金属络合物等有机金属络合物。
(各材料的负载量)
抗菌性材料的负载量优选为0.01～1g/m2。由此，能够良好地保持抗菌性。从该观点出发，负载量更优选为0.025～0.6g/m2，进一步优选为0.05～0.4g/m2。
抗变应原性材料的负载量优选为小于3g/m2。在并用抗变应原性材料和霉菌抑制剂的情况下，存在因相互作用而使抗变应原性以及防霉性降低的隐患。但是，如果为上述负载量的范围，则能够更良好地保持抗变应原性以及防霉性。从该观点出发，负载量更优选为2g/m2以下，进一步优选为1.5g/m2以下，极其优选为1g/m2以下。
另外，抗变应原性材料的负载量优选为0.05g/m2以上。由此，能够更良好地保持抗变应原性。从该观点出发，负载量更优选为0.075g/m2以上，进一步优选为0.1g/m2以上。
霉菌抑制剂的负载量优选为0.001～1g/m2。由此，能够良好地保持防霉性。从该观点出发，负载量更优选为0.005～0.5g/m2，进一步优选为0.01～0.1g/m2。
抗变应原性材料的负载量与霉菌抑制剂的负载量之比(抗变应原性材料的负载量/霉菌抑制剂的负载量)优选小于100。由此，能够良好地保持抗变应原性以及防霉性。另外，在并用霉菌抑制剂和抗变应原性材料的情况下，通过使负载量之比小于100，与仅使用抗变应原性材料的情况相比，能够进一步提高抗变应原性。其理由尚不确定，但推测可能是因为霉菌抑制剂使抗变应原性材料活化。从上述观点出发，负载量之比更优选为75以下，进一步优选为50以下。此外，负载量之比的下限可以设定为超过0。霉菌抑制剂的负载量以及抗变应原性材料的负载量根据负载量之比适当调整即可。
如上所述，发明人等发现，在上述空气过滤器用滤材中，通过并用霉菌抑制剂和抗变应原性材料，与仅使用抗变应原性材料的情况相比，有时能够进一步提高抗变应原性。这在抗变应原性材料的负载量较少的情况下特别显著。即，能够发现一种抗变应原性提高方法，其为具备基材和至少具备负载于该基材上的无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂的空气过滤器用滤材的抗变应原性提高方法，其中，使抗变应原性材料的负载量小于3g/m2，使上述负载量之比小于100。
着色剂的负载量优选为0.01～10g/m2。由此，能够适当地对基材进行着色。从该观点出发，负载量更优选为0.03～5g/m2，进一步优选为0.05～1g/m2。
[空气过滤器用滤材的制造方法]
在不使用着色剂的情况下，空气过滤器用滤材的制造方法例如可以具备：处理液制备工序，在该处理液制备工序中，制备含有包含酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料、霉菌抑制剂、根据需要的其他材料以及液态成分的处理液；接触工序，在该接触工序中，使所制备的处理液与基材接触；以及干燥工序，在该干燥工序中，对附着有处理液的基材进行干燥。
在处理液制备工序中，将含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂与液态成分混合。液态成分可以是水系的成分，也可以是醇、丙酮、己烷等非水系的成分，或者也可以是它们的混合系的成分。但是，从各材料的分散性的观点出发，优选为水系的成分。抗菌性材料等向液态成分中的添加量，以在基材上的负载量成为所期望的量的方式适当调整即可。
在接触工序中，使用浸渍法、喷雾法、凹版印刷法等使所得到的处理液与基材接触。关于使用哪种方法，可以根据作为对象的基材的材质、厚度、表面的润湿性等适当选择。
在干燥工序中，使附着有处理液的基材在100～140℃下进行干燥，从处理液中去除液态成分。干燥可以使用多筒式干燥机等。
在使用着色剂的情况下，空气过滤器用滤材的制造方法具备：第一负载工序，在该第一负载工序中，使着色剂负载于基材；以及第二负载工序，在该第二负载工序中，使含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂负载于负载有着色剂的基材。
在使用着色剂的情况下，着色剂和含有酶的抗菌性材料在各自的负载工序中负载于基材。根据本发明的发明人的见解可知，在通过单一的负载工序负载着色剂和含有酶的抗菌性材料的情况下，在高温、高湿环境下抗菌性大幅度降低。其理由尚不确定，但推测是由于在处理液制备时或处理液干燥时着色剂与酶发生反应，酶被着色剂分解(失活)。
更具体而言，第一负载工序可以具备：第一处理液制备工序，在该第一处理液制备工序中，制备含有着色剂、粘合剂树脂以及液态成分的第一处理液；第一接触工序，在该第一接触工序中，使所制备的第一处理液与基材接触；以及第一干燥工序，在该第一干燥工序中，对附着有第一处理液的基材进行干燥。作为粘合剂树脂，没有特别限制，可列举为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、乙酸乙烯酯树脂、SBR树脂、环氧树脂、聚乙烯醇树脂等。
更具体而言，第二负载工序可以具备：第二处理液制备工序，在该第二处理液制备工序中，制备含有包含酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料、霉菌抑制剂、根据需要的其他材料以及液态成分的第二处理液；第二接触工序，在该第二接触工序中，使所制备的第二处理液与经过第一负载工序而负载有着色剂的基材接触；以及第二干燥工序，在该第二干燥工序中，对附着有第二处理液的基材进行干燥。
在处理液制备工序中，将负载对象与液态成分混合。液态成分可以是水系的成分，也可以是醇、丙酮、己烷等非水系的成分，或者也可以是它们的混合系的成分。但是，从各材料的分散性的观点出发，优选为水系的成分。抗菌性材料等向液态成分中的添加量，以在基材上的负载量成为所期望的量的方式适当调整即可。
接触工序以及干燥工序与不使用着色剂的情况同样地实施即可。
实施例
<实验1：抗菌性试验>
(实施例1)
将作为着色剂(颜料)的FASTOGEN GreenG-58(DIC株式会社制造)、丙烯酸粘合剂和水混合，从而制备混合液。使该混合液浸渍于单位面积重量为200g/m2、厚度为1mm的聚酯无纺布中，之后进行吸引脱水，利用120℃的多筒式干燥机进行干燥。由此，得到着色聚酯无纺布。
接着，将含有1质量％的溶菌酶作为抗菌性材料的酶抗菌剂液、含有0.02质量％的丁基氨基甲酸碘代丙炔酯作为霉菌抑制剂的霉菌抑制剂液、作为无机系的抗变应原性材料的磷酸锆粉末和水混合，从而制备混合液。使该混合液浸渍于上述得到的着色聚酯无纺布中，之后进行吸引脱水，利用120℃的多筒式干燥机进行干燥。由此得到滤材。
将干燥后的滤材中的各成分的负载量示于表1。作为各成分的负载量，粘合剂为5g/m2、颜料为0.1g/m2、溶菌酶为0.1g/m2、丁基氨基甲酸碘代丙炔酯为0.01g/m2、磷酸锆为2g/m2。
(比较例1)
除了不使用霉菌抑制剂以外，按照实质上与实施例1同样的方式得到滤材。
(比较例2)
除了不使用无机系的抗变应原性材料以外，按照实质上与实施例1同样的方式得到滤材。
(比较例3)
除了使用未着色的聚酯无纺布代替着色聚酯无纺布、不使用霉菌抑制剂、以及使用作为有机系的抗变应原性材料的聚对乙烯基苯酚(产品名：MARUKA LYNCUR M，丸善石油化学株式会社制造)代替作为无机系的抗变应原性材料的磷酸锆粉末以外，按照实质上与实施例1同样的方式得到滤材。
(比较例4)
使用作为有机系的抗变应原性材料的聚对乙烯基苯酚代替作为无机系的抗变应原性材料的磷酸锆粉末，除此以外，按照实质上与实施例1同样的方式得到滤材。
(比较例5)
将FASTOGEN GreenG-58(DIC株式会社制造)、丙烯酸粘合剂、含有1质量％的溶菌酶的酶抗菌剂液、含有0.02质量％的丁基氨基甲酸碘代丙炔酯的霉菌抑制剂液、磷酸锆粉末以及水混合，从而制备混合液。使该混合液浸渍于单位面积重量为200g/m2、厚度为1mm的聚酯无纺布中，之后进行吸引脱水，利用120℃的多筒式干燥机进行干燥。由此得到滤材。
(参考例1)
使用未着色的聚酯无纺布代替着色聚酯无纺布，除此以外，按照实质上与实施例1同样的方式得到滤材。
对各例中得到的空气过滤器用滤材进行以下的试验。
(抗菌性试验)
作为抗菌性试验，采用细菌气相液滴下试验方法。具体而言，准备利用心浸液培养基进行培养、离心分离、清洗而制备的M.luteus菌体水溶液(浓度：105～107CFU/filter)。将其0.3mL滴加到供于评价的所需张数的全部的滤材上，然后在生物安全柜内自然放置规定时间(未处理滤材)。之后，使用振动混合器，将滤材上的菌提取到磷酸缓冲溶液中。将提取出的原液以及稀释液移植到Trypto-Soya琼脂固体培养基中，在30℃下培养48小时后，测量菌落数并计算出活菌数。另外，计算出菌的去除率作为抗菌性的指标。将结果(未处理)示于表1。
在规定的环境下对上述未处理滤材进行处理后，与上述同样地计算出菌的除菌率。将结果示于表1。此外，对于比较例3以及比较例4，在未处理的时刻下抗菌性不足，因此未进行改变环境的实验。
表1
Figure BDA0003069844830000091
<实验2：抗变应原性试验>
如表2所示那样变更无机系抗变应原性材料的负载量，除此以外，按照与实施例1同样的方式制作空气过滤器用滤材。
另外，如表3所示那样变更无机系抗变应原性材料的负载量，除此以外，按照与比较例1同样的方式制作空气过滤器用滤材。
对得到的空气过滤器用滤材进行以下的试验。将结果分别示于表2以及表3。
(抗变应原性试验)
从得到的滤材中随机切割出25cm2的面积，将其作为试验片。将该试验片浸渍在作为变应原的Cryj1(杉树花粉变应原)的13ng/ml的溶液中后，取出。在取出后经过4小时后，通过酶联免疫测定法(ELISA法)对附着于滤材的变应原(Cryj1)的降低率的程度进行测定。以下，对试验法的概要进行说明。
(1)变应原测定法(ELISA法)
在96孔的微孔板的各孔中对一次抗体进行固相，捕捉变应原。接着，使预先标记的二次抗体反应，使酶、底物依次反应。对显色的各孔的吸光度进行测定，由标准曲线求出检体的抗原量。
(2)降低率计算方法
对使试样反应后的变应原溶液的变应原浓度进行测定，并利用下述式求出与不使试样反应的变应原溶液的浓度相比较而得到的降低率。
降低率(％)＝(B－A)/B×100
A：试样反应后的变应原溶液中的变应原浓度
B：初始溶液的变应原溶液中的变应原浓度
(抗菌性试验)
与实验1同样地实施。
(防霉性试验)
作为防霉性试验，采用JIS2911(2010)附录A塑料制品的试验方法A。将在肉眼以及显微镜下未确认到霉菌的产生的情况判定为合格，将确认到霉菌的产生的情况判定为不合格。
表2
Figure BDA0003069844830000101
表3
Figure BDA0003069844830000102
图1是表示抗变应原性材料的负载量与抗变应原性的关系的图表。即，将表2以及表3的结果图表化而得到的图。根据图1可以理解的是，根据霉菌抑制剂的有无，抗变应原性的变化出现差异。尤其是在抗变应原性材料的负载量较少的区域中，通过并用霉菌抑制剂和抗变应原性材料，与仅使用抗变应原性材料的情况相比，能够进一步提高抗变应原性。
工业实用性
本发明在医院、工厂(制药、食品)、舱室、家庭等中，能够有效地用作用于捕集空气中漂浮的细菌、霉菌、变应原等并使其失活的空气过滤器用滤材。

Claims (15)

1.一种空气过滤器用滤材，其特征在于，所述空气过滤器用滤材具备基材、负载于该基材的含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述无机系的抗变应原性材料含有选自由无机固体酸以及金属无机盐组成的群组中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述酶含有溶菌酶。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述抗变应原性材料的负载量小于3g/m2。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述抗变应原性材料的负载量为0.05g/m2以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述抗变应原性材料的负载量与所述霉菌抑制剂的负载量之比(抗变应原性材料的负载量/霉菌抑制剂的负载量)小于100。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述霉菌抑制剂含有选自由丁基氨基甲酸碘代丙炔酯、聚氨基丙基双胍、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及脱氢乙酸钠组成的群组中的至少一种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的空气过滤器用滤材，其特征在于，所述空气过滤器用滤材还具备负载于基材的着色剂。
9.一种空气过滤器用滤材的制造方法，其特征在于，所述空气过滤器用滤材的制造方法具备：
第一负载工序，在该第一负载工序中，使着色剂负载于基材；以及
第二负载工序，在该第二负载工序中，使含有酶的抗菌性材料、无机系的抗变应原性材料以及霉菌抑制剂负载于负载有着色剂的所述基材。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述着色剂含有有机颜料。
11.根据权利要求9或10所述的制造方法，其特征在于，所述酶含有溶菌酶。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述抗变应原性材料的负载量小于3g/m2。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述抗变应原性材料的负载量为0.05g/m2以上。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述抗变应原性材料的负载量与所述霉菌抑制剂的负载量之比(抗变应原性材料的负载量/霉菌抑制剂的负载量)小于100。
15.根据权利要求9～14中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述霉菌抑制剂含有选自由丁基氨基甲酸碘代丙炔酯、聚氨基丙基双胍、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及脱氢乙酸钠组成的群组中的至少一种。
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