JP2005213702A - 立体編地構造体及びそれを用いたフイルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたって黴や雑菌の繁殖を抑制する充分な抗菌性機能を維持することができ、衛生的で安全性の高く、かつ脱臭性を有し、エアフィルタ等に使用できる立体編地を提供することである。
【解決手段】 本発明は、表層の編地、裏層の編地及びその表裏の編地間を連結する連結糸からなる立体構造を有する立体編地で形成されたものであって、裏地の編地の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物を付着させた立体編地構造体とすることにより、抗菌性及び脱臭性の機能を長期間にわたって持続でき、エアフイルタに好適に使用できる。
【選択図】 図１

Description

本発明はエアコンや空気清浄機のエアフィルタ等に使用される立体編地に関し、詳しくは黴や雑菌等の繁殖を抑制する衛生機能を長期間有効に維持できる抗菌性及び脱臭性を有し、エアフィルタ等に使用される立体編地構造体に関するものである。

近年の健康指向の高まりにより、衣料、寝具、家具、カーペットなどの内装品等に黴や雑菌の繁殖を抑制する処理がなされてきた。こうした傾向は消費者の手が直接に触れるものに限られるものではなく、例えば、現在では生活必需品ともなっているエアコンや空気清浄機のエアフィルタにおいても黴や雑菌の繁殖抑制処理がなされ、さらに空気と接触する使用方法から脱臭機能を付与して、効果的に清浄な空気にする試みもなされている。

この種のエアフィルタは、一般的には熱可塑性樹脂製のモノフィラメントからなる編織物であって、モノフィラメント紡糸段階で材料樹脂中に抗菌性を有する化合物、銀、銅、亜鉛などの金属イオンによる抗菌効果を利用したものが提案されている（特許文献１及２）。しかしながら、これらの抗菌剤は安全性の面では優れたものといえるが、金属の表面酸化によって抗菌効果が滅失することがあり、長期間にわたり、経時的な安定効果は期待できない。

また、脱臭の手段としては、多孔質粉粒体の形状を有するゼオライト、炭酸カルシウムなど脱臭剤が用いられるが、これらの脱臭剤を熱可塑性樹脂に配合してモノフィラメントを成形すると、フィラメント表層に露出する一部の微孔のみが吸着作用を有しているの止まり、脱臭機能として効率的でないし、また長期間の使用で吸着性能が著しく低下する点で問題となっている。

原料樹脂中にこれらの抗菌性化合物や脱臭剤などの添加剤を配合させる場合、押出機に直接または予めマスターバッチとして所定濃度になるように投入されるが、添加剤の配合量が少ない場合には、樹脂中への均一な分散が困難であったり、一方、添加剤の配合量が多い場合には、モノフィラメントの物性低下、特に強伸度の低下が起こりやすく、また完成したエアフィルタの耐久性が不充分であるなどの問題点が指摘されている。

特開平９−３０９９５７号公報（２〜３頁） 特開２０００−５５３２号公報（２頁）

本発明は、長期間にわたって黴や雑菌の繁殖を抑制する充分な抗菌性機能を維持することができ、衛生的で安全性の高く、かつ脱臭性を有し、エアフィルタ等に使用できる編地を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、表層の編地、裏層の編地及びその表裏の編地間を連結する連結糸からなる立体構造を有する立体編地で形成されたものであって、裏地の編地の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物を付着させてなることを特徴とする立体編地構造体、に存する。

本発明の立体編地構造体は、表層の編地、裏層の編地及びその表裏の編地間を連結する連結糸からなる立体構造を有する立体編地で形成されたものであって、裏地の編地の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物を付着させてなるものであり、このアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物付着物により、抗菌性及び脱臭性の機能を長期間にわたって持続できるのである。また、連結糸が熱可塑性樹脂に比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上の活性炭を配合したものを押出成形し、次いで、延伸処理して得られたものを使用することにより、悪臭ガスに対して、活性炭本来の吸着作用を有し、且つ、その吸着物質を分解させる機能をも有しており、長時間連続使用ができる。

図１は、本発明の一実施態様を示す立体編地構造体の断面説明図であり、図２は、本発明の一実施態様を示す立体編地構造体の平面図である。図３は、本発明の一実施態様を示す立体編地構造体の斜視図である。図中において、立体編地構造体１は、表層の編地３、裏層の編地４及びその表裏の編地間を連結する連結糸５からなる立体編地２および裏側の編地の下側に混合物付着物６を設けている。このような立体編地構造体では、表層の編地３、裏層の編地４及びその表裏の編地間を連結する連結糸５からなる立体編地２が保持する通気性とクッション性に加え、アミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物付着物６の設置により、抗菌性及び脱臭性の機能を長期間にわたって持続できるのである。

本発明に用いられる立体編地構造体は、表層の編地、裏層の編地及びその表裏の編地間を連結する連結糸からなる立体構造を有する立体編地であって、表裏の編地の繊維含有率が１０〜８０％であるように複数の糸によって形成され、それによって立体編地に表裏両方に連通する複数の空隙が設けられている。ここで、繊維占有率とは、立体編地を構成する繊維が占める面積比率をいい、例えば、１インチ四方の面積当たりの編地を構成する繊維が占める面積比率をいう。

本発明の立体編地構造体は表層の編地が裏層の編地から連結部によって立上って配置されているので、この立体編地には連結部を構成する複数の糸条からなる壁状体が線状、格子状あるいは蜂巣状に配置されている。
上記立体編地構造体は表層と裏層の編地の繊維含有率が１０〜８０％、好ましくは２０〜７０％の範囲で形成されている。繊維含有率が８０％を越えると空隙の量も極度に小さくなり、エアフィルタに使用した場合、通気性が大幅に低下してくるので望ましくない。一方、繊維含有率が１０％以下であると壁状体が薄くなったり、壁状体の間隔が広くなりすぎたりして、アミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物付着量が立体編地構造体全体に対する割合で低下してくるので、抗菌性及び脱臭性の機能が大幅に低下してくるので望ましくない。

本発明の立体編地構造体は、表層の編地と裏層の編地とを連結糸で連結して編成することにより得られる。例えば、公知の通常２枚の針床を有するダブルラッセル縦編機などの縦編機を用い、メッシュ状の表裏の編地を編成すると同時に連結糸を該メッシュ組織の全ての編目に連結することにより得られる。このような立体編地には連結糸の反発力によりクッション性が与えられるとともに、連結糸で形成される空洞により該編地内に優れた通気性が付与される。

立体編地を構成する表層の編地、裏層の編地および連結糸の素材には特に限定はなく、例えば、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６及びナイロン４６などのポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール等の熱可塑性樹脂を単独でまたは２種以上の組合せて用いられる。これらの樹脂を用いた繊維糸としては、丸断面または異形断面であってもよく、モノフイラメント糸、スパン糸、マルチフイラメント糸、捲縮加工糸等であってもよい。また連結糸に用いる繊維糸の繊度は、編地に通気性およびクッション性を付与する点から、２０デシテックス以上、好ましは５０〜５００デシテックスの範囲である。

本発明においては、上記立体編地を構成する連結糸として、熱可塑性樹脂に比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上の活性炭を配合したものを押出成形し、延伸処理してなるものを用いることを特徴とするものである。
すなわち、熱可塑性樹脂に活性炭を含有させて成形した場合には、樹脂が活性炭の表面を被覆し、活性炭の細孔を閉塞してしまい、活性炭本来の吸着能力を失効させるという問題点を有しているが、樹脂に特定の活性炭を配合して押出成形した後、延伸処理することにより、活性炭表面の樹脂被覆部分を延伸処理によって、その細孔の閉塞を開放することができ、それにより、活性炭本来の吸着能力を発現でき、且つ、特定の活性炭を用いることにより吸着物質を分解させる機能を付与させることができる。

上記連結糸に用いる熱可塑性樹脂としては、上記した熱可塑性樹脂が使用できるが、特にポリオレフィンが好ましい。
ポリオレフィンとしては、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられ、これらのポリオレフィン樹脂は単独または２種以上を組合わせて用いても差し支えない。これらのうちでは、高強度を有する高密度ポリエチレンあるいはポリプロピレンが好ましい。

上記ポリオレフィンとしては、メルトフロレート（以下、ＭＦＲと略す）が、通常１〜３０ｇ／１０ｍｉｎ．、好ましくは２〜３０ｇ／１０ｍｉｎ.の範囲のものが使用される。ポリオレフィン系樹脂のＭＦＲが１ｇ／１０ｍｉｎ．未満であると組成物としての流動性が悪く、延伸糸の厚みが不規則に変化することがあり、一方、ＭＦＲが３０ｇ／１０ｍｉｎ．を超えると成形安定性と生産効率に悪影響を与えるので、望ましくない。

ポリオレフィン系樹脂に配合する活性炭としては、比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上、好ましくは１７００〜３０００ｍ２ ／ｇの範囲であり、また、炭化率が９０％以上、好ましくは、９０〜９５％の範囲である。
本発明において、比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上の活性炭では、臭気物質の吸着能力が増加し、且つ、吸着物質を分解する機能を有しているので、悪臭ガスに対して、長時間にわたり連続使用が可能である。
比表面積が下限未満では、臭気物質の吸着能力が低下し、且つ、吸着物質を分解する能力が著しく低下する。通常の活性炭、例えば、椰子殻活性炭では、比表面積が１２００ｍ２ ／ｇ程度であり、炭化率が７０％程度であり、臭気物質の吸着能力が不十分であり、且つ、吸着物質を分解する能力がないので、活性炭も寿命が短いという問題がある。本発明で用いる上記活性炭は椰子殻活性炭の炭化率を９０％以上に上げ、活性炭の比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上にすることにより製造される。

上記した活性炭の配合量は、ポリオレフィン１００重量部に対して、上記活性炭を１〜５０重量部、好ましくは３〜５０重量部の範囲である。上記活性炭の配合量が下限未満では、活性炭の効果が充分発現できず、また、上限より多いとポリオレフィンとの分散性に問題が生じると共に、成形体として脆く機械的強力が不足する傾向にある。

上記活性炭中の水の含有量は０．１０重量％未満、好ましくは０．０１〜０．０８重量％の範囲である。上記水の含有量が０．１０重量％以上では、押出成形時に著しく発泡現象を起こし易くなり、得られた樹脂成形物を延伸処理する際、延伸切れを生じ易くなるので、好ましくない。

上記のポリオレフィンと活性炭の樹脂組成物を用いた繊維糸としては、丸断面または異形断面であってもよく、モノフイラメント糸、スパン糸、マルチフイラメント糸、捲縮加工糸等であってもよい。この中で、成形性が容易で高強度を維持できるモノフィラメント糸、特に、複合モノフィラメント糸が好ましい。
また連結糸に用いる繊維糸の繊度は、編地に通気性およびクッション性を付与する点から、２０デシテックス以上、好ましは５０〜５００デシテックスの範囲である。

上記モノフィラメントの場合について、説明すると、その成形方法は、特に限定されるものではなく、公知のモノフィラメントの成形方法が採用される。すなわち、モノフィラメント成形ダイスを用い、前記樹脂組成物を１７０〜２４０℃の溶融温度で押出し、冷却水温度３０〜７０℃で冷却固化した後、延伸処理し、この延伸モノフィラメントを５〜１５％弛緩熱処理を施してモノフィラメントを形成することができる。

また、上記モノフィラメントの変わりに複合モノフラメントを用いると強度特性がさらに向上し、且つ、芯層と鞘層にそれぞれ機能付加させることができるので、好ましい。
複合モノフィラメントとしては、上記活性炭を配合させたポリオレフィンを鞘層とし、ポリオレフィンを芯層とする芯鞘構造のものである。この芯鞘構造とすることにより、芯層で強度特性を付与させ、鞘層で活性炭の細孔を閉塞することなく、活性炭の本来の機能を付与させるものである。複合モノフィラメントの芯鞘に用いるポリオレフィンとしては、特に制限はなく、上記したポリオレフィンが用いられる。上記鞘層に配合する活性炭の種類、配合量及び水の含有量は上記した範囲で使用される。また、上記複合フィラメントの鞘層／芯層の断面積比は、２／８〜６／４の範囲である。上記鞘層／芯層の断面積比が２／８未満では鞘成分が芯層全断面を覆いにくくなり、鞘層が芯層から剥れ易く、粉が発生し易くなる。また、上記断面積比が６／４をより大きくなるとフイラメント糸の引張強度が低下するので、望ましくない。

立体編地の全厚みは、形体安定性、弾性回復性、生産性などから、３〜２０ｍｍの範囲であり、好ましくは５〜１０ｍｍの範囲である。厚みが３ｍｍ未満では、立体編地としての特徴が得られにくく、また厚みが２０ｍｍを超えると立体形体保持性が難しくなり、弾性回復性、編立の加工技術が難しくなる。
また、上記立体編地のそれぞれの（裏層の編地／連結糸／裏層の編地）の重量比は、（０．５／９／０．５）〜（２．５／５／２．５）の範囲、好ましくは、（１／８／１）〜（２／６／２）の範囲である。
さらに、立体編地の目付は、通気性、硬さ、形体保持性、編立の加工性などから、１００〜１０００ｇ／ｍ2 の範囲、好ましくは１５０〜７００ｇ／ｍ2 の範囲である。

本発明の立体編地構造体は、上記立体編地の裏層の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物を付着させ、抗菌性及び脱臭性の機能を長期間にわたって持続させることができるものである。
アミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物としては、特に制限されるものではないが、例えば、天然物、好ましくは、天然果実抽出物、さらに好ましくは、グレープフルーツ種子抽出物が挙げられる。アミノ酸とグリセリンの混合割合はアミノ酸／グリセリンの比が１／９〜９／１の範囲内である。
また、上記立体編地の裏層の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物を付着させる方法としては、アミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物の水溶液または水溶性エマルジョンを塗布法、コーティング法またはスプレー法により、厚さ１０〜６００μｍの範囲で付着物を付着させことにより行う。

さらに、上記立体編地構造体には、寸法や形体を安定させ、また各種の機能を付与するために、熱処理、樹脂加工、難燃加工などの公知の処理を施すことができる。

実施例１
ダブルラッセル編機により、３００デシテックス／１００フイラメントのナイロンマルチフイラメント糸の表裏６角形状メッシュ編地と、ポリプロピレンの複合モノフィラメントとして、ポリプロピレン１００重量部に炭化率が９３％で、比表面積が炭１８００ｍ２ ／ｇで、水分含有量０．０５％の活性炭を１０重量部配合させたポリプロピレンを鞘層とし、ポリポロピレンを芯層とする芯鞘構造のものをそれぞれ押出成形し、延伸倍率５倍で延伸し、アニーリングを施し複合モノフィラメント２００デシテックスの連結糸とからなる厚み４ｍｍの立体編地（目付３００ｇ／ｍ2 、通気性４００ｃｍ3 ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以上）を編成した。次いで、上記立体編地の裏層の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物として、グレープフルーツ種子抽出物の水溶液を塗布法により、平均厚さ４０μｍの範囲で付着させて立体編地構造物を得た。

上記で得られた立体編地構造物につき、下記評価方法で脱臭試験及び抗菌性の試験行い、その評価結果を表１または表２に示す。
なお、上記の繰り返し試験を行い、２０回目の結果についても表１または表２に示す。
１．消臭性試験
２．５Ｌ容量デシケーターの密閉容器内の片面に上記で得られた立体編地構造物（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ及び高さ４ｍｍ）を取り付け、密閉する。これに一定量の試験ガスを注入し、初期濃度、２時間後、８時間後にガス検知管にて残存ガス濃度を測定し、脱臭率を下記式にて算出した。その結果を表１に示す。
脱臭率（％）＝（初期ガス濃度−残存ガス濃度）÷初期ガス濃度×１００
２．防黴性及び抗菌性の試験
（１）供試菌は、真菌として黒カビ、細菌として大腸菌を用いた。
（２）調製細菌は標準寒天培地にて３５℃で４８時間、真菌はポテトデキストロース寒天培地にて２７℃で一週間、前培養した供試菌を用いてリン酸緩衛生理食塩水にて調製した。
（３）抗菌性は、ＪＩＳ Ｌー１９０２に準拠して測定した。
その結果をを表２に示す。
なお、基準基布における菌が１万個から１千万個になるような条件下で、静菌活性値が２．２以上で合格となる。
（４）防黴性は、ＪＩＳ Ｚー２９１１に準拠して測定した。
その結果、実施例１の繰り返し試験２０回目においても、下記判定結果で、０−０で菌数の発育が全く認められず、十分な防黴効果が見られた。
判定方法
０：試験片の接種した部分に菌糸の発生が認められない。
右側の数値は発育阻止幅のｍｍ数
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を超えない。
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。

比較例１
実施例１において、グレープフルーツ種子抽出物の水溶液を全く付着せずにに行ったこと以外は同様にして行った。その結果を表１または表２に示す。

本発明の一実施態様を示す立体編地構造体の断面説明図である。 本発明の一実施態様を示す立体編地構造体の平面図である。 本発明の一実施態様を示す立体編地構造体の斜視図である。

符号の説明

１ 立体編地構造体
２ 立体編地
３ 表層の編地
４ 裏層の編地
５ 連結糸
６ 付着物

Claims (6)

1. 表層の編地、裏層の編地及びその表裏の編地間を連結する連結糸からなる立体構造を有する立体編地で形成されたものであって、裏地の編地の下側にアミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物を付着させてなることを特徴とする立体編地構造体。
2. 連結糸が熱可塑性樹脂に比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上の活性炭を配合したものを押出成形し、次いで、延伸処理して得られたものであることを特徴とする請求項１記載の立体編地構造体。
3. 連結糸が比表面積が１７００ｍ２ ／ｇ以上の活性炭を配合させたポリオレフィンを鞘層とし、ポリオレフィンを芯層とする複合モノフィラメント糸であることをを特徴とする請求項１記載の立体編地構造体。
4. アミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物が天然果実抽出物であることを特徴とする請求項１記載の立体編地構造体。
5. アミノ酸及びグリセリンを主成分とする混合物がグレープフルーツ種子抽出物であること特徴とする請求項１記載の立体編地構造体。
6. 請求項１に記載の立体編地構造体を用いたフィルタ

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