JP2006034421A - フィルターおよびフィルター搭載機器 - Google Patents

Abstract

【課題】不快臭を発しにくく、かつ室内にほのかな香りを徐放することが可能なフィルターおよびそのフィルター搭載機器を提供する。
【解決手段】フィルターの構成材料中に、揮発性成分が内蔵されたマイクロカプセルが混入されていることを特徴とするフィルターである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、例えば、家庭電器、ビル、工場、車等の機械や機器類に取り付けるフィルターであって、詳しくはフィルター構成部材から発生する臭気のマスキングや、消臭、殺菌、抗酸化作用等を行うことができるフィルターおよびこれを搭載したフィルター搭載機器に関する。

従来より、家庭用の空気清浄機に取り付けられるエアフィルターの濾材としては、短繊維を樹脂加工して固めた不織布などが広く用いられている。しかし、この濾材の多くは、それ自体から特有の臭気が発生し、不快であるとのクレームが多かった。

このような臭気を消す方法には、活性炭を用いた脱臭や消臭剤による化学結合、また、香料が持つ芳香作用によって室内の臭気全体をマスキングする手法などが古くから行われていた。また、不織布を固めるために広く用いられているアクリル樹脂からは極微量ではあるが、エタノール、１．ブタノール、酢酸、メチルエチルケトオキシムなどが発生するが、活性炭での脱臭や消臭剤による化学結合などの従来方法では微小な臭気を消すことが不可能であった。また、香料によるマスキング方法は、この臭気を消す香料をどの家庭でも使用する訳でもなく、消せるものでなかった。

さらに、各種の制菌、除菌効果を謳った商品は多くのものが市販されているが、薬剤と菌とが直接接触することで効果が発揮されるものであり、効果が繊維廻りの空間に及んで効果を発揮するものがなかった（例えば、特許文献１、２）。

一方、カプセルに収納された香料による従来技術としては、例えば香り付き酸素の吸入具、香料タバコ、フィルター付きタバコなどがあるが、いずれも本発明の目的、発想とは異なるものであった（例えば、特許文献３〜５）。
特開平７−１９４６８２号公報 特開平８−１５５２３１号公報 特開昭６２−１９８３７７号公報 特開平８−１８２４９２号公報 特開２０００−３３１２号公報

本発明の目的は、上記のような問題点を解消し、不快臭を発しにくく、かつ室内にほのかな香りを徐放することが可能なフィルターおよびそのフィルター搭載機器を提供することにある。

本発明は、上記課題を達成するため、フィルターの構成材料中に、揮発性成分が内蔵されたマイクロカプセルが混入されていることを特徴とするフィルターである。

この場合、上記揮発成分は、消臭剤、殺菌剤、香料、抗酸化剤から選ばれる少なくとも１種のものが好ましい。また、揮発性成分の混入量は、フィルター構成濾材の０．００２〜２０重量％の範囲内であるのが好ましい。マイクロカプセルの外径は、０．２〜１００μｍの範囲内のものが好ましい。

そして、これらフィルターは、例えば家庭電器、ビル、工場、車等の機械や機器類に搭載することができる。

本発明のフィルターは、上記の通り、消臭剤、殺菌剤、香料等のマイクロカプセル化された成分が、マイクロカプセルから徐々に大気中に放出させることができるので、消臭、殺菌などの本来持っていた効能を発現させることができる。また、このフィルターの使用香料を適宜選定し、例えば空調機や家庭用空気清浄機、業務用分煙機等のフィルター搭載機器に使用すれば、爽やか感、高揚感、沈静感などの感情的効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の最良の形態について詳細に説明する。

本発明者らは、フィルター構成部材から発する特有の臭気を消すことを鋭意研究した結果、臭気の原因は、主にフィルター構成濾材である繊維を繋ぎ留めるために使用される接着剤、主にアクリル酸エステル樹脂やエポキシ樹脂などに含まれるエタノール、１．ブタノール、酢酸、メチルエチルケトオキシムなどにあり、これらはそれ自体、揮発性が高いため、極微量でも臭気を発するものであることが分かった。これらの臭気成分は樹脂の重合過程で用いられ、現在の技術では取り除くことができないものであり、従来技術では残存量の減少に努めたが感覚的には満足できる臭気濃度レベルのものを得ることができなかった。

そこで、爽やか感を感じることが可能な柑橘系香料成分を、フィルター構成材料である短繊維を固めるアクリル樹脂に混ぜて濾材を作成し、フィルターに仕立てて臭いを嗅いだところ、香料だけの臭気が感じられ部材から発する不快臭気が感じられないことを見いだした。しかしながら、香料を単にアクリル樹脂に混ぜる方法では、香料が直ぐに揮発してしまい効果の持続性が１ヶ月程度と短期間であった。しかし、濾材の作成からフィルターが市場に流通するまでには、短いもので１ヶ月、長いものでは１年以上の期間があり、しかも濾材の作成過程で１００〜１７０℃の熱を受け、例えば倉庫に保管中のものでは６０℃もの高温で保管されるため、香料成分が殆ど揮発消失しまい実用上問題があることが分かった。

そこで、本発明においては、濾材作成時の加熱に耐え、倉庫保管時の温度でも香料が残存し、実用上問題とならない寿命特性を持たせる技術として、マイクロカプセル化した香料をフィルター構成材料に混入させることが有効であることを見いだした。

まず、本発明において、フィルター構成材料とは、主として、濾材、枠材、濾材と枠材の接着剤、濾材間隔を保持するセパレーター材を指すが、ケーシング等であってもよい。

また、香料等を収容する容器となるマイクロカプセル素材としては、急激な揮発を抑制する微多孔性の膜を形成する、例えばウレタン樹脂、シリカなどの素材が適するが、これ
に限定される訳ではなく、微多孔性膜を形成しないメラミン樹脂であっても使用できる。
これらカプセル素材については、シリカよりより微多孔質な殻を形成するウレタン樹脂が放出が遅くなるので最も好ましい。メラミン樹脂製の殻の場合は、殻に孔がないため自然放出が期待できないため外部刺激で殻を割ってやる必要がある。その方法として加熱を行うことで香料をカプセル内で揮発させ内圧を上げ内側から殻に亀裂を入れることで達成できる。好ましいマイクロカプセル化成分としては、香料や制菌剤、抗酸化作用を持つ薬剤の放出を目的とする場合には例えばウレタン樹脂やシリカが、制菌を目的とする場合はウレタン樹脂、シリカ、メラミン樹脂などを用いるのが好ましい。具体的には、柑橘系の香料的臭いを発しさせたい場合には、ウレタン樹脂のマイクロカプセル材が好ましい。マイクロカプセル化成分の放散濃度のコントロールと、放散成分消失までのできるだけ長い寿命達成のためには、カプセル素材と香料の配合重量割合、マイクロカプセル化香料とアクリル樹脂に混ぜる割合、更にマイクロカプセル化成分の揮発性が重要である。具体的に好ましい関係を説明すると、カプセル素材と香料の配合重量割合は、香料がカプセル素材の殻を通過してカプセル外にでるため、放出速度がカプセル素材の厚みと香料の浸透度が影響する。これを重量比で説明すると、カプセルが直径２μｍ程度のウレタン樹脂マイクロカプセルの場合は、マイクロカプセル化香料に占める香料の重量割合を７０％以下にすると放出速度を低下せしめることが可能となる。７０％を越えるとカプセルの殻の厚みが薄くなって放出速度が速くなり、短寿命で且つ放出濃度が一気に高くなり好ましくない。フィルター生産時の加熱や倉庫保管時の香料放出を押さえ、１年以上の持続的香料放出を図る為のより好ましい重量割合は５〜５０％の範囲である。

また、香料の分子量も揮発性を左右し、放散濃度に関係するため、放散速度を低く抑えるには出来るだけ高分子量のものが好ましいが揮発性が低くなるため発生濃度の維持が難しくなる。フィルター部材から発生する悪臭やタバコ臭のマスキングには、分子量が４０〜１５０程度のものを用いることが適当である。

次に本発明のフィルターの製造方法について説明する。

まず、ウレタン樹脂製のマイクロカプセル化香料を、例えばアクリル酸エステル樹脂エマルジョンに固形分重量比で０．００５〜１％混合したアクリル樹脂液を用意する。この樹脂を用いてケミカルボンド法で不織布目付が５〜１５０ｇ／ｍ²の濾材を作成する。この濾材の構成は、繊維材料が７０重量％（ポリエステル繊維とビニロン繊維７：３配合）、アクリル樹脂３０重量％とする。アクリル樹脂面をＳＥＭで観察すると、マイクロカプセル化香料の周囲にアクリル樹脂の皮膜が形成されより一層放散速度を遅延化できる構造になっていることが確認できた。この濾材を用いて作成したフィルターは極微少な香料を放出し、フィルター部材臭を消し爽やか感を１年以上持続して効果を発揮させることが可能であった。柑橘系の香料を用いてアクリル樹脂臭を消し、且つ爽やか感が感じられるようにするための適当な添加量は、空気中に放散する香料濃度が高すぎるとかえって不快と感じられるため、濾材重量の０．００２〜０．５％であった。またマスキング以外の、例えば制菌性を得るためには０．３〜４％が適当であり、
また、抗酸化作用成分を発散させたい場合には、ローズマリーから抽出したオイル成分を、癒し効果としてジャスミン、ラベンダー、セドロール等の人工、天然成分をマイクロカプセル化してもちいるが、添加量は２０％程度混合することができる。

さらに、抗菌・殺菌を目的とする場合は、マイクロカプセル素材として抗菌性香料、檜油などを用いることができる。これを用いた場合の効果は、従来技術の制菌・除菌フィルターでは菌が直接薬剤に接触しないと効果が及ばないが、本発明の効果は有効成分が揮発して成分が及ぶ範囲まで効果を発揮できることである。そのためには、菌の周囲雰囲気香料濃度を数ｐｐｍ程度になるように有効成分の添加量を１％程度まで高めて使用する。

マイクロカプセルの適当な直径は０．２〜１００μｍが適当である。直径が０．２μｍ以下の場合、カプセル材の表面積が大きくなりすぎ一気に放出が起こり易く適当でない。また１００μｍを越える大きなものになると、濾材を構成する繊維間の空間を閉塞し、通気抵抗がますので好ましくない。より最適大きさは０．５〜５μｍ範囲である。

以上のように製造することにより、香料や消臭成分等がマイクロカプセル化されているので、単に香料を裸の状態でフィルター構成材料に混入させたものに比べ、濾材作成時の加熱にも耐え、保管時の温度でも一気に放散されることがなく、効果を持続させることが可能となる。

実施例１
マイクロカプセル化成分として、(1)Ｄｉｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ、(2)４（３）−（４−Ｈｙｄｒｏｘｙ−４−ｍｅｔｈｙｐｅｎｔｙｌ）ー３−ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｅ−１−ｃａｒｂｏｚａｌｄｅｈｙｄｅ、(3)Ｍｅｔｈｙｌ ｄｉｈｙｄｒｏｊａｓｍｏｎａｔｅ、(4)Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｌｉｎａｌｏｏｌ、(5)Ｃｉｔｒｏｎｅｌｌｏｌ、(6)Ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｂｅｎｚｏｎａｔｅの５種類を混合した香料を用いた。

これをウレタン樹脂をセル剤とするマイクロカプセル剤に重量比で香料２５％、カプセル剤７５％のマイクロカプセル化香料（平均粒子径１．５μｍ）を作成した。

これをアクリル酸エステル樹脂に重量比０．０３％混ぜたものを用意し、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、パルプからなる不織布に含浸して、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、パルプ、前記アクリル酸エステル樹脂の重量配合比がそれぞれ３０％、２５％、１４％、３１％からなる不織布（厚み０．４ｍｍ、目付５０ｇ／ｍ²）を、乾燥１０５℃、熱処理１７０℃の処理条件で作成した。

この不織布を用いて濾材面積２．２ｍ²のフィルターを作成し、風量６ＣＭＭの風を流し風下側から臭気を嗅いだところ、アクリル酸エステル樹脂特有の不快臭が感じらず、柑橘系の爽やかな臭いが感じられた。このフィルターを１．５ヶ月連続運転したが臭気が持続していることが確認された。この運転時間は実用状態では１年に相当するものであった。

また、フィルターを６０℃の乾燥機に１週間入れ、保管状態での香り消失性を確認したところ香りが残存する優れたものであった。

実施例２
実施例１のフィルター活性炭脱臭フィルターとセットにして家庭用空気清浄機に装着し、８畳の部屋で１時間運転を行った。脱臭フィルターが併用されたにも関わらず、ほのかな香料の臭いがした。この後、タバコの喫煙を行い、部屋の香りを嗅いだところタバコ臭が緩和されることが確認された。

実施例３
実施例１で作成したフィルターの風上側に抗アレルゲン加工シートを取り付けた。

この抗アレルゲン加工シートには天然タンニン酸が付着しておりタンニン臭がするものであったが、マスキング効果により香料臭が優先的に臭い、実用上問題のない臭気レベルのフィルターを得ることができた。

比較例１
実施例１で用いた繊維および樹脂配合でマクロカプセル化香料を添加しないアクリル酸エステル樹脂を用いて不織布を作成した。そして、この不織布を用いて濾材面積２．２ｍ²のフィルターを作成し、風量６ＣＭＭの風を流し、風下側から臭気を嗅いだところアクリル酸エステル樹脂特有の不快臭が感じられた。

Claims (5)

1. フィルターの構成材料中に、揮発性成分が内蔵されたマイクロカプセルが混入されていることを特徴とするフィルター。
2. 揮発成分が、消臭剤、殺菌剤、香料、抗酸化剤から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のフィルター。
3. 揮発性成分の混入量は、フィルター構成濾材の０．００２〜２０重量％の範囲内である請求項１または２に記載のフィルター。
4. マイクロカプセルの外径は、０．２〜１００μｍの範囲内である請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のフィルターを搭載した機器。