JP2012110547A

JP2012110547A - 消臭性フォームの製造方法

Info

Publication number: JP2012110547A
Application number: JP2010263186A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tanaka; 洋一田中; Masahiro Fukuyama; 雅博福山
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】良好な通気性及び消臭性を得られる消臭性フォームの製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】セル膜を除去したポリウレタンフォーム１１の表面にシルクスクリーン印刷により、消臭剤とバインダーの混合液２１を塗布し、混合液塗布後のポリウレタンフォーム１１Ａの表面にエアー５３を吹き付けて混合液２１をポリウレタンフォームの内部に侵入させ、エアー吹き付け後のポリウレタンフォーム１１Ｂを加熱して混合液を乾燥させることにより、セル膜を除去したポリウレタンフォームの内部まで消臭剤を付着させ、エアコンや空気清浄機のフィルター等として好適な消臭性フォームを製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアコンや空気清浄機のフィルターなどに使用される消臭性フォームの製造方法に関する。

従来、エアコンや空気清浄機のフィルターなどに、ポリウレタンフォームに消臭剤を付着させた消臭性フォームが使用されている。
前記消臭性フォームの製造方法として、消臭剤を配合したフォーム原料を発泡させてポリレタンフォームを得る方法と、発泡後のポリウレタンフォームに後工程で消臭剤を含浸させる方法がある。

また、後工程で消臭剤を含浸させる方法には、ロールコータ含浸法とディピング含浸法がある。
ロールコータ含浸法は、例えば図２に示すように、コンベア７１上にポリウレタンフォーム７２を載置して一方向へ搬送し、コンベア７１上のポリウレタンフォーム７２の上面を押圧しながら回転する回転ロール７５と前記回転ロール７５に近接して回転する回転ロール７６との間に、上方から消臭剤とバインダーとの混合液７７を供給し、前記回転ロール７５の表面に付着させた混合液７７をポリウレタンフォーム７２の表面に供給し、さらに前記回転ロール７５によるポリウレタンフォーム７２の押圧によって混合液７７をポリウレタンフォーム７２の内部に含浸させる方法である。

一方、ディッピング含浸法は、例えば図３に示すように、消臭剤とバインダーとの混合液８３が収容された液槽８４の混合液８３中に、ポリウレタンフォーム供給ロール８１からポリウレタンフォーム８２を導き、液槽８４中に設けた二つの回転ロール８５、８６でポリウレタンフォーム８２を挟んで圧縮し、その後の圧縮解放により混合液８３をポリウレタンフォーム８２に含浸させた後、液槽８４の外方へ導き、絞りロール８８、８９でポリウレタンフォーム８２を挟んで余分の混合液８３を絞り出す方法である。

しかし、消臭剤をフォーム原料に配合する消臭性フォームの製造方法にあっては、消臭剤の配合量を多くするとフォーム原料の発泡性が損なわれるようになるため、消臭剤の配合量が比較的少ない量に制限され、充分な消臭性が得られないことがある。
また、含浸による消臭性フォームの製造方法では、ポリウレタンフォームに対する消臭剤の付着量のコントロールが難しく、ポリウレタンフォームの骨格表面に消臭剤が過剰に付着して骨格間の隙間を消臭剤が塞ぐことにより、圧力損失が大になってフィルターにとって重要な通気性を損なうようになったり、逆にポリウレタンフォームの骨格表面に対する消臭剤の付着量が少なくなって消臭性が劣るようになったりすることがあり、良好な通気性及び消臭性を安定して得難い問題がある。

特開平６−１２２７４６号公報特開２０００−３０８６７８号公報特開２００６−２２４０２６号公報特開２００１−１６４０３２号公報特開２００４−１０７５６号公報

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであって、良好な通気性及び消臭性を得られる消臭性フォームの製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、セル膜を除去したポリウレタンフォームに消臭剤を付着させた消臭性フォームの製造方法において、前記ポリウレタンフォームの表面にシルクスクリーン印刷により、消臭剤とバインダーの混合液を塗布する塗布工程と、前記混合液塗布後のポリウレタンフォームの表面にエアーを吹き付けて前記混合液をポリウレタンフォームの内部に侵入させるエアー吹き付け工程と、前記エアー吹き付け後のポリウレタンフォームを加熱して前記混合液を乾燥させる乾燥工程と、よりなることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記塗布工程のシルクスクリーン印刷では、前記ポリウレタンフォームの表面に７０〜３００メッシュのスクリーンを配置し、前記スクリーン上に前記混合液を供給して前記スクリーン上をスキージで擦って前記ポリウレタンフォームの表面に前記混合液を付着させることを特徴とする。

本発明によれば、シルクスクリーン印刷を利用してポリウレタンフォームの表面に消臭剤とバインダーの混合液を塗布し付着させるため、使用するスクリーンの目の細かさを選択することによって付着量のコントロールが容易であり、混合液の付着量が過剰になって消臭性フォームの通気性が劣ったり、付着量不足によって良好な消臭性が得られなくなったり、付着量のバラツキによって消臭性が一定の消臭性フォームが得られなくなるなどの不具合を防ぐことができ、良好な通気性及び消臭性を有する消臭性フォームを得ることができる。

しかも、本発明おいては、エアー吹き付け工程を行うことにより、消臭剤とバインダーの混合液をポリウレタンフォームの内部まで侵入させて、消臭剤をポリウレタンフォームの内部に付着させることができるため、製造された消臭性フォームは、空気が消臭性フォームを通過する際に消臭性フォームの表面のみならず内部においても消臭剤による消臭効果を発揮することができ、効率よく消臭することができる。

本発明における消臭性フォームの製造工程を示す概略図である。ロールコータ含浸法を示す概略図である。ディッピング含浸法を示す概略図である。

以下、本発明の消臭性フォームの製造方法の実施形態について説明する。本発明の消臭性フォームの製造方法は、塗布工程と、エアー吹き付け工程と、乾燥工程とよりなる。
塗装工程では、図１の（Ａ）に示すように、セル膜を除去したポリウレタンフォーム１１の表面にシルクスクリーン印刷により、消臭剤とバインダーの混合液２１を塗布し付着する。前記セル膜を除去したポリウレタンフォームは、爆発法や溶解法等の公知のセル膜除去処理によりポリウレタンフォームのセル膜が除去されたものであり、三次元網状骨格構造からなる。使用するポリウレタンフォームは、セル数８〜２０個／２５ｍｍ（ＪＩＳＫ６４００−１）のものが、通気性及び圧力損失の点で好ましい。セル膜を除去したポリウレタンフォームの厚みは、３〜２０ｍｍ程度が好ましい。なお、シルクスクリーン印刷は、孔印刷もしくはスクリーン印刷とも称される。

シルクスクリーン印刷による前記混合液２１の塗布は、前記セル膜を除去したポリウレタンフォーム１１の表面に、スクリーン３１を配置して前記スクリーン３１上に前記混合液２１を所定量供給し、前記スクリーン３１上をスキージ４１で擦ることにより、前記セル膜を除去したポリウレタンフォーム１１の表面に前記混合液２１を塗布し、付着させる。前記スクリーン３１は目の細かさが、５０メッシュ〜３００メッシュのものが塗布量を適正にコントロールした上で付着させることができる点で好ましい。またスクリーン３１の材質は限定されず、絹（シルク）、ポリアミド繊維製品、ポリエステル繊維製品等を挙げることができる。符号３２は、前記スクリーン３１の保持枠であり、前記保持枠３１に前記スクリーン３１の周囲が固定されている。前記スキージ４１は、ゴムヘラ等で構成されている。

消臭剤としては、活性炭、備長炭、ゼオライト、アルミナ、無機系合成化学脱臭剤等、また、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、酸化第一鉄（ＦｅＯ）、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）等の鉄系化合物、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、硫酸銀（Ａｇ２ＳＯ４）等の銀系化合物等を挙げることができる。さらには、金属化合物を担持させた常温固体の無機多孔質体を挙げることができる。

前記無機質多孔質体としては、ゼオライト、セピオライト、酸化アルミニウム、シリカ等からなり、物理的な吸着作用を有する。前記無機多孔質体が担持する前記金属化合物は、アセトアルデヒドやホルムアルデヒド等のアルデヒド類などの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を酸化、分解すると共に自身も酸化され、前記酸化、分解後に自身が水分により還元されて元の金属化合物に戻る化合物からなる。前記金属化合物としては、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、酸化第一鉄（ＦｅＯ）、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）等の鉄系化合物（二価鉄化合物）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、硫酸銀（Ａｇ２ＳＯ４）等の銀系化合物（一価の銀化合物）などが用いられる。前記金属化合物には金属イオンとキレート化合物を形成して安定化させるためにＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等のキレート剤を含むことが好ましい。
なお、常温で固体の粉状の消臭剤としては、その粒子径が、０．１〜１００μｍが好ましい。１００μｍ以上の大きな粒子径となると、スクリーン印刷時に、目づまりを起こす危険性があるからである。
また、前記混合液２１における消臭剤の量は０．１〜３０重量％であるのが好ましい。

バインダーとしては、水系または自己乳化型水分散性のアクリル系エマルジョン、ウレタン系エマルジョン、または、（ゴム系）ラテックス等を挙げることができる。前記消臭剤とバインダーの混合液２１は、２５℃における粘度（ＪＩＳＫ７１１７−２）が２〜２０Ｐａ・ｓのものが好ましい。粘度が２Ｐａ・ｓより低いと、前記混合液２１のポリウレタンフォーム１１への付着性が低下し、一方、粘度が２０Ｐａ・ｓより高いとスキージ４１で前記混合液２１を拡げるのが難しくなる。

前記エアー吹き付け工程では、図１の（Ｂ）のように、前記塗布工程によって前記混合液２１が塗布・付着した前記セル膜の除去されたポリウレタンフォーム１１Ａの表面に、エアー吹き付け装置５１によってエアー５３を吹き付け、前記ポリウレタンフォーム１１Ａの表面に付着している混合液２１をポリウレタンフォーム１１Ａの内部に侵入させる。前記エアー５３の圧力は、０．１ＭＰａ〜１ＭＰａが好ましい。圧力が高すぎると、混合液が必要以上に吹き飛ばされ、また、圧力が小さすぎると、ポリウレタンフォームの内部にまで混合液がを浸入させることができないからである。前記エア吹き付け装置５１は、コンプレッサーに接続されたエアーガンや、中空板状体の下面にエアー拭き出し孔が形成されたもの等を用いることができる。

前記乾燥工程では、図１の（Ｃ）のように、前記エアー吹き付け工程後の前記セル膜の除去されたポリウレタンフォーム１１Ｂを加熱装置６１によって加熱し、前記混合液を乾燥させ、消臭性フォームを得る。前記加熱装置６１は加熱炉あるいは電熱ヒータ等、適宜のものが使用される。加熱温度は７０〜１６０℃、加熱時間は１〜４時間が好ましい。このようにして製造された消臭性フォームは、エアコンや空気清浄機のフィルターなどに使用される。

・実施例１
セル膜を除去したポリウレタンフォームとして、セル数８個／２５ｍｍ、密度３０ｋｇ／ｍ^３のポリウレタンフォーム、品名：ＭＦ−８、株式会社イノアックコーポレーション製を、厚み６．５ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍにしたものを用いた。セル膜を除去したポリウレタンフォームの重さ（塗布前の重さ）は１７．４ｇであった。また、消臭剤として、金属化合物を担持させた無機多孔質体、品名：エフニカ、南姜エフニカ（株）製、バインダーとしてアクリル系粘着剤、品名：ＢＰＷ６１９５、東洋インキ製造株式会社製を用い、消臭剤の含有率が１．７６重量％となるように消臭剤とバインダーの混合液（２５℃の粘度１５．４Ｐａ・ｓ）を調製した。

前記セル膜を除去したポリウレタンフォームの表面に、ポリエステル繊維の布（１５０メッシュ）からなるスクリーン（３００×５００ｍｍ）を保持枠に取り付けて配置し、前記混合液の１７０ｇをスクリーン上に供給し、スキージで擦って混合液をポリウレタンフォームの表面に塗布、付着させる塗布工程を行った。スクリーン上に供給した混合液の量から計算したポリウレタンフォームの上面に対する単位面積当たりの混合液の付着予定量（＝スクリーン上に供給した混合液の量／ポリウレタンフォームの上面の面積）は、１７０ｇ／ｍ^２である。また、塗布後のポリウレタンフォームの重さを測定し、混合液の実際の付着量（塗布後のポリウレタンフォームの重さ−塗布前のポリウレタンフォームの重さ）を計算し、さらにポリウレタンフォームの上面の単位面積当たりに実際に付着した量（混合液の実際の付着量／ポリウレタンフォームの上面の面積）を計算した。単位面積当たりの実際の混合液の付着量は１６８ｇ／ｍ^２であった。

次に、前記混合液が塗布されたセル膜の除去されたポリウレタンフォームの表面に、エアースプレーガンによって、圧力０．６ＭＰａのエアーを吹き付け、ポリウレタンフォーム表面の混合液をポリウレタンフォームの内部に侵入させるエアー吹き付け工程を行った。
その後、ポリウレタンフォームを加熱炉に収容し、８０℃で６０分間加熱して乾燥させる乾燥工程を行い、実施例１の消臭性フォームを製造した。

・実施例２
実施例１の塗布工程において、消臭剤の含有率が２．４７重量％となるように消臭剤とバインダーの混合液（２５℃の粘度１８．２Ｐａ・ｓ）を調製し、また、スクリーン上に供給した混合液の量を１２０ｇとした以外は、実施例１と同様にして実施例２の消臭性フォームを製造した。なお、ポリウレタンフォームの上面に対する単位面積当たりの混合液の付着予定量は１２０ｇ／ｍ^２、単位面積当たりの実際の混合液の付着量は１２０ｇ／ｍ^２であった。
・実施例３
実施例２において、セル膜を除去したポリウレタンフォームとして、セル数３０個／２５ｍｍ、密度３０ｋｇ／ｍ^３のポリウレタンフォーム、品名：ＭＦ−３０、株式会社イノアックコーポレーション製を用いた以外は、実施例２と同様にして実施例３の消臭性フォームを製造した。なお、ポリウレタンフォームの上面に対する単位面積当たりの混合液の付着予定量は１２０ｇ／ｍ^２、単位面積当たりの実際の混合液の付着量は１２１ｇ／ｍ^２であった。

・比較例１
実施例１で用いたセル膜を除去したポリウレタンフォーム（セル数８個／２５ｍｍ）のみで比較例１の消臭性フォームを形成した。
・比較例２
実施例１で用いたポリウレタンフォームと混合液を使用し、図２に示したロールコータ含浸法によって混合液をポリウレタンフォームに含浸させ、その後に加熱乾燥させて比較例２の消臭性フォームを製造した。なお、含浸前と含浸後のポリウレタンフォームの重量を測定して、単位面積当たりの実際の混合液の付着量を計算した。単位面積当たりの実際の混合液の付着量は３０２ｇ／ｍ^２であった。
・比較例３
実施例３で用いたポリウレタンフォームと混合液を使用し、図２に示したロールコータ含浸法によって混合液を含浸させ、その後に加熱乾燥させて比較例３の消臭性フォームを製造した。なお、含浸前と含浸後のポリウレタンフォームの重量を測定して、単位面積当たりの実際の混合液の付着量を計算した。単位面積当たりの実際の混合液の付着量は３０８ｇ／ｍ^２であった。

各実施例及び各比較例の消臭性フォームに対して、通気性判断のための圧力損失試験と消臭性判断のためのアセトアルデヒド除去試験を行った。
圧力損失試験は、ＪＩＳＤ１６１２の自動車用エアクリーナ試験方法に準じて、通過空気量を数段階にかえて、それぞれについて供試エアクリーナーの入り口と出口の圧力差を測定した。
アセトアルデヒド除去試験は、テドラーバックに、実施例あるいは比較例の試験体（６．５ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ）を収容し、吸引ポンプでテドラーバック内のエアーを抜き、次にドライエアー４Ｌをテドラーバックに充填し、さらにアセトアルデヒド（１０５０ｐｐｍ）をテドラーバックに１００ｍｌ投入し、初期のアセトアルデヒド濃度と、１日後のアセトアルデヒド濃度を検知管で測定した。そして、アセトアルデヒド残留％（１日後のアセトアルデヒド濃度／初期のアセトアルデヒド濃度）を計算した。表１に試験結果を示す。

表１に示すように、実施例１乃至実施例３においては、スクリーン上に供給した混合液の量から計算したポリウレタンフォームの上面に対する単位面積当たりの混合液の付着予定量（ｇ／ｍ^２）と実際の単位面積当たりの付着量（ｇ／ｍ^２）が殆ど等しいことから、実施例ではポリウレタンフォームに対する消臭剤とバインダーの混合液の付着量及び消臭剤の付着量を容易にコントロールすることができ、消臭性のバラツキを防ぐことができる。

また、実施例１及び実施例２は、セル数が同じポリウレタンフォームを用いる比較例１とほぼ同様の圧力損失を示し、極めて通気性が良好であり、フィルターとして好適なものであることがわかる。
さらに、比較例１はアセトアルデヒド残量％が７９％であったのに対し、実施例１乃至実施例３ではアセトアルデヒド残量が０％であり、優れた消臭性を有することがわかる。
また、ロールコータ含浸法で製造した比較例２及び比較例３と比べて実施例１乃至実施例３は圧力損失が小さいことから、本発明の製造方法によれば、圧力損失が小さく通気性の良好な消臭性フォームが得られることがわかる。

このように、本発明の製造方法によれば、良好な通気性及び消臭性を有する消臭性フォームを得ることができる。しかも、消臭性フォームの消臭性のバラツキを少なくすることができる。

１１ポリウレタンフォーム
１１Ａ混合液が塗布されたセル膜の除去されたポリウレタンフォーム
１１Ｂエアー吹き付け工程後のセル膜の除去されたポリウレタンフォーム
２１混合液
３１スクリーン
４１スキージ
５１エアー吹き付け装置
６１加熱装置

Claims

セル膜を除去したポリウレタンフォームに消臭剤を付着させた消臭性フォームの製造方法において、
前記ポリウレタンフォームの表面にシルクスクリーン印刷により、消臭剤とバインダーの混合液を塗布する塗布工程と、
前記混合液塗布後のポリウレタンフォームの表面にエアーを吹き付けて前記混合液をポリウレタンフォームの内部に侵入させるエアー吹き付け工程と、
前記エアー吹き付け後のポリウレタンフォームを加熱して前記混合液を乾燥させる乾燥工程と、
よりなることを特徴とする消臭性フォームの製造方法。
前記塗布工程のシルクスクリーン印刷では、前記ポリウレタンフォームの表面に７０〜３００メッシュのスクリーンを配置し、前記スクリーン上に前記混合液を供給して前記スクリーン上をスキージで擦って前記ポリウレタンフォームの表面に前記混合液を付着させることを特徴とする請求項１に記載の消臭性フォームの製造方法。