JP2012148239A

JP2012148239A - 空気調和機用抗菌性フィルタ

Info

Publication number: JP2012148239A
Application number: JP2011008936A
Authority: JP
Inventors: Go Kagata; 剛加々田; Kenichiro Takasu; 健一郎高須; Osamu Tanaka; 治田中
Original assignee: Sekisui Nano Coat Technology Co Ltd
Current assignee: Sekisui Nano Coat Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】優れた抗菌効果を発揮し、且つ、湿気等に対して優れた耐食性を兼ね備え、その効果を長期間にわたって持続的に発揮することができる、空気調和機用抗菌性フィルタを提供すること。
【解決手段】合成繊維からなる樹脂繊維網の少なくとも一方の面に、気相堆積法に従い、高い抗菌作用を有する銅または銀を１０μｇ／ｃｍ^２〜３０μｇ／ｃｍ^２の範囲で付着せしめ、続いてその上から、ステンレスを８μｇ／ｃｍ^２〜２４μｇ／ｃｍ^２の範囲で付着せしめることによって達成される。
【選択図】なし

Description

本発明は、空気調和機（エアコン）、空気清浄機等、室内の空気を循環させる機器において、空気中の塵埃を捕集するために用いることのできる、優れた抗菌性と耐久性を有する集塵用フィルタに関するものである。

空気調和機の室内機は、室内の空気を熱交換器に循環させ、加熱、冷却及び除湿した空気を室内に送り出すことで、室内の空気調和を行っている。

室内機に取り込まれる空気には、大小様々な塵埃が含まれている。この空気をそのまま熱交換器に導入すると、交換器の内部に塵埃が付着して空気の流れが悪化し、熱交換性能が低下する。そのため、一般的な空気調和機においては、熱交換器の空気取入口に、樹脂繊維網からなる集塵用のフィルタが設置されている。

しなしながら、樹脂繊維網からなる一般的なフィルタにおいては、網目に捕集した塵埃が絡まり、除去しづらいという問題があった。加えて、抗菌性を有さないため、衛生面にも課題があった。

この課題に対して特許文献１では、樹脂繊維網の片面または両面にステンレスをスパッタリング法によって付着させることが記載されている。これによると、樹脂繊維の表面をステンレスで被覆することで、塵や埃の剥離性を向上させるとともに、抗菌効果をも付与できるとしている。

特開２００７−１０５６４５号公報

しかしながら、一般的なステンレスは、鉄、クロム、ニッケルからなる合金である。これらの金属成分はいずれも高い抗菌作用を有さず、それゆえ、ステンレスの抗菌効果は十分なものとは言えない。

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであり、その解決すべき課題とするところは、空気調和機用として用いることができる、抗菌性と耐久性に優れた樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを提供することにある。

そして、本発明は、そのような課題を有利に解決するために、合成繊維からなる樹脂繊維網の少なくとも一方の面に、気相堆積法に従い、高い抗菌作用を有する銅または銀を１０μｇ／ｃｍ^２〜３０μｇ／ｃｍ^２付着せしめ、続いてその上から、ステンレスを８μｇ／ｃｍ^２〜２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめてなる、空気調和機用の抗菌性フィルタを、その要旨とするものである。

なお、そのような本発明に従う抗菌性フィルタにおける好ましい態様の一つにおいては、前記気相堆積法がスパッタリング法である。

また、本発明の抗菌性フィルタにおける別の好ましい態様の一つにおいては、前記樹脂繊維網を構成する繊維の線径が４０μｍ〜７０μｍであり、前記樹脂繊維網の開孔率が６０％〜８０％である。

さらに、本発明に係る抗菌性フィルタにおける別の望ましい態様の一つにおいては、前記樹脂繊維網が、親水性付与のための表面処理が施されたものである。

後述する表１乃至表３の結果から明らかとしたように、適切な量の銅または銀と、適切な量のステンレスを積層させた金属膜からなる本発明の抗菌性フィルタにあっては、黄色ブドウ球菌に対して優れた抗菌性を有するのみならず、高温高湿環境に対して優れた耐食性、外観維持性能をも有する。

樹脂繊維網にスパッタリング法で金属膜を加工した状態の模式図。金属膜が加工された樹脂繊維表面の断面を示す模式図。かかる金属膜は、銅または銀と、ステンレスの積層から構成される。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に従う空気調和機用抗菌性フィルタを作製するに際しては、先ず、基材たる樹脂繊維網が準備される。ここで、かかる樹脂繊維網を構成する樹脂としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル等の合成繊維を例示することができるが、本発明においては、特にポリエステル（中でもポリエチレンテレフタレート）が、金属との密着性や耐熱性に優れることから有利に用いられる。

樹脂繊維網を構成する合成繊維の線径は４０μｍ〜７０μｍであり、該樹脂繊維網の開孔率は６０％〜８０％のものが好ましい。開孔率が６０％未満の樹脂繊維網を空気調和機の集塵用フィルタに用いると、集塵効果は高まるものの、室内機に取り込まれる空気の量が減少し、熱交換性能が低下するため不適である。一方、開孔率が８０％を越える場合は、集塵効果が低くなるため、大きな塵埃が熱交換器の内部に入り込んでしまい、空気の流れが悪化する。ゆえに、これもまた不適である。

上述の如き樹脂繊維網を用いて、本発明に従う空気調和機用抗菌性フィルタを作製するに際しては、銅または銀と、ステンレスからなる積層金属膜を形成するに先立ち、樹脂繊維網における少なくとも金属膜を形成せしめる面に対して、親水性を付与するための表面処理を施すことが好ましい。これは、かかる表面処理を施すことにより、樹脂繊維網と金属膜との間の密着性がより有利に向上せしめられるからである。

前記親水性を付与するための表面処理としては、各種アンダーコート層の積層等による化学的処理の他、低圧プラズマ処理や大気圧プラズマ処理、ＵＶ処理等の物理的処理を例示することができる。なお、これら各処理を行なう際の種々の条件は、樹脂繊維網を構成する樹脂の種類等に応じて、適宜に決定されることとなる。

そして、上述してきた樹脂繊維網の少なくとも一方の面に、気相堆積法に従って、銅または銀を１０μｇ／ｃｍ^２〜３０μｇ／ｃｍ^２付着せしめ、続いてその上から、ステンレスを８μｇ／ｃｍ^２〜２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、本発明に従う空気調和機用抗菌性フィルタが作製されるのである。

即ち、樹脂繊維網の少なくとも一方の面に、前記所定量の銅または銀と、前記所定量のステンレスを積層させた金属膜が形成せしめられていることにより、本発明に従う抗菌性フィルタは、優れた抗菌性を発揮すると共に、耐食性においても優れたものとなっているのである。

ここで、銅または銀の量が少なすぎると、十分な抗菌性が発揮され得ない恐れがあり、その一方、逆に量が多すぎると、特に銀の場合は生産コストが高くなってしまうため、本発明において、銅または銀の付着量は１０μｇ／ｃｍ^２〜３０μｇ／ｃｍ^２の範囲内とされる。

そして、銅または銀を被覆するステンレスの付着量は、本発明においては８μｇ／ｃｍ^２〜２４μｇ／ｃｍ^２とする。このステンレス層は、銅または銀を腐食から保護する役割を果たすものであるが、付着量が８μｇ／ｃｍ^２より少ないと、保護層として薄くなりすぎてしまうため、銅や銀を効果的に保護できず不適である。一方、付着量が２４μｇ／ｃｍ^２より多くなると、保護層としては必要以上に厚くなってしまうため、生産性の観点からも不適と言える。なお、これら金属の付着量は、蛍光Ｘ線分析によって測定されるものを意味する。

銅または銀と、ステンレスからなる積層金属膜を形成せしめる際の気相堆積法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法等を用いることができるが、それら各手法の中でも、得られる金属膜の耐久性に優れているという観点から、スパッタリング法が特に有利に用いられる。

かかる金属膜を形成する際のスパッタリング法としては、例えば、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法等を用いることができる。

なお、上述したスパッタリング法による金属膜の形成方式としては、バッチ方式、或いはロール・ツー・ロ−ル方式の何れにおいても可能であるが、生産性に優れ、製造コストを低く抑えることができるロール・ツー・ロ−ル方式がより好ましい。

以下に実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、そのような実施例の記載によって、本発明が何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には、上述の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。

以下の実施例及び比較例において得られた、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタについては、下記の各手法に従って、その特性を測定及び評価した。

−高湿度環境による抗菌性フィルタの外観変化の評価−
得られた抗菌性フィルタを、温度８５℃、相対湿度８５％の恒温恒湿槽に１０００時間投入した。しかる後に試料を取り出し、変色や脱色等、金属膜の外観変化を、以下の基準に従って目視評価した。
○：金属膜に、外観変化は認められなかった。
×：金属膜に、外観変化が認められた。

−黄色ブドウ球菌に対する抗菌性の評価−
試験菌：Staphylococcus aureus subsp.aureus NBRC12732 （黄色ブドウ球菌）
ＪＩＳ−Ｌ−１９０２：２００８の菌液吸収法（ＡＴＲ発光測定法）に従い、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタ試料の抗菌性試験を、公的な専門機関に依頼して実施した。界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ８０）を０．０５％添加したものを試験菌液とし、３７℃で１８時間培養後、静菌活性値を算出した。このＪＩＳ規格においては、２．０以上の静菌活性値で抗菌効果があると規定されている。なお、高湿度環境による金属膜の変化が抗菌性に及ぼす影響を検討するため、各試料を温度８５℃、相対湿度８５％の恒温恒湿槽に１０００時間投入する前及び投入した後のそれぞれで、前記抗菌性試験を実施した。

−実施例１−
線径５５μｍのポリエステル繊維からなる樹脂繊維網（開孔率７２％）を乾燥させた後、スパッタリング装置のチャンバ内にセットし、真空度約１×１０^−３Ｐａに達するまで、チャンバ内の空気を排気した。次いで、チャンバ内にアルゴンガスを導入して、チャンバ内の圧力を約１×１０^−１Ｐａに調整し、直流電力を１３．５ｋＷ印加して、銅のプレスパッタリングを２０分間実施した。その後、シャッターを開けて、樹脂繊維網の一方の面に銅のスパッタリングを実施して、第１層となる銅を１０μｇ／ｃｍ^２付着せしめた。続いて、直流電力を３０．５ｋＷ印加して、ステンレスのプレスパッタリングを２０分間実施した。その後、シャッターを開けて、銅が付着した樹脂繊維網の面にステンレスのスパッタリングを実施して、第２層となるステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−実施例２−
実施例１と同様の手法に従って、銅を３０μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例１−
実施例１と同様の手法に従って、ステンレスのみを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例２−
実施例１と同様の手法に従って、銅を５μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例３−
実施例１と同様の手法に従って、銅のみを３０μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

評価のまとめを表１に記す。

かかる表１の結果から明らかなように、本発明に従う抗菌性フィルタ（実施例１及び実施例２）においては、高湿度環境に対して優れた耐久性を有すると同時に、黄色ブドウ球菌に対して十分な抗菌性を発揮することが認められた。一方、比較例１及び比較例２においては、十分な抗菌性が認められなかった。これは、銅の金属量が少ないことに起因する。また、比較例３においては、十分な抗菌性は認められたものの、銅の保護層として機能するステンレス層が設けられていないため、高湿度の負荷によって外観は大きく変化し、一部の銅は樹脂網から剥離を来たす結果となった。

−実施例３−
線径５５μｍのポリエステル繊維からなる樹脂繊維網（開孔率７２％）を乾燥させた後、スパッタリング装置のチャンバ内にセットし、真空度約１×１０^−３Ｐａに達するまで、チャンバ内の空気を排気した。次いで、チャンバ内にアルゴンガスを導入して、チャンバ内の圧力を約１×１０^−１Ｐａに調整し、直流電力を１．４ｋＷ印加して、銀のプレスパッタリングを２０分間実施した。その後、シャッターを開けて、樹脂繊維網の一方の面に銀のスパッタリングを実施して、第１層となる銀を１０μｇ／ｃｍ^２付着せしめた。続いて、直流電力を３０．５ｋＷ印加して、ステンレスのプレスパッタリングを２０分間実施した。その後、シャッターを開けて、銀が付着した樹脂繊維網の面にステンレスのスパッタリングを実施して、第２層となるステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−実施例４−
実施例３と同様の手法に従って、銀を３０μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例４−
実施例３と同様の手法に従って、ステンレスのみを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例５−
実施例３と同様の手法に従って、銀を５μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例６−
実施例３と同様の手法に従って、銀のみを３０μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

評価のまとめを表２に記す。

かかる表２の結果から明らかなように、本発明に従う抗菌性フィルタ（実施例３及び実施例４）においては、高湿度環境に対して優れた耐久性を有すると同時に、黄色ブドウ球菌に対して十分な抗菌性を発揮することが認められた。一方、比較例４及び比較例５においては、十分な抗菌性が認められなかった。これは、銀の金属量が少ないことに起因する。また、比較例６においては、十分な抗菌性は認められたものの、銀の保護層として機能するステンレス層が設けられていないため、高湿度の負荷によって外観は大きく変化し、一部の銀は樹脂網から剥離を来たす結果となった。

続いて、銅を保護するステンレスの付着量に係る検討を実施した。

−実施例５−
実施例１と同様の手法に従って、銅を３０μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを２４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−実施例６−
実施例１と同様の手法に従って、銅を３０μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを８μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

−比較例７−
実施例１と同様の手法に従って、銅を３０μｇ／ｃｍ^２、続いてステンレスを４μｇ／ｃｍ^２付着せしめることにより、樹脂繊維網からなる抗菌性フィルタを得た。

評価のまとめを表３に記す。

かかる表３の結果から明らかなように、本発明に従う抗菌性フィルタ（実施例５及び実施例６）においては、高湿度環境に対して優れた耐久性を有すると同時に、黄色ブドウ球菌に対して十分な抗菌性を発揮することが認められた。一方、比較例７においては、抗菌性は問題なく認められたものの、銅の保護層となるステンレスの付着量が少ないため、高湿度の負荷によって外観は大きく変化した。

上記の結果より、銅を保護するステンレスの付着量は８μｇ／ｃｍ^２以上なければならず、このことは、銅の代わりに銀を用いた場合でも同じであった。

１樹脂繊維（横糸）
２樹脂繊維（縦糸）
３金属膜
４銅または銀
５ステンレス

Claims

合成繊維からなる樹脂繊維網の少なくとも一方の面に金属膜を被覆した樹脂繊維網において、該金属膜が銅または銀と、ステンレスを積層させた金属膜であることを特徴とする、空気調和機用抗菌性フィルタ。
前記金属膜は、銅または銀を１０μｇ／ｃｍ^２〜３０μｇ／ｃｍ^２の範囲で付着せしめ、続いてその上から、ステンレスを８μｇ／ｃｍ^２〜２４μｇ／ｃｍ^２の範囲で付着せしめた金属膜である、請求項１に記載の空気調和機用抗菌性フィルタ。
前記金属膜がスパッタリング法で形成されたことを特徴とする、請求項１乃至請求項２に記載の空気調和機用抗菌性フィルタ。
前記の樹脂繊維網を構成する合成繊維の線径が４０μｍ〜７０μｍであり、前記樹脂繊維網の開孔率が６０％〜８０％である、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の空気調和機用抗菌性フィルタ。
前記の樹脂繊維網が、親水性付与のための表面処理が施されたものである、請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の空気調和機用抗菌性フィルタ。