JP2014100693A - Filter material for air filter and manufacturing method for the same, and air filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエアフィルター用途特にキャビンフィルター用途に好適に使用される濾材およびその製造方法ならびにエアフィルターに関する。 The present invention relates to a filter medium suitably used for an air filter, particularly a cabin filter, a method for producing the same, and an air filter.
人間は、古くから刺咬性の害虫に悩まされてきており、害虫防御剤へのニーズが高まっている。このようなニーズの高まりから繊維表面に昆虫忌避材剤を接着樹脂などによって付着させたもの、繊維形成性熱可塑性重合体中に忌避剤を直接配合して溶融防止し繊維全体に忌避剤を含有させたもの、忌避剤の放出の持続性を図るために芯鞘型複合繊維の芯成分中に忌避剤を含有させたものなどが提案されている。 Humans have long been plagued by biting pests, and there is an increasing need for pest protection agents. In response to this growing need, insect repellent agent is adhered to the fiber surface with adhesive resin, etc., and repellent is blended directly into the fiber-forming thermoplastic polymer to prevent melting and the entire fiber contains repellent In order to maintain the release of the repellent, a core repellent containing a repellent in the core component of the core-sheath composite fiber has been proposed.
一方、忌避剤としてはN、N−ジエチルトルアミド（以下、「ＤＥＥＴ」と言う。）が知られている（たとえば特許文献１。）。しかしながら、ＤＥＥＴはスプレー、ローション等の形態で人体・家畜類の体表面に直接塗布され、害虫とＤＥＥＴ近傍との接触を持ってその忌避効果を有効に発揮するものである。そのため、空間全体に対する忌避効果が十分ではなかった。またＤＥＥＴは皮膚刺激性があるのではないかとも指摘されている。 On the other hand, N, N-diethyltoluamide (hereinafter referred to as “DEET”) is known as a repellent (for example, Patent Document 1). However, DEET is applied directly to the body surface of human bodies and livestock in the form of sprays, lotions, etc., and effectively exerts its repellent effect by contacting the pests with the vicinity of DEET. Therefore, the repellent effect on the entire space was not sufficient. It has also been pointed out that DEET may be skin irritant.
また、上記課題を改善すべく、特許文献２に示すように、人体に対する安全性が高く、飛来害虫に対する忌避効果を充分に発揮すべく桂皮酸類化合物を主成分とする害虫忌避剤が提案されている。
しかし、空気清浄機、エアコン等のフィルターは高風量下で使用される場合が多いが、忌避剤による忌避効果が低減する傾向があった。さらに自動車用キャビンフィルターなどでは、また水をかぶる環境もあることから被水後にも効果が持続するような技術が求められていた。
Moreover, in order to improve the said subject, as shown in patent document 2, the insect pest repellent which has a cinnamic acid compound as a main component was proposed in order to fully exhibit the repellent effect with respect to a flying pest, as shown in patent document 2. Yes.
However, filters such as air purifiers and air conditioners are often used under a high air flow, but there is a tendency for the repellent effect of the repellent to be reduced. Furthermore, in the cabin filter for automobiles and the like, there is a need for a technique that maintains the effect even after being exposed to water since there is an environment where it is covered with water.
そこで、本発明では上記の問題を解決すべく、高風量下、また被水後にも高い昆虫の忌避効果を持続するエアフィルター用濾材及びエアフィルターを得ることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain an air filter medium and an air filter that can maintain the high insect repellent effect even under high air flow and after being flooded, in order to solve the above problems.
すなわち本発明は
（１）桂皮酸誘導体、桂皮アルデヒド誘導体およびシンナミルアルコール誘導体から選ばれる化合物を含むマイクロカプセルがバインダー樹脂を介して繊維シートに付着していることを特徴とするエアフィルター用濾材、
（２）前記マイクロカプセルと前記バインダー樹脂との質量比率が８０：２０〜２０：８０の範囲であることを特徴とする前記エアフィルター用濾材、
（３）さらに難燃剤を含有することを特徴とする前記いずれかのエアフィルター用濾材、
（４）バインダー樹脂がアクリル系、アクリルシリコーン系およびウレタン系の群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記いずれかのエアフィルター用濾材、
（５）エアフィルター用濾材５ｇを水１００ｇに浸漬させた際のｐHが５．０〜９．０であることを特徴とする前記いずれかのエアフィルター用濾材、
（６）前記マイクロカプセルの素材がウレタン系樹脂であることを特徴とする前記いずれかのエアフィルター用濾材、
（７）前記いずれかのエアフィルター用濾材を用いてなることを特徴とするエアフィルター、
（８）自動車キャビン用である前記エアファイルター
（９）桂皮酸誘導体、桂皮アルデヒド誘導体およびシンナミルアルコール誘導体から選ばれる化合物を含むマイクロカプセルとバインダー樹脂とを液体中に混合し、分散させた液を繊維シートに接触させ、さらに乾燥工程を経ることを特徴とする前記いずれかのエアフィルター用濾材の製造方法、
（１０）前記いずれかのエアフィルターを通風機に取り付け、送風することで、マイクロカプセルから桂皮酸誘導体を空気中に放出させることを特徴とする虫の忌避方法。
That is, the present invention provides (1) a filter medium for an air filter, wherein microcapsules containing a compound selected from cinnamic acid derivatives, cinnamic aldehyde derivatives and cinnamyl alcohol derivatives are attached to a fiber sheet via a binder resin,
(2) The air filter medium, wherein the mass ratio of the microcapsules and the binder resin is in the range of 80:20 to 20:80,
(3) The air filter medium according to any one of the above, further comprising a flame retardant,
(4) The air filter medium according to any one of the above, wherein the binder resin is at least one selected from the group of acrylic, acrylic silicone, and urethane,
(5) The air filter medium according to any one of the above, wherein the pH when the filter medium for air filter 5 g is immersed in 100 g of water is 5.0 to 9.0,
(6) The air filter medium according to any one of the above, wherein the material of the microcapsule is a urethane resin,
(7) An air filter characterized by using any one of the air filter media,
(8) A liquid obtained by mixing and dispersing a microcapsule containing a compound selected from a cinnamic acid derivative, a cinnamic aldehyde derivative and a cinnamyl alcohol derivative in a liquid and a binder resin for an automobile cabin. The method for producing a filter medium for an air filter according to any one of the above, wherein the fiber sheet is contacted and further subjected to a drying step,
(10) A method for repelling insects, characterized in that the cinnamic acid derivative is released from the microcapsules into the air by being attached to a ventilator and blowing air.
本発明に関わるエアフィルター用濾材は、エアフィルター使用時に想定されるような空間での忌避効果が充分得られるとともに、エアフィルター分野特にキャビンフィルター分野で想定されるような被水後、また高風量での使用でも充分な忌避効果が得ることが可能となる。 The filter medium for the air filter according to the present invention has a sufficient repelling effect in the space as expected when using the air filter, and after being exposed to water as expected in the air filter field, particularly the cabin filter field, and a high air volume. A sufficient repellent effect can be obtained even when used in
本発明のエアフィルター用濾材は、繊維シートに桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルがバインダー樹脂を介して付着されていることが重要である。 In the filter medium for an air filter of the present invention, it is important that microcapsules containing a cinnamic acid compound are attached to a fiber sheet via a binder resin.
忌避効果を有する桂皮酸類化合物をマイクロカプセル化することで揮発速度を遅らせることが可能となり、長期間にわたり忌避効果を持続させることができる。バインダー樹脂でマイクロカプセルを担持することで繊維シートから脱落することが少なくなる。そして高風量の環境での使用及び被水の環境下でのバインダー樹脂がマイクロカプセルの周囲に適度に付着することで、長期に渡り、忌避効果を発揮させることが可能となる。 By microencapsulating a cinnamic acid compound having a repellent effect, the volatilization rate can be delayed, and the repellent effect can be maintained over a long period of time. By supporting the microcapsule with the binder resin, the fiber sheet is less likely to fall off. The binder resin in a high air volume environment and in a wet environment is appropriately adhered to the periphery of the microcapsules, so that a repelling effect can be exhibited over a long period of time.
ここで桂皮酸類化合物について説明する。フィルター用途に使用するに際しては、人体に対して安全性が高く、空間での忌避効果が充分に得られる忌避剤を選定する。忌避効果を示す薬剤の中でも天然成分である桂皮酸類化合物は安全性が高く、忌避効果も高いため好ましく用いることができる。 Here, cinnamic acid compounds will be described. When used in filter applications, a repellent that is highly safe for the human body and sufficiently obtains a repellent effect in space is selected. Among drugs showing repellent effects, cinnamic acid compounds, which are natural components, can be preferably used because of their high safety and high repellent effects.
本発明で用いることができる化合物は桂皮酸誘導体、シンナミルアルデヒドおよびシンナミルアルコール誘導体から選ばれたものである。これらの化合物は、
φ−ＣＨ＝ＣＨ−（φはフェニル基）という官能基を有する化合物ということで共通する。そしてこれらは、昆虫の忌避性を有するものが多い。本発明ではこれらの化合物を総称して本発明では桂皮酸類化合物といっている。そして本発明では、フェニル基の水素が一部炭化水素基に置換されていてもいい。
The compound that can be used in the present invention is selected from cinnamic acid derivatives, cinnamyl aldehyde and cinnamyl alcohol derivatives. These compounds are
It is common to refer to compounds having a functional group of φ-CH═CH— (φ is a phenyl group). And many of these have insect repellent properties. In the present invention, these compounds are collectively referred to as cinnamic acid compounds in the present invention. In the present invention, the hydrogen of the phenyl group may be partially substituted with a hydrocarbon group.
桂皮酸誘導体としては、桂皮酸とアルコールとのエステルが例示される。アルコールとしては、炭素数１〜２０のものが好ましい。たとえば桂皮酸メチル、桂皮酸エチル、ｐ− メチル桂皮酸メチル、アミルシンナメート、イソアミルシンナメートがある。桂皮アルデヒド誘導体としては、桂皮アルデヒド、α− ヘキシル桂皮アルデヒド、α − ヘキシル桂皮アルデヒドが例示される。シンナミルアルコール誘導体としては、シンナミルアルコールとカルボン酸とのエステルが例示される。カルボン酸としては、炭素数１〜２０のものが好ましい。たとえば、酢酸シンナミル、蟻酸シンナミルが例示される。これらの中でも酢酸シンナミル、アミルシンナメート、イソアミルシンナメートが好ましい。いずれか１種の桂皮酸類化合物の含有でもいいが、２種以上を含有させることができる。 Examples of cinnamic acid derivatives include esters of cinnamic acid and alcohol. As alcohol, a C1-C20 thing is preferable. For example, methyl cinnamate, ethyl cinnamate, p-methyl methyl cinnamate, amyl cinnamate, and isoamyl cinnamate. Examples of the cinnamaldehyde derivatives include cinnamaldehyde, α-hexyl cinnamaldehyde, and α-hexyl cinnamaldehyde. Examples of cinnamyl alcohol derivatives include esters of cinnamyl alcohol and carboxylic acid. As carboxylic acid, a C1-C20 thing is preferable. For example, cinnamyl acetate and cinnamyl formate are exemplified. Among these, cinnamyl acetate, amyl cinnamate, and isoamyl cinnamate are preferable. Any one kind of cinnamic acid compound may be contained, but two or more kinds may be contained.
本発明の桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルの繊維シートへの担持量は繊維シートに対して１質量％〜２０質量％であることが好ましい。量が多いことで充分な忌避効果を得ることができるが、多すぎると繊維シートが目詰まりして、通気性が低下する傾向がある。 The amount of the microcapsules containing the cinnamic acid compound of the present invention supported on the fiber sheet is preferably 1% by mass to 20% by mass with respect to the fiber sheet. When the amount is large, a sufficient repellent effect can be obtained. However, when the amount is too large, the fiber sheet is clogged and the air permeability tends to decrease.
本発明において、桂皮酸類化合物を含有するマイクロカプセルを形成する樹脂としては、例えばウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アミノプラスト樹脂、尿素ホルマリン樹脂及びメラミンホルマリン樹脂が挙げられるが、マイクロカプセルの保存安定性および環境面の観点からウレタン樹脂が好ましい。 In the present invention, examples of the resin forming the microcapsule containing a cinnamic acid compound include urethane resin, polyurea resin, polyamide resin, polyester resin, aminoplast resin, urea formalin resin, and melamine formalin resin. From the viewpoints of storage stability and environmental aspects, urethane resins are preferred.
また、桂皮酸類化合物のマイクロカプセル全体に占める質量比率は５〜５０％であることが好ましい。上記範囲とすることで忌避効果を充分に発揮できるとともに桂皮酸誘導体の揮発速度を充分に抑制効果が得られる。 Moreover, it is preferable that the mass ratio to the whole microcapsule of a cinnamic acid compound is 5 to 50%. By making it in the above range, a repellent effect can be sufficiently exhibited and an effect of sufficiently suppressing the volatilization rate of the cinnamic acid derivative can be obtained.
マイクロカプセルの大きさは、数平均で粒径１〜２００μｍであることが好ましく、さらには１〜５０μｍであることがより好ましい。粒径が小さい場合、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やすく寿命が短くなる傾向がある。また、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、通気抵抗が増してしまう傾向がある。 The size of the microcapsules is preferably a number average particle size of 1 to 200 [mu] m, more preferably 1 to 50 [mu] m. When the particle size is small, the surface area of the capsule material becomes too large, and the release tends to occur at a stretch, and the lifetime tends to be shortened. Moreover, when it becomes large, there exists a tendency for the ventilation resistance to increase by obstruct | occluding the space between the fibers which comprise a filter medium.
桂皮酸類化合物をマイクロカプセル化する方法は界面重合法、ＩＮＳＩＴＵ法、相分離法等挙げることができ、任意に選択することができる。 Examples of the method for microencapsulating the cinnamic acid compound include an interfacial polymerization method, an INSITU method, a phase separation method, and the like, and can be arbitrarily selected.
また、本発明のエアフィルター用濾材は該濾材５ｇを水１００ｇに分散させた際にｐHが５．０〜９．０の範囲に入ることが好ましい。本発明で採用する桂皮酸類化合物をマイクロカプセル化した忌避剤は強酸、強塩基下で皮膜安定性が崩れる凝集がおこりやすいため、エアフィルター用濾材のｐHが５．０〜９．０の範囲にあることで、桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルが繊維シート上で凝集することなく、均一に付着することが可能になり本来の徐放効果を長期間にわたって発揮することが可能となる。 The filter medium for an air filter of the present invention preferably has a pH in the range of 5.0 to 9.0 when 5 g of the filter medium is dispersed in 100 g of water. The repellent in which the cinnamic acid compound employed in the present invention is microencapsulated is prone to agglomeration in which the film stability is lost under strong acid and strong base, so the pH of the filter medium for air filter is in the range of 5.0 to 9.0. As a result, the microcapsules containing the cinnamic acid compound can be uniformly adhered without agglomeration on the fiber sheet, and the original sustained release effect can be exhibited over a long period of time.
次に本発明のエアフィルター用濾材は桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルを繊維シートに固着するためのバインダー樹脂によって担持されている。 Next, the filter medium for an air filter of the present invention is supported by a binder resin for fixing microcapsules containing a cinnamic acid compound to a fiber sheet.
使用するバインダー樹脂はアクリル樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂など適宜選択して使用することが可能であるが、被水耐久性と忌避効果の発現性の観点からアクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ウレタン樹脂のいずれかが好ましい。 The binder resin to be used can be appropriately selected and used, such as acrylic resin, styrene acrylic copolymer resin, acrylic silicone resin, urethane resin, polyester resin, etc., but from the viewpoint of water resistance and repellent effect Any of an acrylic resin, an acrylic silicone resin, and a urethane resin is preferable.
バインダー樹脂の付着量は桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルとの質量比率で８０：２０〜２０：８０であることが好ましい。バインダー樹脂の付着量が少なすぎると、桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセル化した忌避剤を繊維シートに固着できずに高風量時に脱落がおきやすく、被水時に流出しやすく充分な忌避効果を得られない傾向がある。一方、付着量が多すぎると桂皮酸類化合物を含有するマイクロカプセルがバインダー樹脂に被覆されすぎ、忌避効果が発揮されない傾向がある。 The adhesion amount of the binder resin is preferably 80:20 to 20:80 in terms of mass ratio with the microcapsules containing cinnamic acid compounds. If the amount of the binder resin is too small, the microencapsulated repellent containing the cinnamic acid compound cannot be fixed to the fiber sheet, it will easily fall off at high airflow, and it will flow out easily when wet. There is no tendency. On the other hand, if the adhesion amount is too large, the microcapsules containing the cinnamic acid compound are too coated with the binder resin, and the repellent effect tends not to be exhibited.
また、本発明のエアフィルター用濾材は難燃剤を含むことが好ましく、さらには難燃剤が繊維シートに担持された状態にあるのが好ましい。エアフィルター用途特にキャビンフィルター用途では難燃性が求められる。桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルを繊維シートに固着するためのバインダー樹脂があると、難燃性が低下する傾向にある。そこで、難燃剤を繊維シートに担持することで難燃性を高めることができる。
本発明に用いる難燃剤としては非水溶性の難燃剤が好ましい。ここで、非水溶性とは２５℃で中性の水に対し、１質量％以下（１ｇ／水１００ｇ）ものと定義することができる。
Moreover, it is preferable that the filter medium for air filters of this invention contains a flame retardant, and also it is preferable that a flame retardant is in the state carry | supported by the fiber sheet. Flame resistance is required for air filter applications, particularly for cabin filter applications. If there is a binder resin for fixing a microcapsule containing a cinnamic acid compound to a fiber sheet, the flame retardancy tends to decrease. Therefore, the flame retardancy can be enhanced by supporting the flame retardant on the fiber sheet.
As the flame retardant used in the present invention, a water-insoluble flame retardant is preferable. Here, the water-insoluble property can be defined as 1% by mass or less (1 g / 100 g water) with respect to neutral water at 25 ° C.
非水溶性の難燃剤であることで、桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルと加工液中で反応し、凝集することを防ぐことが可能となる。 By being a water-insoluble flame retardant, it becomes possible to prevent the microcapsules containing cinnamic acid compounds from reacting in the processing liquid and aggregating.
本発明で使用する非水溶性の難燃剤は環境面を考慮するとリン系難燃剤が好ましく、具体的にはリン酸エステル類、リン酸メラミンなどが挙げられる。これらのリン系難燃剤は、単独で、あるいは２種以上を混合して使用すればよい。 The water-insoluble flame retardant used in the present invention is preferably a phosphorus-based flame retardant in consideration of the environment, and specific examples include phosphate esters and melamine phosphate. These phosphorus flame retardants may be used alone or in admixture of two or more.
本発明で使用する非水溶性の難燃剤は、繊維シートに対して５質量％〜４０質量％であることが好ましい。難燃剤の含有量が低いと充分な難燃性を得ることができない。一方、高いと目詰まりを起こしやすくなり、濾材の圧力損失が上昇し、ダスト保持性が低下する傾向がある。 The water-insoluble flame retardant used in the present invention is preferably 5% by mass to 40% by mass with respect to the fiber sheet. If the content of the flame retardant is low, sufficient flame retardancy cannot be obtained. On the other hand, if it is high, clogging is likely to occur, the pressure loss of the filter medium increases, and the dust retention tends to decrease.
また、本発明のエアフィルター用濾材には顔料、染料、着色剤、撥水剤、吸水剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、無機化合物粒子、滑剤、可塑剤、香料、抗菌剤、防カビ剤、抗アレルゲン剤、ガス吸着剤を担持もしくは含有していてもよい。 Further, the air filter medium of the present invention includes pigments, dyes, colorants, water repellents, water absorbents, stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, inorganic compound particles, lubricants, plasticizers, perfumes, antibacterial agents, An antifungal agent, an antiallergen agent, and a gas adsorbent may be supported or contained.
本発明の繊維シートに使用される繊維としては、天然繊維、合成繊維、ガラス繊維や金属繊維等の無機繊維が使用でき、中でも溶融紡糸が可能な熱可塑性樹脂の合成繊維が好ましい。合成繊維を形成する熱可塑性樹脂の例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル、ビニロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ乳酸等を挙げることができ、用途等に応じて選択できる。また、複数種を組み合わせて使用してもよい。 As fibers used in the fiber sheet of the present invention, natural fibers, synthetic fibers, inorganic fibers such as glass fibers and metal fibers can be used, and among them, synthetic fibers of thermoplastic resin capable of melt spinning are preferable. Examples of the thermoplastic resin that forms the synthetic fiber include polyester, polyamide, polyolefin, acrylic, vinylon, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polylactic acid, and the like, which can be selected depending on the application. Moreover, you may use combining multiple types.
本発明で採用する繊維の繊維径としては、繊維シートをエアフィルターとして使用する用途において目標とする通気性や集塵性能に応じて選択すればよいが、好ましくは１〜１０００μｍ、より好ましくは５〜１００μｍである。１μｍ以上とすることで、バインダー樹脂が繊維シート表面で目詰まりするのを防ぎ、通気性の低化を防ぐことができる。また１０００μｍ以下とすることで、同質量に対する繊維表面積を大きくとることができ、担持能力を向上させることができる。 The fiber diameter of the fiber employed in the present invention may be selected according to the target air permeability and dust collection performance in the application in which the fiber sheet is used as an air filter, preferably 1 to 1000 μm, more preferably 5 ˜100 μm. By setting the thickness to 1 μm or more, the binder resin can be prevented from being clogged on the surface of the fiber sheet, and the air permeability can be prevented from being lowered. Moreover, by setting it as 1000 micrometers or less, the fiber surface area with respect to the same mass can be taken large, and a supporting capability can be improved.
本発明の繊維シートは、通気性を有する繊維構造体であり、綿状物、編織物、不織布、紙およびその他に三次元網状体（例えば多孔性ポリウレタン発泡体）等を挙げることができる。中でも不織布が好ましい。これらのような構造をとることにより、通気性を確保しつつ、表面積を大きくとることができる。 The fiber sheet of the present invention is a fiber structure having air permeability, and examples thereof include cotton-like materials, knitted fabrics, non-woven fabrics, paper, and other three-dimensional networks (for example, porous polyurethane foam). Among these, a nonwoven fabric is preferable. By adopting such a structure, it is possible to increase the surface area while ensuring air permeability.
不織布の製造方法としては特に限定されるものではなく、カード法、エアレイド法、エアスルー法、抄紙法といった、主に不連続の天然繊維や任意の長さにカットや捲縮を付与されたカットファイバーといった短繊維を加工して得る方法や、スパンボンド法といった繊維が連続した状態で存在するシートを得る方法など公知の方法から任意に選択することができる。 The method for producing the nonwoven fabric is not particularly limited, and is mainly a discontinuous natural fiber such as a card method, an airlaid method, an air-through method, or a papermaking method, or a cut fiber that is cut or crimped to any length. The method can be arbitrarily selected from known methods such as a method of obtaining short fibers by processing, a method of obtaining a sheet in which fibers are continuously present, such as a spunbond method.
繊維シートの目付けとしては、１０〜２００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは２０〜１５０ｇ／ｍ２である。繊維シートの目付けを１０ｇ／ｍ２以上とすることで、桂皮酸類化合物とバインダー樹脂を担持するための加工に耐える十分な強度が得られ、エアを通気させた際にフィルター構造を維持するのに必要な剛性が得られる。また目付けを２００ｇ／ｍ２以下とすることで、繊維シートの内部まで桂皮酸類化合物をマイクロカプセル化した忌避剤とバインダー樹脂を均一に担持することができ、プリーツ形状やハニカム形状に二次加工する際の取り扱い性の面でも好ましい。 As a fabric weight of a fiber sheet, 10-200 g / m < 2 > is preferable, More preferably, it is 20-150 g / m < 2 >. By setting the basis weight of the fiber sheet to 10 g / m 2 or more, sufficient strength to withstand the processing for supporting the cinnamic acid compound and the binder resin can be obtained, and to maintain the filter structure when air is ventilated. Necessary rigidity is obtained. In addition, by controlling the basis weight to 200 g / m 2 or less, the repellent and the binder resin in which the cinnamic acid compound is microencapsulated can be uniformly supported up to the inside of the fiber sheet, and secondarily processed into a pleated shape or a honeycomb shape. It is also preferable in terms of handling properties.
本発明で採用する繊維シートは、熱接着性繊維を有すると、強度向上、寸法安定性等の点で好ましい。 When the fiber sheet employed in the present invention has a heat-adhesive fiber, it is preferable in terms of strength improvement, dimensional stability, and the like.
さらに、上記のような桂皮酸類化合物を含むマイクロカプセルをバインダー樹脂を介した担持させた繊維シートに、異なる構成の繊維シートを積層することもできる。例えば直行流型フィルターとしての使用において、上流側に嵩高で目の粗い不織布シートを積層すれば、ダスト保持量が向上し長寿命化が可能となる。また下流側に極細繊維からなる不織布シートを積層すれば、高捕集効率化が可能となる。 Furthermore, fiber sheets having different configurations can be laminated on a fiber sheet in which microcapsules containing the cinnamic acid compound as described above are supported via a binder resin. For example, in use as a direct flow filter, if a bulky and coarse nonwoven fabric sheet is laminated on the upstream side, the amount of dust retained is improved and the life can be extended. If a nonwoven fabric sheet made of ultrafine fibers is laminated on the downstream side, high collection efficiency can be achieved.
さらにこの極細繊維からなる不織布シートがエレクトレット処理されていればなお好ましい。エレクトレット処理がされていることにより、通常では除去しにくいサブミクロンサイズやナノサイズの微細塵を静電気力により捕集する事が出来るようになる。 Furthermore, it is still more preferable if the nonwoven fabric sheet which consists of this ultrafine fiber is electret-treated. By performing the electret treatment, it becomes possible to collect submicron-size and nano-size fine dust that is difficult to remove normally by electrostatic force.
繊維シート同士の張り合わせ方法としては特に限定されるものではないが、単純に繊維シー同士を重ねる方法や熱融着樹脂や湿気硬化型樹脂などの接着剤を介して不織布同士を結合させる方法、不織布を重ねた状態で例えばニードルパンチ法などの機械的作用を与えることによって各層の不織布を構成する繊維同士を絡ませて結合させる方法等を任意に選択することができる。中でも接着剤によって繊維シート同士を結合する方法は、プリーツ加工時の繊維シートの剥がれ防止などフィルター加工性にも優れるため好ましい。 The method for laminating fiber sheets is not particularly limited, but a method of simply overlapping fiber sheets, a method of bonding non-woven fabrics via an adhesive such as a heat-sealing resin or a moisture-curing resin, and the non-woven fabric For example, by applying a mechanical action such as a needle punch method in a state where the layers are stacked, a method of entanglement and bonding of fibers constituting the nonwoven fabric of each layer can be arbitrarily selected. Among them, the method of bonding the fiber sheets with an adhesive is preferable because of excellent filter processability such as prevention of peeling of the fiber sheet during pleating.
次に、本発明のエアフィルター用濾材の製造方法の一例について説明する。
まず、界面重合法によってウレタン樹脂を合成しつつ桂皮酸類化合物を含有するマイクロカプセルを製造する。得られたマイクロカプセルおよびバインダー樹脂を液体に混合し分散させて加工液を調製する。次にケミカルボンド法で作製したポリエステル、ビニロン、ポリリン酸メラミン、スチレンアクリルバインダーから構成される繊維シートを上記加工液に含浸させる。得られた繊維シートをニップロールで絞った後、さらに１００℃〜１５０℃の乾燥オーブンにて乾燥させる。その結果本発明のエアフィルター用濾材を得ることができる。
Next, an example of the manufacturing method of the filter material for air filters of this invention is demonstrated.
First, a microcapsule containing a cinnamic acid compound is produced while a urethane resin is synthesized by an interfacial polymerization method. The resulting microcapsules and binder resin are mixed and dispersed in a liquid to prepare a processing liquid. Next, a fiber sheet composed of polyester, vinylon, melamine polyphosphate, and styrene acrylic binder produced by a chemical bond method is impregnated in the above processing liquid. After the obtained fiber sheet is squeezed with a nip roll, it is further dried in a drying oven at 100 ° C to 150 ° C. As a result, the filter medium for an air filter of the present invention can be obtained.
この方法によって得られた本エアフィルター用濾材を電子顕微鏡により観察すれば、マイクロカプセルは均一に分散し、マイクロカプセルの周囲にバインダー樹脂の皮膜が過剰に被覆されることなく形成できる。 When the air filter medium obtained by this method is observed with an electron microscope, the microcapsules are uniformly dispersed, and the microcapsules can be formed without being excessively coated with a binder resin film.
また上記方法の他、例えばマイクロカプセルとバインダー樹脂を混合した水溶液を、上記と同構成の繊維シート上にコーティングして塗布したり、スプレー処理により吹き付けたりすることができる。その後に１００℃〜１５０℃の乾燥オーブンにて乾燥する。 In addition to the above method, for example, an aqueous solution in which microcapsules and a binder resin are mixed can be coated on a fiber sheet having the same structure as described above, or sprayed by spraying. Thereafter, it is dried in a drying oven at 100 ° C to 150 ° C.
本発明のフィルターは、上記のエアフィルター用濾材をそのまま使用してもよいが、限られた寸法内により多くの濾材を入れるために、プリーツ加工と呼ばれる山谷状の折加工を施して濾材面積を増やすことが好ましい。 The filter of the present invention may use the above-mentioned filter medium for air filter as it is, but in order to put more filter medium in a limited size, the filter medium area is reduced by applying a mountain-shaped folding process called pleating. It is preferable to increase.
また、フィルターは変形を防止するためにプリーツ加工した濾材の周囲に可撓性の枠材を貼り付けることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a flexible frame material is stuck around the pleated filter medium in order to prevent deformation of the filter.
本発明のエアフィルターは家庭用の空気清浄機用途や自動車のキャビンフィルター用途に使用することが可能であり、ファンで空気を送風することでマイクロカプセル化した桂皮酸類化合物が徐々に放出されるため、人体に安全な環境下で室内空間の忌避効果を得ることができる。 The air filter of the present invention can be used for household air purifier applications and automobile cabin filter applications, and the cinnamic acid compounds encapsulated in microencapsulation are gradually released by blowing air with a fan. The repellent effect of the indoor space can be obtained in a safe environment for the human body.
以下、実施例を用いて本発明の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the present invention will be described using examples.
［測定方法］
（１）マイクロカプセル及びバインダー樹脂の担持量
桂皮酸類化合物を含有するマイクロカプセル及びバインダー樹脂を混合分散させた液体を処理して、乾燥させた後の繊維シートの目付けと、液体を処理する前の繊維シートの目付けとの差から、総担持量を算出し、当該総担持量に各成分の仕込み量比を乗じ、エアフィルター用濾材全体に対する担持量に換算して算出した。
（２）ｐＨ
２５℃の純水１００ｇに対してエアフィルター用濾材が５質量％となるように浸漬し、軽く攪拌した後１０分間放置し、液のｐＨをラコム社テスターｐＨ計にて測定した。測定は３回行い、平均値を採用した。
（３）圧力損失
平板状のエアフィルター用濾材を実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．１ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。その際のエアフィルター用濾材の上流側と下流側との差圧をＭＯＤＵＳ社製デジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐにて測定した。
（４）難燃性
ＦＭＶＳＳ ３０２法に準じてエアフィルター用濾材の両面から実施し、標線Ａに達しない場合は「自消性」、標線Ａを越えて燃焼速度１００ｍ／ｍｉｎ以内である場合「○」、標線Ａを越えて燃焼速度１００ｍ／ｍｉｎ以上である場合を「×」とした。
（５）水による負荷試験
平板状のＡ４サイズのエアフィルター用濾材を地面に対して水平になるようにダクトに保持した状態で、エアフィルター用濾材の質量に対して１０倍の水道水を、風速０．１ｍ／ｓｅｃのエアを通気させながら、スプレーでエアフィルター用濾材に均一に噴霧した。これを以下「水負荷」という。
（６）エアの負荷試験方法
平板状のＡ４サイズのエアフィルター用濾材を地面に対して水平になるようにダクトに保持した状態で、風速０．５ｍ／ｓｅｃのエアを３０ｍｉｎ通気させた。これを以下「風負荷」という。
[Measuring method]
(1) Amount of microcapsule and binder resin supported A liquid sheet in which a microcapsule containing a cinnamic acid compound and a binder resin are mixed and dispersed is treated and dried, and the fiber sheet weight is measured before the liquid is treated. The total carrying amount was calculated from the difference from the basis weight of the fiber sheet, and the total carrying amount was multiplied by the charged amount ratio of each component, and converted into the carrying amount with respect to the entire filter medium for the air filter.
(2) pH
The filter medium for air filter was immersed in 100 g of pure water at 25 ° C. so as to be 5% by mass, stirred gently and allowed to stand for 10 minutes, and the pH of the liquid was measured with a Lacom tester pH meter. The measurement was performed 3 times and the average value was adopted.
(3) A pressure loss flat air filter medium was attached to an experimental duct, and air having a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH was blown into the duct at a speed of 0.1 m / sec. The differential pressure between the upstream side and the downstream side of the air filter medium at that time was measured with a digital manometer MA2-04P manufactured by MODUS.
(4) Fire retardant FMVSS Carried out from both sides of the filter medium for air filter according to the 302 method. When the mark A is not reached, “self-extinguishing” is exceeded, and the burn speed exceeds 100 m / min. In the case “◯”, the case where the burning speed exceeded 100 m / min beyond the marked line A was set as “x”.
(5) Load test with water In a state where the flat A4-size air filter medium is held in the duct so as to be horizontal with respect to the ground, tap water 10 times the mass of the air filter medium is obtained. While air at a wind speed of 0.1 m / sec was aerated, the air filter medium was sprayed uniformly with a spray. This is hereinafter referred to as “water load”.
(6) Air load test method With a flat A4-size air filter medium held in a duct so as to be horizontal to the ground, air with a wind speed of 0.5 m / sec was aerated for 30 min. This is hereinafter referred to as “wind load”.
（７）飛来害虫に対する忌避効果
約３０×３０×３０ｃｍの大きさの蚊飼育用ケージに、ヒトスジシマ蚊（雌成虫）３０匹を放ち２５±２℃、湿度７０〜８０％の条件下で、モニターの人の腕に筒状にした試料を巻き、ケージ中に２分間放置した。この間、腕に巻いた試料に止まった蚊の数を目視により素早く数え、次式より静止率を算出した。また、未加工布での蚊の静止数との比較により、忌避率を算出した。
蚊の静止率（％）＝ {静止蚊数（匹）／供試蚊数（３０匹）} ×１００
蚊の忌避率（％）＝{（未加工布の蚊−加工布の蚊）／未加工布の蚊}×１００。
［実施例１］
（繊維シートＡ）
６．８デシテックスのポリエステル繊維２５質量％、１７デシテックスのビニロン繊維４０質量％、スチレンアクリルバインダー１５質量％と三和ケミカル社製の非水溶性のポリリン酸メラミン２０質量％を水に混合分散させた液を作製した後、抄紙し目付け５０ｇ／ｍ２の繊維シートＡをケミカルボンド法にて作製した。
(7) Repellent effect against flying pests Monitor 30 human mosquitoes (female adults) in a mosquito breeding cage with a size of about 30 x 30 x 30 cm under conditions of 25 ± 2 ° C and humidity 70-80%. A sample in the shape of a cylinder was wound around the arm of a person and left in the cage for 2 minutes. During this time, the number of mosquitoes stopped on the sample wound around the arm was quickly counted visually, and the resting rate was calculated from the following equation. In addition, the repelling rate was calculated by comparison with the number of stationary mosquitoes on the untreated cloth.
Mosquito stationary rate (%) = {number of stationary mosquitoes (units) / number of test mosquitoes (30 units)} × 100
Mosquito repellent rate (%) = {(raw cloth mosquito-processed cloth mosquito) / raw cloth mosquito} × 100.
[Example 1]
(Fiber sheet A)
6.8 decitex polyester fiber 25% by mass, 17 decitex vinylon fiber 40% by mass, styrene acrylic binder 15% by mass and water-insoluble melamine polyphosphate 20% by mass produced by Sanwa Chemical Co., Ltd. were mixed and dispersed in water. After preparing the liquid, paper was made and a fiber sheet A having a basis weight of 50 g / m 2 was prepared by a chemical bond method.
（桂皮酸類化合物）
イソアミルシンナメートを使用した。
(Cinnamic acid compounds)
Isoamyl cinnamate was used.
（樹脂バインダー）
アクリルシリコンバインダー（大和化学製 ファイコートS−６０NF）を使用した。
(Resin binder)
An acrylic silicon binder (Facoat S-60NF manufactured by Daiwa Chemical) was used.
（製造方法）
まず、界面重合法でウレタン樹脂を重合させることによりイソアミルシンナメートを含有するマイクロカプセルとアクリルシリコンバインダーとを水に分散させて、分散液を調製した。該分散液に繊維シートＡを含浸させて絞った後、１３０℃の乾燥炉で乾燥させることでエアフィルター用濾材Ａを得た。なお、分散液は忌避剤とバインダーの質量比率が等量になるように作製した。
(Production method)
First, a microcapsule containing isoamyl cinnamate and an acrylic silicon binder were dispersed in water by polymerizing a urethane resin by an interfacial polymerization method to prepare a dispersion. The dispersion liquid was impregnated with the fiber sheet A and squeezed, and then dried in a drying furnace at 130 ° C. to obtain a filter medium A for air filter. The dispersion was prepared so that the mass ratio of the repellent and the binder was equal.
エアフィルター用濾材Ａの目付けは５４．４ｇ／ｍ２で、圧力損失は３Ｐａであった。また、本エアフィルター用濾材Ａ、５ｇを水１００ｇに分散させた際のｐHは７．４であった。その結果、本エアフィルター用濾材をＳＥＭで観察したところ、マイクロカプセルが凝集せずに、バインダーの皮膜で均一に覆われていることを確認した。 The filter medium A for air filters had a basis weight of 54.4 g / m 2 and a pressure loss of 3 Pa. The pH when the air filter medium A, 5 g, was dispersed in 100 g of water was 7.4. As a result, when the filter medium for an air filter was observed with an SEM, it was confirmed that the microcapsules were not agglomerated but were uniformly covered with a binder film.
さらに、本エアフィルター用濾材の燃焼性を測定した結果、難燃性が達成されていることを確認した。 Furthermore, as a result of measuring the flammability of the air filter media, it was confirmed that flame retardancy was achieved.
飛来害虫に対する忌避効果を確認した結果、表１に示すように忌避率が６８．４％と優れた効果を発揮していることが確認された。また、キャビンフィルターで想定される高風量試験、水負荷試後の忌避率もそれぞれ６８．４％、５２．６％と高い忌避効果を持続できていることを確認した。 As a result of confirming the repellent effect against flying pests, it was confirmed that the repellent rate was 68.4% as shown in Table 1, and an excellent effect was exhibited. Moreover, it was confirmed that the repellent rates after the high air volume test and water load test assumed in the cabin filter were maintained at 68.4% and 52.6%, respectively.
なお、忌避率を算出する際の未加工布としては繊維シートＡを用いた。 In addition, the fiber sheet A was used as an unprocessed cloth at the time of calculating a repelling rate.
［実施例２］
（繊維シート）
実施例１と同様の繊維シートＡを使用した。
（桂皮酸類化合物）
酢酸シンナミルを使用した。
（樹脂バインダー）
ウレタンバインダー（日華化学社製 “カセゾール”（登録商標）ＵＭ−７０）を使用した。
（製造方法）
まず、イソアミルシンナメートに代えて、酢酸シンナミルを使用した以外は実施例１と同様にして分散液を調製した。該分散液を繊維シートＡに含浸させた後、１３０℃の乾燥炉で乾燥させることでエアフィルター用濾材Ｂを得た。なお、分散液は忌避剤とバインダーの質量比率が等量になるように作製した。
[Example 2]
(Fiber sheet)
The same fiber sheet A as in Example 1 was used.
(Cinnamic acid compounds)
Cinnamyl acetate was used.
(Resin binder)
A urethane binder (“Casesol” (registered trademark) UM-70 manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.) was used.
(Production method)
First, a dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that cinnamyl acetate was used instead of isoamyl cinnamate. The fiber sheet A was impregnated with the dispersion and then dried in a drying furnace at 130 ° C. to obtain a filter medium B for air filter. The dispersion was prepared so that the mass ratio of the repellent and the binder was equal.
エアフィルター用濾材Ｂの目付けは５４．４ｇ／ｍ２で、圧力損失は３Ｐａであった。また、本エアフィルター用濾材Ｂ ５ｇを水１００ｇに分散させた際のｐHは７．８であった。その結果、本エアフィルター用濾材をＳＥＭで観察したところ、マイクロカプセルが凝集せずに、バインダーの皮膜で均一に覆われていることを確認した。 The filter medium B for air filters had a basis weight of 54.4 g / m 2 and a pressure loss of 3 Pa. The pH when the filter material B for air filter B was dispersed in 100 g of water was 7.8. As a result, when the filter medium for an air filter was observed with an SEM, it was confirmed that the microcapsules were not agglomerated but were uniformly covered with a binder film.
さらに、本エアフィルター用濾材の燃焼性を測定した結果、難燃性が達成されていることを確認した。 Furthermore, as a result of measuring the flammability of the air filter media, it was confirmed that flame retardancy was achieved.
飛来害虫に対する忌避効果を確認した結果、表１に示すように忌避率が７３．７％と非常に優れた効果を発揮していることが確認された。また、キャビンフィルターで想定される高風量試験、水負荷試後の忌避率もそれぞれ７３．７％、６３．２％と高い忌避効果を持続できていることを確認した。 As a result of confirming the repellent effect against flying pests, it was confirmed that the repellent rate was 73.7% as shown in Table 1, and an extremely excellent effect was exhibited. In addition, it was confirmed that the repelling rates after the high air flow test and water load test assumed in the cabin filter were sustained at 73.7% and 63.2%, respectively.
なお、忌避率を算出する際の未加工布には繊維シートＡを用いた。 In addition, the fiber sheet A was used for the raw cloth at the time of calculating the repelling rate.
［比較例１］
（繊維シート）
実施例１と同様の繊維シートＡを使用した。
[Comparative Example 1]
(Fiber sheet)
The same fiber sheet A as in Example 1 was used.
（桂皮酸類化合物）
イソアミルシンナメートを使用した。
(Cinnamic acid compounds)
Isoamyl cinnamate was used.
（製造方法）
まず、界面重合法でウレタン樹脂を重合させることによりイソアミルシンナメートを含有するマイクロカプセルを水に分散させて、分散液を調製した。該分散液を繊維シートＡに含浸させた後、１３０℃の乾燥炉で乾燥させることでエアフィルター用濾材Ｃを得た。
(Production method)
First, a microcapsule containing isoamyl cinnamate was dispersed in water by polymerizing a urethane resin by an interfacial polymerization method to prepare a dispersion. The fiber sheet A was impregnated with the dispersion, and then dried in a drying furnace at 130 ° C. to obtain an air filter medium C.
エアフィルター用濾材Ｃの目付けは５２．２ｇ／ｍ２で、圧力損失は２Ｐａであった。また、本エアフィルター用濾材Ｃ ５ｇを水１００ｇに分散させた際のｐHは７．２であった。また、本エアフィルター用濾材の燃焼性を測定した結果、難燃性が達成されていることを確認した。 The filter medium C for air filter had a basis weight of 52.2 g / m 2 and a pressure loss of 2 Pa. The pH when 7.2 g of the filter medium C for air filter was dispersed in 100 g of water was 7.2. Moreover, as a result of measuring the combustibility of the filter material for air filters, it was confirmed that flame retardancy was achieved.
飛来害虫に対する忌避効果を確認した結果、表１に示すように忌避率が５２．６％と優れた効果を発揮していることが確認されたが、キャビンフィルターで想定される高風量試験、水負荷試後の忌避率がそれぞれ３６．８％、１５．８％と大幅に効果が低下していることを確認した。 As a result of confirming the repellent effect against flying pests, it was confirmed that the repellent rate was excellent as 52.6% as shown in Table 1, but the high air flow test assumed for the cabin filter, water It was confirmed that the repelling rate after the load test was significantly reduced to 36.8% and 15.8%, respectively.
なお、忌避率を算出する際の未加工布には繊維シートＡを用いた。 In addition, the fiber sheet A was used for the raw cloth at the time of calculating the repelling rate.
さらに、エアフィルター用濾材Ｃを用いてプリーツ加工を実施した際、微粉の落下が多発し他の材料への異物付着という観点からも好ましくないことが判明した。 Furthermore, when pleating was performed using the filter medium C for air filters, it was found that fine powders frequently fall, which is not preferable from the viewpoint of adhesion of foreign matters to other materials.
本発明によるエアフィルター用濾材は自動車や鉄道車両等の車室内の空気を清浄化するためのエアフィルター、健康住宅、ペット対応マンション、高齢者入所施設、病院、オフィス等で使用される空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ビル空調用フィルター、産業用クリーンルーム用フィルター等のエアフィルター用濾材として好ましく使用される。 The filter material for an air filter according to the present invention is an air filter for purifying air in a vehicle interior of an automobile, a railway vehicle or the like, a healthy house, a pet-compatible apartment, an elderly entrance facility, a hospital, an office, etc. It is preferably used as a filter medium for air filters such as industrial filters, air conditioner filters, building air conditioner filters, and industrial clean room filters.
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