JP3544161B2

JP3544161B2 - 脱臭フィルター材

Info

Publication number: JP3544161B2
Application number: JP37719599A
Authority: JP
Inventors: 久森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP2000185088A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、活性炭及び／又はその他の脱臭剤の粉末を水系バインダー内に分散させ、これを合成樹脂ネットに含浸後、乾燥させて得られる脱臭フィルター材であって、ネット材から脱臭剤が脱落しにくく、かつ使用されるバインダーによる脱臭性能の低下が比較的少く、低圧損のフィルター材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の脱臭フィルター材としては、活性炭やその他の脱臭剤をバインダー内に分散させ、ポリウレタンフォームや不織布、合成樹脂ネット等の基材に含浸させ、付着させたもの、ポリウレタンフォームに接着剤を含浸・付着させ、これに活性炭粉末を付着させたもの、粒状の活性炭を不織布やポリウレタンフォームで包んだもの等がある。
【０００３】
しかしながら従来の脱臭フィルター材においては基材に付着させる際の作業工程によって脱臭性能が低下したり、脱臭剤層が取扱時や使用中に脱落したり、更にはこれらの理由とも相まって他の例えば除塵フィルター材等との複合化は難しく、この点で取扱の容易なしかも脱臭効果の優れたフィルター材の出現が望まれていた。
【０００４】
このうち、活性炭粉末をバインダーに分散し、合成樹脂ネットに付着せしめた脱臭フィルターも知られているが活性炭及び／又はその他の脱臭剤／バインダーの固形分が小さすぎて、脱臭性能が低かったり、合成樹脂ネットのストランドから脱臭剤層が脱落しやすい等の問題あった。又、近年、空気清浄のために、脱臭フィルターを帯電フィルター（除塵）と組合わせて使用する事がしばしば行なわれている。
【０００５】
特に低圧力損失が要求される場合には、脱臭フィルターとして合成樹脂ネットに活性炭及び／又はその他の脱臭剤を付着せしめた脱臭フィルターを使用し、帯電フィルターとしては薄手の帯電不織布を折たたみ加工した、いわゆるプリーツタイプの帯電フィルター等を組合わせて使用する事が考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は脱臭効果の高いかつ取扱の容易な合成樹脂ネットを基材とした脱臭フィルターを提供するものであり、特に、帯電フィルターとの複合化が容易なように合成樹脂ネットベースの脱臭フィルターが熱圧着にて接着複合せしめる事が可能となった合成樹脂ネット基材の脱臭フィルターの提供にある。かかる複合化は、製品の連続生産上非常に有利であり、生産効率のアップにも直接繋がるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明はこのような従来技術の課題を克服しようとしてなされたものであり、その発明の要旨は次の通りである。即ち、１５０メッシュ以上の活性炭及び／又はその他の水に不溶な脱臭剤粉末を水系バインダーに均一に分散させ、活性炭及び／又はその他の脱臭剤／バインダーの固形分比を２／１〜５／１、総固形分３５％〜５５％となした分散液に、合成樹脂ネットを浸漬し、乾燥させて得られた脱臭剤とバインダーの層の上に、使用された水系バインダー又はこれと接着性の良好な水系バインダー内に、脱臭剤粉末とバインダーとの合計固形分を１００重量部として、ホットメルト接着剤粉末が２００〜５００重量部添加されている水系バインダーを塗工したことを特徴とした脱臭フィルター材であり、ホットメルト接着剤粉末の軟化温度は６０〜１２０℃、より好ましくは６０〜８０℃である。
【０００８】
基材となる合成樹脂ネットとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等、種々の合成樹脂製ネットが用いられ、これ等の中で含浸後の乾燥における耐熱性の必要性から考えると、ポリエステル、ポリアミド等が好ましいが、コスト面を考慮するとポリプロピレンがそこそこの耐熱性もあり好ましい。使用するネットの具体例としては、合成樹脂を押出してストランド状にしたもの、延伸したフィルムに細かな割れ目を入れて割繊維にし、これを縦横に連続的に積層し熱溶着した不織布、更には複数の細繊維をネット状に編んだもの等が用いられる。
【０００９】
前記した合成樹脂ネットへ付着する活性炭及びその他の粉末にあっては、その粉体の粒度が基準以上の大きさである場合には、分散液中で沈降しやすく均一な製品が得られないばかりか、フィルターに摩擦力がかかった場合、粒子が落下しやすく外観的にも見苦しい製品となる。
【００１０】
一方、脱臭剤／バインダーの固形分の比は、これが規定よりも大きすぎると脱臭剤の脱落がおきやすく、小さすぎると脱臭性能の低下が大きくなるため、前記したように望ましい範囲が選択されるものである。
【００１１】
本発明における脱臭フィルターは、合成樹脂ネットに分散液を含浸させ、乾燥させたものであって、ネットのストランドの周囲に脱臭剤が分散されたバインダー層が付着した形になるが、ネットの樹脂とバインダー層との接着性が悪いと、摩擦や振動等の外力によって脱臭剤／バインダー層が脱落することともなる。
【００１２】
これは空調機器の脱臭フィルター等として用いる場合、室内を汚す事となり大きな問題となる。これを防ぐ為には、バインダー層上から更にバインダーを塗工する事によって大きな効果が得られる。この塗工は、スプレー、ロールコーター、含浸等によって行なわれるが、塗工量を少量かつ一定量にコントロールするにはスプレー処理が好ましい。この塗工量は少なすぎると効果が小さく、多すぎると脱臭性能の低下が大きいので注意を要するところである。
【００１３】
一方他の基材との接着、例えば帯電不織布、プリーツ状帯電不織布との複合化に際しては熱圧着法が好ましい。このため、接着力を持たせるために、バインダー内にホットメルト接着剤の粉末を分散させておく。ホットメルト接着剤粉末の添加量は少なすぎると熱圧着による接着力が充分でなく、多すぎるとバインダー本来の接着力が不充分となり、又脱臭剤の添加量が相対的に減るため好ましくない。かかるホットメルト接着剤の軟化温度は、低すぎると例えばエアコン用の脱臭フィルターとして使用する場合、温風にて軟化してしまうため好ましくなく、一方高すぎると熱圧着にて高温にする必要が生じ、ネット自体の軟化をまねくためいずれも好ましい範囲がある。
【００１４】
【実施例】
以下更に具体例によって本発明を説明する。
参考例１〜６の脱臭フィルター材は、脱臭剤としてやしがら活性炭（平均粒径約３００メッシュ〜北越炭素工業株式会社製Ｙ−３００Ｃ）と、合成脱臭剤（平均粒径約２００メッシュ〜ラサ工業株式会社製ＫＤ−２１１）の２種類を用いたものである。この活性炭と合成脱臭剤との比率は１００対６０である。この２種類脱臭剤を組み合わせる理由は、タバコ臭等は活性炭が主に吸着作用をなし、アンモニア等は合成脱臭剤が吸着の機能をなすからである。
【００１５】
使用したネットはポリプロピレン製ネットであり、ストランドの間隔は縦横共に３ｍｍの三井石油産資株式会社製のＴＳＸ−３５０Ｐを用い、一方バインダーとしてアクリル系エマルジョン（固形分５２．５％〜日本合成ゴム株式会社製ＡＥ−９３２）を用いた。
【００１６】
参考例１、３〜６のサンプルの作成に当たっては、脱臭剤の平均粒径を３００メッシュ、参考例１〜２、５〜６では、脱臭剤とバインダーの固形分比を３．５対１とし、参考例１〜４では、配合液の総固形分を４５％に調整したスラリーをネット表面へ含浸させた。そして、各参考例のネット・ストランドの間隔の目詰まりをエアーで吹き飛ばした後に、７０℃、３分間の条件で乾燥させた。構造的にはネット状に脱臭剤がバインダーにて付着されている構造となっている。
【００１７】
表１に脱臭剤評価及び脱臭吸着評価を示す。評価の方法は次の通りである。
（１）脱臭性能の測定
除去率は次の式で算出した。除去率＝｛（元ガス濃度−処理ガス濃度）／元ガス濃度｝×１００（％）。ベンゼン臭気の発生は、株式会社ガステック、標準ガス発生装置を用い、３０ｐｐｍの標準ガスを得る。
【００１８】
一方、アンモニア臭気の発生は、２８％濃度のアンモニア試薬を水で１／５００に希釈し、２００ｃｃをガス洗浄ビンに計り取り、１ｌ／分のエアーでバブリングし、１００ｐｐｍのアンモニアガスを発生させた。
【００１９】
このような条件下でガスを発生し、サンプルを４枚重ね、ガス接触径４０ｍｍとして測定を実施し、測定経時５分後の除去率を求めた。
【００２０】
（２）圧力損失測定
圧力損失の測定は、日本空気清浄協会指定の第２性能試験方法に準拠して行い、風速１ｍ／秒の時の値である。
【００２１】
（３）粉落ち性の評価
評価は官能評価であり、次の基準によった。
◎：ネットを軽く手でたたき、衝撃を与えても全く粉落ちがない状態
○：同上の条件で、手の平に極少量の粉しか落ちない状態
△：同上の条件で、手の平に多少の粉落ちが確認される状態
×：同上の条件で、手の平にかなり多くの粉落ちが確認され、樹脂のストランドが見える状態
【００２２】
（４）液の沈降試験評価
評価は官能評価であり、次の基準によった。
○：２４時間放置後、沈降が見られないもの
△：２４時間放置後、沈降が若干確認されるもの
×：２４時間放置後、約３０％以上が沈降し、上済液が確認され、簡単に再分散出来ないもの
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１に示すように、本発明に基づく参考例１だけが、全ての評価が○であることが分かる。次に、参考例１の脱臭フィルター材において、合成樹脂ネットのストランドの表面へ予めバインダーを含浸付着させこれを乾燥させることによりバインダー被膜を形成し、その後参考例１と同様にして作成した参考例７のフィルター材について述べる。参考例７に使用されたバインダーは綜研化学株式会社製のアクリル系エマルジョン（Ｅ−１０１６Ｄ）、固形分４６％のもので、乾燥状態で２３ｇ／ｍ^２付着させた。構造的に見ると、ネット上にバインダーが付着され、この上に脱臭剤が第２のバインダーにて付着されているものである。
【００２５】
脱臭性能及び脱臭剤のストランドからの剥離性を表２に示す。ストランドからの脱臭剤の剥離性の評価は次の通りである。
先ず、ネットを手で３回軽く揉み、強制的に脱臭剤の被膜とストランド表面に剥離力を与える。
○：上記操作後もほとんどの脱臭剤はストランドの表面に付着している状態
△：かなりの脱臭剤が剥げ落ちるが、大半がストランドの表面へ付着して残っている状態
×：揉んだ区域の脱臭剤はほとんど全てストランドの表面から剥げ落ちる状態
【００２６】
【表２】

【００２７】
以上の結果から、参考例７においては脱臭性能の点では参考例１の場合とほぼ同程度であるが、脱臭剤の剥離性能が著しく向上していることが分かる。次に、本発明の実施例を参考例７と比較して述べる。この実施例は、参考例７の脱臭フィルター表面へＥＶＡ系ホットメルト粉末（東京インキ株式会社５０２０Ｃ（６０Ｐ））の被膜を形成したものである。
【００２８】
上記ＥＶＡ系ホットメルト粉末は予め水と界面活性剤（一方社油脂工業株式会社スパラン３３）、バインダーとしてアクリル系エマルジョン（日本合成ゴム株式会社製ＡＥ−９３２）を用いてＥＶＡホットメルトのスラリーにする。各々の配合割合はＥＶＡホットメルト粉末／水／界面活性剤／バインダーで、ＥＶＡホットメルト粉末の重量を１００部とすると、１００／２０３．５／１．０／４７．６重量部である。その後粘度調整のため、増粘剤として東亜合成株式会社製のＡ−２０１を上記配合液中へ１５部添加する。
このホットメルトのスラリーを参考例７と同一の方法で作成されたサンプルへ脱臭剤粉末とバインダーとの合計固形分１００重量部としてホットメルト接着剤粉末が３５０重量部添加されるように含浸付着乾燥した。
【００２９】
構造的に見れば、ネットの上に第１層として脱臭剤がバインダーにて付着され、第２層としてホットメルト粉末がバインダーにて付着されたものである。そして、ポリプロピレン製不織布（三井石油化学工業株式会社製ＰＫ−１０３）と実施例及び参考例７の脱臭フィルター材を１３０℃のアイロンで５秒間圧着し接着状態を評価した。
【００３０】
熱溶着性の評価を表３に示す。評価法は次の通りである。
○：脱臭フィルター材とポリプロピレン製不織布が熱溶着により接着され、手で軽く引張っても簡単には剥離されない状態
×：全く接着されず簡単に剥げる状態
【００３１】
【表３】

【００３２】
以上の結果から、本実施例においては更に熱溶着性をも有していることが分かる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上の通り従来の脱臭フィルター材に比べて著しい特徴を有しており、脱臭剤の性能は勿論のこと、その付着も確実であり、その取り扱いもさほど注意を払う必要がなく極めて実用価値の高いものである。

Claims

１５０メッシュ以上の活性炭及び／又はその他の水に不溶な脱臭剤粉末を水系バインダーに均一に分散させ、活性炭及び／又はその他の脱臭剤／バインダーの固形分比を２／１〜５／１、総固形分３５％〜５５％となした分散液に、合成樹脂ネットを浸漬し、乾燥させて得られた脱臭剤とバインダーの層の上に、使用された水系バインダー又はこれと接着性の良好な水系バインダー内に、脱臭剤粉末とバインダーとの合計固形分を１００重量部として、ホットメルト接着剤粉末が２００〜５００重量部添加されている水系バインダーを塗工したことを特徴とした脱臭フィルター材。
ホットメルト接着剤粉末の軟化温度が６０〜１２０℃である請求項１記載の脱臭フィルター材。