JP5145796B2 - Disinfection filter and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、水中あるいは空気中の微生物を取り除くことができる除菌フィルタに関する。 The present invention relates to a sterilization filter capable of removing microorganisms in water or air.
空気中あるいは水中には菌やカビなど多くの微生物が存在しており、住宅、空調機あるいは家電製品などへ清潔な空気を供給したいときには、微生物を取り除くためのフィルタが使われている。また、微生物の増殖を抑えたいときには抗菌剤が用いられている。 Many microorganisms such as fungi and mold exist in the air or water, and a filter for removing the microorganisms is used when it is desired to supply clean air to a house, an air conditioner, or a home appliance. Antibacterial agents are used when it is desired to suppress the growth of microorganisms.
たとえば特許文献1記載の従来のフィルタは、殺菌作用を有する金属を保持したゼオライトを含有してなる抗菌ならびに防カビ機能を有する高分子発泡体である。抗菌性ゼオライトと発泡用素材と高分子体とを混合して発泡させることによって、抗菌ならびに防カビ機能を有する高分子発泡体が得られることが示されている。
For example, the conventional filter described in
また、特許文献2には、抗菌成分を溶出させる化学的な薬剤の抗菌性能で微生物の増殖を抑制するのではなく、安全性と同時に持続性のある微生物の増殖を防止する手段、特に除菌手段を提供する方法が示されている。これは、酸化還元電位の異なる2種の金属粉末を樹脂中に導電性を有するように分散配合・混練した成形体を、除菌しようとする電解質溶液と接するよう配置した構成の電解質溶液の除菌方法である。前記電解質中の微生物は、表面電荷を持っているために、電気的な作用によって前記金属粉末の近傍に誘引され除菌されるものである。
特許文献1のフィルタでは、殺菌作用を有する金属を保持したゼオライトの作用によって、フィルタ表面に衝突し、ろ過捕集された微生物に対しては有効であるものの、水中または空気中から微生物を取り除く除菌作用は有していなかった。そのため、微生物を取り除くためには、目が細かく圧力損失の高いフィルタを使う必要があり、より圧色損失の低い除菌フィルタが求められていた。また、抗菌性ゼオライトと発泡用素材と高分子体とを混合して発泡させたフィルタでは、抗菌性ゼオライトが樹脂中に埋没しやすく、また発泡の過程でゼオライトの分散状態に偏りが生じやすく、フィルタ全体に抗菌性をもたせることが難しいという課題があった。さらに、殺菌手段では微生物の死骸が水中または空気中に残る場合があり、快適性を保つためには除去された方が望ましく、殺菌手段ではなく除菌手段がより要望されている。
The filter of
また、特許文献2に記載の方法では、電気的な作用で微生物を除菌できるため、目の粗いフィルタに前記特許文献2に記載の方法を施すことによって、圧力損失の低い除菌フィルタを得ることができた。しかし、除菌フィルタの効果を持続させるためには、金属粉末の剥離を防ぐ必要があり、フィルタ表面に強固に金属粉末を固定化できる方法が求められていた。
Further, in the method described in
本発明は上記課題を解決するため、剥離を生じず、樹脂中に抗菌性の成分が埋没せず、圧力損失の低い除菌フィルタおよびその製造方法を提供することを目的としている。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a sterilizing filter that does not cause peeling, does not bury an antibacterial component in a resin, and has a low pressure loss, and a method for manufacturing the same.
本発明の除菌フィルタの製造方法は上記目的を達成するために、請求項1に記載の通り、通水性を有する基材に、前記基材を膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、加熱を行う熱処理を行い、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことを特徴とする。
For method for manufacturing a sterilization filter of the present invention to achieve the above object, as described in
また、通水性を有する基材に、前記基材を膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、常温で通風排気を行う排気処理を行い、さらに加熱を行う熱処理を行い、前記排気処理によって前記基材の形を保ちながら乾燥させた後、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことを特徴とする。また、除菌液の総固形分に対する配合比率が7wt%以上35wt%未満になるようにバインダー樹脂を配合することを特徴とする。また、導電性付与剤を添加したことを特徴とする。
Also, the base material having a water passing property, the include a base material and a swellable solvent and a binder resin and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potential, the metal is a metal powder, wherein said
また、溶剤が、200℃以下の温度で揮発性を有することを特徴とする。 The solvent is volatile at a temperature of 200 ° C. or lower.
また、除菌液を接触させた基材が、膨潤した後、収縮することを特徴とする。 In addition, the base material contacted with the sterilizing solution is swelled and then contracted.
また、金属が金、銀、銅、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、真鍮またはこれらの合金から選ばれるいずれか1つ以上を含むことを特徴とする。 In addition, the metal includes any one or more selected from gold, silver, copper, zinc, aluminum, nickel, brass, and alloys thereof.
また、金属が抗菌性を有することを特徴とする。 The metal is characterized by having antibacterial properties.
また、金属の粒子径が250μm以下であることを特徴とする。 The metal particle size is 250 μm or less.
また、基材が3次元立体構造であることを特徴とする。 Further, the base material has a three-dimensional structure.
また、基材が発泡形状または立体織物形状であることを特徴とする。 Further, the substrate is characterized in that it has a foamed shape or a three-dimensional woven fabric shape.
また、基材が有する開口部の開口径が1mm以上であることを特徴とする。 Moreover, the opening diameter of the opening part which a base material has is 1 mm or more, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の除菌フィルタは、通水性を有する基材を備え、膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を前記基材に塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、加熱を行う熱処理を行い、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行い、前記基材の表面で前記金属同士が導通することによって電池構造が形成される除菌フィルタであることを特徴とする。また、本発明の除菌フィルタは、通水性を有する基材を備え、膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を前記基材に塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、常温で通風排気を行う排気処理を行い、さらに加熱を行う熱処理を行い、前記排気処理によって前記基材の形を保ちながら乾燥させた後、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行い、前記基材の表面で前記金属同士が導通することによって電池構造が形成される除菌フィルタであることを特徴とする。 Moreover, the sterilization filter of the present invention includes a base material having water permeability, includes a swellable solvent, a binder resin, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials, and the metal is a metal powder, Applying a sterilization solution obtained by mixing a solvent, the binder resin, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials so that the metals are electrically connected to generate an electric field on the substrate, After applying the sterilization solution to the base material, a heat treatment is performed to heat, the solvent is volatilized by the heat treatment, the binder resin is polymerized and thermoset, and the metals are bonded to each other on the surface of the base material. It is a sterilization filter in which a battery structure is formed by conduction . Moreover, the sterilization filter of the present invention includes a base material having water permeability, includes a swellable solvent, a binder resin, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials, and the metal is a metal powder, Applying a sterilization solution obtained by mixing a solvent, the binder resin, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials so that the metals are electrically connected to generate an electric field on the substrate, After applying the sterilization solution to the base material, performing an exhaust treatment for venting and exhausting at normal temperature, further performing a heat treatment for heating, and drying while maintaining the shape of the base material by the exhaust processing, It is a sterilization filter in which a battery structure is formed by volatilizing the solvent by heat treatment, polymerizing and thermosetting the binder resin, and conducting the metals on the surface of the base material. And features.
本発明によれば、加熱を行う熱処理によって溶剤を素早く揮発させるとともに、バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことができ、剥離を生じず、樹脂中に抗菌性の成分が埋没せず、圧力損失の低い除菌フィルタおよびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the solvent can be quickly volatilized by a heat treatment that performs heating, the binder resin can be polymerized and heat-cured, peeling does not occur, antibacterial components are not buried in the resin, pressure loss And a method for producing the same can be provided.
本発明の請求項1記載の発明は、通水性を有する基材に、前記基材を膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、加熱を行う熱処理を行い、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことを特徴としたものである。熱処理によって溶剤を素早く揮発させるとともに、バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことができるという作用を有する。また、除菌液に含まれる酸化還元電位の異なる金属は、基材に塗布された後、基材の表面で金属同士が接触して導通することによって電池構造が形成される。電池構造の金属間には電位差が生じているので、帯電している微生物を電気的な力で引き寄せて除去することができる。また、溶剤で基材を膨潤させることによって基材の凹凸や空隙にバインダーと金属が侵入し、バインダーと基材と金属とが強固に接着される。その結果、フィルタからの金属の剥離が生じにくくなるという作用を有する。また金属粉を用いたので、バインダーに比べてサイズが大きく基材への浸透力が低いために、金属粉は基材の内部よりも表面に多く存在することになる。その結果、金属粉がバインダーに埋没せずに基材の表面部に露出し、除菌効果を発揮できるという作用を有する。
The invention of
また、基材に、除菌液を塗布した後に、常温で通風排気を行う排気処理を行い、さらに加熱を行う熱処理を行うことを特徴としたものであり、排気処理によって基材の形を保ちながらゆっくりと乾燥させた後、熱処理によって溶剤を素早く揮発させるとともに、バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことができるという作用を有する。また金属粉を用いたので、バインダーに比べてサイズが大きく基材への浸透力が低いために、金属粉は基材の内部よりも表面に多く存在することになる。その結果、金属粉がバインダーに埋没せずに基材の表面部に露出し、除菌効果を発揮できるという作用を有する。また、除菌液の総固形分に対する配合比率が7wt%以上35wt%未満になるようにバインダー樹脂を配合することを特徴としたものであり、バインダーの固形分を7wt%以上とすることによって、金属が剥離することなく強固に基材に固定化することができるという作用を有する。また、導電性付与剤を添加したことを特徴としたものであり、カーボンなどの導電性付与剤によって酸化還元電位の異なる金属の電気的な接合状態が向上するという作用を有する。電池構造の金属間には電位差が生じるので、帯電している微生物を電気的な力で引き寄せて除去することができる。また、基材の表面で金属が直接接触していなくても、導電性付与剤を通じて導通させることにより電池構造を形成することができるので、金属の使用量を減らすことができるという作用を有する。金属を減らすことによって、経済性に優れ、軽量な除菌フィルタを製造することができる。 In addition, after applying the sterilization solution to the base material, it is characterized by performing an exhaust treatment for venting and exhausting at room temperature, and further performing a heat treatment for heating, and maintaining the shape of the base material by the exhaust processing. However, after drying slowly, the solvent is quickly volatilized by heat treatment, and the binder resin can be polymerized and thermally cured. Since using a metal powder, due to the low penetration of the large size substrate than the binder, the metal powder will be present more in the surface than in the interior of the substrate. As a result, the metal powder is exposed to the surface portion of the base material without being buried in the binder, and has the function of exhibiting a sterilizing effect. Moreover, it is characterized by blending the binder resin so that the blending ratio with respect to the total solid content of the sterilization solution is 7 wt% or more and less than 35 wt%, and by setting the solid content of the binder to 7 wt% or more, It has the effect | action that it can fix to a base material firmly, without a metal peeling. Further, it is characterized in that a conductivity imparting agent is added, and has an effect that the electrical joining state of metals having different oxidation-reduction potentials is improved by the conductivity imparting agent such as carbon. Since a potential difference is generated between the metals of the battery structure, the charged microorganisms can be attracted and removed by electric force. Moreover, even if the metal is not in direct contact with the surface of the substrate, the battery structure can be formed by conducting through the conductivity imparting agent, so that the amount of metal used can be reduced. By reducing the amount of metal, it is possible to produce a sterilization filter that is economical and lightweight.
また、溶剤が、200℃以下の温度で揮発性を有することを特徴としたものであり、200℃以下の温度で溶剤を気化させることにより、基材の変質や変形を防止することができるという作用を有する。 Further, the solvent is characterized by having volatility at a temperature of 200 ° C. or lower, and it is possible to prevent the base material from being altered or deformed by vaporizing the solvent at a temperature of 200 ° C. or lower. Has an effect.
また、除菌液を接触させた基材が、膨潤した後、収縮することを特徴としたものである。溶剤で基材を膨潤させることによって基材の凹凸や空隙にバインダーと金属を侵入させ、その後に収縮硬化させることによって、バインダーと基材と金属との接着力が向上するという作用を有する。その結果、フィルタからの金属の剥離が生じにくくなるという作用を有する。 In addition, the base material contacted with the sterilization solution swells and then contracts. By causing the base material to swell with a solvent, the binder and the metal are intruded into the irregularities and voids of the base material, and then shrink-cured, thereby improving the adhesive force between the binder, the base material, and the metal. As a result, there is an effect that metal peeling from the filter hardly occurs.
また、金属が金、銀、銅、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、真鍮またはこれらの合金から選ばれるいずれか一つ以上を含むことを特徴としたものであり、前記金属を利用することによって電池構造を形成し、帯電している微生物を電気的な力で引き寄せて除去することができる。 Further, the metal includes any one or more selected from gold, silver, copper, zinc, aluminum, nickel, brass, or an alloy thereof, and a battery structure is obtained by using the metal. The formed and charged microorganisms can be attracted and removed by electric force.
また、金属が抗菌性を有することを特徴としたものであり、捕集した微生物を金属の抗菌作用で死滅させることができるという作用を有する。 Further, the metal is characterized by having antibacterial properties, and has an effect that the collected microorganisms can be killed by the antibacterial action of the metal.
また、金属の粒子径が250μm以下であることを特徴としたものである。金属を250μm以下にすることにより、金属が沈降して濃度差が発生することがない除菌液を作成することができ、前記除菌液を用いて金属成分が均一に分散した除菌フィルタを作ることができる。 Further, the metal particle size is 250 μm or less. By setting the metal to 250 μm or less, a sterilizing solution in which the metal does not settle and no difference in concentration can be produced, and a sterilizing filter in which metal components are uniformly dispersed using the sterilizing solution is provided. Can be made.
また、基材が3次元立体構造であることを特徴としたものであり、除菌フィルタの表面積を増加させて除菌効果を高めることができるという作用を有する。 In addition, the substrate is characterized by a three-dimensional structure, and has the effect that the sterilization effect can be enhanced by increasing the surface area of the sterilization filter.
また、基材が発泡形状または立体織物形状であることを特徴としたものであり、通水性または通気性の優れたこれらの形状にすることによって、圧力損失が低く、菌を含む水や空気が容易に基材の内部を通過することができる除菌フィルタを得ることができる。また、除菌フィルタの表面積を増加させて除菌効果を高めることができるという作用を有する。 In addition, the substrate is characterized by a foamed shape or a three-dimensional woven fabric shape. By making these shapes excellent in water permeability or air permeability, pressure loss is low, and water and air containing bacteria A sterilization filter that can easily pass through the inside of the substrate can be obtained. Moreover, it has the effect | action that the surface area of a disinfection filter can be increased and the disinfection effect can be improved.
また、基材が有する開口部の開口径が1mm以上であることを特徴としたものであり、除菌液を基材に塗布する際に、基材の内部まで除菌液が入り込みやすく、開口部が目詰まりしにくく、金属成分が均一に分散した除菌フィルタを作ることができる。 In addition, the opening diameter of the opening of the base material is 1 mm or more, and when applying the sterilizing solution to the base material, the sterilizing solution can easily enter the inside of the base material. It is possible to make a sterilization filter in which the portion is not easily clogged and the metal component is uniformly dispersed.
また、通水性を有する基材を備え、膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を前記基材に塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、加熱を行う熱処理を行い、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行い、前記基材の表面で前記金属同士が導通することによって電池構造が形成される除菌フィルタであり、除菌性を有するフィルタを容易に得ることができるという作用を有する。また、通水性を有する基材を備え、膨潤可能な溶剤とバインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを含み、前記金属は金属粉であり、前記溶剤と前記バインダー樹脂と酸化還元電位の異なる2種類以上の前記金属とを、前記金属同士が導通して電場が発生するように混合することによって得る除菌液を前記基材に塗布し、前記基材に、前記除菌液を塗布した後に、常温で通風排気を行う排気処理を行い、さらに加熱を行う熱処理を行い、前記排気処理によって前記基材の形を保ちながら乾燥させた後、前記熱処理によって前記溶剤を揮発させるとともに前記バインダー樹脂の重合・熱硬化を行い、前記基材の表面で前記金属同士が導通することによって電池構造が形成される除菌フィルタであり、除菌性を有するフィルタを容易に得ることができるという作用を有する。 Further, the substrate includes a water-permeable base material, and includes a swellable solvent, a binder resin, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials, and the metal is a metal powder, and the solvent, the binder resin, and the oxidation-reduction A sterilizing solution obtained by mixing two or more kinds of metals having different potentials so that the metals are electrically connected to generate an electric field is applied to the substrate, and the sterilizing solution is applied to the substrate. After the coating, a heat treatment for heating is performed, the solvent is volatilized by the heat treatment, the binder resin is polymerized and thermoset, and the metals are connected to each other on the surface of the base material to form a battery structure. This is a sterilization filter that can be easily obtained as a filter having sterilization properties. Further, the substrate includes a water-permeable base material, and includes a swellable solvent, a binder resin, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials, and the metal is a metal powder, and the solvent, the binder resin, and the oxidation-reduction A sterilizing solution obtained by mixing two or more kinds of metals having different potentials so that the metals are electrically connected to generate an electric field is applied to the substrate, and the sterilizing solution is applied to the substrate. After applying, the exhaust treatment is performed to ventilate at room temperature, further heat treatment is performed, the substrate is dried while maintaining the shape of the substrate by the exhaust treatment, and then the solvent is volatilized by the heat treatment. It is a sterilization filter in which a battery structure is formed by conducting polymerization / thermosetting of the binder resin and allowing the metals to conduct on the surface of the base material. An effect that can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に除菌フィルタの断面図の一例を示す。通水性または通気性を有する基材11には除菌液が塗布され、前記除菌液に含まれる前記基材11を膨潤可能な溶剤によって基材11の表面および内部にバインダー12が浸透している。バインダー12は基材11と酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを固定化する役割を果たしており、ここでは前記金属は銅13と亜鉛14である。また、除菌液には導電性付与剤15としてのカーボンが配合されており、銅13と亜鉛14を導通させている。除菌液に含まれる酸化還元電位の異なる金属としての銅13と亜鉛14は、基材11に塗布された後、基材11の表面で金属同士が接触して導通することによって電池構造が形成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a cross-sectional view of the sterilization filter. A sterilizing solution is applied to the base material 11 having water permeability or air permeability, and the
電池構造の金属間には電位差が生じているので、帯電している微生物を電気的な力で引き寄せて除去することができる。また、溶剤で基材を膨潤させることによって基材の凹凸や空隙にバインダーと金属が侵入し、バインダーと基材と金属とが強固に接着される。その結果、フィルタからの金属の剥離が生じにくくなるという作用を有する。また金属粉を用いた場合、バインダーに比べてサイズが大きく基材への浸透力が低いために、金属粉は基材の内部よりも表面に多く存在することになる。その結果、金属粉がバインダーに埋没せずに基材の表面部に露出し、除菌効果を発揮できるという作用を有する。 Since a potential difference is generated between the metals of the battery structure, the charged microorganisms can be attracted and removed by electric force. Further, by swelling the substrate with a solvent, the binder and the metal enter into the unevenness and voids of the substrate, and the binder, the substrate and the metal are firmly bonded. As a result, there is an effect that metal peeling from the filter hardly occurs. Further, when metal powder is used, the metal powder is present on the surface more than the inside of the substrate because the size is larger than the binder and the penetrating power to the substrate is low. As a result, the metal powder is exposed to the surface portion of the base material without being buried in the binder, and has the function of exhibiting a sterilizing effect.
一方、抗菌性ゼオライトと発泡用素材と高分子体とを混合して発泡させる従来の方法では、材料が適当に分散されるため、有効成分である抗菌性ゼオライトが樹脂に埋没する割合が高く、殺菌作用を十分発揮させることは困難である。 On the other hand, in the conventional method of mixing and foaming an antibacterial zeolite, a foaming material and a polymer, the material is appropriately dispersed, so that the proportion of the antibacterial zeolite which is an active ingredient is embedded in the resin is high. It is difficult to sufficiently exert the bactericidal action.
図1の基材表面を拡大した概略断面図を図2に示す。酸化還元電位の異なる2種類以上の金属としての銅13と亜鉛14は、導電性付与剤15としてのカーボンおよびバインダー12とともに、基材11表面に皮膜を形成している。この皮膜の上を、微生物16を含む水がAからB方向に流れるとする。水に含まれる微生物16はその表面電荷として一定の電荷を有しているため、水中に電場を与えるとその電場の向きに応じて移動する作用が生まれる。銅13と亜鉛14は直接あるいは導電性付与剤15を介して電気的に接合されているためプラスとマイナスの電荷を帯びており、両者の間には電場が発生している。微生物16は電荷を有しているため、電場の作用によって金属の方向に誘引され凝集する。この結果、微生物16を含む水はAからB方向に進むにしたがって除菌されていく。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view in which the substrate surface of FIG. 1 is enlarged.
物理的な接触のみで殺菌する方法では、基材の開口部を微生物の大きさ以下に狭めなければ除菌性能が発揮されないが、著しく圧力損失が増大し、空気や水などの流体を流すことが困難になるという課題があり、より低圧損で除菌効果の高い技術が求められていた。本発明では、微生物を電気的に誘引する除菌効果を有するため、開口部を微生物の大きさ以下に狭める必要がなく、電場が働く範囲まで除菌効果を発揮させることができるため、低圧損の除菌フィルタを得ることができる。 In the method of sterilization only by physical contact, the sterilization performance will not be exhibited unless the opening of the substrate is narrowed below the size of the microorganism, but the pressure loss will increase significantly, and fluid such as air and water will flow. Therefore, there is a need for a technique that has a higher pressure and a higher sterilization effect. In the present invention, since it has a sterilizing effect for electrically attracting microorganisms, it is not necessary to narrow the opening portion below the size of the microorganism, and the sterilizing effect can be exhibited up to the range where the electric field works. Can be obtained.
除菌液は、基材を膨潤可能な溶剤とバインダーと酸化還元電位の異なる2種類以上の金属とを混合することによって得ることができる。このとき、除菌液には界面活性剤や導電性付与剤などを配合してもよい。作成した除菌液を基材に塗布すると、溶剤およびバインダーが基材へ浸透し、または基材の表面を溶解して凹凸を形成する。浸透した溶剤とバインダーによって基材は膨潤してサイズが大きくなるが、通風排気および/または加熱を行うことによって溶剤が揮発した後は、サイズが小さくなる。ここで、200℃以下の温度で揮発性を有する溶剤を選択することにより、樹脂や繊維の熱劣化を抑えることができる。通風排気のみでは乾燥に時間がかかり、加熱のみでは急激な基材サイズの変化によって不均一に収縮して変形しやすいため、通風乾燥して基材をゆっくり乾燥させた後に加熱する方法が好ましい。 The sterilizing solution can be obtained by mixing a solvent capable of swelling the substrate, a binder, and two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials. At this time, a surfactant, a conductivity imparting agent, or the like may be added to the sterilization solution. When the prepared sterilizing solution is applied to the substrate, the solvent and the binder penetrate into the substrate, or the surface of the substrate is dissolved to form irregularities. The base material swells and increases in size due to the permeated solvent and binder, but the size decreases after the solvent is volatilized by ventilating and / or heating. Here, by selecting a solvent having volatility at a temperature of 200 ° C. or lower, thermal deterioration of the resin or fiber can be suppressed. Since it takes time to dry only by ventilating exhaust, and it tends to be deformed by non-uniform shrinkage due to a sudden change in substrate size only by heating, a method of heating after slowly drying the substrate by ventilating and drying is preferable.
除菌液は基材全体に塗布しても良いし、基材の外表面だけに塗布してもよい。このとき、除菌効果を発揮するのは除菌液を塗布して皮膜が形成された部分だけである。除菌液を有色にすることにより、効果の発揮される部分を容易に視認することができる。視認が容易なため、塗布むらによる加工不良や傷等の発生を簡単に確認することができる。除菌液を有色にするためには、たとえばカーボンブラックやグラファイトなどの黒色成分やマンガン、酸化鉄、酸化銅あるいはその合金などの有色金属を任意の割合で添加すればよい。除菌液の塗布方法としては、ディッピング、スプレー噴霧、はけ塗りなど一般的な方法を用いればよい。 The sterilizing solution may be applied to the entire base material, or may be applied only to the outer surface of the base material. At this time, only the portion where the film is formed by applying the sterilizing solution exhibits the sterilizing effect. By coloring the sterilization solution, the portion where the effect is exhibited can be easily visually confirmed. Since visual recognition is easy, it is possible to easily confirm the occurrence of processing defects or scratches due to coating unevenness. In order to make the sterilization solution colored, for example, a black component such as carbon black or graphite, or a colored metal such as manganese, iron oxide, copper oxide, or an alloy thereof may be added at an arbitrary ratio. As a method for applying the sterilizing solution, a general method such as dipping, spraying, or brushing may be used.
除菌液の塗布部分の表面電気抵抗は、107Ω/□以下であることが望ましい。表面電気抵抗が高すぎると絶縁皮膜となって、電場の強さが低下するため、除菌作用が低下するため好ましくない。固形物成分の配合量と、皮膜の膜厚を調整することによって、用途に合わせて調整すればよい。 The surface electrical resistance of the application part of the sterilizing solution is preferably 10 7 Ω / □ or less. If the surface electric resistance is too high, an insulating film is formed, and the strength of the electric field is lowered, so that the sterilization action is lowered, which is not preferable. What is necessary is just to adjust to a use by adjusting the compounding quantity of a solid component, and the film thickness of a membrane | film | coat.
基材の材質としては、綿、レーヨン、ナイロン、木材、パルプなどの天然繊維や、樹脂含浸紙、ポリエステル・ポリウレタン・ポリエーテル、ポリスチレン、ポリオレフィン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、およびこれらの変性樹脂などの合成繊維が利用できる。金属やセラミックでもよい。 Base materials include natural fibers such as cotton, rayon, nylon, wood, pulp, resin impregnated paper, polyester, polyurethane, polyether, polystyrene, polyolefin, epoxy, polycarbonate, polyamide, polyimide, and modified resins thereof. Synthetic fibers such as can be used. Metal or ceramic may be used.
溶剤としては、アルコール類・直鎖の炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族類など種々の溶媒が利用できる。具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、ベンゼン、トルエン、キシレンスチレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、イソホロン、ヘキサン、ヘプタンなどが挙げられ、単独あるいは混合して用いることができる。分散性を高めるために界面活性剤を添加してもよい。これらの溶剤を、基材の材質に合わせて選択することにより、溶剤が基材へ浸透し、または基材の表面を溶解して凹凸を形成する。浸透した溶剤によって基材は膨潤してサイズが大きくなるが、通風排気および/または加熱を行うことによって溶剤が揮発した後は、サイズが小さくなる。ここで、200℃以下の温度で揮発性を有する溶剤を選択することにより、低温で溶剤を除去することが可能となり、樹脂や繊維の熱劣化を抑えることができる。 As the solvent, various solvents such as alcohols, linear hydrocarbons, aromatics such as toluene and xylene can be used. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, benzene, toluene, xylene styrene, ethyl benzene, cyclohexane, cyclohexanone, isophorone, hexane, heptane and the like, which can be used alone or in combination. A surfactant may be added to improve dispersibility. By selecting these solvents according to the material of the base material, the solvent penetrates into the base material or dissolves the surface of the base material to form irregularities. The base material swells and increases in size due to the permeated solvent, but the size decreases after the solvent is volatilized by ventilating and / or heating. Here, by selecting a solvent having volatility at a temperature of 200 ° C. or lower, the solvent can be removed at a low temperature, and thermal deterioration of the resin or fiber can be suppressed.
バインダーとしては、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテル、アクリル、エポキシ、エポキシエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、メラミン、ビニル、塩化ゴム、シリコーン、フッ素などの樹脂、もしくはこれらの変性樹脂が挙げられる。樹脂は溶剤に可溶であることが望ましい。また、無機系のバインダーを利用してもよく、コロイダルシリカ、オルガノシリカ樹脂、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、エチルシリケート、リチウムシリケート、カリウムシリケートなどの中から任意のものを選択して用いることができる。 Examples of the binder include nylon, polyester, polyether, acrylic, epoxy, epoxy ester, polyurethane, polycarbonate, melamine, vinyl, chlorinated rubber, silicone, fluorine, and other modified resins. The resin is desirably soluble in a solvent. Further, an inorganic binder may be used, and any one selected from colloidal silica, organosilica resin, silane coupling agent, titanium coupling agent, ethyl silicate, lithium silicate, potassium silicate, etc. is used. be able to.
除菌液の総固形分に対する配合比率が7wt%以上になるように樹脂を配合すれば、基材とバインダー、およびバインダーと金属との十分な密着性が得られる。ただし、35wt%を超えると、密着性や強度は良好であるものの、金属同士および導電付与剤との導通が阻害されるために、除菌性能が低下してくる。除菌液の総固形分に対する樹脂量としては、配合比率7wt%以上の範囲で、除菌性能と密着性、強度のバランスによって任意に選択すればよい。また、樹脂が溶剤に溶解もしくは分散可能であれば、除菌材料の粘度を調整することが容易であり、扱いやすくなる。 If the resin is blended so that the blending ratio with respect to the total solid content of the sterilizing solution is 7 wt% or more, sufficient adhesion between the base material and the binder and between the binder and the metal can be obtained. However, if it exceeds 35 wt%, although the adhesion and strength are good, the sterilization performance deteriorates because conduction between the metals and the conductivity-imparting agent is inhibited. The amount of resin relative to the total solid content of the sterilization solution may be arbitrarily selected within the range of 7 wt% or more depending on the balance of sterilization performance, adhesion, and strength. Moreover, if the resin can be dissolved or dispersed in a solvent, it is easy to adjust the viscosity of the sterilizing material, and it becomes easy to handle.
金属としては、Au、Pt、Ag、Cu、Pb、Ni、Sb、Co、W、Fe、Sn、Cr、Zn、V、Al、Ti、Zr、Mg、Kまたはこれらの合金などが挙げられる。特にAg、Cu、Znは金属自体の抗菌性が強いため好ましい。また、Fe、Zn、Alは比較的安価で安全なものとして利用しやすい。2種類以上の金属の選択としては用途と寿命と経済性を考慮すれば特に制限されるものではないが、水の電気分解開始電圧である1.2V付近では金属から水素の発生が生じ、腐食が進みやすいため好ましくない。表1に金属の種類と標準水素電極を基準とした電極電位を示す。例えば金属材料がFeであった場合には、Feよりイオン化傾向の高い金属としてZnを選択することができ、そのときの電位差は0.32Vとなる。表1に示す金属以外でも電位差が発生すれば特に問題はなく、これらの合金でもよい。Znは比較的イオン化傾向が高く、かつ金属自体の抗菌性が強いため好ましい。 Examples of the metal include Au, Pt, Ag, Cu, Pb, Ni, Sb, Co, W, Fe, Sn, Cr, Zn, V, Al, Ti, Zr, Mg, K, and alloys thereof. In particular, Ag, Cu, and Zn are preferable because the antibacterial property of the metal itself is strong. Fe, Zn, and Al are relatively inexpensive and easy to use. There are no particular restrictions on the choice of two or more metals, considering the application, lifespan, and economics, but the generation of hydrogen from the metal occurs near the electrolysis start voltage of water of 1.2 V, causing corrosion. Is not preferable because it is easy to proceed. Table 1 shows the electrode potential based on the metal type and the standard hydrogen electrode. For example, when the metal material is Fe, Zn can be selected as a metal having a higher ionization tendency than Fe, and the potential difference at that time is 0.32V. Other than the metals shown in Table 1, there is no particular problem as long as a potential difference occurs, and these alloys may be used. Zn is preferable because it has a relatively high ionization tendency and the antibacterial property of the metal itself is strong.
また、酸化還元電位の異なる2種類以上の金属が電位差を生じた状態で水と接触すると、酸化還元電位の低いほうの金属が水に溶出する。ここで酸化還元電位の高いほうの金属は溶出しにくいため、長期間使用するためには溶出量の多い酸化還元電位の低いほうの金属の配合比率を多くしたほうがよい。 Further, when two or more kinds of metals having different oxidation-reduction potentials come into contact with water in a state where a potential difference is generated, the metal having a lower oxidation-reduction potential is eluted into water. Here, since the metal having a higher oxidation-reduction potential is difficult to elute, it is better to increase the compounding ratio of the metal having a higher oxidation-reduction potential and a lower oxidation-reduction potential for long-term use.
金属の粒子径は除去しようとする微生物の大きさよりも大きいことが望ましい。電位差によって微生物を集めるためには、少なくとも電位がかかっている部分の間隔が微生物の大きさよりも大きい必要がある。粒子径が小さい場合でも複数の粒子が連なって間隔をあけた状態で電位が発生することが考えられるが、確率的には高くないと予想される。十分な距離を確保するためには雑菌として平均的な微生物の大きさである1μmより大きいことが好ましい。形状が繊維状である場合には太さではなく長さ方向について前記の条件であればよい。具体的には、金属の粒子径が0.3μm〜250μmであることが望ましい。 The metal particle size is desirably larger than the size of the microorganism to be removed. In order to collect microorganisms by the potential difference, at least the interval between the portions to which the potential is applied needs to be larger than the size of the microorganisms. Even when the particle size is small, it is considered that a potential is generated in a state where a plurality of particles are connected and spaced apart from each other, but it is expected that the potential is not high in terms of probability. In order to ensure a sufficient distance, it is preferably larger than 1 μm, which is the average microorganism size as a germ. When the shape is fibrous, the above-described conditions may be used in the length direction, not the thickness. Specifically, it is desirable that the metal particle diameter is 0.3 μm to 250 μm.
250μm以上では除菌液の中で金属が沈降し、濃度差が発生しやすくなるという加工性の低下をまねき、また、皮膜を形成後に導電性付与剤や他金属粒子との接触面積が小さくなり、除菌効率が低下するため好ましくない。一方、0.3μm以下では、除菌液を作成する際に粉塵となって飛散しやすく、混合時には混合容器の微細な凹凸にまで入り込みやすいため、加工性が低下する。また、バインダーの固形分中に金属が取り込まれやすくなり、除菌効果が発現しにくいため好ましくない。 If it is 250 μm or more, the metal settles in the sterilization solution, which causes a decrease in processability, and the contact area with the conductivity-imparting agent and other metal particles is reduced after the film is formed. This is not preferable because the sterilization efficiency decreases. On the other hand, if it is 0.3 μm or less, it is easy to be scattered as dust when preparing a sterilizing solution, and it is easy to get into the fine irregularities of the mixing container during mixing, so the workability is lowered. Further, it is not preferable because the metal is easily taken into the solid content of the binder and the sterilization effect is hardly exhibited.
酸化還元電位の異なる2種類以上の金属の粒子径比が1〜8であれば、導電性付与剤や他金属粒子との接触効率が良いために、高い除菌性能を得ることができる。ここで金属の粒子径比は、大きな粒子/小さな粒子の長さ比率である。 If the particle size ratio of two or more metals having different oxidation-reduction potentials is 1 to 8, high sterilization performance can be obtained because the contact efficiency with the conductivity imparting agent and other metal particles is good. Here, the particle size ratio of the metal is the length ratio of large particles / small particles.
導電性付与剤としては、黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンマイクロコイル、カーボンナノコイル、不飽和結合をもつ導電性ポリマーなどの炭素材料が挙げられる。黒鉛とカーボンブラックはもっとも一般的に用いられる導電性の炭素材料であり、経済性が高い。また、導電性塗料として樹脂エマルジョンとカーボンを混合したものが市販されており、容易に入手可能である。炭素繊維、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンマイクロコイル、カーボンナノコイルなどは樹脂の強度向上や軽量化や電磁波対策などの目的で樹脂に添加されることが多いが、その導電性を利用して本発明の除菌効果を得ることができる。また、電極として開発が進められている導電性ポリマーも、同様に除菌効果を得ることができる。 Examples of the conductivity-imparting agent include carbon materials such as graphite, carbon black, carbon fiber, fullerene, carbon nanotube, carbon nanohorn, carbon microcoil, carbon nanocoil, and conductive polymer having an unsaturated bond. Graphite and carbon black are the most commonly used conductive carbon materials and are highly economical. Moreover, what mixed resin emulsion and carbon as a conductive paint is marketed, and it can obtain easily. Carbon fibers, fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon microcoils, carbon nanocoils, etc. are often added to resins for the purpose of improving the strength of the resins, reducing their weight, and preventing electromagnetic waves. Thus, the sterilization effect of the present invention can be obtained. In addition, a conductive polymer that is being developed as an electrode can similarly obtain a sterilizing effect.
導電性付与剤は、粉を使用する際には、あらかじめ粉砕しておくと混合が容易になる。また、導電性付与剤を分散した液体を用いるとさらに混合が容易である。樹脂とカーボンがあらかじめ混合された市販の導電性塗料を用いても良い。導電性付与剤は、金属の総量に対して配合比率で0.02wt%以上であることが好ましい。これによって除菌フィルタの表面に電位差を生じ、より高い電気的誘引効果を得ることができるために、十分な除菌性能を得ることができる。除菌液を塗布した基材表面の表面電気抵抗は、107Ω/□以下であることが望ましい。表面電気抵抗が高すぎると絶縁皮膜となって、電場の強さが低下し、除菌作用が低下するため好ましくない。 When the conductivity imparting agent is used, it is easy to mix if it is previously pulverized. Further, when a liquid in which a conductivity-imparting agent is dispersed is used, mixing is easier. You may use the commercially available conductive coating material with which resin and carbon were mixed previously. The conductivity-imparting agent is preferably 0.02 wt% or more in terms of the mixing ratio with respect to the total amount of metals. As a result, a potential difference is generated on the surface of the sterilization filter, and a higher electrical attraction effect can be obtained. Therefore, sufficient sterilization performance can be obtained. The surface electrical resistance of the substrate surface to which the sterilizing solution is applied is preferably 10 7 Ω / □ or less. If the surface electrical resistance is too high, an insulating film is formed, and the strength of the electric field is lowered, and the sterilization action is lowered, which is not preferable.
金属および導電性付与剤は微細な粉末および/または繊維状であることが好ましい。粉末の場合、バインダーに金属と導電性付与剤を分散させる際に、分散性がよく加工しやすいという効果を得ることができる。また、繊維状にくらべて均一な状態を得やすいため、基材表面の色むらや凹凸の抑制など外観上の利点がある。繊維状の場合は、分散した際に金属と導電性付与剤との繊維同士の接点が多くなり、硬化したバインダー樹脂表面に局所的な電位差が発生する場所を多くすることができる。 The metal and the conductivity-imparting agent are preferably fine powder and / or fibrous. In the case of powder, when the metal and the conductivity-imparting agent are dispersed in the binder, it is possible to obtain an effect of good dispersibility and easy processing. In addition, since it is easy to obtain a uniform state as compared with the fibrous form, there are advantages in appearance such as color unevenness and unevenness of the substrate surface. In the case of a fibrous form, when dispersed, the number of contact points between the fibers of the metal and the conductivity-imparting agent increases, and the number of places where a local potential difference occurs on the cured binder resin surface can be increased.
基材の形状としては、繊維状、網状、ビーズ状、スリット状、ストロー状、板状、ハニカム状、スポンジ状、発泡形状などあらゆる形状が利用できる。除菌性能は単位体積あたりの表面積が大きい形状が好ましく、3次元立体構造がよい。 As the shape of the substrate, any shape such as a fiber shape, a net shape, a bead shape, a slit shape, a straw shape, a plate shape, a honeycomb shape, a sponge shape, and a foam shape can be used. The sterilization performance is preferably a shape having a large surface area per unit volume, and a three-dimensional structure is good.
3次元立体構造としては繊維を絡ませた形状や発泡形状があり、例えば繊維を絡ませた形状であればスチールウールや、表面部、連結部、裏面部からなる三次元立体編物などが挙げられ、発泡形状であれば発泡金属や発泡樹脂、セラミックフォームなどが挙げられる。例えば発泡ウレタン樹脂は、内部に多くの空隙を有しているため通気性能に優れている上、安価で柔軟性があり加工が容易である。発泡体基材で構成される除菌フィルタの場合、発泡密度が33セル/25mm以下のものが適する。開口部が狭すぎると除菌液が基材内部に浸透しにくくなるので、開口部の開口径は1mm以上であることが望ましい。ハニカム形状であれば、より通水性・通気性に優れるため、効率よく除菌することが期待できる。その材質としては、セラミックスや金属等が挙げられる。 As the three-dimensional structure, there are a shape in which fibers are entangled and a foamed shape. For example, in a shape in which fibers are entangled, steel wool, a three-dimensional three-dimensional knitted fabric composed of a front surface portion, a connecting portion, and a back surface portion, etc. Examples of the shape include foam metal, foam resin, and ceramic foam. For example, urethane foam resin has many air gaps inside, so that it has excellent air permeability and is inexpensive, flexible and easy to process. In the case of a sterilizing filter composed of a foam base material, a foaming density of 33 cells / 25 mm or less is suitable. If the opening is too narrow, the sterilizing solution is less likely to penetrate into the substrate, so the opening diameter of the opening is desirably 1 mm or more. Since the honeycomb shape is more excellent in water permeability and air permeability, it can be expected to be sterilized efficiently. Examples of the material include ceramics and metals.
(実施の形態2)
図3は、処理液を塗布して作成した除菌フィルタ21を有する除菌装置22の一例である。除菌フィルタ21は、酸化還元電位の異なる2種類の金属とバインダーと溶剤とを混合した除菌液を、基材としての発泡ウレタンに塗布することによって作成されている。除菌フィルタ21は、水や空気が流れる通路内に配置され、除菌装置22を形成している。上流から流れてくる菌液23に含まれる微生物は、除菌フィルタ21の作用によって捕集され、下流側には微生物が除去されて排出される。除菌フィルタ21は除菌作用を有しているため、微生物の大きさよりも大きな開口部であっても微生物を捕集することができ、低圧損のフィルタを得ることができる。除菌フィルタが抗菌性の金属を有する場合には、捕集した微生物をその場で殺菌することができ、フィルタ上でのカビやぬめりやにおいの発生を防ぐことができる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an example of a
また、前記除菌フィルタ21の後段に活性炭フィルタ24を配置することにより、前段の除菌フィルタ21で雑菌・カビ等の物質を捕集できるため、後段の活性炭フィルタ24に雑菌やカビが繁殖しにくいという効果を得ることができる。また、活性炭フィルタ24の作用によって、脱色および/または脱臭効果を得ることができる。
Further, by disposing the activated
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is limited to the following description and is not interpreted at all.
(1)金属として平均粒子径50μmの亜鉛粉末と、市販の導電性カーボン塗料(導電性のカーボンとポリエステル樹脂を溶剤としてのシクロヘキサノンに分散させたもの)とを、亜鉛とカーボンの重量比が11:5になる割合でよく混練してペースト状にし、除菌液を作成した。作成した除菌液を直径85mm(約57cm2)の円形に成型した樹脂板に塗り広げて、60℃で2時間乾燥させることによって除菌板A作成した。 (1) A zinc powder having an average particle diameter of 50 μm as a metal and a commercially available conductive carbon coating material (conducting carbon and polyester resin dispersed in cyclohexanone as a solvent) and a weight ratio of zinc to carbon of 11 : The mixture was well kneaded at a ratio of 5 to make a paste, and a sterilizing solution was prepared. The prepared sterilization solution was spread on a resin plate molded into a circle having a diameter of 85 mm (about 57 cm 2 ) and dried at 60 ° C. for 2 hours to prepare a sterilization plate A.
(2)金属として75〜150μmの銅粉末と、市販の導電性カーボン塗料(導電性のカーボンとポリエステル樹脂を溶剤としてのシクロヘキサノンに分散させたもの)とを、銅:カーボンの重量比が11:5になる割合でよく混練してペースト状にし、除菌液を作成した。作成した除菌液を樹脂板に塗り広げて、60℃で2時間乾燥させることによって除菌板Bを作成した。 (2) A copper powder of 75 to 150 μm as a metal and a commercially available conductive carbon coating (conducting carbon and polyester resin dispersed in cyclohexanone as a solvent) and a copper: carbon weight ratio of 11: The mixture was well kneaded at a ratio of 5 to make a paste, and a sterilizing solution was prepared. The prepared sterilization solution was spread on a resin plate and dried at 60 ° C. for 2 hours to prepare a sterilization plate B.
(3)金属として平均粒子径50μmの亜鉛粉末と、75〜150μmの銅粉末と、市販の導電性カーボン塗料(導電性のカーボンとポリエステル樹脂を溶剤としてのシクロヘキサノンに分散させたもの)とを、亜鉛:銅:カーボンの重量比が10:1:5になる割合でよく混練してペースト状にし、除菌液を作成した。作成した除菌液を樹脂板に塗り広げて、60℃で2時間乾燥させることによって除菌板Cを作成した。 (3) Zinc powder having an average particle diameter of 50 μm as metal, copper powder of 75 to 150 μm, and commercially available conductive carbon paint (conductive carbon and polyester resin dispersed in cyclohexanone as a solvent), The mixture was well kneaded at a ratio of zinc: copper: carbon of 10: 1: 5 to make a paste, and a sterilization solution was prepared. The prepared sterilization liquid was spread on a resin plate and dried at 60 ° C. for 2 hours to prepare a sterilization plate C.
(4)亜鉛を96%、アクリル樹脂を4%含有する市販の塗料を樹脂板に塗り広げて、60℃で2時間乾燥させることによって比較板A作成した。 (4) A commercially available paint containing 96% zinc and 4% acrylic resin was spread on a resin plate and dried at 60 ° C. for 2 hours to prepare a comparative plate A.
(5)亜鉛を83%、アルミニウムを5%、アクリル樹脂を12%含有する市販の塗料を樹脂板に塗り広げて、60℃で2時間乾燥させることによって比較板Bを作成した。 (5) A commercially available paint containing 83% zinc, 5% aluminum, and 12% acrylic resin was spread on a resin plate and dried at 60 ° C. for 2 hours to prepare a comparative plate B.
(6)何も処理せずに、比較板Cを作成した。 (6) A comparative plate C was prepared without any processing.
前記(1)〜(6)の方法で作成した樹脂板を、除菌液の塗布面が上向きになるようにプラスチックシャーレ内に置いた。 The resin plate prepared by the methods (1) to (6) was placed in a plastic petri dish so that the surface to which the sterilizing solution was applied faced up.
精製水で400倍に希釈した普通ブイヨン培地に、大腸菌 (Esherichia coli,IFO3972)が約105(cfu/ml)になるように添加した菌液を作成した。菌液をそれぞれ20mlずつプラスチックシャーレに入れ、一定時間ごとに0.1mlの液を採取して培養することにより、菌数の変化を比較した。所定時間経過後の菌数を初期の菌数で割って規格化した値を菌の残存比として縦軸にとり、横軸に経過時間を表した結果を図4に示す。除菌板A、B、Cでは菌数が減少し、除菌されていることがわかった。除菌板AとBではZnを添加したAのほうが除菌速度が速かった。銅と亜鉛を添加した除菌板Cは特に1時間後の菌数減少が顕著であった。 A bacterial solution was prepared by adding Escherichia coli (IFO 3972) to about 10 5 (cfu / ml) in a normal bouillon medium diluted 400 times with purified water. 20 ml of each bacterial solution was placed in a plastic petri dish, and 0.1 ml of the solution was collected at regular intervals and cultured to compare changes in the number of bacteria. FIG. 4 shows the results obtained by dividing the number of bacteria after a predetermined time by the initial number of bacteria and normalizing the value as the residual ratio of the bacteria on the vertical axis and the elapsed time on the horizontal axis. In the sterilization plates A, B, and C, the number of bacteria decreased and it was found that the bacteria were sterilized. In the sterilization plates A and B, the sterilization rate was higher in A with Zn added. In the sterilization plate C to which copper and zinc were added, the decrease in the number of bacteria after 1 hour was particularly remarkable.
市販の塗料を塗布した比較板Aはわずかに菌数の減少が観察された。比較板B、Cでは菌数はほとんど変化せず、除菌効果が働いていないことがわかった。 A slight decrease in the number of bacteria was observed in the comparative plate A coated with a commercially available paint. In comparison plates B and C, the number of bacteria hardly changed, and it was found that the sterilization effect was not working.
作成した除菌板および比較板の表面電気抵抗を測定した結果を表2に示す。市販の塗料である比較板A,Bでは表面抵抗が非常に高く、導電性を有していないことがわかる。一方、除菌板A、B、Cでは表面抵抗が低く導電性を有している。図4の結果と対比してみると、導電性を有している除菌板A、B、Cでは除菌性能があり、導電性を有していない比較板A、Bおよびなにも処理していない比較板Cでは除菌性能が低いことがわかった。 Table 2 shows the results of measuring the surface electrical resistance of the prepared sterilization plate and the comparison plate. It can be seen that the comparative plates A and B, which are commercially available paints, have a very high surface resistance and are not conductive. On the other hand, the sterilization plates A, B, and C have low surface resistance and conductivity. Compared with the results of FIG. 4, the sterilization plates A, B, and C having conductivity have sterilization performance, and the comparison plates A and B that have no conductivity and any treatment It was found that the comparative plate C that was not used had low sterilization performance.
実施例1で作成した除菌板Cをスライドグラス上にのせ、顕微鏡の視野に入る位置に配置した。精製水で400倍に希釈した普通ブイヨン培地に、大腸菌 (Esherichia coli,IFO3972)を添加し、約106cfu/ml程度の菌液を、除菌板Cに触れるようにスライドグラス上に0.2ml滴下した。ただちに顕微鏡で観察したところ、大腸菌は除菌板Cの特定の位置に偏在して移動し、凝集した。除菌板Cは亜鉛と銅と導電性カーボンが混在しており、どの位置に各材料が塗布されているか確認することはできなかった。大腸菌の大きさ(約2μm)に比べて、亜鉛と銅の大きさは十分に大きく(50〜150μm)、おそらく亜鉛が高濃度に存在する位置に菌が凝集しているものと思われた。 The sterilization plate C prepared in Example 1 was placed on a slide glass and placed at a position that enters the field of view of the microscope. Escherichia coli (IFO 3972) is added to a normal bouillon medium diluted 400 times with purified water, and about 10 6 cfu / ml of bacterial solution is placed on a slide glass so that it touches the sterilization plate C. 2 ml was dropped. As soon as observed with a microscope, E. coli was unevenly distributed at a specific position on the sterilization plate C and aggregated. The sterilization plate C was a mixture of zinc, copper and conductive carbon, and it was not possible to confirm in which position each material was applied. Compared to the size of E. coli (about 2 μm), the size of zinc and copper was sufficiently large (50 to 150 μm), and it was considered that the bacteria were probably agglomerated at a position where zinc was present at a high concentration.
金属として平均粒子径5μmの亜鉛粉末と、5μmの銅粉末と、市販の導電性カーボン塗料(導電性のカーボンとポリエステル樹脂を溶剤としてのイソホロンに分散させたもの)とを、亜鉛:銅:カーボンの重量比が10:1:5になる割合でよく混練してペースト状にし、除菌液を作成した。基材として発泡密度が17セル/25mmの発泡ウレタンを、作成した除菌液に浸漬し、余剰液を排除した後、常温で30分通風排気し、100℃で2時間乾燥させることによって除菌フィルタ21を作成した。このとき発泡ウレタンは、初期の長さを100%とすると、膨潤した状態で伸び率約130%となり、乾燥後の伸び率は115%であった。
Zinc: copper: carbon containing zinc powder with an average particle diameter of 5 μm as metal, copper powder with 5 μm, and commercially available conductive carbon paint (conductive carbon and polyester resin dispersed in isophorone as a solvent). Was thoroughly kneaded at a ratio of 10: 1: 5 to make a paste, and a sterilizing solution was prepared. A foamed urethane with a foam density of 17 cells / 25 mm as a base material is immersed in the prepared sterilizing solution, and after excess liquid is removed, it is ventilated at room temperature for 30 minutes and sterilized by drying at 100 ° C. for 2 hours. A
図3に示すように、フィルタ収納容器内に前記除菌フィルタ21を配置し、その後段に活性炭フィルタ24を配置することによって除菌装置22を作成した。除菌装置22の上流側から菌液23を流して除菌装置22の除菌性能を測定した。一定時間ごとに、菌液23を除菌装置22の入口・出口から0.3mlずつ採取して培養することにより、菌数の変化を測定した。
As shown in FIG. 3, the
フィルタの断面積2.7cm2、長さ5cm、菌液の通過流速2.4ml/分の条件で試験した時の結果を図5に示す。菌の種類は大腸菌、上流側の濃度は103cfu/mlである。除菌率は80%以上の値を継続的に示し、試験開始から40時間後でも変わらない値を示した。菌液の流速とフィルタの大きさを変化させることによって除菌性能を制御できるので、使用条件と必要な性能に合わせて装置を設計することにより、水の除菌装置を得ることができる。 FIG. 5 shows the results when the filter was tested under the conditions of a cross-sectional area of 2.7 cm 2 , a length of 5 cm, and a passage speed of the bacterial solution of 2.4 ml / min. The type of fungus is E. coli, and the upstream concentration is 10 3 cfu / ml. The sterilization rate continuously showed a value of 80% or more, and showed a value that remained unchanged even after 40 hours from the start of the test. Since the sterilization performance can be controlled by changing the flow rate of the bacterial solution and the size of the filter, a device for sterilizing water can be obtained by designing the device according to the use conditions and the required performance.
本発明の除菌フィルタの製造方法では、加熱を行う熱処理によって溶剤を素早く揮発させるとともに、バインダー樹脂の重合・熱硬化を行うことができ、圧力損失の低い除菌フィルタおよび、樹脂中に抗菌性の成分が埋没せず、かつ剥離を生じない除菌フィルタを提供することができ、加湿装置および空気調和装置および水処理装置などへの展開用途が期待できる。 In the method for producing a sterilizing filter according to the present invention, the solvent can be quickly volatilized by heat treatment for heating, and the binder resin can be polymerized and heat-cured . Therefore, it is possible to provide a sterilization filter that does not bury the components and does not cause peeling, and can be expected to be applied to a humidifier, an air conditioner, a water treatment device, and the like.
11 基材
12 バインダー
13 銅
14 亜鉛
15 導電性付与剤
16 微生物
21 除菌フィルタ
22 除菌装置
23 菌液
24 活性炭フィルタ
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