JP5435839B2 - 消臭抗菌シート及びそれを用いたフィルター材 - Google Patents
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(1)上下層として熱可塑性合成繊維不織布、及び中間層として吸着剤とホットメルト樹脂との混合体層を用い、これらを積層一体化した複合不織布であって、該熱可塑性合成繊維不織布の少なくとも一方に光触媒が0.1〜5g/m2塗布され、該中間層に吸着剤が10〜300g/m2、ホットメルト樹脂が10〜300g/m2が含有され、該複合不織布の目付が50〜400g/m2、通気性が0.1〜250cc/cm2/secであることを特徴とする消臭抗菌シート。
(2)前記中間層の吸着剤とホットメルト樹脂との混合割合が重量比で0.3〜2であることを
特徴とする(1)に記載の消臭抗菌シート。
(3)前記熱可塑性合成繊維不織布が長繊維不織布であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の消臭抗菌シート。
(4)前記長繊維不織布がニードルパンチ加工されていることを特徴とする(3)に記載の消臭抗菌シート。
(5)前記上下層の少なくとも一層が、芯鞘構造の複合繊維からなることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
(6)前記複合繊維において、芯部が高融点繊維、鞘部が低融点繊維からなることを特徴とする(5)に記載の消臭抗菌シート。
(7)前記上下層において、その一層が高融点繊維からなり、他層が芯鞘構造複合繊維からなることを特徴とする(5)に記載の消臭抗菌シート。
(8)前記複合不織布の少なくとも片面に、さらに目付け50〜150g/m2の短繊維不織布を積層し、ニードルパンチ加工することを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
(9)(1)〜(8)に記載の消臭抗菌シートを、山の高さが5〜50mm、ピッチが3〜30mmのプリーツ形状に加工したことを特徴とするフィルター材。
本発明に用いる上下層の熱可塑性合成繊維不織布は、繊維径が通常、1〜30μmの繊維を用いたスパンボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法水柱交絡法などによる熱可塑性合成繊維不織布が適している。
ポリエチレンテレフタレートにフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオールの1種又は2種以上の化合物を共重合した芳香族ポリエステル共重合体、脂肪族ポリエステルなどのポリエステル系繊維等がある。
更に、貼り合わせ加工性から接着樹脂の融解性、量を選択することが必要である。ホットメルト樹脂は、軟化し易いか、融解時の粘性が高いことが好ましい。
吸着剤とホットメルト樹脂との混合割合は、重量比で、0.3〜2が好ましく、より好ましくは、0.5〜1.6である。混合割合が、0.3未満では、吸着剤に対してホットメルト樹脂の量が多くなり、貼り合わせ加工性は良くなるが、ホットメルト樹脂が吸着剤を被覆するため、吸着性能を低下させる。吸着剤量が2を超えると、貼り合わせ加工性が低下して、複合不織布の剥離し易くなるなどの問題が生じる。
吸着剤は、多孔質粉体、または多孔質粉体に、化学吸着剤を固定化した粉体が用いられる。多孔質粉体として特に限定されないが、例えば、ヤシ殻、タール、樹脂等の焼成から得られる活性炭、塩基性、酸性、中性など化学処理した添着活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性白土、アルミナなどの物理的吸着・化学的吸着の機能を有する多孔質粉体又は粒状物の単体または混合物などの吸着剤から選ばれる。
通気性が0.1cc/cm2/sec未満では、空気の流通が少なくなり、消臭効果が低下する。一方、250cc/cm2/sec超えると、空気の流通は十分であるが、消臭成分がすり抜け、素通りしてしまう、吸着剤等との接触機会が少なくなり、消臭効果が低下する。
光触媒の塗布量は、0.1〜5g/m2であり、好ましくは0.2〜5g/m2、より好ましくは0.3〜3g/m2である。塗布量が0.1g/m2未満では、少量の塗布であり、消臭・抗菌性が低下する。
前記光触媒の塗布加工を施した熱可塑性合成繊維不織布の上に、ホモミキサー、回転型混合機など粉体混合機を用いて混合した吸着剤とホットメルト樹脂の混合粉体を、回転ブラシ及び振動などからなる粉体振り落とし装置で、粉体量10〜1000g/m2に調節して塗布させる。その上に、前記熱可塑性合成繊維不織布を重ねてから、ロール状またはベルト状の加熱装置で加熱、加圧させて貼り合わせられる。具体的には、金属ロール、金属製、ゴム製、織物製、不織布製などベルト状の加熱装置を用い、ホットメルト樹脂を軟化または融解させる条件を設定し、例えば、温度100〜220℃、圧力1〜100N/cm、時間1〜60秒で、該吸着剤と2枚の不織布との接着一体化される。
測定方法は以下のとおりである。
(1)目付(g/m2):縦20cm×横25cmの試料を3カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。(JIS-L-1096)
(2)平均繊維径(μm):顕微鏡で500倍の拡大写真を取り、10本の平均値で求める。
(3)通気性:JIS-L-1096フラジュール法に準拠。
(4)剛軟度:JIS-L-1096カンチレバー法に準拠
(5)剥離性:加工後に剥離するか官能検査によって判定する。
○:手で剥離が困難なレベル ×:手で容易に剥離できる。
(6)消臭性:表中のNDは、検出限界(検知管の最低目盛未満)であったことを表す。
〈アンモニア〉NDは10ppm以下である。
試料5cm×10cm角を内容量1Lのテトラバック袋内に入れた後、200ppmになるよう
アンモニアガスを注入し、この袋を25℃に保ったインキュベーター内にて、間隔 40cmにて所定時間紫外線ランプに照射してアンモニア濃度を測定して消臭性能を 測定した。
但し、紫外線ランプは、上記インキュベーター内に東芝ライテック社製FL10SBLB を4本設置した。
測定結果は、初期のアンモニアガス濃度に対する残留アンモニアガス濃度の割合
(%)で表した。
(試料を入れない袋内アンモニア濃度の1時間後の残留濃度は190ppmであり、2時
間後の残留アンモニア濃度160ppmであった。)
〈アセトアルデヒド〉NDは1ppm以下。
試料5cm×10cm角を内容量1Lのテトラバック袋内に入れた後、20ppmになるようにア セトアルデヒドガスを注入し、この袋を25℃に保ったインキュベーター内にて、間 隔40cmで紫外線ランプに照射してアセトアルデヒド濃度を測定して消臭性能を測定 した。
測定結果は、初期のアセトアルデヒドガス濃度に対する残留アンモニアガス濃度の 割合で表した。
(試料を入れない袋内アセトアルデヒド濃度の1時間後の残留濃度は18ppmであっ た。)
(7)抗菌性:試料5cm×5cm角を用い、JIS-L-1902定量試験(菌液吸収法)に準拠する。
試験菌株:黄色ぶどう状球菌生菌数の測定法:混釈平板培養法
培養時間:18時間(培養中 紫外線強度0.1mV/cm2のUV照射を行った。)
結果は、静菌活性値で表した。静菌活性値2.2以上で抗菌効果ありと判 断される。
(8)洗浄後の消臭、抗菌性
洗浄条件として、浸漬法を採用した。試料5cm×10cm、200ccの容器に蒸留水100cc を入れ、試料を浸漬、乾燥し、この操作を5回繰り返した後 洗浄後の消臭性、抗 菌性を測定した。
スパンボンド用紡糸口金を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET、融点263℃)を溶融紡糸して、平均繊径14μmのPETウエブを捕集ネット上に集積した。
全体として、目付30g/m2の繊維ウエブとしてから圧着面積率が12%エンボスロールで熱圧着して一体化して熱可塑性合成繊維不織布を得た。(不織布の通気度は、240cc/cm2/sec)
得られた不織布に光触媒酸化チタンを加工した。光触媒加工剤としては、ライオン社製、商品名ライオナイトPC-541S 10%の水溶液を調合して浸漬、脱水、乾燥工程を経て、光触媒の担持シートを得た。(光触媒剤塗布量0.7g/m2 )
次に、粒度75μm〜200μmに分留されたヤシ殻活性炭粉体の吸着剤と、粒度75μm〜200μmポリエチレン系ホットメルト剤(旭化成ケミカルズ社製、商品名サンフアインPAK融点80~35℃、MI値2.5)を、吸着剤量30g/m2と接着剤量50g/m2(吸着剤量/接着剤量=0.6)となるように、回転型粉体混合機で混合して、混合体を得た。粉体供給装置を用いて塗布量80g/m2になるように調節してから、前記光触媒の担持シートの2枚を用い、中間層の吸着剤と、ホットメルト樹脂との混合粉体とを180℃に加熱した熱プレスロール間を通過させて接着して、本発明の消臭抗菌シートを得た。
本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の結果を表1に記載した。
表1の結果から、本発明の消臭抗菌シートは、消臭性、抗菌性に優れ、不織布と不織布との剥離が起こらず複合不織布の一体化がなされていた。目的とする通気性、剛性が得られた。
実施例1と同様の熱可塑性合成繊維不織布に、光触媒剤と不織布用バインダー樹脂との混合水溶液を調合して加工剤とした。(光触媒剤としては、ライオン社製、商品名ライオナイトPC-541S 10%の水溶液と、大日本インキ化学工業社製アクリルエマルジョン、商品名ボンコートR-3380A 2%との混合液)、実施例1と同様の加工を行って光触媒担持シートを得た。(光触媒剤量0.7g/m2、バインダー樹脂量0.3g/m2)。 次いで、前記光触媒の担持シートの2枚を用い、実施例1と同様に接着加工で本発明の消臭・抗菌シートを得た。本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の結果を表1に記載した。
特に、水洗などの耐久性が向上できた。水洗方法として、水に浸漬、乾燥を5回繰り返しても消臭性が低下しなかった。
実施例1と同様の熱可塑性合成繊維不織布に、不織布用バインダー加工(大日本インキ工業社製アクリルエマルジョン、商品名ボンコートR-3380A 15%水溶液、バインダー樹脂量7wt%)を行い、さらにそのあと光触媒と不織布用バインダーとの混合水溶液を調合した加工剤を使用して光触媒担持加工を行った。(光触媒剤としては、ライオン社製、商品名ライオナイトPC-541S 10%の水溶液と、大日本インキ工業社製アクリルエマルジョン、商品名 ボンコートR-3380A 2%との混合液、光触媒剤量0.8g/m2、バインダー樹脂量0.4g/m2)
次いで、前記光触媒の担持シートの2枚を用い、実施例1と同様に活性炭を積層する接着加工を行い、本発明の消臭・抗菌シートを得た。本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の結果を表1に記載した。
特に、水洗などの耐久性が向上できた。水洗方法としては、水に浸漬、乾燥を5回繰り返しても消臭性、抗菌性が低下しなかった。
スパンボンド用の2成分紡糸口金を用いて、鞘成分に低密度ポリエチレン(LDPE、融点115℃)、芯成分にポリエチレンテレフタレート(PET、融点263℃)を溶融紡糸して、平均繊径16μmの鞘芯型複合繊維ウエブ得た。該ウエブを圧着面積率が25%エンボスロールで熱圧着して一体化して熱可塑性合成繊維不織布を得た。(目付け25g/m2、通気性 260cc/cm2/sec)
次いで、不織布用バインダー樹脂加工(大日本インキ工業社製アクリルエマルジョン、商品名ボンコートR-3380A 5%水溶液、バインダー樹脂量2wt%)を行ってから、光触媒剤と不織布用バインダー樹脂との混合水溶液を調合して加工剤とし、浸漬、2本ゴムロールの脱水、130℃乾燥を行い、光触媒剤の担持加工を行った。(光触媒剤としては、太平化学産業社製、商品名PHOTOHAP PCAP-L20 30%の水溶液と、大日本インキ工業社製アクリルエマルジョン、商品名ボンコートR-3380A 5%との混合液、光触媒剤量1.8g/m2、バインダー樹脂量0.7g/m2)
次いで、前記光触媒の担持シートの2枚を用い、吸着剤量20g/m2と接着剤量40g/m2(吸着剤量/接着剤量=0.5)を回転型粉体混合機で混合して、混合体を得た。粉体供給装置を用いて塗布量60g/m2になるように調節した後、前記光触媒の担持シート2枚を用い、その間に中間層の吸着剤とホットメルト樹脂との混合粉体とを狭持して165℃に加熱した熱プレスロール間を通過させて接着して、本発明の消臭・抗菌シートを得た。
複合シートの特性としては、本発明の目的の消臭、抗菌性が優れ、且つ、通気性、剛性が満足でき、且つ、低融点繊維と接着樹脂の併用による接着性が向上でき、加工性に優れていた。
吸着剤量50g/m2と接着剤量40g/m2(吸着剤量/接着剤量=1.25)、塗布量が90g/m2にした以外は、実施例4と同様に行って本発明の消臭・抗菌シートを得た。本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の結果を表2に記載した。表2の結果から、2枚の不織布の接着性は、低融点繊維と接着剤とで接着に優れた複合シートとなった。複合シートの特性としては、本発明の目的の消臭、抗菌性が優れ、且つ、通気性、剛性が満足でき、且つ、低融点繊維と接着樹脂の併用による接着性が向上でき、加工性に優れていた。
吸着剤量80g/m2と接着剤量50g/m2(吸着剤量/接着剤量=1.6)の塗布量を130g/m2とした以外は、実施例4と同様に行って本発明の消臭・抗菌シートを得た。本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の特性を表2に記載した。表2の結果から、吸着剤量が多い貼り合わせ加工であったが、2枚の不織布の接着性は、吸着剤量の割合が多いが接着性が実用的に問題とならない複合シートとなった。複合シートの特性としては、本発明の目的の消臭、抗菌性が優れ、且つ、通気性、剛性が満足でき、且つ、低融点繊維と接着樹脂の併用による接着性が向上でき、加工性に優れていた。
実施例1と同様の熱可塑性合成繊維不織布を2枚重ねて、ニードルパンチ加工(針:オルガン製レギラー40番 突き深さ12mm、パンチ回数80回/cm2)して不織布を得た。得られた不織布の通気性は250cc/cm2/secであった。(目付け60g/m2)。
次いで、光触媒加工、接着加工は、実施例2と同様に上下層に行い、本発明の消臭・抗菌シートを得た。
(各層:光触媒剤量1.2g/m2 バインダー樹脂量0.5g/m2)。
本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の結果を表2に記載した。
特に、水洗などの耐久性が向上できた。水洗方法としては、水に浸漬、乾燥を5回繰り返しても消臭性、抗菌性が低下しなかった。
実施例2の消臭・抗菌シートの上層にカード法で得られた短繊維不織布(ポリエステル繊維、繊維径3.2dtex繊維長38mm、目付け80g/m2)を重ねて、ニードルパンチ加工で積層不織布として、(ニードル針:オルガン製レギラーバーブ36番 突き深さ11mm パンチ回数 80回/cm2)
本発明の消臭・抗菌シートの消臭性、抗菌性の特性を表2に記載した。表1,2の結果から、得られたシートは、本発明の目とする消臭、抗菌性が優れ、通気性、剛性が満足できるのみならず、低融点繊維と接着樹脂の併用により、接着性が向上し、加工性にも優れていた。
実施例1の熱可塑性合成繊維不織布に光触媒加工を行わない以外は同様に行い複合シートを得た。複合シートの特性を表2に記載した。表2の結果から、得られたシートは、消臭性、抗菌性の低いものとなった。
[比較例2]
実施例1で作成した光触媒加工の熱可塑性合成繊維不織布を用い、吸着剤の活性炭を使用しないで同様に貼り合わせ加工して複合シートとした。複合シートの特性を表2に記載した。表2の結果から、得られたシートの抗菌性は優れていたが、吸着剤がないため、消臭性の低いものであった。
実施例7の抗菌・消臭性シートを用いて空気清浄機用のフィルターユニットを作成した。厚み1.6mmの厚紙を用い、縦20cm×横30cmの外枠寸法で、山高さ27mm、ピッチ5mm、山の数60山のプリーツ加工してから厚紙枠に取り付けた。外枠の折り返し10mm、両端及び上下の取り付けは接着剤を使用し、幅3.3cm、縦20cm、横30cmのフィルターユニットを作成した。風速0.1〜2m/secで圧力損失を測定してもフィルターユニットの保形性に優れた。また表3にこのフィルターユニットの圧力損失の測定結果を示すが、風速が大きくなってもプリーツ形状が保持され、プリーツ先端部の接触による圧力損失の異常に高くなるなどの問題を生じなかった。さらに水洗いを行っても優れた耐久性を有していた。
Claims (6)
- 上下層として熱可塑性合成繊維不織布、及び中間層として吸着剤とホットメルト樹脂との混合体層を用い、これらを積層一体化した複合不織布であって、該熱可塑性合成繊維不織布の少なくとも一方に光触媒が0.1〜5g/m2塗布され、該中間層に吸着剤が10〜300g/m2、ホットメルト樹脂が10〜300g/m2が含有され吸着剤とホットメルト樹脂の粒径範囲が100〜1000μm、混合割合(吸着剤量/ホットメルト樹脂量)が重量比で0.3〜2、該複合不織布の目付が50〜400g/m2、通気性が0.1〜250cc/cm2/secである複合不織布の少なくとも片面に、さらに目付け50〜150g/m2の短繊維不織布を積層し、ニードルパンチ加工したものであることを特徴とする消臭抗菌シート。
- 前記熱可塑性合成繊維不織布が長繊維不織布であることを特徴とする請求項1に記載の消臭抗菌シート。
- 前記長繊維不織布がニードルパンチ加工されていることを特徴とする請求項2に記載の消臭抗菌シート。
- 前記上下層の少なくとも一層が、芯鞘構造の複合繊維からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
- 前記複合繊維において、芯部が高融点繊維、鞘部が低融点繊維からなることを特徴とする請求項4に記載の消臭抗菌シート。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の消臭抗菌シートを、山の高さが5〜50mm、ピッチが3〜30mmのプリーツ形状に加工したことを特徴とするフィルター材。
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