WO2022049696A1 - 空気浄化用濾材及びその製造方法 - Google Patents

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あかね 成行
光弘 石田
敏也 梨子田
香織 戸塚
加奈子 伊奈
智彦 楚山
正 佐藤
栄子 目黒
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日揮ユニバーサル株式会社
北越コーポレーション株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a filter medium for air purification and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 An air purification filter medium carrying an enzyme and a modified enzyme modified with a specific compound is known (for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a filter medium for air purification having better bactericidal properties. It is also an object of the present invention to provide a method for producing such an air purification filter medium.
  • the air purification filter medium includes a base material, and an enzyme and glycine supported on the base material.
  • the enzyme includes at least one enzyme selected from the group consisting of ⁇ -1,3-glucanase, chitinase, lysozyme, protease, glycosidase, ⁇ -galactosidase, endo- ⁇ -N-acetylglucosaminidase and endolysine.
  • Such an air purification filter medium is superior in sterilizing property to a conventional filter medium.
  • the reason for this is not clear, but it is speculated that glycine enhances the properties of the enzyme (bacteriolytic enzyme).
  • the enzymes are N-substituted carbamate bromide, N-substituted imidecarbonate bromide, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, protamine, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, polylysine, polyornithine, dextran, dextran sulfate, dextrin. And may be modified with at least one modifier selected from the group consisting of dextran sulfate.
  • the substrate may be composed of at least one selected from the group consisting of inorganic fibers, natural fibers, regenerated fibers and organic synthetic fibers.
  • the ratio of the amount of glycine supported to the amount of enzyme supported may be 0.1 to 100.
  • the amount of the enzyme supported may be 0.01 to 4.0% by mass based on the total amount of the air purification filter medium.
  • the method for producing a filter medium for air purification is a papermaking step of obtaining wet paper or dry paper using a base fiber, and contacting a treatment liquid containing an enzyme and glycine with wet paper or dry paper.
  • the contact step is provided with a contact step of removing the volatile components from the wet paper or the dry paper with which the treatment liquid is in contact.
  • the enzyme comprises at least one selected from the group consisting of ⁇ -1,3-glucanase, chitinase, lysozyme, protease, glycosidase, ⁇ -galactosidase, endo- ⁇ -N-acetylglucosaminidase and endolysine.
  • the air purification filter medium obtained by this production method is superior in bactericidal property to the filter medium obtained by the conventional method.
  • the treatment liquid is N-substituted carbamate bromide, N-substituted imidecarbonate bromide, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, protamine, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, polylysine, polyornithine, dextran, dextran sulfate, It may further contain at least one modifier selected from the group consisting of dextran and chondroitin sulfate.
  • an air purification filter medium having better bactericidal properties. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing such an air purification filter medium.
  • FIG. 1 is a diagram showing the antibacterial performance of the filter media obtained in each example.
  • the filter medium for air purification includes a base material and enzymes and glycine supported on the base material.
  • the filter medium may contain a resin binder and / or a solid binder for binding the base fiber.
  • the substrate is composed of at least one selected from the group consisting of inorganic fibers, natural fibers, regenerated fibers and organic synthetic fibers.
  • the thickness of the base material can be, for example, 0.1 to 0.6 mm.
  • the material of the base fiber is not particularly limited as long as it can function as a filter.
  • the base fiber has a functional group capable of interacting with or binding to an enzyme, for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, an imino group, or the like on its surface.
  • the base fiber include inorganic fibers such as borosilicate glass fiber and silica-alumina fiber, natural fiber such as wood pulp and cotton linter, recycled fiber such as rayon fiber and lyocell fiber, and organic synthetic fiber such as vinylon fiber and polyamide fiber. Can be mentioned.
  • the ionic polarity of the entire base fiber constituting the filter medium and the ionic polarity of the enzyme having bactericidal properties are opposite to each other. Therefore, it is preferable that the base fiber has at least one functional group among a hydroxyl group and a carboxyl group having an anionic polarity, an amino group having a cationic polarity, an amide group and an imino group.
  • the support of the enzyme is good, the surface of the base fiber is uniformly and efficiently coated with the enzyme, so that the bactericidal property of the filter medium can be easily improved and the adverse effect on the filtration performance can be easily reduced.
  • Enzymes include ⁇ -1,3-glucanase, chitinase, lysozyme, protease, glycosidase, ⁇ -galactosidase, endo- ⁇ -N-acetylglucosaminidase and endolysine.
  • Enzymes are from N-substituted carbamate bromide, N-substituted imidecarbonate bromide, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, protamine, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, polylysine, polyornithine, dextran, dextran sulfate, dextrin and chondroitin sulfate. It may be modified with at least one modifier selected from the group. These compounds have common properties in that they are proteins and peptides having antibacterial activity. An enzyme modified with a modifier can be called a modifying enzyme. On the substrate, all the enzymes used as raw materials may be modified with a modifier, and some of the enzymes may be modified. That is, the substrate may support at least one of the (unmodified) enzyme and the modified enzyme, and may support both.
  • the amount of the enzyme supported can be 0.01 to 4.0% by mass, or 0.05 to 4.0% by mass, based on the total amount of the air purification filter medium.
  • the loading amount is 0.01% by mass or more, the function of the enzyme is easily fully expressed, and a practical effect is easily obtained.
  • the upper limit of the amount supported can be about 4.0% by mass. Even if a larger amount of carrier is used, it is difficult to immobilize the enzyme on the base fiber.
  • the supported amount of the enzyme indicates the supported amount of the enzyme itself, and even if it is a modifying enzyme, the amount of the modifying agent is not included.
  • the ratio of the supported amount of glycine to the supported amount of the enzyme can be 0.1 to 100, may be 0.1 to 50, or 0.1 to 50. It may be 10 or 0.2 to 2.
  • the ratio is 0.1 or more, the antibacterial performance tends to be easily improved by the interaction between the enzyme and glycine.
  • the ratio is 100 or less, the filter strength tends to be easily maintained.
  • the resin binder is provided in the form of an aqueous solution, an aqueous dispersion or an aqueous suspension, mixed in a treatment liquid containing an enzyme or the like, and applied to a substrate in a contacting step.
  • the strength of the filter medium is improved by binding the base fibers constituting the filter medium with the resin binder.
  • the ionic polarity of the entire base fiber and the ionic polarity of the resin binder may be opposite. That is, it is preferable that the enzyme and the resin binder have the same ionic polarity.
  • the resin binder examples include a cationic synthetic resin binder, an anionic synthetic resin binder, and a nonionic synthetic resin binder.
  • Cationic synthetic resin binders are from microcations to strong cations
  • anionic synthetic resin binders are from microanions to strong anions.
  • Examples of the cationic synthetic resin binder include acrylic resins such as Cybinol AD-7 (manufacturer: Saiden Chemical Co., Ltd.), urethane resins such as Superflex 600 (manufacturer: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), and vinyl acetate resins.
  • acrylic resins such as Cybinol AD-7 (manufacturer: Saiden Chemical Co., Ltd.)
  • urethane resins such as Superflex 600 (manufacturer: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
  • vinyl acetate resins examples include Movinyl 350 (manufacturer: Japan Coating Resin Co., Ltd.), SBR resin, for example, Cementex C-360 (manufacturer: Obanaya Cementex Co., Ltd.).
  • At least one of these cationic synthetic resin binders can be used.
  • anionic synthetic resin binder examples include acrylic resins such as Boncoat AN155 (manufacturer: Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.), urethane resins such as Superflex 700 (manufacturer: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and vinyl acetate resins.
  • acrylic resins such as Boncoat AN155 (manufacturer: Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.)
  • urethane resins such as Superflex 700 (manufacturer: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and vinyl acetate resins.
  • Polysol AX-751 manufactured by Showa Denko Corporation
  • SBR resin for example, LACSTAR 7300A (manufacturer: Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
  • At least one of these anionic synthetic resin binders can be used.
  • nonionic synthetic resin binder examples include acrylic resin, for example, AE887 (manufacturer: E-Tech Co., Ltd.), urethane resin, for example, Superflex 500M (manufacturer: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), vinyl acetate resin, for example, Movinyl 50M (manufacturer). : Japan Coating Resin Co., Ltd., SBR resin, for example, Nalstar SR-100 (manufacturer: Nippon A & L Inc.) and the like. At least one of these nonionic synthetic resin binders can be used.
  • the amount of the resin binder can be 0.1 to 10.0% by mass, or 0.5 to 7.0% by mass, based on the total amount of the air purification filter medium.
  • the amount is 0.1% by mass or more, the binding action of the base fiber tends to be sufficiently obtained.
  • the amount is 10.0% by mass or less, the bactericidal property by the enzyme tends to be sufficiently maintained.
  • the normal tensile strength of the filter medium, the wet tensile strength indicating water resistance, and the water repellency are further improved.
  • the base fiber to be used has a hydroxyl group or a carboxyl group (anionic polarity)
  • a cationic synthetic resin binder When the base fiber to be used has an amino group, an amide group or an imino group (which is cationically polar), it is preferable to use an anionic synthetic resin binder.
  • the enzyme and the resin binder may be selected according to the mixing ratio.
  • Solid binder A solid binder can be used for the purpose of improving the strength of the filter medium.
  • the solid binder is in the form of powder or fiber, and is disintegrated and paper-made together with the base fiber, and the base fibers are separated from each other by melting all or part of the components in the drying step after the contact step.
  • Glue As the solid binder, vinylon fiber, polyester fiber, polyolefin fiber and the like can be used.
  • the solid binder can be used alone without using a resin binder, or may be used in combination with a resin binder.
  • the amount of the solid binder can be 0.1 to 95.0% by mass or 0.5 to 80.0% by mass based on the total amount of the air purification filter medium.
  • the amount of the solid binder can be 0.1 to 1900% by mass with respect to the mass of the base fiber, and may be 0.5 to 400% by mass.
  • the amount is at least the lower limit value, the binding action of the base fiber can be easily obtained.
  • the amount is not more than the upper limit, the amount of the base fiber required for filtration can be secured.
  • the base material may carry a water-repellent component composed of a fluorine-based resin, a silicone-based resin, a paraffin wax, an alkyl ketene dimer, an alkenyl succinic anhydride, or the like as other components.
  • a water-repellent component composed of a fluorine-based resin, a silicone-based resin, a paraffin wax, an alkyl ketene dimer, an alkenyl succinic anhydride, or the like as other components.
  • the method for producing the filter medium for air purification includes a papermaking process for obtaining wet paper or dry paper using base fiber, a contact step for bringing a treatment liquid containing an enzyme and glycine into contact with the wet paper or dry paper, and a treatment liquid. It comprises a drying step of removing volatile components from the wet or dry paper that has come into contact with it.
  • the treatment liquid was N-substituted carbamate bromide, N-substituted imidecarbonate bromide, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, protamine, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, polylysine, polyornithine, dextran, dextran sulfate, dextrin and chondroitin sulfate. It may further contain at least one modifier selected from the group consisting of. When a modifier is used, the ratio of the amount of the modifier to the amount of the enzyme (amount of modifier / amount of enzyme) can be 0.2-4, and may be 0.5-2. .. When the ratio is 0.2 or more, the effect of modifying the enzyme by the modifying agent tends to be easily obtained. On the other hand, when the ratio is 4 or less, excellent antibacterial performance tends to be easily obtained.
  • the optimum type of base fiber and fiber diameter are selected in consideration of physical properties such as pressure loss, collection performance, and basis weight of the target filter medium.
  • a base fiber containing 95% of ultrafine glass fiber having an average fiber diameter of 3 ⁇ m or less and 5% of chopped strand glass fiber is prepared.
  • a base fiber containing 50% of ultrafine glass fiber having an average fiber diameter of 3 ⁇ m or less and 50% of chopped strand glass fiber is prepared.
  • the wet paper has a water content of 10 to 90% by mass, preferably 20 to 80% by mass, and the dry paper has a water content of less than 10% by mass.
  • the enzyme, glycine, and if necessary, a modifier, a resin binder, and the like are mixed with a liquid component to obtain a treatment liquid (solution state or suspension state).
  • the liquid component may be an aqueous component, a non-aqueous component such as alcohol, acetone, or hexane, or a mixed component thereof. However, from the viewpoint of dispersibility of each component, it is preferably an aqueous component.
  • the amount of each component added to the liquid component may be appropriately adjusted so that the amount supported on the substrate is a desired amount.
  • the enzyme may be pre-modified with a modifier. That is, a modifying enzyme may be used.
  • Examples of the contact method between the wet paper or the dry paper and the treatment liquid include a method of impregnating the wet paper or the dry paper with the treatment liquid, a method of spraying the treatment liquid on the wet paper or the dry paper, a method by roll transfer, and the like. ..
  • the drying step can be carried out by using a dryer such as a cylinder dryer, a yankee dryer, an air through dryer, a rotary dryer, or an infrared dryer alone or in combination.
  • the drying temperature can be 80 ° C. to 220 ° C., and may be 100 ° C. to 200 ° C.
  • the drying time may be appropriately adjusted according to the composition of the filter medium.
  • the air purification filter medium thus obtained can be used in various situations for business use and general household use that require an air filter. In particular, it is most suitable for commercial use in food factories, drinking water factories, pharmaceutical factories, animal experiment facilities, hospital facilities, semiconductor facilities, bio-facilities, etc.
  • Example 1 95% by mass of ultrafine glass fiber having a hydroxyl group as a functional group having anionic polarity and having an average fiber diameter of 3 ⁇ m or less and 5% by mass of chopped strand glass fiber having an average fiber diameter of 9 ⁇ m in a pulper using acidic water having a pH of 3.5.
  • the fibers were dissociated at a concentration of 0.4% by mass to prepare a slurry.
  • Wet paper was dehydrated from this slurry using a wet paper machine.
  • 3% by mass of the enzyme lysoteam, 0.6, 1.5, 3.0, 4.5, or 6.0% by mass of glycine, a cationic synthetic resin binder (Cybinol AD-7, Saiden Chemical Co., Ltd.) (Manufactured by) 3% by mass and 93.4, 92.5, 91.0, 89.5, or 88.0% by mass of water were mixed to prepare a mixed solution in an aqueous solution state.
  • the wet paper obtained above was impregnated with the mixed solution so that the solid content in the mixed solution was supported by 3% by mass with respect to the amount of the filter material after drying. Then, it was dehydrated and dried with a rotary dryer at 120 ° C. to obtain a HEPA filter medium having a thickness of 0.30 mm and a basis weight of 65 g / m 2 .
  • Example 2 Wet paper was obtained in the same manner as in Example 1. In addition, 3% by mass of lysoteam, which is an enzyme, 3% by mass of protamine, which is a modifier, 0.6, 1.5, 3.0, 4.5, or 6.0% by mass of glycine, a cationic synthetic resin binder (cybinol). AD-7, manufactured by Saiden Chemical Co., Ltd.) 3% by mass, and water 90.4, 89.5, 88.0, 86.5, or 85.0% by mass are mixed to prepare a mixed solution in an aqueous solution state. It was done.
  • the wet paper obtained above was impregnated with the mixed solution so that the solid content in the mixed solution was supported by 3% by mass with respect to the amount of the filter material after drying. Then, it was dehydrated and dried with a rotary dryer at 120 ° C. to obtain a HEPA filter medium having a thickness of 0.30 mm and a basis weight of 65 g / m 2 .
  • Example 3 95% by mass of ultrafine glass fiber having an average fiber diameter of 3 ⁇ m or less and 5% by mass of chopped strand glass fiber having an average fiber diameter of 9 ⁇ m having a hydroxyl group as a functional group having anionic polarity, and 4% by mass of solids with respect to the mass of these base fibers.
  • the binder (Vinylon SPG056-11 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was disintegrated with a pulper using acidic water having a pH of 3.5 at a concentration of 0.4% by mass to prepare a slurry. Wet paper was dehydrated from this slurry using a wet paper machine.
  • 3% by mass of the enzyme lysoteam 3% by mass of the modifier protamine, 0.6, 1.5, 3.0, 4.5, or 6.0% by mass of glycine, and 93.4, 92 of water. 5.5, 91.0, 89.5, or 88.0% by mass was mixed to prepare a mixed solution in an aqueous state.
  • the wet paper obtained above was impregnated with the mixed solution so that the solid content in the mixed solution was supported by 3% by mass with respect to the amount of the filter material after drying. Then, it was dehydrated and dried with a rotary dryer at 120 ° C. to obtain a HEPA filter medium having a thickness of 0.30 mm and a basis weight of 65 g / m 2 .
  • Example 1 Wet paper was obtained in the same manner as in Example 1. Further, 3% by mass of lysozyme, which is an enzyme, 3% by mass of protamine, which is a modifier, 3% by mass of a cationic synthetic resin binder (Cybinol AD-7, manufactured by Saiden Chemical Co., Ltd.), and 91% by mass of water are mixed. A mixed solution in an aqueous solution state was prepared. The wet paper obtained above was impregnated with the mixed solution so that the solid content in the mixed solution was supported by 3% by mass with respect to the amount of the filter material after drying. Then, it was dehydrated and dried with a rotary dryer at 120 ° C. to obtain a HEPA filter medium having a thickness of 0.30 mm and a basis weight of 65 g / m 2 .
  • Example 2 Wet paper was obtained in the same manner as in Example 1. In addition, protamine 3% by mass, glycine 0.6, 1.5, 3.0, 4.5, or 6.0% by mass, cationic synthetic resin binder (Cybinol AD-7, manufactured by Saiden Chemical Co., Ltd.) 3 93.4, 92.5, 91.0, 89.5, or 88.0% by mass of water was mixed to prepare a mixed solution in an aqueous solution state. The wet paper obtained above was impregnated with the mixed solution so that the solid content in the mixed solution was supported by 3% by mass with respect to the amount of the filter material after drying. Then, it was dehydrated and dried with a rotary dryer at 120 ° C. to obtain a HEPA filter medium having a thickness of 0.30 mm and a basis weight of 65 g / m 2 .
  • cationic synthetic resin binder Cybinol AD-7, manufactured by Saiden Chemical Co., Ltd.
  • An antibacterial test was conducted to evaluate the antibacterial property based on the size of the halo (bacterial growth inhibitory band) formed around the piece.
  • a sample (3 ⁇ 3 ⁇ 3.14 mm 2 ) having a diameter of 6 mm was randomly cut from the filter media obtained in each example, and this was used as a test piece. Micrococcus luteus was sprayed on this test piece, and the inhibition zone of the sprayed fungus was measured. The outline of the test method is shown below.
  • a liquid aqueous solution (concentration: 1 ⁇ 107 CFU / filter) prepared by culturing in a heart infusion liquid medium, centrifuging and washing was dispersed and dropped onto all the required number of test pieces to be evaluated.
  • test piece was naturally dried in a biosafety cabinet for a specified time, and then the bacteria were extracted with a vibration mixer using a phosphate buffer solution.
  • the extracted undiluted solution and diluted solution were transplanted to a standard agar medium.
  • the growth inhibition zone of the bacterium was measured with a ruler.
  • FIG. 1 is a diagram showing the antibacterial performance of the filter media obtained in each example. Specifically, the figure shows the antibacterial performance against the amount of glycine added when the amount of enzyme is fixed. As shown in the figure, the filter media of the examples had excellent antibacterial properties. In Comparative Example 2, the blocking band was 1 mm.

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Abstract

本開示は、基材と、該基材に担持された酵素及びグリシンと、を備え、酵素が、β－１，３－グルカナーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ、グリコシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、エンド－β－Ｎ－アセチルグルコサミニダーゼ及びエンドリシンからなる群より選択される少なくとも一種の酵素を含む、空気浄化用濾材に関する。

Description

空気浄化用濾材及びその製造方法
　本発明は、空気浄化用濾材及びその製造方法に関する。
　酵素及び特定の化合物により修飾された修飾酵素を担持した、空気浄化用濾材が知られている（例えば、特許文献１）。
国際公開第２００４／０３５１７３号
　特許文献１に記載された空気浄化用濾材は優れた殺菌性を有するものの、さらなる特性向上が求められているのが現状である。
　本発明は、殺菌性により優れる空気浄化用濾材を提供することを目的とする。本発明はまた、そのような空気浄化用濾材の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の一側面に係る空気浄化用濾材は、基材と、該基材に担持された酵素及びグリシンと、を備える。ここで、酵素は、β－１，３－グルカナーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ、グリコシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、エンド－β－Ｎ－アセチルグルコサミニダーゼ及びエンドリシンからなる群より選択される少なくとも一種の酵素を含む。
　このような空気浄化用濾材は、従来の濾材に比して殺菌性により優れる。この理由は定かではないが、グリシンが、酵素（溶菌酵素）の特性を強化しているものと推察される。
　一態様において、酵素は、臭化Ｎ置換カルバマート、臭化Ｎ置換イミドカルボナート、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルニチン、デキストラン、デキストラン硫酸、デキストリン及びコンドロイチン硫酸からなる群より選択される少なくとも一種の修飾剤で修飾されていてよい。
　一態様において、基材は、無機繊維、天然繊維、再生繊維及び有機合成繊維からなる群より選択される少なくとも一種から構成されてよい。
　一態様において、酵素の担持量に対するグリシンの担持量の比（グリシンの担持量／酵素の担持量）は、０．１～１００であってよい。
　一態様において、酵素の担持量は、空気浄化用濾材の全量を基準として、０．０１～４．０質量％であってよい。
　本発明の一側面に係る、空気浄化用濾材の製造方法は、基材繊維を用いて湿紙又は乾紙を得る抄紙工程と、酵素及びグリシンを含む処理液を、湿紙又は乾紙に接触させる接触工程と、処理液が接触した湿紙又は乾紙から、揮発成分を除去する乾燥工程と、を備える。ここで、酵素は、β－１，３－グルカナーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ、グリコシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、エンド－β－Ｎ－アセチルグルコサミニダーゼ及びエンドリシンからなる群より選択される少なくとも一種を含む。この製造方法により得られる空気浄化用濾材は、従来の方法により得られる濾材に比して殺菌性により優れる。
　一態様において、処理液は、臭化Ｎ置換カルバマート、臭化Ｎ置換イミドカルボナート、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルニチン、デキストラン、デキストラン硫酸、デキストリン及びコンドロイチン硫酸からなる群より選択される少なくとも一種の修飾剤をさらに含んでよい。
　本発明によれば、殺菌性により優れる空気浄化用濾材を提供することができる。また、本発明によれば、そのような空気浄化用濾材の製造方法を提供することができる。
図１は、各例で得られた濾材の抗菌性能を示す図である。
＜空気浄化用濾材＞
　空気浄化用濾材は、基材と、該基材に担持された酵素及びグリシンと、を備える。濾材は、基材繊維を結着するための樹脂バインダー及び／又は固形バインダーを含んでいてよい。
（基材）
　基材は、無機繊維、天然繊維、再生繊維及び有機合成繊維からなる群より選択される少なくとも一種から構成される。基材の厚さ（空気浄化用濾材の厚さ）は、例えば０．１～０．６ｍｍとすることができる。
　基材繊維（基材を構成する繊維）の材質としては、フィルタとしての機能を果たし得るものであれば特に制限は無い。ただし、基材繊維は、酵素と相互作用又は結合することのできる官能基、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、イミノ基等をその表面に有することが好ましい。基材繊維としては、ボロシリケートガラス繊維、シリカアルミナ繊維等の無機繊維、木材パルプ、コットンリンター等の天然繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維等の再生繊維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維等の有機合成繊維が挙げられる。
　ここで、酵素を良好に担持する観点から、濾材を構成する基材繊維全体のイオン極性と、殺菌性を有する酵素とのイオン極性が対極していることが好ましい。そのため基材繊維は、アニオン極性を有する水酸基及びカルボキシル基、カチオン極性を有するアミノ基、アミド基及びイミノ基のうちの少なくとも１種の官能基を有していることが好ましい。酵素の担持が良好であると、基材繊維の表面を酵素が均一かつ効率的に被覆するため、濾材の殺菌性を高め易く、濾過性能に対する悪影響を小さくし易い。
（酵素）
　酵素としては、β－１，３－グルカナーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ、グリコシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、エンド－β－Ｎ－アセチルグルコサミニダーゼ及びエンドリシンが挙げられる。
　酵素は、臭化Ｎ置換カルバマート、臭化Ｎ置換イミドカルボナート、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルニチン、デキストラン、デキストラン硫酸、デキストリン及びコンドロイチン硫酸からなる群より選択される少なくとも一種の修飾剤で修飾されていてよい。これらの化合物は抗菌作用を有するたんぱく質・ペプチドである点において共通の性質を有する。修飾剤により修飾された酵素を修飾酵素と言うことができる。基材上で、原料として用いた酵素全てが修飾剤により修飾されていてよく、酵素の一部が修飾されていてよい。すなわち、基材は、（未修飾の）酵素及び修飾酵素の少なくとも一方を担持していればよく、両方を担持していてよい。
　酵素の担持量は、空気浄化用濾材の全量を基準として、０．０１～４．０質量％とすることができ、０．０５～４．０質量％であってもよい。担持量が０．０１質量％以上であることにより、酵素の機能が充分に発現され易くなり、実用上の効果が得られ易い。一方、基材への担持量は限られていることから、担持量上限は４．０質量％程度とすることができる。担持量をこれより多く使用しても基材繊維に酵素を固定化し難い。ここで、酵素の担持量とは、酵素自体の担持量を示すものであり、修飾酵素である場合でも修飾剤の量は含まれない。
　酵素の担持量に対するグリシンの担持量の比（グリシンの担持量／酵素の担持量）は、０．１～１００とすることができ、０．１～５０であってもよく、０．１～１０であってもよく、０．２～２であってもよい。当該比が０．１以上であることで、酵素とグリシンとの相互作用により抗菌性能が向上し易い傾向がある。一方、当該比が１００以下であることで、フィルタ強度を維持し易い傾向がある。
（樹脂バインダー）
　樹脂バインダーは、水溶液、水分散液又は水懸濁液の状態で供され、酵素等を含む処理液中に混合されて、接触工程において基材に付与される。樹脂バインダーにより濾材を構成する基材繊維同士が結着されることで、濾材の強度が向上する。なお、酵素との非反応性の観点から、基材繊維全体のイオン極性と、樹脂バインダーとのイオン極性が対極していてよい。すなわち、酵素と樹脂バインダーとは同じイオン極性を有することが好ましい。
　樹脂バインダーとしては、カチオン性合成樹脂バインダー、アニオン性合成樹脂バインダー及びノニオン性合成樹脂バインダーが挙げられる。カチオン性合成樹脂バインダーは微カチオンから強カチオンのものであり、アニオン性合成樹脂バインダーは微アニオンから強アニオンのものである。
　カチオン性合成樹脂バインダーとしては、アクリル樹脂、例えばサイビノールＡＤ－７（製造元：サイデン化学（株））、ウレタン樹脂、例えばスーパーフレックス６００（製造元：第一工業製薬（株））、酢酸ビニル樹脂、例えばモビニール３５０（製造元：ジャパンコーティングレジン（株））、ＳＢＲ樹脂、例えばセメンテックスＣ－３６０（製造元：オバナヤ・セメンテックス（株））などが挙げられる。これらのカチオン性合成樹脂バインダーの少なくとも一種を用いることができる。
　アニオン性合成樹脂バインダーとしては、アクリル樹脂、例えばボンコートＡＮ１５５（製造元：大日本インキ化学工業（株））、ウレタン樹脂、例えばスーパーフレックス７００（製造元：第一工業製薬（株））、酢酸ビニル樹脂、例えばポリゾールＡＸ－７５１（製造元：昭和電工（株））、ＳＢＲ樹脂、例えばラックスター７３００Ａ（製造元：大日本インキ化学工業（株））などが挙げられる。これらのアニオン性合成樹脂バインダーの少なくとも一種を用いることができる。
　ノニオン性合成樹脂バインダーとしては、アクリル樹脂、例えばＡＥ８８７（製造元：（株）イーテック）、ウレタン樹脂、例えばスーパーフレックス５００Ｍ（製造元：第一工業製薬（株））、酢酸ビニル樹脂、例えばモビニール５０Ｍ（製造元：ジャパンコーティングレジン（株））、ＳＢＲ樹脂、例えばナルスターＳＲ－１００（製造元：日本エイアンドエル（株））などが挙げられる。これらのノニオン性合成樹脂バインダーの少なくとも一種を用いることができる。
　樹脂バインダーの量は、空気浄化用濾材の全量を基準として、０．１～１０．０質量％とすることができ、０．５～７．０質量％であってもよい。当該量が０．１質量％以上であることで、基材繊維の結着作用を充分に得られる傾向がある。一方、当該量が１０．０質量％以下であることで、酵素による殺菌性を充分に維持できる傾向がある。
　濾材を構成する基材繊維に対する、酵素及び樹脂バインダーのイオン極性を上記のように調整することで、濾材の常態引張強度、耐水性を示す湿潤引張強度、及び撥水性がより向上する。
　例えば、使用する基材繊維が水酸基やカルボキシル基を有している（アニオン極性である）場合は、カチオン性合成樹脂バインダーを使用することが好ましい。また、使用する基材繊維がアミノ基、アミド基又はイミノ基を有している（カチオン極性である）場合は、アニオン性合成樹脂バインダーを使用することが好ましい。アニオン極性を有する基材繊維とカチオン極性を有する基材繊維とを混合して使用する場合は、その混合比率に応じて、酵素及び樹脂バインダーを選択すればよい。
（固形バインダー）
　濾材の強度を向上させる目的で、固形バインダーを用いることができる。固形バインダーは粉体又は繊維の形状をしており、基材繊維と一緒に離解及び抄紙され、接触工程を経た後の乾燥工程において成分の全部又は一部が溶融することにより基材繊維同士を接着させる。固形バインダーとしては、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維等を用いることができる。固形バインダーは樹脂バインダーを用いずに単独使用することができ、又、樹脂バインダーと併用してもよい。
　固形バインダーの量は、空気浄化用濾材の全量を基準として、０．１～９５．０質量％とすることができ、０．５～８０．０質量％であってもよい。あるいは、固形バインダーの量は、基材繊維の質量に対して０．１～１９００質量％とすることができ、０．５～４００質量％であってもよい。当該量が下限値以上であることで、基材繊維の結着作用が得られ易くなる。一方、当該量が上限値以下であることで、濾過に必要とされる基材繊維の配合量を確保することができる。
　基材は、その他の成分として、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、パラフィンワックス、アルキルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物等からなる撥水成分を担持していてもよい。
＜空気浄化用濾材の製造方法＞
　空気浄化用濾材の製造方法は、基材繊維を用いて湿紙又は乾紙を得る抄紙工程と、酵素及びグリシンを含む処理液を、湿紙又は乾紙に接触させる接触工程と、処理液が接触した湿紙又は乾紙から、揮発成分を除去する乾燥工程と、を備える。処理液は、臭化Ｎ置換カルバマート、臭化Ｎ置換イミドカルボナート、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルニチン、デキストラン、デキストラン硫酸、デキストリン及びコンドロイチン硫酸からなる群より選択される少なくとも一種の修飾剤をさらに含んでよい。修飾剤を使用する場合、酵素の量に対する修飾剤の量の比（修飾剤の量／酵素の量）は、０．２～４とすることができ、０．５～２であってもよい。当該比が０．２以上であることで、修飾剤による酵素の修飾効果が得られ易い傾向がある。一方、当該比が４以下であることで、優れた抗菌性能が得られ易い傾向がある。
（抄紙工程）
　目的とする濾材の圧力損失、捕集性能、目付質量等の物理的性状を考慮して、最適な基材繊維の種類及び繊維径を選択する。例えば、ＨＥＰＡ濾材であれば、一例として、平均繊維径３μｍ以下の極細ガラス繊維９５％とチョップドストランドガラス繊維５％を配合した基材繊維を準備する。又、中性能濾材であれば、一例として、平均繊維径３μｍ以下の極細ガラス繊維５０％とチョップドストランドガラス繊維５０％を配合した基材繊維を準備する。準備した基材繊維と、必要に応じ固形バインダーを含むスラリーを調製した後、湿式抄紙機等を用いて脱水形成し、湿紙又はこれを乾燥した乾紙を得る。ここで湿紙とは水分含有量が１０～９０質量％、好ましくは２０～８０質量％であるものであり、乾紙とは水分含有量が１０質量％より少ないものを言う。
（接触工程）
　酵素及びグリシン、並びに必要に応じ修飾剤、樹脂バインダー等を、液状成分と混合して処理液（溶液状態又は懸濁状態）を得る。液状成分は水系の成分でも、アルコール、アセトン、ヘキサン等の非水系の成分でも、あるいはこれらの混合系の成分でもよい。ただし、各成分の分散性の観点からは水系の成分であることが好ましい。液状成分への各成分の添加量は、基材への担持量が所望の量となるように適宜調整すればよい。酵素は、予め修飾剤によって修飾されていてもよい。すなわち、修飾酵素を用いてもよい。湿紙又は乾紙と処理液との接触方法としては、湿紙又は乾紙を処理液に含浸する方法、湿紙又は乾紙に処理液を噴霧する方法、あるいはロール転写による方法等が挙げられる。
（乾燥工程）
　乾燥工程は、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、エアスルードライヤー、ロータリードライヤー、赤外線ドライヤー等の乾燥機を単独で、あるいは組み合わせて用いて実施することができる。乾燥温度は８０℃～２２０℃とすることができ、１００℃～２００℃であってもよい。乾燥時間は、濾材の構成に応じて適宜調整すればよい。
　このようにして得られる空気浄化用濾材は、エアフィルタを必要とする業務用及び一般家庭用の様々な場面において用いることができる。特に、食品工場、飲料水工場、製薬工場、動物実験施設、病院施設、半導体施設、バイオ施設等の業務用に最適である。
　以下に、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
（実施例１）
　アニオン極性を有する官能基として水酸基を有する平均繊維径３μｍ以下の極細ガラス繊維９５質量％と平均繊維径９μｍのチョップドストランドガラス繊維５質量％を、パルパーにて、ｐＨ３．５の酸性水を用いて濃度０．４質量％で離解し、スラリーを調成した。このスラリーから湿式抄紙機を用いて湿紙を脱水形成した。また、酵素であるリゾチーム３質量％、グリシン０．６、１．５、３．０、４．５、又は６．０質量％、カチオン性合成樹脂バインダー（サイビノールＡＤ－７、サイデン化学（株）製）３質量％、及び水９３．４、９２．５、９１．０、８９．５、又は８８．０質量％を混合し、水溶液状態の混合液を調成した。上記で得られた湿紙に、乾燥後の濾材質量に対し混合液中の固形分が３質量％担持されるように混合液を含浸処理した。その後脱水し、１２０℃のロータリードライヤーで乾燥し、厚さ０．３０ｍｍ、目付質量６５ｇ／ｍ２のＨＥＰＡ濾材を得た。
（実施例２）
　実施例１と同様にして湿紙を得た。また、酵素であるリゾチーム３質量％、修飾剤であるプロタミン３質量％、グリシン０．６、１．５、３．０、４．５、又は６．０質量％、カチオン性合成樹脂バインダー（サイビノールＡＤ－７、サイデン化学（株）製）３質量％、及び水９０．４、８９．５、８８．０、８６．５、又は８５．０質量％を混合し、水溶液状態の混合液を調成した。上記で得られた湿紙に、乾燥後の濾材質量に対し混合液中の固形分が３質量％担持されるように混合液を含浸処理した。その後脱水し、１２０℃のロータリードライヤーで乾燥し、厚さ０．３０ｍｍ、目付質量６５ｇ／ｍ２のＨＥＰＡ濾材を得た。
（実施例３）
　アニオン極性を有する官能基として水酸基を有する平均繊維径３μｍ以下の極細ガラス繊維９５質量％及び平均繊維径９μｍのチョップドストランドガラス繊維５質量％と、これら基材繊維質量に対して４質量％の固形バインダー（ビニロンＳＰＧ０５６－１１　クラレ（株）製）とを、パルパーにて、ｐＨ３．５の酸性水を用いて濃度０．４質量％で離解し、スラリーを調成した。このスラリーから湿式抄紙機を用いて湿紙を脱水形成した。また、酵素であるリゾチーム３質量％、修飾剤であるプロタミン３質量％、グリシン０．６、１．５、３．０、４．５、又は６．０質量％、及び水９３．４、９２．５、９１．０、８９．５、又は８８．０質量％を混合し、水溶液状態の混合液を調成した。上記で得られた湿紙に、乾燥後の濾材質量に対し混合液中の固形分が３質量％担持されるように混合液を含浸処理した。その後脱水し、１２０℃のロータリードライヤーで乾燥し、厚さ０．３０ｍｍ、目付質量６５ｇ／ｍ２のＨＥＰＡ濾材を得た。
（比較例１）
　実施例１と同様にして湿紙を得た。また、酵素であるリゾチーム３質量％、修飾剤であるプロタミン３質量％、カチオン性合成樹脂バインダー（サイビノールＡＤ－７、サイデン化学（株）製）３質量％、及び水９１質量％を混合し、水溶液状態の混合液を調成した。上記で得られた湿紙に、乾燥後の濾材質量に対し混合液中の固形分が３質量％担持されるように混合液を含浸処理した。その後脱水し、１２０℃のロータリードライヤーで乾燥し、厚さ０．３０ｍｍ、目付質量６５ｇ／ｍ２のＨＥＰＡ濾材を得た。
（比較例２）
　実施例１と同様にして湿紙を得た。また、プロタミン３質量％、グリシン０．６、１．５、３．０、４．５、又は６．０質量％、カチオン性合成樹脂バインダー（サイビノールＡＤ－７、サイデン化学（株）製）３質量％、及び水９３．４、９２．５、９１．０、８９．５、又は８８．０質量％を混合し、水溶液状態の混合液を調成した。上記で得られた湿紙に、乾燥後の濾材質量に対し混合液中の固形分が３質量％担持されるように混合液を含浸処理した。その後脱水し、１２０℃のロータリードライヤーで乾燥し、厚さ０．３０ｍｍ、目付質量６５ｇ／ｍ２のＨＥＰＡ濾材を得た。
（評価）
　抗菌試験片の周囲にできたハロー（菌の発育阻止帯）の大きさから、抗菌性を評価する試験を行った。各例で得られた濾材からランダムに直径６ｍｍのサンプル（３×３×３．１４ｍｍ２）をカットし、これを試験片とした。この試験片にルテウス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　ｌｕｔｅｕｓ）菌を散布し、散布菌の阻止帯を計測した。試験法の概要を以下に示す。
（１）ハートインフュージョン液体培地で培養し、遠心分離・洗浄して調製した液体水溶液（濃度：１×１０７　ＣＦＵ／ｆｉｌｔｅｒ）を評価に供する必要枚数全ての試験片上に分散滴下した。
（２）上記試験片をバイオセフティキャビネット内で規定時間自然乾燥後、リン酸緩衝溶液を使用し、振動ミキサーで菌を抽出した。
（３）抽出した原液及び希釈液を標準寒天培地に移植した。
（４）３５℃で２４時間培養後、菌の発育阻止帯を定規で計測した。
　図１は、各例で得られた濾材の抗菌性能を示す図である。具体的には、同図は、酵素量を固定した場合のグリシン添加量に対する抗菌性能を示す。図に示されるように、実施例の濾材は優れた抗菌性を有していた。なお、比較例２については阻止帯は１ｍｍであった。
 

Claims (7)

  1. 　基材と、該基材に担持された酵素及びグリシンと、を備え、
    　前記酵素が、β－１，３－グルカナーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ、グリコシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、エンド－β－Ｎ－アセチルグルコサミニダーゼ及びエンドリシンからなる群より選択される少なくとも一種の酵素を含む、空気浄化用濾材。
  2. 　前記酵素が、臭化Ｎ置換カルバマート、臭化Ｎ置換イミドカルボナート、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルニチン、デキストラン、デキストラン硫酸、デキストリン及びコンドロイチン硫酸からなる群より選択される少なくとも一種の修飾剤で修飾されている、請求項１に記載の空気浄化用濾材。
  3. 　前記基材が、無機繊維、天然繊維、再生繊維及び有機合成繊維からなる群より選択される少なくとも一種から構成される、請求項１又は２に記載の空気浄化用濾材。
  4. 　前記酵素の担持量に対する前記グリシンの担持量の比（グリシンの担持量／酵素の担持量）が、０．１～１００である、請求項１～３のいずれか一項に記載の空気浄化用濾材。
  5. 　前記酵素の担持量が、空気浄化用濾材の全量を基準として、０．０１～４．０質量％である、請求項１～４のいずれか一項に記載の空気浄化用濾材。
  6. 　基材繊維を用いて湿紙又は乾紙を得る抄紙工程と、
    　酵素及びグリシンを含む処理液を、前記湿紙又は前記乾紙に接触させる接触工程と、
    　前記処理液が接触した前記湿紙又は前記乾紙から、揮発成分を除去する乾燥工程と、を備え、
    　前記酵素が、β－１，３－グルカナーゼ、キチナーゼ、リゾチーム、プロテアーゼ、グリコシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、エンド－β－Ｎ－アセチルグルコサミニダーゼ及びエンドリシンからなる群より選択される少なくとも一種を含む、空気浄化用濾材の製造方法。
  7. 　前記処理液が、臭化Ｎ置換カルバマート、臭化Ｎ置換イミドカルボナート、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、プロタミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルニチン、デキストラン、デキストラン硫酸、デキストリン及びコンドロイチン硫酸からなる群より選択される少なくとも一種の修飾剤をさらに含む、請求項６に記載の製造方法。

     
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