ガス吸着シート
【課題】大気中のＶＯＣを効率的かつ長期に渡り除去することが可能でかつ圧力損失の小さいガス吸着シートを提供せんとするものである。
【解決手段】２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることを特徴とするガス吸着シート。
【解決手段】２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることを特徴とするガス吸着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフィルター濾材として有用なガス吸着シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、揮発性有機化合物の吸入による所謂シックハウス症候群、シックビル症候群などの神経系のアレルギー症状の発生が増加している。すなわち、建材に使用されている接着剤や樹脂から揮散される揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと略す）が居住空間に長期間にわたり高濃度で残留するため、その空間で生活すると結果的に多量の化学物質を体内に取り込むことになり、化学物質過敏症になる場合がある。シックハウス症候群等の予防、治療には、体内に取り込むＶＯＣの総量を減少させることが重要である。また、この問題は建物に限られず、気密性が高く、内装材の固定等に接着剤や樹脂が多用されている車両にも言えることである。
【０００３】
このため、ガス吸着を目的としたフィルターが種々提案されている。これらは、濾材に固定化される吸着剤の吸着機能から分類すると、化学結合型機構によるもの、物理的吸着機構によるものおよび触媒分解機構によるものに大別される。このうち物理的吸着機構によるものは、活性炭等の多孔質体の表面上の物理的な吸着機構を利用するものである。この物理的吸着機構は化学的吸着機構に比較すると、非常に幅広いガスに対して吸着効果を示し、かつ優れた吸着速度を有する。
【０００４】
物理的吸着機構によるガス吸着フィルターとして例えば、２枚の基材シート間に活性炭などの吸着剤を挟み込んだ脱臭シートが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、この方法で十分な脱臭性能（脱臭効率・寿命）を得るためには、吸着剤をたくさん挟み込む必要がある。そのため、脱臭性能を実用レベルにしようとすると圧力損失が極めて高くなり、空気が通気するフィルター用途では実用的でなくなるという問題点があった。
【０００５】
また、特許文献３および４には、不織布などの基材へ吸着剤を塗工や含浸によって担持する方法が開示されている。しかしこの方法では、基材へ吸着剤を添着させているため過度の吸着剤の添着は基材の圧力損失を著しく低下させフィルター用途としては実用レベルにならない。また、圧力損失を優先させると、基材に添着出来る吸着剤量が制限されてしまい、実用レベルの脱臭性能を有するだけの吸着剤を添着出来ないという問題点があった。
【特許文献１】特開昭６１−１１９２６９号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８３８９号公報
【特許文献３】特開２０００−２７９５０５号公報
【特許文献４】特開２００５−１６９３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、大気中のＶＯＣを効率的かつ長期に渡り除去することが可能でかつ圧力損失の小さいガス吸着シートを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることを特徴とするガス吸着シートである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大気中のＶＯＣを効率的かつ長期に渡り除去することが可能でかつ圧力損失の小さい脱臭シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のガス吸着シートは、２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることが重要である。かかる態様とすることにより、吸着剤粒子（Ａ）の層の吸着効率と吸着剤粒子（Ｂ）を担持した通気性シートの吸着効率との理論的な計算値を越える性能を得ることができる。さらには、吸着剤粒子（Ｂ）の平均粒径が吸着剤粒子（Ａ）の平均粒径よりも小さいことが好ましい。
【００１０】
このメカニズムは、定かではないが以下のように推測される。
【００１１】
吸着剤粒子（Ａ）の層と吸着剤粒子（Ｂ）が担持された通気性シートとが接触している界面において、吸着剤粒子（Ｂ）の粒子同士の隙間を埋める形で吸着剤粒子（Ａ）が配置されることにより吸着剤粒子が効率良く配置され、吸着対象ガスが吸着剤に確実に吸着される。また、粒径の異なる吸着剤粒子同士を単純に混ぜた場合には、面上（吸着剤層と通気性シートとの界面）で両粒子が効率良く配置することができないかまたは粒径の大きい吸着剤粒子の隙間を粒径の小さい吸着剤粒子が詰まらせて、圧力損失が上昇してしまうが、本発明においては吸着剤粒子（Ｂ）が通気性シートに担持されることで、面上（吸着剤粒子（Ａ）の層と吸着剤粒子（Ｂ）が担持された通気性シートとが接触している界面）で吸着剤粒子（Ａ）と吸着剤粒子（Ｂ）とが効率良く配置され、かつ、吸着剤粒子（Ａ）の層内においては十分な隙間、ひいては十分な流量を確保することができる。
【００１２】
上述した吸着剤粒子（Ａ）と吸着剤粒子（Ｂ）との効率良い配置は、特に複雑な操作をせずとも、吸着剤粒子（Ｂ）を担持させた通気性シート上に、吸着剤粒子（Ａ）を自然落下させることで、吸着剤粒子（Ａ）が出来るだけ安定に落ち着こうとして、達成される。従って、かかる本発明の特徴は、生産性の点からも優れている。また、吸着剤粒子（Ａ）と吸着剤粒子（Ｂ）とが効率良く安定して配置されるので、目付ムラも小さく、品質上も優れている。
【００１３】
吸着剤粒子(Ａ)および吸着剤粒子（Ｂ）としては、活性炭、活性炭素繊維、天然もしくは合成ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、セピオライト、酸化鉄などの鉄系化合物、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、シリカ、シリカ−酸化亜鉛複合物、シリカ−アルミナ−酸化亜鉛複合物、複合フィロケイ酸塩、イオン交換樹脂、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。特に、活性炭は非常に幅広いガスに対して吸着効果を示し、かつ優れた吸着速度を有することから好ましい。
【００１４】
吸着剤粒子(Ａ)および吸着剤粒子（Ｂ）は、上記に挙げた吸着剤粒子に薬品を添着処理を施したものであることも好ましい。例えば、酸性、塩基性ガスに対する吸着性能を向上させることを目的に、エタノールアミン、ポリエチレンイミン、アニリン、ヒドラジン等のアミン系薬剤や、ＮａＯＨ、リン酸グアニジン等のアルカリ成分を吸着剤粒子に担持もしくは添着させることにより、アルデヒド系ガス、ＮＯｘ、ＳＯｘ、硫黄化合物、酢酸等の酸性ガスに対する吸着性能を向上させることができる。また、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸等の酸性薬剤を吸着剤粒子に担持もしくは添着させることにより、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン等の塩基性ガスに対する吸着性能を向上させることができる。
【００１５】
吸着剤粒子（Ａ）の平均粒径としては、５０〜７００μｍが好ましく、より好ましくは１５０〜５００μｍである。５０μｍ以上とすることで、吸着剤粒子（Ａ）が通気性シートから抜け出てきてしまうことを防ぐことが出来る。また、通気性シートの目を細かくしたり、接着剤等を多く使用したりする必要性がなくなり圧力損失の増大を防ぐことが出来る。また、７００μｍ以下、特に５００μｍ以下にすることで、ガス吸着シートの厚みを抑え、プリーツ状フィルター等にしたときに、濾材厚みに帰因するフィルター圧損の上昇を抑えることができる。また、プリーツ加工などの後加工性にも優れる。
【００１６】
吸着剤粒子（Ｂ）の平均粒径は、０．１〜１００μｍが好ましく、より好ましくは５〜４０μｍである。１００μｍ以下とすることで、処理エアとの接触効率を上げることができるとともに、繊維表面に均一に担持させることができる。また０．１μｍ以上とすることで、繊維表面への担持に使用するバインダー樹脂に吸着剤が埋没してしまうのを防ぐことができる。特に、平均粒径を５〜４０μｍにすることによって、プリーツ加工などのフィルター成形加工時に活性炭の脱落や集塵層との接触による破れなどの問題の発生を抑えることができる。
【００１７】
本発明における平均粒径は、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２００７ ６．４項記載の５０％粒径により表す。
【００１８】
さらに、低圧損、脱臭性能の有効発現性のためには、吸着剤の分布ムラを小さくすることも好ましい。
【００１９】
本発明のガス吸着シートは、２枚以上の通気性シートが吸着剤粒子（Ａ）をその間に挟んでなる。そうすることで、吸着剤粒子（Ａ）と処理対象との接触を確保しつつ、ガス吸着シート中に吸着剤粒子（Ａ）を保持することができる。
【００２０】
通気性シートとしては、織布、不織布、各種の紙、ネット、ハニカム、フォーム、スポンジ、フェルト、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、薄板、金属箔などが挙げられる。これらの内、フィルム、薄板および金属箔等の通気性に乏しいシートは、適度な大きさの穴をあけて通気性を付与または向上させも良い。中でも、坪量、通気性を制御し易く、加工性にも優れている点から、不織布が特に好ましい。
【００２１】
不織布を構成する繊維としては、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維などの合成繊維や、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、木材パルプ、麻パルプ、コットンリンターパルプなどの天然繊維や、再生繊維等を挙げることができる。また、これらの繊維に親水性や難燃性などの機能を付与して用いてもよい。
【００２２】
不織布の製造方法としては、目的・用途に応じて、湿式抄紙法や乾式法を用いることが出来る。特に湿式抄紙法は、乾式法にくらべ繊維を分散させてから抄紙するため、不織布の目開きのバラツキが少なくひいては効率的な脱臭が可能な不織布を製造できるので好ましい。
【００２３】
通気性シートの目付けとしては、１０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ２である。目付けを１０ｇ／ｍ２以上とすることで、吸着剤を担持するための加工に耐える十分な強度が得られ、エアを通気させた際にフィルター構造を維持するのに必要な剛性が得られる。また目付けを２００ｇ／ｍ２以下とすることで、通気性シートの内部まで吸着剤を均一に担持することができ、プリーツ形状やハニカム形状に二次加工する際の取り扱い性の面でも好ましい。
【００２４】
吸着材粒子（Ａ）の目付としては、５０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ２である。５０ｇ／ｍ２以上とすることで脱臭性能向上の実効を得ることができる。また、５００ｇ／ｍ２以下とすることで、ガス吸着シートの厚みが過度に厚くならず、加工性が良くなりまた圧力損失を実用レベルに抑えることができる。特に、１００〜３００ｇ／ｍ２にすると吸着剤がまんべんなくシート状に散布され、また吸着剤粒子（Ａ）の厚み方向への過度の重なりも抑制されるため、ガス吸着シートの圧力損失の増大を抑えることが出来、脱臭効率も高い。
【００２５】
吸着剤粒子（Ａ）同士および吸着剤粒子（Ａ）と通気性シートとの接着方法としては、熱融着パウダー、熱融着繊維、湿気硬化型樹脂等を接着剤として用いる方法が好ましい。
【００２６】
接着剤の散布量としては、挟み込む吸着剤粒子（Ａ）の５〜１００質量％が好ましく、より好ましくは１５〜５０質量％である。５質量％以上にすることで、通気性シートと吸着剤粒子（Ａ）の接着性を持たせることが出来る。また、１００質量％以下とすることで、吸着剤が樹脂により被膜してしまい吸着剤の性能を落とすことを防ぐことが出来る。
【００２７】
また、吸着剤粒子（Ｂ）の通気性シートへの付着量としては、吸着剤粒子（Ｂ）付着前の（または吸着剤粒子（Ｂ）を除いた）通気性シートに対し２５〜１５０質量％が好ましく、より好ましくは４０〜１００質量％である。２５質量％以上とすることで、薬品の反応場として実効的な表面積を得て吸着性能を向上させることができる。１５０質量％以下とすることで、エアフィルターとしての通気特性を阻害するのを防ぐことができる。
【００２８】
吸着剤粒子（Ｂ）は、少なくとも通気性シートの吸着剤粒子（Ａ）と接触する面に担持されていればよいが、通気性シート全体に担持されていてもかまわない。
【００２９】
通気性シートに吸着剤粒子（Ｂ）を担持させる方法としては、通気性シートの原料に練り混む方法、通気性シートの湿式抄造において混抄する方法、通気性シートに塗布、印刷、含浸等する方法等、を用いることができる。中でも、塗布や含浸による方法が好ましい。
【００３０】
塗布に用いる装置としては、ロールコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、グラビアコーター等を用いることができる。
【００３１】
塗布、含浸等においては、バインダーを用いることが好ましい。バインダーとしては、樹脂バインダー、無機系バインダーおよびこれらの組み合わせ等を用いることができる。樹脂バインダーとしては熱可塑性高分子エマルジョンが、吸着剤の表面を覆うことなく十分な接着性が得られる点で好ましい。熱可塑性高分子エマルジョンとしては、ポリアクリロニトリルやポリアクリル酸エステルなどのアクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリエステル、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂などが挙げられる。
【００３２】
また、通気性シートとして、エレクトレット不織布を用いることも好ましい。そうすることにより、サブミクロンサイズやナノサイズの微細塵を静電気力により捕集することが出来る。
【００３３】
エレクトレット不織布を構成する繊維としては、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が高い電気抵抗率を有するため好ましい。
【００３４】
また、本発明のガス吸着シートをキャビンフィルター用途など難燃性が必要な用途に使用する場合、シートが難燃性を有することが重要である。
【００３５】
本明細書および特許請求の範囲において難燃性を有するとは、ＦＭＶＳＳ ３０２「内装材料の可燃性」の自消性レベルを達成できることを示す。
【００３６】
特に、環境問題が強く謳われ始めている今日では、塩素や臭素を含有せずに難燃性を達成することが望ましい。このような難燃剤としては、リン系の難燃剤や窒素系難燃剤が広く知られている。その中でもリン酸エステル系、リン酸アンモニウム、赤燐、リン酸グアニジン、リン酸メラミン、硫酸アンモニウム、スルファミン酸グアニジンなどのグアニジン系難燃剤等が良く知られている。
【００３７】
難燃剤の形態としては、非水溶性で固体のものが好ましい。キャビンフィルター用途では、雨や洗車等でフィルターに水がかかる恐れがあるため水溶性の難燃剤を使用していると難燃剤が流れ出し、難燃性の低下を引き起こす可能性がある。また、自動車室内で考えられる−４０℃〜８０℃の環境下において液状である難燃剤は、固化しにくいため濾材の剛難度低下をおこしプリーツ加工性を低下させる懸念があるため固体難燃剤が好ましい。この中でも、リン酸メラミンは、リンも窒素も含み且つ非水溶性で−４０℃〜８０℃の間で固体であるため本用途において好ましい難燃剤である。
【００３８】
ガス吸着シートへの難燃性の付与方法としては、通気性シートに使用する不織布繊維に難燃繊維を使用する、不織布を構成する繊維間を結合するバインダー樹脂中に難燃剤を含有させる、不織布を作成後スプレーなどで難燃剤を付与する、通気性シートへ脱臭剤を添着する際のバインダー樹脂中に難燃剤を含有させる、挟み込む脱臭剤と一緒に加えるまたはガス吸着シートを作成後スプレーなどで難燃剤を付与する等の方法が考えられる。これら一つの方法で難燃性を達成しても構わないが、難燃剤が一箇所に固まらないようにするため組み合わせて使用することが好ましい。この中でも特に、不織布を構成する繊維間を結合するバインダー樹脂中に難燃剤を含有させる方法は、脱臭剤の細孔へ難燃剤が入りにくいことから好ましい方法である。
【００３９】
難燃剤の量は、ガス吸着シートの目付の１５〜４０重量％程度が好ましい。難燃剤量が１５％以上であると自動車用途の内装製品の難燃性規格：米国連邦自動車安全規格であるＦＭＶＳＳ ３０２「内装材料の可燃性」の自消性レベルを達成できる。また、４０％以内に押さえることで濾材中の難燃剤比率が少なく押さえることができるため、濾材の空隙率を確保でき濾材の基本性能である通気抵抗などの著しい低下をおこさない。
【００４０】
本発明のガス吸着シートは、エアフィルター用途に好適に用いることができる。
【００４１】
本発明のエアフィルターの形状としては、そのまま平面状で使用してもよいが、プリ−ツ型やハニカム型を採用することが好ましい。プリーツ型は直行流型フィルターとしての使用において、またハニカム型は平行流型フィルターとしての使用において、処理エアの接触面積を大きくして捕集効率を向上させるとともに、低圧損化を同時に図ることができる。
【実施例】
【００４２】
［測定方法］
（１）平均粒径
レーザー回折／散乱式粒度分布装置（堀場製作所社製 ＬＡ−９２０）を用いて測定し、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２００７ ６．４項記載の５０％粒径として表した。
【００４３】
（２）トルエンの除去能力
平板状のシートを実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．２ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。さらに上流側から、標準ガスボンベによりトルエンを上流濃度７０ｐｐｍとなるように添加し、シートの上流側と下流側とにおいてエアをサンプリングし、赤外吸光式連続モニターを使用してそれぞれのトルエン濃度を経時的に測定し、これからトルエンの脱臭効率および吸着容量を求めた。
【００４４】
（３）圧力損失
平板状のシートを実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．２ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。その際の繊維シートの上流側と下流側との差圧をＭＯＤＵＳ社製デジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐにて測定した。
【００４５】
（４）除塵性能
平板状のシートを有効間口面積０．１ｍ２の風洞の通風路にセットし、風速０．２ｍ／ｓで空気を通過させ、シートの上流側および下流側の粒径０．３〜０．５μｍの大気塵粉塵数をパーティクルカウンター（ＲＩＯＮ社製、型式：ＫＣ−０１Ｄ）で測定し、捕集効率を次式より算出した。
捕集効率（％）＝｛１−（下流粒子数／上流粒子数）｝×１００ 。
【００４６】
（５）プリーツ加工性
次の基準により評価した。
Ａ：問題なし。
Ｂ：実用上軽微な問題がある。
Ｃ：実用上改善すべき問題がある。
【００４７】
［実施例１］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径３８０μｍの粒状活性炭（クラレケミカル社製“クラレコール（Ｒ）”ＧＧ３２／６０）を吸着剤粒子（Ａ）として使用した。
【００４８】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
平均粒径２６μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”Ｅ−２５ＫＮ）を吸着剤粒子（Ｂ）として使用した。
【００４９】
（基材シート）
木質パルプ１２質量％、繊度３ｄｔｅｘ・長さ１０ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維６質量％、１．３ｄｔｅｘ・５ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維８質量％、繊度１７ｄｔｅｘ・長さ１２ｍｍのビニロン短繊維３０質量％、７ｄｔｅｘ・１０ｍｍのビニロン短繊維１２質量％、アクリル樹脂バインダー１６質量％および難燃剤としてスルファミン酸グアニジン１６質量％を材料に湿式抄紙を行い、目付４６ｇ／ｍ２の通気性シートを作製し、吸着剤粒子担持シートの基材シートとした。
【００５０】
（担持処理）
上記吸着剤粒子（Ｂ）２０質量％とスチレンアクリル樹脂５質量％とを均一分散させた水分散液中に上記基材シートを含浸させ、乾燥させて、シート目付９６ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００５１】
（エレクトレットシート）
繊度６ｄｔｅｘのポリプロピレン繊維からなる目付１２ｇ／ｍ２のメルトブローエレクトレット不織布（東レ・ファインケミカル社製“トレミクロン（Ｒ）”）を使用した。
【００５２】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、上記吸着剤粒子Ａを２００ｇ／ｍ２と熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を９０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．５ｍｍに設定することにより、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００５３】
［実施例２］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径７００μｍの粒状活性炭（クラレケミカル社製“クラレコール（Ｒ）”ＧＧ１６／３５）を吸着剤粒子（Ａ）として使用した。
【００５４】
（吸着剤粒子担持シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００５５】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００５６】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子（Ａ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．５ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００５７】
［実施例３］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径６０μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”）を吸着剤粒子（Ａ）として使用した。
【００５８】
（吸着剤粒子担持シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００５９】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６０】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子（Ａ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ０．９ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００６１】
［実施例４］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６２】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
平均粒径６０μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”ＤＯ−５）を吸着剤粒子（Ｂ）として使用した。
【００６３】
（基材シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６４】
（担持処理）
吸着剤粒子（Ｂ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、シート目付９６ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００６５】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６６】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートとして上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００６７】
［実施例５］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６８】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６９】
（基材シート）
繊度２．２ｄｔｅｘ・長さ５１ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維２５質量％、繊度１．７ｄｔｅｘ・長さ５１ｍｍのビニロン短繊維１４質量％、繊度７．８ｄｔｅｘ・長さ５１ｍｍのビニロン短繊維１６質量％アクリル樹脂バインダー２０質量％および難燃剤としてデカブロモジフェニルエーテル２５重量％を材料にレジンボンド法にて、目付５０ｇ／ｍ２の通気性シートを作製し、吸着剤粒子担持シートの基材シートとした。
【００７０】
（担持処理）
基材シートとして上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、シート目付１００ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００７１】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７２】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートとして上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．１ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００７３】
［実施例６］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７４】
（基材シート）
木質パルプ１２質量％、繊度３ｄｔｅｘ・長さ１０ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維６質量％、１．３ｄｔｅｘ・５ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維８質量％、繊度１７ｄｔｅｘ・長さ１２ｍｍのビニロン短繊維３０質量％、７ｄｔｅｘ・１０ｍｍのビニロン短繊維１２質量％、アクリル樹脂バインダー１６質量％および難燃剤としてリン酸メラミン１６質量％を材料に湿式抄紙を行い、目付４６ｇ／ｍ２の通気性シートを作製し、吸着剤粒子担持シートの基材シートとした。
【００７５】
（担持処理）
上記吸着剤粒子（Ｂ）１０質量％とスチレンアクリル樹脂１０質量％とリン酸メラミン２０重量％を均一分散させた水分散液中に上記基材シートを含浸させ、乾燥させて、シート目付１２０ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００７６】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７７】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、上記吸着剤粒子Ａを１００ｇ／ｍ２と熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を５０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．５ｍｍに設定することにより、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００７８】
［比較例１］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７９】
（通気性シート）
吸着剤粒子（Ｂ）は使用せず、実施例１で用いたのと同様の基材シートをそのまま通気性シートとして使用した。
【００８０】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８１】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートに代えて上記通気性シートを用い、上記吸着剤粒子（Ａ）の散布量を２４０ｇ／ｍ２とした以外は実施例１と同様にして、厚さ１．１ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００８２】
［比較例２］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８３】
（通気性シート）
吸着剤粒子（Ｂ）は使用せず、実施例１で用いたのと同様の基材シートをそのまま通気性シートとして使用した。
【００８４】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８５】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートに代えて上記通気性シートを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００８６】
［比較例３］
（吸着剤粒子（Ａ））
吸着剤粒子（Ａ）は使用しなかった。
【００８７】
（吸着剤粒子担持シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８８】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８９】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を１０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．２ｍｍに設定することにより、厚さ０．５ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００９０】
［比較例４］
（吸着剤粒子（Ａ））
吸着剤粒子（Ａ）は使用しなかった。
【００９１】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９２】
（基材シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９３】
（担持処理）
上記吸着剤（Ｂ）４０質量％とスチレンアクリル樹脂１０質量％とを均一分散させた水分散液中に上記基材シートを含浸させ、乾燥させて、シート目付３００ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００９４】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９５】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を１０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．２ｍｍに設定することにより、厚さ０．５ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００９６】
［比較例５］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径３８０μｍの粒状活性炭（クラレケミカル社製“クラレコール（Ｒ）”ＧＧ３２／６０）と平均粒径２６μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”Ｅ−２５ＫＮ）を吸着剤粒子を同量混合し使用した。
【００９７】
（通気性シート）
吸着剤粒子（Ｂ）は使用せず、実施例１で用いたのと同様の基材シートをそのまま通気性シートとして使用した。
【００９８】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９９】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子（Ａ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
実施例１〜６のガス吸着シートは圧力損失が抑えられているにも関わらず、トルエンの脱臭効率が高く吸着容量も十分ある。
【０１０３】
また、比較例２のガス吸着シートと比較例３のガス吸着シートとを重ね合わせたものが実施例１のガス吸着シートと同等の脱臭剤量になるが、比較例２のガス吸着シートと比較例３のガス吸着シートとを連続で並べてもその除去効率の理論的な計算値は６８％（＝１００％−（１００％―６０％）×（１００％−２０％））であり、本発明のガス吸着シートが吸着剤粒子（Ａ）の層と吸着剤粒子（Ｂ）を担持した通気性シートとを単に並べたものを超える性能を発現していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、工場、ビル、家庭、車両等において外気を取り入れる場合に使用されるエアフィルター用濾材、特に、自動車内空間に使用されるエアフィルター濾材として有用なガス吸着シートに関するものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフィルター濾材として有用なガス吸着シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、揮発性有機化合物の吸入による所謂シックハウス症候群、シックビル症候群などの神経系のアレルギー症状の発生が増加している。すなわち、建材に使用されている接着剤や樹脂から揮散される揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと略す）が居住空間に長期間にわたり高濃度で残留するため、その空間で生活すると結果的に多量の化学物質を体内に取り込むことになり、化学物質過敏症になる場合がある。シックハウス症候群等の予防、治療には、体内に取り込むＶＯＣの総量を減少させることが重要である。また、この問題は建物に限られず、気密性が高く、内装材の固定等に接着剤や樹脂が多用されている車両にも言えることである。
【０００３】
このため、ガス吸着を目的としたフィルターが種々提案されている。これらは、濾材に固定化される吸着剤の吸着機能から分類すると、化学結合型機構によるもの、物理的吸着機構によるものおよび触媒分解機構によるものに大別される。このうち物理的吸着機構によるものは、活性炭等の多孔質体の表面上の物理的な吸着機構を利用するものである。この物理的吸着機構は化学的吸着機構に比較すると、非常に幅広いガスに対して吸着効果を示し、かつ優れた吸着速度を有する。
【０００４】
物理的吸着機構によるガス吸着フィルターとして例えば、２枚の基材シート間に活性炭などの吸着剤を挟み込んだ脱臭シートが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、この方法で十分な脱臭性能（脱臭効率・寿命）を得るためには、吸着剤をたくさん挟み込む必要がある。そのため、脱臭性能を実用レベルにしようとすると圧力損失が極めて高くなり、空気が通気するフィルター用途では実用的でなくなるという問題点があった。
【０００５】
また、特許文献３および４には、不織布などの基材へ吸着剤を塗工や含浸によって担持する方法が開示されている。しかしこの方法では、基材へ吸着剤を添着させているため過度の吸着剤の添着は基材の圧力損失を著しく低下させフィルター用途としては実用レベルにならない。また、圧力損失を優先させると、基材に添着出来る吸着剤量が制限されてしまい、実用レベルの脱臭性能を有するだけの吸着剤を添着出来ないという問題点があった。
【特許文献１】特開昭６１−１１９２６９号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８３８９号公報
【特許文献３】特開２０００−２７９５０５号公報
【特許文献４】特開２００５−１６９３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、大気中のＶＯＣを効率的かつ長期に渡り除去することが可能でかつ圧力損失の小さいガス吸着シートを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることを特徴とするガス吸着シートである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大気中のＶＯＣを効率的かつ長期に渡り除去することが可能でかつ圧力損失の小さい脱臭シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のガス吸着シートは、２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることが重要である。かかる態様とすることにより、吸着剤粒子（Ａ）の層の吸着効率と吸着剤粒子（Ｂ）を担持した通気性シートの吸着効率との理論的な計算値を越える性能を得ることができる。さらには、吸着剤粒子（Ｂ）の平均粒径が吸着剤粒子（Ａ）の平均粒径よりも小さいことが好ましい。
【００１０】
このメカニズムは、定かではないが以下のように推測される。
【００１１】
吸着剤粒子（Ａ）の層と吸着剤粒子（Ｂ）が担持された通気性シートとが接触している界面において、吸着剤粒子（Ｂ）の粒子同士の隙間を埋める形で吸着剤粒子（Ａ）が配置されることにより吸着剤粒子が効率良く配置され、吸着対象ガスが吸着剤に確実に吸着される。また、粒径の異なる吸着剤粒子同士を単純に混ぜた場合には、面上（吸着剤層と通気性シートとの界面）で両粒子が効率良く配置することができないかまたは粒径の大きい吸着剤粒子の隙間を粒径の小さい吸着剤粒子が詰まらせて、圧力損失が上昇してしまうが、本発明においては吸着剤粒子（Ｂ）が通気性シートに担持されることで、面上（吸着剤粒子（Ａ）の層と吸着剤粒子（Ｂ）が担持された通気性シートとが接触している界面）で吸着剤粒子（Ａ）と吸着剤粒子（Ｂ）とが効率良く配置され、かつ、吸着剤粒子（Ａ）の層内においては十分な隙間、ひいては十分な流量を確保することができる。
【００１２】
上述した吸着剤粒子（Ａ）と吸着剤粒子（Ｂ）との効率良い配置は、特に複雑な操作をせずとも、吸着剤粒子（Ｂ）を担持させた通気性シート上に、吸着剤粒子（Ａ）を自然落下させることで、吸着剤粒子（Ａ）が出来るだけ安定に落ち着こうとして、達成される。従って、かかる本発明の特徴は、生産性の点からも優れている。また、吸着剤粒子（Ａ）と吸着剤粒子（Ｂ）とが効率良く安定して配置されるので、目付ムラも小さく、品質上も優れている。
【００１３】
吸着剤粒子(Ａ)および吸着剤粒子（Ｂ）としては、活性炭、活性炭素繊維、天然もしくは合成ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、セピオライト、酸化鉄などの鉄系化合物、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、シリカ、シリカ−酸化亜鉛複合物、シリカ−アルミナ−酸化亜鉛複合物、複合フィロケイ酸塩、イオン交換樹脂、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。特に、活性炭は非常に幅広いガスに対して吸着効果を示し、かつ優れた吸着速度を有することから好ましい。
【００１４】
吸着剤粒子(Ａ)および吸着剤粒子（Ｂ）は、上記に挙げた吸着剤粒子に薬品を添着処理を施したものであることも好ましい。例えば、酸性、塩基性ガスに対する吸着性能を向上させることを目的に、エタノールアミン、ポリエチレンイミン、アニリン、ヒドラジン等のアミン系薬剤や、ＮａＯＨ、リン酸グアニジン等のアルカリ成分を吸着剤粒子に担持もしくは添着させることにより、アルデヒド系ガス、ＮＯｘ、ＳＯｘ、硫黄化合物、酢酸等の酸性ガスに対する吸着性能を向上させることができる。また、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸等の酸性薬剤を吸着剤粒子に担持もしくは添着させることにより、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン等の塩基性ガスに対する吸着性能を向上させることができる。
【００１５】
吸着剤粒子（Ａ）の平均粒径としては、５０〜７００μｍが好ましく、より好ましくは１５０〜５００μｍである。５０μｍ以上とすることで、吸着剤粒子（Ａ）が通気性シートから抜け出てきてしまうことを防ぐことが出来る。また、通気性シートの目を細かくしたり、接着剤等を多く使用したりする必要性がなくなり圧力損失の増大を防ぐことが出来る。また、７００μｍ以下、特に５００μｍ以下にすることで、ガス吸着シートの厚みを抑え、プリーツ状フィルター等にしたときに、濾材厚みに帰因するフィルター圧損の上昇を抑えることができる。また、プリーツ加工などの後加工性にも優れる。
【００１６】
吸着剤粒子（Ｂ）の平均粒径は、０．１〜１００μｍが好ましく、より好ましくは５〜４０μｍである。１００μｍ以下とすることで、処理エアとの接触効率を上げることができるとともに、繊維表面に均一に担持させることができる。また０．１μｍ以上とすることで、繊維表面への担持に使用するバインダー樹脂に吸着剤が埋没してしまうのを防ぐことができる。特に、平均粒径を５〜４０μｍにすることによって、プリーツ加工などのフィルター成形加工時に活性炭の脱落や集塵層との接触による破れなどの問題の発生を抑えることができる。
【００１７】
本発明における平均粒径は、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２００７ ６．４項記載の５０％粒径により表す。
【００１８】
さらに、低圧損、脱臭性能の有効発現性のためには、吸着剤の分布ムラを小さくすることも好ましい。
【００１９】
本発明のガス吸着シートは、２枚以上の通気性シートが吸着剤粒子（Ａ）をその間に挟んでなる。そうすることで、吸着剤粒子（Ａ）と処理対象との接触を確保しつつ、ガス吸着シート中に吸着剤粒子（Ａ）を保持することができる。
【００２０】
通気性シートとしては、織布、不織布、各種の紙、ネット、ハニカム、フォーム、スポンジ、フェルト、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、薄板、金属箔などが挙げられる。これらの内、フィルム、薄板および金属箔等の通気性に乏しいシートは、適度な大きさの穴をあけて通気性を付与または向上させも良い。中でも、坪量、通気性を制御し易く、加工性にも優れている点から、不織布が特に好ましい。
【００２１】
不織布を構成する繊維としては、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維などの合成繊維や、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、木材パルプ、麻パルプ、コットンリンターパルプなどの天然繊維や、再生繊維等を挙げることができる。また、これらの繊維に親水性や難燃性などの機能を付与して用いてもよい。
【００２２】
不織布の製造方法としては、目的・用途に応じて、湿式抄紙法や乾式法を用いることが出来る。特に湿式抄紙法は、乾式法にくらべ繊維を分散させてから抄紙するため、不織布の目開きのバラツキが少なくひいては効率的な脱臭が可能な不織布を製造できるので好ましい。
【００２３】
通気性シートの目付けとしては、１０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ２である。目付けを１０ｇ／ｍ２以上とすることで、吸着剤を担持するための加工に耐える十分な強度が得られ、エアを通気させた際にフィルター構造を維持するのに必要な剛性が得られる。また目付けを２００ｇ／ｍ２以下とすることで、通気性シートの内部まで吸着剤を均一に担持することができ、プリーツ形状やハニカム形状に二次加工する際の取り扱い性の面でも好ましい。
【００２４】
吸着材粒子（Ａ）の目付としては、５０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ２である。５０ｇ／ｍ２以上とすることで脱臭性能向上の実効を得ることができる。また、５００ｇ／ｍ２以下とすることで、ガス吸着シートの厚みが過度に厚くならず、加工性が良くなりまた圧力損失を実用レベルに抑えることができる。特に、１００〜３００ｇ／ｍ２にすると吸着剤がまんべんなくシート状に散布され、また吸着剤粒子（Ａ）の厚み方向への過度の重なりも抑制されるため、ガス吸着シートの圧力損失の増大を抑えることが出来、脱臭効率も高い。
【００２５】
吸着剤粒子（Ａ）同士および吸着剤粒子（Ａ）と通気性シートとの接着方法としては、熱融着パウダー、熱融着繊維、湿気硬化型樹脂等を接着剤として用いる方法が好ましい。
【００２６】
接着剤の散布量としては、挟み込む吸着剤粒子（Ａ）の５〜１００質量％が好ましく、より好ましくは１５〜５０質量％である。５質量％以上にすることで、通気性シートと吸着剤粒子（Ａ）の接着性を持たせることが出来る。また、１００質量％以下とすることで、吸着剤が樹脂により被膜してしまい吸着剤の性能を落とすことを防ぐことが出来る。
【００２７】
また、吸着剤粒子（Ｂ）の通気性シートへの付着量としては、吸着剤粒子（Ｂ）付着前の（または吸着剤粒子（Ｂ）を除いた）通気性シートに対し２５〜１５０質量％が好ましく、より好ましくは４０〜１００質量％である。２５質量％以上とすることで、薬品の反応場として実効的な表面積を得て吸着性能を向上させることができる。１５０質量％以下とすることで、エアフィルターとしての通気特性を阻害するのを防ぐことができる。
【００２８】
吸着剤粒子（Ｂ）は、少なくとも通気性シートの吸着剤粒子（Ａ）と接触する面に担持されていればよいが、通気性シート全体に担持されていてもかまわない。
【００２９】
通気性シートに吸着剤粒子（Ｂ）を担持させる方法としては、通気性シートの原料に練り混む方法、通気性シートの湿式抄造において混抄する方法、通気性シートに塗布、印刷、含浸等する方法等、を用いることができる。中でも、塗布や含浸による方法が好ましい。
【００３０】
塗布に用いる装置としては、ロールコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、グラビアコーター等を用いることができる。
【００３１】
塗布、含浸等においては、バインダーを用いることが好ましい。バインダーとしては、樹脂バインダー、無機系バインダーおよびこれらの組み合わせ等を用いることができる。樹脂バインダーとしては熱可塑性高分子エマルジョンが、吸着剤の表面を覆うことなく十分な接着性が得られる点で好ましい。熱可塑性高分子エマルジョンとしては、ポリアクリロニトリルやポリアクリル酸エステルなどのアクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリエステル、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂などが挙げられる。
【００３２】
また、通気性シートとして、エレクトレット不織布を用いることも好ましい。そうすることにより、サブミクロンサイズやナノサイズの微細塵を静電気力により捕集することが出来る。
【００３３】
エレクトレット不織布を構成する繊維としては、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が高い電気抵抗率を有するため好ましい。
【００３４】
また、本発明のガス吸着シートをキャビンフィルター用途など難燃性が必要な用途に使用する場合、シートが難燃性を有することが重要である。
【００３５】
本明細書および特許請求の範囲において難燃性を有するとは、ＦＭＶＳＳ ３０２「内装材料の可燃性」の自消性レベルを達成できることを示す。
【００３６】
特に、環境問題が強く謳われ始めている今日では、塩素や臭素を含有せずに難燃性を達成することが望ましい。このような難燃剤としては、リン系の難燃剤や窒素系難燃剤が広く知られている。その中でもリン酸エステル系、リン酸アンモニウム、赤燐、リン酸グアニジン、リン酸メラミン、硫酸アンモニウム、スルファミン酸グアニジンなどのグアニジン系難燃剤等が良く知られている。
【００３７】
難燃剤の形態としては、非水溶性で固体のものが好ましい。キャビンフィルター用途では、雨や洗車等でフィルターに水がかかる恐れがあるため水溶性の難燃剤を使用していると難燃剤が流れ出し、難燃性の低下を引き起こす可能性がある。また、自動車室内で考えられる−４０℃〜８０℃の環境下において液状である難燃剤は、固化しにくいため濾材の剛難度低下をおこしプリーツ加工性を低下させる懸念があるため固体難燃剤が好ましい。この中でも、リン酸メラミンは、リンも窒素も含み且つ非水溶性で−４０℃〜８０℃の間で固体であるため本用途において好ましい難燃剤である。
【００３８】
ガス吸着シートへの難燃性の付与方法としては、通気性シートに使用する不織布繊維に難燃繊維を使用する、不織布を構成する繊維間を結合するバインダー樹脂中に難燃剤を含有させる、不織布を作成後スプレーなどで難燃剤を付与する、通気性シートへ脱臭剤を添着する際のバインダー樹脂中に難燃剤を含有させる、挟み込む脱臭剤と一緒に加えるまたはガス吸着シートを作成後スプレーなどで難燃剤を付与する等の方法が考えられる。これら一つの方法で難燃性を達成しても構わないが、難燃剤が一箇所に固まらないようにするため組み合わせて使用することが好ましい。この中でも特に、不織布を構成する繊維間を結合するバインダー樹脂中に難燃剤を含有させる方法は、脱臭剤の細孔へ難燃剤が入りにくいことから好ましい方法である。
【００３９】
難燃剤の量は、ガス吸着シートの目付の１５〜４０重量％程度が好ましい。難燃剤量が１５％以上であると自動車用途の内装製品の難燃性規格：米国連邦自動車安全規格であるＦＭＶＳＳ ３０２「内装材料の可燃性」の自消性レベルを達成できる。また、４０％以内に押さえることで濾材中の難燃剤比率が少なく押さえることができるため、濾材の空隙率を確保でき濾材の基本性能である通気抵抗などの著しい低下をおこさない。
【００４０】
本発明のガス吸着シートは、エアフィルター用途に好適に用いることができる。
【００４１】
本発明のエアフィルターの形状としては、そのまま平面状で使用してもよいが、プリ−ツ型やハニカム型を採用することが好ましい。プリーツ型は直行流型フィルターとしての使用において、またハニカム型は平行流型フィルターとしての使用において、処理エアの接触面積を大きくして捕集効率を向上させるとともに、低圧損化を同時に図ることができる。
【実施例】
【００４２】
［測定方法］
（１）平均粒径
レーザー回折／散乱式粒度分布装置（堀場製作所社製 ＬＡ−９２０）を用いて測定し、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２００７ ６．４項記載の５０％粒径として表した。
【００４３】
（２）トルエンの除去能力
平板状のシートを実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．２ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。さらに上流側から、標準ガスボンベによりトルエンを上流濃度７０ｐｐｍとなるように添加し、シートの上流側と下流側とにおいてエアをサンプリングし、赤外吸光式連続モニターを使用してそれぞれのトルエン濃度を経時的に測定し、これからトルエンの脱臭効率および吸着容量を求めた。
【００４４】
（３）圧力損失
平板状のシートを実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．２ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。その際の繊維シートの上流側と下流側との差圧をＭＯＤＵＳ社製デジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐにて測定した。
【００４５】
（４）除塵性能
平板状のシートを有効間口面積０．１ｍ２の風洞の通風路にセットし、風速０．２ｍ／ｓで空気を通過させ、シートの上流側および下流側の粒径０．３〜０．５μｍの大気塵粉塵数をパーティクルカウンター（ＲＩＯＮ社製、型式：ＫＣ−０１Ｄ）で測定し、捕集効率を次式より算出した。
捕集効率（％）＝｛１−（下流粒子数／上流粒子数）｝×１００ 。
【００４６】
（５）プリーツ加工性
次の基準により評価した。
Ａ：問題なし。
Ｂ：実用上軽微な問題がある。
Ｃ：実用上改善すべき問題がある。
【００４７】
［実施例１］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径３８０μｍの粒状活性炭（クラレケミカル社製“クラレコール（Ｒ）”ＧＧ３２／６０）を吸着剤粒子（Ａ）として使用した。
【００４８】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
平均粒径２６μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”Ｅ−２５ＫＮ）を吸着剤粒子（Ｂ）として使用した。
【００４９】
（基材シート）
木質パルプ１２質量％、繊度３ｄｔｅｘ・長さ１０ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維６質量％、１．３ｄｔｅｘ・５ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維８質量％、繊度１７ｄｔｅｘ・長さ１２ｍｍのビニロン短繊維３０質量％、７ｄｔｅｘ・１０ｍｍのビニロン短繊維１２質量％、アクリル樹脂バインダー１６質量％および難燃剤としてスルファミン酸グアニジン１６質量％を材料に湿式抄紙を行い、目付４６ｇ／ｍ２の通気性シートを作製し、吸着剤粒子担持シートの基材シートとした。
【００５０】
（担持処理）
上記吸着剤粒子（Ｂ）２０質量％とスチレンアクリル樹脂５質量％とを均一分散させた水分散液中に上記基材シートを含浸させ、乾燥させて、シート目付９６ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００５１】
（エレクトレットシート）
繊度６ｄｔｅｘのポリプロピレン繊維からなる目付１２ｇ／ｍ２のメルトブローエレクトレット不織布（東レ・ファインケミカル社製“トレミクロン（Ｒ）”）を使用した。
【００５２】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、上記吸着剤粒子Ａを２００ｇ／ｍ２と熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を９０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．５ｍｍに設定することにより、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００５３】
［実施例２］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径７００μｍの粒状活性炭（クラレケミカル社製“クラレコール（Ｒ）”ＧＧ１６／３５）を吸着剤粒子（Ａ）として使用した。
【００５４】
（吸着剤粒子担持シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００５５】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００５６】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子（Ａ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．５ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００５７】
［実施例３］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径６０μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”）を吸着剤粒子（Ａ）として使用した。
【００５８】
（吸着剤粒子担持シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００５９】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６０】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子（Ａ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ０．９ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００６１】
［実施例４］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６２】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
平均粒径６０μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”ＤＯ−５）を吸着剤粒子（Ｂ）として使用した。
【００６３】
（基材シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６４】
（担持処理）
吸着剤粒子（Ｂ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、シート目付９６ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００６５】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６６】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートとして上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００６７】
［実施例５］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６８】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００６９】
（基材シート）
繊度２．２ｄｔｅｘ・長さ５１ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維２５質量％、繊度１．７ｄｔｅｘ・長さ５１ｍｍのビニロン短繊維１４質量％、繊度７．８ｄｔｅｘ・長さ５１ｍｍのビニロン短繊維１６質量％アクリル樹脂バインダー２０質量％および難燃剤としてデカブロモジフェニルエーテル２５重量％を材料にレジンボンド法にて、目付５０ｇ／ｍ２の通気性シートを作製し、吸着剤粒子担持シートの基材シートとした。
【００７０】
（担持処理）
基材シートとして上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、シート目付１００ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００７１】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７２】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートとして上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．１ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００７３】
［実施例６］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７４】
（基材シート）
木質パルプ１２質量％、繊度３ｄｔｅｘ・長さ１０ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維６質量％、１．３ｄｔｅｘ・５ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維８質量％、繊度１７ｄｔｅｘ・長さ１２ｍｍのビニロン短繊維３０質量％、７ｄｔｅｘ・１０ｍｍのビニロン短繊維１２質量％、アクリル樹脂バインダー１６質量％および難燃剤としてリン酸メラミン１６質量％を材料に湿式抄紙を行い、目付４６ｇ／ｍ２の通気性シートを作製し、吸着剤粒子担持シートの基材シートとした。
【００７５】
（担持処理）
上記吸着剤粒子（Ｂ）１０質量％とスチレンアクリル樹脂１０質量％とリン酸メラミン２０重量％を均一分散させた水分散液中に上記基材シートを含浸させ、乾燥させて、シート目付１２０ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００７６】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７７】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、上記吸着剤粒子Ａを１００ｇ／ｍ２と熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を５０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．５ｍｍに設定することにより、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００７８】
［比較例１］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００７９】
（通気性シート）
吸着剤粒子（Ｂ）は使用せず、実施例１で用いたのと同様の基材シートをそのまま通気性シートとして使用した。
【００８０】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８１】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートに代えて上記通気性シートを用い、上記吸着剤粒子（Ａ）の散布量を２４０ｇ／ｍ２とした以外は実施例１と同様にして、厚さ１．１ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００８２】
［比較例２］
（吸着剤粒子（Ａ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８３】
（通気性シート）
吸着剤粒子（Ｂ）は使用せず、実施例１で用いたのと同様の基材シートをそのまま通気性シートとして使用した。
【００８４】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８５】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子担持シートに代えて上記通気性シートを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００８６】
［比較例３］
（吸着剤粒子（Ａ））
吸着剤粒子（Ａ）は使用しなかった。
【００８７】
（吸着剤粒子担持シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８８】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００８９】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を１０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．２ｍｍに設定することにより、厚さ０．５ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００９０】
［比較例４］
（吸着剤粒子（Ａ））
吸着剤粒子（Ａ）は使用しなかった。
【００９１】
（吸着剤粒子担持シート）
（吸着剤粒子（Ｂ））
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９２】
（基材シート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９３】
（担持処理）
上記吸着剤（Ｂ）４０質量％とスチレンアクリル樹脂１０質量％とを均一分散させた水分散液中に上記基材シートを含浸させ、乾燥させて、シート目付３００ｇ／ｍ２の吸着剤粒子担持シートを得た。
【００９４】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９５】
（ガス吸着シート）
上記吸着剤粒子担持シートに、熱接着パウダー（東京インキ社製“パウダーレジン”ＰＲ２０３０）を１０ｇ／ｍ２散布し、その上に上記エレクトレット不織布を重ね合わせ、１２０℃に加熱した２本の回転ロール間に挟んでゲージ間を０．２ｍｍに設定することにより、厚さ０．５ｍｍのガス吸着シートを得た。
【００９６】
［比較例５］
（吸着剤粒子（Ａ））
平均粒径３８０μｍの粒状活性炭（クラレケミカル社製“クラレコール（Ｒ）”ＧＧ３２／６０）と平均粒径２６μｍの粒状活性炭（日本エンバイロケミカルズ社製“白鷺”Ｅ−２５ＫＮ）を吸着剤粒子を同量混合し使用した。
【００９７】
（通気性シート）
吸着剤粒子（Ｂ）は使用せず、実施例１で用いたのと同様の基材シートをそのまま通気性シートとして使用した。
【００９８】
（エレクトレットシート）
実施例１で用いたのと同様のものを使用した。
【００９９】
（ガス吸着シート）
吸着剤粒子（Ａ）として上記のものを用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ１．０ｍｍのガス吸着シートを得た。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
実施例１〜６のガス吸着シートは圧力損失が抑えられているにも関わらず、トルエンの脱臭効率が高く吸着容量も十分ある。
【０１０３】
また、比較例２のガス吸着シートと比較例３のガス吸着シートとを重ね合わせたものが実施例１のガス吸着シートと同等の脱臭剤量になるが、比較例２のガス吸着シートと比較例３のガス吸着シートとを連続で並べてもその除去効率の理論的な計算値は６８％（＝１００％−（１００％―６０％）×（１００％−２０％））であり、本発明のガス吸着シートが吸着剤粒子（Ａ）の層と吸着剤粒子（Ｂ）を担持した通気性シートとを単に並べたものを超える性能を発現していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、工場、ビル、家庭、車両等において外気を取り入れる場合に使用されるエアフィルター用濾材、特に、自動車内空間に使用されるエアフィルター濾材として有用なガス吸着シートに関するものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることを特徴とするガス吸着シート。
【請求項２】
前記吸着剤粒子（Ａ）の平均粒径が１５０〜５００μｍである、請求項１記載のガス吸着シート。
【請求項３】
前記吸着剤粒子（Ｂ）の平均粒径が５〜４０μｍである、請求項１または２記載のガス吸着シート。
【請求項４】
前記吸着剤粒子（Ｂ）を担持した通気性シートが湿式不織布である、請求項１〜３のいずれか記載のガス吸着シート。
【請求項５】
前記通気性シートの少なくとも一枚がエレクトレット不織布である、請求項１〜４のいずれか記載のガス吸着シート。
【請求項６】
リン系難燃剤または窒素系難燃剤を含み、難燃性を有する請求項１〜５のいずれかに記載のガス吸着シート。
【請求項７】
エアフィルター用濾材として用いられる、請求項１〜６のいずれか記載のガス吸着シート。
【請求項１】
２枚以上の通気性シートがその間に吸着剤粒子（Ａ）を挟み、吸着剤粒子（Ａ）と接する通気性シートの少なくとも一枚が、吸着剤粒子（Ａ）と接する側の面に吸着剤粒子（Ｂ）を担持してなることを特徴とするガス吸着シート。
【請求項２】
前記吸着剤粒子（Ａ）の平均粒径が１５０〜５００μｍである、請求項１記載のガス吸着シート。
【請求項３】
前記吸着剤粒子（Ｂ）の平均粒径が５〜４０μｍである、請求項１または２記載のガス吸着シート。
【請求項４】
前記吸着剤粒子（Ｂ）を担持した通気性シートが湿式不織布である、請求項１〜３のいずれか記載のガス吸着シート。
【請求項５】
前記通気性シートの少なくとも一枚がエレクトレット不織布である、請求項１〜４のいずれか記載のガス吸着シート。
【請求項６】
リン系難燃剤または窒素系難燃剤を含み、難燃性を有する請求項１〜５のいずれかに記載のガス吸着シート。
【請求項７】
エアフィルター用濾材として用いられる、請求項１〜６のいずれか記載のガス吸着シート。
【公開番号】特開２００９−６１４４５（Ｐ２００９−６１４４５Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０２６７４（Ｐ２００８−２０２６７４）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]