消臭抗菌シート及びそれを用いたフィルター材
【課題】本発明の課題は、消臭性、抗菌性、剛性に優れた消臭抗菌シートを提供する。
【解決手段】
中間層が吸着剤と、ホットメルト樹脂との混合体層で形成され、上下層の熱可塑性合成繊維不織布の少なくとも一方から加熱処理して接合されてなる複合不織布に於いて、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以上塗布され、該中間層に吸着剤が10〜300g/m2以上、ホットメルト樹脂が10〜300g/m2以上からなり、該複合不織布の目付が50〜400g/m2、通気性が0.1〜250cc/cm2/sec以上である消臭抗菌シート。
【解決手段】
中間層が吸着剤と、ホットメルト樹脂との混合体層で形成され、上下層の熱可塑性合成繊維不織布の少なくとも一方から加熱処理して接合されてなる複合不織布に於いて、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以上塗布され、該中間層に吸着剤が10〜300g/m2以上、ホットメルト樹脂が10〜300g/m2以上からなり、該複合不織布の目付が50〜400g/m2、通気性が0.1〜250cc/cm2/sec以上である消臭抗菌シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は消臭抗菌シート及びそれを用いたフィルター材に関し、さらに詳しくは、光触媒層と吸着剤層が各々別の層を形成し、吸着機能と分解機能を別層で有する消臭抗菌性能に優れたシート及びフィルター材に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気清浄機用のフィルターとして、光触媒の利用がなされている。例えば、特許文献１〜３には、活性炭フィルターと光触媒フィルターとをフィルター毎に別々に設けるか、又は各フィルターを積層した構成を有する空気清浄機が開示されている。しかしながら、このような構成では、フィルターの個数が多く、取り付けが複雑となる上、全体として嵩高なフィルターとなり、構造が大型化するため、プリーツ加工性も低下しやすく、プリーツ形状の保持性が劣るなどの問題がある。
【０００３】
特許文献４には、同一の繊維に、吸着剤と光触媒とを両方含有した消臭繊維が開示されている。この消臭繊維は、光照射の有無に係わらず消臭性能が得られるが、同一繊維に、吸着剤と光触媒とを両方含有されているので、用途に応じて、吸着剤と光触媒の混合割合を変更する場合など、両者の調合、処理方法が煩雑と成りやすく、また両者機能の発揮が充分ではなく、さらに、洗浄耐久性が低下しやすいなどの問題がある。
【特許文献１】特開昭６３−３１５１３８号公報
【特許文献２】特開平１０−８５５５８号公報
【特許文献３】特開２００３−５３１１６号公報
【特許文献４】特許３２１５３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記技術の有する問題点に対し、光触媒と吸着剤の両者機能が充分に発揮でき、両者の調合処理方法が簡便であり、かつ洗浄耐久性にも優れた消臭抗菌シートおよびそれを用いたフィルター材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記の従来技術の問題点に鑑み、中間層に消臭物質が吸着する吸着剤層を単独に設け、上下の不織布層の少なくとも片方に、光触媒層を設け、熱圧着で積層一体化することにより、全体として適度な通気性を有する複合シートとすることで、消臭物質の吸着と分解が効率的に行われ、優れた消臭抗菌性能を有することを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明は以下の通りである。
（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。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の消臭抗菌シートは、光触媒層と吸着剤層を有する複合不織布において、光触媒層と、吸着剤層がそれぞれ独立した層を形成しているので、消臭成分が、まず中間層に吸着され、その後、外層の光触媒で分解されるという、二段階で逐次的に消臭されるため、両者の相乗効果が発揮され、優れた消臭効果が得られ、比較的高濃度の消臭成分も短時間で消臭分解でき、長寿命の消臭が期待できる。また、光触媒層による抗菌効果を合わせて有することができる。更に、洗浄での性能低下が少なく、優れた洗浄耐久性を有する。従って、各種フィルター材、空気清浄機などの各種消臭・抗菌性フィルター材として好ましく用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の消臭抗菌シートは、上下2枚の熱可塑性合成繊維不織布の中間層に、吸着剤とホットメルト系樹脂の混合体を介在させた複合不織布であり、外層の片面または両面の熱可塑性合成繊維不織布に光触媒が０．１〜５g/m2塗布されている。すなわち、本発明の第一の特徴は、構造的な特徴を有することであり、上下層の少くとも１層が光触媒を含有する不織布、中間層が吸着剤と接着剤との混合体層を有し、全体として熱圧着で一体化されてなる複合シート形状を有することである。このようにして、シートに適度な通気性を与え、中間に比較的多量の吸着層を単独に配置することで、消臭成分の素早い吸着が可能となる。
【０００９】
本発明の第二の特徴は、外層の熱可塑性合成繊維不織布に光触媒剤が塗布されていることである。これにより、紫外線などの光線の照射により活性酸素を生成し、吸着された消臭成分を素早く分解し、消臭化し、また光触媒剤による抗菌・殺菌作用を有する。このように、消臭と分解が二段階で逐次的に進行するため、高濃度の消臭が長寿命で行える。
【００１０】
本発明の第三の特徴は、上下層の少くとも１層に光触媒剤をバインダー樹脂等で固着させた場合、水などの洗浄に耐えることができ、天日干し、シャワー洗浄などによる性能低下が少なく、洗浄による消臭性能の再現が期待できる。
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。
【００１１】
該不織布の構成繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミド繊維などのポリアミド系繊維、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレンなどのポリオレフイン系繊維などである。
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。
【００１２】
複合繊維としては、芯鞘構造、サイドバイサイドなどの低融点成分を有する2成分からなる複合繊維、例えば、芯部が高融点であり、鞘部が低融点である複合繊維は、熱接着性の観点から好ましい。例えば、芯部がポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミドなどの高融点繊維であり、鞘部が低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレン、共重合ポリエステル（CO―PET）、脂肪族ポリエステルなどの低融点繊維である複合繊維を、単独又は、積層、混合して用いられる。特に、スパンボンド法のポリエステル長繊維不織布が、強度、剛性、プリーツ加工性などから好ましい。
【００１３】
本発明の熱可塑性合成繊維不織布の少なくとも一方が、芯鞘構造の複合繊維不織布、高融点繊維と低融点繊維の積層不織布、高融点繊維と芯鞘構造の複合繊維不織布との積層不織布であることが好ましい。その理由は、消臭・抗菌シートの製造時に加熱、加圧することで、低融点繊維とホットメルト樹脂の両面から軟化又は融解することにより接着に寄与でき、また接着一体化が効果的に行うことができるからである。
【００１４】
本発明の中間層は、吸着剤とホットメルト樹脂との混合物からなり、各々、粒径範囲が100〜1000μmで、ほぼ同一の粒径範囲を有するように、混合加工して用いられる。貼り合わせ加工性の観点から、吸着剤と樹脂の粒径範囲、粒径を同程度にすることが、吸着剤が潰れることなく、樹脂による不織布層との接着性を維持したまま、吸着剤を中間層に自由度の高い状態で保持でき、吸着剤の表面活性を有効に機能させることができる点で好ましい。
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。
【００１５】
本発明の吸着剤量は、10〜300g/m2が必要であり、好ましくは15〜200g/m2であり、より好ましくは２０〜１００ｇ／ｍ2である。吸着剤がこの範囲にあると、接着性を損なうことなく、充分な吸着性を得ることができる。
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。
【００１６】
本発明に用いられる吸着剤は、空気中の消臭物質に対し、吸着機能を有するものであり、上下層不織布の中間層に介在させて複合一体化される。
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。
【００１７】
本発明に用いられるホットメルト樹脂としては、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン共重合系、ポリプロイレン共重合系、エチレンー酢酸ビニル系、ポリエステル系、共重合ポリエステル系、ポリアミド系など、通常、接着芯地等の加工に使用される粒状又は粉末状ホットメルト樹脂が挙げられる。
【００１８】
このホットメルト樹脂粉末の粒径は４０〜１０００μｍが好ましく、より好ましくは１００〜５００μｍである。溶融時の粘性を表すＭＩ(メルトインデックス)値は、０．１〜３０が好ましく、好ましくは１〜２０である。ホットメルト樹脂の粒径が４０μｍ未満では、ホットメルト樹脂が空中に舞易くなり、吸湿剤への加工が困難となりやすい。また粒径が、１０００μｍを超えると、シート状物の２次加工性が低下する傾向という問題がある。
【００１９】
本発明の消臭抗菌シートの目付けは、目的とする強度、通気性から50〜400g/m2、好ましくは、60〜350g/m2である。目付けが50g/m2未満では、剛性、強度が低下し、十分な加工性が得られないし、400g/m2越えると、剛性、強度が大きくなるが、通気性が低下する。
【００２０】
本発明の消臭抗菌シートの通気性は、0.1〜250 cc/cm2/sec、好ましくは1〜200 cc/cm2/sec、さらに好ましくは50〜150 cc/cm2/secである。このような通気範囲であると、消臭成分のシート内の移行が充分に行われ、中間層での消臭成分の吸着が充分に行われ、表面層での分解も迅速に行われる。
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。
【００２１】
本発明の消臭抗菌シートの剛軟度は、フィルター材に用いる場合、表面積を拡大させる目的でプリーツ形状、筒形状などに成形加工され、フィルターユニットとなり、空気、水などの流速による形状保持が必要となり、適切なフィルター材の剛性が求められる。従って、剛軟度が50mm以上が好ましく、より好ましくは７０〜２００ｍｍ、さらに好ましくは１００〜２００mmである。剛軟度が50mm未満では、剛性が不足し、形状の保持性が低下する。
【００２２】
本発明の消臭抗菌シートは、その少なくとも片面にさらにプレフィルターを用いることにより、表面の汚れ状態が明らかになり、フィルター寿命をさらに長くすることができる。プレフィルターとしては、繊維径10〜30μm、繊維長30〜70mmのポリプロピレン短繊維、ポリエステル短繊維のニードルパンチ方式、サーマルボンド方式の不織布が好ましく用いられる。短繊維不織布の目付けは、50〜150g/m2が好ましく、平均みかけ密度が0.01〜0.15g/cm3が好ましい。
【００２３】
本発明においては、上記熱可塑性合成繊維不織布に、いわゆる光触媒が添付される。これは、紫外線などの光線の照射により活性酸素を生成させ、多くの有臭物質を酸化分解する機能と、抗菌・殺菌作用を有する加工剤を不織布に塗布することによって行なわれる。具体的には、光触媒の加工剤として、例えば、硫化銅、硫化亜鉛などの硫化物、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タンク゛ステンなどの酸化物、金属カルコケ゛イナイトなどの単独又は2種以上組み合わせて使用される。光触媒としては、ゾルやゲル状で使用できると共に粉粒状で使用してもよい。光触媒の加工方法としては、ハロゲン化チタン、硫化チタンなどの金属イオンを含有する水溶液から水不溶性沈殿物を生成させる方法、金属アルコキシチタンから調製する方法、高温で酸化させる気相法などがあげられる。特に、繊維などの分解を抑制させる目的で、シリカ、アルミナーシリカ、ジルコニアまたはアパタイトなどの無機物質、多孔質物質に担持させるか、有機質のポリマー基材かバインダー樹脂で処理、又は被覆して、繊維の劣化を防止するため、直接接触しないようにして用いられる。
【００２４】
具体的な加工方法としては、不織布の繊維表面の親和性を付与させるため、バインダー樹脂処理を行ってから、光触媒の塗布加工を行うか、バインダー樹脂と光触媒の混合液を用い、同浴で塗布加工することである。塗布方法は、加工剤に浸漬、２本ロール間などの脱水、乾燥処理、含浸加工方式及び、グラビアロール方式、キスロール方式、スプレー方式などで行われる。バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン系樹脂、フッソ樹脂などが好ましく用いられる。
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。
【００２５】
上述のように不織布の繊維表面を、バインダー樹脂膜で被覆することで、繊維表面が親和性となり、光触媒の担持性、水洗浄などの耐久性が向上できるが、バインダー樹脂量は、繊維重量に対して、0.1wt%〜20wt%、好ましくは、0.5〜15wt%である。バインダー樹脂量が0.1wt%未満では、親和性が不足することがある。一方、20wt%を超えると、繊維同士の固定化が生じ、物性低下などの問題を生じやすい。
【００２６】
特に、光触媒とバインダー樹脂の混合液を塗布する場合は、光触媒の特性を充分発揮させるために、バインダー樹脂の光触媒に対しての重量比が、0.01〜3.0が好ましく、より好ましくは、0.05〜2.5である。バインダー樹脂量が光触媒に対して3倍を超えると、光触媒が樹脂膜で被覆されやすく、光触媒の機能が極端に低下することがある。
【００２７】
本発明の消臭抗菌シートの製造方法の一例を具体的に説明する。
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。
【００２８】
本発明の消臭・抗菌性シートの消臭抗菌作用について説明する。図１は、初期アンモニア２００ｐｐｍという比較的高濃度のアンモニア含有ガスにおいて、後述の実施例に基づいて、シートの放置時間に対するアンモニアの消臭効果をグラフ化したものである。吸着剤のみを用いた場合（Ａ）では、３０分後に４５％のアンモニア残留率となるが、その後アンモニア吸着は飽和状態になり、その後のアンモニア消臭効果は見られない。光触媒層のみを用いた場合（Ｂ）、光触媒による消臭効果によりアンモニア濃度は低下するが、１２０分後でも約１０％のアンモニア残留があり、充分な消臭効果とはいえない。本発明のシート（光触媒と吸着剤を並存）の場合（Ｃ）、アンモニア消臭効果は顕著であり、アンモニア残留率は１０分経過後で約１０％、３０分経過後で検出限界以下となる。このように、本発明では優れたアンモニア消臭効果を有しており、吸着と分解が２段階で逐次的に進行し、吸着と分解の相乗効果により優れた消臭効果を奏するものといえる。
【実施例】
【００２９】
本発明を実施例に基づいて説明する。
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。
【００３０】
［実施例１］
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。
【００３１】
［実施例２］
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。
【００３２】
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。
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。
【００３３】
［実施例３］
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。
【００３４】
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。
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。
【００３５】
［実施例４］
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
［実施例５］
吸着剤量50g/m2と接着剤量40g/m2（吸着剤量／接着剤量＝１．２）、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。
【００３８】
［実施例６］
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。
【００３９】
［実施例７］
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。
【００４０】
表２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。
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。
【００４１】
［実施例８］
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。
【００４２】
［比較例１］
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。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
［実施例９］
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。
【００４６】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の消臭抗菌シートは、吸着・分解機能による消臭性能に優れ、且つ、表面層が抗菌・殺菌性を有するため、各種フィルター材、空気清浄機、除湿機などのシート材料などに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の消臭抗菌シートの消臭効果を示すグラフ図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は消臭抗菌シート及びそれを用いたフィルター材に関し、さらに詳しくは、光触媒層と吸着剤層が各々別の層を形成し、吸着機能と分解機能を別層で有する消臭抗菌性能に優れたシート及びフィルター材に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気清浄機用のフィルターとして、光触媒の利用がなされている。例えば、特許文献１〜３には、活性炭フィルターと光触媒フィルターとをフィルター毎に別々に設けるか、又は各フィルターを積層した構成を有する空気清浄機が開示されている。しかしながら、このような構成では、フィルターの個数が多く、取り付けが複雑となる上、全体として嵩高なフィルターとなり、構造が大型化するため、プリーツ加工性も低下しやすく、プリーツ形状の保持性が劣るなどの問題がある。
【０００３】
特許文献４には、同一の繊維に、吸着剤と光触媒とを両方含有した消臭繊維が開示されている。この消臭繊維は、光照射の有無に係わらず消臭性能が得られるが、同一繊維に、吸着剤と光触媒とを両方含有されているので、用途に応じて、吸着剤と光触媒の混合割合を変更する場合など、両者の調合、処理方法が煩雑と成りやすく、また両者機能の発揮が充分ではなく、さらに、洗浄耐久性が低下しやすいなどの問題がある。
【特許文献１】特開昭６３−３１５１３８号公報
【特許文献２】特開平１０−８５５５８号公報
【特許文献３】特開２００３−５３１１６号公報
【特許文献４】特許３２１５３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記技術の有する問題点に対し、光触媒と吸着剤の両者機能が充分に発揮でき、両者の調合処理方法が簡便であり、かつ洗浄耐久性にも優れた消臭抗菌シートおよびそれを用いたフィルター材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記の従来技術の問題点に鑑み、中間層に消臭物質が吸着する吸着剤層を単独に設け、上下の不織布層の少なくとも片方に、光触媒層を設け、熱圧着で積層一体化することにより、全体として適度な通気性を有する複合シートとすることで、消臭物質の吸着と分解が効率的に行われ、優れた消臭抗菌性能を有することを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明は以下の通りである。
（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。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の消臭抗菌シートは、光触媒層と吸着剤層を有する複合不織布において、光触媒層と、吸着剤層がそれぞれ独立した層を形成しているので、消臭成分が、まず中間層に吸着され、その後、外層の光触媒で分解されるという、二段階で逐次的に消臭されるため、両者の相乗効果が発揮され、優れた消臭効果が得られ、比較的高濃度の消臭成分も短時間で消臭分解でき、長寿命の消臭が期待できる。また、光触媒層による抗菌効果を合わせて有することができる。更に、洗浄での性能低下が少なく、優れた洗浄耐久性を有する。従って、各種フィルター材、空気清浄機などの各種消臭・抗菌性フィルター材として好ましく用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の消臭抗菌シートは、上下2枚の熱可塑性合成繊維不織布の中間層に、吸着剤とホットメルト系樹脂の混合体を介在させた複合不織布であり、外層の片面または両面の熱可塑性合成繊維不織布に光触媒が０．１〜５g/m2塗布されている。すなわち、本発明の第一の特徴は、構造的な特徴を有することであり、上下層の少くとも１層が光触媒を含有する不織布、中間層が吸着剤と接着剤との混合体層を有し、全体として熱圧着で一体化されてなる複合シート形状を有することである。このようにして、シートに適度な通気性を与え、中間に比較的多量の吸着層を単独に配置することで、消臭成分の素早い吸着が可能となる。
【０００９】
本発明の第二の特徴は、外層の熱可塑性合成繊維不織布に光触媒剤が塗布されていることである。これにより、紫外線などの光線の照射により活性酸素を生成し、吸着された消臭成分を素早く分解し、消臭化し、また光触媒剤による抗菌・殺菌作用を有する。このように、消臭と分解が二段階で逐次的に進行するため、高濃度の消臭が長寿命で行える。
【００１０】
本発明の第三の特徴は、上下層の少くとも１層に光触媒剤をバインダー樹脂等で固着させた場合、水などの洗浄に耐えることができ、天日干し、シャワー洗浄などによる性能低下が少なく、洗浄による消臭性能の再現が期待できる。
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。
【００１１】
該不織布の構成繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミド繊維などのポリアミド系繊維、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレンなどのポリオレフイン系繊維などである。
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。
【００１２】
複合繊維としては、芯鞘構造、サイドバイサイドなどの低融点成分を有する2成分からなる複合繊維、例えば、芯部が高融点であり、鞘部が低融点である複合繊維は、熱接着性の観点から好ましい。例えば、芯部がポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミドなどの高融点繊維であり、鞘部が低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレン、共重合ポリエステル（CO―PET）、脂肪族ポリエステルなどの低融点繊維である複合繊維を、単独又は、積層、混合して用いられる。特に、スパンボンド法のポリエステル長繊維不織布が、強度、剛性、プリーツ加工性などから好ましい。
【００１３】
本発明の熱可塑性合成繊維不織布の少なくとも一方が、芯鞘構造の複合繊維不織布、高融点繊維と低融点繊維の積層不織布、高融点繊維と芯鞘構造の複合繊維不織布との積層不織布であることが好ましい。その理由は、消臭・抗菌シートの製造時に加熱、加圧することで、低融点繊維とホットメルト樹脂の両面から軟化又は融解することにより接着に寄与でき、また接着一体化が効果的に行うことができるからである。
【００１４】
本発明の中間層は、吸着剤とホットメルト樹脂との混合物からなり、各々、粒径範囲が100〜1000μmで、ほぼ同一の粒径範囲を有するように、混合加工して用いられる。貼り合わせ加工性の観点から、吸着剤と樹脂の粒径範囲、粒径を同程度にすることが、吸着剤が潰れることなく、樹脂による不織布層との接着性を維持したまま、吸着剤を中間層に自由度の高い状態で保持でき、吸着剤の表面活性を有効に機能させることができる点で好ましい。
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。
【００１５】
本発明の吸着剤量は、10〜300g/m2が必要であり、好ましくは15〜200g/m2であり、より好ましくは２０〜１００ｇ／ｍ2である。吸着剤がこの範囲にあると、接着性を損なうことなく、充分な吸着性を得ることができる。
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。
【００１６】
本発明に用いられる吸着剤は、空気中の消臭物質に対し、吸着機能を有するものであり、上下層不織布の中間層に介在させて複合一体化される。
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。
【００１７】
本発明に用いられるホットメルト樹脂としては、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン共重合系、ポリプロイレン共重合系、エチレンー酢酸ビニル系、ポリエステル系、共重合ポリエステル系、ポリアミド系など、通常、接着芯地等の加工に使用される粒状又は粉末状ホットメルト樹脂が挙げられる。
【００１８】
このホットメルト樹脂粉末の粒径は４０〜１０００μｍが好ましく、より好ましくは１００〜５００μｍである。溶融時の粘性を表すＭＩ(メルトインデックス)値は、０．１〜３０が好ましく、好ましくは１〜２０である。ホットメルト樹脂の粒径が４０μｍ未満では、ホットメルト樹脂が空中に舞易くなり、吸湿剤への加工が困難となりやすい。また粒径が、１０００μｍを超えると、シート状物の２次加工性が低下する傾向という問題がある。
【００１９】
本発明の消臭抗菌シートの目付けは、目的とする強度、通気性から50〜400g/m2、好ましくは、60〜350g/m2である。目付けが50g/m2未満では、剛性、強度が低下し、十分な加工性が得られないし、400g/m2越えると、剛性、強度が大きくなるが、通気性が低下する。
【００２０】
本発明の消臭抗菌シートの通気性は、0.1〜250 cc/cm2/sec、好ましくは1〜200 cc/cm2/sec、さらに好ましくは50〜150 cc/cm2/secである。このような通気範囲であると、消臭成分のシート内の移行が充分に行われ、中間層での消臭成分の吸着が充分に行われ、表面層での分解も迅速に行われる。
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。
【００２１】
本発明の消臭抗菌シートの剛軟度は、フィルター材に用いる場合、表面積を拡大させる目的でプリーツ形状、筒形状などに成形加工され、フィルターユニットとなり、空気、水などの流速による形状保持が必要となり、適切なフィルター材の剛性が求められる。従って、剛軟度が50mm以上が好ましく、より好ましくは７０〜２００ｍｍ、さらに好ましくは１００〜２００mmである。剛軟度が50mm未満では、剛性が不足し、形状の保持性が低下する。
【００２２】
本発明の消臭抗菌シートは、その少なくとも片面にさらにプレフィルターを用いることにより、表面の汚れ状態が明らかになり、フィルター寿命をさらに長くすることができる。プレフィルターとしては、繊維径10〜30μm、繊維長30〜70mmのポリプロピレン短繊維、ポリエステル短繊維のニードルパンチ方式、サーマルボンド方式の不織布が好ましく用いられる。短繊維不織布の目付けは、50〜150g/m2が好ましく、平均みかけ密度が0.01〜0.15g/cm3が好ましい。
【００２３】
本発明においては、上記熱可塑性合成繊維不織布に、いわゆる光触媒が添付される。これは、紫外線などの光線の照射により活性酸素を生成させ、多くの有臭物質を酸化分解する機能と、抗菌・殺菌作用を有する加工剤を不織布に塗布することによって行なわれる。具体的には、光触媒の加工剤として、例えば、硫化銅、硫化亜鉛などの硫化物、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タンク゛ステンなどの酸化物、金属カルコケ゛イナイトなどの単独又は2種以上組み合わせて使用される。光触媒としては、ゾルやゲル状で使用できると共に粉粒状で使用してもよい。光触媒の加工方法としては、ハロゲン化チタン、硫化チタンなどの金属イオンを含有する水溶液から水不溶性沈殿物を生成させる方法、金属アルコキシチタンから調製する方法、高温で酸化させる気相法などがあげられる。特に、繊維などの分解を抑制させる目的で、シリカ、アルミナーシリカ、ジルコニアまたはアパタイトなどの無機物質、多孔質物質に担持させるか、有機質のポリマー基材かバインダー樹脂で処理、又は被覆して、繊維の劣化を防止するため、直接接触しないようにして用いられる。
【００２４】
具体的な加工方法としては、不織布の繊維表面の親和性を付与させるため、バインダー樹脂処理を行ってから、光触媒の塗布加工を行うか、バインダー樹脂と光触媒の混合液を用い、同浴で塗布加工することである。塗布方法は、加工剤に浸漬、２本ロール間などの脱水、乾燥処理、含浸加工方式及び、グラビアロール方式、キスロール方式、スプレー方式などで行われる。バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン系樹脂、フッソ樹脂などが好ましく用いられる。
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。
【００２５】
上述のように不織布の繊維表面を、バインダー樹脂膜で被覆することで、繊維表面が親和性となり、光触媒の担持性、水洗浄などの耐久性が向上できるが、バインダー樹脂量は、繊維重量に対して、0.1wt%〜20wt%、好ましくは、0.5〜15wt%である。バインダー樹脂量が0.1wt%未満では、親和性が不足することがある。一方、20wt%を超えると、繊維同士の固定化が生じ、物性低下などの問題を生じやすい。
【００２６】
特に、光触媒とバインダー樹脂の混合液を塗布する場合は、光触媒の特性を充分発揮させるために、バインダー樹脂の光触媒に対しての重量比が、0.01〜3.0が好ましく、より好ましくは、0.05〜2.5である。バインダー樹脂量が光触媒に対して3倍を超えると、光触媒が樹脂膜で被覆されやすく、光触媒の機能が極端に低下することがある。
【００２７】
本発明の消臭抗菌シートの製造方法の一例を具体的に説明する。
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。
【００２８】
本発明の消臭・抗菌性シートの消臭抗菌作用について説明する。図１は、初期アンモニア２００ｐｐｍという比較的高濃度のアンモニア含有ガスにおいて、後述の実施例に基づいて、シートの放置時間に対するアンモニアの消臭効果をグラフ化したものである。吸着剤のみを用いた場合（Ａ）では、３０分後に４５％のアンモニア残留率となるが、その後アンモニア吸着は飽和状態になり、その後のアンモニア消臭効果は見られない。光触媒層のみを用いた場合（Ｂ）、光触媒による消臭効果によりアンモニア濃度は低下するが、１２０分後でも約１０％のアンモニア残留があり、充分な消臭効果とはいえない。本発明のシート（光触媒と吸着剤を並存）の場合（Ｃ）、アンモニア消臭効果は顕著であり、アンモニア残留率は１０分経過後で約１０％、３０分経過後で検出限界以下となる。このように、本発明では優れたアンモニア消臭効果を有しており、吸着と分解が２段階で逐次的に進行し、吸着と分解の相乗効果により優れた消臭効果を奏するものといえる。
【実施例】
【００２９】
本発明を実施例に基づいて説明する。
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。
【００３０】
［実施例１］
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。
【００３１】
［実施例２］
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。
【００３２】
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。
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。
【００３３】
［実施例３］
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。
【００３４】
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。
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。
【００３５】
［実施例４］
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
［実施例５］
吸着剤量50g/m2と接着剤量40g/m2（吸着剤量／接着剤量＝１．２）、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。
【００３８】
［実施例６］
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。
【００３９】
［実施例７］
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。
【００４０】
表２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。
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。
【００４１】
［実施例８］
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。
【００４２】
［比較例１］
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。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
［実施例９］
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。
【００４６】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の消臭抗菌シートは、吸着・分解機能による消臭性能に優れ、且つ、表面層が抗菌・殺菌性を有するため、各種フィルター材、空気清浄機、除湿機などのシート材料などに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の消臭抗菌シートの消臭効果を示すグラフ図。
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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
特徴とする請求項１に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項１又は２に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項３に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項１〜４のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項５に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項５に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項１〜７のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
【請求項９】
請求項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。
【請求項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。
【請求項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
特徴とする請求項１に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項１又は２に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項３に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項１〜４のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項５に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項５に記載の消臭抗菌シート。
【請求項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請求項１〜７のいずれかに記載の消臭抗菌シート。
【請求項９】
請求項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。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１０４５５７（Ｐ２００８−１０４５５７Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８８５５６（Ｐ２００６−２８８５５６）
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]