JPH07163640A

JPH07163640A - 抗菌・脱臭フィルター

Info

Publication number: JPH07163640A
Application number: JP5342318A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Iwatani; 浩樹岩谷; Tadahiro Mori; 忠弘森; Masayoshi Morimoto; 昌義森本; Tatsuji Kawai; 達司河合
Original assignee: Kajima Corp; Unitika Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Unitika Ltd
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】脱臭フィルター上に付着した細菌の繁殖を防
止し，かつ軽量で高脱臭性を有する抗菌・脱臭フィルタ
ーを提供する。【構成】銀や無機の銀化合物を添着した活性炭を主成
分として形成されたフィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，空気調和機，空気清浄
機，脱臭機などに使用される抗菌性を有する脱臭フィル
ターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年，建物の気密性に起因したアレルギ
ー性喘息などに見られるように空気の微生物汚染の問題
が社会的に顕在化してきている。空気調和機や空気清浄
機の脱臭フィルターは，一般的に活性炭を成型したもの
が使用されている。空気調和機や空気清浄機には集塵部
があり，空気中の粉塵や粉塵に付着した菌を捕集してい
るが，これらの菌を 100％は捕集できず，一部の粉塵や
粉塵に付着した菌などは，集塵部の下流側にある脱臭フ
ィルターに付着する場合が多い。脱臭フィルター上に細
菌が付着すると，粉塵や活性炭に吸着した水分などを栄
養源として繁殖し，新たな問題を引き起こす。例えば，
カビ（真菌）の胞子が付着し，それが繁殖すると多数の
胞子を形成するため，その胞子が飛散して新たな空気の
汚染源となったり，腐敗臭が発生する。

【０００３】このような問題を解決するために，空気調
和機に紫外線ランプを併用し，循環空気に殺菌光線を照
射することが従来から行われている。しかしながら，こ
の殺菌光線照射法は，殺菌ランプ，配線，その他の付属
品を要するために装置が大型となり，コストが高くな
る。また，紫外線ランプにより人体に対して有害なオゾ
ンを発生するという問題もある。

【０００４】このため，特開昭59-66321号公報や特開昭
61−137564号公報には，人体に対して安全性が高く，か
つ，安価なゼオライトに銀を添着したものを含有させた
エアフィルター（銀ゼオライトフィルター）が提案され
ている。ところが，本発明者らの検討によると，銀ゼオ
ライトは銀の担持量に限界があり，抗菌性を上げるには
銀ゼオライトの含有率を増やす必要があるため，フィル
ターの重量が重くなり，交換が煩雑になるという欠点が
ある。また，銀ゼオライトフィルターは脱臭性能がな
く，一般家庭におけるタバコの臭い，ペットの臭い，ト
イレの臭いなどの悪臭に対する脱臭の要求に応えること
ができなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記の欠点
を解消し，脱臭フィルター上に付着した細菌の繁殖を防
止し，かつ軽量で高脱臭性を有する抗菌・脱臭フィルタ
ーを提供することを技術的な課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは，上記の課
題を解決するために鋭意研究した結果，銀や無機の銀化
合物を添着した活性炭を脱臭フィルターの主成分とすれ
ば，高脱臭性能があり，しかもフィルター上に細菌が繁
殖しないことを見い出して本発明に到達した。

【０００７】すなわち，本発明は，銀及び／又は無機の
銀化合物を添着した活性炭を主成分とする抗菌・脱臭フ
ィルターを要旨とするものである。

【０００８】以下，本発明について詳述する。本発明の
抗菌・脱臭フィルターは，銀又は無機の銀化合物，ある
いは銀と無機の銀化合物の両方を添着した活性炭を主成
分として成型されたものである。

【０００９】活性炭に添着する銀としては金属銀，コロ
イダル銀，銀イオン等が挙げられ，また，無機の銀化合
物としては，塩化銀，臭化銀，ヨウ化銀などのハロゲン
化銀，硝酸銀，硫酸銀，リン酸銀，硫化銀，塩素酸銀，
ケイ酸銀，酸化銀などが挙げられるが，中でも塩化銀，
硝酸銀，酸化銀が好ましい。

【００１０】銀や無機の銀化合物（以下，単に銀成分と
いう。）を活性炭に添着するには，銀成分を水又は有機
溶媒に溶解又は懸濁し，これを活性炭に含浸した後，乾
燥し，必要によりさらに焼成する方法や，上記銀成分の
液を活性炭に散布し，必要により乾燥や焼成処理を施す
方法がある。また，例えば硝酸銀と塩化ナトリウムをそ
れぞれ別個の水溶液とし, まずこの一方を活性炭に含浸
させ, 次いで他方を含浸させて活性炭の細孔内表面に塩
化銀を生成させるなど，２種の水溶性化合物を別々に添
着し，活性炭の表面で水に難溶性の銀化合物を生成させ
ることもできる。活性炭に対する銀成分の添着量は，銀
に換算して0.１〜10重量％，特に１〜５重量％が好まし
い。銀成分の量が少なくなると，フィルター上の細菌の
繁殖抑制効果が低下し，また，銀成分の量が多くなる
と，銀成分が表面に付着しているだけで，剥離しやすく
なる。

【００１１】銀成分を添着するのは，活性炭の前駆体を
賦活する前でもよいし，活性炭をフェルト状や，フィル
ター状に成型した後でもよい。また，石炭ピッチを原料
とする活性炭においては，石炭ピッチに銀成分を添着し
た後，これを不融化し，賦活して銀添着活性炭を得るな
ど，原料段階で添着してもよい。

【００１２】次に，銀成分を添着する活性炭は，原料が
木材，椰子殻，石炭ピッチなどいずれでもよいが，比表
面積は大きい方が悪臭成分に対する吸着量が増大するた
め好ましく,300m²/g以上, 特に 600m²/g以上がよい。比
表面積が300m²/g 未満のものは，銀成分を必要量添着す
ると比表面積と細孔容積が減少し，活性炭のミクロポア
による吸着効果が低下するので好ましくない。なお，比
表面積の測定は, 窒素ガスの吸着よりＢＥＴの理論式に
より求めるものである。

【００１３】また，活性炭は，温度25℃，相対湿度60％
における平衡水分率が10％以上のものが好ましい。一般
に活性炭は疎水性であるため吸湿性は低いが，温度25
℃，相対湿度60％における平衡水分率が10％以上のもの
は大気中の水分を適宜吸収し，この水分中に，添着され
ている銀成分が徐々に活性な銀イオンとして溶出して，
微生物や細菌類に対し，強い発育阻害効果や抗菌効果を
示すものと考えられる。

【００１４】さらに，活性炭は繊維状であることが好ま
しい。繊維状活性炭で構成された吸着材は，粒状吸着材
に比べて悪臭成分に対する吸着速度が著しく速くなり，
少量でも十分な脱臭効果を発揮することができ，フィル
ターを小型化，軽量化することができる。また，繊維状
活性炭は外表面積が粒状吸着材に比べ約 100倍と非常に
大きく，添着している銀成分と細菌類が直接接触して抗
菌効果を示すことも考えられる。さらに，繊維状活性炭
は種々の形状に成形することができるため，たとえばハ
ニカム形状やコルゲート形状など低圧力損失のフィルタ
ーを製造することができるという非常に大きな利点を有
する。

【００１５】繊維状活性炭としては，ピッチ系，アクリ
ル系，セルロース系，フェノール系などの繊維を原料と
して，通常の方法で不融，賦活処理することにより微細
孔を形成したもので，比表面積は 500m²/g以上，特に 9
00m²/g以上のものが好ましい。繊維状活性炭は，粒状活
性炭に比べてその細孔が小さいので，比表面積は粒状活
性炭より大きい方が好ましい。

【００１６】活性炭として繊維状のものを用いる場合
も，前記の方法で銀成分を添着させることができる。ま
た，繊維状活性炭は，通常の活性炭に比べて比表面積の
大きなものを作ることができるため，銀成分の添着量を
多くすることが可能であり，銀成分による抗菌効果と細
孔による吸着効果が増大したフィルターを得ることがで
きる。

【００１７】本発明の抗菌・脱臭フィルターには，これ
ら銀成分を添着した活性炭を枠組みの中にそのまま充填
してフィルター状に形成したものや，織物や不織布の間
に挟み込む方法，立体編物やハニカム状基材の中に充填
する方法等によりフィルター状に形成したもの，さらに
は不織布やハニカム状基材に接着担持する方法等により
いったんフエルト状に成形した後，このフエルト状物を
枠組みの中に充填してフィルター状にしたものがある。

【００１８】また，銀成分を添着した繊維状活性炭を用
いたフィルターとしては，繊維状活性炭単独のフェルト
状物の少なくとも一面に合成繊維，天然繊維などの不織
布，織物，編物などを積層したもの，あるいは，これら
をニードルパンチにより交絡させるか熱融着させてフィ
ルター状に成形したものが用いられる。また，繊維状活
性炭と一定量の熱可塑性合成繊維を乾式又は湿式で混合
してフェルト状物に成形したもの，あるいはこのフェル
ト状物を加熱処理して，熱可塑性合成繊維の一部又は全
部を熱溶融させて得られる，繊維状活性炭と熱可塑性合
成繊維あるいは熱可塑性合成繊維同士が融着で一体化し
たフェルト状物，さらに，これらのフェルト状物の少な
くとも一面に合成繊維，天然繊維などの不織布，織物，
編物などを積層したものなども用いられる。

【００１９】上記で使用する熱可塑性合成繊維として
は，例えば，ポリエステル，ナイロン，ポリエチレン，
ポリプロピレン，共重合ポリエステルなどからなる単成
分繊維，あるいは芯部にポリエステル，鞘部にポリエチ
レン，ポリプロピレン，共重合ポリエステルなどを用い
た芯鞘複合繊維などがある。繊維状活性炭と熱可塑性合
成繊維を混合する場合，その混合重量比は98：２〜40：
60，特に95：５〜50：50の範囲が好ましい。銀成分を添
着した繊維状活性炭の割合が大きすぎると，フェルト状
物の成型性が悪くなり，逆に少なすぎると，悪臭物質の
吸着性及び微生物に対する抗菌性が低下する。

【００２０】繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維の混合方
法は，例えば繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を所定の
割合でローラカード機に投入し，カードをかけながら混
繊した後，ニードルパンチにより一体化し，フェルト状
物とする方法を採用することができる。また，繊維状活
性炭と熱可塑性合成繊維を混繊しながら抄紙法により湿
式でフェルト状物を得る方法でもよい。さらに，これら
に麻，綿等の天然繊維を混合することもできる。

【００２１】本発明において，フィルターは，銀成分を
添着した活性炭だけを用いて形成してもよいが，抗菌性
の負荷が小さく，脱臭性の負荷が大きい場所で使用する
フィルターとしては，銀成分を添着した活性炭と無添着
の活性炭あるいは特定の悪臭物質を除去するための薬剤
を添着した活性炭を混合して成形することが性能とコス
トの面から好ましい。

【００２２】また，抗菌性や脱臭性の他に除塵性能が要
求される場合には，本発明のフィルターと除塵フィルタ
ーを組み合わせて使用するのが好ましい。２種のフィル
ターの組み合わせ方法としては，別々に枠組みして積層
する方法や，本発明のフィルターと除塵フィルターを重
ね合わせて枠組みする方法等があるが，空気調和機等の
機械の仕様に合った方法を選択すればよい。本発明のフ
ィルターと除塵フィルターを組み合わせて使用する場合
の配置は，抗菌性や脱臭性を持続させるためには上流側
に除塵フィルターを，下流側に本発明のフィルターを設
置するのが好ましい。

【００２３】本発明の抗菌・脱臭フィルターは，使用に
より性能は低下してくるが，再生して使用することが可
能である。再生方法は銀成分の脱落を生じない方法であ
れば特に限定されるものではないが，再生効率やコスト
の点から熱風による再生が好ましい。

【００２４】本発明の抗菌・脱臭フィルターは，空気調
和機，空気清浄機，脱臭機などに装着して使用される
が，銀成分を添着した活性炭を主成分としているため，
たとえフィルター上に細菌類が付着しても，銀成分の殺
菌作用でその繁殖を防止することが可能であり，また，
銀ゼオライトフィルターに比較してはるかに軽量で，か
つ，抗菌性と高脱臭性を有するものである。

【００２５】

【実施例】次に，本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００２６】実施例１比表面積890m²/g,細孔容積0.85ml/g, 平均細孔直径20
Å, 粒径3.2mm,温度25℃, 相対湿度60％における平衡水
分率が５％である椰子殻活性炭を, 種々の濃度の硝酸銀
水溶液に含浸し，金属銀として０〜10重量％を添着した
後，水洗，乾燥して銀添着椰子殻活性炭(a) 〜(e) を得
た。得られた銀添着椰子殻活性炭をトラベロンFS-5 (金
井重要工業社製ポリエステル不織布) でサンドイッチ状
に挟み込み, ニードルパンチにより一体化して活性炭目
付300g/m²のフエルト状物を得た。ついで，このフエル
ト状物を20mm×20mmの大きさに切取り, 試験管に入れ
て，温度 121℃，圧力15気圧の条件で15分間の加熱滅菌
処理を施してフィルターを得た。

【００２７】次に，あらかじめS.aureus（黄色ブドウ球
菌）又はE.coli（大腸菌）を1/20トリプトソイ培地で希
釈して初菌数が6.４×10⁷個/ml と3.２×10⁷個/ml に
調整した菌液50μl をフィルターに接種し, 37℃で24時
間培養した。培養後，試験管に0.2 ％-Tween80（和光純
薬工業社製界面活性剤）を含んだリン酸緩衝溶液を加
え，試験管ミキサーで１分間振動してフィルターに付着
している菌を振り落とし, 普通寒天プレートに接種して
寒天培地上に生成したコロニー数を計測し, 残菌数を求
めた。得られた結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかなように，いずれの銀添着
椰子殻活性炭を用いたフィルターも抗菌性が認められた
が，その中では，銀を１重量％以上添着した椰子殻活性
炭を用いたものの殺菌効果が特に良好であった。一方，
銀を添着しなかった椰子殻活性炭(a) を用いたフィルタ
ーは，抗菌性が認められず，むしろ残菌数は増加してい
た。

【００３０】実施例２石炭ピッチを原料として溶融紡糸及び不融化したピッチ
繊維を, 賦活温度 850℃で30分間水蒸気賦活して繊維状
活性炭を得た。この繊維状活性炭を, スチーム中で，温
度 950℃, 内圧0.002kg/cm²,酸素濃度0.５体積％の条件
で処理時間を０〜10分と変えて酸化処理を施し，比表面
積1020m²/g, 細孔容積0.43ml/g, 平均細孔直径17Å, 繊
維径15μm,温度25℃, 相対湿度60％における平衡水分率
が３〜20％である繊維状活性炭を得た。

【００３１】次に，これらの繊維状活性炭を硝酸銀水溶
液に含浸し，金属銀として１重量％を添着した後，水
洗，乾燥して銀添着繊維状活性炭(f) 〜(i) を得た。得
られた銀添着活性炭とメルティー3380（ユニチカ社製ポ
リエステル芯鞘複合繊維）を重量比が70：30となる割合
でローラカード機に投入してカードをかけながら混繊
し，次いでニードルパンチにより一体化した後，メルテ
ィーと銀添着活性炭を温度85℃で熱融着させてフェルト
状物を得た。そして，このフェルト状物を20mm×20mmの
大きさに切りとり，試験管に入れて，温度 121℃，圧力
15気圧の条件で15分間の加熱滅菌処理を施してフィルタ
ーを得た。

【００３２】得られたフィルターを用いて，実施例１と
同様にして抗菌性の試験を行った。その結果を表２に示
す。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２から明らかなように，酸化処理を施し
ていない平衡水分率が３％の繊維状活性炭を用いたフィ
ルターも抗菌性が認められたが，平衡水分率が10％以上
の銀添着繊維状活性炭を用いたものの殺菌効果が特に良
好であった。

【００３５】実施例３実施例２と同様にして，比表面積1010m²/g, 細孔容積0.
45ml/g, 平均細孔直径17Å, 繊維径15μm,温度25℃, 相
対湿度60％における平衡水分率が10％である繊維状活性
炭を作成し，これを濃度の異なる硝酸銀水溶液に含浸
し，金属銀として０〜10重量％を添着した後，水洗，乾
燥して銀添着繊維状活性炭(j) 〜(n) を得た。次に，得
られた銀添着繊維状活性炭のみでフエルト状物を作製
し，その両面をマリックス90153WSO( ユニチカ社製ポリ
エステル不織布) で挟み, ニードルパンチにより交絡さ
せて一体化した。次いで，実施例１と同様にして滅菌処
理を施してフィルターとし，抗菌性の試験を行った。そ
の結果を表３に示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】表３から明らかなように，いずれの銀添着
繊維状活性炭を用いたフィルターも抗菌性が認められた
が，その中では，銀を１重量％以上添着した繊維状活性
炭を用いたものの殺菌効果が特に良好であった。一方，
銀を添着しなかった繊維状活性炭(j) を用いたフィルタ
ーは，抗菌性が認められず，むしろ残菌数は増加してい
た。

【００３８】実施例４実施例２と同様にして，比表面積1010m²/g, 細孔容積0.
45ml/g, 平均細孔直径17Å, 繊維径15μm,温度25℃, 相
対湿度60％における平衡水分率が10％である繊維状活性
炭を作成し，これを硝酸銀水溶液に含浸し，金属銀とし
て１重量％を添着した後，水洗，乾燥して銀添着繊維状
活性炭(o）を得た。得られた銀添着繊維状活性炭とメル
ティー3380（ユニチカ社製ポリエステル芯鞘複合繊維）
を重量比70：30の割合でローラカード機に投入してカー
ドをかけながら混繊し, 次いで, ニードルパンチにより
一体化した後，メルティーと銀添着繊維状活性炭を温度
85℃で熱融着させてフェルト状物を得た。そして, この
フェルト状物を 150mm×150mm の大きさに切りとってフ
ィルターを得た。

【００３９】次いで，あらかじめ硫化水素又はメチルメ
ルカプタンが10ppm になるように調整した１m³のアクリ
ル製立方体型箱内にフィルターをセットし, 風量1.5m³/
minの条件で15分間内部循環させた後，ガス検知管で内
部濃度を測定し，除去率を算出した。

【００４０】また，比較例として，銀を添着しない繊維
状活性炭(p）を使用する以外は実施例４と同様にしてフ
ィルターを作成し，脱臭試験を行った。さらに，上記２
つのフィルターを20mm×20mmの大きさに切りとって試験
管に入れ, 温度 121℃，圧力15気圧で15分間の加熱滅菌
処理を施した後，実施例１と同様の方法で抗菌性試験を
行った。得られた結果を表４に示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】表４から明らかなように，実施例のフィル
ターは，脱臭効果と殺菌効果を有するものであったが，
銀を添着しなかった繊維状活性炭を用いた比較例のフィ
ルターは，脱臭効果を有するものの，抗菌性は認められ
ず，むしろ残菌数が増加していた。

【００４３】

【発明の効果】本発明のフィルターは，銀成分を添着し
た活性炭を主成分としてフィルターが形成されているの
で，高脱臭性能と抗菌性を有し，フィルター上に細菌が
繁殖しないため，腐敗臭を出すこともなく，長時間使用
することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森本昌義東京都調布市飛田給二丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者河合達司東京都調布市飛田給二丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銀及び／又は無機の銀化合物を添着した
活性炭を主成分とする抗菌・脱臭フィルター。
【請求項２】活性炭の，温度25℃, 相対湿度60％にお
ける平衡水分率が10％以上である請求項１記載の抗菌・
脱臭フィルター。
【請求項３】活性炭が繊維状である請求項１又は請求
項２記載の抗菌・脱臭フィルター。