专利名称：杀菌用过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及房屋或办公楼等室内的用于换气设备中的空气净化用过滤器。
背景技术：
现有换气设备是通过室外空气和室内空气的交换而达到净化室内空气的设备，因此，几乎不用过滤器。在换气设备中，使用过滤器的主要目的仅是用于除去外部空气中所含的尘埃等。
特别是由于近年空气中存在大量像冠状病毒、流感病毒等病原性病毒等，引发了多种疾病，因此需要对此采取对策。
另外，本申请的发明人开发研制了一种净化水的复合过滤器，以PCT/JP02/13239提出申请。如其说明书中所述，离子交换树脂对于使病毒类、病原性细菌类等失去活性是非常有效的。
另外，无纺布可以吸附除去霍乱菌、赤痢菌、炭疽菌等菌类。
上述内容中，有关离子交换树脂使细菌类失去活性的内容记述于下述非专利文献1中，而有关无纺布对细菌类的吸附性则记述于非专利文献2中。
日本医科器械学会志，56499，1986[非专利文献2]日本人工脏器学会志，181372，1989因此，人们认为通过使用离子交换树脂或无纺布或将其组合使用，就可除去空气中的细菌，并使其失去活性。所以，通过将它们配置在建筑物的换气设备中，就能净化室内的空气，进而可预防由细菌类、病毒类引发的感染。
但离子交换树脂一般呈颗粒状，将其用作过滤器时，不易装入容器内等，难以实现简化，操作也不方便。尤其是难于得到在利用纸和布等平面状的在任何场所都能简便安装、且在净化作用降低时能简便更换的结构。
仅靠无纺布尽管可除去灰尘，也可吸附部分细菌类，但是难以达到充分净化的效果，并难以充分获得预防由此引发的感染的效果。
本发明提供的过滤器是简单的布状物，例如，可简便地配置在换气设备中，并易于更换，并能使空气中的细菌类、病毒等失去活性。
发明内容
本发明的杀菌用过滤器是将无纺布浸渍在具有可使细菌和病毒失去活性的作用的聚羧酸或改性聚乙烯醇中，然后，通过自然干燥或加热干燥而形成的。
本发明中所用的改性聚乙烯醇具有使细菌和病毒等失去活性的作用，在浸渍无纺布时，还起到糊剂的作用，且经干燥可固化附着在无纺布上。
由此，构成了本发明的杀菌用过滤器。
本发明的过滤器中所用的改性聚乙烯醇是羧酸改性聚乙烯醇等。
在本发明的过滤器中所用的聚合物中，聚丙烯酸具有充分的消除活性的作用。
即，本发明杀菌用过滤器的第一种结构是通过使用聚丙烯酸、将无纺布浸渍在聚丙烯酸水溶液中后加热干燥或自然干燥而形成的。
另外，在改性聚乙烯醇中，羧酸改性聚乙烯醇具有使细菌和病毒等失去活性的作用，但其作用很弱。为此，本发明在使用该羧酸改性聚乙烯醇时，优选为其中添加硫酸盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、硫酸葡聚糖。
本发明的这种过滤器具有透气性，且有充分的使细菌、病毒失去活性的作用。
因此，通过安装在换气用通道中，可非常有效地净化受到污染的外部气体。
即，当外部气体进入室内时，使用本发明的过滤器，此时，由无纺布除去灰尘等，同时，即使外部气体中含有细菌和病毒，也可由聚丙烯酸使其失去活性而消除其有害影响。这种活性消除的作用很强，且持续时间长，因此耐久性好。
本发明杀菌用过滤器的第二种结构是将无纺布浸渍在硫酸盐型或磺酸盐型表面活性剂等具有使细菌和病毒等失去活性的作用的糊剂，即1～10％聚羧酸或羧酸改性聚乙烯醇(以下记作CA-PVA)的水溶液中，然后加热该无纺布而使糊剂固定。
在本发明的过滤器中，在将无纺布浸渍在用作糊剂的CA-PVA的水溶液中后，经加热而使糊剂保持附着在无纺布上的状态。用作该糊剂的CA-PVA具有使细菌类、病毒类失去活性的作用。本发明的过滤器就是利用了CA-PVA的这种性质的过滤器。即，如上所述，将无纺布浸渍在CA-PVA水溶液中并对其加热，由此，因赋予其透气性且使糊剂附着时间长而形成保持在无纺布上的状态，并佑CA-PVA使细菌类、病毒类失去活性，所以可长时间用作过滤器。然而，CA-PVA使病毒等失去活性的作用很弱，所以在本发明中，通过混合使病毒类、细菌类失去活性的物质，例如硫酸盐型或磺酸盐型表面活性剂，并由上述糊剂增强使细菌类、病毒类失去活性的作用，就可得到能充分净化空气的过滤器。
作为具有使细菌类、病毒类失去活性的作用的物质，可使用水溶性硫酸葡聚糖代替硫酸盐型表面活性剂和磺酸盐型表面活性剂。
即，作为本发明过滤器第2结构例的其它实施例，是将无纺布浸渍在混有硫酸葡聚糖的CA-PVA水溶液中，然后加热使其干燥。
本发明的杀菌用过滤器的第3种结构是用糊剂使所添加的离子交换树脂附着在无纺布上，加热而使该离子交换树脂不易脱落，在保持透气性的同时，通过病毒类和细菌类附着在离子交换树脂上，而除去空气中的病毒类和细菌类。
本发明过滤器的第3种结构，是在浸渍于用作糊剂水溶液的上述CA-PVA水溶液中后，涂布离子交换树脂，并加热而得到的。
如此制成的本发明第3种结构的过滤器，其作用在于，气体容易透过，同时可由无纺布除去灰尘等，且可由离子交换树脂吸附病毒等对人体有害的微生物，形成无害气体。
因此，通过将本发明的过滤器设置在例如家用换气扇、大楼等的换气设备中，就可除去室外空气中的污物，使微生物失去活性，形成良好的室内环境。
图1是制造本发明(第1、第2种结构的过滤器)时所用装置的简要示意图。
图2是制造本发明过滤器(第3种结构的过滤器)时所用装置的简要示意图。
图3是制造本发明过滤器(第3种结构的过滤器)时所用装置的其它例示意图。
图4是制造本发明过滤器(第3种结构的过滤器)时所用装置的其它例示意图。
图5是制造本发明过滤器(第3种结构的过滤器)时所用装置的其它例示意图。
具体实施例方式
以下对本发明过滤器的实施方式及其制造方法进行说明。
本发明过滤器的第1种结构，是将无纺布浸渍在聚丙烯酸中，然后加热干燥，使其固定成布状，形成具有良好透气性和杀菌作用的过滤器。
本发明的过滤器中所用的下述聚丙烯酸，因如下所述的理由而具有使细菌、病毒失去活性的作用。
该聚丙烯酸电离成COO-和H+。该位置是活性吸附位置。
另一方面，下述磺酸钠型阳离子交换树脂的电荷位置是SO-3Na+。而病毒的吸附活性如下所述。
SO3Na、SO3H＞＞COOH因此，本发明中所用的聚丙烯酸本身就具有对病毒等的吸附活性，且溶于水。
下面参照附图对本发明第1种结构的过滤器的制造方法进行说明。
图1是本发明过滤器制造过程的简要示意图。如图1所示，将由聚酯纤维形成的无纺布用作坯布辊1，将该无纺布2通过聚丙烯酸水溶液槽3中后，由加热器4在约105℃下加热固定，再用卷绕辊5卷绕。
将该由卷绕辊5卷成布状的过滤器2切割成所需尺寸后使用。
在本发明的这种方法中，考虑到强度及其它方面，优选将聚酯等合成树脂纤维用作无纺布的原料。
如上所述，本发明的杀菌用过滤器的制造方法中用加热器进行干燥。然而，制作本发明的杀菌用过滤器(第1种结构)时也可利用自然干燥。此时，在图1所示的过程中，浸在聚丙烯酸水溶液中的无纺布，例如可切割成规定的长度，并使该无纺布以展开状态放置，通过自然干燥等制得本发明的杀菌用过滤器。
如上所述，本发明的过滤器(第2种结构过滤器)中，可将羧酸改性聚乙烯醇用作本发明的改性聚乙烯醇，向其中添加硫酸盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、或水溶性葡聚糖，将无纺布浸渍在其中，然后加热干燥。
本发明第2种结构的杀菌用过滤器，仍可利用图1所示过程制作。
此时，由于上述表面活性剂呈粉末状，所以将其混入分散到装有CA-PVA糊剂的水溶液槽3中，使通入槽3的无纺布2通过槽内的糊剂，从而使糊剂和表面活性剂可同时附着在无纺布上，同样，也可使该无纺布由加热器4进行加热，使CA-PVA糊剂形成凝胶，使其不溶。
作为此处所用的表面活性剂，优选为硫酸盐型或磺酸盐型。作为硫酸盐型表面活性剂，优选为硫酸钠，其通式为[CH3(CH2)n-SO4Na]，一般来说，脂肪族磺酸盐或硫酸盐比芳香族磺酸盐或硫酸盐更易溶于水，所以特别优选为脂肪族硫酸钠。而磺酸盐型表面活性剂优选为磺酸钠，其通式为[CH3(CH2)n-SO3Na]，特别优选为脂肪族磺酸钠。
同样，当将水溶性硫酸葡聚糖用作使细菌类、病毒类失去活性的物质时，也可以将其混合到糊剂水溶液槽中的糊剂中。因此不需使用漏斗。
这样，本发明的过滤器(第2种结构)通过使用CA-PVA作为糊剂，将可使细菌类和病毒类失去活性的表面活性剂、离子交换树脂等通过加热固定在无纺布上，以获得稳定的附着性，从而构成呈布状的可灭菌的或使菌类失去活性的过滤器。
以下参照
本发明过滤器的制造方法。
图2是本发明过滤器(第3种结构的过滤器)制造方法的简要过程示意图，(A)是整体结构图，(B)是从下方观察漏斗时的图。如图2所示，将由聚酯纤维形成的无纺布用作坯布辊1，在使该无纺布2通过糊剂水溶液槽3中后，在添加有阳离子交换树脂的漏斗6中涂布阳离子交换树脂，再由加热器4在约105℃的温度下加热固定，随后由卷绕辊5卷绕。
将由卷绕辊5卷绕的布状过滤器2切成所需尺寸后使用。
在本发明的这种方法中，考虑到强度及其它方面，优选将聚酯等合成树脂纤维用作无纺布的原料。作为糊剂，如上所述，当将CA-PVA固定在无纺布上后，其在长时间内可保持固定状态，所以益于实用等方面，且由于其本身具有可使病毒等失去活性的作用，所以为优选。此时，CA-PVA水溶液浓度优选为1～10％，CA-PVA水溶液浓度特别优选为3～7％，并且，羧酸改性度为1～4摩尔％，而优选为改性度高的聚乙烯醇。
下述羧酸改性聚乙烯醇(CA-PVA)，经加热处理可使CA-PVA形成凝胶。因此，通过加热使CA-PVA形成凝胶，而具有不溶性。
96～99摩尔％ 4～1摩尔％PVA部分 羧酸部分而CA-PVA以如下分子式表示。
其中，当n＝500以上时，一般为固体。而当n＝1000左右时，在处理等方面为优选。
在本发明中，作为糊剂的CA-PVA，是将n＝500以上的固体(薄片状)CA-PVA溶解在水中，以水溶液形式使用。实际上，n值范围优选为500～2000。
并且，CA-PVA易溶于水，使其不溶可通过下述方法实现，即，在30％甲醛(CH2O水溶液)中，加入微量的硫酸作为催化剂，经脱水·环化反应，使PVA部分的OH基如下所述缩甲醛化，得到不溶物。
由此，不需加热，也能使CA-PVA不溶，也就能固化附着在无纺布上。
在这种情况下，如图4所示，装置中无须使用加热器，而可形成CA-PVA水溶液槽3下游侧即为CH2O水溶液槽20的结构。这样，在通过槽3和20这两个槽后，涂布离子交换树脂，与糊剂一起固定在无纺布上，从而构成过滤器。
而使用此方法形成制品后，无纺布上仍会残留甲醛(CH2O)，在脱附时，室内会存在甲醛臭味。
而作为离子交换树脂可使用上述物质，且在该离子交换树脂中优选混入沸石、氧化硅、氧化铝系的酸性粘土类。
这种沸石、氧化硅、氧化铝系的酸性粘土类，其表面呈pH1～5的酸性。为此，通过将它们与阳离子交换树脂混合，就可防止离子交换树脂的活性降低。
这样，在离子交换树脂中混合沸石、氧化硅、氧化铝系的酸性粘土类时，当离子交换树脂为5～95时，可以95～5的比率混合。
为将糊剂固定，加热温度优选为100～120℃，更优选为105～110℃。
离子交换树脂的直径为1mm左右，因此，可直接使糊剂附着在无纺布上而加热固定，在将其用作过滤器时，在保持所需透气性的情况下，可使病毒类等失去活性。而为了增强失活效果，或根据过滤器的使用目的和使用场所等，离子交换树脂颗粒的粒径优选为更小。例如，离子交换树脂的颗粒直径有时优选为0.1～0.3mm，一般情况下，优选为在1～0.3mm范围内选择适当粒径使用。
基于上述理由，在离子交换树脂从漏斗落下而涂布到无纺布上的期间，优选为设有简易的粉碎机构。
图3表示具有这种粉碎机构的制造本发明过滤器的其它装置实例。
在图3中，1为坯布辊，2为无纺布，3为糊剂水溶液，4为加热器，5为卷绕辊，6为漏斗，实际上与图2所示装置构成相同。
该图3的装置中设有包覆漏斗6的容器10，在由漏斗6落下的离子交换树脂的落下部分，设有例如不锈钢制辊11、12。这样，离子交换树脂通过辊11、12之间而落在无纺布上。由此，离子交换树脂通过辊11、12之间时被粉碎，形成粒径更小的离子交换树脂，并涂布在无纺布上。
在图3的装置中，辊11、12的间距可以调整，通过调整间距，可以涂布大致满足所需粒径的离子交换树脂。
根据该图3的装置，使来自坯布辊1的无纺布2通过CA-PVA的糊剂水溶液3，将无纺布浸渍在糊剂中后，用辊11、12粉碎来自漏斗6的离子交换树脂，以粉碎成具有合适粒径的粉体，而涂布在无纺布2上。随后，用加热器4加热CA-PVA，使其形成凝胶，由此形成不溶物，而将本发明的过滤器卷绕在卷绕辊6上。
如此制作的本发明的过滤器，通过使糊剂形成不溶物而固定在无纺布上的离子交换树脂粒径很小，而且，可根据使用目的等得到固定有所需粒径的离子交换树脂的过滤器。
在如上所述的本发明的过滤器中，在含有离子交换树脂的过滤器的制作方法中，使离子交换树脂确实地附着在糊剂上，由此，通过加热使糊剂固化后，使离子交换树脂与糊剂一起确实地与无纺布形成一体，在将其用作过滤器时，优选为可防止离子交换树脂从无纺布上剥离，并能长期保持使细菌和病毒失去活性的作用。为此，在涂布离子交换树脂后，优选为立刻使用压合辊等使离子交换树脂确实附着在糊剂上。
此时，当糊剂不能均匀附着在无纺布上时，若使用辊压合的方法就可使其均匀附着。进而，即使离子交换树脂涂布不均匀，也能使其在无纺布上得到比较均匀的分布。
这样，作为使离子交换树脂确实地混入糊剂中的方法，考虑使用辊压合方法时，加热固化后的无纺布的透气性总会有些降低。为防止这种现象，在用加热器进行加热固化后，通过立刻对无纺布施加适当的拉力，就可使整体有一定程度的扩张，从而确保充分的透气性。
图5是实现上述方法的装置的简要示意图，(A)是侧视图，(B)是从下方观看到的下述输送部件部分的示意图，和图2或图3一样，图5省去了具有涂布离子交换树脂过程的装置中到漏斗4之前的过程，即，利用图2或图3的装置，在使无纺布上附着CA-PVA等糊剂后，在箭头H所指位置涂布离子交换树脂。随后由图5所示，对无纺布2由辊21、22从上下施加压力，由此，如上所述，就能确实使离子交换树脂混入并附着在糊剂上。随后，用加热器4对无纺布2进行加热，使糊剂固化，使无纺布2与糊剂一起与无纺布形成一体。随后，如图5(B)所示，通过配置例如设有针的输送部件25、26、27，一边加力一边沿箭头Y1、Y2方向输送，由此，在确保充分的透气性后卷绕。图5所示仅是一例，辊21、22也可作为涂布离子交换树脂后使其完全附着无纺布上的糊剂上的装置。同样，输送部件25、26、27只要是可使过滤器具有良好的透气性的装置，就可采用任一种结构。
发明效果由于本发明的过滤器确保了一定的透气性，所以可用于换气设备等中，并具有使混入空气中的细菌类和病毒类失去活性的效果。
权利要求
1.一种杀菌用过滤器，其特征在于，通过将无纺布浸在具有使病毒、细菌等失去活性的作用的聚羧酸或改性聚乙烯醇水溶液中后干燥而形成。
2.如权利要求1所述的杀菌用过滤器，其特征在于，所述水溶液为聚丙烯酸。
3.如权利要求1所述的杀菌用过滤器，其特征在于，所述改性聚乙烯醇水溶液为羧酸改性聚乙烯醇水溶液，且其中添加有硫酸盐型表面活性剂。
4.如权利要求1所述的杀菌用过滤器，其特征在于，所述改性聚乙烯醇水溶液为羧酸改性聚乙烯醇水溶液，且其中添加有磺酸盐型表面活性剂。
5.如权利要求1所述的杀菌用过滤器，其特征在于，所述改性聚乙烯醇水溶液为羧酸改性聚乙烯醇水溶液，且其中添加有水溶性硫酸葡聚糖。
6.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述改性聚乙烯醇溶液为羧酸改性聚乙烯醇水溶液，且在将无纺布浸渍在其中后，涂布离子交换树脂，施行加热固化。
7.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述离子交换树脂中混有沸石。
全文摘要
本发明涉及房屋或办公楼等室内的用于换气设备中的空气净化用过滤器。它通过将无纺布浸在具有使病毒、细菌等失去活性的作用的聚羧酸或改性聚乙烯醇水溶液中后干燥而形成。
文档编号A61L9/00GK1576746SQ200410000808
公开日2005年2月9日 申请日期2004年1月15日 优先权日2003年7月11日
发明者高岛征助, 饭田昌利 申请人:有限会社高·饭研究所