JP2001049022A

JP2001049022A - 調湿材料及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001049022A
Application number: JP22661799A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Matsuda; ▲ひで▼明松田; Shinji Otoishi; 真二音石; Yoshihiro Tange; 善弘丹下; Shunryo Azuma; 俊良吾妻
Original assignee: Okura Industrial Co Ltd
Current assignee: Okura Industrial Co Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた吸放湿性能を有する調湿材料およびその
製造方法を提供すること。【解決手段】隣接するほぼ球状の気孔が小穴で互いに連
通した構造を有し、気孔率が５０〜９５％の範囲にある
連続性多孔質材料の気孔内に、潮解性物質を担持させて
なる調湿材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内、床下、天井
裏、保存室等の湿度調整を必要とする空間に用いられる
調湿材料及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】日本の気候風土は夏期に高温多湿となり
非常に不快であるために、従来から家屋等の建築材料と
して、土壁等の調湿性を有する材料が使用されてきた。
しかし近年、乾式工法による施工性の効率化、さらには
住宅の高気密、高断熱化が進み、室内壁面等の結露にと
もなうダニ、カビの発生によるアレルギー疾患が新たな
問題となっている。これらの問題を解決するための一つ
の手段として、空調、換気設備によって室内の湿度をコ
ントロールする方法が提案されている。しかし、これら
の空調設備は高価であり、また電気代等の維持費がかか
るという問題がある。

【０００３】一方、室内の床、壁、天井等に調湿材料を
用いて、室内を快適な湿度に保つ方法が提案されてい
る。このような調湿材料として、例えば、セピオライ
ト、アタパルジャイト等の繊維中空状の複鎖構造型粘土
鉱物及び熱硬化性樹脂と重合開始剤又は重合性モノマー
と重合触媒とを含有する油中水滴型エマルジョン液を硬
化又は重合せしめた自己湿度調節能を有するプラスチッ
ク成形体多孔質体（特公昭５５−４４７６９号公報）
や、疎水性合成樹脂にゼオライト、セピオライト等の吸
放湿性を有する充填材を混入し、単軸或いは多軸延伸し
て多孔化したシート（特開昭６２−８１４２７号公報）
等がある。これらの調湿材料は、いずれも多孔質構造を
有する合成樹脂基材中に調湿能に優れた充填材を含有さ
せたものであり優れた調湿能を示すものである。しかし
ながら、上記調湿材料の調湿能は、複鎖構造型粘土鉱物
や吸放湿性を有する充填材の含有量に依存し、これらの
含有量が少ないと十分な調湿能が発揮できないという問
題があった。また、特公昭５５−４４７６９号公報記載
の方法では、複鎖構造型粘土鉱物が油中水滴型エマルジ
ョン液の樹脂中に分散しているので、樹脂中に存在する
複鎖構造型粘土鉱物の一部は外気と接触ができないとい
う問題があった。更に、特開昭６２−８１４２７号公報
記載の方法では、シートの厚みが薄い場合は、吸放湿性
を有する充填材の量が不足して調湿能が十分でなく、シ
ートの厚みが厚いと特公昭５５−４４７６９号公報記載
の方法の場合と同様に、吸放湿性を有する充填材の大部
分が外気と接触できなくなるという問題があった。

【０００４】また、より高い吸湿性能を得るために、多
孔質材料に吸湿性を有する塩化物を含有させた調湿材料
が提案されている（特開平８−２６８４２号公報）。こ
の調湿材料は、多孔質材料としてケイ酸カルシウム板、
合板等の一般建築材料に、塩化リチウム等の吸湿性塩化
物を含有させたもので、高湿度下では吸湿した水が気孔
内に保持され、また低湿度下では保持した水を放出する
ことで調湿を行なう。しかしながら、これらの調湿材料
は、材料を構成する粒子間の隙間が気孔となる、いわゆ
るアグリゲート構造であるため、気孔率が一般的には３
０〜５０％か、それ以下と低く、多量の水分を保持でき
ないばかりか、高湿度が長期間続いた場合には、吸湿し
た水が材料表面に染み出す恐れがあるという問題を有す
る。また、この調湿材料は、一般建築材料に吸湿性塩化
物を含浸後、乾燥させる方法、あるいは、原料粉末に吸
湿性塩化物を混合した後成形する方法等で製造される。
しかしながら、含浸法は、吸湿性塩化物の含浸量を正確
にコントロールするのが困難であるため、得られた調湿
材料の吸放湿性は安定しないうえ、含浸工程に時間がか
かり、コスト高になる。また、吸湿性塩化物が表層部に
集中し、材料表面に析出した吸湿性塩化物が材料表面を
濡らすという問題も生じる。一方、原料粉末に吸湿性塩
化物を混合した後成形する方法では、気孔率を高くする
のが難しく、さらに、含浸法同様、吸湿性塩化物が材料
表面を濡らす問題も有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来技術の問題点を解決し、優れた吸放湿性能を有す
る調湿材料およびその製造方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の調
湿材料に母材として用いられている多孔質材料に着目
し、母材である多孔質材料の構造が調湿機能に多大な影
響を及ぼすという観点から鋭意検討した結果、ある特定
の構造を有する多孔質材料の気孔内に潮解性物質を担持
したものが、優れた吸放湿性能を有することを見いだし
本発明に至った。

【０００７】すなわち、本発明は、隣接するほぼ球状の気孔が小穴で互いに連通した構
造を有し、気孔率が５０〜９５％の範囲にある連続性多
孔質材料の気孔内に、潮解性物質を担持させてなる調湿
材料。潮解性物質の水溶液、重合性不飽和化合物、逆乳化
剤及び重合開始剤からなる油中水滴型エマルジョン組成
物を重合後、水を除去することを特徴とする記載の調
湿材料の製造方法を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の調湿材料は、吸湿性の高い潮解性物質
を、特定構造を有する連続性多孔質材料の気孔内に担持
させたことで、高い吸放湿性能を実現したものである。
すなわち、気孔がほぼ球状であることにより、１つの気
孔に多くの気孔が隣接する構造が取りやすく、そのため
気孔同士を連通する小穴の数も多くなり、さらには、高
い気孔率を有する構造体が可能となるのである。しかも
吸湿性の高い潮解性物質が気孔内に担持されているので
吸放湿が効率よく行なわれるのである。また、球状の気
孔同士が小穴で連通しているので、管状で連通する場合
に比べて、吸湿した水により気孔の連通部が塞がれ難い
という特徴も有している。気孔同士を連通させる小穴
は、直径０．１μｍ以上、さらには直径１μｍ以上が望
ましい。小穴の直径が大きいと、吸放湿がより効率よく
行なわれる。

【０００９】更に、本発明における連続性多孔質材料
は、気孔率が５０〜９５％の範囲であることが重要であ
り、さらには８０〜９５％がより好ましい。気孔率が小
さいと、気孔同士が隣接する数が少なくなり、吸放湿が
効率よく行なわれない。また、本発明の調湿材料は、連
続性多孔質材料の気孔内に吸湿した水を保持させるた
め、気孔率が５０％未満では、水を保持する空間が十分
でなく、優れた調湿性能を発揮できない。一方気孔率が
９５％を超えると材料自体がもろくなるため好ましくな
い。

【００１０】本発明の調湿材料における潮解性物質とし
ては、塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化マグネシウ
ム、珪酸ナトリウム等の無機塩類、ポリアクリル酸ナト
リウム等の吸湿性有機化合物等が挙げられる。これらの
潮解性物質は単独もしくは、適宜組み合わせて用いるこ
ともできる。

【００１１】上述した構造を有する本発明の調湿材料
は、例えば、潮解性物質の水溶液、重合性不飽和化合
物、逆乳化剤及び重合開始剤からなる油中水滴型エマル
ジョン組成物を形成し、それを重合した後、水を除去す
る方法で製造することができる。すなわち、従来、油中
水滴型エマルジョンは、水と油性物質である重合性不飽
和化合物とで形成されることが知られており、更に、充
填材を配合した場合には、充填材は水滴中ではなく、重
合性不飽和化合物中に分散するのであるが、本発明で使
用する吸放湿性物質である潮解性物質は水に良く溶け、
潮解性物質を溶解した水溶液が重合性不飽和化合物とで
良好な油中水滴型エマルジョンが形成されるので上記構
造の調湿材が容易に製造できる。

【００１２】したがって、油中水滴型エマルジョン組成
物中の水滴（潮解性物質の水溶液）が、調湿材料の気孔
となるため、気孔がほぼ球状となるばかりでなく、水滴
中の潮解性物質が、水を除去した際に気孔内に均一に析
出する。したがって、潮解性物質が表層部に集中した
り、材料表面に析出することはない。また、重合性不飽
和化合物の硬化収縮によって、気孔が小穴で互いに連通
した連続気孔構造となるため、本発明の望むべき構造を
容易に得ることができる。さらに、水の量を変えること
で気孔率を任意に調節でき、加えた潮解性物質を全て調
湿材料に担持できるために、含浸法などと比較して、比
重、調湿性能をより正確にコントロールできる利点があ
る。

【００１３】この製造方法において、水の割合は調湿材
料の構造に深く関係している。重合性不飽和化合物に対
する水の割合が小さいと、気孔率が小さくなるばかりで
なく、独立気孔構造の多孔質材料となる恐れがある。こ
れらの理由により、水は重合性不飽和化合物１００重量
部に対し１００重量部以上であることが、連続気孔構造
とするために、また気孔率を５０％以上とするために特
に重要である。

【００１４】この製造方法において用いられる潮解性物
質は、吸湿性粘土鉱物などに比べ少量で多量の水分を吸
湿する。潮解性物質は一般的には水溶液として加えられ
るが、その水溶液は、潮解性物質が水１００重量部に対
して０．１〜２０重量部であることが望ましい。潮解性
物質が０．１重量部未満だと十分な調湿性を発揮できな
い場合がある。潮解性物質が２０重量部を超えると、吸
湿した水が小穴を塞ぎやすく、そのため吸放湿性が低下
する場合があり、また、潮解性物質が材料表面に流出す
る等の問題を生じる恐れがある。

【００１５】この方法における重合性不飽和化合物とし
ては、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン等のスチレン類、メタアクリル酸メチル、トリメチロ
ールプロパントリ（メタ）アクリレート等の（メタ）ア
クリル酸エステル類、不飽和ポリエステル類等が挙げら
れる。これらは単独で、或いは、適宜組み合わせて用い
ることができる。なかでも、スチレン、あるいは、スチ
レンを主成分とした前記重合性不飽和化合物は、本発明
の目的とする連続性多孔質構造を得るのに適しており、
さらに、後述するラジカル重合開始剤、レドックス重合
開始剤により１０〜１００℃の温度条件下で重合可能で
あるため、より好ましい。

【００１６】また、乳化剤としては、従来からよく知ら
れ、広く一般に用いられている油中水滴型エマルジョン
組成物を形成する作用を有するものが用いられ、例えば
ソルビタンセスキオレート、ソルビタンモノオレート等
の高級脂肪酸エステル等が挙げられる。これらは単独
で、或いは、適宜組み合わせて用いることもできる。

【００１７】重合開始剤としては、通常のラジカル重合
開始剤、レドックス重合開始剤が特に制限なく使用でき
るが、該油中水滴型エマルジョン組成物を１０〜１００
℃の温度条件下で重合でき得るもので、例えば、過酸化
ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシオクトエート等の過
酸化物系ラジカル重合剤、アゾビスイソブチロニトリ
ル、アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル等のア
ゾ系ラジカル重合開始剤、或いは、これらのラジカル重
合開始剤とアミン系化合物、有機金属化合物とのレドッ
クス重合開始剤等が挙げられる。

【００１８】

【作用】本発明の調湿材料は、ほぼ球状の気孔が小穴で
連通した構造となっているため、外気が内部まで進入し
易く、また、気孔内にある潮解性物質が吸放湿の際に流
出し難いため、長期にわたり調湿機能を保持できる。さ
らに、気孔率が５０〜９５％と高く、より多くの水を保
持できるため、高い吸湿性を有し、また、高湿度下で保
持された水は、低湿度下ですみやかに放出されるため、
高い放湿性能も有する。

【００１９】

【実施例】以下実施例によって本発明を更に詳細に説明
する。実施例１〜５重合性不飽和化合物としてスチレン７２重量部、及びト
リメチロールプロパントリメタクリレート８重量部を使
用し、それにソルビタンセスキオレート２０重量部を溶
解させて得られた混合溶液１００重量部に、表１に示し
た量の水に０．８重量部の過硫酸アンモニウム及び、潮
解性物質として表１に示した量の塩化カルシウムを溶解
させて得られた水溶液を徐々に加えながら、かい十字型
攪拌翼で激しく攪拌して油中水滴型エマルジョン組成物
を得た。次いで、型枠中で６０℃、２４時間加熱して重
合硬化させた後、硬化物を型枠から取り出し、さらに、
該硬化物を６０℃で４８時間加熱して水を除去して本発
明の調湿材料を得た。得られた調湿材料は、軽量で、切
断、研磨等の加工も容易であった。また、電子顕微鏡写
真から、直径５〜１０μｍのほぼ球状の気孔が径１〜２
μｍの小穴で連通した構造体の気孔内に潮解性物質が担
持されていることを確認した。得られた調湿材料の比
重、及び気孔中に担持されている塩化カルシウムを除去
した時の気孔率を同じく表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】調湿性能試験得られた調湿材料を１２×５×１ｃｍの大きさに切り、
側面及び裏面をアルミニウムテープでシールして、吸湿
量、放湿量を測定した。試料を２３℃、５０％ＲＨの雰
囲気中に放置して重量が安定した後、２３℃、８０％Ｒ
Ｈの雰囲気中に放置し、２４時間後の重量増加量（ｇ）
を測定して式１から吸湿量（ｇ／ｍ^２）を求めた。同様
に、試料を２３℃、８０％ＲＨの雰囲気中に放置して重
量が安定した後、２３℃、５０％ＲＨの雰囲気中に放置
し、２４時間後の重量減少量（ｇ）を測定して式２から
放湿量（ｇ／ｍ^２）を求めた。次いで、試料を２３℃、
９０％ＲＨの雰囲気中に放置し、重量が安定した後の吸
湿量を測定し、式３から吸湿率（％）を求めた（表
２）。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【式１】

【００２４】

【式２】

【００２５】

【式３】

【００２６】実施例に示すように、本発明の調湿材料が
高い吸湿性、放湿性を有することが明らかである。ま
た、水の添加量を変えることで、気孔率を５４％から９
２％に、自由に調節可能であり、任意の比重、調湿性能
を得られることが明らかである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、高
い吸放湿性を有する調湿材料が得られた。また、該調湿
材料は、様々な重量及び形状に調節でき、建築部材をは
じめ、調湿を必要とする様々な用途に利用可能であり、
産業に利するところ大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吾妻俊良香川県丸亀市中津町1515番地大倉工業株式会社内Ｆターム(参考） 4F074 AA32 AA48 AA97 AC11 AC14 AC32 CB45 CC29Y CD14 DA02 DA13 DA24 4J002 AA001 BC011 BC031 BC091 BG061 BG071 CF211 DD056 DD066 DJ006 FD206 GL00 4J011 LA06 LA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隣接するほぼ球状の気孔が小穴で互いに
連通した構造を有し、気孔率が５０〜９５％の範囲にあ
る連続性多孔質材料の気孔内に、潮解性物質を担持させ
てなる調湿材料。
【請求項２】潮解性物質の水溶液、重合性不飽和化合
物、逆乳化剤及び重合開始剤からなる油中水滴型エマル
ジョン組成物を重合後、水を除去することを特徴とする
請求項１記載の調湿材料の製造方法。