JP2005153472A

JP2005153472A - 積層板

Info

Publication number: JP2005153472A
Application number: JP2003399246A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Miya; 達彦見矢
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】屋内で特に用途を限定せずに、使用者の用途に合わせて自由に加工して利用できる臭気の吸着機能および光触媒による分解機能を有する積層板を提供する。
【解決手段】樹脂板２の少なくとの片面に金属シート４を接合した積層体１０の表面に臭気吸着層５を形成させ、該臭気吸着層は、無機物質をバインダーとして有極性の官能基を持つ吸着剤５１と光触媒５２とを含有することを特徴とした積層板。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に室内の内装や建材に用いることのできる樹脂層と金属シートとを積層した積層板に関するものである。

近年の建築技術の進歩により、室内環境は、いちだんと密閉化が進んでいる。それとともに、建築材料に用いた微量の有機化合物が原因のシックハウス症候群や化学物質アレルギーを引き起こして、大きな問題となっている。また、直接的に不快感を感じる臭いについても、建造物の密閉性が故に室内にこもりやすく、例えば体臭やペット臭などが問題となっている。

これらの化学物質や異臭の問題を解消する方法としては、このような化学物質を含まない建材や放出しない建材を用いるなど根本的な解決をする方法や、消臭材、換気設備を設置したり、空気清浄機等を導入して放出された物質や臭いを取り除く方法が一般的に行われている。

さらに最近、これらの異臭の原因となる有機物質を光触媒の酸化分解機能を利用して除去する製品が数多く提案されている。光触媒には光の照射により酸化還元作用が発生することが知られており、様々な分野で使われている。例えば、その強力な酸化力をもちいて、細菌を分解したりその繁殖を抑えたり、悪臭物質や汚れ物質、有害物質などの有機物質を分解することができる。また、その還元作用により、光触媒を担持した表面を超親水性状態として表面に付着した汚れを水で浮きたたせて、簡単に洗い流すことができる。

この光触媒を室内などの内装材に用いることで、建材から発生したホルムアルデヒドや普段の生活から出る臭い成分などの有機物を効率的に分解除去することができる。（たとえは特許文献１）

特開平９−３００５１５号公報

しかしながら、例えば特許文献１に示されるような建材は、例えば壁紙などの用途が特定されたものに光触媒機能や吸着機能を付加するものであった。また、壁紙は壁面に接着層を介して貼り付ける必要があり、その接着層から有害な有機物質が放出される危険性もある。

そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、屋内で特に用途を限定せずに、使用者の用途に合わせて自由に加工して利用できる臭気の吸着機能および光触媒による分解機能を有する積層板を提供せんとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち、樹脂板と金属シートとが積層一体化されるとともに該積層体表面には臭気吸着層が設けられ、前記臭気吸着層は無機物質をバインダーとして有極性の官能基を持つ吸着剤と光触媒とを含有することを特徴とするものである。

本発明によれば、シート状の樹脂板に金属シートを接合した積層体の表面に臭気吸着層を形成させることによって、臭気を吸着することのできる積層板を提供することができる。

主に合成樹脂からなる樹脂板に金属シートを接合して形成されたカナッペ状やサンドイッチ構造の積層体は、樹脂板と比較して、極めて高い強度や弾性を具備しつつ、金属板と比較して軽量で且つ曲げ加工性が優れている。

このような積層板表面に臭気吸着層を形成させ、この臭気吸着層に、有極性の官能基を持つ吸着剤を配合させることによって、良好に臭気を吸着することができる。有極性の官能基は、例えば、水酸基やカルボニル基、スルホン酸基、アミノ基などや、これらが解離してイオン化したもの、またナトリウムイオンなどの金属イオンと結合したものなどが挙げられる。

上記のように極性を有する官能基により、極性を有する臭気成分を捕捉しやすいとともに一旦捕捉したら再び放出しないようになされており、高い吸着性能を有している。

さらにこの吸着層には光触媒が含有されている。光触媒は、光が当たることにより強力な酸化還元作用が発生することが知られており、その強力な酸化力によって吸着剤で捕捉した臭気成分を分解することができる。

また、これらの吸着剤や光触媒は、無機系のバインダーを用いて積層板表面に固定化されている。このバインダーに用いる無機物質は例えば、アルコキシシラン、ジルコニア、アルコキシチタンなどやそれらの重合物などを用いるとよい。

また、臭気吸着層の厚みは１００μｍ以上であるとよい。

臭気吸着層は、室内に放たれる臭気に対して十分な吸着性能を発揮させるために、１００μｍ以上の厚みがあるとよい。これより厚みが小さいと、吸着するサイトが少ないため、十分な吸着量が得られず、消臭効果が発揮されない。このとき、吸着層は多孔質であって通気性が高いとよく、吸着層内部まで臭気成分が入り込むようになされているとよい。

また、樹脂板の両面に金属シートが設けられて積層一体化されるとともに該積層体の両面に臭気吸着層が設けられていることを特徴とするものである。

積層板は、樹脂板の両面に金属シートを貼りあわせて、金属シートで樹脂板を挟み込むようにするとよく、積層板の弾性や強度を高くすることができる。さらに臭気吸着層はこの積層板の両面に設けられるとよく、片面だけでなく両面に消臭機能を設けることによって効果が向上する。建材として裏表を気にすることなく用いることができ、効率的な利用ができる。

また、光触媒は、紫外線によって励起する酸化チタンと可視光によって励起する酸化チタンとを含むことを特徴とするものである。

用いる光触媒は、化学的に安定している酸化チタンが好ましい。一般的に光触媒として用いられている酸化チタンは主に紫外光によってその活性を発現する。また、近年になって可視光領域の光でも活性を発現するようになされた可視光応答型酸化チタンがある。可視光応答型酸化チタン光触媒には、酸化チタン上に色素を吸着させ可視光を吸収して生じた吸着色素の励起状態から酸化チタンへ電子を注入するようにしたもの、Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉなどの金属イオンを化学的に注入したもの、プラズマ照射等によって酸素欠陥を導入したもの、酸化チタン結晶のチタン原子や酸素原子の一部を窒素原子や硫黄原子に置換したものなどがあり、その種類は問わない。

しかしながら、可視光応答型酸化チタンは、通常のアナターゼ型の光触媒酸化チタンなどと比べ比較的酸化還元力が低い。逆に一般の紫外線で励起する酸化チタンの場合は、可視光での活性がほとんどない。このため、紫外光が届くような場所や時間では紫外線により励起する酸化チタンの強力な酸化分解力を利用し、紫外線がほとんど存在しないような場所や時間帯には可視光応答型の酸化チタンによる酸化分解力を利用できるように、この両者を混合させて、互いの欠点を補間し合い、利点を生かすようにするとよい。

本発明によれば、シート状の樹脂板に金属シートを接合した積層体の表面に臭気吸着層を形成させることによって、臭気を吸着することのできる積層板を提供することができる。樹脂板と金属シートとの積層板は、樹脂板と比較して、極めて高い強度や弾性を具備しつつ、金属板と比較して軽量で且つ曲げ加工性が優れている。このような積層板表面に吸着層を形成させ、この臭気吸着層には、有極性の官能基を持つ吸着剤が配合されていることによって、良好に臭気を吸着することができる。さらにこの吸着層には光触媒が含有され、その強力な酸化力によって吸着剤で捕捉した臭気成分を分解することができ、吸着性能を持続することができる。

本発明に係わる実施の形態について、図面と実施例に基づき以下に具体的に説明する。図１は、本発明の積層体の実施の一例を表す概略図であり、図２にその断面を表す概略図を示す。積層体１０は、樹脂板２の両面に接着層３が設けられ、さらにその接着層３を介して両側の表面に金属シート４が貼り合わせられている。

この積層板の金属シート４の表面に臭気吸着層５が形成されている。臭気吸着層５は、無機物質をバインダーとして、吸着剤５１と光触媒５２が配合された多孔質の層である。このバインダーに用いる無機物質は例えば、アルコキシシラン、ジルコニア、アルコキシチタンなどやそれらの重合物などを用いるとよい。

臭気吸着層を積層板の表面に形成する際、積層板と臭気吸着層との間にプライマー層６を設けてもよい。プライマー層６を設けることによって、積層板の金属シートと臭気吸着層との密着性を高めることができる。このプライマー層６は、臭気吸着層と金属シートに密着することのできるものを適当に選定すればよいが、たとえばエポキシ樹脂系のプライマー塗料を塗装することによって形成してもよい。

臭気吸着層およびプライマー層を積層板の表面に形成する方法は特に限定されるものではないが、塗装による方法がよい。塗装方法も特に方法を選ばないが、簡便さを考慮すると、例えばスプレー塗装、バーコート、ディッピング、フローコートなどを用いるとよい。

臭気吸着層の厚みは１００μｍ以上であるとよく、１００μｍ以上であれば、室内内装材として本発明品を用い、室内から発せられた臭気物質を好適に吸着する能力を発揮することができ、室内のにおいを取り除くことができる。それ以下の厚みであると、吸着サイトが少ないため吸着量が不足して、十分に室内環境を改善することができない。

樹脂板はポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂等からなる板材あるいはこれらの発泡体から一般に形成されるが、特に限定されるものではない。この中でも、特にポリオレフィン系樹脂を押出成形したものが好適に用いられ、用いられるポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、ブテン等のα―オレフィンの重合体を単独で用いてもよく、エチレンにα―オレフィンを重合させたものなどを用いてもよく、他にはエチレンに酢酸ビニル、メタクリル酸またはそのエステル、アクリル酸またはそのエステルを共重合させたものポリエチレン末端を無水マレイン酸等で修飾したもの等を用いてもよい。また、添加剤や滑剤を混合して成形性を向上させるたり、この樹脂板に金属水酸化物や難燃剤を配合することにより難燃性を具備させてもよい。

積層体１０の総厚は特に限定されるものではないが、使用用途として内装板や、棚板などの内装建材等に用いられ、加工が容易で適用範囲が広いものを考慮すると、２〜８ｍｍ程度の厚みのものが好適である。

また金属シートは、金属材料を用いて形成されるものであれば、特に限定されるものではなく、好適には、アルミニウム、ステンレス、鉄鋼、チタニウム等を用いても良い。また金属シートの厚みは、積層体の軽量化の利点を生かすことと、積層体にかかる外力に対する強度を考慮すると、０．１〜０．８ｍｍ程度とするのがよい。

また、接着層は樹脂板成形時もしくは成形後に、ウレタン系、エポキシ系等の接着剤を塗布して形成するものであってもよいが、ポリオレフィン系等の合成樹脂をベースとする変性合成樹脂を用いて樹脂板の成形時に同時に押出成形することで形成するのが好ましい。

吸着剤は、官能基として有極性のものが結合している吸着剤がよく、例えばその官能基としては、水酸基やカルボニル基、スルホン酸基、アミノ基などや、これらが解離してイオン化したもの、またナトリウムイオンなどの金属イオンと結合したものなどが挙げられる。これらの官能基を有する化学物質が吸着層に配合されていてもよいし、これらの官能基が活性炭やシリカゲル、ゼオライト、モンモリロナイト、タルク等の多孔質体の表面に修飾されていてもよく、このようになされていると表面積が大きいため有効面積が大きく、吸着効果が向上する。

また、用いる光触媒は酸化チタンが好ましい。さらに、酸化チタンは紫外線でのみ励起する紫外光応答型と、可視光でも励起する可視光応答型との２種類の光触媒酸化チタンを混合して用いるとよい。一般的に光触媒酸化チタンはアナターゼ型の酸化チタンが用いられ、紫外線の照射によって酸化還元力を発揮する。また、可視光応答型は可視光領域の光でも酸化還元力を発揮することができるが、紫外光応答型の酸化チタンに比べると酸化還元力が弱い。このような２種類の酸化チタンを混合して用いることによって、紫外線が存在するところでは強力に酸化分解でき、紫外線のない可視光のみのときでも、酸化分解力を発現させることができ、常に高い消臭効果が期待できる。

以下に実施例に基づいて説明をする。

（実施例１）
ポリエチレン樹脂を主成分とする樹脂板の両面に変性ポリエチレン樹脂の接着層を介して厚さ０．２ｍｍのアルミニウムの金属シートを接合し、全体として厚さ２．７ｍｍの積層板を作製した。さらにその片側の表面にエポキシ樹脂系プライマー塗料をエアースプレーにより塗装して厚さ１０μｍのプライマー層を形成させ、そのプライマー層の上に臭気吸着層を形成させた。臭気吸着層は、無機シロキサンをバインダーとして、光触媒であるアナターゼ型酸化チタン１０重量％、可視光応答型光触媒１０重量％を配合し、さらに有極性官能基を有する吸着剤を３０重量％配合した水性塗料をスプレー塗装により、形成させたものである。このとき、吸着層は１３０μｍの厚さになるように塗装を行った。

（比較例１）
前記実施例１の臭気吸着層を、無機シロキサンをバインダーとして、吸着剤を添加せず、光触媒であるアナターゼ型酸化チタン１０重量％、可視光応答型光触媒１０重量％を配合した塗料を、同様に１３０μｍの厚みとなるようにスプレー塗装して形成した。

（比較例２）
前記実施例１の臭気吸着層を、無機シロキサンをバインダーとして、光触媒を添加せず、有極性官能基を有する吸着剤を３０重量％配合した塗料を、１３０μｍの厚みとなるようにスプレー塗装して形成した。

（試験１）
上記実施例１と比較例１、２で作成した積層板について、実際に消臭機能を試験した。試験方法は、実施例１および比較例１、２で作成した積層体を１０ｃｍ角に切り取り、テドラーパックに空気とともに入れて容量が１０Ｌとなるようにし、そこに臭気成分としてホルムアルデヒド蒸気を８００μＬ加えた。その後、蛍光灯を照射して、テドラーパック内のホルムアルデヒド濃度を経時的に測定した。その結果を表１に示す。

（表１）

実施例１および比較例２では、初期において良好に濃度が低減しており、吸着剤が効果的に働いている。さらに時間とともに実施例１では濃度が低減しているのに対して、比較例２では濃度の低減が鈍くなってきているのがわかる。この差異は光触媒により吸着したホルムアルデヒドが分解され、さらに吸着したことによる効果であると考えられる。また吸着層に光触媒のみを添加した比較例１も、吸着性能は低いが、光触媒によりホルムアルデヒドが低減しているのが分かる。

（試験２）
さらに上記の試験で、６時間蛍光灯を照射したサンプルの入ったテドラーパックに、さらに８００μＬのホルムアルデヒド蒸気を追加して、蛍光灯を６時間照射し、テドラーパック内のホルムアルデヒド濃度を測定した。このようにホルムアルデヒド追加と６時間蛍光灯照射を繰り返してそのホルムアルデヒド濃度の変化を追った。その結果を表２に示す。

（表２）

実施例１では毎回ほぼ同程度までホルムアルデヒド濃度が低下しており、ホルムアルデヒドを吸着しては光触媒で吸着したホルムアルデヒドを分解するというサイクルがなされていると思われ、消臭効果が持続している。それに比べて、比較例１では、吸着剤の効果がないため、光触媒により分解はされているものの効率が悪く、繰り返しホルムアルデヒドを注入すると濃度が高くなっていってしまう。また、比較例２では、光触媒を含有していないためホルムアルデヒドが分解されず、吸着剤の吸着性能が飽和するに従ってホルムアルデヒドの濃度が上昇していっている。

（試験３）
次に実施例１で作成した積層板について、ホルムアルデヒドだけでなく、その他の様々な臭気成分について同様の方法で行った。試験した臭気成分は、腐敗臭や糞臭の原因である硫化水素、メチルメルカプタン、し尿臭のアンモニア、トリメチルアミン、体臭などのイソ吉草酸や酢酸である。テドラーパックに積層板を入れて、それぞれの臭気成分を加えた。初期濃度は表３に示す通りであった。この試験体に蛍光灯を当てて、５時間後の濃度を測定した。その結果を同じく表３に示す。測定は、検知管（ガステック株式会社製）で行った。

（表３）

表３に示されるように、様々なにおいの原因となっている物質について、良好な消臭特性を示すといえる。

上記の実験に示されるように、本発明の積層板は、吸着剤と光触媒とを組みあわせて様々な臭気成分に対して低減効果を発揮することができ、その効果を長期にわたり持続できる。本発明の積層体は、例えば室内の内装材、棚板、天井板、玄関の内装材や下駄箱の構成部材、トイレ等の内装材や棚板、オフィスのパーティションや机、棚、店舗の内装材、什器の構成部材等の屋内の建材等に幅広く用いることができる。

本発明の積層体の実施の一形態を示す概略図である。本発明の積層体の実施の一形態の断面を示す概略図である。

符号の説明

１０積層板
２樹脂体
３接着層
４金属シート
５臭気吸着層
５１吸着層
５２光触媒
６プライマー層

Claims

樹脂板と金属シートとが積層一体化されるとともに該積層体表面には臭気吸着層が設けられ、前記臭気吸着層は無機物質をバインダーとして有極性の官能基を持つ吸着剤と光触媒とを含有することを特徴とする積層板。
樹脂板の両面に金属シートが設けられて積層一体化されるとともに該積層体の両面に臭気吸着層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層板。
光触媒は、紫外線によって励起する酸化チタンと可視光によって励起する酸化チタンとを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の積層板。