JP2005262827A

JP2005262827A - 吸放湿性材料

Info

Publication number: JP2005262827A
Application number: JP2004082848A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hiraga; 平賀　　敏; Nobuaki Okubo; 信章大久保
Original assignee: Asahi Kasei Fibers Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】加湿器用フィルターに代表されるような、保水しても保形性が良好で、かつ通気抵抗が低く、吸放湿特性に優れた吸放湿材料を提供することを目的とする。
【解決手段】平面状の基材と波状の基材とが組み合わされてなるコルゲート状構造であって、平面状の基材が繊維ウエブと網状構造物が複合一体化された複合不織布であることを特徴とする吸放湿性材料。
【選択図】選択図なし

Description

本発明は、吸放湿性に優れた材料に関する。更に詳しくは、例えば加湿器用の気化フィルター、気化熱を利用して空気を冷やすための水を供給できる空冷材、押し入れや流し台や床下などの除湿材、冷蔵庫やハウス栽培などにおける調湿材、飲料自動販売機等の結露防止材、芳香剤の芯材などとして使用可能な吸放湿性に優れ、かつ、湿潤状態での保形性に優れる材料に関する。

加湿器には、蒸発式、超音波式、気化式等の加湿方法があったが、近年の省エネルギーの要求から気化式が主流となってきている。気化式の加湿器は、気化フィルターに保水させた状態で送風を行い、気化フィルターからの水の蒸発により加湿を行う機構である。
このような気化フィルターとして、平面状の基材に折り目をつけてアコーデオン型にしたプリーツ形状や平面状の基材と波状の基材とが組み合わされたコルゲート形状のものが開示され、保水の観点からセルロース繊維を基材に含むことが開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
しかしながら、セルロース繊維は吸水性は良好であるが、熱接着性繊維を用いていても保形性が充分ではなく、セルロース繊維が吸水時に膨潤してヤング率が下がり、送風時に変形して基材同士が接触して加湿可能なフィルターとしての面積が減少し、充分な加湿能力を得られなかったり、自重圧縮されて隙間が開き、送風される空気が隙間を通過することにより加湿能力が低下する等の問題があった。
実登第３００１２８５号特開２００３−７４９１６号公報特開２００３−７４９１７号公報

本発明は、加湿器用フィルターに代表されるような、保水しても保形性が良好で、かつ通気抵抗が低く、吸放湿特性に優れた吸放湿材料を提供することを目的とする。

本発明者等は、前記課題を解決するため、通気抵抗が低い構造体であって、補強材を挿入することで湿潤時の形状保持が良好な吸放湿材料が得られることを見出し、本発明を成すに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）平面状の基材と波状の基材とが組み合わされてなるコルゲート状構造であって、平面状の基材が繊維ウエブと網状構造物が複合一体化された複合不織布であることを特徴とする吸放湿性材料。
（２）繊維ウエブがセルロース繊維を３０重量％以上含むことを特徴とする（１）に記載の吸放湿性材料。
（３）網状構造物が熱融着性成分を含むことを特徴とする（１）または（２）に記載の吸放湿性材料。
（４）繊維ウエブが再生セルロース連続長繊維不織布を含むことを特徴とする（１）〜（３）に記載の吸放湿性材料。

本発明の吸放湿材料は、保水しても保形性が良好で、かつ通気抵抗が低い効果を有する。

本発明について以下具体的に説明する。
本発明の吸放湿性材料の構造は、平面状の基材と波状の基材とが組み合わされてなるコルゲート状構造であることを特徴とする。図１に本発明のコルゲート状構造材料の一例を示す。平面状の基材１と波状の基材２とが組み合わされた段ボール様構造であり、開口面ａを有する。

本発明の吸放湿性材料を加湿器用フィルターとして用いる場合、送風が当たる面が主としてコルゲート構造の圧損が低い開口面ａであるように配置すればよい。加湿器用フィルターは、その全てが本発明の吸放湿性材料であっても良く、他の材料と組み合わせても良い。また、本発明の吸放湿性材料を、部分的に向きを変えたものを組み合わせても良いが、いずれの場合でも、送風があたる面全体のうち、本発明の吸放湿性材料の開口面ａが面積率５０％以上であるように構成されることが好ましく、更に好ましくは面積率７０％以上である。面積率５０％未満であると通気抵抗が増加し、圧損の低いａ面の風速が増大するため加湿効率が低下することがある。
本発明の吸放湿性材料は、前記コルゲート状構造における平面状の基材が繊維ウエブと網状構造物が複合一体化された複合不織布であることを特徴とする。

本発明における繊維ウエブとは、例えばカード等により繊維がシート化されたものや短繊維及び長繊維不織布のことをいう。繊維ウエブとして、セルロース繊維を３０重量％以上含有していることが好ましい。ここでいうセルロース繊維とはパルプや綿等の天然セルロース繊維、ビスコースレーヨンやキュプラアンモニウムレーヨン等の再生セルロース繊維、テンセルやリヨセル等の溶剤紡糸された精製セルロース繊維のことをいう。繊維ウエブの形態は特に限定されない。ステープル繊維からなるパラレルウエブやクロスウエブ、連続長繊維からなる長繊維ウエブ、短繊維を湿式抄紙したウエブ、エアレイドウエブ等を任意に用いることができる。連続長繊維ウエブであれば、乾燥状態で使用されても発塵が少ないので好ましい。再生セルロース連続長繊維不織布であれば、セルロース繊維が紡糸時に自己接着により結合するので疎水系のバインダー等を使用せず保水、輸水能力に優れ、かつ、短繊維と違い繊維の脱落も極めて少ないないので空気中への発塵が少ないので特に好ましい。取扱い性の面から、ウエブ形成後に高圧水流交絡や、ニードルパンチ処理、エンボス処理等で不織布となったものが好ましい。

本発明における網状構造物とは、線条体によって格子状や菱形、六角形、円形、楕円形等の網目が形成されたネットのことをいう。線条体は線径０．１〜５ｍｍが好ましい。線条体の線径は、網状構造物の上方面から電子顕微鏡観察で線条体が交差していない部分で最も細い部分を１０箇所観察して求めた線径の平均値である。線条体の断面は円形である必要はなく、扁平であってもよい。網目の大きさは１ｍｍ^２〜３６００ｍｍ^２程度であり、網目の形状は特に限定されない。網状構造物を形成する素材としては、耐水性、強度保持、成形性の観点からポリオレフィンやポリエステル、ポリアミド等の単一成分で構成されているものや前記成分とエチレンビニルアセテート等の融点が低い素材と組み合わされた２成分系を含む多成分系が好ましい。網状構造物が単一成分で構成される場合は、接着や高圧液体流による３次元交絡によって繊維ウエブと複合することで複合不織布を得ることが出来る。この場合、高圧液体流による複合がより好ましい。これは、接着剤による接着では水等の伝達スピードを阻害することがあるからである。また、網状構造物が多成分系の場合、各成分の複合形態はサイドバイサイド型、鞘芯型、ランダム分散型等混合形態は特に規定されない。例えば、サイドバイサイド型の場合は繊維ウエブの片面に簡単に融着させることができる。また、鞘芯型の場合は網状構造物の両面に繊維ウエブを融着させることができる。低融点成分としては、他の成分に比べて融点で２０℃以上差があることが好ましい。

網状構造物の製造方法としては、例えばポリプロピレンの単一成分の場合、ポリプロピレンを用いて縦糸と横糸を直接成形することで融着させ、強度付与のため２軸延伸を行い配向させて得ることができる。
網状構造物は、本発明において湿潤時の強度保持と成形性に寄与するため、目付は１０〜２００ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは１５〜５０ｇ／ｍ^２である。
平面状の基材において、繊維ウエブは、網状構造物の片面もしくは両面に複合されていれば良く、網状構造物と繊維ウエブとの接合方法は特に限定されない。接着剤を用いて網状構造物と繊維ウエブとを貼り合せてもよいし、繊維ウエブと網状構造物を重ねた状態で高圧液体流により絡合させて一体化してもよい。高圧液体流による絡合一体化では、接着剤を用いることなく一体化することができるので好ましい。更に、網状構造物が熱融着性成分を含んでいれば、繊維ウエブと網状構造物を熱ロール等でプレスすることにより、経済的にも安価で複合不織布を得ることができるので好ましい。

本発明における、波状の基材には、前述の繊維ウエブを用いることができる。後述する、平面状の基材が設置面に対して平行に配置される場合には、湿潤時の強度を保持するために、波状の基材にも補強材として網状構造物を複合することが好ましく、平面状の基材と同一の組成であっても良い。
本発明の吸放湿性材料は、いわゆるコルゲート型にするために平面状の基材へ波状の基材の頂点部分を接着し、これを数層繰り返すことによって好適に得ることができる。
本発明の吸放湿性材料の基材には、開口部があってもよい。開口部があることにより基材と空気との接触面積が増加してより加湿性能を向上させることも可能である。

本発明の吸放湿性材料を構成する基材は、気化式の加湿器用フィルターとして使用される場合、保水量２５０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。ここでいう保水量は以下の方法で測定される。試料を秤量瓶に入れ、口を開けた状態で１０５℃、４時間熱風乾燥機で乾燥し、秤量瓶の蓋を閉めた状態でデシケータ内で１時間放冷した後、秤量瓶ごと重量（Ｗ_２）を測定し、その後試料を取り出し秤量瓶のみの重量（Ｗ_１）を測定する。取り出した試料を２０℃の蒸留水に１０分間浸漬後、ピンセットを用いて引き上げ、水滴が落ちない状態で含水時の試料重量（Ｗ_０）を測定する。試験片保水量は次式で算出される。
試験片保水量（ｇ）＝Ｗ_０−（Ｗ_２−Ｗ_１）
試験片保水量を試験片の表面積から、１ｍ^２あたりに換算した値を保水量とする。

本発明の吸放湿性材料が気化式の加湿器用フィルターとして使用される場合、水を保持しながら保持した水を蒸発させる機能が求められる。気化式加湿器には気化フィルターへの給水を吸上げ給水のみで実施する機構のもの、吸上げ給水とシャワー給水を併用する機構のもの、シャワー給水のみで実施する機構のものの３種類が存在する。特にシャワー給水の機構では、気化フィルターに保持できる水の絶対量が加湿量に影響する。このため、吸放湿性材料は保水量が２５０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。保水量が２５０ｇ／ｍ^２未満では加湿器用の気化フィルターとして用いた場合、十分な加湿量が得られない場合がある。保水量を確保するためには、複合不織布の厚み、セルロース繊維の含有率、セルロース繊維の絶対量、繊維充填密度などを調整することが必要となる。

本発明の吸放湿性材料の目付は特に限定されないが、２０℃、６５％ＲＨ条件下において測定した場合、３０〜３００ｇ／ｍ^２が好ましく、更に好ましくは５０〜１５０ｇ／ｍ^２である。３０ｇ／ｍ^２未満では、吸水倍率を満足していても保水量が少なく加湿量が低下することがある。上限は特に限定されないが、３００ｇ／ｍ^２を超えると目付と共に厚みも増加するので成型性に問題を生じることがある。
本発明の吸放湿性材料を構成する基材の厚みは特に限定されないが、０．２〜３ｍｍが好ましい。０．２ｍｍ未満では保形性に問題が生じることがある。３ｍｍを超えると加湿器用気化フィルターとしては圧力損失が増加して加湿量が低下したり、成型性に問題を生じることがある。

本発明の吸放湿性材料は、抗菌剤、防カビ剤、顔料、親水剤、薬剤を固定するための樹脂等の後処理が施されていてもよい。気化式加湿器の気化フィルター等湿潤状態で使用する場合は、抗菌剤や防カビ剤を付与することは有効である。尚、本発明の吸放湿性材料はこれらの加工後の諸性能が発明の範囲内にあればよい。

図１に、本発明の吸放湿性材料が、平面状の基材が設置面に対して垂直になるように配置される状態を示す。この場合、強度保持性が最も高くなり好ましい。図２に、本発明の吸放湿性材料が、平面状の基材が設置面に対して平行に配置される状態を示す。この場合には、湿潤時の強度を保持するために、波状の基材にも補強材としての網状構造物を複合させた複合不織布を使用することが好ましい。本発明の吸放湿性材料を加湿器用フィルターとして用いる場合、開口面ａが送風を受ける面になるように設置すれば通気抵抗が低くなり好ましい。

本発明の吸放湿性材料は、例えば加湿器用の気化フィルター、気化熱を利用して空気を冷やすための水を供給できる空冷材、押し入れや流し台や床下などの除湿材、冷蔵庫やハウス栽培などにおける調湿材、飲料自動販売機等の結露防止材、芳香剤の芯材などとして使用可能な吸放湿性に優れ、かつ、湿潤状態での保形性に極めて優れたものである。また、網状構造物により成形性にも優れた効果を有するものである。

本発明の吸放湿性材料の一例である。平面状の基材が設置面に対して垂直に配置されている例である。本発明の吸放湿性材料の一例である。平面状の基材が設置面に対して平行に配置されている例である。

符号の説明

１：平面状の基材
２：波状の基材
ａ：開口面
ｂ：設置面

Claims

平面状の基材と波状の基材とが組み合わされてなるコルゲート状構造であって、平面状の基材が繊維ウエブと網状構造物が複合一体化された複合不織布であることを特徴とする吸放湿性材料。
繊維ウエブがセルロース繊維を３０重量％以上含むことを特徴とする請求項１に記載の吸放湿性材料。
網状構造物が熱融着性成分を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の吸放湿性材料。
繊維ウエブが再生セルロース連続長繊維不織布を含むことを特徴とする請求項１〜３に記載の吸放湿性材料。