JP2006136884A

JP2006136884A - 吸湿剤、および、吸湿剤の製造方法

Info

Publication number: JP2006136884A
Application number: JP2005327788A
Authority: JP
Inventors: Masato Jinbo; 正人神保
Original assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd; Matty Co Ltd
Current assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd; Matty Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】コンパクトかつ容易に製造可能な有機ＥＬ表示装置に適用し得る吸湿剤を提供すること。
【解決手段】吸湿剤Ｓが酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、フッ化物樹脂、フッ素樹脂を含む群から選択された少なくとも一つの高い水分保持性能を有する物質の外表面に二酸化ケイ素を付着させたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸湿剤、および、吸湿剤の製造方法に関する。

現在、各種電子機器等の表示装置として、有機ＥＬ表示装置の開発が急速に進められており、一部では、例えば携帯電話の表示装置として既に実用化されている。この種の有機ＥＬ表示装置は、基板上に、電極層（アノードおよびカソード）、電子輸送層、正孔輸送層、発光層といった複数の層を成膜させたものであり、これらの層は、高分子または低分子の有機化合物により形成されている。一方、有機ＥＬ表示装置は、水分によって簡単に劣化してしまうことが知られている。すなわち、有機ＥＬ表示装置では、水分の存在により発光層と電極層とが剥離してしまったり、水分によって発光層の分子構造が変化してダークスポットと称される非表示欠陥が発生したりする。

このため、有機ＥＬ表示装置を製造するに際しては、大気に曝されていない状態で基板上に有機化合物層を成膜すると共に、成膜後の組立体を金属、樹脂あるいはガラス等からなる封止部材の内部に封止するのが一般的である。そして、封止部材の内部には、等水分を吸着する所定の乾燥剤が配置される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１９５６６１号公報

しかしながら、封止部材の内部に乾燥剤を配置するためには、乾燥剤を所定の袋体等に収容したり、有機化合物と混合させたりした後、封止部材の所定位置に取り付ける必要がある。このため、乾燥剤の配置に伴って、有機ＥＬ表示装置の製造工程は少なからず煩雑化する。また、封止部材に乾燥剤を配置するに際しては、封止部材に乾燥剤の取付部を形成する必要が生じることもあり、これにより、有機ＥＬ表示装置全体のコンパクト化（薄型化）が妨げられてしまうこともある。

そこで、本発明は、上述の課題を解決することができる有用な吸湿剤、および、吸湿剤の製造方法の提供を目的とする。

本発明による吸湿剤は、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、フッ化物樹脂、フッ素樹脂を含む群から選択された少なくとも一つの高い水分保持性能を有する物質の外表面に二酸化ケイ素を付着させたことを特徴とする。

このように構成される吸湿剤は、急速に湿気を吸着する性質と、高温に曝されるまで湿分（水分）を保持し続ける性質とを併せもつこととなる。従って、斯かる吸湿剤が付着される吸湿部材にあっては、吸湿性能を長期間良好に保つことができ、しかも、乾燥剤の取付部等を形成する必要がなく、装置内に極めて容易に配置することができるという効果を奏する。

また、本発明による吸湿剤の製造方法は、湿潤ゲル体を乾燥させ二酸化ケイ素の多孔質性粒子を形成する第１の工程と、この二酸化ケイ素と酸化カルシウムとを混合させ、前記酸化カルシウムの外表面に前記酸化カルシウムの外表面に前記二酸化ケイ素を付着させる第二の工程とを備えて構成される。

さらに、第１の工程は、湿潤ゲル体をその周囲温度を略１３５乃至１５０℃までに徐々に上昇させることにより乾燥させることにより乾燥させ二酸化ケイ素の多孔質性粒子を形成する工程であってもよい。

第２の工程は、二酸化ケイ素を５０乃至７０部、１５０ミクロン以上の粒径をもった酸化カルシウムを５０乃至３０部の割合で混合させることにより、酸化カルシウムの外表面に二酸化ケイ素を付着させる工程であってもよい。

本発明によれば、吸湿剤が酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、フッ化物樹脂、フッ素樹脂を含む群から選択された少なくとも一つの高い水分保持性能を有する物質の外表面に二酸化ケイ素を付着させたことにより、斯かる吸湿剤が付着される吸湿部材にあっては、吸湿性能を長期間良好に保つことができ、しかも、乾燥剤の取付部等を形成する必要がないのでコンパクトかつ容易に製造可能な有機ＥＬ表示装置の実現が可能となる。

以下、図面と共に本発明による吸湿剤の一例が用いられる不織布、吸湿部材、不織布の製造方法および製造装置、その吸湿剤の製造方法、ならびに、そのような吸湿部材として備えた有機ＥＬ表示装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る不織布を示す断面図である。同図に示される不織布１は、それ自体、水分を吸着保持する吸湿部材として機能する。そして、この不織布１は、それ自体のサイズや厚さ等を極めて容易かつ自在に設定可能なものであることから、極めて高い汎用性、加工性および取り扱い性を有する吸湿部材として利用され得る。本実施形態の不織布１は、図１に示されるように、第１層１１と第２層１２とを含む２層構造を有している。第１層１１は、微粒子状の吸湿剤Ｓが付着している繊維を結合させた不織布からなる。一方、第１層１１に積層（結合）されている第２層１２は、吸湿剤Ｓが付着していない繊維のみを結合させた不織布からなる。このような２層構造を有する不織布１では、第１層１１の繊維から吸湿剤Ｓが剥離しても、剥離した吸湿剤Ｓを第２層１１により捕捉することができるので、不織布１全体の吸湿性能は、長期間にわたって良好に維持される。

不織布１の第１層１１を構成する繊維に付着させられる吸湿剤Ｓは、いわゆるゾル−ゲル法により製造されるものであり、図２に示されるように、カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の高い水分保持性能を有する物質Ｘを二酸化ケイ素からなる多孔質性粒子の層Ｙにより内包させたものである。ただし、本発明において、吸湿剤Ｓは、図２に示されるような二酸化ケイ素の層Ｙによって物質Ｘが概ね完全に内包されているものに限られない。すなわち、吸湿剤Ｓは、図３に示されるように、高い水分保持性能を有する物質Ｘの外表面のほぼ全体に二酸化ケイ素の多孔質性粒子ｙを多量に付着させたものであってもよい。また、カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の物質Ｘは、およそ１４０〜１６０μｍ程度の粒径を有していると好ましく、物質Ｘの表面に付着させる二酸化ケイ素の粒子は、およそ５〜１０μｍ程度の粒径を有していると好ましい。

このような吸湿剤Ｓが湿分（水分）を含む環境下に置かれると、当該環境における湿分（水分）が多孔質性層Ｙまたは多孔質性粒子ｙに吸収され、更に、多孔質性層Ｙに内包されているか、または、多孔質性粒子ｙの内側に位置するカルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の物質Ｘによって吸着保持されることになる。物質Ｘがカルシウム類である場合、吸湿剤Ｓがおよそ２４０〜２８０℃の高温状態に置かれない限り、吸着された水分は、多孔質性層Ｙまたは多孔質性粒子ｙの内部のカルシウム類により確実に保持される。なお、物質Ｘとしては、カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムの他に、例えば、酸化バリウム、フッ化物樹脂、フッ素樹脂等を採用することができる。

不織布１に含まれる吸湿剤Ｓは、次のような手順により製造される。すなわち、乾燥窒素ガス雰囲気下で、例えばテトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）のような各種アルコキシシラン類にアルコールを加え、かかる溶液に、適量の水と、例えばアンモニア等の加水分解反応および縮合反応を励起させる触媒を注入・攪拌する。これにより、以下の（１）〜（３）式に示されるゾル−ゲル法による反応が進行し、湿潤ゲル体が生成される。
ｎＳｉ（ＯＣＨ_３）_４＋４ｎＨ_２Ｏ → ｎＳｉ（ＯＨ）_４＋４ｎＣＨ_３ＯＨ …(１)
Ｓｉ（ＯＨ）_４＋Ｓｉ（ＯＨ）_４ → （ＯＨ）_３Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＨ）_３ …(２)

なお、アルコキシシラン類としてＴＭＯＳ〔Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_４〕を、アルコールとしてメタノール〔ＣＨ_３ＯＨ〕を、触媒としてアンモニア〔ＮＨ_３〕を用いる場合、これらの成分の配合比は、重量比で、
Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_４：Ｈ_２Ｏ：（ＣＨ_３ＯＨ）：ＮＨ_３
＝１：１０：２．０：３．７×１０^−４
とされることが好ましい。

上述のようにして生成される湿潤ゲル体は、その周囲温度をおよそ１３５〜１５０℃程度まで徐々に上昇させることにより乾燥させられる。かかる乾燥工程を行なうことにより、湿潤ゲル体から余分なアルコール類（メタノール）、水、触媒（アンモニア）等が揮発し、二酸化ケイ素の多孔質性粒子が得られる。そして、生成された二酸化ケイ素を例えば５０〜７０部、１５０ミクロン以上の粒径をもった酸化カルシウムを例えば５０〜３０部の割合で混合させることにより、上述のような高い水分保持性能を有する酸化カルシウムの外表面のほぼ全体に二酸化ケイ素の多孔質性粒子を多量に付着させた吸湿剤Ｓを得ることができる。このようにして生成される吸湿剤Ｓは、上述のように、急速に湿気を吸着する性質と、高温に曝されるまで湿分（水分）を保持し続ける性質とを併せもつ。

図４は、不織布１を製造する装置の概要を示す概略構成図である。同図に示される不織布製造装置２０は、繊維を結合させて不織布構造体をつくり出す第１遠心分離機２１および第２遠心分離機２２と、第１および第２遠心分離機２１，２２の下方に配置されて循環駆動されるベルト２３ａを含むベルト機構２３とを備える。ベルト２３ａの表面は、粘着物に対して高い剥離性を有する。

また、不織布製造装置２０には、不織布１の繊維の原材料を供給する原材料供給部が含まれており、この原材料供給部は、押出機２４、攪拌機２５、溶解槽２６、スネークポンプ２７および混合機２８等から構成される。押出機２４は、繊維の原材料を溶解させて攪拌機２５に供給する。攪拌機２５によって攪拌された繊維の原材料は、混合機２８および第２遠心分離機２２に供給される。また、溶解槽２６は、繊維を形成するための他の原材料を溶解させるものである。溶解槽２６内の原材料は、スネークポンプ２７によって混合機２８に導入される。押出機２４からの原材料と、溶解槽２６からの原材料は、混合機２８により混合された後、第１遠心分離機２１に供給される。

更に、第２遠心分離機２２の下流側には、第１切断機２９および第２切断機３０が配置されている。第１切断機２９は、第１遠心分離機２１および第２遠心分離機２２によってつくり出される不織布の連続体を切断するものである。また、第２切断機３０は、第１切断機２９によって切り出された不織布の側端部（ベルトの送り方向と平行な側端部）を切断し、不織布を所望の幅に設定するものである。更に、第１切断機２９および第２切断機３０のそれぞれの下流側には、不織布の切り口（縁部）を押し潰すためのローラ対３１，３２が配置されている。

ここで、図５〜図７を参照しながら、不織布製造装置２０に含まれる第１遠心分離機２１について説明する。第１遠心分離機２１は、図５に示されるように、筒状に形成された本体２００を有する。本体２００の内部上方には、ロータ２１０が配置されている。このロータ２１０は、本体２００の上部に取り付けられたモータＭにより回転駆動される。また、モータＭの回転軸に連結されるロータ２１０の軸部には、複数の羽根２０１が取り付けられている。モータＭが作動されると、各羽根２０１は、ロータ２１０と共に回転し、図５における下向き（ベルト機構２３に向けた方向）の推力を発生する。

ロータ２１０は、図６に示されるように、上側半部２１１と下側半部２１２とを含む。上側半部２１１と下側半部２１２とは、両者間に内部空間２１３が形成されるように互いに固定される。そして、ロータ２１０の外周には、連続的または断続的な細いスリット２１４が形成される。また、ロータ２１０の下側半部２１２には、図７に示されるように、複数の仕切り板２１６が放射状に配設されている。これらの仕切り板２１６によって、ロータ２１０の内部空間２１３は、複数の室に区画される。一方、ロータ２１０の上側半部２１１には、内部空間２１３と連通する原材料導入部２１５が形成されている。

原材料導入部２１５は、配管等を介して上述の混合機２８と接続される。これにより、不織布１の製造時には、原材料導入部２１５からロータ２１０の内部空間２１３に繊維の原材料が導入されることになる。そして、モータＭによってロータ２１０が回転駆動されると、各仕切り板２１６同士の間のスペースを介して、スリット２１４から細径の繊維が噴出される。なお、上側半部２１１と下側半部２１２との適所には、内部空間２１３に導入された原材料を加熱するためのヒータ２１７が埋設されている。

更に、本実施形態では、ロータ２１０の上側半部２１１に、吸湿剤Ｓを供給するための吸湿剤供給部２１８が複数配設されている。各吸湿剤供給部２１８は、外部に設けられている吸湿剤送出装置３３に接続されており、吸湿剤送出装置３３からエア等により圧送される吸湿剤Ｓを、ロータ２１０のスリット２１４から噴出される繊維に向けて供給する。吸湿剤供給部２１８は、ロータ２１０から噴出される繊維に対して満遍なく吸湿剤Ｓを付着させるために、スリット２１４の近傍かつ上方に配置される。なお、吸湿剤供給部２１８をロータ２１０に固定する代わりに、ロータ２１０のスリット２１４の近傍に位置するように、複数の吸湿剤供給部２１８を本体２００に取り付けてもよい。

図示は省略するが、第２遠心分離機２２も、基本的には上述された第１遠心分離機２１と同様の構成を有する。ただし、第２遠心分離機２２には、上述の吸湿剤供給部は設けられてはいない。

次に、上述の不織布製造装置２０により、本発明による不織布１を製造する手順について説明する。

不織布１を製造するに際しては、まず、第１層１１および第２層１２を構成する繊維の原材料となる硬質のポリプロピレンを押出機２４に導入する。硬質のポリプロピレンは、押出機２４において、およそ３２０〜３７０℃に加熱されて溶融し、押出機２４から攪拌機２５に送られる。また、溶解槽２６には、軟質のアタックチックポリマが導入され、溶解槽２６において、アタクチックポリマは、およそ２３０〜２５０℃に加熱されて溶融する。溶解槽２６内で溶解したアタクチックポリマは、スネークポンプ２７によって溶解槽２６から混合機２８に送られる。

上述の温度条件等が整った段階で、攪拌機２５内で攪拌されていた溶融ポリプロピレンは、混合機２８に供給され、混合機２８内で、溶融アタクチックポリマと混合される。このように、ポリプロピレンとアタクチックポリマとを混ぜ合わせることにより、混合物の粘着性を高めることが可能となる。ポリプロピレンとアタクチックポリマとの混合比は、例えば、重量比で、ポリプロピレン：アタクチックポリマ＝５５：４５〜６０：４０とされる。

混合機２８において、溶融ポリプロピレンと溶融アタクチックポリマとが十分に混ぜ合わされると、混合機２８から第１遠心分離機２１の原材料導入部２１５にポリプロピレンとアタクチックポリマとの混合物が供給される。そして、これとほぼ同じタイミングで、第１遠心分離機２１のモータＭが作動させられると共に、吸湿剤送出装置３３が作動させられる。また、混合機２８から第１遠心分離機２１への原材料の供給に先立つ適切なタイミングで、ベルト機構２３が作動され、これにより、ベルト２３ａは、各遠心分離機２１，２２と対向する側において、第１遠心分離機２１から第２遠心分離機２２に向けて所定速度で送られる。

第１遠心分離機２１（ロータ２１０の原材料導入部２１５）にポリプロピレンとアタクチックポリマとの混合物、すなわち、繊維の原材料が導入されると、回転するロータ２１０のスリット２１４から、遠心力によって、高い粘着性をもった繊維が噴出される。そして、スリット２１４から噴出された繊維に対しては、吸湿剤供給部２１８から吸湿剤Ｓが供給される。これにより、繊維それ自体が有する粘着力により、吸湿剤Ｓが繊維に対して満遍なく付着することになる。なお、吸湿剤供給部２１８の数、取付位置、供給量等を変化させることにより、繊維に付着させる吸湿剤Ｓの量等は任意に設定され得る。

ロータ２１０のスリット２１４から噴出されると共に吸湿剤Ｓが付着した繊維は、ロータ２１０の上方で回転する羽根２０１によって発生される下向きの推力により、ランダムに飛散しつつ下降すると共に、それぞれの粘着力により互いに結合しながら、第１遠心分離機２１の下方で移動するベルト２３ａ上に堆積する。これにより、ベルト２３ａ上には、吸湿剤Ｓが付着している繊維からなる不織布の層（第１層１１）が形成されることになる。

一方、第１遠心分離機２１に対するポリプロピレンとアタクチックポリマとの混合物の供給が開始された後、第１遠心分離機２１によりベルト２３ａ上に形成された第１層が第２遠心分離機２２の下方に差し掛かる所定のタイミングで、攪拌機２５から第２遠心分離機２２に対して第２層１２を構成する繊維の原材料となる溶融ポリプロピレンが供給されると共に、第２遠心分離機２２のロータ（図示せず）が回転駆動される。

これにより、第２遠心分離機２２のロータから、遠心力によって、ポリプロピレンのみからなる繊維が噴出され、当該ロータから噴出された繊維は、ロータの上方で回転する羽根（図示せず）によって発生される下向きの推力により、ランダムに飛散しつつ下降すると共に、それぞれの粘着力により互いに結合しながら、第２遠心分離機２１の下方で移動するベルト２３ａ上に堆積している第１層１１の上に堆積する。そして、これにより、第１層１１の上には、吸湿剤Ｓが付着していない繊維からなる不織布の層（第２層１２）が形成されることになる。なお、第１層１１と第２層１２とは、それぞれの粘着力により互いに結合することになる。

このようにして、ベルト２３ａの上には、吸湿剤Ｓが付着している繊維からなる層と吸湿剤Ｓが付着していない繊維からなる層とを有する不織布が連続的に形成されることになる。そして、不織布の連続体は、第１切断機２９の手前で図示されない分離手段によってベルト２３ａから分離され、第１切断機２９へと導かれる。そして、第１および第２切断機２９，３０による所定の切断動作が完了すると、図４に示されるように、所望のサイズをもった不織布１が完成することになる。

上述のように、本発明の不織布の製造方法によれば、吸湿剤Ｓが付着している繊維からなり吸湿性をもった第１層１１と、吸湿性を有していない第２層１２とを含み、吸湿性および取り扱い性に優れた不織布１を容易かつ効率よく連続的に製造することができる。また、上述の不織布製造装置２０によれば、ベルト機構２３のベルト２３ａの送り速度を変化させることにより、第１層１１および第２層１２の厚さを任意に設定することができる。

なお、不織布１の第１層（吸湿剤Ｓを含む層）１１を構成する繊維の原材料としては、ポリプロピレンおよびアタクチックポリマの他に、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン等が挙げられ、不織布１の第２層（吸湿剤Ｓを含まない層）１２を構成する繊維の原材料としては、ポリプロピレンの他に、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン等が挙げられる。

図８および図９は、本発明の第１実施形態に係る不織布１が適用されている有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。

図８に示される有機ＥＬ表示装置１００は、ポリシリコンＴＦＴ等を含む透明ガラス基板１０１に、それぞれ有機化合物からなるＩＴＯアノード層１０２、正孔輸送層１０３、ＲＧＢ発光層１０４、電子輸送層１０５、および、金属カソード層１０６を成膜（積層）させたものである。そして、基板１０１には、接着層１０７を介して封止部材１０８が加圧・接合される。これにより、基板１０１に形成されている有機化合物の層１０２〜１０５は、封止部材１０８によって封止され、封止部材１０８の内部には、高圧のＮ_２ガス等が封入される。ここで、このようなＮ_２ガス等の封入ガスは湿分を含んでおり、本発明の有機ＥＬ表示装置１００では、封止部材１０８とカソード層１０６との間の狭いスペースに、上述された不織布１が封入ガス中の湿分を吸収・保持する吸湿部材として配置される。不織布１は、吸湿剤Ｓを含む第１層１１がカソード層１０６側を向くようにして封止部材１０８の内面に固定される。

すなわち、有機ＥＬ表示装置１００には、水分による有機物化合物の層１０２〜１０５のダメージを防止するために、それ自体、吸湿部材として機能する不織布１が備えられている。従って、従来のように、乾燥剤を所定の袋体等に収容したり、有機化合物と混合させたりした後に、有機ＥＬ表示装置の封止部材の所定位置に取り付ける必要がなくなり、吸湿手段を封止部材１０８に対して極めて容易に配置することが可能となる。また、不織布１は、繊維（第１層１１）に付着させる吸湿剤Ｓの量により吸湿性能、サイズ、厚さ等を極めて容易かつ自在に設定可能であると共に、極めて高い汎用性、加工性および取り扱い性を有するものである。従って、有機ＥＬ表示装置１００の封止部材１０８に乾燥剤の取付部を形成する必要等がなくなるので、従来の乾燥剤の配置に伴う有機ＥＬ表示装置の製造工程の煩雑化を抑制すると共に、有機ＥＬ表示装置１００全体を薄型化することが可能となる。そして、有機ＥＬ表示装置１００では、吸湿部材として機能する不織布１（第１層１１）により、ダークスポットの発生といった水分による劣化が確実に防止されることになる。

〔第２実施形態〕
図１０は、本発明の第２実施形態に係る不織布を備えた吸湿部材を示す断面図である。同図に示される吸湿部材５０は、上述の不織布１と同様に、それを構成する繊維の少なくとも一部に吸湿剤Ｓが付着している不織布１Ａを含むものである。図１０からわかるように、不織布１Ａは、繊維を結合させた繊維層１０と、この繊維層１０の一方の面に付着して層を形成している吸湿剤Ｓとを含む。繊維層１０は、例えば約２ｍｍ程度の厚さを有し、それ自体、柔軟かつ肉薄に形成されている。また、吸湿剤Ｓとしては、カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の高い水分保持性能を有する物質Ｘを二酸化ケイ素からなる多孔質性粒子の層Ｙにより内包させたものや（図２参照）、カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の高い水分保持性能を有する物質Ｘの外表面のほぼ全体に二酸化ケイ素の多孔質性粒子ｙを多量に付着させたもの（図３参照）を採用することができる。

そして、吸湿部材５０では、所定のサイズに切り出された不織布１Ａの全体が空気透過性シート１５により覆われている（包まれている）。本実施形態では、空気透過性シート１５として、およそ９８％以上の空気透過率を有するプラスチック（ポリプロピレン）製の多孔質性シートが採用されている。空気透過性シート１５は、不織布１Ａの上下両面を覆うように配置され、不織布１Ａの上下の空気透過性シート１５同士は、不織布１Ａの外周全体に沿って互いに熱融着されている。これにより、吸湿剤Ｓが繊維層１０から剥離したとしても、剥離した吸湿剤Ｓは袋状をなす空気透過性シート１５内に留まるので、吸湿部材５０の吸湿性能は長期間良好に維持されることになる。

図１１は、上述の不織布１Ａを製造する装置の概要を示す概略構成図である。同図に示される不織布製造装置１２０は、繊維を結合させてシート状の繊維層１０（不織布構造体）をつくり出す遠心分離機１２１と、遠心分離機１２１の下方に配置されたベルト機構１２２と、ベルト機構１２２の下流側に配置されたベルト機構１２３とを備える。各ベルト機構１２２，１２３は、循環駆動されるベルト１２２ａ，１２３ａを有し、各ベルト１２２ａおよび１２３ａの表面は、粘着物に対して高い剥離性を有する。

また、不織布製造装置１２０には、不織布１Ａの繊維の原材料を供給する原材料供給部が含まれており、この原材料供給部は、押出機１２４、攪拌機１２５、溶解槽１２６、スネークポンプ１２７および混合機１２８等から構成される。押出機１２４は、繊維の原材料を溶解させて攪拌機１２５に供給し、攪拌機１２５によって攪拌された繊維の原材料は、混合機１２８に供給される。また、溶解槽１２６は、繊維を形成するための他の原材料を溶解させるものであり、溶解槽１２６内の原材料は、スネークポンプ１２７によって混合機１２８に導入される。押出機１２４からの原材料と、溶解槽１２６からの原材料は、混合機１２８によって混合された後、遠心分離機１２１に供給される。

遠心分離機１２１の下流側には、ベルト機構１２３の上方に位置するように、加熱装置１２９、吸湿剤散布装置１３１およびローラ対１３０が上流側から順番に配置されている。加熱装置１２９は、ベルト機構１２２のベルト１２２ａ上に形成された後、ベルト機構１２３のベルト１２３ａ上に移送された繊維層１０を加熱する。また、吸湿剤散布装置１３１は、ベルト１２３ａ等の搬送方向と略直交するように配置されたケーシング１３１ａと、このケーシング１３１ａの内部で回転駆動されるスクリュ１３１ｂとを含む。

吸湿剤散布装置１３１のケーシング１３１ａには、ベルト１２３ａ等の搬送方向と略直交する方向に延びるスリット、または、ベルト１２３ａ等の搬送方向と略直交する方向に沿って配設された複数の孔がベルト１２３ａの上面と対抗するように形成されている。これにより、吸湿剤散布装置１３１のケーシング１３１ａ内に吸湿剤Ｓを導入すると共にスクリュ１３１ｂを回転駆動すれば、ベルト１２３ａ上の繊維層１０に対して吸湿剤Ｓを均一に散布して不織布１Ａを製造することができる。なお、ケーシング１３１ａには、吸湿剤Ｓの過剰な拡散を防止するためのノズル１３１ｃが取り付けられている。

吸湿剤散布装置１３１の下流側には、熱線式の切断機１３２が配置されており、この切断機１３２によって、ベルト機構２３等によって搬送される不織布１Ａの側端部（ベルト機構２３等による搬送方向と平行な側端部）が切り落とされる。この場合、切断機１３２によって切り落とされた余剰繊維は、溶解槽２６にて溶解させた上で再使用されると好ましい。切断機１３２の下流側には、上流側から順番に、加熱装置１３３およびシート供給装置１３４が配置されている。加熱装置１３３は、不織布１Ａに対して熱風を吹き付けるものである。また、シート供給装置１３４は、ベルト機構１２３から移送される繊維層１０の上方および下方に空気透過性シート１５を供給する。

そして、シート供給装置１３４の下流側には、ローラ対１３５を介して、熱圧着切断装置１４０が配置されている。熱圧着切断装置１４０は、図１１および図１２に示されるように、概ね矩形の断面形状を有してプラスチック製の空気透過性シート１５を加熱溶融させるシールヒータ１４１と、概ね矩形の断面形状を有してシールヒータ１４１の外側に所定間隔を隔てて配置されるヒートカッタ１４２とをそれぞれ複数（本実施形態では、４体ずつ）含むものである。シールヒータ１４１とヒートカッタ１４２との組は、図１２に示されるように、微小な間隔を隔てて格子状に配列される。更に、熱圧着切断装置１４０は、駆動機構１４３を有し、各シールヒータ１４１および各ヒートカッタ１４２は、当該駆動機構１４３により、不織布１Ａに対して一体に進退移動させられる。

図１３〜図１５を参照しながら、不織布製造装置１２０に含まれる遠心分離機１２１について説明する。遠心分離機１２１は、図１３に示されるように、中空の回転軸１２００と、回転軸１２００の一端（図１３における下端）に固定されたロータ１２１０とを有する。回転軸１２００は、図示されない支持部により、ベルト機構１２２の上方の所定位置に回転自在に支持され、その他端にはプーリ１２０１が固定されている。そして、回転軸１２００およびロータ１２１０は、プーリ１２０１およびベルト１２０１Ｖを介して図示されないモータ等により回転駆動される。また、回転軸１２００の上端側には、２体のバランスウェイト１２０２が固定されており、バランスウェイト１２０２同士の間には、給電用のスリップリング１２０３が固定されている。スリップリング１２０３は、遠心分離機１２１の周辺に配置された電源に接続されている給電部１２０４と所定の間隔を隔てて対向する。

ロータ１２１０は、図１４に示されるように、それぞれ同一の外径を有する複数の環状板材から構成されており、環状の本体１２１１を有する。本体１２１１は、中心に形成された孔部の周囲に環状の凹部１２１１ａを有する。また、図１４および図１５に示されるように、凹部１２１１ａの周囲に位置する本体１２１１の外周部１２１１ｂの表面には、凹部１２１１ａに連なる複数の溝（凹部）１２１１ｃが形成されている。各溝１２１１ｃは、図１５からわかるように、径方向からそれぞれ所定角度だけ傾斜するように形成されている。

このような本体１２１１の上面には、各溝１２１１ｃを覆うように環状プレート１２１２が固定される。環状プレート１２１２は、本体１２１１の凹部１２１１ａの外径よりも小さく、かつ、回転軸１２００の外径よりも大きい直径を有する孔部を有する。更に、環状プレート１２１２の上面には、環状に形成された上ヒータ１２１３が固定される。上ヒータ１２１３の中心の孔部は、環状プレート１２１２の孔部と同一の内径を有する。そして、上ヒータ１２１３の上面には、環状の上外板１２１４が固定されている。上外板１２１４の中心の孔部も、環状プレート１２１２および上ヒータ１２１３の孔部と同一の内径を有する。一方、本体１２１１の下面には、環状に形成された下ヒータ１２１５が固定され、下ヒータ１２１５の下面には、環状の下外板１２１６が固定されている。ロータ１２１０の上ヒータ１２１３および下ヒータ１２１５には、給電部１２０４、スリップリング１２０３および回転軸１２００の内部に配置された給電線等を介して電力が供給される。

図１３および図１４からわかるように、ロータ１２１０は、環状プレート１２１２、上ヒータ１２１３および上外板１２１４の孔部により画成される環状空間部１２１０ａを有する。そして、この環状空間部１２１０ａを介して、本体１２１１の凹部１２１１ａの一部が外部に開放される。また、上述の回転軸１２００の一端は、環状空間部１２１０ａに差し込まれ、ロータ１２１０の本体１２１１の中心部に強固に固定される。

更に、遠心分離機１２１は、図１３に示されるように、回転軸１２００の外径よりも大きい内径を有すると共に、ロータ１２１０の環状空間部１２１０ａの内径よりも小さい外径を有する筒状部材１２０５を有する。この筒状部材１２０５は、図中下側のバランスウェイト１２０２とロータ１２１０との間に位置するように遠心分離機１２１の周辺に位置決めされており、その一端（図中下端）は、ロータ１２１０と接触しない状態で環状空間部１２１０ａの内部に達している。

そして、筒状部材１２０５の内部は、配管１２０６を介して上述の混合機１２８と接続されている。不織布１Ａの製造時には、混合機１２８から、筒状部材１２０５の内周面と回転軸１２００の外周面との間に形成される空間（原材料導入部）に繊維の原材料が導入される。筒状部材１２０５内に導入された原材料は、ロータ１２１０の環状空間部１２１０ａを介して凹部１２１１ａ内に流れ込み、更に、凹部１２１１ａから各溝１２１１ｃへと流れ込む。従って、ロータ１２１０が回転駆動されると、各溝１２１１１ｃから細径の繊維が噴出されることになる。

一方、ロータ１２１０の上外板１２１４には、筒状のスペーサ１２０７を介して環状の羽根支持部材１２０８が固定されている。そして、羽根支持部材１２０８には、所定間隔を隔てて、複数（本実施形態では、８枚）の羽根１２０９が取り付けられている。ロータ１２１０が回転駆動されると、各羽根１２０９は、ロータ１２１０と共に回転し、図１３における下向き（ベルト機構２３に向けた方向）の推力を発生する。なお、本実施形態において、羽根支持部材１２０８に対する各羽根１２０９の取付角度は自在に変更可能とされている。

次に、上述の不織布製造装置１２０により、不織布１Ａを備えた吸湿部材５０を製造する手順について説明する。

吸湿部材５０を製造するに際しては、まず、硬質のポリプロピレンを押出機１２４に導入すると共に、軟質のアタックチックポリマを溶解槽１２６に導入する。硬質のポリプロピレンは、押出機２４において、およそ３２０〜３７０℃に加熱されて溶融し、押出機１２４から攪拌機１２５に送られる。また、溶解槽１２６において、アタクチックポリマは、およそ２３０〜２５０℃に加熱されて溶融し、スネークポンプ１２７によって溶解槽１２６から混合機１２８に送られる。

なお、遠心分離機１２１に対して繊維の原材料を供給するための各機器および配管類には、図示されないヒータが備えられており、これらのヒータにより、原材料は加熱・保温される。また、不織布１Ａの繊維層１０を構成する繊維の原材料としては、ポリプロピレンおよびアタクチックポリマの他に、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン等を採用することができる。

溶融ポリプロピレンは、攪拌機１２５内で攪拌された後、混合機２８に供給され、混合機２８内で、溶融アタクチックポリマと攪拌混合される。このように、ポリプロピレンとアタクチックポリマとを混ぜ合わせることにより、混合物の粘着性を高めることが可能となる。ポリプロピレンとアタクチックポリマとの混合比は、例えば、重量比で、ポリプロピレン：アタクチックポリマ＝５５：４５〜６５：３５とされる。

混合機１２８において、溶融ポリプロピレンと溶融アタクチックポリマとが十分に混ぜ合わされると、混合機１２８から筒状部材１２０５の内部（原材料導入部）にポリプロピレンとアタクチックポリマとの混合物が供給される。また、混合機１２８から遠心分離機１２１への原材料の供給に先立つ適切なタイミングで、ベルト機構１２２および１２３が作動され、これにより、ベルト１２２ａおよび１２３ａが所定速度で送られる。

そして、所定のタイミングで遠心分離機１２１の回転軸１２００の回転駆動が開始されると、回転するロータ１２１０の各溝１２１１ｃから、遠心力によって、高い粘着性をもった繊維が噴出される。ロータ１２１０から噴出された繊維は、ロータ１２１０の上方で回転する各羽根１２０９によって発生される下向きの推力により、ランダムに飛散しつつ下降すると共に、それぞれの粘着力により互いに結合しながら、遠心分離機１２１の下方で移動するベルト１２２ａ上に堆積する。これにより、ベルト１２２ａ上には、繊維層１０が形成される。

ベルト１２２ａ上に形成された繊維層１０は、ベルト機構１２２とベルト機構１２３との間に配置された図示されないローラ対により均一な厚さを有するように圧縮された後、加熱装置１２９の下方に搬送され、加熱装置１２９によって加熱される。これにより、各羽根１２０９が発する風力によって冷却されて低下した繊維の粘着力が再度増加すると共に、繊維同士の結合が促進させられる。本実施形態において、加熱装置１２９は、およそ２００〜２３０℃の熱風を繊維層１０に吹き付ける。

加熱装置１２９によって加熱された繊維層１０には、吸湿剤散布装置１３１によって吸湿剤Ｓが均一に散布される。吸湿剤Ｓは、加熱装置１２９によって加熱されて再度粘着性をもった繊維に対して満遍なく付着する。そして、吸湿剤Ｓと繊維層１０とがローラ対１３０を通過すると、両者がローラ対１３０によって互いに押圧され、吸湿剤Ｓが繊維層１０に対して強固に付着することになる。なお、繊維層１０に付着させる吸湿剤Ｓの量等は、吸湿剤散布装置１３１に対する吸湿剤Ｓの供給量やスクリュの送り速度等を変化させることにより任意に設定され得る。このようにして、ベルト１２３ａの上には、一方の面に吸湿剤Ｓが付着している繊維層１０、すなわち、吸湿性に優れると共に柔軟かつ薄い不織布１Ａが容易かつ効率よく連続的に形成されることになる。

不織布１Ａは、上述のようにして連続的に製造され、吸湿剤散布装置１３１の下流側で図示されないローラ対によって更に圧縮される。更に、切断機１３２によって、不織布１Ａの側端部が切り落とされると、不織布１Ａには、切断機１３２の下流側に配置されている加熱装置１３３から熱風が吹き付けられ、これにより、不織布１Ａの全体が粘着性を有することになる。そして、加熱装置１３３によって加熱された不織布１Ａに対して、シート供給装置１３４によって上下から空気透過性シート１５が供給される。不織布１Ａおよび上下の空気透過性シート１５は、ローラ対１３５によって圧縮され、これにより、不織布１Ａと空気透過性シート１５との間の残留空気が押し出される。なお、シート供給装置１３４の前段で不織布１Ａを加熱する加熱装置１３３は、省略されてもよい。

不織布１Ａおよび空気透過性シート１５がローラ対１３５を通過すると、熱圧着切断装置１４０が作動される。これにより、各ヒートカッタ１４２により、吸湿剤Ｓを付着させた繊維層１０からなる不織布１Ａおよび空気透過性シート１５が所望のサイズおよび数量の小片に切り出されると同時に、各シールヒータ１４１によって不織布１Ａの小片が完全に覆われるように上下の空気透過性シート１５の外周部が熱圧着されることになる。

これにより、不織布製造装置１２０によれば、コンパクトで良好な吸湿性能を長期間維持可能な吸湿部材５０を効率よく製造可能となる。なお、空気透過性シート１５を熱圧着するためのシールヒータの温度は、例えばおよそ１８０〜２２０℃に設定されると好ましく、不織布１Ａおよび空気透過性シート１５を切断するためのヒートカッタ１４２の温度は、例えばおよそ２６０〜２８０℃に設定されると好ましい。

図１６は、第２実施形態に係る吸湿部材５０の不織布１Ａに含まれる吸湿剤Ｓにおける物質Ｘ（酸化カルシウム）と二酸化ケイ素の多孔質性粒子ｙとの重量比を変化させた場合の水分吸着量の変化を示すグラフである。ここでは、まず、実施例１として、酸化カルシウムと二酸化ケイ素の多孔質性粒子との重量比が７０：３０となるように生成した吸湿剤を約０．６ｇ含む不織布１Ａを空気透過性シート１５で覆った吸湿部材ＥＸ１を用意した。また、実施例２として、酸化カルシウムと二酸化ケイ素の多孔質性粒子との重量比が３０：７０となるように生成した吸湿剤を約０．６ｇ含む不織布１Ａを空気透過性シート１５で覆った吸湿部材ＥＸ２を用意した。

そして、これら２種類の吸湿部材ＥＸ１およびＥＸ２のそれぞれを、常温かつ湿度８０％に設定された密閉容器の内部に放置し、予め定めた測定時間になるたびに水分吸着量を測定した。水分吸着量の測定は、吸湿部材ＥＸ１およびＥＸ２を密閉容器の内部に放置してから１８時間、４２時間、９０時間、１１４時間、１４０時間、１８９時間、２１７時間、２８９時間および４０９時間後に行った。また、各吸湿部材５０の寸法は、縦横５ｃｍ×５ｃｍ、厚さ２ｍｍとした。

図１６に示される結果からわかるように、二酸化ケイ素よりも酸化カルシウムを多く含む実施例１の吸湿部材ＥＸ１は、酸化カルシウムよりも二酸化ケイ素を多く含む実施例２の吸湿部材ＥＸ２と比較して、湿気の高い環境下に配置された当初の吸湿量に劣るものの、当該環境下に配置されてから長時間経過した後の吸湿量に勝っている。従って、吸湿性能を長期間良好に保つためには、実施例１の吸湿部材ＥＸ１のように、二酸化ケイ素よりも物質Ｘ（酸化カルシウム等）の量が多くなるように（重量比で）生成した吸湿剤を用いるとよい。

図１７は、本発明の第２実施形態に係る吸湿部材５０が適用されている有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。同図に示される有機ＥＬ表示装置１００Ａも、ポリシリコンＴＦＴ等を含む透明ガラス基板１０１に、それぞれ有機化合物からなるＩＴＯアノード層１０２、正孔輸送層１０３、ＲＧＢ発光層１０４、電子輸送層１０５、および、金属カソード層１０６を成膜（積層）させたものである。また、基板１０１には、接着層１０７を介して封止部材１０８が加圧・接合され、表示装置内部には、高圧のＮ_２ガス等が封入される。そして、有機ＥＬ表示装置１００Ａでは、封止部材１０８とカソード層１０６との間に、封入ガス中の湿分を吸収・保持させるべく、本実施形態の吸湿部材５０が配置されている。吸湿部材５０は、空気透過性シート１５内の吸湿剤Ｓの層がカソード層１０６側を向くようにして封止部材１０８の内面に固定される。

上述のように、本実施形態の吸湿部材５０は、良好な吸湿性能を保ちつつ、柔軟かつ薄く形成可能なものである。従って、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１００Ａでは、吸湿部材５０の配置に伴う表示装置の容積増加を抑制可能となり、封止部材１０８の外面を概ね平坦にすると共に、表示装置全体の厚さを小さくすることができる。また、吸湿部材５０では、吸湿剤Ｓを付着させた繊維層１０が空気透過性シート１５により覆われていることから、吸湿剤Ｓが繊維層１０から剥離したとしても、剥離した吸湿剤Ｓは空気透過性シート１５内に留まる。従って、吸湿部材５０の吸湿性能は長期間良好に維持されることになり、有機ＥＬ表示装置１００Ａの不具合も確実に防止される。このように、柔軟かつ薄く形成されて良好な吸湿性能を有する吸湿部材５０を採用することにより、ダークスポットの発生等を確実に抑制しつつ、有機ＥＬ表示装置１００Ａを極めてコンパクト（特に、薄く）に構成することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る不織布を模式的に示す断面図である。図１の不織布に含まれている吸湿剤を模式的に示す断面図である。吸湿剤の他の例を模式的に示す断面図である。図１の不織布を製造するための不織布製造装置を示す概略構成図である。図４の不織布製造装置に含まれる第１遠心分離機を示す模式図である。図５の遠心分離機に含まれるロータを示す断面図である。図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線についての断面図である。本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。図８におけるＩＸ−ＩＸ線についての断面図である。本発明の第２実施形態に係る不織布を備えた吸湿部材を示す断面図である。図１０の不織布を製造するための不織布製造装置を示す概略構成図である。図１１の不織布製造装置に含まれる熱圧着切断装置を説明するための模式図である。図１０の不織布製造装置に含まれる遠心分離機を示す部分断面図である。図１３の遠心分離機に含まれるロータを説明するための分解図である。図１４のロータを説明するための平面図である。本発明の第２実施形態に係る吸湿部材に含まれる吸湿剤における酸化カルシウムと二酸化ケイ素との重量比を変化させた場合の水分吸着量の変化を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ不織布
１１第１層
１２第２層
１５空気透過性シート
２０，１２０不織布製造装置
２１第１遠心分離機
２２第２遠心分離機
１２１遠心分離機
２３，１２２，１２３ベルト機構
２３ａ，１２２ａ，１２３ａベルト
２４，１２４押出機
２５，１２５攪拌機
２６，１２６溶解槽
２７，１２７スネークポンプ
２８，１２８混合機
２９第１切断機
３０第２切断機
３３吸湿剤送出装置
５０吸湿部材
１００，１００Ａ有機ＥＬ表示装置
１０１透明ガラス基板
１０２アノード層
１０３正孔輸送層
１０４ＲＧＢ発光層
１０５電子輸送層
１０６カソード層
１０７接着層
１０８封止部材
１２１遠心分離機
１２９加熱装置
１３０ローラ対
１３１吸湿剤散布装置
１３２切断機
１３３加熱装置
１３４シート供給装置
１３５ローラ対
１４０熱圧着切断装置
１４１シールヒータ
１４２ヒートカッタ
１４３駆動機構
２００本体
２０１羽根
２１０ロータ
２１１上側半部
２１２下側半部
２１３内部空間
２１４スリット
２１５原材料導入部
２１６仕切り板
２１７ヒータ
２１８吸湿剤供給部
１２００回転軸
１２０１プーリ
１２０１Ｖベルト
１２０２バランスウェイト
１２０３スリップリング
１２０４給電部
１２０５筒状部材
１２０６配管
１２０７スペーサ
１２０８羽根支持部材
１２０９羽根
１２１０ロータ
１２１０ａ環状空間部
１２１１本体
１２１１ａ凹部
１２１１ｂ外周部
１２１１ｃ溝
１２１２環状プレート
１２１３上ヒータ
１２１４上外板
１２１５下ヒータ
１２１６下外板
Ｓ吸湿剤

Claims

酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、フッ化物樹脂、フッ素樹脂を含む群から選択された少なくとも一つの高い水分保持性能を有する物質の外表面に二酸化ケイ素を付着させたことを特徴とする吸湿剤。
湿潤ゲル体を乾燥させ二酸化ケイ素の多孔質性粒子を形成する第１の工程と、
この二酸化ケイ素と酸化カルシウムとを混合させ、前記酸化カルシウムの外表面に前記酸化カルシウムの外表面に前記二酸化ケイ素を付着させる第二の工程とを備えた吸湿剤の製造方法。
前記第１の工程は、前記湿潤ゲル体をその周囲温度を略１３５乃至１５０℃までに徐々に上昇させることにより乾燥させることにより乾燥させ二酸化ケイ素の多孔質性粒子を形成する工程であることを特徴とする請求項２記載の吸湿剤の製造方法。
前記第２の工程は、前記二酸化ケイ素を５０乃至７０部、１５０ミクロン以上の粒径をもった酸化カルシウムを５０乃至３０部の割合で混合させることにより、前記酸化カルシウムの外表面に前記二酸化ケイ素を付着させる工程であることを特徴とする請求項３記載の吸湿剤の製造方法。