JP2010174172A - Coating agent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、調湿・ガス吸着性及び防汚性に優れた多孔質の連続皮膜を形成するためのコーティング剤に関する。 The present invention relates to a coating agent for forming a porous continuous film excellent in humidity control, gas adsorption and antifouling properties.
近年、住宅などの建築物の高気密化は、壁、窓又は収納内部などに結露を生じさせ、この結露がアレルギー疾患を引き起こすカビ、ダニなどのアレルゲンの発生源となるため問題となっている。また、建築物の高気密化は、内装材又は家具などに使用されている化学物質から発生する揮発性有機化合物を室内に滞留させるため、いわゆる化学物質過敏症の一因にもなっている。 In recent years, high airtightness of buildings such as houses has become a problem because it causes condensation on walls, windows, or inside the storage, and this condensation becomes a source of allergens such as molds and mites that cause allergic diseases. . Further, the high airtightness of buildings also causes so-called chemical hypersensitivity because volatile organic compounds generated from chemical substances used in interior materials or furniture are retained in the room.
このような問題に対して、調湿性(吸放湿性)やガス吸着性などの機能が付与された内装材を使用する方法がある。そして、このような内装材の表面を保護しつつ、かつ、上記機能が効率良く発揮されるようにするために、多孔質の連続皮膜を形成するためのコーティング剤について各種の提案がなされている。 For such a problem, there is a method of using an interior material provided with functions such as humidity control (moisture absorption / release properties) and gas adsorption. Various proposals have been made on coating agents for forming a porous continuous film in order to protect the surface of such an interior material and to efficiently exhibit the above functions. .
例えば、特許文献1には、多孔質の連続皮膜を形成させるためのコーティング剤として、特定の皮膜形成水性エマルジョンと特定のコロイダルシリカとを含む多孔質皮膜形成用水分散型組成物が提案されており、そして、特許文献2には、該組成物を、調湿性を有する基材に適用した調湿性内装材についても提案されている。
For example,
また、特許文献3には、多孔質の連続皮膜であって、かつ、調湿性・ガス吸着性を有する皮膜を形成させるためのコーティング剤として、15〜65質量%の特定の性質を有する無機多孔質材料と樹脂分で30〜70質量%の特定の樹脂エマルジョンと固形分で5〜40質量%の透湿性付与剤とを配合させてなるコーティング剤が提案されており、また、該コーティング剤が表面に塗布されてなる調湿性内装材についても提案されている。 Patent Document 3 discloses an inorganic porous film having a specific property of 15 to 65% by mass as a coating agent for forming a porous continuous film and a film having humidity control and gas adsorption properties. There has been proposed a coating agent comprising a specific material and a resin resin content of 30 to 70% by mass in a resin content and a moisture permeability imparting agent of 5 to 40% by mass in a solid content. A humidity control interior material applied to the surface has also been proposed.
そして、これらのコーティング剤を用いてなる調湿性内装材は、コーティング剤による形成皮膜により表面が保護され、また、この皮膜は透湿性を有することから、基材の持つ調湿性やガス吸着性を効率良く発揮させることができるものである。しかし、これらのコーティング剤により形成される皮膜自体は、調湿性を有しないか、若しくは、十分に満足できるものではないため、上記したような調湿性内装材は、吸湿や放湿に時間がかかるという改善すべき点があった。すなわち、吸湿に時間がかかるため、室内環境の変化に素早く対応できなかったり、また、放湿に時間がかかるため、基材に蓄湿を生じさせたりする場合があった。さらに、このような調湿性を有するコーティング剤を、フィルターなどの他の用途に適用する場合においても、素早い吸湿を可能とするために、皮膜により高い吸湿性能や放湿性能を付与させることが求められていた。 The humidity-controllable interior materials made using these coating agents are protected by the coating film formed by the coating agent, and the film has moisture permeability. It can be efficiently exhibited. However, since the film itself formed by these coating agents does not have humidity control or is not fully satisfactory, the humidity control interior material as described above takes time to absorb and release moisture. There was a point that should be improved. That is, since it takes time to absorb moisture, it may not be possible to quickly respond to changes in the indoor environment, and it may take time to release moisture, which may cause moisture accumulation in the base material. Furthermore, in order to enable quick moisture absorption even when such a moisture-controllable coating agent is applied to other uses such as filters, it is required to provide high moisture absorption performance and moisture release performance to the film. It was done.
したがって、本発明の目的は、多孔質の連続皮膜であって、十分に満足できる程度の優れた調湿性と、良好なガス吸着性を有する皮膜を形成させるコーティング剤を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coating agent that forms a porous continuous film having a sufficiently satisfactory humidity control property and a good gas adsorbing property.
以上の課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討をした結果、以下の本発明により上記課題が解決されることを見出した。即ち、本発明は、調湿・ガス吸着性を有する多孔質の連続皮膜を形成するためのコーティング剤であって、少なくとも、平均細孔半径1〜10nm、比表面積80m2/g以上、及び平均粒径80μm以下の特性を有する無機多孔質材料と、多孔質皮膜形成材料と、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム及び塩化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の塩化合物とを含有してなることを特徴とするコーティング剤である。また、本発明のコーティング剤は、さらに、ポリカルボン酸系分散剤を含有してなることが好ましい。 In order to solve the above problems, the present inventors have intensively studied, and as a result, have found that the above-described problems can be solved by the following present invention. That is, the present invention is a coating agent for forming a porous continuous film having humidity conditioning and gas adsorption properties, and has at least an average pore radius of 1 to 10 nm, a specific surface area of 80 m 2 / g or more, and an average An inorganic porous material having a particle size of 80 μm or less, a porous film-forming material, and at least one salt compound selected from the group consisting of lithium chloride, sodium chloride, magnesium chloride, and calcium chloride It is a coating agent characterized by this. Moreover, it is preferable that the coating agent of this invention contains a polycarboxylic acid type dispersing agent further.
また、本発明のコーティング剤は、前記多孔質皮膜形成材料が、樹脂のガラス転移温度が−50〜30℃である樹脂エマルジョンと、透湿性付与剤とから構成されるものであり、各成分の含有量(固形分換算)が、前記無機多孔質材料15〜90質量%、上記樹脂エマルジョン3〜70質量%、上記透湿性付与剤0.5〜40質量%、前記塩化合物2〜25質量%である形態とすることが好ましい。この形態においては、さらに、少なくとも粒径0.03〜10μmの合成樹脂粒子と水で構成された皮膜形成水性エマルジョンとコロイダルシリカとからなり、皮膜形成水性エマルジョンがα、β−エチレン性不飽和単量体とアクリルシラン又はビニルシランとを乳化重合して得たエマルジョンであり、コロイダルシリカの粒径が合成樹脂粒子の粒径の1/3以下であり、該コロイダルシリカの配合量が合成樹脂粒子を完全に被覆する質量の0.5〜30倍である多孔質皮膜形成用水分散型組成物を含有してなることが好ましい。 In the coating agent of the present invention, the porous film-forming material is composed of a resin emulsion having a glass transition temperature of −50 to 30 ° C. and a moisture permeability imparting agent. Content (solid content conversion) is 15 to 90% by mass of the inorganic porous material, 3 to 70% by mass of the resin emulsion, 0.5 to 40% by mass of the moisture permeability imparting agent, and 2 to 25% by mass of the salt compound. It is preferable to adopt a form. In this embodiment, the film-forming aqueous emulsion further comprises synthetic resin particles having a particle size of 0.03 to 10 μm, water, and colloidal silica, and the film-forming aqueous emulsion is an α, β-ethylenically unsaturated monomer. An emulsion obtained by emulsion polymerization of a monomer and acrylic silane or vinyl silane, the colloidal silica particle size is 1/3 or less of the synthetic resin particle size, and the amount of the colloidal silica compounded synthetic resin particles It is preferable to contain a water-dispersed composition for forming a porous film that is 0.5 to 30 times the mass to be completely covered.
また、本発明のコーティング剤は、前記多孔質皮膜形成材料が、少なくとも粒径0.03〜10μmの合成樹脂粒子と水で構成された皮膜形成水性エマルジョンとコロイダルシリカとからなり、皮膜形成水性エマルジョンがα、β−エチレン性不飽和単量体とアクリルシラン又はビニルシランとを乳化重合して得たエマルジョンであり、コロイダルシリカの粒径が合成樹脂粒子の粒径の1/3以下であり、該コロイダルシリカの配合量が合成樹脂粒子を完全に被覆する質量の0.5〜30倍である多孔質皮膜形成用水分散型組成物であることが好ましい。 In the coating agent of the present invention, the porous film-forming material comprises a film-forming aqueous emulsion composed of at least synthetic resin particles having a particle size of 0.03 to 10 μm and water, and colloidal silica. Is an emulsion obtained by emulsion polymerization of an α, β-ethylenically unsaturated monomer and acrylic silane or vinyl silane, and the colloidal silica particle size is 1/3 or less of the synthetic resin particle size, It is preferable that the amount of colloidal silica is 0.5 to 30 times the mass that completely covers the synthetic resin particles, and the aqueous dispersion composition for forming a porous film is preferable.
本発明によれば、多孔質の連続皮膜であって、極めて優れた調湿性と、良好なガス吸着性を有する皮膜を形成させるコーティング剤を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a porous continuous membrane | film | coat, Comprising: The coating agent which forms the membrane | film | coat which has the outstanding humidity control property and favorable gas adsorption property can be provided.
以下、本発明を実施するための好ましい形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明のコーティング剤は、調湿・ガス吸着性を有する多孔質の連続皮膜を形成するためのコーティング剤である。そして、少なくとも、平均細孔半径1〜10nm、比表面積80m2/g以上、及び平均粒径80μm以下の特性を有する無機多孔質材料と、多孔質皮膜形成材料と、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム及び塩化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の塩化合物とを含有してなることを特徴とする。以下、本発明のコーティング剤を構成する各成分について詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments for carrying out the present invention.
The coating agent of the present invention is a coating agent for forming a porous continuous film having humidity control and gas adsorption properties. An inorganic porous material having at least an average pore radius of 1 to 10 nm, a specific surface area of 80 m 2 / g or more, and an average particle size of 80 μm or less, a porous film forming material, lithium chloride, sodium chloride, chloride It contains at least one salt compound selected from the group consisting of magnesium and calcium chloride. Hereinafter, each component which comprises the coating agent of this invention is demonstrated in detail.
<無機多孔質材料>
本発明のコーティング剤に用いられる無機多孔質材料は、多孔の平均細孔半径が1〜10nm、比表面積が80m2/g以上の特性を有するものであり、優れた調湿・ガス吸着性を有するものである。このため、この特性を有する無機多孔質材料を含む本発明のコーティング剤は、形成皮膜に、良好な調湿・ガス吸着性を付与することができる。また、本発明者らの検討によれば、上記特性を有する無機多孔質材料は、湿度60%以上の環境下において、無機多孔質材料の空隙内に凝縮水を発生させ、その後、湿度60%未満の環境下となった際において、該凝縮水がナノ水蒸気として多量に雰囲気中に放出される性質を有する。このため、本発明のコーティング剤は、健康面においても有効であるといえ、特に住環境で使用する材料として有用である。本発明においては、特に、無機多孔質材料の特性が、平均細孔半径2〜8nm、比表面積100m2/g以上であることが好ましい。
<Inorganic porous material>
The inorganic porous material used in the coating agent of the present invention has the characteristics of a porous average pore radius of 1 to 10 nm and a specific surface area of 80 m 2 / g or more, and has excellent humidity conditioning and gas adsorption properties. It is what you have. For this reason, the coating agent of this invention containing the inorganic porous material which has this characteristic can provide favorable humidity control and gas adsorption property to a formed film. Further, according to the study by the present inventors, the inorganic porous material having the above characteristics generates condensed water in the voids of the inorganic porous material in an environment having a humidity of 60% or more, and then the humidity is 60%. When the environment becomes less than this, the condensed water is released into the atmosphere in a large amount as nano-water vapor. For this reason, it can be said that the coating agent of the present invention is effective in terms of health, and is particularly useful as a material used in a living environment. In the present invention, it is particularly preferable that the inorganic porous material has an average pore radius of 2 to 8 nm and a specific surface area of 100 m 2 / g or more.
また、本発明に用いる無機多孔質材料は、その平均粒径が80μm以下である。平均粒径が80μmを超える場合は、コーティング剤中で無機多孔質材料が沈殿しやすくなり、コーティング剤を均一に塗布することが困難となる。また、本発明において、無機多孔質材料の平均粒径を20μm以下とすることにより、コーティング剤により形成される皮膜の表面を、ざらつきが抑えられた滑らかな状態とすることができる。無機多孔質材料の平均粒径が20μmを超えて80μm以下である場合は、平均粒径を大きくするにしたがって、コーティング剤による形成皮膜の表面にざらつきが付与されるようになり、皮膜の表面積が増加して、より効果的に吸放湿性能が発揮されるようになる。一方、本発明においては、無機多孔質材料の平均粒径は5μm以上であることが好ましい。 The inorganic porous material used in the present invention has an average particle size of 80 μm or less. When the average particle size exceeds 80 μm, the inorganic porous material tends to precipitate in the coating agent, and it becomes difficult to uniformly apply the coating agent. Moreover, in this invention, the surface of the membrane | film | coat formed with a coating agent can be made into the smooth state by which the average particle diameter of the inorganic porous material shall be 20 micrometers or less, and the roughness was suppressed. When the average particle size of the inorganic porous material is more than 20 μm and 80 μm or less, as the average particle size is increased, the surface of the film formed by the coating agent becomes rough, and the surface area of the film is reduced. The moisture absorption / release performance is more effectively exhibited. On the other hand, in the present invention, the average particle size of the inorganic porous material is preferably 5 μm or more.
以上の特性を有することができる無機多孔質材料の具体例としては、例えば、珪質頁岩、アロフェン、イモゴライト、セピオライト、活性白土、大谷石又はシリカゲルなどを挙げることができ、これらは単独でも組み合わせても用いることができる。本発明においては、その中でも、珪質頁岩を用いることが好ましい。珪質頁岩とは、植物性プランクトンの化石である一般珪藻土(珪藻泥岩)が、地球の続性作用により変質してできた多孔質の変成岩である。この珪質頁岩は、調湿性に優れており、また、水蒸気に溶解可能な、アンモニア、ホルマリン又はアセトアルデヒドなどの水溶性ガス、インドール、スカトール又はイソ吉草酸などの介護臭やペット臭、大気汚染物質であるNOx、SOxなどの有害ガスを吸着する性質を有する、また、改質させることによって、他のガス、例えば、水ガラスなどを用いたアルカリ処理によって硫化水素などの酸性ガスを、疎水化処理によって水蒸気に溶解しないトルエン、キシレンなどの親油性ガスなどを吸着する性質を付与することも可能である。また、珪質頁岩は、上述したようなナノ水蒸気を多量に発生させることでも知られている。また、珪質頁岩は、一般的に、黄土色であることから、シリカゲルや活性白土などの白色の無機多孔質材料と併用することにより、淡色の色彩の皮膜を形成させるコーティング剤とすることもできる。また、高湿度域において優れた調湿性を有する珪質頁岩と、低湿度域においても優れた吸湿性を有するシリカゲルを併用することで広範囲の湿度領域に対応できるコーティング剤とすることも可能である。 Specific examples of the inorganic porous material that can have the above characteristics include, for example, siliceous shale, allophane, imogolite, sepiolite, activated clay, Oya stone, silica gel, etc., and these can be used alone or in combination. Can also be used. In the present invention, among them, it is preferable to use siliceous shale. The siliceous shale is a porous metamorphic rock formed by altering general diatomaceous earth (diatomaceous mudstone), a fossil of phytoplankton, by the continuation of the earth. This siliceous shale is excellent in humidity control and is soluble in water vapor, water-soluble gas such as ammonia, formalin or acetaldehyde, care odor such as indole, skatole or isovaleric acid, pet odor, air pollutant It has the property of adsorbing noxious gases such as NOx and SOx, and by modifying it, hydrophobizing acidic gases such as hydrogen sulfide by alkali treatment using other gases such as water glass It is also possible to impart the property of adsorbing lipophilic gases such as toluene and xylene that do not dissolve in water vapor. Siliceous shale is also known to generate a large amount of nano-water vapor as described above. Moreover, since siliceous shale is generally ocher, it can be used as a coating agent that forms a light-colored film when used in combination with white inorganic porous materials such as silica gel and activated clay. it can. It is also possible to make a coating agent that can handle a wide range of humidity by using a siliceous shale having excellent humidity control in a high humidity range and a silica gel having excellent hygroscopicity in a low humidity range. .
なお、珪質頁岩の中でも、北海道天北地方で産出され、細孔容量が0.1〜0.4ml/gの範囲内にある稚内層珪質頁岩を用いることが特に好ましい。また、稚内層珪質頁岩を用いた場合、40℃程度の低温で素早く放湿(再生)させることが可能となる。つまり、この場合においては、樹脂皮膜を劣化させずに吸放湿を素早く繰り返しさせることができるため、内装材以外にもフィルターなどの用途に適用することも有効である。 Of the siliceous shale, it is particularly preferable to use the Wakkanai layer siliceous shale which is produced in the Tenpoku region of Hokkaido and has a pore volume in the range of 0.1 to 0.4 ml / g. Moreover, when the Wakkanai layer siliceous shale is used, it is possible to quickly release (regenerate) moisture at a low temperature of about 40 ° C. That is, in this case, since moisture absorption and desorption can be repeated quickly without deteriorating the resin film, it is effective to apply to applications such as filters in addition to interior materials.
また、本発明においては、上記した無機多孔質材料のうち、品質のばらつきが少ない工業製品として生産可能なシリカゲル又は活性白土を用いることも好ましい形態の一つである。さらには、調湿性が特に優れたシリカゲルと、ガス吸着性が優れた活性白土を併用することが、品質のばらつきがなく、優れた調湿性と優れたガス吸着性を併せ持つこととなるため、特に好ましい。なお、上記したこれらの無機多孔質材料は、要求される色彩によっても使い分けることもできる。例えば、白色が要求される場合は、シリカゲル、活性白土などを用いることができ、茶褐色が要求される場合には、珪質頁岩、アロフェンなどを用いることができる。 Moreover, in this invention, it is also one of the preferable forms to use the silica gel or activated clay which can be produced as an industrial product with few dispersion | variation in quality among the above-mentioned inorganic porous materials. Furthermore, using silica gel with particularly excellent humidity control and activated clay with excellent gas adsorption has no variation in quality and has both excellent humidity adjustment and excellent gas adsorption. preferable. These inorganic porous materials described above can be used properly depending on the required color. For example, when white is required, silica gel or activated clay can be used, and when brown is required, siliceous shale, allophane, or the like can be used.
また、本発明において、上記した無機多孔質材料は、特には、その最高吸湿率が10%以上であることが好ましく、特には、上記したようなナノ水蒸気をより多く発生させる目的から、15%以上、さらには、20%以上であることがより好ましい。なお、本発明において、細孔容量は、BJH(Barrett Joyner Halenda)法により測定できる。また、比表面積は、BET(Brunauer Emmett Teller)法により測定できる。また、平均細孔半径は、前記の方法で測定した、細孔容量と比表面積とから、細孔が円柱体と仮定して、下記の式から計算により求めることができる。なお、最高吸湿率は、測定対象物を150℃のオーブンに入れ72時間保持した後に測定した対象物の絶乾質量と、その後、25℃、相対湿度95%の恒温恒湿槽に入れて48時間保持した後に再度測定する対象物の質量との質量増加率により得られる。相対湿度に応じての水分吸着量及び水分放湿量の変化は、水蒸気吸着量測定装置で連続して測定することができる。
(式)平均細孔半径=2×細孔容量(ml/g)÷比表面積(m2/g)
In the present invention, the above-mentioned inorganic porous material preferably has a maximum moisture absorption rate of 10% or more, particularly 15% for the purpose of generating more nanowater vapor as described above. In addition, more preferably, it is 20% or more. In the present invention, the pore volume can be measured by a BJH (Barrett Joyner Halenda) method. The specific surface area can be measured by a BET (Brunauer Emmet Teller) method. The average pore radius can be calculated from the following formula based on the pore volume and specific surface area measured by the above method, assuming that the pore is a cylindrical body. Note that the maximum moisture absorption rate is 48 by placing the object to be measured in an oven at 150 ° C. and holding it for 72 hours and then placing it in an oven at 25 ° C. and 95% relative humidity. It is obtained by the mass increase rate with respect to the mass of the object to be measured again after holding for a time. Changes in the amount of moisture adsorbed and the amount of moisture released according to the relative humidity can be continuously measured with a water vapor adsorption amount measuring apparatus.
(Formula) Average pore radius = 2 × pore volume (ml / g) ÷ specific surface area (m 2 / g)
<塩化合物>
本発明のコーティング剤には、形成皮膜の機能を向上させるために、前記無機多孔質材料とともに、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム及び塩化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の塩化合物が含有されている。本発明のコーティング剤は、このように塩化合物を含有したものであるため、形成皮膜は、その吸湿性能が飛躍的に向上したものとなり、また、これとともに吸湿速度も高いレベルとなる。また、本発明者ら検討した結果、このように吸湿性能が飛躍的に向上するにもかかわらず、皮膜表面が濡れた状態となる表面濡れや、材料の飛散や脱落が生じにくいことがわかった。
<Salt compound>
The coating agent of the present invention contains at least one salt compound selected from the group consisting of lithium chloride, sodium chloride, magnesium chloride and calcium chloride together with the inorganic porous material in order to improve the function of the formed film. Has been. Since the coating agent of the present invention contains a salt compound in this way, the formed film has drastically improved moisture absorption performance, and at the same time, the moisture absorption rate is at a high level. In addition, as a result of the examination by the present inventors, it was found that the surface of the film becomes wet, and the material is less likely to scatter or fall off despite the dramatic improvement in moisture absorption performance. .
上記した効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、本発明者らの検討によれば、以下のことが関係していると考えられる。すなわち、コーティング剤中において、前記塩化合物の一部又は全部が、前記無機多孔質材料の細孔内に入り込んで担持された状態となり、前記無機多孔質材料と前記塩化合物の吸湿性能が相乗的に発揮されるとともに、材料の飛散や脱落が生じにくくなると考えられる。また、吸湿した際、水分が、無機多孔質材料の細孔内やサブミクロンオーダーの無機多孔質材料の粒子間に保持されるようになることも関係していると考えられる。 The reason why the above effect is obtained is not necessarily clear, but according to the study by the present inventors, it is considered that the following is related. That is, in the coating agent, part or all of the salt compound enters and is supported in the pores of the inorganic porous material, and the hygroscopic performance of the inorganic porous material and the salt compound is synergistic. It is considered that the material is less likely to scatter and drop off. In addition, it is considered that the moisture is retained in the pores of the inorganic porous material or between the particles of the inorganic porous material of submicron order when moisture is absorbed.
本発明者らが上記のように推定する理由は、以下の通りである。先ず、例えば、塩化ナトリウムは、主に湿度80%以上の高湿度域で吸湿性能を発揮するものであるが、これを含有させたコーティング剤による皮膜は、湿度50%程度の中湿度域でも、従来にない程度に吸湿性能が向上されるようになる。そして、このことは、湿度50%程度の中湿度域において、先ず、前記無機多孔質材料のメソ細孔内に吸着された水蒸気が、さらに、局所的には高湿度域にある前記無機多孔質材料の細孔内付近で前記塩化合物に吸着されるようになるためであると考えられる。つまり、単独では、吸湿しにくい湿度領域においても、前記無機多孔質材料と前記塩化合物の相乗効果により、吸湿性能が向上するようになると考えられる。また、前記無機多孔質材料の細孔内に担持された前記塩化合物が、前記無機多孔質材料の細孔内に閉じ込められるようになることが、脱落などが生じにくくなり、また、前記塩化合物の潮解性による表面濡れなどの影響も防ぐ理由であると考えられる。 The reason why the inventors presume as described above is as follows. First, for example, sodium chloride exhibits hygroscopic performance mainly in a high humidity range of 80% or higher humidity, but the coating with a coating agent containing this has a humidity of about 50% even in a medium humidity range. Moisture absorption performance comes to be improved to an unprecedented level. And this means that in a medium humidity range of about 50% humidity, first, the water vapor adsorbed in the mesopores of the inorganic porous material is further locally in the high humidity range. This is probably because the salt compound is adsorbed in the vicinity of the pores of the material. That is, it is considered that the hygroscopic performance is improved by the synergistic effect of the inorganic porous material and the salt compound even in a humidity region where it is difficult to absorb moisture by itself. Further, the salt compound supported in the pores of the inorganic porous material is confined in the pores of the inorganic porous material, so that the salt compound is less likely to drop off. It is thought that this is also the reason for preventing the effects of surface wetting due to deliquescence.
また、本発明者らがさらに検討した結果、前記塩化合物を含有させることにより、吸湿性能が向上するだけでなく、放湿性能も高い水準で向上することがわかった。すなわち、本発明のコーティング剤は、非常に高い調湿性やガス吸着性を有する皮膜を形成させることができるものである。 Further, as a result of further studies by the present inventors, it was found that not only the moisture absorption performance is improved but also the moisture release performance is improved at a high level by containing the salt compound. That is, the coating agent of the present invention can form a film having very high humidity control and gas adsorption.
また、これらの塩化合物の中でも、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムを用いた場合は、低湿度域から高湿度域にかけて幅広く吸湿性能が向上された皮膜を形成させることができる。その中でも、塩化リチウムを用いた場合が最も吸湿性能の向上効果が高い。また、塩化ナトリウムを用いた場合は、低湿度域においては吸湿性能の向上効果が低いものの、中湿度域から高湿度域にかけて急激に吸湿性能が向上された皮膜を形成させることが可能となる。したがって、本発明において、前記塩化合物として塩化ナトリウムを用いた場合、人間が快適に感じるとされる中湿度域の状態を安定的に確保することが望まれる用途、例えば、壁紙などの内装材や、空気浄化装置用フィルターなどの室内空間に使用される用途に好ましく適用することができる。 Of these salt compounds, when lithium chloride, magnesium chloride, or calcium chloride is used, a film having a wide range of moisture absorption performance can be formed from a low humidity region to a high humidity region. Among them, the effect of improving the hygroscopic performance is the highest when lithium chloride is used. In addition, when sodium chloride is used, it is possible to form a film having a drastic improvement in moisture absorption performance from the middle humidity region to the high humidity region, although the effect of improving the moisture absorption performance is low in the low humidity region. Therefore, in the present invention, when sodium chloride is used as the salt compound, it is desired to stably secure a state of a medium humidity range that humans feel comfortable, for example, interior materials such as wallpaper, It can be preferably applied to applications used in indoor spaces such as filters for air purification devices.
<多孔質皮膜形成材料>
本発明において、多孔質皮膜形成材料は、多孔質の連続皮膜を形成するためのものであり、具体例としては、以下の第1形態及び第2形態が挙げられる。以下、各形態毎に本発明を詳細に説明する。
(第1の形態)
本発明において、多孔質皮膜形成材料の第1形態としては、樹脂のガラス転移温度が−50〜30℃である樹脂エマルジョンと、透湿性付与剤とから構成される形態が挙げられる。この第1形態の場合、本発明のコーティング剤は、優れた調湿・ガス吸着性を有する多孔質の連続皮膜を形成させるために、各成分の含有量(固形分換算)が、前記無機多孔質材料15〜90質量%、上記樹脂エマルジョン3〜70質量%、上記透湿性付与剤0.5〜40質量%、前記塩化合物2〜25質量%となるように調整される。特には、前記無機多孔質材料30〜85質量%、上記樹脂エマルジョン3〜40質量%、上記透湿性付与剤0.5〜20質量%、前記塩化合物3〜10質量%となるように調整されることが好ましい。
<Porous film forming material>
In the present invention, the porous film-forming material is for forming a porous continuous film, and specific examples include the following first and second forms. Hereinafter, the present invention will be described in detail for each embodiment.
(First form)
In the present invention, the first form of the porous film-forming material includes a form constituted by a resin emulsion having a glass transition temperature of -50 to 30 ° C. and a moisture permeability imparting agent. In the case of this first form, the coating agent of the present invention has a content of each component (in terms of solid content) in order to form a porous continuous film having excellent humidity control and gas adsorption properties. The material is adjusted to 15 to 90% by mass, the resin emulsion 3 to 70% by mass, the moisture permeability imparting agent 0.5 to 40% by mass, and the
前記第1形態において、コーティング剤中における無機多孔質材料の含有量が、15質量%未満の場合は、コーティング剤により形成される皮膜の調湿・ガス吸着性が不十分となり、90質量%を超える場合はこの皮膜にクラックが生じ易くなる。また、コーティング剤中における塩化合物の含有量が、2質量%未満の場合は調湿性向上効果が少なく、25質量%を超える場合は吸湿時に皮膜に表面濡れが生じたり、塩化合物の飛散などが生じたりする場合がある。 In the first embodiment, when the content of the inorganic porous material in the coating agent is less than 15% by mass, the humidity control / gas adsorption property of the film formed by the coating agent becomes insufficient, and 90% by mass When it exceeds, it becomes easy to produce a crack in this membrane | film | coat. In addition, when the content of the salt compound in the coating agent is less than 2% by mass, the effect of improving the humidity control is small, and when the content exceeds 25% by mass, the film wets the surface during moisture absorption or the salt compound scatters. May occur.
〔樹脂エマルジョン〕
次に、多孔質皮膜形成材料の第1形態を構成する樹脂エマルジョンについて説明する。この第1形態において、樹脂エマルジョン中の樹脂のガラス転移温度は、−50〜30℃の範囲内であることを必要とする。この樹脂のガラス転移温度が、−50℃未満の場合は、コーティング剤により形成される皮膜の表面タックが強くなり過ぎてしまい、防汚性などに問題を生じる場合がある。一方、30℃を超える場合は、この皮膜に生じるクラックを防止することが困難となる。さらに、上記樹脂のガラス転移温度は、−40〜10℃の範囲内であることがより好ましい。樹脂のガラス転移温度をこの範囲内に限定することで、形成される皮膜は、より適度な柔軟性を有した表面が滑らかなものとなる。つまり、コーティング剤中に、上述したような吸水量の非常に高い無機多孔質材料の粒子を多量に含有させた場合であっても、形成される皮膜は、よりクラックの発生が抑えられたものとなり、また、より防汚性に優れたものとなる。また、樹脂のガラス転移温度を−15〜10℃の範囲内に限定することも好ましい形態である。さらには、樹脂のガラス転移温度の範囲を0℃以下に限定することが最も好ましい。つまり、本発明のコーティング剤は、無機多孔質材料を配合することから含有する水分量が多くなる。このため、皮膜形成時などにおいて、収縮歪など内部歪が大きくなり、変形追随性が不足し、クラックが生じやすくなるおそれがある。しかしながら、樹脂のガラス転移温度を0℃以下に限定することでクラックの発生を長期にわたってより確実に防止することが可能となる。
[Resin emulsion]
Next, the resin emulsion constituting the first form of the porous film forming material will be described. In this first form, the glass transition temperature of the resin in the resin emulsion needs to be in the range of −50 to 30 ° C. When the glass transition temperature of this resin is lower than −50 ° C., the surface tack of the film formed by the coating agent becomes too strong, which may cause a problem in antifouling properties. On the other hand, when it exceeds 30 ° C., it is difficult to prevent cracks generated in this film. Furthermore, the glass transition temperature of the resin is more preferably in the range of −40 to 10 ° C. By limiting the glass transition temperature of the resin within this range, the film to be formed has a smooth surface with more appropriate flexibility. In other words, even when the coating agent contains a large amount of particles of the inorganic porous material having a very high water absorption amount as described above, the formed film has a more suppressed occurrence of cracks. In addition, the antifouling property is further improved. It is also a preferred form to limit the glass transition temperature of the resin within the range of −15 to 10 ° C. Furthermore, it is most preferable to limit the glass transition temperature range of the resin to 0 ° C. or lower. That is, the coating agent of the present invention contains a large amount of water because it contains the inorganic porous material. For this reason, at the time of film formation, internal strain such as shrinkage strain becomes large, deformation followability is insufficient, and cracks are likely to occur. However, by limiting the glass transition temperature of the resin to 0 ° C. or lower, the occurrence of cracks can be more reliably prevented over a long period of time.
また、上記樹脂エマルジョン中の樹脂粒子の平均粒径は、0.05〜2.0μmの範囲であることが好ましい。上記樹脂粒子の平均粒径を、この範囲内に限定することで、本発明のコーティング剤は、その粘度が適度なものとなり、塗布適正に優れたものとなる。また、樹脂粒子間の密着性も良好となることから、形成される皮膜にクラックが生じるのをより有効に防止できる。最も好ましい上記樹脂粒子の平均粒径は、0.25〜1.8μmの範囲内である。 Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the resin particle in the said resin emulsion is the range of 0.05-2.0 micrometers. By limiting the average particle diameter of the resin particles within this range, the coating agent of the present invention has an appropriate viscosity and is excellent in coating suitability. Moreover, since the adhesiveness between resin particles becomes favorable, it can prevent more effectively that a crack is generated in the formed film. The most preferable average particle diameter of the resin particles is in the range of 0.25 to 1.8 μm.
上記樹脂の種類としては、特に制限はなく、例えば、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂(EVA系樹脂)、保護コロイド系アクリル樹脂などのアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂又はアクリルシリコーン系樹脂などを挙げることができ、これらの群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。好ましくは、アクリル系樹脂、EVA系樹脂である。 There is no restriction | limiting in particular as a kind of said resin, For example, acrylic resins, such as vinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate resin (EVA resin), protective colloid acrylic resin, urethane resin, or acrylic silicone resin And at least one selected from these groups can be used. Acrylic resins and EVA resins are preferable.
本発明において、前記第1形態を採用する場合、樹脂エマルジョンの含有量は、コーティング剤全質量(固形分)を基準として、3〜70質量%(固形分)となる範囲内であることが必要である。上記樹脂量が、3質量%未満の場合は、コーティング剤により形成される皮膜は、クラックが生じ易く、また、防汚性が悪いものとなる。一方、70質量%を超える場合は、この皮膜の調湿・ガス吸着性能が不十分となる。 In the present invention, when the first embodiment is adopted, the content of the resin emulsion needs to be within a range of 3 to 70% by mass (solid content) based on the total mass (solid content) of the coating agent. It is. When the amount of the resin is less than 3% by mass, the film formed by the coating agent is liable to crack and has poor antifouling properties. On the other hand, when it exceeds 70 mass%, the humidity control and gas adsorption performance of this film becomes insufficient.
〔透湿性付与剤〕
次に、多孔質皮膜形成材料の第1形態を構成する透湿性付与剤について説明する。該透湿性付与剤とは、コーティング剤により形成される連続の樹脂皮膜に透湿性(通気性)を付与するためのものであり、具体的には、上記皮膜を多孔質にし、該皮膜に透湿性(通気性)を付与する材料のことである。つまり、コーティング剤中に、前記樹脂エマルジョンとともに、上記の透湿性付与剤を含有させることで、形成される皮膜を、多孔質の連続皮膜とすることが可能となり、コーティング剤中に樹脂成分を多量に含ませた場合においても、無機多孔質材料の細孔が樹脂によって塞がれるのが抑制される。つまり、前記無機多孔質材料の調湿・ガス吸着効果を有効に発揮させる皮膜形成が可能となる。また、上記コーティング剤を塗布する基材を、調湿性を有するものとした場合においては、この基材が有する調湿効果も損なうことなく発揮させることができる。
(Moisture permeability imparting agent)
Next, the moisture permeability imparting agent constituting the first form of the porous film forming material will be described. The moisture permeability imparting agent is for imparting moisture permeability (breathability) to a continuous resin film formed by a coating agent. Specifically, the film is made porous and the film is permeable to the film. It is a material that imparts moisture (breathability). In other words, by including the above-mentioned moisture permeability imparting agent together with the resin emulsion in the coating agent, the formed film can be made into a porous continuous film, and a large amount of resin component is contained in the coating agent. Even in the case where it is contained, the pores of the inorganic porous material are suppressed from being blocked by the resin. That is, it is possible to form a film that effectively exhibits the humidity adjustment and gas adsorption effects of the inorganic porous material. Moreover, when the base material which apply | coats the said coating agent shall have humidity control property, it can be exhibited without impairing the humidity control effect which this base material has.
本発明において、前記第1形態を採用する場合、上記透湿性付与剤の含有量は、コーティング剤全質量(固形分)を基準として、0.5〜40質量%(固形分)の範囲内である必要がある。上記含有量が0.5質量%未満の場合は、コーティング剤により形成される皮膜は、クラックが生じやすくなり、また、透湿性が不十分となる。一方、上記含有量が40質量%を超える場合は、上記皮膜は、内装材の仕上げ層として必要な耐性が不十分となる。 In this invention, when employ | adopting the said 1st form, content of the said moisture-permeability imparting agent is within the range of 0.5-40 mass% (solid content) on the basis of the coating agent total mass (solid content). There must be. When the said content is less than 0.5 mass%, the film | membrane formed with a coating agent becomes easy to produce a crack, and moisture permeability becomes inadequate. On the other hand, when the said content exceeds 40 mass%, the said membrane | film | coat becomes inadequate tolerance required as a finishing layer of interior material.
上記透湿性付与剤の具体例としては、例えば、珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム若しくは珪酸セシウムなどのアルカリ金属珪酸塩を主成分とした水ガラス、ポリビニルアルコールやポリビニルアミンなどの水溶性樹脂、でんぷん糊やミルクカゼインなどの水溶性糊剤、シリコーンエマルジョン、ステアリン酸カルシウム又はステアリン酸アルミニウムなどを挙げることができる。これらは、単独又は組み合わせて用いることができ、コーティング剤が使用される用途や要求される特性に応じて、その種類を適宜選択することができる。好ましくは、水ガラスを挙げることができる。さらには、コーティング剤により形成される皮膜の耐水性が良好である珪酸リチウムを主成分とした水ガラスが特に好ましい。また、これらの透湿性付与剤は、固体状、水溶液又は水分散の形態で使用できる。 Specific examples of the moisture permeability imparting agent include, for example, water glass mainly composed of alkali metal silicate such as lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate or cesium silicate, water-soluble resin such as polyvinyl alcohol and polyvinylamine, starch, and the like. Examples thereof include water-soluble pastes such as glue and milk casein, silicone emulsions, calcium stearate, and aluminum stearate. These can be used alone or in combination, and the type can be appropriately selected according to the use of the coating agent and the required properties. Preferably, water glass can be mentioned. Furthermore, water glass mainly composed of lithium silicate, which has good water resistance of the film formed by the coating agent, is particularly preferable. These moisture permeability imparting agents can be used in the form of solid, aqueous solution or water dispersion.
〔多孔質皮膜形成用水分散型組成物〕
また、多孔質皮膜形成材料を第1形態とする場合には、本発明のコーティング剤には、さらに、特公平07−110906号公報に記載された多孔質皮膜形成用水分散型組成物を含有させることもできる。すなわち、少なくとも粒径0.03〜10μmの合成樹脂粒子と水で構成された皮膜形成水性エマルジョンとコロイダルシリカとからなり、皮膜形成水性エマルジョンがα、β−エチレン性不飽和単量体とアクリルシラン又はビニルシランとを乳化重合して得たエマルジョンであり、コロイダルシリカの粒径が合成樹脂粒子の粒径の1/3以下であり、該コロイダルシリカの配合量が合成樹脂粒子を完全に被覆する質量の0.5〜30倍である多孔質皮膜形成用水分散型組成物を含有させることもできる。この場合、より均一で安定した多孔質の連続皮膜を形成させることが可能となる。多孔質皮膜形成用水分散型組成物の具体例としては、日本合成化学工業(株)社製の「モビニール001−A2」や「モビニール8020」などが挙げられる。前記第1形態において、コーティング剤中における多孔質皮膜形成用水分散型組成物の含有量は、0.1〜5.0質量%の範囲内とすることが好ましい。
[Water-dispersed composition for forming porous film]
When the porous film-forming material is in the first form, the coating agent of the present invention further contains a water-dispersed composition for forming a porous film described in Japanese Patent Publication No. 07-110906. You can also. That is, it comprises a film-forming aqueous emulsion composed of at least synthetic resin particles having a particle size of 0.03 to 10 μm and water and colloidal silica, and the film-forming aqueous emulsion is an α, β-ethylenically unsaturated monomer and acrylsilane. Or an emulsion obtained by emulsion polymerization with vinyl silane, the particle size of colloidal silica is 1/3 or less of the particle size of the synthetic resin particles, and the blending amount of the colloidal silica completely covers the synthetic resin particles It is also possible to contain a water-dispersed composition for forming a porous film that is 0.5 to 30 times as large as the above. In this case, a more uniform and stable porous continuous film can be formed. Specific examples of the water-dispersed composition for forming a porous film include “Movinyl 001-A2” and “Movinyl 8020” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. In the first embodiment, the content of the water-dispersed composition for forming a porous film in the coating agent is preferably in the range of 0.1 to 5.0% by mass.
(第2の形態)
本発明において、多孔質皮膜形成材料の第2形態としては、少なくとも粒径0.03〜10μmの合成樹脂粒子と水で構成された皮膜形成水性エマルジョンとコロイダルシリカとからなり、皮膜形成水性エマルジョンがα、β−エチレン性不飽和単量体とアクリルシラン又はビニルシランとを乳化重合して得たエマルジョンであり、コロイダルシリカの粒径が合成樹脂粒子の粒径の1/3以下であり、該コロイダルシリカの配合量が合成樹脂粒子を完全に被覆する質量の0.5〜30倍である多孔質皮膜形成用水分散型組成物を適用する形態が挙げられる。該組成物は、前記した通り、特公平07−110906号公報に記載されたものであり、具体例としては、日本合成化学工業(株)社製の「モビニール001−A2」、「モビニール8020」などが挙げられる。
(Second form)
In the present invention, the second form of the porous film-forming material comprises a film-forming aqueous emulsion composed of at least synthetic resin particles having a particle size of 0.03 to 10 μm and water, and colloidal silica. An emulsion obtained by emulsion polymerization of an α, β-ethylenically unsaturated monomer and acrylic silane or vinyl silane, wherein the colloidal silica has a particle size of 1/3 or less of the particle size of the synthetic resin particles, and the colloidal The form which applies the water-dispersed composition for porous film formation whose compounding quantity of a silica is 0.5-30 times the mass which coat | covers a synthetic resin particle completely is mentioned. As described above, the composition is described in Japanese Patent Publication No. 07-110906. Specific examples thereof include “Movinyl 001-A2” and “Movinyl 8020” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. Etc.
この第2形態の場合、本発明のコーティング剤は、各成分の含有量(固形分換算)を、前記無機多孔質材料15〜80質量%、前記多孔質皮膜形成用水分散型組成物10〜80質量%、前記塩化合物2〜25質量%とすることが好ましい。
In the case of this second form, the coating agent of the present invention has a content (in terms of solid content) of each component of 15 to 80% by mass of the inorganic porous material and the water-dispersed composition for forming a
前記第2形態において、コーティング剤中における前記無機多孔質材料の含有量が、15質量%未満の場合はコーティング剤により形成される皮膜の調湿・ガス吸着性が不十分となり、80質量%を超える場合はこの皮膜にクラックが生じ易くなる。上記多孔質皮膜形成用水分散型組成物の固形分含有量が、10質量%未満の場合は、コーティング剤により形成される皮膜は、クラックが生じ易く、また、防汚性が悪いものとなる。一方、80質量%を超える場合は、上記皮膜の調湿・ガス吸着性能が不十分となる。また、コーティング剤中における前記塩化合物の含有量が、2質量%未満の場合は調湿性向上効果が少なくなり、25質量%を超える場合は吸湿時に皮膜表面が濡れる表面濡れが生じたり、塩化合物の飛散などが生じたりする場合がある。 In the second embodiment, when the content of the inorganic porous material in the coating agent is less than 15% by mass, the film formed by the coating agent has insufficient moisture conditioning and gas adsorbability, and 80% by mass. When it exceeds, it becomes easy to produce a crack in this membrane | film | coat. When the solid content of the water-dispersed composition for forming a porous film is less than 10% by mass, the film formed by the coating agent is likely to be cracked and has a poor antifouling property. On the other hand, when it exceeds 80 mass%, the humidity control and gas adsorption performance of the film is insufficient. Further, when the content of the salt compound in the coating agent is less than 2% by mass, the effect of improving the humidity control property is reduced, and when the content exceeds 25% by mass, surface wettability occurs when the film surface is wetted or the salt compound is generated. May occur.
<分散剤>
以上の構成を有する本発明のコーティング剤には、さらに、分散剤を含有させることが好ましく、特には、ポリカルボン酸系分散剤を含有させることが好ましい。ポリカルボン酸系分散剤を含有させることにより、前記無機多孔質材料は、コーティング剤中において凝集なく高度に分散されるようになり、また、皮膜形成後には、皮膜中において均一に配置されるようになる。このため、ポリカルボン酸系分散剤を含有させた場合、凹凸やクラックがより生じにくい皮膜を形成させることが可能となるばかりか、より効果的に吸放湿性能を発現させることが可能となる。ポリカルボン酸系分散剤の具体例としては、例えば、EFKA5071(EFKAケミカル製)、フローレンG−700、フローレンTG−750W、フローレンG−700DMEA(共栄社化学製)、ソフタノールEC(日本触媒社製)、セルナD735(中京油脂社製)、ディスコートN−14(第一工業製薬社製)が挙げられる。コーティング剤中におけるポリカルボン酸系分散剤の含有量(固形分換算)は、1〜10質量%の範囲内とすることが好ましい。
<Dispersant>
The coating agent of the present invention having the above configuration preferably further contains a dispersant, and particularly preferably a polycarboxylic acid-based dispersant. By including a polycarboxylic acid-based dispersant, the inorganic porous material is highly dispersed without agglomeration in the coating agent, and after the film is formed, it is arranged uniformly in the film. become. For this reason, when a polycarboxylic acid-based dispersant is contained, it becomes possible not only to form a film in which unevenness and cracks are less likely to occur, but also to exhibit moisture absorption / release performance more effectively. . Specific examples of the polycarboxylic acid-based dispersant include, for example, EFKA5071 (manufactured by EFKA Chemical), Floren G-700, Floren TG-750W, Floren G-700DMEA (manufactured by Kyoeisha Chemical), Softanol EC (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), Selna D735 (manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd.), DISCOAT N-14 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) can be mentioned. The content (in terms of solid content) of the polycarboxylic acid-based dispersant in the coating agent is preferably in the range of 1 to 10% by mass.
<その他の成分>
また、本発明のコーティング剤は、必要な特性に応じて、本発明の効果を損なわない範囲において、種々の添加剤を配合してもよい。例えば、粘度調整剤、着色剤、抗菌剤などを配合することができる。また、水酸化アルミニウム又は炭酸カルシウムなどの充填剤や、前記特性以外の無機多孔質材料である粘土鉱物(例えば、セピオライトやベントナイトなど)なども配合することができる。更に、形成される皮膜の隠蔽性を向上させるために、酸化チタンなどの白色無機顔料を配合させてもよい。また、本発明のコーティング剤には、本発明の要旨を損なわない範囲内でカット繊維を配合させてもよい。これにより、形成される皮膜は、変形に対する追随性を有することが可能となり、クラックの発生をより有効に防止できる。用いるカット繊維の素材は、パルプ繊維又はビニロン繊維などの樹脂繊維などを挙げることができる。カット繊維は、用途又は目的に応じて、その種類や配合量を適宜選択できる。
<Other ingredients>
Moreover, the coating agent of this invention may mix | blend various additives in the range which does not impair the effect of this invention according to a required characteristic. For example, a viscosity modifier, a coloring agent, an antibacterial agent, etc. can be mix | blended. In addition, fillers such as aluminum hydroxide or calcium carbonate, and clay minerals (for example, sepiolite, bentonite, etc.) that are inorganic porous materials other than the above properties can also be blended. Furthermore, a white inorganic pigment such as titanium oxide may be blended in order to improve the concealability of the formed film. Moreover, you may mix | blend a cut fiber with the coating agent of this invention within the range which does not impair the summary of this invention. Thereby, the film to be formed can have a followability to deformation, and the generation of cracks can be more effectively prevented. Examples of the cut fiber material used include resin fibers such as pulp fibers and vinylon fibers. The type and blending amount of the cut fiber can be appropriately selected according to the use or purpose.
また、本発明のコーティング剤は、消泡剤として燐酸アルミニウムを含有させることが好ましい。本発明のコーティング剤においては、前記塩化合物を含有させて混合させた場合に、多量の泡が発生する場合がある。このような場合に、燐酸アルミニウムを含有させることで泡の発生を有効に防止できることが本発明者らの検討によりわかった。つまり、皮膜に気泡などが生じるのを効果的に防止することができる。具体例としては、多木化学社製の「50LH」などが挙げられる。コーティング剤中における燐酸アルミニウムの含有量は、特に制限はないが、0.5〜5.0質量%の範囲内とすることが好ましい。 The coating agent of the present invention preferably contains aluminum phosphate as an antifoaming agent. In the coating agent of the present invention, a large amount of foam may be generated when the salt compound is contained and mixed. In such a case, the inventors have found that the generation of bubbles can be effectively prevented by containing aluminum phosphate. That is, bubbles can be effectively prevented from being generated in the film. Specific examples include “50LH” manufactured by Taki Chemical Co., Ltd. The content of aluminum phosphate in the coating agent is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 5.0% by mass.
<コーティング剤の製造方法>
以上の構成をした本発明のコーティング剤の製造方法は、特に制限はなく、前記した成分を混合させることにより調整することができる。また、前記無機多孔質材料を、前塩化合物などとともに湿式粉砕し、スプレードライヤーにて、乾燥・造粒した後、解砕し、得られた粉末を、樹脂エマルジョンや透湿性付与剤又は分散剤などを含む液体成分に加え、ミキサーで均一に混合させることで調製することもできる。このように無機多孔質材料と塩化合物を湿式混合させた場合は、泡の発生を有効に防止することができる。また、前記調整方法においては、前記無機多孔質材料と前記塩化合物を乾式で混合させてもよいが、この場合には、泡の発生を抑えるため、使用する液体成分に消泡剤を配合させることが好ましい。また、無機多孔質材料を含む粉体物をボールミルにて、均一混合させた後、これに塩化合物や樹脂エマルジョンさらには透湿性付与剤を含有する溶液を投入し、更に混合して、本発明のコーティング剤を得ることもできる。
<Manufacturing method of coating agent>
There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the coating agent of this invention which comprised the above, It can adjust by mixing an above described component. In addition, the inorganic porous material is wet pulverized with a pre-salt compound, etc., dried and granulated with a spray dryer, crushed, and the resulting powder is converted into a resin emulsion, moisture permeability imparting agent or dispersant. In addition to liquid components containing the above, it can also be prepared by mixing uniformly with a mixer. In this way, when the inorganic porous material and the salt compound are wet mixed, the generation of bubbles can be effectively prevented. Moreover, in the said adjustment method, you may mix the said inorganic porous material and the said salt compound by a dry type, but in this case, in order to suppress generation | occurrence | production of foam, an antifoamer is mix | blended with the liquid component to be used. It is preferable. Further, after the powder material containing the inorganic porous material is uniformly mixed by a ball mill, a solution containing a salt compound, a resin emulsion, and further a moisture permeability imparting agent is added thereto, and further mixed to obtain the present invention. The coating agent can also be obtained.
<コーティング剤の使用方法>
本発明のコーティング剤は、紙、パーティクルボード、石膏ボード又は珪酸カルシウムボードなどの基材の表面上に塗布することにより、前記した特性の皮膜を形成する材料として用いることができる。コーティング剤の塗布方法は、特に制限はなく、例えば、高圧エアレス方式などのスプレーコート、ロールコート又はバーコートなどの方法を用いることができる。また、本発明のコーティング剤は、紙などの基材をコーティング剤中に含浸させる方法などを用いてコーティングさせてもよい。本発明のコーティング剤は、全固形分濃度が、10〜50質量%の範囲内であることが好ましい。
<How to use the coating agent>
The coating agent of the present invention can be used as a material for forming a film having the above-mentioned characteristics by applying it onto the surface of a substrate such as paper, particle board, gypsum board or calcium silicate board. The method for applying the coating agent is not particularly limited, and for example, a method such as spray coating, roll coating or bar coating such as a high-pressure airless method can be used. Further, the coating agent of the present invention may be coated using a method of impregnating a base material such as paper in the coating agent. The coating agent of the present invention preferably has a total solid content concentration of 10 to 50% by mass.
本発明のコーティング剤の塗布量は、特に制限はなく、薄膜〜厚膜まで幅広い膜厚に塗布することが可能である。本発明のコーティング剤を使用する用途や目的により最適な塗布量は異なるが、例えば、コーティング剤により形成される皮膜の厚さが、100〜1500μmとなる程度であることが好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the application quantity of the coating agent of this invention, It is possible to apply | coat to a wide film thickness from a thin film to a thick film. Although the optimum coating amount varies depending on the use and purpose of using the coating agent of the present invention, for example, the thickness of the film formed by the coating agent is preferably about 100 to 1500 μm.
以上説明したように、本発明のコーティング剤は、優れた吸放湿性と、多様なガスに対する優れたガス吸着性を有する皮膜を形成できる。このため、紙や木質材料などの基材に塗布することにより、室内環境のあらゆる用途に適用させることができる。例えば、壁紙用の紙、石膏ボード用の紙、化粧ラミネート用の基材乃至は下地材などに塗布するなどし、建材用途に適用できる。特に、調湿性内装材の仕上げ剤などとして好適に用いることができる。また、ハニカムやコルゲートなどのフィルター材の表面に本発明のコーティング剤を塗布することにより、より効果的に性能を発揮させるフィルター材が得られる。つまり、このフィルター材内を通る空気に対して、より効果的に空気の調湿や浄化が行えるようになる。勿論、これ以外にも、優れた皮膜の吸放湿性やガス吸着性を活かして、あらゆる用途への展開が可能である。また、本発明のコーティング剤は、無機多孔質材料と塩化合物を含有させた、パルプ繊維からなる吸放湿紙に塗布又は含浸させることで、吸放湿紙のより高機能化を実現させることも可能である。具体的には、表面を樹脂皮膜で保護しつつ、より吸放湿性の高い吸放湿紙が得られるようになる。 As described above, the coating agent of the present invention can form a film having excellent moisture absorption / release properties and excellent gas adsorption properties for various gases. For this reason, it can apply to all uses of indoor environment by apply | coating to base materials, such as paper and a wooden material. For example, it can be applied to a building material application by applying it to paper for wallpaper, paper for gypsum board, base material for decorative laminate or base material. In particular, it can be suitably used as a finishing agent for humidity control interior materials. Moreover, the filter material which exhibits performance more effectively can be obtained by apply | coating the coating agent of this invention to the surface of filter materials, such as a honeycomb and a corrugate. In other words, the air passing through the filter material can be more effectively conditioned and purified. Of course, in addition to this, it is possible to develop into various applications by taking advantage of the excellent moisture absorption and desorption properties and gas adsorption properties of the film. In addition, the coating agent of the present invention realizes higher functionalization of moisture absorbing / releasing paper by applying or impregnating moisture absorbing / releasing paper made of pulp fiber containing an inorganic porous material and a salt compound. Is also possible. Specifically, moisture-absorbing / releasing paper with higher moisture-absorbing / releasing properties can be obtained while protecting the surface with a resin film.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。なお、本実施例において、比表面積の値はBET法により測定したものであり、細孔容量の値はBJH法により測定したものである。また、平均細孔直径は、比表面積と細孔容量とから、前記した式を用いて算出したものである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, unless the summary is exceeded, this invention is not limited by the following Example. In this example, the value of the specific surface area was measured by the BET method, and the value of the pore volume was measured by the BJH method. The average pore diameter is calculated from the specific surface area and the pore volume using the above formula.
<無機多孔質材料の作製>
北海道天北地方から産出した稚内層珪質頁岩を、ボールミルにて湿式粉砕し、粉砕時間を調整して、平均粒径が20μmとなるように調整した。得られた稚内層珪質頁岩粒子は、比表面積が129m2/g、平均細孔半径が4.0nm、細孔容量が0.26ml/gであった。
<Preparation of inorganic porous material>
The Wakkanai siliceous shale produced from Tenpoku region in Hokkaido was wet crushed with a ball mill, and the pulverization time was adjusted to adjust the average particle size to 20 μm. The obtained Wakkanai layer siliceous shale particles had a specific surface area of 129 m 2 / g, an average pore radius of 4.0 nm, and a pore volume of 0.26 ml / g.
<コーティング剤の調製>
(実施例1)
上記で得た稚内層珪質頁岩粒子77質量部、セピオライト粒子(近江鉱業社製、ミラクレーP200VV)4質量部、ベントナイト粒子4質量部、粉粒状塩化リチウム3質量部、及び粉状塩化ナトリウム5質量部を混合させて粉体混合物を作製した。また、アクリル系樹脂エマルジョン(日本合成化学工業(株)社製、モビニールDM−765F、ガラス転移温度−25℃)5質量部(固形分)、通気性アクリル系樹脂エマルジョン(日本合成化学工業(株)社製、モビニール001−A2)0.3質量部(固形分)、珪酸リチウムからなる水ガラス0.7質量部(固形分)、燐酸アルミニウム(多木化学社製、50LH)0.5質量部(固形分)、ポリカルボン酸系分散剤(中京油脂社製、セルナD−735)0.5質量部(固形分)を混合させて液体組成物を調製した。上記で得た粉体混合物と液体組成物とを、さらに水を添加して、ポットミル(アルミナボール使用)を用いて、8時間擦り合わせしながら、混合攪拌することにより、全固形分濃度が30質量%である実施例1のコーティング剤を得た。
<Preparation of coating agent>
Example 1
77 parts by weight of Wakkanai layer siliceous shale particles obtained above, 4 parts by weight of sepiolite particles (Omi Mining Co., Ltd., Miraclay P200VV), 4 parts by weight of bentonite particles, 3 parts by weight of granular lithium chloride, and 5 parts by weight of powdered sodium chloride Part was mixed to prepare a powder mixture. In addition, acrylic resin emulsion (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Mobile DM-765F, glass transition temperature-25 ° C.) 5 parts by mass (solid content), breathable acrylic resin emulsion (Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) ), Manufactured by Movinyl 001-A2) 0.3 parts by mass (solid content), 0.7 parts by mass (solid content) of water glass made of lithium silicate, 0.5 mass by mass of aluminum phosphate (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd., 50LH) Part (solid content) and 0.5 part by mass (solid content) of polycarboxylic acid dispersant (manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd., Serna D-735) were mixed to prepare a liquid composition. The powder mixture and liquid composition obtained above were further mixed and stirred while adding water and rubbing for 8 hours using a pot mill (using alumina balls), resulting in a total solid content concentration of 30. The coating agent of Example 1 which is mass% was obtained.
なお、実施例1のコーティング剤の組成をまとめると、全体を100質量%とした場合、「平均細孔半径1〜10nm、比表面積80m2/g以上及び平均粒径80μm以下の特性を有する無機多孔質材料」が77質量%(固形分)、「樹脂のガラス転移温度が−50〜30℃である樹脂エマルジョン」が5質量%(固形分)、「透湿性付与剤」が0.7質量%(固形分)、「塩化合物」が8質量%(固形分)、「多孔質皮膜形成用水分散型組成物」が0.3質量%(固形分)、「その他の材料(上記無機多孔質材料以外の粘土鉱物、分散剤、消泡剤)」が9質量%(固形分)である。 The composition of the coating agent of Example 1 is summarized as follows. When the total is 100% by mass, “inorganic having properties of an average pore radius of 1 to 10 nm, a specific surface area of 80 m 2 / g or more, and an average particle size of 80 μm or less. “Porous material” is 77% by mass (solid content), “resin emulsion whose resin glass transition temperature is −50 to 30 ° C.” is 5% by mass (solid content), and “moisture permeability imparting agent” is 0.7% by mass. % (Solid content), “salt compound” is 8 mass% (solid content), “water-dispersed composition for forming a porous film” is 0.3 mass% (solid content), “other materials (the above inorganic porous material) (Clay minerals other than the material, dispersant, antifoaming agent) ”is 9 mass% (solid content).
(比較例1)
前記稚内層珪質頁岩粒子35質量部(固形分)、アクリル系樹脂エマルジョン(日本合成化学工業(株)社製、モビニールDM−765F、ガラス転移温度−25℃)50質量部(固形分)、珪酸リチウムからなる水ガラス15質量部(固形分)を、ポットミル(アルミナボール使用)を用いて、8時間擦り合わせしながら、混合攪拌することにより、比較例1のコーティング剤を得た。
(Comparative Example 1)
Wakkanai layer
<評価試験>
上記で作製した実施例1及び比較例1のコーティング剤を、100mm四方のガラス板上に、それぞれ、50g/m2の塗布量でスプレーコーティングし、110℃のオーブンに入れて絶乾させて、実施例1及び比較例1の皮膜サンプルを作製した。
<Evaluation test>
The coating agents of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above were spray-coated on a 100 mm square glass plate at an application amount of 50 g / m 2 , respectively, and placed in an oven at 110 ° C. and dried completely. Film samples of Example 1 and Comparative Example 1 were produced.
(皮膜評価試験)
・耐クラック性試験
上記で作製した実施例1及び比較例1の皮膜サンプルについて、それぞれ、クラック発生の有無を目視で確認した。その結果、いずれの皮膜サンプルにも、クラックが確認されなかった。
(Film evaluation test)
-Crack resistance test About the coating sample of Example 1 produced above and the comparative example 1, the presence or absence of crack generation was confirmed visually. As a result, no crack was observed in any of the coating samples.
・表面濡れ確認試験
上記で作製した実施例1及び比較例1の皮膜サンプルを、それぞれ、温度30℃、相対湿度75%の条件で2時間放置させた後、これらの表面状態を目視で確認した。その結果、いずれの皮膜サンプルにも、表面濡れが確認されなかった。
・ Surface Wetting Confirmation Test After the coating samples of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above were allowed to stand for 2 hours at a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 75%, respectively, the surface condition was visually confirmed. . As a result, surface wetting was not confirmed in any of the coating samples.
・防汚性試験
上記で作製した実施例1及び比較例1の皮膜サンプルの表面に、それぞれ、水性マジック(黒色)で汚れを付着させて、24時間経過後に水を用いて汚れの拭き取りを行った。その後の状態を目視で確認したところ、いずれの皮膜サンプルにも、汚れがほとんど残っていなかった。
-Antifouling property test The surface of the film samples of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above were each made to adhere with water-based magic (black) and wiped off with water after 24 hours. It was. When the subsequent state was confirmed visually, almost no dirt remained in any of the coating samples.
(吸湿速度試験)
上記で作製した実施例1及び比較例1の皮膜サンプルを、それぞれ、温度30℃、相対湿度75%の恒温恒湿槽に入れ、経時の水分吸着量を測定した。得られた測定結果を図1に示した。図1に示すとおり、実施例1のコーティング剤による形成皮膜は、優れた吸湿速度と吸湿性能を有することが確認された。
(Moisture absorption rate test)
The film samples of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above were each placed in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 75%, and the moisture adsorption amount over time was measured. The obtained measurement results are shown in FIG. As shown in FIG. 1, it was confirmed that the film formed by the coating agent of Example 1 has an excellent moisture absorption rate and moisture absorption performance.
(吸湿放湿サイクル試験)
上記で作製した実施例1の皮膜サンプルの作製直後の質量を測定し、基準値とした。次に、この皮膜サンプルを、図2(a)に示す温度及び相対湿度の環境下に放置した。そして、この環境下における経時の質量変化を測定し、図2(b)に示した。図2に示す通り、実施例1のコーティング剤による形成皮膜は、優れた吸湿性能と放湿性能を有することが確認された。また、実施例1のコーティング剤による形成皮膜は、低温(40℃程度)で効率良く放湿(再生)されることが確認された。
(Moisture absorption and desorption cycle test)
The mass immediately after the production of the film sample of Example 1 produced above was measured and used as a reference value. Next, this film sample was left in the environment of temperature and relative humidity shown in FIG. Then, the mass change over time in this environment was measured and shown in FIG. As shown in FIG. 2, it was confirmed that the film formed by the coating agent of Example 1 has excellent moisture absorption performance and moisture release performance. Moreover, it was confirmed that the formed film by the coating agent of Example 1 is efficiently dehumidified (regenerated) at a low temperature (about 40 ° C.).
(透湿性確認試験)
100mm四方の調湿性石膏板の側面と裏面をアルミ箔でシールし、この石膏板を用いて上記と同様の吸湿速度試験を行い、経時の水分吸着量を測定した。次に、実施例1のコーティング剤を、50g/m2の塗布量でスプレーコーティングし、110℃のオーブンに入れて絶乾させることにより、実施例1の板サンプルを作製し、この板サンプルを用いて上記と同様の吸湿速度試験を行い、経時の水分吸着量を測定した。この板サンプルにおける水分吸着量は、上記で測定した実施例1の皮膜サンプルや上記石膏板における水分吸着量を上回っていた。このことから、実施例1のコーティング剤による皮膜は、透湿性を有していることが確認された。
(Moisture permeability confirmation test)
A side surface and a back surface of a 100 mm square moisture-adjusting gypsum plate were sealed with aluminum foil, and a moisture absorption rate test similar to the above was performed using this gypsum plate to measure the amount of moisture adsorbed over time. Next, the coating agent of Example 1 was spray-coated at an application amount of 50 g / m 2 , put into an oven at 110 ° C. and dried completely, thereby producing the plate sample of Example 1, and this plate sample was A moisture absorption rate test similar to that described above was performed, and the amount of moisture adsorbed over time was measured. The moisture adsorption amount in this plate sample exceeded the moisture adsorption amount in the film sample of Example 1 and the gypsum plate measured above. From this, it was confirmed that the film by the coating agent of Example 1 has moisture permeability.
<実施例2>
(コーティング剤の調製)
上記で得た実施例1のコーティング剤100質量部に対して、濃度が4質量%の塩化リチウムと濃度が7質量%の塩化ナトリウムとを含む混合水溶液を50質量部混合することにより、全固形分濃度が23.6質量%である実施例2のコーティング剤を得た。
<Example 2>
(Preparation of coating agent)
By mixing 50 parts by mass of a mixed aqueous solution containing 4% by mass of lithium chloride and 7% by mass of sodium chloride with respect to 100 parts by mass of the coating agent of Example 1 obtained above, A coating agent of Example 2 having a partial concentration of 23.6% by mass was obtained.
なお、実施例2のコーティング剤の組成をまとめると、全体を100質量%とした場合、「平均細孔半径1〜10nm、比表面積80m2/g以上及び平均粒径80μm以下の特性を有する無機多孔質材料」が65.07質量%(固形分)、「樹脂のガラス転移温度が−50〜30℃である樹脂エマルジョン」が4.23質量%(固形分)、「透湿性付与剤」が0.59質量%(固形分)、「塩化合物」が22.25質量%(固形分)、「多孔質皮膜形成用水分散型組成物」が0.25質量%(固形分)、「その他の材料(上記無機多孔質材料以外の粘土鉱物、分散剤、消泡剤)」が7.61質量%(固形分)である。 The composition of the coating agent of Example 2 is summarized as follows. When the total is 100% by mass, “an inorganic material having properties of an average pore radius of 1 to 10 nm, a specific surface area of 80 m 2 / g or more, and an average particle size of 80 μm or less. “Porous material” is 65.07% by mass (solid content), “resin emulsion whose resin glass transition temperature is −50 to 30 ° C.” is 4.23% by mass (solid content), and “moisture permeability imparting agent” is 0.59% by mass (solid content), “salt compound” is 22.25% by mass (solid content), “water-dispersed composition for forming a porous film” is 0.25% by mass (solid content), “others” The “material (clay mineral other than the inorganic porous material, dispersant, antifoaming agent)” is 7.61% by mass (solid content).
(吸放湿紙の作製)
稚内層珪質頁岩を45質量%の割合で含有させた針葉樹パルプ繊維からなる吸放湿性を有する吸放湿紙1を作製した。
(Production of moisture-absorbing and releasing paper)
Moisture-absorbing and releasing
上記で得られた吸放湿紙1に、濃度が10質量%の塩化マグネシウム水溶液を塗布して、乾燥させることで、吸放湿紙2を作製した。
A moisture-absorbing / releasing
上記で得られた吸放湿紙1に、濃度が4質量%の塩化リチウムと濃度が7質量%の塩化ナトリウムとを含む混合水溶液を塗布して、乾燥させることで、吸放湿紙3を作製した。
By applying a mixed aqueous solution containing lithium chloride having a concentration of 4% by mass and sodium chloride having a concentration of 7% by mass to the moisture-absorbing / releasing
上記で得られた吸放湿紙1を、上記で調製した実施例2のコーティング剤中に浸漬させた後、乾燥させることで、吸放湿紙4を作製した。
The moisture
<評価>
上記で得た吸放湿紙1〜4について、水蒸気吸着量測定装置(商品名:HYDROSORB1000、Quantachrome社製)を用い、相対湿度0〜90%における水分吸着量を測定した。得られた測定結果を図3に示した。図3から、最大吸湿量と、相対湿度30%RHから70%RHに変化させた場合の吸湿変化量とを読み取り、表1に示した。図3及び表1に示す通り、本発明のコーティング剤は、基材の表面を樹脂で保護しつつ、基材の吸放湿性能をさらに向上させるものであることがわかった。
<Evaluation>
About the moisture absorption / release paper 1-4 obtained above, the water | moisture-content adsorption | suction amount in 0-90% of relative humidity was measured using the water vapor | steam adsorption amount measuring apparatus (Brand name: HYDROSORB1000, Quantachrome company make). The obtained measurement results are shown in FIG. The maximum moisture absorption amount and the amount of moisture absorption change when the relative humidity is changed from 30% RH to 70% RH are read from FIG. As shown in FIG. 3 and Table 1, the coating agent of the present invention was found to further improve the moisture absorption / release performance of the substrate while protecting the surface of the substrate with a resin.
(第2の形態)
<他の実施例>
前記稚内層珪質頁岩粒子35質量部(固形分)、通気性アクリル系樹脂エマルジョン(日本合成化学工業(株)社製、モビニール001−A2)57質量部(固形分)、粒状塩化ナトリウム8質量部(固形分)を、ポットミル(アルミナボール使用)を用いて、8時間擦り合わせしながら、混合攪拌することにより、実施例3のコーティング剤を得た。次に、実施例3のコーティング剤を用いて、上記と同様の方法でガラス板上に塗布したところ、クラックのない皮膜サンプルが作製できた。また、この皮膜サンプルについても、上記と同様の方法で吸放湿サイクル試験を行ったところ、高い吸放湿性能を有することが確認された。
(Second form)
<Other embodiments>
Wakkanai layer
本発明によれば、多孔質の連続皮膜であって、極めて優れた調湿性と、良好なガス吸着性を有する皮膜を形成させるコーティング剤を提供することができる。したがって、本発明のコーティング剤は、内装材の仕上げ剤や、フィルターや消臭シートのコート剤などの幅広い用途で用いることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a porous continuous membrane | film | coat, Comprising: The coating agent which forms the membrane | film | coat which has the outstanding humidity control property and favorable gas adsorption property can be provided. Therefore, the coating agent of the present invention can be used in a wide range of applications such as a finishing agent for interior materials and a coating agent for filters and deodorizing sheets.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009019884A JP2010174172A (en) | 2009-01-30 | 2009-01-30 | Coating agent |
Applications Claiming Priority (1)
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