JP2016068369A

JP2016068369A - 水質浄化断熱シート

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Publication number: JP2016068369A
Application number: JP2014199748A
Authority: JP
Inventors: 護池口; Mamoru Ikeguchi; 北村　透; Toru Kitamura; 透北村
Original assignee: PGS HOME CO Ltd
Current assignee: PGS HOME CO Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】浴槽やプールで使用される断熱シートにおいて、湯や水の中に存在する菌や人体から出た汚れなどを分解して浄化することができる水質浄化断熱シートを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、液面に浮遊可能な薄板状の基材と、光触媒及び親水性樹脂を有し、前記基材の少なくとも一方の面側に固設された樹脂組成物とを具備する水質浄化断熱シート、樹脂組成物における光触媒と親水性樹脂の重量の配合比が、光触媒／親水性樹脂＝５０／５０〜１０／９０である前記の水質浄化断熱シート、前記親水性樹脂が、スルホン酸基を有するフッ素樹脂である前記いずれかに記載の水質浄化断熱シートなどにより解決した。【選択図】図１

Description

本発明は、主として浴槽、プールなどで利用される水中の雑菌や有機物を分解して浄化する断熱シートに関する。

従来、浴槽の湯面に敷設し、風呂を焚くときに早く温度が上昇するように、または、使用した後に残り湯の温度が低下しにくいようにする保温シートが広く知られている。

例えば、特許文献１では、発泡ポリエチレン、合成樹脂フィルム、アルミニウムなど複数層からなる層状構造の保温シートが開示されている。

実用登録新案第３０４３０４０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている保温シートでは、湯の温度の低下を低減することは可能であるが、浴槽を洗浄したときに洗い落とせていなかった雑菌や汚れなどが風呂を焚くときに湯の中に混入し、また、使用後の残り湯を、数時間又は一晩など時間をおいて使用するときには人体から出た垢などの汚れを栄養源に菌が繁殖するなど、湯の温度が菌の繁殖にとって適温のため衛生面において懸念されている。

そこで、本発明では、浴槽やプールで使用される断熱シートにおいて、湯や水の中に存在する菌や人体から出た汚れなどを分解して浄化することができる水質浄化断熱シートを提供することを目的とする。

〔１〕すなわち、本発明は、液面に浮遊可能な薄板状の基材と、光触媒及び親水性樹脂を有し、前記基材の少なくとも一方の面側に固設された樹脂組成物とを具備することを特徴とする水質浄化断熱シートである。

〔２〕そして、前記樹脂組成物における光触媒と親水性樹脂の重量の配合比が、光触媒／親水性樹脂＝５０／５０〜１０／９０であることを特徴とする上記〔１〕に記載の水質浄化断熱シートである。

〔３〕そして、前記親水性樹脂が、スルホン酸基を有するフッ素樹脂であることを特徴とする上記〔１〕又は上記〔２〕に記載の水質浄化断熱シートである。

〔４〕そして、前記樹脂組成物における前記基材とは反対側の面の表面が高低差を有する形状を備えていることを特徴とする上記〔１〕から上記〔３〕のいずれかに記載の水質浄化断熱シートである。

本発明に係る水質浄化断熱シートにより、浴槽やプールで使用される断熱シートにおいて、湯や水の中に存在する菌や人体から出た汚れなどを分解して浄化することができる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。本発明の一実施形態におけるＡ−Ａ線断面図である。

以下、本発明に関する実施形態について詳しく説明する。なお、範囲を表す表現は、その上限と下限を含むものである。

図１及び図２に、本発明である水質浄化断熱シート１の一実施形態を示す。水質浄化断熱シート１は、略矩形状の基材２と、光触媒３１及び親水性樹脂３２を有しており、基材２の一方の面側に設けられた樹脂組成物３とを備えており、さらに、基材２における樹脂組成物３の反対側には保護部材４が設けられている。

水質浄化断熱シート１を屋外で樹脂組成物３に太陽光が当たるように干しておき、浴槽などの湯や水の表面に水質浄化断熱シート１を敷設することにより、後述するように、光触媒３１の酸化還元作用により生じた過酸化水素によって、湯や水の中の菌や汚れを分解して浄化することができる。このように、屋内の太陽光が届かない屋外に比べて暗いところでも、光触媒による浄化を行うことができる。

基材２は、水質浄化断熱シート１の骨格をなす部材であり、水の比重よりも軽い、または、水の表面張力により水に支持されるなどのため液面に浮遊することができる。基材２は、空気、二酸化炭素、窒素などの気体を用いた発泡などの方法によりその内部に微細で独立した又は連通した多数の気泡を有したり、不織布、織物などの複数の繊維からなり繊維間に空間を有したりしているため、水の比重よりも軽い、または、水の表面張力により水に支持される。また、この気泡や空間の熱伝導率が低いため、水質浄化断熱シート１を液面に敷設したときに、液体と外気との熱交換を遮り断熱効果を奏する。例えば、浴槽の湯の液面に水質浄化断熱シート１を液面に敷設したときに、湯の温度が外気に放出されるのを抑制することができる。

基材２の材料としては、木材や高分子材料が好ましい。高分子材料の具体的な例としては、イソシアネート化合物とポリオール化合物などを原材料に水や発泡除剤を使用して得られる軟質ポリウレタンフォームや硬質ポリウレタンフォーム、ポリスチレンなどを原材料にポリスチレンの軟化点よりも沸点が低いプロパン等の炭化水素を使用して得られるポリスチレンフォーム、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどを原材料に二酸化炭素、窒素などを使用して得られるポリエチレンフォーム、ポリプロピレンを主原料、ジビニルベンゼンなどの架橋剤を原材料に二酸化炭素、窒素などを使用して得られるポリプロピレンフォーム、エチレン酢酸ビニル共重合体などを原料にアゾジカルボンアミドなどの発泡剤を使用して得られるＥＶＡ発泡体、ポリエチレンテレフタレートなどを原材料に発泡剤を使用して得られたＰＥＴ発泡体、ポリ塩化ビニルなどを原材料に有機又は無機系化合物の発泡剤を使用して得られるポリ塩化ビニールなど、また、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維を原材料にサーマルボンド法、ケミカルボンド法などの方法により湿式又は乾式で作成された不織布などが好ましい。

基材２の大きさは、特に限定されるものではないが、使用用途に応じて適正な大きさとされる。例えば、浴槽に使用する場合、湯面と接触できるように浴槽の内側に収まる大きさが好ましい。

また、本実施形態では、基材２は一枚で構成されているが、他の実施形態において例えば略矩形状の複数枚の基材２が連設され折り畳むことができる一つのシート状とすることもできる。さらに、本実施形態では、略矩形状の形を有しているが、他の実施形態において、円形、楕円形、多角形などの形を有することもできる。

樹脂組成物３は、光触媒３１及び親水性樹脂３２などを含有しており、基材２の少なくとも片方の面に一部又は全面に亘り設けられている。なお、他の実施形態において基材２の両面に設けられていても良いし、また、基材２に直接設けられるのではなく基材２に設けられた他の層に対して設けられていても良い。さらには、樹脂組成物３が、基材２の内部にまで設けられていても良い。例えば、基材２が連通する気泡を有するスポンジや不織布などの場合には、その内部にも樹脂組成物３が浸透するために光触媒３１及び親水性樹脂３２で形成される層を作成することは可能である。

樹脂組成物３の厚みは、０．３〜５μｍであることが好ましく、１〜３μｍであることがさらに好ましい。基材２に設けられる樹脂組成物３の厚みが、上記範囲であると、基材２の少なくとも一方の面全体に満遍なく塗布されて樹脂組成物３が形成され、十分な光触媒活性を示すことができる。

光触媒３１は、紫外線などの光を照射されることにより触媒作用、より具体的には強い酸化還元作用を生じる物質である。光触媒３１としては、太陽光などによりバンドギャップ間の遷移が生じれば特に限定されるものでない。例えば、ＴｉＳｒＯ₃，ＢａＴｉＯ₃，ＴｉＯ₂（二酸化チタン），Ｎｂ₂Ｏ₅，ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＷＯ₃，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂などの各種金属酸化物が好ましく、さらに、ＴｉＯ₂（二酸化チタン）を用いることが好ましい。また、ＴｉＯ₂（二酸化チタン）を用いる場合、結晶構造としてルチル型よりアナターゼ型の方がより好ましい。

また、図２に示すように、本実施形態の光触媒３１は、微粒子の球形状であるが、他の実施形態において球状に限られるものでなく、棒状、針状、円錐状などの形状とすることができる。光触媒３１の具体的な商品としては、例えば、石原産業株式会社製の酸化チタンとして、Ｘ線粒子径が２００ｎｍで比表面積が１０ｍ^２／ｇのＳＴ−４１、Ｘ線粒子径が２０ｎｍで比表面積が５０ｍ^２／ｇのＳＴ−２１、Ｘ線粒子径が７ｎｍで比表面積が２５０ｍ^２／ｇのＳＴ−３１、Ｘ線粒子径が７ｎｍで比表面積が３００ｍ^２／ｇのＳＴ−０１などを使用することができる。

親水性樹脂３２は、光触媒３１のバインダとなる樹脂であり、親水基を有するため水となじみやすい樹脂である。親水性樹脂３２を使用することにより、光触媒３１の近傍には水が多く存在し、光触媒３１による酸化還元作用で過酸化水素を発生させやすく、さらにその過酸化水素を保持することができる。この生じた過酸化水素が酸化剤、殺菌剤、漂白剤として作用し、湯や水の中の菌や汚れを分解して浄化する。親水性樹脂３２としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、スルホン酸基を有するフッ素樹脂などが好ましい。さらに、光触媒３１により酸化還元作用によってより分解されにくいスルホン酸基を有するフッ素樹脂が好ましい。

スルホン酸基を有するフッ素樹脂としては、具体的には、例えば、パーフルオロ［２−（フルオロスルホニルエトキシ）プロピルビニルエーテル］の重合体、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ［２−（フルオロスルホニルエトキシ）プロピルビニルエーテル］との共重合体、ヘキサフルオロプロペンとパーフルオロ［２−（フルオロスルホニルエトキシ）プロピルビニルエーテル］との共重合体などが好ましい。主鎖の炭素原子に結合する水素原子がすべてフッ素原子に置換された完全フッ素化樹脂でもよいし、主鎖の炭素原子に結合する水素原子が一部フッ素原子に置換された部分フッ素化樹脂でもよく、さらに、これらの共重合体であってもよい。市販品として、デュポン株式会社製のＮＡＦＩＯＮ（登録商標）の分散液などを使用することができる。

樹脂組成物３には、光触媒３１の酸化還元作用を大きく損なわない範囲で、親水性樹脂３２を架橋して硬度などを調整する架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、レベリング剤などを添加することができる。

そして、樹脂組成物３における光触媒３１と親水性樹脂３２の重量の配合比が、光触媒３１／親水性樹脂３２＝５０／５０〜１０／９０であることが好ましく、さらに４０／６０〜１２／８８であることが好ましい。樹脂組成物３における光触媒３１と親水性樹脂３２の重量の配合比がこの範囲にあると、光触媒３１を親水性樹脂３２で充分に担持することができ、光触媒３１の酸化還元作用を充分に発現することができる。

また、樹脂組成物３を塗膜として形成するときに、樹脂組成物３における基材２とは反対側の面の表面、すなわち最外面が高低差を有する形状に加工することができる。前記高低差は、０．１μｍ〜２ｍｍであることが好ましく、さらに０．２〜２．５μｍであることが好ましい。例えば、図２に示すように、波のような形の凹凸を形成することができる。これにより、樹脂組成物３の表面積が広くなり、分解する菌や汚れが樹脂組成物３１に付着しやすくなり浄化に掛かる時間を短縮することができる。なお、前記高低差が樹脂組成物３の膜厚を越えている場合は、基材の表面の凹凸も伴うものである。

さらに、樹脂組成物３を塗膜として形成するときに、光触媒３１が親水性樹脂３２より比重が重いことを利用して、重力や遠心力により光触媒３１の多くが最外面に位置するように加工することができる。すなわち、樹脂組成物３において、光触媒３１が均一に分散しているのではなく、最外面側に濃度が濃くなるように濃度勾配が生じるように加工することができる。光触媒３１が樹脂組成物３の内部にあると湯や水との接触機会が制限されるので、光触媒３１を樹脂組成物３の最外面に位置させることにより、湯や水との接触機会が増え最外面にある光触媒３１の酸化還元作用により発生する過酸化水素の量を多くすることができる。

保護部材４は、基材２の少なくとも一方の表面を汚れや傷などから保護し、ガスバリア性（気密性）により断熱効果を向上させる効果を発現させるための部材であり、基材２に設けられていることが好ましい。保護部材４としては、例えば、基材２に対して蒸着されたアルミニウム、二酸化ケイ素、又は、アルミニウムと二酸化ケイ素の混合物、さらに、アルミニウム等が蒸着されたポリエチレンなどの樹脂フィルムなどを使用することができる。本実施形態において、保護部材４は、基材２における樹脂組成物３が形成されている側とは反対側に設けられているが、他の実施形態において基材２の両面に設けられ、その保護部材４の片方又は両方に樹脂組成物３が形成されるようにしてもよい。

以下、本発明の一の実施形態について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施例１）
水に浮遊することができる厚さ１０ｍｍのポリエステル製不織布（日本バイリーン株式会社製、商品名：フィレドン（登録商標）エアフィルタ、品番：ＰＳ／４００Ｎ）を直径１２０ｍｍの円形に切り抜いたものに対して、表面及び内部に光触媒酸化チタン（石原産業株式会社製、品番：ＳＴ−０１）７重量％、親水性樹脂としてポリアクリル酸塩（東亜合成株式会社製、商品名：ジュリマー（登録商標）、品番：ＡＣ−１０Ｌ）２０重量％、水７３重量％からなる光触媒コーティング液７０ｇを塗布し及び浸透させて、６０℃環境下で２時間加熱乾燥させて、水質浄化断熱シートを作成した。

得られた水質浄化断熱シートを、盛夏晴天下の正午から午後２時の日光に水平状態で２時間曝露して、試験に供した。二人が入浴して１２時間が経過した風呂の残り湯を、口径１２０ｍｍの２Ｌのポリエチレンビーカーに貯めて、光触媒コーティング液を塗布し、浸透させた箇所が液面に接触するように上記水質浄化断熱シートをその湯に浮かべて、暗所内にて３０℃環境下で３時間静置した。この試験後の液中の細菌数を、総細菌数測定器具（三愛石油株式会社製、商品名：サンアイバイオチェッカー）にて測定した。この結果、総細菌数は、１０^５個であった。

（実施例２）
光触媒コーティング液として、光触媒酸化チタン（石原産業株式会社製、品番：ＳＴ−０１）７重量％、親水性樹脂としてスルホン酸基を有するフッ素樹脂（和光純薬工業株式会社製、商品名：２０％Ｎａｆｉｏｎ（Ｒ）ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＳｏｌｕｔｉｏｎＤＥ２０２１ＣＳｔｙｐｅ）４５重量％、水４８重量％からなる光触媒コーティング液を用いた以外は、実施例１と同様に試験を行った。この結果、総細菌数は、１０^５個であった。

（比較例１）
光触媒コーティング液を塗布しない前記ポリエステル製不織布を用いて、実施例１と同様に試験を行った。この結果、総細菌数は、１０^８個であった。

（比較例２）
親水性樹脂が含まれていない光触媒コーティング（ＴＯＴＯ株式会社製、商品名：ハイドロテクトカラーコートＥＣＯ−ＥＸ）を塗布した前記ポリエステル製不織布を用いて、実施例１と同様に試験を行った。この結果、総細菌数は、１０^７個であった。

（参考例）
実施例１で得られた水質浄化断熱シートを太陽光に曝露せずに、実施例１と同様の試験を行った。この結果、総細菌数は、１０^８個であった。

これらの結果より、本発明の水質浄化断熱シートを太陽光に曝露した後に、残り湯の液面に浮遊させることにより、光触媒コーティング液を塗布しない無処理のもの（比較例１）に比べて、細菌数が１/１０００まで減少している。そして、親水性樹脂を用いていない光触媒コーティング液を塗布したもの（比較例２）と比べても細菌数が大きく減少していることから、本発明において光触媒と親水性樹脂を併用することによる相乗効果があることが明らかになった。なお、本発明の水質浄化断熱シートであっても、太陽光への曝露を行わないときには（参考例）、細菌数を現象させる現象が見られないことから、樹脂組成物中での光触媒反応により生成した生成物の蓄積が本発明の現象の主因であることが推察できる。

１・・・水質浄化断熱シート
２・・・基材
３・・・樹脂組成物
３１・・光触媒
３２・・親水性樹脂
４・・・保護部材

Claims

液面に浮遊可能な薄板状の基材と、
光触媒及び親水性樹脂を有し、前記基材の少なくとも一方の面側に固設された樹脂組成物とを具備することを特徴とする水質浄化断熱シート。
前記樹脂組成物における光触媒と親水性樹脂の重量の配合比が、光触媒／親水性樹脂＝５０／５０〜１０／９０であることを特徴とする請求項１に記載の水質浄化断熱シート。
前記親水性樹脂が、スルホン酸基を有するフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水質浄化断熱シート。
前記樹脂組成物における前記基材とは反対側の面の表面が高低差を有する形状を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の水質浄化断熱シート。