JP2824299B2 - 環境改善材料および環境改善方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、環境湿度に応じて吸放湿する作用を利用す
る用途に用いるための環境改善材料、およびそれを用い
て環境改善する方法に関するものである。

従来の技術 環境湿度に応じて吸放湿（吸湿および放湿）する性質
を有する線状またはシート状の成形物は、衣料、衛生用
品、農園芸用資材、内装材（壁紙等）、包装材料（露結
防止シート等）、脱水材、シール材などの用途への応用
が期待される。

このような線状またはシート状の吸放湿性成形物の一
つとして、特開平１−103643号公報には、カルボキシル
基含有重合体の塩（Ｉ）、ポリビニルアルコール（I
I）、多価アルコール（III）および多価エポキシ化合物
（IV）の４成分からなる混合物を成形加熱処理して得ら
れるフィルムまたは繊維状の吸水性組成物が示されてい
る。

なお吸放湿の目的ではないが、特開昭57−125240号公
報には、水溶性ポリビニルアルコールとポリアクリル酸
との均一混合物からなる水溶性フィルムが示されてお
り、この水溶性フィルムは、乾燥洗剤および類似水溶性
商品の包装用途に役立つとしている。

発明が解決しようとする課題 上記の特開平１−103643号公報に記載のフィルムまた
は繊維状の吸水性組成物は、カルボキシル基含有重合体
の塩（Ｉ）をベースに、ポリビニルアルコール（II）に
より強靭性を確保し、多価アルコール（III）により柔
軟性を確保し、多価エポキシ化合物（IV）により架橋を
行って吸水倍率のコントロールを行うようにしたもので
ある。しかしながらこのフィルムまたは繊維状の吸水性
組成物は、吸放湿性、機械的強度、耐水性および寸法安
定性の全ての性質をバランス良く備えるようにすること
が難しく、その適用用途が制限されることがある。ま
た、微量の多価エポキシ化合物（IV）を添加し、熱処理
により架橋を図ろうとするものであるため、一定した架
橋度のものを安定製造することが難しいという問題点も
ある。

特開昭57−125240号公報に記載の水溶性フィルムは、
その目的が洗剤包装用などの用途に適した水溶性フィル
ムを提供することにあるので、吸放湿する作用を利用す
る用途に用いるための環境改善材料としては適していな
い。

本発明は、このような背景下において、すぐれた吸湿
性および放湿性を有すると共に、機械的強度、耐水性お
よび寸法安定性をも兼ね備えてた、環境湿度に応じて吸
放湿する作用を利用する用途に用いるのに適した環境改
善材料を提供すること、およびそれを用いた環境改善方
法を提供することを目的とするものである。

なお本明細書において「シート」とは、フィルムを含
む概念である。

課題を解決するための手段 本発明の環境改善材料は、環境湿度に応じて吸放湿す
る作用を利用する用途に用いるための材料であって、該
材料が、ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）とアクリル
酸の水溶性塩系重合体（Ｂ）との配合割合が重量比で9
0:10〜20:80の組成物の成形物を、該成形物が線状であ
る場合は一軸方向に２倍以上に、該成形物がシート状で
ある場合は少なくとも一軸方向に面積倍率で２倍以上
に、それぞれ延伸した吸放湿性延伸成形物からなること
を特徴とするものである。

また本発明の環境改善方法は、ポリビニルアルコール
系樹脂（Ａ）とアクリル酸の水溶性塩系重合体（Ｂ）と
の配合割合が重量比で90:10〜20:80の組成物の成形物
を、該成形物が線状である場合は一軸方向に２倍以上
に、該成形物がシート状である場合は少なくとも一軸方
向に面積倍率で２倍以上に、それぞれ延伸した吸放湿性
延伸成形物を用いて、環境が高湿条件下にあるときは該
吸放湿性延伸成形物に水分が自然吸湿され、環境が低湿
条件下にあるときは該吸放湿性延伸成形物から水分が自
然放湿される作用を利用して、環境の改善を図ることを
特徴とするものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）としては、水溶性
または水膨潤性を有する限りにおいて、種々の重合度
（たとえば300以上）、ケン化度（たとえば70〜100モル
％）のポリビニルアルコールが用いられる。この場合、
本発明の目的には重合度は高い方が望ましく、特に重合
度が3100以上であることが好ましい。

ポリビニルアルコールのほか、酢酸ビニルと共重合可
能なモノマー（α−オレフィン、エチレン性不飽和カル
ボン酸・塩・アルキルエステル・無水物・ニトリル・ア
ミド、エチレン性不飽和スルホン酸、ビニルエーテル、
酢酸ビニル以外のビニルエステル、塩化ビニルなど）で
共重合変性された「共重合変性」ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルアルコールや共重合変性ポリビニルアル
コールをアシル化、ウレタン化などした「後変性」ポリ
ビニルアルコールも用いることができる。

アクリル酸の水溶性塩系重合体（Ｂ）としては、アク
リル酸の重合体であって、そのポリマー中に含まれるカ
ルボキシル基の全てまたは一部が水溶性塩型になってい
るものがあげられる。水溶性塩とは、アルカリ金属塩、
アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などで
ある。これらの中で特に好ましいものは、アクリル酸−
アクリル酸ナトリウム共重合体（殊に、アクリル酸ナト
リウムの共重合割合が10重量％以上、さらには20重量％
以上のもの）である。

ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）とアクリル酸の水
溶性塩系重合体（Ｂ）との配合割合は、重量比で90:10
〜20:80の範囲から選択され、殊に80:20〜30:70の範囲
から選択することが望ましい。前者（Ａ）の過多、後者
（Ｂ）の過少は吸放湿性の不足を招き、前者（Ａ）の過
少、後者（Ｂ）の過多は機械的強度、寸法安定性の不足
を招く。

ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）とアクリル酸の水
溶性塩系重合体（Ｂ）との組成物からは、繊維状または
シート状の成形物が製造される。成形法としては、通常
押出法または流延法が採用される。すなわち、上記
（Ａ）および（Ｂ）の樹脂成分に必要に応じ水、溶剤、
可塑剤（多価アルコール等）、架橋剤（多価エポキシ化
合物、ジアルデヒド、メチロールメラミン等）、フィラ
ー、着色剤、安定剤、機能性薬剤等を配合した後、ダイ
またはノズルから空気中にまたは凝固浴中に吐出させる
か、基材上に流延し、必要に応じて乾燥する。典型的に
は、（Ａ）の水溶液と（Ｂ）の水溶液とを混合し、さら
に必要に応じて他の添加剤を配合し、ダイまたはノズル
から吐出させるか基材上に流延した後、乾燥する。

そして本発明においては、得られた成形物を延伸に供
する。延伸倍率は、成形物が線状である場合は一軸方向
に２倍以上（殊に３倍以上）に、成形物がシート状（真
空成形や深絞り成形のためのシートを含む）である場合
は少なくとも一軸方向に（つまり、一軸方向や二軸方
向、さらには多軸方向に）面積倍率で２倍以上（殊に３
倍以上）に設定する。延伸倍率が小さいときは、機械的
強度、耐水性、寸法安定性が不足し、所期の目的を達成
することができない。

上記延伸操作に際しての延伸温度は、100〜300℃程
度、殊に140〜250℃が適当である。延伸操作の前に、延
伸操作を損なわない程度に熱処理を行うこともでき、延
伸操作の後に熱固定を行うこともできる。

延伸成形物の熱水溶解率は30重量％以下、さらには20
重量％以下、なかんずく10重量％以下であることが望ま
しい。

上記吸放湿性延伸成形物からなる本発明の環境改善材
料は、それ単独であるいは他の材料と組み合わせて、環
境湿度に応じて吸放湿する作用を利用する用途に用いら
れる。そのような用途としては、繊維製品（モノまたは
マルチフィラメント、ヤーン、綿状物、織布、不織布、
編物等）、衛生用品、農園芸用資材、内装材（壁紙
等）、包装材（生鮮食品またはファーストフード包装用
の露結防止シート等）、脱水・脱湿材、シール材、土木
用資材（コンクリート養生シート等）などが例示でき
る。

作用および発明の効果 本発明の環境改善材料は、ポリビニルアルコール系樹
脂（Ａ）と塩型のカルボキシル基を含有する高分子
（Ｂ）との特定の割合の組成物を成形すると共に、その
成形物を延伸しているので、すぐれた吸放湿性（吸湿性
および放湿性）を有しながら、機械的強度、耐水性およ
び寸法安定性を兼ね備えており、これを環境湿度に応じ
て吸放湿する作用を利用する用途に用いたときは、環境
が高湿条件下にあるときは該吸放湿性延伸成形物に水分
が自然吸湿され、環境が低湿条件下にあるときは該吸放
湿性延伸成形物から水分が自然放湿され、巧みに環境の
改善を図ることができる。

実 施 例 次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。

＜シート状成形物の製造＞ 実施例１ ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）の一例としの重合
度3500、ケン化度99.8モル％のポリビニルアルコールを
水に溶解し、濃度４重量％、粘度150cps/20℃のポリビ
ニルアルコール水溶液を調製した。

アクリル酸の水溶性塩系重合体（Ｂ）の一例として、
ポリアクリル酸水溶液に水酸化ナトリウムを添加してカ
ルボキシル基のほぼ50％を中和したアクリル酸−アクリ
ル酸ナトリウム共重合体を得、ついでこれを水で稀釈し
て濃度４重量％のアクリル酸−アクリル酸ナトリウム共
重合体水溶液を調製した。

上記の濃度４重量％のポリビニルアルコール水溶液70
重量部と上記の濃度４重量％のアクリル酸−アクリル酸
ナトリウム共重合体水溶液30重量部とを混合して均一溶
液となし、基材としての厚さ120μｍのポリエステルシ
ート上に流延してから自然乾燥し、厚さ50μｍのシート
状成形物を得た。

次にこのシート状成形物を、テンター式延伸機を用い
て、延伸温度180℃にて縦横方向に各2.12倍（面積倍率
で4.5倍）に延伸した後、温度240℃で10秒間熱固定を行
った。これにより、目的とするシート状の吸放湿性延伸
成形物からなる環境改善材料が得られた。

比較例１ 実施例１の延伸前のシート状成形物を用いた。

比較例２ 実施例１の延伸前のシート状成形物を、緊張状態に保
ちながら、温度240℃で10秒間熱処理した。

比較例３ 実施例１における濃度４重量％のポリビニルアルコー
ル水溶液をポリエステルシート上に流延してから自然乾
燥し、厚さ50μｍのシート状成形物を得た。

比較例４ 比較例３のシート状成形物を、緊張状態に保ちなが
ら、温度240℃で10秒間熱処理した。

比較例５ 比較例３のシート状成形物を、テンター式延伸機を用
いて、延伸温度180℃にて縦横方向に各2.12倍（面積倍
率で4.5倍）に延伸した後、温度240℃で10秒間熱固定を
行った。

比較例６ 実施例１における濃度４重量％のアクリル酸−アクリ
ル酸ナトリウム共重合体水溶液をポリエステルシート上
に流延してから自然乾燥し、厚さ50μｍのシート状成形
物を得た。

実施例２ 実施例１において、混合した均一溶液100重量部に対
して濃度40重量％のグリオキザール水溶液８重量部を加
えてよく混合した後、シート状成形物を得、同様の熱延
伸を行ってシート状の延伸成形物からなる環境改善材料
を得た。

実施例３ 実施例１において、ポリビニルアルコールの重合度を
6900とし、延伸倍率を縦横方向に各3.87倍（面積倍率で
15倍）としたほかは同様の処理を行い、シート状の延伸
成形物からなる環境改善材料を得た。

実施例４ 実施例１において、ポリビニルアルコール水溶液とア
クリル酸−アクリル酸ナトリウムとの混合比を45/55と
したほかは同様にして、シート状の延伸成形物からなる
環境改善材料を得た。

＜特性評価＞ 実施例１〜４および比較例１〜６で得られたシート状
成形物につき、吸放湿性（吸湿速度、放湿速度、平衝吸
湿率）、機械的強度（引張強度）、耐水性（熱水溶解
率）、寸法安定性を下記の方法により測定すると共に、
実用性の観点から○、△、×の３段階で評価した。

吸放湿性は、低湿条件（40℃、40％RH）と高湿条件
（40℃、90％RH）につき、株式会社ナガノ科学機械製作
所製の卓上型恒温恒湿器を用いて24時間の経時的な吸湿
率の増減を測定し、初期10分間の吸湿率の平均変化度
（％/min）を吸放湿速度、24時間後の値を平衝吸湿率と
した。

引張強度は、試料を20℃、65％RHに48時間以上保った
後、引張試験機を用いて測定した。

熱水溶解率は、試料を絶乾重量で1.0±0.1g精秤し
（ａ）、20℃、65％RHに48時間以上保ってから、温度98
℃の水500mlを入れたビーカーに投入して50rpmの条件で
60分間撹拌した後、取り出し、絶乾後の重量（ｂ）を測
定し、次式により算出した。

熱水溶解率（％）＝100（ａ−ｂ）/a 寸法安定性は、試料を20℃、65％RHに48時間以上保っ
た後、50mm×50mmの大きさに裁断し、ついでこれを温度
20℃の水500mlを入れたビーカーに投入して50rpmの条件
で60分間撹拌した後、取り出して表面に付着した水分を
ろ紙で除去し、面積変化（％）を求めた。

結果を後の第１表に示す。

＜繊維状成形物の製造＞ 実施例５ ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）の一例としての重
合度4300、ケン化度99.9モル％のポリビニルアルコール
を水に溶解し、濃度10重量％のポリビニルアルコール水
溶液を調製した。

アクリル酸の水溶性塩系重合体（Ｂ）の一例として、
ポリアクリル酸水溶液に水酸化ナトリウムを添加してカ
ルボキシル基のほぼ50％を中和したアクリル酸−アクリ
ル酸ナトリウム共重合体を得、ついでこれを水で稀釈し
て濃度10重量％のアクリル酸−アクリル酸ナトリウム共
重合体水溶液を調製した。

上記の濃度10重量％のポリビニルアルコール水溶液80
重量部と上記の濃度10重量％のアクリル酸−アクリル酸
ナトリウム共重合体水溶液20重量部とを混合して均一溶
液となし、該溶液をピストン、ノズルを備えた容器に供
給してノズルから繊維状に吐出させ、同時に熱風乾燥し
た。単糸の太さは69デニールであった。また、後述の比
較例７および比較例８のために、ノズルを換えて同様に
して3.9デニールの繊維状成形物を得た。

次に上記の69デニールの繊維状成形物を、ロール式延
伸機を用いて、延伸温度180℃にて長さ方向に約７倍に
延伸した後、さらに温度220℃にて、3.1倍に延伸し、温
度260℃で２秒間熱固定を行った。これにより、目的と
する太さ3.9デニールの繊維状の吸放湿性延伸成形物か
らなる環境改善材料が得られた。

比較例７ 実施例２で述べた未延伸の繊維状成形物（3.9デニー
ル）を用いた。

比較例８ 実施例２で延べた未延伸の繊維状成形物（3.9デニー
ル）を、緊張状態に保ちながら、温度260℃で２秒間熱
処理した。

実施例６ 実施例５におけるアクリル酸−アクリル酸ナトリウム
共重合体に代えてポリアクリル酸を用い、同様に繊維状
成形物を得た。これを１重量％濃度の水酸化ナトリウム
水溶液に５分間浸漬後、20℃、65％RHに24時間放置して
から、同様の延伸、熱固定を行い、繊維状の延伸成形物
からなる環境改善材料を得た。ポリアクリル酸のナトリ
ウム塩への変換率は65％であった。

実施例７ 実施例６において、混合した均一溶液をノズルから温
度７℃のアセトン中に導いて凝固させたほかは同様にし
て、繊維状の延伸成形物からなる環境改善材料を得た。

＜特性評価＞ 実施例５〜７および比較例７〜８で得られた繊維状成
形物から、1560d/400fのマルチフィラメント糸を作製し
た後、平織りして織布を製造した。

このようにして得た織布につき、前記と同様にして、
吸放湿性（吸湿速度、放湿速度、平衝吸湿率）、機械的
強度（引張強度）、耐水性（熱水溶解率）、寸法安定性
を測定すると共に、実用性の観点から○、△、×の３段
階で評価した。

ただし、引張強度については単糸の引張強度を測定し
た。寸法安定性については、試料繊維を20℃、65％RHに
48時間以上保った後、100mm長さに裁断し、ついでこれ
を温度20℃の水500mlを入れたビーカーに投入して50rpm
の条件で60分間撹拌した後、取り出して表面に付着した
水分をろ紙で除去し、長さ変化（％）を求めた。

結果を後の第２表に示す。

第１表および第２表の結果から、実施例の吸放湿性延
伸成形物からなる環境改善材料は、吸放湿性、機械的強
度、耐水性および寸法安定性をバランス良く備えている
ことがわかる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 29:00 33:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 55/00 - 55/28 C08J 5/18 D01F 6/50,6/52

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】環境湿度に応じて吸放湿する作用を利用す
   る用途に用いるための材料であって、該材料が、ポリビ
   ニルアルコール系樹脂（Ａ）とアクリル酸の水溶性塩系
   重合体（Ｂ）との配合割合が重量比で90:10〜20:80の組
   成物の成形物を、該成形物が線状である場合は一軸方向
   に２倍以上に、該成形物がシート状である場合は少なく
   とも一軸方向に面積倍率で２倍以上に、それぞれ延伸し
   た吸放湿性延伸成形物からなることを特徴とする環境改
   善材料。
2. 【請求項２】ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）の重合
   度が3100以上である請求項１記載の環境改善材料。
3. 【請求項３】ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）とアク
   リル酸の水溶性塩系重合体（Ｂ）との配合割合が重量比
   で90:10〜20:80の組成物の成形物を、該成形物が線状で
   ある場合は一軸方向に２倍以上に、該成形物がシート状
   である場合は少なくとも一軸方向に面積倍率で２倍以上
   に、それぞれ延伸した吸放湿性延伸成形物を用いて、環
   境が高湿条件下にあるときは該吸放湿性延伸成形物に水
   分が自然吸湿され、環境が低湿条件下にあるときは該吸
   放湿性延伸成形物から水分が自然放湿される作用を利用
   して、環境の改善を図ることを特徴とする環境改善方
   法。