JP3133680B2 - 壁装用イオン交換シート及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンクリート、化粧
板、壁紙などの建材壁面から定常的に発生するイオン性
ガスを効果的に吸着し、かつイオン交換することによっ
て無害化するための壁装用イオン交換シート及びその製
造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子、セラミック、バイオテクノ
ロジー、半導体、原子力産業、病院、食品産業等先端技
術の発展が目覚しいが、その製造・保管工場等に於ては
きわめてクリーンな雰囲気の閉空間が要求され、空気の
清浄化及び清浄雰囲気の保持など多大の設備や労力がつ
ぎこまれている。通常、室内の清浄化手段として用いら
れている方法は、清浄とすべき空間内の空気の一部を外
部に排出し、フィルター等により浄化後室内に戻すとい
う循環式浄化手段が採用されている。

【０００３】具体的には、公知のクリーン化装置には
０．３μｍの粒子径の塵埃を９９．９７％以上の捕集率
で捕集するＨＥＰＡフィルターあるいは、更に高捕集率
のＵＬＰＡフィルターが使用され、更にこれ以外に活性
炭繊維もしくは粒子、酸、アルカリ、塩類の吸着作用の
あるイオン交換フィルターなどが使用されている。これ
らのクリーン化装置は通常建屋内に設置され、空気の吸
入口は外部に設け、外部からのクリーンな空気を取り入
れるため、外部に存在する粉塵に対しても除去するよう
に十分留意されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き公知のクリ
ーン化装置を建屋に設置するときには、初期の段階では
フィルターはかなりの清浄化を達成することができる
が、連続的使用に伴なってフィルターで除去すべき汚染
物質の絶えざる発生により、フィルターの浄化機能は次
第に低下し実用に耐えなくなるので、頻繁に新しいフィ
ルターに交換して装着する必要があった。

【０００５】一方、最近は建材のコンクリートの壁面か
らのイオン性ガスの連続的な発生が確認され、発表され
ており、従来の高性能フィルターを用いたクリーン化装
置を以てしても、求める高度な清浄度を確立することが
困難であることが指摘されている。すなわち、従来気に
されなかった建屋の内壁面から発生するイオン性ガス、
例えばNH₄ （＋イオン）が確認されているが、その発生
を防止するため、汚染ガス発生源の元を断たないとこの
問題を解決できないものと考えられていた。特に近年の
半導体工業の高集積度の電子部品製造上の雰囲気、バイ
オ関連技術分野の雰囲気などハイテク分野の雰囲気に於
ては、微量のイオン性ガスの存在も防止しなければなら
ないという命題があるが、この点今日まで十分な解決が
されていない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために鋭意研究の結果なされたもので、建築物壁
面から発生するイオン性ガスをイオン交換繊維シートで
吸着・吸収させることによって解決するものである。す
なわち、本発明の概要は、イオン交換繊維層の一方の面
（壁面に隣接する面）に多孔質セパレータ層を設け、他
方の面（露出面）にステンレス鋼からなる箔もしくは板
を設けた壁装用イオン交換シートであり、かつ、多孔質
セパレート層が合成繊維の織布もしくは不織布である。
なお、ステンレス鋼からなる箔もしくは板には予めイオ
ン交換繊維層と接する内面側に、ラミネート樹脂層をラ
ミネートしたものも適用できる。又、本発明はかかる壁
装用イオン交換シートを製造するための方法であって、
ヤンキーマシンのドライヤーの表面に、イオン交換繊維
を湿式抄造してなるイオン交換繊維層の湿紙シートを中
心として、その内側にステンレス鋼からなる箔もしくは
板を、その外側に多孔質セパレート用シートを、重なる
ように供給し、ドライヤーを加温して各層を一体化させ
る製造方法である。

【０００７】本発明で用いる材料について説明する。イ
オン交換繊維シートはイオン交換機能を持つ材料（例
えばポリスチレンスルホン酸塩等）をポリビニルアルコ
ール溶液にブレンドして紡糸し、この糸を用いて繊維状
にシート化したもの、例えば、ポリプロピレン繊維を
芯繊維として、表面をポリスチレンで覆った繊維に、硫
酸処理を施して、例えば表面にスルホン基を付与した糸
を繊維化するか、予め繊維化したものを硫酸処理する方
法、によって得られる。

【０００８】なお、イオン交換繊維シート層は所定量の
イオン交換繊維をシート化するにあたり樹脂接着による
ものよりニードルパンチ法による乾式不織布、純水によ
る湿式抄造によるシートなどが好ましい。本発明を構成
するイオン交換繊維シートは、出来るだけイオン交換吸
着機能を阻害するようなバインダーを用いるべきではな
いが、イオン交換繊維の繊維の交絡、繊維の接着力をよ
り向上するために、バインダー繊維として、湿熱溶解す
るＰＶＡ繊維、もしくは加熱融着するポリプロピレン繊
維（ＰＰ）、ポリエチレン繊維（ＰＥ）、ポリエステル
繊維（ＰＥＴ）などを混織または混抄し、熱処理によっ
て強度のあるイオン交換繊維シートを得ることが好まし
い。

【０００９】但し水分吸着力の強い強酸性スルホン酸基
あるいは強塩基性第４級アンモニウム基を交換基とする
イオン交換繊維を主体とした場合、雰囲気中の湿度によ
る繊維の変形を抑えることが出来ない為、イオン交換繊
維同士を強固に固着させるバインダーを用いることはイ
オン交換繊維の空間的自由度を束縛することになり、イ
オン交換繊維の変形を全体的に伝達する結果、３層構成
体の大変形またはカールを助長する傾向が強くなり望ま
しくない。すなわち使用するバインダー繊維は溶融粘度
の低くない温度範囲で取り扱うのが望ましく、これによ
りイオン交換繊維同士の自由度が増し、本発明の壁装用
イオン交換シートの大きな変形もしくはカールの緩和作
用が期待できる。更にイオン交換繊維を湿式抄造で製造
する場合、熱融着時にイオン交換繊維の大きな水分量の
変化に伴う極度の収縮が残留歪みとなり、カールなどの
変形を助長するおそれがあるため、ガラス繊維を混抄す
ることにより収縮を緩和することができる。

【００１０】またイオン交換繊維層には活性炭繊維を混
抄すれば、上述した収縮の緩和に効果があるばかりでは
なく、壁面から発生するガスをも幅広く吸着することが
出来る。イオン交換繊維層に活性炭繊維を混在せしめる
ことは建築材料の合板、塗料、接着剤などから室内空気
に放出されるおそれのあるホルムアルデヒド、トルエン
などの有機性ガスをも吸収，吸着するのに有効である。

【００１１】多孔質セパレート層には、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等を素
材とした多孔性の織布又は不織布が使用される。なお、
本発明の壁装用イオン交換シートの多孔質セパレート層
をコンクリート壁面等の建材に貼着する手段としては、
被貼着体（壁面）の表面に、低融点ポリエチレンテレフ
タレート等をドット状にあらかじめ熱融着させておき、
しかるのち、多孔質セパレート層を熱圧着するのが好ま
しい。被貼着体の全面に低融点樹脂を施すと通気性が極
めて悪くなり、イオン交換機能が働かなくなる。又壁面
への貼着には、溶剤を併用したペースト状接着剤を塗布
すると溶剤の気化の弊害がでるので、無溶剤で行うこと
が好ましい。

【００１２】本発明で用いられる多孔質セパレート層と
しては、充分なガス透過性を示すと共にイオン交換シー
トのイオン交換能を低下させるものでなければ使用可能
である。更に素材繊維は難燃性を付与した材料であれば
より好ましい。

【００１３】本発明の壁装用イオン交換シートの表面
（露出面）には、ステンレス鋼からなる箔もしくは板を
設けるが、その理由は、イオン交換繊維シートを表面に
露出使用するのは外観的にも劣り、用途的にも粉塵発生
のおそれがなく美観を付与できるものとしての要求を満
足させるものである。すなわち、表面機能としては半導
体工業等におけるクリーンルームの場合、発塵性、帯電
防止性、不燃性が要求されるので、対応する素材は制約
されるが、ステンレス鋼からなる箔もしくは板はこれを
満足させるものである。

【００１４】一般に、建築材として難燃もしくは不燃性
が要求されるが、本発明の壁装用イオン交換繊維シート
はステンレス鋼を表面に有するものであるから、耐燃性
が優れたものである。

【００１５】本発明で用いられるステンレス鋼に代えて
樹脂ラミネートしたアルミニウム箔の採用なども考えら
れるが、アルミニウム材が化学的に不安定であるため
に、表面の酸化による微粒子発生が懸念され、好ましく
ない。ラミネート樹脂層は具体的にはステンレス鋼箔に
合成樹脂層をコーテングするかもしくは合成樹脂フィル
ムを貼ることによって構成することができる。これはＨ
型の強酸性陽イオン交換繊維を用いた場合、強酸性物質
との直接接触した部分のステンレス鋼が長期的には腐
食、浸食を受けて、本来発生する筈のない不純ガスの発
生、あるいはステンレス鋼箔自身の腐食が汚染ガスの遮
断などの本来の機能が阻害されるのを防止するものであ
る。

【００１６】ラミネートする樹脂としてはＰＥＴ，ＰＥ
などイオン交換繊維層に用いられるバインダーと相溶
性、接着性の良いもので強酸性物質に不純ガスを発生し
ないものが望ましい。ステンレス鋼箔は１０〜１５０μ
ｍ程度が加工性、製品取扱いで実用域である。機能的に
は薄い程良好であるが、重量、取扱い、加工性、価格、
製品幅などから２０〜８０μｍが最適である。用途によ
り、例えば天井、側壁面ではなく、床面使用であれば摩
耗を考慮すれば、更に厚いステンレス鋼板の使用が望ま
しい。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の壁面用シートの構造は、
例えば図１に示すとおりで、ステンレス鋼からなる箔ま
たは板１、ラミネート樹脂層２、イオン交換繊維層３、
多孔質セパレート層４が順次積層され本発明のシートを
構成している。但し、ラミネート樹脂層２は必要に応じ
て構成すればよい。イオン交換繊維層の製造の具体例と
しては、イオン交換繊維１００重量部に対し、５０〜６
０重量部のバインダー繊維及び２０〜３０重量部のガラ
ス繊維または活性炭繊維またはこれら２種類の繊維混合
物を水中に分散させ、湿式抄紙法のワイヤーパートにて
イオン交換繊維層の湿紙を作製する。しかるのち図２に
示すように、キャンバス９を付設したヤンキードライヤ
ー５に、ステンレス箔または板１（ラミネート樹脂層２
を内面にラミネートしたものを含む）と、湿紙抄造部６
から供給されたイオン交換繊維層３と、多孔質セパレー
ト層（例えば不織布）４を順次重ねて巻き付け加工して
一体化する。すなわち、アンリール７より導出したステ
ンレス箔又は板をドライヤー５の表面に通じ、また同時
にアンリール８より導出した上記多孔質セパレート層を
キャンバス面に通じることにより、イオン交換繊維層の
バインダーの熱融着作用のみで三層一体同時成形がなさ
れ、リール１０に巻き取られる。ここで各層の接着に於
て、溶剤型接着剤、あるいは粘着材を用いた場合、低分
子のガスが残存し、イオン交換層の吸着能を阻害するこ
とになる他、製造工程的にも２〜３工程の別工程が必要
であり、好ましくない。

【００１８】従って本発明の如くワンパス即ち１工程で
製造できることは、製造コスト、品質共に有用で理想の
製造形式である。勿論製造装置によってはイオン交換繊
維層と多孔質セパレート層を予め複合化しておき、一方
ステンレス鋼箔にラミネート樹脂層を加工したものを作
成し、両者をオフマシンで、すなわち２工程、３工程を
経て本発明の壁装用イオン交換繊維シートを得ることも
できる。

【００１９】

【実施例】実施例１ ステンレス箔（厚さ５０μｍ、材質Ｒ２０−５ＳＲ、川
崎製鉄社製）の片面に溶融エチレン酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）樹脂をラミネート樹脂層として５０μｍの厚
さとなるようラミネートし、ステンレス箔／ＥＶＡラミ
ネートシートを作成した。また、Ｈ型強酸型陽イオン交
換繊維（８デニール、繊維長５ｍｍ）ニチビ社製）５６
重量部及びＰＥＴバインダ繊維（２デニール、繊維長５
ｍｍ）ユニチカ社製：メルティ４０８０）３４重量部及
びガラスウール（繊維径２μｍ、Ｓｃｈｕｉｌｅｒ Ｆ
ｉｌｔｒａｔｉｏｎ社製）１０重量部からなる水分散液
を絶対重量で坪量１８０ｇ／ｍ^２となるように傾斜ワイ
ヤーにてイオン交換繊維層の湿紙を得た。この湿紙がヤ
ンキー抄紙機のドライヤーに導入される時、並行して、
アンリールを介して前記で得たステンレス箔／ＥＶＡラ
ミネートシートをドライヤー面に通じ、また同時にＰＥ
Ｔ繊維のスパンボンド不織布（坪量７０ｇ／ｍ^２、金井
重要工業社製）からなる多孔質セパレート層をキャンバ
ス面に通じ、ドライヤー表面温度１２０℃にて本発明の
三層一体型壁装用イオン交換シートを得た。

【００２０】比較例１ ステンレス箔／ＥＶＡラミネートシートに代えて市販の
難燃性壁紙（（株）サンゲツ社製商品名セレクト１００
０〔ＳＥ−８１６３〕）を用いた以外は、実施例１と同
様の製造方法によって比較用の三層一体型壁装用イオン
交換シートを得た。

【００２１】比較例２ ステンレス箔／ＥＶＡラミネートシートに代えてアルミ
箔／ＰＥＴラミネートシート（４２μｍ厚、東洋アルミ
社製）を用いた以外は実施例１と同様の製造方法によっ
て比較用の三層一体型壁装用イオン交換シートを得た。

【００２２】比較例３ ステンレス箔／ＥＶＡラミネートに代えて炭素繊維混抄
アラミド紙（約５５μｍ厚）を用いた以外は実施例１と
同様の製造方法によって比較用の三層一体型壁装用イオ
ン交換シートを得た。

【００２３】本発明の実施例及び比較例のシートについ
て下記の性能を比較試験した。その結果は表１に示すと
おりであるが評価方法は下記のとおりである。 （１）発塵：リオン（株）製 パーティクルカウンター
光散乱式粒子計数器ＫＬ−０３及び日本カノマックス
（株）製 風速計アネモマスター モデル６０７１を使
用した。安定して塵、埃、微粒子発生の無いものを○、
衝撃等により微粒子が僅かに断続的に発生するものを
△、及び僅かでも連続的に微粒子を発生するものを×と
した。 （２）静電気帯電：表面抵抗で１０⁷ Ω以下のものを
○、１０⁷ Ω以上のものを×とした。 （３）難燃性：ＪＩＳ Ａ１３２１の傾斜燃焼試験で難
燃２級をクリアするものを○、クリアしないものを×と
した。 （４）表面美観：壁面への装着を想定した、感覚的な風
合い、美観を評価し、良好なものを○、不良のものを×
とした。

【００２４】表１から明らかなようにステンレス／ＥＶ
Ａラミシートは、本検討４項目全てに於いて良好な結果
を得ている。一方、表層を持たないイオン交換シート及
び不織布層複合体は全てにおいて不十分であった。アル
ミ／ＰＥＴラミシート或いはカーボンファイバー（Ｃ
Ｆ）入りアラミド紙は、帯電防止、難燃性の改善はあっ
たものの全てを同時に満足する壁装用イオン交換シート
は、本発明の実施例のみであった。

【００２５】

【表１】

【００２６】（５）イオン交換能 本実施例で使用した強酸型陽イオン交換繊維は、中性塩
分解能２．１ｍｅｑ／ｇであり、実施例で使用したイオ
ン交換シート層の実質イオン交換繊維量は、１００．８
０ｇ／ｍ² であるから、２１１．６８ｍｍｏｌ／ｍ² の
陽イオンを交換できる。実施例で得た三層一体型壁装イ
オン交換シートの中性塩分解能実測値は、２．０ｍｅｑ
／ｇであり、複合化によるイオン交換容量の大きな低下
は見られなかった。即ち、コンクリートから発生するア
ンモニアを主体とするガス中イオンをイオン交換層で２
００ｍｍｏｌ／ｍ² 程度まで交換する能力を有する。

【００２７】

【発明の効果】コンクリート表面からの発生イオン性ガ
スのみを多孔質セパレート層を通じて効果的にイオン交
換繊維層に導き、イオン吸着、交換すると共に表面にス
テンレス鋼を設けたことにより外部へのガス漏洩遮断及
び発塵による雰囲気内の汚染防止に十分な効果を示すと
同時に、建材として必要な難燃性及び塵、埃、微粒子等
の吸着防止に十分な帯電防止機能及び腐食性ガスの汚染
による二次的なガス発生防止の性能を全て同時に合わせ
持つものを提供するものであり、また、製造にあたって
はヤンキーマシーンを用いて、能率良く生産できるの
で、製品を低コストで供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の壁装用イオン交換シート断面図

【図２】本発明の製造方法の簡略説明図

【符号の説明】

１ ステンレス箔または板 ２ ラミネート樹脂層 ３ イオン交換繊維層 ４ 多孔質セパレート層 ５ ヤンキードライヤー ６ 湿紙抄造部 ７ アンリール ８ アンリール ９ キャンバス １０ リール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06N 7/00 - 7/06 C08J 5/20 - 5/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン交換繊維層の一方の面に多孔質セ
   パレート層を設け、他方の面にステンレス鋼からなる箔
   もしくは板を設けてなり、かつ、多孔質セパレート層が
   合成繊維の織布もしくは不織布であることを特徴とする
   壁装用イオン交換シート。
2. 【請求項２】 ステンレス鋼からなる箔もしくは板の内
   面側に、ラミネート樹脂層をラミネートした請求項１記
   載の壁装用イオン交換シート。
3. 【請求項３】 イオン交換繊維層中にバインダー繊維を
   含有し、バインダー繊維の熱融着により層間が一体化さ
   れている請求項１記載の壁装用イオン交換シート。
4. 【請求項４】 イオン交換繊維層中にガラス繊維もしく
   は活性炭繊維を混抄した請求項１記載の壁装用イオン交
   換シート。
5. 【請求項５】 ヤンキーマシンのドライヤーの表面に、
   イオン交換繊維を湿式抄造してなるイオン交換繊維層の
   湿紙シートを中心として、その内側にステンレス鋼から
   なる箔もしくは板を、その外側に多孔質セパレート用シ
   ートを、重なるように供給し、ドライヤーを加温して各
   層を一体化させることを特徴とする壁装用イオン交換シ
   ートの製造方法。