JP4665067B2

JP4665067B2 - 固形調湿材

Info

Publication number: JP4665067B2
Application number: JP2000002988A
Authority: JP
Inventors: 靖浩平戸; 泰史大野; 卓哉古賀; 弘高田; 達小西; 篤赤星
Original assignee: 株式会社白元
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2020-01-11
Also published as: JP2001190951A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固形調湿材に関するものであり、さらに詳しくは、有機系の防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤に対する反応活性の小さい固形調湿材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、家庭用および産業用に各種の除湿剤が幅広く使用されており、この除湿剤として、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の潮解性塩類が知られている。これら潮解性塩類は、吸湿性は優れているものの、潮解性を有するため、多量に吸湿すると液状化し、その取り扱いや使用範囲が限定されるという問題がある。また、これらの潮解性塩類を、密閉された小空間で用いた場合には、除湿力が大きいので、過度に湿度を低下させ、逆に過乾燥を生じさせるという問題もある。
【０００３】
かかる液状化と過乾燥を防止する目的で、シリカゲル、酸性白土、ゼオライト等の吸着性の無機化合物を用いることが提案されている。これらの化合物は、通常、粉状或いは粒状などの粉粒体で供給され、多量に吸湿しても液状化することなく、しかも、高湿度域下においては吸湿し、一方、低湿度域下においては放湿して系内の水分環境を適度に保つという、調湿作用を有する。
【０００４】
しかしながら、これらの化合物を粉粒体ではなく所定形状の固形物として使用するためには、バインダーによって成形固化させる必要があるが、この固化の過程で吸放湿性が著しく失われるという問題がある。
さらに、これらの無機化合物類は、有機系の防虫剤、防かび剤、芳香剤のような有機系の薬剤と併用した場合に、湿気と共にこれら薬剤を吸着あるいは分解して、防虫などの作用を阻害するという問題を有する。
【０００５】
したがって、本発明は、空気中の湿気は吸着するが、同時に吸湿によって液状化せず、さらに、有機系の脱臭剤、防かび剤、芳香剤に対する活性阻害が小さい固形調湿材を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、下記手段により、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち本発明は、パーライト粒子を用いてなる固形調湿材であって、少なくとも表面がポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩を主成分とする密度０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³に変性されたパーライト固形物に、エステル結合を有する有機系の防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤を少なくとも１種以上吸着してなる固形調湿材に係る。
加えて、パーライト粒子を用いてなる固形調湿材であって、少なくとも表面がポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩を主成分とする密度０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³に変性されたパーライト固形物に、エステル結合を有する有機系の防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤を少なくとも１種以上保持した薬剤保有部材を併用してなる固形調湿材に係る。
【０００７】
本発明において主材として用いられるパーライト粒子は、黒曜石、真珠岩、松脂岩等の天然ガラス質岩石粉砕物を急熱して発泡させて得られる連通気孔からなる多孔質ガラス質粉体であり、この化学組成は、通常、ＳｉＯ２を７５％、Ａｌ２Ｏ３を１５％、その他Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏを微量に含むものである。
その性状・形状等は特に限定されないが、嵩比重０．０４から０．３０、粒径０．１〜５ｍｍ程度の範囲のものが好適に用いられる。
【０００８】
アルカリ金属水酸化物としては、特に限定されず、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが使用可能であるが、費用対効果の観点から、特に水酸化ナトリウムが好ましい。
【０００９】
パーライト粒子に対するアルカリ金属水酸化物の配合割合は、パーライト１００重量部に対しアルカリ金属水酸化物が４〜２０重量部の範囲が好ましく、具体的には、アルカリ金属水酸化物として水酸化ナトリウムを用いた場合にはパーライト１００重量部に対し５〜１５重量部、水酸化カリウムを用いた場合には同１０〜２０重量部、水酸化リチウムを用いた場合は同４〜９重量部の範囲とすることが望ましい。アルカリ金属水酸化物がこの割合より少ない場合には、変性パーライト中のポリアルミノ珪酸アルカリ塩の生成量が少なく、固形物に十分な強度を付与できず、また吸放湿特性も小さいものとなる。一方、アルカリ金属水酸化物がこの割合を越える場合には、シリカに対して過アルカリになるため、親水性が増し、固形物の耐水性が低下する欠点が生じたり、パーライト粒子との反応性が増し、ガラス状生成物が生じパーライトの多孔性が失われて、吸放湿性は低下する欠点が生じる。
【００１０】
アルカリ金属水酸化物水溶液の濃度は、最終的に加熱脱水反応に供するので、水分量を減らして高濃度とすることが望ましいが、水分が少なすぎればパーライト粒子に対する均一分散性が損なわれるので、固形分濃度２０重量％〜５０重量％の範囲が望ましい。
【００１１】
変性パーライトの密度は、０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³となるように設定される。密度がこの範囲より低い場合は、パーライト粒子同士を十分に接近させることができず、必要な強度物性が得られない。また、密度がこの範囲を超えると、高強度とすることは期待できるが、パーライトを圧壊し、軽量であるという特徴が失われる欠点が生じる。
【００１２】
変性パーライトを主成分とする固形物に吸着又は併用する有機系の防虫剤、防かび剤及び芳香剤は、特に活性阻害を受けにくいという点からエステル結合を有する有機系の防虫剤、防かび剤及び芳香剤を用いる。例えば、防虫剤として、アレスリン、レスメトリン、エムペントリン、ペルメトリン、テトラメスリン、フラメトリン、プラレトリン、フタルスリン、フェノトリンなどのピレスロイド系化合物が挙げられ、防かび剤としてパラオキシ安息香酸エチルなどが挙げられ、消臭剤として酢酸リナリル、アンスラニン酸メチル、カプロン酸アリル、酢酸イソブチル、酢酸ベンジル、サリチル酸イソアミル、酢酸イソアミルなどが挙げられ、芳香剤として酢酸ボルニル、酢酸イソボルニル、酢酸Ｏ−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
上記有機系の防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤は、１種単独で又は２種以上を選択して固形物に吸着又は併用することができる。
尚、本発明の効果を損なわない範囲で、骨材、合成繊維などの繊維片などを適宜混合しても良い。
【００１３】
本発明に係る変性パーライトは、パーライト粒子にアルカリ金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム水溶液）を添加し、パーライト粒子内部にこれを浸透させる工程後、▲１▼金型に充填して圧縮（０．０１〜２ＭＰａ程度）しながら加熱（８０〜２００℃程度）脱水するか、或いは▲２▼圧縮後、金型から成型物を取り出して、乾燥炉中で所定時間（１〜３時間程度）加熱（８０〜２００℃程度）し、実質的に無水状態になるまで水を除去することにより変性パーライト固形物を得ることができる。
かかる固形物は、単独で使用することにより、液状化せずに空気中の湿気は吸着する固形調湿材として機能する。
また、変性パーライト固形物を得る工程後、更に、この変性パーライトを主成分とする固形物に、上記防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤を、アセトン等の溶剤に溶解して吸着させ且つ溶剤を飛散させるなどの手段によって、薬剤が吸着された固形調湿材を得ることができる。かかる変性パーライト固形物は、有機系脱臭剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤の活性を阻害しないので、本発明に係る固形調湿材は、吸着された薬剤自体の特性をも併有する。
さらに、上記防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤自体を、濾紙、布等の薬剤保有部材に含浸などさせて保持し、この薬剤保有部材を変性パーライト固形物に担持させるなどの手段によって、薬剤が併有された固形調湿材を得ることができ、かかる固形調湿材も同様に、吸放湿能と薬剤自体の特性を併有するものである。加えて、上記防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤の固形物又は液状物を、変性パーライト固形物に併用する方法によっても薬剤が併有された固形調湿材を得ることができる。
【００１４】
上記▲１▼加圧加熱して脱水する際には、圧力０．３ＭＰａ〜２．５ＭＰａ、温度１００〜２００℃の範囲の熱プレスにより実質的に無水状態になるまで脱水する。上記▲２▼加圧後、加熱して脱水する際には、圧力０．３ＭＰａ〜２．５ＭＰａで冷時圧締し、温度１００〜２００℃の範囲の乾燥機で実質的に無水状態になるまで脱水する。圧力がこれよりも低い場合には、所定形状を維持することができる程度の強度を有する固形物を得ることができず、一方、圧力を高くすると、十分な吸放湿性能を有する固形物を得ることができないからである。また、加熱温度がこの範囲よりも低いと、ポリアルミノ珪酸アルカリ塩の生成が十分でなく、一方、温度を高くすると、十分な吸放湿性能を有する固形物を得ることができないからである。
【００１５】
上記操作（製法）により、本発明に係る固形調湿材が得られ且つこれが吸放湿能を有するメカニズムは未だ明確ではないが、パーライト粒子の少なくとも表面が変性パーライトとなる、下記反応に起因すると考えられる。
加熱初期の水が多量に存在する条件下では、パーライトを構成するアルミノ珪酸塩の一部は、アルカリ金属水酸化物との反応によって、シロキサン結合を解裂し、アルカリ塩を生成して低分子化し、その一部は可溶化する。これらの低分子化および可溶化した物質は未反応で残されているパーライト粒子ラメラ上に沈着して存在する。この低分子化アルカリ塩は、水ガラスに類似する物質と考えられ、脱水によりバインダー作用を発現する。次に、脱水が進むに伴って、いったん低分子化した物質は、ふたたびシロキサン結合を形成して再重合し、水がほぼ完全に飛散した状態で、強固な耐水性のポリアルミノ珪酸アルカリ塩を生成する。またアルカリの一部は気中の二酸化炭素と反応して、アルカリ金属炭酸塩に変換される。これらの反応を、未反応で残されているパーライト粒子同士を接近させることができる程度の圧力下で行うと、ポリアルミノ珪酸アルカリ塩をバインダーとしてパーライト粒子が結合して変性パーライトとなる。
このポリアルミノ珪酸アルカリ塩は、この重合過程で、未反応で残されているパーライトラメラ上で、メソサイズの細孔を形成する。
この細孔が形成されることにより、高湿度域では吸湿し、低湿度域では放湿する吸放湿性を示すようになると考えられる。さらに、パーライトは多孔質なので、気中の湿分はパーライト内部ラメラに比較的容易に到達できるため、他の緻密な固化体中にポリアルミノ珪酸アルカリ塩が形成される場合と比べて大きな吸放湿性を発揮するものと考えられる。
また、アルカリ金属炭酸塩もこの吸放湿性を示すので、この両者の作用によって、効率的な吸放湿材が得られるものと考えられる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の固形調湿材について実施例及び比較例を挙げ、更に説明する。
実施例
パーライト（三井金属鉱業（株）製、加工４号）１００重量部に２５ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液４０重量部、およびポリプロピレン繊維（大和紡績（株）製）０．５重量部を加え、混合撹拌した後、この原料混合物２２ｇを内径５０×９０ｍｍの金型に均一に充填し、２ＭＰａの圧力で、１０ｓｅｃ間冷圧締した。圧縮物を取り出し、１６０℃の電熱式熱風乾燥機で３時間乾燥させて実施例１の固形物を得た。
この固形物は、厚さ１０ｍｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ³であった。
【００１７】
試験例１（強度試験）
実施例の固形物について、曲げ強さを測定したところ、０．５ＭＰａであった。
尚、曲げ強さは、固形物をスパン６０ｍｍの曲げ治具上に置き、クロスヘッドスピード２ｍｍ／ｍｉｎで測定した。
更に、実施例の固形物について、１ｍの高さから厚さ２５ｍｍの樫板上に落下させたところ、ほとんど破壊されなかった。
このことから、実施例１に係る固形物は、成形した後、所定形状を維持することができる程度の強度を有し、成形品として十分に強度を有することがわかる。
【００１８】
試験例２（吸放湿性）
実施例の固形物を恒温恒湿器（タバイエスペック（株）製、ＲＬ−３Ｅ）に入れ、２５℃下、９０％ＲＨで２４時間、５０％ＲＨで２４時間を１サイクルとし、これを３サイクル繰り返すように設定し、湿度の変更時点で固形物の含水率を測定した。
その結果、９０％ＲＨにおいては３サイクルの何れの時点とも含水率２０〜２１ｗｔ％の範囲であり、５０％ＲＨにおいては３サイクルの何れの時点とも含水率４〜５ｗｔ％の範囲であった。
このことから、実施例の固形物は、湿度に対応して適宜吸湿することがわかる。
【００１９】
試験例３（有機化合物の活性阻害性）
実施例１に係る固形物を５０×４５ｍｍに切り出し、５００ｍｌ容の広口ガラス瓶の底に置き、その上に有機系防虫剤としてエムペントリンを含浸させた濾紙を置いて密閉し、４０℃で５日間放置した後、固形物及び濾紙の変化を観察した所、何れも初期の状態を保っており、異常は確認されなかった。
同様にして、防虫剤としてアレスリン、フタルスリン、レスメトリン、フェノトリンを、芳香剤として酢酸ボルニル、Ｏ−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルを、防かび剤としてパラオキシ安息香酸エチルをそれぞれ使用し、放置後、固形物及び濾紙の変化を観察した所、何れも初期の状態を保っており、異常は確認されなかった。
比較例として、ペレット状の市販活性白土（日本活性白土（株）製）および酸性白土（日本活性白土（株）製）１０ｇを、それぞれ５００ｍｌ容の広口ガラス瓶の底に置き、その上に有機系防虫剤としてエムペントリンを含浸させた濾紙を置いて密閉し、４０℃で５日間放置した後、外観などを観察した所、防虫剤を置いた周辺の活性白土及び酸性白土は、いずれも灰白色からピンク色に変色しており、また、初期の香り異なる異臭が感じられた。これは防虫剤成分が白土に吸着され、何らかの分解を受けたものと推察される。
また、活性白土および酸性白土について、同様にして、防虫剤としてアレスリン、フタルスリン、レスメトリン、フェノトリンを、芳香剤として酢酸ボルニル、Ｏ−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシルを、防かび剤としてパラオキシ安息香酸エチルをそれぞれ使用したところ、エムペントリンと同様の結果であった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る固形調質材によれば、液状化することなく吸放湿作用を有し、さらに、有機系脱臭剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤の活性を阻害しないので、吸着又は併用された薬剤自体の特性をも併有する。

Claims

パーライト粒子を用いてなる固形調湿材であって、少なくとも表面がポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩を主成分とする密度０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³に変性されたパーライト固形物に、エステル結合を有する有機系の防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤を少なくとも１種以上吸着してなることを特徴とする固形調湿材。
パーライト粒子を用いてなる固形調湿材であって、少なくとも表面がポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩を主成分とする密度０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³に変性されたパーライト固形物に、エステル結合を有する有機系の防虫剤、防かび剤、消臭剤及び芳香剤から選ばれる薬剤を少なくとも１種以上保持した薬剤保有部材を併用してなることを特徴とする固形調湿材。