JP4740974B2 - 高吸湿性不織布構造体からなる乾燥剤 - Google Patents

Description

本発明は、高吸湿性不織布構造体からなる乾燥剤、特に、優れた吸湿性を有し、精密部品の輸送時に使用される乾燥剤、産業用機械類の結露防止剤あるいは菓子類等の袋の中の湿気を取る乾燥剤、除湿剤等に好適に用いられる高吸湿性不織布構造体からなる乾燥剤に関するものである。

シリコンウェハー等の電子部品は、わずかな錆でも使用できなくなるため、その輸送時には細心の注意が払われている。特に湿度が高くなると錆びやすくなるため、電子部品は密閉容器に乾燥剤と一緒に入れられ、輸送される。この乾燥剤としては、現在、主としてシリカゲルが使用されている。シリカゲルは熱処理により再利用可能だが、熱処理のコスト、あるいは熱処理時の粒子の割れ等の問題があり、通常、使用後のシリカゲル乾燥剤は廃棄処分されている。廃棄処分の方法としては、焼却または埋め立て処分がなされているが、大量に処理を行なわなければならず、焼却コストあるいは埋立地不足等様々な問題が生じるため、再利用の容易なものが望まれている。

産業用機械類の結露防止にもこれまではほとんどの場合、シリカゲルが使用されているが、シリカゲルは粒子状で使用されるため、嵩高くなるという欠点がある。その一方で、機械の小型化に伴い、結露防止剤の小型化が望まれている。
また、菓子類等の乾燥剤、除湿剤としてはシリカゲルあるいは塩化カルシウム等の潮解性塩類が使用されている。これらは一般家庭で不燃ごみとして処分されているが、埋立地不足の問題があり減量化が望まれている。さらに、潮解性塩類は吸湿により液状化し、包装紙から漏れ出る虞があるばかりか、水を加えると発熱し、火傷する虞もある。

一方、吸湿性不織布は、高吸湿性繊維を他の合成繊維および／または天然繊維と混綿し、カード、ニードルパンチ工程を経て製造されるのが一般的である。しかしながら、高吸湿性繊維は繊維強度が低く、高混率にすると製造工程中での繊維の脱落が多く、さらに、製造工程中で吸湿するため機械に絡まるという問題点があった。特に、水および／または湿気を吸収することにより表面がゲル化するタイプの高吸湿性繊維においては、繊維強度が低く、混率は４０重量％程度が限界であった。

吸湿性不織布の他の製造方法としてはエアレイ法が挙げられるが、この場合は繊維間あるいは繊維層と表面シート間を接着するために熱融着繊維を混綿する必要があり、形状保持のためには熱融着繊維の混率を高くする必要があった。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであって、その目的は、厚さが薄い上に吸湿性に優れ、使用後の再利用が容易な高吸湿性不織布構造体で、乾燥剤として有用なものを提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意研究を行なった結果、本発明の高吸湿性不織布構造体からなる乾燥剤を発明するに至った。即ち、本発明の乾燥剤は、高吸湿性繊維を８０重量％以上含む吸湿層と、吸湿層を挟んだ表面シートの三層構造からなる高吸湿性不織布構造体であって、下記（ａ）〜（ｆ）を特徴とする高吸湿性不織布からなるものである。
（ａ）該高吸湿性繊維が水および／または湿気を吸収することにより表面がゲル化し、自己接着力を発現するものであること。
（ｂ）吸湿層中の繊維間、吸湿層と表面シート間が、高吸湿性繊維の自己接着力によりそれぞれ相互に接着してなるものであること。
（ｃ）表面シートの少なくとも一方が通気性を有するものであること。
（ｄ）該高吸湿性不織布構造体の厚さが１．５ｍｍ以下であること。
（ｅ）該高吸湿性不織布構造体の含水率が２０〜４５重量％であること。
（ｆ）該高吸湿性不織布構造体の絶乾状態での２０℃、相対湿度６５％における５時間後の吸湿率が２０重量％以上であること。

本発明の高吸湿性不織布構造体の好ましい態様は、吸湿層が高吸湿性繊維のみからなる高吸湿性不織布構造体である。さらに好ましくは、高吸湿繊維が架橋アクリル酸ナトリウム塩系の高吸湿性繊維であることである。
そして、本発明の高吸湿性不織布構造体は、見かけ密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。

さらに、三層構造からなる高吸湿性不織布構造体は、含水処理工程、および乾燥処理工程を経て製造されることが好ましい。
また、高吸湿性不織布構造体の製造方法に関する本発明は、ネット上の通気性を有する表面シート上にネット側から吸引しながら高吸湿性繊維を主とする繊維混合物を連続的に散布し吸湿層を形成し、次いで、この吸湿層に含水処理工程を施して高吸湿性繊維の表面をゲル化し、次いで、もう一方の表面シートを積層して三層構造とした後、プレス処理工程、乾燥処理工程を施して吸湿層中の繊維間、吸湿層と表面シート間を接着することを特徴とするものである。

本発明の吸湿層に用いられる高吸湿性繊維は、水および／または湿気を吸収することにより表面がゲル化するものでなければならない。高吸湿性繊維が水および／または湿気を吸収することにより表面がゲル化するものであれば自己接着性が発現し、その自己接着力により吸湿層中の繊維間および吸湿層と表面シート間が接着するため、熱融着繊維を必要とせず、高吸湿性繊維の高混率化が可能となるからである。高吸湿性繊維がゲル化しないと自己接着性が発現せず、吸湿層中の繊維間および吸湿層と表面シート間が接着せず、形状を保持することが出来ない。

本発明の高吸湿性不織布構造体は、主として高吸湿性繊維からなる吸湿層と、吸湿層を挟んだ表面シートの三層構造でなければならない。吸湿層が表面に露出していると生産時に高吸湿性繊維が脱落し、安定生産が出来ない。

本発明で使用する表面シートは、素材、形状等は特に限定されないが、少なくとも一方に通気性を有するシートを用いる必要がある。通気性を有するシートとしては、例えば、ティッシュ等の紙類、織編物、不織布等の布帛あるいは通気性の無いフィルムに穴明き加工を施したもの等を使用することができる。また、通気性の無いシートとしては、フィルムを使用することができる。表面シートの素材は、使用後の廃棄の面から塩素等の有害物を含まないものが好ましい。

表面シートの両面に通気性を有するシートを用いた場合は吸湿速度が速く、片面に通気性を有するシートを使用した場合は吸湿面を片面のみに限定することができる。また、通気性シートの通気度を適宜変更することにより吸湿速度を自由に変えることが出来る。両面に通気性の無いシートを使用すると、高吸湿性繊維が水分を吸うことが出来なくなる。

本発明の高吸湿性不織布構造体の厚さは１．５ｍｍ以下である必要がある。１．５ｍｍ以下であると厚さが薄くわずかな隙間への使用が可能である。好ましくは０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜１．０ｍｍである。

本発明の高吸湿性不織布構造体の含水率は２０〜４５重量％である必要がある。該不織布構造体は通常、ロール状に巻き取られて輸送・保管されるが、水分率が２０重量％未満であると不織布構造体が固くなり、ロール状に巻き取ると割れが発生する。一方、水分率が４５重量％を超えると不織布構造体の重量が重く、さらに柔らかいため輸送・保管中に自重で厚さや目付けが変わる虞がある。水分率が２０〜４５重量％の範囲内であると適度なしなやかさでさらに厚さや目付けが変わる心配がない。好ましくは３０〜４０重量％である。

該高吸湿性不織布構造体はこのまま使用することもできるが、使用の目的に応じて好みの含水率まで乾燥して使用することが好ましい。乾燥方法は特に限定されず、例えば熱風乾燥機、真空乾燥機、ドライヤー等を用いた方法が挙げられる。

本発明の高吸湿性不織布構造体の吸湿率は、絶乾状態での２０℃、相対湿度６５％、５時間の条件下で、２０重量％以上でなければならない。好ましくは同条件下で３０重量％以上である。吸湿率が２０重量％以上であると乾燥剤あるいは除湿剤等として十分な性能が得られる。

本発明の吸湿層に用いられる高吸湿性繊維の混率は規定しないが、好ましくは８０重量％以上であって、高吸湿性繊維のみからなる吸湿層とすることが、特に好ましい。

水および／または湿気を吸収することにより表面がゲル化する高吸湿性繊維としては、架橋アクリル酸ナトリウム塩系の繊維がある。具体例としては、カネボウ合繊（株）製の「ベルオアシス」が挙げられる。該繊維は２０℃、相対湿度６５％の条件下で吸湿率４０重量％を有し、しかも吸湿速度および放湿速度が大きいという、優れた性質を有するものである。

高吸湿性繊維は、水分を多量に含むことにより膨潤し、繊維表面がゲル化して互いに擬似接着状態を形成する。次いで乾燥により水分を除けば、高吸湿性繊維間の自己接着が保たれる。

また、本発明の高吸湿性不織布構造体は、見かけ密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。さらに好ましくは０．１５〜０．５ｇ／ｃｍ^３である。見かけ密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ^３であると形態保持性がよく、吸湿性にも優れたものが出来るためである。

本発明の三層構造からなる高吸湿性不織布構造体は、その製造工程において、含水処理工程、および乾燥処理工程を経て製造されることが好ましい。

含水処理工程とは、水および／または水蒸気を高吸湿性繊維に吸収させ、該高吸湿性繊維の表面をゲル化させる工程である。該含水処理工程に水を用いた場合は、含水処理工程の直後に吸引処理工程を設けることがより好ましい。

本発明における乾燥処理工程とは、含水処理工程で吸収した水分を除去し、ゲル化した高吸湿性繊維を元の状態に戻すことによって吸湿層中の繊維間および吸湿層と表面シート間を接着させる工程である。乾燥手段としては、例えば、加熱炉、熱風乾燥機、加熱ローラー等が挙げられ、８０〜１５０℃で乾燥することが好ましい。

次に、本発明の高吸湿性不織布構造体を製造する方法について説明する。
本発明の製造方法では、ネット上に通気性を有する表面シートを乗せ、この表面シート上にネット側から吸引しながら高吸湿性繊維を主とする繊維混合物を連続的に散布し吸湿層を形成する。次いで、この吸湿層に水および／または水蒸気を吸収させ（含水処理を施し）高吸湿性繊維の表面をゲル化させる。次いで、もう一方の表面シートを積層して三層構造とした後、プレス処理、乾燥処理を施して吸湿層中の繊維間、吸湿層と表面シート間を接着させ高吸湿性不織布構造体を得る。

含水処理工程で水を使用する時は、厚さ方向に均一に水を分散させるために含水処理工程の直後に下方から吸引する工程を設けることが好ましい。あるいは下方の表面シートとの接着性を向上させるために下方から水を散布するのも好ましい。

以下、本発明を実施例、比較例により詳しく説明する。
尚、吸湿率の試験方法を以下に示す。
（吸湿率試験）
試料を熱風乾燥機中１２０℃で２時間乾燥し、これを２０℃、相対湿度６５％の恒温恒湿槽中に５時間放置した後、次式より吸湿率を算出した。
吸湿率（％）＝（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０×１００
Ｗ０；乾燥直後の不織布の重量（ｇ）
Ｗ１；吸湿後の不織布の重量（ｇ）

（実施例１）
カネボウ合繊（株）製高吸湿性繊維「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍを吸引ネット上の目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュの上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが２００ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこの吸湿層に水を霧状で散布した後、吸湿層の上に目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュを積層し、三層構造とし、プレスロールを通し厚さを１．０ｍｍに調整した後、１３０℃の熱風乾燥機で乾燥した。得られた不織布は目付け２２８ｇ／ｍ^２、厚さ１．０ｍｍ、含水率３８重量％、見かけ密度０．２２８ｇ／ｃｍ^３であった。
このサンプルの吸湿層は「ベルオアシス」の自己接着力により接着し、また、吸湿層と表面シートのティッシュ間も「ベルオアシス」により接着されていた。この高吸湿性不織布構造体の吸湿率は３５重量％であった。また、この高吸湿性不織布構造体を１２０℃で２時間乾燥し、再度吸湿率を測定したところ、吸湿率は３５重量％であった。

（実施例２）
「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍを吸引ネット上の目付け１５ｇ／ｍ^２のユニチカ（株）製スパンボンド「エルベス」の上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが１５０ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこの吸湿層にスチームを吹きつけた後、吸湿層の上に目付け１５ｇ／ｍ^２の「エルベス」を積層し、三層構造とし、プレスロールを通し厚さを０．７ｍｍに調整した後、１３０℃の熱風乾燥機で乾燥した。得られた不織布は目付け１８０ｇ／ｍ^２、厚さ０．７ｍｍ、含水率３０重量％、見かけ密度０．２６ｇ／ｃｍ^３であった。
このサンプルの吸湿層は「ベルオアシス」の自己接着力により接着し、また、吸湿層と表面シートの「エルベス」間も「ベルオアシス」により接着されていた。この高吸湿性不織布構造体の吸湿率は３３重量％であった。また、この高吸湿性不織布構造体を１２０℃で２時間乾燥し、再度吸湿率を測定したところ、吸湿率は３１重量％であった。

（実施例３）
「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍを吸引ネット上の目付け１５ｇ／ｍ^２の「エルベス」の上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが１５０ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこの吸湿層に水を霧状で散布した後、吸湿層の上に目付け２０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン製フィルムを積層し、三層構造とし、加熱プレスロールを通し厚さを１．０ｍｍに調整した後、１３０℃の熱風乾燥機で乾燥した。得られた不織布は目付け１８５ｇ／ｍ^２、厚さ１．０ｍｍ、含水率４０重量％、見かけ密度０．１８５ｇ／ｃｍ^３であった。
このサンプルの吸湿層は「ベルオアシス」の自己接着力により接着し、また、吸湿層と表面シートの「エルベス」間および吸湿層とポリプロピレン製フィルム間も「ベルオアシス」により接着されていた。この高吸湿性不織布構造体の吸湿率は３２重量％であった。また、この高吸湿性不織布構造体を１２０℃で２時間乾燥し、再度吸湿率を測定したところ、吸湿率は３１重量％であった。

（実施例４）
「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍを吸引ネット上の目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュの上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが３００ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこの吸湿層に水を霧状で散布した後、吸湿層の上に目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュを積層し、三層構造とし、プレスロールを通し厚さを０．８ｍｍに調整した後、１２０℃の熱風乾燥機で乾燥した。得られた不織布は目付け３２８ｇ／ｍ^２、厚さ０．８ｍｍ、含水率３９重量％、見かけ密度０．４１０ｇ／ｃｍ^３であった。
このサンプルの吸湿層は「ベルオアシス」の自己接着力により接着し、また、吸湿層と表面シートのティッシュ間も「ベルオアシス」により接着されていた。この高吸湿性不織布構造体の吸湿率は３６重量％であった。また、この高吸湿性不織布構造体を１２０℃で２時間乾燥し、再度吸湿率を測定したところ、吸湿率は３６重量％であった。

（実施例５）
「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍ、８０重量％、および針葉樹パルプ２０重量％を吸引ネット上の目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュの上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが２００ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこの吸湿層に水を霧状で散布した後、吸湿層の上に目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュを積層し、三層構造とし、プレスロールを通し厚さを０．６ｍｍに調整した後、１２０℃の熱風乾燥機で乾燥した。得られた不織布は目付け２２８ｇ／ｍ^２、厚さ０．６ｍｍ、含水率４５重量％、見かけ密度０．３８０ｇ／ｃｍ^３であった。
このサンプルの吸湿層は「ベルオアシス」の自己接着力により接着し、また、吸湿層と表面シートのティッシュ間も「ベルオアシス」により接着されていた。この高吸湿性不織布構造体の吸湿率は２９重量％であった。また、この高吸湿性不織布構造体を１２０℃で２時間乾燥し、再度吸湿率を測定したところ、吸湿率は２８重量％であった。

（比較例１）
「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍ、５０重量％、および針葉樹パルプ５０重量％を吸引ネット上の目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュの上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが２００ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこの吸湿層に水を霧状で散布した後、吸湿層の上に目付け１４ｇ／ｍ^２のティッシュを積層し、三層構造とし、プレスロールを通し厚さを１．０ｍｍに調整した後、１３０℃の熱風乾燥機で乾燥した。得られた不織布は目付け２２８ｇ／ｍ^２、厚さ１．０ｍｍ、含水率３５重量％、見かけ密度０．２２８ｇ／ｃｍ^３であった。
このサンプルの吸湿層は「ベルオアシス」の自己接着力により接着していたが、その接着力は弱く、また、吸湿層と表面シートのティッシュ間も「ベルオアシス」により接着されていたが、接着力は弱かった。さらにこの高吸湿性不織布構造体の吸湿率は１８重量％と低かった。

（比較例２）
東洋紡績（株）製高吸湿性繊維「Ｎ−３８」４．４ｄｔｅｘ、６ｍｍを吸引ネット上の目付け４０ｇ／ｍ^２のティッシュの上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、目付けが２００ｇ／ｍ^２になるように積層した。次にこのウェブを３０℃、相対湿度９０％の条件下に１０分間放置し、「Ｎ−３８」を吸湿させた後、この吸湿層の上に目付け４０ｇ／ｍ^２のティッシュを積層し、三層構造とし、プレスロールを通し厚さを１．０ｍｍに調整した後、１３０℃の熱風乾燥機で乾燥したが、「Ｎ−３８」は吸湿してもゲル化せず、不織布を作製することは出来なかった。

＜産業上の利用可能性＞
本発明の高吸湿性不織布構造体は、高吸湿性繊維を高混率で含有しているため吸湿性が高く、非常に薄いためわずかなスペースへ使用することも可能である。さらに、吸湿後の不織布を熱処理することにより容易に再利用が可能であるため、乾燥剤、除湿剤をはじめとした広い分野で使用することができる。

Claims (3)

1. 架橋アクリル酸ナトリウム塩系の高吸湿性繊維のみからなる吸湿層と、吸湿層を挟んだ通気性を有するティッシュからなる表面シートの三層構造からなる高吸湿性不織布構造体で、下記（ａ）〜（ｅ）の要件を具備した高吸湿性不織布構造体からなることを特徴とする乾燥剤。
   （ａ）該高吸湿性繊維が水および／または湿気を吸収することにより表面がゲル化し、自己接着力を発現するものであること。
   （ｂ）吸湿層中の繊維間、吸湿層と表面シート間が、高吸湿性繊維の自己接着力によりそれぞれ相互に接着してなるものであること。
   （ｃ）該高吸湿性不織布構造体の厚さが１．５ｍｍ以下であること。
   （ｄ）該高吸湿性不織布構造体の含水率が２０〜４５重量％であること。
   （ｅ）該高吸湿性不織布構造体の絶乾状態での２０℃、相対湿度６５％における５時間後の吸湿率が２０重量％以上であること。
2. 見かけ密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ^３である請求項１に記載の乾燥剤。
3. 三層構造からなる高吸湿性不織布構造体が、含水処理工程、および乾燥処理工程を経て製造されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥剤。