JP5493266B2 - 調湿シート - Google Patents
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Description
[4] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、前記調湿粒子が比表面積250m 2 /g以上、900m 2 /g以下のシリカであることを特徴とする調湿シート。
[5] [1]ないし[4]のいずれかにおいて、前記調湿粒子が細孔容積0.3ml/g以上、3.0ml/g以下のシリカであることを特徴とする調湿シート。
[8] [1]ないし[7]のいずれかにおいて、前記調湿層の空隙率が75%以下であることを特徴とする調湿シート。
即ち、本発明の調湿シートは、調湿粒子を、熱可塑性樹脂粉体で互いに接着してシート状に成形してなる調湿層において、調湿粒子間に形成される空隙の割合が大きいために、調湿シート内部での水蒸気の拡散が容易となり、調湿粒子本来の吸放湿能力が十分に発揮されることによって、高い可逆的吸放湿性能と、優れた吸放湿応答性を得ることができる。
ポリエステル製剥離フィルム又はアルミ箔上に熱可塑性樹脂粉体を均一に散布した後、この上にポリエステル製剥離フィルム又はアルミ箔を重ね合わせて熱可塑性樹脂粉体を挟持させ、次いでこの積層体をホットプレスにより、熱可塑性樹脂粉体の融点よりも10℃高い温度にて0.5MPaで2分間処理し、その後、剥離フィルム又はアルミ箔を剥がし取り、吸水率測定用フィルム(厚さ約1mm)を作成する。このフィルムを25℃の水に3時間浸漬した後引き上げ、吸水性の良い紙にはさみ込んで表面の水滴を取り去った後、重量を測定し、重量増加分から吸水率(=重量増加分/吸水前の重量 ×100)を算出する。
JISK6760に従って、190℃、2.16kg荷重で測定する。
調湿層の空隙率とは、調湿層の両面に表面平滑なシートを積層したときに、そのシート間に形成される体積のうち、空隙(ただし、調湿粒子の細孔容積は含まない)が占める割合(百分率)をさし、調湿層を構成する材料の比重及び使用重量から求めた調湿層に占める構成材料の体積と、調湿層の見掛け体積(上述のシート間に形成される体積)から計算によって求められる。
具体的には、12cm×12cm(面積)の調湿層について、次のような方法で算出される。
調湿層体積[cm3] 12×12×(調湿層厚さ)
調湿粒子体積[cm3] (調湿層重量)×(調湿層構成粉体中の調湿粒子 重量割合)/(調湿粒子真比重)
調湿粒子細孔容積[cm3] (調湿層重量)×(調湿層構成粉体中の調湿粒子 重量割合)×(調湿粒子の細孔容積[cm3/g ])
熱可塑性樹脂粉体体積[cm3] (調湿層重量)×(調湿層構成粉体中の熱可塑性 樹脂粉体重量割合)/(熱可塑性樹脂粉体密度)
空隙容積[cm3] (調湿層体積[cm3]−調湿粒子体積[cm3] −調湿粒子細孔容積[cm3]−熱可塑性樹脂粉 体体積[cm3])
調湿層空隙率[%] (空隙容積[cm3])/(調湿層体積[cm3 ])×100
図1の調湿シート10は、2枚の基材シート1,2の間に、調湿粒子3を熱可塑性樹脂粉体4で互いに接着してシート状に成形した調湿層7を形成した積層調湿シートであり、図2の調湿シート10Aは、この図1に示す調湿シート10において、更に一方の基材シート2の調湿層7と反対側の面に粘着剤層5を形成し、この粘着剤層5に剥離シート6を積層した積層調湿シートである。図1,2において、8は調湿粒子3間に形成された空隙を示す。
ケイ素化合物以外の調湿粒子の材料の例としては、活性炭、アルミナ、チタニア、ジルコニア等が挙げられ、中でも、アルミナ、チタニア、ジルコニア等が好ましい。
これらの調湿粒子の材料は、何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
なお、調湿粒子の平均粒径は、例えば、後出の<シリカの特徴>に記載の、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いた手法等により求めることができる。
なお、調湿粒子の細孔最頻直径は、例えば、後出の<シリカの特徴>に記載の、窒素ガス吸脱着法で測定した等温脱着曲線からBJH法により算出される細孔分布曲線を用いた手法等により求めることができる。
以下に、本発明の調湿シートに用いる調湿粒子として好適なシリカ(以下「本発明のシリカ」と称す。)の特徴について説明する。
本発明のシリカは、その三次元構造を見るに、非晶質であること、即ち、結晶性構造が認められないことが好ましい。このことは、本発明のシリカをX線回折で分析した場合に、結晶性ピークが実質的に認められないことを意味する。なお、本明細書において非晶質のシリカとは、X線回折パターンで0.6ナノメートル(nm Units d-spacing)を越えた位置に、結晶構造のピーク(結晶性ピーク)が一つも観察されないものを指す。このようなシリカの例としては有機テンプレートを用いて細孔を形成するミセルテンプレートシリカが挙げられる。非晶質のシリカは、結晶性のシリカに較べて、極めて生産性に優れている。
本発明のシリカは、その比表面積の値が、通常200m2/g以上、好ましくは250m2/g以上、また、通常1000m2/g以下、好ましくは900m2/g以下の範囲である。本発明のシリカがこの様に大きな比表面積を有していることによって、本発明の調湿シートの調湿層において、シリカの細孔内に吸着される吸着物質(水分)とシリカとの相互作用面積を大きくすることができ、また、シリカの細孔の表面状態を変えることで、物質との相互作用を大きく調整することが可能となる。なお、シリカの比表面積の値は、窒素ガス吸脱着によるBET法で測定される。
本発明のシリカの単位重量当たりの細孔容積(本明細書ではこの「細孔容積/重量」で表される量を、特に断り書きの無い限り単に「細孔容積」という。一方、容積の絶対値としての細孔容積を指す場合には「総細孔容積」といい、両者を区別するものとする。)は、通常0.3ml/g以上、好ましくは0.35ml/g以上である。本発明のシリカがこの様に大きな細孔容積を有していることによって、本発明の調湿シートの調湿層は、高い水蒸気の吸放出性能を発揮することができる。細孔容積の上限は特に制限されないが、通常3.0ml/g以下、更には2.5ml/g以下であることが好ましい。なお、シリカの細孔容積は、吸着等温線の相対圧0.98における窒素ガスの吸着量から求めることができる。
本発明のシリカは、窒素ガス吸脱着法で測定した等温脱着曲線から、E.P.Barrett,L.G.Joyner,P.H.Haklenda,J.Amer.Chem.Soc.,vol.73,373(1951)に記載のBJH法により算出される細孔分布曲線、即ち、細孔直径d(nm)に対して微分窒素ガス吸着量(ΔV/Δ(logd);Vは窒素ガス吸着容積)をプロットした図上で求められる細孔の最頻直径(Dmax)が、通常2nm以上、好ましくは2.3nm以上、また、通常20nm以下、好ましくは18nm以下の範囲である。本発明では、シリカ細孔の最頻直径(Dmax)をこの様に広範な範囲内において適当に調整することにより、本発明の調湿シートの調湿層の水蒸気の吸湿領域を変化させることができる。従って、本発明のシリカは、その細孔分布曲線において、細孔の最頻直径(Dmax)を表す最大ピークがシャープである必要はない。一方、十分な吸湿量を得るためには、上述したように、シリカの細孔容積が前記(c)の範囲内であることが重要である。
本発明のシリカは、その平均粒径が、通常5μm以上、中でも10μm以上、また、通常1000μm以下、中でも900μm以下であることが好ましい。シリカの平均粒径が小さ過ぎると、粒子の充填率が増加するため、粒子間空隙が減少し、保水量の低下を生じる。一方、シリカの平均粒径が大き過ぎると、粒子間空隙が増加するものの、保水することができないため、保水量の低下を生じる。そのため、シリカの平均粒径が小さ過ぎても大き過ぎても適さず、上記範囲内であることが重要である。なお、シリカの平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(例えば、セイシン企業製レーザーマイクロンサイザーLMS−24)等によって粒度分布を測定し、その結果から求めることができる。
本発明のシリカは、そのシラノール量が、通常2個/nm2以上、好ましくは2.5個/nm2以上、より好ましくは3個/nm2以上、また、通常10個/nm2以下、好ましくは8.5個/nm2以下、より好ましくは7個/nm2以下の範囲である。シラノール量が少な過ぎると、疎水性で湿度感受性が悪化し、吸湿性が低下する。一方、シラノール量が多過ぎると、熱可塑性樹脂粉体との密着性が悪化し、耐久性の低下、調湿層の不良を生じるため、上記範囲内であることが好ましい。なお、シリカのシラノール量は、例えば以下に説明する、熱重量測定による重量変化に基づく手法によって算出することができる。
まず、シリカの吸着水を除去するため、160℃に加熱して2時間保持した後、1000℃に昇温して更に1時間保持し、その過程におけるシリカの重量変化を測定する。シラノール由来の水分量は、昇温時の重量変化(即ち、160℃から1000℃での減少重量)から、水熱処理時のアルコール由来のCO2重量を除いた値に相当する。具体的には、以下の式(1)を用いて算出することができる。
シラノール由来の水分量(g)=160℃から1000℃での減少重量(g)
−アルコール由来のCO2重量(g) …(1)
シラノール数(個)=〔シラノール由来の水分量(g)×アボガドロ定数6.02×
1023(個/mol)×2〕/H2O分子量(g/mol)
…(2)
シラノール量(個/nm2)=シラノール数(個)/表面積(nm2) …(3)
本発明のシリカは、上述の(a)〜(f)の特徴を満たしていれば、その他は特に制限されないが、更に以下の特徴を満たしていることが好ましい。
シリカの粒子形状については、特開2003−220657号公報に、球状粒子を用いることで無機多孔体の充填率が増し、吸放湿性能を向上させることができると言う記載がある。しかしながら、本発明のシリカの粒子形状は、球状及び破砕状のどちらでもよい。破砕状の方が、粒子間空隙が多くなるため、より好ましい。一方、微粉凝集体が多いと、細孔の利用効率が低下する、更なる凝集を生じて調湿層の均一性を低下させ、熱可塑性樹脂との密着性が低下することによって、粒子の脱落が生じる場合がある。よって、粒度分布が狭い方がより好ましい。なお、シリカの粒子形状は、SEM(走査型電子顕微鏡)等の手法により確認することができる。また、シリカの粒度分布は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(セイシン企業製レーザーマイクロンサイザーLMS−24)等の手法により測定することができる。
本発明のシリカは、水中での加熱処理(耐水熱試験)を施されても、細孔特性の変化が少ないことが好ましい。耐水熱試験後におけるシリカの細孔特性の変化は、例えば比表面積、細孔容積、細孔径分布などの多孔性に関する物性の変化として観察される。例えば、本発明のシリカにおいては、200℃、6時間の耐水熱試験をした際、該試験後の比表面積が該試験前の比表面積に対して20%以上(比表面積残存率が20%以上)であることが好ましい。この様な特性を有する本発明のシリカは、長時間の厳しい使用条件下においても、多孔性の特徴が失われないので好ましい。また、この比表面積の残存率は、中でも35%以上、特に50%以上であることが好ましい。
本発明のシリカの構造に関しては、固体Si−NMR(nuclear magnetic resonance:核磁気共鳴)測定による分析において、以下の結果が得られることが好ましい。
−0.0705×(Dmax)−110.36>δ …(4)
即ち、δの値が上記式(4)の左辺で表される値(−0.0705×(Dmax)−110.36)よりも小さく、よりマイナス側に存在することが望ましい。なお、本明細書において「ppm」とは、重量に対する割合を表すものである。
本発明のシリカは、シリカの骨格を構成するケイ素を除いた金属元素(金属不純物)の合計の含有率が、通常500ppm以下、中でも100ppm以下、更には50ppm以下、特に30ppm以下と、非常に高純度であることが好ましい。このように不純物の影響が少なければ、耐久性、耐熱性、耐水性などの優れた性質を発現できる。また、金属不純物が少ないことにより、これを含む本発明の調湿シートの調湿層において、バインダ樹脂となる熱可塑性樹脂と金属不純物とが接触することによる光劣化、熱劣化、経時劣化などを抑制することができ、その結果、本発明の調湿シートは長期に亘って安定して使用することが可能となる。なお、シリカの金属不純物含有量は、ICP発光分光分析法等の各種の元素分析法を用いて測定することができる。
ここでの不織布の目付け量は20〜100g/m2の範囲であることが、十分な通気度を有することができるので、好ましい。
このような繊維から成る不織布や織布は表面に数μmの繊維の毛羽立ちがあるため、樹脂との密着性がよく、より強度のある調湿シートを得ることができる。
以下に、前述の本発明のシリカの製造方法について説明する。
本発明のシリカの製造方法は特に制限されず、公知の任意の方法によって製造することができる。シリカの製造方法としてよく用いられる方法の例としては、次のような方法が挙げられる。
i.水ガラスを硫酸等の酸により中和してからゲル化する方法。
ii.アルコキシシランを加水分解してからゲル化する方法。
iii.アルコキシシラン又は水ガラスを原料とし、界面活性剤を有機テンプレートとして細孔形成を行なう方法(いわゆる、ミセルテンプレートシリカ)。
(ii):回転軸方向を二液相の界面と略平行に設け、二液相間に攪拌を生じさせる攪拌翼を有する攪拌装置。
シランカップリング剤とは、ケイ素原子に有機基が直結しているものの総称であり、具体的には、以下の式(I)〜(IV)で表される化合物である。
式(I)において、Xはそれぞれ独立に、水溶液中、空気中の水分又は無機質表面に吸着された水分などにより加水分解されて、反応性に富むシラノール基を生成する加水分解性シリル基を表す。その具体的な種類に制限は無く、従来公知のものを任意に使用することができる。例えば、炭素数が通常1以上4以下の低級アルコキシ基、アセトキシ基、ブタノキシム基、クロル基等が挙げられる。なお、これらの加水分解性シリル基は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、R1は上記の有機基のうち、1価のものを表す。
式(II)において、Xはそれぞれ独立に、式(I)のXと同様の加水分解性シリル基を表す。
また、R2及びR3は、それぞれ式(I)のR1と同様、1価の有機基を表す。なお、R2及びR3はそれぞれ同じ基であっても異なる基であってもよい。
式(III)において、Xは式(I)のXと同様の加水分解性シリル基を表す。
また、R4,R5,R6は、それぞれ式(I)のR1と同様、1価の有機基を表す。なお、R4,R5,R6はそれぞれ同じ基であっても異なる基であってもよい。
式(IV)において、Xはそれぞれ独立に、式(I)のXと同様の加水分解性シリル基を表す。
また、R7はm価の有機基を表す。なお、mは2以上の整数を表す。
また、当然のことながら、本発明に使用できるシランカップリング剤は、これらの例示により制限されるものではない。
具体例を挙げると、シリカの分級は、例えば篩、重力分級機、遠心分級機などを使用して行なわれる。
以下の実施例及び比較例で用いた調湿粒子、熱可塑性樹脂粉体、基材シート、その他の使用材料は次の通りである。
銀ゼオライト:シナネンゼオミック社製「ゼオミックLB10N」平均粒径7μm
ポリエステル製スパンボンド不織布:旭化成せんい株式会社製「エルタス エステル E1040」目付量40g/m2、厚さ240μm
ポリエステル製平織織布(テキスタイル):トロピカル「T5000」目付量100g/m2、厚さ300μm
アクリル系粘着剤:綜研化学社製「SKダイン1720」固形分46〜48%
半晒クラフト紙よりなるベースシートの片面にシリコンコートの剥離層を形成したもの:サンエー化研社製「N−80HS」
<細孔容積、比表面積、細孔最頻直径>
シリカについて、カンタクローム社製AS−1にてBET窒素吸着等温線(等温脱着曲線)を測定し、細孔容積(ml/g)、比表面積(m2/g)、細孔最頻直径Dmax(nm)を求めた。具体的には、細孔容積は相対圧P/P0=0.98のときの値を採用し、比表面積はP/P0=0.1,0.2,0.3の3点の窒素吸着量よりBET多点法を用いて算出した。
また、細孔最頻直径(Dmax)が5nm以下のものについては、当業者に公知のHK法又はSF法で、5nm以上のものについてはBJT法で、それぞれ細孔分布曲線を求めることとした。なお、測定する相対圧の各点の間隔は0.025とした。
理学電機社製RAD−RB装置を用い、CuKαを線源として、試料の粉末X線回折図の測定を行なった。測定時の条件は、発散スリット1/2deg、散乱スリット1/2deg、受光スリット0.15mmとした。
シリカの平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(セイシン企業製レーザーマイクロンサイザーLMS−24)によって粒度分布を測定し、その結果から求めた。
シリカのシラノール量は、前述した熱重量測定による重量変化から算出した。
熱可塑性樹脂の吸水率は、前述した吸水処理による重量変化から算出した。
熱可塑性樹脂のMFRは、前述したJISK6760に従って測定した。
調湿層の空隙率は、前述したように調湿層を構成する材料の比重及び使用重量から求めた調湿層に占められる構成材料の体積と、調湿層の見掛け体積から算出した。
<成形性>
調湿シートをカッターで10cm角にカットし、以下の状態を確認して判定した。
◎:熱溶融した熱可塑性樹脂粉体により基材シート、調湿粒子、及びその他の構成材料がしっかりと接着固定されている。カットした調湿シートの基材シートと調湿層間の剥離がなく、かつ10cm角にカットした際に粉落ちは目視確認されない。
○:上記各材料間がしっかりと接着固定されている。カットした調湿シートの基材シートと調湿層間の剥離がなく、10cm角にカットした際に発生する粉落ち量が10mg未満である。
△:上記各材料間が接着固定されている。カットした調湿シートの基材シートと調湿層間の剥離があり、10cm角にカットした際に発生する粉落ち量が10mg未満である。
×:上記各材料間の接着固定が不十分である。カットした調湿シートの基材シートと調湿層間の剥離があり、かつ10cm角にカットした際に発生する粉落ち量が10mg以上である。
10cm角にカットした調湿シートを、温度20℃、相対湿度25%の恒温恒湿器中で3時間放置、恒量とした後、温度20℃のまま相対湿度を60%にして1時間放置する。さらに温度20℃のまま相対湿度を95%にして1時間放置する。このときの調湿シートの重量増加量を測定して、以下の基準により吸湿性を判定した。
◎:相対湿度60〜95%に変化させたとき、調湿粒子1.0gあたりの吸湿変化量が0.6g以上であり、相対湿度95%における、調湿粒子1.0gあたりの総吸湿量が0.8g以上である。
○:相対湿度60〜95%に変化させたとき、調湿粒子1.0gあたりの吸湿変化量が0.6g以下であるものの、相対湿度95%における、調湿粒子1.0gあたりの総吸湿量が0.8g以上である。
△:相対湿度95%に変化させたとき、調湿粒子1.0gあたりの総吸湿量が0.2g以上0.8g未満である。
×:相対湿度95%に変化させたとき、調湿粒子1.0gあたりの総吸湿量が0.2g未満である。
10cm角にカットした調湿シートを、温度20℃、相対湿度25%の恒温恒湿器中で3時間放置、恒量とした後、温度20℃のまま相対湿度を95%にして2時間放置して、吸湿させる。その後、すぐに20℃のまま相対湿度を25%に戻し、再放湿させた。この時点から1時間後及び2時間後の調湿シート重量減少量を測定して、以下の基準により放湿性を判定した。
◎:調湿粒子1.0gあたりの吸湿量が0.2g以上であり、かつ吸湿した水分の90%以上を1時間で再放湿する。
○:調湿粒子1.0gあたりの吸湿量が0.2g以上であり、かつ吸湿した水分の75%以上90%未満を1時間で再放湿し、2時間で90%以上を再放湿する。
△:調湿粒子1.0gあたりの吸湿量が0.2g以上であり、かつ吸湿した水分の75%未満しか1時間で再放湿しないものの、2時間で75%以上90%未満を再放湿する。
×:調湿粒子1.0gあたりの吸湿量が0.2g未満である。又は吸湿した水分の75%未満しか2時間で再放湿しない。
10cm角にカットした調湿シート上に50μLの水滴をのせ、下記に示す水のしみ込み速さの基準により、吸水性を確認した。
◎:3分以内に水滴がすべてシート内に吸収される。
○:3分以内に水滴がすべてシート内に吸収されないが、水滴拭き取り後にウォータースポット(水がしみ込んだ跡)が観察される。
×:3分以内に水滴がすべてシート内に吸収されず、水滴拭き取り後もウォータースポットが観察されない。
4cm角にカットした調湿シートのカビ抵抗性をJIS Z2911(かび抵抗性試験方法)に則り評価し、以下の基準により判定した。
◎:肉眼及び顕微鏡下でカビの発生は認められない。
○:肉眼ではカビの発生は認められない。
×:肉眼でカビの発生が認められる。
ガラス型で、上部に大気開放の水冷コンデンサが取り付けてある5Lセパラブルフラスコ(ジャケット付き)に、純水1000gを仕込んだ。80rpmで攪拌しながら、これにテトラメトキシシラン1400gを3分間かけて仕込んだ。水/テトラメトキシシランのモル比は約6/1である。
セパラブルフラスコのジャケットには50℃の温水を通水した。引き続き攪拌を継続し、内容物が沸点に到達した時点で、攪拌を停止した。引き続き約0.5時間、ジャケットに50℃の温水を通水して、生成したゾルをゲル化させた。
得られたシリカについて、上述の手法によりその物性を測定したところ、比表面積が390m2/g、細孔容積が1.00ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が8.8nm、平均粒径が200μm、シラノール量が3.9個/nm2であった。
また、粉末X線回折図には結晶性のピークは出現しておらず、周期的構造による低角度側(2θ≦5deg)のピークも認められなかった。
次いで、この積層体をホットプレスにより、熱可塑性樹脂粉体の融点よりも10℃高い温度にて、0.5MPaで2分間処理して、熱圧着することにより、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(ポリウレタン粉体;吸水率1.34%、水接触角75°、MFR12g/10min、融点115℃、平均粒径34μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/2で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例3と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(ポリアミド粉体;吸水率1.66%、水接触角64°、MFR50g/10min、融点115℃、平均粒径51μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/4で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例5と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/2で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例5と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例5と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)2/1で均一に混合しした他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例5と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)4/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(ポリエチレン粉体(低密度ポリエチレン);吸水率0.09%、水接触角93°、MFR24g/10min、融点105℃、平均粒径21μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/2で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/2で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(ケン化EVA粉体;吸水率0.16%、水接触角82°、MFR90g/10min、融点100℃、平均粒径51μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/2で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例5と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/8で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例5と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)5/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例11と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/5で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、実施例11と同様の熱可塑性樹脂粉体とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)5/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表3に示した。
表3には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表4に示した。
表4には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径80μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表4に示した。
表4には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例1の減圧乾燥で得られたシリカゲル(本発明のシリカ)を粉砕機(ホソカワミクロンAFG−200型)で粉砕し、更に気力分級を行なうことによって、平均粒径5μmのシリカ粉体を得た。得られたシリカ粉体中の各々の粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、これらの粒子は何れも破断面を持った破砕状の粒子であった。
得られたシリカについて、上述の手法によりその物性を測定したところ、比表面積が487m2/g、細孔容積が1.06ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が8.3nm、平均粒径が5μm、シラノール量が3.9個/nm2であった。
また、粉末X線回折図には結晶性のピークは出現しておらず、周期的構造による低角度側(2θ≦5deg)のピークも認められなかった。
得られた調湿シートの評価結果を表4に示した。
表4には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例15と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表4に示した。
表4には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例13と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径20μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表4に示した。
表4には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例15と同様のシリカと、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径80μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表4に示した。
表4には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
水熱処理を130℃で行った他は実施例1と同様の条件で調製されたシリカ(比表面積が660m2/g、細孔容積が0.78ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が4.7nm、平均粒径が200μm、シラノール量が5個/nm2)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
水中に、シリカ:20重量%テトラエチルアンモニウム水酸化物(TEAOH)水溶液:セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTMABr)を、順に0.2:0.25:35の重量組成で含有するゲル混合物を調製した。具体的には、まず、水404gに62gのCTMABrを加え、室温で混合・攪拌した。攪拌を続けながら、次いでTEAOH水溶液100g、最後に41gのヒュームドシリカを加え、ゲル混合物とした。
得られたゲル混合物を、更に70℃で2時間攪拌し、室温で24時間熟成させた。次にオートクレーブを用いて、150℃で48時間加熱し、合成を行なった。冷却後、生成物を濾過洗浄、自然乾燥し、600℃で6時間焼成することにより、結晶性を有するシリカ(MCM−41)を得た。
このシリカ(比表面積が985m2/g、細孔容積が0.78ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が3.60nm、平均粒径が200μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
調湿粒子としてA型シリカ(比表面積が650m2/g、細孔容積が0.36ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が2.5nm、平均粒径が200μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
調湿粒子としてB型シリカ(比表面積が450m2/g、細孔容積が0.80ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が7.0nm、平均粒径が200μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
調湿粒子としてセピオライト(比表面積が320m2/g、細孔容積が0.70ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が1.1nm、平均粒径が200μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
調湿粒子としてゼオライト(比表面積が400m2/g、細孔容積が0.50ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が1.0nm、平均粒径が200μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
調湿粒子としてアルミナ(比表面積が160m2/g、細孔容積が0.40ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が7.1nm、平均粒径が180μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
調湿粒子として吸水性ポリマー(平均粒径が50μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表5に示した。
なお、表5には、実施例13の結果を併記した。
実施例17で用いたシリカ(破砕状)(比表面積が660m2/g、細孔容積が0.78ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が4.7nm、平均粒径が200μm、シラノール量が5個/nm2)と球状シリカ(比表面積が450m2/g、細孔容積が0.60ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が6.0nm、平均粒径が200μm)とを重量比で1:1になるように均一に混合し、さらに熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/混合シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表6に示した。
表6には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
実施例24の球状シリカ(比表面積が450m2/g、細孔容積が0.60ml/g、細孔最頻直径(Dmax)が6.0nm、平均粒径が200μm)と、熱可塑性樹脂粉体(EVA粉体;吸水率0.09%、水接触角91°、MFR70g/10min、融点97℃、平均粒径40μm)とを重量比(樹脂重量/混合シリカ重量)1/1で均一に混合した他は実施例1と同様の条件で、調湿シートを得た。
得られた調湿シートの評価結果を表6に示した。
表6には、形成された調湿層の厚さ及び空隙率を併記した。
なお、表6には実施例17の結果を併記した。
実施例13で用いたシリカと、熱可塑性樹脂粉体との合計100部に対して抗菌剤である銀ゼオライトを更に5部加えて、均一混合した以外は、実施例13と同様の方法で調湿シートを得、その評価結果を表7に示した。
基材シートとしてテキスタイル(ポリエステル製平織織布:トロピカル「T5000」目付量100g/m2、厚さ300μm)を片面に用いた以外は、実施例13と同様の方法で調湿シートを得、その評価結果を表7に示した。
剥離シートである半晒クラフト紙のシリコーンコート側にアクリル系粘着剤を70g/m2となるように均一に塗工して、十分に乾燥させ片面粘着シートを得た。更に、この粘着層面と実施例13で作製した調湿シートの片面とを張り合わせ、片面粘着処理調湿シートとし、その評価結果を表7に示した。
なお、表7には実施例13の結果も併記した。
図3又は図4に示すパウダーラミネート装置で本発明の調湿シートを作成した。上側シート37及び下側シート32をいずれもポリエステル製スパンボンド不織布とした。混合粉体フィードホッパー34には、実施例7に用いた調湿粒子及び熱可塑性樹脂粉体、さらに抗菌剤である銀ゼオライトを50/50/1の重量比で均一に混合し、充填した。上側シート37及び下側シート32のラインスピードは、いずれも2m/minとし、下側シート32の上方より、混合粉体フィードホッパー34で混合粉体を400g/minの速度で均一に散布した。この上に更に上側シート37を重ね合わせて、2枚の基材シート間に混合粉体を狭持させた。次いで、この積層体を表8に示す熱圧着条件で処理することにより、調湿シートを得た。得られた調湿シートの評価結果を表8に示した。
(1) 建築物、倉庫の壁や天井面に取り付けて、結露による建材や家具、保管品の劣化を防止する。
(2) 冷蔵(冷凍)庫、冷蔵(冷凍)車の天井面等に取り付けて、結露による内蔵品の劣化を防止する。
(3) 電灯、精密電子機器など電気電子部品が内蔵される筺体の内壁に取り付けて、結露によるレンズの曇りや電気回路のショートを防止する。
(4) 楽器、絵画、人形等の保管ケースの内壁に取り付けてケース内を調湿し、保管雰囲気の湿度を好適な湿度に保つ。
3 調湿粒子
4 熱可塑性樹脂粉体
5 粘着剤層
6 剥離シート
7 調湿層
10,10A 調湿シート
Claims (10)
- 水蒸気を可逆的に吸放湿する調湿粒子が、熱可塑性樹脂粉体により互いに接着されてシート状に成形されてなる調湿層を備える調湿シートであって、前記調湿粒子が細孔最頻直径2nm以上、20nm以下のシリカであり、前記熱可塑性樹脂の吸水率が0.2%以上で、MFRが55g/10min以下であり、かつ該調湿層の空隙率が5%以上で、該調湿層を構成する熱可塑性樹脂粉体と調湿粒子との重量比が1/2〜2/1であることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1において、前記熱可塑性樹脂粉体の平均粒径と調湿粒子の平均粒径との比が1/8〜15/1であることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1又は2において、前記調湿粒子の平均粒径が5〜1000μmであることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記調湿粒子が比表面積250m2/g以上、900m2/g以下のシリカであることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記調湿粒子が細孔容積0.3ml/g以上、3.0ml/g以下のシリカであることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記調湿層に抗菌剤及び/又は防カビ剤が含有されていることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ケン化エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、及びアイオノマー樹脂から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし7のいずれか1項において、前記調湿層の空隙率が75%以下であることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし8のいずれか1項において、前記調湿層の少なくとも一方の面に通気性材料よりなる基材シートが積層されて一体化された積層調湿シートであることを特徴とする調湿シート。
- 請求項1ないし9のいずれか1項において、前記調湿層の少なくとも一方の面に基材シートが積層されて一体化されており、該基材シートの調湿層と反対側の面に粘着剤層が設けられており、該粘着剤層に剥離シートが積層された積層調湿シートであることを特徴とする調湿シート。
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