JP5835914B2 - Water absorbent material composition and water absorbent sheet - Google Patents
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Description
本発明は、乾式除湿用の乾燥剤としてもちいることのできる吸水材料組成物および吸水材料組成物を用いた吸水性シートに関する。 The present invention relates to a water absorbent material composition that can be used as a desiccant for dry dehumidification, and a water absorbent sheet using the water absorbent material composition.
気体中の水分を吸収する乾燥剤としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、シリカゲル、ゼオライトなどがある。このうち塩化カルシウム等のアルカリ土類金属の塩化物はゼオライト等の物理的吸着型の乾燥物質より吸着容量が大きい反面、潮解性塩類であるため自らは吸着した水中に溶解する傾向がある。そこで、このような潮解性化合物を乾燥剤として利用するために、これをゼオライト等の多孔質鉱物や吸水性ポリマー等の保水剤に担持させて複合化し、吸着水を多孔質材料中に蓄積固定させたり（例えば特許文献１参照）、シリカゲル等の保水剤を均一に混合したりすることが考えられていた。 Examples of the desiccant that absorbs moisture in the gas include calcium chloride, magnesium chloride, silica gel, and zeolite. Among them, chlorides of alkaline earth metals such as calcium chloride have a larger adsorption capacity than physically adsorbed dry substances such as zeolite, but they tend to dissolve in the adsorbed water because they are deliquescent salts. Therefore, in order to use such a deliquescent compound as a desiccant, it is combined with a porous mineral such as zeolite or a water retention agent such as a water-absorbing polymer to form a composite, and the adsorbed water is accumulated and fixed in the porous material. It has been considered that the water retention agent such as silica gel or the like is uniformly mixed.
しかし、このような乾燥剤は、粒状物であるため、短期、小規模の利用には問題なくもちいられるものの、フィルタ等の定置式で長期にわたってもちいられる用途には不向きである。また、このような乾燥剤を樹脂組成物に混合してシート状に成型することも考えられているが、吸水容量が低下したり、フィルタとしての使用を想定したときに充分な通気性が得られず、実使用に耐えなかったりするという問題があった。 However, since such a desiccant is a granular material, it can be used without problems for short-term and small-scale use, but it is unsuitable for applications that can be used for a long time in a stationary manner such as a filter. In addition, it is considered that such a desiccant is mixed with a resin composition and molded into a sheet shape, but sufficient air permeability is obtained when the water absorption capacity is reduced or the filter is assumed to be used. There was a problem that it was not able to endure actual use.
そこで、例えば紙、織布や不織布等のシート材料に対して含浸保持させて、シート状の乾燥剤を成型することが考えられるが、上記従来の乾燥剤をシート材料に成型するのは困難で、潮解性の塩化カルシウムが吸着水に溶解、流出して徐々に散逸して除湿、乾燥性能が低下しやすいものにならざるを得ないという現状であった。 Thus, for example, it is conceivable to form a sheet-like desiccant by impregnating and holding a sheet material such as paper, woven fabric or non-woven fabric. However, it is difficult to mold the conventional desiccant into a sheet material. However, the deliquescent calcium chloride is dissolved in the adsorbed water, flows out and gradually dissipates, so that the dehumidification and drying performance is apt to deteriorate.
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、塩化カルシウムの高い吸水能力を有効に利用した吸水材料組成物および吸水性シートを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the water absorbing material composition and water absorbing sheet which utilized the high water absorption capability of calcium chloride effectively.
シリカゲル分散液は、非常に細かいシリカゲル微粒子を水に分散させた液状体で、シリカゲル微粒子が水中に均一に分散したものである。この分散液自体は、ある程度シート材料に対する塗工性を有し、ある程度の吸水性能を発揮することが期待される。この分散液に塩化カルシウムを混合した状態で塗工すると、シリカゲルと塩化カルシウムとが渾然一体となって前記シート材料の表面に塗工され、塩化カルシウムの高い吸水性が発揮され、かつシリカゲルの高い保水性が発揮されるものと期待される。 Silica gel dispersion, the very fine silica gel particles in the liquid material is dispersed in water, in which the silica gel particles are uniformly dispersed in water. The dispersion itself has a coating with respect to a certain degree the sheet material, to exert a degree of water absorbency Ru Ah is expected. When this dispersion is mixed with calcium chloride, the silica gel and calcium chloride are applied together on the surface of the sheet material, and the water absorption of calcium chloride is demonstrated and the silica gel is high. It is expected that water retention will be demonstrated.
この吸水性組成物は、このままでは基材シートに対して十分伸ばすことが困難で、シート材料に塗工することが困難に思われる性状となっているが、本発明者は、鋭意研究の結果、この吸水性組成物の溶媒にさらにエタノールに代表される低分子アルコールを含有させておくと、吸水性組成物を容易に流動させることができ、かつ、吸水性組成物を薄く引き伸ばしたところ、シート材料に良好に塗工でき、良く付着していることを見出した。この吸水材料組成物は塩化カルシウムを均一に含むものであるから、これを塗工した吸水性
シートは塩化カルシウムの吸水性を備えた層状に形成される。
ここで、低分子アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等が挙げられるが、この中でエタノールは、人体への悪影響が少なく、かつ、適度な揮発性、優れた流動性を有する。
そして、低分子アルコールとして、エタノールを用いるときには、エタノールの含有率を、８．３質量％以上１６．７質量％以下とすると良好である。
This water-absorbing composition is difficult to stretch sufficiently with respect to the base material sheet as it is, and has a property that seems difficult to apply to the sheet material. In addition, when a low molecular alcohol typified by ethanol is further contained in the solvent of the water absorbent composition, the water absorbent composition can be easily flowed, and the water absorbent composition is thinly stretched. It was found that the sheet material was satisfactorily coated and adhered well. Since this water-absorbing material composition contains calcium chloride uniformly, the water-absorbent sheet coated with the water-absorbing material composition is formed into a layer having water absorption of calcium chloride.
Here, examples of the low molecular weight alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, etc. Among them, ethanol has little adverse effect on the human body and has moderate volatility and excellent fluidity. .
And when using ethanol as a low molecular weight alcohol, it is good when the content rate of ethanol shall be 8.3 mass% or more and 16.7 mass% or less.
よって、上記目的を達成するための本発明の吸水材料組成物の特徴構成は、シリカゲル微粒子を溶媒に分散させてあるシリカゲル分散液を主成分とする吸水材料組成物であって、前記溶媒に塩化カルシウムを添加してあるとともに、前記溶媒がエタノールを８．３質量％以上１６．７質量％以下の含有率で含有する水とする点にある。 I, characteristic feature of the water-absorbent material composition of the present invention for achieving the above object, the silica gel particles have a water absorbing material composition composed mainly of silica gel dispersion that is dispersed in a solvent, Calcium chloride is added to the solvent, and the solvent is water containing ethanol at a content of not less than 8.3% by mass and not more than 16.7% by mass .
〔作用効果〕
つまり、吸水材料組成物は、溶媒成分にエタノールを含んでいるため、シリカゲル成分に作用したエタノールが、シリカゲル微粒子同士のすべりを改善し流動性を高めるとともに、シート材料に対する親和性も高め、シート材料に対する塗工性を向上させることができたものと考えられる。この吸水材料組成物を、シート材料に層状に形成し、乾燥、硬化させると、吸水性シートが得られる。この吸水性シートについて、吸水性を調べたところ、充分な吸水性が確認でき、しかも、シリカゲルの高い保水性に基づき、吸着した水分による塩化カルシウムの流出がほとんど見られない高性能な吸水性シートとなっていることがわかった。
[Function and effect]
That is, water-absorbent material composition, because it contains ethanol as a solvent component, ethanol acting on silica gel component improves the sliding of the silica gel particles to each other to increase the fluidity, affinity for the sheet material sex is also enhanced, is considered that it is possible to improve the coating ability are sheet materials. When this water-absorbing material composition is formed into a layer on a sheet material, dried and cured, a water-absorbing sheet is obtained. As a result of investigating the water absorption of this water absorbent sheet, it was possible to confirm sufficient water absorption, and based on the high water retention of silica gel, there was almost no outflow of calcium chloride due to adsorbed water. I found out that
すなわち、上述の知見に基づけば、上記構成により、塗工性高く吸水性シートを製造することができ、しかも得られた吸水性シートは、塩化カルシウムによる低湿度条件下での高い吸水性を発揮し、潮解性がないために取り扱い容易でかつ長寿命であるという優れた特徴をもつ。 That is, based on the above-mentioned knowledge, a water-absorbent sheet with high coatability can be produced with the above-described configuration, and the obtained water-absorbent sheet exhibits high water absorption under low humidity conditions with calcium chloride. However, it has an excellent feature that it is easy to handle and has a long life due to lack of deliquescence.
また、このようにして得られた吸水性シートは、乾燥したガスに接することにより、逆に吸着した水分を放出する性能を有し、可逆的に空中の水分を吸放出することができる。そのため、得られた吸水性シートは、デシカントローター等、調湿機能を要求される場所において高性能なフィルタ材としてもちいることができる。 Further, the water absorbent sheet obtained in this manner has a performance of releasing the adsorbed moisture by contacting with the dried gas, and can absorb and release moisture in the air reversibly. Therefore, the obtained water-absorbent sheet can be used as a high-performance filter material in a place where a humidity control function is required, such as a desiccant rotor.
〔作用効果〕
なお、低分子アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等が挙げられるが、この中でエタノールは、人体への悪影響が少なく、かつ、適度な揮発性、優れた流動性を有する。
また、適度な揮発性を有すると、塗工後に簡便に乾燥させて吸水性シートを得ることができる。また、優れた流動性を有すると、吸水材料組成物自体の流動性を高く維持することができるとともに、塗工作業性が向上する。
[Function and effect]
In addition , examples of the low molecular alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, etc. Among them, ethanol has little adverse effect on the human body and has moderate volatility and excellent fluidity .
Moreover, when it has moderate volatility, it can be simply dried after coating to obtain a water absorbent sheet. Moreover, when it has the outstanding fluidity | liquidity, while being able to maintain the fluidity | liquidity of water-absorbing material composition itself high, coating workability | operativity will improve .
また、後述の実験例より、エタノールの含有率としては、８．３質量％以上とすることにより、均一に塗工する塗工性がきわめて高くなる。尚、１６．７質量％を超えて含有させたとしても、塗工性の向上はあまり見られなくなるとともに、得られる吸水性シートの吸水性能が低下し始めるので、上限は１６．７質量％とする。 Moreover, from the experimental examples described later, the content of ethanol, by 8.3 mass% or more, the coating property of uniformly coating is that very high. In addition, even if it contains exceeding 16.7 mass%, while improvement of coating property will not be seen so much and the water absorption performance of the water-absorbing sheet to be obtained starts to decrease, the upper limit is 16.7 mass%. you.
また、上述の構成において、
前記シリカゲル微粒子が粒径２０μｍ未満であることが好ましい。
Also, in the configuration described above,
It is preferable that the silica gel particles is below this size 20 [mu] m.
〔作用効果〕
上述の吸水材料組成物は、シリカゲル分散液を基に吸水材料組成物を得るが、得られる吸水材料組成物の性状は、シリカゲルの粒径、濃度に依存して変化し、塗工して得られる吸水性シートの物性も変化することがわかった。
[Function and effect]
Water material composition described above is obtaining a water-absorbent material composition based on a silica gel dispersion, the properties of water-absorbent material resulting composition, the silica gel particle size, depending on the concentration change, coated It was found that the properties of the water-absorbent sheet obtained in this way also changed.
そこで、塗工性が高く、かつシート材料への密着性が高い吸水材料組成物を得るべく、これら条件を調整したところ、シリカゲル微粒子は２０μｍ未満であれば、充分上記現象が発現することがわかった。尚、シリカゲル微粒子は、細かいほど分散しやすくなり好ましいものと考えられる。 Therefore, coating property is high and so adhesion to the sheet material to obtain a high water absorption material composition was adjusted these conditions, if the silica gel particles is less than 20 [mu] m, be sufficiently above phenomenon occurs all right. Incidentally, the silica gel particle is considered to be preferred it easier to disperse finer.
また、上述の構成において、
前記シリカゲル分散液がシリカゲル微粒子を９質量％以上４０質量％以下含有することが好ましい。
Also, in the configuration described above,
It is preferable that the silica gel dispersion containing silica gel particles 9 wt% to 40 wt% or less.
〔作用効果〕
また、シリカゲル微粒子の分散濃度は、濃くなるとシリカゲル分散液の粘性が高くなるなど分散液状態での取り扱い性が低下するため、４０質量％以下とすることが好ましい。また、濃度が低下しすぎるとシート材料に塗工する際に、一度の塗工作業でシート材料に対してシリカゲル微粒子が付着する量が少なく、目的とする性能を得るためには、重ね塗りが必要になり、やはり塗工性が低下するため、９質量％以上とすることが好ましい。
[Function and effect]
Further, the dispersion concentration of the silica gel particles, because the handling properties in the dispersion state, such as the viscosity of the silica gel dispersion is high becomes darker decreases, preferably 40 mass% or less. Further, when the coating when the concentration is too low to the sheet material, less amount of silica gel particles are adhered to the sheet material in a single coating operation, in order to obtain the desired performance characteristics, the recoating Is required, and the coating property is also lowered. Therefore, the content is preferably 9% by mass or more.
また、前記溶媒に対する前記塩化カルシウムの添加率が、３質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。 Also, the addition rate of the calcium chloride to the solvent is preferably 15 mass% or less 3 wt% or more.
〔作用効果〕
吸水材料組成物は、ある程度過剰の塩化カルシウムを加えても均一な組成となり、塩化カルシウム濃度についても種々調整することができる。ここで、塩化カルシウム濃度は３質量％以上添加しておけば、充分な吸水性を発揮させられ、１５質量％以下としておくことで上述の潮解性に基づく塩化カルシウムの流出、散逸を防止することができるので好ましい。
[Function and effect]
The water-absorbing material composition has a uniform composition even when a certain amount of excess calcium chloride is added, and the calcium chloride concentration can be variously adjusted. Here, if the calcium chloride concentration is added at 3% by mass or more, sufficient water absorption can be exhibited, and by keeping it at 15% by mass or less, the outflow and dissipation of calcium chloride based on the above-mentioned deliquescence can be prevented. Is preferable.
さらに、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤を含有してなることが好ましい。 Et al is, it is preferable comprising a vinyl acetate resin emulsion type adhesive.
〔作用効果〕
一般に前記シート材料に吸水材料組成物を塗工すると、得られる吸水性シートの機械的強度（剛軟度）は、低下する傾向にある。そこで、吸水性シートに高い吸水性を付与すると同時に機械的強度を向上させることができればさらに好ましいことになる。
吸水材料組成物が酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤を含有していると、この酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤は、シート材料に塗工された状態で、硬化して得られる吸水性シートの機械的強度を向上させる補強剤として機能する。尚、補強剤としては、種々公知の材料が候補として挙げられるが、いずれの材料をもちいた場合でも、補強剤が硬化する際に、補強剤がシリカゲル微粒子を取り込んだ形態で硬化することが予想され、吸水性能の低下が不可避であると考えられていたが、本発明者らの検討によると、上記酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤は、前記吸水性シートの吸水性を損なうことなくシート材料を補強することができ、好適な補強剤としてもちいられることがわかった。
[Function and effect]
In general, when a water-absorbing material composition is applied to the sheet material, the mechanical strength (flexibility) of the resulting water-absorbent sheet tends to decrease. Therefore, it is more preferable if the water-absorbent sheet can be given high water absorption and at the same time the mechanical strength can be improved.
When the water-absorbing material composition contains a vinyl acetate resin emulsion adhesive, the vinyl acetate resin emulsion adhesive is applied to the sheet material and cured in a water-absorbing sheet obtained by curing. It functions as a reinforcing agent that improves mechanical strength. As the reinforcing agent, various known materials can be mentioned as a candidate, even when using any of the materials, when the reinforcing agent is cured, that reinforcing agent is cured in the captured form the silica gel particles As expected, it was thought that a decrease in water absorption performance was unavoidable, but according to the study by the present inventors, the vinyl acetate resin emulsion adhesive is a sheet without impairing the water absorption of the water absorbent sheet. It has been found that the material can be reinforced and can be used as a suitable reinforcing agent.
前記酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤の含有量が５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。 Before SL it is preferable that the content of vinyl acetate resin emulsion-type adhesive is 15 mass% or more and 5 mass% or less.
〔作用効果〕
上記補強剤としての酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤の含有量は、少なすぎると充分な効果を発揮しない。そこで、本発明者らが種々の含有量で補強剤を含有させてある吸水材組成物に付き、含有量と剛軟度との関係を調べたところ、補強剤が多すぎると、逆にシート材料の機械的強度を損なう傾向にあることがわかった。すなわち、補強剤としての酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤添加量が１０質量％程度で得られる吸水性シートの機械的強度は最大になり元のシート材料の機械的強度を超えるものの、５質量％を下回ると、元のシート材料の機械的強度を下回り、また、１５〜２０質量％程度で元のシート材料の程度まで機械的強度が低下することがわかった。そのため、前記酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤の含有量が５質量％以上１５質量％以下とすることにより、得られる吸水性シートの機械的強度を高く設定することができる。
[Function and effect]
If the content of the vinyl acetate resin emulsion adhesive as the reinforcing agent is too small, sufficient effects cannot be exhibited. Therefore, when the inventors investigated the relationship between the content and the bending resistance of the water-absorbing material composition containing the reinforcing agent at various contents, and the amount of the reinforcing agent was too much, the sheet was reversed. It was found that the mechanical strength of the material tends to be impaired. That is, the mechanical strength of the water-absorbent sheet obtained when the addition amount of the vinyl acetate resin emulsion adhesive as the reinforcing agent is about 10% by mass is maximized and exceeds the mechanical strength of the original sheet material, but 5% by mass. Below the mechanical strength of the original sheet material, it was found that the mechanical strength decreased to the level of the original sheet material at about 15 to 20% by mass. Therefore, when the content of the vinyl acetate resin emulsion adhesive is 5% by mass or more and 15% by mass or less, the mechanical strength of the obtained water-absorbent sheet can be set high.
また、補強剤を含有する吸水材料組成物に関して言えば、前記シリカゲル分散液がシリカゲル微粒子を９質量％以上１５質量％以下含有することが好ましい。 Also, with respect to water-absorbent material composition containing the reinforcing agent, it is preferable that the silica gel dispersion containing silica gel particles 9 wt% to 15 wt% or less.
〔作用効果〕
つまり、前記補強剤は、シリカゲル微粒子と相互作用して、上記機械的強度の向上を達成するものであるが、シリカゲル微粒子が多すぎると、前記補強剤がシリカゲル微粒子どうしを凝集させるのに消費される割合が増えて、有効に働かなくなるものと考えられるから、上限濃度として、１５質量％以下含有することが好ましい。
[Function and effect]
That is, the reinforcing agent may interact with the silica gel particles, the but is intended to achieve the improvement of the mechanical strength, the silica gel particles is too large, the reinforcing agent to aggregate silica gel particles to each other Therefore, the upper limit concentration is preferably 15% by mass or less.
また、補強剤を含有する吸水材料組成物に関して言えば、前記溶媒に対する前記塩化カルシウムの添加率が、３質量％以上８質量％以下であることが好ましい。 Also, with respect to water-absorbent material composition containing the reinforcing agent, the addition rate of the calcium chloride to the solvent, it is preferably 8 wt% or less than 3 wt%.
〔作用効果〕
また、前記酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤は、塩化カルシウムにより、硬化が阻害される場合があるので、上限として８質量％以下としてあることが望ましい。
[Function and effect]
In addition, the vinyl acetate resin emulsion-type adhesive may be inhibited by calcium chloride, so that the upper limit is desirably 8% by mass or less.
さらに、上述の吸水材料組成物をシート材料に塗工してなる吸水性シートの製造方法としては、パルプ紙を主材としてガラス繊維を含有してなるシート材料に上記吸水材料組成物を含浸塗工する点に特徴を有する。 Et al is, as a method for producing a water-absorbing sheet obtained by coating a water material composition described above to the sheet material, the water-absorbent material composition pulp paper sheet material comprising glass fibers as a main material It is characterized in that it is impregnated.
〔作用効果〕
このような吸水材料組成物をシート材料に塗工する場合、前記シート材料への前記吸水材料組成物付着性を高めようとすると、前記吸水材料組成物中のシリカゲル微粒子のそれぞれが前記シート材料に対して広い面積で付着することが望ましい。その点で、前記シート材料として、紙、織布あるいは不織布を選択すると、前記シリカゲル微粒子は、紙、織布あるいは不織布の繊維間に侵入しつつ、周囲の繊維に絡まって付着するため、広い面積で前記繊維に付着しつつ、そのシリカゲル微粒子同士が層状に凝集し易いために、強固にシート材料に付着させることができる。また、紙、織布、不織布のように通気性のシート材料であると、前記シリカゲル微粒子が構成する繊維間の奥にまで含浸したとしても、繊維間の通気性によりそのシリカゲル微粒子が雰囲気中から水分を吸着することができるようになり、塗工されたシリカゲル微粒子の有効表面積を大きくして、高い吸水性を発揮させるのに役立てられる。
[Function and effect]
If for coating such a water-absorbent material composition into a sheet material, wherein when trying to increase the water absorbing material composition adhesion to the sheet material, wherein each sheet material of the silica gel particles of the water absorbing material composition It is desirable to adhere to a wide area. In that regard, as the sheet material, paper, selecting the woven or nonwoven fabric, the silica gel particles may be paper, while entering between the woven or non-woven fibers, for attaching entangled around the fibers, a wide while adhering to the fibers in the area, the silica gel particles to each other to easily aggregate in layers, can be firmly attached to the sheet material. Also, paper, woven fabric, if it is breathable sheet material such as nonwoven fabric, even as the silica gel particles were impregnated to the back between the fibers constituting, its silica gel particles by ventilation between fibers atmosphere will be able to absorb moisture from within, by increasing the effective surface area of the silica gel particles are coated, help to exert a high water absorption.
また、塩化カルシウムの含有量、粒径、シリカゲル微粒子の分散量を上述の範囲に設定しておくことにより、上述の吸水性シートは、高い吸水性と、潮解しにくさを併せ持ち、しかも製造容易であって、例えば、先述のシート製造方法によって簡便に製造可能な構成となる。 The content of calcium chloride, the particle size, by the dispersion of the silica gel particles is set within the above range, absorbent sheet described above has both a high water absorption, deliquescent and difficulty, moreover manufacturing For example, the structure can be easily manufactured by the above-described sheet manufacturing method.
また、前記シート材料が、秤量２０ｇ／ｍ2以上５０ｇ／ｍ2以下、厚さ１００μｍ以上３００μｍ以下、密度０．１５ｇ／ｃｍ3以上０．３０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。 Also, the sheet material, weighing 20 g / m 2 or more 50 g / m 2 or less, a thickness of 100μm or more 300μm or less, preferably not more than density 0.15 g / cm 3 or more 0.30 g / cm 3.
〔作用効果〕
さらに、シート材料が、紙を主材とし、秤量２０ｇ／ｍ2以上５０ｇ／ｍ2以下、厚さ１００μｍ以上３００μｍ以下、密度０．１５ｇ／ｃｍ3以上０．３０ｇ／ｃｍ3以下であると、上述の塩化カルシウム、シリカゲル微粒子が紙を構成する繊維間によく浸透して確実に保持され、全体として一体化した吸水性シートを形成するので、その吸水性シートを高性能なフィルタ材として用いることができる。さらに、この吸水性シートは、塩化カルシウム、シリカゲル微粒子が、紙を構成する繊維間に確実に保持され、強固に一体化しているから、その吸水性シートを折り曲げてプリーツ加工するなど、さらに種々の加工を行ったとしても、剥離、脱落がおきにくく、種々の用途に応用するのに適している。
[Function and effect]
Furthermore, the sheet material is based on paper, and the weighing is 20 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less, the thickness is 100 μm or more and 300 μm or less, and the density is 0.15 g / cm 3 or more and 0.30 g / cm 3 or less. calcium chloride described above, the silica gel particles are held securely penetrates well between the fibers constituting the paper, so to form a absorbent sheet integrated as a whole, using the absorbent sheet as a high-performance filter material be able to. Furthermore, the absorbent sheet include calcium chloride, silica gel particles, is reliably held between the fibers constituting the paper from being firmly integrated, such as pleated by folding the absorbent sheet, and various types Even if the above processing is performed, peeling and dropping are unlikely to occur, and it is suitable for application to various applications.
したがって、本発明によれば、デシカント空調等にもちいられるフィルタ材として、高い吸放湿性を発揮し、かつ、高い耐久性を発揮することができる高性能な吸水性シートを提供することができた。 Therefore, according to the present invention, as a filter material used for desiccant air conditioning and the like, it was possible to provide a high-performance water-absorbent sheet that can exhibit high moisture absorption and desorption and can exhibit high durability. .
以下に本発明の実施の形態を示す。以下には、発明を明瞭に説明するために、具体的な数値、材料等を挙げて説明を行うが、本発明はこれらの構成に限られるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. In the following, in order to clearly describe the present invention, specific numerical values, materials, and the like will be described, but the present invention is not limited to these configurations.
本発明の吸水性シートは、シリカゲル微粒子を溶媒に分散させ、塩化カルシウムを含有させてあるシリカゲル分散液をシート材料に塗布して乾燥させて製造される。前記溶媒は、低分子アルコールとして例えばエタノールを含有する水をもちいる。
Absorbent sheet of the present invention, silica gel particles are dispersed in a solvent is prepared by silica gel dispersion which had been contained calcium chloride drying was applied to the sheet material. The solvent uses, for example, water containing ethanol as a low molecular weight alcohol.
前記吸水材料組成物は、紙を主材としてガラス繊維を含有してなるシート材料に含浸塗工して乾燥後吸水性シートとしてもちいられる。 The water-absorbing material composition is used as a water-absorbing sheet after being impregnated and dried on a sheet material containing glass fiber with paper as the main material.
以下に具体的な吸水性シートを製造する吸水材料組成物を具体例に基づき説明する。 The water-absorbing material composition for producing a specific water-absorbing sheet will be described below based on specific examples.
〔吸水材料組成物１〜６〕
下記シリカゲル１．５ｇおよび無水塩化カルシウム０．９ｇをエタノール含有水１２ｇ中に溶解分散してあるシリカ分散液を作成する。エタノール含有水は、表１に従ってエタノール含有率の異なるもの（溶媒１〜６）を種々作成してもちいてシリカ分散液からなる吸水材料組成物とした（吸水材料組成物１〜６）。
[Water Absorbing Material Compositions 1-6]
A silica dispersion is prepared by dissolving 1.5 g of the following silica gel and 0.9 g of anhydrous calcium chloride in 12 g of ethanol-containing water. Ethanol-containing water was prepared by preparing various water-absorbing material compositions having different ethanol contents (solvents 1 to 6) according to Table 1 and using silica dispersions (water-absorbing material compositions 1 to 6).
シリカゲル：
型番；ＮＩＰＧＥＬ ＣＹ−２００
製造元；東ソー・シリカゲル株式会社製
ＳｉＯ2粒子径；２．９μｍ
silica gel:
Model number: NIPGEL CY-200
Manufacturer: Tosoh Silica Gel Co., Ltd. SiO 2 particle size: 2.9 μm
〔吸水材料組成物の含浸塗工Ａ〕
この吸水材料組成物１〜６に、下記シート材料全体を約１秒浸漬し、迅速に引き上げ、前記吸水材料組成物１〜６を前記シート材料全体に含浸付着させる。
[Impregnation coating of water-absorbing material composition A]
The entire sheet material described below is immersed in the water-absorbing material compositions 1 to 6 for about 1 second, quickly pulled up, and the water-absorbing material compositions 1 to 6 are impregnated and adhered to the entire sheet material.
次に、吸水材料組成物１〜６を含浸付着させたシート材料を、長辺方向に吊り下げ状態で大気乾燥する。乾燥されたシート材料は、吊り下げ方向両端を５ｍｍずつ切断し、８０ｍｍ角の試験片Ａ１〜Ａ６とした。 Next, the sheet material impregnated and adhered with the water-absorbing material compositions 1 to 6 is air-dried in a suspended state in the long side direction. The dried sheet material was cut at both ends in the hanging direction by 5 mm to obtain 80 mm square test pieces A1 to A6.
シート材料：
型番；ＰＨＮ−３５−４０Ｇ
製造元；王子特殊紙製
繊維材；ガラス繊維６５質量％、パルプ３５質量％
物性；坪量４０．０ｇ／ｍ2、厚み２００μｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ3
大きさ８０×９０ｍｍ
Sheet material:
Model number: PHN-35-40G
Manufacturer: Oji Special Paper Fiber Material: 65% by mass of glass fiber, 35% by mass of pulp
Physical properties: basis weight 40.0 g / m 2 , thickness 200 μm, density 0.20 g / cm 3
Size 80 × 90mm
〔吸水性シートの評価試験〕
上述の製造方法により製造した８０ｍｍ角の形状の試験片を秤量し、前記シート材料に付着した吸水性組成物量を求めるとともに、前記試験片による除湿性能を、デシカントローターでの使用環境を再現する下記条件によって測定した。評価は、測定手法の概略を図１に示すように、環境１、２の２つの恒温恒湿槽に一定時間保持後、重量を測定するサイクルをくり返し、環境１の重量と環境２の重量との差分の１０サイクル分もとめ、その差分の平均を除湿能力とし、吸水性を評価し、環境１における吸水性シートの表面状態から潮解性を評価した。その結果を表２に示す。また、得られた試験片の外観を図２〜７に示す。
[Evaluation test of water absorbent sheet]
The test piece of 80 mm square shape manufactured by the above-described manufacturing method is weighed to determine the amount of the water-absorbing composition adhering to the sheet material, and the dehumidifying performance by the test piece is reproduced as follows in the use environment in the desiccant rotor. Measured according to conditions. As shown in FIG. 1, the evaluation is performed by repeating the cycle of measuring the weight after being held in two constant temperature and humidity chambers of environments 1 and 2 for a certain period of time. The difference of 10 cycles was obtained, the average of the difference was defined as the dehumidifying capacity, the water absorption was evaluated, and the deliquescence was evaluated from the surface state of the water absorbent sheet in environment 1. The results are shown in Table 2. Moreover, the external appearance of the obtained test piece is shown to FIGS.
環境：
環境１： ３０℃，８０％ＲＨ（恒温恒湿槽）
環境２： ６０℃，１０％ＲＨ（恒温恒湿槽）
サイクル：
環境１に１分保持後、秤量。（重量１）
さらに、環境２に１分保持後、秤量。（重量２）
これを１サイクルとする。
environment:
Environment 1: 30 ° C, 80% RH (constant temperature and humidity chamber)
Environment 2: 60 ° C, 10% RH (constant temperature and humidity chamber)
cycle:
Weighing after holding for 1 minute in environment 1. (Weight 1)
Further, after holding in environment 2 for 1 minute, weigh. (Weight 2)
This is one cycle.
尚、表１中の標記は、以下の内容を示す。
性能評価（ａ．ｕ．）：上記サイクルを１０回繰り返したとき、シート材料が環境１，２で吸放湿した水分の差分重量（ＰＡＳ材料よりなる同型試験片比較値）
In addition, the notation in Table 1 shows the following contents.
Performance evaluation (au): When the above cycle is repeated 10 times, the differential weight of the moisture absorbed and released by the sheet material in environments 1 and 2 (comparative value of the same type test piece made of PAS material)
図２，３に示す試料片Ａ１，Ａ２は、シート材料に付着した吸水性材料がまだらになっており、塗工性において他のものよりも性能が劣ることがわかる。本発明の吸水性シートＡ３〜Ａ６は、いずれも高い除湿性能を示しているが、Ａ５、Ａ６を比較すると、エタノール含有率の高い溶媒６をもちいたシート材料Ａ６は、溶媒５をもちいたシート材料Ａ５に比べて、吸水性材料の付着量が減少するとともに、性能も低下していることが読み取れる。 The sample pieces A1 and A2 shown in FIGS. 2 and 3 are mottled with the water-absorbing material adhering to the sheet material, and it can be seen that the coating performance is inferior to that of the other. The water-absorbing sheets A3 to A6 of the present invention all show high dehumidifying performance, but when comparing A5 and A6, the sheet material A6 using the solvent 6 having a high ethanol content is the sheet using the solvent 5. It can be seen that the amount of adhering water-absorbing material is decreased and the performance is also decreased as compared with the material A5.
そのため、塗工性の観点から溶媒中のアルコール含有量は１／１２＝８．３質量％以上が好ましく、アルコール使用量対効果の面から２／１２＝１６．７質量％以下とすることが好ましいことがわかる。 Therefore, from the viewpoint of coatability, the alcohol content in the solvent is preferably 1/12 = 8.3% by mass or more, and 2/12 = 16.7% by mass or less from the viewpoint of the effect on the amount of alcohol used. It turns out that it is preferable.
〔吸水シートのフィルタ加工〕
得られた吸水シートを折り曲げ加工、エンボス加工するなどして、立体的に成型し、フィルタ材料を作成したところ、前記シリカゲル微粒子はシート材料に良く含浸付着しており、剥離、崩壊等の不都合なく、精度良くフィルタ材料を製造することができた。
[Filter processing of water absorption sheet]
The obtained water-absorbing sheet is folded and embossed, and three-dimensionally molded to create a filter material. The silica gel particles are well impregnated and adhered to the sheet material, and there is no inconvenience such as peeling or collapsing. The filter material could be manufactured with high accuracy.
〔分散液のバー塗工Ｂ〕
尚、吸水材料組成物の含浸塗工の項において、シート材料に前記分散液を含浸塗工するに、バーコーターをもちいて下記手順にて塗工することもできる。
[Bar coating B of dispersion]
In addition, in the section of impregnation coating of the water-absorbing material composition, in order to impregnate the sheet material with the dispersion liquid, the coating can be performed by the following procedure using a bar coater.
この吸水材料組成物を調整し、シート基材の上にのせ、バーコーターにて引き伸ばし、吸水材料組成物１〜６を含浸付着させる。そのシート材料を、長辺方向に吊り下げ状態で大気乾燥する。乾燥されたシート材料は、吊り下げ方向両端を５ｍｍずつ切断し、８０ｍｍ角の試験片Ｂ１〜Ｂ６とした。 This water-absorbing material composition is prepared, placed on a sheet substrate, stretched by a bar coater, and impregnated with water-absorbing material compositions 1 to 6. The sheet material is air-dried while suspended in the long side direction. The dried sheet material was cut at both ends in the hanging direction by 5 mm to obtain 80 mm square test pieces B1 to B6.
〔吸水性シートの評価試験〕
先の分散液の含浸塗工Ａと同様に、得られた吸水シートの性能評価のための試験を行った。その結果を表３に示す。また、得られた試験片の外観を図８〜１３に示す。
[Evaluation test of water absorbent sheet]
A test for performance evaluation of the water-absorbing sheet obtained was conducted in the same manner as in the previous impregnation coating A of the dispersion. The results are shown in Table 3. Moreover, the external appearance of the obtained test piece is shown to FIGS.
表３に示すとおり、性能評価において、図８，９に示す試料片Ｂ１，Ｂ２は、吸水性材料が多島状に分散しており、明確な吸水性材料の輪郭が現れていないことから、シート材料に付着した吸水性材料が均一に引き伸ばされておらず、塗工性において他のものよりも性能が劣ることがわかる。本発明の吸水性シートＡ３〜Ａ６は、いずれも高い除湿性能を示しているが、Ｂ５、Ｂ６を比較すると、エタノール含有率の高い溶媒６をもちいたシート材料Ｂ６は、溶媒５をもちいたシート材料Ｂ５に比べて、吸水性材料の付着量が減少するとともに、性能も低下していることが読み取れる。 As shown in Table 3, in the performance evaluation, the sample pieces B1 and B2 shown in FIGS. 8 and 9 are dispersed in a multi-island shape, and a clear contour of the water-absorbing material does not appear. It can be seen that the water-absorbing material adhering to the sheet material is not uniformly stretched, and the coating performance is inferior to that of the others. The water-absorbing sheets A3 to A6 of the present invention all show high dehumidifying performance, but when comparing B5 and B6, the sheet material B6 using the solvent 6 having a high ethanol content is the sheet using the solvent 5. It can be seen that the amount of adsorbed water-absorbing material is decreased and the performance is also decreased as compared with the material B5.
したがって、塗工方法によらず、塗工性の観点から溶媒中のアルコール含有量は１／１２＝８．３質量％以上が好ましく、アルコール使用量対効果の面から２／１２＝１６．７質量％以下とすることが好ましいことがわかる。 Therefore, regardless of the coating method, the alcohol content in the solvent is preferably 1/12 = 8.3% by mass or more from the viewpoint of coating properties, and 2/12 = 16.7 from the viewpoint of the effect on the amount of alcohol used. It turns out that it is preferable to set it as the mass% or less.
〔吸水材料組成物７〜９〕
表４に示すように、吸水材料組成物４に、補強剤の酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤として、Ａ−ＱＮＪ（アイカ工業社製）を１０質量％〜２０質量％含有させて吸水材組成物を得た（吸水材料組成物７〜９）。この吸水性組成物を、「吸水材料組成物の含浸塗工Ａ」と同様にして吸水性シートの試料片Ｃ７〜Ｃ９を得た。
[Water Absorbing Material Compositions 7-9]
As shown in Table 4, the water-absorbing material composition 4 contains 10% by mass to 20% by mass of A-QNJ (manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd.) as a vinyl acetate resin emulsion adhesive as a reinforcing agent. (Water-absorbing material compositions 7 to 9) were obtained. Sample pieces C7 to C9 of the water-absorbent sheet were obtained using this water-absorbent composition in the same manner as "Impregnating coating with water-absorbing material composition A".
表４に示すように、性能評価において、充分高い性能を発揮しているとともに、図１４〜１６に示す吸水性シートの試料片Ｃ７〜Ｃ９は、いずれも吸水性材料が均一に塗布されていることがわかる。また、Ａ４、とＣ７〜Ｃ９の比較で、前記吸水材組成物に補強剤の酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤を含有させてあれば、ＪＩＳ Ｌ−１０９６に規定される剛軟度が向上し、得られる吸水性シートの強度が増していることもわかる。また、７〜９を比較すると、表４、図１７、１８より、５質量％以上１５質量％以下の酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤を含有させることできわめて高い強度でかつ高い除湿性能が得られることがわかる。尚、図１７，１８において、太線は、補強剤を含有する吸水性シートの物性を示し、細線は、シート材料そのものの物性を示すものである。 As shown in Table 4, while exhibiting sufficiently high performance in the performance evaluation, each of the sample pieces C7 to C9 of the water absorbent sheet shown in FIGS. 14 to 16 is uniformly coated with a water absorbent material. I understand that. Further, in comparison between A4 and C7 to C9, if the water absorbing material composition contains a vinyl acetate resin emulsion adhesive as a reinforcing agent, the bending resistance specified in JIS L-1096 is improved. It can also be seen that the strength of the resulting water-absorbent sheet is increased. Further, comparing 7 to 9, from Table 4, FIGS. 17 and 18, by including 5 mass% or more and 15 mass% or less of vinyl acetate resin emulsion adhesive, extremely high strength and high dehumidification performance can be obtained. I understand that In FIGS. 17 and 18, the thick line indicates the physical property of the water-absorbent sheet containing the reinforcing agent, and the thin line indicates the physical property of the sheet material itself.
本発明の吸水性シートは、デシカント空調等にもちいられるフィルタ材、室内、倉庫内等の空間調湿剤（壁紙など）等として、高い吸放湿性を発揮し、かつ、高い耐久性を発揮することができる。 The water-absorbent sheet of the present invention exhibits high moisture absorption and desorption and exhibits high durability as a filter material used for desiccant air conditioning, etc., and as a space humidity control agent (wallpaper, etc.) in a room or warehouse. be able to.
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