JP7452211B2 - 蒸散性不織布 - Google Patents

Description

本発明は、蒸散性不織布に関し、特に、吸水性および剛性などの力学的特性に優れ、結露吸水材、水蒸散板、調湿板などの用途に好適に用いられる蒸散性不織布に関する。

水を吸収して表面から蒸発（気化）させる機能を有する蒸散性不織布は、従来知られている。そのような蒸散性不織布は、例えば、スーパーやコンビニエンスストア等に設置された冷蔵／冷凍ショーケースに生じる結露水（ドレン）を排出するための蒸散板や、暖房器具使用時の室内の乾燥状態を緩和するための気化式加湿器などの用途に用いられている。

これらの用途において、蒸散性不織布は、例えばその一端がドレンの受け皿や加湿水用の皿の中に配置され、あるいは上部から加湿水が供給されることなどにより、ドレンや加湿水を吸水する。吸水されて蒸散性不織布の内部に含まれた水分は、蒸発（気化）することにより、蒸散性不織布の表面から放出される。蒸発（気化）は通気によって促される。このようにして、蒸散性不織布を用いることによって、受け皿内におけるドレンのオーバーフローの防止や、室内の加湿が可能となっている。

また、凝縮水蒸発装置用ユニットの小型化、高効率化を達成しようとすると、表面積を大きくするため、蒸散性不織布の厚みを抑え、且つ、狭間隔でユニット内に配置する必要がある。しかし、蒸散不織布が水を吸い上げた際に、その重みで不織布に折れ曲がりが生じると、空気の流れを曲げたり、遮断したりして、蒸散性が低下することとなる。また、不織布に折れ曲がりが生じることで、蒸散ユニットが分解・破損するおそれもある。

そのため、これらの用途に使用するための蒸散性不織布には、吸水性が良好であることに加え、使用時に形態を維持し得るような剛性（形態安定性）等の力学的特性が求められる。

そこで、蒸散不織布の剛性を向上させるため、特許文献１は、吸水性繊維質材料の両面に形状保持層としてポリエステルなどの合成樹脂を積層させている。また、特許文献２および特許文献３では、親水性繊維とともに無機繊維や熱融着性樹脂を含有させた不織布を開示し、不織布の剛性を高めている。

しかしながら、これらの特許文献に開示された蒸散性不織布は、米坪を下げると形態安定性が不十分となり、隣接する蒸散性不織布同士が接触して表面積が小さくなって、蒸散効果が低下する問題があった。

特開２０１１－６２８１６号公報 特開２０１５－３８２５８号公報 特開２０１７－２４３９号公報

そこで、本発明は、優れた吸水性を有し、凝縮水蒸発装置用ユニットの小型化、高効率化に貢献する蒸散性不織布を提供するものである。

本発明の一実施態様は、親水性繊維と熱融着性樹脂とを含む不織布の両面にガラス繊維を含む表面材が配置されていることを特徴とする。

また、一実施態様において、表面材がガラスペーパーであってもよい。さらに、他の実施態様において、表面材中のガラス繊維の含有量は７０質量％以上、９０質量％以下であることができる。

一実施態様において、表面材の米坪量は１０ｇ／ｍ²以上、１００ｇ／ｍ²以下であってもよく、他の実施態様において、蒸散性不織布の米坪量が１００ｇ／ｍ²以上、６００ｇ／ｍ²以下であってもよい。

さらに、本発明の一実施態様は、これらの蒸散性不織布からなるシートの少なくとも１つの端部を固定してなる凝縮水蒸発装置用ユニットに関する。

本発明の一実施態様の断面図である。

本発明の一実施態様について、図１を参照にしながら詳細に説明する。本発明の一実施態様において、蒸散性不織布は、不織布１と、その両面に配置された表面材２とを備える。

（不織布）
不織布１は、親水性繊維と熱融着性樹脂とを含む。

不織布１に用いられる親水性繊維としては、天然繊維または化学繊維から選択される少なくとも一つの繊維を用いることができる。天然繊維としては、パルプ、麻、綿、絹、羊毛、鉱物繊維等が挙げられる。また、化学繊維としては、セルロース系繊維、高吸収性樹脂繊維（ＳＡＦ）およびポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）等からなる合成繊維が挙げられる。好ましくは、セルロース系繊維である。

不織布１に用いられる熱融着性樹脂は、構成成分を結着させるバインダ樹脂となる。 熱融着性樹脂は繊維状でもよく、粒子状でもよい。強度がより高くなる点から、熱融着性樹脂は繊維状であることが好ましい。熱融着性樹脂は、例えば、ショートカットファイバーの形態でもよい。これらの繊維は、２種以上を併用してもよい。

不織布１に用いられる熱融着性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリアミド、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどが挙げられる。

熱融着性樹脂は、２種類以上の樹脂の複合体でもよい。例えば、芯部分と鞘部分とからなる芯鞘繊維、長手方向に垂直な断面において片側の半分ともう一方の片側の半分とが異なる樹脂からなるサイドバイサイド繊維、異なる樹脂からなるコアとシェルとを有するコアシェル粒子等が挙げられる。中でも、不織布の剛度を向上させつつ熱融着性樹脂の性能を発揮させたい場合には、芯鞘繊維が好ましい。

芯鞘繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維（融点１６０℃）からなる芯部分と、該芯部分の外周に形成された、ポリエチレン（融点１３０℃）からなる鞘部分とを備えたＰＰ／ＰＥ複合芯鞘繊維が挙げられる。また、他の芯鞘繊維としては、ＰＰ／ＥＶＡ複合芯鞘繊維、ＰＥＴ／低融点ＰＥＴ複合芯鞘繊維、高密度ポリエチレン／低密度ポリエチレン複合芯鞘繊維、ＰＥＴ／ＰＥ複合芯鞘繊維、ポリアミド／低融点ポリアミド複合芯鞘繊維、ポリ乳酸／低融点ポリ乳酸複合芯鞘繊維、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート複合芯鞘繊維等が挙げられる。芯鞘繊維の中でも、ＰＰ／ＰＥ複合芯鞘繊維、ＰＥＴ／ＰＥ複合芯鞘繊維、ＰＥ／ＰＥ複合芯鞘繊維等の、ポリエチレンからなる鞘部分を備えた複合芯鞘繊維が好ましい。

不織布１は、エアレイド法、スパンボンド法、サーマルボンド法、スパンレース法、メルトブロー法、ニードルパンチ法等などの既存の方法により形成することができる。

不織布１において、所望の親水性および剛性を有するのであれば、親水性繊維と熱融着性樹脂は任意の割合で混合することができる。好ましくは、不織布１は、親水性繊維を６５質量％未満であり、熱融着性樹脂を１０質量％以上含む。より好ましくは、親水性繊維が６０質量％未満であり、熱融着性樹脂が２０質量％以上含まれる。

（表面材）
表面材２はガラス繊維を含み、好ましくはガラスペーパーである。

ガラスペーパーは、ガラス繊維をバインダと共に抄紙して、形成される。表面材２中のガラス繊維の含有量は、７０質量％以上、９０質量％以下である。好ましくは、８０質量％以上、９０質量％以下である。

ガラス繊維としては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＡＲガラス等、ガラス繊維であればいずれでも使用可能であるが、コストの観点からＥガラスが好適に用いることができる。ガラス繊維の繊維径は６～２０μｍが好適に用いられ、断面形状は円形の他に楕円や矩形等の扁平ガラスも使用可能である。ガラス繊維は所定の長さに切断して、ガラスチョップドストランドの形状として使用される。

また、表面材２のバインダ含有量は、５質量％以上、３０質量%以下である。好ましくは、１０質量％以上、３０質量％以下である。表面材２に用いられるバインダとして、上述の熱融着性樹脂を用いることができる。

一実施態様において、ガラスペーパーは、種々の方法で製造することができる。即ち、湿式法、乾式法のいずれの方法を用いてもよい。湿式法では、水分散性のガラス繊維チョップドストランドを、分散剤を溶解した水中に分散せしめた後、抄紙機で抄紙し、熱風乾燥機、或いはドラムドライヤー等で乾燥させる方法が挙げられる。

表面材２の米坪量は１０ｇ／ｍ²以上、１００ｇ／ｍ²以下である。好ましくは、２０ｇ／ｍ²以上１００ｇ／ｍ²以下である。米坪量が１０ｇ／ｍ²以下だと、表面材２の剛軟度が低下する。表面材２の米坪量が大きいほど得られる蒸散性不織布に撓みが生じにくくなるが、米坪量が１００ｇ／ｍ²以上の場合、蒸散性不織布全体に占める坪量割合が大きくなりすぎるため、吸上げ性能、蒸散性能が低下する可能性がある。

（蒸散性不織布）
一実施態様において、蒸散性不織布は、不織布１の両面に表面材２を配置した積層体である。当該積層体は、例えば、不織布１および表面材２をそれぞれ別途製造し、それらを接着剤等で接着し、製造してもよい。また、各層もしくは一部の層を順次形成しながら、積層体を製造してもよい。例えば、エアレイド法を用い、表面材２の上に不織布１の材料を散布し、さらに表面材２で覆って熱融着させて、不織布１を製造するのと同時に積層体を形成してもよい。

一実施態様において、当該積層体における各材料間（各層間）は接着成分により接合・固定されている。接着成分としては、各材料どうしを接着できる限りは特に限定されない。例えば、不織布１および表面材２の材質に応じて市販の接着剤（特にホットメルト接着剤）から適宜選択してもよい。ホットメルト接着剤は、液状タイプ又は固形タイプのいずれも使用することができる。例えば、クモの巣状（ネット状）に成形された固形ホットメルト接着剤を各材料間に介在させ、熱プレスすることにより好適に接着することができる。また、不織布１に含まれる熱融着性樹脂により、不織布１と表面材２とが接着されてもよい。

得られた蒸散性不織布は、好ましくは、１００ｇ／ｍ²以上、６００ｇ／ｍ²以下の米坪量を有する。

（吸放湿材）
本発明材料の用途は、吸放湿用として使用される用途であれば限定されず、水分を可逆的に吸放湿することが必要な用途に幅広く使用することができる。すなわち、従来の吸放湿性シートと同様の用途に使用することができる。例えば、気化フィルター、空冷材、除湿材、調湿材等として、各種の装置・部材（加湿器、熱交換器、日用品、家電製品等）に用いることができるほか、そのまま建材用、農業用等としても使用することができる。

特に、加湿器など、凝縮水蒸発装置用ユニットに用いる場合は、当該蒸散性不織布は単独で、または複数枚を間隔をあけて、凝縮水の入った容器内にその端部を固定し、使用してもよい。

（エアレイド法を採用した蒸散性不織布の製造）
表面材２として、表１に記載のシートを用い、エアレイド法によって、以下の通り、蒸散性不織布を製造した。

第一のキャリアシート供給手段によって、コンベアに装着されて走行する透気性無端ベルトの上に、第一のキャリアシートとして表面材２を繰り出した。

サクションボックスによって透気性無端ベルトを吸引しながら、第一のキャリアシート上に、ポリエチレン（ＰＥ）パウダーを５ｇ／ｍ²となるように散布し、その上に親水性繊維(３０%)と熱融着性繊維(７０%)の混合物を、ウェブ原料供給手段から空気流と共に供給し、エアレイドウェブ部分の坪量が２６０ｇ／ｍ²となるようにウェブ原料Ａを落下堆積させた。

さらにその上に、ポリエチレン（ＰＥ）パウダーを５ｇ／ｍ²となるように散布し、上記第一のキャリアシートに使用したものと同じ表面材２を、第二のキャリアシートとして積層し、積層体を得た。

得られた積層体を、熱風循環コンベアオーブン方式のボックスタイプドライヤに通し、１５０℃で熱風処理して、蒸散性不織布を得た。

Ａ．剛軟度、引張強さおよび引張伸度
ＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０（一般不織布試験方）に基づき、実施例１～３および比較例１～５で得られた蒸散性不織布の剛軟度、引張強さ、および引張伸度をそれぞれ測定した。測定結果を表２に示す。

Ｂ．剛度
実施例１～３および比較例１～５で得られた蒸散性不織布に対し、以下の試験を行った。
（Ｄｒｙ剛度）
得られた蒸散性不織布を２５ｍｍ×７０ｍｍに切断し、テーバー試験機を用いて、曲げ角度７．５°の位置での数値を読み取り、Ｄｒｙ剛度を測定した。結果を表２に示す。
（Ｗｅｔ剛度）
得られた蒸散性不織布を２５ｍｍ×７０ｍｍに切断し、水中に１分間浸漬して全体を濡らした後、表面の水滴を拭き取り、Ｄｒｙ剛度と同様に測定し、Ｗｅｔ剛度を測定した。結果を表２に示す。
（変形試験）
得られた蒸散性不織布を５０ｍｍ×３００ｍｍに切断し、内寸２７６ｍｍ×２１１ｍｍ×H３５ｍｍのバットに、嵩高２５ｍｍまで注水した。当該サンプル片を、バットの短辺側の縁にもたれかかるように設置し、サンプルの端部を水に浸漬させたまま、４０℃８０％ＲＨ条件下で、７２時間放置した。乾燥後、サンプル片を水平な台に置き、湾曲部の極大点から台面までの距離を測定した。結果を表２に示す。

Ｃ．吸水量
実施例１～３ならびに比較例１および３について、以下の吸水性試験を行った。
（吸水量）
得られた蒸散性不織布を２０ｍｍ×１５０ｍｍに切断し、水中に１分間浸漬し、その後、増加した重量を測定した。結果を表３に示す。
（曲距離）
得られた蒸散性不織布を２０ｍｍ×１５０ｍｍに切断し、水中に１分間浸漬した後、サンプル片の端部から長手方向に２０ｍｍの点に重しをのせ、残部が台から飛び出るように、台上にサンプル片を設置した。重しの載っている端部と反対側の端部の高さと、台上のサンプルの高さの差を測定し、それを曲距離（ｘ）とした。結果を表３に示す。

本実施例により得られた蒸散性不織布は、不織布１をガラス繊維を含む表面材２で挟持することで、高い吸水性を保ちつつ、薄く、かつ高い剛性を示すことができ、吸水時でも変形が少なかった。

このように、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施態様においても本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施態様におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的に応じて任意に変更し得るものである。

１ 不織布
２ 表面材

Claims (5)

1. 親水性繊維と熱融着性樹脂とを含む不織布の両面にガラス繊維を含む表面材が配置され、
   前記表面材がガラスペーパーであり、
   前記親水性繊維は、パルプ、麻、綿、絹、羊毛、セルロース系繊維、高吸収性樹脂繊維（ＳＡＦ）およびポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）を含む合成繊維から選択されることを特徴とする蒸散性不織布。
2. 前記表面材中のガラス繊維の含有量が７０質量％以上、９０質量％以下である請求項１に記載の蒸散性不織布。
3. 前記表面材の米坪量が１０ｇ／ｍ²以上、１００ｇ／ｍ²以下である請求項１または２に記載の蒸散性不織布。
4. 前記蒸散性不織布の米坪量が１００ｇ／ｍ²以上、６００ｇ／ｍ²以下である請求項１～３のいずれか一項に記載の蒸散性不織布。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の蒸散性不織布からなるシートの少なくとも１つの端部を固定してなる凝縮水蒸発装置用ユニット。

Images