JPH03275731A - 結露防止材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は壁材等として使用する結露防止材およびその製
造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、外気と室内の温度差により結ｎを生じることがし
ばしば見受けられ、その結果として黴が生じることがあ
り、非衛生的であるとともに、見た目にもよくないもの
であった。

そのため、従来から黴が生じないようにする千支てとし
て、結露しないようにしようとする工夫がなされてきた
。その具体的な手段としては、透湿性ではあるが、水分
は通過できないというような膜またはシートを用いて水
分を室外へ除去したり、高吸水性高分子または吸水性高
分子を用いて、水分を吸水することによって、結露を防
止するという方法であった。

例えば、特開昭５６−１３９９５７号公報にはポリビニ
ルアルコール系合成樹脂皮膜体とポリビニルアルコール
系合成樹脂網目体を積層したものは、吸水し透湿するの
で、結露を防止できることを開示している。しかしなが
ら、このような積層物では、空気との接触部分が皮膜体
つまりフィルムであるので、空気との接触面積が小さい
のに加えて、ポリビニルアルコール自体の吸温量が少な
いため、吸湿速度も遅く、結露を完全に防ぐことは出来
ないものであった。もしも、結露する前に吸湿したとし
ても、皮膜体も補強層である網目体もポリビニルアルコ
ールであるので、強度がなく、長期に亘って使用するこ
とは困難であった。更には、家の内部で吸湿した水分を
家の外部に放湿することは、壁が結露防止材のみで成り
立っているわけではないので、現実的には結露を防止す
ることは不可能であった。

また、特開昭６１−２８２４６５号公報では、親水性粉
末をバインダーで封入し、その親水性粉末を鉱物質繊維
成形体に含ませている。しかしながら、ここで用いられ
ている親木性粉末はバインダーで封入されているので、
親水性粉末が外気と接触出来ず、吸湿することは困難で
、結ｎを防止することが出来ないものであった。

その他にも、特開昭６２−２３１７４０号公報をはしめ
として、吸水性高分子を用いた結露防止材が数多く提案
されている。しかしながら、いずれの場合も吸水性高分
子を用いているので、水の状態でしか水分を吸収しない
、つまり、水の状態になるまでは吸水しないので、湿度
が高い場所では吸水する速さと凝縮する速さの関係で、
吸水しきれず結露を生じることがありえ、また、−殻内
に高吸水性高分子は架橋していることから、−旦吸水す
ると、放湿しにくいために、次々と水分が蓄積されるこ
ととなり、無限に水分を蓄積することは不可能であると
同時に、吸水することによって膨潤し、型紙の寸法安定
性も悪くなり、長期に亘って使用することが困難なもの
であった。

以上のように、様々な結露防止材が提案されているもの
の、現実に長期間に亘って、結露防止の効果を発揮する
ものはなく、優れた結露防止効果を長期間有する結露防
止材の登場が待ち望まれていた。

［発明が解決しようとする課ｊ！３ 本発明は有効な結露防止性と耐光性、形態保持性に優れ
た結ｇ防止材及び結露防止材の製造方法を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 多孔性ｔＩＡ維基材の一部または全部に、極性高分子に
金属イオンがコロイド状態で包含されている高吸放湿性
材料が付着している結ｎ防止材であり、極性高分子が水
溶性高分子であれば好ましく、ポリビニルアルコールで
あれば更に好ましい。

製造方法としては、多孔性繊維基材に、極性高分子に金
属イオンがコロイド状態で包含されている高吸放湿性材
料を含浸した後、乾燥することにより製造するのが好ま
しい。

［作用］ 本発明の結露防止材に用いられる多孔性繊維基材はどの
ような繊維からなるものでも良いが、該多孔性繊維基材
は一部または全部に高吸放湿性材料を有しているもので
ある。多孔性ｍＨ基材としては、例えば、織物、編物、
不織布などを用いることが出来るが、これらの中でも、
不織布は取扱い、加工性などの点から最も好ましいもの
である。

この不織布に用いる＆ｌ維としては、型材として用いら
れることから、１１Ｆｉ性のある無機系繊維、モダアク
リル繊維、ポリフラール繊維、難燃性ポリエステル繊維
などを用いることが好ましい。

また、−殻内な合成繊維、例えばポリエステル［［、ナ
イロンｍ維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維などを
用いることも可能で、特に限定されるものではない。こ
の場合には、難燃性の接着剤を用いたり、難燃剤を混入
したりすれば、不織布に難燃性を持たせることが出来る
。

また、このような不織布は、湿式法でも乾式法でも、ど
のような方法で製造されてもよい。

本発明における多孔性ｍ雑基材の働きは、高吸放湿性材
料を保持すると共に、空気との接触面積を広くすること
によって、吸湿量、吸湿速度を速くすることであるから
、本発明の多孔性１ａ雑基材としては、難燃性を付与し
たり、抗菌剤を添加するなど、好ましい条件Ｃｃｔあっ
ても、基本的には限定されない。

本発明に用いる高吸放湿性材料とは、極性高分子に金属
イオンがコロイド状態で包含されているものである。

高吸放湿性材料における極性高分子とは、極性基を有す
る高分子だけでなく、不飽和結合などを有するために、
電子密度が高く、活性な部分を有する高分子のことをも
含む。極性基としては、ヒドロキシル基（−０８１、カ
ルボニル基（−ＣＯＩ、アミノ基（−Ｎ［ｌａ）、イミ
ノ基（＝ｌｌ［ｌ）、シアノ基（−ＣＮ）などがあり、
不飽和結合を有するために電子密度が高い場合の例とし
ては、ポリブタジェンが挙げられる。

コロイド状態とは、高吸放湿性材料を溶媒に溶解させた
時に、金属イオンが極性高分子中に分散している状態を
意味する。この状態は高吸放湿性材料を溶媒に溶解させ
て行なった吸光度分析から得られる吸収波長と、金属塩
を単に溶媒に溶解させたときの吸光度分析から得られる
吸収波長とがほぼ一致することから確認できる。なお、
高吸放湿性材料を溶媒に溶解させた時は、高吸放湿性材
料が過度の水分で膨潤してゾルのような粘稠液であり、
金属塩を単に溶媒に溶かした状態と全く異なる状態であ
る。

金属イオンと極性高分子とがキレートを形成する場合、
つまり、配位結合している場合には、金属塩を単に溶媒
に溶解させて得られる吸収波長とは異なる波長の吸収を
示すはずであるが、本発明の高吸放湿性材料をｆ＠媒に
溶解させた時には、金属塩を単に溶媒に溶解させた場合
と同じ吸収波長を示すので、金属塩が単に溶媒に溶解し
た状態、つまり、金属イオンのコロイド状態と同じ状態
にあって、キレートは形成されていないと考えられる。

本発明に用いる高吸放湿性材料は安定であり、乾燥工程
を通しても、乾燥の前後によって変化が生じないので、
吸光度分析は製造工程中の乾燥前に行なってもよいし、
高吸放湿性材料を再度、溶媒に溶解させて行なってもよ
い。なお、高吸放湿性材料の溶媒への溶解の程度は吸光
度分析のできる程度であり、使用される金属塩、極性高
分子などにより異なる。

本発明の高吸放湿性材料は極性高分子を使用しているの
で、水分が高分子の極性を有する部分に集まりやすい。

つまり、電子密度が高い部分に水分子の電子密度の低い
水素原子が静電気的に吸引され易いためである。高吸放
湿性材料中に分散している金属イオンの水和力が静電気
力よりも勝るために、集まってきた水分が金属イオンの
方に移動して、金属イオンにしっかりと保持されるとと
もに、この金属イオンも極性高分子の内側の極性部分に
、静電気的にしっかりと保持されているので、吸湿した
水分によりべとつくことは殆どないのである。

逆に、外気の湿度が下がったり、屹煉したりすると、外
気の蒸気圧が下がり、金属イオンの水和力よりも蒸気圧
差による力の方が強く、本発明の高吸放湿性材料は吸湿
した水分を放湿する方向に向かう。つまり、金属イオン
に水和されていた水分は、吸湿の場合と逆に高分子の極
性を有する部分に移動し、その後、大気中へ放湿される
。

なお、本発明に用いる高吸放湿性材料は吸湿が飽和状態
に達すると、その状態で吸放湿を繰り返すのである。こ
れは、飽和状態に達した後の水分の金属イオンとの相互
作用が弱いために、放湿が容易に生じるのである。

つまり、本発明の高吸放湿材料を用いた結露防止材は、
余分な水分を吸湿し、吸湿が飽和状態に達した時には吸
放湿を繰り返して、呼吸しているような平衡状態となる
ので、結露することがない。

このように、平衡状態では吸湿するばかりではなく放湿
するので、一定の湿度に保つことが可能となるのである
。なお、この一定に保たれる湿度は高吸放湿材のｌ！類
、つまり、高吸放湿材を構成する極性高分子の種類、金
属イオンの種類、金属イオンの混合量や多孔性繊維基材
への高吸放湿性材料の含浸量などを変えることによって
、調節することができる。

また、本発明の高吸放湿性材料は耐光性も優れているの
である。これは、高吸放湿性材料中の金属コロイドが光
エネルギーを吸収、分散するため、高吸放湿性材料の９
１１成分である陽性高分子には光エネルギーによる影響
が少なく、発色団の特徴である不飽和結合が極性高分子
に生じないためである。

以下−１金属イオン、極性高分子について具体的に説明
する。

高吸放湿性材料に用いる金属イオンとしては、リチウム
イオン、カルシウムイオン、鉄イオン、アルミニウムイ
オン、マグネシウムイオン、クロムイオン、コバルトイ
オン、カドミウムイオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン
などがある。

これら金属イオンを与える金属塩としては、例えば、塩
化カルシウム［ＣａＣ１ｔｌ　、塩化鉄（［！Ｉ）６水
塩［ＦｅＣ１ａ（６０１０）］　、硝酸アルミニウムＣ
ＩＩ＋　＞　９水塩［＾１（ＮＯａ）ａ（９ＢｚＯ）］
　、塩化マグネシウム６水塩［ＭｇＣ１ｇ（６Ｈ＊０）
］　、塩化亜鉛［ＺｏＣ１ｍ］　、塩化クロム（ｎｌ）
６水塩［ＣｒＣ１３（８Ｈ＊Ｏ）］　、塩化コバルト（
１１１６水塩［ＣｏＣ１５（６８＊Ｏ）］　、硝酸カド
ミウム（Ｉ１１４水塩［Ｃｄ（ＮＯ，）、（４１１１０
）］、そして塩化ニッケル（１１１８水塩［ＮｉＣ１ｇ
（６ＬＯ））などが１種類以上用いるのが好ましい、し
かし、上記金属塩に限定されるものではなく、上記金属
塩以外の塩化物、硫酸塩、酢酸塩、硝酸塩、そして、そ
の他の塩であっても上記金属イオンよりなる塩である限
り用いることが出来る。上記金属塩の中でも潮解性を有
している塩化カルシウムが特に優れた高吸放湿性を示す
。

なお、極性高分子に対する金属塩の混合割合が高くなる
につれて、より高い吸放湿性が得られると考えられる。

極性高分子の溶媒に対する金属塩の溶解度が低下するた
めに、金属イオンが高分散できず、結果として、金属イ
オン同士の接触面積が広くなって、金属イオンの吸湿作
用が低下して、逆に、初期の段階で吸湿性が悪くなると
いう結果をもたらすことがある。

一方、金属塩の混合割合が低いと、金属イオンの量その
ものが少ないために、吸湿能力が劣ることになる。

そのため、適当な金属塩の混合する割合が金属塩の種類
によって、それぞれ存在する０例えば、金属塩として塩
化カルシウム［ＣａＣｌ２］を用い、極性高分子として
ポリビニルアルコールを用いた場合、溶媒として用いる
水にポリビニルアルコールを溶解させ、１０％水溶液と
した場合、塩化カルシウムの混合割合は、ポリビニルア
ルコールの水酸基に対して、２０モル％以上が必要で、
好ましくは、４０モル％以以上台するのがより好ましい
。なお、塩化カルシウムの混合割合が、１００モル％を
越えても、吸湿率はほとんど変化しないことから、１０
０モル％以上混合する必要はなく、塩化カルシウムを４
０モル％〜１００モル％混合するのが好ましい。

また、金属塩は１種類であってもよいが、高吸放湿性材
料自身の吸湿能力を調節することが容易になるので、２
Ｍ類以上混合してもよい。

本発明に使用できる極性高分子としては、ポリビニルア
ミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、
ポリアクリルアミド、ポリビニルアセテート、ポリエチ
レンイミン、ポリエチレングリコール、ポリビニルホル
マール、ポリアクリル酸、ポリブタジェン、ポリスチレ
ン、そしてナイロン６などがある。

この中でも水溶性のポリビニルアルコール、ポリビニル
ピロリドンは、溶媒として水を用いることができ、前述
の金属塩のいずれも水に可溶であることから、水溶性高
分子、金属塩のどちらも溶解することのできる溶媒とし
て水を使用できるので、実用上有利である。しかも、本
発明の製造工程中に屹燥工程があるので、水を溶媒とし
て用いた場合には、毒性、爆発性などの危険が少なく、
取り扱い易いので特に有利である。

また、製造工程上ばかりでなく、壁材として使用するの
で、使用しているときに有Ｖ＆溶媒の悪臭を発するとい
うことも生じないので、水を用いることは好ましい。

なお、ポリビニルアルコールを使用する場合、完全けん
化したポリビニルアルコールを用いると、高吸放湿性材
料を製造する際に金属塩の溶解性が優れているので好ま
しく、部分けん化したポリビニルアルコールを用いると
、高吸放湿性材料の吸湿性が優れているので、使用目的
に応じてポリビニルアルコールを選択するのがよい。

溶媒は極性高分子、金属塩の組合せによって選定される
が、水を用いれば上述のように製造工程上の利点が大き
い。なお、溶媒としては水氷外にもクロロホルム、エタ
ノール、四塩化炭素、アセトン、水／エタノール、ベン
ゼン、メタノール、トルエン、アセトン／メタノール、
シクロヘキサンなどを適宜用いることができる。

上述の極性高分子、金属塩を成分とする本発明に用いる
高吸放湿性材料の製造方法の一例を示すと次の通りであ
る。

■使用する極性高分子および金属塩を選定する。

■この選定した極性高分子、金属塩のどちらをも溶解す
ることができる溶媒を選定する。

■極性高分子を溶媒に溶解させて、１０％溶液をつくる
。

■この溶液に金属塩を混合して、室温下で２４時間撹拌
して粘稠液を得る。

このように得られる粘性のある高吸放湿性材料は、前述
の多孔性Ｉｉ紐紐材材含浸、塗布、スプレーなどの後、
乾燥することによって、多孔性繊維基材の一部または全
部に高吸放湿性材料を付着させれば良い。

この付着状態は高吸放湿性材料が多孔性繊維基材の個々
の繊維同士の交点、または繊維の交点および繊維表面に
も付着していても良いのである。

あるいは、高吸放湿性材料が多孔性繊維基材の一方の表
面部分のみに満たされていても良いし、部分的に付着し
ていても良いし、多孔性繊維基材空隙全体に亘って付着
していても良い。

本発明の目的である吸放湿することによって、結露を防
止し、湿度を一定に保つためには、高吸放湿性材料が結
露防止材の少なくとも５重量％を占めることが必要であ
り、結露防止材の形態保持性の点から９０重量％以下が
好ましく、１５重量％〜７０重量％含まれていれば、更
に好ましい。

製造方法として、高吸放湿材料を多孔性ｔａ！！基材に
含浸して、マングル等によって搾る方法であれば、均一
に高吸放湿性材料の存在する壁材が得られ、吸放湿に片
寄りがなく、外観上もきれいな型材となるので好ましい
。

また、乾燥工程は一般的に用いられているドライヤーな
どによって行なえば良く、特に限定するものではない。

このようにして得られる結露防止材は、多孔性繊維基材
の一部または全部に高吸放湿性材料が付着しているので
、フィルムなどに比べて、表面積が広くなり、吸湿しや
すくなるのに加えて、多孔性繊維基材の存在と同時に極
性高分子の接着力によって寸法安定性、強度が向上する
ので、作業性が邊かに向上するのである。また、実際に
使用していて、吸湿して水分を含んでも、繊維にしっか
り付着しているので、重力に負けて下方に高吸放湿性材
料が移動するということも生じない。

更には、高吸放湿性材料のみでは美的な面で問題がある
が、多孔性繊維基材を用いれば、その構成繊維の配合や
交絡状態などによって、様々な模様を生み出すことも出
来るのである。

なお、この型材は直接をに使用しても良いが、型と結露
防止材の間に塩化ビニル層を設ければ、塩化ビニル層が
外気と部屋の温度差を少なくする保温層となるので、更
に結露が生じに＜＜、更に結露防止材の塩化ビニル層の
反対面にも塩化ビニル層またはレーヨン紙層を設ければ
、長期に亘って使用するにつれて、はこりなどによって
、表面が汚れるのを防ぐことが出来る。

［実施例］ 多孔性繊維基材として、湿式法によって得られた目付１
００ｇ／ｍ”のガラス不織布を用いた。

高吸放湿性材料として、塩化カルシウムをけん化度９７
．０〜９８．５％のポリビニルアルコールの水酸基に対
して６０モル％混合して得られたものを用いた。

このガラス不織布に高吸放湿性材料を含浸した後、乾燥
することによって、結露防止材中の高吸放湿性材料の含
有比率が７重量％、１５重置％、３０重量％の３種類の
結露防止材を得た。

（含浸量による吸湿量変化） これら３ｆ！類の結露防止材を湿度６５％の条件下での
吸湿量の経時錠化を調べた。この結果は、第１表、第１
図のようになった。この第１表および第１図からオ）か
るように、高吸放湿性材料の多孔性繊維基材への含浸量
を変化させることによって。

吸湿量−を変化させることが出来るので、用途に応じて
含浸量を適宜変化させれば、目的とする結露防止材が得
られることがわかる。また、１時間程度でほぼ平衡吸湿
量に達するので、湿度を一定に保つことも出来ることが
わかる。

表１．高吸放湿性材料の含有量と経時変化（ｇ／ｓ’）
（湿度変化による吸湿量変化） これら３［ＷＩの結露防止材を湿度８０％の室内に５時
間放置した。その結果、７％含浸の結露防止材は１５．
７ｇ／ｍ”、１５％含浸の結露防止材は３９．３ｇ／ｌ
、３０％含浸の結露防止材は７７．５ｇ／■１の吸湿量
を示した。

この結果、および（含浸量による吸湿量変化）の結果か
ら同じ結露防止材であっても、湿度によって敏感に対応
できることがわかる。

（耐光性試験） 高吸放湿性材料を３０％含浸した結露防止材を、ＪＩＳ
規格Ａ−６９２１に定められた退色性試験にしたがい、
耐光性を調べた。その結果、目視による判定で、試験以
前とほとんど変化の観察されない５級と判定された。

このように、本発明のｔｒｉｍ防止材は耐光性も優れて
いるものである。

（比較例） 上記と同じ高吸放湿性材料を繊維に含浸しないで、ガラ
ス板上に塗布、乾燥して、フィルム状のものを得た。

高吸放湿性材料の含有比率が１５重量％の結露防止材と
、高吸放湿性材料のフィルムを、湿度４５％の条件下で
の吸湿率の経時変化を調べた。

この結果は、第２表、第２図のようになった。

この第２表および第２図かられかるように、本発明の結
露防止材は高吸放湿性材料が繊維表面に存在しているこ
とから、高吸放湿性材料の空気との接触面積が広くなり
、フィルム状態の高吸放湿性材料に比べて、吸湿速度、
吸湿量ともに邊かに優れていることがわかる。

表２．高吸放湿性材料をｌｌ維に含浸した場合とフィル
ム状態における単位重量あたりの吸湿率の経時変化（％
） ［発明の効果〕 本発明の結露防止材は多孔性繊維基材の一部または全部
に、高吸放湿性材料が付着しているので、高吸放湿性材
料の空気との接触面積が広くなるので、吸湿量が多く、
吸湿速度が速いので、結露を生じることがない、また、
壁材の寸法安定性、強度、形態保持性、更には、意匠的
にも優れているという効果も生じる。

本発明の結露防止材はその成分として、高吸放湿性材料
を使用しているので、吸湿速度、吸湿量ともに優れてい
ることに加えて、湿度変化に対して敏感に対応するとと
もに、飽和状態に達した時に、吸湿と放湿が平衡状態に
ある、いわば呼吸しているような状態にあるので、結露
を生じることがなく、湿度を一定に保つことができるも
のである。

また、高吸放湿性材料は金属イオンを含んでいるので、
光エネルギーが金属イオンに吸収されやすく、極性高分
子に影響を与えることが少ないので、不飽和結合を生じ
ることがないことから、変色をして、美観を損ねるとい
う問題も生じない。

極性高分子が水溶性である場合には、高吸放湿性材料を
製造する工程で取扱いやすく、安全であるとともに、使
用の際に悪臭を生しる恐れもないのである。

本発明の結露防止材の製造方法は、高吸放湿性材料を多
孔性繊維基材に含浸、屹煉するだけの工程からなるので
、簡単に製造できる合理的な製造方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は湿度６５％の場合の高吸放湿性材料の含有量変
化による吸湿量と経時変化の関係をグラフにしたもので
ある。 第２図は高吸放湿性材料を繊維に含浸した場合とフィル
ム状物における場合の単位重量あたりの吸湿率と経時変
化の関係をグラフにしたものである。 第１図 （ｇ／♂） 高吸放湿性材料の含有量変化 による吸湿量の経時変化 ○−３０％含有　０−−−７％含有 〇−−−−−−−−−１５％含有

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔性繊維基材の一部または全部に、極性高分子
   に金属イオンがコロイド状態で包含されている高吸放湿
   性材料が付着していることを特徴とする結露防止材。
2. （２）極性高分子が水溶性高分子であることを特徴とす
   る請求項第１項記載の結露防止材。
3. （３）極性高分子がポリビニルアルコールであることを
   特徴とする請求項第１項記載の結露防止材。
4. （４）多孔性繊維基材に、極性高分子に金属イオンがコ
   ロイド状態で包含されている高吸放湿性材料を含浸した
   後、乾燥することにより製造することを特徴とする結露
   防止材の製造方法。