JP2013193043A - 吸水材料組成物および吸水性シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリカ微粒子を塩化カルシウムを添加してあるとともに低分子アルコールを含有する水に分散させてあるシリカ分散液を主成分とする吸水材料組成物であって、完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材を含有する。
【選択図】図1
Description
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、シリカ微粒子を塩化カルシウムを添加してあるとともに低分子アルコールを含有する水に分散させてあるシリカ分散液を主成分とする吸水材料組成物であって、完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材を含有する点にある。
シリカ微粒子を塩化カルシウムを添加してあるとともに低分子アルコールを含有する水に分散させてあるシリカ分散液を主成分とする吸水材料組成物は、溶媒成分に低分子アルコールを含んでいるため、シリカ成分に作用した低分子アルコールが、シリカ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ものとなる。また、このようにして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利点を有する。
ここで、得られる吸水性シートの機械的強度を高めるためには、接着材を含有することが好ましく、前記接着材として、完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材を含有すれば、従来検討されていた酢酸ビニル樹脂エマルジョンに匹敵する強度を発揮しつつ、前記酢酸ビニル樹脂エマルジョンにおいて問題となる異臭を抑制することができる。
上記構成において、前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材の含有量が2.0質量%以上6.0質量%以下であることが好ましい。
上述の構成によると、吸水材料組成物から作成された吸水性シートの機械的強度をきわめて高くしつつ、塗工性を良好に維持するのに好適な条件となる。なお、前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材の含有量が2.0質量%以下であると、得られる吸水性シートの機械的強度が不十分になる傾向があって、使用条件に制限を受けるおそれがあり6.0質量%以上であると、吸水成分の吸水作用を阻害し、得られる吸水性シートの吸水量が低下する傾向が見られる。
また、前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材が、架橋剤を含有してもよい。
前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材は、架橋剤を含有することによって、硬化した際の吸水性シートの機械的強度を高めることができるとともに、エマルジョン中に含まれる異臭の原因となる低分子化合物についても高分子化を図ることができ、異臭を抑制することができるようになる。
チタンラクテート(商品名:オルガチックスTC−310)、チタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)(商品名:オルガチックスTC−400)、炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名:ジルコゾールAC−7)、オキシ塩化ジルコニウム(商品名:ジルコゾールZA−20)、オキシ硝酸ジルコニウム(商品名:ジルコゾールZN)、塩化第二鉄等が挙げられ、
メラミン化合物架橋剤として、
メチロール化メラミン(商品名:M−30W)等が挙げられる。
また、前記架橋剤が多価金属化合物架橋剤とすることができる。
前記架橋剤としては、ポリビニルアルコール樹脂系エマルションを重合させ硬化させられるものであればもちいることができるが、中でも、多価金属化合物架橋剤は、ポリビニルアルコールに対する架橋反応性が高く、好ましい。
また、本発明の吸水性シートの製造方法の特徴構成は、前記吸水材料組成物を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、90℃〜120℃において架橋させて成膜する点にある。
前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材および、多価金属化合物架橋剤を含む場合、特に架橋温度90℃〜120℃において高い剛軟度で吸水性の高い吸水性シートを製造することができる。架橋温度が90℃よりも低いときわめて高い剛軟度を実現することができず、架橋温度が120℃を超えると、成膜した吸水性シートが変色するなどの不都合が生じやすくなる。
また、本発明の吸水性シートの特徴構成は、吸水材料組成物を、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ある点にある。
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、そのシリカ微粒子同士が層状に凝集しやすいために、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。
下記表1,2に示す組成の吸水材料組成物を調製した。表中の各成分については下記に示す。
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
商品名;ニチゴーGポリマー AZF−8035W
製造元;日本合成化学
主成分;アモルファスポリビニルアルコール
商品名;A−QNJ
製造元;アイカ
主成分;酢酸ビニル含有率34−38%(モノマー0.3%以下)
商品名;オルガチックス TC−310
製造元;マツモトケミカルズ
主成分;チタンラクテート
この吸水材料組成物A,Bを、下記シートにバーコーターで塗布し、前記吸水材料組成物を前記シート材料全体に含浸付着させたところ、いずれも塗りムラもなく良好に塗布することができた。
なお、吸水材料組成物は、良好に塗布された場合(塗工性良好)例えば、図1(a)に示すように、均一な吸水材料組成物の被覆層が形成されるが、塗工性が不良の場合、例えば図1(b)に示すように、塗りムラが発生して、斑状になり、デシカントなどの吸水性シート全面にわたって均一な吸水吸湿性を期待される用途での使用が困難になる。
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100×100mm
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、下記環境1、2の2つの恒温恒湿槽に一定時間保持後、重量を測定し、環境1の重量1と環境2の重量2との差分(重量1-重量2)の平均を除湿能力とし、吸水性を評価した。また、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。その結果いずれのシートも充分な物性を備えることがわかった。
環境1: 30℃,60%RH(恒温恒湿槽)
環境2: 60℃,5%RH(恒温恒湿槽)
サイクル:
環境1に5分保持後、秤量。(重量1)
さらに、環境2に3時間保持後、秤量。(重量2)
(吸水性シート)
上記吸水材料組成物Aの組成を表3に示すように変更して同様に吸水性シートを得るとともに、その吸水性について評価した。
TC−310は、オルガチックス TC−310(マツモトケミカルズ)である。
上記吸水性シートの吸水性および剛軟度を調べたところ、表4のようになった。吸水性は、上記吸水性シートの評価試験にしたがって行い、剛軟度の測定は、JIS L−1096(曲げ反発法A法)の規定にしたがって行った。なお、いずれの場合も塗工性はよく、基材に対して均一な塗膜荘を形成するとともに吸水性シートとして加工できるものであることがわかった。
上記組成物A3をもちいて、架橋温度を80℃、105℃、140℃と変更して吸水性シートを作成した。その結果、得られた吸水性シートの物性は表5のようになった。また、吸水性の評価は、下記の要領で行った。
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1と環境2の重量2との差分(重量1-重量2)の10サイクル分求め、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。
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。
得られた吸水性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。
Claims (6)
- シリカ微粒子を塩化カルシウムを添加してあるとともに低分子アルコールを含有する水に分散させてあるシリカ分散液を主成分とする吸水材料組成物であって、完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材を含有する吸水材料組成物。
- 前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材の含有量が2.0質量%以上6.0質量%以下である請求項1に記載の吸水材料組成物。
- 前記完全ケン化型ポリビニルアルコール樹脂系エマルション接着材が、架橋剤を含有する請求項1または2に記載の吸水材料組成物。
- 前記架橋剤が多価金属化合物架橋剤である請求項3に記載の吸水材料組成物。
- 請求項4に記載の吸水材料組成物を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、90℃〜120℃において架橋させて成膜する吸水性シートの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の吸水材料組成物を、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ある吸水性シート。
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