吸着用シート
【課題】吸着剤／有機繊維を含有してなる吸着用シートにおいて、接触層との熱交換を容易にするために熱伝導性を向上させ、吸脱着特性を向上させた吸着用シートの提供にある。
【解決手段】吸着剤／有機繊維を含有してなる吸着用シートにおいて、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有することを特徴とする吸着用シート。
【解決手段】吸着剤／有機繊維を含有してなる吸着用シートにおいて、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有することを特徴とする吸着用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着剤の吸着能及び脱着能を利用して、有機ガス（ＶＯＣ）、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物（ＮＯＸ）等のガス除去システム、熱交換または熱移動システム、調湿（除湿または加湿）システム等が開発されている。これら各種システムで使用される吸着素子は、紙、布帛、フィルム、多孔質フィルム、金属箔、金属板等のシート基材に、吸着剤とバインダーとを含有してなる吸着層が設けられた吸着用シート、または有機繊維と吸着剤とを含有するスラリーを作製し、該スラリーを湿式抄造法で作製したウェブから得られる吸着用シートで構成されている。
【０００３】
基材シートに吸着層を構成する吸着用シートは、吸着剤をバインダーと共に媒体である水に分散した塗工液をシート基材に塗工することで製造される。吸着剤としては、高吸水性高分子、カルボキシメチルセルロース等の有機系吸着剤、シリカゲル、セピオライト、ゼオライト、ベントナイト、アタパルジャイト、珪藻土、活性炭、多孔質金属酸化物、水酸化アルミニウム等の無機系吸着剤が主に用いられる。また、バインダーとしては、例えば、（メタ）アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、（メタ）アクリル・スチレン共重合樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合樹脂、スチレン・アクリロニトリル・（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合樹脂、酢酸ビニル・（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合樹脂等の非水溶性高分子からなるエマルジョンが用いられる。しかしながら、バインダーとして、これらエマルジョンを用いると、塗工液のゲル化や吸着剤の沈降が起こりやすく、吸着層がムラになる、塗工量が低下する、塗工できない、吸着層とシート基材との結着力が低い等の問題が発生していた。また、吸着剤の表面をこれらのエマルジョンが被覆しやすいために、得られた吸着層の吸着特性が低くなるという問題もあった。さらに、吸着剤によっては、凝集構造体、繊維構造、環状構造等の特殊な構造によって、吸着特性が発現されているが、バインダーがその構造を変化させてしまい、吸着特性が低下するという問題が起こることがあった。
【０００４】
ゆえに含有された吸着剤の吸着能力を効率良く再現させる方法として、有機繊維と吸着剤を含有するスラリーを調整し、湿式抄造法により該スラリーを用いたウェブを作製し、加圧加熱乾燥により通気性を保持したウェブを作製し、吸着剤を含有する吸着用シートを得る方法が提案されている。
【０００５】
しかし、このような有機繊維主体に作製される吸着用シートは、有機繊維の熱伝導性が低いために、吸着剤の吸着を行う際の発熱を放熱しづらく、また、脱着を行うための加熱処理が伝わりづらいという問題がある。ゆえに、サイクルの速い吸脱着を行う場合には吸着用シートの性能を活かしきれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３８９２８号公報
【特許文献２】特開２００５−８７９０６号公報
【特許文献３】特開２００９−１８３９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、有機繊維を主体に構成される吸着用シートにおいても、その吸脱着時の熱応答性を向上させることにより、吸脱着サイクルに優れた吸着用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、
（１）有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を少なくとも含有し、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体の含有率が吸着用シート質量に対して１〜２０質量％であることを特徴とする吸着用シート、
（２）有機繊維及び吸着剤を含有してなるウェブに、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする上記（１）記載の吸着用シート、
（３）有機繊維を含有してなるウェブに、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする上記（１）記載の吸着用シート、
（４）有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有してなるウェブを作製することで製造されることを特徴とする上記（１）記載の吸着用シート、
により、解決できることを見出した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱伝導性の低い有機繊維を主体として構成される吸着用シートでも、熱伝導性の高い熱伝導体を含有させることにより、シートの熱応答性が向上し、含有される吸着剤をより効率良く活用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に用いる吸着剤としては、珪素、チタン、アルミニウム、タンタル、バナジウム、ジルコニウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等から選ばれる少なくとも１種の金属原子の酸化物を含有してなり、その形態としては、多数の細孔を有する粒状体、一次粒子径が数ｎｍの単独粒子が複数凝集してなる複合粒子、管状体、繊維状物の凝集体等が挙げられる。より具体的には、非晶質アルミニウム珪酸塩、多孔質シリカ、メソポーラスシリカ、ゼオライト、シリカゲル、繊維状または管状のアルミニウム珪酸塩、繊維状または管状の酸化チタン、珪藻土等を挙げることができる。さらに、高吸水性高分子、カルボキシメチルセルロース等の有機系吸着剤を使用することもできる。
【００１１】
特に大気中の水分を吸着質ととらえる場合、吸着剤の比表面積は３００〜１２００ｇ／ｍ２が好ましく、５００〜１２００ｇ／ｍ２がより好ましく、７００〜１２００ｇ／ｍ２がさらに好ましい。比表面積が３００ｇ／ｍ２未満であると、吸着剤への吸着量が充分でなく、吸着用シートとして能力が不足する場合がある。比表面積が１２００ｇ／ｍ２超であると、吸着質への吸着現象が強く起こるため、吸脱着ヒステリシスが大きくなり過ぎ、効率の良い吸脱着が行われない場合がある。
【００１２】
吸着用シート質量に対する吸着剤の含有率としては、３０〜８０質量％が好ましく、４０〜７０質量％がより好ましく、４５〜６０質量％がさらに好ましい。吸着剤の含有率が３０質量％未満であると、吸着量が十分でない場合がある。吸着剤の含有率が８０質量％を超えると、繊維密度と比較し吸着剤密度が高くなり過ぎるために、吸着剤の吸着効率の低下や吸着用シートの強度の低下などが懸念される。
【００１３】
本発明に用いる熱伝導体としては、窒化アルミニウム、アルミニウム、グラファイト（黒鉛）、炭素鋼、炭素繊維、フェライト（亜鉄酸塩）、銀、銅、ニッケル等の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を用いることができる。熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の部材では、吸着用シートの熱応答性向上のためには多量の添着が必要になり、生産性の低下や高担持による相対的吸着剤比率の低下により、期待される吸脱着性の向上に適していない。吸着用シート質量に対する熱伝導体の含有率としては、１〜２０質量％であり、５〜１５質量％がより好ましく、５〜１０質量％がさらに好ましい。熱伝導体の含有率が１質量％未満では吸着性シートに十分な熱伝導性を付与できず、熱伝導体の含有率が２０質量％超では添加される熱伝導体及びバインダーなどの影響により、吸着剤の細孔が埋没してしまう。
【００１４】
本発明に用いる有機繊維としては、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂、ポリビニルケトン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ジエン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、フラン系樹脂、尿素系樹脂、アニリン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂よりなる繊維が挙げられる。また、木材パルプ、楮、三椏、藁、ケナフ、竹、リンター、バガス、エスパルト、サトウキビ等の植物繊維、あるいはこれらを微細化したものを用いることができる。さらに、セルロース再生繊維であるレーヨン繊維、リヨセル繊維、アセテート等の半合成繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂繊維、シリコーン系樹脂系繊維等を使用することもできる。
【００１５】
本発明の吸着用シート質量に対する有機繊維の含有率としては、２０〜５０質量％が好ましく、３０〜４５質量％がより好ましく、３５〜４０質量％がさらに好ましい。有機繊維の含有率が２０質量％未満では、含有する吸着剤及び熱伝導体の支持体として十分な強度を維持できない場合がある。また、有機繊維の含有率が５０質量％以上であると、吸着剤及び熱伝導体の含有量が少なくなってしまい、満足のいく吸着量を確保できなくなってしまう場合がある。なお、本発明の除湿用シート状物には、ガラス繊維等の難燃または不燃の無機繊維を添加することもできる。
【００１６】
本発明の吸着用シートを作製する方法としては、（Ｉ）吸着剤及び有機繊維を含有するウェブを作製した後に、熱伝導体を含浸または塗工により担持させる方法、（II）有機繊維により構成されるウェブに、吸着剤及び熱伝導体を含浸または塗工により担持させる方法、（III）吸着剤、熱伝導体及び有機繊維とを含有するスラリーから湿式抄造によりウェブを作製する方法等が挙げられる。本発明によれば、熱伝導体は吸着用シートとその接触層である空気との熱交換を効率良く行えるよう含有されることが必要なため、その含有方法としては、熱伝導体と吸着剤及び接触層との接触面が大きくなる方法（Ｉ）及び方法（II）の作製方法がより好ましい。
【００１７】
方法（Ｉ）、（II）及び方法（III）におけるウェブは、カード法、エアレイ法等の乾式法、湿式抄造法で作製することができるが、均一なウェブを得るためには、湿式抄造法が好ましい。湿式抄造法とは、材料を水中に低濃度で分散させて、これを抄き上げる方法で、安価で、均一性が高く、大量製造が可能な手法である。具体的には、吸着剤、熱伝導体及び有機繊維から選ばれるウェブの材料を水中に分散させてスラリーを調製し、これに填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤、定着剤等を適宜添加して、抄紙機で湿式抄造する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜型抄紙機、これらの中から同種または異種の抄紙機を組み合わせてなるコンビネーション抄紙機等を用いることができる。エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラムドライヤー、赤外方式ドライヤー等を用いて、抄紙後の湿紙を乾燥し、シートを得ることができる。
【００１８】
方法（Ｉ）及び方法（II）における熱伝導体または吸着剤及び熱伝導体の担持には、コーティング法（含浸または塗工）を用いる。
【００１９】
コーティング液としては、熱伝導体のみを含有する溶液若しくは分散液または熱伝導体及び吸着剤を含有する溶液若しくは分散液を使用する。媒体としては、水、アルコール、ケトン等を単独または混合して使用することができる。コーティングには、ディップコーター、サイズプレス、ゲートロールコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、コンマコーター、バーコーター、グラビアコーター、キスコーター等の含浸または塗工装置を使用することができる。
【００２０】
熱伝導体、吸着剤をウェブに強く担持させるために、コーティング液に合成樹脂を添加することが好ましい。合成樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、芳香族ビニル化合物等の重合体、スチレン−ブタジエンゴム系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の少なくとも１種または２種以上を用いることができる。カルボニル基等の強い活性基を持つ合成樹脂では、吸着剤の表面に合成樹脂が吸着して、吸着特性を低下させることがあるため、特にポリビニルアルコール系樹脂を用いることが好ましい。
【００２１】
ポリビニルアルコール系樹脂とは、その構成要素にビニルアルコール重合体を含有する樹脂のことを示す。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール；グラフト化ポリビニルアルコール系スチレン・ブタジエンラテックス、グラフト化ポリビニルアルコール系アクリルエマルジョン、グラフト化ポリビニルアルコール系エチレン・酢酸ビニルエマルジョン等のラテックスまたはエマルジョンにビニルアルコール重合体が吸着またはグラフト化したグラフト化ポリビニルアルコール系樹脂を用いることができる。
【００２２】
本発明における吸着用シートとしては、坪量３０〜２００ｇ／ｍ２が好ましく、坪量４０〜１５０ｇ／ｍ２がより好ましく、坪量５０〜１００ｇ／ｍ２がさらに好ましい。坪量が３０ｇ／ｍ２未満である場合、吸着剤量が少なく、望まれる吸着性能が得られない場合がある。坪量が２００ｇ／ｍ２を超える場合、通気性が低下し、吸着剤の吸着効率が低下する場合がある。
【００２３】
本発明における吸着用シートとしては、厚み５０〜５００μｍが好ましく、厚み７０〜４００μｍがより好ましく、厚み１００〜３００μｍがさらに好ましい。厚みが５０μｍ未満の場合、シート強度が低下し、シート形状が保ちづらくなる。厚みが５００μｍを超える場合、通気性が低下し吸着剤の吸着効率が低下する場合がある。
【００２４】
本発明の吸着用シートは、パンチングメタルシート、発泡金属シート、無機粒子の凝集体フィルムといった無機多孔質フィルムや金属箔、金属板等、無機繊維のみで構成された織布、乾式不織布、湿式不織布、編物等を貼り合わせ等によって積層複合化して用いてもよい。
【００２５】
本発明の吸着用シートは、そのままで使用してもよいし、プリーツ加工、コルゲート加工、積層加工、ロールコア加工、ドーナツ加工等の２次加工を施して使用してもよい。また、その用途は、包装材料、除湿シート、内装材料、フィルター、調湿素子、熱交換素子等が挙げられる。調湿素子、熱交換素子の具体例として、除湿ローター素子、ビル空調気化式加湿用素子、燃料電池用加湿用素子、除湿器用除湿素子、自動販売機等の吸水蒸散素子、冷却用吸水蒸散素子、デシカント空調の除湿ローター素子等を挙げることができる。
【実施例】
【００２６】
（吸着剤）
実施例及び比較例で使用した吸着剤を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
吸着剤１は、以下の方法で調製した。Ｓｉ濃度が３８３ｍｍｏｌ／Ｌになるように、純水で希釈したオルトケイ酸ナトリウム水溶液４００ｍｌを調製した。また、これとは別に、塩化アルミニウムを純水に溶解させ、Ａｌ濃度が４５０ｍｍｏｌ／Ｌの水溶液４００ｍｌを調製した。次に、塩化アルミニウム水溶液にオルトケイ酸ナトリウム水溶液を混合し、マグネティックスターラーで撹拌した。この時のＳｉ／Ａｌ比は０．８５であった。さらに、この混合溶液に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液１８ｍｌを滴下し、ｐＨを７とした。この溶液から遠心分離により前駆体を回収し、４Ｌの純水中に分散させた。室温下で１時間撹拌した後、４Ｌの密閉容器に移し替え、恒温槽にて９８℃で２日間加熱を行った。冷却後、遠心分離により３回洗浄後、６０℃で乾燥を行い、吸着剤１を得た。透過型電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡で、吸着剤１を観察したところ、一次粒子径は２〜５ｎｍの粒子からなる粒子径２〜４０ｎｍの複合粒子が０．１〜１００μｍの凝集構造体を構成していて、該凝集構造体に２〜２０ｎｍの細孔があった。
【００２９】
吸着剤５は、以下の方法で調製した。ゾルゲル法によって得られたアナターゼ酸化チタン粒子に、２０ｍｏｌ／ｋｇ濃度の水酸化カリウム水溶液を加え、温度１２０℃で２４時間加熱して得られたスラリー状物を繰り返し水洗し、さらに、酢酸で中和し、再度充分に水洗して、余剰のイオン成分を除去した後、遠心分離器によって、濃度２０質量％の網状に凝集した繊維状酸化チタン分散液を得た。これの一部を乾燥させて、粉末を取り出し、ＢＥＴ法による比表面積を測定したところ、３５０ｍ２／ｇであった。
【００３０】
実施例及び比較例で使用した熱伝導体を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】
実施例１〜６、比較例１〜２
吸着剤を含有してなるウェブとして、固形分にて５０質量％の吸着剤１、ポリエチレンテレフタレート繊維（商品名：テピルス（登録商標）、帝人ファイバー（株）製、０．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）２６質量％、ポリエステル熱融着性芯鞘繊維（商品名：メルティ（登録商標）、ユニチカ（株）製、１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）１７質量％、セルロース系フィブリル化繊維（商品名：セリッシュ（登録商標）ＫＹ−１００Ｇ、ダイセル化学工業（株）製）７質量％を含有してなるスラリー（固形分濃度２質量％）を調製した。得られたスラリーに凝集剤（パーコール５７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を固形分に対して０．２質量％添加し、円網型抄紙機で坪量５０ｇ／ｍ２に抄紙し、吸着剤と有機繊維を含有してなるウェブを得た。
【００３３】
熱伝導体１を含むコーティング液１を作製した。
【００３４】
コーティング液１
熱伝導体１（商品名：ＭＺ−６００、エアウォーター（株）製） １０質量％
エチレン−酢酸ビニルエマルジョン ３質量％
（商品名：リカボンド（登録商標）ＢＥＦ９８５７、中央理化工業（株）製）
ポリビニルアルコール（商品名：ＪＰ４５、日本酢ビ・ポバール（株）製） １質量％
水 ８６質量％
【００３５】
吸着剤と有機繊維を含有してなるウェブに、コーティング液１をロッドバーを用いて塗工した後、９０℃で３０分乾燥させ、両面併せて熱伝導体１を、吸着用シート質量に対して１０質量％（実施例１）、１質量％（実施例２）、５質量％（実施例３）、８質量％（実施例４）、１５質量％（実施例５）、２０質量％（実施例６）、０．５質量％（比較例１）、２１質量％（比較例２）を担持させた吸着用シートを作製した。
【００３６】
実施例７
湿式抄造法により、ポリエチレンテレフタレート繊維（商品名：テピルス（登録商標）、帝人ファイバー（株）製、０．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）５７質量％、ポリエステル熱融着性芯鞘繊維（商品名：メルティ（登録商標）、ユニチカ（株）製、１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）４３質量％からなる坪量２０ｇ／ｍ２の有機繊維を含有してなるウェブを作製した。
【００３７】
吸着剤及び熱伝導体を含むコーティング液２を作製した。
吸着剤１ ２０質量％
熱伝導体１ ５質量％
エチレン−酢酸ビニルエマルジョン ７．５質量％
（商品名：リカボンド（登録商標）ＢＥＦ９８５７、中央理化工業（株）製）
ポリビニルアルコール（商品名：ＪＰ４５、日本酢ビ・ポバール（株）製）２．５質量％
水 ６５質量％
【００３８】
有機繊維を含有してなるウェブに、コーティング液２をロッドバーを用いて塗工し、両面併せて塗工層３５ｇ／ｍ２、吸着用シート質量に対する熱伝導体１の含有量が１０質量％の吸着用シート（実施例７）を作製した。
【００３９】
実施例８
湿式抄造法において、固形分にて４０質量％の吸着剤１、固形分にて１０質量％の熱伝導体１、ポリエチレンテレフタレート繊維（商品名：テピルス（登録商標）、帝人ファイバー（株）製、０．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）２６質量％、ポリエステル熱融着性芯鞘繊維（商品名：メルティ（登録商標）、ユニチカ（株）製、１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）１７質量％、セルロース系フィブリル化繊維（商品名：セリッシュ（登録商標）ＫＹ−１００Ｇ、ダイセル化学工業（株）製）７質量％を含有してなるスラリー（固形分濃度２質量％）を調製した。得られたスラリーに凝集剤（商品名：パーコール５７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を固形分に対して０．２質量％添加し、円網型抄紙機で坪量５０ｇ／ｍ２に抄紙し、吸着剤、熱伝導体、有機繊維を含有し、吸着用シートに対する熱伝導体の含有量が１０質量％である吸着用シート（実施例８）を得た。
【００４０】
実施例９〜１５
吸着剤と有機繊維を含有してなるウェブの配合を下記のように変更した以外は、実施例１と同様にして、吸着用シート質量に対して１０質量％の熱伝導体１を含有してなる吸着用シートを得た。
【００４１】
吸着剤１／ポリエチレンテレフタレート繊維／ポリエステル熱融着性芯鞘繊維／セルロース系フィブリル化繊維＝
３０質量％／４０質量％／２６質量％／４質量％（実施例９）
４０質量％／３３質量％／２１質量％／６質量％（実施例１０）
６０質量％／２０質量％／１３質量％／７質量％（実施例１１）
７０質量％／１４質量％／ ９質量％／７質量％（実施例１２）
８０質量％／ ８質量％／ ５質量％／７質量％（実施例１３）
２５質量％／４３質量％／２８質量％／４質量％（実施例１４）
８５質量％／ ５質量％／ ３質量％／７質量％（実施例１５）
【００４２】
実施例１６〜１９
熱伝導体１を、熱伝導体２（実施例１６）、熱伝導体３（実施例１７）、熱伝導体４（実施例１８）、熱伝導体５（実施例１９）に変更した以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを作製した。
【００４３】
実施例２０〜２３
吸着剤１を、吸着剤２（実施例２０）、吸着剤３（実施例２１）、吸着剤４（実施例２２）、吸着剤５（実施例２３）に変更した以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを作製した。
【００４４】
比較例３〜７
熱伝導体１を熱伝導体６に変更した以外は、実施例１、２０〜２３と同様の方法で、吸着用シートを作製した。
【００４５】
＜脱着率評価試験＞
実施例及び比較例の吸着用シートに対して、下記の方法にて、吸着剤の脱着率を評価した。
【００４６】
実施例及び比較例の吸着用シートに含有される吸着剤の含有率ＷＡ（％）は下記の方法で求めた。
【００４７】
方法（Ｉ）で作製された吸着用シート：
あらかじめ温度９０℃で２時間乾燥させた時の熱伝導体コーティング前のウェブの質量ＷＢ、ウェブにおける吸着剤配合率ＷＣ（％）、温度９０℃で２時間乾燥させた時の吸着用シート質量ＷＤより、下記記載の式から算出した。
ＷＡ（％）＝ＷＢ×ＷＣ／ＷＤ
【００４８】
方法（II）で作製された吸着用シート：
コーティング液中の吸着剤配合率ＷＥ（％）、温度９０℃で２時間乾燥させたコーティング前のウェブ質量ＷＦ、吸着用シート質量ＷＤより、下記記載の式から算出した。
ＷＡ（％）＝（ＷＤ−ＷＦ）×ＷＥ／ＷＤ
【００４９】
方法（III）で作製された吸着用シート：
ウェブ中における吸着剤配合率ＷＧ（％）より、下記記載の式から算出した。
ＷＡ（％）＝ＷＧ
【００５０】
吸着用シートの脱着率は、次の方法により求めた。温度９０℃に設定した熱風乾燥機で吸着用シートを２時間処理し、その時の質量Ｗ０を得た。温度２５℃、相対湿度８０％に調整した環境試験庫で吸着用シートを２時間処理し、その時の質量を平衡質量とみなし質量Ｗ１を得た。平衡化させた吸着用シートはすぐに温度４０℃、相対湿度２０％に設定した環境試験庫に２０秒間入れ、２０秒経過後に取り出し、その時の質量Ｗ２を得た。
【００５１】
下記記載の式より、吸着用シートに含有される吸着剤の吸着水分の脱着率を得た。
脱着率Ｄ（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／（Ｗ１−Ｗ０）×１００
【００５２】
実施例及び比較例の各吸着用シートの脱着率については、熱伝導体を含まない吸着用ウェブと比較し、表３に下記のように示す。
【００５３】
◎：脱着率向上１０％以上
○：脱着率向上５％以上〜１０％未満
△：脱着率向上３％以上〜５％未満
×：脱着率向上３％未満
【００５４】
熱伝導体を含まない吸着用ウェブとは下記記載の方法で作製した。
方法（Ｉ）で作製された吸着用シートと比較される吸着用ウェブ：比較検討を行う吸着用シートと同等量の吸着剤を含有し、湿式抄造法により作製される吸着剤と有機繊維とを含有してなる吸着用ウェブ。
方法（II）で作製された吸着用シートと比較される吸着用ウェブ：有機繊維より構成されるウェブに、吸着剤及びバインダーを含有してなるコーティング液を、比較検討を行う吸着用シートと同等量の吸着剤をコーティングにより含有させてなる吸着用ウェブ。
方法（III）で作製された吸着用シートと比較される吸着用ウェブ：比較検討を行う吸着用シートと同等量の吸着剤を含有し、湿式抄造法により作製される吸着剤と有機繊維のみを含有してなる吸着用ウェブ。
【００５５】
【表３】
【００５６】
＜吸着率評価試験＞
実施例及び比較例の吸着用シートは、記載の方法で吸着用シートの吸着率を評価した。
実施例及び比較例で作製された吸着用シートは、温度９０℃で２時間乾燥させ、その時の質量を絶乾質量Ｗ３とみなした。乾燥させた吸着用シートは温度２５℃、相対湿度８０％に設定した環境室内に静置させ、３０秒ごとに質量を計測した。静置後６０秒経過時に計測した質量をＷ４とした。
【００５７】
下記記載の式より、吸着用シートの吸着水分の吸着率を得た。
吸着率Ａ（％）＝（Ｗ４−Ｗ３）／Ｗ３／（ＷＡ／１００）×１００
【００５８】
実施例及び比較例の各吸着用シートの吸着率は、前記の各作製方法における熱伝導体が含まれない吸着ウェブと比較し、表３に下記のように示す。
【００５９】
◎：６０秒経過時の吸着率向上が１０％以上
○：６０秒経過時の吸着率向上が５％以上〜１０％未満
△：６０秒経過時の吸着率向上が２％以上〜５％未満
×：６０秒経過時の吸着率向上が２％未満
【００６０】
実施例１〜６及び比較例１〜２より、熱伝導体の含有率が１〜２０質量％の間では含有率に応じて吸脱着効率が向上した。実施例２、比較例１より熱伝導体の含有率が１質量％未満では吸着用シートの熱伝導性改善にかかる寄与が少なく、吸脱着効率の向上は軽微である。比較例２より、熱伝導体の含有率が２０質量％を超える場合では、吸着用シートの表層に含有される熱伝導体やバインダー過多の影響により吸着用シートの呼吸が抑制され、吸脱着効率の向上は軽微である。
【００６１】
また、方法（III）で製造された吸着用シート（実施例８）よりも、方法（Ｉ）で製造された吸着用シート（実施例１）または方法（II）で製造された吸着用シート（実施例７）の方が、脱着率及び吸着率が向上する効果が高いことが示された。これは、方法（Ｉ）または（II）で製造された吸着用シートでは、吸着用シートの表層に吸着剤及び熱伝導体がより密集していて、接触層である空気と熱伝導体の接触面積がより広くなり、空気との吸放熱において高い効果を示したためと考えられる。
【００６２】
実施例１、８〜１５の結果から、吸着剤の含有率が３０〜８０質量％の場合、脱着率及び吸着率がより向上し易いことが確認された。脱着率が向上するのは、熱伝導体を通じ加熱がより容易に吸着剤に浸透するためであり、吸着率が向上するのは、熱伝導体を通じ吸着用シートの乾燥及び吸着熱で発生した滞熱を放熱し易くなっているためと考えられる。吸着剤の含有率が３０質量％未満である場合、吸着剤がシート内に広く分布しており、吸放熱が比較的容易であるため、熱伝導体の効果が出にくいことが確認された。吸着剤の含有率が８０質量％を超えた場合（実施例１５）には、相対的に熱伝導体の担持できる量が減少してしまうため、含有される多量の吸着剤すべてに対し、熱伝導性が向上し難く、吸着剤の含有率が８０質量％の場合（実施例１３）と比較して、熱伝導体の効果が発現し難かった。また、含有される有機繊維が少ないため、シートの機械的強度の低下も見られた。
【００６３】
実施例１、実施例１６〜１９の比較から、熱伝導体の熱伝導率が大きいほど、脱着率及び吸着率がより向上し易いことが確認された。また、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導体を使用した比較例３〜７の吸着用シートでは、吸脱着率の向上は見られなかった。
【００６４】
実施例１、２０〜２３の比較から、用いる吸着剤の条件に関係なく熱伝導体の含有により吸着用シートの吸放湿性は同等の改善が見られることが示された。
【００６５】
以上のことから、有機繊維を含有してなる吸着用シートは、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体によって、その熱伝動性を向上させることにより、吸着及び脱着性能を大きく向上させることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の吸着用シートは、除湿用フィルター材に使用できるほか、包装材料、押入やタンス用の除湿シート、壁紙や床材等の内装材料等に使用することができる。また、除湿用フィルター材としては、例えば、調湿素子や熱交換素子として使用することができる。調湿素子、熱交換素子の具体例として、ビル空調気化式加湿用素子、燃料電池用加湿用素子、除湿器用除湿素子、自動販売機等の吸水蒸散素子、冷却用吸水蒸散素子、デシカント空調機の除湿ローター、全熱交換素子等を挙げることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着剤の吸着能及び脱着能を利用して、有機ガス（ＶＯＣ）、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物（ＮＯＸ）等のガス除去システム、熱交換または熱移動システム、調湿（除湿または加湿）システム等が開発されている。これら各種システムで使用される吸着素子は、紙、布帛、フィルム、多孔質フィルム、金属箔、金属板等のシート基材に、吸着剤とバインダーとを含有してなる吸着層が設けられた吸着用シート、または有機繊維と吸着剤とを含有するスラリーを作製し、該スラリーを湿式抄造法で作製したウェブから得られる吸着用シートで構成されている。
【０００３】
基材シートに吸着層を構成する吸着用シートは、吸着剤をバインダーと共に媒体である水に分散した塗工液をシート基材に塗工することで製造される。吸着剤としては、高吸水性高分子、カルボキシメチルセルロース等の有機系吸着剤、シリカゲル、セピオライト、ゼオライト、ベントナイト、アタパルジャイト、珪藻土、活性炭、多孔質金属酸化物、水酸化アルミニウム等の無機系吸着剤が主に用いられる。また、バインダーとしては、例えば、（メタ）アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、（メタ）アクリル・スチレン共重合樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合樹脂、スチレン・アクリロニトリル・（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合樹脂、酢酸ビニル・（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合樹脂等の非水溶性高分子からなるエマルジョンが用いられる。しかしながら、バインダーとして、これらエマルジョンを用いると、塗工液のゲル化や吸着剤の沈降が起こりやすく、吸着層がムラになる、塗工量が低下する、塗工できない、吸着層とシート基材との結着力が低い等の問題が発生していた。また、吸着剤の表面をこれらのエマルジョンが被覆しやすいために、得られた吸着層の吸着特性が低くなるという問題もあった。さらに、吸着剤によっては、凝集構造体、繊維構造、環状構造等の特殊な構造によって、吸着特性が発現されているが、バインダーがその構造を変化させてしまい、吸着特性が低下するという問題が起こることがあった。
【０００４】
ゆえに含有された吸着剤の吸着能力を効率良く再現させる方法として、有機繊維と吸着剤を含有するスラリーを調整し、湿式抄造法により該スラリーを用いたウェブを作製し、加圧加熱乾燥により通気性を保持したウェブを作製し、吸着剤を含有する吸着用シートを得る方法が提案されている。
【０００５】
しかし、このような有機繊維主体に作製される吸着用シートは、有機繊維の熱伝導性が低いために、吸着剤の吸着を行う際の発熱を放熱しづらく、また、脱着を行うための加熱処理が伝わりづらいという問題がある。ゆえに、サイクルの速い吸脱着を行う場合には吸着用シートの性能を活かしきれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３８９２８号公報
【特許文献２】特開２００５−８７９０６号公報
【特許文献３】特開２００９−１８３９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、有機繊維を主体に構成される吸着用シートにおいても、その吸脱着時の熱応答性を向上させることにより、吸脱着サイクルに優れた吸着用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、
（１）有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を少なくとも含有し、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体の含有率が吸着用シート質量に対して１〜２０質量％であることを特徴とする吸着用シート、
（２）有機繊維及び吸着剤を含有してなるウェブに、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする上記（１）記載の吸着用シート、
（３）有機繊維を含有してなるウェブに、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする上記（１）記載の吸着用シート、
（４）有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有してなるウェブを作製することで製造されることを特徴とする上記（１）記載の吸着用シート、
により、解決できることを見出した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱伝導性の低い有機繊維を主体として構成される吸着用シートでも、熱伝導性の高い熱伝導体を含有させることにより、シートの熱応答性が向上し、含有される吸着剤をより効率良く活用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に用いる吸着剤としては、珪素、チタン、アルミニウム、タンタル、バナジウム、ジルコニウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等から選ばれる少なくとも１種の金属原子の酸化物を含有してなり、その形態としては、多数の細孔を有する粒状体、一次粒子径が数ｎｍの単独粒子が複数凝集してなる複合粒子、管状体、繊維状物の凝集体等が挙げられる。より具体的には、非晶質アルミニウム珪酸塩、多孔質シリカ、メソポーラスシリカ、ゼオライト、シリカゲル、繊維状または管状のアルミニウム珪酸塩、繊維状または管状の酸化チタン、珪藻土等を挙げることができる。さらに、高吸水性高分子、カルボキシメチルセルロース等の有機系吸着剤を使用することもできる。
【００１１】
特に大気中の水分を吸着質ととらえる場合、吸着剤の比表面積は３００〜１２００ｇ／ｍ２が好ましく、５００〜１２００ｇ／ｍ２がより好ましく、７００〜１２００ｇ／ｍ２がさらに好ましい。比表面積が３００ｇ／ｍ２未満であると、吸着剤への吸着量が充分でなく、吸着用シートとして能力が不足する場合がある。比表面積が１２００ｇ／ｍ２超であると、吸着質への吸着現象が強く起こるため、吸脱着ヒステリシスが大きくなり過ぎ、効率の良い吸脱着が行われない場合がある。
【００１２】
吸着用シート質量に対する吸着剤の含有率としては、３０〜８０質量％が好ましく、４０〜７０質量％がより好ましく、４５〜６０質量％がさらに好ましい。吸着剤の含有率が３０質量％未満であると、吸着量が十分でない場合がある。吸着剤の含有率が８０質量％を超えると、繊維密度と比較し吸着剤密度が高くなり過ぎるために、吸着剤の吸着効率の低下や吸着用シートの強度の低下などが懸念される。
【００１３】
本発明に用いる熱伝導体としては、窒化アルミニウム、アルミニウム、グラファイト（黒鉛）、炭素鋼、炭素繊維、フェライト（亜鉄酸塩）、銀、銅、ニッケル等の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を用いることができる。熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の部材では、吸着用シートの熱応答性向上のためには多量の添着が必要になり、生産性の低下や高担持による相対的吸着剤比率の低下により、期待される吸脱着性の向上に適していない。吸着用シート質量に対する熱伝導体の含有率としては、１〜２０質量％であり、５〜１５質量％がより好ましく、５〜１０質量％がさらに好ましい。熱伝導体の含有率が１質量％未満では吸着性シートに十分な熱伝導性を付与できず、熱伝導体の含有率が２０質量％超では添加される熱伝導体及びバインダーなどの影響により、吸着剤の細孔が埋没してしまう。
【００１４】
本発明に用いる有機繊維としては、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂、ポリビニルケトン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ジエン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、フラン系樹脂、尿素系樹脂、アニリン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂よりなる繊維が挙げられる。また、木材パルプ、楮、三椏、藁、ケナフ、竹、リンター、バガス、エスパルト、サトウキビ等の植物繊維、あるいはこれらを微細化したものを用いることができる。さらに、セルロース再生繊維であるレーヨン繊維、リヨセル繊維、アセテート等の半合成繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂繊維、シリコーン系樹脂系繊維等を使用することもできる。
【００１５】
本発明の吸着用シート質量に対する有機繊維の含有率としては、２０〜５０質量％が好ましく、３０〜４５質量％がより好ましく、３５〜４０質量％がさらに好ましい。有機繊維の含有率が２０質量％未満では、含有する吸着剤及び熱伝導体の支持体として十分な強度を維持できない場合がある。また、有機繊維の含有率が５０質量％以上であると、吸着剤及び熱伝導体の含有量が少なくなってしまい、満足のいく吸着量を確保できなくなってしまう場合がある。なお、本発明の除湿用シート状物には、ガラス繊維等の難燃または不燃の無機繊維を添加することもできる。
【００１６】
本発明の吸着用シートを作製する方法としては、（Ｉ）吸着剤及び有機繊維を含有するウェブを作製した後に、熱伝導体を含浸または塗工により担持させる方法、（II）有機繊維により構成されるウェブに、吸着剤及び熱伝導体を含浸または塗工により担持させる方法、（III）吸着剤、熱伝導体及び有機繊維とを含有するスラリーから湿式抄造によりウェブを作製する方法等が挙げられる。本発明によれば、熱伝導体は吸着用シートとその接触層である空気との熱交換を効率良く行えるよう含有されることが必要なため、その含有方法としては、熱伝導体と吸着剤及び接触層との接触面が大きくなる方法（Ｉ）及び方法（II）の作製方法がより好ましい。
【００１７】
方法（Ｉ）、（II）及び方法（III）におけるウェブは、カード法、エアレイ法等の乾式法、湿式抄造法で作製することができるが、均一なウェブを得るためには、湿式抄造法が好ましい。湿式抄造法とは、材料を水中に低濃度で分散させて、これを抄き上げる方法で、安価で、均一性が高く、大量製造が可能な手法である。具体的には、吸着剤、熱伝導体及び有機繊維から選ばれるウェブの材料を水中に分散させてスラリーを調製し、これに填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤、定着剤等を適宜添加して、抄紙機で湿式抄造する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜型抄紙機、これらの中から同種または異種の抄紙機を組み合わせてなるコンビネーション抄紙機等を用いることができる。エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラムドライヤー、赤外方式ドライヤー等を用いて、抄紙後の湿紙を乾燥し、シートを得ることができる。
【００１８】
方法（Ｉ）及び方法（II）における熱伝導体または吸着剤及び熱伝導体の担持には、コーティング法（含浸または塗工）を用いる。
【００１９】
コーティング液としては、熱伝導体のみを含有する溶液若しくは分散液または熱伝導体及び吸着剤を含有する溶液若しくは分散液を使用する。媒体としては、水、アルコール、ケトン等を単独または混合して使用することができる。コーティングには、ディップコーター、サイズプレス、ゲートロールコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、コンマコーター、バーコーター、グラビアコーター、キスコーター等の含浸または塗工装置を使用することができる。
【００２０】
熱伝導体、吸着剤をウェブに強く担持させるために、コーティング液に合成樹脂を添加することが好ましい。合成樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、芳香族ビニル化合物等の重合体、スチレン−ブタジエンゴム系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の少なくとも１種または２種以上を用いることができる。カルボニル基等の強い活性基を持つ合成樹脂では、吸着剤の表面に合成樹脂が吸着して、吸着特性を低下させることがあるため、特にポリビニルアルコール系樹脂を用いることが好ましい。
【００２１】
ポリビニルアルコール系樹脂とは、その構成要素にビニルアルコール重合体を含有する樹脂のことを示す。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール；グラフト化ポリビニルアルコール系スチレン・ブタジエンラテックス、グラフト化ポリビニルアルコール系アクリルエマルジョン、グラフト化ポリビニルアルコール系エチレン・酢酸ビニルエマルジョン等のラテックスまたはエマルジョンにビニルアルコール重合体が吸着またはグラフト化したグラフト化ポリビニルアルコール系樹脂を用いることができる。
【００２２】
本発明における吸着用シートとしては、坪量３０〜２００ｇ／ｍ２が好ましく、坪量４０〜１５０ｇ／ｍ２がより好ましく、坪量５０〜１００ｇ／ｍ２がさらに好ましい。坪量が３０ｇ／ｍ２未満である場合、吸着剤量が少なく、望まれる吸着性能が得られない場合がある。坪量が２００ｇ／ｍ２を超える場合、通気性が低下し、吸着剤の吸着効率が低下する場合がある。
【００２３】
本発明における吸着用シートとしては、厚み５０〜５００μｍが好ましく、厚み７０〜４００μｍがより好ましく、厚み１００〜３００μｍがさらに好ましい。厚みが５０μｍ未満の場合、シート強度が低下し、シート形状が保ちづらくなる。厚みが５００μｍを超える場合、通気性が低下し吸着剤の吸着効率が低下する場合がある。
【００２４】
本発明の吸着用シートは、パンチングメタルシート、発泡金属シート、無機粒子の凝集体フィルムといった無機多孔質フィルムや金属箔、金属板等、無機繊維のみで構成された織布、乾式不織布、湿式不織布、編物等を貼り合わせ等によって積層複合化して用いてもよい。
【００２５】
本発明の吸着用シートは、そのままで使用してもよいし、プリーツ加工、コルゲート加工、積層加工、ロールコア加工、ドーナツ加工等の２次加工を施して使用してもよい。また、その用途は、包装材料、除湿シート、内装材料、フィルター、調湿素子、熱交換素子等が挙げられる。調湿素子、熱交換素子の具体例として、除湿ローター素子、ビル空調気化式加湿用素子、燃料電池用加湿用素子、除湿器用除湿素子、自動販売機等の吸水蒸散素子、冷却用吸水蒸散素子、デシカント空調の除湿ローター素子等を挙げることができる。
【実施例】
【００２６】
（吸着剤）
実施例及び比較例で使用した吸着剤を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
吸着剤１は、以下の方法で調製した。Ｓｉ濃度が３８３ｍｍｏｌ／Ｌになるように、純水で希釈したオルトケイ酸ナトリウム水溶液４００ｍｌを調製した。また、これとは別に、塩化アルミニウムを純水に溶解させ、Ａｌ濃度が４５０ｍｍｏｌ／Ｌの水溶液４００ｍｌを調製した。次に、塩化アルミニウム水溶液にオルトケイ酸ナトリウム水溶液を混合し、マグネティックスターラーで撹拌した。この時のＳｉ／Ａｌ比は０．８５であった。さらに、この混合溶液に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液１８ｍｌを滴下し、ｐＨを７とした。この溶液から遠心分離により前駆体を回収し、４Ｌの純水中に分散させた。室温下で１時間撹拌した後、４Ｌの密閉容器に移し替え、恒温槽にて９８℃で２日間加熱を行った。冷却後、遠心分離により３回洗浄後、６０℃で乾燥を行い、吸着剤１を得た。透過型電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡で、吸着剤１を観察したところ、一次粒子径は２〜５ｎｍの粒子からなる粒子径２〜４０ｎｍの複合粒子が０．１〜１００μｍの凝集構造体を構成していて、該凝集構造体に２〜２０ｎｍの細孔があった。
【００２９】
吸着剤５は、以下の方法で調製した。ゾルゲル法によって得られたアナターゼ酸化チタン粒子に、２０ｍｏｌ／ｋｇ濃度の水酸化カリウム水溶液を加え、温度１２０℃で２４時間加熱して得られたスラリー状物を繰り返し水洗し、さらに、酢酸で中和し、再度充分に水洗して、余剰のイオン成分を除去した後、遠心分離器によって、濃度２０質量％の網状に凝集した繊維状酸化チタン分散液を得た。これの一部を乾燥させて、粉末を取り出し、ＢＥＴ法による比表面積を測定したところ、３５０ｍ２／ｇであった。
【００３０】
実施例及び比較例で使用した熱伝導体を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】
実施例１〜６、比較例１〜２
吸着剤を含有してなるウェブとして、固形分にて５０質量％の吸着剤１、ポリエチレンテレフタレート繊維（商品名：テピルス（登録商標）、帝人ファイバー（株）製、０．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）２６質量％、ポリエステル熱融着性芯鞘繊維（商品名：メルティ（登録商標）、ユニチカ（株）製、１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）１７質量％、セルロース系フィブリル化繊維（商品名：セリッシュ（登録商標）ＫＹ−１００Ｇ、ダイセル化学工業（株）製）７質量％を含有してなるスラリー（固形分濃度２質量％）を調製した。得られたスラリーに凝集剤（パーコール５７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を固形分に対して０．２質量％添加し、円網型抄紙機で坪量５０ｇ／ｍ２に抄紙し、吸着剤と有機繊維を含有してなるウェブを得た。
【００３３】
熱伝導体１を含むコーティング液１を作製した。
【００３４】
コーティング液１
熱伝導体１（商品名：ＭＺ−６００、エアウォーター（株）製） １０質量％
エチレン−酢酸ビニルエマルジョン ３質量％
（商品名：リカボンド（登録商標）ＢＥＦ９８５７、中央理化工業（株）製）
ポリビニルアルコール（商品名：ＪＰ４５、日本酢ビ・ポバール（株）製） １質量％
水 ８６質量％
【００３５】
吸着剤と有機繊維を含有してなるウェブに、コーティング液１をロッドバーを用いて塗工した後、９０℃で３０分乾燥させ、両面併せて熱伝導体１を、吸着用シート質量に対して１０質量％（実施例１）、１質量％（実施例２）、５質量％（実施例３）、８質量％（実施例４）、１５質量％（実施例５）、２０質量％（実施例６）、０．５質量％（比較例１）、２１質量％（比較例２）を担持させた吸着用シートを作製した。
【００３６】
実施例７
湿式抄造法により、ポリエチレンテレフタレート繊維（商品名：テピルス（登録商標）、帝人ファイバー（株）製、０．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）５７質量％、ポリエステル熱融着性芯鞘繊維（商品名：メルティ（登録商標）、ユニチカ（株）製、１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）４３質量％からなる坪量２０ｇ／ｍ２の有機繊維を含有してなるウェブを作製した。
【００３７】
吸着剤及び熱伝導体を含むコーティング液２を作製した。
吸着剤１ ２０質量％
熱伝導体１ ５質量％
エチレン−酢酸ビニルエマルジョン ７．５質量％
（商品名：リカボンド（登録商標）ＢＥＦ９８５７、中央理化工業（株）製）
ポリビニルアルコール（商品名：ＪＰ４５、日本酢ビ・ポバール（株）製）２．５質量％
水 ６５質量％
【００３８】
有機繊維を含有してなるウェブに、コーティング液２をロッドバーを用いて塗工し、両面併せて塗工層３５ｇ／ｍ２、吸着用シート質量に対する熱伝導体１の含有量が１０質量％の吸着用シート（実施例７）を作製した。
【００３９】
実施例８
湿式抄造法において、固形分にて４０質量％の吸着剤１、固形分にて１０質量％の熱伝導体１、ポリエチレンテレフタレート繊維（商品名：テピルス（登録商標）、帝人ファイバー（株）製、０．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）２６質量％、ポリエステル熱融着性芯鞘繊維（商品名：メルティ（登録商標）、ユニチカ（株）製、１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍ）１７質量％、セルロース系フィブリル化繊維（商品名：セリッシュ（登録商標）ＫＹ−１００Ｇ、ダイセル化学工業（株）製）７質量％を含有してなるスラリー（固形分濃度２質量％）を調製した。得られたスラリーに凝集剤（商品名：パーコール５７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を固形分に対して０．２質量％添加し、円網型抄紙機で坪量５０ｇ／ｍ２に抄紙し、吸着剤、熱伝導体、有機繊維を含有し、吸着用シートに対する熱伝導体の含有量が１０質量％である吸着用シート（実施例８）を得た。
【００４０】
実施例９〜１５
吸着剤と有機繊維を含有してなるウェブの配合を下記のように変更した以外は、実施例１と同様にして、吸着用シート質量に対して１０質量％の熱伝導体１を含有してなる吸着用シートを得た。
【００４１】
吸着剤１／ポリエチレンテレフタレート繊維／ポリエステル熱融着性芯鞘繊維／セルロース系フィブリル化繊維＝
３０質量％／４０質量％／２６質量％／４質量％（実施例９）
４０質量％／３３質量％／２１質量％／６質量％（実施例１０）
６０質量％／２０質量％／１３質量％／７質量％（実施例１１）
７０質量％／１４質量％／ ９質量％／７質量％（実施例１２）
８０質量％／ ８質量％／ ５質量％／７質量％（実施例１３）
２５質量％／４３質量％／２８質量％／４質量％（実施例１４）
８５質量％／ ５質量％／ ３質量％／７質量％（実施例１５）
【００４２】
実施例１６〜１９
熱伝導体１を、熱伝導体２（実施例１６）、熱伝導体３（実施例１７）、熱伝導体４（実施例１８）、熱伝導体５（実施例１９）に変更した以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを作製した。
【００４３】
実施例２０〜２３
吸着剤１を、吸着剤２（実施例２０）、吸着剤３（実施例２１）、吸着剤４（実施例２２）、吸着剤５（実施例２３）に変更した以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを作製した。
【００４４】
比較例３〜７
熱伝導体１を熱伝導体６に変更した以外は、実施例１、２０〜２３と同様の方法で、吸着用シートを作製した。
【００４５】
＜脱着率評価試験＞
実施例及び比較例の吸着用シートに対して、下記の方法にて、吸着剤の脱着率を評価した。
【００４６】
実施例及び比較例の吸着用シートに含有される吸着剤の含有率ＷＡ（％）は下記の方法で求めた。
【００４７】
方法（Ｉ）で作製された吸着用シート：
あらかじめ温度９０℃で２時間乾燥させた時の熱伝導体コーティング前のウェブの質量ＷＢ、ウェブにおける吸着剤配合率ＷＣ（％）、温度９０℃で２時間乾燥させた時の吸着用シート質量ＷＤより、下記記載の式から算出した。
ＷＡ（％）＝ＷＢ×ＷＣ／ＷＤ
【００４８】
方法（II）で作製された吸着用シート：
コーティング液中の吸着剤配合率ＷＥ（％）、温度９０℃で２時間乾燥させたコーティング前のウェブ質量ＷＦ、吸着用シート質量ＷＤより、下記記載の式から算出した。
ＷＡ（％）＝（ＷＤ−ＷＦ）×ＷＥ／ＷＤ
【００４９】
方法（III）で作製された吸着用シート：
ウェブ中における吸着剤配合率ＷＧ（％）より、下記記載の式から算出した。
ＷＡ（％）＝ＷＧ
【００５０】
吸着用シートの脱着率は、次の方法により求めた。温度９０℃に設定した熱風乾燥機で吸着用シートを２時間処理し、その時の質量Ｗ０を得た。温度２５℃、相対湿度８０％に調整した環境試験庫で吸着用シートを２時間処理し、その時の質量を平衡質量とみなし質量Ｗ１を得た。平衡化させた吸着用シートはすぐに温度４０℃、相対湿度２０％に設定した環境試験庫に２０秒間入れ、２０秒経過後に取り出し、その時の質量Ｗ２を得た。
【００５１】
下記記載の式より、吸着用シートに含有される吸着剤の吸着水分の脱着率を得た。
脱着率Ｄ（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／（Ｗ１−Ｗ０）×１００
【００５２】
実施例及び比較例の各吸着用シートの脱着率については、熱伝導体を含まない吸着用ウェブと比較し、表３に下記のように示す。
【００５３】
◎：脱着率向上１０％以上
○：脱着率向上５％以上〜１０％未満
△：脱着率向上３％以上〜５％未満
×：脱着率向上３％未満
【００５４】
熱伝導体を含まない吸着用ウェブとは下記記載の方法で作製した。
方法（Ｉ）で作製された吸着用シートと比較される吸着用ウェブ：比較検討を行う吸着用シートと同等量の吸着剤を含有し、湿式抄造法により作製される吸着剤と有機繊維とを含有してなる吸着用ウェブ。
方法（II）で作製された吸着用シートと比較される吸着用ウェブ：有機繊維より構成されるウェブに、吸着剤及びバインダーを含有してなるコーティング液を、比較検討を行う吸着用シートと同等量の吸着剤をコーティングにより含有させてなる吸着用ウェブ。
方法（III）で作製された吸着用シートと比較される吸着用ウェブ：比較検討を行う吸着用シートと同等量の吸着剤を含有し、湿式抄造法により作製される吸着剤と有機繊維のみを含有してなる吸着用ウェブ。
【００５５】
【表３】
【００５６】
＜吸着率評価試験＞
実施例及び比較例の吸着用シートは、記載の方法で吸着用シートの吸着率を評価した。
実施例及び比較例で作製された吸着用シートは、温度９０℃で２時間乾燥させ、その時の質量を絶乾質量Ｗ３とみなした。乾燥させた吸着用シートは温度２５℃、相対湿度８０％に設定した環境室内に静置させ、３０秒ごとに質量を計測した。静置後６０秒経過時に計測した質量をＷ４とした。
【００５７】
下記記載の式より、吸着用シートの吸着水分の吸着率を得た。
吸着率Ａ（％）＝（Ｗ４−Ｗ３）／Ｗ３／（ＷＡ／１００）×１００
【００５８】
実施例及び比較例の各吸着用シートの吸着率は、前記の各作製方法における熱伝導体が含まれない吸着ウェブと比較し、表３に下記のように示す。
【００５９】
◎：６０秒経過時の吸着率向上が１０％以上
○：６０秒経過時の吸着率向上が５％以上〜１０％未満
△：６０秒経過時の吸着率向上が２％以上〜５％未満
×：６０秒経過時の吸着率向上が２％未満
【００６０】
実施例１〜６及び比較例１〜２より、熱伝導体の含有率が１〜２０質量％の間では含有率に応じて吸脱着効率が向上した。実施例２、比較例１より熱伝導体の含有率が１質量％未満では吸着用シートの熱伝導性改善にかかる寄与が少なく、吸脱着効率の向上は軽微である。比較例２より、熱伝導体の含有率が２０質量％を超える場合では、吸着用シートの表層に含有される熱伝導体やバインダー過多の影響により吸着用シートの呼吸が抑制され、吸脱着効率の向上は軽微である。
【００６１】
また、方法（III）で製造された吸着用シート（実施例８）よりも、方法（Ｉ）で製造された吸着用シート（実施例１）または方法（II）で製造された吸着用シート（実施例７）の方が、脱着率及び吸着率が向上する効果が高いことが示された。これは、方法（Ｉ）または（II）で製造された吸着用シートでは、吸着用シートの表層に吸着剤及び熱伝導体がより密集していて、接触層である空気と熱伝導体の接触面積がより広くなり、空気との吸放熱において高い効果を示したためと考えられる。
【００６２】
実施例１、８〜１５の結果から、吸着剤の含有率が３０〜８０質量％の場合、脱着率及び吸着率がより向上し易いことが確認された。脱着率が向上するのは、熱伝導体を通じ加熱がより容易に吸着剤に浸透するためであり、吸着率が向上するのは、熱伝導体を通じ吸着用シートの乾燥及び吸着熱で発生した滞熱を放熱し易くなっているためと考えられる。吸着剤の含有率が３０質量％未満である場合、吸着剤がシート内に広く分布しており、吸放熱が比較的容易であるため、熱伝導体の効果が出にくいことが確認された。吸着剤の含有率が８０質量％を超えた場合（実施例１５）には、相対的に熱伝導体の担持できる量が減少してしまうため、含有される多量の吸着剤すべてに対し、熱伝導性が向上し難く、吸着剤の含有率が８０質量％の場合（実施例１３）と比較して、熱伝導体の効果が発現し難かった。また、含有される有機繊維が少ないため、シートの機械的強度の低下も見られた。
【００６３】
実施例１、実施例１６〜１９の比較から、熱伝導体の熱伝導率が大きいほど、脱着率及び吸着率がより向上し易いことが確認された。また、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導体を使用した比較例３〜７の吸着用シートでは、吸脱着率の向上は見られなかった。
【００６４】
実施例１、２０〜２３の比較から、用いる吸着剤の条件に関係なく熱伝導体の含有により吸着用シートの吸放湿性は同等の改善が見られることが示された。
【００６５】
以上のことから、有機繊維を含有してなる吸着用シートは、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体によって、その熱伝動性を向上させることにより、吸着及び脱着性能を大きく向上させることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の吸着用シートは、除湿用フィルター材に使用できるほか、包装材料、押入やタンス用の除湿シート、壁紙や床材等の内装材料等に使用することができる。また、除湿用フィルター材としては、例えば、調湿素子や熱交換素子として使用することができる。調湿素子、熱交換素子の具体例として、ビル空調気化式加湿用素子、燃料電池用加湿用素子、除湿器用除湿素子、自動販売機等の吸水蒸散素子、冷却用吸水蒸散素子、デシカント空調機の除湿ローター、全熱交換素子等を挙げることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を少なくとも含有し、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体の含有率が吸着用シート質量に対して１〜２０質量％であることを特徴とする吸着用シート。
【請求項２】
有機繊維及び吸着剤を含有してなるウェブに、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする請求項１記載の吸着用シート。
【請求項３】
有機繊維を含有してなるウェブに、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする請求項１記載の吸着用シート。
【請求項４】
有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有してなるウェブを作製することで製造されることを特徴とする請求項１記載の吸着用シート。
【請求項１】
有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を少なくとも含有し、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体の含有率が吸着用シート質量に対して１〜２０質量％であることを特徴とする吸着用シート。
【請求項２】
有機繊維及び吸着剤を含有してなるウェブに、熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする請求項１記載の吸着用シート。
【請求項３】
有機繊維を含有してなるウェブに、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有する塗工液を含浸または塗工して製造されることを特徴とする請求項１記載の吸着用シート。
【請求項４】
有機繊維、吸着剤及び熱伝導度１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導体を含有してなるウェブを作製することで製造されることを特徴とする請求項１記載の吸着用シート。
【公開番号】特開２０１２−１４８２３６（Ｐ２０１２−１４８２３６Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６７３（Ｐ２０１１−８６７３）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
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