除湿用シート状物
【課題】本発明の課題は、優れた除湿性能を有し、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、除湿素子の変形がない除湿用シート状物を提供することにある。
【解決手段】水分吸着剤及び有機繊維を含有してなるシートに、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工して製造される除湿用シート状物。水溶性ポリエステル樹脂の含有量が、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。
【解決手段】水分吸着剤及び有機繊維を含有してなるシートに、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工して製造される除湿用シート状物。水溶性ポリエステル樹脂の含有量が、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸放湿を可能とする除湿用シート状物に関する。
【背景技術】
【０００２】
デシカント空調機は、デシカントといわれる水分吸着剤によって低湿度の空気を作り出す空調機器である。低湿度の空気の供給によって、一般的に推奨されている２８℃程度の温度でも快適性を充分に得ることができる。このデシカント空調機は、室外から室内へと空気を導入するための給気用ファン、給気空気中の水分を吸着することにより除湿するための除湿ロータ、除湿された空気を冷却するための冷却器、除湿ロータに吸着した水分を除去して除湿ロータを再生するための加熱器、そして、室内の空気を室外へ排気するための再生用ファン等を有している。除湿ロータは、水分吸着剤を含有してなる除湿用シート状物を円筒形ロータ状に加工したものである。この除湿ロータが回転することによって、処理空気の水分を吸着する吸着ゾーンとこの吸着水分を高温で除去する再生ゾーンとを順次通過するようになっている。
【０００３】
除湿用シート状物の水分吸着剤としては、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水分吸着剤、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水分吸着剤が用いられている。
【０００４】
デシカント空調機は除湿された空気を冷却するため、結露による問題が発生しにくいという利点があるが、再生ゾーンにおいて、水分吸着剤から吸着水分を脱着させるために加熱エネルギーが必要なため、空調機全体のエネルギー効率は必ずしも満足できるものではなかった。特に、広く使用されている多孔質金属酸化物では吸湿量は多いが、一度吸着した水分をなかなか放さないため、脱水するのに多くの加熱エネルギーが必要であり、より低温で再生できる水分吸着剤が求められている。
【０００５】
デシカント空調用除湿素子は、無機系除湿素子と有機系除湿素子に分けられる。無機系除湿素子としては、無機繊維シートなどで作製したハニカムロータにゼオライトを含有するスラリーを含浸し、高温焼成して有機物を除去し得られる除湿素子、セラミック繊維シートに水ガラスを含浸して、シリカゲルを生成させて得られる除湿素子等がある。有機系除湿素子にとしては、水分吸着剤と有機繊維とを含有してなる多孔性の除湿用シート状物をハニカム状に成形加工した有機系除湿素子がある（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００６】
また、水分吸着量の向上を目的として、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等の吸湿性塩を多孔質水分吸着剤に担持させる技術が提案されている（例えば、特許文献５〜８参照）。
【０００７】
これらの除湿素子に含まれている水分吸着剤の多くは、水分を吸脱着するときに体積が大きく変動する。無機系除湿素子は、剛直な無機繊維から構成されているために、水分吸着剤の体積変動を吸収することができず、亀裂、シンタリング、水分吸着剤の脱離等が発生するという問題があった、有機系除湿素子では、柔軟な有機繊維によって構成された空隙が体積変動を吸収するために、亀裂やシンタリングは発生しにくい。しかし、有機系除湿素子の有機繊維として、水酸基を含有するパルプ等を使用するものが多く、この水酸基の水素結合によって調湿用シートの強度が保たれているため、湿った空気によって水素結合が弱くなることがあり、除湿用シート状物の強度が低下し、有機系除湿素子のセルが変形する問題が発生することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２２６０３７号公報
【特許文献２】特開平５−１１５７３７号公報
【特許文献３】特開２００４−２６８０２０号公報
【特許文献４】国際公開第０８／００４７０３号パンフレット
【特許文献５】特開２００３−２０１１１３号公報
【特許文献６】特開平１１−１１４４１０号公報
【特許文献７】特公平７−４９０９１号公報
【特許文献８】特開昭６０−２４１９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、優れた除湿性能を有し、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、除湿素子の変形がない除湿用シート状物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、水分吸着剤と有機繊維とを含有してなるシートにおいて、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工することよって、解決できることを見出した。
【発明の効果】
【００１１】
水分吸着剤と有機繊維とを含有してなるシートに、水溶性ポリエステルを後加工することによって、水分吸着剤の吸着特性を維持したままシート強度を向上させ、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、形状変化を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において、水分吸着剤としては、多孔質金属酸化物を使用することができる。多孔質金属酸化物は、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、繊維状金属酸化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、繊維状又は管状のアルミニウム珪酸塩、繊維状又は管状の酸化チタン等を挙げることができる。また、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水分吸着剤を使用することもできる。
【００１３】
本発明の除湿用シート状物において、水分吸着剤の含有量は、１０質量％以上９０質量％以下が好ましく、３５質量％以上８０質量％以下がより好ましく、４０質量％７０質量％以下がさらに好ましい。含有量が１０質量％未満であると、充分な吸湿量が得られない場合がある。９０質量％を超えると、除湿用シート状物から水分吸着剤の脱離（粉落ち）が起きる場合がある。
【００１４】
本発明において、除湿用シート状物に吸湿性塩を含有させてもよい。吸湿性塩としては、具体的には塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等のハロゲン化金属塩、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛などの金属硫酸塩、酢酸カリウム等の金属酢酸塩、塩酸ジメチルアミンなどのアミン塩類、オルトリン酸などのリン酸化合物、塩酸グアニジン、リン酸グアニジン、スルファミン酸グアニジンなどのグアニジン塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物等を挙げることができる。この中でも、ハロゲン化金属塩、グアニジン塩を使用すると、吸湿量と放湿速度を効率的に高めることができる。
【００１５】
吸湿性塩を含有させる場合、除湿用シート状物中の吸湿性塩の含有量は、水分吸着剤に対して１〜１００質量％以下が好ましい。１質量％未満では、吸湿量及び放湿速度が向上しない場合があり、１００質量％を超えると、液だれを起こす場合がある。さらに好ましい吸湿性塩の含有量は、水分吸着剤の総量に対して２質量％以上７０質量％以下である。
【００１６】
有機繊維としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ジエン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド系樹脂よりなる繊維を使用することができる。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、さらに、セルロース再生繊維であるレーヨン繊維、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）などのフッ素樹脂系繊維、シリコーン樹脂系繊維等を用いることができる。ステンレスやニッケルウール等の金属繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維も用いることができる。
【００１７】
本発明の除湿用シート状物において、有機繊維の含有量は、１０質量％以上９０質量％以下が好ましく、２０質量％以上６５質量％以下がより好ましく、３０質量％６０質量％以下がさらに好ましい。含有量が１０質量％未満であると、除湿用シート状物から水分吸着剤の脱離（粉落ち）が起きる場合がある。９０質量％を超えると、充分な吸湿量が得られない場合がある。
【００１８】
ポリエステルとは、ポリアルコールと多過カルボン酸を反応させた１種の重縮合体で生まれる化学物質の総称である。ポリエステルに親水基を導入することにより、水溶性ポリエステルにすることができ、溶剤を使わずに水溶液として使用することができる。水溶性ポリエステルに含まれる親水基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、カルボニル基、スルホ基、エーテル基などが挙げられる。好ましくはカルボキシル基である。
【００１９】
本発明の除湿用シート状物における水溶性ポリエステル樹脂の含有量は、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上が好ましい。３０質量％を超えると、吸湿量を著しく阻害し、３ｇ／ｍ２未満では、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、形状変化を抑制することが難しくなる場合がある。さらに好ましい含有量は、水分吸着剤に対して１５質量％以下且つ除湿用シート状物に対して５ｇ／ｍ２以上である。
【００２０】
本発明の除湿用シート状物の製造方法は、
（Ｉ）水分吸着剤及び有機繊維を含有するウェブを作製した後に、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工する方法、
（II）有機繊維を含有してなるシート基材に水分吸着剤を塗工した後に、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工する方法、
を挙げることができる。
【００２１】
製造方法（Ｉ）において、水分吸着剤及び有機繊維を含有するウェブを作製する方法としては、カード法、エアレイ法等の乾式法、湿式抄造法を用いることができる。このうち、水分吸着剤が均一に分散されること、水分吸着剤が不規則な構造となりやすいこと等の理由から、湿式抄造法を用いることが好ましい。湿式抄造法とは、希釈した構成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、水分吸着剤と有機繊維とを主体とし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、抄紙機で湿式抄造して、湿紙を得る。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又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など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、湿紙を乾燥し、ウェブを得ることができる。
【００２２】
湿式抄造法では、水分吸着剤と有機繊維で構成される凝集構造を安定化させるために、凝集剤を添加することができる。凝集剤としては、水酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、アルミナ、シリカ、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等の無機含水酸化物、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アニオン又はカチオン変性ポリアクリルアミド、同じくポリエチレンオキサイド系ポリマー、アクリル酸又はメタクリル酸含有共重合物等の水溶性重合体、アルギン酸又はポリビニルリン酸及びこれらのアルカリ性塩、アンモニア、ジエチルアミン及びエチレンジアミン等のアルキルアミン、エタノールアミン等のアルカノールアミン、ピリジン、モルホリン、含アクリロイルモルホリン重合物などがある。特に、アニオン又はカチオン変性水溶性ポリマー凝集剤のうち、ポリマー中にカチオン単位とアニオン単位の双方を有する両性凝集剤は優れた凝集効果を発揮することができる。
【００２３】
また、フィブリル化繊維を含有させると、水分吸着剤の含有率を高めることができて好ましい。フィブリル化繊維とは、セルロース繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維などの高い結晶性を有する繊維を、ビーター、コニカルリファイナー、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー、ホモジナイザー、サンドミル等の各種叩解機を用い機械的に粉砕して得られる、繊維の表面や繊維自体が非常に細かく割れている繊維をいう。フィブリル化繊維を用いた場合、水分吸着剤とフィブリル化繊維とを水中で分散し、これに適宜凝集剤を添加して、水中凝集構造物を作製し、短繊維ともに湿式抄造する。フィブリル化繊維の具体例としては、セルロース繊維をホモジナイザーでフィブリル化したもの（商品名：セリッシュＫＹ−１００Ｓ、ＫＹ−１００Ｇ、ダイセルファインケム株式会社製）、アラミドパルプなどがある。さらに、微生物によって生産されるバクテリアセルロース解離物、柔細胞由来のフィブリル化セルロース繊維も使用できる。
【００２４】
フィブリル化繊維の繊維長と繊維幅のアスペクト比は約２０〜１０００００の範囲に分布し、カナディアンスタンダードフリーネスは０〜５００ｍｌの範囲にあることが好ましく、０〜２００ｍｌの範囲にあることがより好ましい。さらに質量平均繊維長が０．１〜２ｍｍの範囲にあるものが好ましい。
【００２５】
製造方法（Ｉ）〜（II）において、水分吸着剤の塗工や水溶性ポリエステル樹脂の後塗工には、ブレードコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、ショートドウェルコーター、コンマコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、キスコーター、ディップコーター、カーテンコーター、エクストルージョンコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、サイズプレス等の含浸又は塗工装置を使用することができる。コーティング液としては、水分吸着剤や水溶性ポリエステル樹脂を含有する溶液又は分散液を使用する。媒体としては、アルコール、ケトン等の有機溶剤と水との混合液や水を好適に用いることができる。
【００２６】
吸湿性塩を含有させる場合、吸湿性塩は、水分吸着剤と同時に塗工するか、水分吸着剤の後に塗工することが好ましい。水溶性ポリエステル樹脂を塗工する液に吸湿性塩を混ぜてもよい。
【００２７】
製造方法（II）で用いることができるシート基材としては、紙、織布、乾式不織布、湿式不織布、編物等の布帛などがある。このうち、特に不織布は空隙率が高く、また繊維構成によっては分散液の塗工性・浸透性も向上させることができ、さらに、繊維マトリクス内に水分吸着剤が保持されることで、シート基材からの脱離が抑制されるので、特に適したシート基材である。これらのシート基材は、単独で用いても良いし、貼り合わせ等によって積層複合化して用いても良い。また、プリーツ加工、コルゲート加工、積層加工、ロールコア加工、ドーナツ加工等から選ばれる少なくとも１つの成型加工法を用いたフィルター加工が施されていても良い。
【００２８】
本発明の除湿用シート状物は、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。高目付の除湿用シート状物を得ようとする場合には、多層構造とすると地合が良好になる傾向がある。例えば、目付１００ｇ／ｍ２の除湿用シート状物を製造する場合、１層構造ではなく、５０ｇ／ｍ２＋５０ｇ／ｍ２の２層構造、３０ｇ／ｍ２＋４０ｇ／ｍ２＋３０ｇ／ｍ２の３層構造とすることができる。
【００２９】
本発明の除湿用シート状物は、その目付が２５〜２５０ｇ／ｍ２であることが好ましく、３０〜２００ｇ／ｍ２であることがより好ましく、４０〜１５０ｇ／ｍ２であることがさらに好ましい。また、厚みは３０〜５００μｍが好ましく、４０〜３００μｍがより好ましく、５０〜２００μｍがさらに好ましい。
【００３０】
本発明の除湿用シート状物は、そのまま用いてもよいが、シート強度を高めるために、別種の紙、フィルム、布帛等の基材と積層複合化させても構わない。また、カレンダー処理などによって、表面均一性を向上させたり、厚みを調整したりしてもよい。
【００３１】
本発明の除湿用シート状物を用いて、次のような成型加工によって、除湿ロータを製造することができる。まず、除湿用シート状物からハニカム状積層構造体を製造する。ハニカム状積層構造体とは、開孔を有するセル壁からなる積層構造体であって、片面段ボールからなるコルゲートハニカム状積層構造体、六角形セルからなるヘキサゴンハニカム状積層構造体、正方形セルからなるハニカム状積層構造体、三角形セルからなるハニカム状積層構造体及び中空円筒状セルを集合してなるハニカム状積層構造体などが挙げられる。ここで、六角形や正方形などのセル形状は必ずしも正多角形である必要はなく、角が丸味を帯びる、辺が曲がっているなどの異形であっても構わない。片面段ボールは、ＪＩＳ Ｚ １５１６に記載の「外装用段ボール」に準拠して作製することができる。次いで、ハニカム状積層構造体を型抜きなどの方法で円筒形ロータ状に切り抜く方法で、除湿ロータが得られる。また、除湿用シート状物から得られた片面段ボールを渦巻き状に巻き上げて円筒形ロータ状に成形加工する方法によっても、除湿ロータを製造することができる。また、紙、布帛、フィルム等のシート基材を円筒形ロータ状に成型加工した後に、水分吸着剤と吸湿性塩をコーティングする方法でも、除湿ロータを製造することができる。
【実施例】
【００３２】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、特にことわりのない場合、部数、百分率、比率は質量基準である。
【００３３】
（水分吸着剤）
実施例及び比較例で使用した吸着剤を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
水分吸着剤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。このときの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。
【００３６】
水分吸着剤２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１５時間加熱した。得られたスラリー状物を繰り返し水洗し、さらに塩酸で中和し、再度充分に水洗して、余剰のイオン成分を除去した後、乾燥させて網状構造の繊維状酸化チタンを得た。得られた繊維状酸化チタンのＢＥＴ法による比表面積は４８０ｍ２／ｇであった。
【００３７】
水溶性ポリエステルは以下の方法で調整した。ジメチルテレフタル酸１７９．４部、ジメチルイソフタル酸４６．２部、５−スルホン酸ナトリウムジメチルイソフタル酸４７部、エチレングリコール１６３部、シュウ酸チタニウムカリ０．１部を加えて、窒素雰囲気下で撹拌混合しながら、２００℃まで昇温後、３時間かけて２６０℃まで昇温し、エステル交換反応を終了した。さらに、三酸化アンチモン０．０８部を加えた後、２５０℃に昇温し、０．５ｍｍＨｇに減圧し、重合反応を進行させた。得られたポリエステル樹脂２０部と、水８０部を９０℃で２時間かけて撹拌し、水溶性ポリエステル２０％液を得た。
【００３８】
表１に示した水分吸着剤５０質量部、ポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＭ０４ＰＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度０．１ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍ）２６質量部及びポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＪ０４ＣＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度１．１ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ）１７質量部、セルロース系フィブリル化繊維（商品名：セリッシュＫＹ−１００Ｇ、ダイセルファインケム株式会社製）７質量部を混合し、固形分濃度２質量％のスラリーとした。
【００３９】
得られたスラリーに凝集剤（商品名：ＰＥＲＣＯＬ５７、ＢＡＳＦジャパン）を全固形分に対して０．２質量％添加し、カナディアン・スタンダード・フリーネス（Ｃ．Ｓ．Ｆ）で６００〜７５０ｍｌにし、円網型抄紙機で抄紙し、乾燥して、６０ｇ／ｍ２のウェブ１〜３を得た。
【００４０】
得られたウェブ同士の間にポリエチレン樹脂を厚さ２５μｍで押出ポリサンドラミネートして貼り合わせ、積層シート１〜３を得た。
【００４１】
実施例１〜３
積層シート１〜３に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを実施例１〜３のシート状物とした。
【００４２】
実施例４
水分吸着剤１にアンモニアを適量加えて、ビーズミルで湿式粉砕して、１２質量％濃度の分散液を作製し、結着剤としてラテックス（商品名：モビニール８０２０、ニチゴー・モビニール製）を水分吸着剤に対して１０質量部添加し、水を加え濃度１０質量％の塗工液Ａを作製した。
【００４３】
次に、ポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＭ０４ＰＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度０．３ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍ）３０質量部及びポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＪ０４ＣＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ）３０質量部、ＮＢＫＰ４０質量部を混合し、固形分２質量％スラリーとし、円網型抄紙機で抄紙し、乾燥して、４０ｇ／ｍ２のウェブ４を得た。
【００４４】
得られたウェブ同士の間にポリエチレン樹脂を厚さ２５μｍで押出ポリサンドラミネートして貼り合わせ、積層シート４を得た。積層シート４に塗工液Ａを片側に乾燥質量２０ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ後に、水溶性ポリエステルを片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、得られたシートを実施例４のシート状物とした。
【００４５】
実施例５
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量１．５ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例５のシート状物とした。
【００４６】
実施例６
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量５ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例６のシート状物とした。
【００４７】
実施例７
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量１ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例７のシート状物とした。
【００４８】
実施例８
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量３ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例８のシート状物とした。
【００４９】
実施例９
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量４．５ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例９のシート状物とした。
【００５０】
実施例１０
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量６ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例１０のシート状物とした。
【００５１】
実施例１１
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量９ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例１１のシート状物とした。
【００５２】
実施例１２
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量１０ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例１２のシート状物とした。
【００５３】
比較例１〜３
積層シート１〜３に塩化マグネシウム水溶液を片側に乾燥質量６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例１〜３のシート状物とした。
【００５４】
比較例４
水溶性ポリエステルを後塗工しないこと以外は、実施例４と同じにした。
【００５５】
比較例５
積層シート１にポリオレフィン水性ディスパージョンを片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例５のシート状物とした。
【００５６】
比較例６
積層シート１にポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７、（株）クラレ製）水溶液を片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例６のシート状物とした。
【００５７】
比較例７
積層シート１にエチレン−酢酸ビニルエマルジョン（商品名：リカボンド（登録商標）ＢＥＦ９８５７、中央理化工業（株）製）水溶液を片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例７のシート状物とした。
【００５８】
＜評価１：吸湿特性＞
実施例及び比較例で作製した除湿用シート状物を１０ｃｍ×１０ｃｍに裁断して、９０℃で２時間乾燥させ、乾燥質量ＷＳＤを測定した。次に、２５℃、相対湿度３０％（低湿雰囲気）で２時間放置して、質量ＷＳ３０を測定した。続いて、温度は２５℃のままで相対湿度を５０％（中湿雰囲気）に上げて２時間放置して、質量ＷＳ５０を測定した。さらに、温度２５℃のままで相対湿度を８０％（高湿雰囲気）に上げて２時間放置して、質量ＷＳ８０を測定した。下記式（１）〜（３）から、水分吸着量ＡＳ３０、ＡＳ５０、ＡＳ８０（ｇ／ｍ２）を測定し、結果を表２に示した。
【００５９】
ＡＳ３０（ｇ／ｍ２）＝（ＷＳ３０−ＷＳＤ）× １００ （１）
ＡＳ５０（ｇ／ｍ２）＝（ＷＳ５０−ＷＳＤ）× １００ （２）
ＡＳ８０（ｇ／ｍ２）＝（ＷＳ８０−ＷＳＤ）× １００ （３）
【００６０】
＜評価２：剛直度評価＞
ＪＩＳ−Ｌ１０８５に準じてガーレ剛直度を測定し、結果を表２に示した。
【００６１】
＜評価３：除湿素子変形評価＞
実施例及び比較例で作製した除湿用シート状物を高さ１．９ｍｍ、ピッチ３．２ｍｍの片段段ボールを作製し、これをハブに渦巻き状に巻き付けて、外径１０００ｍｍ、内径１８０ｍｍ、厚み１００ｍｍの円筒形ロータ状の除湿素子を作製した。外枠をアルミニウム製として、中心ハブとは、片側４本のスポークで連結し、除湿素子の形状安定化を図った。温度２５℃相対湿度を９０％の庫内に作製したロータを立て掛けて１ケ月間放置し、巻き上がった片段段ボールが変形したかどうかを調べ、結果を表２に示した。
【００６２】
【表２】
【００６３】
実施例１〜４と比較例１〜４との比較から、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工することによりシートの強度が上がり、ロータが変形しにくくなっている。また、後塗工したことによる吸湿量低下はあまり見られなかった。実施例１、５〜１２の比較から、実施例７は、水溶性ポリエステル樹脂の含有量が除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２未満のため変形が見られ、実施例１２は、水溶性ポリエステル樹脂の含有量が水分吸着剤に対して３０質量％超のため、吸湿量低下が大きくなる傾向が見られた。よって、除湿用シート状物における水溶性ポリエステル樹脂の含有量は、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上であることが好ましいことがわかる。水溶性ポリエステル樹脂を後塗工した実施例１とポリオレフィン水性ディスパージョンを塗工した比較例５及びポリビニルアルコールを後塗工した比較例６とを比べると、比較例５及び６は、後塗工したことによりロータが変形しにくくなったが、除湿量はかなり低下した。水溶性ポリエステル樹脂を後塗工した実施例１とエチレン−酢酸ビニルエマルジョンを塗工した比較例７とを比べると、比較例７は後塗工してもロータが変形し、除湿量もかなり低下していた。
【００６４】
水分吸湿剤と有機繊維とを含有してなるシートに水溶性ポリエステル樹脂を後塗工することによりなる本発明の除湿用シート状物とこのシート状物からなる除湿素子では、形状の変化が少なく、優れた除湿性能を示すことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の除湿用シート状物は、高い吸湿量を示すので、デシカント空調機の除湿ロータとして使用できるほか、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、全熱交換素子等の調湿素子や熱交換素子にも利用可能である。また、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も利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸放湿を可能とする除湿用シート状物に関する。
【背景技術】
【０００２】
デシカント空調機は、デシカントといわれる水分吸着剤によって低湿度の空気を作り出す空調機器である。低湿度の空気の供給によって、一般的に推奨されている２８℃程度の温度でも快適性を充分に得ることができる。このデシカント空調機は、室外から室内へと空気を導入するための給気用ファン、給気空気中の水分を吸着することにより除湿するための除湿ロータ、除湿された空気を冷却するための冷却器、除湿ロータに吸着した水分を除去して除湿ロータを再生するための加熱器、そして、室内の空気を室外へ排気するための再生用ファン等を有している。除湿ロータは、水分吸着剤を含有してなる除湿用シート状物を円筒形ロータ状に加工したものである。この除湿ロータが回転することによって、処理空気の水分を吸着する吸着ゾーンとこの吸着水分を高温で除去する再生ゾーンとを順次通過するようになっている。
【０００３】
除湿用シート状物の水分吸着剤としては、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水分吸着剤、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水分吸着剤が用いられている。
【０００４】
デシカント空調機は除湿された空気を冷却するため、結露による問題が発生しにくいという利点があるが、再生ゾーンにおいて、水分吸着剤から吸着水分を脱着させるために加熱エネルギーが必要なため、空調機全体のエネルギー効率は必ずしも満足できるものではなかった。特に、広く使用されている多孔質金属酸化物では吸湿量は多いが、一度吸着した水分をなかなか放さないため、脱水するのに多くの加熱エネルギーが必要であり、より低温で再生できる水分吸着剤が求められている。
【０００５】
デシカント空調用除湿素子は、無機系除湿素子と有機系除湿素子に分けられる。無機系除湿素子としては、無機繊維シートなどで作製したハニカムロータにゼオライトを含有するスラリーを含浸し、高温焼成して有機物を除去し得られる除湿素子、セラミック繊維シートに水ガラスを含浸して、シリカゲルを生成させて得られる除湿素子等がある。有機系除湿素子にとしては、水分吸着剤と有機繊維とを含有してなる多孔性の除湿用シート状物をハニカム状に成形加工した有機系除湿素子がある（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００６】
また、水分吸着量の向上を目的として、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等の吸湿性塩を多孔質水分吸着剤に担持させる技術が提案されている（例えば、特許文献５〜８参照）。
【０００７】
これらの除湿素子に含まれている水分吸着剤の多くは、水分を吸脱着するときに体積が大きく変動する。無機系除湿素子は、剛直な無機繊維から構成されているために、水分吸着剤の体積変動を吸収することができず、亀裂、シンタリング、水分吸着剤の脱離等が発生するという問題があった、有機系除湿素子では、柔軟な有機繊維によって構成された空隙が体積変動を吸収するために、亀裂やシンタリングは発生しにくい。しかし、有機系除湿素子の有機繊維として、水酸基を含有するパルプ等を使用するものが多く、この水酸基の水素結合によって調湿用シートの強度が保たれているため、湿った空気によって水素結合が弱くなることがあり、除湿用シート状物の強度が低下し、有機系除湿素子のセルが変形する問題が発生することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２２６０３７号公報
【特許文献２】特開平５−１１５７３７号公報
【特許文献３】特開２００４−２６８０２０号公報
【特許文献４】国際公開第０８／００４７０３号パンフレット
【特許文献５】特開２００３−２０１１１３号公報
【特許文献６】特開平１１−１１４４１０号公報
【特許文献７】特公平７−４９０９１号公報
【特許文献８】特開昭６０−２４１９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、優れた除湿性能を有し、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、除湿素子の変形がない除湿用シート状物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、水分吸着剤と有機繊維とを含有してなるシートにおいて、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工することよって、解決できることを見出した。
【発明の効果】
【００１１】
水分吸着剤と有機繊維とを含有してなるシートに、水溶性ポリエステルを後加工することによって、水分吸着剤の吸着特性を維持したままシート強度を向上させ、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、形状変化を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において、水分吸着剤としては、多孔質金属酸化物を使用することができる。多孔質金属酸化物は、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、繊維状金属酸化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、繊維状又は管状のアルミニウム珪酸塩、繊維状又は管状の酸化チタン等を挙げることができる。また、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水分吸着剤を使用することもできる。
【００１３】
本発明の除湿用シート状物において、水分吸着剤の含有量は、１０質量％以上９０質量％以下が好ましく、３５質量％以上８０質量％以下がより好ましく、４０質量％７０質量％以下がさらに好ましい。含有量が１０質量％未満であると、充分な吸湿量が得られない場合がある。９０質量％を超えると、除湿用シート状物から水分吸着剤の脱離（粉落ち）が起きる場合がある。
【００１４】
本発明において、除湿用シート状物に吸湿性塩を含有させてもよい。吸湿性塩としては、具体的には塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等のハロゲン化金属塩、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛などの金属硫酸塩、酢酸カリウム等の金属酢酸塩、塩酸ジメチルアミンなどのアミン塩類、オルトリン酸などのリン酸化合物、塩酸グアニジン、リン酸グアニジン、スルファミン酸グアニジンなどのグアニジン塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物等を挙げることができる。この中でも、ハロゲン化金属塩、グアニジン塩を使用すると、吸湿量と放湿速度を効率的に高めることができる。
【００１５】
吸湿性塩を含有させる場合、除湿用シート状物中の吸湿性塩の含有量は、水分吸着剤に対して１〜１００質量％以下が好ましい。１質量％未満では、吸湿量及び放湿速度が向上しない場合があり、１００質量％を超えると、液だれを起こす場合がある。さらに好ましい吸湿性塩の含有量は、水分吸着剤の総量に対して２質量％以上７０質量％以下である。
【００１６】
有機繊維としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ジエン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド系樹脂よりなる繊維を使用することができる。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、さらに、セルロース再生繊維であるレーヨン繊維、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）などのフッ素樹脂系繊維、シリコーン樹脂系繊維等を用いることができる。ステンレスやニッケルウール等の金属繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維も用いることができる。
【００１７】
本発明の除湿用シート状物において、有機繊維の含有量は、１０質量％以上９０質量％以下が好ましく、２０質量％以上６５質量％以下がより好ましく、３０質量％６０質量％以下がさらに好ましい。含有量が１０質量％未満であると、除湿用シート状物から水分吸着剤の脱離（粉落ち）が起きる場合がある。９０質量％を超えると、充分な吸湿量が得られない場合がある。
【００１８】
ポリエステルとは、ポリアルコールと多過カルボン酸を反応させた１種の重縮合体で生まれる化学物質の総称である。ポリエステルに親水基を導入することにより、水溶性ポリエステルにすることができ、溶剤を使わずに水溶液として使用することができる。水溶性ポリエステルに含まれる親水基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、カルボニル基、スルホ基、エーテル基などが挙げられる。好ましくはカルボキシル基である。
【００１９】
本発明の除湿用シート状物における水溶性ポリエステル樹脂の含有量は、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上が好ましい。３０質量％を超えると、吸湿量を著しく阻害し、３ｇ／ｍ２未満では、本発明の除湿用シート状物を成形加工してなる除湿素子において、形状変化を抑制することが難しくなる場合がある。さらに好ましい含有量は、水分吸着剤に対して１５質量％以下且つ除湿用シート状物に対して５ｇ／ｍ２以上である。
【００２０】
本発明の除湿用シート状物の製造方法は、
（Ｉ）水分吸着剤及び有機繊維を含有するウェブを作製した後に、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工する方法、
（II）有機繊維を含有してなるシート基材に水分吸着剤を塗工した後に、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工する方法、
を挙げることができる。
【００２１】
製造方法（Ｉ）において、水分吸着剤及び有機繊維を含有するウェブを作製する方法としては、カード法、エアレイ法等の乾式法、湿式抄造法を用いることができる。このうち、水分吸着剤が均一に分散されること、水分吸着剤が不規則な構造となりやすいこと等の理由から、湿式抄造法を用いることが好ましい。湿式抄造法とは、希釈した構成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、水分吸着剤と有機繊維とを主体とし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、抄紙機で湿式抄造して、湿紙を得る。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又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など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、湿紙を乾燥し、ウェブを得ることができる。
【００２２】
湿式抄造法では、水分吸着剤と有機繊維で構成される凝集構造を安定化させるために、凝集剤を添加することができる。凝集剤としては、水酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、アルミナ、シリカ、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等の無機含水酸化物、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アニオン又はカチオン変性ポリアクリルアミド、同じくポリエチレンオキサイド系ポリマー、アクリル酸又はメタクリル酸含有共重合物等の水溶性重合体、アルギン酸又はポリビニルリン酸及びこれらのアルカリ性塩、アンモニア、ジエチルアミン及びエチレンジアミン等のアルキルアミン、エタノールアミン等のアルカノールアミン、ピリジン、モルホリン、含アクリロイルモルホリン重合物などがある。特に、アニオン又はカチオン変性水溶性ポリマー凝集剤のうち、ポリマー中にカチオン単位とアニオン単位の双方を有する両性凝集剤は優れた凝集効果を発揮することができる。
【００２３】
また、フィブリル化繊維を含有させると、水分吸着剤の含有率を高めることができて好ましい。フィブリル化繊維とは、セルロース繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維などの高い結晶性を有する繊維を、ビーター、コニカルリファイナー、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー、ホモジナイザー、サンドミル等の各種叩解機を用い機械的に粉砕して得られる、繊維の表面や繊維自体が非常に細かく割れている繊維をいう。フィブリル化繊維を用いた場合、水分吸着剤とフィブリル化繊維とを水中で分散し、これに適宜凝集剤を添加して、水中凝集構造物を作製し、短繊維ともに湿式抄造する。フィブリル化繊維の具体例としては、セルロース繊維をホモジナイザーでフィブリル化したもの（商品名：セリッシュＫＹ−１００Ｓ、ＫＹ−１００Ｇ、ダイセルファインケム株式会社製）、アラミドパルプなどがある。さらに、微生物によって生産されるバクテリアセルロース解離物、柔細胞由来のフィブリル化セルロース繊維も使用できる。
【００２４】
フィブリル化繊維の繊維長と繊維幅のアスペクト比は約２０〜１０００００の範囲に分布し、カナディアンスタンダードフリーネスは０〜５００ｍｌの範囲にあることが好ましく、０〜２００ｍｌの範囲にあることがより好ましい。さらに質量平均繊維長が０．１〜２ｍｍの範囲にあるものが好ましい。
【００２５】
製造方法（Ｉ）〜（II）において、水分吸着剤の塗工や水溶性ポリエステル樹脂の後塗工には、ブレードコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、ショートドウェルコーター、コンマコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、キスコーター、ディップコーター、カーテンコーター、エクストルージョンコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、サイズプレス等の含浸又は塗工装置を使用することができる。コーティング液としては、水分吸着剤や水溶性ポリエステル樹脂を含有する溶液又は分散液を使用する。媒体としては、アルコール、ケトン等の有機溶剤と水との混合液や水を好適に用いることができる。
【００２６】
吸湿性塩を含有させる場合、吸湿性塩は、水分吸着剤と同時に塗工するか、水分吸着剤の後に塗工することが好ましい。水溶性ポリエステル樹脂を塗工する液に吸湿性塩を混ぜてもよい。
【００２７】
製造方法（II）で用いることができるシート基材としては、紙、織布、乾式不織布、湿式不織布、編物等の布帛などがある。このうち、特に不織布は空隙率が高く、また繊維構成によっては分散液の塗工性・浸透性も向上させることができ、さらに、繊維マトリクス内に水分吸着剤が保持されることで、シート基材からの脱離が抑制されるので、特に適したシート基材である。これらのシート基材は、単独で用いても良いし、貼り合わせ等によって積層複合化して用いても良い。また、プリーツ加工、コルゲート加工、積層加工、ロールコア加工、ドーナツ加工等から選ばれる少なくとも１つの成型加工法を用いたフィルター加工が施されていても良い。
【００２８】
本発明の除湿用シート状物は、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。高目付の除湿用シート状物を得ようとする場合には、多層構造とすると地合が良好になる傾向がある。例えば、目付１００ｇ／ｍ２の除湿用シート状物を製造する場合、１層構造ではなく、５０ｇ／ｍ２＋５０ｇ／ｍ２の２層構造、３０ｇ／ｍ２＋４０ｇ／ｍ２＋３０ｇ／ｍ２の３層構造とすることができる。
【００２９】
本発明の除湿用シート状物は、その目付が２５〜２５０ｇ／ｍ２であることが好ましく、３０〜２００ｇ／ｍ２であることがより好ましく、４０〜１５０ｇ／ｍ２であることがさらに好ましい。また、厚みは３０〜５００μｍが好ましく、４０〜３００μｍがより好ましく、５０〜２００μｍがさらに好ましい。
【００３０】
本発明の除湿用シート状物は、そのまま用いてもよいが、シート強度を高めるために、別種の紙、フィルム、布帛等の基材と積層複合化させても構わない。また、カレンダー処理などによって、表面均一性を向上させたり、厚みを調整したりしてもよい。
【００３１】
本発明の除湿用シート状物を用いて、次のような成型加工によって、除湿ロータを製造することができる。まず、除湿用シート状物からハニカム状積層構造体を製造する。ハニカム状積層構造体とは、開孔を有するセル壁からなる積層構造体であって、片面段ボールからなるコルゲートハニカム状積層構造体、六角形セルからなるヘキサゴンハニカム状積層構造体、正方形セルからなるハニカム状積層構造体、三角形セルからなるハニカム状積層構造体及び中空円筒状セルを集合してなるハニカム状積層構造体などが挙げられる。ここで、六角形や正方形などのセル形状は必ずしも正多角形である必要はなく、角が丸味を帯びる、辺が曲がっているなどの異形であっても構わない。片面段ボールは、ＪＩＳ Ｚ １５１６に記載の「外装用段ボール」に準拠して作製することができる。次いで、ハニカム状積層構造体を型抜きなどの方法で円筒形ロータ状に切り抜く方法で、除湿ロータが得られる。また、除湿用シート状物から得られた片面段ボールを渦巻き状に巻き上げて円筒形ロータ状に成形加工する方法によっても、除湿ロータを製造することができる。また、紙、布帛、フィルム等のシート基材を円筒形ロータ状に成型加工した後に、水分吸着剤と吸湿性塩をコーティングする方法でも、除湿ロータを製造することができる。
【実施例】
【００３２】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、特にことわりのない場合、部数、百分率、比率は質量基準である。
【００３３】
（水分吸着剤）
実施例及び比較例で使用した吸着剤を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
水分吸着剤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。このときの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。
【００３６】
水分吸着剤２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１５時間加熱した。得られたスラリー状物を繰り返し水洗し、さらに塩酸で中和し、再度充分に水洗して、余剰のイオン成分を除去した後、乾燥させて網状構造の繊維状酸化チタンを得た。得られた繊維状酸化チタンのＢＥＴ法による比表面積は４８０ｍ２／ｇであった。
【００３７】
水溶性ポリエステルは以下の方法で調整した。ジメチルテレフタル酸１７９．４部、ジメチルイソフタル酸４６．２部、５−スルホン酸ナトリウムジメチルイソフタル酸４７部、エチレングリコール１６３部、シュウ酸チタニウムカリ０．１部を加えて、窒素雰囲気下で撹拌混合しながら、２００℃まで昇温後、３時間かけて２６０℃まで昇温し、エステル交換反応を終了した。さらに、三酸化アンチモン０．０８部を加えた後、２５０℃に昇温し、０．５ｍｍＨｇに減圧し、重合反応を進行させた。得られたポリエステル樹脂２０部と、水８０部を９０℃で２時間かけて撹拌し、水溶性ポリエステル２０％液を得た。
【００３８】
表１に示した水分吸着剤５０質量部、ポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＭ０４ＰＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度０．１ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍ）２６質量部及びポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＪ０４ＣＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度１．１ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ）１７質量部、セルロース系フィブリル化繊維（商品名：セリッシュＫＹ−１００Ｇ、ダイセルファインケム株式会社製）７質量部を混合し、固形分濃度２質量％のスラリーとした。
【００３９】
得られたスラリーに凝集剤（商品名：ＰＥＲＣＯＬ５７、ＢＡＳＦジャパン）を全固形分に対して０．２質量％添加し、カナディアン・スタンダード・フリーネス（Ｃ．Ｓ．Ｆ）で６００〜７５０ｍｌにし、円網型抄紙機で抄紙し、乾燥して、６０ｇ／ｍ２のウェブ１〜３を得た。
【００４０】
得られたウェブ同士の間にポリエチレン樹脂を厚さ２５μｍで押出ポリサンドラミネートして貼り合わせ、積層シート１〜３を得た。
【００４１】
実施例１〜３
積層シート１〜３に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを実施例１〜３のシート状物とした。
【００４２】
実施例４
水分吸着剤１にアンモニアを適量加えて、ビーズミルで湿式粉砕して、１２質量％濃度の分散液を作製し、結着剤としてラテックス（商品名：モビニール８０２０、ニチゴー・モビニール製）を水分吸着剤に対して１０質量部添加し、水を加え濃度１０質量％の塗工液Ａを作製した。
【００４３】
次に、ポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＭ０４ＰＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度０．３ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍ）３０質量部及びポリエステル繊維（商品名：テピルスＴＪ０４ＣＮ、帝人ファイバー株式会社製、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ）３０質量部、ＮＢＫＰ４０質量部を混合し、固形分２質量％スラリーとし、円網型抄紙機で抄紙し、乾燥して、４０ｇ／ｍ２のウェブ４を得た。
【００４４】
得られたウェブ同士の間にポリエチレン樹脂を厚さ２５μｍで押出ポリサンドラミネートして貼り合わせ、積層シート４を得た。積層シート４に塗工液Ａを片側に乾燥質量２０ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ後に、水溶性ポリエステルを片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、得られたシートを実施例４のシート状物とした。
【００４５】
実施例５
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量１．５ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例５のシート状物とした。
【００４６】
実施例６
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量５ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例６のシート状物とした。
【００４７】
実施例７
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量１ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例７のシート状物とした。
【００４８】
実施例８
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量３ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例８のシート状物とした。
【００４９】
実施例９
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量４．５ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例９のシート状物とした。
【００５０】
実施例１０
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量６ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例１０のシート状物とした。
【００５１】
実施例１１
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量９ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例１１のシート状物とした。
【００５２】
実施例１２
積層シート１に水溶性ポリエステルを片面乾燥質量１０ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させたシートを実施例１２のシート状物とした。
【００５３】
比較例１〜３
積層シート１〜３に塩化マグネシウム水溶液を片側に乾燥質量６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例１〜３のシート状物とした。
【００５４】
比較例４
水溶性ポリエステルを後塗工しないこと以外は、実施例４と同じにした。
【００５５】
比較例５
積層シート１にポリオレフィン水性ディスパージョンを片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例５のシート状物とした。
【００５６】
比較例６
積層シート１にポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７、（株）クラレ製）水溶液を片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例６のシート状物とした。
【００５７】
比較例７
積層シート１にエチレン−酢酸ビニルエマルジョン（商品名：リカボンド（登録商標）ＢＥＦ９８５７、中央理化工業（株）製）水溶液を片面乾燥質量４ｇ／ｍ２ずつになるように両面後塗工し、乾燥させた後に、塩化マグネシウム水溶液を片面６ｇ／ｍ２ずつになるように両面塗工し、乾燥させ、得られたシートを比較例７のシート状物とした。
【００５８】
＜評価１：吸湿特性＞
実施例及び比較例で作製した除湿用シート状物を１０ｃｍ×１０ｃｍに裁断して、９０℃で２時間乾燥させ、乾燥質量ＷＳＤを測定した。次に、２５℃、相対湿度３０％（低湿雰囲気）で２時間放置して、質量ＷＳ３０を測定した。続いて、温度は２５℃のままで相対湿度を５０％（中湿雰囲気）に上げて２時間放置して、質量ＷＳ５０を測定した。さらに、温度２５℃のままで相対湿度を８０％（高湿雰囲気）に上げて２時間放置して、質量ＷＳ８０を測定した。下記式（１）〜（３）から、水分吸着量ＡＳ３０、ＡＳ５０、ＡＳ８０（ｇ／ｍ２）を測定し、結果を表２に示した。
【００５９】
ＡＳ３０（ｇ／ｍ２）＝（ＷＳ３０−ＷＳＤ）× １００ （１）
ＡＳ５０（ｇ／ｍ２）＝（ＷＳ５０−ＷＳＤ）× １００ （２）
ＡＳ８０（ｇ／ｍ２）＝（ＷＳ８０−ＷＳＤ）× １００ （３）
【００６０】
＜評価２：剛直度評価＞
ＪＩＳ−Ｌ１０８５に準じてガーレ剛直度を測定し、結果を表２に示した。
【００６１】
＜評価３：除湿素子変形評価＞
実施例及び比較例で作製した除湿用シート状物を高さ１．９ｍｍ、ピッチ３．２ｍｍの片段段ボールを作製し、これをハブに渦巻き状に巻き付けて、外径１０００ｍｍ、内径１８０ｍｍ、厚み１００ｍｍの円筒形ロータ状の除湿素子を作製した。外枠をアルミニウム製として、中心ハブとは、片側４本のスポークで連結し、除湿素子の形状安定化を図った。温度２５℃相対湿度を９０％の庫内に作製したロータを立て掛けて１ケ月間放置し、巻き上がった片段段ボールが変形したかどうかを調べ、結果を表２に示した。
【００６２】
【表２】
【００６３】
実施例１〜４と比較例１〜４との比較から、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工することによりシートの強度が上がり、ロータが変形しにくくなっている。また、後塗工したことによる吸湿量低下はあまり見られなかった。実施例１、５〜１２の比較から、実施例７は、水溶性ポリエステル樹脂の含有量が除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２未満のため変形が見られ、実施例１２は、水溶性ポリエステル樹脂の含有量が水分吸着剤に対して３０質量％超のため、吸湿量低下が大きくなる傾向が見られた。よって、除湿用シート状物における水溶性ポリエステル樹脂の含有量は、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上であることが好ましいことがわかる。水溶性ポリエステル樹脂を後塗工した実施例１とポリオレフィン水性ディスパージョンを塗工した比較例５及びポリビニルアルコールを後塗工した比較例６とを比べると、比較例５及び６は、後塗工したことによりロータが変形しにくくなったが、除湿量はかなり低下した。水溶性ポリエステル樹脂を後塗工した実施例１とエチレン−酢酸ビニルエマルジョンを塗工した比較例７とを比べると、比較例７は後塗工してもロータが変形し、除湿量もかなり低下していた。
【００６４】
水分吸湿剤と有機繊維とを含有してなるシートに水溶性ポリエステル樹脂を後塗工することによりなる本発明の除湿用シート状物とこのシート状物からなる除湿素子では、形状の変化が少なく、優れた除湿性能を示すことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の除湿用シート状物は、高い吸湿量を示すので、デシカント空調機の除湿ロータとして使用できるほか、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、全熱交換素子等の調湿素子や熱交換素子にも利用可能である。また、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も利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分吸着剤及び有機繊維を含有してなるシートに、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工して製造される除湿用シート状物。
【請求項２】
水溶性ポリエステル樹脂の含有量が、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上である請求項１記載の除湿用シート状物。
【請求項１】
水分吸着剤及び有機繊維を含有してなるシートに、水溶性ポリエステル樹脂を後塗工して製造される除湿用シート状物。
【請求項２】
水溶性ポリエステル樹脂の含有量が、水分吸着剤に対して３０質量％以下且つ除湿用シート状物に対して３ｇ／ｍ２以上である請求項１記載の除湿用シート状物。
【公開番号】特開２０１２−１９２３９３（Ｐ２０１２−１９２３９３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０４３２（Ｐ２０１１−６０４３２）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【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１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
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