(57)【要約】      （修正有）【課題】調湿機能、有害化学物質及び不快臭の除去機能、防汚性及び汚れ隠蔽性、並びに可撓性に優れた機能性部材の提供。【解決手段】可撓性を有する基材と、該基材上に形成された、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体を少なくとも含む乾燥物からなる吸放湿層とを有する機能性部材であり、好ましくは、無機多孔質体の平均細孔径が２．７〜３．１ｎｍ、細孔容積が０．２８〜０．９６ｃｍ３／ｇ、細孔径分布が、細孔容積の９５％以上が９ｎｍ以下である狭い分布域を有している機能性部材。前記無機多孔質体が多孔質シリカであり、前記吸放湿層がウィスカー状又は紡錘状炭酸カルシウムを含み、更にガラス転移温度が−５〜−５０℃である有機物エマルジョンを含む機能性部材。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基材と、
該基材上に形成された、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体を少なくとも含む乾燥物からなる吸放湿層と
を有する機能性部材。
【請求項２】
前記無機多孔質体の平均細孔径が２．７〜３．１ｎｍである、請求項１に記載の機能性部材。
【請求項３】
前記無機多孔質体の細孔容積が０．２８〜０．９６ｃｍ３／ｇである、請求項１または２に記載の機能性部材。
【請求項４】
前記無機多孔質体の細孔径分布が、細孔容積の９５％以上が９ｎｍ以下である程度に狭い分布域を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項５】
前記無機多孔質体が、平均細孔径の異なる２種又はそれ以上の無機多孔質体からなるものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項６】
前記平均細孔径の異なる２種又はそれ以上の無機多孔質体が、平均細孔径が２．７〜３．１ｎｍである無機多孔質体と、平均細孔径が３．６〜６．４ｎｍである無機多孔質体とを少なくとも含むものである、請求項５に記載の機能性部材。
【請求項７】
前記平均細孔径が２．７〜３．１ｎｍである無機多孔質体と平均細孔径が３．６〜６．４ｎｍである無機多孔質体との含有量比が１０：９０〜９０：１０である、請求項６に記載の機能性部材。
【請求項８】
前記吸放湿層が非多孔性充填材をさらに含んでなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項９】
前記非多孔性充填材がウィスカー状または紡錘状炭酸カルシウムである、請求項８に記載の機能性部材。
【請求項１０】
前記ウィスカー状炭酸カルシウムの繊維径が０．５〜１μｍ以下であり、繊維長が１０〜２０μｍである、請求項９に記載の機能性部材。
【請求項１１】
前記無機多孔質体と前記ウィスカー状炭酸カルシウムとの含有量比が５０：５０〜９０：１０である、請求項９または１０に記載の機能性部材。
【請求項１２】
前記吸放湿層が、有機物のガラス転移温度が−５〜−５０℃である有機物のエマルジョンをさらに含んでなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項１３】
前記無機多孔質体が多孔質シリカである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項１４】
吸放湿層の膜厚が５００〜１５００μｍである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項１５】
前記吸放湿層の表面に意匠層がさらに形成されてなる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項１６】
前記吸放湿層の表面または前記意匠層の表面に撥水層がさらに形成されてなる、請求項１５に記載の機能性部材。
【請求項１７】
前記吸放湿層が抗菌剤および防カビ剤の少なくともいずれか一方をさらに含んでなる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項１８】
前記撥水層が抗菌剤および防カビ剤の少なくともいずれか一方をさらに含んでなる、請求項１６に記載の機能性部材。
【請求項１９】
前記吸放湿層が光触媒をさらに含んでなる、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項２０】
前記撥水層が光触媒をさらに含んでなる、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項２１】
前記意匠層の表面に樹脂コロイダルディスパージョンの乾燥物の被覆層が形成されている、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項２２】
最表層に光触媒が固定されている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項２３】
前記基材が、紙、合成樹脂シート、織布、不織布、ガラス繊維シート、金属繊維、難燃裏打紙、壁紙用基材紙、およびこれらの複合または積層材料からなる群から選択される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の機能性部材。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の機能性部材の吸放湿層を形成するための塗布液であって、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体を少なくとも含んでなる、塗布液。
【請求項２５】
前記無機多孔質体の平均細孔径が２．７〜３．１ｎｍである、請求項２４に記載の塗布液。
【請求項２６】
前記塗布液が非多孔質充填材をさらに含んでなる、請求項２４または２５に記載の塗布液。
【請求項２７】
前記無機多孔質体が多孔質シリカである、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の塗布液。
【請求項２８】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の機能性部材を製造する方法であって、
可撓性を有する基材を用意し、
該基材上に、請求項に記載の塗布液を塗布し、乾燥させて、吸放湿層を形成させることを含んでなる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間、とりわけ湿度が低い空間の相対湿度を自律的に制御する調湿機能に優れた機能性部材ならびにその製造のための方法および塗布液に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸放湿性能を有する調湿材料が知られている。調湿材料は、空間の相対湿度（ＲＨ）を自律的に制御する材料であり、高湿度時には湿気を吸収し、低湿度時には湿気を放出することができる。例えば、住宅用の内装材にあっては、人間が快適と感じる湿度範囲（例えば５０〜７０％ＲＨ）に室内を保つよう、５０％ＲＨ以下の湿度帯では放湿し、７０％ＲＨ以上の湿度帯では吸湿する調湿材料が望ましいとされている。
【０００３】
特開２００３−１７０５４３号公報（特許文献１）には、可撓性を有する基材の表面に、平均直径３〜１２ｎｍの細孔径を有し、細孔容積が０．３ｍｌ／ｇ以上の無機多孔質体と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が特定範囲にある有機物のエマルジョンとを含む混合物の乾燥物が被覆された機能性シートが開示されている。この文献によれば、良好な製膜性を得るために、前記無機多孔質体の平均粒径は３０μｍ〜６０μｍであるとされており、平均粒系が３０μｍ未満であるとクラックが発生し、平均粒系が６０μｍより大きいと表面に凹凸が発生し外観を損ねるとある。
【０００４】
特開２００４−３００６４８号公報（特許文献２）には、可撓性を有する基材の表面に、平均粒径が２５μｍであり、細孔直径４〜１４ｎｍの細孔容積が０．９７ｍｌ／ｇであり、かつ細孔直径１〜２００ｎｍの全細孔容積が１．２１ｍｌ／ｇの無機多孔体と、ガラス転移温度が特定範囲にある有機物エマルジョンとを含む組成物の乾燥物からなる吸放湿層が形成された機能性壁紙が開示されている。また、ＷＯ２００４／０８５１５１号公報（特許文献３）には、可撓性を有する基材と、該基材上に形成された、無機多孔質体とガラス転移温度が特定範囲にある有機物エマルジョンとを含む混合物の乾燥物からなる第一層と、第一層の表面の略全面にわたって、無機充填剤が有機物バインダーによって固定化された第二層とを有する機能性部材が開示されている。これらの文献によれば、前記無機多孔体の平均粒径が２０μｍ以上であればクラックが発生することがなく、平均粒径が６０μｍ以下であれば表面の凹凸がほとんど無く、良好な外観を得られるとされている。
【０００５】
特開２００８−０８６８７４号公報（特許文献４）には、数平均粒子径約９．６μｍ、体積平均粒子径約１３．８μｍのポリアミド多孔質粒子からなる吸放湿材料が開示されている。また、特開２０１１−１７７６５７号公報（特許文献５）には、再生用の空気を加熱するための手段を設けることなく吸湿体の再生を可能とする除湿装置が開示されており、吸湿体の材料として、メソポーラスシリカまたは高分子系吸着材が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７０５４３号公報
【特許文献２】特開２００４−３００６４８号公報
【特許文献３】ＷＯ２００４／０８５１５１号公報
【特許文献４】特開２００８−０８６８７４号公報
【特許文献５】特開２０１１−１７７６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
外気温が低い冬季の環境では、人体から放出される湿気、調理により発生する湿気、入浴により発生する湿気等により空間の湿度が上昇し、窓や壁面で結露が発生する。室内が暖房されて気温が高いため、室内空気の相対湿度は高くないにもかかわらず多量の水分を含んでおり、外気に冷やされた窓や壁に触れると水分が凝縮し結露を生じる。結露は汚れやカビの原因になるため、極力発生を抑える必要がある。最近の住宅は断熱性に優れるため結露が発生しにくくなっている反面、気密性も高められているため、湿気はこもりやすくなっており、結露を完全に防ぐことはできない。結露を防ぐためには、定期的または連続的な換気を行う必要があるが、頻繁な空気の入れ替えにより、暖房のエネルギーロスにつながってしまう。このため、換気によるエネルギーロスを極力抑えた状態で結露を効果的に抑制または防止することができるように、結露が発生する湿度帯において素早く湿気を吸収する能力をもつ調湿材料の開発が望まれている。
【０００８】
一方、湿気の発生がなくなると、室内の相対湿度は急激に減少する。気温の低い冬季の環境は大気の絶対湿度が非常に低いため、これが屋内に取り込まれて暖房により暖められると、非常に乾いた相対湿度の低い空気となる。乾いた環境は、鼻腔や咽頭の粘膜、皮膚の乾燥を引き起こすだけでなく、感染性ウィルスの飛散を誘引し好ましくない。このため、加湿器等を用いて湿潤状態を保つことが行われている。このため、室内の相対湿度が低下した場合には、調湿材料が蓄えた水分を速やかに放出し、室内空気の相対湿度を適度な範囲に調節する材料が望まれている。
【０００９】
特定の平均粒子径、細孔径および細孔容積を有する無機多孔質体を含む調湿材料を開示する上記文献１〜３においては、２５℃、５０％ＲＨおよび２５℃、９０％ＲＨの恒温恒湿下の間で、あるいは２３℃、３３％ＲＨおよび２３℃、９３％ＲＨの恒温恒湿下の間での吸放湿特性が評価されているが、これらの技術をもってしても、低湿度帯において優れた吸放湿機能を示し、かつ吸湿速度および放湿速度が速く、吸湿量および放湿量が大きな、優れた吸放湿応答性を有する調湿材料を得るには至っていない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、今般、可撓性を有する基材上に、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体、好ましくは平均粒子径が５．５〜１３μｍであり、かつ平均細孔径が２．７〜６．４ｎｍである無機多孔質体を少なくとも含む乾燥物からなる吸放湿層を形成することにより、低湿度帯において優れた吸放湿機能を示し、かつ吸放湿速度が速く、吸放湿量が大きな、優れた吸放湿応答性を有する機能性部材が得られるとの知見を得た。
【００１１】
したがって、本発明は、調湿機能、とりわけ低湿度帯において優れた吸放湿機能を示し、かつ吸放湿速度が速く、吸放湿量が大きな、優れた吸放湿応答性を有する機能性部材、その製造法、およびその製造のための塗布液を提供することをその目的としている。
【００１２】
そして、本発明による機能性部材は、
可撓性を有する基材と、
該基材上に形成された、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体を少なくとも含む乾燥物からなる吸放湿層と
を有するものである。
【００１３】
また、本発明による機能性部材の製造方法は、
可撓性を有する基材を用意し、
該基材上に、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体を少なくとも含んでなる塗布液を塗布し、乾燥させて、吸放湿層を形成させることを含んでなる方法である。
【００１４】
さらに、本発明による機能性部材の吸放湿層を形成するための塗布液は、
平均粒子径が５．５〜１３μｍの多孔質シリカを少なくとも含んでなるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冬季の低温な外気環境においても、結露の発生を効果的に抑制することができる。これにより、頻繁なもしくは連続的な換気を回避することができるため、寒冷な空気の取り込みを抑制することができ、暖房にかかるエネルギーのロスを効果的に防ぐことが可能となる。さらに、湿度が低下してきた場合においては、吸湿プロセスにより多孔質材料に蓄えた水分を速やかに放出することにより、湿度の急激な低下を抑止し、快適で健康的な屋内環境に保つことができ、加湿器等による湿度調整が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による機能性部材に用いられる多孔質シリカの水蒸気吸着等温線を示す。
【図２】本発明による機能性部材の調湿試験の結果を示す。
【図３】本発明による機能性部材のＳＥＭ画像及びＥＤＸ測定結果を示す。
【図４】本発明による機能性部材に用いられる多孔質シリカの粒度分布を示す。
【図５】本発明による機能性部材の吸放湿層（塗膜）における水蒸気拡散モデルを示す。
【図６】本発明による機能性部材の調湿試験の結果を示す。
【図７】本発明による機能性部材のＳＥＭ画像及びＥＤＸ測定結果を示す。
【図８】本発明による機能性部材の調湿試験の結果を示す。
【図９】本発明による機能性部材のＳＥＭ画像及びＥＤＸ測定結果を示す。
【図１０】本発明による機能性部材の作製に用いられる塗布液の貯蔵安定性試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
機能性部材
本発明による機能性部材は、基材と吸放湿層とを含んでなる。可撓性を有する基材上には、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体、好ましくは平均粒子径が５．５〜１３μｍであり、かつ平均細孔径が２．７〜６．４ｎｍである無機多孔質体を少なくとも含む乾燥物からなる吸放湿層が形成される。無機多孔質体の平均粒子径と平均細孔径が上記範囲にあることにより、低湿度帯における吸放湿速度が速い、吸放湿応答性に優れた吸放湿層を有する機能性部材を得ることができる。
【００１８】
基材
本発明における基材としては、可撓性を有する基材を用いるものとし、１８０°折り曲げても割れない性質を有するものが好ましい。好ましい基材の例としては、紙、合成樹脂シート、織布、不織布、ガラス繊維シート、金属繊維、難燃裏打紙、壁紙用基材紙、これらの複合または積層材料、その他ビニルクロスなどの壁紙に通常用いることができる基材等が挙げられる。
【００１９】
本発明の機能性部材をシートとして用いる場合には、価格および生産性の面から壁紙用基材紙を用いることが好ましく、より好ましくは、裏打紙、フィルム、および不織布の三層構造からなる基材紙が挙げられる。この基材紙の不織布上に吸放湿層が形成されることによりいわゆるアンカー効果により、吸放湿層の密着性が向上する。また、不織布と裏打紙との間にフィルムが配置されることにより、塗布液を基材に塗布する際に、基材紙におけるしわの発生を防止することができる。裏打紙としては、壁紙として通常の施工性を発揮させるために、吸水性を有する紙であることが好ましい。フィルムとしては、ポリエチレンなどの合成樹脂よりなり、防水層として作用する非透水性のラミネートフィルムが好ましい。裏打紙および不織布の中間に非透水性のラミネートフィルムの層を設けることにより、施工時に紙から吸放湿層への水分の移動を抑制することが出来、通常のビニルクロスと遜色ない施工性が達成される。このような基材紙はほとんど有機物を主体とする可燃物であるので、防火性の観点から、重量が１５０ｇ／ｍ２以下のものが好ましい。
【００２０】
吸放湿層
本発明における吸放湿層は、平均粒子径が５．５〜１３μｍの無機多孔質体、好ましくは平均粒子径が５．５〜１３μｍであり、かつ平均細孔径が２．７〜６．４ｎｍである無機多孔質体を少なくとも含む乾燥物からなる。この吸放湿層は、平均粒子径と平均細孔径が特定範囲にある小さな無機多孔質体に起因して低湿度帯における吸放湿速度が速く、吸放湿応答性に優れる。また、この吸放湿層は有害化学物質あるいは生活不快臭の吸着および除去機能にも優れる。
【００２１】
無機多孔質体
本発明における無機多孔質体は平均細孔径が２．７〜６．４ｎｍのものであることが好ましい。細孔径が小さくこの範囲にあることで、低湿度における吸放湿応答性に優れる。また、無機多孔質体は平均粒子径が５．５〜１３μｍのものである。粒子径が小さくかつこの範囲にあることで、吸放湿速度の向上に大きく寄与する最適な比表面積を確保することができ、粒子の表面への水蒸気の吸脱着量を大きくできる。その結果、本発明における吸放湿層は、低湿度帯において優れた吸放湿機能を示し、かつ吸放湿速度が速く、吸放湿量が大きく、吸放湿応答性に優れる。具体的には、冬場の室内における急激な湿度上昇を抑制することができ、結露を長時間防止することができる。また、湿度の急激な減少をも抑制することができ、快適で健康な環境を長期間保つことができる。なお、無機多孔質体粒子の平均粒子径はレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定することができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様によれば、無機多孔質体の粒度分布がある程度シャープであることが好ましい。具体的には、無機多孔質体の細孔径分布は、細孔容積の９５％以上が９ｎｍ以下である程度に狭い分布域を有していることが好ましい。無機多孔質体粒子の粗密が少ないことにより、局所的な粒子の凝集が抑制されると考えられる。他方、粗密が多い場合には、粒子が密に存在する局所への水蒸気の拡散が妨害されると考えられる。すなわち、粗密が少ない小径の無機多孔質体粒子は吸放湿層中において均一に分散しやすく、水蒸気の拡散が促進されることで吸湿速度が向上していると考えられる。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、上述したとおり無機多孔質体の細孔直径が、２．７〜６．４ｎｍであることが好ましい。細孔直径が小さくこの範囲にあることにより、低湿度帯における吸放湿機能、すなわち吸湿および放湿のスイッチング能力が高くなる。より好ましい細孔直径は２．７〜３．１ｎｍである。
【００２４】
本発明の好ましい態様によれば、無機多孔質体の細孔容積が０．２８〜０．９６ｃｍ３／ｇであることが好ましい。細孔容積が大きくなるにしたがって吸放湿量が大きくなるため、細孔容積はより大きいほうが好ましい。
【００２５】
無機多孔質体の細孔の直径および細孔容積は、窒素ガス吸着による吸脱着等温線の測定結果から、脱着等温線を用いてＢａｒｒｅｔｔ  Ｊｏｙｎｅｒ  Ｈａｌｅｎｄａ法により計測することができる。この方法を用いた比表面積／細孔分布測定装置は市販されており、そのような市販の装置を用いて、無機多孔質体の細孔の直径および細孔容積を測定することができる。
【００２６】
本発明の好ましい態様によれば、無機多孔質体の細孔径分布が比較的シャープであることが好ましい。狭い細孔径分布を有することにより、特定の湿度帯において吸放湿が急激に起こるため、その湿度帯での吸放湿容量が大きくなり、このため吸放湿速度も大きくなると考えられる。
【００２７】
本発明の好ましい態様によれば、無機多孔質体は異なる細孔径を有する複数種の無機多孔質体の混合物であることが好ましい。低湿度帯における吸放湿機能が優れた細孔径を有する無機多孔質体であっても、より細孔径の小さな無機多孔質体においては、吸湿帯がより低湿度側にシフトする反面、凝集した水分の空気中への拡散は促進されると考えられる。一方、より細孔径の大きな無機多孔質体においては、吸湿帯がより高湿度側にシフトする反面、凝集した水分の空気中への拡散は抑制されると考えられる。従って、細孔径の大きな粒子と小さな粒子を混合して用いることにより、低湿度帯における吸放湿機能と放湿速度を適切に制御することができると考えられる。本態様にあっては、細孔直径が２．７〜３．１ｎｍである無機多孔質体と、細孔直径が３．６〜６．４ｎｍである無機多孔質体とを混合して用いることが好ましい。また、前者と後者の添加量比は目的とする湿度帯における吸放湿機能と放湿速度とのバランス化を考慮して適宜調整することができる。本発明にあっては、低湿度帯における吸放湿機能と放湿速度を適切に制御する観点から、細孔直径が２．７〜３．１ｎｍである無機多孔質体と、細孔直径が３．６〜６．４ｎｍである無機多孔質体との含有量比が１０：９０〜９０：１０であることが好ましい。
【００２８】
他方、細孔径の異なる複数の無機多孔質体を混合することにより、例えば、冬場の低湿度環境だけでなく、夏場の高湿度環境でも吸放湿させたい場合のように、吸放湿させたい湿度帯が複数ありかつ広い場合にも対応することができる。
【００２９】
本発明の好ましい態様によれば、本発明における無機多孔質体は、５．５〜１３μｍの平均粒子径を有し、低湿度帯において水蒸気の吸脱着により吸放湿を素早く行うことができるものであれば限定されないが、好ましい例としては、多孔質シリカ、アルミナ−シリカキセロゲル多孔質体、シリカゲル、活性アルミナ、メソポーラスゼオライト、メソポーラスシリカ、多孔質ガラス、アパタイト、珪藻土、セピオライト、アロフェン、イモゴライト、活性白土などが挙げられる。
【００３０】
本発明の好ましい態様によれば、無機多孔質体が略球状の粒子であるのが好ましい。流動性の良い略球状の粒子を用いることにより、吸放湿層内での無機多孔質体の充填率が増し、吸放湿応答性を向上させることができる。
【００３１】
本発明における無機多孔質体は、市販される材料として入手可能であるが、以下のようにして製造することも可能である。
【００３２】
アルミナ−シリカキセロゲル多孔質体の製造方法の一例は以下の通りである。まず、硝酸アルミニウム９水和物とオルト珪酸テトラエチルを所定のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比になるようにエタノールに溶解させる。このとき、必要に応じて所定量の水を加えて溶液を調整する。この溶液を３時間攪拌した後、２５％アンモニア水を加え、共沈させ、ゲル化させる。こうして得られたゲル化物を急速に乾燥させた後、３００℃で４時間焼成して、アルミナ−シリカキセロゲル多孔質体を得る。
【００３３】
活性アルミナの製造方法の一例としては、カオリン鉱物の選択溶解法が挙げられる。この方法にあっては、カオリン鉱物を９００〜１２００℃で仮焼し、非晶質シリカとスピネル層に相分離させる。仮焼温度はカオリン鉱物の不純物などにもよるが、通常９５０〜１０５０℃とするのが好ましく、さらに１〜２４時間程度加熱を行うのが好ましい。このように熱処理により得られた相分離物質をアルカリまたはフッ酸で処理することにより、非晶質シリカが選択的に溶解され、その溶解部が細孔として形成される。
【００３４】
その際、アルカリ処理としては１〜５ｍｏｌ／ｌ程度のＫＯＨ水溶液を用いることが好ましい。また、５０〜１５０℃程度の加熱条件下で１〜１００時間程度保持することにより非晶質シリカを完全に溶解させて、十分な容積の細孔を形成させることができる。
【００３５】
活性アルミナの製造方法の他の一例としては、ｐＨスイング合成法が挙げられる。この方法にあっては、アルミニウムの酸性塩と塩基性塩の水溶液を混合することにより、擬ベーマイトゲルを析出させる。具体的には、この混合は、ｐＨ＝２、ｐＨ＝１０となるように、アルミニウムの酸性塩と塩基性塩とを交互に添加することにより行うのが好ましい。酸性塩の好ましい例としては、硝酸アルミニウムが挙げられ、塩基性塩の好ましい例としては、アルミン酸ソーダが挙げられる。このようにして生成される擬ベーマイトゲルは、ｐＨスイングを繰り返すことで粒成長し、スイング回数およびスイングｐＨを制御することにより、擬ベーマイトゲルの析出粒子径を制御することができる。こうして得られる粒子径の制御された擬ベーマイトゲルを加熱焼成することにより、擬ベーマイトがγアルミナ化し、その粒子間隙より細孔が形成された活性アルミナが得られる。すなわち、擬ベーマイトゲルの析出粒子径を制御することで加熱焼成後の活性アルミナの細孔径を制御することができる。
【００３６】
吸放湿層を形成するその他の成分
有機物エマルジョン
本発明の好ましい態様によれば、本発明における吸放湿層は有機物エマルジョンを含むことが好ましい。有機物エマルジョンとしては、−５〜−５０℃のガラス転移温度を有する樹脂等の有機物が水またはアルコール等の分散媒に分散されてなる有機物エマルジョンを用いる。エマルジョンであることにより、吸放湿層内において無機多孔質体の表面を覆い隠すことがない。その結果、吸放湿層は、水蒸気の吸放湿性能のみならず、室内の有害化学物質ガスおよび生活不快臭の吸着除去性能を発揮するとともに、充分な可撓性を有する。このため、本発明の機能性部材は、建築物内装材、乗り物の内装材等を含む広範囲の用途に利用することができる。これにより、機能性材料の可撓性を向上させることができる。好ましい有機物のガラス転移温度は−３０℃以下である。有機物エマルジョンの好ましい例としては、アクリルエマルジョン、アクリルスチレンエマルジョン、アクリルシリコーンエマルジョン、エチレン酢酸ビニルエマルジョン、シリコーンエマルジョン、酢酸ビニルアクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、酢酸ビニルベオバエマルジョン、ウレタンアクリル複合エマルジョン、シリカ変性アクリル共重合エマルジョン、スチレンアクリルウレタン複合エマルジョン、エチレン酢酸ビニルアクリル複合エマルジョン、酢酸ビニルマレート共重合体水性エマルジョン、エチレン−ビニルエステル系共重合体水性エマルジョン、フッ素エマルジョンなどが挙げられる。
【００３７】
本発明の好ましい態様によれば、有機物エマルジョン中の有機物の粒子径が無機多孔質体の粒径よりも小さく、かつ数平均粒径が０．２μｍ以上であるのが好ましい。これにより、エマルジョン中の有機物が密になり過ぎるのを防止して、無機多孔質体への浸透経路を充分に確保して、吸放湿性を充分に発揮させることができる。好ましい有機物エマルジョンの粒径は１μｍ以下である。
【００３８】
本発明の好ましい態様によれば、有機物エマルジョンの乾燥物重量１００重量部に対して無機多孔質体が２００〜５００重量部配合されているのが好ましい。これにより、優れた吸放湿応答性と可撓性とを得ることができる。
【００３９】
本発明の別の好ましい態様によれば、吸放湿層を形成するための混合物中の配合比が、有機物エマルジョンの乾燥物１００体積部に対し、無機多孔質体４００〜１２００体積部であるのが好ましい。これにより、優れた吸放湿応答性が得られるとともに、乾燥後の表面にタック感が残りにくく、さらには可撓性にも優れる。したがって、冬場の自動車内などの低湿度な環境の空間の相対湿度を自律的に調整することができ、かつ、可とう性を兼ね備えた機能性部材を、外観良く作製することが可能となる。
【００４０】
また、上述したように、本発明における無機多孔質体は細孔直径が、２．７〜６．４ｎｍであることが好ましく、また細孔容積が０．２８〜０．９６ｃｍ３／ｇであることが好ましいが、これにより、低湿度空間の相対湿度を快適に自律的に調整するのに十分な性能を得ることができるとともに、有機物エマルジョン中の水分が細孔内へ充填されにくくなるため、塗布性が向上する。また、塗布液として好ましい粘性を得るための水分調整を行う場合において多量の水分を必要としないため、吸放湿層を効率よく乾燥させることができ、生産性に優れる。さらに、乾燥時における吸放湿層におけるクラックの発生も防止できる。
【００４１】
非多孔性充填材
本発明のさらに別の好ましい態様によれば、吸放湿層が非多孔性充填材をさらに含んでなるのが好ましい。本発明において非多孔性充填材とは、全細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ未満の充填材を意味する。非多孔性充填材の形状は、球状、多面体、薄片状、針状などのいずれであってもよいが、繊維状、具体的には針状（ウィスカー状）または紡錘状であることが好ましい。ウィスカー状または紡錘状充填材を用いることにより、これら充填材（繊維材）が無機多孔質体粒子間に効果的に分散し、吸放湿層の多孔質化を実現することができる。このため、塗膜状態でも水蒸気の拡散が促進され、吸放湿速度をより高めることができる。また、ウィスカー状または紡錘状繊維材を用いることにより、吸放湿層を形成するための塗布液の貯蔵安定性を向上させることができる。
【００４２】
また、非多孔性充填材は吸水することが無いため、塗布液の水分調整が容易になるとともに、塗膜乾燥時における吸放湿層におけるクラックの発生を抑制する。
【００４３】
非多孔性充填材の好ましい例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ、ウォラストナイト、ガラス繊維、ロックウール、炭素繊維、チタン酸カリウムなどの無機充填材が挙げられる。これらの中でも、単結晶繊維、具体的にはアスペクト比（結晶長さ／結晶幅）が１〜５０のウィスカー状炭酸カルシウムがより好ましく、さらにより好ましくはアスペクト比が１．５〜３０、最も好ましくはアスペクト比が３〜２０のウィスカー状炭酸カルシウムである。具体的には、アラゴナイト型ウィスカー状炭酸カルシウム（商品名：ウィスカルＡ、丸尾カルシウム株式会社製）、アラゴナイ型紡錘状炭酸カルシウム（商品名：タマパールＴＰ−１２３、奥多摩工業株式会社製）などが挙げられる。
【００４４】
上記非多孔質充填材を用いる態様にあっては、吸放湿層を形成するための無機多孔質体と非多孔質充填材との配合比（固形分比）が、無機多孔質体１００体積部に対し、非多孔質充填材が例えば５５体積部前後であることが好ましい。粒子径が小さくかつ特定範囲にある多孔質シリカと非多孔質充填材とを斯かる配合比で用いることにより、前者による吸放湿層の吸放湿速度の向上をより一層高めることができる。
【００４５】
上記非多孔性充填材を用いる態様にあっては、吸放湿層を形成するための混合物中の配合比が、有機物のエマルジョン乾燥物１００体積部に対し、無機多孔質体が４００〜１１００体積部、非多孔性充填材が５０〜５００体積部、無機多孔質体と非多孔性充填材の総量が４００〜１２００体積部であるのがより好ましい。これにより、塗布液の水分調整時に多量の水分を必要としないため、吸放湿層を効率よく乾燥させることができ、生産性に優れる。また、乾燥時における吸放湿層におけるクラックの発生も防止できる。
【００４６】
また、上記非多孔性充填材を用いる態様にあっては、無機多孔質体の細孔直径が、２．７〜６．４ｎｍであることが好ましく、また細孔容積が０．２８〜０．９６ｃｍ３／ｇであることが好ましい。これにより、優れた吸放湿応答性が得られるとともに、乾燥後の表面にタック感が残りにくく、さらには可撓性にも優れる。したがって、低湿度空間の相対湿度を快適に自律的に調整することができ、かつ、可とう性を兼ね備えた機能性部材を、外観良く作製することが可能となる。
【００４７】
本発明の好ましい態様によれば、ウィスカー状充填材（例えば、ウィスカー状炭酸カルシウム）は、平均繊維径が０．５〜１μｍであり、平均繊維長が２０〜３０μｍであることが好ましい。これにより、ウィスカー状充填材は無機多孔質体粒子の間隙を広げるように分散することができる。その結果、吸放湿層における水蒸気の拡散が促進され、吸放湿速度が向上する。また、吸放湿層にクラックが発生することがなく、表面の凹凸もほとんど無く、良好な外観を得ることができる。
【００４８】
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層の膜厚が５０〜１５００μｍであるのが好ましい。これにより、十分な吸放湿性が発揮されるとともに、単位面積あたりの重量が適度であり、可とう性も施工に適する。また、この範囲であれば、通常のビニルクロスの生産と同様のコンマコーターによる塗布方法を用いることができるので、生産性に優れる。
【００４９】
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層形成のための乾燥前混合物１００重量部中に抗菌剤または防カビ剤を０．１〜５重量部配合するようにする。これにより、機能性材料に優れた抗菌性や防カビ性を付与することができる。特に、本発明の機能性部材は吸放湿性に優れるが故に必然的に常に水蒸気を含んだ状態にあり、細菌やカビの発生しやすい材料でもある。このため、機能性部材の吸放湿層に抗菌剤または防カビ剤を配合することが特に有効であると言える。また、抗菌剤および防カビ剤を併用してもよく、あるいは細菌およびカビの双方に有効な薬剤を使用してもよい。
【００５０】
本発明における抗菌剤および防カビ剤は、有機系および無機系のいずれもであってもよい。有機系の抗菌剤および防カビ剤の例としては、トリアゾール系、アルコール系、フェノール系、アルデヒド系、カルボン酸系、エステル系、エーテル系、ニトリル系、過酸化物・エポキシ系、ハロゲン系、ピリジン・キノリン系、トリアジン系、イソチアゾロン系、イミダゾール・チアゾール系、アニリド系、ビグアナイド系、ジスルフィド系、チオカーバメート系、界面活性剤系、有機金属系の抗菌剤および防カビ剤が挙げられる。無機系の抗菌剤および防カビ剤の例としては、オゾン系、塩素化合物系、ヨウ素化合物系、過酸化物系、ホウ酸系、イオウ系、カルシウム系、シリコフルオロトナトリウム系、金属イオン系の抗菌剤および防カビ剤が挙げられる。
【００５１】
本発明の好ましい態様によれば、抗菌剤または防カビ剤として、金属イオン系のものを用いるのが好ましい。このような抗菌金属イオンは、次亜塩素酸またはオゾン等と比較して、固形物内に保存固定しやすく、また、そこからイオン溶出速度の制御により必要量だけ取り出せるので、より長期の使用に適している。抗菌性金属イオンの好ましい例としては、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン等が挙げられる。
【００５２】
抗菌性金属イオンを放出する物質としては、乳酸銀、硝酸銀、酢酸銀、硫酸銀、酢酸第一銅、酢酸第二銅、硝酸銅、硫酸第一銅、硫酸第二銅、酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸亜鉛等の溶解性の抗菌性金属元素を含む化合物が挙げられる。特に、銀イオンは細菌類に対する効果に優れており、また、銅イオンは真菌に対する効果が優れているので、両イオンを適宜選択するか、双方併存させて使用するのが好ましい。また、抗菌成分の放出速度の制御等を目的として、無機酸化物等の担体の孔や結晶格子中に、抗菌成分である銀、銅、亜鉛等のイオン、それらの化合物、または金属単体コロイド等を担持させてもよい。そのための担体としては、アパタイト、リン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸アルミニウム、チタニア、層状ケイ酸塩、層状アルミノケイ酸塩、ゼオライト等が挙げられる。また、塩素に対し反応性に富む銀イオンをアニオン化したチオスルファト銀錯体により耐塩素性を確保してもよい。
【００５３】
抗菌剤または防カビ剤の他の例としては、動物または植物から得られる天然物由来系が挙げられ、その具体例として、キチン・キトサン、アミノ配糖体化合物、ヒノキチオール、ヨモギエキス、アロエエキス、シソの葉エキス、ドクダミ、甘草、ツバキ科植物抽出物、天然イオウ、カラシ・ワサビ抽出物、竹抽出物等が挙げられる。また、光触媒も使用できる。一例としてアナターゼ型二酸化チタン、ルチル型二酸化チタン、三酸化タングステン、三酸化ビスマス、三酸化鉄、チタン酸ストロンチウム、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。それらは球状、鱗片状、繊維状の粉末又はゾル状でも良い。
【００５４】
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層に添加される抗菌剤または防カビ剤が水溶性を有するのが好ましい。これにより、調湿性能を有し、かつ吸放湿層が高含水率の状態であっても多層構造のすべての層にわたって十分な抗菌性または防カビ性を発揮する機能性部材を安価に提供することが可能となる。すなわち、吸放湿層に水溶性抗菌剤または防カビ剤を添加することにより、吸放湿層が水蒸気を吸着して高含水率の状態になっても、吸着した水を媒体として水溶性抗菌剤または防カビ剤が吸放湿層全体に拡散される。その結果、吸放湿層において十分な抗菌性または防カビ性を発揮させることができる。そして、この水溶性抗菌剤または防カビ剤は、吸放湿層以外の他の層にも拡散される。その結果、吸放湿層にのみ抗菌剤または防カビ剤を添加したにもかかわらず、機能性部材のすべての層にわたって十分な抗菌性または防カビ性を発揮させることができる。水溶性防カビ剤は主に有機系のものが好ましく、具体例としては、トリアゾール系、アルコール系、フェノール系、アルデヒド系、カルボン酸系、エステル系、エーテル系、ニトリル系、過酸化物・エポキシ系、ハロゲン系、ピリジン・キノリン系、トリアジン系、イソチアゾロン系、イミダゾール・チアゾール系、アニリド系、ビグアナイド系、ジスルフィド系、チオカーバ
【００５５】
意匠層
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層の表面に意匠層がさらに形成されてなるのが好ましい。本発明において意匠層とは、柄、模様、エンボスなどが施された層であり、材質は限定されない。意匠層の形成は、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの、通常のビニルクロスの生産と同様の方法によって行うことができる。
【００５６】
本発明の好ましい態様によれば、意匠層の形成を発泡印刷により行うのが好ましい。これにより、意匠を付与すると同時に吸放湿層と同様に吸放湿層の汚染防止層としての作用を発揮させることができる。発泡印刷塗料としては、従来より壁紙用印刷塗料として用いられるものを特に制限なく使用することができ、具体的には、樹脂と発泡剤が混合された塗料が挙げられる。
【００５７】
樹脂成分の好ましい例としては、アクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、酢酸ビニルアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルベオバ樹脂、ウレタンアクリル複合樹脂、シリカ変性アクリル共重合樹脂、スチレンアクリルウレタン複合樹脂、エチレン酢酸ビニルアクリル複合樹脂、酢酸ビニルマレート共重合体水性樹脂、エチレン−ビニルエステル系共重合体水性樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００５８】
発泡剤としては、従来から使用されている分解ガス発生性発泡剤、膨張性カプセル発泡剤などを用いることができる。分解ガス発生性発泡剤の好ましい例としては、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、パラトルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等、膨張性カプセル発泡剤としては、アクリル酸エステル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、ウレタン等の熱可塑性樹脂を被膜とする微小粒子中にエタン、ブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系の揮発性膨張成分が内包されたものが挙げられる。
【００５９】
本発明の好ましい態様によれば、発泡印刷層の吸放湿層に対する面積被覆率が６０％以上であるのが好ましい。これにより、汚染防止層としての作用が十分に発揮される。
【００６０】
本発明の好ましい態様によれば、発泡印刷層に脱臭剤が配合されるのが好ましい。これにより、吸放湿層により得られる有害化学物質および生活不快臭などの除去機能をさらに高めることができる。脱臭剤としては、物理的吸着によって消臭する多孔性物質と、臭気物質を化学反応によって無臭化する酸化還元性物質および触媒物質とが挙げられる。物理的吸着によって消臭する多孔性物質の例としては、前述した無機多孔質体の他に、活性炭、添着活性炭、ベントナイト、シリカ−マグネシア等が挙げられる。酸化還元性物質および触媒物質の例としては、マンガン、銅、亜鉛、コバルト、マグネシウム、鉄、ニッケル、および亜鉛から選択される金属を含む、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、有機酸塩、酸化物、水酸化物、フタロシアニン錯体や他のキレート等の金属化合物；白金族金属化合物；鉄−マンガン系、チタン系、シリカ−アルミナ系、金属酸化物系光触媒等の無機系物質；有機系のアミン類；人工酵素；サイクロデキストリンやクラウンエーテル等の抱接化合物；フィトンチット、フラボノイド、タンニン、カテキン、精油等の植物抽出物などが挙げられる。
【００６１】
本発明のより好ましい態様によれば、意匠層の表面に樹脂コロイダルディスパージョンの乾燥物の被覆層がさらに形成されるのが好ましい。これにより、吸放湿性を阻害することなく、汚染防止層を形成することが可能となる。好ましい樹脂コロイダルディスパージョンは粒子径が１〜１００ｎｍのものであり、より好ましくは５〜１００ｎｍである。粒子径が５ｎｍ以上であると、吸放湿応答性が阻害されることがほとんどなく、粒子径が１００ｎｍ以下であるとタバコのヤニなどの汚れが透過しにくくなり、汚染防止層としての作用が得られる。樹脂コロイダルディスパージョンの好ましい例としては、アクリル、アクリルスチレン、アクリルシリコーン、エチレン酢酸ビニル、シリコーン、酢酸ビニルアクリル、酢酸ビニル、酢酸ビニルベオバ、ウレタンアクリル、スチレンアクリルウレタン複合系、エチレン酢酸ビニルアクリル複合系、酢酸ビニルマレート共重合体、エチレン−ビニルエステル系共重合体、フッ素、フルオロアクリレートなどのコロイダルディスパージョンを挙げることができる。
【００６２】
撥水層
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層または意匠層の表面に撥水層がさらに形成されるのが好ましい。本発明において撥水層とは、その表面の水との接触角が９０度以上になる層である。これにより、水蒸気の透過性を阻害することなく、水が浸透しにくい表面を形成することができる。従って、コーヒーなどの液性の汚れに対する防汚性が向上する。撥水層の形成は、例えば、オレフィン系、シリコーン系、フッ素系などの撥水性樹脂やワックス等の撥水剤を塗布することにより行うことができる。
【００６３】
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層の表面に意匠層を形成し、その表面にさらに撥水層を形成するのが好ましい。また、本発明のより好ましい態様によれば、撥水処理層は発泡印刷層上に形成されることが好ましい。これにより、発泡印刷層の凹凸と撥水処理による撥水性の相乗効果、すなわち所謂フラクタル効果により特に良好な撥水性が発揮され、液性の汚れに対する防汚性がより顕著に発揮される。
【００６４】
光触媒
本発明の好ましい態様によれば、機能性材料の最表層が光触媒をさらに含んでなるのが好ましい。このような最表層としては、吸放湿層、意匠層、および撥水層が挙げられる。また、本発明の別の好ましい態様によれば、機能性材料の最表層に光触媒が固定されるものであってもよい。これにより、吸着した有害化学物質などの分解機能をも付与することができる。
【００６５】
光触媒の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化錫、酸化バナジウム、酸化タングステンが挙げられる。酸化チタンが材料自身の安定性、光触媒活性、および入手容易性等からより好ましく、特に好ましくはアナターゼ型酸化チタンである。本発明のより好ましい態様によれば、光触媒に、抗菌防カビ性能の付与や光触媒活性の向上のための金属を担持させるのが好ましい。そのような金属の例としては、金、銀、銅、亜鉛、白金などが挙げられる。
【００６６】
光触媒粒子を撥水層に添加する場合の添加量は、撥水層の固形分１００重量部に対し、１〜４０重量部とするのが好ましい。
【００６７】
用途
本発明の機能性部材の用途としては、特に限定されず極めて広範囲の用途が考えられるが、好ましい用途としては、壁、床、天井などの建築物内装材、および自動車、電車、船舶、航空機などの乗り物の内装材が挙げられ、より好ましくは自動車用内装材およびエアコンフィルター用調湿材である。
【００６８】
本発明の機能性部材を自動車用内装材およびエアコンフィルター用調湿材として利用する場合には、防火性を確保するために、吸放湿層のための有機物エマルジョンの乾燥重量が１００ｇ／ｍ２以下であり、基材を含む総有機物重量が３００ｇ／ｍ２以下であるのが好ましい。
【００６９】
機能性材料の製造のための方法および塗布液
本発明の機能性材料の製造方法にあっては、吸放湿層を形成するための塗布液として、平均粒子径が５．５〜１３μｍの多孔質シリカを少なくとも含んでなるものを用意する。この塗布液は、その他の添加剤として、有機物エマルジョン、分散剤、増粘剤などをさらに含むものであってよい。また、非多孔性充填材をさらに含むものであってよい。
【００７０】
次いで、この塗布液を、可撓性を有する基材上に塗布し、乾燥させて、吸放湿層を形成させる。この塗布液の基材への塗布は、例えば、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法、印刷法、フローコート法、ロールコート法、これらの併用等により行うことができる。吸放湿層の膜厚の制御は、ディッピング法における引き上げ速度を変化させること、スピンコート法における基板回転速度を変化させること、あるいは塗布液の固形分濃度または粘度を変えること等により行うことができる。
【００７１】
吸放湿層を形成するための塗布液をコンマコーター等で機械塗工する場合には、塗布液に含まれる水の量を、固形分を１００重量部に対して２０〜８０重量部とし、粘度を２０００〜８０００ｍＰａ・ｓにすることが好ましい。これにより、基材表面に吸放湿層を良好に被覆することができる。
【００７２】
吸放湿層を形成するための塗布液の乾燥硬化方法は、常温乾燥、および強制加熱のいずれにより行ってもよい。強制加熱は、遠赤外線による加熱乾燥、温風加熱による乾燥等により行うことができ、その際の乾燥温度は生産性の面から１００℃以上とするのが好ましい。
【００７３】
本発明の好ましい態様によれば、吸放湿層の表面には意匠層あるいは撥水層形成のための塗布液をさらに塗布して乾燥させるのが好ましい。意匠層あるいは撥水層の形成は、既知の塗布手段により行うことができるが、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、これらの併用等により行うのが好ましい。撥水層の乾燥硬化は、常温乾燥および強制加熱のいずれにより行ってもよいが、生産性の面から強制加熱により行うのが好ましい。強制加熱は、遠赤外線による加熱乾燥、温風加熱による乾燥等により行うことができ、その際の加熱温度は生産性の面から１００℃以上とするのが好ましい。
【実施例】
【００７４】
本発明を以下の試験例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの試験例に限定されるものではない。
【００７５】
基材の用意
以下の基材１および２を用意した。
基材１：ＰＥＴ不織布（バナークロス「ハード」  Ｃ−２４０）
基材２：ウレタンフィルター（モルトフィルター  ＭＦ−１３、イノアック（株））
【００７６】
機能性部材の製造
用意した基材上に、下記塗布液を、スプレーガン（Ｗ−７７−３Ｇ、アネスト岩田）を使用して、塗布圧：約１００ｋＰａ、塗布高さ：１５〜２０ｃｍで塗布し、乾燥させて、吸放湿層を形成し、機能性部材を作製した。なお、作製した機能性部材は、試験に際し、等しく１週間の養生を行った。
【００７７】
塗布液の組成
以下の表１に示す組成の塗布液を、以下の調製方法に従って調製した。なお、使用した無機多孔質体および物性値を以下に示す。
【００７８】
【表１】
2015196306.tif 000003
・フローレン  Ｄ９０：ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル８０％、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル２０％（共栄社化学）
・ウィスカルＡ：ウィスカー状炭酸カルシウム１００％（丸尾カルシウム株式会社）
・バイオカット  Ｎ−３５：有機窒素硫黄系化合物１５〜２５％、メチル＝ベンゾイミダゾール−２−イルカルバマート１５．３％、水３５〜６５％、界面活性剤１５〜２０％（ＤＩＣ）
・バイオカット  ＴＲ−１２０：有機窒素系化合物１０〜２５％、プロピレングリコール５５〜７５％、界面活性剤４．２％、メタノール１．８％（日本曹達）
・ＳＮ  デフォーマー  １５４：鉱油、疎水性シリカおよびポリエーテルなどの混合物（サンノプコ）
【００７９】
無機多孔質体
ミズカシル  Ｐ−７５８Ｃ（水澤化学工業）
Ｐ−７５８Ｃ２：Ｐ−７５８Ｃの粒子径を調節したもの
シリカ１：Ｐ−７５８Ｃの細孔径を調節したもの
シリカ２：Ｐ−７５８Ｃの細孔径を調節したもの
シリカ３：シリカ１のｐＨを調節したもの
シリカ４：Ｐ−７５８Ｃの粒子径を調節したもの
シリカ５：シリカ３の粒子径を調節したもの
【００８０】
【表２】
2015196306.tif 000004
【００８１】
塗布液の調製方法
以下の手順で各成分を配合した。なお、無機多孔質体はゲル化防止のため２回に分けて添加した。
イオン交換水に湿潤剤を滴々添加し、次いで分散剤を滴々添加した。その後、中型撹拌機を用いて５分間（１０〜４０Ｈｚ）撹拌した。その後、充填材を少量ずつ添加し、５分間撹拌した。その後、無機多孔質体を目的の半分量だけ少しずつ添加し（第１回目）、１０分間撹拌した。その後、樹脂を添加し、１０分間撹拌した。その後、無機多孔質体を残りの半分量少しずつ、第１回目より慎重に添加し（第１回目）、２０分間撹拌した。その後、防かび剤（２種）それぞれを順に滴々添加し、５分間撹拌した。その後、消泡剤を滴々添加し、５分間撹拌した。最後に、増粘剤を滴々添加し、３０分間撹拌した。
【００８２】
試験
１．多孔質シリカの吸放湿機能および吸放湿応答性
上記７つの多孔質シリカのうちＰ−７５８Ｃ２を除く６つの多孔質シリカについて、窒素ガス吸着測定装置を用いて、多孔質シリカの水蒸気吸着等温線を作製した（図１）。
【００８３】
図１より、いずれのシリカも吸湿のヒステリシスを示し、ヒステリシスの見られる相対湿度は細孔径に比例して高湿度側へシフトしていることが確認された。Ｐ−７５８Ｃは平均細孔径が６．４ｎｍであり、吸湿帯はＲＨ７０％以上の高湿度域に存在することが分かった。シリカ１、３、４および５の平均細孔径は２．７〜３．１ｎｍであり、ＲＨ５０％以下の低湿帯における吸湿性が他に比べて高いことが確認された。シリカ２は平均細孔径が３．９ｎｍと他のサンプルに比べて大きいため、吸湿度帯が高湿度側にシフトしていた。また、水蒸気吸着等温線の作製には各シリカサンプルの比表面積を規格化しており、理論上は吸湿サイトの容積が等しくなると考えられたため、各シリカサンプルの飽和吸湿量はほぼ同量になると予想された。しかし、実際の結果は異なり、Ｐ−７５８Ｃ、シリカ２の飽和吸湿量が比較的に大きく、シリカ１、３、４および５のそれは小さかった。そこで細孔容積（ｃｍ３／ｇ）に注目してみると、Ｐ−７５８Ｃ、シリカ２は０．９、０．９６と比較的大きく、他のサンプルは０．２８〜０．３６と小さく、細孔容積の大小が高湿帯における飽和吸湿量の大小に大体対応していた。従って、吸湿量の増減には比表面積よりも細孔容積が関わっていると考えられる。
【００８４】
２．貯蔵安定性
Ｂ型粘度計を用い、表１に示す組成において、無機多孔質体としてミズカシル  Ｐ−７５８Ｃを用い、増粘剤、分散剤または樹脂を以下の表３に示すものに変更して調製した塗布液について、以下に示す方法および条件にて２項目の貯蔵安定性試験を行った。
【００８５】
【表３】
2015196306.tif 000005
【００８６】
常温貯蔵安定性試験
塗布液を常温で６ヶ月間貯蔵し、貯蔵前後の塗布液の粘度を測定した。また、貯蔵後の塗布液について目視評価を行った。
高温貯蔵安定性試験
塗布液を５０℃で１ヶ月間貯蔵し、貯蔵前後の塗布液の粘度を測定した。また、貯蔵後の塗布液を目視にて評価した。
上記２項目の貯蔵安定性試験において、粘土測定は錬太郎（シンキー社）で１分間塗布液を攪拌（再分散）した後に行い、ＴＩ値（６ｒｐｍ／６０ｒｐｍ）を算出した。評価は以下の基準にて行った。結果は表３に示されるとおりであった。
評価基準
Ａ：粘土が規定値（９５０±３００ｍＰａ・ｓ）の範囲であった
Ｂ：再分散により粘土が付くが、規定値外であった
Ｃ：再分散しなかった、またはゲル化した
【００８７】
３．多孔質シリカの粒子径が調湿機能に及ぼす効果
基材２に、表１に示す無機多孔質体としてＰ−７５８Ｃ、Ｐ−７５８Ｃ２、シリカ３およびシリカ５を用いた塗布液を塗布し、乾燥させて、吸放湿層を形成し、機能性部材を作製した。なお、シリカ３およびシリカ５はＮＶ４０％で塗料化可能であったが、Ｐ−７５８Ｃ２はＮＶ４０％でゲル化してしまったため、ＮＶ３５％で再調整して機能性部材を作製した。塗布量は、吸放湿層（塗膜）の乾燥重量が一定になるように調節した。次いで、以下の調湿（吸放湿）試験を行った。
【００８８】
調湿試験
恒温高湿機（ＥＳＰＥＣ社）を用い、以下に示す方法および条件にて２項目の調湿試験を行った。
高湿帯調湿試験
基材の裏面をアルミテープで断湿し、２３℃×３３％ＲＨで１晩乾燥させたサンプルをスタート材とした。２３℃×９３％ＲＨで２４時間吸湿させた後、２３℃×３３％ＲＨで２４時間放湿させ、所定の時間にサンプル重量を測定した。
低湿帯調湿試験
基材の裏面をアルミテープで断湿し、２３℃×３３％ＲＨで１晩乾燥させたサンプルをスタート材とした。２３℃×５０％ＲＨで２４時間吸湿させた後、２３℃×３３％ＲＨで２４時間放湿させ、所定の時間にサンプル重量を測定した。
【００８９】
試験結果
試験結果は図２に示されるとおりであった。図２より、高湿帯ではＰ−７５８Ｃがシリカ３およびシリカ５の２倍以上吸湿し、低湿帯ではその関係が逆転した。この結果は、図１の水蒸気吸着等温線に示す吸湿帯と吸湿量の関係に一致していた。また、吸放湿速度について、湿度帯に関わらず、粒子径の小さなＰ−７５８Ｃ２、シリカ５がＰ−７５８Ｃ、シリカ３に比べて吸放湿速度が向上した。この点は注目すべき結果であった。この効果を塗膜構造から考察するため、シリカ３およびシリカ５を用いたサンプルの塗膜断面のＳＥＭ観察及びＥＤＸ測定を行った。
【００９０】
ＳＥＭ観察及びＥＤＸ測定
結果は、図３に示されるとおりであった。図３のＳＥＭ画像から、シリカ３は粗粒が多く確認されたが、これは図４に示すシリカ３およびシリカ５の粒度分布からも確認できた。また、Ｓｉ元素分布からは、シリカ３の方がシリカ５に比べて粗密が多いように観察された。粗密には粗粒が関係しており、これが局所的なシリカの凝集を促すと考えられた。一つの仮定として、粗密が多い場合には、シリカが密に存在する局所への水蒸気の拡散が妨害されると考えられた。すなわち、小径のシリカ粒子は塗布液中において均一に分散しやすく、水蒸気の拡散が促進されることで吸湿速度が向上したと考えられた（図５）。
【００９１】
４．異なる細孔径を有する多孔質シリカのブレンドが調湿機能に及ぼす効果
図２より、Ｐ−７５８Ｃを用いた機能性部材サンプルとシリカ３を用いたサンプルの放湿過程を比較すると、後者が前者より放湿速度が遅いことが明らかに分かった。これは、細孔径の小さな多孔質シリカにおいては、吸湿帯が低湿度側にシフトする反面、凝集した水分の空気中への拡散が抑制されるためと考えられた。そのため、低湿帯での吸放湿機能と放湿速度がトレードオフ関係にあると考えられた。この点を評価するため、シリカ３とＰ−７５８Ｃをブレンドしたサンプルを検討した。シリカの固形分はｎｖ４０％で一定とし、Ｐ−７５８Ｃとシリカ３のブレンド比率を変更して、５水準（Ｐ−７５８Ｃ／シリカ３＝１０／０、７／３、５／５、３／７、および０／１０）のサンプルを作製し、吸放湿試験を行った。
【００９２】
試験結果
試験結果は図６に示されるとおりであった。図６より、高湿帯試験では、シリカ３に対するＰ−７５８Ｃの割合が増加するに従って、吸湿量および放湿速度は増加する傾向にあった。低湿度試験では、シリカ３に対するＰ−７５８Ｃの割合が増加するに従って、吸湿量は減少するが、放湿速度は増加する傾向にあった。このように、異なる機能性を有する多孔質シリカをブレンドすることによって、使用目的に応じた調湿機能のチューニングが可能であることが確認された。
【００９３】
５．無機繊維材が調湿機能に及ぼす効果（１）
基材２に、表１に示す無機多孔質体としてＰ−７５８Ｃ用いた塗布液で形成した吸放湿層を有する機能性部材サンプル１を作製した。また、このサンプルにおいて、充填材であるウィスカルＡを添加しなかったもの（サンプル２）、およびウィスカルＡを半分だけ不定形炭酸カルシウムに変更したもの（サンプル３）を作製した。これら３つのサンプルを用いて、高湿帯調湿試験を行った。また、サンプル１および２の塗膜断面のＳＥＭ観察及びＥＤＸ測定を行った。これらの結果は図６および７に示されるとおりであった。
【００９４】
試験結果
図６より、ウィスカルを含むサンプル１はこれを含まないサンプル２に比べて吸湿速度は１．５倍に増加し（０．８１３→１．２３３ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）、放湿速度も１．５倍に増加した（１．６６７→２．５２７ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）。また、サンプル３に比べると、吸放湿速度が１．１倍ほど向上した。また、サンプル１とサンプル２、３を比較すると、吸放湿層の膜厚が増加した（それぞれ、０．４２６→０．４８８、０．５２６ｍｍ）。
【００９５】
ＳＥＭ観察及びＥＤＸ測定
図７から、ウィスカルＡがシリカ粒子の間隙を広げるように分散していることが確認された。これによって、水蒸気の拡散が促進され、吸放湿速度が向上したと考えられた。以上の結果より、ウィスカルの添加によって吸放湿速度が向上することが分かった。
【００９６】
６．無機繊維材が調湿機能に及ぼす効果（２）
基材２に、表１に示す無機多孔質体としてシリカ３、シリカ５を用いた塗布液で形成した吸放湿層を有する機能性部材サンプル４、５を作製した。また、サンプル４、５においてウィスカルＡを添加しなかったものとしてサンプル６、７を作製した。これら４つのサンプルについて吸放湿試験および貯蔵安定性試験を行った。
【００９７】
試験結果
結果は図８に示されるとおりであった。図８より、シリカ３にウィスカルを加えることによって、高湿帯における吸湿速度は２倍に増加し（０．５→１．０５３ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）、放湿速度は１．５倍に増加した（０．４４７→０．６８７ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）。また、低湿帯における吸湿速度は２．７倍に増加し（０．１０７→０．２８７ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）、放湿速度は１．８倍に増加した（０．１４０→０．２６７ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）。シリカ５にウィスカルを加えた場合は、高湿帯における吸湿速度は１．３倍に増加し（０．７１３→０．９３３ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）、放湿速度は１．１倍に増加した（０．６２７→０．７０３ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）。また、低湿帯における吸湿速度は１．９倍に増加し（０．１４７→０．２７７ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）、放湿速度は１．２倍に増加した（０．２１３→０．２５７ｇ／ｍ２／ｍｉｎ）。ウィスカルＡの添加による吸放湿速度の向上に伴って、シリカ３及びシリカ５にある吸放湿速度の差が見かけ上無くなったが、これは粒子径の減少による効果よりもウィスカル添加の効果の方が吸放湿速度向上に大きく寄与したためであると考えられた。
【００９８】
ＳＥＭ観察及びＥＤＸ測定
結果は、図９に示されるとおりであった。図９より、シリカ５とウィスカルＡ（サンプル５）の吸放湿層の塗膜構造においては、粗粒や粗密がなく双方が良好に分散していることが確認された。
【００９９】
貯蔵安定性
結果は、図１０に示されるとおりであった。図１０より、シリカ３＋ウィスカルＡの系では粘度が減少する傾向であったが、シリカ５＋ウィスカルＡの系では粘度は規定値内で安定した。すなわち、粒径の調節（小粒径化）やウィスカルＡの添加が貯蔵安定性においても効果を発揮することが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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