(57)【要約】【課題】製造安定性が高く、吸着特性に優れた吸着用シート及び構造体を提供することである。【解決手段】シート基材上に、無機吸着剤とエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、スチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂、被膜形成性無機物を含有する吸着層を設けてなることを特徴とする吸着用シート及び構造体。被膜形成性無機物が天然粘土鉱物であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート基材上に、無機吸着剤とエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、スチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂、被膜形成性無機物を含有する吸着層が設けられてなることを特徴とする吸着用シート。
【請求項２】
被膜形成性無機物が天然粘土鉱物である請求項１記載の吸着用シート。
【請求項３】
請求項１又は２記載の吸着用シートを含有してなる構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿と放湿が可能な吸着用シート及び構造体に関する。
【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、熱交換又は熱移動システム、調湿（除湿又は加湿）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で構成されている。
【０００３】
吸着用シートの吸着層は、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（例えば、特許文献１〜３参照）。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、スチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、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体樹脂、酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体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、吸着剤の沈降が起こって、製造安定性が良くなかった。その結果、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決着力が低い、ハジキが発生する、吸着特性が低下する等の問題が発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８６４６０号公報
【特許文献２】特開２００２−０９５９６４号公報
【特許文献３】特開２００７−２４５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、製造安定性が高く、また、吸着特性に優れた吸着層を有する吸着用シートと構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、以下の発明を見出した。
（１）シート基材上に、無機吸着剤とエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、スチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂、被膜形成性無機物を含有する吸着層が設けられてなることを特徴とする吸着用シート。
（２）被膜形成性無機物が天然粘土鉱物である上記（１）記載の吸着用シート。
（３）上記（１）又は（２）項記載の吸着用シートを含有してなる構造体。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、塗工液のゲル化等が抑制されるため、製造安定性が高く、また、吸着特性に優れた吸着層を有する吸着用シートと構造体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、シート基材上に、吸着層を設けてなる吸着用シートにおいて、吸着層が無機吸着剤とエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、スチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂、被膜形成性無機物とを含有することを特徴とする吸着用シートである。
【０００９】
本発明において、被膜形成性無機物を含有していると、無機吸着剤表面をさして被膜することなく、被膜を形成するために、無機吸着剤の特性を大きく損なうことがない。被膜形成性無機物としては、サポナイト、ヘクトライト、モンモリロナイトなどのスメクタイト群、バーミキュライト群、カオリナイト、ハロサイトなどのカオリナイト−蛇紋石群、セピオライトなどの天然粘土鉱物が好ましい。
【００１０】
本発明において、無機吸着剤としては、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。
【００１１】
本発明では、無機吸着剤の分散及び結着剤として、被膜形成性無機物と共に、水性バインダーを用い、該水性バインダーとして、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を使用する。また、吸湿することで生じる吸着層の軟化を防止できることから、成膜後耐水性が発現するスチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂と混合して使用する。
【００１２】
吸着層における無機吸着剤と結着剤の質量比率は、２０／８０〜９０／１０が好ましく、３０／７０〜８５／１５がより好ましく、５０／５０〜８０／２０が更に好ましい。吸着層の無機吸着剤と結着剤との質量比率において、結着剤の含有比率が８０質量％を超えると、吸着特性が低下する場合や、塗工液の分散性が低下する場合があり、１０質量％未満になると、無機吸着剤がシート基材から脱落する場合がある。
【００１３】
また、被膜形成無機物と水性バインダーの質量比率は、０．１／９９．９〜１０／９０が好ましく、０．２５／９９．７５〜５／９５がより好ましく、０．５／９９．５〜３／９７が更に好ましい。被膜形成無機物の水性バインダーとの比率において、被膜形成無機物の含有比率が１０質量％を超えると、塗工液の分散性が悪化する場合や、粘度が上昇する場合があり、０．１質量％未満では、混合した効果を見ることができない場合がある。
【００１４】
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂とスチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂との質量比率は、９５／５〜７５／２５が好ましく、９０／１０〜８０／２０がより好ましく、８７．５／１２．５〜８５／１５が更に好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂とスチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂との質量比率において、スチレン−（メタ）アクリル共重合体樹脂の含有比率が２５質量％を超えると、吸湿性能を阻害する場合がある。５質量％未満では、成膜後の耐水性が発現しない場合がある。
【００１５】
本発明において、吸着層を設ける方法としては、無機吸着剤とバインダーの水分散液を使用する。コーティングには、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、スプレーコーター等の含浸又は塗工装置を使用することができる。
【００１６】
無機吸着剤をシート基材上に塗工する塗工量としては、要求される吸着特性に応じて適宜設定することが可能であり、特に限定はされないが、吸着用シート基材に対する無機吸着剤の量が１０〜２００ｇ／ｍ２であることが好ましく、２０〜１００ｇ／ｍ２であることがより好ましく、３０〜７０ｇ／ｍ２であることが更に好ましい。２００ｇ／ｍ２を超えた場合、吸着層の内奥部の無機吸着剤が吸着に寄与しなくなる恐れがある。更に、構造体の有効空間の閉塞を起こす可能性がある。また、１０ｇ／ｍ２未満では、所望の吸着特性を達成できない場合がある。
【００１７】
シート基材としては、例えば、紙、多孔質フィルム、織布、乾式不織布、湿式不織布、編物等の多孔質基材、フィルム、板状物等の無孔質基材がある。これらの基材は、単独で用いてもよいし、貼り合わせ等によって積層複合化して用いてもよい。
【００１８】
紙、織布、乾式不織布、湿式不織布、編物を構成する繊維としては、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、フッ素樹脂、シリコーン樹脂を含有してなる繊維を用いることができる。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る。更に、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、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、ガラス繊維等も用いることができる。
【００１９】
フィルム、多孔質フィルム、板状物を構成する樹脂としては、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、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、ポリイミド系樹脂、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、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。また、多孔質フィルムとしては、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を使用することもできる。フィルムや板状物として、金属箔、金属板を使用してもよい。
【００２０】
構造物としては、シート基材に吸着層を設けた後、プリーツ加工、コルゲート加工、積層加工、ロールコア加工、ドーナッツ加工などの二次加工し、三次元構造を持ったもので、シート基材に下引き層を設けた後、二次加工を行ってから吸着層を設けてもよいし、先にシート基材を二次加工して下引き層、吸着層を設けてもよい。
【実施例】
【００２１】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
＜吸着層の作製＞
【００２３】
無機吸着剤である非晶質アルミニウム珪酸塩を水に４５質量％、被膜形成性無機物としてベントナイト０．８質量％添加し、よく攪拌混合させ、超音波分散機にて１０分間分散し、非晶質アルミニウム珪酸塩とベントナイトの分散性を上げた。得られた分散液に、無機吸着剤／エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂／スチレン−アクリル共重合体樹脂＝５５／３３／１２になるように、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（住友化学社製、商品名：スミカフレックス（登録商標）４００ＨＱ）、スチレン−アクリル共重合体樹脂（ヘンケル社製、商品名：ヨドゾール（登録商標）ＡＤ８１Ｂ）を添加し、よく混合して、吸着層用塗工液を作製した。
【００２４】
得られた吸着層用塗工液を用いて、厚み２００μｍのアルミニウム箔上にバー塗工にて、吸着層を片面２５ｇ／ｍ２になるように両面に塗工し、吸着用シートを得た。
【００２５】
実施例２
無機吸着剤をシリカゲルＡ型（豊田加工社製、商品名：トヨタシリカゲルＡ）にした以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを得た。
【００２６】
実施例３
無機吸着剤をシリカゲルＢ型（豊田加工社製、商品名：トヨタシリカゲルＢ）にした以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを得た。
【００２７】
実施例４
無機吸着剤を多孔質シリカ（水澤化学工業社製、商品名：ミズカソープ（登録商標）Ｓ−０）にした以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを得た。
【００２８】
実施例５
無機吸着剤を珪藻土にした以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを得た。
【００２９】
実施例６
無機吸着剤を繊維状酸化チタンにした以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを得た。
【００３０】
実施例７
無機吸着剤をゼオライト１３Ｘにした以外は、実施例１と同様にして、吸着用シートを得た。
【００３１】
比較例１
無機吸着剤／エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂／スチレン−アクリル共重合体樹脂＝５５／４５／０になるように、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を添加した以外は、実施例１と同様にして、吸着層用塗工液を作製し、吸着用シートを得た。
【００３２】
比較例２
無機吸着剤／エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂／スチレン−アクリル共重合体樹脂＝５５／０／４５になるように、スチレン−アクリル共重合体樹脂を添加した以外は、実施例１と同様にして、吸着層用塗工液を作製し、吸着用シートを得た。
【００３３】
比較例３
被膜形成性無機物を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、吸着層用塗工液を作製した。
【００３４】
＜塗工液分散性＞
吸着層用塗工液の作製後、塗工液の分離により安定性の良否を評価した。
安定性良好（分離なし）・・・・・・・・○
無機吸着剤の沈降（分離あり）・・・・・×
【００３５】
＜結着力＞
吸着用シートの吸着層塗工面に、セロハンテープの粘着面を押し当て、吸着層の剥離具合を評価した。塗工液の分散性の良否にかかわらず、塗工、乾燥後、吸湿シートに幅２．４ｃｍ×長さ４ｃｍのセロハンテープを軽く接着させ、緩やかに脱着させる。セロハンテープの接着面を観察面とし、目視にて以下のようにその結着力を評価した。
【００３６】
テープ表面の目視観察において、
テープ全面に塗層が付着している・・・・・・×
テープの一部に塗層が付着している・・・・・△
テープ接着面に付着物が見られない・・・・・○
【００３７】
＜摩耗性＞
摩耗強度は、２ｃｍ幅の木綿製黒色布で吸着層を擦り、吸着層のアルミニウム箔からの剥離や吸着層の転写状態を観察し、以下のように判定した。
アルミニウム箔からの剥離・・・・・×
黒色布への転写・・・・・・・・・・△
剥離、転写なし・・・・・・・・・・○
【００３８】
＜耐水性＞
耐水性は、２ｃｍ×１０ｃｍに切断したシートをイオン交換水に１０分間浸漬した後、２ｃｍ幅の木綿製黒色布で吸着層を擦り、吸着層のアルミニウム箔からの剥離や吸着層の転写状態を観察し、以下のように判定した。
アルミニウム箔からの剥離・・・・・×
黒色布への転写・・・・・・・・・・△
剥離、転写なし・・・・・・・・・・○
【００３９】
＜吸着特性＞
吸着特性は、水分吸湿による質量変化を測定する平衡吸湿量測定により行った。２００ｍｍ×１５０ｍｍの吸湿用シートに含有される無機吸着剤の配合比をＷＲ（質量％）とし、温風乾燥機にて、温度９０℃、１２０分の条件にて乾燥させたときの質量を絶乾質量ＷＤ１とした。乾燥させた吸湿用シートを温度２５℃、相対湿度８０％の条件下に調整した恒温恒湿槽内に少なくとも１２０分以上静置したときを吸湿平衡とみなし、そのときの質量を吸湿質量ＷＡ１とし、無機吸着剤１ｇに対する吸湿量Ｗ１（ｇ）を下記の式より得た。
【００４０】
吸湿量Ｗ１（ｇ）＝［（ＷＡ１−ＷＤ１）／ＷＤ１］／（ＷＲ／１００）
【００４１】
無機吸着剤単独での吸湿量（Ｗｒｅｆ）とし、吸湿量の変化率を下記式により求め、吸湿特性Ｗを評価した。
【００４２】
吸着特性Ｗ＝Ｗ１／Ｗｒｅｆ
【００４３】
【表１】
2012143720.tif 000002
【００４４】
実施例１〜７で使用した吸着層用塗工液は分散性が良好であった。また、吸着層の結着力、耐摩耗性、耐水性共に優れており、吸着層の吸湿量は、無機吸着剤単独での吸湿量に対して、０．９〜１．２倍であり、バインダーを使用しているにもかかわらず、無機吸着剤の吸着能が低下し難いことが確認された。
【００４５】
これに対し、スチレン−アクリル共重合体樹脂を含有していない比較例１では、バインダーが吸水により軟化を起こし、シート基材からの剥離が見られ、耐水性が悪かった。また、吸着特性Ｗも０．８倍と、実施例よりも低く、バインダーによって、吸着特性が下がることが確認された。
【００４６】
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を含有していない比較例２では、結着力の評価において、多くの剥離粒子が見られ、耐摩耗性も低下していた。被膜形成性無機物を含有していない比較例３でも、やや多めの剥離粒子が観察され、吸着特性Ｗも０．８倍と、実施例よりも低かった。また、比較例３で使用した吸着層用塗工液は分離を起こし、被膜形成性無機物を使用することによる塗工液安定性の優位性を確認した。
【００４７】
以上、吸着層が無機吸着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、被膜形成性無機物を含有している実施例１〜７では、吸着剤層塗工液の分散安定性が良好であり、塗工で形成された吸着層膜は、結着力、摩耗性、耐水性があり、吸着特性が低下しにくいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の吸着用シートは、包装材料、除湿シート、内装材料、フィルター、調湿素子、熱交換素子等に使用することができ、例えば、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、全熱交換素子、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、熱交換又は熱移動システム、調湿（除湿又は加湿）システム等に利用できる。