JP2004314311A

JP2004314311A - 吸放湿性不織布構造体およびこれを用いた調湿剤

Info

Publication number: JP2004314311A
Application number: JP2003107366A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Araki; 忠志荒木; Ryoichi Tagaito; 良一田垣内
Original assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】吸放湿性が優れた上に軽くて厚さが薄く、さらには寸法安定性も高く、あらゆる形状に加工が可能で取扱性にも優れた吸放湿性不織布構造体を提供する。
【解決手段】主として吸放湿性繊維と熱融着性繊維からなる吸放湿層と、吸放湿層を挟んだ表面シートの三層構造からなる吸放湿性不織布構造体であって、以下（ａ）〜（ｃ）を特徴とする吸放湿性不織布構造体である。
（ａ）表面シートの少なくとも一方が透湿性または通気性を有するものであること。（ｂ）該吸放湿性不織布構造体の２０℃、９５％ＲＨにおける吸湿量Ｒ_１と、２０℃、４０％ＲＨにおける放湿量Ｒ_２の差（Ｒ_１−Ｒ_２）が、３０ｇ／ｍ^２以上であること。（ｃ）該吸放湿性不織布構造体の吸放湿後の収縮率が、５％以下であること。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸放湿性不織布構造体に関するもので、精密部品の輸送時に使用される乾燥剤、産業用機械類の結露防止剤、医薬品、菓子類等の乾燥剤、除湿剤あるいはショーケース、飾り棚等中の調湿剤等に好適に用いられる材料およびその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸放湿性を有する材料としては塩化カルシウムや塩化マグネシウム等の潮解性塩類あるいはシリカゲル等の粉粒状物が知られている。特許文献１には紙パルプからなる板紙に塩化カルシウムや塩化マグネシウム等の潮解性塩類を含浸させ、この板紙を透湿不透水性フィルムで包装したシート状乾燥剤が開示されている。また、特許文献２には通気性のあるシート間に吸着剤である粉末状のシリカゲルと熱可塑性樹脂粉末の混合物を挟みプレス成型により一体化した吸着性シートが開示されている。
【０００３】
しかしながら、潮解性塩類は吸湿すると液状となり、フィルムの端部からこの潮解液が漏れ出る恐れがあるばかりか、放湿性は低く、放湿しても元の形状に戻らないという問題があった。一方、シリカゲルは吸放湿性能は有するものの、その吸放湿量が少ないため使用量を多くする必要があり、さらに吸湿速度に比べ放湿速度が遅いため調湿剤としては不適当であった。
【０００４】
また、特許文献３には高吸放湿性繊維からなる調湿材が開示されている。しかしながら、該調湿材は高吸放湿性繊維そのものの機能を謳ったものに過ぎず、調湿剤としての構成、機能等は一切記載されていなかった。
【０００５】
さらには、吸放湿性繊維を高混率で不織布化した場合、吸放湿により大きく収縮し、寸法安定性が悪いという問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３２３２０９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１９２３８５号公報
【特許文献３】
特開平６−２８０１１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決し、吸放湿性が優れた上に軽くて厚さが薄く、さらには寸法安定性も高く、あらゆる形状に加工が可能で取扱性にも優れた吸放湿性不織布構造体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意研究を行なった結果、本発明の吸放湿性不織布構造体を発明するに至った。即ち、主として吸放湿性繊維と熱融着性繊維からなる吸放湿層と、吸放湿層を挟んだ表面シートの三層構造からなる吸放湿性不織布構造体であって、以下（ａ）〜（ｃ）を特徴とする吸放湿性不織布構造体である。
（ａ）表面シートの少なくとも一方が透湿性または通気性を有するものであること。
（ｂ）該吸放湿性不織布構造体の２０℃、９５％ＲＨにおける吸湿量Ｒ_１と、２０℃、４０％ＲＨにおける放湿量Ｒ_２の差（Ｒ_１−Ｒ_２）が、３０ｇ／ｍ^２以上であること。
（ｃ）該吸放湿性不織布構造体の吸放湿後の収縮率が、５％以下であること。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本実施形態にかかる吸放湿性不織布構造体の断面図、図２は本実施形態の請求項７にかかる調湿剤の一例の断面図、図３は本実施形態の請求項８にかかる調湿剤の一例の断面図である。
【００１０】
図１に示すように本発明の吸放湿性不織布構造体１は吸放湿層２と、吸放湿層２を挟んだ表面シート３または４の三層構造からなる。表面シート３または４がなく、吸放湿層２が表面に露出していると吸湿時にベトツキが感じられたり、放湿（乾燥）時に吸放湿性繊維が脱落しやすくなるためである。
【００１１】
本発明の吸放湿層２中に用いる吸放湿性繊維とは、周囲の湿度環境に応じて吸湿・放湿を行なう繊維である。好ましくは２０℃、９５％ＲＨにおける吸湿率と２０℃、４０％ＲＨにおける吸湿率の差が４０重量％以上のものである。吸湿率の差が４０重量％以上の場合は急激な湿度変化に対しても迅速に吸放湿が行なわれ、周囲を適度な湿度に調湿することができる。さらに好ましくは吸湿率の差が６０重量％以上である。
【００１２】
なお、上記「吸湿率」とは、各条件下で繊維を２４時間放置して吸湿させた時の重量とその繊維の絶乾質量との差をその繊維の絶乾質量で除したときの値である。また、「ＲＨ」とは「相対湿度」の意味である。
【００１３】
上記特性を備えた吸放湿性繊維の例としては、架橋ポリアクリル酸ナトリウム塩系繊維、アクリル繊維を後加工によりその表面を加水分解させた繊維などが挙げられる。これらの繊維は単独でまたは２種以上を併用してもよい。
【００１４】
これらの吸放湿性繊維の市販品としては、例えばカネボウ合繊（株）製、商品名「ベルオアシス」や東洋紡績（株）製、商品名「Ｎ−３８」が挙げられる。特にベルオアシスは２０℃、９５％ＲＨにおける吸湿率が１４０％、４０％ＲＨにおける吸湿率が２２％で、その差が１００％を超えている。さらに該繊維は吸湿速度と放湿速度がほぼ同じであり、急激な湿度変化においても十分に対応することができる。
【００１５】
吸放湿層２中の吸放湿性繊維の含有率は任意であるが、好ましくは３０〜９５重量％である。この範囲内であれば優れた吸放湿性能を発揮し、寸法安定性や強度も問題なく使用できる。さらに好ましくは５０〜９０重量％である。
【００１６】
本発明の吸放湿層２中に用いる熱融着性繊維とは、通常１６０℃以下、好ましくは９０〜１３０℃程度で溶融する成分を含む繊維である。好ましくは、一方より融点が低い融着成分と一方より融点が高い非融着成分からなる複合繊維を用いる。このような熱融着性繊維を用いることにより接着剤を使用することなく適度な空隙を保ちながら繊維同士を接着し、不織布構造体を形成することができる。
【００１７】
本発明に好ましく用いられる熱融着性繊維の例として、鞘部分に融着成分としてポリオレフィンまたは融点１１０〜１３０℃の共重合ポリエステル、芯部分に非融着成分としてポリオレフィンまたはポリエチレンテレフタレートを使用した芯鞘型熱融着性繊維が挙げられる。
【００１８】
吸放湿層２中の熱融着性繊維の含有率は任意であるが、好ましくは５〜５０重量％である。この範囲内であれば優れた吸放湿性能を保ちながら、高い寸法安定性や強度が得られる。さらに好ましくは１０〜４０重量％である。
【００１９】
吸放湿層２中には吸放湿性繊維と熱融着性繊維以外の繊維も使用することができる。これらの繊維の種類は特に限定しない。合成繊維、天然繊維、再生繊維等、全ての繊維を使用することができる。また、中空繊維、難燃繊維、消臭繊維、防カビ繊維等の機能性繊維を使用することにより、それぞれの機能を付与することもできる。これらの繊維は２種以上を混合して用いてもよい。
【００２０】
吸放湿層２中には必要に応じて、例えば粉末あるいは粒状の難燃剤、消臭剤、抗菌剤、防カビ剤等の各種の添加剤を添加することもできる。
【００２１】
本発明に用いる表面シート３または４の素材は特に限定しないが、少なくとも一方に透湿性または通気性を有するシート３を用いる必要が有る。例えば、透湿性の有るシートとしては透湿フィルムが使用でき、通気性の有るシートとしてはティッシュ等の紙類、織編物、不織布等の布帛あるいはフィルムに孔開き加工を施した有孔フィルム等が使用できる。また、透湿性または通気性の無いシート４としてはフィルムが使用できる。
【００２２】
図１（ａ）に示すように両面に透湿性または通気性の有る表面シート３を用いた場合は吸放湿速度が速く、図１（ｂ）に示すように片方に透湿性または通気性の有る表面シート３、もう片面に透湿性または通気性のない表面シート４を使用した場合は吸放湿面を片面に限定することができる。また、透湿性シートの透湿度または通気性シートの通気度を適宜変更する事により吸放湿速度を自由に変える事ができる。
【００２３】
表面シート３または４はできるだけ目付けの低いものを使用することが好ましい。目付けの高い表面シートを使用すると吸放湿性不織布構造体１の重量が大きくなるとともに、吸放湿性不織布構造体１中に占める表面シート３または４の重量比が高くなり、吸放湿性不織布構造体１としての吸湿率が低下するためである。表面シート３または４の好ましい目付けは８〜１００ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは１０〜７０ｇ／ｍ^２である。
【００２４】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、全体の目付けが５０〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲内であるであることが好ましい。この範囲内であると優れた吸放湿性とともに軽量で取扱性にも優れたものとなる。さらに好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ^２である。
【００２５】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、全体の厚さが０．５〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内であると適度な空隙により吸放湿性能の低下がなく、さらに厚さが薄くわずかな隙間への使用が可能となる。さらに好ましくは０．６〜３ｍｍである。
【００２６】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、見かけ密度が０．０２〜０．８ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。この範囲内であると適度な空隙が得られ、吸放湿速度の低下がない。さらに好ましくは０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ^３である。
【００２７】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、２０℃、９５％ＲＨにおける吸湿量Ｒ_１と２０℃、４０％ＲＨにおける吸湿量Ｒ_２の差（Ｒ_１−Ｒ_２）が３０ｇ／ｍ^２以上である必要がある。Ｒ_１とＲ_２の差が３０ｇ／ｍ^２以上であると調湿剤として十分な性能が得られる。Ｒ_１とＲ_２の差が３０ｇ／ｍ^２未満では急激な湿度変化が生じた場合に迅速な吸放湿が行なわれず、ひどい時には結露が発生する恐れがある。好ましくはＲ_１とＲ_２の差が５０ｇ／ｍ^２以上である。
【００２８】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、吸放湿後の収縮率が５％以下である必要がある。収縮率が５％以下であると寸法安定性が高く、多くの用途に使用することができる。収縮率が５％より高いと寸法安定性が悪く、使用できる用途が限られる。さらに好ましくは収縮率が３％以下である。
【００２９】
本発明の吸放湿性不織布構造体１を製造する方法は特に限定しない。例えば、吸放湿層２に使用する繊維を混綿、開繊後、カード機にてウェブを作製後、ニードルパンチを行ない不織布とした後に表面シート３または４を積層し三層構造とする方法、あるいはカード機にて作製したウェブに直接表面シート３または４を積層し、熱処理を施して三層構造とする方法が挙げられる。また、エアレイ法により一段階で三層構造を作製することもできる。好ましくはエアレイ法であり、エアレイ法によれば強度の弱い吸放湿性繊維であっても高混率化が容易である。
【００３０】
エアレイ法の一例としては、吸引ネット上の通気性を有する表面シート３上に吸引ネット側から吸引しながら吸放湿性繊維と熱融着性繊維を主とする繊維混合物を連続的に散布し吸放湿層２を形成し、次いで、もう一方の表面シート３または４を積層して三層構造とした後、加熱加圧処理して吸放湿層２中の繊維間、吸放湿層２と表面シート３または４間を接着させ吸放湿性不織布構造体を形成する等の方法が挙げられる。
【００３１】
吸放湿層２と表面シート３または４間の接着にはポリオレフィン等の熱融着性樹脂または熱可塑性樹脂を使用してもよい。
【００３２】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、通常、適当な大きさおよび形状にカットして使用される。この時の大きさおよび形状は特に限定しない。用途に合わせて自由に設計することができる。
【００３３】
本発明の吸放湿性不織布構造体１をカットして使用する時には、端部からの吸放湿層２中の繊維等の脱落を防ぐために、図２に示すように端部を接合６して使用することが好ましい。接合６の方法は特に限定しない。一例としては熱圧着、超音波シール、超音波シールカット、高周波ウェルダーあるいは熱可塑性樹脂を使用したシール等が挙げられる。好ましくは超音波シールカット法であり、超音波シールカット法によればシール幅を小さくでき、効率よく高い吸放湿性能を得ることができる。
【００３４】
本発明の吸放湿性不織布構造体１は、適当な大きさおよび形状にカットした後に、図３に示すように包装材８または９に収納して使用することもできる。この時、該包装材は少なくとも一部が透湿性または通気性を有する素材８である必要があり、さらに該包装材はその外周縁部が接合６されている必要がある。
【００３５】
包装材の外周縁部の接合方法は特に限定しない。一例としては熱圧着、超音波シール、高周波ウェルダーあるいは通常使用される接着剤等が挙げられる。
【００３６】
包装材８または９に使用する素材は特に限定しない。例えば、透湿性を有する素材としては透湿性フィルムが使用でき、通気性を有する素材としては紙類、織編物、不織布等の布帛、フィルムに孔開き加工を施した有孔フィルム等が使用できる。また、透湿性または通気性のない素材としてはフィルムが使用できる。
【００３７】
図３（ａ）に示すのように包装材８または９の全てに透湿性または通気性を有する素材８を用いた場合は吸放湿速度が速く、図３（ｂ）に示すように片面あるいは一部に透湿性または通気性を有する素材８、その他の部分に透湿性または通気性をない素材９を使用した場合は吸放湿面を片面あるいは一部に限定することができる。また、透湿性シートの透湿度または通気性シートの通気度を適宜変更する事により吸放湿速度を自由に変える事ができる。
【００３８】
包装材８または９に難燃性、防水性、撥水性、帯電防止等の機能を有した素材を用いることによりこれらの機能を有した調湿剤を得ることもできる。
【００３９】
図３（ｃ）に示すように包装材８または９の中には用途、目的に合わせて本発明の吸放湿性不織布構造体１を複数枚重ねて入れてもよい。
【００４０】
また、図３（ｄ）に示すように包装材８または９の中には用途、目的に合わせて本発明の吸放湿性不織布構造体１と一緒に消臭、抗菌等の機能を有したシート１０を入れてもよい。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、吸放湿性能および収縮率の測定方法を以下に示す。
【００４２】
（吸放湿性能および収縮率）
２００ｍｍ×２００ｍｍにカットした試料を２０℃×４０％ＲＨの環境下に一昼夜放置した後、２０℃×９５％ＲＨの環境下に移し、８時間吸湿させ、試料重量（Ｗ_１）を測定する。次に試料を再度２０℃×４０％ＲＨの環境下に移し、３時間放湿させた後、試料重量（Ｗ_２）およびタテ、ヨコの寸法（Ｌ_２、Ｂ_２）を測定する。最後に試料の絶乾質量（Ｗ_０）を測定し、次式より１ｍ^２あたりの吸放湿量および収縮率を算出する。
【００４３】
吸放湿量（ｇ／ｍ^２）＝Ｒ_１−Ｒ_２
Ｒ_１；吸湿量（ｇ／ｍ^２）＝（Ｗ_１−Ｗ_０）／０．０４
Ｒ_２；放湿量（ｇ／ｍ^２）＝（Ｗ_２−Ｗ_０）／０．０４
Ｗ_１；２０℃×９５％ＲＨで８時間吸湿後の試料重量（ｇ）
Ｗ_２；２０℃×４０％ＲＨで３時間放湿後の試料重量（ｇ）
収縮率（％）＝［４００−（Ｌ_２＋Ｂ_２）］／４００×１００
Ｌ_２；２０℃×４０％ＲＨで３時間放湿後の試料のタテの寸法（ｍｍ）
Ｂ_２；２０℃×４０％ＲＨで３時間放湿後の試料のヨコの寸法（ｍｍ）
【００４４】
（実施例１）
吸放湿層の組成、表面シートの素材および目付け、吸放湿性不織布構造体の目付けおよび厚さを表１に示した条件で、下記製造方法により吸放湿性不織布構造体を作製した。なお、吸放湿性繊維にはカネボウ合繊（株）製「ベルオアシス」１０ｄｔｅｘ、６ｍｍ、熱融着性繊維にはチッソ（株）製「ＥＳ」４．４ｄｔｅｘ、６ｍｍ、およびその他の繊維にレギュラーポリエステル５．６ｄｔｅｘ、６ｍｍを使用した。
【００４５】
表１に記載の組成で繊維を混綿した後、該繊維を吸引ネット上の表面シートａ上に均一になるようにエアレイ法により連続的に散布し、吸放湿層を形成した。次にこの吸放湿層の上に表面シートｂを積層して三層構造とし、１４０〜２００℃で加熱処理を施し、さらに加熱処理ゾーン出口にてローラーで圧縮して全体を接着し吸放湿性不織布構造体を得た。これらの吸放湿量および収縮率の測定結果を表２に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
【表２】

【００４８】
表２から次のことが明らかである。実施例１のテストＮｏ．１および７は吸放湿量に乏しく、調湿剤、乾燥剤、除湿剤等の用途に適さないことが判る。テストＮｏ．５は収縮率が高く寸法安定性に乏しいことが判る。一方、テストＮｏ．２〜４、６、８および９は吸放湿量が多く、優れた吸放湿性能を有するとともに収縮率も低く寸法安定性にも優れており、調湿剤、乾燥剤、除湿剤等に好適に使用できる。
【００４９】
（実施例２）
実施例１のテストＮｏ．８の本発明の吸放湿性不織布構造体を直径５０ｍｍの円形にカットし、その端部を超音波ミシンを使用してシールし、調湿剤を作製した。この調湿剤は実施例１のテストＮｏ．８の本発明の吸放湿性不織布構造体と同等の吸放湿性能と寸法安定性を有していた上に、端部からの繊維の脱落もなかった。
【００５０】
（実施例３）
実施例１のテストＮｏ．３の本発明の吸放湿性不織布構造体を２０ｍｍ×１００ｍｍの長方形にカットし、該吸放湿性不織布構造体を３枚重ねて３５ｍｍ×１１５ｍｍの長方形にカットした孔径０．２ｍｍ、開口率５％、厚さ３０μｍのポリエチレンフィルムで挟持し、その外周縁部を熱融着し、調湿剤を作製した。この調湿剤は実施例１のテストＮｏ．３の本発明の吸放湿性不織布構造体の約３倍の吸放湿性能を有し、さらに包装材外部への繊維の脱落もなかった。
【００５１】
実施例１のテストＮｏ．４の本発明の吸放湿性不織布構造体を２００ｍｍ×３００ｍｍの長方形にカットした。また、パルプシートに消臭機能を付与したシート状消臭材も２００ｍｍ×３００ｍｍの長方形にカットし、吸放湿性不織布構造体と重ねて２２０ｍｍ×３２０ｍｍの長方形にカットした目付け５０ｇ／ｍ^２のポリエステルスパンボンドで挟持し、その外周縁部を熱融着し、調湿剤を作製した。この調湿剤は実施例１のテストＮｏ．４の本発明の吸放湿性不織布構造体と同等の吸放湿性能を有し、さらに消臭機能も有していた。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の吸放湿性不織布構造体は、吸放湿性が優れているため、周囲の湿度が高い場合は吸湿し、周囲の湿度を下げる乾燥剤あるいは除湿剤として好適に使用することができる。また、放湿性能にも優れているため周囲の湿度が低くなると吸湿した湿気を放湿して周囲の湿度を一定に保つ調湿剤としても好適に用いることができる。さらには、本発明の吸放湿性不織布構造体は、薄くて軽く、寸法安定性も高く、あらゆる形状に加工が可能で、取扱性にも優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる吸放湿性不織布構造体の断面図である。
【図２】本実施形態の請求項７にかかる調湿剤の一例の断面図である。
【図３】本実施形態の請求項８にかかる調湿剤の一例の断面図である。
【符号の説明】
１吸放湿性不織布構造体
２吸放湿層
３透湿性または通気性を有する表面シート
４透湿性または通気性のない表面シート
５請求項７にかかる調湿剤
６接合部
７請求項８にかかる調湿剤
８透湿性または通気性を有する包装材
９透湿性または通気性のない包装材
１０機能性シート

Claims

主として吸放湿性繊維と熱融着性繊維からなる吸放湿層と、吸放湿層を挟んだ表面シートの三層構造からなる吸放湿性不織布構造体であって、以下（ａ）〜（ｃ）を特徴とする吸放湿性不織布構造体。
（ａ）表面シートの少なくとも一方が透湿性または通気性を有するものであること。
（ｂ）該吸放湿性不織布構造体の２０℃、９５％ＲＨにおける吸湿量Ｒ_１と、２０℃、４０％ＲＨにおける放湿量Ｒ_２の差（Ｒ_１−Ｒ_２）が、３０ｇ／ｍ^２以上であること。
（ｃ）該吸放湿性不織布構造体の吸放湿後の収縮率が、５％以下であること。
該熱融着性繊維が、一方より融点が低い融着成分と一方より融点が高い非融着成分からなる複合繊維であることを特徴とする請求項１に記載の吸放湿性不織布構造体。
該熱融着性繊維が、鞘部分がポリオレフィンまたは融点１１０〜１３０℃の共重合ポリエステルからなる芯鞘型熱融着性繊維であることを特徴とする請求項２に記載の吸放湿性不織布構造体。
該吸放湿性繊維が架橋ポリアクリル酸ナトリウム塩系の吸放湿性繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸放湿性不織布構造体。
吸放湿層中の熱融着性繊維の含有率が５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の吸放湿性不織布構造体。
全体の目付けが５０〜１０００ｇ／ｍ^２、全体の厚さが０．５〜５ｍｍである請求項１〜５のいずれかに記載の吸放湿性不織布構造体。
請求項１〜６のいずれかに記載された吸放湿性不織布構造体の端部を接合したことを特徴とする調湿剤。
請求項１〜６のいずれかに記載された吸放湿性不織布構造体または請求項７に記載の調湿剤を包装材に収納した調湿剤であって、該包装材の少なくとも一部が透湿性または通気性を有する材料から構成され、その包装材の外周縁部を接合したことを特徴とする調湿剤。