【書類名】 明細書
【発明の名称】 吸放湿機能を有する壁材シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バインダー樹脂と珪藻土からなる吸放湿性樹脂層を有することを特徴とする吸放湿機能を有する壁材シート。
【請求項２】 化粧材基材に、吸放湿性樹脂層が積層されている請求項１記載の吸放湿機能を有する壁材シート。
【請求項３】 吸放湿性樹脂層が、細胞状発泡体である請求項１又は２記載の吸放湿機能を有する壁材シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物及び乗物等の内装用として用いられ、吸放湿機能を有し、雰囲気の相対湿度の変動を小さくすることが可能な壁材シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、壁紙等の内装用化粧材の代表的なものとして、基材上にポリ塩化ビニル樹脂層を形成したものが使用されている。又、高吸水性ポリマー（水溶性ポリマーを架橋したもの）、多糖類のでんぷん等の親水性物質をバインダー樹脂中に添加した吸湿性層をシート基材表面に設けた化粧シートが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の化粧材基材上にポリ塩化ビニル樹脂層を形成した構成の化粧材は吸放湿性に乏しく、外界の温度が変化した際、或いは室内等の湿度が変化した場合等に、建築物内部の湿度変化幅を小さくして湿度変化を収束させることはできない。従来からある壁土、及び木材（特に桐材）等の、それ自体が吸放湿性を有する材料から構成された化粧材と比較すると、室内の湿度変化は大きくなってしまう。特に、室内等の湿度が高くなると、単に不快指数が上がるのみならず、化粧材の表面、或いは壁面が中空の場合は前記中空の内部に、結露が発生し、その結果化粧材表面又は壁内部に黴を生じたり、建材に腐蝕及び錆を生じるという問題があった。
【０００４】
一方、上記の吸湿性層を有する化粧材は、湿度が上昇した場合に吸湿することが可能であっても、一度吸湿した湿気を放出しない為、湿度が低下した際に湿気を放出して湿度を一定に保ことはできない。又、吸湿性層は吸湿すると吸水性ポリマーや水溶性樹脂が膨潤或いは溶解する為、化粧材表面にベタツキが生じたりヒビ割れが発生したり、ふくれが発生したりして、化粧材自体の物性が低下する等の問題があった。更に化粧材は人が触れたりすることが多いため安全性が高いことも重要である。しかし、上記のように吸水性ポリマーや水溶性樹脂が膨潤或いは溶解して人に接触する虞れがあり、安全性の点においても問題が残る。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みて、なされたものであり、吸放湿性が高く、外界の温度変化に伴う湿度の変動幅を収束させることが可能であると共に、表面物性が良好であり長期の使用でも変化せず、安全性も高い、吸放湿機能を有する壁材シートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（１）バインダー樹脂と珪藻土からなる吸放湿性樹脂層を有することを特徴とする吸放湿機能を有する壁材シート、（２）化粧材基材に、吸放湿性樹脂層が積層されている請求項１記載の吸放湿機能を有する壁材シート、（３）吸放湿性樹脂層が、細胞状発泡体である請求項１又は２記載の吸放湿性能を有する壁材シート、を要旨とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本発明吸放湿機能を有する壁材シート（以下、単に壁材シートということもある）は、バインダー樹脂２と珪藻土３からなる吸放湿性樹脂層１を有するものである。
【０００８】
バインダー樹脂２は、珪藻土を保持可能であり層状に形成可能な樹脂であればよく、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、その他の熱可塑性樹脂等が用いられる。上記エチレン−酢酸ビニル共重合体は、これらの鹸化物も含む。又、アクリル系樹脂としては、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレ−ト、メチル（メタ）アクリレート−ブチル（メタ）アクリレート共重合体、メチル（メタ）アクリレート−エチル（メタ）アクリレート共重合体、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、β−ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、及びグリジル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの単独又は共重合体等〔但し、（メタ）アクリレートとはアクリレート又はメタアクリレートの化合物を示す〕が使用される。上記アクリル樹脂の中では硝子転移温度が１５〜６０℃の化合物が好ましい。又、ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等が挙げられる。
【０００９】
バインダー樹脂２として好ましいものは、樹脂自体に吸放湿性があり、且つ珪藻土との馴染みが良く、更に珪藻土の分散性が良好で、添加量を増やすことが可能である等の理由から、エチレン−酢酸ビニル共重合体、又は前記共重合体の鹸化物等である。尚、エチレン−酢酸ビニル共重合体とアクリル樹脂との混合樹脂を用いることもできる。また、珪藻土が表面のみではなく樹脂層内部に埋設されている場合、バインダー樹脂２は水蒸気を透過する透湿性を有することが必要である。
【００１０】
珪藻土３は含水コロイド珪酸であり蛋白石の１種で、珪藻類の遺骸が海底に堆積したできたものである。また珪藻の他に放散虫、海綿のとげ、石灰粒などを含む。一般に比重はおよそ２．０で粘土に似て硬度は高い。珪藻土は、内部に細孔を有し、雰囲気の湿度に応じ該細孔内に湿気（水分）を保持したり、細孔内部から湿気を放出して、吸放湿剤として働き、雰囲気の湿度変化を収束させることができる。尚、本発明でいう湿度とは、相対湿度を言う。珪藻土３は、水に溶解したり、水で膨潤したりせず、更に空気中で長時間曝露されても、変質したり黴を生じたりせず、吸湿と放湿の周期を良好に繰り返すことができる。使用する珪藻土の平均粒径は、０．１〜１００μｍが好ましい。また、珪藻土の平均細孔径は、湿度を４０〜６０％に保つためには２〜６ｎｍが好ましく、比表面積は１００ｍ2 ／ｇ以上が好ましい。珪藻土は具体的には、稚内、秋田、岡山、石川、大分等で採掘された各地産のものがあるが、なかでも稚内産の珪藻頁岩を用いるのが好ましい。稚内産の珪藻頁岩は細孔半径２〜８ｎｍの細孔容量が全細孔容量の７０％以上を占め、その細孔容量も大きい。
【００１１】
バインダー樹脂２に対する珪藻土３の添加量は、樹脂１００重量部に対し、好ましくは５〜２００重量部、更に好ましくは３０〜１５０重量部である。珪藻土の添加量が５重量部未満では、通常の室内雰囲気の気温変化にともなった湿度変化を収束させるという用途において吸放湿効果が実用上不十分であり、２００重量部を超えると実用上の吸放湿効果が飽和してくる上、吸放湿性樹脂層の強度が低下するとともに又製膜も難しくなるという虞れがある。
【００１２】
吸放湿性樹脂層１は、例えば、以下に述べるように、図１〜図４に示す態様を採ることができる。図１に示す態様は、珪藻土３をバインダー樹脂２中に分散し、珪藻土３が層中に埋設された状態である。図２に示す態様は、バインダー樹脂２を発泡させ、層内部に気泡７を有する細胞状発泡体として構成し、該発泡体の樹脂内部に珪藻土３が分散し、埋設されたものである。図３に示す態様は、バインダー樹脂２のみからなる層の表面に珪藻土３が固着され、該珪藻土３が吸放湿性樹脂層の内部に存在せず、表面にのみ存在する状態にある。図４に示す態様は、珪藻土３が、樹脂層の内部に埋設されていると共に、表面に固着され存在するものである。
【００１３】
吸放湿性樹脂層１には必要に応じて、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の難燃材、１０，１０’−オキシビスフェノキシアルシン等の防黴材、銀イオン担持ゼオライト等の抗菌剤、染料又は顔料等の着色剤、熱安定剤、可塑剤、及び体質顔料、紫外線吸収剤等の添加剤を添加することができる。
【００１４】
吸放湿性樹脂層１は、図１、図３及び図４に示すように、内部に気泡を含まない非発泡体として構成してもよいし、或いは図２に示すように、内部に多数の気泡７を有する細胞状の発泡体でも良い。吸放湿性樹脂層１の厚さは、非発泡体、発泡体のいずれの場合も、５０〜３００μｍが好ましい。吸放湿性樹脂層１が細胞状発泡体で表面に開口する空洞を多数有するものは、通気性が良好であり、それ故吸放湿性が良好である。即ち、上記のような細胞状の発泡体では、吸放湿剤である珪藻土の外気との接触が、効率良く行われるからである。
【００１５】
発泡体の表面に開口する空洞とは、樹脂層の内部から樹脂層の表面にまで連通する空洞のことである。このような複数の空洞同士が互いに連通していて、連通する空洞が樹脂層の内部にまで分布していると、吸放湿効果が良好であるので好ましい。又、樹脂層の表側表面から裏側表面にまで、空洞が連通していても良い。特に化粧材基材が紙等の吸放湿素材の場合には、該化粧材基材側からの湿気の吸放湿も利用できる。勿論、表面に開口する空洞と共に、表面に開口していない空洞が並行して存在していても良い。
【００１６】
空洞本体の直径は、通常１０〜１００μｍ程度の範囲である。空洞本体が、直接に樹脂層の表面に開口するか、又は通路によって、樹脂層の表面に繋がった形になっても良い。該通路の直径も空洞本体の直径と同程度の範囲である。
また、空洞本体の形状は、球、回転楕円体、多面体、及びその他の各種形状で良い。空洞本体及び通路の壁面は、樹脂層を構成する樹脂で構成される。
【００１７】
細胞状の発泡体を形成する方法としては、上記の樹脂中に発泡体を添加した組成物を加熱し、発泡させる方法が代表的である。また、発泡剤としては、以下の（１）〜（３）に挙げる化合物が挙げられる。
（１）アクリルニトリル、塩化ビニリデン、塩化ビニリデン・アクリルニトリル共重合体等の樹脂の中空体中に、ブタン、ヘキサン、及びペンタン等の揮発・熱膨張性の物質を内包させたマイクロカプセル型発泡剤。
（２）アゾジカーボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、４−４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、Ｎ−Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、及びソジウムボロンハイドライド等の熱分解型発泡剤。必要に応じて、更に鉛、カルシウム、及び錫等の金属石鹸、二塩基性亜硫酸鉛、三塩基性鉛、及び亜鉛華等の発泡促進剤を添加する。
（３）上記の（１）と（２）との混合物。
【００１８】
発泡剤の添加量は、バインダー樹脂１００重量部に対して通常１〜１０重量部である。熱分解型の発泡剤を多めに添加したり、又、樹脂中に界面活性剤を添加したりすることによって、表面に開口する空洞を作ることができる。
【００１９】
又、吸放湿性樹脂層中の珪藻土の外気との接触効率を上げる為の手段として、上記発泡以外の方法としては、予め珪藻土が層内部に含まれるように製膜した非発泡の吸放湿性樹脂層を、一軸又は二軸延伸する方法がある。吸放湿性樹脂層の延伸により吸放湿性樹脂層中の珪藻土の周囲に、剪断応力によりボイドが生じ（図２に示すほど、極端ではないものの）、図２と同様の気泡を有する構造が得られる。
【００２０】
本発明壁材シートは、図１〜図４に示す如き吸放湿性樹脂層１のみから構成してもよいが、図５に示すように、吸放湿性樹脂層１を化粧材基材４に積層して構成してもよい。又、図６に示すように、化粧材基材４の吸放湿性樹脂層１と反対の面（吸放湿性樹脂層１の裏面）に、防湿・防水層５を積層してもよい。
【００２１】
化粧材基材４は、吸放湿性樹脂層１の支持体となるものであり、その形状は、シート状又は板状の何れでも良い。材料としては、木材単板、木材合板、パーティクルボード、及び木質繊維板（ＭＤＦ）等の木材、鉄、銅、及びアルミニウム等の金属、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、及びフェノール樹脂等の樹脂、硝子、陶磁器等のセラミックス、石膏、硅酸カルシウム、及びセメント等の非陶磁器窯業系材料、紙、布帛、及び不織布等が挙げられる。
【００２２】
壁材シートの化粧材基材４は、坪量が２０〜１２０ｇ／ｍ2 程度の上質紙、薄葉紙、壁紙用裏打紙、和紙等の紙、又は硝子繊維、石綿、ポリエステル繊維、及びビニロン繊維から成る織布又は不織布を用いるのが好ましい。紙の場合、水酸化アルミニウム粉末等の難燃剤を添加することもできる。
【００２３】
化粧材基材４として、紙及び木材等の吸放湿性又は透水性のある物を使用する場合、吸放湿性樹脂層１に吸着された水分が、基材を通って、その裏面（例えば壁の内部等）に浸透することがある。場合によっては、裏面に浸透した水分により、裏面の物が湿気を帯びたり、反りを生じたり、又は黴と錆が発生したりする虞れがある。従って、この現象を防止するためには、図６に示すように化粧材基材４の裏面側に防湿・防水層５を設けるのが好ましい。
【００２４】
又、防湿・防水層５は、特に図示しないが化粧材基材４の表面側（吸放湿性樹脂層側）、又は表裏両面に形成しても良い。防湿・防水層５は、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、シリカ蒸着ポリエチレンテレフタレート等の防湿性、或いは防水性を有する材料であれはよい。防湿・防水層５の厚みは、３０〜１００μｍが好ましく、２液硬化型ウレタン樹脂等の接着剤で貼り合わせたり、又は熔融押し出し法（エクストルージョンコート法）等で、塗工することによって形成することができる。
【００２５】
壁材シートには、吸放湿性を阻害しない範囲内で、吸放湿性樹脂層１の表面（もし、該樹脂層が透明なら、裏面でも可能である）に、装飾層を設けても良い。装飾層としては、例えば公知のインキと印刷法によって、設けた絵柄印刷層及びアルミニウム等の金属薄膜層等が挙げられる。この場合、全面ではなく、部分的に設けることが好ましい。
【００２６】
又、壁材シートには、吸放湿性を阻害しない範囲内で、樹脂層の内部に公知の染料又は顔料を添加して着色することによって、装飾効果を出すこともできる。又、吸放湿性樹脂層の表面に、凹凸の模様をエンボスしたり、更にエンボスの凹部に、着色インキをワイピング法により、充填し着色することもできる。
【００２７】
壁材シートが、吸放湿性樹脂層１の単層構造の場合は、上記の樹脂をインフレーション法、キャレンダー法、押出法、及びキャスティング法等で製膜することで得られる。又、壁材シートが化粧材基材に吸放湿性樹脂層が積層されて構成されている場合は、予め製膜した吸放湿性樹脂層１を接着剤又は熱圧着により化粧材基材４に接着するか、又は有機溶剤の希釈溶液、及び水分散のエマルジョン等の液状組成物を塗工して溶剤（又は分散媒）を蒸発・乾燥させることにより、固化させて積層する等の手段で吸放湿性樹脂層を形成することができる。
【００２８】
吸放湿性樹脂層１を形成する場合、水を含まない加熱・溶融樹脂を、冷却・固化し、製膜するキャレンダー法等の製膜法は、有機溶剤又はエマルジョン等の塗料組成物を用いた塗工法と比較すると、組成物中で水及び有機成分が珪藻土に吸着されたり、塗料（液体）が固化するまでの間に、樹脂分と珪藻土とが、分離・沈降して、吸放湿性樹脂層の吸放湿性効果が低下する虞れがないという利点がある。
【００２９】
本発明の壁材シートは、その用途として、壁、床、及び天井等の建築物の内装材が代表的であり、その他に、自動車、電車、船舶、及び航空機等の乗物の内装材、扉、襖、窓枠、及び手摺り等の建具、箪笥等の家具、間仕切り、及び容器等にも利用される。
【００３０】
【実施例】
実施例１
平均粒径２０μｍの珪藻土（鈴木産業社製「稚内層珪藻頁岩」）２３重量部を、下記の組成の水性エマルジョン中に分散し、坪量１５０ｇ／ｍ2 の裏打ち紙（特種製紙社製）の化粧材基材上に１７０μｍの厚さでコートして水性樹脂エマルジョン層を設けた後、１２０℃で２分間加熱して、前記の水性樹脂エマルジョン層を固体化させた。その後、１７０℃で約１分間加熱することにより、水性樹脂エマルジョン層の発泡を完了させて壁材シートを得た。
〔水性エマルジョンの組成〕
樹脂：エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂 ２３重量部
（中央理化学工業社製「ＢＥ−９２０」）
発泡剤：マイクロカプセル型発泡剤 ３．５重量部
（松本油脂（株）製「Ｆ−８５」）
分散剤：ポリカルボン酸 １重量部
消泡剤：非シリコン系消泡剤 １重量部
【００３１】
比較例１
下記の組成の水性エマルジョンを、坪量１５０ｇ／ｍ2 の裏打ち紙（特種製紙社製）の化粧材基材の上に１７０μｍの厚さでコートして水性樹脂エマルジョン層を設けた後、１２０℃で２分間加熱して、前記の水性樹脂エマルジョン層を固体化させた。その後、１７０℃で約１分間加熱することにより、水性樹脂エマルジョン層の発泡を完了させて壁材シートを得た。
〔水性エマルジョンの組成〕
樹脂：エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂 ２３重量部
（中央理化学工業（株）製「ＢＥ−９２０」）
発泡剤：マイクロカプセル型発泡剤 ３．５重量部
（松本油脂（株）製「Ｆ−８５」）
分散剤：ポリカルボン酸 １重量部
消泡剤：非シリコン系消泡剤 １重量部
【００３２】
〔湿度調整試験〕
実施例１と比較例１の壁材シートに関して、以下の手法により調湿性能を試験して比較した。
内寸２５×２５×２５ｃｍのアルミケースの内壁面に上述のシート２５×２５ｃｍ、各１枚をそれぞれアルミケース内に貼り合わせ、初期設定温湿度を２０℃、５０％ＲＨに恒量化した後、アルミケースを密閉し、外気温度を、２０℃で０．５時間、３０℃で２時間、２０℃で２時間、及び１０℃で２時間のサイクルで変化させ、アルミケース内の湿度変化を測定した。測定結果を図７に示す。図７に示したように、実施例１のものは比較例１と比べて湿度の変動幅が小さいことが確認できた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明壁材シートは、バインダー樹脂と珪藻土からなる吸放湿性樹脂層を有するものであるから、従来の吸水性ポリマーや親水性物質を添加した吸水層を設けた化粧材と比較して、単に吸湿を行うだけではなく、雰囲気の相対湿度が低下した場合には珪藻土に吸湿した湿気を放出し、吸湿と放湿の繰り返しを良好に行うことができる。従って、外界の温度が変化した際に、該壁材シートを用いた雰囲気内の湿度の変動幅を小さくすることが可能である。
【００３４】
更に本発明の吸放湿性樹脂層に吸放湿剤として用いた珪藻土は、水に膨潤したり溶解することがない為、壁材シートの表面が膨潤する虞れがなく安定であり、表面の割れ、物性の低下等の不具合がない。又、壁材シート自体の加工特性等も良好であり、人体に対する安全性も高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】
吸放湿性樹脂層の態様を示す断面図である。
【図２】
吸放湿性樹脂層の態様を示す断面図である。
【図３】
吸放湿性樹脂層の態様を示す断面図である。
【図４】
吸放湿性樹脂層の態様を示す断面図である。
【図５】
本発明壁材シートの１例を示す断面図である。
【図６】
本発明壁材シートの他の例を示す断面図である。
【図７】
湿度調整試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 吸放湿性樹脂層
２ バインダー樹脂
３ 珪藻土
４ 化粧材基材
５ 防湿・防水層
６ 吸放湿機能を有する壁材シート
[Document name] Specification [Title of invention] Wall material sheet with moisture absorption and desorption function [Claims]
1. A wall material sheet having moisture absorbing and releasing properties, characterized by having a moisture absorbing and releasing resin layer made of a binder resin and diatomaceous earth.
2. The wall material sheet having moisture absorptive and desorptive functions according to claim 1, wherein a moisture absorptive and desorptive resin layer is laminated on a decorative substrate.
3. A wall material sheet having moisture absorbing and releasing properties according to claim 1 or 2, wherein the moisture absorbing and releasing resin layer is a cellular foam.
Detailed Description of the Invention
[0001]
[Technical Field to which the Invention Belongs]
The present invention relates to a wall material sheet that is used for the interior decoration of buildings, vehicles, etc., has a moisture absorbing and releasing function, and is capable of reducing fluctuations in the relative humidity of the atmosphere.
[0002]
2. Description of the Related Art
Conventionally, a typical interior decorative material such as wallpaper has been formed by forming a polyvinyl chloride resin layer on a substrate. Also known is a decorative sheet in which a moisture-absorbing layer is provided on the surface of a sheet substrate, the moisture-absorbing layer being made by adding a hydrophilic substance such as a highly water-absorbent polymer (a cross-linked water-soluble polymer) or polysaccharide starch to a binder resin.
[0003]
[Problem to be solved by the invention]
However, decorative materials constructed by forming a polyvinyl chloride resin layer on the above-mentioned decorative material substrate have poor moisture absorption and desorption properties, and are unable to reduce the humidity fluctuation range inside a building and converge humidity changes when the outside temperature or indoor humidity changes. Compared to decorative materials made from materials that themselves have moisture absorption and desorption properties, such as conventional wall plaster and wood (especially paulownia wood), indoor humidity changes are greater. In particular, when the indoor humidity increases, not only does the discomfort index increase, but condensation occurs on the surface of the decorative material or inside the hollow wall, if the wall is hollow, resulting in problems such as mold growth on the surface of the decorative material or inside the wall, and corrosion and rust of the building material.
[0004]
On the other hand, although cosmetic materials having the above-mentioned moisture-absorbing layer can absorb moisture when humidity increases, they do not release the moisture once absorbed, and therefore cannot release moisture and maintain a constant humidity level when humidity decreases. Furthermore, when the moisture-absorbing layer absorbs moisture, the water-absorbent polymer or water-soluble resin swells or dissolves, causing problems such as stickiness, cracks, and blisters on the surface of the cosmetic material, thereby reducing the physical properties of the cosmetic material itself. Furthermore, since cosmetic materials are often touched by people, high safety is also important. However, as mentioned above, there is a risk that the water-absorbent polymer or water-soluble resin will swell or dissolve and come into contact with people, which also poses safety issues.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to provide a wall material sheet with moisture absorption and desorption functions that has high moisture absorption and desorption properties, is capable of converging the range of humidity fluctuations that accompany changes in the outside temperature, has good surface properties that do not change even with long-term use, and is highly safe.
[0006]
[Means for solving the problem]
The gist of the present invention is (1) a wall material sheet having moisture absorbing and releasing functions, characterized by having a moisture absorbing and releasing resin layer made of a binder resin and diatomaceous earth, (2) a wall material sheet having moisture absorbing and releasing functions as described in claim 1, in which a moisture absorbing and releasing resin layer is laminated on a decorative material substrate , and (3) a wall material sheet having moisture absorbing and releasing properties as described in claim 1 or 2, in which the moisture absorbing and releasing resin layer is a cellular foam.
[0007]
[Embodiments of the Invention]
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in Figure 1, the moisture-absorbing and desorbing wall material sheet of the present invention (hereinafter simply referred to as the wall material sheet ) has a moisture-absorbing and desorbing resin layer 1 made of a binder resin 2 and diatomaceous earth 3.
[0008]
The binder resin 2 may be any resin capable of supporting diatomaceous earth and forming a layer, such as ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic resin, polyolefin resin, or other thermoplastic resin. The ethylene-vinyl acetate copolymer includes saponified versions of these. Examples of acrylic resins include polymethyl (meth)acrylate, polyethyl (meth)acrylate, polybutyl (meth)acrylate, methyl (meth)acrylate-butyl (meth)acrylate copolymer, methyl (meth)acrylate-ethyl (meth)acrylate copolymer, homopolymers or copolymers of alkyl (meth)acrylate esters such as 2-ethylhexyl (meth)acrylate, β-hydroxymethyl (meth)acrylate, and glycyl (meth)acrylate (wherein "(meth)acrylate" refers to an acrylate or methacrylate compound). Among the acrylic resins listed above, compounds with a glass transition temperature of 15 to 60°C are preferred. Examples of polyolefin resins include polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene-butene copolymers.
[0009]
The preferred binder resin 2 is an ethylene-vinyl acetate copolymer or a saponified product of said copolymer, because the resin itself has moisture absorption and release properties, is compatible with diatomaceous earth, disperses diatomaceous earth well, and allows for increased amounts to be added. A mixed resin of ethylene-vinyl acetate copolymer and acrylic resin can also be used. Furthermore, when diatomaceous earth is embedded inside the resin layer rather than just on the surface, the binder resin 2 must be moisture permeable to allow water vapor to pass through.
[0010]
Diatomaceous earth 3 is a hydrous colloidal silicate, a type of opalite, formed by the accumulation of diatom remains on the seabed. In addition to diatoms, it also contains radiolarians, sponge spines, and limestone particles. Its specific gravity is generally approximately 2.0, and its hardness is similar to clay . Diatomaceous earth has internal pores that retain moisture (water) within the pores or release moisture from the pores depending on the humidity of the atmosphere, acting as a moisture absorber and desorber and mitigating humidity changes. In this context, humidity refers to relative humidity. Diatomaceous earth 3 does not dissolve or swell in water, and even when exposed to air for long periods of time, it does not deteriorate or develop mold, allowing it to effectively repeat cycles of moisture absorption and desorption. The average particle size of the diatomaceous earth used is preferably 0.1 to 100 μm. Furthermore, the average pore diameter of diatomaceous earth is preferably 2 to 6 nm in order to maintain a humidity of 40 to 60%, and the specific surface area is preferably 100 m2 /g or more. Diatomaceous earth is specifically mined in various places, such as Wakkanai, Akita, Okayama, Ishikawa, and Oita, but it is particularly preferable to use diatomaceous shale from Wakkanai. Wakkanai diatomaceous shale has a large pore volume, with pores with a pore radius of 2 to 8 nm accounting for 70% or more of the total pore volume.
[0011]
The amount of diatomaceous earth 3 added to the binder resin 2 is preferably 5 to 200 parts by weight, more preferably 30 to 150 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin. If the amount of diatomaceous earth added is less than 5 parts by weight, the moisture absorbing and desorbing effect is insufficient for practical use in the application of converging humidity changes that accompany changes in temperature in a normal indoor atmosphere, while if the amount added exceeds 200 parts by weight, the practical moisture absorbing and desorbing effect becomes saturated, the strength of the moisture absorbing and desorbing resin layer decreases, and film formation may become difficult.
[0012]
The moisture absorptive and desorptive resin layer 1 can take the forms shown in Figures 1 to 4, as described below. In the form shown in Figure 1, diatomaceous earth 3 is dispersed in binder resin 2 and embedded in the layer. In the form shown in Figure 2, binder resin 2 is foamed to form a cellular foam with bubbles 7 inside the layer, and diatomaceous earth 3 is dispersed and embedded within the resin of the foam. In the form shown in Figure 3, diatomaceous earth 3 is fixed to the surface of a layer consisting only of binder resin 2, and is not present inside the moisture absorptive and desorptive resin layer but is present only on the surface. In the form shown in Figure 4, diatomaceous earth 3 is both embedded inside the resin layer and fixed to the surface.
[0013]
If necessary, additives such as flame retardants such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide, antifungal agents such as 10,10'-oxybisphenoxyarsine, antibacterial agents such as silver ion-supported zeolite, colorants such as dyes or pigments, heat stabilizers, plasticizers, extender pigments, and ultraviolet absorbers may be added to the moisture absorbing and releasing resin layer 1.
[0014]
The moisture absorptive and desorptive resin layer 1 may be a non-foamed material that does not contain any internal bubbles, as shown in Figures 1, 3, and 4, or a cellular foamed material that has numerous internal bubbles 7, as shown in Figure 2. The thickness of the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 is preferably 50 to 300 µm, whether it is a non-foamed material or a foamed material. When the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 is a cellular foamed material that has numerous cavities that open to the surface, it has good breathability and therefore good moisture absorption and desorptive properties. That is, in such a cellular foamed material, the diatomaceous earth, which is a moisture absorptive and desorptive agent, efficiently comes into contact with the outside air.
[0015]
The cavities that open to the surface of the foam refer to cavities that communicate from the inside of the resin layer to the surface of the resin layer. It is preferable that such multiple cavities are interconnected and that the interconnected cavities are distributed throughout the resin layer, as this provides a good moisture absorption and desorption effect. The cavities may also be interconnected from the front surface to the back surface of the resin layer. In particular, when the decorative material substrate is a moisture absorption and desorption material such as paper, moisture absorption and desorption from the decorative material substrate side can also be utilized. Of course, in addition to the cavities that open to the surface, cavities that do not open to the surface may also exist in parallel.
[0016]
The diameter of the cavity body is usually in the range of about 10 to 100 μm. The cavity body may be open directly to the surface of the resin layer, or may be connected to the surface of the resin layer via a passage. The diameter of the passage is also in the same range as the diameter of the cavity body.
The shape of the cavity body may be a sphere, a spheroid, a polyhedron, or any other shape. The cavity body and the wall surfaces of the passage are made of the resin that constitutes the resin layer.
[0017]
A typical method for forming a cellular foam is to heat and foam a composition obtained by adding a foaming agent to the resin. Examples of foaming agents include the following compounds (1) to (3).
(1) A microcapsule-type blowing agent in which a volatile, thermally expandable substance such as butane, hexane, or pentane is encapsulated in a hollow resin such as acrylonitrile, vinylidene chloride, or vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer.
(2) Thermal decomposition type blowing agents such as azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, 4-4'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide, N-N-dinitrosopentamethylenetetramine, ammonium bicarbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, and sodium boron hydride, and if necessary, foaming accelerators such as metal soaps of lead, calcium, tin, etc., dibasic lead sulfite, tribasic lead, and zinc oxide are further added.
(3) A mixture of (1) and (2) above.
[0018]
The amount of foaming agent added is usually 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of binder resin. By adding a larger amount of a thermally decomposing foaming agent or by adding a surfactant to the resin, it is possible to create cavities that are open to the surface.
[0019]
As a means for increasing the efficiency of contact of the diatomaceous earth in the moisture absorptive and desorptive resin layer with the outside air, other than the foaming method, there is a method of uniaxially or biaxially stretching a non-foamed moisture absorptive and desorptive resin layer that has been formed in advance so that the diatomaceous earth is contained within the layer. Stretching the moisture absorptive and desorptive resin layer generates voids around the diatomaceous earth in the moisture absorptive and desorptive resin layer due to shear stress (although not as extreme as shown in Figure 2), resulting in a structure with air bubbles similar to that shown in Figure 2.
[0020]
The wall material sheet of the present invention may be composed of only the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 as shown in Figures 1 to 4, or may be composed by laminating the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 on a decorative substrate 4 as shown in Figure 5. Furthermore, as shown in Figure 6, a moisture-proof and waterproof layer 5 may be laminated on the surface of the decorative substrate 4 opposite the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 (the back surface of the moisture absorptive and desorptive resin layer 1).
[0021]
The decorative material substrate 4 serves as a support for the moisture absorptive and desorptive resin layer 1, and may be in the form of either a sheet or a plate. Examples of materials include wood such as wooden veneer, wooden plywood, particle board, and wood fiberboard (MDF), metals such as iron, copper, and aluminum, resins such as polyvinyl chloride, acrylic resin, polyolefin resin, polyester resin, ABS resin, and phenolic resin, ceramics such as glass and porcelain, non-ceramic ceramic materials such as gypsum, calcium silicate, and cement, paper, fabric, and nonwoven fabric.
[0022]
The decorative substrate 4 of the wall material sheet is preferably made of paper such as fine paper, tissue paper, wallpaper backing paper, or Japanese paper, each weighing approximately 20 to 120 g/ m² , or a woven or nonwoven fabric made of glass fiber, asbestos, polyester fiber, or vinylon fiber. In the case of paper, a flame retardant such as aluminum hydroxide powder can be added.
[0023]
When a material with moisture absorptive and desorptive or water permeable properties, such as paper or wood, is used as the decorative substrate 4, the moisture adsorbed in the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 may penetrate through the substrate to its back surface (for example, the inside of a wall, etc.). In some cases, the moisture that penetrates to the back surface may cause the material on the back surface to become damp, warp, or develop mold and rust. Therefore, in order to prevent this phenomenon, it is preferable to provide a moisture-proof and waterproof layer 5 on the back surface of the decorative substrate 4, as shown in Figure 6.
[0024]
Furthermore, although not specifically shown, the moisture-proof/waterproof layer 5 may be formed on the front side (the moisture absorbing/desorbing resin layer side) or on both the front and back sides of the decorative material substrate 4. The moisture-proof/waterproof layer 5 may be made of any moisture-proof or waterproof material, such as polyethylene, polyvinylidene chloride, or silica-deposited polyethylene terephthalate. The thickness of the moisture-proof/waterproof layer 5 is preferably 30 to 100 μm, and it can be formed by bonding with an adhesive such as a two-component curing urethane resin, or by coating using a melt extrusion method (extrusion coating method), etc.
[0025]
The wall material sheet may have a decorative layer on the surface of the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 (or on the back side if the resin layer is transparent), as long as the moisture absorptive and desorptive properties are not impaired. Examples of decorative layers include a patterned layer formed using a known ink and printing method, and a thin metal layer such as aluminum. In this case, it is preferable to form the decorative layer on a part of the surface rather than the entire surface.
[0026]
Furthermore, decorative effects can be achieved by adding known dyes or pigments to the interior of the resin layer of the wall material sheet within a range that does not impair moisture absorption and desorption. Furthermore, the surface of the moisture-absorbing and desorbing resin layer can be embossed with a concave-convex pattern, and colored ink can be filled into the embossed recesses by wiping.
[0027]
When the wall material sheet has a single layer structure of the moisture absorptive and desorptive resin layer 1, it can be obtained by forming a film from the above resin by an inflation method, a calendaring method, an extrusion method, a casting method, etc. When the wall material sheet is constructed by laminating a moisture absorptive and desorptive resin layer on a decorative material substrate, the moisture absorptive and desorptive resin layer can be formed by adhering a pre-formed film of the moisture absorptive and desorptive resin layer 1 to the decorative material substrate 4 by adhesive or thermocompression bonding, or by coating a liquid composition such as a diluted solution of an organic solvent or an emulsion of a water dispersion, evaporating and drying the solvent (or dispersion medium), solidifying it, and laminating it.
[0028]
When forming the moisture absorptive and desorptive resin layer 1, film-forming methods such as the calendaring method, in which heated and molten resin that does not contain water is cooled and solidified to form a film, have the advantage over coating methods that use paint compositions such as organic solvents or emulsions that there is no risk of water and organic components in the composition being adsorbed by the diatomaceous earth, or of the resin and diatomaceous earth separating and settling before the paint (liquid) solidifies, which would reduce the moisture absorptive and desorptive effect of the moisture absorptive and desorptive resin layer.
[0029]
The wall material sheet of the present invention is typically used as interior materials for buildings such as walls, floors, and ceilings, but can also be used for interior materials for vehicles such as automobiles, trains, ships, and aircraft, fittings such as doors, sliding doors, window frames, and handrails, furniture such as chests of drawers, partitions, containers, etc.
[0030]
[Example]
Example 1
23 parts by weight of diatomaceous earth ("Wakkanai Diatomaceous Shale" manufactured by Suzuki Sangyo Co., Ltd.) with an average particle size of 20 μm was dispersed in an aqueous emulsion of the following composition, and the resulting emulsion was coated to a thickness of 170 μm on a decorative substrate of backing paper (manufactured by Tokushu Paper Co., Ltd.) with a basis weight of 150 g/m² to form an aqueous resin emulsion layer. The layer was then heated at 120°C for 2 minutes to solidify the aqueous resin emulsion layer. The layer was then heated at 170°C for approximately 1 minute to complete the foaming of the aqueous resin emulsion layer, yielding a wall material sheet.
[Composition of aqueous emulsion]
Resin: 23 parts by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer resin (manufactured by Chuo Rikagaku Kogyo Co., Ltd., "BE-920")
Foaming agent: 3.5 parts by weight of microcapsule-type foaming agent ("F-85" manufactured by Matsumoto Oil & Fat Co., Ltd.)
Dispersant: Polycarboxylic acid 1 part by weight Defoamer: Non-silicon based defoamer 1 part by weight
Comparative Example 1
An aqueous emulsion having the following composition was coated to a thickness of 170 μm on a decorative substrate of backing paper (manufactured by Tokushu Paper Co., Ltd.) with a basis weight of 150 g/ m² to provide an aqueous resin emulsion layer, which was then heated at 120°C for 2 minutes to solidify the aqueous resin emulsion layer. Thereafter, the layer was heated at 170°C for approximately 1 minute to complete the foaming of the aqueous resin emulsion layer, yielding a wall material sheet.
[Composition of aqueous emulsion]
Resin: 23 parts by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer resin (manufactured by Chuo Rikagaku Kogyo Co., Ltd., "BE-920")
Foaming agent: 3.5 parts by weight of microcapsule-type foaming agent ("F-85" manufactured by Matsumoto Oil & Fat Co., Ltd.)
Dispersant: Polycarboxylic acid 1 part by weight Defoamer: Non-silicon based defoamer 1 part by weight
[Humidity adjustment test]
The wall material sheets of Example 1 and Comparative Example 1 were tested and compared for humidity control performance by the following method.
One of the above-described sheets (25 x 25 cm each) was attached to the inner wall of an aluminum case having an inner dimension of 25 x 25 x 25 cm. The initial temperature and humidity were set to constant at 20°C and 50% RH, and the aluminum case was then sealed. The ambient temperature was cycled through 20°C for 0.5 hours, 30°C for 2 hours, 20°C for 2 hours, and 10°C for 2 hours, and the humidity change inside the aluminum case was measured. The measurement results are shown in Figure 7. As shown in Figure 7, it was confirmed that Example 1 had a smaller humidity fluctuation range than Comparative Example 1.
[0033]
[Effects of the Invention]
Because the wall material sheet of the present invention has a moisture-absorbing and desorbing resin layer made of a binder resin and diatomaceous earth, it not only absorbs moisture but also releases the moisture absorbed by the diatomaceous earth when the relative humidity of the atmosphere drops, effectively repeating the cycle of moisture absorption and desorption, compared to conventional decorative materials that have a moisture-absorbing layer containing an absorbent polymer or hydrophilic substance. Therefore, when the ambient temperature changes, it is possible to reduce the fluctuation range of humidity in the atmosphere when the wall material sheet is used.
[0034]
Furthermore, the diatomaceous earth used as the moisture absorbing and desorbing agent in the moisture absorbing and desorbing resin layer of the present invention does not swell or dissolve in water, so there is no risk of the surface of the wall material sheet swelling, and it is stable and does not suffer from problems such as surface cracking, deterioration of physical properties, etc. In addition, the wall material sheet itself has good processing properties and is highly safe for the human body.
[Brief explanation of the drawings]
Figure 1
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a moisture absorptive and desorptive resin layer.
Figure 2
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a moisture absorptive and desorptive resin layer.
Figure 3
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a moisture absorptive and desorptive resin layer.
Figure 4
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a moisture absorptive and desorptive resin layer.
Figure 5
1 is a cross-sectional view showing an example of a wall material sheet of the present invention.
Figure 6
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the wall material sheet of the present invention.
Figure 7
10 is a graph showing the results of a humidity adjustment test.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 moisture absorbing and releasing resin layer 2 binder resin 3 diatomaceous earth 4 decorative material substrate 5 moisture-proof and waterproof layer 6 wall material sheet with moisture absorbing and releasing function