JP7657625B2 - Film-like composition and method for producing same - Google Patents
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Description
本発明は、吸湿材を含有して成り、基材上に塗布されて成る膜状組成物及びその製造方法に関するとともに、当該膜状組成物を製造するために使用する塗工液に関する。 The present invention relates to a film-like composition that contains a moisture absorbent and is applied to a substrate, a method for producing the film-like composition, and a coating liquid used to produce the film-like composition.
この種の膜状組成物は、吸湿材を含有することにより吸湿性を発揮する。このような膜状組成物を吸湿部の塗膜として利用するにあたり、塗膜の単位重量あたりの吸湿量が高いほど同組成物を含む製品のサイズをコンパクト化でき、製品の軽量化に寄与することができる。例えばデシカント式除湿装置のデシカント素子の塗膜として利用する場合では、デシカント素子が占める容積が製品サイズの過半を占めることとなり、デシカント素子の塗膜とされた膜状組成物の吸湿量が高まれば、このような製品を大幅にコンパクト化できる。 This type of film-like composition exhibits moisture absorption properties by containing a moisture-absorbing material. When using such a film-like composition as a coating for a moisture-absorbing part, the higher the moisture absorption amount per unit weight of the coating, the more compact the size of the product containing the composition can be, which contributes to reducing the weight of the product. For example, when used as a coating for a desiccant element of a desiccant-type dehumidifier, the volume occupied by the desiccant element accounts for more than half of the product size, and if the moisture absorption amount of the film-like composition used as a coating for the desiccant element is increased, such a product can be made significantly more compact.
近年、金属有機構造体MOF(Metal Organic Framework)が高い吸着容量を持つ材料として注目を集めている。中でも、クロムを中心金属とする金属有機構造体(以下:MIL-101(Cr)とも記載する。)と呼ばれる金属有機構造体材料は、従来吸湿材として採用されてきた材料(シリカゲル、ゼオライト、塩化カルシウム、高分子収着材等)と比較して、2倍以上の高い吸湿量と、高い水劣化耐性を有する材料として知られている。
そして、本発明者らは、吸湿材としてクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を水などの溶媒に分散させてなる塗工液をポリエチレンテレフタレート(PET)などの基材へ塗布して膜状組成物を製造するにあたり、アクリル系高分子材料を接着硬化材(バインダー)として使用しつつ、塗工液の塗工性を確保するために増粘材としてウレタン系高分子材料を添加することにより、ひび割れ、剥がれ等が抑制された良好な膜強度を有する塗膜を得ながら、良好な吸湿性能を実現することを提案している(例えば特許文献1を参照。)。
In recent years, metal organic frameworks (MOFs) have been attracting attention as materials with high adsorption capacity. In particular, a metal organic framework material with chromium as the central metal (hereinafter also referred to as MIL-101(Cr)) is known to have a moisture absorption capacity more than twice as high as that of materials conventionally used as moisture absorbents (silica gel, zeolite, calcium chloride, polymeric sorption materials, etc.) and to have high resistance to water deterioration.
The present inventors have proposed that when a coating liquid obtained by dispersing a metal-organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal as a moisture absorbent in a solvent such as water is applied to a substrate such as polyethylene terephthalate (PET) to produce a film-like composition, an acrylic polymer material is used as an adhesive curing agent (binder) and a urethane polymer material is added as a thickener to ensure the coatability of the coating liquid, thereby achieving good moisture absorption performance while obtaining a coating film having good film strength in which cracking, peeling, and the like are suppressed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、吸湿材としてクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を含む膜状組成物において、増粘材としてのウレタン系高分子材料の添加は吸湿性能の低下の要因となることから、このようなウレタン系高分子材料の添加はできるだけ回避することが望まれる。しかしながら、ウレタン系高分子材料を添加しない場合には、塗工液の基材に対する密着性が低下して塗工性が悪化するという問題が生じる。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、吸湿材としてクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を含有する膜状組成物を製造するにあたり、膜強度及び吸湿性能を良好なものに維持しながら、塗工性に優れた膜状組成物を得るための技術を提供する点にある。
However, in a film-like composition containing the metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as the central metal as a moisture absorbent, the addition of a urethane-based polymer material as a thickener is a cause of a decrease in moisture absorption performance, so it is desirable to avoid the addition of such a urethane-based polymer material as much as possible. However, if a urethane-based polymer material is not added, a problem occurs in that the adhesion of the coating liquid to the substrate decreases, and the coatability deteriorates.
In view of this situation, a main object of the present invention is to provide a technique for obtaining a film-like composition having excellent coatability while maintaining good film strength and moisture absorption performance, when producing a film-like composition containing a metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal as a moisture absorbent.
本発明の第1特徴構成は、吸湿材を含有して成り、基材上に塗布されて成る膜状組成物であって、
前記吸湿材としてクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を含有し、
接着硬化材として無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含有する点にある。
尚、本発明において、膜状組成物とは、吸湿材を含有して、基材上に塗布された状態にある膜状の組成物を示し、吸湿材が有する吸湿性により膜状組成物自体が吸湿性を有するものである。
A first characteristic configuration of the present invention is a film-like composition containing a moisture absorbent and applied onto a substrate,
The moisture absorbent contains a metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal,
The adhesive hardener contains maleic anhydride modified polyolefin.
In the present invention, the film-like composition refers to a film-like composition that contains a moisture-absorbing material and is in a state of being applied to a substrate, and the film-like composition itself has moisture absorption properties due to the moisture-absorbing property of the moisture-absorbing material.
即ち、本発明者らは、鋭意研究の結果、吸湿材としてクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を含有する塗工液を基材へ塗布して膜状組成物を製造するにあたり、接着硬化材として無水マレイン酸変性ポリオレフィンを使用すれば、ひび割れ、剥がれ等が抑制された良好な膜強度と良好な吸湿性能とを維持しながら、増粘材としてウレタン系高分子材料を添加しなくても、塗工性に優れた膜状組成物を得ることができることを見出した。 In other words, as a result of intensive research, the inventors have found that when a coating liquid containing metal-organic framework MIL-101(Cr) with chromium as the central metal as a moisture absorbent is applied to a substrate to produce a film-like composition, if a maleic anhydride-modified polyolefin is used as an adhesive curing agent, a film-like composition with excellent coatability can be obtained without adding a urethane-based polymer material as a thickener, while maintaining good film strength with reduced cracking, peeling, etc., and good moisture absorption performance.
本発明の第2特徴構成は、前記接着硬化材としてアクリル系高分子材料を含有する点にある。 The second characteristic feature of the present invention is that the adhesive hardener contains an acrylic polymer material.
本構成によれば、接着硬化材として、無水マレイン酸変性ポリオレフィンに加えて、アクリル系高分子材料を含有することで、膜強度や吸湿性能の低下を抑制しつつ、無水マレイン酸変性ポリオレフィンの低下量を制限し、吸湿性能の向上を図ることができる。 According to this configuration, by containing an acrylic polymer material in addition to the maleic anhydride-modified polyolefin as an adhesive hardener, it is possible to suppress the decrease in film strength and moisture absorption performance while limiting the amount of decrease in the maleic anhydride-modified polyolefin and improving moisture absorption performance.
本発明の第3特徴構成は、前記基材が、不織布、紙、アルミニウム、銅、及びステンレス鋼から選択される何れか一種である点にある。 The third characteristic feature of the present invention is that the substrate is any one selected from the group consisting of nonwoven fabric, paper, aluminum, copper, and stainless steel.
本構成によれば、塗布対象の基材を、不織布、紙、アルミニウム、銅、及びステンレス鋼から選択される何れか一種とすることにより、ひび割れや剥がれ等がない良好な塗膜な膜強度を有する膜状組成物を得ることができる。
更に、基材を、不織布、紙、銅から選択される何れか一種とすれば、基材に対する塗工液の密着性を良好なものとすることができる。
According to this configuration, by selecting the substrate to be coated as any one of nonwoven fabric, paper, aluminum, copper, and stainless steel, it is possible to obtain a film-like composition having good coating film strength without cracking, peeling, etc.
Furthermore, if the substrate is any one selected from the group consisting of nonwoven fabric, paper, and copper, the adhesion of the coating liquid to the substrate can be improved.
本発明の第4特徴構成は、上述の第1乃至第3特徴構成を有する膜状組成物の製造方法であって、
前記吸湿材としてのクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)と、前記接着硬化材としての無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを、水、アセトン、エタノール、イソプロピルアルコールから選ばれる一つ又は複数を混合した溶媒に分散させて、塗工液を作製し、
前記塗工液を基材上に塗布して乾燥させる点にある。
A fourth characteristic configuration of the present invention is a method for producing a film-like composition having the first to third characteristic configurations described above,
A metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal as the moisture absorbent and a maleic anhydride modified polyolefin as the adhesive curing agent are dispersed in a solvent obtained by mixing one or more selected from water, acetone, ethanol, and isopropyl alcohol to prepare a coating liquid;
The coating liquid is applied onto a substrate and then dried.
本構成によれば、金属有機構造体MIL-101(Cr)と無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを分散させて塗工液を作製するための溶媒として、使用勝手が良い水、アセトン、エタノール、イソプロピルアルコールを使用することができる。そして、このように作成した塗工液を基材上に塗布して乾燥させることで、容易に本発明に係る膜状組成物を製造することができる。 According to this configuration, water, acetone, ethanol, and isopropyl alcohol, which are easy to use, can be used as a solvent for dispersing the metal-organic framework MIL-101(Cr) and the maleic anhydride-modified polyolefin to prepare a coating liquid. Then, by applying the coating liquid thus prepared to a substrate and drying it, the film-like composition according to the present invention can be easily produced.
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態の膜状組成物Eは、吸湿材Aを含有して成り、基材X上に塗布されて成る膜状組成物であり、例えばデシカント式除湿装置のデシカント素子の塗膜として利用される。
膜状組成物Eは、吸湿材Aとして、クロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を含有し、接着硬化材Bとして無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含有する。
このような膜状組成物Eの製造方法では、吸湿材Aとしてのクロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)と、接着硬化材Bとしての無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを、水、アセトン、エタノール、イソプロピルアルコールから選ばれる一つ又は複数を混合した溶媒Cに分散させて、塗工液Dを製作する。そして、その塗工液Dを、例えば平板状に形成された基材X上にコーター(塗工機)などを利用して塗布して所定温度、所定時間乾燥させることで、膜状組成物Eが製造される。
そして、このように製造された膜状組成物Eは、ひび割れ、剥がれ等が抑制された良好な膜強度と良好な吸湿性能とを維持しながら、増粘材としてウレタン系高分子材料を添加しなくても、塗工性に優れたものとなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the film-like composition E of this embodiment contains a moisture-absorbing material A and is a film-like composition applied onto a substrate X, and is used, for example, as a coating film for a desiccant element of a desiccant-type dehumidifier.
The film-like composition E contains, as the moisture absorbent A, a metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal, and contains, as the adhesive curing material B, a maleic anhydride-modified polyolefin.
In the method for producing such a film-like composition E, a metal-organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal as a moisture absorbent A and a maleic anhydride-modified polyolefin as an adhesive curing material B are dispersed in a solvent C obtained by mixing one or more selected from water, acetone, ethanol, and isopropyl alcohol to produce a coating liquid D. Then, the coating liquid D is applied onto a substrate X formed into a flat plate shape, for example, using a coater (coating machine) and dried at a predetermined temperature for a predetermined time, thereby producing a film-like composition E.
The film-like composition E produced in this manner has excellent coatability while maintaining good film strength with reduced cracking, peeling, and the like, and good moisture absorption performance, even without the addition of a urethane-based polymer material as a thickener.
吸湿材Aと接着硬化材Bとを溶媒Cに分散させて塗工液Dを製作するにあたり、使用するコーター(塗工機)の種類によって粘度を調整する必要があるため、それに応じて希釈度は適宜設定される。
吸湿材Aとしての金属有機構造体MIL-101(Cr)に対する接着硬化材Bとしての無水マレイン酸変性ポリオレフィンの割合は、1重量%~40重量%の範囲内であれば特に制限はないが、5重量%~35重量%の範囲内であれば好ましく、10重量%~20重量%であるとさらに好ましい。
When preparing coating solution D by dispersing moisture absorbent A and adhesive curing material B in solvent C, the viscosity needs to be adjusted depending on the type of coater (applicator) used, and the degree of dilution is appropriately set accordingly.
The ratio of the maleic anhydride modified polyolefin as the adhesive curing material B to the metal organic framework MIL-101(Cr) as the moisture absorbent A is not particularly limited as long as it is within the range of 1 wt % to 40 wt %, but is preferably within the range of 5 wt % to 35 wt %, and more preferably 10 wt % to 20 wt %.
接着硬化材Bとしては、無水マレイン酸変性ポリオレフィンに加えて、アクリル系高分子材料を含有させることで、膜強度や吸湿性能の低下を抑制しつつ、無水マレイン酸変性ポリオレフィンの低下量を制限し、吸湿性能の向上を図ることができる。
吸湿材Aとしての金属有機構造体MIL-101(Cr)に対する接着硬化材Bとしてのアクリル系高分子材料の割合は、5重量%~40重量%の範囲内であれば特に制限はないが、15重量%~30重量%の範囲内であれば好ましく、20重量%~30重量%であるとさらに好ましい。
The adhesive curing material B contains an acrylic polymer material in addition to the maleic anhydride modified polyolefin, thereby making it possible to suppress the deterioration of the film strength and moisture absorption performance while limiting the amount of deterioration of the maleic anhydride modified polyolefin and improving the moisture absorption performance.
The ratio of the acrylic polymer material as the adhesive curing material B to the metal-organic framework MIL-101 (Cr) as the moisture absorbent A is not particularly limited as long as it is within the range of 5% by weight to 40% by weight, but is preferably within the range of 15% by weight to 30% by weight, and more preferably 20% by weight to 30% by weight.
基材Xとしては、あらゆる材料を採用することができるが、不織布、紙、アルミニウム、銅、及びステンレス鋼から選択される何れか一種とすることで、ひび割れや剥がれ等がない良好な塗膜な膜強度を有する膜状組成物Eが得られる。 Any material can be used as the substrate X, but by using one selected from nonwoven fabric, paper, aluminum, copper, and stainless steel, a film-like composition E can be obtained that has good coating strength and is free from cracks, peeling, etc.
[性能評価試験]
以下、膜状組成物の性能評価試験の結果について説明する。
先ず、本評価試験で用いた比較例1及び実施例1~11の膜状組成物のサンプルの構成について説明する。
尚、本評価試験において、金属有機構造体MIL-101(Cr)については、非特許文献(G.Ferey et al.,SCIENCE,vol309,(2005)2040-2042.)を参照して合成したものを使用した。無水マレイン酸性ポリオレフィンについては、東洋紡株式会社製の「ハードレン(登録商標)NZ1015」を使用した。アクリル系高分子材料については、三井化学株式会社製の「ボンロン(登録商標)PS-002」を使用した。尚、本実施形態の膜状組成物において、無水マレイン酸性ポリオレフィンやアクリル系高分子材料は、これら例示のものとは別のものを利用しても構わない。
[Performance evaluation test]
The results of the performance evaluation test of the film-like composition will be described below.
First, the configurations of the film-like composition samples of Comparative Example 1 and Examples 1 to 11 used in this evaluation test will be described.
In this evaluation test, the metal organic framework MIL-101(Cr) was synthesized with reference to a non-patent document (G.Fery et al., SCIENCE, vol. 309, (2005) 2040-2042.). As the maleic anhydride polyolefin, "Hardlen (registered trademark) NZ1015" manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used. As the acrylic polymer material, "Bonlon (registered trademark) PS-002" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was used. In the film-like composition of this embodiment, the maleic anhydride polyolefin and the acrylic polymer material may be different from those exemplified above.
(比較例1)
比較例1の膜状組成物は、吸湿材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)に対し、接着硬化材として、アクリル系高分子材料のみを所定の配合部数(下記表1参照)で調合して得た前駆体を、溶媒としてのイソプロピルアルコールに分散させて塗工液を製作し、当該塗工液を基材としての不織布に塗布して90℃以上で10分間以上乾燥させたものである。
(Comparative Example 1)
The film-like composition of Comparative Example 1 was prepared by mixing the metal-organic framework MIL-101 (Cr) as the moisture absorbent with only an acrylic polymer material as the adhesive curing agent in a predetermined mixing ratio (see Table 1 below), dispersing the resulting precursor in isopropyl alcohol as a solvent to prepare a coating liquid, applying the coating liquid to a nonwoven fabric as a substrate, and drying at 90° C. or higher for 10 minutes or more.
(実施例1~5)
実施例1~5の膜状組成物は、吸湿材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)に対し、接着硬化材として無水マレイン酸変性ポリオレフィン及びアクリル系高分子材料の夫々を所定の配合部数(下記表1参照)で調合して得た前駆体を、溶媒としてのイソプロピルアルコールに分散させて塗工液を製作し、当該塗工液を基材としての不織布に塗布して90℃以上で10分間以上乾燥させたものである。
(Examples 1 to 5)
The film-like compositions of Examples 1 to 5 were prepared by mixing the metal-organic framework MIL-101 (Cr) as a moisture absorbent with a maleic anhydride-modified polyolefin and an acrylic polymer material as adhesive curing agents in predetermined blending parts (see Table 1 below), dispersing the precursor in isopropyl alcohol as a solvent to prepare a coating liquid, applying the coating liquid to a nonwoven fabric as a substrate, and drying at 90° C. or higher for 10 minutes or more.
(実施例6)
実施例6の膜状組成物は、吸湿材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)に対し、接着硬化材として、無水マレイン酸変性ポリオレフィンのみを所定の配合部数(下記表1参照)で調合して得た前駆体を、溶媒としてのイソプロピルアルコールに分散させて塗工液を製作し、当該塗工液を基材としての不織布に塗布して90℃以上で10分間以上乾燥させたものである。
Example 6
The film-like composition of Example 6 was prepared by mixing the metal-organic framework MIL-101 (Cr) as the moisture absorbent with only maleic anhydride-modified polyolefin as the adhesive curing agent in a predetermined mixing ratio (see Table 1 below), dispersing the precursor in isopropyl alcohol as a solvent to prepare a coating liquid, applying the coating liquid to a nonwoven fabric as a substrate, and drying at 90° C. or higher for 10 minutes or more.
(実施例7~11)
実施例7~11の膜状組成物は、吸湿材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)に対し、接着硬化材として無水マレイン酸変性ポリオレフィン及びアクリル系高分子材料の夫々を上記実施例4と同じ所定の配合部数(下記表2参照)で調合して得た前駆体を、溶媒としてのイソプロピルアルコールに分散させて塗工液を製作し、当該塗工液を夫々異なる基材(下記表2参照)に塗布して90℃以上で10分間以上乾燥させたものである。
(Examples 7 to 11)
The film-like compositions of Examples 7 to 11 were prepared by mixing the metal-organic framework MIL-101 (Cr) as a moisture absorbent with the maleic anhydride-modified polyolefin and the acrylic polymer material as adhesive curing agents in the same predetermined mixing ratios (see Table 2 below) as in Example 4, dispersing the precursor in isopropyl alcohol as a solvent to prepare a coating liquid, applying the coating liquid to different substrates (see Table 2 below) and drying at 90° C. or higher for 10 minutes or longer.
次に、本評価で実施した外観評価、密着性評価、吸湿性能評価の方法について、説明する。 Next, we will explain the methods used in this evaluation for appearance, adhesion, and moisture absorption performance.
(外観評価)
比較例1及び実施例1~11の膜状組成物のサンプルについて、外観評価を行った。この外観評価では、膜状組成物の表面(図2~図13参照)を目視により観察し、ひび割れの有無及び剥離の有無を判定した。その結果を、下記の表1及び表2に示す。
尚、下記の表1及び表2の「ひび割れ」欄においては、ひび割れが有るものは「×」、ひび割れが無いものは「○」を付している。また、下記表1及び表2の「剥離」欄においては、剥離が有るものは「×」、軽度な剥離があるものは「△」、剥離が無いものは「○」を付している。
(Appearance Evaluation)
Appearance evaluation was performed on the samples of the film-like composition of Comparative Example 1 and Examples 1 to 11. In this appearance evaluation, the surface of the film-like composition (see Figures 2 to 13) was visually observed to determine the presence or absence of cracks and peeling. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
In the "Cracks" column in Tables 1 and 2 below, those with cracks are marked with "X" and those without cracks are marked with "O". In the "Peeling" column in Tables 1 and 2 below, those with peeling are marked with "X", those with slight peeling are marked with "△", and those without peeling are marked with "O".
(密着性評価)
比較例1及び実施例1~11の膜状組成物のサンプルについて、密着性評価を行った。この密着性評価では、膜状組成物の表面にセロハンテープを貼り付け、その貼り付けたセロハンテープを引き剥がした後の膜状組成物の表面を目視により観察し、セロハンテープの引き剥がしに伴う膜状組成物の剥がれの有無を判定した。その結果を、下記の表1及び表2に示す。
尚、下記の表1及び表2の「密着性」欄においては、セロハンテープの引き剥がしに伴って膜状組成物全体が剥がれたものは「×」、セロハンテープの引き剥がしに伴って膜状組成物の一部が剥がれたものは「△」、セロハンテープの引き剥がしに伴って膜状組成物がほとんど剥がれない又は剥がれが僅かなものは「○」を付している。
(Adhesion Evaluation)
Adhesion evaluation was performed on the samples of the film-like composition of Comparative Example 1 and Examples 1 to 11. In this adhesion evaluation, cellophane tape was applied to the surface of the film-like composition, and the surface of the film-like composition after the applied cellophane tape was peeled off was visually observed to determine whether or not the film-like composition peeled off when the cellophane tape was peeled off. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
In the "Adhesion" column of Tables 1 and 2 below, a film-like composition in which the entire film-like composition peeled off when the cellophane tape was peeled off is marked with "X", a film-like composition in which only a part of the film-like composition peeled off when the cellophane tape was peeled off is marked with "△", and a film-like composition in which almost no or only a small amount of the film-like composition peeled off when the cellophane tape was peeled off is marked with "○".
(吸湿性評価)
10cm×10cm角の不織布に塗布して形成された比較例1及び実施例1~6の膜状組成物のサンプルについて、吸湿性評価を行った。この吸湿性評価では、基材に塗布して成る膜状組成物のサンプルを、温度30℃、相対湿度60%の恒温恒湿槽のなかに所定時間保持し、所定時間経過時における夫々のサンプルのうち膜状組成物の初期重量に対する重量増加幅の割合を吸湿性能(g/g)として測定した。その結果を、図14のグラフに示すと共に、3分経過後の吸湿性能及び30分経過後の吸湿性能を下記表1に示す。
(Evaluation of Hygroscopicity)
A moisture absorption evaluation was carried out on the film-like composition samples of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 formed by applying the composition to a nonwoven fabric measuring 10 cm x 10 cm square. In this moisture absorption evaluation, the film-like composition samples formed by applying the composition to a substrate were kept in a thermo-hygrostat at a temperature of 30°C and a relative humidity of 60% for a predetermined time, and the ratio of the weight increase of each sample to the initial weight of the film-like composition after the predetermined time had elapsed was measured as moisture absorption performance (g/g). The results are shown in the graph of Figure 14, and the moisture absorption performance after 3 minutes and 30 minutes are shown in Table 1 below.
(評価結果1)
表1及び図14のグラフを参照して、不織布を基材とした比較例1及び実施例1~6の膜状組成物を評価する。
実施例1,2,3,4の膜状組成物については、立ち上がりから吸湿性能が高い様子が見て取れる。これは接着硬化材としての無水マレイン酸変性ポリオレフィンおよびアクリル系高分子材料の配合比を調整することにより、吸湿材である金属有機構造体MIL-101(Cr)が不織布である基材上に塗工されやすくなったためだと理解できる。
(Evaluation result 1)
With reference to Table 1 and the graph of FIG. 14, the film-like compositions of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 using nonwoven fabric as a substrate are evaluated.
It can be seen that the film-like compositions of Examples 1, 2, 3, and 4 have high moisture absorption performance from the start. This can be understood as being because adjusting the compounding ratio of the maleic anhydride modified polyolefin and the acrylic polymer material as the adhesive curing agent makes it easier for the metal organic framework MIL-101(Cr) as the moisture absorbent to be applied onto the nonwoven fabric substrate.
実施例1,2,4,5では吸湿材である金属有機構造体MIL-101(Cr)に対し、接着硬化材としての無水マレイン酸変性ポリオレフィン及びアクリル系高分子材料の配合部数を徐々に増やしたもので、膜状組成物の吸湿性評価を行っているが、特に保持時間30分での吸湿性能においては、実施例4を境に吸湿性能が低下する傾向にある。これは無水マレイン酸変性ポリオレフィンやアクリル系高分子材料の増加により、単位重量当たりの吸湿材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)の配合割合が減少したことや、吸湿材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)における水の吸着サイトの閉塞が大きくなった可能性も推察され、結果的に性能低下につながったものと考えられる。 In Examples 1, 2, 4, and 5, the amount of maleic anhydride-modified polyolefin and acrylic polymer material used as adhesive hardeners was gradually increased relative to the metal organic framework MIL-101 (Cr) used as a moisture absorbent, and the moisture absorption properties of the film-like compositions were evaluated. However, the moisture absorption properties tend to decrease after Example 4, especially when the retention time is 30 minutes. This is thought to be due to the increase in the amount of maleic anhydride-modified polyolefin and acrylic polymer material, which may have reduced the blending ratio of metal organic framework MIL-101 (Cr) used as a moisture absorbent per unit weight, or the possibility that the blockage of water adsorption sites in the metal organic framework MIL-101 (Cr) used as a moisture absorbent may have increased, ultimately leading to a decrease in performance.
実施例6について、吸湿材である金属有機構造体MIL-101(Cr)に対する接着硬化材としての無水マレイン酸変性ポリオレフィンとアクリル系高分子材料との合計の配合部数を実施例2、4の中間値としたときに吸湿性能が芳しくなかったことを踏まえると、アクリル系高分子材料単体のみの使用では良好な吸湿性能には至らないと捉えられる。
尚、吸着材としての金属有機構造体MIL-101(Cr)に接着硬化剤として無水マレイン酸変性ポリオレフィン及びアクリル系高分子材料を加えてなる実施例1~6の膜状組成物は、金属有機構造体MIL-101(Cr)にアクリル系高分子材料のみを加えてなる比較例1の膜状組成物と比べると吸着性能が劣るが、先述した外観評価および密着性評価の結果を踏まえると、比較例1は実用にたえうるものではないと言える。また、金属有機構造体MIL-101(Cr)にアクリル系高分子材料と増粘材としてのウレタン系高分子材料を加えてなるものや、高分子収着材(ポリアクリル酸ナトリウムなど)を用いたものなどのような従来の膜状組成物と比べると、3分経過後の吸湿性能及び30分経過後の吸湿性能の何れにおいても優れたものとなる。
In Example 6, when the total compounding parts of the maleic anhydride modified polyolefin and the acrylic polymer material as the adhesive hardener with respect to the metal-organic framework MIL-101 (Cr) as the moisture absorbent was set to an intermediate value between Examples 2 and 4, the moisture absorption performance was not good. Considering this, it can be considered that the use of only the acrylic polymer material alone does not result in good moisture absorption performance.
The film-like compositions of Examples 1 to 6, which are obtained by adding maleic anhydride-modified polyolefin and an acrylic polymer material as an adhesive curing agent to the metal organic framework MIL-101(Cr) as an adsorbent, have inferior adsorption performance compared to the film-like composition of Comparative Example 1, which is obtained by adding only an acrylic polymer material to the metal organic framework MIL-101(Cr), but considering the results of the appearance evaluation and adhesion evaluation described above, it can be said that Comparative Example 1 is not practical. Also, compared to conventional film-like compositions such as those obtained by adding an acrylic polymer material and a urethane polymer material as a thickener to the metal organic framework MIL-101(Cr) or those using a polymer adsorbent (sodium polyacrylate, etc.), the moisture absorption performance after 3 minutes and the moisture absorption performance after 30 minutes are both excellent.
また、外観評価及び密着性評価に関しては、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含まない比較例1の膜状組成物では、ひび割れ、剥離、密着性の何れの評価でも「×」であるのに対し、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含む実施例1~6の膜状組成物は、高い評価を実現していた。特に、無水マレイン酸変性ポリオレフィンの金属有機構造体MIL-101(Cr)に対する配合割合が5/100以上である実施例2~6の膜状組成物については、ひび割れ、剥離、密着性の評価において何れも「○」であった。これは、無水マレイン酸変性ポリオレフィンの含有により、ひび割れ、剥がれ等が抑制された良好な膜強度と良好な塗工性を実現していると言える。 In addition, with regard to the appearance evaluation and adhesion evaluation, the film-like composition of Comparative Example 1, which does not contain maleic anhydride-modified polyolefin, was rated as "X" in terms of cracking, peeling, and adhesion, whereas the film-like compositions of Examples 1 to 6, which contain maleic anhydride-modified polyolefin, achieved high ratings. In particular, the film-like compositions of Examples 2 to 6, in which the blending ratio of maleic anhydride-modified polyolefin to metal-organic framework MIL-101(Cr) is 5/100 or more, were rated as "○" in terms of cracking, peeling, and adhesion. This can be said to be because the inclusion of maleic anhydride-modified polyolefin results in good film strength and good coatability with cracking, peeling, etc. suppressed.
(評価結果2)
表2を参照して、不織布を基材とした実施例4の膜状組成物と、その実施例4と同じ割合で無水マレイン酸変性ポリオレフィン及びアクリル系高分子材料を含有して、基材を不織布とは異なる紙(厚紙)、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、基材をPETフィルムとした実施例7~11の膜状組成物を評価する。
PETフィルムを基材とした実施例11の膜状組成物については、乾燥に伴い、端の部分から剥離する様子が見受けられた。一方、不織布、紙、銅、ステンレス鋼、アルミニウムを基材とする実施例4,7,8,9,10の膜状組成物については、ひび割れや剥離はなく良好な膜強度を実現している。
(Evaluation result 2)
With reference to Table 2, the film-like composition of Example 4 using a nonwoven fabric as a substrate and the film-like compositions of Examples 7 to 11 containing maleic anhydride modified polyolefin and an acrylic polymer material in the same ratio as in Example 4, but using paper (cardboard), copper, stainless steel, aluminum, or a PET film as a substrate other than nonwoven fabric, are evaluated.
The film-like composition of Example 11, which used a PET film as a substrate, was observed peeling off from the edges as it dried, whereas the film-like compositions of Examples 4, 7, 8, 9, and 10, which used nonwoven fabric, paper, copper, stainless steel, and aluminum as substrates, did not crack or peel off and achieved good film strength.
A 吸湿材
B 接着硬化材
C 溶媒
D 塗工液
E 膜状組成物
X 基材
A Moisture absorbent B Adhesive hardener C Solvent D Coating liquid E Film-like composition X Substrate
Claims (4)
クロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)を前記吸湿材として含有し、
接着硬化材として無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含有する膜状組成物。 A film-like composition comprising a moisture absorbent and applied onto a substrate,
The metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal is contained as the moisture absorbent ,
A film-like composition containing a maleic anhydride-modified polyolefin as an adhesive curing agent.
クロムを中心金属とする金属有機構造体MIL-101(Cr)である前記吸湿材と、前記接着硬化材としての無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを、水、アセトン、エタノール、イソプロピルアルコールから選ばれる一つ又は複数を混合した溶媒に分散させて、塗工液を作製し、
前記塗工液を基材上に塗布して乾燥させる膜状組成物の製造方法。
A method for producing the film-like composition according to any one of claims 1 to 3,
The moisture absorbent , which is a metal organic framework MIL-101(Cr) having chromium as a central metal, and the maleic anhydride modified polyolefin as the adhesive curing agent are dispersed in a solvent containing one or more selected from water, acetone, ethanol, and isopropyl alcohol to prepare a coating liquid;
A method for producing a film-like composition, comprising applying the coating liquid onto a substrate and drying the applied coating liquid.
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