JP2001122657A - 調湿建材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度が高く吸放湿特性に優れた調湿建材を提
供する。 【解決手段】 Ａｌ_２Ｏ_３３３〜７６重量％、ＳｉＯ_２
１５〜５７重量％、Ｎａ _２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２
Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５の合計５重量％以下、ＣａＯ，ＢａＯ及
びＭｇＯの合計９重量％以下を含んだ焼結体よりなり、
Ｘ線回折チャートにおいてｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピー
クが検出され、このｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークの高
さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークよりも高い（α−Ａ
ｌ_２Ｏ_３のメインピークが実質的に検出されない場合も
含む。）調湿建材。水酸化アルミニウムと粘土とを混合
及び成形し、次いでＸ線回折チャートにおいてｋ−Ａｌ
_２Ｏ _３のメインピークが検出され、このｋ−Ａｌ_２Ｏ_３
のメインピークの高さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピーク
よりも高い（α−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが実質的に
検出されない場合も含む。）ものとなるように焼成して
焼結体よりなる調湿建材を製造する調湿建材の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は調湿建材及びその製
造方法に係り、特に水酸化アルミニウムの焼成物の調湿
性を維持しつつ強度を賦与するようにした調湿建材とそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、調湿建材としては、ゼオライトや
珪藻土などの吸放湿性をもつ材料を、セメント、石膏な
どの凝結硬化剤で固めた建材や粘土などと混合して焼成
してなる建材が用いられている。具体的には、珪藻土系
調湿建材としては特開平４−３５４５１４号公報等が、
また、ゼオライト系調湿建材としては特開平３−１０９
２４４号公報が提案されている。

【０００３】しかしながら、このようなゼオライト系調
湿建材は、吸湿性は有するものの吸放湿速度が小さく、
室内の湿度変化を平準化するという調湿特性に劣るもの
であった。また、珪藻土系やゼオライト系などの従来の
調湿建材では調湿性を保持させるため、強度面で劣り、
施工後、建材のかどの欠けや破壊が問題であった。

【０００４】特開平１１−１１９３９号公報には、水酸
化アルミニウム粉末を３００〜８００℃で加熱処理して
製造した水酸化アルミニウム脱水物が吸放湿特性を有す
ることが記載されている。

【０００５】同号公報の第０００８段落〜第０００９段
落によれば、水酸化アルミニウムが脱水すると２００℃
でベーマイト化が生じ、３５０℃ですべてベーマイト化
し、５００℃以上ではアルミナになる。そして、この脱
水過程において水の通り路となった脱水経路が細孔とし
て残り、この細孔が吸放湿特性をもたらす。３００℃以
上の熱処理により吸放湿に必要な細孔が生じるが、５０
０℃以上では細孔の融合が始まり吸放湿特性が徐々に低
下し、７００〜８００℃付近からは吸放湿特性が減少す
るので、熱処理は８００℃以下とされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の水酸化アルミニ
ウムの脱水物は、吸放湿特性は有するものの、建材とし
て使用しうるほどの強度は有していない。この強度を高
めるべく水酸化アルミニウムの熱処理温度を８００℃よ
りも高くしたのでは、吸放湿が顕著に低下する。

【０００７】本発明は、吸放湿特性に優れ、しかも強度
が高く、耐久性のよいアルミナ系調湿建材とその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の調湿建材は、Ａ
ｌ_２Ｏ_３３３〜７６重量％、ＳｉＯ_２１５〜５７重量
％、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５
の合計５重量％以下、ＣａＯ，ＢａＯ及びＭｇＯの合計
９重量％以下を含んだ焼結体よりなり、Ｘ線回折チャー
トにおいてｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが検出され、
このｋ−Ａｌ_２Ｏ _３のメインピークの高さがα−Ａｌ_２
Ｏ_３のメインピークよりも高い（α−Ａｌ _２Ｏ_３のメイ
ンピークが実質的に検出されない場合も含む。）ことを
特徴とするものである。

【０００９】本発明の調湿建材の製造方法は、水酸化ア
ルミニウムと粘土とを化学組成がＡｌ_２Ｏ_３３３〜７６
重量％、ＳｉＯ_２１５〜５７重量％、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ
_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５の合計５重量％以
下、ＣａＯ，ＢａＯ及びＭｇＯの合計９重量％以下とな
るように配合し、混合及び成形し、次いでＸ線回折チャ
ートにおいてｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが検出さ
れ、このｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークの高さがα−Ａ
ｌ_２Ｏ_３のメインピークよりも高い（α−Ａｌ_２Ｏ_３の
メインピークが実質的に検出されない場合も含む。）も
のとなるように焼成して焼結体よりなる調湿建材を製造
することを特徴とするものである。

【００１０】本発明は、水酸化アルミニウムの脱水によ
って生じるアルミナ（酸化アルミニウム）の吸放湿特性
を利用すると共に、原料水酸化アルミニウムに併用され
た粘土の焼結促進作用によって焼成物（焼結体）に高い
強度を具有させるようにしたものである。なお、出発原
料は水酸化アルミニウムに限定されるものではない。

【００１１】本発明では、Ｘ線回折チャートにおいてｋ
−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが検出され、このｋ−Ａｌ
_２Ｏ_３のメインピークの高さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメイン
ピークよりも高い（α−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが実
質的に検出されない場合も含む。）ものとなるように、
すなわち、水酸化アルミニウム脱水物がすべてα−アル
ミナになることがないように比較的低い温度条件で焼結
させる。

【００１２】本発明では、粘土の存在により水酸化アル
ミニウム脱水物のα−アルミナ結晶化反応が抑制され、
該脱水物（酸化アルミニウム）の多くは非晶質の多孔状
のまま残存し、また、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ
_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５，ＣａＯ，ＢａＯ，ＭｇＯなどのガラ
ス生成成分の含有量が少ないので、ガラス融液生成によ
る気孔閉塞が抑制され、これらの要因が複合することに
より水酸化アルミニウム単体に比べ高い吸放湿特性（容
量及び速度）が得られるものと推察される。

【００１３】なお、原料に粘土を配合することにより、
成形時の成形性、賦形性が著しく向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の調湿建材を製造するに
は、水酸化アルミニウムと、粘土とを混合し、成形し、
焼成する。

【００１５】水酸化アルミニウムとしては、粉末状のも
のが好適である。

【００１６】粘土としては、木節粘土、蛙目粘土、耐火
粘土、炉器粘土など各種のものを用いることができる。

【００１７】この原料の配合割合は、水酸化アルミニウ
ム１００重量部に対し粘土４０〜９００重量部とくに１
００〜４００重量部の範囲にあり、且つ調湿建材の組成
が次の範囲となるようにするのが好ましい。

【００１８】 Ａｌ_２Ｏ_３ ：３３〜７６重量％とくに４４〜６２重量％ ＳｉＯ_２ ：１５〜５７重量％とくに２８〜５０重量％ ＣａＯ，ＢａＯ及びＭｇＯの合計 ：９重量％以下とくに８重量％以下 フラックス（Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５の合計） ：５重量％以下とくに４重量％以下 なお、ＳｉＯ_２が５７重量％よりも多いと原料の焼結性
が悪化すると共に、Ａｌ_２Ｏ_３が過少となり調湿性が悪
化する。ＳｉＯ_２が１５重量％よりも少ないと焼結体の
強度が低下すると共に、粘土量が過少であり、成形性が
悪くなる。

【００１９】本発明では、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３重量比
を０．２８８以上好ましくは０．２８８〜１．６５０と
することにより、調湿性を損うことなく成形性を高める
ことができる。

【００２０】ＣａＯ，ＢａＯ及びＭｇＯの合計が９重量
％よりも多いと、調湿建材の微細孔が閉塞され調湿特性
が低下するようになる。フラックスが５重量％よりも多
いと調湿建材の微細孔が閉塞され調湿特性が低下する。

【００２１】なお、本発明では、調湿建材の調湿特性及
び強度に悪影響を与えない範囲で第３成分、例えば、各
種ガラス粉やフリット、建物用又は自動車用の板ガラス
や都市ゴミ溶融スラグや製鋼スラグなどの各種スラグを
配合してもよい。この第３成分の配合量は、水酸化アル
ミニウム及び粘土の合量１００重量部に対し２５重量部
以下とくに１７．５重量部以下であることが望ましい。

【００２２】この原料は、必要により粉砕した後、混合
し、成形される。粉砕方法、混合方法、成形方法は特に
限定されるものではない。例えば、成形方法としては、
プレス成形、押出成形等を採用できる。この成形のため
にメチルセルロース等の成形助剤を添加してもよい。調
湿建材は板状、ブロック状、筒状など適宜の形状としう
る。

【００２３】成形体は、必要に応じ乾燥した後、好まし
くは７００〜１２００℃とくに８００〜１１００℃とり
わけ９００〜１１００℃にて０．３〜１００Ｈｒ好まし
くは０．５〜７２Ｈｒ焼成する。

【００２４】これにより、曲げ強度が３ＭＰａ以上で、
吸水率が１０〜４０％であり、２５℃で相対湿度５０％
の雰囲気中で恒量となっているものを２５℃で相対湿度
９０％の空気と２４ｈｒ接触させたときの吸湿量が１４
０ｇ／ｍ^２以上であり、２５℃で相対湿度５０％の雰囲
気中で恒量となっているものを相対湿度９０％の空気と
接触させたときの吸湿速度が、接触開始から１Ｈｒにあ
っては２０ｇ／ｍ^２・Ｈｒ以上であり、２５℃で相対湿
度９０％の雰囲気中で恒量となっているものを２５℃で
相対湿度５０％の空気と接触させたときの放湿速度が、
接触開始から１Ｈｒにあっては２０ｇ／ｍ^２・Ｈｒ以上
である調湿建材が得られる。

【００２５】この調湿建材は、Ｘ線回折チャートにおい
てｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが検出され、このｋ−
Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークの高さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメ
インピークよりも高い（α−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピーク
が実質的に検出されない場合も含む。）。この比較は、
Ｘ線回析チャートにおいて、ｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のｄ＝２．
５７０の回析ピークの高さとα−Ａｌ_２Ｏ_３のｄ＝２．
０８５の回析ピークの高さを比較して行う。

【００２６】なお、Ｘ線チャートには、粘土に由来する
α−石英のピークも現われる。また、焼成温度や配合に
よってはムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）のピー
クも現われる。

【００２７】なお、本発明において曲げ強度等の特性は
次の方法により求めた値とする。

【００２８】曲げ強度：三点曲げ法で求める。 吸水率 ：ＪＩＳ Ａ５２０９（陶磁器質タイル）の吸
水率の測定方法に準拠する。 吸着量 ：２５℃で相対湿度５０％の恒温恒湿槽中で重
量を恒量化させたものを２５℃で相対湿度９０％に保持
した恒温恒湿槽中に入れ、２４Ｈｒ後の重量増を単位面
積（１ｍ^２）あたりに換算した値を吸湿量とする。 吸湿速度：２５℃で相対湿度５０％の恒温恒湿槽中で重
量を恒量化させたものを２５℃で相対湿度９０％の恒温
恒湿槽中に入れ、１Ｈｒ後の重量増を求める。この重量
増を単位面積（１ｍ^２）あたりに換算した値を吸湿速度
とする。 放湿速度：２５℃で相対湿度９０％の恒温恒湿槽中で重
量を恒量化させたものを２５℃で相対湿度５０％の恒温
恒湿槽中に入れ、１Ｈｒ後の重量減を求める。この重量
減を単位面積（１ｍ^２）あたりに換算した値を放湿速度
とする。

【００２９】

【実施例】実施例１ 工業用水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３ 純度９
９．６％グレード）７０重量部と、粘土（愛知県瀬戸
産）３０重量部とをボールミルで粉砕、混合した後、プ
レス成形し、５０×５０×５ｍｍの成形体とし、これを
１１００℃で２４Ｈｒ焼成し、調湿建材を製造した。

【００３０】この調湿建材の化学組成、Ｘ線回折により
検出される結晶相、吸水率、吸放湿特性及び曲げ強度を
測定した結果を表１に示す。

【００３１】なお、吸水率は２４時間吸水率である。吸
放湿特性は、２５℃において相対湿度５０％の雰囲気で
恒量としたサンプルを相対湿度９０％の雰囲気としたと
きの雰囲気変更後２４Ｈｒの吸湿量を示す。

【００３２】実施例２〜６、比較例１〜５ 原料の配合割合及び焼成温度を表１の通りとした他は実
施例１と同様にして調湿建材を製造し、同様の測定を行
った。結果を表１，２に示す。なお、比較例１〜３で
は、吸水率及び曲げ強度は、ハンドリングできないた
め、測定不能であった。

【００３３】この実施例４，５及び比較例５で用いたガ
ラス組成（重量％）は、ＳｉＯ_２７０％、Ａｌ_２Ｏ_３２
％、Ｎａ_２Ｏ１３％、Ｋ_２Ｏ１％、ＣａＯ１２％、Ｍｇ
Ｏ０．５％、その他１．５％である。

【００３４】実施例６で用いたガラス原料は、都市ゴミ
溶融スラグ（ＳｉＯ_２５３％、Ａｌ _２Ｏ_３１６％、Ｎａ
_２Ｏ４％、Ｋ_２Ｏ１％、ＣａＯ１９％、ＭｇＯ２％、そ
の他５％）である。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】以上の実施例及び比較例からも明らかな
通り、本発明によると、強度が高く吸放湿特性に優れた
調湿建材が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｂ 1/64 Ｃ０１Ｆ 7/02 Ｚ // Ｃ０１Ｆ 7/02 Ｃ０４Ｂ 35/10 Ｚ (71)出願人 597019584 芝崎 靖雄 名古屋市熱田区大宝二丁目４番 白鳥パー クハイツ大宝団地 第９棟第601号 (74)上記１名の代理人 100086911 弁理士 重野 剛 (72)発明者 芝崎 靖雄 愛知県名古屋市熱田区大宝２−４ 白鳥パ ークハイツ大宝団地９棟601 (72)発明者 渡辺 修 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 川合 秀治 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内 Ｆターム(参考） 2E001 DB03 GA03 GA83 HA00 JA00 JA06 4D052 AA00 AA08 CA01 CA02 GA04 GB00 GB03 GB12 GB16 GB17 GB18 HA00 HA01 HA02 HA03 4G030 AA02 AA03 AA04 AA07 AA08 AA10 AA35 AA36 AA37 AA41 GA09 4G066 AA13B AA16B AA17B AA19B AA20B AA22B AA49B AA63B AA71B AA76B AA80B BA32 BA36 CA43 DA03 EA20 FA22 FA34 FA37 4G076 AA02 AA24 AB01 AB02 AB06 BA38 CA11 DA30

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａｌ_２Ｏ_３３３〜７６重量％、ＳｉＯ_２
   １５〜５７重量％、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２
   Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５の合計５重量％以下、ＣａＯ，ＢａＯ及
   びＭｇＯの合計９重量％以下を含んだ焼結体よりなり、
   Ｘ線回折チャートにおいてｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピー
   クが検出され、このｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークの高
   さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークよりも高い（α−Ａ
   ｌ_２Ｏ _３のメインピークが実質的に検出されない場合も
   含む。）ことを特徴とする調湿建材。
2. 【請求項２】 請求項１において、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ
   _３の重量比が０．２８８以上であることを特徴とする調
   湿建材。
3. 【請求項３】 請求項２において、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ
   _３の重量比が０．２８８〜１．６５０であることを特徴
   とする調湿建材。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
   て、曲げ強度が３ＭＰａ以上となるように焼成されたも
   のであることを特徴とする調湿建材。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
   て、吸水率が１０〜４０％であることを特徴とする調湿
   建材。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
   て、２５℃で相対湿度５０％の雰囲気中で恒量となって
   いるものを２５℃で相対湿度９０％の空気と２４ｈｒ接
   触させたときの吸湿量が１４０ｇ／ｍ^２以上であること
   を特徴とする調湿建材。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項におい
   て、２５℃で相対湿度５０％の雰囲気中で恒量となって
   いるものを相対湿度９０％の空気と接触させたときの吸
   湿速度が、接触開始から１Ｈｒにあっては２０ｇ／ｍ^２
   ・Ｈｒ以上であることを特徴とする調湿建材。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項におい
   て、２５℃で相対湿度９０％の雰囲気中で恒量となって
   いるものを２５℃で相対湿度５０％の空気と接触させた
   ときの放湿速度が、接触開始から１Ｈｒにあっては２０
   ｇ／ｍ^２・Ｈｒ以上であることを特徴とする調湿建材。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか１項におい
   て、水酸化アルミニウムと、粘土とを含む原料を混合及
   び成形し、Ｘ線回折チャートにおいてｋ−Ａｌ_２Ｏ_３の
   メインピークが検出され、このｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメイン
   ピークの高さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークよりも高
   い（α−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが実質的に検出され
   ない場合も含む。）ものとなるように焼成した焼結体よ
   りなることを特徴とする調湿建材。
10. 【請求項１０】 水酸化アルミニウムと粘土とを化学組
    成がＡｌ_２Ｏ_３３３〜７６重量％、ＳｉＯ_２１５〜５７
    重量％、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ，Ｂ_２Ｏ_３，Ｐ_２
    Ｏ_５の合計５重量％以下、ＣａＯ，ＢａＯ及びＭｇＯの
    合計９重量％以下となるように配合し、混合及び成形
    し、次いでＸ線回折チャートにおいてｋ−Ａｌ_２Ｏ_３の
    メインピークが検出され、このｋ−Ａｌ_２Ｏ_３のメイン
    ピークの高さがα−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークよりも高
    い（α−Ａｌ_２Ｏ_３のメインピークが実質的に検出され
    ない場合も含む。）ものとなるように焼成して焼結体よ
    りなる調湿建材を製造することを特徴とする調湿建材の
    製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、焼成を７００〜
    １２００℃にて０．３〜１００Ｈｒ行うことを特徴とす
    る調湿建材の製造方法。