JP2002088941A - 調湿性吸音材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】建築物内装材あるいは天井材に適用可能な調湿
性と優れた吸音性ならびに断熱性を有する調湿性吸音材
を得る。 【解決手段】（１）粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状
物１００重量部に対して、吸放湿性粉体を１〜１００重
量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する粒
子凝集型多孔体層、 （２）複数の貫通孔を有するボードを基本構成とし、粒
子凝集型多孔体層の片面または両面にボードを積層す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の内装材あ
るいは天井材に使用される調湿性と吸音性に優れる板材
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来から、建築物の内装材あるいは天井材
には、焼石膏に繊維などを混合し成形された石膏ボード
が、比較的吸湿性と吸音性を備えたボードとして知ら
れ、多くの建物に施工されて使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな石膏ボードは、吸湿性は見られるが放湿性に劣るた
め、近年の高気密性、高断熱性の建築物に施工された場
合、室内に発生した湿気はボード内に長期間留まるた
め、室内外での温度差により結露が生じ、その結果、身
体に有害なカビやダニなどの発生の原因ともなる。さら
に、ボード内の湿気の存在により吸音性も著しく低下し
てしまう。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、建築物内装材あるいは天井材に適用可能な調湿性
と優れた吸音性ならびに断熱性を有する調湿性吸音材を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

【０００６】即ち、本発明は、以下に列挙される各手段
を含むものである。 １.（１）粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００
重量部に対して、吸放湿性粉体を１〜１００重量部、結
合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する粒子凝集型
多孔体層、 （２）複数の貫通孔を有するボードを基本構成とし、粒
子凝集型多孔体層の片面または両面にボードが積層され
ていることを特徴とする調湿性吸音材。 ２. 吸放湿性粉体が、竹炭及び／またはアロフェンであ
ることを特徴とする1記載の調湿性吸音材。 ３．ボードが、石膏ボードであることを特徴とする１ま
たは２記載の調湿性吸音材。 ４. 複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．
０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、吸放
湿性粉体を１〜１００重量部、結合剤を固形分換算で５
〜３０重量部含有する組成物を塗付し、その後乾燥硬化
させることを特徴とする調湿性吸音材の製造方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態と
ともに詳細に説明する。

【０００８】無機質粒状物は、本発明の調湿性吸音材の
吸音性能と強度との均衡を保持するための成分である。
無機質粒状物としては、各種天然石、珪砂、ガラス、各
種セラミックスの他に、黒曜石、真珠石、抗化石、シラ
ス等の天然石の発泡粒状物、ガラス、各種セラミックス
の発泡粒状物、軽石、中空バルーン等の軽量粒状物を使
用することができる。このうち特に、発泡粒状物が好ま
しく用いられる。無機質粒状物の粒子径は、５ｍｍ以下
であるが、好ましくは０．３ｍｍ〜１．２ｍｍのものを
使用することができる。粒子径がこのような範囲の場合
に、特に低周波数部分での吸音率が向上する傾向とな
る。無機質粒状物のかさ比重は特に限定されるものでは
ないが、吸音材全体の軽量化を考慮すると０．０５〜１
ｇ／ｃｍ^３のものを使用することが好ましい。

【０００９】吸放湿性粉体は、本発明調湿性吸音材の調
湿性の付与とともに吸音性能をより向上させる成分であ
る。このような吸放湿性粉体としては、例えば、木炭、
竹炭等の炭化物、アロフェン、ゼオライト、セピオライ
トなどの粘土鉱物あるいは珪藻土などの多孔質粉体、吸
放湿性を有する有機多孔質粉体があげられる。

【００１０】吸放湿性粉体として、本発明では特に吸放
湿性の向上に比表面積が２００〜３００ｍ^２／ｇ程度の
多孔質体である竹炭粒状物、アロフェンを好ましく使用
することが出来る。さらにより吸音性の向上に竹炭粒状
物を好ましく使用することができる。竹炭は、モウソウ
チク、マダケ、ハチク、ネマガリダケ等の各品種の竹
を、通常３００〜１０００℃で炭化し、消火・冷却する
ことにより得られるものである。竹炭は、その孔が連通
状であること、孔の断面がハニカム管状であること、孔
の大きさがオングストロームオーダーからミクロンオー
ダーにわたり、様々な大きさの孔を有すること、という
ような特徴を有している。このような竹炭粒状物を使用
することにより、一段と優れた調湿性と吸音特性を得る
ことができ、調湿性吸音材の薄厚化にも極めて有効とな
る。

【００１１】結合剤は、前記無機質粒状物及び吸放湿性
粉体を結合させるもので、有機系、無機系の各種結合剤
を使用することができる。有機系結合剤としては、例え
ば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等があげら
れる。また、これらの有機系結合剤には、難燃性を付与
するために金属水和物、金属酸化物、りん系、ハロゲン
系などの公知の難燃助剤を使用できる。無機系結合剤と
しては、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメン
ト、フライアッシュセメント、水ガラス等があげられ
る。本発明では、特に、加工性、接着性の点からアクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂の使用が好ましい。

【００１２】本発明の調湿性吸音材における上記各成分
の構成比率は、無機質粒状物１００重量部に対して、吸
放湿性粉体を１〜１００重量部、結合剤を固形分換算で
５〜３０重量部である。吸放湿性粉体が１重量部より少
ない場合は、高い吸放湿性能を得ることができず、１０
０重量部より多い場合は、粒子層の強度が十分得られな
い。結合剤が５重量部より少ない場合は、粒状物が脱離
するおそれがあり、３０重量部より多い場合は、吸音性
が低下することとなる。

【００１３】本発明に使用されるボードの種類は、特に
限定されるものではないが、石膏ボード、珪酸カルシウ
ム板、スレート板、押出成形板などの乾式ボード、ベニ
ア合板などの木質ボード、アルミニウム板、ステンレス
板などの金属ボード、等があげられる。板厚は、調湿性
吸音材全体の強度や衝撃による破損を考慮すると1〜３
０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍの範囲のものを使用す
ることが望ましい。特に３０ｍｍ以上となるとボード自
体の重量が大きくなり、搬送が困難となり、また取り付
け施工時の作業性が低下する場合がある。また、ボード
に設ける貫通孔の孔径は、目安としては３〜２０ｍｍ、
好ましくは３〜１３ｍｍの範囲とし、孔の開口する面積
は、ボード表面に対し、５〜７０％、好ましくは１０〜
３０％の範囲になるように設けることが好ましい。孔径
が３ｍｍ以下および開口する面積が５％以下となると調
湿性と吸音性が低下し、孔径が２０ｍｍ以上および開口
する面積が７０％以上になるとボードの強度が低下し好
ましくない。

【００１４】本発明の調湿性吸音材の製造方法は特に限
定されず、公知の製造方法を採用することができる。例
えば、複数の貫通孔を有するボードに無機質粒状物と吸
放湿性粉体及び結合剤を混合したものをスプレーガンな
どの塗装機を用いて塗付し、乾燥させることにより簡便
に製造することができる。または、無機質粒状物と吸放
湿性粉体及び結合剤を混合したものを加圧により粉体層
を作製し、それを複数の貫通孔を有するボードに前記結
合剤を接着剤として用いて接着することにより得ること
もできる。

【００１５】調湿性吸音材の厚みは、所望の吸音特性が
得られるように粉体層とボードの厚みをそれぞれ適宜決
定することができるが、通常それらを積層させた厚みは
５〜５０ｍｍである。

【００１６】本発明の調湿性吸音材には、効果を損なわ
ない範囲で粒子凝集型多孔体層に有機系、無機系の各種
繊維を混合することができる。有機系繊維としては、例
えば、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊
維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊
維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポ
リエチレン系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ塩化ビニ
リデン系繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、カーボン
系繊維、パルプ繊維、等があげられる。無機系繊維とし
ては、例えば、ガラス繊維、スラグ繊維、ロックウー
ル、シリカ−アルミナ繊維、アルミニウム繊維、ステン
レス繊維等があげられる。また、繊維の長さは、０．１
〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲のものが
使用できる。繊維の混合比率は、無機質粒状物１００重
量部に対し、２〜５０重量部混合することができる。こ
れにより吸音材の強度をより高めることができる。

【００１７】本発明の調湿性吸音材には、シート状、マ
ット状、ネット状の繊維層、無機粒状物等を主成分とす
る補強層、あるいは金属線、鉄筋、等を積層することも
可能である。このような層を積層することにより吸音材
の強度をより高めることができる。

【００１８】本発明の調湿性吸音材は、乾式ボード表面
に塗料を塗り付け、ボードの耐久性向上や意匠性付与を
行うこともできる。

【００１９】本発明の調湿性吸音材を設置する際には、
複数の貫通孔を有する乾式ボード面を室内側となるよう
にコンクリート、木材等の剛体に直接密着する方法、剛
体との間に空気層を設けて設置する方法等で種々の方法
を採用することができる。特に本発明では、空気層を設
ける場合、吸放湿性粉体に多孔質炭化物を混合すること
により、従来の調湿性吸音材に比べ、背後空気層の厚み
が薄くても同等の吸音特性を得ることができる。

【００２０】本発明の調湿性吸音材は、無機質粒状物と
吸放湿性粉体からなる粉体層を複数の貫通孔を有する乾
式ボードに積層させる点が大きな特徴であり、これによ
り優れた調湿性と安定で高い吸音特性を有する内装材あ
るいは天井材を簡便に得ることが可能となる。特に、吸
放湿性粉体として竹炭粒状物を用いた場合は、一段と優
れた性能を発揮することができる。これは竹炭の孔が連
通状であること、その孔の断面がハニカム管状であるこ
と、さらには孔の大きさがオングストロームオーダーか
らミクロンオーダーにわたり、様々な大きさの孔を有す
ること、というような特徴が、有利にはたらくものと推
測される。

【００２１】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴をより明確にする。

【００２２】（実施例１）粒径０．３〜１．２ｍｍの発
泡ガラス、平均粒径４μｍのアロフェン、及びアクリル
樹脂（不揮発分５０％、ガラス転移温度３０℃、メタク
リル酸メチル／アクリル酸ブチル／スチレン共重合物）
を、それぞれ１００重量部、６０重量部、４０重量部の
割合で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、
板厚５ｍｍの石膏ボード上に５ｍｍの厚さとなるように
積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって調湿性
吸音材Ａを作製した。

【００２３】（実施例２）粒径０．３〜１．２ｍｍの発
泡ガラス、平均粒径４μｍのアロフェン、粒径０．１〜
３．０ｍｍの竹炭粒状物、及びアクリル樹脂（不揮発分
５０％、ガラス転移温度３０℃、メタクリル酸メチル／
アクリル酸ブチル／スチレン共重合物）を、それぞれ１
００重量部、４０重量部、２０重量部、４０重量部の割
合で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板
厚５ｍｍの石膏ボード上に５ｍｍの厚さとなるように積
層し、８０℃下で３０分乾燥することによって調湿性吸
音材Ｂを作製した。

【００２４】（実施例３）粒径０．３〜１．２ｍｍの発
泡ガラス、粒径０．１〜３．０ｍｍの竹炭粒状物、及び
アクリル樹脂（不揮発分５０％、ガラス転移温度３０
℃、メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／スチレン
共重合物）を、それぞれ１００重量部、１５重量部、３
０重量部の割合で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面
積２０％、板厚５ｍｍの石膏ボード上に５ｍｍの厚さと
なるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによ
って調湿性吸音材Ｃを作製した。

【００２５】（実施例４）粒径０．３〜１．２ｍｍの発
泡ガラス、粒径０．１〜３．０ｍｍの竹炭粒状物、及び
アクリル樹脂（不揮発分５０％、ガラス転移温度３０
℃、メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／スチレン
共重合物）を、それぞれ１００重量部、６０重量部、４
０重量部の割合で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面
積２０％、板厚５ｍｍの石膏ボード上に５ｍｍの厚さと
なるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによ
って調湿吸音材Ｄを作製した。

【００２６】（比較例１）石膏原料、粒径０．１〜３．
０ｍｍの竹炭粒状物粒、及び平均粒径４μｍのアロフェ
ンを、それぞれ１００重量部、２０重量部、２０重量部
も割合で混合したものに適量の水を加えて石膏スラリー
を作製し、乾燥硬化させることにより板厚５ｍｍの調湿
吸音材Ｅを作製した。

【００２７】（比較例２）比較例1において作製した調
湿吸音材Ｅに孔径９ｍｍ、開口面積２０％の貫通孔を設
け調湿吸音材Ｆを作製した。

【００２８】（比較例３）粒径０．３〜１．２ｍｍの発
泡ガラス粒子、及びアクリル樹脂（不揮発分５０％、ガ
ラス転移温度３０℃、メタクリル酸メチル／アクリル酸
ブチル／スチレン共重合物）を、それぞれ１００重量
部、２５重量部の割合で混合したものを板厚５ｍｍの石
膏ボード上に５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃
下で３０分乾燥することによって調湿吸音材Ｇを作製し
た。

【００２９】（比較例４）粒径０．３〜１．２ｍｍの発
泡ガラス粒子、及びアクリル樹脂（不揮発分５０％、ガ
ラス転移温度３０℃、メタクリル酸メチル／アクリル酸
ブチル／スチレン共重合物）を、それぞれ１００重量
部、２５重量部の割合で混合したものを、孔径９ｍｍ、
開口面積２０％、板厚５ｍｍの石膏ボード上に５ｍｍの
厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥するこ
とによって調湿吸音材Ｈを作製した。

【００３０】（試験方法）水蒸気吸放湿試験 作製した調湿性吸音材を温度25℃、相対湿度30%に調整
した恒温恒湿器の槽内に水蒸気吸着による重量増加が平
衡に達するまで放置し、次に、温度25℃、相対湿度40%
で同様の操作を行い、順次相対湿度を90％まで10%ずつ
上げ、それぞれの相対湿度での吸着量を求めた。その
後、同温度下で10%ずつ下げながら脱着量を求め、得ら
れた各相対湿度毎の重量変化の結果から吸着曲線、およ
び脱着曲線を作成した。 吸音率の測定 ＡＳＴＭ Ｅ１０５０の２マイクロホン法に準じ、１０
０〜１６００Ｈｚの周波数範囲で垂直入射吸音率を測定
した。試験装置としては、２マイクロホンインピーダン
ス測定管４２０６型（ビュルエル・ケアー社製）を使用
した。それぞれの吸音材について背後空気層を４０ｍｍ
設けた場合の吸音率を測定した。

【００３１】（結果）図１〜８に水蒸気吸放湿試験の測
定結果を示す。複数の貫通孔を有した石膏ボード上に発
泡ガラスビーズと竹炭粒状物またはアロフェンを複合化
した本発明調湿吸音材Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤでは調湿吸音
材Ｅ、Ｆ、Ｇ、及びＨに比べて優れた水蒸気吸放湿性能
を示した。図９〜１６に垂直入射吸音率の測定結果を示
す。複数の貫通孔を有した石膏ボード上に発泡ガラスビ
ーズ、または発泡ガラスビーズと竹炭粒状物あるいはア
ロフェンを複合化した本発明調湿吸音材Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、及びＨでは、優れた吸音性能を示し、特に竹炭粒状
物を複合化した本発明調湿吸音材Ｃ、Ｄでは低周波数領
域において高い吸音性能が得られた。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、水蒸気吸放湿性能が高
く室内の調湿性に優れ、また優れた吸音性能を示すた
め、結露防止、外部からの騒音の侵入など抑制し、環境
改善に大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図２】本発明実施例２の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図３】本発明実施例３の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図４】本発明実施例４の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図５】本発明比較例１の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図６】本発明比較例２の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図７】本発明比較例３の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図８】本発明比較例４の水蒸気吸放湿試験の測定結果
を示すグラフである。

【図９】本発明実施例１の垂直入射吸音率の結果を示す
グラフである。

【図１０】本発明実施例２の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

【図１１】本発明実施例３の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

【図１２】本発明実施例４の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

【図１３】本発明比較例１の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

【図１４】本発明比較例２の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

【図１５】本発明比較例３の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

【図１６】本発明比較例４の垂直入射吸音率の結果を示
すグラフである。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E001 DB03 DD01 DF04 FA06 FA14 GA03 GA06 GA12 GA27 GA28 GA29 GA42 GA81 HA02 HA03 HA21 HB03 HB04 HC01 HF04 JA06 JA11 JA21 JB07 JD04 2E002 FB05 FB07 FB08 MA06 MA15 2E162 CA02 CA16 CA21 CB07 CB08 CB14 CC01 EA05 EA11 EA17 FA05 FA09 FA10 FA11 FA12 FA13 FA14 FA16 FA17 FA18 FA19 FA20 FB07 FC05 FD06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状
   物１００重量部に対して、吸放湿性粉体を１〜１００重
   量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する粒
   子凝集型多孔体層、 （２）複数の貫通孔を有するボード を基本構成とし、粒子凝集型多孔体層の片面または両面
   にボードが積層されていることを特徴とする調湿性吸音
   材。
2. 【請求項２】吸放湿性粉体が、竹炭及び／またはアロフ
   ェンであることを特徴とする請求項1記載の調湿性吸音
   材。
3. 【請求項３】ボードが、石膏ボードであることを特徴と
   する請求項１または２記載の調湿性吸音材。
4. 【請求項４】複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒
   子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対し
   て、吸放湿性粉体を１〜１００重量部、結合剤を固形分
   換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、その後
   乾燥硬化させることを特徴とする調湿性吸音材の製造方
   法。