JP2003026464A - 調湿タイルの製造方法および調湿タイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の調湿タイルでは脱臭し難い硫化水素系
の臭いに対しても良好な脱臭機能を発揮できる調湿タイ
ルを提供する。 【解決手段】無機調湿材を含有する調湿タイルの製造方
法である。固形分中に無機調湿材である珪質頁岩２０〜
９０重量％を含有し、ｐＨ６．８〜９．５に調整された
タイル原料を準備する工程(a)、タイル原料を所定のタ
イル形状に成形する工程(b)、成形されたタイルを１０
００℃以下で焼成する工程(c)を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調湿タイルに関
し、詳しくは、住居などの施工環境に対して、湿度の変
動を抑える調湿機能を発揮する調湿タイルを対象にして
いる。

【０００２】

【従来の技術】珪藻土などの調湿材料をタイル原料に配
合しておくことで、調湿機能に優れたタイルが得られる
ことは既に知られている。また、このような調湿タイル
は、施工環境の臭いを吸収する脱臭機能もあり、建材な
どから放出され環境汚染を起こす揮発性のガス成分を吸
着除去する機能があることも知られている。

【０００３】上記のような調湿材料に加えて酸化チタン
などの光触媒活性のある物質をタイル原料に配合してお
くと、脱臭機能をさらに高めたり、抗菌機能を持たせた
り、吸着物質の分解作用が期待できることも知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の調湿タイルは、
特定の臭い成分や揮発性ガスに対しては優れた吸着性を
示しても、別の成分に対しては、ほとんど吸着性を示さ
ないなど、吸着成分に対する選択性がある。

【０００５】そのため、１種類の調湿タイルで、生活環
境で発生する多種類の臭い成分や有害ガス成分の全てを
除去することは困難であった。

【０００６】例えば、珪藻土あるいは珪質頁岩は、調湿
機能が非常に優れているとともに各種ガスの吸着性にも
優れた調湿材料であるが、それでも、吸着除去し難い成
分がある。具体的には、通常の珪藻土からなる調湿タイ
ルは、アンモニアに対しては良好な吸着機能あるいは脱
臭機能を示すが、硫化水素に対しての吸着・脱臭機能は
低い。

【０００７】一般の住居あるいは介護施設や医療施設な
どでは、硫化水素系の臭いが発生し易いことが知られて
おり、このような環境では、前記した珪藻土配合の調湿
タイルでは、十分な脱臭機能を発揮することができな
い。

【０００８】本発明の課題は、従来の調湿タイルでは脱
臭し難い硫化水素系の臭いに対しても良好な脱臭機能を
発揮できる調湿タイルを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる調湿タイ
ルの製造方法は、無機調湿材を含有する調湿タイルの製
造方法であって、固形分中に前記無機調湿材である珪質
頁岩２０〜９０重量％を含有し、ｐＨ６．８〜９．５に
調整されたタイル原料を準備する工程(a)と、前記タイ
ル原料を所定のタイル形状に成形する工程(b)と、成形
されたタイルを１０００℃以下で焼成する工程(c)とを
含む。

【００１０】〔無機調湿材〕通常の調湿タイルと同様
に、無機調湿材を配合することで、タイルに調湿機能を
付与できる。

【００１１】無機調湿材として、少なくとも珪質頁岩が
使用される。珪質頁岩は、産出地あるいは産出地層によ
って、その性状に違いがある。一般的な珪質頁岩のｐＨ
値は酸性を示すが、産出地層などの条件によって具体的
なｐＨ値には違いがある。また、珪質頁岩の調湿機能や
脱臭機能にも、産出地層による違いがある。例えば、稚
内層珪質頁岩は、調湿機能に優れた材料であり、ｐＨ値
は３．５〜５程度である。珪質頁岩は、粉砕して、粉粒
状態で使用される。珪質頁岩の粒径は、用途および要求
性能に合わせて様々な粒径に設定して使用される。例え
ば、床下調湿材に使用される場合は１〜１０ｍｍ、ふと
ん乾燥材に使用される場合は０．５〜２ｍｍに設定でき
る。

【００１２】無機調湿材として、珪質頁岩以外の材料を
組み合わせることもできる。例えば、アロフェン、イモ
ゴライト、活性白土、セピオライト、ゼオライト、シリ
カゲルなどが使用できる。

【００１３】〔酸化チタン〕一般的な顔料の材料として
知られるルチル型酸化チタンが使用できる。

【００１４】光触媒活性による各種機能を果たすために
は、各種建築材料などに配合されている光触媒活性を有
する酸化チタンと同様の材料が使用できる。酸化チタン
は、その結晶構造がアナタ−ス型のものが光触媒活性を
良好に発揮する。

【００１５】調湿タイルに、酸化チタンが配合されるこ
とで、珪質頁岩などの無機調湿材に吸着された成分を分
解除去して、無機調湿材の吸着機能が長期間にわたって
発揮できるようにできる。吸着機能の高い無機調湿材ほ
ど、無機調湿材の表面を吸着物質が覆って飽和状態にな
り易いが、酸化チタンが存在していれば、無機調湿材の
表面に付着した吸着物質を速やかに分解除去できる。ま
た、酸化チタンが有する抗菌機能や抗カビ機能を調湿タ
イルに付与できる。

【００１６】〔ガラスカレット〕タイル原料のｐＨ調整
を果たすとともに、調湿タイルの機械的特性にも影響を
与える。

【００１７】通常のタイルや建材に配合されるガラスカ
レットと同様の材料および形態のものが使用できる。例
えば、ソーダ石灰ガラスからなるものが使用できる。廃
ガラスを使用することもできる。着色ガラスも使用でき
る。

【００１８】ガラスカレットのｐＨ値は通常、アルカリ
性を示す。したがって、ガラスカレットの配合によっ
て、タイル原料をアルカリ性側にすること、すなわち、
ｐＨ値を高めることができる。具体的には、ｐＨ９〜１
１のガラスカレットが使用できる。比較的低温で溶融す
るガラスカレットは、タイルの結合剤として作用する。

【００１９】ガラスカレットは粉砕して粉粒状態で使用
する。平均粒径４０μｍ以下のものが使用できる。ガラ
スカレットをタイル原料に配合する場合、ガラスカレッ
トの粗砕粒を他の原料と配合し、全体の原料を粉砕する
と同時に混合することができる。

【００２０】〔タイル原料〕基本的には、通常の調湿タ
イルと同様の材料が配合され、同様の製造方法で製造さ
れる。

【００２１】タイル原料には、固形分中に、珪質頁岩２
０〜９０重量％を配合しておく。酸化チタン３〜３５重
量％を配合しておくこともできる。さらに、珪質頁岩以
外の無機調湿材や白土、粘土などの粘結材、着色材、そ
の他の添加材料も、必要に応じて配合される。

【００２２】各材料が配合された状態のタイル原料のｐ
Ｈを、ｐＨ６．８〜９．５、好ましくはｐＨ７〜８．５
に調整する。

【００２３】珪質頁岩を主要な材料として配合したタイ
ル原料は、ｐＨが酸性側になる傾向があるので、ｐＨ調
整のために、アルカリ性のガラスカレットを配合するこ
とが有効である。ガラスカレットの配合量は、珪質頁岩
の種類や配合量、珪質頁岩以外の配合材料によっても変
わる。通常は、タイル原料の固形分中に、ガラスカレッ
トを３〜３０重量％の範囲で配合しておくことができ
る。

【００２４】タイル原料は、上記のような各材料の粉粒
物または液体成分を、次の工程である成形工程に適した
形態にしておく。例えば、配合成分を水に溶解あるいは
分散したスラリー状態にしたり、造粒物にしたりする。
タイル原料を湿式粉砕したあとスプレー造粒した造粒物
が使用し易い。

【００２５】タイル原料の水分含量を調整しておくこと
が好ましい。通常は、水分含量１５〜２５重量％に設定
しておく。

【００２６】〔タイルの成形〕タイル原料は、所定のタ
イル形状に成形される。一般的なタイルの形状である矩
形のほか、多角形あるいは円形、楕円形などの曲線を含
む形状も採用できる。タイルの表面または裏面に凹凸を
設けておくこともできる。

【００２７】成形方法は、通常のタイル製造と同様の技
術が適用できる。タイル原料のスラリーを成形型に流し
込んで脱水乾燥させたり、タイル原料の造粒物を成形型
に充填して加圧成形したりすることができる。タイル原
料を口金から押出成形したあと適宜の長さで切断する方
法も採用できる。

【００２８】成形されたタイルは、必要に応じて、加熱
乾燥されたり、整形加工を施されたり、表面に釉薬を塗
工されたりする。

【００２９】〔タイルの焼成〕成形されたタイルは、通
常のタイル製造と同様の装置や方法で焼成することで、
調湿タイルが得られる。

【００３０】焼成温度を１０００℃以下に設定しておけ
ば、珪質頁岩などの無機調湿材が有する、優れた調湿機
能が損なわれ難い。好ましくは、焼成温度８００〜９５
０℃に設定する。

【００３１】焼成時間は、タイルの寸法や材質、焼成温
度によっても異なるが、通常、１〜５時間の範囲で設定
できる。

【００３２】〔調湿タイル〕得られた調湿タイルは、従
来の調湿タイルと同様に、各種建築物の居室壁面材とし
て利用される。天井面や床面にも施工できる。浴室や台
所などの水周り個所にも使用できる。

【００３３】調湿タイルの形状は、前記したような各種
形状が採用できる。寸法としては、一辺の長さを５〜６
０ｃｍ、厚みを５〜２０ｍｍの範囲に設定できる。

【００３４】調湿タイルの吸着能力として、硫化水素の
吸着速度が２．０μmol／ｓ／ｍ²以上のものが好ましく
使用できる。より好ましくは、２．８μmol／ｓ／ｍ²以
上である。吸着速度は、後述する実施例の説明において
説明された試験を実施したときに、測定時間６０分の測
定結果をもとに算出された値で評価する。

【００３５】〔化粧層付き調湿タイル〕調湿タイルの表
面に化粧層を設けることができる。化粧層として、調湿
タイルの本体とは色や質感、特性の異なる材料からなる
ものが使用できる。

【００３６】例えば、調湿タイルの製造途中段階で、成
形タイルの表面に、各種の顔料を配合した泥漿物を塗布
してから焼成を行なって化粧層を形成することができ
る。化粧層の原料が、調湿タイルの本体を構成するタイ
ル原料に顔料を加えたものであれば、調湿タイルの本体
と同様に化粧層にも優れた調湿機能や硫化水素吸着機能
を発揮させることができる。

【００３７】調湿タイルの本体を８５０℃程度で素焼き
したあと、その表面に化粧層の材料を塗布し、その後、
８００〜１０００℃で再焼成することもできる。化粧層
の材料として、釉薬成分を含むものが使用できる。

【００３８】調湿タイルの本体部分を構成するタイル原
料と、化粧層を構成するタイル原料とをそれぞれ層状に
堆積させて、複層構造の成形タイルを製造し、焼成する
方法も採用できる。

【００３９】

【発明の実施形態】〔調湿タイルの製造〕以下に示す工
程を経て調湿タイルを製造した。

【００４０】＜タイル原料の製造＞ 実施例１： 配 合 珪質頁岩（ｐＨ４．０） ６０重量部 白土 ２０重量部 酸化チタン １０重量部 ガラスカレット（ｐＨ１０．８） １０重量部 各配合材料を混合し湿式粉砕したあとスプレー造粒し
て、粉粒状の造粒物を得た。造粒物の水分含量を１８％
に調整して、タイルの成形に供給した。タイル原料のｐ
Ｈ値はｐＨ７．８であった。

【００４１】実施例２：実施例１で、タイル原料のｐＨ
値がｐＨ６．８になるようにガラスカレットの配合量を
変更した以外は、実施例１と同じ工程でタイル原料を調
製した。ガラスカレットの配合量は、５重量部であっ
た。

【００４２】比較例１：実施例１で、ガラスカレットを
配合せず、タイル原料のｐＨ値がｐＨ６．５になるよう
に、珪質頁岩を７０重量部配合した以外は、実施例１と
同じ工程でタイル原料を調製した。

【００４３】比較例２：実施例１で、酸化チタンおよび
ガラスカレットの何れも配合せず、珪質頁岩のみからな
るタイル原料を製造した。その他の条件は実施例１と共
通する。タイル原料はｐＨ６．２であった。

【００４４】＜タイルの成形＞各実施例および比較例の
タイル原料をそれぞれ、成形型に充填してプレス成形し
た。成形圧力は２５０ｋｇｆ／ｃｍ²（≒２４５００ｋ
Ｐａ）であった。

【００４５】成形されたタイルは、６０℃で５時間乾燥
させた。

【００４６】＜タイルの焼成＞成形されたタイルを、９
００℃で３時間焼成して、調湿タイルを得た。

【００４７】得られた調湿タイルは、縦３００ｍｍ×横
３００ｍｍ×厚み１０ｍｍの矩形板状をなしていた。

【００４８】〔調湿タイルの性能評価〕得られた調湿タ
イルを用いて、各種ガス成分に対する吸着速度を測定し
た。

【００４９】＜吸着試験＞容積３．０リットルのテトラ
バッグに、側面および裏面をアルミ材でシールした面積
３０ｃｍ²（５ｃｍ×６ｃｍ）の試験品を収容した。テ
トラバッグ内の環境は、Ｈ₂Ｓガスの初期濃度が２０ppm
になるように乾燥空気で調整した。環境温度を２５℃に
設定して試験品にガスを吸着させた。ガス吸着を１時間
行ったあと、試験品をインキュベータに移して４０℃で
１時間かけてガスの脱着を行った。さらに、前記条件で
ガス吸着と脱着とを繰り返した。ガステック検知管を用
いて、経時的にガス濃度を測定した。

【００５０】図１に、Ｈ₂Ｓガス濃度の経時変化を示し
ている。吸着速度は以下のとおりであった。何れも、測
定開始から６０分の測定結果をもとに算出した。

【００５１】 実施例１（ｐＨ７．８）：吸着速度４．５４μmol／ｓ／ｍ² 実施例２（ｐＨ６．８）：吸着速度４．５４μmol／ｓ／ｍ² 比較例１（ｐＨ６．５）：吸着速度１．０２μmol／ｓ／ｍ² 比較例２（ｐＨ６．２）：吸着速度０．９１μmol／ｓ／ｍ² 実施例１については、吸着ガスをＮＨ₃（初期濃度１０
０ppm）に変えて、同様の試験を行った。その結果は吸
着速度５００μmol／ｓ／ｍ²であった。

【００５２】＜評価＞ (1) 本発明の実施例は、比較例に対して、Ｈ₂Ｓガスの
吸着が迅速に進行している。約３０分でほとんど完全に
Ｈ₂Ｓガスが除去されている。吸着後に温度を上げて
も、Ｈ₂Ｓの脱着は生じず、確実に吸着しておけること
が判る。

【００５３】特に、実施例２（ｐＨ６．８）と比較例１
（ｐＨ６．５）とを対比すると、ｐＨ値の違いによっ
て、Ｈ₂Ｓガスの吸着性能に格段の違いが生じることが
実証されている。

【００５４】(2) 実施例において、温度上昇をしてもＨ
₂Ｓの脱着が起こらないのは、Ｈ₂Ｓの吸着が、物理的な
吸着ではなく、化学的な吸着で生じているためであると
推測できる。

【００５５】実施例では、化学的な吸着作用を生じさせ
るのに適したｐＨ条件であるために、同じ無機調湿材を
用いた比較例に比べて、格段に優れた吸着性能が発揮で
きたものと推定できる。

【００５６】(3) 実施例では、Ｈ₂Ｓガスの供給を繰り
返しても、吸着性能は低下しない。これは、Ｈ₂Ｓに対
する吸着能力に十分な余裕があるとともに、酸化チタン
による吸着物の分解作用が生じているものと推測でき
る。

【００５７】(4) 実施例の調湿タイルは、Ｈ₂Ｓに比べ
ると少し低いが、ＮＨ₃に対しても十分な吸着能力を備
えている。また、基本的な調湿機能についても良好であ
ることが確認された。具体的には、吸湿量５００ｇ／ｍ
²程度以上を示し、調湿機能建材として実用性の高いも
のである。

【００５８】

【発明の効果】本発明にかかる調湿タイルの製造方法で
は、タイル原料として、特定量の珪質頁岩を含有すると
ともに、そのｐＨ値が特定範囲に調整されたものを用い
ることにより、製造された調湿タイルは、珪質頁岩が有
する調湿機能、脱臭機能などが良好に発揮される。特
に、従来における珪質頁岩を含有する調湿タイルの場合
にはほとんど除去できなかった硫化水素系の臭いが、極
めて高い効率で除去できることになった。

【００５９】その結果、一般住宅や介護施設、医療施設
などの環境改善を効果的に達成することができ、調湿タ
イルの機能向上および用途拡大に大きく貢献することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ｈ₂Ｓ吸着試験の結果を示す線図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 繁夫 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 徳雄 北海道旭川市神楽６条11丁目１―24 鈴木 産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 慎 北海道旭川市神楽６条11丁目１―24 鈴木 産業株式会社内 (72)発明者 前田 雅喜 名古屋市北区平手町１―１ 独立行政法人 産業技術総合研究所中部センター内 (72)発明者 渡村 信治 名古屋市北区平手町１―１ 独立行政法人 産業技術総合研究所中部センター内 Ｆターム(参考） 2E110 AA12 AB02 GA34W GB17W

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無機調湿材を含有する調湿タイルの製造方
   法であって、 固形分中に前記無機調湿材である珪質頁岩２０〜９０重
   量％を含有し、ｐＨ６．８〜９．５に調整されたタイル
   原料を準備する工程(a)と、 前記タイル原料を所定のタイル形状に成形する工程(b)
   と、 成形されたタイルを１０００℃以下で焼成する工程(c)
   とを含む調湿タイルの製造方法。
2. 【請求項２】前記工程(a)が、さらに酸化チタン３〜３
   ５重量％をも含有するタイル原料を準備する請求項１に
   記載の調湿タイルの製造方法。
3. 【請求項３】前記工程(a)が、前記珪質頁岩として酸性
   珪質頁岩を用い、タイル原料にアルカリ性ガラスカレッ
   トを配合し、ガラスカレットの配合量によってｐＨ値を
   調整する請求項１または２に記載の調湿タイルの製造方
   法。
4. 【請求項４】無機調湿材を含むタイル原料を成形し焼成
   してなる調湿タイルであって、 無機調湿材である珪質頁岩２０〜９０重量％を含有し、 ｐＨ６．８〜９．５であり、 硫化水素の吸着速度が２．０μmol／ｓ／ｍ²以上である
   調湿タイル。
5. 【請求項５】請求項４に記載の調湿タイルを本体とし、 前記調湿タイル本体の表面に、化粧層をさらに備える調
   湿タイル。