JP2003165762A

JP2003165762A - 吸放湿性無機成形体

Info

Publication number: JP2003165762A
Application number: JP2001364529A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Kondo; 充生近藤
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は高強度。高吸放湿性を有する無
機成形体を安価に製造するとを課題とする。【解決手段】粘土３〜７５重量％、アルカリ金属水酸化
物３〜２０重量％、反応性アルミノケイ酸塩１０〜６０
重量％、ケイ酸質物質１０〜７０重量％を含有する配合
物を所定形状に成形し、養生硬化せしめると共に内部に
吸放湿性多孔質物質を生成せしめる。該吸放湿性多孔質
物質はゼオライト類物質と類似な性質を有し、硬化成形
体に良好な吸放湿性を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として建築材料、特に
内壁仕上げ材として好適な吸放湿性無機成形体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に吸放湿性を有する建築材料として
は、ケイ藻土、ゼオライト、アロフェン等の吸放湿性多
孔質粉体を添加したセメント板、ケイ酸カルシウム板、
石膏ボード等が提供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記吸放湿性多孔質粉
体は高価である上に比較的大量に添加しないと建築材料
に充分な吸放湿性が付与されない。また成形性が充分で
なく製造方法が制約され建築材料として要求される柄、
色彩等の意匠性を充分付与することが出来ない。そのた
めに建築材料表面に透湿性の仕上げ塗装を施す場合が多
い。しかし透湿性の仕上げ塗装であっても建築材料の吸
放湿性が阻害され、本来の性能を十分発揮することが出
来なくなると云う問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、可塑性付与物質３〜７５
重量％、アルカリ金属水酸化物３〜２０重量％、反応性
アルミノケイ酸塩１０〜６０重量％、ケイ酸質物質１０
〜７０重量％を含有する配合物を所定形状に成形し、養
生硬化せしめると共に内部に吸放湿性多孔質物質を生成
せしめた吸放湿性無機成形体を提供するものである。上
記配合物１００重量部に更に粒径１mm以上の粗粒ケイ砂
を１０〜５０重量部加えることが望ましく、また該配合
物１００重量部に更に補強繊維１〜１０重量を加えるこ
とが望ましい。そして成形物の養生硬化工程は、常圧下
６０〜１００℃で行われるかあるいは常圧下６０〜１０
０℃で行われる一次養生工程と１２０〜２００℃のオー
トクレーブ養生である二次養生工程の二段養生工程で行
なわれる。また上記配合物の成形はプレス成形または押
出し成形することが望ましい。

【０００５】

【作用】本発明の配合物には可塑性付与物質が添加され
ているから、配合物の可塑性が向上し、プレス成形や押
出し成形が適用可能になり、種々の形状が成形出来、建
築材料に望ましい陰影等も表現出来、また素朴な素焼き
の風合いのものが得られる。養生硬化過程において、配
合物内の成分相互の反応によって成形体内部に、ゼオラ
イト類物質と類似の性質を有する吸放湿性多孔質物質が
生成されるので、高価なケイ藻土、ゼオライト、アロフ
ェン等の吸放湿性多孔質粉体を添加することなく、建築
材料に吸放湿性を付与することが出来る。更に配合物に
粒径１mm以上の粗粒ケイ砂を添加すると、該ケイ砂が表
面に露出することによって、素焼きの風合いに加えて一
層の自然感が付与される。更に配合物に補強繊維を添加
すると、養生硬化前の成形体の強度が向上し、搬送中の
欠け等の不良を減らすことが出来、更に養生硬化後の硬
化成形体（製品）にあっても靱性が向上して一層の高強
度を図ることが出来る。成形体の養生硬化工程では常圧
下６０〜１００℃で行なうか、上記常圧下の養生の後更
に１２０〜２００℃のオートクレーブ養生を行なうが、
オートクレーブ養生を行なうと、上記配合物内の成分相
互の反応を一層円滑に進めることが出来、良好な吸放湿
性を維持して硬化成形体は高強度を獲得する。本発明を
以下に詳細に説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】可塑性付与物質は前記したように
配合物の可塑性を向上せしめ、プレス成形あるいは押出
し成形を容易にし、オートクレーブ養生前（硬化前）の
成形体の強度を向上させるために添加される成分である
が、配合物中に３重量％未満の添加量では配合物に充分
な可塑性が与えられず、成形性が不足しかつ硬化前成形
体の強度が不足し、取扱い中に欠け等の不具合が発生し
不良率が高くなり不経済である。また７５重量％を越え
る添加量では得られる硬化成形体の強度が低くなる。

【０００７】本発明で使用する可塑性付与物質として
は、カオリナイト類、モンモリロナイ類等の粘土が主と
して使用されるが、ケイ藻土、消石灰等も配合物に可塑
性を付与するので、本発明の可塑性付与物質として使用
出来、またメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ア
ルギン酸ナトリウム等の吸水性保水性高分子も配合物中
の水を保持し配合物中の粒子間に滑りを与え配合物に可
塑性を与えるので、本発明の可塑性付与物質として使用
出来る。

【０００８】アルカリ金属水酸化物は、例えば水酸化リ
チウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等であり、
工業的に安価に使用出来る点からみて水酸化ナトリウム
が好適である。該アルカリ金属水酸化物は成形体の硬化
および吸放湿性多孔質物質の生成に関与しており、配合
物中３重量％未満の添加量では硬化成形体の強度が低く
なり、かつ吸放湿性多孔質物質の生成量が少なくなって
成形体に充分な吸放湿性が付与されず、また２０重量％
を越える添加量ではかえって吸放湿性多孔質物質の生成
量が減って成形体に充分な吸放湿性が付与されず、また
原料コストが上昇して不経済になる。

【０００９】反応性アルミノケイ酸塩としては、フライ
アッシュが代表的なものであるが、その他シラス、シリ
カフューム等の各種火山性粉体、焼成カオリナイト等も
使用出来る。該反応性アルミノケイ酸塩は、アルカリ金
属水酸化物と共に成形体の硬化および吸放湿性多孔質物
質の生成に関与しており、配合物中１０〜６０重量％の
量で添加される。該反応性アルミノケイ酸塩が配合物中
１０重量％未満の添加量では硬化成形体の強度が低くな
り、かつ吸放湿性多孔質物質の生成量が少なくなって成
形体に充分な吸放湿性が付与されず、また６０重量％を
越える添加量では、硬化成形体の強度が不充分になり、
プレス成形を採用する場合には成形時に成形体にラミネ
ーションが発生し成形が困難になる。

【００１０】ケイ酸質物質は例えばシリカ粉、ケイ砂、
ケイ石粉、水ガラス、パーライト、マイカ、ケイ藻土、
ドロマイト等であり、成形体の硬化および吸放湿性多孔
質物質の生成に関与しており、配合物中１０〜７０重量
％、望ましくは１０〜５０重量％の量で添加される。ケ
イ酸質物質が配合物中１０重量％未満の添加量では硬化
成形体の強度が低くなり、かつ吸放湿性多孔質物質の生
成量が少なくなって成形体に充分な吸放湿性が付与され
ず、また７０重量％を越える添加量ではかえって吸放湿
性多孔質物質の生成量が少なくなって成形体に充分な吸
放湿性が付与されない。

【００１１】本発明においては、所望なれば上記主原料
に加えて更に粒径１mm以上、好ましくは１〜２mmの粗粒
ケイ砂を添加してもよい。該粗粒ケイ砂を添加すること
によって成形体表面に該ケイ砂が露出して素焼きの風合
に加えて更に一層の自然感が付与される。該ケイ砂は上
記主原料配合物質１００重量部に対して１０〜５０重量
部、好ましく１０〜２０重量部添加される。

【００１２】更に本発明においては、所望なれば上記主
原料に加えて更に補強繊維を添加してもよい。該補強繊
維としては、例えばパルプ、麻繊維、竹繊維、ヤシ繊維
等の植物繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、
ポリアミド繊維、アクリル繊維、ウレタン繊維等の有機
合成繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、金属繊維等の
無機繊維等がある。該補強繊維は上記主原料配合物１０
０重量部に対して１〜１０重量部、好ましくは１〜５重
量部添加する。該補強繊維を添加することによって硬化
前成形体の強度が向上し、搬送中の欠け等の不良を減ら
すことが出来、更に硬化後の成形体は靱性が向上して一
層の高強度化を図ることが出来る。

【００１３】上記原料を混合して配合物を調製する場
合、主原料を所定量添加してロータリーミキサー等で直
接混合する以外、補強繊維や粗粒ケイ砂を使用しない場
合には、上記原料をスラリーとして攪拌混合し、その後
スプレードライヤーで乾燥粉末化すれば原料を均一に混
合出来る。

【００１４】上記配合物には所定量の水が添加される
が、プレス成形を適用する場合には配合物１００重量部
に対して水を３〜１５重量部添加するのが好ましく、押
出し成形を適用する場合には、配合物１００重量部に対
して水を１５〜３０重量部添加することが好ましい。ま
た、スプレードライヤーで乾燥粉末化する場合には、乾
燥粉末化した配合物中の含水率を、３〜１５重量％に調
整することが好ましい。

【００１５】配合物に水を添加し混練した後、混練物は
プレス成形あるいは押出成形によって所定形状に成形さ
れるが、上記成形方法以外、本発明ではカレンダーロー
ル成形、キャスティング成形等が適用されてもよい。

【００１６】このようにして成形された成形体は、養生
硬化せしめられる。上記養生硬化工程は常圧下６０〜１
００℃、好ましく８０〜１００℃の程度で行われる。上
記養生工程中、成形体内部にはアルカリ金属水酸化と反
応性アルミノケイ酸塩との反応によって吸放湿性多孔質
物質が生成し、成形体は吸放湿性を獲得し、またこの反
応によって高強度が発現する。更に上記常圧下の養生工
程を一次養生とし、それにつづいてオートクレーブ養生
を行なってもよい。上記オートクレーブ養生の条件は１
２０℃以上、好ましくは１４０〜２００℃で１時間以上
である。このようなオートクレーブ養生によって硬化成
形体中の反応は一層促進され、硬化成形体は良好な吸放
湿性を維持して高強度を獲得する。

【００１７】〔実施例１〕表１の組成の配合物を調製す
る。

【００１８】

【表１】

【００１９】上記配合物のうち試料Ｎo.５は粘土添加量
が下限に満たない比較例、試料Ｎo.６は粘土添加量が上
限を越えるの比較例、試料Ｎo.７は水酸化ナトリウム添
加量が下限に満たない比較例、試料Ｎo.８は水酸化ナト
リウム添加量が上限を越える比較例、試料Ｎo.９は焼成
カオリン添加量が下限に満たない比較例、試料Ｎo.１０
は焼成カオリン添加量が上限を越える比較例、試料Ｎo.
１１はケイ砂添加量が上限を越える比較例である。

【００２０】上記組成の配合物は水に投入して５０重量
％のスラリーとし、該スラリーを充分攪拌することによ
って配合物を均一に混合し、そして該スラリーをスプレ
ードライにかけて含水率を１０重量％に調整した。

【００２１】このようにして得られた配合物をプレス成
形によって板状の成形体試料を製造し、該成形体試料を
常圧で８０℃、６時間養生硬化せしめた。各組成の配合
物による板状試料のうち半数は、更に１８０℃、１０時
間のオートクレーブ養生によって一層の硬化を行なっ
た。

【００２２】このようにして１００mm×１００mm×６mm
の板状試料Ｎo.１〜Ｎo.１１を製造した。

【００２３】〔実施例２〕表１の試料Ｎo.２および試料
Ｎo.３の１００重量部に対して粒径１〜２mmのケイ砂を
２５重量部添加し、ロータリーミキサーで充分混合し、
更に水３０重量部添加して混練し、該混練物を押出し成
形によって押出して板状の成形体を製造し、該成形体を
常圧で９０℃、２時間の一次養生を行ない、更に１６０
℃、４時間のオートクレーブ養生である二次養生によっ
て一層硬化を進めた。このようにして実施例１と同様な
板状試料Ｎo.１２、Ｎo.１３を製造した

【００２４】〔実施例３〕実施例２の配合物１００重量
部に対して更にポリエチレン繊維５重量％を添加し、実
施例２と同様にして板状試料Ｎo.１４、Ｎo.１５を製造
した。

【００２５】物性試験上記試料Ｎo.１〜Ｎo.１５について曲げ強度、吸放湿性
について試験を行った。その結果を表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】試料Ｎo.１〜Ｎo.４は本発明の試料であ
り、いずれも素朴な素焼きの風合を有し、高強度および
高吸放湿性がバランスよく発現している。比較試料Ｎo.
５は配合物の可塑性が不足し、成形体は脆く取扱かいが
不可能になる。比較試料Ｎo.１０は成形体にラミネーシ
ョンが発生し、成形が不可能なる。比較試料Ｎo.６〜Ｎ
o.９および比較試料Ｎo.１１はいづれも強度、吸放湿性
のどちらか一方あるいは両方とも試料Ｎo.１〜Ｎo.４よ
りも劣る。

【００２８】試料Ｎo.１２〜Ｎo.１３は試料Ｎo.１〜Ｎ
o.４と同様な高強度、高吸放湿性を有するが、更に板表
面に粗粒ケイ砂が露出し、素朴な素焼きの風合に加えて
一層の自然感を有するものとなった。

【００２９】試料Ｎo.１４、Ｎo.１５は試料１〜４より
一層高強度なものとなり、かつ試料Ｎo.１〜Ｎo.４と同
様の高吸放湿性を有する。また試料Ｎo.１２、Ｎo.１３
と同様な外観を有する。

【００３０】更に図１はオートクレーブ養生を行なった
試料Ｎo.１、Ｎo.３、Ｎo.６について吸放湿性試験を行
い、各試料の単位面積あたりの吸湿量の経時変化を示し
たグラフである。図１をみれば粘土添加量が上限を越え
る試料Ｎo.６は、試料Ｎo.１、Ｎo.３に比べると吸放湿
性が低いことが認められる。

【００３１】上記吸放湿性試験方法は、試料は２５℃、
５０％ＲＨで４８時間調湿を行った後、２５℃、９０％
ＲＨで２４時間吸湿を行い、次いで２５℃、５０％ＲＨ
で２４時間の放湿を行った。その間所定時間毎に試料の
重量を測定し、該試料の単位表面積あたりの水分保持量
を算出し、該水分保持量を吸湿量とした。

【００３２】

【発明の効果】本発明では焼成することなく、高強度、
高吸放湿性の無機成形体が安価に得られ、該無機成形体
は例えば内壁仕上げ材のような建築材料として極めて有
用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸放湿性テストのグラフ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可塑性付与物質３〜７５重量％、アルカリ
金属水酸化物３〜２０重量％、反応性アルミノケイ酸塩
１０〜６０重量％、ケイ酸質物質１０〜７０重量％を含
有する配合物を所定形状に成形し、養生硬化せしめると
共に内部に吸放湿性多孔質物質を生成せしめたことを特
徴とする吸放湿性無機成形体
【請求項２】請求項１の配合物１００重量部に更に粒径
１mm以上の粗粒ケイ砂を１０〜５０重量加えた配合物を
所定形状に成形し、養生硬化せしめると共に内部に吸放
湿性多孔質物質を生成せしめたことを特徴とする吸放湿
性無機成形体
【請求項３】請求項１または２の配合物１００重量部に
更に補強繊維１〜１０重量加えた配合物を所定形状に成
形し、養生硬化せしめると共に内部に吸放湿性多孔質物
質を生成せしめたことを特徴とする吸放湿性無機成形体
【請求項４】上記養生硬化工程は常圧下６０〜１００℃
で行われる請求項１〜３に記載の吸放湿性無機成形体
【請求項５】上記養生硬化工程は常圧下６０〜１００℃
で行われる一次養生工程と１２０〜２００℃のオートク
レーブ養生である二次養生工程とからなる請求項１〜３
に記載の吸放湿性無機成形体
【請求項６】前記配合物の成形はプレス成形または押出
し成形である請求項１〜５に記載の吸放湿性無機成形体