JP2003286088A - 吸放湿性建材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸放湿特性に優れ、吸湿時に表面に濡れが生
じず、内装材等に実用性のある表面硬度を有する高性能
吸放湿性建材を提供すること。 【解決手段】 かさ比重が、０．９以上、２．３以下の
範囲にあり、かつ直径１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の
細孔の容積が０．０２ｍｌ／ｇ以上、０．４ｍｌ／ｇ以
下である多孔質成形体が、潮解性物質を含有してなる吸
放湿性建材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物内の湿度をコ
ントロールする機能を持つ吸放湿性建材に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築物の高気密化が進み、夏期は
室内の多湿による不快感、冬期は暖房時における結露に
よる建物の劣化といった問題が生じている。この問題を
解決するために、空調設備を居室に取り付け、湿度のコ
ントロールを行うこともできる。しかし、例えば、戸建
て住宅を考えた場合、全ての部屋に空調設備を設置する
ことは設置コストとランニングコストが大きくなり、最
良の解決策とはいえない。また、空調設備から吹き出す
風を不快に感じる人もおり、空調設備に過度に頼らない
室内環境の実現が望まれている。このような背景によ
り、建材自体に湿度をコントロールする機能を持たせた
吸放湿性建材の開発が、近年進められている。これらの
従来の吸放湿性建材に使用される吸放湿材としては、シ
リカゲル、珪藻土、珪酸カルシウム等が一般的に知られ
ており、更に高性能な材料として、塩化カルシウムなど
の潮解性物質が知られている。

【０００３】特開平８−２６８４２号公報には、多孔質
材料よりなる成形体に塩化リチウムなどの潮解性物質を
含有する吸放湿性建材が開示されており、用い得る多孔
質材料としてケイ酸カルシウム板、軽量気泡コンクリー
ト板、ベニア合板等が記載され、中でも吸水率の高いケ
イ酸カルシウム板は、潮解性物質を含有させることによ
り著しい吸湿性の向上が認められることから好ましいこ
とも記載されている。

【０００４】しかし、潮解性物質は吸湿すると液状化お
よび流動化するといった性質を有しているため、ベニア
合板のような吸水率の低い多孔質材料の場合には吸湿時
に表面に濡れを生じやすい。内装材等に実用化するにあ
たっては、このような濡れを生じることは避ける必要が
あるため、添加する潮解性物質の量が制限され、結果と
して付与できる吸放湿性もかなり制限されるという問題
点がある。また、吸水率の高いケイ酸カルシウム板の場
合（本明細書の比較例２に相当する。）は、ケイ酸カル
シウム板の吸水性により表面の濡れを大分抑制すること
ができるが、かさ比重が小さく表面硬度が低いため、内
装材として実用化が困難であるという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、十分な表面
硬度を有し、表面に濡れが発生しにくく、高吸放湿性を
有した、内装材等として実用性が高い吸放湿性建材を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かさ比重
がある一定の範囲内にあり、かつ、ある一定の範囲内の
直径を有する細孔を特定量有する多孔質成形体に潮解性
物質を含有させると、表面硬度が高く、吸放湿特性に優
れ、吸湿時も表面に濡れが生じにくい吸放湿性建材を得
られること見出し、本発明をなすに至った。すなわち、
本発明は、［１］ かさ比重が、０．９以上、２．３以
下の範囲にあり、かつ直径１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以
下の細孔の容積が０．０２ｍｌ／ｇ以上、０．５ｍｌ／
ｇ以下である多孔質成形体が、潮解性物質を含有してな
る吸放湿性建材、［２］ 潮解性物質の含有量が、多孔
質成形体１００質量部に対し０．５質量部以上、３０質
量部以下である［１］記載の吸放湿性建材、［３］ 多
孔質成形体が、珪酸カルシウム水和物を原料とする成形
体である［１］または［２］記載の吸放湿性建材、であ
る。

【０００７】本発明について、以下に具体的に説明す
る。本発明で使用する多孔質成形体は、かさ比重が０．
９以上２．３以下の範囲にあり、かつ、水銀圧入法で測
定した直径１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の細孔の容積
が、０．０２ｍｌ／ｇ以上、０．５ｍｌ／ｇ以下であ
る。多孔質成形体のかさ比重が、０．９より小さいと内
装材等に使用するにあたって十分な表面硬度を確保する
ことができず、２．３より大きいとパネル重量が重くな
り、施工コストが高くつくため実用性が大きく低下す
る。より好ましくは、１．０以上２．１以下であり、特
に好ましくは、１．１以上１．９以下である。

【０００８】また、多孔質成形体の、水銀圧入法で測定
した直径１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の細孔の容積が
０．０２ｍｌ／ｇより小さいと吸湿時に潮解性物質の液
状化により表面に濡れが生じやすくなり、０．５ｍｌ／
ｇより大きいと吸湿時に内装材等に使用するにあたって
十分な表面硬度を確保することができない。好ましくは
０．０２ｍｌ／ｇ以上０．４ｍｌ／ｇ以下であり、より
好ましくは０．０３ｍｌ／ｇ以上０．４ｍｌ／ｇ以下で
あり、さらに好ましくは０．０５ｍｌ／ｇ以上０．４ｍ
ｌ／ｇ以下であり、特に好ましくは０．1ｍｌ／ｇ以上
０．４ｍｌ／ｇ以下である。

【０００９】本発明において多孔質成形体とは、シリカ
ゲル、珪藻土、活性アルミナ、アタパルジャイト、ベン
トナイト、ゼオライト、活性白土、アロフェン、珪酸カ
ルシウム水和物等の多孔質材料と、ポルトランドセメン
ト等の水硬性物質および／または水酸化カルシウム等の
気硬性物質とを、必要に応じて添加する水等とともに混
合、成形、養生して得られる成形体、上記多孔質材料と
ガラス粉とを混合、成形、焼成して得られる成形体、上
記多孔質材料と、イモゴライトまたはカオリナイト等の
粘土鉱物を主原料として、混合、成形、焼成して得られ
る成形体、並びに珪石等の珪酸質物質および水酸化カル
シウム等の気硬性物質に、必要に応じて添加する水とと
もに混合、成形、養生して得られる成形体を例示でき
る。また、本発明においてはこれら多孔質成形体の製造
段階で潮解性物質を加えて成形して吸放湿性建材を製造
することも可能であり、その場合には、本発明における
多孔質成形体は以下のように定義する。

【００１０】すなわち、得られた吸放湿性建材をその質
量の３倍以上の水に完全に浸漬した後、１５００Ｐａ以
下の減圧雰囲気中に３０分程度静置して吸放湿建材内に
水を浸透させ、大気中で３０分程度超音波洗浄処理して
潮解性物質を溶解除去する。これらの処理を３回繰り返
して行った後、絶乾状態まで乾燥したものを本発明にお
ける多孔質成形体という。これらの中で、珪酸カルシウ
ム水和物を原料とする成形体が好ましく、より好ましく
は、珪酸カルシウム水和物とポルトランドセメント等の
水硬性物質を原料とする成形体、および珪酸カルシウム
水和物の粉末とガラス粉末を原料とする焼成成形体であ
り、特に好ましくは珪酸カルシウム水和物とポルトラン
ドセメント等の水硬性物質を原料とする成形体である。

【００１１】本発明において、珪酸カルシウム水和物と
は、ＣａＯ、ＳｉＯ₂およびＨ₂Ｏからなる化合物のこと
で、トバモライト、ゾノトライト、ジャイロライト、フ
ォシャジャイト、ヒレブランダイトと呼ばれる結晶性物
質、ＣＳＨゲルと呼ばれる非晶質物質、およびこれらの
混合物である。本発明において成形体の原料として用い
られる。珪酸カルシウム水和物として具体的には、軽量
気泡コンクリート（ＡＬＣ）、珪酸カルシウム板、軽量
コンクリート等が挙げられ、これらの製造工程やこれら
を使用する建築施工現場、さらに解体現場から発生する
廃材を利用すると、低コスト原料の入手が比較的容易で
あるため、好ましい。

【００１２】多孔質成形体の原料として用いるガラスは
特に限定されるものではなく、ガラス質無機物質であれ
ば使用可能であるが、吸放湿性建材の耐久性の点からガ
ラスの軟化点が６００℃以上であるものが好ましく、ま
た、コストの点から９００℃以下であることが好まし
い。より好ましくは、ガラスの軟化点が６００℃以上８
５０℃以下であり、特に好ましくは、６００℃以上８０
０℃以下である。従来は捨てられ、埋められていた廃棄
ガラスを用いることも可能である。これらの廃棄ガラス
を使用すると低コストで製造することができることから
好ましい。

【００１３】本発明で使用する潮解性物質は、特に限定
されるものではないが、塩化カルシウム、塩化マグネシ
ウム、塩化リチウム等の使用が好ましい。潮解性物質の
含有量としては、多孔質成形体１００質量部に対し、潮
解性物質を０．５質量部以上、３０質量部以下であるこ
とが好ましい。０．５質量部より小さいと、潮解性物質
の量が少なすぎるために十分な吸放湿性が付与できず、
３０質量部より大きいと吸湿時に成形体の表面に濡れが
生じ、好ましくない。より好ましくは、１質量部以上、
２５質量部以下であり、特に好ましくは、２質量部以
上、１５質量部以下である。

【００１４】本発明の多孔質成形体に潮解性物質を含有
させる方法としては、前述の多孔質成形体を製造した後
に潮解性物質の水溶液を含浸させる方法、および前述の
多孔質成形体の製造に用いられる原料粉末に、潮解性物
質の粉末を混合した後に成形体を製造して本発明の吸放
湿性建材を得る方法等が知られているが、いずれの方法
も採用することができる。この含浸させる方法として
は、潮解性物質の水溶液に多孔質成形体を浸漬して含浸
させても良いし、潮解性物質の水溶液を塗布、あるいは
スプレ等で含浸させても良い。

【００１５】まず多孔質成形体を製造した後に、該成形
体に潮解性物質の水溶液を含浸させて本発明の吸放湿建
材を製造する方法を以下に説明する。本発明における多
孔質成形体の製造方法としては、珪酸カルシウム水和
物等の多孔質材料と、ポルトランドセメント等の水硬性
物質および／または水酸化カルシウム等の気硬性物質と
を、必要に応じて添加する水等とともに混合、成形、養
生して成形体を製造する方法、珪酸カルシウム水和物
等の多孔質材料とガラス粉とを混合、成形、焼成して成
形体を製造する方法、珪酸カルシウム水和物等の多孔
質材料と、イモゴライトまたはカオリナイト等の粘土鉱
物を主原料として、混合、成形、焼成して得られる成形
体を製造する方法、珪石等の珪酸質物質および水酸化
カルシウム等の気硬性物質に、必要に応じて添加する水
とともに混合、成形、養生して得られる成形体を製造す
る方法等がある。

【００１６】珪酸カルシウム水和物等の多孔質材料と、
ポルトランドセメント等の水硬性物質および／または水
酸化カルシウム等の気硬性物質とを、必要に応じて添加
する水等とともに混合、成形、養生して多孔質成形体を
製造する方法を、多孔質材料として珪酸カルシウム水和
物を用い、ポルトランドセメントを用いた場合で詳細に
説明する。珪酸カルシウム水和物とポルトランドセメン
トを、珪酸カルシウム水和物１００質量部に対してポル
トランドセメント１０〜１００質量部、好ましくは１０
〜７０質量部の割合で使用する。ポルトランドセメント
が、１０質量部より少ないと成形性が損なわれ、１００
質量部より多いと多孔性が損なわれて好ましくない。こ
れらの粉末に、必要に応じて水を０〜３００部添加し、
ミキサー等の攪拌装置で攪拌した後、プレス成形等の成
形作業を経て、蒸気養生または／およびオートクレーブ
養生等で２〜１２時間程度処理して、目的の多孔質成形
体を得る。用いる珪酸カルシウム水和物の粒径は平均粒
径１０〜１０００μｍが好ましい。平均粒径が１０μｍ
より小さいと粉砕コストの面から工業的に有利でなく、
１０００μｍより大きいと成形作業の際にひび割れが起
こりやすくなる。より好ましくは１０〜５００μｍであ
る。

【００１７】珪酸カルシウム水和物等の多孔質材料とガ
ラス粉とを混合して該ガラスの軟化点以上で焼成して多
孔質成形体を製造する方法を多孔質材料として珪酸カル
シウム水和物を用いた例で詳細に説明する。ガラス粉末
と珪酸カルシウム水和物を用い、ガラス粉末１００質量
部に対して珪酸カルシウム水和物３０〜２３５質量部、
好ましくは３０〜１５０質量部を混合し、ミキサー等の
攪拌装置で攪拌する。珪酸カルシウム水和物が、３０質
量部より少ないと多孔性が損なわれ、２３５質量部より
多いと成形性が損なわれる。混合した粉末を、プレス成
形等の成形作業を経て、廃ガラス粉末の軟化点以上の温
度で２０分〜２時間焼成後、冷却して、目的の多孔質成
形体を得る。ガラス粉末の平均粒径は０．１〜３００μ
ｍが好ましい。０．１μｍより小さいと粉砕コストの面
から工業的に有利でなく、３００μｍより大きいと成形
性が損なわれる。より好ましくは、１〜３００μｍであ
る。珪酸カルシウム水和物の粒径は平均粒径１０〜１０
００μｍが好ましい。平均粒径が１０μｍより小さいと
粉砕コストの面から工業的に有利でなく、１０００μｍ
より大きいと成形作業の際にひび割れが起こりやすくな
る。より好ましくは１０〜５００μｍである。

【００１８】これら多孔質成形体を含浸させる際の潮解
性物質の水溶液の濃度は、潮解性物質の飽和濃度より小
さければどのような濃度でもよいが、０．５ｗｔ％以
上、４２ｗｔ％であることが好ましい。０．５ｗｔ％よ
り小さいと潮解性物質の添加量が少なすぎて十分な吸湿
性能を得ることができず、４２ｗｔ％より大きいと浸漬
時の水溶液の温度変動により潮解性物質が析出しやすく
なる。より好ましくは、１ｗｔ％以上、４０ｗｔ％であ
り、特に好ましくは５ｗｔ％以上３６ｗｔ％である。多
孔質成形体に該水溶液を含浸させる際の水溶液の温度
は、１０℃以上３０℃以下であることが好ましいが、よ
り好ましくは２０℃以上３０℃以下である。

【００１９】次に、多孔質成形体の原料粉末に、潮解性
物質の粉末を混合した後に成形して本発明の吸放湿性建
材を製造する方法を説明する。該製造方法は、上記多孔
質成形体の製造方法において原料として用いられる珪酸
カルシウム水和物１００質量部に対して、潮解性物質を
好ましくは０．５質量部以上３０質量部以下、より好ま
しくは０．５質量部以上２０質量部以下添加して上記の
製造方法と同様にして成形体を製造する。後者の潮解性
物質の粉末を混合した後に成形して得られた吸放湿性建
材の場合は、必要に応じて更に潮解性物質の水溶液を含
浸させて吸放湿性建材の細孔表面に潮解性物質を付着さ
せることも可能である。

【００２０】なお、本発明の吸放湿性建材は、その吸放
湿性を損なわないに範囲において、補強材、顔料などの
添加剤を含有していても良いことはいうまでもない。本
発明の吸放湿性建材は、建築物の内装壁および天井板に
好適に用いられる。また、該建材の大きさは用途によっ
て適宜決定されれば良く、限定されないが、通常、面積
０．０１〜２．２ｍ²程度で、厚み３〜２０ｍｍ程度で
使用される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例および比較
例を挙げてより具体的に説明する。かさ比重測定法、細
孔容量測定法、潮解性物質含有量評価法、吸放湿特性評
価法、表面硬度評価法を以下に記述する。 ・かさ比重測定法 ＪＩＳ Ａ ５４３０ かさ比重試験に準じて測定し
た。潮解性物質を原料に混合して成形した場合は、以下
の前処理を行った後に測定した。得られた吸放湿性建材
をその質量の３倍以上の水に完全に浸漬した後、１５０
０Ｐａ以下の減圧雰囲気中に３０分程度静置して吸放湿
建材内に水を浸透させ、大気中で３０分程度超音波洗浄
処理して潮解性物質を溶解除去する。これらの処理を３
回繰り返して行った後、絶乾状態まで乾燥して試験体を
得た。

【００２２】・細孔容量測定法 水銀圧入法で測定した。測定には、Micrometritics社製
Pore Sizer 9320を用いた。潮解性物質を原料に混合
して成形した場合は、得られた吸放湿性建材を直径3ｍ
ｍ程度に粉砕した後、かさ比重測定法と同様な前処理を
行い、試験体を得た。 ・潮解性物質含有量評価法 得られた吸放湿性建材を直径3ｍｍ程度に粉砕した後、
その質量（Ｗ₀）を測定する。得られた粉体は、かさ比
重測定法と同様の処理を行い、質量を測定し、潮解性物
質浸漬後の質量（Ｗ₁）とする。潮解性物質含有量は、
以下の式により算出する。 潮解性物質含有量（ｗｔ％）＝（Ｗ₁―Ｗ₀）／Ｗ₀

【００２３】・吸放湿性評価方法 評価に使用する試験体の大きさは、１５０ｍｍ×１００
ｍｍとする。試験体の側面および裏面はアルミテープ等
であらかじめシールしておき、この試験体を恒温恒湿槽
内で２５℃、湿度５０％の雰囲気に恒量になるまで静置
したものを使用する。評価の手順は、あらかじめ試験体
の質量（Ｍ₀）を測定した後、これを温度２５±２℃、
相対湿度９０±５％に調整した恒温恒湿槽に２４時間静
置した後、試験体を取り出し、直ちにその時の質量（Ｍ
₁）を測定する。質量測定後、温度２５±2℃、相対湿度
５０±5％の恒温恒湿槽に入れ、２４時間静置後、質量
（Ｍ₂）を測定する。この操作をもう一度繰り返し、２
回目の相対湿度９０±５％に２４時間静置した後の質量
（Ｍ₃）と２回目の相対湿度５０±５％に２４時間静置
した後の質量（Ｍ₄）を測定する。吸放湿特性値は以下
の式により計算する。 吸放湿特性値（ｇ／ｍ²）＝（（Ｍ₁−Ｍ₀）＋（Ｍ₁−Ｍ
₂）＋（Ｍ₃−Ｍ₂）＋（Ｍ₃−Ｍ₄））／（4×０．１５×
０．１） ・表面硬度評価法 ＪＩＳ Ｋ ５４００ ８．４ 鉛筆ひっかき値に準じ
て測定した。

【００２４】

【実施例１】廃ガラス粉末（クリスタルクレイ（株）
製、Ｇパウダー 平均粒径：１８μｍ）を１００質量部
に対して、廃ＡＬＣ粉末（旭化成（株）製 ヘーベル
（商標）を粉砕 平均粒径：２００μｍ）６７質量部の
割合で調合し、３分間卓上ミキサーで混合した。この混
合物を２．０×１０⁷Ｐａの圧力でプレス成形した後、
マッフル炉の中で、９００℃で１．５時間焼成、炉冷
し、多孔質成形体を得た。この成形体を２０ｗｔ％の塩
化カルシウム（２水和物、特級、和光純薬（株）製）水
溶液に、水温２０℃で２時間完全に浸漬し、１０５℃で
２４時間乾燥して、目的である吸放湿性建材を得た。得
られた吸放湿性建材の厚さは５．５mmであった。この吸
放湿性建材の浸漬前の細孔容量、塩化カルシウムの含有
量、吸放湿性能、表面硬度、かさ比重を表１に示す。

【００２５】

【実施例２】塩化カルシウム溶液の濃度を４０ｗｔ％に
した以外は、実施例１と同様の方法で吸放湿性建材を作
成した。得られた吸放湿性建材の厚さは５．５ｍｍであ
った。この吸放湿性建材の浸漬前の細孔容量、塩化カル
シウムの含有量、吸放湿性能、表面硬度、かさ比重を表
１に示す。

【００２６】

【実施例３】塩化カルシウム溶液の濃度を１０ｗｔ％に
した以外は、実施例１と同様の方法で吸放湿性建材を作
成した。得られた吸放湿性建材の厚さは５．５ｍｍであ
った。この吸放湿性建材の浸漬）前の細孔容量、塩化カ
ルシウムの含有量、吸放湿性能、表面硬度、かさ比重を
表１に示す。

【００２７】

【実施例４】廃ＡＬＣ粉末と廃ガラス粉末の調合の割合
を、廃ガラス粉末１００質量部に対して廃ＡＬＣ粉末５
０質量部にした以外は、実施例１と同様の方法で吸放湿
性建材を作成した。得られた吸放湿性建材の厚さは５．
５ｍｍであった。この吸放湿性建材の浸漬前の細孔容
量、塩化カルシウムの含有量、吸放湿性能、表面硬度、
かさ比重を表１に示す。

【００２８】

【実施例５】廃ＡＬＣ粉末（旭化成（株）製 ヘーベル
（商標）を粉砕 平均粒径：２００μｍ）とポルトラン
ドセメント（ユニオンセメント（株）製）の混合割合
を、廃ＡＬＣ粉末１００質量部に対しポルトランドセメ
ント２５質量部とする。これらの粉末に、水５０質量部
および塩化カルシウム（２水和物、特級、和光純薬
（株）製）１０質量部を水５０質量部に溶解した水溶液
を投入した後、ミキサー等の攪拌装置で混合し、脱水プ
レス成形を行った。得られた成形体は、４０℃で８時間
蒸気養生後、１．１×１０⁶Ｐａで６時間オートクレー
ブ養生して、目的とする吸放湿性建材を得た。得られた
吸放湿性建材の厚さは１０ｍｍであった。この吸放湿性
建材の塩化カルシウム除去処理した後の細孔容量、塩化
カルシウムの含有量、吸放湿性能、表面硬度、かさ比重
を表１に示す。

【００２９】

【比較例１】廃ＡＬＣ粉末と廃ガラス粉末の調合の割合
を、廃ガラス粉末１００質量部に対して廃ＡＬＣ粉末２
５質量部にし、塩化カルシウム水溶液の濃度を１０ｗｔ
％とした以外は、実施例１と同様の方法で吸放湿性建材
を作成した。得られた吸放湿性建材の厚さは５．５ｍｍ
であった。この吸放湿性建材の浸漬前の細孔容量、塩化
カルシウムの含有量、吸放湿性能、表面硬度、かさ比重
を表１に示す。

【００３０】

【比較例２】多孔質成形体として、市販の厚さ６mmの珪
酸カルシウム板を使用し、塩化カルシウム水溶液の濃度
を１５ｗｔ％とした以外は実施例１と同様の同様の方法
で、目的の吸放湿性建材を作成した。この吸放湿性建材
の含浸前の細孔容量、塩化カルシウムの含有量、吸放湿
性能、表面硬度、かさ比重を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明により、内装材等に実用性が極め
て高い吸放湿性建材を提供することが可能になった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かさ比重が、０．９以上、２．３以下の
   範囲にあり、かつ直径１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の
   細孔の容積が０．０２ｍｌ／ｇ以上、０．５ｍｌ／ｇ以
   下である多孔質成形体が、潮解性物質を含有してなる吸
   放湿性建材。
2. 【請求項２】 潮解性物質の含有量が、多孔質成形体１
   ００質量部に対し０．５質量部以上、３０質量部以下で
   ある請求項１記載の吸放湿性建材。
3. 【請求項３】 多孔質成形体が、珪酸カルシウム水和物
   を原料とする成形体である請求項１または２記載の吸放
   湿性建材。