JP2004019412A

JP2004019412A - 機能性内装材

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Publication number: JP2004019412A
Application number: JP2002180474A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Mitsui; 三井　一彦; Ryoji Uchitani; 内谷　良二; Nobuyuki Morimoto; 森本　信幸; Shinji Sano; 佐野　紳司; Nobuo Kawabe; 川邊　伸夫; Shohei Koyama; 小山　正平; Norimichi Mori; 森　則理
Original assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Current assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】高い効率で、常に安定してマイナスイオンを発生させることができる機能性内装材を提供する。
【解決手段】マイナスイオン発生層１６は、基材１２の表面に形成される。したがって、マイナスイオン発生層１６が気流と十分に接触することとなり、マイナスイオンの発生する確率を向上させることができる。また、マイナスイオン発生層１６は透湿性を有し、かつ基材１２は調湿性を有するので、屋内空間の相対湿度を一定の範囲内に保たせることができる。このため、常に一定量のマイナスイオンを安定して供給することができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の屋内の内装に使用されてマイナスイオンを発生させる機能性内装材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水分子から生成されたヒドロキシルイオン（ＯＨ⁻）が空気中の水分子クラスターと結合した状態で気流に乗って空気中を浮遊する、いわゆる「マイナスイオン」は、人体に好影響を与えるなどの効果が知られている。このため、近年、マイナスイオン発生装置やこれを組み込んだ空調機や空気清浄機などの装置が盛んに開発されている。しかしながら、これら高価な装置を用いて屋内の１カ所からマイナスイオンを発生させるだけでは、屋内空間全体にマイナスイオンを拡散させることが困難であった。そこで、屋内の気流と接触することによって、気流中の水分子クラスターからマイナスイオンを生成するマイナスイオン発生物質を建築内装材料に添加する、様々な技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした技術として、例えば、特開平９−１３６３８３号公報には、ハニカム構造またはコルゲート構造の芯材を介して発泡セラミック成形板が取り付けられた内装材において、芯材の構造空間に調湿材およびトルマリンを充填する技術が示されている。
【０００４】
この技術で得られる内装材では、内装材の表面にマイナスイオン発生物質が存在せず、マイナスイオン発生物質（トルマリン）と気流との接触が少ないため、マイナスイオンの発生する確率が低いといった問題があった。
【０００５】
また、例えば、特開２００２−１０６０７６号公報には、マイナスイオン発生物質で屋内空間を囲む技術が示されている。
【０００６】
この技術で得られる屋内構造では、マイナスイオン発生物質と気流との接触が多くなり、マイナスイオンの発生する確率が向上する。しかしながら、マイナスイオンは、相対湿度の変化に伴ってその発生量が大きく変動する。すなわち、相対湿度が低すぎると、空気中の水分子クラスターが減少し、また、相対湿度が高すぎると、空気中の水分クラスター同士が結合して水滴となり水分子クラスターが減少するため、ともにマイナスイオンの発生量が減少する。このため、マイナスイオンが最も多く発生する湿度条件は、相対湿度が５０〜８０％の範囲内であることが知られている。したがって、屋内の相対湿度の変化に伴ってマイナスイオン発生量が大幅に変化する結果、安定したマイナスイオンの効果が得られ難いといった問題があった。
【０００７】
それゆえ、この発明の主たる目的は、高い効率で、常に安定してマイナスイオンを発生させることができる機能性内装材を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した発明は、「調湿性を有する板状の基材（１２）と、マイナスイオン発生物質（２２）を含み、基材（１２）の表面に透湿性を有するように形成されたマイナスイオン発生層（１６）とからなる機能性内装材（１０）」である。
【０００９】
この発明において、マイナスイオン発生層（１６）は、基材（１２）の表面に形成される。したがって、マイナスイオン発生層（１６）が気流と十分に接触できるため、マイナスイオンの発生する確率を向上させることができる。また、マイナスイオン発生層（１６）は透湿性を有し、かつ基材（１２）は調湿性を有するので、屋内空間（１）の相対湿度を一定の範囲内に保つことができる。このため、常に一定量のマイナスイオンを安定して供給することができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、「マイナスイオン発生物質（２２）は、天然鉱物および炭素材料から選ばれた少なくとも１種からなる」ことを特徴とするものである。
【００１１】
天然鉱物および炭素材料からなるマイナスイオン発生物質（２２）は、その特性として、気流と接触することによって常にマイナスイオンを発生させる。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明において、「基材（１２）は、基材（１２）が取り付けられた屋内空間（１）の相対湿度を５０％から８０％の範囲内に保持する」ことを特徴とするものである。
【００１３】
この発明では、内装材（１０）が取り付けられた屋内空間（１）の相対湿度を５０％から８０％の範囲内に保持しているので、マイナスイオン発生物質（２２）が最も効率よくマイナスイオンを発生させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示すこの発明の一実施例の内装材（１０）は、図２に示すように、住宅等の屋内空間（１）を構成する壁（２）や天井（３）などの内装に用いられるものであり、基材（１２），透気性下地層（１４）およびマイナスイオン発生層（１６）によって構成される。
【００１５】
基材（１２）は、その吸放湿性能によって屋内空間（１）の相対湿度を一定の範囲内に保持するとともに、内装材（１０）に機械的強度や形態保持性などを与える部材であり、本体（１８）と吸放湿性フィラ（２０）とを含む。
【００１６】
本体（１８）は、合板，パーティクルボードなどの木質板や、ロックウール板，ケイ酸カルシウム板などの無機質多孔質板によって構成される。
【００１７】
吸放湿性フィラ（２０）は、内装材（１０）が屋内の所定の場所に設置された際、屋内空間（１）の相対湿度を５０％〜８０％の範囲内に保持し得るように、基材（１２）の本体（１８）に添加される充填材であり、粘土鉱物類、潮解性塩類、吸湿性合成化合物から選ばれた少なくとも１種のものが用いられる。この粘土鉱物類としては、クレー，ベントナイト，白土，珪藻土，ゼオライト，アタパルジャイトおよびセピオライトなどが好適である。また、潮解性塩類としては、塩化カルシウムや塩化リチウムなどが好適である。そして、吸湿性合成化合物としては、ジエチレングリコール，トリエチレングリコール，グリセリン，ポリアクリル酸ナトリウムおよびポリビニルアルコールなどの水溶性高分子やグラフト化されたデンプン，イソブチル無水マレイン酸などの水不溶性高分子などが好適である。
【００１８】
なお、本体（１８）が木質板などによって構成され、本体（１８）自身が屋内空間（１）の相対湿度を５０％〜８０％の範囲内に保持できるものであれば、基材（１２）に吸放湿性フィラ（２０）を含まなくてもよい。
【００１９】
透気性下地層（１４）は、透気性を有し、基材（１２）の表面強度を向上させて基材（１２）とマイナスイオン発生層（１６）とを強固に固定させるためのものであり、基材（１２）の表面に水分散型樹脂液を塗布して乾燥させることによって形成される。
【００２０】
透気性下地層（１４）を構成する水分散型樹脂液としては、水性アクリル系樹脂や水性酢酸ビニル系樹脂からなる樹脂液が好適であり、中でも分子量３，０００〜３０，０００、ガラス転移温度３０℃以上のアクリル系樹脂を含むエマルジョン化された溶液が特に好適である。
【００２１】
なお、透気性下地層（１４）には、透気性を調節するために、ベントナイト，白土，珪藻土，ゼオライト，アタパルジャイトおよびセピオライトなど粘土鉱物類を添加してもよい。
【００２２】
マイナスイオン発生層（１６）は、基材（１２）の吸放湿性能を損なうことなく、屋内空間（１）の気流に含まれる水分子クラスターと接することによってマイナスイオンを生成するものであり、マイナスイオン発生物質（２２）と接着剤（２４）とを含む。
【００２３】
マイナスイオン発生物質（２２）は、天然鉱物および炭素材料から選ばれた少なくとも１種を、その平均粒径が０．５μｍ〜１００μｍになるように調整したものである。この天然鉱物としては、トルマリン，医王石，竜王石，光明石，麦飯石，黒曜石，ゼオライト原石および風化造礁珊瑚などが好適である。一方、炭素材料としては、活性炭，竹炭および備長炭などが好適である。また、マイナスイオン発生物質（２２）の平均粒径を０．５μｍ〜１００μｍとしたのは、平均粒径が０．５μｍ未満の場合には、粉砕加工に時間およびコストがかかり経済的ではなく、逆に、平均粒径が１００μｍより大きい場合には、マイナスイオン発生物質（２２）の比表面積が小さくなりマイナスイオンの発生効率が低下するからである。
【００２４】
マイナスイオン発生物質（２２）のマイナスイオン発生層（１６）全重量に対する配合割合は、１重量％以上でかつ５０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは、１．５重量％以上でかつ３０重量％以下である。マイナスイオン発生物質（２２）の配合割合が１重量％未満の場合には、マイナスイオンの発生量が少なくなり、逆に、５０重量％より多い場合には、マイナスイオンの発生量は多くなるがマイナスイオン発生層（１６）の機械的強度が弱くなるからである。
【００２５】
このマイナスイオン発生物質（２２）は、空気に含まれる水分子クラスターと接触することによって、水分子を水素イオン（Ｈ^＋）とヒドロキシルイオン（ＯＨ⁻）とに解離させる。そして、マイナスイオン発生物質（２２）は、水素イオン（Ｈ^＋）を優先的に中和させて水素原子（Ｈ_２）に変化させる。すると、空気中に供給されたヒドロキシルイオンは、空気中の水分子クラスターと結合し、空気中を浮遊するマイナスイオンとなる。このように、マイナスイオン発生物質（２２）がマイナスイオンを発生させるためには、マイナスイオン発生物質（２２）と水分子クラスターとの接触を絶えず繰り返す必要がある。したがって、空気の流れ、すなわち気流がマイナスイオン発生のための必須条件となる。
【００２６】
接着剤（２４）は、水分散型樹脂液からなり、乾燥固化されることによって、透気性を維持しつつ、マイナスイオン発生物質（２２）同士およびマイナスイオン発生物質（２２）と透気性下地層（１４）の表面とを接合するものである。
【００２７】
接着剤（２４）を構成する水分散型樹脂液としては、水性アクリル系樹脂や水性酢酸ビニル系樹脂からなる樹脂液が好適であり、中でも分子量３，０００〜３０，０００、ガラス転移温度３０℃以上のアクリル系樹脂を含むエマルジョン化された溶液が特に好適である。
【００２８】
本発明の内装材（１０）を製造する際には、まず、基材（１２）を準備して、基材（１２）の表面に水分散型樹脂液を塗布し、これを乾燥固化させて透気性下地層（１４）を形成させる。そして、マイナスイオン発生物質（２２）と接着剤（２４）である水分散性樹脂液とを所定の割合で含む塗料を準備し、透気性下地層（１４）の表面にこの塗料を塗布し、これを乾燥固化させてマイナスイオン発生層（１６）を形成させる。
【００２９】
本発明の内装材（１０）を壁（２）や天井（３）に取り付ける際には、マイナスイオン発生層（１６）が屋内空間（１）に面するように設置する。すると、図３に示すように、屋内空間（１）内を循環する気流（Ｗ１）がマイナスイオン発生層（１６）と透気性下地層（１４）とを通過し、基材（１２）に達する。そして、屋内空間（１）の相対湿度が８０％よりも高い場合には、基材（１２）内を通過する気流（Ｗ２）に含まれる水分子クラスターが吸放湿性フィラ（２０）に吸収され、逆に、屋内空間（１）の相対湿度が５０％よりも低い場合には、吸放湿性フィラ（２０）から気流（Ｗ２）へ向けて水分子クラスターが放出される。これにより、屋内空間（１）の相対湿度が５０％〜８０％の範囲内となるように、すなわち最も効率よくマイナスイオンが発生するように気流中の水分子クラスターの量が調節される。
【００３０】
水分子クラスターの量が調節された気流（Ｗ３）は、透気性下地層（１４）とマイナスイオン発生層（１６）とを通過し、屋内空間（１）へ戻されるが、マイナスイオン発生層を通過する際に、マイナスイオン発生物質（２２）と水分子クラスターとが反応し、最も高い効率でマイナスイオンが発生する。そして、屋内空間（１）全体の相対湿度が５０％〜８０％の範囲内に調節されると、マイナスイオン発生層（１６）の表面を通過する気流（Ｗ４）とマイナスイオン発生層（１６）との間においても、高い効率でマイナスイオンが発生する。
【００３１】
この実施態様によれば、マイナスイオン発生物質（２２）が内装材（１０）の表面に配置されているので、室内を循環する気流（Ｗ３）および（Ｗ４）によってマイナスイオンを供給することができる。そして、基材（１２）によって屋内空間（１）の相対湿度が５０％〜８０％の範囲内に保たれるので、マイナスイオン発生物質（２２）は最も効率よく安定してマイナスイオンを供給できる。
【００３２】
なお、上述の例では、基材（１２）とマイナスイオン発生層（１６）との間に透気性下地層（１４）を設ける例を示したが、図４に示すように、透気性下地層を設けずに基材（１２）の表面にマイナスイオン発生層（１６）を直接設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、図５に示すように、調湿性を持たない板状の構造部材（２６）の表面に、吸放湿性フィラ（２０）を含み、かつ透気性を有する調湿層（２８）を設け、構造部材（２６）と調湿層（２８）とを合わせて基材とし、調湿層（２８）の表面にマイナスイオン発生層（１６）を形成させるようにしてもよい。
【００３４】
また、透気性下地層（１４）として、基材（１２）の表面に水分散型樹脂液を塗布し、この樹脂液を乾燥させることによって透気性下地層（１４）を形成する例を示したが、透気性を有し、基材（１２）とマイナスイオン発生層（１６）とを強固に固定でき得るものであれば、いかなるものであっても良い。したがって、例えば、透気性下地層（１４）が壁紙やクロスなどで構成されていてもよい。
【００３５】
そして、内装材（１０）の製造方法において、マイナスイオン発生物質（２２）と接着剤（２４）とを含む塗料を基材（１２）の表面側に塗布してマイナスイオン発生層（１６）を形成する方法を示したが、基材（１２）の表面にマイナスイオン発生層（１６）が設けられ得る方法で有れば、いかなる方法であっても良い。したがって、例えば、マイナスイオン発生物質（２２）と接着剤（２４）とを予めフィルム状に形成して、このフィルム状のマイナスイオン発生層（１６）を基材（１２）に接着させるようにしても良い。また、先に基材（１２）を所定の位置に取り付け、取り付けられた基材（１２）の表面にマイナスイオン発生物質（２２）と接着剤（２４）とを含む塗料を後加工で塗布してマイナスイオン発生層（１６）を設けるようにしてもよい。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３７】
以下に示すような塗料を調製し、この塗料を調湿性を有する基材と調湿性を有さない基材とに塗布し、２種類の内装材を作製した。そして、得られた内装材をそれぞれ別のモデルルームに取り付けてマイナスイオン発生量を測定し、その結果を図６に示した。
【００３８】
（１）マイナスイオン発生層用の塗料の調製
市販のスラリー状マイナスイオン発生剤（固形分２０％）を準備し、バインダー（接着剤）として水性アクリル系樹脂を準備した。さらに、補助材料として、増粘剤，カラー骨材，ブロッキング防止剤，助剤および清水を準備した。そして、下記の配合割合でこれらを混合し、マイナスイオン発生層用の塗料とした。
【００３９】
マイナスイオン発生層用の塗料（組成は重量％で表示）
市販のスラリー状マイナスイオン発生剤　　３．０
水性アクリル系樹脂　　　　　　　　　　２０．０
増粘剤　　　　　　　　　　　　　　　　　２．８
カラー骨材　　　　　　　　　　　　　　　３．２
ブロッキング防止剤　　　　　　　　　　　３．４
助　剤　　　　　　　　　　　　　　　　　３．５
清　水　　　　　　　　　　　　　　　　６４．１
【００４０】
（２）内装材の作製
（実施例；調湿性を有する基材を用いた例）
基材として、ロックウール板にクレーやアタパルジャイトなどの吸放湿性フィラを充填させた調湿性を有する特殊ロックウール板を準備した。この基材の表面に水分散型樹脂液としてアクリル系樹脂液を塗布し、これを乾燥固化させて７０ｇ（固形分）／ｍ^２の透気性下地層を形成した。そして、透気性下地層（１４）の表面に上述したマイナスイオン発生層用の塗料を塗布し、これを乾燥固化させて１２ｇ（固形分）／ｍ^２のマイナスイオン発生層を形成した。
【００４１】
（比較例；調湿性を有さない基材を用いた例）
基材として吸放湿性フィラを含まず、調湿性が低いロックウール板を準備した。この基材の表面に、実施例と同じ方法で７０ｇ（固形分）／ｍ^２の透気性下地層と１２ｇ（固形分）／ｍ^２のマイナスイオン発生層とを形成した。
【００４２】
（３）特性の評価
実施例および比較例で得られた各内装材は、外気温１０℃の環境条件下において、ＲＣ造の６畳間のモデルルームに内装率が３９％となるようにして壁材として取り付けた。ここで、内装率とは、内装材の施工面積を開口部を含む部屋の表面積で割り、百分率で表した値である。そして、１時間につき１回、室温（℃），相対湿度（％）およびマイナスイオン発生量（個／ｃｃ）の各値を測定し、その結果を図６に示した。なお、測定は１０時から翌日の１０時までの２４時間行ない、１３時から１７時の間は室内の暖房を行った。また、マイナスイオン発生量は、内装材の表面から１ｃｍ離れた所で、エア・イオン・カウンターにて測定した。
【００４３】
図６より、比較例においては、暖房を行った１３時から１７時の間、相対湿度の低下に伴ってマイナスイオン発生量が急激に減少したことがわかる。これに対し、実施例においては、暖房を行った間でも相対湿度は一定であり、マイナスイオン発生量も常に高いレベルで安定していたことが分かる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、マイナスイオン発生層は、基材の表面に形成されるで、マイナスイオン発生層が気流と十分に接触することとなり、マイナスイオンの発生する確率を向上させることができる。また、マイナスイオン発生層は透湿性を有し、かつ基材は調湿性を有するので、屋内空間の相対湿度を一定の範囲内に保つことができ、常に一定量のマイナスイオンを安定して供給することができる。
【００４４】
したがって、高い効率で、常に安定してマイナスイオンを発生させることができる機能性内装材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の機能性内装材を示す断面図である。
【図２】機能性内装材の使用態様を示す配置図である。
【図３】機能性内装材の機能を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施例の機能性内装材を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施例の機能性内装材を示す断面図である。
【図６】実施例および比較例の特性データを示すグラフである。
【符号の説明】
（１０）…　内装材
（１２）…　基材
（１４）…　透気性下地層
（１６）…　マイナスイオン発生層
（１８）…　本体
（２０）…　吸放湿性フィラ
（２２）…　マイナスイオン発生物質
（２４）…　接着剤
（２６）…　構造部材
（２８）…　調湿層
（Ｗ１〜Ｗ４）…　気流

Claims

調湿性を有する板状の基材と、
マイナスイオン発生物質を含み、前記基材の表面に透湿性を有するように形成されたマイナスイオン発生層とからなる機能性内装材。
前記マイナスイオン発生物質は、天然鉱物および炭素材料から選ばれた少なくとも１種からなる請求項１に記載の機能性内装材。
前記基材は、前記基材が取り付けられた屋内空間の相対湿度を５０％から８０％の範囲内に保持する請求項１または２に記載の機能性内装材。