JP2007314377A

JP2007314377A - 壁材

Info

Publication number: JP2007314377A
Application number: JP2006146446A
Authority: JP
Inventors: Akira Aoyama; 章青山
Original assignee: AOYAMA ECO SYSTEM KK
Current assignee: AOYAMA ECO SYSTEM KK
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】軽量で、耐熱性、ガス吸着性を有し、所望の色調に着色可能な壁材を提供しようとする。
【解決手段】流動性あるいは塑性を有し、凝固して固形物となる組成物であって、微細形状の炭と多孔質セラミック粉体とが重量比１：４〜４：１で混合されてなる混合物、前記混合物１００重量部に対して５０〜３００重量部のセメント、前記セメント１００重量部に対して０．１〜１０重量部の凝固剤、前記流動性あるいは塑性を前記組成物に付与するための水を含んでなる組成物である。また、前記組成物が凝固されてなる壁材である。さらに、前記組成物を基面に塗付する工程、塗付された前記組成物を経時により凝固させる工程を含む、壁面層の形成方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、炭を含有する壁材に関する。

活性炭等の吸着能を有する材料は粉粒体であるので、用途に適した形状に成形して用いることが試みられてきた。

一例として、粒径がほぼ１ｍｍ以下の木炭又は竹炭、その混合物に粘土を配合し、よく混ぜた後、湿式成形が可能な程度の水を添加、混錬して任意の形状、サイズに成形し、その成形品を炭焼き窯の中に入れ、木炭、竹炭を酸化、灰化させないで焼結固化する技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照）

この方法は焼結に大規模な装置と多大なエネルギコストを要するので製造コスト高であり、用途が限定される。

また、セメントと炭と石炭灰との混合物に水を添加して硬化させ、透水機能、吸水機能、水質浄化機能の何れか一又は複数の機能を具備するブロック状とした透水性ブロックが開示されている。（例えば、特許文献２参照）

この方法で得られる透水性ブロックは、実用上充分な強度を得るためにはセメントの含有比率を高くすることが必要で、壁材や携帯可能な用品に用いる壁材としては重さに難がある。

さらに、紙片を水の中に解繊せしめた紙繊維に適量の水と共に籾殻炭、又は、木炭や竹炭等を粒状に粉砕した各種炭化物を流動状に混合せしめた混合溶液を脱水可能な任意形状の形枠内に流動せしめて板状のフィルタ素材とした後、脱水・乾燥処理して形成したフィルタが開示されている。（例えば、特許文献３参照）

この方法で得られる成形体は難燃性に乏しく、用途が限定される。
特開２００４−３３９０４２号公報特開２００５−１４５７７１号公報特開２００２−２１９３１４号公報

本発明の目的は、軽量で、耐熱性、ガス吸着性を有し、所望の色調に着色可能な壁材を提供しようとすることである。

本発明の要旨とするところは、流動性あるいは塑性を有し、凝固して固形物となる組成物であって、
微細形状の炭と多孔質セラミック粉体とが重量比１：４〜４：１で混合されてなる混合物、
前記混合物１００重量部に対して５０〜３００重量部のセメント、
前記セメント１００重量部に対して０．１〜１０重量部の凝固剤、
前記流動性あるいは塑性を前記組成物に付与するための水
を含んでなる組成物であることにある。

前記組成物はさらに顔料を含み得る。

前記凝固剤は、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化第二鉄、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウムを含み得る。

また、本発明の要旨とするところは、前記組成物が凝固されてなる壁材であることにある。

さらに、本発明の要旨とするところは、前記組成物を基面に塗付する工程、塗付された前記組成物を経時により凝固させる工程を含む、壁面層の形成方法であることにある。

本発明によると、軽量で、耐熱性、ガス吸着性を有し、所望の色調に着色可能な壁材が提供される。

本発明の壁材は、組成物が凝固されてなる壁材であって、
微細形状の炭と多孔質セラミック粉体とが重量比１：４〜４：１で混合されてなる混合物、
前記混合物１００重量部に対して５０〜３００重量部のセメントと、
前記セメント１００重量部に対して０．１〜１０重量部の凝固剤と、
前記組成物に流動性あるいは塑性を付与するための水と
を含んでなる組成物が凝固されてなる壁材である。

組成物に流動性あるいは塑性を付与するための水は、混合物とセメントとの総重量１００重量部に対して３０〜７０重量部であることが好ましいが、組成物の流動性あるいは塑性を成形性のうえで考慮して適宜決定される。

組成物は予備成形されて、もしくは型枠に投入されて、凝固して固形物となる。

本発明の壁材は優れた耐熱性を有するとともに軽量でかつ優れたガス吸着性を有する。この優れたガス吸着性は組成物の成分である多孔質セラミック粉体と炭によってもたらされる。

炭の粉は、樹脂系の接着剤をバインダとして板状に成形すればガス吸着性を有する成形体を得ることができるが、このようにして得られた成形体は耐熱性に欠ける。また、セメントや生コンクリートをバインダとして板状に成形することもできるが、セメントや生コンクリートの比率が重量比で２／３以上と高くしないと成形体の強度が実用上充分でなく、このようにして得られた成形体は構造が密で比重も高い。

本発明の壁材は、微細形状の炭と多孔質セラミック粉体とが重量比１：４〜４：１で混合されてなる混合物を、セメントをバインダとして固化させた成形体であり、微細形状の炭に多孔質セラミック粉体を混合することにより、この成形体は強度が高く、かつ軽量となった。強度の向上は、セメントと焼き物との接触面での親和性および、焼き物の多孔質性による固化したセメントと焼き物とのアンカー効果によってもたらされる。これにより、成形体は構造がポーラスで比重も低いにもかかわらず実用上充分な強度を有する。成形体の低い比重は、構成要素である炭や多孔質セラミックによってもたらされ、また、成形体中の微細形状の炭や多孔質セラミックの粒子のパッキング状態が密でない状態で成形されていることによりもたらされる。

上記混合物は微細形状の炭と多孔質セラミック粉体とが重量比１：４〜４：１で混合されてなることが強度と軽量化とガス吸着性のバランスが良好で好ましい。

多孔質セラミック粉体としては、みかけ比重が０．５以下のセラミック粉体であればとくに限定されないが、はひる石（バーミキュライト）、珪藻土が例示される。みかけ比重は、一定量の粉体の重量をその粉体の容積で除した値である。

組成物中のセメントの比率が、前記混合物１００重量部に対して５０〜３００重量部の範囲を超えて大きくなると、壁材の比重が過大となり好ましくない。組成物中のセメントの比率が、前記混合物１００重量部に対して５０〜３００重量部の範囲を超えて小さくなると、壁材の強度が不足する。

さらに、セメントの凝固剤として無機塩水溶液を用いることにより、組成物中のセメントの重量比が小さくとも充分な強度の成形体が得られた。また、成形体中の微細形状の炭や焼き物の粒子のパッキング状態が密でない状態で成形されていても充分な強度の成形体が得られた。

本発明の壁材は、優れた耐熱性、軽量性、ガス吸着性を活かして建造物の壁面層として好適に使用される。この壁面層の施行は、上記組成物を壁面の基面に所定の厚さや形状に塗布して自然凝固させればよく、きわめて簡単に施行できる。あるいは、予め所定の型枠に投入して煉瓦状もしくはタイル状に凝固させた後、壁面に敷設してもよい。

さらに、本発明の壁材は、ガスの直火に当てて３０分以上の長時間にわたり加熱しても目立った欠損は生じないという優れた直火耐熱性を有する。

本発明の壁材は、空中の水蒸気即ち湿気を可逆的に吸脱着するので、本発明の壁材による壁面が施行された建造物は、室内の調湿機能を有する。また、室内の臭気成分やシックハウス症候群の原因であるアルデヒド等の揮発性化学物質を吸着する働きもある。またさらに、炭という可燃物を成分としているにもかかわらず、不燃性であり壁材として優れた耐熱性と断熱性を有する。くわえて、比重が小さく、吸音性を有する。また、電磁波シールド能を有する。さらに、遠赤外線やマオナスイオンの発生能を有する。

本明細書においては、炭は有機物を無酸素あるいは貧酸素雰囲気で加熱して炭素化したものをいう。本発明の壁材に用いられる微細形状の炭は、木炭、竹炭、活性炭等、植物や有機物を乾留して得られた炭を粉砕、破砕等により、あるいは炭素繊維を粉砕、破砕等により短い繊維にしたものであることが好ましい。とくに、木炭の製造過程で発生する粉状の炭が好適に用いられる。この粉体の粒子の径は０．０１〜５ｍｍであることが好ましい。粒子の平均径は０．１〜２ｍｍであることが好ましい。炭素繊維は粉砕や破砕せずに用いてもよい。

本発明の壁材を形成するための上記組成物には、強度をさらに向上させるため金属繊維やセラミック繊維等の無機繊維が混合されてもよい。

本発明の壁材を形成するための上記組成物に用いられるセメントとしてはとくに限定されないが、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱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等が例示される。

本発明の壁材を形成するための上記組成物に用いられる凝固剤は、一般のセメント急結剤であれば特に限定されるものではない。例えば、無機塩系ではアルミン酸ソーダ、炭酸ソーダ、珪酸ソーダ、硫酸カルシウム、鉱物系ではアルミン酸カルシウム類、カルシウムサルフォアルミネート、有機質系ではグリセリン、トリエタノールアミンなどが使用される。なかでも、無機塩系が好ましい。

また、前記凝固剤が、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化第二鉄、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウムを含む無機塩であることが壁材の強度を向上させるうえで好ましい。この無機塩を凝固剤として用いることにより、組成物中のセメントの比率を少なくすることができ、壁材の比重をさらに軽くすることができる。また、前記凝固剤が、さらに塩化ナトリウム、硫酸第一鉄を含む無機塩であることが壁材の強度を向上させるうえでさらに好ましい。

本発明の組成物に顔料を混合することにより、この組成物が凝固して、着色された壁材を得ることができる。顔料の選択により所望の色調の壁材が得られる。顔料としてはとくに限定されず公知の無機顔料や有機顔料を使用することができる。

その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

ひる石２０重量部
木炭の粉砕物（平均粒径０．５ｍｍ）５０重量部
普通ポルトランドセメント１４０重量部、
青色顔料１０重量部
硫酸カルシウム１重量部、
アルミン酸ソーダ１重量部
に水２００重量部を加えて混練し通常のモルタル程度の硬さと塑性を有する素地を作った。この素地を室内の壁面に厚さ２０ｍｍで塗付し８時間静置して凝固させ本発明の壁材からなる壁面を形成した。

この壁材のみかけ比重は０．６であった。この壁材は結露防止機能、悪臭吸収能、電磁波シールド能を有し、断熱性、吸音性に優れ、遠赤外線の発生がみられた。この壁材にガスの直火に当てて３０分加熱しても目立った欠損が生じなかった。

ひる石１４０重量部
木炭の粉砕物（平均粒径０．５ｍｍ）３５０重量部
普通ポルトランドセメント１０００重量部、
青色顔料１０重量部
塩化カルシウム２量部、塩化カリウム２重量部、塩化第二鉄２重量部、酸化マグネシウム２重量部、塩化マグネシウム２量部、塩化アンモニウム２重量部、
水２５００重量部
からなる組成物を混練し素地を作った。
この素地を室内の壁面に厚さ２０ｍｍで塗付し８時間静置して凝固させ本発明の壁材からなる壁面を形成した。

この壁材のみかけ比重は０．６であった。この壁材は結露防止機能、悪臭吸収能、電磁波シールド能を有し、断熱性、吸音性に優れ、遠赤外線の発生がみられた。この壁材は実施例１で得られた壁材より強度が大きく、異物の衝突で欠けにくかった。この壁材にガスの直火に当てて３０分加熱しても目立った欠損が生じなかった。

本発明の壁材は、壁装材に限らず耐熱性、軽量性を必要とする材料として広く適用できる。とくに、アスベスト使用の材料の代替として好適に用いられる。

Claims

流動性あるいは塑性を有し、凝固して固形物となる組成物であって、
微細形状の炭と多孔質セラミック粉体とが重量比１：４〜４：１で混合されてなる混合物、
前記混合物１００重量部に対して５０〜３００重量部のセメント、
前記セメント１００重量部に対して０．１〜１０重量部の凝固剤、
前記流動性あるいは塑性を前記組成物に付与するための水
を含んでなる組成物。
さらに顔料を含む請求項１に記載の組成物。
前記凝固剤が、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化第二鉄、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウムを含む請求項１または２に記載の組成物。
請求項１〜３のいずれかに記載の組成物が凝固されてなる壁材。
請求項１〜３のいずれかに記載の組成物を基面に塗付する工程、塗付された前記組成物を経時により凝固させる工程を含む、壁面層の形成方法。