JP2007321435A - ゼオライト建材 - Google Patents

Abstract

【課題】ゼオライトの細孔を塞ぐことなく固化せしめることが可能で、しかも強度的にも秀れる極めて実用性に秀れたゼオライト建材を提供する。
【解決手段】ゼオライト基材１の表面に通気性を有するシート体２を設けて成り、建築物の内装材として用いられるゼオライト建材であって、前記ゼオライト基材１は、ゼオライト，水酸化カルシウム及び炭酸カルシウムから成るもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゼオライト建材に関するものである。

近年、家屋の密閉化や防腐剤を使用した建材等を用いることに伴い、以下のような問題が顕著となっている。

（１）結露の発生（ダニ・カビの発生）。

（２）ホルムアルデヒド等の化学物質によるシックハウス化。

（３）タバコやペット等から発生する悪臭のこもり。

ところで、一般的には建築物の内装（塗壁等）に吸放湿材として珪藻土を用いることが多い。

しかしながら、珪藻土は現在、保温材として用いられているものに限り特別管理産業廃棄物として、石綿と同様の取り扱いを義務付けられており、今後、保温材だけでなく塗壁材においても石綿と同様の取り扱いが義務付けられる可能性がある。

また、新築の建築物ではコンクリートから発生するアンモニアガスにより、以下の問題が生じている。

（１）美術館・博物館等における展示中の油絵の退色。

（２）半導体工場におけるシリコンウエハー表面への付着に伴う品質低下。

そこで、例えば特許文献１には、上記珪藻土を用いることなく、また、アンモニアガスに起因する上記問題点を解決すべく、ゼオライトを用いて吸湿等を行うゼオライト建材が開示されている。

ゼオライトとは、化学的に見るとアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属を包含する含水アルミノケイ酸塩であり、結晶構造の中に微細な孔（細孔）を有するため、イオン交換機能，吸着機能，触媒機能などを持つ。この機能により、調湿，有機物の吸着・分解，ホルムアルデヒドの分解，防臭，ＮＯｘやＳＯｘの分解などの、所謂ゼオライト効果を発揮する。更に、副次効果として、軽量化，断熱などの効果を発揮する。

特許第２９３３８６１号公報

上記特許文献１は、ゼオライトと焼石膏と発泡材とから成る芯材の表面に通気性シートを圧着した構成であり、ゼオライトを焼石膏及び水と反応させて固化せしめて形成される。ところが、焼石膏は、セメントと同様に固化した際、ゼオライトの細孔を塞いでしまうことが多く、上記特許文献１の構成ではゼオライト効果を十分に得ることはできない。

本発明は、上述のような現状に鑑み、ゼオライトの細孔を塞ぐことなく固化せしめることが可能で、しかも強度的にも秀れる極めて実用性に秀れたゼオライト建材を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

ゼオライト基材１の表面に通気性を有するシート体２を設けて成り、建築物の内装材として用いられるゼオライト建材であって、前記ゼオライト基材１は、ゼオライト，水酸化カルシウム及び炭酸カルシウムから成るものであることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材１には、糊材及び繊維材が混入せしめられていることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材１には、二酸化珪素が混入せしめられていることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材１には、銀，銅，亜鉛若しくは錫のうちの１種若しくは複数種のイオンが担持されていることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記シート体２の前記ゼオライト基材１と接する面には毛状体３若しくは突起体４が設けられ、前記毛状体３若しくは突起体４の少なくとも一部は該ゼオライト基材１に埋設されるように構成されていることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材１には、ラス網５が設けられていることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載のゼオライト建材において、該ゼオライト建材は塗壁であることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載のゼオライト建材において、該ゼオライト建材はパネル体８であることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

また、請求項８記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材１の裏面には硬質板６が設けられていることを特徴とするゼオライト建材に係るものである。

本発明は、上述のように構成したから、ゼオライトの細孔を塞ぐことなく固化せしめることが可能で、しかも強度的にも秀れる極めて実用性に秀れたゼオライト建材となる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

水酸化カルシウム（消石灰）が炭酸ガスと反応することで炭酸化作用により硬化する（炭酸カルシウム結晶体となる）ため、焼成することなく常温で強度のあるゼオライト基材１を得ることができる。また、上記反応は徐々に行われるため、長期間にわたり炭酸化作用が持続し強度の増進若しくは強度の低下阻止効果が見込める。尚、炭酸カルシウム結晶体はゼオライトの細孔を塞がないことが実験により確認されている。

従って、ゼオライト基材１は、ゼオライトと少量の水と消石灰とを混練するだけで製造することができ、ゼオライトの細孔を塞ぐセメントや焼石膏が含まれないため、ゼオライトの細孔が塞がれず、ゼオライト効果が阻害されずに十分に発揮されるものになる。

よって、ゼオライトにより湿気が吸着されるため、建築物の室内湿度を６０％程度と快適な値に調湿することができ、結露やダニ・カビの発生が防止される。同様に、ホルムアルデヒドや悪臭等の有害物質も吸着され、シックハウス化や悪臭のこもりが防止される。また、アンモニアガスも吸着され、新築の建築物（美術館，博物館や半導体工場等）の早期利用が可能となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、ゼオライト基材１の表面に通気性を有するシート体２を設けて成り、建築物の内装材として用いられるゼオライト建材であって、前記ゼオライト基材１は、ゼオライト，水酸化カルシウム（消石灰）及び該水酸化カルシウムと炭酸ガスとが経時的に反応して成る炭酸カルシウムから成るものである。

本実施例においては、ゼオライト基材１は、ゼオライト粉体，少量の水，消石灰，二酸化珪素，繊維材（すさ）及び糊材を混練し、固化せしめることで所定寸法のパネル体８に形成している。尚、パネル体８の厚さは、０．５〜１０ｃｍ程度、好ましくは０．５〜３ｃｍ程度にすると良い。

このゼオライト基材１を、通気性を有するシート体２及び硬質板６で挟んで、４〜３０Ｎ／ｍｍ^２（＝４０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧縮力で加圧密着せしめる。尚、４Ｎ／ｍｍ^２以下ではゼオライト粉体の結合力が小さく、３０Ｎ／ｍｍ^２以上では圧縮力のかけ過ぎでゼオライトの細孔が塞がれる可能性がある。また、設備が過大となる。

尚、本実施例においては、ゼオライト基材１を、予めパネル体８に成形しておいて使用時に建築物の壁面に貼り付けるようにしているが、例えば、図２に図示したように、塗壁として、建築物の壁面７に上記ゼオライト基材１となる材料を直接塗布し、この上にシート体２を設けローラー等で圧縮しても良い。

本実施例は、上述のようにしてシート体２と一体化したゼオライト基材１を、自然養生若しくは炭酸ガス（ＣＯ_２）雰囲気中で養生することで形成される。

各部を具体的に説明する。

ゼオライトとしては、天然ゼオライト，人工ゼオライト若しくは合成ゼオライトのいずれを用いても良いが、合成ゼオライトは高価であり、また、石炭灰，製紙スラッジ焼却灰，活性汚泥焼却灰若しくはゴミ焼却灰等から作られる人工ゼオライトには有害な重金属が含まれる可能性があるため、特に天然ゼオライトを用いるのが好ましい。

また、ゼオライトは、粉末化した状態のものを単に固化せしめたもの（未焼成）でも、焼成したものでもいずれを用いても良い。尚、焼成した場合には未焼成のものより強度が向上する。

本実施例においては、天然ゼオライトを直径１ｍｍ以下に粉末化したものが採用されている。具体的には、比表面積が大きくなりゼオライト効果が顕著となることから、６０μｍ以下に粉末化したものが好ましい。また、この天然ゼオライトの粉粒をいくつか固めて団粒状（直径１ｍｍ以下）にして使用しても良い。

結合材としての消石灰（水酸化カルシウム：Ｃａ(ＯＨ)_２）は、炭酸ガスと常温で反応して炭酸カルシウムの硬化体を作る（Ｃａ(ＯＨ)_２＋ＣＯ_２→ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ：発熱反応）。この際のＣＯ_２の供給及びＨ_２Ｏの蒸散は、通気性を有するシート体２若しくはゼオライトの空隙や繊維材の空隙などを通じて行われる。また、長期間にわたり上記反応は徐々に続行されるため、経時的に強度低下を阻止できることになる。尚、炭酸カルシウムの硬化体は吸湿性を有し、また、ゼオライトの細孔を塞がない。

この消石灰は、ゼオライト粉体１００重量部に対して３０〜１５０重量部程度混入すると良い。常温で固化させるため、加熱する場合より多少多めに入れる。また、消石灰が３０重量部未満であると常温での結合が不十分となりひび割れ等が発生し易くなり、１５０重量部より多いと、ゼオライト量が少なくなり、ゼオライト効果が不十分となる。

また、本実施例においては、更に二酸化珪素（ＳｉＯ_２）を混入している。二酸化珪素は、消石灰と常温でゆっくりと反応することにより（ポゾラン反応）、結合力を持つ珪酸カルシウム化合物を生成する。このため、消石灰の炭酸固化反応と合わせて結合力を高めることができる。尚、二酸化珪素は長石・珪砂の粉末から得られるため、たとえ余剰があっても骨材としてそのまま活用できる。

即ち、消石灰による結合は、空気中の炭酸ガスに基づくため直ぐには起こらず、また、炭酸化反応により水が生成される。そのため、消石灰のみで結合する場合、初期強度が不十分となり易く、微細なクラックが発生し易い。そこで、本実施例においては、初期の結合を補完する目的でポゾラン反応を利用している。

この二酸化珪素は、消石灰１００重量部に対して５〜３０重量部程度混入するのが好ましい。３０重量部より多いと、ゼオライト量が少なくなり、ゼオライト効果が不十分となる。

糊材としては、海藻糊（角又），米粥，ＭＣ（メチルセルロース），ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）等を用いることができる。特に、海藻糊（角又）はセメントや焼石膏と異なり、ゼオライトの細孔を塞ぐことがなく、また、自然にやさしい材料である。従って、本実施例においては角又が採用されている。

この糊材により、ゼオライト基材１の結合力がより高まり、また、シート体２との付着力も向上し、更に、糊材の粘性・保水性により混練等の作業性が向上する。

繊維材としては、有機質繊維若しくは無機質繊維またはその双方を用いても良いが、本実施例においては、すさ（和紙をほぐして繊維を取り出したもの）が採用されている。この繊維材を混入せしめることで、強度（引っ張り強度及び靭性）を向上させることができる。

具体的には、有機質繊維としては、ゼオライト基材１に空隙を形成する麻すさ，藁すさ若しくはパルプ繊維（セルロース）等や、より強度向上に貢献するアラミド繊維，ビニロン繊維若しくはポリプロピレン繊維等を用いると良い。また、無機質繊維としては、炭素繊維，ガラス繊維若しくは鋼繊維等を用いると良い。

これら繊維材の混合割合は、ゼオライト粉体１００重量部（加水前）に対して１．０〜１０重量部とするのが好ましい。ゼオライト粉体に比し１％以下では強度向上に寄与しない。また、１０％以上では、繊維凝集物であるダマができやすく、混練作業の効率が悪くなり、材料の均一性が確保しにくくなるほか、主要材料のゼオライトの割合が少なくなり、ゼオライト効果が相対的に低下する。

また、ゼオライトに、銀，銅，亜鉛若しくは錫のうちの１種若しくは複数種のイオンを担持させると、結晶性ゼオライトが吸着した雑菌を殺菌する作用を発揮するため、これらを担持させる構成としても良い。

上記金属イオンを担持させる方法としては、例えば天然ゼオライト原石を常温で硝酸銀の溶液中に浸け込んでイオン交換したりすることで行うことができる。

上述のようにして形成されるゼオライト基材１には、図１に図示したような金属製のラス網５を設けている。ラス網５には、パネル体８の剛性を保ち、亀裂発生を防ぐ効果がある。尚、金属製に限らず、樹脂製の網等、他の材質から成る網を用いても良い。

シート体２は、布，不織布，紙（和紙）若しくは樹脂系フィルムなど通気性を有するものであれば良い。従って、吸放湿や有害物質の吸着などがこのシート体２を介して行うことができ、このシート体２が設けられるゼオライト基材１表面からも良好にゼオライト効果が発揮される。また、ゼオライト基材１からの塵埃の発生を阻止でき（粉体の脱落を防止でき、また、摺り削りが発生しにくい。）、更に、ゼオライト基材１の表面を隠蔽すると共にシート体２の表面にデザイン性（素材，色）を持たせることができる。また、通気性の度合いにより、ゼオライトによる調湿速度をコントロールできる。

また、このシート体２の裏面（ゼオライト基材１と接する面）には、毛状体３若しくは突起体４が設けられ、該シート体２を前記ゼオライト基材１に設ける際、該毛状体３若しくは突起体４がゼオライト基材１に少なくとも一部が埋設されるように構成すると良い。

具体的には、毛状体３は、ある程度の長さを有し柔軟性を有するものであれば良い。即ち、ゼオライト基材１にシート体２を押し付けた際に曲がり、この毛状体３の側周部がゼオライト基材１の表面に付着する構成であれば良い。例えば和紙等のような毛羽立った素材でも良い。

また、突起体４は、ある程度剛性を有しており、ゼオライト基材１にシート体２を押し付けた際に曲がらずに、ゼオライト基材１の表面に突き刺さる構成であれば良い。この突起体４は、平面視点状であっても、平面視線状ものであっても良い。

本実施例においては、和紙（予め有する毛状体３だけでなく突起体４も設けている）が採用されている。

ゼオライト基材１の裏面（シート体２が設けられる表面の反対側の面）に設けられる硬質板６としては、厚紙，木製板若しくは樹脂製板等が採用される。即ち、パネル体８を補強できるものであれば良い。また、非通気性のものを用いた場合には、裏面側（壁面側）の影響を遮断できる。

また、シート体２と同様、ゼオライト基材１と接する面に毛状体３若しくは突起体４を設ける構成とすれば、付着性が向上する。

本実施例は上述のように構成したから、消石灰が炭酸ガスと反応することで炭酸化作用により硬化する（炭酸カルシウム結晶体となる）ため、焼成することなく常温で強度のある建材を得ることができる。また、長期間にわたり炭酸化作用が持続し強度の増進若しくは強度の低下阻止効果が見込める。

従って、ゼオライトと少量の水と消石灰とを混練するだけで製造することができ、ゼオライトの細孔を塞ぐセメントや焼石膏が含まれないため、ゼオライトの細孔が塞がれず、ゼオライト効果が阻害されずに十分に発揮されることになる。

即ち、ゼオライトにより湿気が吸着されるため、建築物の室内湿度を６０％程度と快適な値に調湿することができる。これにより、結露やダニ・カビの発生が防止される。同様に、ホルムアルデヒドや悪臭等の有害物質も吸着され、シックハウス化や悪臭のこもりが防止される。また、アンモニアガスも吸着され、新築の建築物（美術館，博物館や半導体工場等）の早期利用が可能となる。

従って、本実施例は、ゼオライトの細孔を塞ぐことなく固化せしめることが可能で、強度的にも秀れる極めて実用性に秀れたゼオライト建材となる。

本実施例の一部を切り欠いた概略説明斜視図である。 別例の概略説明断面図である。

符号の説明

１ ゼオライト基材
２ シート体
３ 毛状体
４ 突起体
５ ラス網
６ 硬質板
８ パネル体

Claims (9)

1. ゼオライト基材の表面に通気性を有するシート体を設けて成り、建築物の内装材として用いられるゼオライト建材であって、前記ゼオライト基材は、ゼオライト，水酸化カルシウム及び炭酸カルシウムから成るものであることを特徴とするゼオライト建材。
2. 請求項１記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材には、糊材及び繊維材が混入せしめられていることを特徴とするゼオライト建材。
3. 請求項１，２いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材には、二酸化珪素が混入せしめられていることを特徴とするゼオライト建材。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材には、銀，銅，亜鉛若しくは錫のうちの１種若しくは複数種のイオンが担持されていることを特徴とするゼオライト建材。
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記シート体の前記ゼオライト基材と接する面には毛状体若しくは突起体が設けられ、前記毛状体若しくは突起体の少なくとも一部は該ゼオライト基材に埋設されるように構成されていることを特徴とするゼオライト建材。
6. 請求項１〜５いずれか１項に記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材には、ラス網が設けられていることを特徴とするゼオライト建材。
7. 請求項１〜６いずれか１項に記載のゼオライト建材において、該ゼオライト建材は塗壁であることを特徴とするゼオライト建材。
8. 請求項１〜６いずれか１項に記載のゼオライト建材において、該ゼオライト建材はパネル体であることを特徴とするゼオライト建材。
9. 請求項８記載のゼオライト建材において、前記ゼオライト基材の裏面には硬質板が設けられていることを特徴とするゼオライト建材。
   

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