JP2012149392A

JP2012149392A - 調湿建材

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Publication number: JP2012149392A
Application number: JP2011007048A
Authority: JP
Inventors: Takeo Imura; 竹応井村; Shintaro Tobe; 真太郎戸部; Isao Yoshinaga; 勲吉永
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2012-08-09
Also published as: TW201235330A; KR20120083204A

Abstract

【課題】調湿性及び汚れ防止性に優れた調湿建材を提供する。
【解決手段】調湿建材本体の表面にフッ素系撥油剤及び無機微粒子を含む防汚層が形成された調湿建材。無機微粒子としては好ましくはコロイダルシリカ、アルミナゾル及びフュームドシリカの少なくとも１種を用いる。調湿建材本体の表面に薄く施釉が施されており、その上に防汚層が形成されている。
【選択図】なし

Description

本発明は調湿建材に係り、特に、表面の耐汚れ性が改善された調湿建材に関する。

建材自体に調湿機能を持たせた調湿建材としては、ゼオライトや珪藻土などの吸放湿性をもつ材料を、セメント、石膏などの凝結硬化剤で固めた建材や粘土などと混合して焼成してなる建材が用いられている。具体的には、珪藻土系調湿建材としては特開平４−３５４５１４号公報等が、また、ゼオライト系調湿建材としては特開平３−１０９２４４号公報が提案されている。

また、特開平１１−３１５５８６（特許第３５１９００４）には、表面が施釉されることにより意匠性が高められると共に、耐汚れ性が改善された調湿建材として、表面に釉薬が施された調湿建材が記載されている。この調湿建材は、表面が施釉されているので、釉薬による様々な加飾を付与することができ、意匠の幅を広げることができる。また、施釉面は手垢などの汚れが付き難く、また、汚れが付いた場合でも容易に落とすことができるため、表面を清浄に保つことができる。この施釉は、釉薬によって生成するガラス層が調湿建材本体の表面の９０％以下の面積領域に形成されるように、或いは、このガラス層の最大厚みが３００μｍ以下となるように行われ、施釉後の調湿建材は、施釉前の調湿建材本体の８０％以上の調湿性能を有する。

特開２００３−２４７３１６には、建築物の基材の表面に吸放湿層及び汚れ防止用上塗層を形成すること、この上塗層をシリコーンエマルションと、シリコーンエマルション以外の合成樹脂エマルションを含んだ上塗塗料により形成することが記載されている。また、このシリコーンエマルション以外の合成樹脂エマルションとしてフッ素樹脂エマルションが記載されている（００２０段落）。

特開平４−３５４５１４特開平３−１０９２４４特開平１１−３１５５８６特開２００３−２４７３１６

調湿建材本体は、多孔性であるため、汚れが付着し易いと共に、液体系汚れが付着したときには染み込み易い。また、付着した汚れを雑巾などで拭き取ろうとすると、汚れや雑巾付着水、住居用洗剤成分などが調湿建材本体に染み込み、汚れが広がってしまう。

上記特許文献３のように釉薬層を設けることにより、調湿建材の防汚性は向上するが、調湿建材本体に吸放湿させるために釉薬層は調湿建材本体の一部を大気に露呈させるように部分的にないしは薄く設けられている。そのため、汚れがこの調湿建材本体の露呈部分に直に付着する。

特許文献４のように、フッ素樹脂エマルションを上塗層として用いることにより、汚れ防止性は向上するが、さらに汚れ防止性を高めることが望まれる。

本発明は、調湿性及び汚れ防止性に優れた調湿建材を提供することを目的とする。

請求項１の調湿建材は、調湿建材本体の表面にフッ素系撥油剤及び無機微粒子を含む防汚層が形成されたものである。

請求項２の調湿建材は、請求項１において、前記無機微粒子はコロイダルシリカ、アルミナゾル及びフュームドシリカの少なくとも１種であることを特徴とするものである。

請求項３の調湿建材は、請求項２において、前記防汚層は、フッ素系撥油剤８〜３９重量％、無機微粒子１７〜５２重量％、バインダー樹脂２４〜７０重量％を含んでいることを特徴とするものである。

請求項４の調湿建材は、請求項１ないし３のいずれか１項において、調湿建材本体の表面に釉薬が施されており、調湿建材本体の表面の５０〜９０％の面積領域に釉薬によって生成するガラス層が形成されており、２４時間サイクルの吸放湿性能が１５０ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とするものである。

請求項５の調湿建材は、請求項１ないし３のいずれか１項において、調湿建材本体の表面に釉薬が施されており、釉薬によって生成するガラス層の最大厚みが３００μｍ以下であり、２４時間サイクルの吸放湿性能が１５０ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とするものである。

本発明では、調湿建材本体の表面にフッ素系撥油剤を含む防汚層が形成されており、防汚層に汚れが付着しても、汚れが調湿建材本体にまで染み込むことが防止ないし抑制される。また、この付着した汚れは、雑巾などにより容易に拭き取ることができる。この拭き取りに際し、雑巾等に含まれていた水や洗剤成分が調湿建材本体に染み込むことも防止ないし抑制される。

本発明では、この防汚層がコロイダルシリカ、アルミナゾル及びフュームドシリカの少なくとも１種などの無機微粒子を含んでいるところから、恐らくはこの無機微粒子の存在に起因して防汚層に微細な通気孔部が形成され、これにより湿気が防汚層をスムーズに通り抜けるようになり、調湿建材本体の調湿性能が保たれる。

調湿建材本体の表面に薄く施釉を施してから防汚層を形成するようにした場合、調湿建材本体に汚れが染み込むことがより十分に防止ないし抑制される。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明において、調湿建材本体は、焼成されたものであり、好ましくは特許文献３のように表面に薄く施釉が施されている。

調湿建材本体は、例えば、鹿沼土、大沢土及び膠質土、水土、味噌土と呼ばれる各地の火山軽石層や珪藻土、酸性白土、活性白土、ゼオライト、ハロイサイト、セピオライトなどの調湿性原料に木節粘土、蛙目粘土等の粘土や珪石、陶石、蝋石、長石その他のガラス質成分等を下記の配合割合及び化学組成で混合し、押し出し成形又はプレス成形し、得られた成形体を焼成することにより製造される。
＜配合割合（重量部）＞
鹿沼土等の調湿性原料：１００
粘土：１００〜１０００
ガラス質成分：０〜５００
施釉された調湿建材は、このようにして得られる成形体に施釉した後焼成することにより、或いは、成形体を素焼きした後施釉し、その後更に焼成することにより製造することができる。

なお、調湿建材の裏面に、溝（裏足）が形成されても良い。この裏面に溝を有する調湿建材を壁面等に施工した場合に、壁面等と調湿建材の裏面との間に通気路が確保され、調湿機能が高められる。

調湿建材本体は、表面に施釉されていても調湿性能を高く維持していることが重要であり、好ましくは、施釉後の調湿建材本体は、施釉前の調湿建材本体の８０％以上の調湿性能を有することが望まれる。また、調湿建材本体は、２４時間サイクルの吸放湿性能が１５０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。

このように、調湿性能を高く維持した上で施釉を行うためには、施釉面積や施釉厚さを制御することが重要であり、調湿建材本体表面への施釉は、下記i)及びii)の少なくとも一方の条件を満たすように行うのが好ましい。施釉はスプレー法、幕掛け、プリントなどで良く、方法は問わない。

i) 釉薬によって生成するガラス層が、調湿建材本体の表面を占める面積領域（以下「施釉面積割合」と称す。）が９０％以下。

ii) 釉薬によって生成するガラス層の最大厚み（以下、単に「最大厚み」と称す。）が３００μｍ以下。

上記施釉面積割合が９０％を超えると調湿性能の低下が著しく調湿建材としての調湿性能が損なわれる。しかし、施釉面積割合が１０％より少ないと、施釉面が少なすぎて加飾、耐汚れ性の向上効果が十分に得られない。従って、施釉面積割合は１０〜９０％、特に３０〜８５％とするのが好ましい。

なお、この施釉面積割合は、後述の実施例の項で述べる如く、インクの拭き取りテスト等で調べることができる。

このように、施釉面積割合を９０％以下とした場合は、最大厚みには特に制約はないが、好ましくは５００μｍ以下とするのが望ましい。

また、最大厚みが３００μｍを超えると、施釉面積割合が９０％を超える場合、調湿性能の低下が大きくなるため、最大厚みは３００μｍ以下とするのが好ましい。しかし、この最大厚みが過度に薄いと施釉による加飾、耐汚れ性の向上効果が十分に得られない。この最大厚みは、施釉面積割合が９５〜１００％の場合には１０〜１００μｍ、９０〜９５％の場合には２０〜２００μｍとするのが好ましい。

このようにガラス層を薄くすると調湿建材本体の全面に施釉した場合でも調湿性能を高く維持できる理由は、薄いガラス層を形成した場合には、素地の欠陥や焼成過程で発生するガスなどにより、調湿建材本体まで貫通した水蒸気透過性の微細なホールがガラス層に生じやすいためではないかと考えられる。

上記施釉面積割合及び／又は最大厚みで施釉するには、施釉方法や、施釉に用いる釉薬量、或いは、釉薬の比重等を適宜調整すれば良い。

例えば、通常のスプレー法等による施釉に際し、単位面積当りの施釉量を少なくすることにより施釉面積割合を９０％以下に抑えることができる。また、幕掛け法等による全面施釉においても、単位面積当りの施釉量を少なくすることにより最大厚みを小さくすることができる。

この施釉に当り、当然、焼成条件に応じたフリットが必要であるが、ローラーハースキルンによる迅速焼成では、フリットはその軟化点が焼成温度より１００〜４００℃低く、適度な溶融粘性を持つものを選べば良い。この粘性が低すぎると、調湿効果を発揮する調湿建材本体の微細な気孔を、施釉により形成されるガラスが埋めてしまい、調湿性能が大きく損なわれてしまう。

従って、調湿性能が損なわれないように、施釉量及び釉薬の溶融粘性（フリットの軟化点）を適宜調整する。

その他、全面施釉ではなく、斑点状、ライン状、格子状のように部分的な施釉を行える加飾施釉法を採用する方法も採用可能である。例えば、プリント法では調湿建材本体に付着する釉薬にメッシュにより一定間隔を持たせられるため、施釉面積割合を小さくすることができる。また、遠心法では、他の施釉法の場合より大きな斑点状となって釉薬が付着するため、やはり施釉面積を小さくすることができ、調湿性能の維持に有効であると共に、施釉による模様付けで意匠性も高めることができる。

施釉に用いる釉薬は、単に、フリットと水とを混合して得られる比重１．０１〜１．９０程度の泥漿でも良く、これに更に粘土や顔料を配合して用いても良い。顔料の配合により、意匠性をより一層高めることができる。

なお、本発明では、躯体側（例えば下地層）への湿気の拡散を防止するために、調湿建材本体の裏面にシリコン系エマルジョンなどの撥水剤をロールコーティング、スプレー等により付着させても良い。

この調湿建材本体上に形成するフッ素系撥油剤を含む防汚層は、フッ素系撥油剤を含む防汚層形成用塗液を調湿建材本体上に塗布し、乾燥させることにより形成される。

［フッ素系撥油剤］
このフッ素系撥油剤としては、パーフルオロアルキル基を側鎖に有する重合体が好適であり、具体的にはＷＯ２００８／１３６４３６、又はＷＯ２００８／１３６４３５に記載の次の化合物が好適である。

＜ＷＯ２００８／１３６４３６の化合物＞
［１］下記単量体（ａ）に基づく重合単位と下記単量体（ｂ）に基づく重合単位とを有する共重合体を含み、
前記単量体（ｂ）に基づく重合単位の割合が、前記単量体（ａ）に基づく重合単位と前記単量体（ｂ）に基づく重合単位との合計（１００モル％）のうち、３０〜８０モル％である、撥水撥油剤組成物。
単量体（ａ）：下式（１）で表される化合物。
（Ｚ−Ｙ）_ｎＸ・・・（１）
ただし、Ｚは、炭素数が１〜６のパーフルオロアルキル基、または下式（２）で表される基であり、Ｙは、２価有機基または単結合であり、ｎは、１または２であり、Ｘは、ｎが１の場合は、下式（３−１）〜（３−５）で表される基のいずれかであり、ｎが２の場合は、下式（４−１）〜（４−４）で表される基のいずれかである。
Ｃ_ｉＦ_２ｉ＋１Ｏ（ＣＦＸ^１ＣＦ_２Ｏ）_ｊＣＦＸ^２−
・・・（２）
ただし、ｉは、１〜６の整数であり、ｊは、０〜１０の整数であり、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれフッ素原子またはトリフルオロメチル基である。
−ＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−１）
−Ｃ（Ｏ）ＯＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−２）
−ＯＣ（Ｏ）ＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−３）
−ＯＣＨ_２−φ−ＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−４）
−ＯＣＨ＝ＣＨ_２・・・（３−５）
ただし、Ｒは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φはフェニレン基である。
−ＣＨ［−（ＣＨ_２）_ｍＣＲ＝ＣＨ_２］−・・・・・・・・（４−１）
−ＣＨ［−（ＣＨ_２）_ｍＣ（Ｏ）ＯＣＲ＝ＣＨ_２］−・・・（４−２）
−ＣＨ［−（ＣＨ_２）_ｍＯＣ（Ｏ）ＣＲ＝ＣＨ_２−・・・・（４−３）
−ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｏ−・・・・・・・・・・（４−４）
ただし、Ｒは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、ｍは０〜４の整数である。
単量体（ｂ）：ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数が２０〜３０のアルキル基を有する（メタ）アクリレート。
［２］前記共重合体が、さらに下記単量体（ｄ）に基づく重合単位を有する、［１］に記載の撥水撥油剤組成物。
単量体（ｄ）：ポリフルオロアルキル基を有さず、架橋しうる官能基を有する単量体。
［３］前記共重合体が、さらに下記単量体（ｃ）に基づく重合単位を有する、［１］または［２］に記載の撥水撥油剤組成物。
単量体（ｃ）：塩化ビニル。

＜ＷＯ２００８／１３６４３５の化合物＞
［１］下記単量体（ａ）に基づく重合単位と、下記単量体（ｂ）に基づく重合単位と、下記単量体（ｃ）に基づく重合単位とを有する共重合体を含む、撥水撥油剤組成物。
単量体（ａ）：下式（１）で表される化合物。
（Ｚ−Ｙ）_ｎＸ・・・（１）
ただし、Ｚは、炭素数が１〜６のパーフルオロアルキル基、または下式（２）で表される基であり、Ｙは、２価有機基または単結合であり、ｎは、１または２であり、Ｘは、ｎが１の場合は、下式（３−１）〜（３−５）で表される基のいずれかであり、ｎが２の場合は、下式（４−１）〜（４−４）で表される基のいずれかである。
Ｃ_ｉＦ_２ｉ＋１Ｏ（ＣＦＸ^１ＣＦ_２Ｏ）_ｊＣＦＸ^２−
・・・（２）
ただし、ｉは、１〜６の整数であり、ｊは、０〜１０の整数であり、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれフッ素原子またはトリフルオロメチル基である。
−ＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−１）
−Ｃ（Ｏ）ＯＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−２）
−ＯＣ（Ｏ）ＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−３）
−ＯＣＨ_２−φ−ＣＲ＝ＣＨ_２・・・（３−４）
−ＯＣＨ＝ＣＨ_２・・・（３−５）
ただし、Ｒは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φはフェニレン基である。
−ＣＨ［−（ＣＨ_２）_ｍＣＲ＝ＣＨ_２］−・・・・・・・・（４−１）
−ＣＨ［−（ＣＨ_２）_ｍＣ（Ｏ）ＯＣＲ＝ＣＨ_２］−・・・（４−２）
−ＣＨ［−（ＣＨ_２）_ｍＯＣ（Ｏ）ＣＲ＝ＣＨ_２］−・・・（４−３）
−ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｏ−・・・・・・・・・（４−４）
ただし、Ｒは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、ｍは０〜４の整数である。
単量体（ｂ）：ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数が２０〜３０のアルキル基を有する（メタ）アクリレート。
単量体（ｃ）：塩化ビニリデン。
［２］前記共重合体が、さらに下記単量体（ｄ）に基づく重合単位を有する、［１］に記載の撥水撥油剤組成物。
単量体（ｄ）：ポリフルオロアルキル基を有さず、架橋しうる官能基を有する単量体。
［３］前記単量体（ｂ）に基づく重合単位の割合が、前記単量体（ａ）に基づく重合単位と前記単量体（ｂ）に基づく重合単位との合計（１００モル％）のうち、１０〜７０モル％である、［１］または［２］に記載の撥水撥油剤組成物。

このフッ素系撥油剤は、水、アルコール、グリコールエーテル、グリコールエステルなどの媒体（好ましくは水）に必要に応じ界面活性剤を用いて溶解ないし分散させた形態にて塗液に配合される。このフッ素系撥油剤は、防汚層（固形分ベース）において８〜３９ｗｔ％特に２０〜３０ｗｔ％含まれることが望ましい。

［無機微粒子］
無機微粒子としては、コロイダルシリカ、アルミナゾル及びシリカフュームの少なくとも１種が好適であり、通常はこれらのうちの１種を含む。この無機微粒子は、防汚層（固形分ベース）中において、１７〜５２ｗｔ％特に２０〜４５ｗｔ％含まれることが望ましい。

無機微粒子の好ましい粒径は、３〜３００ｎｍ特に３〜５０ｎｍである。なお、この粒径はＢＥＴ法によって測定された値である。

［バインダー樹脂］
バインダー樹脂としては、従来より造膜用に用いられているアクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。このバインダー樹脂は、エマルジョンの形態にて塗液中に配合されることが望ましい。バインダー樹脂は、防汚層（固形分ベース）中において、２４〜７０ｗｔ％特に３０〜６０ｗｔ％含まれることが望ましい。

防汚層を形成するための塗液は、水で希釈されて塗布し易い粘度に調整されることが望ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

実施例１〜５、比較例１〜９
下記配合の成形原料をミルで細磨して、スプレー造粒した後、プレス成形型を用いてプレス成形して１０×１０×０．５ｃｍの成形体を製造した。
＜成形原料配合（重量部）＞
鹿沼土：２０
粘土：６０
ガラス質：２０
得られた成形体に、アルカリアルミノホウケイ酸系のフリット（軟化点約５７０℃）と水を混合した泥漿（比重１．４０ｇ／ｃｍ^３）をスプレーガンにより、単位面積（１ｍ^２）あたり５０ｇの施釉量で施釉し、ローラーハースキルンにて８００℃で焼成して調湿建材本体を製造した。

得られた調湿建材本体について、施釉面積割合、最大厚み、及び吸放湿性能を下記の方法で調べ、結果を次に示した。

＜施釉面積割合＞
表面に水性インクを塗布し、水を含ませた布等でさっと拭くことによりインクが取れた面積の割合を、顕微鏡観察、画像処理などにより求めた。その結果、施釉面積割合は７５％であった。
＜最大厚み＞
破断面の顕微鏡観察で求めた。その結果、最大厚みは２００μｍであった。
＜吸放湿性能＞
相対湿度５０％に保持した恒温恒湿槽中で重量を恒量化（変動０．１％以下）させた調湿建材本体を、すばやく相対湿度９０％に保持した別の恒温恒湿槽中に入れ、２４時間後の重量増（吸湿量）を単位面積（１ｍ^２）あたりで求め、無釉の成形体を同様に焼成して得られた焼成体について同様にして求めた値に対する百分率で示した。その結果、この調湿性能は９５％であった。

次に、この調湿建材本体の一方の表面に、表１，２に示す組成の防汚層形成用塗液を１００ｃｍ^２当り０．７ｇの割合で、スプレーガンによって塗布し、６０℃で乾燥させて防汚層を形成した。（比較例９は防汚層を形成せず。）
なお、表１，２で用いた原料は次の通りである。

［バインダー樹脂］
（１）アクリルシリコンエマルションＫＤ６（ヘンケルジャパン株式会社）
（２）アクリルシリコンエマルションＫＤ２０（ヘンケルジャパン株式会社）
（３）フッ素樹脂エマルションボンフロン（ＡＧＣコーテック株式会社）
（４）アクリルエマルションＥＳ−３３０（中央理化工業株式会社）

［フッ素系撥油剤］
アサヒガードＡＧＥ０６１（旭硝子株式会社）

［無機微粒子］
（１）エスカロン＃２０００炭酸カルシウム(粉砕品) 平均粒径１．１μｍ（三共精粉株式会社）
（２）ＳＴ−ＸＳコロイダルシリカ平均粒径５ｎｍ（日産化学工業株式会社）
（３）ＳＴ−ＡＫコロイダルシリカ平均粒径１３ｎｍ（日産化学工業株式会社）
（４）アルミナゾル−１００アルミナゾル平均粒径１０ｎｍ（日産化学工業株式会社）
（５）アエロジル２００フュームドシリカ平均粒径１２ｎｍ（日本アエロジル株式会社）

なお、各原料の水分、溶剤、及び希釈水を取り除いた固形分ベースの配合割合を表３に示す。

各調湿建材について吸放湿性能を上記の調湿建材本体の場合と同様にして測定すると共に、耐汚れ性について次の通り試験し、結果を表１、２に示した。

＜醤油汚れテスト＞
調湿建材の表面に醤油を１ｍＬ滴下し、１０分経過後、水布巾で拭き取り、拭き取り後の状況を観察する。

＜サラダ油汚れテスト＞
調湿建材の表面にサラダ油を１ｍＬ滴下し、１０分経過後、ティッシュペーパーで拭き取り、拭き取り後の状況を観察する。

＜墨汁汚れテスト＞
調湿建材の表面に墨汁を１ｍＬ滴下し、１０分経過後、住居用洗剤（かんたんマイペット（花王株式会社））を染み込ませた雑巾で拭き取り、拭き取り後の状況を観察する。

表１の考察の欄から明らかな通り、本発明の調湿建材は吸放湿性能に優れ、しかも耐汚れ性にも優れていることが明らかである。

Claims

調湿建材本体の表面にフッ素系撥油剤及び無機微粒子を含む防汚層が形成された調湿建材。
請求項１において、前記無機微粒子はコロイダルシリカ、アルミナゾル及びフュームドシリカの少なくとも１種であることを特徴とする調湿建材。
請求項２において、前記防汚層は、フッ素系撥油剤８〜３９重量％、無機微粒子１７〜５２重量％、バインダー樹脂３０〜６０重量％を含んでいることを特徴とする調湿建材。
請求項１ないし３のいずれか１項において、調湿建材本体の表面に釉薬が施されており、
調湿建材本体の表面の５０〜９０％の面積領域に釉薬によって生成するガラス層が形成されており、
２４時間サイクルの吸放湿性能が１５０ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とする調湿建材。
請求項１ないし３のいずれか１項において、調湿建材本体の表面に釉薬が施されており、
釉薬によって生成するガラス層の最大厚みが３００μｍ以下であり、
２４時間サイクルの吸放湿性能が１５０ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とする調湿建材。