JP2918607B2 - 吸放湿性建築材料 - Google Patents

吸放湿性建築材料

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/08Macromolecular compounds porous, e.g. expanded polystyrene beads or microballoons

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸放湿性に優れ、室内建材として用いられた
際に室内湿度の調整、結露の防止等の機能を発揮する吸
放湿性建築材料に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
古来から収蔵空間には吸放湿能がある天然の木材や
土、紙等の構成物を用いて室内湿度の調整、壁面結露の
防止効果を付与せしめていた。
近代のRC建築では上記した蔵の構造材料である土や木
が持っている吸放湿機能を充分に生かすことができず、
それを補うものとして杉等の木材が二重壁の内装仕上材
料として使用されてきた。しかし、木材は呼吸特性の経
年劣化や耐火性、寸法安定性に劣り、コスト高となると
いう欠点があった。
本発明は上記問題点に着目しなされたものであり、そ
の目的は湿度の調整、壁面結露の防止等の機能を発揮す
る吸放湿性に優れた建築材料を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記問題点を解決するために鋭意研究し
た結果本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、水硬性組成物からなる建築材料に
おいて、水硬性組成物に内孔を有するポリマー微粒子
(以下ポリマー粒子と記す)が混入されていることを特
徴とする吸放湿性建築材料を提供するものである。
本発明に用いられるポリマー粒子は、架橋性単量体1
〜50重量%、エチレン性不飽和単量体1〜50重量%、こ
れらの単量体と共重合が可能なその他の親水性単量体0
〜50重量%よりなるコポリマー又はこのコポリマーとは
異なる組成を有する異種ポリマー0〜50重量%より構成
され、外径が0.1〜20μm、内径が外径の0.1〜0.5倍で
あり、脱溶媒時には偏平状であるが溶媒中では球状とな
ることを特徴とする中空のポリマー微粒子である。
ポリマー粒子の調製について詳述すると、架橋性単量
体1〜50重量%、エチレン性不飽和単量体1〜50重量
%、これらの単量体と共重合が可能な親水性単量体0〜
50重量%、及びこれらの単量体からなるコポリマーとは
異なる組成を有する異種ポリマー0〜50重量%を油溶性
物質及び反応開始剤の存在下、水中に分散させ重合させ
ることにより本発明に用いられるポリマー粒子を得るこ
とができる。
架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、(ポリ)
エチレングリコールジメタクリレート、(ポリ)エチレ
ングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート等の多官能モノマー等が挙げられる
が、これらの単量体は単独又は2種以上を混合して用い
ることが可能である。
エチレン性不飽和単量体としては、スチレン系モノマ
ー、アクリル酸系モノマー、ビニルエステル系モノマ
ー、ニトリル系モノマー等が挙げられ、具体的にはスチ
レン、メタクリル酸メチル、(ポリ)エチレングリコー
ルメタクリレート等が挙げられる。
親水性単量体としてはアクリル酸、メタクリル酸、不
飽和ジカルボン酸、スチレンスルホン酸等が挙げられ
る。
異種ポリマーとしてはスチレン系、アクリル系等の重
合体のうち少なくとも1種が用いられ、具体的にはポリ
スチレン、ポリメタクリル酸メチル、スチレンブタジエ
ンコポリマー又はスチレンメタクリル酸エステルコポリ
マー等が挙げられる。異種ポリマーを微粒子として用い
る場合は平均粒径が0.05〜10μmの非架橋性の粒子が好
ましく、異種ポリマー微粒子を水中に分散させ架橋性単
量体、エチレン性不飽和単量体、更には親水性単量体の
重合性単量体を該異種ポリマー微粒子に吸収させた後に
重合を行なってもよい。また微粒子でない場合は、従来
のシード重合と同様に上記重合性単量体と油溶性物質の
混合物に予め異種ポリマーを溶解させ、次いでこれを水
性媒体中に分散し、水中油滴型エマルジョンとした後、
重合させてもよい。
油溶性物質としては上記エチレン性不飽和単量体と相
溶するものが挙げられ、そのような物質としては脂肪族
アルコール、芳香族アルコール等のアルコール類、酢酸
エステル等の脂肪酸エステル類、脂肪族ケトン、芳香族
ケトン等のケトン類、芳香族炭化水素類、炭化水素類、
長鎖アルキル誘導体等を例示することができる。これら
の油溶性物質は重合後、ポリマー粒子の中空内部に内蔵
された状態となることから乾燥処理等により内部より油
溶性物質を除去して偏平状中空ポリマー粒子を得ること
ができる。
これらの油溶性物質を前記架橋性単量体及びエチレン
性不飽和単量体に対して10〜300重量%、好ましくは20
〜200重量%添加した後、水中分散安定剤として界面活
性剤やポリビニルアルコール等の水溶性高分子、炭酸カ
ルシウムのような難水溶性無機塩等の存在下、ホモミキ
サー等により分散させることにより安定で微小に分散し
た乳化液が得られる。こうして得られた単量体乳化液に
重合開始剤、過酸化物系、アゾ化合物系等を加え重合す
る。重合体微粒子は濾過して水相を除き、乾燥して中空
ポリマー微粒子を得ることができる。
水硬性組成物へのポリマー粒子の添加量は全系に対し
て1〜10重量%が適当であり、これ以下の添加量では効
果が低い。またこれよりも多いと水硬性組成物の強度低
下やコストアップとなり、実用的でない。
本発明の建築材料に用いられる水硬性組成物は普通ポ
ルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、
フライアッシュセメント、白色セメント、石膏等を硬化
剤とし、砂、珪石、フライアッシュ、高炉スラグ、シリ
カフューム、ゼオライト等からなる組成物である。ま
た、本発明の水硬性組成物は他の添加剤、例えば減水
剤、AE剤、起泡剤、早強剤、増粘剤、防水剤、高分子エ
マルジョン、界面活性剤等の併用も可能である。
本発明の吸放湿性建築材料は、成型体としての使用も
しくは現場施工のいずれの方法を適用することも可能で
ある。
〔実施例〕
以下実施例にて本発明を説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。
尚、例中部は重量基準である。
A:ポリマー微粒子の調製 調製(a) 懸濁重合法により平均粒径2.0μmのポリスチレン粒
子を得た後、このポリスチレン粒子を種ポリマーとして
用いた。
種ポリマー2.0部にイオン交換水200部とラウリル硫酸
ナトリウム0.13部を加え、均一に分散させた。
一方、オクタエチレングリコールメタクリレート37
部、テトラエチレングリコールジメタクリレート12.5
部、酢酸イソアミル25部及び2,2−アゾビスイソブチロ
ニトリル0.5部を溶解させたものにイオン交換水250部と
ラウリル硫酸ナトリウム0.25部を混合して、これを超音
波処理して得られた乳化液を前記種ポリマーの分散液に
加え、室温で2時間撹拌すると単量体は完全に種ポリマ
ー粒子に吸収される。
この分散液にポリビニルアルコールの3%水溶液を加
えた後、撹拌しながら窒素気流下で60℃で12時間重合を
行い、乾燥してポリマー粒子(a)を得た。
調製(b) 溶液重合法により得られたポリスチレン2部を、酢酸
イソアミル25部、オクタエチレングリコールメタクリレ
ート35部、メタクリル酸2部、ジエチレングリコールジ
メタクリレート10部及び過酸化ベンゾイル0.5部の混合
物に溶解した溶液を3%ポリビニルアルコール水溶液40
0部に加えてホモミキサー(300rpm、10分間)処理して
乳化液とし、撹拌しながら60℃にて10時間重合を行い、
乾燥して平均粒径8μmのポリマー粒子(b)を得た。
調製(c) 溶液重合法により得られたポリスチレン2部を、スチ
レン11部、ジビニルベンゼン9部、メチルエチルケトン
25部及びエチレングリコールジメタクリレート10部及び
過酸化ベンゾイル0.2部の混合物に溶解し、3%ポリビ
ニルアルコール水溶液300部に加えてホモミキサー処理
をして乳化液とし、撹拌しながら70℃にて10時間重合を
行い、乾燥して平均粒径5μm、外径と内径の比(内径
/外径)が0.6のポリマー粒子(c)を得た。
調製(d) 調製(c)においてポリスチレンを使用せずに重合を
行なった以外は全て調製(c)と同様の操作を行い、平
均粒径8μmのポリマー粒子(d)を得た。
調製(e) 調製(a)において異種ポリマー粒子として乳化重合
法により得た平均粒径0.3μmのポリメタクリレート粒
径1部を用いた以外は調製(a)と同様の操作を行い、
平均粒径0.9μmのポリマー粒子(e)を得た。
調製(f) 調製(b)において酢酸イソアミル25部の代わりにト
ルエン25部を使用した以外は調製(b)と同様の操作を
行い、平均粒径8.2μmのポリマー粒子(e)を得た。
調製(g) メタクリル酸メチル25.5部、ジビニルベンゼン0.5
部、メタクリル酸24部及び過酸化ベンゾイル0.5部の混
合物を酢酸ブチル25部に溶解した液を2%ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル水溶液400部に加えホモ
ミキサー処理をして乳化液とし、撹拌しながら70℃にて
7時間重合を行い、乾燥して平均粒径2.3μmのポリマ
ー粒子(g)を得た。
上記で得られたポリマー粒子(a)〜(g)の吸放湿
性を表−1に示した。
表−1に示す通り、ポリマー粒子の吸湿量は相当大き
な値を示す。その量は湿度の依存性が大きく、湿度の上
昇に伴い吸湿し、湿度の降下に伴い放湿する。このポリ
マー粒子をセメント或いは石膏等の水硬性組成物に混入
することにより、建築材料に高い吸放湿機能を付与せし
めることができる。
B:水硬性組成物の内容 セメント…普通ポルトランドセメント 比重3.16 細骨材 …紀ノ川産川砂 比重2.58 C:調合条件 セメント 800g 細骨材 1600g 水 450g ポリマー粒子 0〜15%(セメント+細骨材+水、全
系に対して) D:成形体の作成 所定量の材料をモルタルミキサーにて、低速で1分、
高速で2分混合し、型枠(40×40×160mm)に打設して
成形体を作成した。
E:吸放湿性の測定 上記で作成した成形体を20℃で3日間放置後、型枠か
ら脱型して60℃で1日乾燥させた後、吸湿量(温度20
℃、湿度90%)を測定した。
更に吸湿後の成形体の放湿量(温度20℃、湿度50%)
を測定した。
これらの測定結果を表−2に示す 〔発明の効果〕 本発明の建築材料は高い吸放湿性を有するので、これ
を用いることにより室内湿度の調製、壁面結露の防止機
能を発揮せしめることができる。また、セメント、石膏
等の無機質の水硬性組成物を母材とするので、耐火性、
耐腐食性が優れ、実用上充分な強度、寸法安定性、耐久
性を与える。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水硬性組成物からなる建築材料において、
    水硬性組成物に内孔を有するポリマー微粒子が混入され
    ており、且つ該ポリマー微粒子が、架橋性単量体1〜50
    重量%、エチレン性不飽和単量体1〜50重量%、これら
    の単量体と共重合が可能な親水性単量体0〜50重量%よ
    りなるコポリマー、及びこのコポリマーとは異なる組成
    を有する異種ポリマー0〜50重量%より構成され、脱溶
    媒時には偏平状であるが溶媒中では球状となるものであ
    ることを特徴とする吸放湿性建築材料。
  2. 【請求項2】ポリマー微粒子の外径が0.1〜20μm、内
    径が外径の0.1〜0.5倍である請求項1記載の吸放湿性建
    築材料。
  3. 【請求項3】架橋性単量体がジビニルベンゼン及び(ポ
    リ)エチレングリコールジメタクリレートから選ばれる
    少なくとも1種であり、エチレン性不飽和単量体がスチ
    レン、メタクリル酸メチル及び(ポリ)エチレングリコ
    ールメタクリレートから選ばれる少なくとも1種であ
    り、親水性単量体がアクリル酸及びメタクリル酸から選
    ばれる少なくとも1種であり、異種ポリマーがポリスチ
    レン、ポリメタクリル酸メチル、スチレンブタジエンコ
    ポリマー及びスチレンメタクリル酸エステルコポリマー
    から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2記載
    の吸放湿性建築材料。
  4. 【請求項4】ポリマー微粒子が、架橋性単量体1〜50重
    量%、エチレン性不飽和単量体1〜50重量%、これらの
    単量体と共重合が可能な親水性単量体0〜50重量%及び
    異種ポリマー0〜50重量%を油溶性物質及び反応開始剤
    の存在下、水中に分散させ重合させて得られるものであ
    る請求項1〜3の何れか1項記載の吸放湿性建築材料。
  5. 【請求項5】油溶性物質が芳香族炭化水素、脂肪酸エス
    テル、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、脂肪族ケ
    トン及び芳香族ケトンから選ばれる少なくとも1種であ
    る請求項4記載の吸放湿性建築材料。
  6. 【請求項6】異種ポリマーが0.05〜10の粒径を有する微
    粒子である請求項1〜5の何れか1項記載の吸放湿性建
    築材料。
  7. 【請求項7】ポリマー微粒子が異種ポリマーをシードと
    するシード重合によって得られるものである請求項1〜
    6の何れか1項記載の吸放湿性建築材料。
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