JP3156003B2 - 自律的調湿機能を有する内装壁材の製造法 - Google Patents

自律的調湿機能を有する内装壁材の製造法

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JP3156003B2 JP20252297A JP20252297A JP3156003B2 JP 3156003 B2 JP3156003 B2 JP 3156003B2 JP 20252297 A JP20252297 A JP 20252297A JP 20252297 A JP20252297 A JP 20252297A JP 3156003 B2 JP3156003 B2 JP 3156003B2
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文彦 大橋
正哉 鈴木
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    • 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
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/04Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by dissolving-out added substances

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は結露を防止し、室内
湿度を適正に調整して快適空間を確保し得るための内装
壁材向けタイル等の、優れた自律調湿機能を有する内装
壁材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の居住環境は、断熱性の向上や暖房
設備の充実に伴い、快適性を増しつつあるものの、断熱
材や暖房器等による人工的な環境制御では、断熱材の外
側に内部結露が発生し、腐朽菌等が増殖し壁材の強度を
劣化させ、その結果、震災に対し充分な強度を保持し得
なくなる場合もある。また、ダニやカビの繁殖に伴うア
レルギー問題も発生している。さらに、エネルギー消費
を伴うため、コスト的な面の他、地球環境への影響も無
視できるものではない。
【0003】上述の、断熱材や暖房器等による人工的な
環境制御は、高温多湿または低温低湿な日本の環境条件
を快適に過ごすために温度制御を行おうとするものであ
るが、湿度制御を行うだけでも体感的には快適な環境を
実現できると考えられる。
【0004】このようなことから、建材自体に調湿機能
を持たせ、空調設備や電力などを必要とせずに室内の湿
度調整を行い、防露性、防黴性を得ることができる調湿
建材の開発が行われている。従来、調湿建材としては珪
酸カルシウム建材(特開平5−293367号公報)、
珪藻土系調建材(特開平4−354514号公報)、ゼ
オライト系建材(特開平3−93662号公報)等の開
発が行われている。
【0005】また、カオリン鉱物を熱処理した後、非晶
質シリカを溶出させることで触媒担体として利用し得る
多孔体を製造するγ−アルミナ多孔体の製造方法(特願
平6−61349号)が既に開発されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、調湿建材
としてはすでに各種のものが開発されているが、次のよ
うな問題点を残している。ゼオライトは吸湿性に優れて
いるが、放湿性には劣るため、調湿建材に利用するには
必ずしも適しておらず、珪藻土系調湿建材では、調湿能
力が珪藻土固有の物性に依存するため、工業原料として
の安定性に難点がある。珪酸カルシウム調湿建材は短期
間では、優れた調湿性、防露性を有しているが、梅雨時
のように長期間高湿度状態が続いた場合に建材の吸湿量
が飽和し、調湿性、防露性を失ってしまう。また、γ−
アルミナ多孔体の製造方法では熱処理後、調製した多孔
質粉体をさらに成形・焼成するプロセスが必要となり、
エネルギーコスト的にも不利である。
【0007】本発明は、湿度制御を行う上で、従来のよ
うにエネルギー消費を必要とせず、毛管凝集現象を利用
し、人が快適に過ごせる環境湿度範囲内で自律的に湿度
制御を行える材料を、入手が容易で安定供給され得るカ
オリン鉱物を原料に、安価に実現し、調湿機能を有する
高機能壁材を製造するものである。
【0008】また、本発明では、成形性を有するカオリ
ン鉱物を用いるため、壁材として要求される形状を容易
に作製することが可能であり、γ-アルミナ多孔体の製
造方法での熱処理に相当するプロセスを焼成過程と同時
に行うことで、工程の短縮、エネルギーコストの低下を
もたらすことが可能となる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題を
根本的に解決するために、調湿、抗カビ性を有した「呼
吸する壁材」を提供せんことを目的とし、その要旨はカ
オリナイト質粘土仮焼体から非晶質シリカを選択的に溶
解除去することによりナノメートルオーダーの細孔を有
する多孔体の形成に存する。
【0010】上記課題を解決するための本発明は、カオ
リン鉱物を原料として一段階の加熱加工により優れた水
蒸気の吸放出特性を付与した調湿内装壁材を製造する方
法であって、可塑性を有するカオリン鉱物を適宜の形態
成形した後、仮焼して、アルミナ相と非晶質シリカ相
に分相させ、次いで、得られた焼成体をアルカリ性溶液
に浸せきし、アルカリ可溶成分を選択的に溶解、除去し
て多孔質化することを特徴とする、水蒸気の吸放出特性
を付与した調湿内装壁材の製造法、である。また、本発
明の他の態様は、カオリン鉱物を原料として一段階の加
熱加工により優れた水蒸気の吸放出特性を付与した調湿
内装壁材を製造する方法であって、成形した陶磁器素地
表面にカオリン鉱物からなる表面層を形成し、乾燥した
後、これを仮焼して、アルミナ相と非晶質シリカ相に分
相させ、次いで、表面層をアルカリ溶液に浸せきし、ア
ルカリ可溶成分を選択的に溶解し、除去して多孔質層化
することを特徴とする、水蒸気の吸放出特性を付与した
調湿内装壁材の製造法、である。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明についてさらに詳述
する。本発明方法で原料として用いる可塑性を有するカ
オリン鉱物としては、カオリナイト、ディッカイト、ハ
ロイサイト等があり、カオリン鉱物を主な構成鉱物とす
る粘土、例えばカオリナイト質粘土等を用いてもよい。
さらには加熱することでスピネル相と非晶質シリカ相と
に相分離するアルミノケイ酸塩に適切な可塑性付与剤を
添加したものでもよい。さらに具体的には、カオリナイ
ト含有率の高い粘土が、成形性と化学組成から好適なも
のとして例示される。この原料を適宜の手段で解砕し、
例えば、30mesh以下、より好ましくは、70me
sh以下に調整した後、これを例えば、一軸プレス、押
出し、泥しょう鋳込等の成形手段により適宜の形態に成
形した後、所定の温度、好適には900〜1100℃
で、1〜24時間仮焼する。この工程で、カオリナイト
質粘土の主要成分であるカオリナイトを仮焼することに
よりアルミナ相と非晶質シリカ相に分相させる。次い
で、上記焼成体をアルカリ性溶液中で50〜90℃、1
2〜48時間処理して非晶質シリカ成分等のアルカリ可
溶成分を選択的に溶解、除去させ、多孔質化させる。こ
の場合、アルカリ性溶液としては、強アルカリ性を示す
ものであればよく、LiOH溶液、NaOH溶液、KO
H溶液、MgOH2 溶液、CaOH2 溶液等が例示され
る。溶解処理後、適宜、アルカリ性溶液、流水で洗浄
し、最後に蒸留水で洗浄した後、例えば、40〜110
℃で乾燥処理して多孔質構造体を得る。
【0012】本発明方法の他の態様として、適宜の形態
の陶磁器素地表面にカオリン鉱物を乾式プレス、あるい
は適切な濃度に調製されたカオリン鉱物の懸濁液を吹き
付け、塗布、ディッピング等の方法を用いることにより
カオリン鉱物からなる表面層を形成した成形体を作製
し、これを上記方法と同様に仮焼した後、表面層をアル
カリ性溶液に浸せきさせて多孔質層化させることも適宜
可能である。上記陶磁器表地としては、特別な調合等は
必要としないので、一般的な組成の陶磁器素地でよい。
これにより、表面に多孔質層を形成したタイル、ブロッ
ク等の内装建材や、ノベリティ等を製造することができ
る。上記方法により、優れた水蒸気の吸放出特性を付与
した調湿内装壁材を製造することができる。公知文献に
は、γ−アルミナ多孔体の製造方法として、カオリン鉱
物を熱処理した後、非晶質シリカを溶出させることが示
されているが、公知文献の工程では、カオリン鉱物を仮
焼した段階で可塑性(成形性)が著しく損なわれてしま
うため、得られた多孔質粉体を製品として成形すること
が非常に困難になるが、本発明では可塑性(成形性)を
有するカオリン鉱物の段階で成形するため、製品形状を
容易に実現することができる。また、公知文献の工程で
は、カオリン鉱物を仮焼した後、アルカリ性溶液処理
し、蒸留水で水洗、乾燥して多孔質粉体を調製するが、
この粉体を何らかの方法で成形したとしても、さらに焼
成を行う必要があり、仮焼と焼成の2工程を必要とする
点から、エネルギーコスト的にも不利であるが、本発明
ではカオリン鉱物の段階で成形し焼成して製品形状にし
た後、アルカリ性溶液処理するため、加熱工程を一段階
で済ますことができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明するが、本発明は当該実施例のみに限定されるもので
はない。 実施例1 原料には、中国産カオリン鉱物(陜西省楡林地区産Co
al−Kaolin)を用いた。この原料を乳鉢で解砕
した後、70meshのふるい下10gをダイスに充填
し、0.4tf/cm2 の圧力で一軸プレスにより成形
し、直径40mmの試験片を作製した。試験片を成形
後、所定の温度(900℃)で焼成(1時間保持)し
た。
【0014】焼成後の試料片を、50mlの4N KO
H溶液中で90℃、24時間処理し、アルカリ可溶成分
を溶解させた。溶解処理後、4N KOH溶液で1回、
その後、流水中にて水洗し、最後に蒸留水にて2回洗浄
処理を行った。洗浄後、90℃の恒温器内で24時間乾
燥させた。
【0015】本発明の実施例1(処理試料)の水蒸気吸
着量は、吸着平衡測定装置(EAM−01、JTトーシ
(株))を用い、25℃で、相対湿度10〜95%の範
囲で測定した。対照として、実施例1と同一の加熱条件
で焼成した後、アルカリ性溶液に浸せきさせなかったも
の(未処理試料)の水蒸気吸着量を同様に測定した。測
定結果を図1に示す。水蒸気吸着量は溶解処理により大
幅に増加した。
【0016】比較例 本発明の実施例1と従来の日本家屋において貯蔵目的に
利用されてきた土蔵の土壁の水蒸気吸着等温線を比較し
た。その結果を図2に示す。相対湿度60%以上の範囲
において、本発明の実施例1(処理試料)は土壁よりも
多量の水蒸気を吸着した。
【0017】実施例2 予め磁器素地組成に調製し、成形したタイル状成形体の
表面に、中国産カオリン鉱物(陜西省楡林地区産Coa
l−Kaolin)を乳鉢で解砕した後、70mesh
のふるいを通したものに蒸留水を加えて調製したスラリ
ー(固形分50wt%)を塗布し、100℃の恒温器内
で乾燥させた。乾燥後、所定の温度(900℃)で焼成
(1時間保持)した。
【0018】焼成後の試料片のカオリン鉱物を塗布した
面を、50mlの4N KOH溶液に浸し、90℃、2
4時間処理し、アルカリ可溶成分を溶解させた。溶解処
理後、4N KOH溶液で1回、その後、流水中にて水
洗し、最後に蒸留水にて2回洗浄処理を行った。洗浄
後、90℃の恒温器内で24時間乾燥させた。
【0019】表面層を削り取り、その一部を回収して粉
砕したもの(処理試料)の水蒸気吸着量を吸着平衡測定
装置(EAM−01、JTトーシ(株))を用い、25
℃で、相対湿度10〜95%の範囲で測定した。測定結
果を図3に示す。その吸着等温線は実施例1と同様の吸
着挙動を示した。
【0020】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は可塑性
を有するカオリナイト質粘土を成形、仮焼、アルカリ性
溶液で非晶質シリカ成分を選択的に溶解させることによ
り、自律的調湿機能を有するタイル等の製造を可能とし
たものであり、既存の生産設備に軽微な変更を行うだけ
で自律的調湿機能を有する機能性タイル等を生産するこ
とができる。よって、本発明は快適な居住環境の実現と
省エネルギー、環境低負荷型材料の提供に寄与する技術
として、業界に寄与するところは極めて大きいものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1(処理試料)と未処理試料の
水蒸気吸着挙動の変化を示す。
【図2】本発明の実施例1(処理試料)と土壁との比較
を示す。
【図3】本発明の実施例2(処理試料)の水蒸気吸着挙
動の変化を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正哉 岐阜県多治見市松阪町 4−8−212 (72)発明者 芝崎 靖雄 愛知県名古屋市熱田区大宝2−4 (56)参考文献 特開 平5−293367(JP,A) 特開 平7−267632(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 38/00 - 38/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カオリン鉱物を原料として一段階の加熱
    工程により優れた水蒸気の吸放出特性を付与した調湿内
    装壁材を製造する方法であって、可塑性を有するカオリ
    ン鉱物を適宜の形態に成形した後、仮焼して、アルミナ
    相と非晶質シリカ相に分相させ、次いで、得られた焼成
    体をアルカリ性溶液に浸せきし、アルカリ可溶成分を選
    択的に溶解、除去して多孔質化することを特徴とする、
    水蒸気の吸放出特性を付与した調湿内装壁材の製造法。
  2. 【請求項2】 カオリン鉱物を原料として一段階の加熱
    工程により優れた水蒸気の吸放出特性を付与した調湿内
    装壁材を製造する方法であって、成形した陶磁器素地表
    面にカオリン鉱物からなる表面層を形成し、乾燥した
    後、これを仮焼して、アルミナ相と非晶質シリカ相に分
    相させ、次いで、表面層をアルカリ溶液に浸せきし、ア
    ルカリ可溶成分を選択的に溶解し、除去して多孔質層化
    することを特徴とする、水蒸気の吸放出特性を付与した
    調湿内装壁材の製造法。
JP20252297A 1997-07-10 1997-07-10 自律的調湿機能を有する内装壁材の製造法 Expired - Lifetime JP3156003B2 (ja)

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