JP3336398B2 - 吸放湿性を有する多孔質建材用成形体 - Google Patents
吸放湿性を有する多孔質建材用成形体Info
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Description
多孔質建材用成形体に関する。
湿度を調整する目的で古来より、杉、桐、スプルス等の
木材が使われてきた。また近年では工業材料として珪酸
カルシウム水和物系のものが吸放湿性建材としてよく知
られている。また、主に乾燥剤として使われているもの
にシリカゲルがある。
であり、コントロールされるべき相対湿度範囲が異な
る。シリカゲルは、相対湿度の中間領域で格段に優れた
吸放湿性を有するが、製品形状は微粉ないし粒径が数m
m迄の粒状体であってこれを成形体とするためには、接
着剤など他の媒介物が必要であって、この結果シリカゲ
ルの有する本来の吸放湿性能は著しく阻害されるという
課題があった。
れてきた珪酸カルシウム系建材は、相対湿度80%以上
の高湿度領域では平衡含水率の変動が大きく優れた吸放
湿特性を発揮するが、これ以下の中間領域では木材等自
然材に較べて必ずしも充分なものでなかった。
成形体とすることが容易で、相対湿度の中間領域即ち4
0〜80%程度の領域で吸放湿特性に格段に優れた建材
用成形体の提供を目的とする。
0.05〜1.5g/cm3 、細孔のBET比表面積が
50m2 /g以上であり、水理半径の小さい細孔より、
その容積を累積して累積容積としたとき、水理半径8〜
40Åの範囲において、水理半径に対する累積容積の増
加率が0.0015ml/g/Å以上である珪酸カルシ
ウム系または珪酸系の吸放湿性を有する多孔質建材用成
形体、及び、比重と透湿率の積が0.004g/m/h
/mmHg以上である珪酸カルシウム系または珪酸系の
高透湿材料20〜95重量%と該高透湿材料より平均水
理半径が小さい多孔材料5〜80重量%よりなる吸放湿
性を有する多孔質建材用成形体である。
味に使用する。累積容積は、窒素吸着法により単位質量
当りの容積として求める。その際、水理半径R(Å)は
サンプルを保持した窒素雰囲気の圧力H(単位、気圧)
より次式で求める。 R=(5.4H−10.6)/lnH
理半径と累積容積の関係から1Å毎に水理半径Ri の大
きさを有する細孔容積Vi を求め、水理半径5Å〜25
0Åの範囲において次の式より求める。 ΣVi /Σ(Vi /Ri )
t,Tellerの多分子層吸着理論により窒素吸着等温線から
求めた多孔体内の細孔を形成している全内表面積であ
る。
体にして、成形体のかさ比重を比重とし、透湿率はカッ
プ法またはボックス法により相対湿度40〜80%の条
件で測定した。
0.05g/cm3 未満では強度が不足し、1.5g/
cm3 を超えると建材として重くなりすぎるので、いず
れも好ましくない。また、細孔のBET比表面積が50
cm2 /g未満では相対湿度40%以下の低湿度領域に
おいて充分な吸放湿特性が得られないので好ましくな
い。
細孔の累積容積の増加率が0.0015ml/g/Å未
満であると上記中間湿度領域における充分な吸放湿特性
が得られないので好ましくない。
る。すなわち、結晶スラリー法によって合成されたワラ
ストナイト系ならびにトバモライト系の珪酸カルシウム
水和物があり、そのうち特にゾノトライトおよびトバモ
ライトが代表的であり、その成形体は耐火被覆材、断熱
材、調湿建材として市販されている。結晶スラリー法と
は石灰源と珪酸源から成る原料物質を多量の水分中で連
続的に撹拌しながら所定の温度・圧力下に反応させて珪
酸カルシウム水和物結晶を合成する方法である。この方
法によれば珪酸カルシウム水和物の1次結晶が絡み合い
ながら集合し、10〜100ミクロンのマリモ状の2次
粒子を形成し、該2次粒子が水に分散したスラリーが得
られる。
の1次結晶に特定の化学的な処理を行うことにより1次
結晶中に水理半径10〜40Åの微細孔を多量に生ぜし
めかつこの間の水理半径に対する累積容積の増加率を大
きくする。この化学処理は特定条件下で珪酸カルシウム
水和物に化学反応によって中和塩を導入し、これを酸処
理によって除去することである。
反応によって硫酸カルシウムを導入し、これを酸によっ
て分解し材料から除去することである。最終的には珪酸
カルシウム水和物の一部あるいはすべては消失し非晶質
シリカ多孔体となる。さらに別の具体例としては、炭酸
化反応により炭酸カルウシムを導入し、これを酸により
材料から分解溶出し非晶質シリカ多孔体を得ることがで
きる。
形する。かくして得られた多孔体は針状結晶表面に数Å
〜数10Åの無数の微細孔が虫食状に生じている。ま
た、X線回折とNMR分析によりゾノライト結晶はほと
んど消滅し、非結晶性のシリカが主要な構成要素である
ことが確認されている。
行ってもよく、中和塩導入反応の工程後に行ってもよ
い。また、結晶スラリー法によらず所定条件下に合成さ
れた珪酸カルシウム水和物を出発物質としても上記の中
和反応→脱中和塩プロセスは可能であり、本発明の目的
とする非晶質シリカ多孔体を得ることができる。
建材用成形体は、成形性を有する高透湿材料と必ずしも
成形性を有しない多孔材料とを含有する。この高透湿材
料は多孔材料の細孔を閉塞することなく多孔材料のバイ
ンダーとして作用し成形体を構成する。比重と透湿率の
積が0.004g/m/h/mmHg未満の高透湿材料
では、多孔材料の細孔を閉塞し、充分な吸放湿特性が得
られない。また、かかる高透湿材料の含有量が20重量
%未満では、成形体の強度が低下する。他方95重量%
を超えると吸放湿特性を向上させる効果が期待できな
い。
和物が本来有する成形性を利用し、成形時にこれらより
平均水理半径が小さな気孔を有する多孔材料を混合して
成形することにより、得られた成形体の平均水理半径を
小さくし、結果として8〜40Å間の累積容積の増加率
を大きくできる。かつ、珪酸または珪酸カルシウム系水
和物として透湿性の高いものを使うことにより多孔材料
の細孔間の連続性を確保し、その吸放湿性を阻害するこ
とがない。
ル、多孔質ガラス、粘土鉱物、ゼオライト等が考えられ
るが、製造コスト、工業材料としての品質の安定性等か
らシリカゲルが最も適している。かかる多孔材料の含有
量は5〜80wt%の範囲が好ましい。
80%における相対湿度に対する平衡含水量の変化率を
求めた。通常の珪酸カルシウム系水和物ではかかる含水
量の変化率が試料1g当り0.3×10-3〜0.7×1
0-3g/RH%程度であり、極めて小さい。これは、相
対湿度が変っても含水量があまり変化しないため、湿度
のコントロール作用が充分でない。
を加えた原料スラリーを12kgf/cm2 、191℃
の水熱条件下で8時間攪拌しながら反応せしめ、ゾノト
ライト結晶(6CaO・6SiO2 ・H2 O)のスラリ
ーを得た。該ゾノトライト結晶の乾燥粉末のBET比表
面積、および水理半径8〜40Å間の累積容積の増加率
は、それぞれ56m2 /g,1.0×10-3ml/g/
Åであった。
のを約10倍容量の硫酸アルミニウム水溶液(市販品、
硫酸アルミニウム濃度1.5wt%)中に投入し一昼夜
ゆっくり撹拌しつつ硫酸化反応を行った。反応後の生成
物は化学分析とX線回折により2水および半水の石こう
水和物および無定形シリカおよびアルミナゾルであるこ
とを確認した(以下、この反応生成物を硫酸化物と呼
ぶ)。
酸溶液に浸漬し蒸発乾固して分解した。生成した塩化カ
ルシウムおよび可溶性成分を純水にて繰り返し洗浄し除
去し非晶質シリカ多孔体を得た。次に、この生成物の固
形分100重量部に対して800重量部の水を加えてス
ラリー化し抄造法により厚さ20mmの板状成形体を作
製し、更に120℃で乾燥して以下の強度特性を有する
成形体を得た。この成形体の特性は次の通りであった。
の変化率(試料1g当り2.9×10-3g/RH%)
に対して、800重量部の水を加えてスラリー化して型
枠に注入後、脱水プレス成形し厚さ12mmの成形体を
得た。この成形体に6規定塩酸溶液を含浸させ水熱条件
下に150℃迄加熱した。この結果生成した硫酸ならび
に塩化カルシウムを水中にて完全に溶出せしめ、目的と
する非晶質シリカ多孔質成形体を得た。実施例1と同じ
方法により、該成形体の微細孔構造を解析した結果を次
に示す。
の変化率(試料1g当り2.1×10-3g/RH%)
レーション社製タイカライト1号 かさ比重0.45)
に水を含浸させ、水/固形分(重量比)を1としたもの
を容器中に封入し、炭酸ガスにより6kgf/cm2 の
内圧として40分間の炭酸化反応を行った。次いで、3
規定の塩酸溶液中で40分間炭酸化物を分解反応させた
後、生成した塩化カルシウムを充分に水洗して除去し非
晶質シリカ多孔体を得た。これより、計算した微細孔構
造の代表値ならびに強度特性値は、以下の通りである。
の変化率(試料1g当り1.9×10-3g/RH%)
クス工業社製ALCかさ比重0.5)を水を含浸させ、
水/固形分(重量比)を1としたものを容器中に封入
し、炭酸ガスにより6kgf/cm2 の内圧として40
分間の炭酸化反応を行った。次いで3規定の塩酸溶液中
で40分間炭酸化物の分解を行った後、生成した塩化カ
ルシウムを充分に水洗して除去した。かくして得た成形
体の微細孔構造の代表値ならびに強度特性値は以下の通
りである。
の変化率(試料1g当り1.5×10-3g/RH%)
と市販のシリカゲル(洞海化学工業社製粉末ゲル25)
を重量比9:1とし、これに固形分重量比8.0倍の水
を加えてスラリー化し、これを型枠中に注入して25.
4kg/cm2のプレス圧下で吸引脱水しつつプレス成
形した。使用した得られた成形体の特性を表1に示す。
ゾノトライト結晶の比重と透湿率の積は0.006g/
m/h/mmHgであり、平均水理半径はゾノトライト
結晶が53.4Å、シリカゲルが11.4Åであった。
(それぞれ実施例5と同じもの)を重量比6:4とし、
これに固形分重量比6.5倍の水を加えてスラリー化
し、これを型枠中に注入して14.4kg/cm2 のプ
レス圧下で吸引脱水しつつ成形した。この成形体の特性
は次の通りである。 かさ密度 0.55g/cm3 曲げ強度 21.5kg/cm2 相対湿度40〜85%における相対湿度に対する含水量
の変化率(試料1g当り1.78×10-3g/RH%)
(それぞれ実施例5と同じもの)を重量比2:8、固形
分重量比5.0倍の水を加えてスラリー化し、これを型
枠中に注入して68.0kg/cm2 のプレス圧下で吸
引脱水しつつ成形した。この成形体の特性は次の通りで
ある。 かさ密度 0.91g/cm3 曲げ強度 8.1kg/cm2 相対湿度40〜85%における相対湿度に対する含水量
の変化率(試料1g当り2.84×10-3g/RH%)
シリカゲル粉末(洞海化学工業社製シルデックス)を重
量比6:4となるように充分な水を加えてよく攪拌し、
これを型枠中に注入して70.0kg/cm2 のプレス
圧下で吸引脱水しつつ成形した。この成形体の特性は次
の通りである。なお、使用した非晶質シリカ多孔体の比
重と透湿率の積は0.010g/m/h/mmHgであ
り、平均水理半径は非晶質多孔体が44.0Å、シリカ
ゲル粉末が22.2Åであった。 かさ密度 0.85g/cm3 曲げ強度 34.8kg/cm2 使用した非晶質シリカ多孔体、シリカゲル粉末および得
られた成形体の相対温度40〜85%間の含水量の変化
率(試料1g当り)を表2に示す。
対する含水量の変化率(試料1g当り3.09×10-3
g/RH%)
即ち40〜80RH%程度の領域で吸放湿特性に格段優
れ、任意形状の成形体にすることが容易な建材用成形体
が提供される。
Claims (2)
- 【請求項1】かさ密度が0.05〜1.5g/cm3 、
細孔のBET比表面積が50m2 /g以上であり、水理
半径の小さい細孔より、その容積を累積して累積容積と
したとき、水理半径8〜40Åの範囲において、水理半
径に対する累積容積の増加率が0.0015ml/g/
Å以上である珪酸カルシウム系または珪酸系の吸放湿性
を有する多孔質建材用成形体。 - 【請求項2】比重と透湿率の積が0.004g/m/h
/mmHg以上である珪酸カルシウム系または珪酸系の
高透湿材料20〜95重量%と該高透湿材料より平均水
理半径が小さい多孔材料5〜80重量%よりなる吸放湿
性を有する多孔質建材用成形体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12969292A JP3336398B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 吸放湿性を有する多孔質建材用成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP12969292A JP3336398B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 吸放湿性を有する多孔質建材用成形体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05293367A JPH05293367A (ja) | 1993-11-09 |
JP3336398B2 true JP3336398B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=15015836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12969292A Expired - Lifetime JP3336398B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 吸放湿性を有する多孔質建材用成形体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3336398B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008038579A (ja) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Masahiro Hieda | 調湿部材 |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP12969292A patent/JP3336398B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05293367A (ja) | 1993-11-09 |
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