JP3469208B2 - 自律的調湿機能を有するアルミナ系建材の製造方法 - Google Patents
自律的調湿機能を有するアルミナ系建材の製造方法Info
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- C04B38/0051—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity
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Description
建材に好適な強度を有するアルミナ系調湿建材の製造方
法に関するものであり、さらに詳しくは、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
めの主に内装壁材向けタイル等の、優れた自律調湿機能
を有する建材の製造方法に関するものである。
設備の充実に伴い、快適性を増しつつあるものの、断熱
材や暖房機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、断熱材や暖房機等では、
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、これらは、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。
環境制御は、高温多湿又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。
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、調湿材料としては多
くのものが開発されているが、その中で優れた調湿機能
を有するものとして、アルミナ系調湿材料の製造方法
(特開平11−11939)が既に開発されている。
来、優れた調湿機能を有するものとして、アルミナ系調
湿材料の製造方法が既に開発されている。これは、水酸
化アルミニウムを焼成することによって調湿機能を有す
る材料を製造するものであるが、これを建材とするに
は、調製した多孔質粉末をさらに成形及び焼成するプロ
セスが必要となり、そのような方法は、エネルギーコス
ト的にも不利であるとされていた。
法によれば、800℃以上で加熱すると調湿機能が低下
し、成型・焼成プロセスによりセラミック系建材として
利用し得るに充分な強度をもつ部材を製造するには難点
があった。
で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、調湿機能と
建材として利用し得るに充分な強度を合わせもつ新しい
アルミナ系調湿材料を作製することを目標として研究を
進める中で、上述のアルミナ系調湿材料の製造方法にお
ける多孔質粉末の製造時の熱処理を成形・焼成の過程と
同時に行うことで所期の目的を達成し得るとの知見を得
て、本発明を完成するに至った。本発明の目的は、上記
のアルミナ系調湿材料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、調湿機能と強
度を有するアルミナ系建材の製造方法を提供することに
あり、本発明は、これによって、工程の削減、エネルギ
ーコストの低下をもたらすことができる。
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 (1)水酸化アルミニウムに水ガラスを添加して成形及
び焼成することによって、水蒸気吸放湿特性を発現させ
ると同時に、形状・強度を付与させたアルミナ系調湿材
料を作製することを特徴とするアルミナ系自律的調湿建
材の製造方法。 (2)水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を配合し、
水ガラスを添加して成形及び焼成することにより、形状
性や強度を改善させたアルミナ系調湿材料を作製するこ
とを特徴とするアルミナ系自律的調湿建材の製造方法。 (3)水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を配合し、
水ガラスを添加して成形及び焼成する際に、400℃以
上の焼成にて固化し、600℃以上の焼成にて調湿建材
として充分な吸放湿機能を発現させることを特徴とする
前記(2)記載のアルミナ系自律的調湿建材の製造方
法。 (4)水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を配合し、
水ガラスを添加して成形及び焼成する際に、800℃か
ら1150℃で焼成を行い、これらの焼成温度条件にお
いても水蒸気吸放湿機能を維持できる調湿建材を作製す
ることを特徴とする前記(2)記載のアルミナ系自律的
調湿建材の製造方法。 (5)水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を配合し、
水ガラスを添加して成形することにより作製されるアル
ミナ系自律的調湿建材であって、上記原料配合の成形体
を600℃から1150℃で焼成して得られる、800
℃から1150℃の焼成温度条件においても水蒸気吸放
湿機能を維持できることを特徴とするアルミナ系自律的
調湿材料。
に説明する。本発明によれば、水酸化アルミニウムにカ
オリン質粉体を配合し、水ガラスを添加して成形した
後、600〜1150℃の温度で焼成することによっ
て、調湿機能と共に強度を発現させることを特徴とする
アルミナ系調湿建材の製造法が提供される。本発明の方
法は、水酸化アルミニウムに水ガラスを添加することに
より、加熱による水酸化アルミの脱水孔を利用して水蒸
気吸放出特性を発現させると同時に、焼成により強度を
有する固化体を得ることを特徴とするものである。水ガ
ラスの種類としては、例えば、Na2 O・nSiO2
(n=2〜4)が好適なものとして例示されるが、特に
限定されるものではない。水ガラスは(アルカリケイ酸
塩の濃厚水溶液)有効成分として粉体(100重量%)
に対し5〜15重量%混合することが好ましい。
ン質粉体を混合することで材料の成形性・強度を改善す
ることを特徴とするものである。ここで、カオリン質粉
体とは、窯業製品の原料として利用し得る可塑性を示す
粘土系粉体を意味するものとして定義される。カオリン
質粉体としては、好適には、粘土キラ、蛙目粘土、木節
粘土、耐火粘土、カオリン、雑粘土、陶石等の窯業原料
として利用されるものが例示されるが、これらと同効の
ものであれば同様に使用することができる。本発明にお
いては、例えば、愛知県瀬戸地方における粘土系廃棄物
である粘土キラ(粘土原鉱から、窯業原料である粘土及
び珪砂を取り除いた後の不要部分)を使用した場合、水
酸化アルミニウムにこれを40%以上混合することでさ
らに良好な成形性と強度を有する材料を得ることができ
る。カオリン質粉体は40重量%以上混合することが好
ましい。
製造に用いられている手法であればよく、生産性の面か
らプレス成形が好適である。また、焼成装置は所定の焼
成条件に加熱する能力を有するものであれば、特に限定
されるものではない。さらに、焼成条件としては、水酸
化アルミニウムの脱水に伴う細孔形成と加熱による固化
・安定化の面で400℃以上が必要であるが、市販の調
湿建材以上の吸放湿機能を発現させるため、好ましくは
600℃以上1150℃以下である。吸放湿機能が最大
となる焼成条件から判断すれば、900℃焼成がもっと
も好適となる。
いては、水酸化アルミニウムから水蒸気吸放出特性に適
した材料を得るのに好ましい熱処理温度は300℃以
上、700℃以下であり、特に好ましくは400℃以
上、600℃以下とされ、約700〜800℃の熱処理
において水蒸気吸着量は急激に減少するが、本発明の方
法では、カオリン質粉体と水ガラスを添加することによ
り、最適処理温度を900℃まで高温側に移すことが可
能となる。また、吸放湿機能が低下する傾向を比較的軽
減することができ、700〜1150℃の焼成条件にお
いても市販の調湿建材以上の吸放湿機能を維持できる。
よって、本発明によれば、比較的高温域での焼成が可能
であり、より安定した強度を有する材料が得られるとい
う特徴をもった製造方法が提供される。
添加し、成形及び焼成を行うことにより、加熱による水
酸化アルミの脱水に伴う細孔形成による水蒸気吸放出特
性を発現させると同時に、400℃以上の焼成による固
化と600℃以上の焼成による吸放湿機能の上昇を実現
できる。さらに、カオリン質粉体を添加し、成形及び焼
成を行うことにより、900℃焼成で吸放湿機能が最大
となり、800℃から1150℃の焼成により強度の上
昇を実現できる。これにより、例えば、600℃から1
150℃の焼成温度条件において、アルミナ系建材とし
て利用し得るに充分な強度と従来の調湿建材以上の吸放
湿機能を発現させたアルミナ系建材を製造することが可
能となる。
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)調湿材料の製造 カオリン質粉体としては、瀬戸地方で産出する粘土キラ
を105℃で乾燥後、乳鉢で解砕した後、70mesh
の篩掛けしたものを用いた。水ガラスとしては、市販の
1号試薬を用い、水酸化アルミニウムについても市販の
試薬を使用した。 上記カオリン質粉体40gと水酸化
アルミニウム60gの混合粉体を作製した後 、これに
水ガラス10gと蒸留水5gを添加してよく混合した
後、10g秤量して、34mm×34mmの金型に投入
して、3tの荷重をかけてプレス成形を行い、成形体を
得た。これを400℃から1200℃の間で焼成を行
い、試料片を得た。これらの試料片を以下の測定に供し
た。
料片をアルミシールで5面シール加工した後、25℃、
相対湿度50%の条件下で吸湿飽和させた。この前処理
済みの試料片を25℃、相対湿度90%で24時間保持
した後、25℃、相対湿度50%に変化させて24時間
保持するというサイクルを2回繰り返して行った。そし
て2サイクル目の吸湿過程の終了時と放湿過程の終了時
における試料片の重量差を吸放湿面積で割った値を吸放
湿機能とした。測定結果を図1に示す。900℃焼成で
ピークトップを示しており、それ以上の高温の焼成では
緩やかに低下している。
=5、荷重速度0.5mm/m、支点間距離20mmの
各条件下で行った。測定結果を図2に示す。900℃以
上の焼成で強度が上昇している。
機能を測定した。測定結果を表1に示す。本発明の実施
例においては、焼成温度600〜1150℃において2
00g/m2 以上の吸放湿機能を示し、表1に示した市
販の調湿建材の吸放湿機能と比べて、それよりも優れた
調湿性を有していた。
化アルミニウムにカオリン質粉体を配合し、水ガラスを
添加して成形及び焼成することにより、800℃から1
150℃の焼成温度条件においても水蒸気吸放湿機能を
維持できるアルミナ系自律的調湿建材の製造を可能とし
たものであり、本発明によれば、1)自律的調湿機能と
セラミック系建材として利用し得るに充分な強度をもつ
アルミナ系調湿建材を製造することができる、2)90
0℃焼成で吸放湿機能が最大となる、3)900℃以上
の焼成で強度が上昇する、4)600℃から1150℃
で高い吸放湿機能が得られる、5)成形・焼成による建
材化が困難であった多孔質アルミナを利用し、既存の生
産設備を利用して自律的調湿機能を有する機能性タイル
等の建材を製造することができる、という格別の効果が
得られる。よって、本発明は、快適な居住環境を実現す
る新しい機能性建材を生産技術として、業界に寄与する
ところは極めて大きいものである。
を示す。
示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 水酸化アルミニウムに水ガラスを添加し
て成形及び焼成することによって、水蒸気吸放湿特性を
発現させると同時に、形状・強度を付与させたアルミナ
系調湿材料を作製することを特徴とするアルミナ系自律
的調湿建材の製造方法。 - 【請求項2】 水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を
配合し、水ガラスを添加して成形及び焼成することによ
り、形状性や強度を改善させたアルミナ系調湿材料を作
製することを特徴とするアルミナ系自律的調湿建材の製
造方法。 - 【請求項3】 水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を
配合し、水ガラスを添加して成形及び焼成する際に、4
00℃以上の焼成にて固化し、600℃以上の焼成にて
調湿建材として充分な吸放湿機能を発現させることを特
徴とする請求項2記載のアルミナ系自律的調湿建材の製
造方法。 - 【請求項4】 水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を
配合し、水ガラスを添加して成形及び焼成する際に、8
00℃から1150℃で焼成を行い、これらの焼成温度
条件においても水蒸気吸放湿機能を維持できる調湿建材
を作製することを特徴とする請求項2記載のアルミナ系
自律的調湿建材の製造方法。 - 【請求項5】 水酸化アルミニウムにカオリン質粉体を
配合し、水ガラスを添加して成形することにより作製さ
れるアルミナ系自律的調湿建材であって、上記原料配合
の成形体を600℃から1150℃で焼成して得られ
る、800℃から1150℃の焼成温度条件においても
水蒸気吸放湿機能を維持できることを特徴とするアルミ
ナ系自律的調湿材料。
Priority Applications (1)
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JP2001044658A JP3469208B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 自律的調湿機能を有するアルミナ系建材の製造方法 |
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JP2002249372A JP2002249372A (ja) | 2002-09-06 |
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KR101731139B1 (ko) * | 2013-05-31 | 2017-04-27 | (주)엘지하우시스 | 고강도 및 고흡방습성을 갖는 다공성 세라믹 타일 |
KR101891370B1 (ko) * | 2014-09-03 | 2018-08-27 | (주)엘지하우시스 | 천연석 외관을 구현하는 다공성 세라믹 타일 및 그의 제조방법 |
-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001044658A patent/JP3469208B2/ja not_active Expired - Lifetime
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