JP4794495B2

JP4794495B2 - 大谷石を用いた壁面鏝塗り材の製造方法及びその方法で製造された壁面鏝塗り材

Info

Publication number: JP4794495B2
Application number: JP2007103486A
Authority: JP
Inventors: 定俊菊地
Original assignee: 株式会社トーテック
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2027-04-11
Also published as: JP2008261113A

Description

本発明は、建物の壁面に鏝で塗り着けるための大谷石を用いた鏝塗り材の製造方法と、その製造方法によって製造された壁面鏝塗り材に関する。

大谷石は岩盤から直方体に切り出され、主として石塀や石倉などの壁面材として使用されているが、直方体に加工するときの切り屑が多量に発生し、この切り屑の殆どは捨てられているが、元来大谷石はゼオライトを多量に含み、そのゼオライトは揮発性ガスの吸着性に優れていることから、特に住宅分野ではホルムアルデヒドの吸着を目的にシックハウス対策として利用されることが望まれていた。
その大谷石を利用するものとして、壁面塗布材の骨材として利用することについて、下記特許文献１には、大谷石の粒子をデンプン糊などのバインダーを混ぜて塗布することが、また下記特許文献２には無機質多孔質材の大谷石と漆喰と繊維材を混合した塗壁材が、さらに下記特許文献３には石膏をバインダーとして大谷石の粒子を壁面に塗る壁構造が、それぞれ提案されている。
特開２００４−３５２７５３号公報特開２００４−２５０９０８号公報特開２００１−１９３２５３号公報

大谷石を壁面塗布材として利用する場合、上記特許文献１及び特許文献２に開示されているように大谷石の粒子自体には、付着力が全くないので付着力を有するバインダーを混合して壁面に付着できるようにしなければならないが、付着力の強いバインダーを使用すると、バインダー塗膜が粒子を被覆して大谷石に含まれるゼオライトのガス吸着機能を損ない、逆に、バインダーの量を減らして大谷石の粒子表面に被覆が形成されるのを押えて大谷石の粒子を露出させることでゼオライトの吸着機能を得ようとすると塗りつけた壁面に対して充分な付着力が得られず乾燥後大谷石が剥がれ落ち易くなる難点がある。
また、上記特許文献１の発明では大谷石の粒子をデンプン糊などのバインダーを混ぜて塗布するとバインダーの量が少ないとひび割れや剥落が起こり、ひび割れや剥落を起こさない程度にバインダーの量を増やすト鏝塗りする際に粒子が鏝で引っ張れれて移動してその跡の筋が壁に入ったり、鏝伸びが悪く塗布作業に時間を要するという問題が解決できなくなる難点がある。さらに、デンプン糊などのバインダーを現場で配合量の調合を行う場合には必ずしも最適な調合がなされるとは限らず、このため安定した品質が得られない。
一方、特許文献２及び３の発明では漆喰や石膏がバインダーなのでそのバインダーが固まったとき大谷石の粒子をバインダーの中に抱き込むように閉じ込めてしまうのでゼオライトの吸着機能が損なわれてしまう欠点があった。
そこで、本発明は、鏝伸びなどの作業性に優れ、且つ大谷石に含まれているゼオライトの吸着機能を損なわないように建物の壁面に鏝で塗り着けるができるともに壁面に対する充分な付着力が得られ、また長期間安定した保管が可能となり、さらに現場では水を混ぜるだけの扱いやすい大谷石を用いた鏝塗り材の製造方法と、その製造方法によって製造された壁面鏝塗り材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の大谷石を用いた壁面鏝塗り材の製造方法は、請求項１にあっては、原料の大谷石を細かく砕く粉砕工程と、その粉砕した大谷石の１．７ｍｍ以上及び０．３ｍｍ以下の粒径の粒子を除去して０．３〜１．７ｍｍの粒子を得る粒子選別工程と、その選別で得られた粒子を含水率６％以下に乾燥させる乾燥工程と、その乾燥させた大谷石の粒子１００重量部に対して、粘度１５０〜３００ｍＰａ・ｓ（５％水溶液、２０°Ｃ）のアクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂を含水率６％以下に水分調節してなる粉末バインダーを４〜７重量部混合するバインダー混合工程と、
から成る。

そして、前記粉末バインダーに、径が０．３ｍｍ以下の粒子を９５％以上含み、且つ０．１ｍｍ以下の粒子を５０％以上含んだ粉末である大谷石を用いたことを特徴とする。

本発明は上記構成であり、上記製造方法による壁面鏝塗り材は、０．３〜１．７ｍｍ径の粉砕した大谷石１００重量部に対して、粒径０．３ｍｍ以下のアクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂の粉末バインダーを４〜７重量部の配合で混合することで、壁面への適度な付着力と、塗る際の鏝伸びなどの良好な作業性が得られる。
同時に、粉末の大谷石に対して用いる粉末バインダーの使用量が４〜７％と少ないので、適度な按配で水を加えて鏝で塗ると、乾燥後に大谷石を付着させたバインダー間に粒子の表面が露出され、その露出面にある大谷石に含まれたゼオライトによって室内の有害なガスが有効に吸着されようになる。
乾燥後の壁への付着性については、水が蒸発して乾燥するにしたがって０．３ｍｍまでの小径の大谷石の粒子が１．７ｍｍまでの大きい粒径の粒子の間から壁面に沈み込むように大きい粒径の粒子との間に付着するとともに大谷石同士が０．３ｍｍまでの小径の粒子を介して１．７ｍｍまでの大きい粒径の粒子は結合されるので付着力が高まり剥がれ落ちることはなくなる。
即ち、鏝による良好な作業性が得られ、且つ塗りつけて乾燥した後の壁面への付着力と、ゼオライトによるガスの吸着性能の確保とが良好に両立されて大谷石の特性が充分発揮できる。
そして、さらには壁面鏝塗り材を防湿袋に入れることによって、長期間安定した保管が可能となり、さらに現場では水を混ぜるだけの扱いやすい鏝塗り材が提供できるようになった。

本発明の形態について以下詳しく説明する。
本発明は、製造方法を図１のフロー図で示す。
（ａ）粉砕工程
塊の大谷石や石材加工で発生する切り屑の大谷石を、粉砕機で細かく粉砕する。
（ｂ）粒子選別工程
その粉砕した大谷石を１．７ｍｍメッシュの金網の篩で１．７ｍｍ以上の粒径の粒子を除去した後、残った大谷石を０．３ｍｍメッシュの金網の篩で０．３ｍｍ以下の粒径の粒子を除去して０．３〜１．７ｍｍの粒子を得る。
（ｃ）乾燥工程
その選別で得られた粒子を含水率６％以下に自然乾燥させるか又は乾燥機で乾燥させる。
（ｄ）バインダー混合工程
その乾燥させた大谷石の粒子を１００重量部に対して、含水率６％以下に保管しておいたアクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂の粉末バインダーを４〜７重量部で配合して均一に攪拌混合し、壁面鏝塗り材を得る。
（ｅ）袋詰め工程
その壁面鏝塗り材を、図２に示すように、合成樹脂製の防湿機能を有する防湿袋６に充填する。
以上の（ａ）〜（ｅ）の工程で、本発明の大谷石を用いた袋入りの壁面鏝塗り材が製造される。

大谷石の化学的成分は次の通りである。
珪酸（ＳｉＯ₂）６６.９６％
第二酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）１．８５％
酸化アルミニウム（Ａｉ₂Ｏ₃）１２．５５％
酸化マンガン）０．０６％
石灰１．９２％
酸化マグネシウム０．４７％
カリ２．３５％
ソーダ２．８７％
加熱減量１１．０２％
比重１．７

大谷石は、石基は浮石質ガラス、斜長石、石英と小量の黒雲母角閃岩輝石で構成され、約５０％に含まれる天然ゼオライトは長石類又は准長石に類似した含水珪酸塩であり、Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉ構造の骨格をなし、その中にＮａ、Ｃａ、Ｋの陽イオンを含み、空隙や脈のなかに存在している。
その天然ゼオライトは、表面に多くの微細孔が開いていてこの孔に水分や有害な化学物質の分子が吸着される。
ゼオライトの比表面積は５４０ｍ²／ｇｒにもなり、アセトアルデヒドやアンモニアの吸着性能では活性炭の３０倍にも達する大変優れた物質である。

粉砕した大谷石は、図２に示すように、０．３ｍｍ〜１．７ｍｍの粒径の粒子１を用いる。
その粒子を得る方法は、網目を通過させることで行える。例えば、粉砕した大谷石を１．７ｍｍメッシュの金網の篩で１．７ｍｍ以上の粒径の粒子を除去した後、残った大谷石を０．３ｍｍメッシュの金網の篩で０．３ｍｍ以下の粒径の粒子を除去して０．３〜１．７ｍｍの粒子を得ることが可能であり、逆に先に０．３ｍｍメッシュの金網の篩で０．３ｍｍ以下の粒径の粒子を除去した後、残った大谷石を１．７ｍｍメッシュの金網の篩で１．７ｍｍ以上の粒径の粒子を除去して０．３〜１．７ｍｍの粒子を得ることも可能である。
粒子を０．３ｍｍ〜１．７ｍｍの粒径の粒子に限定したのは、この粒子が０．３ｍｍ以下の粒径の粒子では塗ったときバインダー２の収縮でひび割れが発生し、また１．７ｍｍ以上の粒子では鏝で塗る時、壁表面が凹凸の多い梨肌となって平滑性が得られなくなるので好ましくないからである。

また、使用する前記粉末バインダーは、含有水分が６％以下であり、且つ５％の水溶液にして液温２０°Ｃのときの粘度が１５０〜３００ｍＰａ・ｓであり、且つ９５％以上粒径が０．３ｍｍ以下の粒子を含んだ粉末である。

最適な前記粉末バインダーとして、ＴｙｌｏｖｉｓＳＥ７（クラリアントポリマー株式会社の商品名）のアクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂の粉末バインダーが使用できる。
この成分の物理的及び化学的性質は次のようである。
形状粉末
色白色
臭い殆どない
ｐＨ８（５０％分散液）
密度（見掛け）０．４〜０．６ｇ／ｃｍ3
溶解性水を入れて攪拌すると乳化液になる。
常温・常圧で安定
粒子径
０．３００ｍｍ以下（５０メッシュ通過分）９５％
０．１００ｍｍ以下（１４０メッシュ通過分）５０％
粘度
５％水溶液、液温２０°Ｃ１５０〜３００ｍＰａ・ｓ
（ブルックフィールド型粘度計、１００回転、Ｎｏ.３スピンドル）
イオン性ノニオン

前記大谷石と前記粉末バインダーとの混合工程のおける両者の混合は、乾燥させた大谷石の粒子を１００重量部に対して、前記アクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂の粉末バインダーは５重量部の場合が最適であるが４〜７重量部の配合であれば使用が可能である。
その粉末バインダーは、粘度が５％水溶液で液温２０°Ｃの場合で１５０〜３００ｍＰａ・ｓなので、本発明の壁面鏝塗り材を水と混合したとき、鏝で塗ったときに乾燥して付着力が出現するまで大谷石の粒子をその粘り気によって壁面に適度に保持し、且つ鏝切れ良く作業を行うことができる。そして乾燥後、壁の表面に大谷石の粒子を適度に付着させる。
しかしながら、大谷石の粒子を１００重量部に対する前記粉末バインダーを４重量部以下にすると、乾燥した後の結合力が充分には得られず、塗った後、壁の表面から大谷石の粒子は剥がれ落ちてしまう。
また、前記粉末バインダーを７重量部以上多く配合すると、強い付着力は得られるが、粘り気が大き過ぎて、鏝の表面に粘り着いて鏝伸びが悪くなり、塗っているときに鏝が大谷石の粒子を引きずってしまい作業性が悪くなるとともに壁面に平滑性が得られなくなるとともにバインダーがゼオライトの微細孔を殆ど塞いだ状態で表面に固まってしまうため空気が内部に入り込むことができず、空気に含まれた有害な化学物質を効果的に吸着させることができなくなる。

本発明では大谷石とバインダーとが工場で最適に混合され合成樹脂製などの防湿性を有する袋に入れて保管される。
使用するために開封するまで、防湿袋６で含水率６％以下に乾燥したまま、長期間安定的に維持される。
そして、壁に塗る施工現場では、防湿袋６を開封して出された前記壁面鏝塗り材に鏝で壁面ボードに塗りやすいように水のみを適量加えて攪拌混合し、前記粉末バインダーが水に溶解するまで１５分〜３０分程度の時間放置してから使用する。
その水の使用量は、水が多すぎれば大谷石の粒子が流れて垂れ落ちてしまい、少なすぎると鏝伸びしないので、作業者の按配で決められる。

また、本発明では、１．７ｍｍ近くの大きい粒径の粒子と、これより１／５程度の大きさの０．３ｍｍまでの小径の大谷石の粒子とが混合されているので、約２ｍｍの厚さに塗り付け時の直後には、図３の（イ）及び図４に示すように、水が多く含まれている（水に溶かしたバインダー３）ので大谷石１の小さい粒子１ｂは、壁Ｗ面ボードの表面から浮いているものもある。
しかし、図３の（ロ）及び図５に示すように、乾燥すると水分がなくなり大谷石の小さい粒子１ｂの一部は壁面に寄せられ壁面に付着する。
また小さい粒子１ｂの一部は大谷石の大きい粒子１ａの表面や、大谷石の大きい粒子１ａ同士間や壁面ボードの間に挟まれて大谷石の大きい粒子１ａの付着を周囲から助ける役割（付着サポート材としての役割）をし、少ない量のバインダーでありながらも、大きい粒子１ａを強力に壁Ｗ面に付着させることが可能となった。

本発明ではバインダーは大谷石の粒子１００重量部に対して、アクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂の粉末バインダーは４〜７重量部と、一般的なデンプン糊や、漆喰、石膏などのバインダーとして使用される材料と比べて使用量が大変少なく、施工時は、図４に示すように、水が多く含まれている（水に溶かしたバインダー３）が、乾燥すると、図５に示すように、水分がなくなり大谷石の粒子１が表面の多くを露出し、平面的には、図６に示すように、大谷石の粒子１間に隙間が多く開いた状態で付着する。
そして図３の（ロ）に矢印で示すように、大谷石の粒子１間の隙間が通気可能となる。

従来の塗り壁では大谷石の粒子を使用しても、用いるバインダーが固まってゼオライトの微細孔を殆ど塞いでしまうため空気が内部に入り込むことができず、空気に含まれた有害な化学物質を効果的に吸着させることができなかった。
それに対して本発明では前記大谷石の粒子の表面には含まれるゼオライトが大部分露出しており、そのゼオライトは表面に多くの微細孔が開いているので、大谷石の粒子の隙間を通過中に空気はゼオライトに接触しさらにゼオライトの微細孔に侵入し、その際、空気に含まれた有害な化学物質の分子は効果的に吸着できるようになった。
このように、本発明では、ゼオライトは表面に多くの微細孔を塞がないように極力バインダーの使用量を少なくすることと、極力バインダー量は極めて少ない量でありながら大谷石の大きい粒子１ａを小さい粒子１ｂの助けで強力に壁Ｗ面に付着させることの一見矛盾した技術的手法を両立させることに成功し、且つ塗る際の鏝伸びが良好にできる配合にしたことで鏝塗り作業の能率を高めることが可能となった。

本発明は、建物の壁面に鏝で塗り着けるプレミックスタイプの大谷石入りの鏝塗り材であるが、扱い易く長期保管できるように袋入りとしたものであるが、防湿機能を有する箱などの容器に入れても長期保管が可能となる。
また、その他の色の顔料や分解機能がある光触媒や微量の骨材など嗜好に応じて施工現場で作業性や付着力及びゼオライトの露出性に影響がない程度の量で添加調合することも可能となる。

本発明の製造工程を示すフロー図である。袋を切欠いて袋の中の壁面鏝塗り材を示した平面図である。（イ）が壁に塗った直後の状態を、（ロ）が壁に塗って乾燥した後の状態を示す各縦断側面図である。壁に塗った直後の状態を示す模式的縦断側面図である。壁に塗って燥後した後の状態を示す模式的縦断側面図である。鏝で塗って燥後した後の状態を示す模式的正面図である。

符号の説明

１大谷石の粒子
１ａ１．７ｍｍ径に近い径の大きい粒子
１ｂ０．３ｍｍ径に近い径の小さい粒子
２粉末バインダー
３水に溶かしたバインダー
４固まったバインダー
６防湿袋
５ゼオライト
Ｗ壁

Claims

原料の大谷石を細かく砕く粉砕工程と、
その粉砕した大谷石の１．７ｍｍ以上及び０．３ｍｍ以下の粒径の粒子を除去して０．３〜１．７ｍｍの粒子を得る粒子選別工程と、
その選別で得られた粒子を含水率６％以下に乾燥させる乾燥工程と、
その乾燥させた大谷石の粒子１００重量部に対して、粘度１５０〜３００ｍＰａ・ｓ（５％水溶液、２０°Ｃ）のアクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体樹脂を含水率６％以下に水分調節してなる粉末バインダーを４〜７重量部混合するバインダー混合工程と、
から成り、前記粉末バインダーが、径が０．３ｍｍ以下の粒子を９５％以上含み、且つ０．１ｍｍ以下の粒子を５０％以上含んだ粉末である大谷石を用いた壁面鏝塗り材の製造方法。