JP6474157B2

JP6474157B2 - 漆喰

Info

Publication number: JP6474157B2
Application number: JP2015134221A
Authority: JP
Inventors: 高橋　章; 章高橋; 篤史高橋
Original assignee: 環境資材株式会社
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2035-07-03
Also published as: JP2017014082A

Description

本発明は、壁の上塗り等に使われる建材である漆喰に関する。

近年の住宅は、室内を快適な温度に保つために建物の高気密・高断熱化が進んでいる。一方、高気密・高断熱化に伴い、結露等の問題も発生している。このため、調湿機能を持たせた内装建材が提供されており、例えば、吸湿性に優れた珪藻土や消石灰等を混合した壁材が使用されている。

例えば、下記特許文献1には、消石灰にカキ貝殻粉末、赤貝貝殻粉末、貝灰、珪藻土、ホタテ貝殻粉末配合物のいずれかを配合した漆喰クリームが開示されている。この漆喰クリームは、室内壁面、天井、外壁の表面仕上層を形成するのに適し、吸放湿性、吸着性に優れている。

特開２０１０−３７９１７号公報

従来の調湿建材である漆喰において、吸湿性を向上させようとして消石灰の配合比率を増やすと、相対的に水が減少することによって漆喰の粘度が大きくなるため、漆喰をコテで塗る際の作業性が大幅に低下したり、塗られた漆喰の平滑度が低下して外観が悪化したりする。

本発明は、作業性や外観を悪化させることなく調湿機能を向上させた漆喰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、本発明に係る漆喰は、活性アルミナ粉末と、消石灰と、結合材と、水と、を前記活性アルミナ粉末の配合比率が20〜25重量％、前記消石灰の配合比率が40〜55重量％、前記水の配合比率が25〜35重量％で混合したことを特徴とする。

本発明に係る漆喰によれば、コテ塗りの際の作業性や外観を悪化させることなく、優れた調湿機能を発揮することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る漆喰の組成を示す表である。図２は、本発明の実施形態に係る活性アルミナ粒子の顕微鏡写真である。図３は、本発明の実施形態に係る漆喰の硬化後の外観の仕上がりの評価を示す表である。図４は、本発明の実施形態に係る漆喰の吸放湿試験結果を示すグラフである。図５は、本発明の実施形態に係る漆喰の吸放湿試験結果を示すグラフである。図６は、本発明の実施形態に係る漆喰の吸放湿試験結果を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る漆喰は、漆喰の材料として活性アルミナを配合していることを特徴とし、本実施形態では、室内の壁面に上塗りして使用される、室内用塗壁材としての漆喰を例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態の実施例及び比較例に係る漆喰の組成を示した表である。図１では、漆喰の配合成分である消石灰、活性アルミナ、結合材及び水の配合比率が、漆喰の総重量を100重量％として重量比で示されている。

実施例Ａは、粒子が板状結晶構造である消石灰が48重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が21重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が30重量％の比率で配合されている。

実施例Ｂは、粒子が板状結晶構造である消石灰が48重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が21重量％、結合材としてのPVA（ポリビニルアルコール）が1重量％、水が30重量％の比率で配合されている。

実施例Ｃは、粒子が板状結晶構造である消石灰が41重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が25重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が33重量％の比率で配合されている。

実施例Ｄは、粒子が粒状結晶構造である消石灰が48重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が21重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が30重量％の比率で配合されている。

実施例Ｅは、粒子が粒状結晶構造である消石灰が48重量％、平均粒径40μmの粒子である活性アルミナ粉末が21重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が30重量％の比率で配合されている。

比較例Ａは、粒子が板状結晶構造である消石灰が69重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が30重量％の比率で配合され、活性アルミナは配合されていない。

比較例Ｂは、粒子が板状結晶構造である消石灰が64重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が10重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が25重量％の比率で配合されている。

比較例Ｃは、粒子が板状結晶構造である消石灰が57重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が15重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が27重量％の比率で配合されている。

比較例Ｄは、粒子が板状結晶構造である消石灰が34重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が28重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が37重量％の比率で配合されている。

比較例Ｅは、粒子が板状結晶構造である消石灰が29重量％、粒径50〜500μmの粒子である活性アルミナ粉末が30重量％、結合材としての海藻のりが1重量％、水が40重量％の比率で配合されている。

ここで、上記実施例等に配合されている活性アルミナについて説明する。活性アルミナ（κ−アルミナ、γ−アルミナ、η−アルミナ等）は、多孔質であり、比表面積及び細孔容積が大きく、細孔径も小さいため、一般に、吸着剤、乾燥剤、触媒担体等として使われている。

本実施形態に係る活性アルミナ粒子の細孔容積は0.3〜0.7ml/g、比表面積は100〜280m²/gである。また、活性アルミナ粒子の細孔は、細孔径が7〜20Åの細孔が全体の90％を占める。このため、活性アルミナは、高い吸湿性を有すると共に、気体等の非常に小さな粒子に対しても高い吸着性を示す。

本実施形態において用いる活性アルミナ粉末は、水酸化アルミニウムAlOH₃が99.8％の粉末を約500〜700℃（例えば、600℃）で焼成してから破砕することで製造される。こうして得られた活性アルミナ粉末には、様々な粒径の粒子が含まれるが、本実施形態では、溶媒を用いたふるい（篩い）工程によって、粒径が略30〜100μmの範囲で平均粒径が40μmの活性アルミナ粉末と、粒径が50〜500μmの活性アルミナ粉末とに分けられる。

なお、上記ふるい工程では、平均粒径40μmの活性アルミナ粉末のほうがより多く得られる。本実施形態では、実施例Ａ〜Ｄ及び比較例Ｂ〜Ｅにおいて粒径が50〜500μmの活性アルミナ粉末を使用し、実施例Ｅでのみ平均粒径40μmの活性アルミナを用いた。

ここで、活性アルミナ粒子の結晶構造について説明する。図２は、本実施形態に係る活性アルミナ粒子の顕微鏡写真である。同図に示すように、活性アルミナ粒子の結晶構造は、板状結晶構造であり、コテで塗る際の作業性が良く、ひび割れが少ない。

消石灰は水酸化カルシウム（Ca(OH)₂）の粉末であり、一般的な漆喰の主原料である。消石灰は、原料である石灰石を粉砕して炭酸カルシウム（CaCO₃）を生成し、この炭酸カルシウムに塩を0.2重量％の割合で混合して約1,000℃で焼成すると、生石灰（酸化カルシウム、CaO）が生成される。

次に、この生石灰に水を加えることで、生石灰が消化反応（乾式消化、湿式消化）を起こし、消石灰が生成される。このように製造される消石灰は、通常、粒径150μm以下の粒子の粉末である。消石灰は、板状結晶構造の消石灰と、粒状結晶構造の消石灰とが存在する。本実施形態では、実施例Ａ〜Ｃ及び比較例Ａ〜Ｅにおいて板状結晶構造の消石灰を用い、実施例Ｄ，Ｅにおいて粒状結晶構造の消石灰を用いた。

漆喰の結合材としては、一般的に海藻のりが用いられるが、PVA等の合成樹脂で代用することができる。本実施形態では、実施例Ｂのみ結合剤としてPVAを用い、他の実施例及び比較例では海藻のりを用いた。

次に、本実施形態に係る漆喰の塗布硬化試験について説明する。図３は、本実施形態に係る漆喰の硬化後の外観の仕上がりの評価を示している。本試験では、所定の配合比率で混合された漆喰を十分に混練した後、壁（珪酸カルシューム板、石膏ボード板等）の表面に厚さ2mmの表面層を構成するようにコテ塗りし、さらに所定期間養生して乾燥させてから、漆喰の外観を評価した。

本塗布硬化試験では、硬化後の漆喰表面の平滑度が高く、ひび割れが少ないほど優れた外観として評価した。図３に示すように、実施例Ａ，Ｂ及び比較例Ａは外観が良であり、実施例Ｃ，Ｄ，Ｅ及び比較例Ｂ，Ｃは外観がやや良であり、比較例Ｄは外観がやや不良、比較例Ｅは外観が不良であった。

続いて、本実施形態に係る漆喰の吸放湿試験について説明する。図４〜図６は、吸放湿試験の結果を示す図である。本試験は、JIS A6909に準じて行っており、温度一定（23℃）で相対湿度を変化させたときの、当該雰囲気に設置された漆喰壁の重量変化から吸湿量を測定した。漆喰の塗り厚みは、全て2mmである。

図４は、実施例Ａ〜Ｃ及び比較例Ａの試験結果を示し、図５は、実施例Ｄ，Ｅ及び比較例Ａ，Ｂの試験結果を示し、図６は、比較例Ａ，Ｃ，Ｄの試験結果を示している。なお、比較例Ｅに関しては、上記塗布硬化試験において外観不良と評価されたように、漆喰の粘度が足りず壁に塗り付けても良好に硬化されなかった。このため、吸放湿量の測定を正しく行うことができず、比較例Ｅについては吸放湿試験を行っていない。

図４〜図６において、縦軸は吸湿量［g/m²］を示し、横軸は経過時間［h］を示している。本試験では、測定開始後、0〜24時間までは高湿度（90％）下に置いて吸湿させ、24〜48時間の間は低湿度（50％）下において放湿させている。

図４に示すように、活性アルミナを含まない比較例Ａに比べて、消石灰の一部を活性アルミナに置き換えた実施例Ａ〜Ｃのほうが、24時間経過時の吸湿量が200［g/m²］以上となるなど、吸放湿性能が大きく向上している。これは、同じ多孔質性の物質であっても、消石灰よりも活性アルミナのほうが吸放湿性能が優れているからであると考えられる。よって、漆喰の吸放湿性能を向上させるためには、活性アルミナの配合比率を上げるのが望ましい。

活性アルミナの配合比率が10重量％である比較例Ｂや、15重量％である比較例Ｃについてみると、図５や図６に示すように、24時間経過時の吸湿量が150［g/m²］を下回っており、実施例Ａ等と比べて吸放湿性能が低下している。よって、吸放湿性能を大きく向上させるためには、活性アルミナの配合比率が20重量％以上であることが望ましい。

一方、消石灰よりも活性アルミナのほうが吸収する水分が多いため、消石灰の代わりに活性アルミナの配合比率が大きくなると、漆喰が適切な粘度を出すのに十分な水分量を維持するには、活性アルミナの配合比率に合わせて、水の配合比率も大きくする必要がある。

しかし、活性アルミナ及び水の配合比率が大きくなり過ぎると、相対的に漆喰の主たる固化材である消石灰の配合比率が下がってしまい、硬化時に漆喰の強度が不足したり、外観が悪化したりする。

ここで、活性アルミナの配合比率が25重量％で消石灰の配合比率が41重量％である実施例Ｃによれば、実施例Ａ，Ｂと比べて吸放湿性能が優れているが、図３に示す塗布硬化試験において、やや良好な外観となって少し外観が荒れてくる。よって、活性アルミナの配合比率は25重量％以下であることが望まれる。

これに対して、活性アルミナの配合比率が28重量％である比較例Ｄや、30重量％である比較例Ｅについてみると、図３に示す塗布硬化試験において、やや不良や不良となっており、漆喰としての強度が不足していると考えられる。よって、漆喰の強度等を確保するためには、活性アルミナの配合比率が25重量％以下であることが望ましい。

以上、漆喰の吸湿性を向上させると共に、漆喰の強度等を確保するためには、活性アルミナの配合比率が20〜25重量％であるのが望ましい。ここで、消石灰についてみると、消石灰の配合比率が低下すると、上述したように、漆喰の強度が不十分となる。また、消石灰の配合比率が大きくなると、相対的に活性アルミナの配合比率が小さくなって漆喰の吸湿性が低下する。

また、水についてみると、水の配合比率が低下すると、漆喰の粘度が大きくなって、コテ塗りにおける作業性が大きく低下すると共に、塗られた漆喰の平滑度も低下して外観が悪化する。また、水の配合比率が大きくなると、硬化時にひび割れが発生して外観が悪化する。

よって、これらの点を考慮しながら、上記塗布硬化試験及び吸放湿試験の結果に鑑みれば、活性アルミナの配合比率が20〜25重量％の場合には、消石灰の配合比率が40〜55重量％、水の配合比率が25〜35重量％であるのが望ましい。

次に、実施例Ｄと実施例Ｅとを比較すると、消石灰、活性アルミナ、結合材及び水の配合比率は同じであるが、実施例Ｄでは、粒径50〜500μmの活性アルミナ粉末を配合しているのに対して、実施例Ｅでは、平均粒径が40μmの活性アルミナ粉末を配合している点で、両者は異なる。

図５を参照して、実施例Ｄと実施例Ｅの吸放湿試験結果を比較すると、実施例Ｄの方が、実施例Ｅよりも少し高い吸放湿性能を示している。したがって、漆喰の吸放湿性能を向上させるためには、平均粒径が40μmの活性アルミナ粉末よりも粒径50〜500μmの活性アルミナ粉末を配合したほうが望ましい。

次に、実施例Ａと実施例Ｄとを比較すると、消石灰、活性アルミナ、結合材及び水の配合比率は同じであるが、実施例Ａは板状結晶構造の消石灰を配合し、実施例Ｄは粒状結晶構造の消石灰が配合されている点で、両者は異なる。

図４と図５を参照して、実施例Ａと実施例Ｄの吸放湿試験結果を比較してみると、実施例Ａの方が、実施例Ｄよりも高い吸放湿性能を示している。したがって、漆喰の吸放湿性能を向上させるためには、消石灰は、粒状結晶構造よりも板状結晶構造のものを用いるほうが望ましい。これは、粒状結晶構造は、板状結晶構造に比べて結晶同士の隙間が大きくなってしまい、その分密度が低下してしまうからであると考えられる。

さらに、このように隙間が小さな板状結晶構造の消石灰であれば、混合時に隙間を充填するための水の量も少なくて済み、水の配合比率を抑えることができる。よって、硬化時の収縮率が小さくなり、漆喰の硬化に伴うひび割れを防ぐこともできる。また、板状結晶構造の消石灰の場合は、コテで塗る際に、板状結晶が一様に壁と平行に配列されるようになり、仕上りがよくなる。

続いて、本実施形態に係る断熱性試験結果について説明する。本試験では、実施例Ａと比較例Ａの熱伝導率を測定した。測定結果は、実施例Ａが0.4460kcal/mh℃であり、比較例Ａが0.5619kcal/mh℃であった。

これによると、活性アルミナ粉末を加えた漆喰の方が、熱伝導率が低くなっており、断熱性に優れているということがいえる。したがって、活性アルミナ粉末を配合した漆喰を壁材に用いることによって、夏は涼しく、冬は暖かい室内空間を実現することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、消石灰、活性アルミナ、結合材及び水の配合比率は適宜変更可能であり、また、他の材料をさらに加えても良い。

Claims

活性アルミナ粉末と、消石灰と、結合材と、水と、を前記活性アルミナ粉末の配合比率が20〜25重量％、前記消石灰の配合比率が40〜55重量％、前記水の配合比率が25〜35重量％で混合したことを特徴とする漆喰。
前記消石灰の粒子は板状結晶構造であることを特徴とする請求項１記載の漆喰。
前記活性アルミナ粉末の粒子は粒径が５０〜５００μmであることを特徴とする請求項１又は２記載の漆喰。