JPH03109244A

JPH03109244A - 調湿性建築材と、抗菌・防カビ性を有する調湿性建築材およびそれらの製造法

Info

Publication number: JPH03109244A
Application number: JP24742489A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsumoto; 浩松本; Ryoichi Urayama; 良一浦山
Original assignee: SHINTOUHOKU KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: SHINTOUHOKU KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本願発明は、室内その他の建築空間において、その吸放
湿作用により、該空間内の調湿や結露防止を行ない、さ
らに必要な場合には、抗菌・防カビ等の機能を発揮する
新規な調湿性建築材料を提供するとともに、その製造法
に関するものである。

「従来の技術」湿度の高い我国では、従来より吸放湿性に富む木造土壁
建築が一般に採用されてきた。しかし、近年、新建材の
発達と不燃性建材の採用から吸放湿性の乏しい建材やコ
ンクリート壁等が直接家屋建造物の壁面を構成すること
が多くなった。

これらの建材は、水分吸脱着性がなく、熱伝導率が高い
ため、これを取り巻く空気の温度よりも冷却速度が速（
、空気よりも低温となる。したがって、空気中の湿度状
態によっては壁面に接する空気の温度は下がり、湿気は
飽和点に達して壁面に凝縮、結露して湿潤状態あるいは
水滴化される。

このような、水分は、カビやダニの発生を招き、人体や
住環境に被害をもたらす原因となっている。

従来の木質系建物では、吸湿緩和作用、断熱作用により
、前記のような被害はある程度避けることができたが、
その場合でも、梅雨期や冬期の暖房時期には壁面上に結
露の発生が見うけられる。

また、木材は、吸放湿性には経年劣化があり調湿作用が
な（なってい（し、耐火性、寸法安定性に欠けるという
欠点もある。

「発明が解決しようとする問題点」我が国では、多湿の時期である梅雨には、高温高湿の状
態となり、隙間の多い家屋はもちろん、近年よく見うけ
られる密閉度の高いマンションの中まで高温状態となる
。隙間が多い場合は拡散現象による侵入が原因であり、
密閉度が高い場合には、毎日起こる温度変化によって内
外の圧力変化差が生じ、これによって空気が出入りし、
それに伴なって湿気が動（ことが大きな原因となる。

また、秋から冬にかけて湿度が降下すると、密閉度が高
い空間はど相対湿度は上昇し、湿度が逃げ難くなって、
湿り方が大きくなる。このため、我が国の住宅は、湿気
による収納物の湿り現象の多発、結露による壁面の濡れ
やしみの発生、細菌やカビの繁殖などの被害が出やす（
、湿気が住環境を悪化させる大きな原因となっている。

このような現象は、美術館や博物館、ある種の倉庫など
の収蔵空間においても言えることである。もし、収蔵空
間がこのように湿度変化を起こしたら、たちまち収蔵物
に悪影響を及ぼすことになる。このため、収蔵空間を有
する所では、湿気防止対策が大きな技術的課題となって
いる。

その他、特定の業種の作業所や工場あるいは研究所など
でも、湿気を嫌ったり、一定の湿度を維持することが要
求される場所は、数多（ある。

これらの要請を満足させるために、普通は建物に空調設
備を備える等しているが、維持エネルギー用の経費がか
かる欠点がある。そこで、材質そのものに調湿作用があ
る建材があればという要請があり、各方面で研究してい
る。たとえば、セメントをバインダーとした松林を主体
としだ木剪ボード、硅酸カルシウムを主成分として天然
ゴム乳液とガラス繊維を混ぜて成形し、表面に木質系の
材料を貼着した物、硅酸カルシウム水和物を用いた板、
石膏・水・塩化カルシウムからなる壁パネルで系外に水
滴化して排出するシステム建材等がそれである。しかし
、これらはいずれも開発途中で、材料の耐久性や価格な
どに問題点があり、いまだ、要求が満たされない物であ
った。

発明者は、上記のような要請と問題点を解決すべく研究
しているうち、ゼオライトのもつ水分の吸脱着特性に着
目し、この特性を生かした建材の開発に成功したもので
ある。

「問題を解決する手段」本発明者は、上記のように問題点を解決するため、ゼオ
ライトを４００〜８００℃にて加熱処理し、表面積を太
き（活性化した場合の、次のような特性に着目したので
ある。

■　水分吸脱着性がある。

ゼオライトを空気中に放置したり、水分と接触させると
、容易に吸湿して結晶水を復元する性質がある。このよ
うに、ゼオライトの結晶水は他の含氷結品性物質の場合
と異なって、結晶構造の安定化にはほとんど関係なく、
結晶水の離脱と再結合が可逆的に起こる特徴がある。ま
た、水分の吸着量は６０ｗｔ％以上にも及ぶ。

■　水分吸着等による崩壊、構造変化がない。

水分吸脱着を繰り返したり、凍結や風水害等によって物
理的性質や、化学的性質に変化がない。

■　熱に強い。

構造的には、８００℃位まで安定であり、耐火性がある
。それ以上ではセラミック状に変化する。

■　耐薬品性がある。

ゼオライト構造物質がシリカ（Ｓｉｎ２）、アルミナＡ
　ｌ　ａ　Ｏａ　）なので、酸・アルカリ等薬品に強い
。

■　無害である。

有害となる物質が含まれておらず、物理的にも化学的に
も安定なので安全である。

■　イオン交換能がある。

ゼオライトのアルカリ金属イオンは水溶液中において他
の金属イオンと交換する特性がある。

本発明は、上記のようなゼオライトの特性を生かすため
、高温活性化処理したゼオライトを中心素材とする。こ
れに水硬性組成物と補強材を混合して建材用混練配合材
をとなし、当該建材用混練配合材を任意の形状に圧縮成
形して調湿作用のある新規な調湿性建築材となすもので
ある。また、当該調湿性建築材を構成するゼオライトに
金属イオンを担持させて、積極的に抗菌・防カビ作用を
付加するようにした点に特徴がある。

本願発明は、これらの新規な調湿性建築材とそれらの製
造法について、次のように発明を構成したものである。

特許を受けようとする第一発明は、調湿作用を有するよ
う高温活性化処理をしたゼオライトの粉状体または粒状
体を主原料とし、これに水硬性組成物であるセメントと
、補強材として水溶性樹脂硬化剤および／または補強繊
維を混練して建材用混練配合材となし、当該建材用混練
配合材を任意の形状に圧縮成形したことを特徴とする調
湿性建築材である。

ゼオライトの吸放湿は、温度依存性が大きい。

すなわち、温度の上昇に伴い放湿を行ない、温度の降下
により吸湿を行なう。ところが、密閉空間においては、
温度の変化により湿度の変化が起こる。すなわち、温度
が上昇することにより湿度が下がり、温度が降下するこ
とによって湿度が上がることになる。このため、ゼオラ
イトを主原料とした本調湿性建築材は、温度変化の中で
、密閉空間の湿度を一定に保つことができる。

また、温度差による結露発生の場合、ゼオライトの吸湿
量が飽和に達しても、ゼオライトの６０ｗｔ／％の高い
吸水性の機能を発揮し、結露を防ぐことになる。

しかも、ゼオライトは、吸放湿性等に経年劣化がなく、
耐火性や耐薬品性もあり、そのうえ無害であるので、建
築材としてきわめて適性をもっている。

また、本願発明は、水硬性組成物を入れることにより、
硬化成形といった製造が簡単に、しかも安価にできるよ
うにしたものである。さらにまた、これらに補強材を混
合するとともに、成形に際して、圧縮成形をすることに
よって、建材として必要な強度を確保するようにしたも
のである。

特許を受けようとする第二発明は、調湿作用を有するよ
う高温活性化処理をしたゼオライトに金属イオンを担持
させてなるゼオライトの粉状体または粒状体を主原料と
し、これに水硬性組成物であるセメントと、補強材とし
て水溶性樹脂硬化剤および／または補強繊維を混練して
建材用混練配合材となし、当該建材用混練配合材を任意
の形状に圧縮成形したことを特徴とする抗菌・防カビ性
を有する調湿性建築材である。

本発明は、ゼオライトのイオン交換能、すなわちゼオラ
イトのアルカリ金属イオンが水溶液中において他の金属
イオンとイオン交換する特性を生かし、金属イオンによ
る抗菌・防カビ機能をもったゼオライトとなし、これを
製造の際に混合成形することにより、積極的に抗菌・防
カビを行なうことができるようにしたものである。

特許を受けようとする第三発明は、調湿作用を有するよ
う高温活性化処理をしたゼオライトの粉状体または粒状
体を主原料とし、これに水硬性組成物であるセメントと
、補強材である水溶性樹脂硬化剤および／または補強繊
維と、水とを用意し、ゼオライト１００重量部とセメン
ト１０〜１００重量部と、水溶性樹脂硬化剤０〜５０重
量部もしくは補強繊維０〜１０重量部または水溶性樹脂
硬化剤と補強繊維の混合材０〜５０重量部と、水０〜１
００重量部を加え、よく混練して建材用混練配合材とな
した後、当該建材用混練配合材を任意の金型により、１
０〜４００ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”で圧縮成形するよう
にしたことを特徴とする調湿性建築材料の製造法である
。

本発明は、本願第一発明に記載する調湿性建築材の製造
法であって、建材用混練配合材料を製造する際の原料配
合をより明確にし、具体的に製造できるようにしたもの
である。

特許を受けようとする第四発明は、調湿作用を有するよ
う高温活性化処理をしたゼオライトに金属イオンを担持
させるように前処理した後、当該ゼオライトの粉状体ま
たは粒状体を主原料とし、これに水硬性組成物であるセ
メントと、補強材である水溶性樹脂硬化剤および／また
は補強繊維と、水とを用意し、ゼオライト１００重量部
とセメント１０〜１００重量部と、水溶性樹脂硬化剤０
〜５０重量部もしくは補強繊維０〜１０重量部または水
溶性樹脂硬化剤と補強繊維の混合材０〜５０重量部と、
水０〜１００重量部を加え、よく混練して建材用混練配
合材料となした後、当該建材用混練配合材を任意の金型
により１０〜４００ｋｇ／ａｍ”で圧縮成形するように
したことを特徴とする抗菌・防カビ性を有する調湿性建
築材の製造法である。

本発明は、本願第二発明にかかる抗菌・防カビ性を有す
る調湿性建築材の製造法である抗菌・防カビ性を有する
調湿性建築材の製造法である。

「実施例」まず、４００〜８００℃で、熱処理活性化された、０．
８ｍ／ｍの多孔性ゼオライトと水硬性組成物の白セメン
ト、補強材として、アクリルポリマー　ビニロン繊維、
水をミキサーにて均一に混合する。

各原料の配分値は、ゼオライト１００重量部に対して、
セメント３０〜５０重量部、水３０〜３３重量部、アク
リルポリマー０〜１０重量部、ビニロン繊維０〜１重量
部とした。

つぎに、１５０Ｘ１５０ｍ／ｍのフラットな金型を用い
て、２００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で、圧縮成形を行なった
。

その成形板を養生した後、１１０℃で強制乾燥した。

できた乾燥成形板を調湿性建築材として、恒温恒温機に
入れて、３０℃、ＲＨ４０％と、３０℃、Ｒ８９０％を
２４時間サイクルで繰り返し、その吸放湿率を測定した
。その結果は、別表１゜に記載する通り、吸放湿率が十
分にあることが解った。

つぎに、こうしてできた調湿性建築材の３０℃、Ｒ８９
０％での最大吸湿量を測定した。その結果は別表２．の
通りである。

さらに、４８時間水中含浸での最大吸水量を測定したと
ころ、別表３．の通りとなった。

更にまた、熱伝導率を測定したところ、別表４、の通り
となった。

そこで、つぎに、内装材としての調湿作用評価を行なっ
た。つまり、環境測定箱を用いて、約１ｍ３の密閉空間
を造り、その空間壁面の３５％の面積に上記調湿性建築
材を施工した施工図と、同形の無施工の環境測定箱（対
照区）とを用意し、両者に温湿度ユニットをセットして
比較した。

結果は、第１図、第２図に示す通りである。第１図によ
ると対照区の方は、日中の温度上昇にしたがって、相対
湿度の低下が起こり、温度の降下によって、相対湿度の
上昇が見られるのに対し、本発明にかかる調湿性建築材
を施工した試験区の方は、若干の変動はあるものの相対
湿度の変化の幅は極端に少な（、施工された調湿性建築
材による吸放湿作用が、相対湿度の変化をおさえている
ことが解る。

また、第２図は、相対湿度と温度の関係について、１日
の温湿度をプロットしたものであるが、試験区では、対
照区に対して、相対湿度の変化をおさえているのが理解
できる。

つぎに、第２発明のイオン交換による抗菌作用評価試験
を行なった。ゼオライトの特徴の１つであるイオン交換
能を利用しな、金属イオンを担持させることにより、積
極的に抗菌・防カビ機能を付与させるようにしたもので
ある。この機能は、金属イオンの担持により、触媒活性
作用が起き、活性酸素を極少量ずつ発生する機構により
、抗菌作用を行なうものである。

まず、金属担持ゼオライトの調整は、ゼオライトを別表
４．の各イオン交換液中に浸漬させて、２４時間常温で
反応させた後、濾過水洗いして、過剰のイオンを洗浄後
、１１０℃にて乾燥させ金属担持ゼオライトを調整する
。当該金属担持ゼオライトを用いて、成形した調湿性建
築材について、抗菌評価試験を行なったところ、別表５
．のようになった。いずれも阻止率、死滅率に顕著な効
果が認められた。

「効　果」斜上のように、本願発明の調湿性建築材は、いずれも、
ゼオライトのもつ調湿作用、吸水性、イオン交換性とい
った特性を活かしたものである。

第一発明の調湿性建築材は、優れた調湿作用と、高い吸
水性とにより、これを室内や収蔵空間等の壁面材として
用いることにより、室丙の調湿を行ない、結露を防止す
ることができる。しかも、水硬性組成物をバインダーと
して使用しているので、耐火性、耐腐食性、寸法安定性
に優れたものとなっている。

第二発明は、上記の調湿性建築材の特性に、さらに積極
的な抗菌・防カビ機能を付加したものである。

第三発明、第四発明は、それぞれ上記調湿性建築材また
は抗菌・防カビ機能を有する調湿性建築材の製造方法で
ある。ゼオライトは、我が国では数少ない豊富な資源で
あり、その価格が安い。そのため、本建材も安価にでき
るし、製造方法もセメントと水さえあれば簡単に硬化で
きるので、大量生産も可能である。

斜上のように、本願調湿性建築材は、従来の木質系、コ
ンクリート系の長所を兼ね備えたもので、しかも双方の
欠点を大きく改善できるものである。したがって、この
建材を用いて建築すれば、容易に快適空間、環境を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる調湿性建築材を内装材として
用いた場合の調湿作用評価を描いたもので、施工図と対
照区との２４時間湿度変化を記録したものであり、第２
図は、相対湿度と温度の関係について、１日の温湿度を
プロットしたものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）調湿作用を有するよう高温活性化処理をしたゼオ
ライトの粉状体または粒状体を主原料とし、これに水硬
性組成物であるセメントと、補強材として水溶性樹脂硬
化剤および／または補強繊維を混練して建材用混練配合
材となし、当該建材用混練配合材を任意の形状に圧縮成
形したことを特徴とする調湿性建築材料。
（２）調湿作用を有するよう高温活性化処理をしたゼオ
ライトに金属イオンを担持させてなるゼオライトの粉状
体または粒状体を、主原料とし、これに水硬性組成物で
あるセメントと、補強材として水溶性樹脂硬化剤および
／または補強繊維を混練して建材用混練配合材となし、
当該建材用混練配合材を任意の形状に圧縮成形したこと
を特徴とする抗菌・防カビ性を有する調湿性建築材料。
（３）調湿作用を有するよう高温活性化処理をしたゼオ
ライトの粉状体または粒状体を主原料とし、これに水硬
性組成物であるセメントと、補強材である水溶性樹脂硬
化剤および／または補強繊維と、水とを用意し、ゼオラ
イト１００重量部とセメント１０〜１００重量部と、水
溶性樹脂硬化剤０〜５０重量部もしくは補強繊維０〜１
０重量部または水溶性樹脂硬化剤と補強繊維の混合材０
〜５０重量部と、水０〜１００重量部を加え、よく混練
して建材用混練配合材料となした後、当該建材用混練配
合材を任意の金型により、１０〜４００ｋｇ／ｃｍ＾２
で圧縮成形する様にしたことを特徴とする調湿性建築材
料の製造法。
（４）調湿作用を有するよう高温活性化処理をしたゼオ
ライトに金属イオンを担持させるように前処理した後、
当該ゼオライトの粉状体または粒状体を主原料とし、こ
れに水硬性組成物であるセメントと、補強材である水溶
性樹脂硬化剤および／または補強繊維と、水とを用意し
、ゼオライト１００重量部とセメント１０〜１００重量
部と、水溶性樹脂硬化剤０〜５０重量部もしくは補強繊
維０〜１０重量部または水溶性樹脂硬化剤と補強繊維の
混合材０〜５０重量部と、水０〜１００重量部を加え、
よく混練して建材用混練配合材料となした後、当該建材
用混練配合材を任意の金型により、１０〜４００ｋｇ／
ｃｍ＾２で圧縮成形する様にしたことを特徴とする抗菌
・防カビ性を有する調湿性建築材料の製造法。