(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー状の原料を抄造し硬化させて、調湿性を有する抄造建材を製造する方法であって、
調湿材を含有しない原料が水に分散されてなるスラリー状原料を抄造して含水状態の基材層を形成する工程と、
前記抄造され含水状態の基材層の表面に、バインダーを含む調湿材を堆積させて調湿材層を形成する工程と、
前記基材層と調湿材層との積層物を硬化させる工程と、
を含む調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項２】
前記調湿材層の形成工程と前記積層物の硬化工程との間に、
前記基材層と調湿材層との積層物を加圧成形する工程を含む
請求項１に記載の調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項３】
前記調湿材が、ゼオライト、セピオライト、木炭、活性炭、パルプスラッジ炭、フェライト入り炭、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化リチウム、ケイ酸ソーダ、イソブチレン無水マレイン酸系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、グラフト化デンプン、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポバール、ＣＭＣ、ポリエチレンオキサイド、澱粉、アタバルジャイト、モンモリロナイト、ゾノトライト、活性白土、稚内珪藻頁岩からなる稚内珪藻土、シリカゲル、木材、パルプからなる群から選択された少なくとも１種である
請求項１に記載の調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項４】
前記調湿材が、炭と不燃性の調湿材とを含む
請求項３に記載の調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項５】
前記調湿材が、粒径０．２〜５mmの粉粒状をなす
請求項１〜４の何れかに記載の調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項６】
前記調湿材が、１種または複数種の物質を造粒してなる造粒物である
請求項１〜５の何れかに記載の調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項７】
前記スラリー状原料が、セメント、粘土、石膏、繊維と有機バインダーとの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１種を含む
請求項１〜６の何れかに記載の調湿性抄造建材の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の方法で得られる調湿性抄造建材であって、
調湿材を含有しないスラリー状原料から抄造されてなる基材層と、
前記基材層の表面に積層された、調湿材とバインダーとを含有する調湿材層と
を備え、
前記基材層と調湿材層とが、互いの境界部分では互いの材料が一部混在した状態になっている
調湿性抄造建材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の壁材などとして利用され、スラリー状の原料を抄造して、板状などに成形したあと、硬化させて得られる抄造建材であって、特に調湿性を高めた調湿性抄造建材の製造方法と、この製造方法で得られる調湿性抄造建材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄造建材の具体例として、石綿スレート板がある。石綿スレート板は、石綿およびセメントなどの原料を比較的大量の水と混合してスラリー状にし、このスラリーを紙のようにすき取って、板状の成形板を作製し、この成形板を一定時間養生してセメントの水硬作用により硬化させる。
【０００３】
石綿の代わりに、製鉄スラグウールを用いるスラグ板や珪酸カルシウムを用いるケイカル板、木毛を用いる木毛セメント板なども、石綿スレート板と同様の抄造技術を用いて製造される。これらの抄造建材は、建築物の内外壁面の仕上げ材などに広く利用されている。
石綿スレート板などを建築物の室内壁面を構成する建材として利用する場合、湿気を吸収したり放出したりする調湿性を要求される場合がある。建材の材料そのものにもある程度の調湿性を有する場合があるが、さらに高い調湿性を要求される場合には、原料に吸放湿性に優れた調湿材を配合することが考えられる。
【０００４】
調湿材としては、ゼオライトや珪藻土などの多孔質構造を有する材料の粉粒が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、抄造建材の原料に調湿材の粉粒を配合しておくと、原料スラリーの製造段階で、大量に存在する水を調湿材が吸収してしまう。
大量の水を吸収した調湿材粉体が膨潤すると、原料スラリーの流動性を大幅に低下させてしまい、抄造作業が非常に行い難くなる。調湿材は保水性が極めて強いため、抄造後の濾水あるいは脱水に長い時間がかかり、生産能率が低下してしまう。
【０００６】
抄造後にプレス成形して迅速な脱水を行おうとしても、調湿材に保持された水分は圧力をかけても脱水され難く、乾燥および養生硬化に長い時間がかかってしまう。
さらに、大量の水分を含有する調湿材は、乾燥あるいは養生硬化工程で水分を放出すると大きな収縮を起こし、製造される抄造建材の寸法形状が不正確になったり変形したり無理な残留応力が生じたりして、建材としての仕上がりや性能にも悪影響を与える。
【０００７】
本発明の課題は、調湿材を用いて抄造建材の調湿性を向上させるとともに、製造を能率的に行い、品質性能に優れた調湿性抄造建材を得ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る調湿性抄造建材の製造方法は、スラリー状の原料を抄造し硬化させて、調湿性を有する抄造建材を製造する方法であって、調湿材を含有しない原料が水に分散されてなるスラリー状原料を抄造して含水状態の基材層を形成する工程と、前記抄造され含水状態の基材層の表面に、バインダーを含む調湿材を堆積させて調湿材層を形成する工程と、前記基材層と調湿材層との積層物を硬化させる工程と、を含む。
【０００９】
〔基材〕
通常の抄造建材と同様の原料が用いられる。例えば、石綿スレート板の場合には、セメントと石綿が主原料である。スラグ板にはスラグウール、木毛セメント板には木毛、ケイカル板には珪酸カルシウムがそれぞれ用いられる。パルプや木片を配合するものもある。セメントの代わりに石膏を用いれば石膏ボードとなる。硬化材料として粘土を用いることもできる。天然あるいは合成の繊維と有機バインダーを組み合わせて硬化させることもできる。これらの主原料に加えて、その他の骨材や硬化促進剤、着色剤などの各種添加剤も配合できる。
【００１０】
基材を構成する原料は、水に溶解あるいは分散させて、スラリー（泥漿）の状態で抄造する。
但し、従来の抄造建材ではスラリー状原料に配合されていた調湿材については、本発明の場合には配合しない。なお、調湿材とはされていない原料成分にも若干の水分吸収性を有する材料はあるが、このような材料は、抄造建材の製造を阻害したり品質性能を低下させることはないので、本発明における調湿材には包含されず、基材のスラリー原料に配合しておいても差しつかえはない。
【００１１】
スラリー状原料は、通常の抄造装置を用いて、板状などの所定形状に抄造されて、基材層が形成される。抄造により、スラリー状原料からは過剰の水分が漉し取られる。基材層の形状は、単純な平板状のもののほか、波板状などの凹凸や曲面を有する形状に抄造することもできる。
抄造作業を抄造コンベアなどを用いて連続的に行えば、帯状の基材層を連続的に作製することができる。帯状の基材層を裁断すれば単板が得られる。勿論、単板状の基材層を抄造することもできる。
【００１２】
〔調湿材〕
調湿材は、周囲の環境との湿度の違いによって、内部に水分を取り込む吸湿性と内部の水分を外部に放出する放湿性とが可逆的に発揮される材料である。通常の建築材料などに利用されている調湿材が用いられる。
調湿材は、粉粒体あるいは繊維状、細片状をなすものが、堆積による調湿材層を作製などの取扱いが行い易い。粉粒体として、粒径０．２〜５mmの粉粒状をなすものが好ましく、粒度２mm以下のものがより好ましい。調湿材の粒径によって、抄造建材の表面質感に違いが生じ、意匠的な効果を発揮させることができる。微細な孔を有する多孔質材料が、調湿性に優れるので好ましい。
【００１３】
調湿材として、以下の物質が使用できる。ゼオライト、セピオライトなどが包含される多孔質鉱物。木炭、活性炭、パルプスラッジ炭、フェライト入り炭などが包含される炭。塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化リチウム、ケイ酸ソーダなどが包含される潮解性化合物。イソブチレン無水マレイン酸系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、グラフト化デンプンなどが包含される不溶性高吸水性樹脂。グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポバール、ＣＭＣ、ポリエチレンオキサイド、澱粉などが包含される水溶性高分子。アタバルジャイト、モンモリロナイト、ゾノトライト、活性白土などが包含される粘土鉱物。稚内珪藻頁岩からなる稚内珪藻土などの珪藻土。シリカゲル。木材。パルプ。これらの物質群の中から、少なくとも１種、必要に応じて複数種を組み合わせて使用することができる。
【００１４】
炭は、脱臭性やガス吸着性、帯電防止性、イオン調整機能などにも優れている。特に、ガス吸着性の点で、通常の無機材料のようにガスの種類に対する選択性が少なく、多種類のガス成分を効率的に吸着できるので好ましい。
炭として、通常の粉粒炭のほか、各種木材あるいは木質材の炭化物、食品，パルプ，紙などの廃棄物を炭化処理したものなど、各種の炭化物を用いることができ、調湿性および脱臭性に優れたものとなる。食品廃棄物は、人体に対する安全性に優れている。食品廃棄物として、コーヒー、茶、おから、食物等を用いることができる。
【００１５】
調湿材として、調湿機能の他に脱臭機能や防カビ機能などを有する材料を用いることもできる。
粉粒体として、天然鉱物や人工的に合成された無機物を用いることができ、不燃性、防火性に優れたものとなる。無機物からなる多孔質の粉粒体として、バランスの採れた調湿性能と脱臭性能を付与するには、例えば平均細孔半径が２０〜１００Åで比表面積が２０〜２００m2／ｇのもの、好ましくは２０〜６０Åで比表面積が２０〜２００m2／ｇのものが使用される。
【００１６】
粉粒体の形状は、粉末状および／または粒状であれば、不定形、球状、棒状、楕円球状などいずれでも良い。
粉粒炭として、バランスの採れた調湿性能と脱臭性能を付与するという点を考慮すると、たとえばその平均細孔半径が１．５〜１００Åで比表面積が５０〜６００m2／ｇのもの、好ましくはその平均細孔半径が１０〜５０Åで比表面積が１００〜３００m2／ｇのものが使用される。
【００１７】
粉粒炭と前記無機物からなる多孔質の粉粒体とを組み合わせることで、バランスのとれた調湿性能および脱臭性能が発揮できる。無機多孔質粉粒体と粉粒炭との合計量に対する粉粒炭の割合は、２０〜８０重量％であることが好ましい。粉粒炭の割合が８０重量％を越えるときには、吸湿した水分をなかなか放出せず、調湿性能の欠如をきたし、結露発生などの問題が生じる。粉粒炭の割合が２０重量％未満では、粉粒炭に顕著な効果である、脱臭効果や地球に対するマイナスイオン効果、人間に対する健康的な環境の維持効果などの改善が行い難い。
【００１８】
調湿材として、前記した調湿材となる物質を１種または複数種組み合わせて造粒してなる造粒物を用いることができる。造粒物を用いることで、取扱いの難しい微粉状の原料が使用し易くなる。調湿材の粒径を均一化させて安定した性能を発揮させ易くなる。機能の異なる材料を均一に配合しておくことができ、相乗的な機能を発揮させ易く、抄造建材において調湿材層が配置された表面の特性が安定する。粉塵爆発や火災などの問題を起こし易く取扱いが難しい炭などに不燃性の無機材料を組み合わせれば、取扱いが行い易くなり、調湿材に炭を用いた抄造建材の不燃性を向上できる。
〔調湿材の積層〕
前記抄造工程でスラリー状原料から基材層が形成されたあと、基材層の表面に調湿材を堆積させて調湿材層を積層させる。
【００１９】
調湿材とバインダーを混合して基材層の表面に堆積させることができる。バインダーとして、セメントや石膏、粘土などの硬化性材料を用いることができる。バインダーには、前記セメントなどの無機材料および高分子などの有機材料が使用できる。バインダーの種類や配合割合によって、強度や調湿性などの特性を調整することができる。
【００２０】
基材層を抄造後に直ちに調湿材を堆積させてもよいし、抄造後の基材層をある程度まで濾水してから調湿材の堆積を行うこともできる。
調湿材層の厚みは、抄造建材に付与すべき調湿機能の程度に合わせて設定することができる。調湿材層の厚みが分厚すぎると、抄造建材としての基本的な強度特性などが低下することになるので、調湿機能を付与するのに必要かつ十分な厚み範囲に設定するのが好ましい。具体的な調湿材層の厚みは、調湿材の種類などの条件によっても異なるが、０．５〜１０mm程度が好ましい。
〔積層物の硬化〕
基材層と調湿材層とが積層された積層物は、通常の抄造建材の製造方法と同様の工程を経て抄造建材が製造される。
【００２１】
水分を含有する基材層に積層された調湿材層は、基材層側の水分を吸収することで、ある程度の含水状態になり、調湿材同士および調湿材層と基材層とが一体的に接合される。調湿材層にバインダーが混在していれば、バインダーの硬化作用によって一体化を促進させたり一体性を向上させることができる。
積層物は、そのまま養生することで水硬性のセメントなどの硬化作用が発揮され、抄造建材を得ることができる。養生工程で必要に応じて加熱を行い硬化を促進させることができる。養生を行う前に、余分の水分を除去する乾燥工程を行うことができる。乾燥工程は、通常の加熱乾燥炉などを用いて行われる。
【００２２】
積層物を養生硬化させる前に加圧成形することができる。加圧成形は、数１０kg/cm2〜数１００kg/cm2の圧力をかけることができる。加圧成形によって、基材層と調湿材層との一体化が促進される。また、迅速な脱水を図り、緻密な構造が得られ、正確な形状への成形が可能になる。抄造作業だけでは形成困難な複雑な形状を成形することもできる。加圧成形には、通常のプレス成形装置が用いられる。
【００２３】
積層物として、基材層と調湿材層のほかに、紙や不織布などの層を積層しておけば、加圧成形工程あるいは養生硬化工程で、紙層なども一体接合された抄造建材を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は抄造建材の製造装置を示している。
セメント、スラグウールなどの原料を水に分散配合したスラリー状原料１２が、原料槽１０に収容されている。
原料槽１０には、抄造コンベア２０の一端が配置されている。抄造コンベア２０はメッシュ材料などからなり、抄造コンベア２０は原料槽１０の斜め上方に延び、さらに水平方向につづいている。
【００２５】
抄造コンベア２０を作動させると、抄造コンベア２０の上面にスラリー状原料１２がすくい上げられて層状に堆積しながら基材層１４を形成して順次移動していく。抄造コンベア２０は透水構造であるため、スラリー状原料１２から水分が脱落していく。
原料槽１０から出て水平方向に走行する抄造コンベア２０の上方には、ホッパー３０が配置されている。ホッパー３０には、粉粒炭などの調湿材とバインダーの混合物３２（以下、調湿材３２と略す。）が収容されている。抄造コンベア２０とともに走行する基材層１４の表面に、調湿材３２が散布されて堆積していく。
【００２６】
基材層１４の表面に堆積した粉粒状の調湿材層３４は、基材層１４の水分を吸収することで、粒子同士が互いに接合して一体化すると同時に基材層１４に対しても接合一体化される。
このようにして得られた基材層１４と調湿材層３４との積層物は、一定の長さ毎に裁断されたあと、プレス成形装置に送り込まれ、加圧成形されることで迅速に脱水され、緻密で正確な形状の成形体が得られる。
【００２７】
成形体は、通常の乾燥工程および養生工程を経て硬化し、板状の抄造建材が得られる。
図２に示すように、抄造建材Ｐは、基材層１４の表面に調湿材層３４が一体的に接合された構造を有している。基材層１４と調湿材層３４との境界部分では互いの材料が一部混在した状態になって強く一体結合されている。
【００２８】
抄造建材Ｐを使用する際には、通常の抄造建材と同様に施工すれば良いが、建築物の室内空間など調湿機能を発揮させたい側の面に抄造建材Ｐの調湿材層３４が配置されるようにして施工すれば、調湿材層３４による調湿機能を効率的に発揮させることができる。
〔調湿材３２の具体的配合〕
配合例１：
稚内珪藻土              ７０％
ポリプロピレン繊維    １．０％
セメント                ２９％
配合例２：
稚内珪藻土              ５０％
ポリプロピレン繊維    ０．５％
セメント            ４９．５％
上記した配合例１、２の調湿材３２を用いて、前記した実施形態のようにして、抄造建材Ｐを製造したところ、調湿材層３４と基材層１４との一体性に優れ、調湿性能にも優れたものが得られた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の調湿性抄造建材は、調湿材を含有しないスラリー状原料で基材層を抄造したあとで、基材層の表面に調湿材層を積層するので、スラリー状原料の調製過程あるいは抄造過程で、吸水性の高い調湿材による問題の発生が解消される。ある程度の水分を含有する基材層に調湿材層を積層すれば、調湿材層が水分を吸収することで調湿材層および基材層を接合一体化させるので、特別な接合一体化のための材料や処理工程を行う必要がない。抄造建材の表面に調湿材層を配置できるので、調湿材の調湿機能を効率的に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す抄造装置の概略構造図
【図２】抄造建材の断面構造図
【符号の説明】
１０  原料槽
１２  スラリー状原料
１４  基材層
２０  抄造コンベア
３０  ホッパー
３２  調湿材
３４  調湿材層
Ｐ    抄造建材
【図１】
0003683726.tif 000002
【図２】
0003683726.tif 000003