(57)【要約】  【課題】  珪藻土の調湿性能を最大限に発揮させつつ、かつ高い耐久性と扱い易さとを兼ね備える。  【解決手段】  １００μｍを超えないサイズに粉砕された軽焼マグネシアに、結晶水を有する塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウムのいずれかからなる硬化剤をほぼ同量配合したものに珪藻土を混合する。軽焼マグネシアと塩化マグネシウムとは、水を加えて混練すると結合して規則正しい針状結晶の固化物となって結合力が高くなり耐久性が向上する。また高い結合力によって、余剰水による収縮ひび割れ等が発生し難くなるために、珪藻土の混合率を高くできると共に珪藻土の粒子の細孔が塞がることを防止できるので、高い調湿性能を発揮できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００μｍを超えないサイズに粉砕された軽焼マグネシアと、
塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウムのいずれかからなる硬化剤と、
珪藻土とを含有する
ことを特徴とする調湿建材用混合物。
【請求項２】
請求項１において、上記塩化マグネシウムは、結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）であり、
上記硫酸マグネシウムは、結晶水を有する硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）であって、上記軽焼マグネシアに対する重量比が、それぞれ１：０．５〜１：１．５になっている
ことを特徴とする調湿建材用混合物。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、上記軽焼マグネシアに対する上記珪藻土の含有率は、重量比で少なくとも２０％であることを特徴とする調湿建材用混合物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの１において、更に高濃度塩化マグネシウムにより凝固しない高分子エマルジョンを固形物として、重量比で１０％を超えないように含有していることを特徴とする調湿建材用混合物。
【請求項５】
請求項４において、上記高分子エマルジョンは、ポリビニルアルコールの含有量が重量比で５％を超えない再乳化形粉末エマルジョンであることを特徴とする調湿建材用混合物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの１において、更に重量骨材、軽量骨材または繊維補強材料のいずれかの１を含有することを特徴とする調湿建材用混合物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの１において、更に尿素、キトサン、有機ベントナイト、ゼオライトおよびセピオライトの吸着物質のうち１〜３種類を、重量比で１０％を超えないように含有することを特徴とする調湿建材用混合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築物の壁に使用する調湿建材用の混合物に関し、特に塗布厚みが３ｍｍ以下の場合でも、２００ｇ／ｍ２以上の吸放湿性能を有する高吸放湿性の調湿建材用混合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば建築物の壁に使用する調湿建材の主原料として、珪藻土を用いることが広く知られている。珪藻土は、直径が１０〜１００μｍの粒子によって構成されるが、この粒子は、珪藻と呼ばれる植物性プランクトンの死骸が化石化したものであり、粒子の内部と外部とに通じる、直径が０．１〜１．０μｍの無数の細孔が形成されている。そしてこの微細な細孔を有する粒子からなる珪藻土は、湿気の多い空気に触れると水分を細孔に取り込み、逆に乾燥した空気に触れると、細孔に取り込まれた水分を放出する働きをすることから、優れた調湿材料として期待されている。
【０００３】
また最近では、この珪藻土が、シックハウスで問題とされているホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物を、無数の細孔の中に取り込む効果があると期待されている。
【０００４】
しかるに、このような効果が期待される珪藻土ではあるが、珪藻土自体は固化作用がなく、そのままでは建材として用いることができないので、バインダー（固化剤）として、消石灰やセメント、あるいは樹脂等を用いて建材として使用するのが一般的である。
【０００５】
ところで珪藻土のバインダーとして消石灰を使用するものについては、いわゆる漆喰に珪藻土を混入するものが、既に商品化されている。この漆喰は、古くから建材として使用されて信頼性の高いものではあるが、建材として使用するための混練に熟練を要し、もっと簡便に用いることができる手段が求められている。
【０００６】
そこでバインダーとして、メチルセルロースの他に、酢酸ビニルエマルジョンや、水系ウレタン樹脂等の樹脂系バインダーを使用する手段が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。またバインダーとして、ポルトランドセメント等の水硬性のセメントを使用する手段が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。すなわちポルトランドセメント等の水硬性のセメントをバインダーとして使用すると、合成樹脂等よりも耐久性が高いことに加えて、高強度の建材を実現できるという効果が得られる。
【特許文献１】特開２００３−３３６３７４号公報（第１-４頁）
【特許文献２】特開２００１−８９２２２号公報（第１−４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の手段には、次の改良すべき問題点があった。すなわちバインダーとして合成樹脂を使用すると、樹脂が珪藻土特有の細孔を塞いでしまい、珪藻土が本来有する調湿性能を十分生かせない。また合成樹脂は、紫外線による劣化等の経年変化による劣化速度が速く、合成樹脂の劣化によって珪藻土が飛散する可能性がある。すなわち上述したように、珪藻土は、直径が１０〜１００μｍの粒子で構成されており、いわゆる粉末状であって、バインダーである合成樹脂が劣化して固化機能が低下すると、まさに粉が飛散することになる。そしてこの珪藻土の飛散は、少量とはいえ、珪藻土の成分であるシリカ（二酸化珪素）を空気中に拡散することにもつながり、逆に健康に悪影響を及ぼす恐れも考えられる。
【０００８】
一方バインダーとして水硬性のセメントを使用すると、合成樹脂のような劣化がなく、上述したように耐久性を向上させることができるが、次の問題がある。すなわち珪藻土は、ほぼ自重と同量の水分を吸収する能力があるため、ポルトランドセメント等の水硬性のセメントと混練した場合には、この水硬性のセメントが固化するのに必要な水分を、珪藻土が吸収してしまうため、練りが硬くなって作業性が悪くなる。一方混練の際に水分を多くすると、珪藻土に蓄えられた水分がいわゆる余剰水となって、水硬性のセメントの強度を低下させるだけでなく、収縮が大きくなってひび割れが発生することにつながる。
【０００９】
このため一般的には、珪藻土を材料に対する重量比で１０％以下に抑えることで、ポルトランドセメント等の水硬性セメントの混練の際の、余剰水の軽減を図る等の対策がなされているが、結果として珪藻土の配合量が少なくなってしまい、高い調湿性能が発揮できなくなっている。また、セメントの硬化による板状あるいは粒状結晶が、珪藻土の細孔を塞ぐことによって、吸放湿性能を低下させる。このため２００ｇ／ｍ２以上の吸放湿性能を確保するためには、塗布厚さを５ｍｍ以上にしなければならないという制約がある。
【００１０】
また近年、シックハウス症候群の誘起物質として、建材、家具および接着剤等から放出されるホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼンあるいはパラジクロロベンゼン等の化学物質の室内濃度が問題になっているが、壁材に珪藻土を含有させることによって、この室内濃度を低減させる効果が期待される。しかるに珪藻土は、多くの細孔を有し極めて親水性が高いため、ホルムアルデヒドに関しては、一定の吸着効果があって室内濃度の低減効果が見られるものの、その他の化学物質に関してはあまり効果がない。
【００１１】
そこでアルデヒド類と反応が期待できる尿素やキトサン、或いは疎水性の低分子有機化合物を吸着する効果のある有機ベントナイト、ゼオライトおよびセピオライトから選ばれる１種類以上を混合物に加えることにより、化学物質の室内濃度の低減効果を得ることができる。ただしこれらを１０％以上添加することは、混合物が高価になるだけでなく、壁材の強度低下を招き、結果的に珪藻土の含有量を低下させて、吸放湿性能を低下させてしまうことになる。
【００１２】
そこで本発明の目的は、珪藻土の調湿性能を最大限に発揮させつつ、高い耐久性を有し、かつ扱い易い新たな調湿建材用の混合物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による調湿建材用混合物の特徴は、１００μｍを超えないサイズに粉砕された軽焼マグネシアと、塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウムのいずれかからなる硬化剤と、珪藻土とを含有することにある。この塩化マグネシウムは、結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）であり、またこの硫酸マグネシウムは、結晶水を有する硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）であって、これらの重量比は、上記軽焼マグネシアに対して、それぞれ１：０．５〜１：１．５になっていることが望ましい。
【００１４】
上記軽焼マグネシアに対する上記珪藻土の含有率は、重量比で少なくとも２０％であることが望ましい。この調湿建材用混合物には、更に高濃度塩化マグネシウムにより凝固しない高分子エマルジョンを固形物として、重量比で１０％を超えないように含有していることが望ましい。またこの高分子エマルジョンは、ポリビニルアルコールの含有量が重量比で５％を超えない再乳化形粉末エマルジョンであることが望ましい。上記調湿建材用混合物には、更に重量骨材、軽量骨材または繊維補強材料のいずれかの１を含有させることが望ましい。
【００１５】
また上述した調湿建材用混合物には、更に尿素、キトサン、有機ベントナイト、ゼオライトおよびセピオライトの吸着物質のうち１〜３種類を、重量比で１０％を超えないように含有させることが望ましい。
【００１６】
ここで「軽焼マグネシア」とは、いわゆる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であって、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、あるいは炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3 ：「マグネサイト」ともいう。）を主成分とする鉱物を、低温（８００〜１０００℃）で焼成分離し、１００μｍを超えないサイズに粉砕したものを意味する。また本発明の硬化剤である「結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ）とは、いわゆる苦汁（にがり）を意味する。
【００１７】
「珪藻土」は、吸湿性の高い乾燥品に限らず、焼成品も含む。また焼成品には、融剤（珪酸ソーダまたは炭酸ソーダ）を使用して、３０〜１００μｍ程度の白い粒子に焼き固めた融剤焼成品も含まれる。なおこの融剤焼成品は、食品分野において「ろ過材」として多く利用されている。
【００１８】
また「高分子エマルジョン」とは、ポリ酢酸ビニルエマルジョン、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）エマルジョン、アクリル系エマルジョン、およびＳＲＢラテックス等を意味し、「再乳化形粉末エマルジョン」とは、これらの「高分子エマルジョン」を粉末化したものを意味する。「重量骨材」とは、砂、カンスイ、及び硅砂等を意味する。また「軽量骨材」とは、パーライト、シラスバルーン、及びフライアッシュバルーン等を意味する。「繊維補強材料」とは、有機短繊維等を意味する。
【発明の効果】
【００１９】
１００μｍを超えないサイズに粉砕された軽焼マグネシアと、塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウムのいずれかからなる硬化剤と、珪藻土とを含有することによって、次の効果が得られる。すなわちこれらの混合物に水を加えて混練することによって、軽焼マグネシアが、塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウムと結合して規則正しい針状結晶の固化物となり、結晶が一様でないポルトランドセメント等の水硬性のセメントに比較して結合力が高くなる。このため珪藻土に吸収される水分が余剰水となっても、収縮によるひび割れ等が発生し難くなるので、結果として、珪藻土の含有率を高めることが可能になり、より調湿性能を向上させることができる。
【００２０】
また規則正しい針状結晶であるため、乾燥後の空隙が一様で、しかも珪藻土の粒子に形成されている細孔を塞ぐことがないので、珪藻土が有する調湿性能を損なうことがない。さらにポルトランドセメント等の水硬性のセメントと同様に耐久性が高く、合成樹脂のような劣化の懸念もないため、珪藻土の空気中への飛散を防止できる。
【００２１】
上述した塩化マグネシウムとして、結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）を使用し、あるいは硫酸マグネシウムとして、結晶水を有する硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を使用し、これらの軽焼マグネシアに対する重量比を１：０．５〜１：１．５とすることによって、次の効果が得られる。すなわち軽焼マグネシアと、それぞれ結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）または硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）とが程よく反応することによって、軽焼マグネシアが水のみと反応して水酸化マグネシウムのゲルを形成することを抑制でき、化学反応後の水分の蒸発による収縮を防止することが可能になる。
【００２２】
調湿特性を有する珪藻土の含有率を、軽焼マグネシアに対する重量比で、少なくとも２０％という高い値にすることにより、珪藻土を多量に含む高吸放湿性の調湿建材用混合物が実現でき、これにより優れた調湿性能を発揮させることが可能となる。
【００２３】
上述した調湿建材用混合物に、高濃度塩化マグネシウムにより凝固しない高分子エマルジョンを固形物として、重量比で１０％を超えないように更に含有させることによって、この高分子エマルジョンが接着助剤としての機能を発揮する。したがってこの調湿建材用混合物を水で練り、壁等への塗布材として使用する際に、下地が例えば石膏ボードであっても、この石膏ボードに対する十分な接着性を確保することができる。
【００２４】
上述した調湿建材用混合物に、更に重量骨材、軽量骨材または繊維補強材料のいずれかの１を含有させることによって、比較的大面積で厚塗りとなる場合にも、十分な強度を保つことができる。
【００２５】
また上述した調湿建材用混合物に、更に尿素、キトサン、有機ベントナイト、ゼオライトおよびセピオライトの吸着物質のうち１〜３種類を、重量比で１０％を超えないように含有させることにより、シックハウス症候群の誘起物質として、建材、家具および接着剤等から放出されるホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼンあるいはパラジクロロベンゼン等の化学物資の室内濃度を低減させる効果が期待される。さらにこれらの添加量を、重量比で１０％以下にすることによって、混合物のコストの増加や壁材の強度低下を回避できるため、珪藻土の含有量を減らす必要がなくなって、高い吸放湿性能を発揮させることができる。
【００２６】
なお本発明による調湿建材用混合物を、コンクリート壁やコンクリート天井面等に塗布することによって、これらのコンクリート面に調湿効果が備わるだけでなく、軽焼マグネシアと、塩化マグネシウムまたは硫酸マグネシウムとが、規則正しい針状結晶の固化物としてコンクリート面を覆うために、コンクリートの中性化を抑制でき、これによりコンクリートの耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明による高吸放湿性を発揮する調湿建材用混合物は、次を混合して形成する。
１．１００μｍを超えないサイズに粉砕した軽焼マグネシア
この軽焼マグネシアは、いわゆる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であって、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、あるいは炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3 ：「マグネサイト」ともいう。）を主成分とする鉱物を、低温（８００〜１０００℃）で焼成分離し、１００μｍを超えないサイズに粉砕したものを用いる。
【００２８】
２．結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ）
軽焼マグネシアと同等の重量を用いる。なお結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ）の替わりに、結晶水を有する硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を、軽焼マグネシアと同等の重量だけ用いてもよい。
【００２９】
３．珪藻土
乾燥品を軽焼マグネシアに対する重量比で２０％以上、好ましくは４０％程度用いる。なお白色の調湿建材用混合物が必要な場合には、融剤（珪酸ソーダあるいは炭酸ソーダ）を使用して、３０〜１００μｍ程度の白い粒子に焼き固めた融剤焼成品を用いる。
【００３０】
４．ポリビニルアルコールを重量比で５％以下含有する再乳化形粉末エマルジョン
下地が石膏ボード等の壁等への塗布剤として用いる場合には、ポリビニルアルコールを重量比で５％以下含有する再乳化形粉末エマルジョンを、接着助剤として調湿建材用混合物に対する重量比で５％用いる。なおこの再乳化形粉末エマルジョンの変わりに、高濃度塩化マグネシウムにより凝固しない高分子エマルジョンであるポリ酢酸ビニルエマルジョン、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）エマルジョン、アクリル系エマルジョンおよびＳＢＲラテックス等を、固形物として、調湿建材用混合物に対する重量比で５％用いてもよい。      
【００３１】
５．重量骨材、軽量骨材または繊維補強材料
上述した調湿建材用混合物を、比較的大面積で厚塗りする場合には、強度を確保するために、重量骨材、軽量骨材または繊維補強材料を、それぞれ適宜組み合わせて用いる。この重量骨材としては、砂、カンスイ、または硅砂等を、この軽量骨材としては、パーライト、シラスバルーン、またはフライアッシュバルーン等を、この繊維補強材料としては、有機短繊維等を用いる。ただしカンスイ以外は、色の問題があることや、これらの重量骨材等を混合すると、その分だけ珪藻土の含有量が低減するので、混合量は少なめにすることが望ましい。
【００３２】
６．化学物資の吸着物質
シックハウス症候群の誘起物質として、建材、家具および接着剤等から放出されるホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼンあるいはパラジクロロベンゼン等の化学物資の室内濃度を低減させる効果を発揮させるために、尿素、キトサン、有機ベントナイト、ゼオライトおよびセピオライトの吸着物質のうち１〜３種類を、重量比で１０％を超えないように含有させる。
【００３３】
次に上述した高吸放湿性を発揮する調湿建材用混合物の使用について説明する。すなわちこの調湿建材用混合物は、適量の水と混合して軟粘化させて、内装仕上げ材として壁等に塗布してもよいが、ポルトランドセメント等によって形成される鉄筋コンクリート建物において、内装を行う前のコンクリート壁やコンクリート天井面等に塗布してもよい。
【００３４】
塗布の方法としては、調湿建材用混合物を適量の水と混合して軟粘化させ、鏝塗りするのが望ましいが、作業改良材（例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム）を添加したものを吹き付けた後に、鏝押さえしてもよい。
【実施例】
【００３５】
図１に、本発明による高吸放湿性を発揮する調湿建材用混合物の吸湿性能について試験を行った結果を示す。
この試験の条件は、次のとおりである。
１．試験体
軽焼マグネシア１００に対して、結晶水を有する塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ）を重量比で８０に配合し、珪藻土を、軽焼マグネシア１００に対して、重量比で１５とした試験体Ａ、そして１００とした試験体Ｂの２種を、それぞれ準備した。なお、珪藻土の混合率を重量比で１５とした試験体Ａは、高吸放性を発揮させるためには、珪藻土を少なくともどの程度混合する必要があるかを確認するためであり、一方、珪藻土の混合率を重量比で１００とした試験体Ｂは、珪藻土の混合率をどの程度まで増加しても、亀裂等が発生しないかを確認するためである。
【００３６】
なお鏝塗りに対する作業性改良材として、メチルセルロースを軽焼マグネシア１００に対して１の重量比で添加した。そしてこれらの試験体を、それぞれ大きさ３０ｍｍ  ｘ  ３０ｍｍ、厚さ９．５ｍｍの石膏ボードの下地に、３ｍｍ厚さに塗布して、温度２０±２℃、相対湿度６５±５％の雰囲気中で３週間養生した。なお石膏ボードの側面と裏面とには、エポキシ樹脂を塗布して封緘した。
【００３７】
２．試験方法
ＪＩＳ  Ａ６９０９の試験方法により、吸湿性能を計測した。具体的には、次のとおりである。
（１）上述した２種の試験体を塗布した石膏ボードを、それぞれ温度２３±１℃、相対湿度４５±１〜２％の雰囲気中で４８時間保持したときの重量を、基調重量とする。
（２）次にそれぞれ温度２３±１℃、相対湿度９０±２％の雰囲気中で２４時間保持したときの重量の増加を計測し、この増加重量から１ｍ２当りの吸湿水分量（ｇ）を計算した。
（３）次にそれぞれ温度２３±１℃、相対湿度４５±２％の雰囲気中で２４時間保持したときの重量の減少を計測し、この減少重量から１ｍ２当りの放湿水分量（ｇ）を計算した。
（４）上述した（２）と（３）との試験を、引き続きもう一度繰り返して、それぞれ吸湿水分量（ｇ／１ｍ２）と放湿水分量（ｇ／１ｍ２）とを計算した。
（５）上述した（２）〜（４）の試験で求めた２つの吸湿水分量（ｇ／１ｍ２）と、２つの放湿水分量（ｇ／１ｍ２）との合計を平均して、吸放湿性（ｇ／１ｍ２）を求めた。
【００３８】
図１に示すように、珪藻土の混合率を、軽焼マグネシアに対する重量比で１５とした試験体Ａでは、吸放湿量は、１２８ｇ／１ｍ２にすぎず、好ましい吸放湿量である２００ｇ／１ｍ２以上を満たさなかった。この結果から、珪藻土の混合率を、少なくとも重量比で２０％以上にすることが望ましいことが判明した。
【００３９】
図１に示すように、珪藻土の混合率を、軽焼マグネシアに対する重量比で１００％とした試験体Ｂでは、吸放湿量は、４３５．９ｇ／１ｍ２と、好ましい吸放湿量である２００ｇ／１ｍ２以上を大幅に越える高い値となった。またこの試験においては、亀裂等は発生しないことが確認された。珪藻土の含有率を高めるとコストが増加するため、含有率を１００％という高い値にすることはコスト的に困難である。したがって実用上の範囲では、珪藻土の含有率を大きくしても、亀裂等は発生しないことが確認された。
【００４０】
なお従来技術との比較をすべく、ポルトランドセメント１００に対して、重量比で珪藻土６０、およびメチルセルロース１を混合した混合物を、上述したものと同様に石膏ボードに塗布した試験体を作成したが、養生後にひび割れを生じ吸放湿性の試験を実施することができなかった。すなわち従来技術では、珪藻土の含有率を高くし過ぎると亀裂等が発生するが、上述したように本発明による調湿建材用混合物では、珪藻土の含有率をそれ以上に高くして亀裂等が発生しないため、養生後のひび割れ等への対抗性が、大幅に向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明による高い吸放湿性能を有する調湿建材用混合物は、建築物の壁、天井面等の多様な建材に使用することができるので、建材および建設産業等において高い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】吸湿性能についての試験結果を示す数値表である。
【図１】
2006008444.tif 000003