(57)【要約】      （修正有）【課題】快適な居住空間の実現が可能な、優れた調湿機能と消臭機能を兼備した新規な建築部材を提供する。【解決手段】無機結合剤２０〜８０ｗｔ％と、比表面積が１００ｍ２／ｇ以上の珪質頁岩８０〜２０ｗｔ％に、更に水系バインダーと水を加えて成型したハニカム構造体３を部材面の一部に配設し、建築部材とした。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
無機結合剤２０〜８０ｗｔ％と、比表面積が１００ｍ２／ｇ以上の珪質頁岩８０〜２０ｗｔ％に、更に水系バインダーと水を加えて成型したハニカム構造体を一部に配設したことを特徴とする建築部材。
【請求項２】
ハニカム構造体が、無機結合剤及び珪質頁岩に更に活性炭を１０〜５０ｗｔ％配合したものであることを特徴とする請求項１記載の建築部材。
【請求項３】
建築部材がドアである請求項１記載の建築部材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、珪質頁岩を主材としてなるハニカム構造体を部材面の一部に配設した、高い調湿機能と消臭機能を兼備した建築部材に関する。
【背景技術】
【０００２】  我が国は、四方が海に囲まれ、中緯度で気団の勢力変化が大きい位置にある関係で、一年を通して比較的温暖ではあるが、居住環境は四季によって大きく左右され、夏季の高温多湿期にはじめじめした日が続きカビやダニが発生しやすいのに対し、冬季は暖房設備の普及によって室内が乾燥しウイルスの活動が活発になって風邪や皮膚トラブルを発症しやすくなるなど、決して快適な居住空間とは言えないのが現状である。こうした我が国特有の気象環境下において、居住空間の湿度変化を抑えて少しでも快適な生活が送れるよう、古くから一般住居には土壁造りや木造造りといった特有の建築技法が取り入れられてきたが、生活が豊かになるにしたがって快適な居住空間を求めるニーズもますます強くなっている。【０００３】  こうしたニーズに応えるべく、最近では床下に備長炭を敷設したり、調湿効果に優れる珪藻土を間仕切り壁に練り込んだり、更には活性炭を配合したハニカム構造体を建築部材の一部に組み込むといった工法が提案されているが（特許文献１〜２）、これらいずれの提案も多少の効果は見られるものの、決して満足できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４３０９５号公報
【特許文献２】特開２００１−２８８８３１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  本考案は、快適な居住空間の実現が可能な、優れた調湿機能と消臭機能を兼備した新規な建築部材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本考案者等は、上記課題を解決するには建築部材そのものに調湿機能や消臭機能を兼備させることが、工期の短縮化や部材費用等の点で最善との結論に至り、かかる観点から建築部材の意匠性と機能性の最適化について鋭意検討したところ、特定の比表面積をもった珪質頁岩を主材とするハニカム構造体を建築部材の一部に配設することで、優れた調湿機能と消臭機能を意匠性を損なうことなく両立できることを突き止め考案を完成させるに至ったものである。【０００７】  即ち、本考案のうちの第１の考案は、無機結合剤２０〜８０ｗｔ％と、比表面積が１００ｍ２／ｇ以上の珪質頁岩８０〜２０ｗｔ％に、更に水系バインダーと水を加えて成型したハニカム構造体を一部に配設したことを特徴とする建築部材であり、第２の考案は上記ハニカム構造体が、無機剤及び珪質頁岩に更に活性炭を１０〜５０ｗｔ％配合したものであることを特徴とする建築部材であり、また第３の考案は上記建築部材がドアである建築部材である。
【考案の効果】
【０００８】  本考案によれば、建築部材の一部を、微細孔の中でもとりわけ高い吸放湿特性と消臭特性を有すると言われている２〜２５ｎｍ程度のメソポア細孔を多く含有する特定の珪質頁岩を主材としてなるハニカム構造体で構成しているため、かかる建築部材を用いることで優れた調湿機能と消臭機能が発揮され、これまでにない快適な居住空間を実現させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】は、本考案においてハニカム構造体を建築部材に配設する際の組み立て例を示す斜視図であり、
【図２】は、ドアに配設した場合の正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】  以下、本考案について詳しく説明する。
【００１１】  本考案で使用する珪質頁岩は、珪藻質泥を根源とした堆積物であるが、結晶化による硬質化が進んだ固くて割れやすい頁岩であり、通常の珪藻土と呼ばれている珪藻泥岩に属しながらも、特有の性状を有することから珪藻土とは区別して扱われるケースが多い。即ち、珪藻土とは、およそ１０００万年前に海や湖沼などに大量に生息していた藻類の一種である珪藻プランクトンが泥といっしょに堆積してできた岩石を粉砕したものであるのに対し、珪質頁岩はこの珪藻土が地殻変動等により地中で圧力や熱の影響を受けて溶解した後、再び沈殿して微細な多孔質状に結晶化したものである。中でも、北海道天北地方から産出される稚内層珪質頁岩は、７〜２０ｎｍにシャープな細孔径分布を持ち、全細孔容積が０．０８〜１．２ｍｌ／ｇ、比表面積が３０〜１８０ｍ２／ｇであるなど、その内部に水蒸気を吸放出しやすいと言われる１０ｎｍ程度の微細なメソポア細孔を多数含有するという特有の性質を有している。かかる稚内層珪質頁岩は、後述する表１に例示のように通常の珪藻土に比べておよそ５〜８倍もの比表面積と全細孔容積を有することから、近年、調湿機能材として主に建材分野への利用が提案され、その吸放湿特性は相対湿度を常に６０％ＲＨ前後に自立的に制御するという特性を有する。
【００１２】  また、本考案で使用する珪質頁岩は、弱酸性の二酸化珪素を主成分とする関係で、塩基性ガスに対して高い吸着能を有する。この珪質頁岩の高いガス吸着能は、通常の細孔表面へのガス吸着効果に加えて、珪質頁岩特有の前記した高い水分吸収力によって蓄えられた細孔内の凝縮水へのガス溶解によって引き起こされるものと考えられ、とりわけアンモニアやアセトアルデヒド等の水溶性ガスに対して高い吸着能、即ち消臭能を有するもので、かかる特性は微細な細孔を多数有し高い水分吸収能を持つ本願珪質頁岩特有のものである。
【００１３】  本考案の珪質頁岩は、原石を粉砕した後に得られる粉体を、必要により５００〜９００℃の温度で焼成することにより得られる。原石の粉砕は、ハンマークラッシャーやジョークラッシャー、ロールクラッシャーなどで行い、成形時のハンドリング性を考慮すると平均粒径１〜１０００μｍ程度に粉砕したものが好適である。
【００１４】  また本考案では、上記珪質頁岩の細孔内の少なくとも一部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩及び珪酸塩等から選ばれる少なくとも１種のアルカリ化合物を担持することで、吸放湿特性や消臭機能を向上させたものでも差し支えない。
【００１５】  本考案では、上記珪質頁岩の中でも、比表面積が１００ｍ２／ｇ以上、好ましくは１１０ｍ２／ｇ以上のものであり、中でも全細孔容積が０．１〜１．０ｍｌ／ｇの稚内層珪質頁岩が好ましい。これは比表面積が上記より小さいと、吸着容量が不足してケルビンの毛細管凝集理論から、特に高湿度域での水分吸着能が悪化して調湿機能が低下するといった弊害が生じるほか、消臭機能も低下を余儀なくされる。
【００１６】  本考案の建築部材は、上記珪質頁岩を主材とするハニカム構造体を一部に組み込んだものあるため、調湿機能に優れ、湿度コントロールによる結露・カビの発生やダニの繁殖抑制、更にアレルギー性疾患や乾燥性アトピー皮膚疾患の発生源となる細菌や微生物の発生が抑えられるほか冬期にはインフルエンザの感染が抑えられるなど健康な室内環境の創出に有効である。また、ハニカム構造体の優れた消臭機能により、たばこ臭やペット臭、排せつ臭等の不快な生活臭の消臭にも優れた効果が発揮されるほか、意匠性の点でも和風、洋風を問わず、これまでにない高い建築デザイン性が得られるなど、数々の優れた効果を奏する。
【００１７】  本考案で使用するハニカム構造体は、無機結合剤８０〜２０ｗｔ％と、上記珪質頁岩２０〜８０ｗｔ％に更に水溶性バインダーと水を加えて適度な硬さの坏土とした後、押出成形してハニカム構造となし、更に乾燥、焼成等の工程を経て得られるものである。ここで、無機結合剤としては、木節粘土や蛙目粘土、スメクタイト等の粘土質のものやセピオライト、アルミナセメント、活性白土、ゼオライト等の結合剤としての機能を有するものであれば如何なるものも使用できるほか、本考案の目的を阻害しない範囲で活性炭やカオリン、シリカ、石膏等を適宜添加することも可能である。特に活性炭を１０〜５０ｗｔ％添加したものは、外観色が黒色を呈することから重厚感の高い意匠性が得られるほか、硫化水素やメチルメルカプタン等の消臭能を更に向上させるといった効果を発揮するもので、活性炭の添加量が上記範囲より少ないと意匠性や消臭能が低下するのに対し、添加量が多すぎると強度低下を余儀なくされるという問題が生ずる。
【００１８】  また、水溶性バインダーとしてはカルボキシメチルセルロースやメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等が挙げられ、これらバインダーや水を配合することで押出成型時の保形性や流動性が向上し、クラックやひび割れのない高精度なハニカム構造体を成形することができる。尚、水溶性バインダーの添加量は３〜１５ｗｔ％が、また水の添加量は１０〜８０ｗｔ％程度が好ましい。また更にグリセリンやポリアルキレン系化合物、ソルビタンエステル化合物等の一般周知の成形助剤を適宜用いても差し支えないことは言うまでもない。
【００１９】  ハニカム構造体の成形方法としては押出成形が好ましく、坏土を先端にハニカム状の金型を取付けた押出成形機に投入してハニカム形状に成形する。その後、マイクロ波乾燥を経て、６００〜１０００℃の温度で焼成し、適当な長さに切断して得られるものである。
【００２０】  本考案で使用するハニカム構造体は、セル数（単位；セル／ｉｎ２）が強度や調湿、消臭機能等を考慮して２０〜４００、好ましくは５０〜３００であり、その格子形状は円形、正方形、長方形、菱形、六角形等が例示できるほか、ハニカム構造体の外形形状は四角形や丸形、菱形等いずれの形状でも採用可能である。また、ハニカム構造体の大きさは、外形形状が四角形の場合では、成形性や建築部材への配設のしやすさ等から一辺が２０〜１５０ｍｍ程度の大きさのものが推奨される。
【００２１】  本考案の建築部材は、上記ハニカム構造体をドアや間仕切り壁、欄間、ついたて、天井等の建築部材の一部に配設したものであり、配設方法としては図１及び図２に例示のように、建築部材の一部をくり抜き、その空間部分に型枠と共に複数のハニカム構造体を埋め込む方法が一般的であるが、意匠性を損なわない範囲であればいかなる方法でも差し支えない。尚、本考案で言うドアとは、部屋の出入り口用のドアだけでなく、障子や襖、引き戸などの間仕切り用のドアであってもよく、これらドアへの配設が、設置や交換が容易な点で好ましい。
【実施例】
【００２２】  以下、本考案を実施例に基づき説明するが、本考案はこれらの実施例に限定されるものでない。【００２３】  本考案において、比表面積と全細孔容積は、ガス吸着法による表面積、細孔分布測定装置（日本ベル（株）製ＢｅｌｓｏｒｐＩＩ）で測定し、比表面積はＢＥＴ法とした。【００２４】  また吸放湿率のうちの吸湿率は、試験体を２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿器に入れ、４８時間経過後に測定した上記試験体の重量と、その後２５℃、９０％ＲＨの恒温恒湿器に入れ、２４時間経過後に測定した上記試験体の重量とから重量増加率を求め、その値を吸湿率とした。一方、放湿率は、試験体を２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿器中で４８時間養生した後、２５℃、９０％ＲＨの恒温恒湿器中に２４時間保持した時の上記試験体の重量と、その後２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿器中で２４時間保持した後の上記試験体の重量とから重量減少率を求め、その値を放湿率とした。【００２５】  またアセトアルデヒド消臭率は、試験体１０ｇを１００ｐｐｍの濃度に調整したアセトアルデヒドガス１リットルと共にテドラバッグ中に封入し、２時間経過後のテドラバッグ中のアセトアルデヒド濃度から消臭率を求めた。またアンモニアについても、同様の方法で消臭率を求めた。【００２６】  （各原材料の特性比較）
本考案で使用するハニカム構造体の主材である珪質頁岩（稚内層）について、一般珪藻土（秋田県産及び石川県産）、陶器用粘土（備前産及び信楽産）との比表面積、全細孔容積、吸放湿率、消臭率等の比較したデータを表１に示した。【００２７】
【表１】
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【００２８】  （ハニカム構造体の試作試験）
無機結合剤としてのセピオライトと、上記稚内層珪質頁岩の配合量を種々変え、更に適量の水溶性バインダー（信越化学製「メトローズ９０ＳＨ」）と水を加えて工作粘土ほどの硬さを有する坏土となした後、押出成形機を用いてセル数２００、格子寸法１．３６ｍｍ、ピッチ１．７８ｍｍ、壁厚０．４ｍｍで、外形寸法が縦３０ｍｍ、横６０ｍｍのハニカム成形体を作製した。その後、マイクロ波乾燥機で乾燥したのち、８００℃で焼成し、長さを２０ｍｍに切断してハニカム構造体を作製した。得られたハニカム構造体について、上記と同様の方法で測定した吸放湿率及び消臭率を表２に示した。【００２９】
【表２】
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【００３０】  （実施例１〜３、比較例１）
上記試作例１〜４で作製したハニカム構造体を、図２に例示の幅７００ｍｍ、高さ１９００ｍｍの木製ドアの所定のくり貫き位置に、図１に示す外形寸法が幅５００ｍｍ、高さ３００ｍｍの枠組み１の内側に、ハニカム構造体３が幅方向に８列、高さ方向に９段となるよう仕切り板２とガードマスク４と共に取り付けて木製ドアを作製した。得られた木製ドアを、周りが閉ざされた広さ４．５畳の部屋の出入り口に設置し、室内の調湿性能と消臭性能を比較調査した結果を表３に示した。【００３１】  尚、調湿性能の評価は、外気の湿度変化にかかわらず室内の湿度が常に５０〜７０％ＲＨに保たれていた場合を（○）、それ以外の場合を（×）とし、一方の消臭性能は２８％アンモニア水０．０１ｇを室内に滴下し、１時間経過後のアンモニア臭を官能評価した。アンモニア臭がほとんどなかったものを（○）、アンモニア臭が認められたものを（×）とした。【００３２】
【表３】
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【００３３】  表３の結果から、本考案の建材部材（実施例１〜３）は、比較例１に比べ、調湿消臭性能共に優れていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  本考案の建築部材は、珪質頁岩を主材とするハニカム構造体を建築部材の一部に配設することで、従来の建築部材では成し得なかった優れた調湿機能と消臭機能を兼備するほか、珪質頁岩が安価であるため経済的で、しかもハニカム構造特有の幾何学模様の格子形状による高い意匠効果が発揮されるなど、数々の特徴を有するため、ドアや間仕切り壁、欄間、ついたて、天井等の部材として極めて有用である。
【符号の説明】１・・・  枠組み
２・・・  仕切り板
３・・・  ハニカム構造体
４・・・  ガードマスク
５・・・  ハニカム構造体取付けドア
【図１】
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【図２】
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