(57)【要約】【課題】調湿材料として期待されている調湿能力を客観的に判断するための調湿材料の性能評価方法及び評価指標を提供する。【解決手段】居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の性能を客観的に評価する方法であって、（１）評価する調湿材料の吸湿過程における所定の湿度条件での平衡含水率と標準的な湿度条件での平衡含水率との差、及び（２）放湿過程における標準的な湿度条件での平衡含水率と所定の湿度条件での平衡含水率との差、を指標として、調湿材料の性能を評価することを特徴とする調湿材料の性能評価方法、及び上記指標値による調湿材料の性能表示を製品の任意の位置に付した調湿材料。【効果】調湿材料の性能を評価するための指標として、除湿能力、保湿能力、及びこれらを総合した調湿指数を提供することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の性能を客観的に評価する方法であって、
（１）評価する調湿材料の吸湿過程における所定の湿度条件での平衡含水率と標準的な湿度条件での平衡含水率との差、及び
（２）放湿過程における標準的な湿度条件での平衡含水率と所定の湿度条件での平衡含水率との差、
を指標として、調湿材料の性能を評価することを特徴とする調湿材料の性能評価方法。
【請求項２】
上記調湿材料が維持すべきと期待される上限の湿度条件時における水蒸気吸湿量と標準的な湿度条件時における水蒸気吸湿量との差を算出し、これを材料単位当たりに換算して求められる値を指標として、調湿材料の湿度上昇抑制能力（除湿能力）を客観的に評価する、請求項１記載の評価方法。
【請求項３】
標準的な湿度条件時における水蒸気吸湿量と上記調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度条件時における水蒸気吸湿量との差を算出し、これを材料単位当たりに換算して求められる値を指標として、調湿材料の湿度低下抑制能力（保湿能力）を客観的に評価する、請求項１記載の評価方法。
【請求項４】
請求項２に記載の調湿材料の湿度上昇抑制能力を客観的に評価するための指標値と、請求項３に記載の調湿材料の湿度低下抑制能力を客観的に評価するための指標値を乗算し、その平方根をとることで求められる値（調湿指数）を指標として、調湿材料の性能を総合的に評価する、請求項１記載の評価方法。
【請求項５】
上記調湿材料が維持すべきと期待される上限の湿度条件を相対湿度６５％前後とし、標準的な湿度条件を相対湿度５５％前後とする、請求項２記載の評価方法。
【請求項６】
標準的な湿度条件を相対湿度５５％前後とし、上記調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度条件を相対湿度４５％前後とする、請求項３記載の評価方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の方法で求められる指標の値を用いて、当該指標の値による調湿材料の性能表示を製品の任意の位置に付したことを特徴とする調湿材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調湿材料の性能評価方法に関するものであり、更に詳しくは、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の性能を、その除湿能力、保湿能力、及びこれらを統合した調湿指数に基づいて、客観的に評価する方法及びこれらの指標値を製品の任意の位置に付した調湿材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物の建材には、サッシや断熱材が多く用いられ、室内の気密性が高くなってきている。このため、室内の湿気が多くなり、結露の発生やそれに起因したカビやダニの異常繁殖が問題となっている。
また、冬期の暖房使用時においては、気密性の高い建物では、温度上昇に伴う空気の乾燥が人体に悪影響を与えることから、加湿器等を併用しているが、暖房運転停止時には、温度低下に伴う相対湿度の上昇により、その過剰な水蒸気が、結露を発生させることも問題となっている。
【０００３】
これらの問題を解決するために、一般的には、室内に空調設備が取り付けられるが、空調設備は、その運転に多くのエネルギー消費を伴い、省エネルギー及び運転費の面からも好ましくない。
このようなことから、建材自体に調湿機能を持たせ、空調設備や動力などを必要とせずに室内の湿度調整を行い、防露性、及び防かび性を得ることができる調湿建材の開発が行われている（特許文献１参照）。
既に『調湿建材』として市販されている製品としては、ゾノトライト系珪酸カルシウム建材、ゼオライト系建材、珪質頁岩系建材、アロフェン系建材、等がある（非特許文献１〜２参照）。
【０００４】
しかしながら、調湿建材の調湿性能を客観的に判断する評価基準が定められていないため、製品間の優劣を比較検討することや施工条件に適した調湿建材を選択するための判断基準を知ることは困難であった。
建築材料としての視点からは、必要性の高い湿気物性項目については、（財）建材試験センターが中心となって、その測定方法の標準化が進められ、「建築材料の平衡含水率測定方法（ＪＩＳ原案作成中）」や「調湿建材の吸放湿性試験方法（ＪＩＳ  ２００１年度原案答申中）」等が公表されているが、これらは、測定方法の標準化であり、調湿建材の性能を判断する指標としては必ずしも十分な規格とは言えない。
【０００５】
調湿建材とは、自律的に水蒸気を吸収、放出して、周囲の湿度を調節する機能を持った建材であり、これを室内に施工することにより、人間の生活に適した湿度環境を実現することが期待されるが、これまで、調湿性能を客観的に評価するための基準が確立されていなかった。
そこで、当該技術分野においては、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の性能を客観的に評価するために、人が快適に生活できる湿度範囲を持続し得るかどうかを評価できる判断基準が求められていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４９３７２号公報
【非特許文献１】
機能材料，第１７巻，第２号，ｐ．２２−３０（１９９７）
【非特許文献２】
セラミックス，第３７巻，第１号，ｐ．６−９（２００２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者は、上記従来技術に鑑みて、調湿材料の開発及びその調湿特性の評価技術の開発を目標として鋭意研究を進めた結果、水蒸気吸着等温線から人が快適に生活できる相対湿度範囲における水蒸気吸着量の調湿材料の自重（絶乾重量）に対する百分率を除湿能力とし、水蒸気脱着等温線から人が快適に生活できる相対湿度範囲における水蒸気脱着量の調湿材料の自重（絶乾重量）に対する百分率を保湿能力とし、これらを調湿性能の指標として使用することで調湿性能を客観的に評価できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の性能を客観的に判断するために、人が快適と感じる湿度範囲を長期間に亘って保つことができる能力を数値化し、調湿材料の調湿能力として、客観的に評価することを可能とする評価方法及びの評価指標を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の性能を客観的に評価する方法であって、
（ａ）評価する調湿材料の吸湿過程における所定の湿度条件での平衡含水率と標準的な湿度条件での平衡含水率との差、及び
（ｂ）放湿過程における標準的な湿度条件での平衡含水率と所定の湿度条件での平衡含水率との差、
を指標として、調湿材料の性能を評価することを特徴とする調湿材料の性能評価方法。
（２）上記調湿材料が維持すべきと期待される上限の湿度条件時における水蒸気吸湿量と標準的な湿度条件時における水蒸気吸湿量との差を算出し、これを材料単位当たりに換算して求められる値を指標として、調湿材料の湿度上昇抑制能力（除湿能力）を客観的に評価する、前記（１）記載の評価方法。
（３）標準的な湿度条件時における水蒸気吸湿量と上記調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度条件時における水蒸気吸湿量との差を算出し、これを材料単位当たりに換算して求められる値を指標として、調湿材料の湿度低下抑制能力（保湿能力）を客観的に評価する、前記（１）記載の評価方法。
（４）前記（２）に記載の調湿材料の湿度上昇抑制能力を客観的に評価するための指標値と、前記（３）に記載の調湿材料の湿度低下抑制能力を客観的に評価するための指標値を乗算し、その平方根をとることで求められる値（調湿指数）を指標として、調湿材料の性能を総合的に評価する、前記（１）記載の評価方法。
（５）上記調湿材料が維持すべきと期待される上限の湿度条件を相対湿度６５％前後とし、標準的な湿度条件を相対湿度５５％前後とする、前記（２）記載の評価方法。
（６）標準的な湿度条件を相対湿度５５％前後とし、上記調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度条件を相対湿度４５％前後とする、前記（３）記載の評価方法。
（７）前記（１）から（６）のいずれかに記載の方法で求められる指標の値を用いて、当該指標の値による調湿材料の性能表示を製品の任意の位置に付したことを特徴とする調湿材料。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明によれば、例えば、標準的な湿度条件である相対湿度が５５％から６５％まで変化する際に、調湿材料が水蒸気を吸収する能力（除湿能力）、及び相対湿度が５５％から４５％まで変化する際に、調湿材料が水蒸気を放出する能力（保湿能力）を同時に評価できる評価方法及び評価指標が提供される。
【００１０】
本発明において、湿度条件は、標準的な相対湿度変動の抑制効果を評価する目的において適切な測定条件の一つとして規定したものであり、本発明では、湿度調整条件として要求される任意の条件、例えば、相対湿度Ａ％、変動許容範囲±Ｂ％における調湿性能を比較検討する場合、相対湿度Ａ％、Ａ＋Ｂ％、Ａ−Ｂ％の条件で調湿性能を測定することができる。
【００１１】
以下、本発明に係る調湿能力の評価方法及び評価指標について具体的に説明する。
本発明に係る調湿能力の評価方法及び評価指標の基本的な考え方は、人が快適と感じる湿度範囲を長期間に亘って保つことができる能力を判断するために必要な相対湿度における平衡含水率を複数点で求め、その平衡含水率を組み合わせて評価指標を算出することを特徴とするものである。
平衡含水率とは、ある温湿度状態の雰囲気中における材料の吸放湿性の平衡状態をみるものである。
【００１２】
即ち、平衡含水率は、ある相対湿度及び温度の雰囲気中に試料を入れ、吸湿又は放湿による平衡状態に達した試料の質量を測定し、試料の乾燥質量を基準とし、次式により求められる。
ｕ＝（ｍ−ｍ０  ）／ｍ０  ×１００
ｕ：平衡質量含水率（％）、ｍ：恒量時の試料の質量（ｋｇ）、ｍ０  ：試料の乾燥質量（ｋｇ）
【００１３】
試料を、はじめは乾燥状態にし、該試料が、雰囲気の湿度を吸湿する場合（吸湿過程という）と、試料を、はじめは湿潤状態にして、該試料が雰囲気に水蒸気を放出する場合（放湿過程という）がある。
０から１００％の間の相対湿度を適当な間隔で選び、各々の相対湿度での平衡含水率の値を結んで作成した吸湿過程及び放湿過程の平衡含水率曲線を吸着・脱着等温線という。
【００１４】
吸着と脱着の等温線は、必ずしも一致しない（これをヒステリシスがあるという）ので、吸湿過程の平衡含水率を求めるには、求めたい相対湿度よりも低湿度側で試料を吸湿飽和させた後、所定の相対湿度まで加湿させること、また、放湿過程の平衡含水率を求めるには、これとは逆の操作が必要となることは言うまでもない。
【００１５】
本発明では、人が快適と感じる湿度環境を長期間に亘って保つことができる能力を判断するために、標準的な湿度と上限とすべき湿度における平衡含水率を求め、その差をもって湿度上昇を抑制する能力を判断する。しかし、乾燥した環境も人にとっては好ましいものではないことから、更に、標準的な湿度と下限とすべき湿度における平衡含水率を求め、その差をもって湿度低下を抑制する能力を判断する。
【００１６】
従って、吸湿過程における平衡含水率と放湿過程における平衡含水率から、それぞれ、調湿材料の除湿能力、及び保湿能力を判断する必要がある。
ここで、平均湿度は６０％前後と言われていることから、好適には、例えば、標準的な湿度を５５％とし、上限とすべき湿度を６５％とし、また、下限に関しては４５％とし、更に、温度条件としては２５℃を標準とすることが例示されるが、これらに関しては、必ずしもこの限りである必要はない。
【００１７】
この場合、除湿能力は、「吸湿過程における相対湿度６５％の平衡含水率−吸湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率」とし、保湿能力は、「放湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率−放湿過程における相対湿度４５％の平衡含水率」として示すことができる。
また、調湿性能は、除湿能力と保湿能力の両方から総合的に判断する必要がある。そこで、本発明では、除湿能力と保湿能力を乗算し、その平方根をもって調湿指数とする。
【００１８】
これらを具体的に説明すると、例えば、「吸湿過程における相対湿度６５％の平衡含水率−吸湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率」が１００％（試料の乾燥重量と同量の水蒸気を吸湿した場合）で、「放湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率−放湿過程における相対湿度４５％の平衡含水率」が１００％（試料の乾燥重量と同量の水蒸気を放湿した場合）の試料は、その調湿指数は、１００と示すことができる。
【００１９】
また、「吸湿過程における相対湿度６５％の平衡含水率−吸湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率」が１００％であっても、「放湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率−放湿過程における相対湿度４５％の平衡含水率」が０％の試料は、その調湿指数は０となり、除湿能力と保湿能力の両機能が求められる調湿材料としては不適当であることが判断できる。
【００２０】
このように、本発明では、評価する調湿材料について、上記方法により、その除湿能力、保湿能力、及びこれらを総合した調湿指数を求めることで、これらの値を指標として、調湿材料の性能を客観的に評価することが可能となる。本発明では、一例として、標準的な湿度条件を相対湿度５５％とし、上限とすべき所定の湿度条件を相対湿度６５％とし、下限とすべき所定の湿度条件を相対湿度４５％として、標準的な評価モデルを提示したが、当技術分野において、このような評価方法及び評価指標を標準的な基準として使用することにより、従来、各製品の性能を比較することが困難であった調湿材料について、その利用者等が容易にその性能を知ることが可能となり、それにより、調湿材料の適正な選択が可能となる。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
（１）調湿材料の性能評価方法
評価する調湿材料の吸湿過程における相対湿度６５％の平衡含水率の値と、吸湿過程における相対湿度５５％の平衡含水率の値との差から湿度上昇抑制能力（除湿能力）を求めた。また、放出過程における相対湿度５５％の平衡含水率の値と、放出過程における相対湿度４５％の平衡含水率の値との差から湿度低下抑制能力（保湿能力）を求めた。また、上記の除湿能力と保湿能力を乗算し、その平方根を算出することで調湿指数を求めた。
【００２２】
（２）メソポア多孔質粉体試料の調製
試験にはＧｅｏｒｇｉａ  ｋａｏｌｉｎ（ＵＳＡ産）を用いた。粉末原料を乳鉢で解砕した後、７０ｍｅｓｈ（φ２１２μｍ）のふるい下を１０５０℃で２４ｈ熱処理した。仮焼後の試料は再び粉砕した後、試料１００ｇに対し１００ｍｌの３Ｎ  ＫＯＨ溶液中で９０℃、２４ｈ選択溶解処理した。その後、試料を濾過して回収し、最初は１Ｎ  ＫＯＨ溶液で、その後、蒸留水で５回洗浄した。試料は１１０℃に設定した恒温槽で乾燥させた。乾燥後、再び乳鉢により解砕し、７０ｍｅｓｈのふるいを通過したものに対し、再度、同一条件にて溶解・洗浄・乾燥処理して、成形用の原料粉体とした。
【００２３】
成形原料粉体１００ｇに対し、ワックス系バインダー（中京油脂製、セルナＷＦ−８０４（不揮発分２０ｍａｓｓ％）及びＷＦ−６１０（不揮発分１０ｍａｓｓ％）をそれぞれ１０ｇずつ添加し、蒸留水５００ｇを加えた懸濁液を調製・混合し、１００℃の恒温槽内で乾燥後、アルミナ乳鉢にて解砕し、７０ｍｅｓｈのふるいを通過したものを用いて、４０ＭＰａの圧力で一軸プレスにより直径４０ｍｍ、高さ約４ｍｍの円板状成形体を作製した。成形体を９００℃で１ｈ熱処理して焼成体を作製した。
【００２４】
（３）測定方法及び結果
測定に供する試料には、上記（２）において、選択溶解法で調製したメソポア多孔質粉体をプレス成形し、９００℃で焼成して作製したタイル（試験試料）、を用いた。水蒸気吸着量は、測定温度（２５℃）  にて真空脱気処理した試料を用い、吸着平衡測定装置（ＥＡＭ−０１、ＪＴトーシ（株））で、相対湿度１０〜９５％の範囲で測定した。吸着・脱着等温線を図１に示す。吸着等温線の相対湿度５５％及び６５％における吸着量から除湿能力を、脱着等温線の相対湿度５５％及び４５％における吸着量から保湿能力を、それぞれの値から調湿指数を求めた。表１に、試験試料の除湿能力、保湿能力、及び調湿指数を示す。
【００２５】
実施例２
測定に供する試料には、市販されているアロフェン系調湿建材を用いた。水蒸気吸着量は、測定温度（２５℃）にて真空脱気処理した試料を用い、吸着平衡測定装置（ＥＡＭ−０１、ＪＴトーシ（株））で、相対湿度１０〜９５％の範囲で測定した。吸着・脱着等温線を図２に示す。吸着等温線の相対湿度５５％及び６５％における吸着量から除湿能力を、脱着等温線の相対湿度５５％及び４５％における吸着量から保湿能力を、それぞれの値から調湿指数を求めた。試料の除湿能力、保湿能力、調湿指数を表１に示した。
【００２６】
【表１】
2004184250.tif 000003
【００２７】
実施例３
選択溶解法で調製したメソポア多孔質粉体をプレス成形し、９００℃で焼成して作製したタイルを所定の包装袋に収容し、上記除湿能力、保湿能力、及び調湿指数の値を上記包装袋の表面に表示して調湿材料の最終製品を作製した。これらの指標値により、調湿材料として、人が快適と感じる湿度環境を長期間に亘って保つことができる能力を客観的に知ることが可能となった。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明は、調湿材料の性能を客観的に評価する方法及び指標値を付した調湿材料に係るものであり、本発明によれば、１）調湿材料として、人が快適と感じる湿度環境を長期間に亘って保つことができる能力を客観的に評価することができる、２）調湿材料の性能を評価するための指標として、除湿能力、保湿能力、及びこれらを総合した調湿指数を提供することができる、３）住宅等の室内居住環境用調湿材の性能を客観的に評価するために有効な判断指標を提供することができる、４）施工業者及び施工主においても、室内居住環境用調湿材料の選定に際し、調湿性能、施工コストを客観的に評価し、期待される調湿効果を判断した上で調湿材料を適正に選択することが可能となる、５）調湿材料の性能評価方法及びその指標値を提供することで、当技術分野において、調湿材料の標準的な評価システムを構築することができる、という効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】２５℃における試験材料の水蒸気吸着・脱着等温線を示す。
【図２】２５℃における調湿建材の水蒸気吸着・脱着等温線を示す。
【図１】
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【図２】
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