(57)【要約】【課題】除湿効果、化学物質の吸着効果、蓄熱効果等を有する建築材料及びこの建築材料を用いた床下蓄熱層を提供する。【解決手段】本発明の建築材料は、所定量の石膏と炭素材料とを含有し、さらに、必要に応じてセラミックス材料を含有する。従って、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。また、石膏と炭素材料の混合比率を調節して建築材料の強度を高めることで、建築材料をコンクリートの代替手段とすることができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏と炭素材料とを含有することを特徴とする建築材料。
【請求項２】
請求項１に記載の建築材料であって、少なくとも珪素、マグネシウム、アルミニウムを成分とし、かつ、焼結工程を経て得られるセラミックス材料を含有することを特徴とする建築材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建築材料であって、
石膏と炭素材料と水を重量比で５：２：４の割合で混合してなることを特徴とする建築材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の建築材料を用いた床下蓄熱層。
【請求項５】
請求項４に記載の床下蓄熱層であって、
内部にヒーターを備えることを特徴とする床下蓄熱層。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石膏と炭素材料とを含有する建築材料及びこの建築材料を用いた床下蓄熱層に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の住宅等の建築物では、防音、防火、耐久性等の観点からコンクリートが用いられる場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリートを用いた建築物は、その密閉性の高さから室内及び床下の湿気が外部に排出されにくいという問題がある。また、コンクリート自体から放出される化学物質や、壁面のクロスや床材等に用いられている接着剤に含まれる化学物質も外部に排出されにくく、人体に悪影響を与えるおそれがあった。
また、コンクリートは蓄熱性が低いため、密閉性が高い割りには暖房効率が悪いという問題もあった。
【０００４】
そこで、コンクリート中に所定量の炭素材料（活性炭、木炭、竹炭等）を混入することで、炭素材料が有する種々の特性（空気の浄化及び脱臭作用、湿気及び化学物質の吸着作用、防虫・防カビ作用、遠赤外線放出作用等）を利用して、上述の問題の解消を図ったコンクリートが提案されている。
しかし、コンクリート中に多量の炭素材料を混入させると強度が低下し、一方、混入する炭素材料の量が少ないと、上述したような炭素材料の特性を十分に得られないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、除湿効果、化学物質の吸着効果、蓄熱効果等を有する建築材料及びこの建築材料を用いた床下蓄熱層を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の建築材料は、石膏と炭素材料とを含有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、建築材料が石膏と炭素材料とを含有するので、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。
また、石膏と炭素材料の混合比率を調節して建築材料の強度を高めることで、建築物に適用する部位によっては、この建築材料をコンクリートの代替手段とすることができ、コンクリートから放出される化学物質の量を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建築材料であって、少なくとも珪素、マグネシウム、アルミニウムを成分とし、かつ、焼結工程を経て得られるセラミックス材料を含有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られると共に、建築材料がセラミックス材料を含有することにより、セラミックス材料から放射される遠赤外線によって蓄熱効果を高めることができる。また、セラミックス材料が有する水分や化学物質の吸着効果や抗菌効果を得ることができ、さらにマイナスイオン放出効果により人体へ好ましい影響を与えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の建築材料であって、石膏と炭素材料と水を重量比で５：２：４の割合で混合してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られると共に、建築材料中の石膏と炭素材料と水を重量比で約５：２：４の割合で混合するので、建築材料の強度を最も高めることができ、この建築材料を建築物に用いられているコンクリートの代替手段とすることが可能となる。
また、建築材料の表面が固化するまでの時間を約１０分〜２０分程度とすることができるので、建築材料の品質の低下を防止できると共に、この建築材料を用いた各種作業の作業性を向上できる。
【００１２】
請求項４に記載の床下蓄熱層は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の建築材料を用いたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、建築材料を床下蓄熱層の一部として用いるので、床下蓄熱層の蓄熱効果を高めることができる。
また、建築材料を木造住宅に用いることで、建築材料が有する防虫・防カビ・除湿効果によりシロアリ等の害虫の発生やカビの発生を抑制できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の床下蓄熱層であって、内部にヒーターを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４と同様の効果を得られると共に、床下蓄熱層の内部にヒーターを備えるので、ヒーターにより暖められた建築材料により、蓄熱効果をより高めることができる。また、床下蓄熱層の一部にコンクリートが用いられる場合には、コンクリート中の塩分をセラミックス材料や炭素材料で吸収でき、コンクリートの劣化を防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建築材料及びこの建築材料を用いた床下蓄熱層の実施の形態について説明する。
建築材料は主に石膏と炭素材料とからなり、さらに、微量のセラミックス材料を含むものである。
石膏としては、例えば、硫酸カルシウム２水塩を主成分とする天然石膏や、化学石膏などの一般的な石膏を用いるものとする。
【００１７】
炭素材料としては、例えば、木炭や竹炭等の周知の炭を用いるものとする。木炭としては備長炭が好ましい。特に備長炭は、木炭の中でも孔が小さいため、消臭効果、除湿効果及び遠赤外線効果に優れる。
竹炭は木炭よりも孔が多くまたミネラルを多く含んでいるため、炭素材料として竹炭を用いることで、木炭よりもさらに優れた消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果などを得ることができる。
なお、炭素材料として、竹炭と木炭とを混在させても良く、この場合の竹炭と木炭の混合比率は、特に限定されるものではないが、例えば、２：３〜３：２程度でよい。
【００１８】
セラミックスは、少なくとも珪素、マグネシウム、アルミニウムを成分とし、かつ、焼結工程を経て得られるものであり、以下のようにして製造する。
まず、シリカ、酸化マグネシウム、アルミナ、ジルコニア等からなる原料無機物を粉砕して、１０ミクロンあるいはそれ以下の径を有する粉末にする。原料無機物としては、たとえばシリカ５０％、酸化マグネシウム２０％、アルミナ２０％、ジルコニア１０％の割合で各酸化物を混合したものを好適に用いることができる。次いで、得られた粉末状の無機物を４００〜８００度で４〜８時間焼結する。
【００１９】
焼結後の無機粉末に対して、粉末の３倍の重量の硫酸水溶液（３０％濃度）を加え、攪拌する。その後、液体部分を取り出し、その液体に対し、前記硫酸水溶液と同じ重量の苛性ソーダ（水酸化ナトリウム水溶液、濃度３０％）を加え、中和させる。得られた中和液の水分を取り除き、スプレードライ法により乾燥させ、中間粉末物を得る。
次に、この中間粉末物に対して水を加えて泥状物を得る。この泥状物を一定範囲内の圧力、たとえば１００〜５００パスカルの圧力を加えながら、数時間〜数十時間循環処理する。そして、循環処理後乾燥させると本発明で用いるセラミックスが得られる。
【００２０】
上記のように製造したセラミックスを、加熱した合成樹脂に混練し、その後粒状に成形することでセラミックス材料が得られる。合成樹脂としては、多くの汎用の合成樹脂を用いることができるが、たとえばポリエチレンあるいはポリプロピレンを用いることができる。ここでセラミックス材料の粒は、たとえば直径１．３ｍｍ、高さ２ｍｍ程度の長細い形状に成形される。また、樹脂とセラミックスの重量比は、７０：３０〜９５：５程度が好ましい。
【００２１】
本発明の建築材料は、所定量の水を入れた容器に、上記石膏、炭素材料及びセラミックス材料を投入し、攪拌することで得られる。
建築材料を構成する石膏と炭素材料の混合比率は、重量比で約５：２とすることが好ましい。この場合のセラミックス材料の量は、石膏及び炭素材料の量と比較して極微量でよく、例えば、石膏と炭素材料とセラミックス材料の混合比率を、重量比で約５：２：０．１程度としても、セラミックス材料が有する上記効果を十分に得ることができる。
【００２２】
炭素材料の混合比率をより大きくすると建築材料の強度が低下してしまい、より炭素材料の混合比率をより小さくすると炭素材料が有する上記効果を十分に得ることができなくなる。
また、石膏と炭素材料の混合比率を重量比で約５：２とした場合の水の混合比率は、建築材料の用途に応じて適宜調節可能である。例えば、建築材料を建築物の基礎上に配設する際には、建築材料の粘度や建築材料の表面が固化し始めるまでの時間（石膏、炭素材料及び水の混合時点から、約１０分〜２０分程度が好ましい）を考慮して、石膏と炭素材料と水の混合比率を重量比で約５：２：４とすることが好ましい。
水の混合比率をより多くすると、建築材料の表面が固化するまでの時間が長くなり、建築材料中に含まれる炭素材料が建築材料の表面に浮き上がってしまうため好ましくない。また、水の混合比率をより少なくすると、建築材料の表面が固化するまでの時間が短くなり、作業性が低下してしまう。
【００２３】
本発明の床下蓄熱層は、上記建築材料を住宅などの建築物の床下に敷設して得ることができる。
また、この床下蓄熱層にヒーターを組み合わせても良く、ヒーターとしては、水や油のような液状物を熱媒体とするものを用いることができる。
図１を用いて、床下蓄熱層１０及びヒーター２０を一般住宅に敷設する方法について説明すると、まず、住宅の床基礎３０の上面に補強用の合板１１（コンクリートでも良い）を敷設し、その上に所定の間隔で根太１２を配設していく。
次に、合板１１上であって、二つの根太１２に挟まれる位置に断熱材１３を敷き詰め、この断熱材１３の表面に合板１４を配設し、さらに、この合板１４の表面に防湿シート１５を敷設する。
【００２４】
一方、上記所定量の石膏、炭素材料、水、セラミックス材料を容器内で約１０分程度攪拌して、粘性を有する泥状の建築材料１６を予め生成しておく。
そして、この泥状の建築材料１６を防湿シート１５と根太１２で形成された空間内に流し込んでいき、流し込まれる建築材料１６が断熱材１３の表面から根太１２の上面までの高さの略半分の位置にまで達した時点で、住宅の床暖房用として一般的に知られている面状ヒーター２０（図１を参照）や線状ヒーター２１（図２を参照）を配設し、固定する。
【００２５】
その後、建築材料１６を根太１２の上面と略同じ高さになるまで流し込み、表面を平坦にならした状態で固化させることで、ヒーター２０又はヒーター２１を備えた床下蓄熱層１０の敷設作業が終了する。
なお、図３に示すように、床下蓄熱層１０がヒーター２０を備えない構造としてもよい。
そして、この床下蓄熱層１０の上面に、必要に応じて薄板状のモルタルやコンクリートを配設し、さらにフローリング等の床仕上げ材を敷き詰めることで住宅の床面が形成される。
【００２６】
以上のように本実施の形態における建築材料は、石膏と炭素材料とを含有するので、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。
また、建築材料がセラミックス材料を含有することにより、セラミックスから放射される遠赤外線によって蓄熱効果を高めることができる。また、水分や化学物質の吸着効果や抗菌効果を得ることができ、さらにマイナスイオン放出効果により人体へ好ましい影響を与えることができる。
【００２７】
また、建築材料中の石膏と炭素材料と水を重量比で約５：２：４の割合で混合することで、建築材料の強度を最も高めることができ、この建築材料を建築物に用いられているコンクリートの代替手段とすることが可能となる。
また、建築材料の表面が固化するまでの時間を約１０分〜２０分程度とすることができるので、建築材料の品質の低下を防止できると共に、この建築材料を用いた各種作業の作業性を向上できる。
また、建築材料を床下蓄熱層の一部として用いるので、床下蓄熱層の蓄熱効果を高めることができる。また、床下蓄熱層の内部にヒーターを備えるので、ヒーターにより暖められた建築材料により、蓄熱効果をより高めることができる。また、床下蓄熱層の一部にコンクリートが用いられる場合には、コンクリート中の塩分をセラミックス材料や炭素材料で吸収でき、コンクリートの劣化を防ぐことができる。
【００２８】
また、建築材料を木造住宅に用いることで、建築材料の高い除湿効果によりシロアリの発生を抑制できる。
また、セラミックス材料は、セラミックス単独ではなくセラミックスを樹脂に混合したものであるので、所望の形状に加工することができる上に、セラミックスの使用量を抑えることができ、コストを下げることができる。
【００２９】
なお、本発明に係る建築材料及び床下蓄熱装置は上記実施の形態に限定されず適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態においては、建築材料が石膏と炭素材料と微量のセラミックス材料を含むものとしたが、これに限らず、セラミックス材料を含有しないものとしてもよい。この場合でも、上述のように建築材料中のセラミックス材料の量は極微量であるため、石膏と炭素材料との最適な混合比率を変化させる必要はない。
【００３０】
また、床下蓄熱層１０の敷設方法として、例えば、建築材料１６の側面を支持するための根太１２を用いずに、水の配合量を減らすなどして生成した粘度の高い泥状の建築材料１６を用いて床下蓄熱層１０を形成しても良い。
また、床下蓄熱層１０の構造についても特に限定されるものではなく、オフィスや住宅などの建築物の床基礎３０の上部に建築材料１６を配設するものであればよい。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、建築材料が石膏と炭素材料とを含有するので、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。
また、石膏と炭素材料の混合比率を調節して建築材料の強度を高めることで、建築物に適用する部位によっては、この建築材料をコンクリートの代替手段とすることができ、コンクリートから放出される化学物質の量を抑制することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られると共に、建築材料がセラミックス材料を含有することにより、セラミックス材料から放射される遠赤外線によって蓄熱効果を高めることができる。また、セラミックス材料が有する水分や化学物質の吸着効果や抗菌効果を得ることができ、さらにマイナスイオン放出効果により人体へ好ましい影響を与えることができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られると共に、建築材料中の石膏と炭素材料と水を重量比で約５：２：４の割合で混合するので、建築材料の強度を最も高めることができ、この建築材料を建築物に用いられているコンクリートの代替手段とすることが可能となる。
また、建築材料の表面が固化するまでの時間を約１０分〜２０分程度とすることができるので、建築材料の品質の低下を防止できると共に、この建築材料を用いた各種作業の作業性を向上できる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項と同様の効果を得られると共に、建築材料を床下蓄熱層の一部として用いるので、床下蓄熱層の蓄熱効果を高めることができる。
また、建築材料を木造住宅に用いることで、建築材料が有する防虫・防カビ・除湿効果によりシロアリ等の害虫の発生やカビの発生を抑制できる。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４と同様の効果を得られると共に、床下蓄熱層の内部にヒーターを備えるので、ヒーターにより暖められた建築材料により、蓄熱効果をより高めることができる。また、床下蓄熱層の一部にコンクリートが用いられる場合には、コンクリート中の塩分をセラミックス材料や炭素材料で吸収でき、コンクリートの劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の建築材料を用いた床下蓄熱層を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の建築材料を用いた床下蓄熱層を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態の建築材料を用いた床下蓄熱層を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　　床下蓄熱層
１１　　合板
１２　　根太
１３　　断熱材
１４　　合板
１５　　防湿シート
１６　　建築材料
２０　　面状ヒーター
２１　　線状ヒーター
３０　　床基礎
【図１】
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【図２】
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【図３】
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