(57)【要約】【課題】室内居住環境用調湿材料の性能を数値化し、乾燥防止能力を客観的に評価する方法を提供する。【解決手段】評価する調湿材料の放湿過程における、所定の湿度条件間での平衡含水率の差を指標として、調湿材料の乾燥防止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、及び評価する調湿材料の放湿過程における、所定の湿度条件間での水蒸気吸着量の差を算出し、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、居住環境の乾燥防止目的で使用する調湿材料の乾燥防止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。【効果】住宅等の室内居住環境用調湿材の乾燥防止性能を客観的に評価するために有効な判断指標を提供できる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
居住環境の乾燥防止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、評価する調湿材料の放湿過程における、所定の湿度条件間での平衡含水率の差を指標として、調湿材料の乾燥防止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】
評価する調湿材料の放湿過程における、所定の湿度条件間での水蒸気吸着量の差を算出し、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、居住環境の乾燥防止目的で使用する調湿材料の乾燥防止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３】
標準的な湿度条件時における水蒸気吸着量と、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する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着量との差を算出し、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、居住環境の乾燥抑制目的で使用する調湿材料の乾燥抑制能力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４】
居住環境の快適性に寄与する目的で使用する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着量と、乾燥が問題となる湿度条件時における水蒸気吸着量との差を算出し、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、居住環境の過乾燥防止目的で使用する調湿材料の過乾燥防止能力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５】
標準的な湿度条件時における水蒸気吸着量と、乾燥が問題となる湿度条件時における水蒸気吸着量との差を算出し、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、居住環境の乾燥防止目的で使用する調湿材料の乾燥防止能力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６】
標準的な湿度条件である相対湿度５５％前後における水蒸気吸着量と、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度４０％前後における水蒸気吸着量との差を算出する請求項３記載の調湿材料の性能評価方法。
【請求項７】
居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度４０％前後における水蒸気吸着量と、乾燥が問題となる湿度２５％前後における水蒸気吸着量との差を算出する請求項４記載の調湿材料の性能評価方法。
【請求項８】
標準的な湿度条件である相対湿度５５％前後における水蒸気吸着量と、乾燥が問題となる湿度２５％前後における水蒸気吸着量との差を算出する請求項５記載の調湿材料の性能評価方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の、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乾燥防止性能の指標値を用いて、当該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、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乾燥防止性能を客観的に評価する方法に関するものであり、更に詳しくは、調湿材料の性能を乾燥抑制能力、過乾燥防止能力及び乾燥防止性能として数値化し、その指標値に基づいて調湿材料の調湿能力を客観的に評価することを可能とする調湿材料の性能評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物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。そのため、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上昇により、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、一般的には空調設備が取り付けられるが、空調設備の運転にはエネルギー消費を伴い、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、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。
【０００４】
セラミック系調湿材料だけに着目しても、例えば、床下調湿材（特許文献１）、繰り返し利用可能な調湿材料及びその製造方法（特許文献２）、調湿材料の製造方法（特許文献３）、自律的調湿機能を有する多孔質材料（特許文献４）、アルミナ系調湿材料の製造方法（特許文献５）、高湿度条件下において優れた吸水挙動を示す調湿材料（特許文献６）、結露防止材として有効な多孔質材料及びその製造方法（特許文献７）等が開発されている。
【０００５】
一方、調湿には乾燥防止の側面もあるが、加湿器等を用いることで水蒸気を供給する方法が一般的である。しかし、水の補充のため、タンク式の場合は頻繁に給水しなければならないし、配管式では設備工事が必要となるなどの難点があるため、吸着剤に対する水分の吸着と脱着を利用し、空気の加湿や除湿を行う空調装置（特許文献８）等も提案されている。
【０００６】
我国はモンスーン気候帯に属し、比較的湿潤な環境条件であることから、従来の調湿対策は除湿や結露防止が主目的であったが、相対湿度が低下した場合、調湿材料は水蒸気を放出できるものもあり、乾燥防止材料としての利用も可能である。しかしながら、乾燥防止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材料を選択するための判断は困難であった。
【０００７】
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能試験方法（ＪＩＳ  Ａ１４７０−１及びＪＩＳ  Ａ１４７０−２）」等が公表されているが、これらは乾燥防止能力を判断する指標として必ずしも十分な規格とは言えない。
【０００８】
本発明者は、調湿材料の開発とその調湿特性の評価技術に関し鋭意研究を進めた結果、調湿性能の評価指標としても、床下調湿材料の性能評価方法及びその指標値（特許文献９）や調湿材料の性能の評価方法（特許文献１０）を開発してきたが、これらの評価方法は乾燥防止能力を判断する指標としては必ずしも適してはいなかった。
【０００９】
従って、当該技術分野において、居住環境の乾燥防止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は、人が快適に生活できる湿度範囲を持続し、乾燥を防止得るかどうかを客観的に評価できる判断基準が求められていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１０５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８９７８９号公報
【特許文献３】
特開２０００−１８９７４４号公報
【特許文献４】
特開平９−２９４９３１号公報
【特許文献５】
特開平１１−１１９３９号公報
【特許文献６】
特開２００２−０５２３３７号公報
【特許文献７】
特願２００２−１９８９３９号公報
【特許文献８】
特許第２９８９５１３号公報
【特許文献９】
特願２００２−１９８８０１号公報
【特許文献１０】
特願２００２−３５２０４３号公報
【００１１】
【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、調湿材料の開発とその調湿特性の評価技術に関し鋭意研究を進めた結果、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吸着量の調湿材料の自重（絶乾重量）に対する百分率を乾燥防止能力とすることで調湿性能を評価できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
本発明の目的は、居住環境の乾燥防止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、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、調湿能力の評価指標として提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決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）居住環境の乾燥防止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、評価する調湿材料の放湿過程における、所定の湿度条件間での平衡含水率の差を指標として、調湿材料の乾燥防止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）評価する調湿材料の放湿過程における、所定の湿度条件間での水蒸気吸着量の差を算出し、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、居住環境の乾燥防止目的で使用する調湿材料の乾燥防止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。
（３）標準的な湿度条件時における水蒸気吸着量と、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する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着量との差を算出し、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、居住環境の乾燥抑制目的で使用する調湿材料の乾燥抑制能力を評価することを特徴とする調湿材料の性能評価方法。
（４）居住環境の快適性に寄与する目的で使用する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着量と、乾燥が問題となる湿度条件時における水蒸気吸着量との差を算出し、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、居住環境の過乾燥防止目的で使用する調湿材料の過乾燥防止能力を評価することを特徴とする調湿材料の性能評価方法。
（５）標準的な湿度条件時における水蒸気吸着量と、乾燥が問題となる湿度条件時における水蒸気吸着量との差を算出し、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、居住環境の乾燥防止目的で使用する調湿材料の乾燥防止能力を評価することを特徴とする調湿材料の性能評価方法。
（６）標準的な湿度条件である相対湿度５５％前後における水蒸気吸着量と、居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度４０％前後における水蒸気吸着量との差を算出する前記（３）記載の調湿材料の性能評価方法。
（７）居住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料が維持すべきと期待される下限の湿度４０％前後における水蒸気吸着量と、乾燥が問題となる湿度２５％前後における水蒸気吸着量との差を算出する前記（４）記載の調湿材料の性能評価方法。
（８）標準的な湿度条件である相対湿度５５％前後における水蒸気吸着量と、乾燥が問題となる湿度２５％前後における水蒸気吸着量との差を算出する前記（５）記載の調湿材料の性能評価方法。
（９）前記（１）から（８）のいずれかに記載の、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乾燥防止性能の指標値を用いて、当該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ことを特徴とする調湿材料。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について詳細に説明する。
本発明に係る調湿材料の性能評価方法の基本的な考え方は、人が快適と感じる湿度の下限に至るまで、あるいは、人が快適と感じる湿度の下限から乾燥が問題となる相対湿度に至るまで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し、該指標を用いることにより調湿材料の乾燥防止性能を評価することを特徴とするものである。
【００１４】
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。水蒸気吸着量は一定の温湿度条件下において無限時間保持した場合、平衡水蒸気吸着量となるが、目的に応じ、所定時間経過後の水蒸気吸着量を指標値の計算に用いることを妨げるものではない。
【００１５】
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）
【００１６】
試料を、はじめ乾燥状態にし、雰囲気の湿度を吸湿する場合（吸湿過程という）と、試料を、はじめ湿潤状態にして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。
【００１７】
吸着・脱着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。放湿過程の平衡含水率を求めるには、逆の操作が必要となることは言うまでもない。
【００１８】
乾燥を抑制し、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には、標準的な湿度と人が快適と感じる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しなければならない。それは、それぞれの平衡含水率の差は、標準的な湿度から人が快適と感じる下限とすべき湿度まで湿度が変化する際に、材料から放出される水分量であり、放出された水分は水蒸気となって湿度低下を抑制することができるからである。
【００１９】
ここで、平均湿度は６０％前後と言われていることから、本発明では、好適には、例えば、標準的な湿度を５５％とし、人が快適と感じる下限に関しては４０％とし、また、温度条件としては２５℃を標準とするが、これらの条件に関しては、必ずしもこの限りである必要はない。
【００２０】
過乾燥を防止し、乾燥が問題となる湿度環境に至ることを抑制する能力を判断するには、人が快適と感じる下限とすべき湿度と乾燥が問題となる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防止する能力を判断しなければならない。それは、それぞれの平衡含水率の差は、人が快適と感じる下限とすべき湿度から乾燥が問題となる湿度まで湿度が変化する際に、材料から放出される水分量であり、放出された水分は水蒸気となって湿度低下を抑制することができるからである。
【００２１】
本発明において、過乾燥防止能力は、好適には、例えば、放湿過程における相対湿度４０％の平衡含水率−放湿過程における相対湿度２５％の平衡含水率とし、また、温度条件としては２５℃を標準とするが、これらの条件に関しては、必ずしもこの限りである必要はない。
【００２２】
本発明では、乾燥抑制能力と過乾燥防止能力を組み合わせ、総合的な乾燥防止能力を判断することが可能であり、具体的には、標準的な湿度と乾燥が問題となる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防止する能力を判断することができる。
【００２３】
本発明において、乾燥防止能力は、好適には、例えば、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２５％の平衡含水率とし、また、温度条件としては２５℃を標準とするが、これらの条件に関しては、必ずしもこの限りである必要はない。
【００２４】
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５５％から快適とされる下限の相対湿度４０％まで変化する際、調湿材料が水蒸気を放出する能力（乾燥抑制能力）と、快適とされる下限の相対湿度４０％から乾燥が問題となる相対湿度２５％まで変化する際に、調湿材料が水蒸気を放出する能力（過乾燥防止能力）とを評価できる評価指標が提供される。
【００２５】
更に、上記乾燥抑制能力と過乾燥防止能力を組み合わせて、例えば、標準的な湿度条件である相対湿度５５％から乾燥が問題となる相対湿度２５％まで変化する際に、調湿材料が水蒸気を放出する能力（乾燥防止能力）を評価できる評価指標が提供される。
【００２６】
本発明における上記湿度条件は、乾燥防止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るが、これらに制限されるものではなく、本発明は、湿度調整条件として要求される任意の条件で測定することを妨げるものではない。
【００２７】
本発明を利用する場合、実際の使用条件等を加味した性能表示方法が可能である。例えば、パネル形状の調湿材料は壁材等として利用される場合が一般的であるが、この場合には、材料の質量当たりである平衡含水量の差を指標とする性能評価方法よりも、施工面積当たりに換算した値を用いて性能表示をした方が施工条件を検討するにも便利である。本発明では、居住環境の乾燥防止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として、平衡含水率の差を指標とする性能評価方法だけでなく、水蒸気吸着量の差を算出し、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する調湿材料の性能評価方法を用いることが可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでない。
実施例１
測定には、ジョージアカオリンを１０５０℃で２４時間加熱処理し、カオリンをγ−アルミナと非晶質シリカの分相状態にした後、９０℃の３Ｎ  ＫＯＨ溶液１００ｍｌ中で試料１００ｇを２４時間処理し、非晶質シリカ相を選択的に溶脱させる操作を２回行って得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（自律的調湿材料）を用いた。本材料の作製方法については、先行文献（例えば、日本セラミックス協会学術論文誌、１０８巻、ｐｐ．１０２４−１０２９（２０００））に記載されている方法に従った。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。脱着等温線を図１に示す。脱着等温線の相対湿度５５％及び４０％における吸着量から乾燥抑制能力を、脱着等温線の相対湿度４０％及び２５％における吸着量から過乾燥防止能力を求めた。更に、これらの値から乾燥防止能力を求めた。それらの結果である、試験試料の乾燥抑制能力、過乾燥防止能力及び乾燥防止能力を表１に示す。
【００２９】
実施例２
測定には、市販の試薬（関東化学製、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３  ））を電気炉にて５００℃で４時間保持して熱処理した材料（乾燥防止材料）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。脱着等温線を図２に示す。脱着等温線の相対湿度５５％及び４０％における吸着量から乾燥抑制能力を、脱着等温線の相対湿度４０％及び２５％における吸着量から過乾燥防止能力を求めた。更に、これらの値から乾燥防止能力を求めた。それらの結果である、試験試料の乾燥抑制能力、過乾燥防止能力及び乾燥防止能力を表１に示す。
【００３０】
実施例３
中国産カオリン系鉱物（陜西省楡林地区産Ｃｏａｌ−Ｋａｏｌｉｎ）を用いた。原料を乳鉢で解砕した後、７０ｍｅｓｈ（φ２１２μｍ）のふるい下を１１００℃で２４時間保持し、仮焼した。仮焼後の試料を再び粉砕した後、試料３ｇに対し１５ｍｌの１Ｎ  ＫＯＨ溶液中で９０℃、２４時間処理し、アルカリ可溶成分を溶脱させた。溶解処理後、試料をろ過により回収し、最初は１Ｎ  ＫＯＨ溶液で、その後蒸留水で５回洗浄した。試料を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のふるい下を試料（結露防止材料）とした。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。脱着等温線を図３に示す。脱着等温線の相対湿度５５％及び４０％における吸着量から乾燥抑制能力を、脱着等温線の相対湿度４０％及び２５％における吸着量から過乾燥防止能力を求めた。更に、これらの値から乾燥防止能力を求めた。それらの結果である、試験試料の乾燥抑制能力、過乾燥防止能力及び乾燥防止能力を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004251735.tif 000002
【００３２】
表１に示されるように、各試料の性能を乾燥抑制能力、過乾燥防止能力及び乾燥防止能力として数値化し、その指標値に基づいて調湿材料の調湿能力を客観的に評価することができる。これらの指標値を用いることにより、住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料の乾燥防止性能の判断が容易にできる。
【００３３】
所定の湿度条件間での水蒸気吸着量の差を算出し、これを材料単位当たりに換算して求められる値の一例として、それぞれの材料の単位面積当たりに換算して指標値を求めた。それらの結果である、試験試料の単位面積当たりの乾燥抑制能力、過乾燥防止能力及び乾燥防止能力を表２に示す。実施例に示した材料の比表面積は、それぞれ、８１．２ｍ２  ／ｇ、２０１．２ｍ２  ／ｇ、５３．５ｍ２  ／ｇであり、表１に示した指標値を比表面積の値で除して求めることができる。
【００３４】
【表２】
2004251735.tif 000003
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、居住環境の乾燥防止目的で使用する調湿材料の性能評価方法に係るものであり、本発明により、１）住環境の快適性に寄与する目的で使用する調湿材料が、人が快適と感じる下限とすべき湿度や乾燥が問題となる湿度まで乾燥することを抑制する性能の判断が容易にできる、２）そのため、住宅等の室内居住環境用調湿材の乾燥防止性能を客観的に評価するために有効な判断指標を提供できる、３）また、本発明により、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、乾燥防止性能、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の選択が可能となる、という格別の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】２５℃における自律的調湿材料の水蒸気脱着等温線を示す。
【図２】２５℃における乾燥防止材料の水蒸気脱着等温線を示す。
【図３】２５℃における結露防止材料の水蒸気脱着等温線を示す。
【図１】
2004251735.tif 000004
【図２】
2004251735.tif 000005
【図３】
2004251735.tif 000006