(57)【要約】【課題】室内の建材、家具等から出る化学物質の空気中への放散を防止し、住環境に優しい組成物の提供を図る。【解決手段】多孔質の備長炭・ホタテ貝殻セラミックスとを混練した着色炭化物によって室内に拡散される各種の化学物質を防止、室内の調湿・抗菌に有効な組成物からなる内装材を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物の表面に貝殻セラミックス、着色剤とをバインダーで被覆して調製される着色炭化物。
【請求項２】
炭化物が木質系であることを特徴とする請求項１に記載の着色炭化物。
【請求項３】
炭化物が備長炭であることを特徴とする請求項２に記載の着色炭化物。
【請求項４】
貝殻セラミックスが炭化物１００質量部に対して０．０１〜２０質量部配合されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載の着色炭化物。
【請求項５】
貝殻セラミックスがホタテ貝殻セラミックスであることを特徴とする請求項４に記載の着色炭化物。
【請求項６】
着色炭化物１００質量部に二次のバインダー０．５〜２０質量部が配合された組成物からなる調湿材料。
【請求項７】
着色炭化物１００質量部に二次のバインダー０．５〜２０質量部が配合された組成物が、基板または対象物に塗工されてなる調湿材料。
【請求項８】
内装材である請求項６乃至７記載の調湿材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炭化物を着色した着色炭化物及び吸放湿性に優れた調湿材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の外壁、間仕切り壁、天井など建物の絶縁構造体を形成する建材として無機質の水硬性物質をバインダーとして用いた石膏板や木質セメント板などの無機質板や有機質材料を用いた合板、ＬＶＬ、パーティクルボード、中比重ファイバーボードなどの有機質板が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者のものは通気性が殆んどなく高気密性であり、しかも吸湿性が高く水分は板の表面にとどまり易いため、結露し易くダニの発生やカビの発生が顕著であるという問題があった。
【０００４】
一方、後者は接着剤やバインダーに、ホルムアルデヒド系の熱硬化性樹脂や、イソシアネート系の樹脂を用いているために、化学物質利用建材といわれている。
【０００５】
このものでは多少の通気性があるために結露は生じ難いものの有機化学物質が遊離した状態で残存しており、例えばホルムアルデヒドや有機溶剤（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）などが大気中に放出されて健康を阻害するおそれがあり、化学物質過敏症やシックハウス症候群に対する対策が必要である。
そこで接着剤に含まれている遊離モノマーなどの低減、有機化学物質を吸着する物質の混合などの対策がなされている。
【０００６】
吸着剤としては、安価である、木炭を使用することが多いものの炭化物には欠点も多い。その一つは、黒いことである。単独で使用するとその表面は黒いままであり、陰気で好ましくない。そこで他の材料と混合したりする方法もとられている。
【０００７】
この場合、一般の炭化物は脆いため混合したりすると欠けたり粉になったりして表面は色むらを生じ醜いものとなることが多い。また市販されている炭化物は樹種やその炭化温度が一定でないため、炭の硬さや、吸着性能も異なるなどの問題があった。
【０００８】
このように従来の建築材料は通気性が乏しくダニやカビの発生の問題があったり、臭いを吸着する性能に欠けるものであった。
【０００９】
近年の高気密の住環境において、室内環境を快適にするには室内が乾燥状態にある時には湿度を高くし、室内が高湿気状態にある時には、湿度を低くすることが望ましい。
【００１０】
湿度の調整をするには、空調機を使用すれば対応できるものの強制的に行うと急激な環境の変化を伴うため、環境対応能力に乏しい子供や老人などには辛いものである。また機器のコストや省エネルギーの観点からも、マイルドでシンプルな対策を講じることが要望される。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、調湿材の色むらをなくすとともに好みに合わせた色彩を持たせた着色炭化物を得、それを用いた調湿材料は通気性を高く得ることが出来、調湿機能を持ち、有機化学物質の吸着性能を持つ調湿材料を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る着色炭化物は吸放湿性能や化学物質の吸着性能の高い炭化物と抗菌機能の高い貝殻セラミックス、炭化物を着色できる着色剤と炭化物から着色剤が剥れにくくするためのバインダーとから成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２の発明は炭化物が木質系であることを特徴とするものである。また請求項３の発明は炭化物が備長炭であることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項４の発明は貝殻セラミックスが炭化物１００質量部に対して０．０１〜２０質量部配合されていることを特徴とするものである。また請求項５の発明は貝殻セラミックスがホタテ貝殻セラミックスであることを特徴とするものである。また請求項６に係る調湿材料は、上記の炭化物１００質量部に二次バインダー０．５〜２０質量部配合されて成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項７に係る調湿材料は、上記の組成物が基板または対象物に塗工されて成ることを特徴とするものである。また、請求項８に係る調湿材料は、内装材であることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明において炭化物としては、炭素の粉粒を用いることができるものであり、木材の他、コーリヤン、麦、サトウキビ、イネ、ワラ、竹といった禾本科植物の種子の外皮、幹、枝、葉等あるいは、豆腐製造時の絞り粕、ビールや焼酎等の製造時の絞り粕、プラスチックなどの有機物を加熱分解や焼成することによって得たものを使用することができる。この加熱分解や焼成の温度は３００〜１５００℃の範囲が好ましく、この範囲内であれば熱分解時に生成する空隙が多いために、比表面積が大きく、吸放湿や吸着性能の高い炭素粉粒を得ることができる。
【００１７】
加熱分解や焼成の温度が３００℃未満であると炭化が不十分であり、また１５００℃を超える温度で加熱分解や、焼成を行うと、炭素粉粒の収縮によって比表面積の低下を招いて吸放湿、吸着性能が低下し、炭素粉粒で所定の吸放湿、吸着性能を発揮させるためには、大量に必要になって好ましくない。
【００１８】
また、本発明において、抗菌機能や吸着機能を有する貝殻セラミックスとは、アサリ、サザエ、トコブシ、ホタテ貝、アワビなどの海水中に生存する貝類の貝殻やタニシ、シジミなどの淡水中に生存する貝類の貝殻を、１０００℃近傍の高温度域で焼成したものでありこの熱処理貝殻を貝殻セラミックスとここでは呼ぶ。
【００１９】
貝殻には、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムなど、特に炭酸カルシウムを多く含有しているので、そのままでも水質浄化、防虫などの効果を有するが、この貝殻を高温度で焼成することで抗菌機能は顕著に向上する。
【００２０】
貝殻の処理に困っているものの一つに、ホタテ貝殻がある。その量は、年間２１万トンに達しその処理方法が問題となっているものの、その用途が少ないため野積みされたまま放置されているのが現状である。これを利用することは、環境負荷を抑えることにもなる。
【００２１】
また、着色剤としては、染料と顔料とがある。染料は、少量で着色できるものの、炭化物のように黒くしかも細孔を有する基材に対しては細孔まで入れこみ易いため効果的でない。吸放湿や吸着機能の低下を著しく生じさせることになる。それに対し、顔料は細かく粉砕したものを、しかもその使用量を多くしても吸着機能を有する細孔を塞ぐまでに至ることはない。顔料には、有機顔料と無機顔料とがあるが、いずれも使用することができる。顔料は目的とする色調に合わせるために一種を選択して用いる他、複数種のものを混合して用いることもできる。
【００２２】
また、炭化物の表面に抗菌剤としての貝殻セラミックスや着色剤を保持させた着色炭化物を調製するためには、それらを結着させるのにバインダーで被覆することが必要である。そのバインダーは、着色炭化物の吸放湿、吸着性能を損なわせないことが最重要となる。即ち、炭化物の細孔に入り込まず、乾燥後においても通気能を有することが好ましい。着色炭化物は、そのままでも調湿材料として用いることができる。
【００２３】
さらに、着色炭化物を塗工などして面材料の調湿材料として使用する場合には、水や二次バインダーなどと共に配合して使用される。この時の水には溶解しにくいものがより好ましいバインダーといえる。そのため、着色炭化物の被覆に用いるバインダーは、着色炭化物を調製された後には、水と接触しても水に溶出しにくいものが、より好ましくは水に不溶性となるものが良い。バインダーとしては多糖類（デンプン、セルロース誘導体等）、ポリ酢酸ビニルエマルジョン、ポリエステルポリオール水溶液などの通常のバインダーやポリウレタン系、アクリル系、ポリビニルアルコール系、ポリアミド系、キトサンをはじめとする水溶性または、水分散性のバインダーを用いることができる。これら一種を選択して用いる他、複数種のものを混合して用いることもできる。
【００２４】
着色炭化物の調製は、炭化物、貝殻セラミックス、着色剤を混合機に入れ、攪拌しながらバインダーを投入し、混合して炭化物の表面に着色剤などの被覆を行う。そのまま、あるいは払い出してから乾燥させ、必要に応じてふるい分けることもできる。炭化物の表面に着色剤などを被覆する混合機としては、バンバリミキサー、リボンミキサー、ヘンシエルミキサー、オムニミキサー、アイリッヒミキサー、万能ミキサーなどをあげることができる。
【００２５】
また、調湿材料として用いるには、上記の着色炭化物の他に増粘剤、耐熱性付与剤、可塑剤、柔軟化剤、チキソトロピー性改善剤、フィラー、繊維類（有機質繊維、無機質繊維、炭素繊維等）、抗菌剤、防カビ剤などを適当量含有させることもできる。
【００２６】
上記の組成物は板（ボード）や、その他の形状に成形して調湿材料として使うこともできる。成形は必要に応じて水を添加して、プレス成形や押出し成形などをすることによりなされる。また、この組成物は基板または対象物に塗工して使用することも多い。
【００２７】
基板の例としては、合板（ベニヤ）、木板、石膏ボード、珪藻土入りボード、紙、不織布、有機繊維板、無機繊維板、発泡板、金属板、網などである。対象物の例は新設または既設の壁、天井、間仕切り、床材、台所、洗面所、トイレ用内装材などの内装材である。さらに、コンクリート面の上塗り、土壁補強などにも適用できる。
【００２８】
塗工に際し、着色炭化物の濃度は塗工方法により、任意に調合して用いることができる。例えば、コテ塗りの場合には３０〜７０質量％程度、ロールやハケ塗りの場合には２０〜６０質量％程度、スプレーの場合には１０〜４０質量％程度が好ましい。塗工後の乾燥は、自然乾燥するか、熱風等で強制乾燥することもできる。
【００２９】
上記の塗工を行うには、塗工の際の作業性を与えるとともに、着色炭化物を調湿材料として作用するために、乾燥固化した塗工物の強度を高めるためにも、二次バインダーが必要である。この場合、着色炭化物の持つ吸放湿、吸着機能を損なわないことが大事である。二次バインダーとしては着色炭化物の調製に使用したバインダーを用いることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
素材炭化物の調製
ウバメガシを炭化した、和歌山県産の備長炭を粉砕機にかけた。それを１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にふるい分けを行い、着色炭化物用の素材炭化物を得た。
貝殻セラミックスの調製
ホタテ貝殻セラミックスは、先ずホタテ貝殻を粗砕機にかけた後、粉砕機にかけ２００μｍ以下の粉末とした。これを１０５０℃で４時間焼成を行い、調製した。
【００３１】実施例１〜５
ヘンシエルミキサーに表１に示す配合の材料を入れ、３０分間混合、被覆後、ポリエチレンのシート上に払い出した。次に、室温で７２時間を要して乾燥させた。これを１ｍｍのふるいを通し、それぞれの着色炭化物を得た。
【００３２】比較例１
ホタテ貝殻セラミックスを加えなかった他は、実施例と同様にして着色炭化物を得た。
【００３３】
【表１】着色炭化物の配合
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単位：質量部
▲１▼：バイエル社製有機顔料
▲２▼：アイカ工業（株）製、アクリル樹脂エマルジョン、固形分：４０％
【００３４】吸湿試験
表１で調製した実施例２の着色炭化物及び未処理の備長炭を１０５℃の乾燥器中で４時間乾燥させた後、これを直径５０ｍｍのシャーレに約５ｇ精秤した。相対湿度９２％の高湿度条件下と、相対湿度６６％の低湿度条件下にしたデシケーター中に入れ、室温１８〜２５℃の雰囲気温度下で養生し、それぞれの吸湿率を測定して吸放湿性能を見た。その結果を図１に示す。
【００３５】
図１から本発明の着色炭化物と未処理の備長炭との相対湿度９２％及び６６％の雰囲下での吸湿能を比較すると、吸湿の立ち上がりにおいても、長時間の養生においても、その挙動は近似している。吸湿率は未処理の備長炭の方が着色炭化物より僅かに高い値を示しているものの、顔料やバインダーの添加率と吸湿能とを考慮すると、着色炭化物の調製に用いたバインダーの吸放湿能への影響はないことが認められる。
【００３６】防カビ試験
貝殻セラミックスの抗菌性は、簡易方法によるカビの発生の有無により判断した。即ち、表１に記した実施例２の着色炭化物１０ｇに工業用水５０ｇを加え良く混合後シャーレの上に流し込み、これを気温１８〜２５℃の雰囲下で放置しカビの発生の有無とその時間を目視より観察した。また、比較例１の着色炭化物についても同様にして行った。
【００３７】
その結果、比較例１の着色炭化物を入れたシャーレの液の表面には、７日後黄色がかったカビを認め１４日後にはシャーレ全体に広がった。それに対して実施例２の着色炭化物を入れたシャーレでは、工業用水が乾燥するまでカビの発生は認められなかった。この結果から、ホタテ貝殻セラミックスを添加した着色炭化物には抗菌効果があることを類推した。
【００３８】実施例６
実施例１〜５及び比較例１の着色炭化物に粉末状の二次バインダーを加えてよくドライブレンドした後、これに水を徐々に加えながら混練し、左官用のコテでベニヤ板にコテ塗がし易いちょう度になるまで水を加え塗工液を調製した。この塗工液をベニヤ板や石膏ボードにコテ塗りした後、自然乾燥し、塗布状態と基板に対する接着性を調べた。その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
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単位：質量部
▲１▼  第一工業製薬（株）製のカルボキシメチルセルロース系のセロゲンＢＳ−Ｈ
Ａ：ベニヤ，Ｂ：石膏ボード  ◎；優，○：良
表２の結果から次のことが理解される。作業性を考慮したちょう度を基準にした配合によると、着色炭化物に比較して未処理の備長炭の場合には水を多く必要とし、乾燥後の色むらは極めて悪く、接着性にも乏しいことが判る。
【００４０】
【発明の効果】
上記のように本発明に係る着色炭化物は、炭化物が本来有する吸放湿性やその他の特性をほとんど損なうことなく、抗菌性を有することができるものである。また、それを用いた調湿材料においても、着色炭化物が吸放湿性や吸着性能をホタテ貝殻セラミックスが抗菌性能を有しているので、結露の発生を防止してダニの発生やカビの発生を抑制することができると共に、室内の悪臭ガスや有毒ガスを炭素成分で除去することができるものである。さらに吸放湿性能を有する着色炭化物は多孔質体であって、通気性を高く得ることができ、湿気の吸放湿を効果的に行って室内の湿度を一定に保つようにすることができると共に、多孔質体の着色炭化物によって保温性能を高く得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】備長炭の吸放湿のグラフ
【図１】
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