(57)【要約】【課題】  遠赤外線の放射体が有する諸効能を有するとともに、物性、外観、使用性等について従来の無機系建築材料と遜色のない遠赤外線放射性無機系建築材料を提供すること。【解決手段】  無機系建築材料基材に遠赤外線放射材料である鉱物粉末を添加してなることを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料。当該遠赤外線放射性無機系建築材料は、遠赤外線放射材料である鉱物粉末と無機系建築材料基材との混合材料に水を加えて混練物を得る工程と、前記混練物を所定の形状に成形して成形体とする工程と、前記成形体を養生して硬化させる工程とを含む製造方法により得ることができる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機系建築材料基材中に遠赤外線放射材料である鉱物粉末を含有してなることを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料。
【請求項２】
請求項１記載の遠赤外線放射性無機系建築材料において、
前記鉱物粉末の含有量が遠赤外線放射性無機系建築材料全体に対して５〜３０質量％であることを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の遠赤外線放射性無機系建築材料において、
前記鉱物粉末の粒径が０．１〜３００μｍであることを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れかの項記載の遠赤外線放射性無機系建築材料において、
鉱物粉末が、トルマリン、緑泥石、麦飯石、ゼノタイム石、サマルスキー石、モナズ石、医王石、ホルンヘルス、貴陽石、隕石よりなる群から選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れかの項記載の遠赤外線放射性無機系建築材料において、
窯業系材料に適用されることを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料。
【請求項６】
（１）遠赤外線放射材料である鉱物粉末と無機系建築材料基材との混合材料に水を加えて混練物を得る工程と、
（２）前記混練物を所定の形状に成形して成形体とする工程と、
（３）前記成形体を養生して硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法。
【請求項７】
（１ａ）遠赤外線放射材料である鉱物粉末と無機系建築材料基材との混合材料に水を加えて混練物を得て、当該混練物に更に水を加えてスラリーとする工程と、
（２ａ）前記スラリーに対して凝集剤を添加して、脱水プレス成形または抄造成形にて所定の形状に成形して成形体とする工程と、
（３）前記成形体を養生して硬化させる工程と
を含むことを特徴とする遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠赤外線放射性無機系建築材料及び遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠赤外線は、血行促進、発汗作用促進、痛みの緩和、体を暖める効果、安眠効果、脱臭・消臭・抗菌効果、水の浄化作用等の効能があることが知られている。ここで、遠赤外線の中で、特に波長が約４〜１４μｍの光は「育成光線」とも呼ばれ、人体に深く吸収され、熱反応を生じて皮下深層の温度を上昇させることができるため、前記した効能を好適に発現するものである。
【０００３】
また、この遠赤外線は、特定の物質から発生されることが知られており、このような遠赤外線を放射することができる物質としては、例えば、トルマリン、麦飯石等の鉱石（鉱物）が挙げられる。そして、近年では、かかる鉱石を加工した商品として、例えば、ネックレス、ブレスレット、サポータ、消臭シート等の種々の商品が開発されており（例えば、特許文献１）、健康向け商品等として広く用いられている。
【０００４】
一方、近年では、このような人体に直接触れることを前提とする健康向け商品のほか、各種構造材料として適用する検討もなされており、例えば、複数の層を重ね合わせた接着層に対してトルマリンを含有した複合材料等が提案されている（例えば、特許文献２）。また、トルマリンを塗料材に含有させ、かかる塗料材を浴槽等の容体に塗布した例も開示されている（例えば、特許文献３）。これらの例は、基材に対して、トルマリンの有する電位的・電磁的特性により、遠赤外線、マイナスイオンを発生させ、前記の諸特性を付与しているものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１４２１３号公報（［請求項１］，図１）
【特許文献２】特開平１１−３３３９６５号公報（［請求項１］，［０００５］）
【特許文献３】特開２００１−２２０５４８号公報（［請求項１］，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献に示される従来の適用例は、予め形成された基材にトルマリン等の鉱物粉体を含む層を形成して構成されるため、用途的にも限界があるものであった。その一方で、構成材料の基材中に鉱物粉体を含有させた上で、種々の成形体とすることができれば、多岐な用途展開を期待することができると考えられていた。特に、建物を構成する建築材料について適用すれば、快適な居住空間を構築することができ、人々の健康状態を促進させることができることも可能となるため、要望が高かった。これに対して、各種材料に対する鉱物粉体の添加は、鉱物粉体の添加量によっては建築材料の物性面や外観面に影響を及ぼす場合があるほか、鉱物粉体の比重が大きいために材料を重量化してしまい、加工性、運搬性等の使用性をも悪くしてしまうことが懸念されていた。
【０００７】
本発明の目的は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、遠赤外線の放射体が有する諸効能を好適に有するとともに、物性、外観、使用性等について従来の無機系建築材料と遜色ない遠赤外線放射性無機系建築材料及び遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達するために、本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、無機系建築材料基材中に遠赤外線放射材料である鉱物粉末を含有してなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法は、
（１）遠赤外線放射材料である鉱物粉末と無機系建築材料基材との混合材料に水を加えて混練物を得る工程と、
（２）前記混練物を所定の形状に成形して成形体とする工程と、
（３）前記成形体を養生して硬化させる工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料を構成する遠赤外線放射材料である鉱物としては、例えば、トルマリン、緑泥石、麦飯石、ゼノタイム石、サマルスキー石、モナズ石、医王石、ホルンヘルス、貴陽石、隕石等が挙げられる。これらの鉱物は、一般に市販されているので、容易に入手することが可能である。これらの鉱物は、一種を単独で使用してもよく、また、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１１】
この遠赤外線放射材料である鉱物は、粉末状の形態として用いられる。本発明においては、遠赤外線放射材料である鉱物を粉末状で用いることにより、無機系建築材料の表面ないし内部に均一に分布することができ、遠赤外線放射性無機系建築材料からの遠赤外線の放射を効率よく行うことができる。なお、ここでいう「粉末状」とは、一般的な粉末形状のほか、粒子形状も含むものである。
【００１２】
粉末状の鉱物（鉱物粉末）の平均粒径は、０．１〜３００μｍとすることが好ましく、０．１〜１００μｍとすることが特に好ましい。鉱物粉末の平均粒径がかかる範囲内にあることにより、無機系建築材料中における鉱物粉末の分布をより均一に行うことができ、その結果、遠赤外線放射性無機系建築材料からの遠赤外線の放射を好適に実施することを可能とする。
【００１３】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料における、遠赤外線放射材料である鉱物粉末（以下、単に「鉱物粉末」とすることもある）の含有量は、遠赤外線放射性無機系建築材料全体に対して５〜３０質量とすることが好ましく、２０〜３０質量％とすることが特に好ましい。鉱物粉末の含有量が５質量％より少ない場合には、遠赤外線の放射強度が低くなるため、鉱物粉末の有する諸効能が発現されない場合がある。
一方、含有量が３０質量％より大きい場合には、鉱物粉末の有する諸効能は発現されるものの、建築材料としての諸特性（例えば、曲げ強度等）や外観等に悪影響を及ぼす場合がある。また、鉱物が高価であり、比重も大きいことから、本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料が高価となるほか、また、重量化し、材料の加工性や運搬性が悪くなるなど実用上においても問題が生じる場合があり好ましくない。
【００１４】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、かかる鉱物粉末を無機系建築材料基材に添加することによりなるものである。
ここで、本発明に適用される無機系建築材料基材としては、例えば、窯業系材料であり、かかる窯業系材料は、一般に、腐食や虫害を抑制することができ耐久性に優れていることから、建築内装材、天井材、間仕切壁、建築外装材等として広く用いられている。
【００１５】
窯業系材料は、一般には、セメント、ケイ酸質材、石灰質材、スラグ（溶滓）及び石膏から選ばれる１または２以上の材料を主原料とし、必要により繊維補強材を混合して強化し、所定の形状に成形された後、水熱養生、蒸気養生、常温常圧養生等の養生工程を経て得られるものである。かかる窯業系材料の特徴は、多孔質であり比重が軽い割には優れた強度を発現することができ、また、加工性、運搬性にも優れる材料である。
【００１６】
ケイ酸質材とは、例えば、ケイ酸（ＳｉＯ2）を含有する原料をいい、例えば、ケイ石、ケイ砂、ケイ藻土、白土、パーライト等の鉱物微粉末、フライアッシュ、シリカヒューム等のダストを使用することができる。
また、石灰質材としては、例えば、生石灰、消石灰、生石灰を水または温水で消化した消石灰乳、炭酸カルシウム等を使用することができる。
【００１７】
繊維補強材としては、有機系および無機系の繊維補強材を使用することができる。有機系繊維補強材としては、セルロース繊維（針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒しクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）等のクラフトパルプも含む）、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維等を採用することができる。無機系繊維補強材としては、ガラス繊維、ステンレス繊維等を採用することができる。
【００１８】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料を製造する方法を説明する。
例えば、ケイ酸カルシウムを基材とする場合は、まず、所定の鉱物粉末を、無機系建築材料基材となるセメント、ケイ酸質材、石灰質材、繊維補強材等の混合体に添加して、鉱物粉末と無機系建築材料基材との混合材料を得る。この混合材料に対して水を加えて、ゲル状の流動性を帯びた混練物を調製する。
【００１９】
次に、この混練物を所定の成形方法により成形体とする。成形方法としては、例えば、押出成形、脱水プレス成形等が挙げられる。
ここで、押出成形を用いる場合には、混練物中の各原料の比重差による不均一である影響を受けることが少なく、比重の大きい鉱物粉末も容易に均一混合した状態で成形することができる。また、成形体の形状としても、平板はもとより、回り縁、見切り縁、窓枠等の各種建築部材に適用することができ、意匠性に富む所定の形状の建築部材の成形が可能である。
脱水プレス成形の場合、ゲル状の混練物では各原料の比重差が小さいので、押出成形と同様に、均一に各原料が混合されて成形を行うことができる。
【００２０】
また、前記したゲル状の混練物に対して更に水を加えてスラリーとして、所定の成形方法により成形体としてもよい。成形方法としては、例えば、脱水プレス成形、抄造成形等が挙げられる。
【００２１】
ここで、脱水プレス成形あるいは抄造成形を行う場合は、その成形時において、凝集剤を添加して行うことが好ましい。本発明で使用される鉱物粉末は、比重の大きいため沈降が速く、均一な分散が難しいという問題がある。また、プレス時に濾水と一緒に濾過されて、成形体に全量が残らないという問題があるが、成形時に凝集剤を添加して凝集作用を起こさせることにより、材料に対する鉱物粉末の均一分散を行うことができるほか、脱水プレス等における鉱物粉末の流出を防止することができ、成形性の向上を図ることができるので好ましい。
【００２２】
凝集剤としては、ポリアクリルアミド系のカチオン高分子凝集剤等の高分子凝集剤を使用することが好ましく、また、必要に応じて硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の無機系凝集剤を併用してもよい。
【００２３】
凝集剤の添加量は、無機系建築材料基材の固形分１００重量部に対して、固形分０．１〜５重量部とすることが好ましく、０．５〜３重量部とすることが特に好ましい。凝集剤の添加量が０．１〜５重量部の範囲内であれば凝集が好適に行われる一方、凝集剤の添加量が固形分０．１重量部より少ないと凝集がうまく行われない場合があり、また、５重量部を超えると必要以上の凝集が起こってしまう場合があるほか、コスト高にもつながるため好ましくない。
【００２４】
このようにして得られた成形体は、養生により硬化させる。養生方法としては、例えば、水熱養生、蒸気養生、常温常圧養生等の手段が挙げられる。この養生を行うことにより、水の存在下で、セメントの水和反応、ケイ酸質材と石灰質材との結合反応が進み、成形体が硬化され、強度、寸法安定性に優れる成形体となる。
なお、養生方法は、エネルギーコストや装置設備の維持等のコストの観点から、成形体の使用される環境に合わせて適宜選択すればよい。
【００２５】
また、無機系建築材料基材として炭酸カルシウムを基材とする場合は、炭酸カルシウム粉末、繊維補強材、鉱物粉末、助剤としてバインダーを混合して混合材料とした後、前記したケイ酸カルシウムを基材とした場合と同様な方法を用いて本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料を成形すればよい。ここで、成形体の硬化を促進させるためには、助剤としてバインダーを添加してもよいが、助剤としてのバインダーを添加しない、例えば、特開２００３−８９５６９号公報等に開示される製造方法を適宜使用してもよい。
【００２６】
かくして得られる本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、無機系建築材料基材中に遠赤外線放射材料である鉱物粉末を含有してなるため、遠赤外線の放射体が有する諸効能、例えば、血行促進、発汗作用促進、痛みの緩和、体を暖める効果、安眠効果、脱臭・消臭・抗菌効果、水の浄化作用等を有しながら、物性面、外観面、使用性等においても従来の無機系建築材料と遜色ない遠赤外線放射性無機系建築材料を好適に得ることができる。
【００２７】
その結果、本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料を建物の構成材料、例えば、建築内装材、天井材、間仕切壁、建築外装材等の窯業系材料等に適用することにより、自然環境が豊かでない市街部で、防耐火構造の材料として多く採用されている不燃性である無機系建築材料から育成光線を放射させることにより、生体的な効果を享受することができ、快適な居住空間を構築することができるため、人々の健康状態を促進させることも可能となる。
【００２８】
また、本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料によれば、無機系建築材料として従来の（遠赤外線放射性能を有しない）無機系建築材料と遜色ない機械的特性を有する材料を得ることができる。例えば、かさ比重が１．４以下、曲げ強度が１０Ｎ／ｍｍ2以上、吸水長さ変化率が０．１５％以下の無機系建築材料を得ることができる。
【００２９】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、鉱物粉末の含有量が遠赤外線放射性無機系建築材料全体に対して５〜３０質量％であることが好ましい。
かかる本発明は、鉱物粉末の含有量が遠赤外線放射性無機系建築材料全体に対して特定範囲とされるため、建築材料としての諸特性（例えば、曲げ強度等）や外観等に悪影響を及ぼすことなく、鉱物粉末の有する諸効能を好適に発現することができる。
【００３０】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、鉱物粉末の粒径が０．１〜３００μｍであることが好ましい。
かかる本発明は、鉱物粉末の粒径が特定の範囲であるため、無機系建築材料中における鉱物粉末の分布がより均一に行われ、その結果、遠赤外線放射性無機系建築材料からの遠赤外線の放射を好適に実施することができる。
【００３１】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、鉱物粉末が、トルマリン、緑泥石、麦飯石、ゼノタイム石、サマルスキー石、モナズ石、医王石、ホルンヘルス、貴陽石、隕石よりなる群から選ばれる一種または二種以上であることが好ましい。
かかる本発明は、鉱物粉末の種類を特定のものとしているため、遠赤外線放射性無機系建築材料からの遠赤外線の放射をより一層好適に実施することができる。
【００３２】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、窯業系材料に適用されることが好ましい。
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料は、前記した作用・効果を有するとともに、腐食や虫害を抑制することができ耐久性に優れていることから、建築内装材、天井材、間仕切壁、建築外装材等の窯業系材料として広く適用することができる。
【実施例】
【００３３】
次に、実施例及び参考例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等の記載内容に何ら制約されるものではない。
【００３４】
［実施例１〜４、及び参考例１］
下記に示した原料を表１に示した配合比で用いて、下記の製造方法により、無機系建築材料基材中に遠赤外線放射材料である鉱物粉末を含有した、本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料である板材（実施例１〜４）、及び対照として鉱物粉末を含有しない板材（参考例１）を製造した。
【００３５】
（ 使用原料 ）
セメント  ：普通ポルトランドセメント
繊維補強材：針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＫＢＰ）とポリプロピレン繊維とからなる
繊維（配合比１：１）
ケイ石粉末：ＳｉＯ2含有量  ９７．８質量％
比表面積（ブレーン値）１００００ｃｍ2／ｇ
パーライト：  真珠岩ＪＩＳ  Ｓ０.１５−０．６
鉱物粉末  ：  緑泥石を主成分とする鉱物粉末
【００３６】
（ 使用材料の配合比 ）
【表１】
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【００３７】
（ 板材の製造方法 ）
表１に示す配合に従って、無機系建築材料基材であるセメント、繊維補強材、ケイ石粉末及びパーライトと、鉱物粉末、及び水とを混合して混合材料とした後、市販のモルタルミキサーを用いて、攪拌回転数を５０ｒｐｍとして１０分間混練して、流動性を帯びた混練物を得た。
そして、得られた混練物を、市販の脱水成形機により脱水プレス成形して、サイズとして長さ３４０ｍｍ×幅３４０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの板材を得た。
【００３８】
次に、得られた板材を、圧力  ０．４９ＭＰａ、温度  １５１℃の条件下、１０時間水熱養生を行った後、１２０℃で１２時間乾燥させて、遠赤外線放射性無機系建築材料である板材を得た。なお、水熱養生後の板材は、実施例１〜３及び参考例１の板材は硬化が良好であったが、実施例４の板材は、これら実施例１等と比較すると硬化が若干劣っていた。
【００３９】
［試験例１］
前記した実施例１〜４および参考例１で得られた板材について、建築材料としての性能を確認するため、下記の評価条件に従い、「かさ比重」「曲げ強度」「吸水率」及び「吸水長さ変化率」を測定して比較・評価した。また、「外観」及び「切断加工性」も確認して、比較・評価した。結果を表２に示す。
【００４０】
（ かさ比重 ）
ＪＩＳ  Ａ５４３０に準拠して測定した（ｎ＝３）。
【００４１】
（ 曲げ強度 ）
ＪＩＳ  Ａ１４０８に準拠して測定した（ｎ＝３）。
【００４２】
（ 吸水率 ）
ＪＩＳ  Ａ５４３０に準拠して測定した（ｎ＝３）。
【００４３】
（ 吸水長さ変化率 ）
ＪＩＳ  Ａ５４３０に準拠して測定した（ｎ＝３）。
【００４４】
（ 外観 ）
得られた板材の外観状態を目視にて観察・確認した。そして、外観に異常がない場合を「○」、普通の場合「△」、外観に反りが発生している場合を「×」として判定した。
【００４５】
（ 切断加工性 ）
得られた板材をチップソー（外径  ３５５ｍｍ）で切断し、切断面の直線性を目視にて観察・確認した。そして、切断面が良好な場合を「○」、普通の場合「△」、切断面に引き曲がりがあった場合には「×」と判定した。
【００４６】
（ 評価結果 ）
【表２】
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【００４７】
表２の結果からわかるように、実施例１〜３で得られた板材は、鉱物粉末を含有しない参考例１と同様に、製造時に良好に硬化されており、優れた曲げ強度を発現していることがわかる。また、吸水長さ変化率も低く、吸水に対する十分な寸法安定性を有していた。そして、外観や切断加工性も良好であった。以上より、建築材料として使用しても問題のないことが確認できた。
【００４８】
また、鉱物粉末の含有量を４０％質量とした実施例４で得られた板材は、前記した実施例１〜３のものと比較すると養生における板材の硬化が若干ではあるが劣り、外観及び切断加工性も実施例に比べると、若干ではあるが劣るものであった。
また、鉱物粉末の含有量が大きく、かつ乾燥による収縮のため、かさ比重が大きくなっており、また、曲げ強度も実施例と比較すると若干ではあるが劣るものであった。
従って、遠赤外線放射材料である鉱物粉末の含有量は、遠赤外線放射性無機系建築材料全体に対して５〜３０質量％とすることが好ましいものと考えられる。
【００４９】
［試験例２］
遠赤外線放射の測定：
フーリエ変換式赤外分光光度計を用いて、実施例２により得られた板材（遠赤外線放射性無機系建築材料）、及び対照として黒体（カーボンブラック：入射する光を１００％吸収し、エネルギー放射能力が最大の物体）を用いて、測定波長０〜２４μｍにおける分光放射強度Ｒ（ｗ・ｃｍ-2・ｓｔｒ-1）×１０をそれぞれ測定した。結果を図１に示す。
【００５０】
（ 測定条件 ）
測定装置：  フーリエ変換式赤外分光光度計（ＦＴＩＲ ＪＩＲ−Ｅ５００型：日本電子株式会社製）
分解能  ：  １／１６ｃｍ
積算回数：  ２００回
検知器  ：  ＭＣＴ検知器
測定温度：  ３５℃
測定波長：  ０〜２４μｍ
【００５１】
図１の結果より、実施例２で得られた遠赤外線放射性無機系建築材料である板材は、放射率１００％の黒体により得られた曲線と近接した曲線が得られ、波長が４〜１４μｍの育成光線が好適に放射されていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の遠赤外線放射性無機系建築材料及び遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法は、建築内装材、天井材、間仕切壁、建築外装材等の各種建築材料として広く利用可能な遠赤外線放射性無機系建築材料及び遠赤外線放射性無機系建築材料の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例２で得られた遠赤外線放射性無機系建築材料の遠赤外線放射特性を示したものであって、放射強度と波長の関係を示したグラフである。
【図１】
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