(57)【要約】  【課題】  調湿機能や強度を損なうことなく軽量化を達成する。  【解決手段】  無機多孔質調湿材料を含む原料を成形し焼成する調湿タイルの製造方法である。前記無機多孔質調湿材料と水溶性樹脂とを含む成形原料を調製する工程（ａ）と、前記成形原料を成形して成形物を得る工程（ｂ）と、前記成形物を１０００℃以下の焼成温度で焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）とを含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機多孔質調湿材料を含む原料を成形し焼成する調湿タイルの製造方法であって、
前記無機多孔質調湿材料と水溶性樹脂とを含む成形原料を調製する工程（ａ）と、
前記成形原料を成形して成形物を得る工程（ｂ）と、
前記成形物を１０００℃以下の焼成温度で焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）と
を含む調湿タイルの製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）が、前記水溶性樹脂として、ポリビニルアルコール樹脂を、前記成形原料全体の０．５〜２重量％の割合で配合する
請求項１に記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）が、前記ポリビニルアルコール樹脂として、粒度１００μｍ以下のポリビニルアルコール樹脂を配合する
請求項２に記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）が、前記成形原料に、発泡剤として、ひる石を成形原料全体の５〜４０重量％の割合で配合する
請求項１〜３の何れかに記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項５】
前記工程（ａ）が、前記成形原料を湿式粉砕し造粒する
請求項１〜４の何れかに記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）が、プレス圧力９８０〜２４５０Ｎ／ｃｍ２（１００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２）で乾式プレス成形する
請求項１〜５の何れかに記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）が、押出圧力９８〜５９０Ｎ／ｃｍ２（１０〜６０ｋｇ／ｃｍ２）で湿式押出成形する
請求項１〜５の何れかに記載の調湿タイルの製造方法。
【請求項８】
無機多孔質調湿材料と水溶性樹脂とを含む原料を成形し焼成して得られる調湿タイルであって、
比重０．９〜１．３、曲げ強度１４７Ｎ／ｍ２（１５ｋｇ／ｃｍ２）以上、吸湿量１００ｇ／ｍ２以上である
調湿タイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調湿タイルの製造方法および調湿タイルに関し、詳しくは、珪質頁岩などの無機多孔質調湿材料を用いて調湿機能を高めた、住宅の内装建材などに利用される調湿タイルの製造方法と、このような製造方法で得られる調湿タイルとを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
住宅の内装建材などに利用されるタイルとして、珪質頁岩などの調湿機能に優れた無機多孔質材料を配合してなる調湿タイルが知られている。調湿タイルは、施工環境の過剰な湿気を吸収保持して湿度を下げ、施工環境が乾燥し過ぎると吸収保持した水分を放出して湿度を上昇させる調湿機能に優れている。調湿タイルが施工された室内環境の湿度を、居住者にとって快適な湿度範囲に調整することができる。調湿タイルの表面には結露が発生し難い。また、調湿材料によっては、施工環境に発生する臭いやホルマリンなどの揮発性ガスを吸着除去する脱臭性、ＶＯＣ除去性にも優れた機能を発揮できる。
特許文献１には、珪質頁岩などの無機調湿材と粘土と水分とを適量で組み合わせた原料を湿式粉砕しスプレー乾燥で造粒した造粒物を、押出成形し焼成することで調湿タイルを製造する技術が示されている。
【０００３】
ガラス建材やセメント建材、通常のタイル建材などにおいて、焼成工程で発泡させることによって、無数の微細な空孔が形成された発泡建材を製造する技術が知られている。発泡建材は軽量で運搬などの取扱いが容易である。発泡建材は、発泡剤が配合された原料から建材を製造する過程で発泡させることで得られる。
【特許文献１】特開２００２−１１４５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の調湿タイルは、調湿機能には優れているが比較的に重くて取り扱い難いという問題がある。
調湿タイルを一般住宅の内装壁面に施工する場合、壁面の支持構造をかなり頑丈にしておかないと、重い調湿タイルを支持するのが難しくなる。調湿タイルを支持させるために太い柱材や分厚い下地材を施工するのでは、施工コストが増大し、施工の手間もかかる。壁面が分厚くなると、室内空間が狭くなり、使用し難くなる。
調湿タイルを軽量化させるために、前記した発泡建材の技術を適用することが考えられる。調湿タイルの原料に、焼成工程で発泡する材料を配合しておくことで、無数の微細な空孔が形成された調湿タイルが得られる。
【０００５】
ところが、珪質頁岩などの無機多孔質調湿材料に発泡材料を加えて焼成して得られた調湿タイルは、軽量化は果たせても、本来の機能である調湿性が極端に低下してしまうという問題が生じる。これは、無機多孔質調湿材料が変質したり特性が変わったりしてしまうものと思われる。また、強度的に弱くなるという問題がある。これは、発泡状態では、無機多孔質調湿材料の粒体同士が強力に結合されないからであると思われる。
前記した発泡ガラス建材などでは、焼成工程で、構成原料のガラスなどを溶融させた状態で内部に空孔を形成させてから冷却硬化させ、空孔の外殻が溶融硬化して一体化された強固な多孔質構造を形成させて、高い強度の発泡建材を得る技術が知られている。しかし、無機多孔質調湿材料を溶融させてしまうと、調湿機能は大きく損なわれる。
【０００６】
本発明の課題は、従来の調湿タイルが有する重いという欠点を解消し、調湿機能や強度を損なうことなく軽量化を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる調湿タイルの製造方法は、無機多孔質調湿材料を含む原料を成形し焼成する調湿タイルの製造方法であって、前記無機多孔質調湿材料と水溶性樹脂とを含む成形原料を調製する工程（ａ）と、前記成形原料を成形して成形物を得る工程（ｂ）と、前記成形物を１０００℃以下の焼成温度で焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）とを含む。
〔無機多孔質調湿材料〕
湿気を吸収保持し吸収保持した水分を放出する可逆的な吸放湿機能を有する。吸湿作用と放湿作用の切り替えは、環境の湿度条件によって発現する。
従来、建材やタイルに調湿機能を与えるために使用されていた各種の無機多孔質調湿材料が使用できる。
【０００８】
具体例として、珪質頁岩が挙げられる。珪質頁岩は、優れた調湿機能に加えて、脱臭機能や揮発性ガス吸着機能にも優れている。アロフェン、イモゴライト、活性白土、セピオライト、ゼオライト、シリカゲルなども使用できる。複数種類の無機多孔質調湿材料を組み合わせて使用することもできる。
無機多孔質調湿材料の平均細孔径は、１０〜１００Åの範囲である。好ましくは、２０〜８０Åである。無機多孔質調湿材料の粒径は、５〜３０μｍが好ましい。
無機多孔質調湿材料は、成形原料の全体に対して２０〜７０重量％を配合することができる。好ましくは、３０〜６０重量％である。無機多孔質調湿材料が少な過ぎると、目的とする調湿機能などが十分に発揮できない。無機多孔質調湿材料が多過ぎると、発泡が不十分になり易く、軽量化を阻害する。
【０００９】
〔水溶性樹脂〕
調湿タイルの原料配合の際には、無機多孔質調湿材料などと均一に混合されて成形原料が調製でき、成形は良好に行え、調湿タイルの焼成工程で焼失して、その跡に微細な空孔を形成する機能を有する。
水溶性樹脂は、成形原料の調製過程でスラリ状態にしたときに水中に良好に溶解あるいは分散して均一に混合され易い。非水溶性樹脂では均一に混合でき難い。また、水溶性樹脂は、調湿タイルの焼成工程で、実質的に完全に焼失するので、微細な空孔は形成するが、無機多孔質調湿材料の表面を塞いだりして、表面特性や結合性などを阻害することがない。
【００１０】
水溶性樹脂としては、上記のような機能に優れた材料が好ましい。水溶性樹脂の焼失温度が５００℃以下の材料が好ましい。水溶性樹脂の具体例として、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ＣＭＣが挙げられる。特に、ポリビニルアルコール樹脂が、調湿タイルに微細で均一な空孔を形成でき、無機多孔質調湿材料の調湿機能などを良好に発揮させるなど、好ましい材料となる。複数種類の水溶性樹脂を組み合わせて使用することもできる。
水溶性樹脂は、粉粒状の形態で成形原料に配合しておくことが望ましい。水溶性樹脂の粒度を細かくしておくほうが、成形原料への均一混合が良好に行え、調湿タイルに微細で均一な空孔を形成させることができる。具体的には、水溶性樹脂の粒度が１００μｍ以下のものが好ましい。より好ましくは１〜４０μｍである。粒度が小さ過ぎると、調湿タイルに十分な大きさの空孔が形成されず、調湿タイルの空隙ができ難い。粒度が大き過ぎても、成形原料への均一混合が難しく、調湿タイルの空孔が大きくなり過ぎて強度が低下したり焼成過程で形状が崩れたりし易い。
【００１１】
水溶性樹脂は、成形原料の全体に対して０．５〜２重量％を配合することができる。好ましくは、１〜２重量％である。水溶性樹脂が少な過ぎると、目的とする空孔の形成が十分にできず、調湿タイルの軽量化が果たせない。水溶性樹脂が多過ぎると、調湿タイルの強度が低下したり焼成過程で形崩れを起こしたりする。
〔成形原料〕
基本的には、通常の調湿タイルにおける成形原料と同様の材料や配合あるいは調製方法が適用できる。
成形原料には、少なくとも、無機多孔質調湿材料と水溶性樹脂とを含む。その他に、バインダー成分や着色剤、分散剤などを配合しておくことができる。粘土や低融点のガラス材料を配合しておくこともできる。成形原料には、水を加えて水分量を調整しておくことができる。
【００１２】
成形原料に、ひる石等の焼成時に膨張して発泡作用を発揮する発泡剤を配合しておくこともできる。水溶性樹脂の焼失による空孔と、発泡剤の発泡による空孔との両方が調湿タイルに形成されることになる。発泡剤は、調湿タイルの焼成温度で発泡作用が発現する必要がある。発泡剤は、成形原料の全体に対して５〜４０重量％を配合することができる。発泡剤が多過ぎると、焼成工程で爆裂したり、調湿タイルの形状が崩れたり、無機多孔質調湿材料の機能を阻害したりすることがある。したがって、空孔の形成は、水溶性樹脂を主にして、補助的に発泡剤を使用するのが好ましい。
セピオライトやゼオライトは、無機多孔質調湿材料としては珪質頁岩などに比べて劣るが、軽量化に有効である。そこで、これらの材料を、珪質頁岩などの無機多孔質調湿材料とは別に、軽量化材料として５〜２０重量％の割合で配合しておくことができる。
【００１３】
成形原料は、通常、粉粒状あるいは液状の原料を撹拌混合して調製する。原料を粉砕して粒状化すると同時に混合することもできる。湿式粉砕後に造粒して粒塊状の成形原料を調製することもできる。
湿式粉砕造粒物は、各原料成分が均等に配合され、取扱いが容易で、成形作業にも適している。造粒物は、粉体よりも焼成工程における空孔形成が均一に生じ易く、強度が高く品質性能に優れた調湿タイルが容易に得られ易い。造粒物の粒径は、０．１〜１．５ｍｍに設定できる。好ましくは、０．２〜１．０ｍｍである。
〔成形作業〕
基本的には、通常の調湿タイルの製造における成形作業と同様の成形装置や方法、処理条件が適用される。
【００１４】
成形原料は、成形作業に適した含水率に調整しておくことができる。成形方法によって好ましい含水率は異なる。
成形原料は、成形型に充填し乾燥させるだけでも、保形性のある成形物を得ることができる。
＜プレス成形＞
成形型に充填したあと加圧するプレス成形が適用できる。
プレス成形には、スラリー状態の成形原料を使用するほか、実質的に乾燥状態の成形原料を用いる乾式プレス成形も適用できる。
【００１５】
乾式プレス成形の場合、成形原料の含水率は１５〜３５重量％に設定される。乾式プレス成形でのプレス圧力を９８０〜２４５０Ｎ／ｃｍ２（１００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２）に設定できる。プレス圧力が低過ぎると、調湿タイルの強度が弱くなる。プレス圧力が高過ぎると、焼成過程で十分な空孔が形成され難くなる。
＜押出成形＞
所定の断面形状を有する口金から成形原料を押し出して連続した成形物を得る押出成形も適用できる。
押出成形された成形物を適宜長さ毎に切断すれば、板状の調湿タイルとなる成形物を得ることができる。押出成形では、成形原料の含水率が高い湿式押出成形が好ましい。この場合の含水率は２５〜４０重量％に設定される。乾式押出成形の押出圧力を９８〜５９０Ｎ／ｃｍ２（１０〜６０ｋｇ／ｃｍ２）に設定できる。押出圧力が低過ぎると、押出成形品の保形が十分にできなかったり、調湿タイルの強度が弱くなったりする。押出圧力が高過ぎると、プレス成形でプレス圧力が高い場合と同様に、焼成過程で十分な空孔が形成され難くなる。
【００１６】
成形物の形状としては、調湿タイルの用途によっても異なるが、通常は、矩形の板状をなしている。矩形以外の多角形や円形、楕円形、長円形などの曲線形状も採用される。外周辺に係合用の凹凸を設けておくこともできる。調湿タイルの施工時に表面になる面に凹凸模様を形成しておくこともできる。調湿タイルの裏面に貼り付け用の凸条や突起を設けておくこともできる。
〔焼成作業〕
基本的には、通常の調湿タイルと同様の焼成装置、焼成条件が適用できる。
焼成温度は、使用原料や調湿タイルの形状、要求性能などによっても異なるが、６５０〜１０００℃が採用される。好ましくは、８００〜９５０℃である。焼成時間は、１〜６時間に設定される。
【００１７】
焼成作業を終え、焼成炉などから焼成物を取り出せば、調湿タイルが得られる。焼成作業の後で、仕上げ加工や仕上げ処理など、通常の調湿タイル製造においても行われる後工程を組み合わせることもできる。
〔調湿タイル〕
製造された調湿タイルは、水溶性樹脂の焼失によって全体に無数の微細な空孔が配置された多孔構造を備えている。なお、無機多孔質調湿材料そのものが有する多孔構造は微視的な空間であるが、それに比べて水溶性樹脂の焼失による多孔構造はより大きな空間である。水溶性樹脂の焼失による多孔構造の内面や表面に無機多孔質調湿材料が配置され、その無機多孔質調湿材料の表面にミクロ状の細孔が配置されている状態である。水溶性樹脂の焼失による多孔構造の孔径は、１０〜２００μｍ程度である。
【００１８】
調湿タイルの調湿機能や吸着機能は、基本的に、無機多孔質調湿材料が果たす。水溶性樹脂の焼失による多孔構造は、無機多孔質調湿材料の表面に湿気やガスを効率的に到達させる通路として働く。勿論、多量の水分などが存在する場合は、水溶性樹脂の焼失による空孔にも水分が保持されることはあり得る。
調湿タイルの寸法は、使用目的や要求性能によって異なるが、通常、最大辺長を１９〜１００ｃｍの範囲に設定できる。厚みを５〜３０ｍｍに設定できる。
水溶性樹脂の焼失による多孔構造を有する調湿タイルは、通常の調湿タイルに比べて軽量である。具体的には、通常の調湿タイルは比重１．５〜１．８であるのに対し、本発明では、比重０．９〜１．３の調湿タイルが得られる。
【００１９】
しかも、調湿機能の点では、通常の調湿タイルと遜色がない。具体的には、１００ｇ／ｍ２以上の吸湿量を示すことができる。
また、強度も十分であり、実用上の支障がない１５ｋｇ／ｃｍ２以上の曲げ強度を有する。
調湿タイルの用途は、従来の調湿タイルと同様に、各種建築施工に利用される。例えば、住宅の居室や浴室などの内装仕上げに利用される。建築物の外壁仕上げに利用することもできる。庭園の床仕上げなどにも使用される。特に、従来の調湿タイルよりも軽量性が要求される用途に有用である。従来の調湿タイルを施工するために、頑丈な下地構造が必要とされていた個所では、下地構造を簡略化することが可能である。下地構造が弱くて従来の調湿タイルが施工できなかった個所にも施工することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる調湿タイルの製造方法では、成形原料に、無機多孔質調湿材料とともに水溶性樹脂を配合しておくことで、調湿タイルの焼成工程で水溶性樹脂が焼失して調湿タイルに無数の微細な空孔を形成させる。
その結果、軽量性に優れた調湿タイルが得られる。焼成温度が、通常の調湿タイルと同程度の低い温度でよいので、無機多孔質調湿材料が溶融ガラス化したり変質したりせず、優れた調湿機能を維持できる。水溶性樹脂の焼失による微細な空孔は形成されても、無機多孔質調湿材料同士は強固に結合し、通常の調湿タイルと遜色のない高強度の調湿タイルが得られる。水溶性樹脂は、焼成工程でほぼ完全に焼失してしまうので、無機多孔質調湿材料の表面を塞いだりして調湿機能を阻害することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の具体的実施形態となる調湿タイルを製造し、その性能を評価した。
〔調湿タイルの製造〕
下記表１に示す配合で調湿タイルの原料を調製した。
表中で、ＰＶＡは、ゴーセノールＧＬ−０５（商品名、日本合成化学工業社製）を用いた。その他の材料も市場から入手可能な材料である。
所定の材料を配合し、２４時間かけて湿式粉砕したあと、スプレー造粒および乾燥を行って、平均粒径０．４ｍｍの造粒物を得た。
タイル成形用の成形型に、前記造粒物を充填し、プレス圧２００ｋｇ／ｃｍ２で加圧成形した。
【００２２】
得られた生強度の成形品を、雰囲気温度９００℃で４時間昇温し、９００℃を維持して１時間で焼成したあと、自然降温を行った。
得られた調湿タイルの寸法は、１００ｍｍ角で厚さ１０ｍｍの矩形板状であった。
〔性能評価試験〕
＜比重＞
常法により、調湿タイルの比重を測定した。
＜吸湿量・放湿量＞
２５℃、５０％ＲＨで２４時間保持した。次に、２５℃、９０％ＲＨで２４時間保持したあとで、前後の重量変化から、吸湿量を測定した。その後、再び、２５℃、５０％ＲＨで２４時間保持したあとで、前後の重量変化から、放湿量を測定した。
【００２３】
＜表面硬度＞
表面に爪で擦ったときに、傷がつくか否かを、以下の基準で判定した。
◎：非常に傷がつきにくい。ほとんど傷がつかない。
○：傷がつきにくい。傷がついても、穴があくことはない。
×：簡単に傷がつく。傷の個所に気泡による穴があいた。
＜曲げ強度＞
常法により、曲げ強度を測定した。
＜切断加工性＞
カッターで切断加工できるか否かを、以下の基準で判定した。
【００２４】
○：カッターで１回軽くスジを入れただけで簡単に折れ、切断容易である。
×：カッターで数回強くスジを入れたが、割れたりして、失敗することが多い。
＜破断面調整加工性＞
カッターで破断面を削って調整加工できるか否かを、以下の基準で判定した。
○：カッターで破断面をきれいに削れ、端部を平面に加工することができた。
×：カッターで破断面を削るのが難しく、良好な仕上がりは得られ難い。
【００２５】
【表１】
2005247633.tif 000002
【００２６】
〔評価〕
（１）  水溶性樹脂（ＰＶＡ）を用いた実施例１は、水溶性樹脂を使用していない比較例１、２に比べて、比重が小さく、軽量で取扱い易いものであった。しかも、吸放湿性が格段に優れている。また、カッターで切断したり端部を調整したりする加工が行い易い。曲げ強度は小さくなるが、調湿タイルの実用的な使用には何ら支障のない十分な性能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、例えば、住宅の内装仕上げ材として施工される調湿タイルに有用である。