(57)【要約】【課題】  ガス吸収性に優れ、かつ顕著な防火性および耐火性を有するガス吸収材およびこれを含んでなる建材の提供。【解決手段】  ガス吸収性を有する炭材を含んでなる基材と、該基材の表面に担持されたフリット粒子とから少なくともなるガス吸収材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス吸収性を有する炭材を含んでなる基材と、該基材の表面に担持されたフリット粒子とから少なくともなる、ガス吸収材。
【請求項２】
前記フリット粒子が、火災の際に溶融して前記基材表面を覆い、前記基材への酸素の供給を遮断するものである、請求項１に記載のガス吸収材。
【請求項３】
前記フリット粒子の溶融温度が約６００℃である、請求項１または２に記載のガス吸収材。
【請求項４】
前記フリット粒子の前記基材表面における担持量が２００〜２，０００ｇ／ｍ２である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス吸収材。
【請求項５】
前記フリット粒子が粒径約２００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス吸収材。
【請求項６】
前記炭材が、約８００℃以上の温度で炭化された高温炭と、約５００℃以下の温度で炭化された低温炭とを含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス吸収材。
【請求項７】
アルギン酸若しくはその塩または酸化カルシウムとをさらに含んでなる、請求項６に記載のガス吸収材。
【請求項８】
アルギン酸またはその塩と、酸化カルシウムとを共に含んでなる、請求項７に記載のガス吸収材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のガス吸収材からなる、建材。
【請求項１０】
前記建材が室内建材である、請求項９に記載の建材。
【請求項１１】
ＩＳＯ５６６０に準拠するコーンカロリーメーターによる総発熱量が輻射強度３０〜５０ｋＷ／ｍ２において測定時間５〜２０分間で８ＭＪ／ｍ２以下であり、かつ、発熱強度が２００ｋＷ／ｍ２を超える時間が合計１０秒を超えないものである、請求項９または１０に記載の建材。
【請求項１２】
フリットを含んでなる、請求項１に記載のガス吸収材製造のための難燃化塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は難燃化され、防火性または耐火性が付与されたガス吸収材、およびこれからなる建材に関する。
【背景技術】
【０００２】
シックビル症候群またはシックハウス症候群や、化学物質過敏症が近時問題とされている。これらは、気密性の高い建造物中で、建築資材などから出る化学物質が原因といわれている。このような室内の化学物質を、炭が備える吸収性を利用して捕捉し、これら症状の発生を抑制できないか検討がなされている。
【０００３】
例えば、特願２００２−５８７１８１公報（特許文献１）には、約８００℃以上の温度で炭化された高温炭と、約５００℃以下の温度で炭化された低温炭と、アルギン酸またはその塩または酸化カルシウムとを含んでなるガス吸収材であって、室内の有害ガスを吸収する建築用内装材として用いられるものが開示されている。
【０００４】
一方で、建材には、一般に防火性および耐火性が求められており、必要に応じて建材を難燃化処理することが必要になる。建材に防火性、耐火性を付与するため、種々の検討が行われている。例えば、特開昭４９−９２１３８公報（特許文献２）には、水ガラス用カレット（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２）粉末を水ガラスに混連した防火用無機塗料が開示されている。また、特開昭５５−１１８９８０号公報（特許文献３）には、耐水性合成樹脂をビヒクルとし、フリットを含有してなる省エネルギー耐火塗料が開示されている。また、特開昭５９−３６１６９号公報（特許文献４）には、水酸基含有液状化物をビヒクルとし、リン酸塩フリットを含有する発泡型防火塗料が開示されている。また、特開２００１−１３１４４７号公報（特許文献５）には、加熱によりガラス質セラミックを生ずる化合物（Ｓｉおよび／またはＴｉのアルコキシド）を複合化させた構造を有する難燃性付与複合粒子を含有する難燃性塗料が開示されている。また、特開２００２−５０１９７０号公報（特許文献６）には、ガラスフリットを含有する低密度防火遮断材料およびその製造方法が開示されている。
【特許文献１】特願２００２−５８７１８１公報
【特許文献２】特開昭４９−９２１３８公報
【特許文献３】特開昭５５−１１８９８０号公報
【特許文献４】特開昭５９−３６１６９号公報
【特許文献５】特開２００１−１３１４４７号公報
【特許文献６】特開２００２−５０１９７０号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明者らは、今般、炭材を含んでなる基材表面に粒子状のフリットを担持させることにより、炭材のガス吸収性を維持しながら、その防火性および耐火性を著しく改善できるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものである。
【０００６】
従って本発明は、ガス吸収性に優れ、かつ、顕著な防火性、耐火性を示すガス吸収材、とりわけ、建材として用いられるガス吸収材の提供を目的とする。
【０００７】
そして、本発明によるガス吸収材は、炭材を含んでなる基材と、この基材表面に担持されたフリット粒子とを含んでなるものである。
【０００８】
さらに、本発明による建材は、前記ガス吸収材からなるものである。
【発明の具体的説明】
【０００９】
フリット
本明細書において、フリットとは、陶磁器等の釉薬調合成分の一部または全部を溶融して得られる水不溶化組成物を意味する。ここで、釉薬調合成分とは、陶磁器等の釉薬の調合に通常用いられる原料を意味し、例えば、ケイ酸分（ケイ砂、ケイ石等）、酸化鉛、炭酸鉛、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化スズ、炭酸バリウム、炭酸ソーダ、炭酸カリウム、ホウ砂、ホウ酸、石灰石等が挙げられる。また、上記の溶融温度は、上記釉薬調合成分の組成により適宜決定される。
【００１０】
本発明によれば、フリットは粒子として基材の表面に担持される。フリット粒子は火災の際にその熱で溶解し、ガス吸収材の表面を覆って酸素の供給を遮断する。これによりガス吸収材は難燃化し、またガス吸収材からのＣＯ２ガス等の発生を有効に防ぐことができる。
【００１１】
フリット粒子の粒径は適宜決定されて良いが、約２００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０μｍ以下程度である。また、フリットの溶融温度は、その組成により変化し、その結果、フリットの選択により所望の温度の耐火性を実現することができる。従って、フリット粒子の溶融温度は、求める耐火温度を勘案して適宜決定されてよいが、一般的な建材の場合、フリット粒子は約１０００℃程度で融解することが好ましく、より好ましくは約６００℃程度である。
【００１２】
本発明において、フリット粒子の基材表面への担持は、フリット粒子とこのフリット粒子を基材表面に結着させる結着剤とを少なくともを含有する組成物を用意して、これを塗布することにより行われてよい。この組成物中のフリット粒子含有量は適宜決定されてよいが、組成物全量に対して８０重量％以上のフリット粒子を含んでなるのが一般的である。また、結着剤としては、例えば、海藻のり、でんぷんのり、高分子結着剤、セメント等が挙げられるが、これに限定されるものではない。さらにフリット粒子を含有する組成物は、他の成分として、顔料、分散剤、防かび剤等を適宜添加してもよい。フリット粒子を含有する組成物は、上記の必要な各成分を所望の割合で配合し、ゲートミキサー、ポニーミキサーなどの攪拌機を用いて均一に混合して調製されてよい。
【００１３】
本発明によるガス吸収材は、上記のフリット粒子を含有する組成物を基材の少なくとも一面に担持させて得られる。このフリット粒子含有組成物は、適当な手段により基材表面に塗布される。例えば、はけ塗り、スプレー塗り、コテ塗り、ロールコーティング、ナイフコーティング等により基材表面に塗布される。その塗布量は、本発明による効果、すなわち耐火性が発揮される限りにおいて限定されないが、例えば、乾燥後の重量で２００〜２，０００ｇ／ｍ２程度のフリット量が好ましく、より好ましくは５００〜１，５００ｇ／ｍ２程度である。担持後、フリット粒子含有組成物を乾燥させる。この乾燥工程は通常、常温下で行われても、加温下で行われてもよい。
【００１４】
基材
本発明によるガス吸収材は、炭材を含んでなる基材を用いる。炭材の原料は特に限定されず、スギ、ヒノキ、マツ、カラ松等の針葉樹や、竹に加え、建築廃材も利用可能である。
【００１５】
本発明の好ましい態様によれば、本発明による炭材は、約８００℃以上の温度で炭化された高温炭と約５５０℃以下の温度で炭化された低温炭とを含んでなる。
【００１６】
本発明において、高温炭とは、約８００℃以上の温度で炭化された炭を意味する。本発明の好ましい態様によれば、高温炭とは、好ましくは約８００℃〜１３００℃の温度で、さらに好ましくは９００℃〜１０００℃の温度で炭化して得られたものを意味する。高温炭の製造にあたり、その精錬過程において賦活、例えば空気賦活または水蒸気賦活、が行われてもよい。
【００１７】
また、本発明において、低温炭とは、約５５０℃以下の温度で炭化された炭を意味する。本発明の好ましい態様によれば、低温炭とは、好ましくは約３００℃〜５５０℃の温度で、さらに好ましくは４５０℃〜５００℃の温度で炭化して得られたものを意味する。
【００１８】
高温炭と低温炭はその吸収性において相違する。具体的には、高温炭はホルムアルデヒド、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼンなどに対して高い吸収特性を有し、一方、低温炭はアンモニア、アミンなどに対して高い吸収特性を有する。両者の混合物は、種々の物質に対し良好な吸収性を有するものとなる。
【００１９】
高温炭と低温炭の混合比は、本発明による建材が捕捉しようとするガスの種類を勘案して適宜決定されてよいが、高温炭と低温炭とは、重量基準で１：９９〜９９：１の範囲で混合されるのが好ましく、より好ましくは３０：７０〜９０：１０であり、さらに好ましくは５０：５０〜８０：２０である。
【００２０】
高温炭と低温炭は、粉砕して紛状の形態で利用されるのが好ましい。粒径は適宜決定されてよいが、０．３〜９．５ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは０．６〜１．１８ｍｍ程度の粒径である。
【００２１】
なお、高温炭は、その体積抵抗が１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示すために、本発明によるガス吸収材は、静電防止効果や電磁波シールド効果を有することになる点でも有利である。また、低温炭は、その体積抵抗は一般に１０９〜１０１２Ω・ｃｍ程度である。
【００２２】
本発明による基材は、アルギン酸またはその塩（例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩）を含むことができる。アルギン酸またはその塩は、単に炭粒子を結着させるだけではなく、炭材のガス吸収性を向上させるとの効果を有する。これらアルギン酸単独では、無論そのガス吸収活性は炭に比較すると無いかあるいはその活性は小さなものであり、そのような物質の共存によって、高温炭と低温炭との混合物のガス吸収活性が大きく改善されることは意外な事実である。
【００２３】
なお、本発明においてアルギン酸またはその塩は、精製されたアルギン酸またはその塩のみならず、カラギーナン、角叉など、アルギン酸を主成分とする物質をも意味するものとする。
【００２４】
また、本発明による基材において、アルギン酸またはその塩の添加量は結着剤としての機能およびガス吸収活性の向上の観点から適宜決定されてよいが、その下限は５重量％程度が好ましく、より好ましくは１０重量％程度であり、その上限は２５重量％程度が好ましく、より好ましくは１５重量％程度である。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、本発明による基材は、高温炭と低温炭とに加えて、酸化カルシウムを含む。この酸化カルシウムは、高温炭および低温炭のガス吸収能を、アルギン酸と同様に、向上させる。更に、酸化カルシウムの存在により、本発明によるガス吸収材はその耐火性能を向上させることが出来るとの利点も有する。酸化カルシウムとして、具体的には、貝殻を焼成して得た貝殻焼成カルシウム、生石灰を利用することが出来る。
【００２６】
また、本発明による基材において、酸化カルシウムの添加量はガス吸収活性の向上の観点から適宜決定されてよいが、その下限は５重量％程度が好ましく、その上限は１５重量％程度が好ましく、より好ましくは７重量％程度である。
【００２７】
さらに、本発明の別の態様によれば、アルギン酸と、酸化カルシウムとを共に含むことができる。アルギン酸と酸化カルシウムとの添加により、高温炭と低温炭のガス吸収活性を更に向上させることが出来る。
【００２８】
本発明による基材は、上記の他に結着剤を含むことが出来る。そのような結着剤としては、珪藻土、セメント、イソシアネート樹脂エマルジョンのような高分子結着剤、デンプンのり、天然のり、海鮮のりなどが挙げられる。セメントとしては、例えば普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント等を利用することができる。また、珪藻土またはセメントの利用は、ガス吸収材の耐火性能を向上させることができる点で有利である。さらに、珪藻土またはセメントを利用する場合、結着剤として高分子結着剤との併用が好ましい。これら結着剤の添加量は適宜決定されてよいが、これらの添加量は過剰であると、ガス吸収材のガス吸収活性を低下させることがあるので、添加量の決定は慎重に行われることが望ましい。本発明による基材におけるこれら結着剤の添加量は、好ましくは１０〜４０重量％程度である。
【００２９】
また、本発明による基材は、上記成分の他に、ゼオライト、石膏、石炭、軽石、モルタル、珪藻土、火山灰土、その他必要に応じた成分を適宜含んでもよい。
【００３０】
本発明によるガス吸収材では、上記成分を成形し、基材として使用するのが一般的であろう。基材の形状は、その使用方法、使用場所に適した形状（ボード状、パネル状、ハニカム状等）であれば特に限定されない。
【００３１】
基材の製造にあたり、その強度を高めるために、充填材または補強材を利用することが好ましい。充填材または補強材の好ましい例としては、マニラ麻や木材パルプ等の繊維材、金網、格子状またはハニカム状の構造体などが挙げられる。
【００３２】
本発明による基材は、例えば、高温炭と、低温炭と、アルギン酸または酸化カルシウムと、場合により結着剤と、その他の成分を混合した混合物を型に流し込み、成形することにより得られる。
【００３３】
また、本発明によるガス吸収材は、裏面面材として補強紙を貼付して、その外観を改善することが出来る。この補強紙は、基材によるガス吸収機能を損なわない程度の通気性を有するものであれば限定されない。
【００３４】
建材
本発明によるガス吸収材は、ボード形状等に成形して、室内建材、例えば壁材または天井材等の建材として利用することができる。
【００３５】
本発明による建材は、平成１２年改正建築基準法に適合するものとすることができる。すなわち、本発明による建材は、ＩＳＯ５６６０に準拠するコーンカロリーメーターにより輻射強度３０〜５０ｋＷ／ｍ２において、５分間、さらに好ましくは１０分間、特に好ましくは２０分間に総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であり、かつ、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２を超えないものとすることができる。
【実施例】
【００３６】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
実施例１
高温炭および低温炭の調製
基材の作製に使用した高温炭および低温炭は、次のようにして得た。窯として、前面に火口を有し、背面下部に排気口を有し、内部を耐火レンガで覆った、内容積１６ｍ３のコンクリート製のものを用いた。窯内に木材を入れ、火口から火入れをした。２４時間程の後から分解・炭化が始まり、３００〜４００℃の温度がさらに４８時間ほど続いた。その後温度が４００〜５５０℃に上昇したが、この温度上昇により炭化が終了し、精錬過程に入ったと判断し、５〜１０時間後に窯を完全密封し、冷却した。こうして得られた炭を低温炭とした。また、前記精錬過程において、空気賦活および水蒸気賦活を行い、炭化温度を９００〜１１００℃とし、この温度を３時間維持して得られた炭を高温炭とした。ここで、空気賦活とは窯内に空気を、その温度が９００〜１０００℃程度となるまで１０〜２０ｍ３／分の風量で圧送することにより行い、また水蒸気賦活とはこの空気の圧送の際に０．５〜２リットル／分の量で同時に圧送することにより行った。
【００３８】
基材の作製
高温炭と低温炭との混合粉炭１０００ｇ（高温炭：低温炭＝７：３）とマニラ麻４７．５ｇとを混合し、これに結着剤１１１．２ｇ（アルギン酸ナトリウム２６．２ｇ、馬鈴薯澱粉８５ｇ）とを加えた。次いで、この混合物を型枠に流し込み、一定の厚さになるように押し固めて成形した。次いで、型枠に入れたまま乾燥炉に入れ、常温もしくは６０℃以下の温度で３〜５時間程度乾燥した。乾燥炉から出したのち、型枠を外して、ボード型の基材（厚さ：１１．５ｍｍ、質量：５，０００ｇ／ｍ２、有機質量：５，０００ｇ／ｍ２）を得た。
【００３９】
フリット含有組成物
以下に記載の組成のフリット含有組成物を用意した。
【００４０】
−フリット（無鉛透明釉１２−３６１７、日本フェロー社製）    ９９重量％
−結合剤（アルギテックス（アルギン酸ナトリウム）、株式会社キミカ製）
１重量％
建材の作製
前記フリット含有組成物（質量：１，０００ｇ／ｍ２、有機質量：１０ｇ／ｍ２）をハケを用いて、前記基材の表面に塗布した（ガラス質塗材の厚さ：約０．５ｍｍ）。さらに、前記基材の裏面に、補強紙（厚さ：０．５ｍｍ）を貼り付けて５日間養生し、建材を得た。この建材を切り出し、試験用サンプル（大きさ：９７．９ｍｍ×９８．５ｍｍ、厚さ：１２．７５ｍｍ、質量：６７．９２ｇ）とした。
【００４１】
試験例１
上記サンプルについて、平成１２年改正建築基準法に従い、ＩＳＯ−５６６０に準拠し、コーンカロリーメーター（輻射強度：５０ｋＷ／ｍ２、排気流量速度：２４Ｌ／ｓ、試験時間：１０分間、Fire Testing Technology Limited 製）による発熱性試験（準不燃性能試験）を行った。また、裏面に達する亀裂・穴の有無を目視にて確認した。
【００４２】
コーンカロリーメーター法の判定基準によれば、建材は火災による初期の熱に相当する熱量（３０−５０ｋＷ／ｍ２）が与えられた場合、所定の試験時間経過後に（１）８ＭＪ／ｍ２以下の総発熱量であること、（２）防火上有害な裏面まで貫通する亀裂および穴がないこと、（３）最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ２を超えないこと、を満たすことが必要である（防火に用いられる格付けとしては、不燃、準不燃、難燃があり、各々２０分、１０分、５分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下であることが条件となっている）。
【００４３】
結果は、以下の表に示される通りであった。
【表１】
2005131542.tif 000002
【００４４】
また、上記サンプルの発熱速度及び総発熱量測定曲線は、図１に示される通りであった。
【００４５】
上記の通り、上記サンプルは、平成１２年改正建築基準法による準不燃性材料の規格を満たしていた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】試験例１における本発明によるガス吸収材の発熱速度及び総発熱量測定曲線である。
【図１】
2005131542.tif 000003