(57)【要約】【要約書】【課題】ホタテの貝殻を低温焼成及び粉砕し、ホタテ貝殻粉末の粒度を調整して炭酸カルシウムを主原料とする漆喰材料又はこれをタイルの主成分とすることで、成形体の固化成分の原材料として使用するだけでなく、ホタテ貝殻のもつ調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用、を有効に利用するホタテ貝殻粉末を混合した独特の風合いを持つ漆喰及びタイルを提供する。【解決手段】ホタテ貝殻粉末：４０〜６０ｍａｓｓ％含有し、最大粒径が２ｍｍであり、４２５μｍ篩い下が５０〜７０ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５〜２５ｍａｓｓ％であるホタテ貝殻粉末を主成分とする漆喰材料及びホタテ貝殻粉末：４０〜６０ｍａｓｓ％、消石灰：２０〜４０ｍａｓｓ％、白セメント：５〜１５ｍａｓｓ％、軽量骨材：１〜１０ｍａｓｓ％、すさ・顔料等のその他の成分：１〜１０ｍａｓｓを含有するホタテ貝殻粉末入りタイル。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除く漆喰材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合したホタテ貝殻粉末を主成分とする漆喰材料。
【請求項２】
７８０μｍ篩下が２０〜８０ｍａｓｓ％、４２５μｍ篩い下が２０〜８０ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末であることを特徴とする請求項１記載の漆喰材料。
【請求項３】
４２５μｍ篩い下が９５〜１００ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末であることを特徴とする請求項１記載の漆喰材料。
【請求項４】
かさ密度２．５〜３．０ｇ／ｃｍ２を有するホタテ貝殻粉末であること特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の漆喰材料。
【請求項５】
消石灰：４０ｍａｓｓ％以下、すさ・顔料等、その他の漆喰成分：２０ｍａｓｓ％以下を含有することを特徴する請求項１〜５のいずれかに記載の漆喰材料。
【請求項６】
ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるようにホタテ貝殻粉末の粒度を調整し、この粒度を調整したホタテ貝殻粉末４０〜６０ｍａｓｓ％と、消石灰４０ｍａｓｓ％以下、すさ・顔料等、その他の漆喰成分２０ｍａｓｓ％以下を、合計量が１００ｍａｓｓ％となるように配合し、これに水を添加してコンパウンド化したホタテ貝殻粉末入り漆喰材料の製造方法。
【請求項７】
ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除くタイル材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合したホタテ貝殻粉末を主成分とするホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項８】
７８０μｍ篩下が２０〜８０ｍａｓｓ％、４２５μｍ篩い下が２０〜８０ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末であることを特徴とする請求項７記載のホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項９】
４２５μｍ篩い下が９５〜１００ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末であることを特徴とする請求項７記載のホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項１０】
かさ密度２．５〜３．０ｇ／ｃｍ２を有するホタテ貝殻粉末であること特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項１１】
その他のタイル材料として、消石灰：３５ｍａｓｓ％以下、白セメント：１５ｍａｓｓ％以下、軽量骨材・すさ・顔料等その他：１０ｍａｓｓ％以下を含有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項１２】
ＪＩＳＡ５２０９に準拠した摩耗試験による摩耗減量が０．１ｇ以下であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項１３】
ＪＩＳＡ５２０９に準拠した曲げ試験による曲げ強度が１２〜４５Ｎ／ｃｍであることを特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載のホタテ貝殻粉末入りタイル。
【請求項１４】
ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除くタイル材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合し、さらに３５ｍａｓｓ％以下の消石灰、白セメント：１５％以下、１０ｍａｓｓ％以下の軽量骨材・すさ・顔料等、その他の漆喰成分を添加して、合計量が１００ｍａｓｓ％となるように配合した後、これに水を添加してコンパウンド化し、これをプレス成型し養生することによって製造するホタテ貝殻粉末入りタイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温で焼成した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末を含有する漆喰材料及びその製造方法並びにこの漆喰材料を加圧成型加工したホタテ貝殻粉末入りタイル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホタテ貝は、北海道を中心に天然に産出される食品又は養殖品として広く知られているものであるが、内容物を取り去った後の貝殻がかなりの量で出るため、その後始末をする必要がある。しかし、それなりの労力がかかるので、そのまま山積みに放置されているのが実情である。
この貝殻は炭酸カルシウムが主たる成分であり、その利用が検討されているものの、有効な手段がないというのが現状である。
【０００３】
従来、左官用の材料となる石灰は、石灰石（ＣａＣｏ３）を原料とし、９００〜１２００°Ｃで焼いて製造されている。この石灰石は焼成によって生石灰となるが、これに水を加えて消化させ、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）とする。この消石灰に「すさ」と「のり」を加えて、漆喰とされている。この消石灰を主成分とした漆喰は、不快臭や抗かび性に優れているという特徴を有している。しかし、この消石灰の製造では、上記のように石灰石の高温での焼成が必要である。
【０００４】
また、古代から牡蠣や蛤などの貝殻を焼いて消化した貝灰がある。一般に、貝灰は７００°Ｃ以上で焼いて製造されるが、この貝灰は空気中の水分と反応して消石灰になる。そして、この貝灰の中には、粉末が粗く焼成されない炭酸カルシウムが残存するため、これが骨材的な役割をなす。これに、さらに消石灰を混合して漆喰とすることが行われていた。しかし、ホタテ貝殻はそのほとんどが生石灰に変わるが、前記石灰石と同様に、７００°Ｃの高温で焼成する必要があるということから、エネルギー消費からみて、得策とは言えない。このようなことから、現在では余り使用されていない。
【０００５】
特許文献１には、ホタテ貝殻の微粉末を含有する塗料組成物に関する技術が開示されている。これは、塗料に含まれるホタテ貝殻の微粉末と二酸化チタンによって有害物質を除去するという技術が開示されているが、ホタテ貝をどのようにして処理するのかについては不明であり、実用上の問題がある。
また、特許文献２には、ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃで加熱粉砕処理する方法が開示されている。これは、主として廃棄されたホタテの有効利用を図るため、利用しやすいように貝殻を粉末状に形成する技術であり、これ自体は有効な方法であると考えられるが、人工培土、装飾材料、骨材として利用できるとの示唆はあるものの、このようにして製造されたホタテ貝殻の粉末が、どのような特性を持つのか、またこれをどのような利用ができるのか、という実用上のレベルでは未完成の問題がある。
【０００６】
さらに、特許文献３には、粉末状の無機質結合材と粉末状の無機質骨材とからなる混合紛体を真空中で加圧成形する方法が開示されている。しかし、この技術は、焼成又はオートクレーブ処理を行なわずに、真空中で成型するものであるから、真空を維持する装置が必要となり、コスト低減化に逆行するものである。
【特許文献１】特開２００３−７３６２６
【特許文献２】特許３４７４３７６号
【特許文献３】特開２０００−２３８０２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に示すように、従来の漆喰又はタイルは、その製造プロセスにおいて焼成が要らず、又は加圧成形が可能であることに着目するだけか、その成分においても、一般的に利用されている漆喰材料を用いるだけで、漆喰の特性を向上させ、タイルあっては、そのタイルに特別な機能を持たせるというような問題については、特に意識されていない。
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたもので、ホタテの貝殻を低温焼成及び粉砕し、ホタテ貝殻粉末の粒度を調整して炭酸カルシウムを主原料とする漆喰材料とし、さらにこの漆喰材料をタイルの主成分とすることで、成形体の固化成分の原材料として使用するだけでなく、ホタテ貝殻のもつ調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用、を有効に利用し、さらには必要に応じて、貝殻の内側にあるような独特の光沢を有するホタテ貝殻粉末を混合した独特の風合いを持つ漆喰及びタイルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行なった結果、低温で焼成したホタテ貝殻粉末の粒径を、漆喰材料として最適な範囲に調整すると共に、この漆喰材料をタイルに含有させることにより、ホタテ貝殻のもつ調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用等を効果的に利用できる知見を得た。
本願発明はこの知見に基づき、
１）ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除く漆喰材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合したホタテ貝殻粉末を主成分とする漆喰材料を提供する。
ホタテ貝殻粉末には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を多量に含有する。本願発明は、ホタテの貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成するが、焼成後においても、ホタテ貝殻は炭酸カルシウムとして存在する。本願発明は、低温焼成後のホタテ貝殻を主成分として利用するものであり、これ粉砕して炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末を得る。さらに、この焼成後の粒径調整は篩いをかけることによって、粒径を調節する。
【０００９】
これにより、ホタテ貝殻特有の結晶組織を維持しながら、漆喰に含有されることになる。また、粒子が極めて細かいため、漆喰表面は滑らかな仕上がりとなり、内装材として非常に適したものとなる。漆喰は大気の二酸化炭素を取り込みながら徐々に硬化していくので、この場合においても、ホタテ貝殻粉末が骨材として優位な働きをする。
さらに、ホタテ貝殻自体が多孔質構造を有するため、水分を吸収したり、発散したりする働きがある。これにより、ホタテ貝殻粉末を含有する漆喰はその調湿効果により、結露を防ぎ、カビやダニの繁殖を抑制することが可能となる。  
また、消石灰も同様の働きを有するため、相乗効果が有する。このように、ホタテ貝殻のもつ調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用等を効果的に利用でき、かつホタテ貝殻のもつ独特の光沢を漆喰に取り込むことが可能となる。
【００１０】
漆喰の原料として、単に低温で焼成し粉砕したホタテ貝殻粉末では、十分な漆喰とすることはできない。漆喰は、最終的には本願発明のホタテ貝殻粉末、消石灰、水を入れて混練して漆喰材料とするが、ホタテ貝殻粉末の粒径の調整は重要である。このように選択されたホタテ貝殻粉末から構成される漆喰は、固化する際に漆喰の収縮亀裂が著しく減少し、滑らかな漆喰が得られる。
すなわち、本願発明の粒径を調整したホタテ貝殻粉末を主成分とする漆喰材料に、多く含有される炭酸カルシウムは、漆喰の骨材としての重要な役割を行い、亀裂の発生を効果的に抑制する。ホタテ貝殻粉末には、およそ炭酸カルシウムを９８ｍａｓｓ％以上含有すると言われている。
粒径を調整したホタテ貝殻粉末において、最大粒径が２ｍｍを超えると、漆喰の表面粗さが目立つようになり、収縮亀裂の発生が見られるようになる。また、粒径が小さくなると、粒の大小の差が大きくなり、これも漆喰壁の肌荒れと収縮亀裂の原因となる。
【００１１】
２）上記のホタテ貝殻粉末の粒径は、さらに７８０μｍ篩下が２０〜８０ｍａｓｓ％、４２５μｍ篩い下が２０〜８０ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末であることがより望ましい。本発明は、このような漆喰材料を包含する。このように粒度調節したホタテ貝殻粉末を配合した漆喰材料は、粒径の均一化し、施工のし易さ、仕上がりを良好なものとすることができる。また、漆喰乾燥時の収縮・亀裂も効果的に抑制することができる。
３）また、本願発明の漆喰材料となるホタテ貝殻粉末は、さらに４２５μｍ篩い下が９５〜１００ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末であることも好ましい態様の一つである。これも同様に、粒径の均一化を狙うと共に、施工が容易となり、仕上がりが良好なものとなる。
【００１２】
４）さらに、このようにして得られたホタテ貝殻粉末は、かさ密度２．５〜３．０ｇ／ｃｍ２を有する。この密度の向上は、強度及び耐摩耗性を向上させるという意味で重要である。
５）本願発明の漆喰材料は、ホタテ貝殻粉末の他、消石灰：４０ｍａｓｓ％以下、すさ・顔料等、その他の漆喰成分：２０ｍａｓｓ％以下を含有させて作製するのが望ましい。好ましい範囲として、消石灰は２０〜４０ｍａｓｓ％とし、すさ・顔料・等のその他の成分は、５〜２０ｍａｓｓとするのが良い。消石灰、すさ・顔料・等のその他の漆喰成分は、漆喰の用途に応じて、上記の範囲で任意に配合割合を調整することができる。
漆喰の原料である消石灰は二酸化炭素を吸収することにより石灰石に戻るので、時間を経るに従って強度を増すといった性質を有する。前記その他の成分として、上記以外に海草糊、メチルセルロースを添加することができる。海草糊には、「つのまた」を使用することができる。
【００１３】
６）ホタテ貝殻粉末入り漆喰材料は、ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるようにホタテ貝殻粉末の粒度を調整し、この粒度を調整したホタテ貝殻粉末４０〜６０ｍａｓｓ％と、消石灰４０ｍａｓｓ％以下、すさ・顔料等、その他の漆喰成分２０ｍａｓｓ％以下を、合計量が１００ｍａｓｓ％となるように配合し、これに水を添加してコンパウンド化して製造する。
【００１４】
７）本願発明は、ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除くタイル材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合したホタテ貝殻粉末を主成分とするホタテ貝殻粉末入りタイルを提供する。
ホタテ貝殻粉末には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を多量に含有する。本願発明は、ホタテの貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成するが、焼成後においても、ホタテ貝殻は炭酸カルシウムとして存在する。本願発明は、低温焼成後のホタテ貝殻を主成分として利用するものであり、これ粉砕して炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末を得る。さらに、この焼成後の粒径調整は篩いをかけることによって、粒径を調節する。
原料である消石灰は二酸化炭素を吸収することにより石灰石に戻るので、時間を経るに従って強度を増すといった性質を有する。また、ホタテ貝殻粉末が骨材としての役割を有するために、耐久性のあるタイルの成形が可能となる。その他のタイル成分として、上記以外に海草糊、メチルセルロースを添加することができる。また、海草糊には、「つのまた」を使用することができる。
８）本願のホタテ貝殻粉末入りタイルは、上記７）に加え、さらに７８０μｍ篩下が２０〜８０ｍａｓｓ％、４２５μｍ篩い下が２０〜８０ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末を用いることができる。これによって、タイル製造の施工が容易であり、滑らかな仕上がりのタイルを製造することができる。また乾燥時の収縮、亀裂の発生も防止することが可能となる。
【００１５】
９）本願発明の上記ホタテ貝殻粉末入りタイルは、上記７）に加え、さらに４２５μｍ篩い下が９５〜１００ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末を用いることができる。同様に、タイル製造の施工が容易であり、滑らかな仕上がりのタイルを製造することができる。
１０）本願発明の上記ホタテ貝殻粉末入りタイルは、かさ密度２．５〜３．０ｇ／ｃｍ２を有するホタテ貝殻粉末であることが望ましい。粉末の密度の向上は、タイルの強度・耐摩耗性を高め、緻密なタイルの製造を可能する。
１１）本願発明の上記ホタテ貝殻粉末入りタイルは、その他のタイル材料として、消石灰：３５ｍａｓｓ％以下、白セメント：１５ｍａｓｓ％以下、軽量骨材・すさ・顔料等のその他：１０ｍａｓｓ％以下を含有することが望ましい。
軽量骨材には様々な材料があるが、例えば真珠岩を主原料とするパーライト（商品名）、ガラスを主原料とするＧライト（商品名）、真珠岩を主原料とするアサノスーパーライト（商品名）、シラス（火山灰）を主原料とするサンキライト（商品名）、天然鉱物を主原料とするイースハァイアーズ（商品名）、蛭石を主原料とするバーミュキュライト（商品名）などがある。これらは適宜選択して添加することができる。
【００１６】
１２）本願発明の上記ホタテ貝殻粉末入りタイルは、ＪＩＳＡ５２０９に準拠した摩耗試験による摩耗減量が０．１ｇ以下とすることができる。ホタテ貝殻粉末入りタイルは、高温で焼成した通常のタイルと異なり、それほど耐摩耗性の向上は期待できない。しかし、本願発明では、摩耗原料は０．１ｇ以下、特に０．０９ｇ以下を達成でき、これは床タイルとしての機能すらも十分に備えることができる。
１３）本願発明の上記ホタテ貝殻粉末入りタイルは、ＪＩＳＡ５２０９に準拠した曲げ試験による曲げ強度が１２〜４５Ｎ／ｃｍとすることができる。この曲げ強度はタイルの厚さによって変動するが、厚さ７ｍｍのタイルでは、２３Ｎ／ｃｍを達成することができる。また、厚さ９ｍｍのタイルでは、通常４０Ｎ／ｃｍ以上を達成することができる。これは壁用の内装タイルとして、十分な強度を備えている。
【００１７】
１４）さらに、本願発明は、ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末の最大粒径が２ｍｍ、１０００μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除くタイル材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合し、さらに３５ｍａｓｓ％以下の消石灰、白セメント：１５％以下、１０ｍａｓｓ％以下の軽量骨材・すさ・顔料等、その他の漆喰成分を添加して、合計量が１００ｍａｓｓ％となるように配合した後、これに水を添加してコンパウンド化し、これをプレス成型し養生することによって製造するホタテ貝殻粉末入りタイルの製造方法を提供する。
なお、漆喰材料及びタイルにおいて、ホタテ貝殻粉末の上記粒径の調節が行われるが、粒径の大きい、すなわち粒径２ｍｍを超えるホタテ貝殻粉末を装飾目的で添加するものを否定するものではない。装飾目的で添加するホタテ貝殻粉末は、漆喰材料又はタイル材料としての機能を有するものではないが、これらの添加は任意に行うことができる。本願発明はこれらを包含する。
【００１８】
基本的には、前記漆喰材料を主要成分として用いることができる。また、タイルの製造に高温での焼成工程がないので、タイルに含有するホタテ貝殻粉末を焼成により変質させることがなく、ホタテ貝殻粉末の特性をそのまま利用することができる。上記の通り、ホタテ貝殻自体が多孔質構造を有するため、水分を吸収したり、放出したりする働きがある。
吸湿に富むタイルとして、例えば珪藻土を使用するタイルが挙げられる。この珪藻土使用のタイルに比べ、ホタテ貝殻粉末のタイルは、吸放湿性に劣る。しかし、ホタテ貝殻粉末を含有する漆喰又はタイルの水分の放出は、極めて緩慢であり、急激に水分を放出することがないという特徴を有する。
ホタテ貝殻粉末を使用した漆喰又はタイルにおける水分の放出は、殆んど観察されないレベルである。住宅内で急激な水分の放出は結露の原因になるので、この緩慢な水分の放出は、住宅内の漆喰又はタイル用として非常に好ましく、特筆すべき特性の一つである。
このように、ホタテ貝殻粉末を含有するタイルはその調湿効果により、結露を防ぎ、カビやダニの繁殖を抑制することが可能となる。また、消石灰も同様の働きを有するため、相乗効果が有する。
【００１９】
プレスは通常２〜３ｋｇ／ｃｍ２圧で実施する。これにより、ホタテ貝殻粉末が骨材としての役割を果たすだけでなく、ホタテ貝殻の有する調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用等を効果的に発揮することが可能となる。
漆喰成分を主要成分として含有するタイルは、大気の二酸化炭素を取り込みながら徐々に硬化していくので、通常の焼成したタイルよりもより弾力性を有する。また、この場合においても、ホタテ貝殻粉末がタイルの骨材として優位な働きをする。
【発明の効果】
【００２０】
ホタテの貝殻を低温焼成及び粉砕し、ホタテ貝殻粉末の粒度を調整して炭酸カルシウムを主原料とする漆喰材料とし、さらにこの漆喰材料をタイルの主成分とすることで、成形体の固化成分の原材料として使用するだけでなく、ホタテ貝殻のもつ調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用、を有効に利用し、必要に応じて、貝殻の内側にあるような独特の光沢を有するホタテ貝殻粉末を混合した独特の風合いを持つ漆喰及びタイルを提供することができる。
また、成形体の固化成分の原材料として使用するだけでなく、ホタテ貝殻のもつ調湿作用、脱臭作用、抗かび作用、抗菌作用、を有効に利用することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の特徴を、具体的に説明する。なお、以下の説明は、本願発明の理解を容易にするためのものであり、これに制限されるものではない。すなわち、本願発明の技術思想に基づく変形、実施態様、他の例は、本願発明に含まれるものである。
【００２２】
ホタテ貝殻は、良く知られたものであるが、その外表面の１００倍、１０００倍、５０００倍の写真を、それぞれ図１、図２、図３に示す。肉眼では見ることはできないが、５０００倍の写真から明らかなように、ホタテ貝殻の多くは微細な柱状構造を有していることが分る。この貝殻の主成分は炭酸カルシウムであるが、粉砕しただけでは、生体の有機物と水分を多量に含有する。このため、ホタテ貝殻を放置すると、腐敗し異臭を発する原因となる。
本願発明において使用するホタテ貝殻粉末は、ホタテの貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これ粉砕したホタテ貝殻粉末を使用する。これによって、ホタテ貝殻粉末に含有する水分及び生体の有機物を分解し、揮散させることができる。このように焼成したホタテ貝殻粉末は、顕微鏡で観察すると、柱状の組織が維持されている。この組織は、後述するタイルの破断面で説明する。付着する水分及び有機物は消失するので、異臭を発することは無くなる。
【００２３】
但し、ホタテ貝殻をそのまま粉砕した状態のホタテ貝殻粉末は、本願発明の漆喰及びホタテ貝殻粉末入りタイルには適合しない。このホタテ貝殻粉末を篩いにかけ、ホタテ貝殻粉末の粒径、さらには粒度分布を調整する必要がある。粒度調節は、本発明の必須要件である。上記の通り漆喰材料及びタイルの原料となるホタテ貝殻粉末は同一のものを使用することができる。
本発明は、ホタテ貝殻を３５０〜４５０°Ｃの低温で焼成し、これを粉砕した炭酸カルシウムを主成分とするホタテ貝殻粉末を使用するが、装飾目的で、挿入する以外は、ホタテ貝殻粉末の粒径を２ｍｍ以下とする必要がある。これを超える粉末は、漆喰及びタイル表面のざらつきが生じ、強度も小さくなり、施工のし易さ、仕上がりが悪くなる。
【００２４】
さらに、ホタテ貝殻粉末を１０００μｍ（１ｍｍ）篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７８０μｍ（０．７８ｍｍ）篩下が９５〜１００ｍａｓｓ％、７５μｍ（０．０７５ｍｍ）篩い下が５ｍａｓｓ％以下になるように粒度調節する。
基本的には、１ｍｍ以上のホタテ貝殻粉末は好ましいものではない。それは、漆喰及びタイル表面のざらつきが生じ、強度も小さくなり、施工のし易さ、仕上がりが悪くなるからである。しかし、５ｍａｓｓ％以下の存在は認められる。この程度の存在は、製造工程では混入もあり得るが、漆喰及びタイルに大きく影響を与えることはない。
【００２５】
さらに、本発明は、粒度調節したホタテ貝殻粉末を、漆喰又はタイルに最適な範囲に調合することができる。すなわち０．７８０ｍｍ〜０．４２５ｍｍ（７８０μｍ篩下）の粉末を２０〜８０ｍａｓｓ％、０．４２５ｍｍ〜０．０７５ｍｍ（４２５μｍ篩下）の粉末を２０〜８０ｍａｓｓ％に粒度調節したホタテ貝殻粉末とすることができる。本発明は、このような漆喰材料を包含する。
このように粒度調節したホタテ貝殻粉末を配合した漆喰材料は、粒径の均一化し、施工のし易さ、仕上がりが極めて優れている。また、漆喰乾燥時の収縮・亀裂も効果的に抑制することができるという特性を備えている。
【００２６】
また、本願発明の漆喰材料となるホタテ貝殻粉末は、さらに０．４２５ｍｍ〜０．０７５ｍｍ（４２５μｍ篩下）の粉末９５〜１００ｍａｓｓ％とした漆喰又はタイルとすることもできる。この場合は、前記よりもさらに粒径が小さい粉末が主成分となるが、施工容易性に優れ、仕上がりが良好であり、乾燥時の収縮・亀裂の発生を、より効果的に抑制できる。また緻密は組織が得られ、強度も増すという効果がある。
そして、上記のように粒度調節したホタテ貝殻粉末を、水分を除く漆喰又はタイル材料全量の４０〜６０ｍａｓｓ％となるように配合して、漆喰材料及びタイルの原料とする。
【００２７】
ホタテ貝殻粉末入り漆喰の壁材又はタイルとしては、収縮亀裂、表面の荒れは注意が必要である。本発明は、単にホタテ貝殻の廃材を利用するということだけではなく、ホタテ貝殻粉末特有の調湿作用、脱臭作用、抗かび作用等を有効に発揮させることが目的である。したがって、大小を問わず収縮亀裂、表面の荒れは避けなければならない。
粒径及び粒度分布の調整を軽視すべきではない。これを軽視すると、収縮亀裂の発生を生起させ、上記の効果を得ることができないことを知るべきである。また、貝殻の固有の柱状組織を維持することにより、抗カビ性、不快臭除去性能を維持できる。この意味からも、粒径及び粒度分布の調整は重要である。
かさ密度２．５〜３．０ｇ／ｃｍ２、好適には２．６〜２．７ｇ／ｃｍ２の範囲にあることが望ましい。これによって低コストで、強度及び耐摩耗性に優れた漆喰又はタイルを得ることができる。
【００２８】
本願発明で実施したホタテ貝殻粉末の粒径及び粒度分布の一例を表１に示す。いずれも本願発明の粒径及び粒度分布の範囲にある。かさ密度は平均で２．６７５であった。
以下に説明する抗カビ試験、不快臭除去試験、摩耗試験、曲げ試験、調湿試験、ホルムアルデヒド吸着試験の結果は、いずれも表１に示す粒径及び粒度分布をもつホタテ貝殻粉末を使用した試験結果である。
しかし、表１に示す粒径及び表２に示す粒度分布は、好適な範囲の一例であり、本願発明の数値範囲に規定するものは、いずれも同等の摩耗試験、曲げ試験、調湿試験の結果が得られていることを付言する。
【００２９】
【表１】
2007284294.tif 000003
【００３０】
【表２】
2007284294.tif 000004
【００３１】
ホタテ貝殻粉末が、防カビ・不快臭除去効果がある要因としては、弱アルカリ性であり、例えば漆喰材料とした場合、施工後に生成する活性酸素種（Ｏ）及び水酸基ラジカル（ＯＨ）等が発生するカビの基質阻害及び不快臭の吸着・分解触媒能に密接に関係していると考えられる。しかし、これらの特性の詳細なメカニズムは必ずしも解明されている訳ではないが、下記に示すような防カビ・不快臭除去に極めて有効な結果が得られた。
また、ホタテ貝殻粉末は、化学的には炭酸カルシウムを主成分とするものであるが、粒度調節した粉末は、ホタテ貝殻自体が独特の多孔質構造を保有するため、水分を吸収したり、発散したりする働きがある。これにより、ホタテ貝殻粉末を含有する漆喰及びタイルはその調湿効果により、結露を防ぎ、カビやダニの繁殖を抑制することが可能となることも要因と考えられる。
【００３２】
ホタテ貝殻粉末の微細構造は、独特の柱状の繊維構造を保有する。柱状の繊維構造は、０．１〜１μｍの径を有し、長さは１０〜２００μｍ、さらには長いものでは、長さ５００μｍに達する。このホタテ貝殻粉末の微細構造の、１００００倍の顕微鏡写真を図４に示す。図４に示すものは、タイルの破断面から採取したものであるが、これは粉末の貝殻の断面を示すものである。
この図４に示すように、柱状の繊維構造であり、これは先に説明した図３の貝殻の微細構造に酷似している。すなわち、本願発明の漆喰又はタイルの主成分となる材料は、このようなホタテ貝殻の微細構造をそのまま維持させ、それを活用する点にも大きな特徴を有している。
【００３３】
ホタテ貝殻粉末の均一性は、この効果をさらに高め、極めて重要である。粒径及び粒度分布を調整したホタテ貝殻粉末の顕微鏡写真を図５、図６、図７に示す。図５は、粒径０．７８ｍｍ〜１．０ｍｍの貝殻粉末、図６は粒径０．４２５ｍｍ〜０．７８ｍｍの貝殻粉末、図７は粒径０．４２５ｍｍ以下の貝殻粉末である。図８は粒径０．４２５ｍｍ〜１．０ｍｍの貝殻粉末を示し、図６の粉末と図７の粉末を１：１に配合したものであり、この図７に示す粒径０．４２５ｍｍ以下の貝殻粉末は混合していない。
この図８に示すホタテ貝殻粉末は、実際に使用できる粉末である。このように、均一な構造の粉末が得られていることが分る。
さらに、０．４２５ｍｍ〜下限値である０．０７５ｍｍの貝殻粉末を使用することもできる（図示せず）。原則として篩下７５μｍの粉末は使用しない。
なお、上記の粉末は一例であり、粒度調節は漆喰又はタイル材料に応じて、本願発明の目的を達成する範囲において、適宜調整できる。
【００３４】
この均一な粒径及び粒度に調整されたホタテ貝殻粉末は、９８ｍａｓｓ％以上の炭酸カルシウムを含有する均一組成を達成することができ、漆喰又はタイルの骨材としての有用な機能を持たせることができる。
参考までに、本願発明に適合しない貝殻粉末の写真を図９に示す。この場合は、２ｍｍ以上の貝殻粉末がかなり混入しており、さらに微粉状の貝殻とランダムに入り混じっている。
不規則な貝殻粉末は、貝殻の粉砕時にできるものであるが、このような不規則形状の貝殻粉末を漆喰又はタイル材料に使用した場合には、漆喰又はタイルの収縮亀裂の発生を生起させ、耐摩耗特性及び折り曲げ性等の機械的強度が劣り、また貝殻粉末の固有の組織を維持できず、結果として防カビ・不快臭除去効果を低下させる要因となる。
また、過度に微細になった粉末は、柱状の貝殻粉末の特性を失い、本願発明の効果を得ることができなくなる。
【００３５】
本願発明の漆喰材料は、ホタテ貝殻粉末：４０〜６０ｍａｓｓ％、消石灰：４０ｍａｓｓ％以下、好ましくは３５％以下、すさ・顔料・糊等のその他の成分：残量、として適宜混合して作製することができる。
以上から明らかなように、本願発明の漆喰材料に含有されるホタテ貝殻粉末の粒度調整、配合割合、及び漆喰又はタイルを製造する際に添加する消石灰等の添加剤の配合割合は、全て漆喰又はタイルの収縮亀裂の発生の防止、耐摩耗特性及び折り曲げ性等の機械的強度の向上、また貝殻粉末の固有の組織を維持し、防カビ・不快臭除去効果を向上させる目的のために行われるものである。
【００３６】
漆喰の原料である消石灰は二酸化炭素を吸収することにより石灰石に戻り、さらに時間を経るに従って強度を増す。その他の材料として、「すさ」として、セルロースファイバーを添加することができる。「糊」は、不海苔などの天然糊、メチルセルロースを用いることができる。
本願発明の漆喰材料（顔料添加、顔料無添加）及び比較材としての天然消石灰（中国産Ａ、中国産Ｂ、国内産）、試薬消石灰：Ｃａ（ＯＨ）２、並びに４００°Ｃで焼成したほたて貝殻粉の化学成分分析結果を表３に示す。該漆喰材料は、主成分としてのＣａを概ね天然消石灰と同等に含み、環境上特に有害な元素を含まず、Ｓの分析値は中国産天然消石灰より低いという特徴を有する。
【００３７】
【表３】
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【００３８】
（ｐＨ及び電気伝導度）
本願発明の漆喰材料及び比較材としての天然消石灰等について、ｐＨ及び電気伝導度を測定した。測定結果を表４に示す。なお、このｐＨ測定及び電気伝導度測定は、上記被試験材に対して重量比でそれぞれ２.５倍及び５倍の蒸留水を加えて得た液状試料について行った。
本願発明の漆喰材料は、通常の漆喰材料の主成分である消石灰と概ね同等のｐH（強いアルカリ性）及び電気伝導度を持つ。
【００３９】
【表４】
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【００４０】
（抗カビ試験）
本願発明の漆喰材料（顔料添加、顔料無添加）、消石灰：Ｃａ（ＯＨ）２及びホタテ貝殻粉（４００°Ｃ焼成）について、それぞれの粉末０．８gに、キーウイ果汁の２０倍滅菌水希釈液４０ｍｌを加え、室温で１時間連続振とう後、２０°Ｃで１時間〜３週間静置処理したものを試験液として、ポテト・デキストロース寒天培地法により寒天培地上に発生したカビコロニー数（ＣＦＵ／ｍｌ）を計数して抗カビ特性の評価を行った。この試験結果を表５に示す。
本願発明の漆喰材料（顔料添加、顔料無添加）では、カビコロニー数（ＣＦＵ／ｍｌ）が静置処理時間に関わらず、２５０個〜６００個で推移しており、消石灰と同等の抗カビ特性を有していることが判る。
【００４１】
【表５】
2007284294.tif 000007
【００４２】
（不快臭除去試験）
本願発明の漆喰材料（顔料添加）である［消石灰：Ｃａ（ＯＨ）２、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）及びホタテ貝殻粉（４００°Ｃ焼成）］について、不快臭、特に腐敗臭やタバコ臭の成分とされるブタン酸（ｎ−酪酸）及び酢酸の除去能を試験した。
上記被試験材それぞれの粉末０．１ｇに、０．４ｗｔ％水溶液に調整したブタン酸又は酢酸４０ｍｌを添加し、室温で２時間連続振とう後、遠心分離して上澄み液を分取し、同液中に残留するブタン酸又は酢酸を０．１Ｎ−ＮａＯＨにより滴定し、平衡濃度との差から除去率（％）を算出した。
試験結果を表６に示す。本願発明の漆喰材料（顔料添加）の不快臭除去能は、消石灰には及ばないが炭酸カルシウムと同等以上であり、優れた脱臭気材であると言える。
【００４３】
【表６】
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【００４４】
本願発明のホタテ貝殻粉末入りタイルを製造する場合には、ホタテ貝殻粉末：４０〜６０ｍａｓｓ％、消石灰：３５ｍａｓｓ％以下、白セメント：１５ｍａｓｓ％以下、軽量骨材・すさ・顔料等のその他の成分：１０ｍａｓｓ以下を主成分とし、これに水を添加してコンパウンド化し、これをさらにプレス成型し、かつ養生して得る。
その他の成分として、上記以外に海草糊、メチルセルロースを添加することができる。海草糊には、「つのまた」を使用することができる。軽量骨材は、上記に示すものを、タイルの使用目的に応じて、適宜に使用することができる。
【００４５】
この工程に示すように、タイルの製造に際しては、焼成処理やオートクレーブ処理等の熱処理は一切必要としない。したがって、エネルギーコストを低減すると共に、排煙等の環境を汚染することもない。また、簡単な金型の交換で、様々な成型体のタイルを作製できるという優れた効果がある。
そして、貝殻のもつ自然の風合いをタイルの持たせることができるという著しい効果がある。これは、漆喰においても同様に言えることである。タイルの成分は、漆喰と同様である。したがって、タイルにおいても、漆喰に使用される貝殻粉末と同様に、独特の柱状の繊維構造を保有すると共に、防（抗）カビ性、不快臭除去能についても、漆喰とほぼ同等の効果を得ることができる。
【００４６】
（摩耗試験）
ホタテ貝殻粉末入りタイルについて、ＪＩＳＡ５２０９に準拠した摩耗試験を実施した。これよる摩耗減量は、０．０９ｇであった。この摩耗減量は、床タイルの条件０．１ｇ以下を満たすものである。このように摩耗が少なく、本願発明のタイルは、耐摩耗性に優れていることが分る。
【００４７】
（曲げ試験）
ホタテ貝殻粉末入りタイルについて、ＪＩＳＡ５２０９に準拠した曲げ試験を実施した。これによる曲げ強度が２３Ｎ／ｃｍ〜４２Ｎ／ｃｍであった。この強度は、壁用の内装タイルとして十分な強度を有する。このように曲げ強度が高く、本願発明のタイルは、曲げ強度に優れていることが分る。
【００４８】
（調湿試験）
ホタテ貝殻粉末：５０ｍａｓｓ％、消石灰：３０ｍａｓｓ％、白セメント：１０ｍａｓｓ％、軽量骨材：５ｍａｓｓ％、メチルセルロース・顔料：５ｍａｓｓからなる材料に、水を添加してコンパウンド化した。これをさらに２．１７ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力で成型し、養生して、２１０ｍｍ×７０ｍｍ×１２ｍｍの試験体（タイル）を作製した。
次にこの試験体をまず温度６０°Ｃ、２４時間前処理した。この前処理した試験体を、温度２５°Ｃの高温高湿槽内で、湿度を２４時間毎に９０％ＲＨ、及び５０％ＲＨと変化させ、該試験体の吸湿重量を測定した結果、９０％ＲＨにおける吸湿重量が４３５ｇ／ｍ２であり、５０％ＲＨにおける吸湿重量が３９３ｇ／ｍ２であった。
【００４９】
（ホルムアルデヒド吸着試験）
ホタテ貝殻粉末：５０ｍａｓｓ％、消石灰：３０ｍａｓｓ％、白セメント：１０ｍａｓｓ％、軽量骨材（パーライト）：５ｍａｓｓ％、メチルセルロース・顔料・海草糊：５ｍａｓｓからなる材料に、水を添加してコンパウンド化した。これをさらに２．１７ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力で成型し、養生して、２０ｍｍ×１００ｍｍ×９ｍｍの試験体（タイル）を作製した。この試験体を温度２０°Ｃ、湿度４０°Ｃで調湿した。
次に、この試験体を、１００ｍｍ×２０ｍｍの一面を残すようにアルミテープで覆った該試験体を、ホルムアルデヒド濃度４０ｐｐｍに調整した容量１５Ｌのデシケーターに試験体を入れ、ホルムアルデヒド濃度の経時変化を測定した。その結果を表７及び図１０に示す。
【００５０】
【表７】
2007284294.tif 000009
【００５１】
この表７及び図１０に示すように、ホルムアルデヒド濃度は、急激に減少しており、初期濃度が半減するまでの時間は、１２時間以内であった。
ホタテ貝殻及びそれを含有する漆喰には、化学物質が使用されていないため、ホタテ貝殻粉末を含有するタイルを内装材に使用しても、ホルムアルデヒドなどのシックハウスのもととなる有害物質が発生する恐れがないのみならず、ホタテの貝殻にはホルムアルデヒドを吸収する働きを有する。
これにより、住居内から放出された有害物質を取り込む新規機能性のタイルを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の漆喰及びタイル及びその製造方法は、ホタテ貝殻粉末が漆喰及びタイルにおいて、骨材として機能しているため耐久性に優れ、また、低温焼成により、ホタテ貝殻粉末は消石灰を経由することなく、ホタテ貝殻粉末としてタイルに含有されることになるので、ホタテ貝殻特有の調湿作用、脱臭作用、抗かび作用等を有効に発揮することが可能となる。さらに、ホタテ貝殻独特の光沢を与えることができるとともに、ホルムアルデヒドなどの有害物質をも吸収するという優れた機能を有する。以上の通り、本発明の漆喰及びタイル並びにその製造方法は、湿気や匂いなどの吸収力に優れ、人体への影響が少ない素材であり、抗カビ・抗菌効果があり、耐久性・耐火性に優れたホタテ貝殻の、相乗効果を有する漆喰及びタイルを提供することができ、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】未加熱ホタテ貝殻の外観を示す写真（×１００）である。
【図２】未加熱ホタテ貝殻の外観を示す写真（×１０００）である。
【図３】未加熱ホタテ貝殻の外観を示す写真（×５０００）である。
【図４】本願発明において使用するホタテ貝殻粉末の柱状の繊維構造を示す電子顕微鏡写真（×１００００）である。
【図５】粒径０．７８ｍｍ〜１．０ｍｍの貝殻粉末の写真である。
【図６】粒径０．４２５ｍｍ〜０．７８ｍｍの貝殻粉末の写真である。
【図７】粒径０．４２５ｍｍ以下の貝殻粉末の写真である。
【図８】粒径０．４２５ｍｍ〜１．０ｍｍの貝殻粉末の写真である。
【図９】焼成したホタテ貝殻粉末の粉砕後の写真である。
【図１０】ホルムアルデヒド吸着試験結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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