(57)【要約】【課題】焼成した貝殻が有する抗菌性及び抗カビ性などの機能を発揮しつつ、焼成した貝殻が有する多孔性を減殺せずに、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮する建築用材料を提供する。【解決手段】貝殻を粉砕及び焼成して得た１００重量部の酸化カルシウムに対して、２００重量部の水を撹拌しつつ加えることにより、バインダーを含まない貝灰クリームを調製する。その後、貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管する。その後、保管中に分離して上部に浮き出した水分を取り除いた貝灰クリームに対して１００〜１５０重量部の無機骨材を混合することで、建築用材料が得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
貝殻を粉砕及び焼成して得た１００重量部の酸化カルシウムに対して、２００重量部の水を撹拌しつつ加えることにより、バインダーを含まない貝灰クリームを調製し、
その後、貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管し、
その後、保管中に分離して上部に浮き出した水分を取り除いた貝灰クリームに対して１００〜１５０重量部の無機骨材を混合して得られることを特徴とする建築用材料。
【請求項２】
酸化カルシウムは、多孔性を有し、
酸化カルシウムの平均粒径は、５００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
無機骨材の平均粒径は、酸化カルシウムの表面の平均孔径より大きく、かつ酸化カルシウムの平均粒径より小さいことを特徴とする請求項１記載の建築用材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅及び商業ビルを含む建築物の内壁、天井、外壁などの表面仕上層を形成するのに適した建築用材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅などの建築物の内装材には、施工性及び経済性の観点から、工期が短期間で済み、安価である合板プリント又はビニールクロスなどの新建材が用いられている。
また近年、住宅などの建築物の内装材には、健康で快適な生活を求める要請から、抗菌性、抗カビ性及び吸湿性などの機能が求められるとともに、トイレやタバコなどの臭いに対するの消臭機能が求められている。
【０００３】
しかし、上記の新建材には、接着剤又は固着剤などのバインダーが用いられ、そこから発生するホルムアルデヒドなどの揮発性物質が、近年、シックハウス症候群の原因として問題となっている。
このため、古来より用いられてきた漆喰などの建材が見直されている。
ここで、漆喰は、消石灰に角又、銀杏草、布のりなどの天然物由来の接着成分、及びワラ、和紙、麻などの植物繊維を水と混合して練り合わせたものである。漆喰は、調湿性及び抗菌性を有し、結露及びカビ防止だけではなく、他の建材から発生するホルムアルデヒド、その他の化学物質を吸着する効果も有している。
【０００４】
左官用の材料となる石灰は、石灰石（炭酸カルシウム）を９００〜１２００℃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（酸化カルシウム）となるが、これに水を加えて水和させ、消石灰（水酸化カルシウム）とする。
また、焼成したホタテ貝殻が有する抗菌性、抗カビ性及び調湿性などの機能、並びに脱臭機能に着目し、焼成したホタテ貝殻の粉末を主成分とする漆喰が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８４２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の漆喰は、ホタテ貝殻を３５０〜４５０℃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が、炭酸カルシウムと水とを混合しただけでは固化しないので、接着剤又は固着剤などのバインダーを配合する必要がある。
しかし、バインダーを配合すると、焼成したホタテ貝殻が有する微細な孔の内部にバインダーが入り込み、焼成したホタテ貝殻が有する多孔性が減殺され、調湿性及び化学物質の吸着性などの機能、並びに脱臭機能を損なってしまう。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、焼成した貝殻が有する抗菌性及び抗カビ性などの機能を発揮しつつ、焼成した貝殻が有する多孔性を減殺せずに、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮する建築用材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、
貝殻を粉砕及び焼成して得た１００重量部の酸化カルシウムに対して、２００重量部の水を撹拌しつつ加えることにより、バインダーを含まない貝灰クリームを調製し、
その後、貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管し、
その後、保管中に分離して上部に浮き出した水分を取り除いた貝灰クリームに対して１００〜１５０重量部の無機骨材を混合して得られることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、
酸化カルシウムは、多孔性を有し、
酸化カルシウムの平均粒径は、５００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
無機骨材の平均粒径は、酸化カルシウムの表面の平均孔径より大きく、かつ酸化カルシウムの平均粒径より小さいことを特徴とする。
【００１０】
ここで、酸化カルシウムに水を加えると、水和して水酸化カルシウムの懸濁体となる。貝灰クリームとは、この水酸化カルシウムの懸濁体を意味する。また、貝灰クリームの調製時には、酸化カルシウム及び水以外の成分を配合しない。したがって、調製時点では、貝灰クリームは、バインダー（接着剤又は固着剤など）を含まない。
なお、酸化カルシウムに水を加えると、１００℃以上に発熱し、このとき水が蒸発する。このため、生成される貝灰クリーム（水酸化カルシウムの懸濁体）は、３００重量部未満となる。
【００１１】
次に、貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管する。これにより、酸化カルシウムと水とを十分に馴染ませることができるので、滑らかな貝灰クリームとすることができる。
ここで、「所定期間」は、３０日とすることが好ましい。また、少なくとも３０日間保管すればよく、したがって、たとえば、９０日間保管してもよく、６ヶ月間保管してもよく、それ以上の期間保管してもよい。
また、所定期間にわたる保管時にも、貝灰クリームは、酸化カルシウム（水酸化カルシウム）及び水以外の成分を含まず、したがって、バインダーも含まない。よって、貝灰クリームは、長期にわたって保管しても、腐敗しない。
【００１２】
また、貝灰クリームを所定期間にわたって保管すると、余分な水分が分離して上部（表面）に浮き出してくる。
そして、施工時には、分離して上部に浮き出た水分を取り除いた貝灰クリームに、１００〜１５０重量部の無機骨材を混合して、壁面などに塗布する。
ここで、「無機骨材」としては、たとえば、川砂、けい砂、又はパーライトなどを使用することができる。使用する無機骨材の種類や割合は、下地の材質などに応じて適宜調整することが好ましい。
【００１３】
このように、本発明では、酸化カルシウムになるまで焼成した貝殻を使用するため、これに水を加えると、水和して水酸化カルシウムになる。また、水酸化カルシウムは、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムに変化して固化する。このため、バインダーを配合することなく、固化するようにすることができる。
したがって、焼成した貝殻が有する多孔性をバインダーで減殺することがないので、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮させることができる。
【００１４】
また、酸化カルシウムの平均粒径は、５００μｍ以上１０００μｍ以下とすることが好ましい。このように、粒径を比較的大きく（粗く）することで、固化したときにも十分な通気性を発揮させるとともに、調湿性及び化学物質の吸着性など機能を十分に発揮させることができる。
【００１５】
さらに、無機骨材の平均粒径は、酸化カルシウムの表面の平均孔径より大きく、かつ酸化カルシウムの平均粒径より小さくすることが好ましい。
ここで、焼成したホタテ貝殻から得た酸化カルシウムの場合、表面の平均孔径は、１μｍ以下である。
そして、無機骨材の粒径を、焼成した貝殻から得た酸化カルシウムが有する微細な孔の径より大きくすることで、微細な孔の内部に無機骨材が入り込まないようにすることができるので、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮させることができる。
【００１６】
また、無機骨材の粒径を、酸化カルシウムの平均粒径より小さくすることで、酸化カルシウム（水酸化カルシウム）の粒子同士を接触しやすくすることができるので、優れた固化性能を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、焼成した貝殻が有する抗菌性及び抗カビ性などの機能を発揮しつつ、焼成した貝殻が有する多孔性を減殺せずに、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮する建築用材料を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施形態の建築用材料は、貝殻を粉砕及び焼成して得た１００重量部の酸化カルシウムに対して、２００重量部の水を撹拌しつつ加えることにより、バインダーを含まない貝灰クリームを調製し、その後、貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管し、その後、保管中に分離して上部に浮き出した水分を取り除いた貝灰クリームに対して１００〜１５０重量部の無機骨材を混合して得られることを特徴とする。
さらに、酸化カルシウムは、多孔性を有し、酸化カルシウムの平均粒径は、５００μｍ以上１０００μｍ以下であり、無機骨材の平均粒径は、酸化カルシウムの表面の平均孔径より大きく、かつ酸化カルシウムの平均粒径より小さいことを特徴とする。
【００１９】
本実施形態では、焼成した貝殻から得た酸化カルシウムを使用する。特に、表面に汚れが少ないこと、及び多孔性の観点から、３年もののホタテの貝殻を焼成して得た酸化カルシウムを使用することが好ましいが、これに限られるものではない。たとえば、２年もの又は４年もののホタテの貝殻を焼成して得た酸化カルシウムを使用してもよく、また、カキの貝殻を焼成して得た酸化カルシウムを使用してもよい。
【００２０】
貝殻は、９０〜９５重量％の炭酸カルシウムと、５〜１０重量％の有機成分（コラーゲンなどのタンパク質）とが交互に積層した構造を有する無機／有機複合材料である。
また、ホタテやカキの貝殻は、結晶構造がカルサイト型の炭酸カルシウムによって形成されている。
さらに、ホタテは、その生態が他の貝類と大きく異なり、貝殻を開閉することによって海水を吸い込んだ後、それを勢いよく外部に放出しながら、帆を立てるようにして海中を遊泳する。
【００２１】
このため、ホタテは、貝柱が大きく、貝殻は大きな強度を有する。また、ホタテ貝殻の内面は、カルサイト型の炭酸カルシウムが配列した葉状構造を有し、ホタテ貝殻の内部は、カルサイト型の炭酸カルシウムが積層した板状構造を有する。このため、炭酸カルシウム粒子を接合している有機成分（コラーゲンなどのタンパク質）を焼成処理によって除去すると、比表面積が比較的大きな多孔性の酸化カルシウムになる。ホタテの貝殻を焼成して得た酸化カルシウムの場合、表面の平均孔径は、１μｍ以下である。
【００２２】
また、貝殻を構成する炭酸カルシウムは、貝の生理作用によって常温常圧の条件で形成されたものであるのに対し、天然鉱物由来の石灰石は、地殻作用による極めて長期間の結晶化によって生じたものである。このため、貝殻の炭酸カルシウムは、天然石灰石と比べて基本粒径が小さいという特徴を有する。
【００２３】
まず、ホタテ貝殻を水洗し、乾燥させた後、粗粉砕して貝殻粗粉砕物とする。粗粉砕の方法は特に限定されるものではなく、たとえば、ロールミルなどの粗粉砕装置を用いることができる。
この粗粉砕の工程では、貝殻粗粉砕物の粒径があまり細かくなり過ぎない程度に粗粉砕することが好ましい。具体的には、３〜１５ｍｍ程度の粒径となるようにホタテ貝殻を粗粉砕する。
【００２４】
次に、貝殻粗粉砕物を焼成する。焼成は、たとえば、電気炉やガス炉などの焼成装置によって行う。ホタテ貝殻の焼成は、炭酸カルシウムから酸化カルシウムが得られるような条件で行えばよい。具体的には、焼成温度は８００〜１２００℃程度とし、焼成時間は６〜１２時間程度とする。そして、この条件で焼成することにより、炭酸カルシウム粒子を接合している有機成分（コラーゲンなどのタンパク質）は燃焼して除去され、ほぼすべての炭酸カルシウムは酸化カルシウムとなる。
【００２５】
次に、ホタテ貝殻の焼成物を微粉砕することにより、平均粒径が５００μｍ以上１０００μｍ以下の酸化カルシウムを得る。微粉砕の方法は特に限定されるものではなく、たとえば、ジェットミルなどの微粉砕装置を用いることができる。また、平均粒径が５００〜１０００μｍのとき、比表面積は０．７〜０．９ｃｍ２／ｇとなる。なお、平均粒径は光散乱法により求められ、比表面積はＢＥＴ法により求められる。
このように、酸化カルシウムの粒径を比較的大きく（粗く）することにより、固化したときにも十分な通気性を発揮させるとともに、調湿性及び化学物質の吸着性など機能を十分に発揮させることができる。
【００２６】
次に、ホタテ貝殻を粉砕及び焼成して得た１００重量部の酸化カルシウムに対して、２００重量部の水を撹拌しつつ加えて、貝灰クリームを調製する。具体的には、たとえば、１ｋｇの酸化カルシウムに対して、２ｋｇ（２Ｌ）の水を加える。このとき、酸化カルシウムがだま（粒状のかたまり）にならないように、ハンドミキサーなどで撹拌しながら、３０分程度の時間をかけて、水を少しずつ加えていく。
【００２７】
また、酸化カルシウムに水を加えると、水和して水酸化カルシウムの懸濁体となる。この水酸化カルシウムの懸濁体を、貝灰クリームと称する。
また、貝灰クリームの調製時には、酸化カルシウム及び水以外の成分を配合しない。したがって、調製時点では、貝灰クリームは、バインダー（接着剤又は固着剤など）を含まない。
なお、酸化カルシウムに水を加えると、１００℃以上に発熱し、このとき水が蒸発する。このため、生成される貝灰クリーム（水酸化カルシウムの懸濁体）は、３ｋｇ未満（３００重量部未満）となる。
【００２８】
次に、生成した貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管する（寝かす）。具体的には、たとえば、貝灰クリームを樹脂製の容器に入れ、容器の開口部をビニールシートで塞ぐことでほぼ密閉状態とする。このようにほぼ密閉した状態で、かつ非凍結の状態で、少なくとも所定期間保管する（寝かす）。保管する所定期間は、３０日とすることが好ましい。また、少なくとも３０日間保管すればよく、したがって、たとえば、９０日間保管してもよく、６ヶ月間保管してもよく、それ以上の期間保管してもよい。
【００２９】
このように、貝灰クリームを非凍結かつほぼ密閉状態で少なくとも所定期間保管することにより、酸化カルシウムと水とを十分に馴染ませることができるので、滑らかな貝灰クリームとすることができる。
また、所定期間にわたる保管時にも、貝灰クリームは、酸化カルシウム（水酸化カルシウム）及び水以外の成分を含まず、したがって、バインダーも含まない。よって、貝灰クリームは、長期にわたって保管しても、腐敗しない。
なお、貝灰クリームを凍結させると、変質してしまい、滑らかな貝灰クリームを得ることができなくなってしまう。
【００３０】
また、保管する期間が所定期間（３０日）未満の場合、酸化カルシウムと水とが十分に馴染まず、滑らかな貝灰クリームを得ることができなくなってしまう。
ここで、滑らかな貝灰クリームであるか否かは、親指と人差し指との間に少量の貝灰クリームを取り、これらの指を擦り合わせたときの感触によって評価することができる。
そして、このような評価方法による試験の結果、保管期間が１日の貝灰クリームでは、滑らかであるとの評価は得られなかった。
【００３１】
保管期間が１０日の貝灰クリームでも、滑らかであるとの評価は得られなかった。
保管期間が２０日の貝灰クリームでも、滑らかであるとの評価は得られなかった。
保管期間が３０日の貝灰クリームでは、滑らかであるとの評価を得ることができた。
保管期間が６０日の貝灰クリームでも、滑らかであるとの評価を得ることができた。
保管期間が９０日の貝灰クリームでも、滑らかであるとの評価を得ることができた。
【００３２】
また、貝灰クリームを所定期間にわたって保管すると、余分な水分が分離して上部（表面）に浮き出してくる。
そして、施工時には、分離して上部に浮き出た水分を取り除いた貝灰クリームに、１００〜１５０重量部の無機骨材を混合して、壁面などに塗布する。そうすると、貝灰クリーム中の水酸化カルシウムが、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムに変化して固化することとなる。
具体的には、たとえば、１ｋｇの酸化カルシウムに対して、２ｋｇ（２Ｌ）の水を加えて貝灰クリームを調製した場合には、この貝灰クリームの全量に対して１〜１．５ｋｇの無機骨材を混合する。
【００３３】
なお、上述したように、酸化カルシウムに水を加えると、１００℃以上に発熱して水が蒸発する。このため、１ｋｇの酸化カルシウムに２ｋｇの水を加えても、貝灰クリームは３ｋｇ未満となる。また、貝灰クリームを所定期間にわたって保管すると、余分な水分が分離して上部に浮き出してくる。この分離して上部に浮き出た水分を取り除くと、貝灰クリームはさらに軽くなり、そこに１〜１．５ｋｇの無機骨材を加えることとなる。
ここで、無機骨材としては、たとえば、川砂、けい砂、又はパーライトなどを使用することができる。使用する無機骨材の種類や割合は、下地の材質などに応じて適宜調整することが好ましい。
【００３４】
また、無機骨材の平均粒径は、酸化カルシウムの表面の平均孔径より大きく、かつ酸化カルシウムの平均粒径より小さくすることが好ましい。
具体的には、けい砂の場合、その平均粒径は、３３０μｍ以上６００μｍ以下にすることが好ましい。なお、けい砂の場合、平均粒径が３３０〜６００μｍのとき、比表面積は６〜８ｃｍ２／ｇとなる。
また、パーライトの場合、その平均粒径は、けい砂と同様に、３３０μｍ以上６００μｍ以下にすることが好ましい。なお、パーライトの場合、平均粒径が３３０〜６００μｍのとき、比表面積は１４４〜２００ｃｍ２／ｇとなる。
【００３５】
このように、無機骨材の粒径を、焼成した貝殻から得た酸化カルシウムが有する微細な孔の径より大きくすることで、微細な孔の内部に無機骨材が入り込まないようにすることができるので、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮させることができる。
また、無機骨材の粒径を、酸化カルシウムの平均粒径より小さくすることで、酸化カルシウム（水酸化カルシウム）の粒子同士を接触しやすくすることができるので、優れた固化性能を発揮させることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態では、酸化カルシウムになるまで焼成した貝殻を使用するため、これに水を加えると、水和して水酸化カルシウムになる。また、水酸化カルシウムは、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムに変化して固化する。このため、バインダーを配合することなく、固化するようにすることができる。
したがって、焼成した貝殻が有する多孔性をバインダーで減殺することがないので、調湿性及び化学物質の吸着性など機能、並びに脱臭機能を十分に発揮させることができる。