(57)【要約】      （修正有）【課題】環境に優しい素材から構成され、水で混錬硬化した後には天然の壁土よりも大きな圧縮強度を有し、かつ天然の壁土に匹敵する調湿性や断熱性を有する人工壁土であり、築年数の古い伝統構法による建築物又は従来工法による建築物の土壁を、後付方式で置き換え可能な人工壁土を提供する。【解決手段】本発明の人工壁土は、市販の漆喰（一般的な組成の漆喰であり消石灰を基本材料とし、それに有機材としてのセルロース系増粘剤又は海藻由来の増粘剤である角又やアルギン酸ナトリウム系の天然ポリマーとスサと呼ばれる植物繊維が所定の量添加されたもの）、ケイ酸ソーダ、ＰＶＡから構成され、その使用時においてこれらを水で混錬して得られた粘土状の高粘度スラリーを、木舞下地、バンブーネット下地、石膏ラスボード下地、石膏平ボード下地、石膏ボード直張り下地、木ずり下地等の下地に、鏝により従来方法で塗布した後、常温大気中で養生して使用される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
気硬性天然材を主成分とし、それにケイ酸ソーダと、骨格又は側鎖に水酸基（-OH基）を有する有機系ポリマーとを含む人工壁土。
【請求項２】
水硬性セメントを主成分とし、それにケイ酸ソーダと、骨格又は側鎖に水酸基（-OH基）を有する有機系ポリマーとを含む人工壁土。
【請求項３】
前記気硬性天然材が、消石灰を主成分とする漆喰である
ことを特徴とする請求項１に記載の人工壁土。
【請求項４】
前記有機系ポリマーが、澱粉類、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリアルキレンオキサイド、ポリカルボン酸類、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、エチレン・酢酸ビニル樹脂、スチレン・ブタジエンゴム、天然ゴム、寒天、およびゼラチンから選ばれる１種以上の有機ポリマーである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の人工壁土。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝統構法あるいは従来工法による築年数の古い建築物（例えば、築１００年とか２００年とかの古民家等）の壁材として一般的に使用されている天然の壁土に替わる人工壁土に関する。具体的には、天然の壁土よりも圧縮強度が高く、かつ、天然の壁土と同程度の調湿性を有しつつも、天然の壁土にはない防カビ性・防ダニ性を有し、ときには有害物質分解性能をも有する人工壁土に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統構法あるいは従来工法による築年数の古い建築物（例えば、築１００年とか２００年とかの古民家等）における壁、特に、内壁は、天然の壁土から構成されており、その独自の風合いと落ち着きが大きな魅力となっている。しかし、我が国は地震国とも言われているとおり、これらの建築物は絶えず地震による脅威に晒されており、地震時における土壁の壁倍率は僅かに１．０と低い値となっており、近年における地震対策の強化を反映して、土壁の上から構造用合板で覆い隠すような耐震化工法が安易に採用されて、折角の独自の風合いと落ち着きという魅力が台無しになっている。それ故に、このような構造用合板の打ち付けに頼ることなく、壁土自体の強度を向上させることで、建造物の壁が受け持つせん断抵抗力を増大することに対する強い社会的ニーズがある。また、特に高気密高断熱住宅では、土壁に結露が発生しやすいためカビやダニが出やすいという問題があるので、かかる衛生上の問題を解決する壁土に対する強い社会的ニーズがある。
【０００３】
このような社会的ニーズを背景に、壁土に関して、様々な材料が提案されている。例えば、特許文献１には、合成樹脂エマルションに対して、コロイダルシリカと、特定の粒度および嵩密度を有する珪藻土と、その他の無機質粉体とを、特定の比率にて混合して得られたマルチ塗装形漆喰調仕上塗材が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、乾燥硬化状態において通気性を有する壁材に、陰イオン交換樹脂にヨウ素を結合させたヨウ素系除菌材を混入した除菌壁材であって、該壁材は、繊維壁材、珪藻土、漆喰、プラスターの中の１種類又はいずれかを含む壁材を使用することを特徴とする除菌壁材が開示されている。
【０００５】
特許文献３及び４には、ゼオライトまたは珪藻土からなる多孔性無機物および高分子有機物を含む原料に、消臭性、抗菌性、防かび性の内の少なくとも一つの性能を有する薬剤を単独若しくは複数で定着させ、水を加えて混練し、加熱圧縮して薄板形状に成型し、乾燥させることで得られる内壁用建築材が開示されている。
【０００６】
特許文献５には、水膨潤性または水不溶性のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を含むことを特徴とする壁材用添加剤であって、住居などの内、外装に塗装される壁材（土壁、綿壁、砂壁、ジュラク壁、漆喰壁、石膏壁、セメント壁、珪藻土壁など）の吸放湿性、作業性、強度を向上させるための、壁材用添加剤およびそれを用いた壁材組成物が開示されている。
【０００７】
特許文献６には、粘土分を含み５００℃〜８００℃で焼成した珪藻土及び漆喰を含有する固化剤を８０重量％、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに破砕した沸石を１７重量％、ペタライト粉体とトルマリン鉱石の焼成物粉体及びシリカ粉体よりなりトルマリンの電気的特性を備える粉末状組成物を３重量％よりなる健康住宅用壁材が開示されている。
【０００８】
特許文献７には、多孔質材の呼吸性を低減させることなく、多孔質材に光触媒体を強固に担持できる光触媒体を担持した多孔質材を含む壁材が開示されている。
【０００９】
特許文献８には、クリノプチロライト系焼成ゼオライトより成る微粉状体と、モルデナイト系焼成ゼオライトより成る砂粒状体との混合比が、重量比１：２乃至１：８である無機材料を、原材料比率６０重量％以上９０重量％以下含むものとする調湿塗壁材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２５９３２２号広報
【特許文献２】特開平１０−３１７５２９号広報
【特許文献３】特開２００１−２６２７２８号広報
【特許文献４】特開２００１−２６２８１０号広報
【特許文献５】特開２００３−２０６１７０号広報
【特許文献６】特開２００４−８３３３３号広報
【特許文献７】特開２００５−３４２７０４号広報
【特許文献８】特開２００８−９４６５９号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１〜８のいずれにも、カビやダニが出やすいという衛生上の問題を解決する壁材の開発がメインとなっており、耐震化を容易にするために土壁の壁倍率を積極的に増大させることをメインとするものはない。ただ、特許文献５に開示の発明は、住居などの内、外装に塗装される壁材（土壁、綿壁、砂壁、ジュラク壁、漆喰壁、石膏壁、セメント壁、珪藻土壁など）の強度を向上させることを目的の一つとしてはいるが、使用される水膨潤性または水不溶性のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩による強度の向上は、建築基準法に云う土壁の壁倍率を１．０を超える値にできるほどの向上は望めないと云う難点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、偶然にも、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）の水溶液とケイ酸ソーダ水溶液とを混合すると、スライム状物体が析出し、そのスライム状物体を室温大気中に放置すると、最終的に、水に不溶の物質になることを発見し、かかる発見に基づいて、本発明を成したのである。また、水硬性材料であるポルトランドセメントを水と混連する際にポリビニルアルコールを添加すると該セメントの水和反応が遅延するのでポリビニルアルコールの添加量は５重量％が上限であろうとの通説に反して、返って、その添加量を大幅に増加させたときには、通説を覆す結果が偶然にも得られたことに基づいて、本発明を成したのである。
【００１３】
即ち、第１の発明は、気硬性天然材と、ケイ酸ソーダと、骨格又は側鎖に水酸基（-OH基）を有する有機系ポリマーとを含む人工壁土である。
【００１４】
第２の発明は、水硬性セメントと、ケイ酸ソーダと、骨格又は側鎖に水酸基（-OH基）を有する有機系ポリマーとを含む人工壁土である。
【００１５】
第３の発明は、上記第１の発明において、前記気硬性天然材が、消石灰を主成分とする漆喰である
ことを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は、上記第１〜３のいずれか一つの発明において、
前記有機系ポリマーが、澱粉類、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリアルキレンオキサイド、ポリカルボン酸類、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、エチレン・酢酸ビニル樹脂、スチレン・ブタジエンゴム、天然ゴム、寒天、およびゼラチンから選ばれる１種以上の有機ポリマーであることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る人工壁土の主成分である気硬性材の代表例は漆喰であり、その漆喰の主成分である消石灰は、石灰石の消化方法により種々の特性を備えるものが得られるが、本発明の建材では可塑性、安定性、保水性、パテ容積、白さ、再炭酸化などの点で、ＪＩＳ  Ａ  ６９０２（左官用消石灰）に定める消石灰が好適に使用できる。
【００１８】
また、本発明に使用する漆喰には「スサ」といわれる天然強化繊維が含まれているのが一般的であり、このスサは、本発明に係る人工壁土が硬化した後のひび割れを防止し、強度を高めることにプラスになるものである。また、天然強化繊維は建材の硬化した壁材の表層にも露出するので、土壁と同様な風合いと落ち着きを与えてくれ、土壁材の意匠性を高めるものである。天然強化繊維には、特に制限はないが、藁、麻、パルプ等を好適に使用できる。
【００１９】
また、本発明に使用する漆喰には「スサ」以外に銀杏草のような接着性を有する海草微粉末が加えられているのが一般的である。
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明するが、その前に、以下の実施例に共通して使用される材料について説明する。使用した材料は全て市販のものであるが、本願発明者の手元には、残念ながら、各市販材料の成分を詳細に分析する装置・手立てがなかったので、それに代わる情報として、使用材料を一義的に特定できるように、入手先と補足説明を記載する（以下は、全て、２０１６年２月にそれぞれ市販されていたものである）。
【００２１】
使用材料の種類と入手先：
ＰＶＡ水溶液（Ａ）
せんたく糊（カネヨノール）
カネヨ石鹸株式会社
弱酸性〜中性（メーカー説明）
２．漆喰
東京サンホーム株式会社
スサ入り、石灰＋スサ＋特選の接着剤
セメントに近い強度と塗り易さ（メーカー説明）
３．ケイ酸ソーダ水溶液
Kateikagaku.co.jp 
セメント急結剤として販売  
株式会社RiXE 
４．白色セメント（Ａ）
紘永ＣＭＣ株式会社
普通硬化セメント（白色）＋石粉
５．焼成カオリン
陶芸shop.com
６．酢酸ビニル系ポリマーエマルジョン
花王株式会社
洗たく機用のり剤として販売（キーピング）
７．コーンスターチ（とうもろこしでん粉）
カネニシキ
販売者：下田商事株式会社
８．シラスバルーン
シラス夢本舗
ウインライト：MSB-3011S（平均粒径25μｍ；かさ比重0.5〜0.8）
WB-601（平均粒径180μｍ；かさ比重0.18〜0.23）
９．ＰＶＡ水溶液（Ｂ）
大阪糊本舗
ハイ・クリーチ
１０．白色セメント（Ｂ）
愛知県愛西市勝幡町にあるホームセンターバローにて販売されているトーヨーのプレミックス型白色セメント
１１．速硬性セメント
「インスタントセメント」との商品名でトーヨーから市販されているプレミックス型の速硬性セメント
【実施例１】
【００２２】
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先ず、漆喰をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入し、そこに水を注いで暫く（30秒ほど）混錬し、そこに、ＰＶＡ水溶液を注入して混錬を継続し、約１分ほど混錬した段階で、ケイ酸ソーダ水溶液を注入し、5分ほど混錬を継続する。最後に、焼成カオリンを投入して、混錬を3分ほど続けた後、混錬を終了し、室温大気中に放置した。このときの状態は、柔らかい粘土状の性状を呈した。
１０：３０ごろに混錬を開始して、翌日の8：45ごろに確認したところ、カチコチに硬化しており、指で軽く押さえてもへこまなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例２】
【００２３】
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先ず、漆喰をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入し、そこに水を注いで暫く（30秒ほど）混錬し、そこに、コーンスターチ（粉末）を投入して混錬を継続し、約１分ほど混錬した段階で、ケイ酸ソーダ水溶液を注入して、10秒ほど混錬すると、それまでケチャップのような粘性のスラリー状態であったものが、急激にパサパサ状態（ただし、少ししっとりした外観）となり、そこに、水を２ｇ追加して、強制混錬を継続すると、次第に中程度に硬い粘土状態になった。この段階まで到達すると、混錬して得られた塊は、ＰＰ製コップの壁には付着せず、また、手袋した手で掴んでも付着しなかった。それを両手でロールしつつ細長い棒状（直径約５ｍｍほど）に延ばして、室温大気中に放置した。
１０：５０ごろに混錬を開始して、翌日の8：45ごろに確認したところ、カチコチに硬化しており、指で軽く押さえてもへこまなかった。また、その硬化体を水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例３】
【００２４】
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先ず、酢酸ビニル系ポリマーエマルジョンをＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に注入し、そこにケイ酸ソーダ水溶液を注入して暫く（30秒ほど）混錬し、そこに、漆喰を投入して混錬を継続し、約１分ほど混錬した段階では、柔らかいつきたての餅のような状態になった。
１０：５５ごろに混錬を開始して、５分間ほど混連した後、それを室温大気中に放置した。翌日の１９：００ごろに確認したところ、カチコチに硬化しており、指で軽く押さえてもへこまなかった。また、その硬化体を水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例４】
【００２５】
2017155537.tif 000005
全ての材料をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して５分間ほど混錬した後、室温大気中に放置した。
１：５０ごろに混錬を開始して、２：２５頃には表面が多少硬くなっていたが内部は未硬化のようであった。７：２５ごろには既に固まっており、２日後の５：００頃には完全に固まっていた。
その硬化体を水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例５】
【００２６】
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全ての材料をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して混錬した後、室温大気中に放置した。
１０：１５ごろに混錬を開始して、５分間ほど混練した後、室温大気中に放置した。翌日の１：００ごろには固まっている様子であり、７：２５ごろには、強度は余りなさそうであるが固まっていた。
その硬化体を水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例６】
【００２７】
2017155537.tif 000007
全ての材料をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して混錬した後、室温大気中に放置した。
１日後には硬化しており、それを水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例７】
【００２８】
2017155537.tif 000008
全ての材料をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して混錬した後、室温大気中に放置した。
１日後には硬化しており、それを水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例８】
【００２９】
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先ず、白色セメント２０ｇとコーンスターチ２ｇとケイ酸ソーダ２ｇと水５ｇをＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して３分間ほど混錬した後、水を５ｇ追加して３０秒ほど混練し、そこに白色セメント５ｇを追加し暫く混練した後３ｇ追加し、次に水を４ｇ追加して、白色セメントを２ｇ追加して、５分間ほど混練を続けた後、１時間ほど室温大気中に放置した後、水中養生した。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例９】
【００３０】
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全ての材料をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して混錬した後、室温大気中に放置した。
１日後には硬化しており、それを水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例１０】
【００３１】
2017155537.tif 000011
全ての材料をＰＰ製コップ（ポリプロピレン製）に投入して、水５ｇ加えて、混錬した。この混練の当初のときの粘性は低く、シャビシャビの状態であった。この混練を５分間ほど継続していると、粘土が順次上昇して来て、更に５分間ほど混練すると、糊状のものが得られた。これを室温大気中に放置した。
１日後には硬化しており、それを水中に浸漬しても崩壊しなかった。
なお、本来であれば、硬化体の圧縮強度等の力学特性を測定すべきではあったが、本願発明者の手元には、残念ながら、そのような装置・手立てがなかったので、それについては、本願出願後に同一条件で得られた硬化体の測定機会に恵まれた時点で補足する予定である。
【実施例１１】
【００３２】
2017155537.tif 000012
この場合の白色セメンの水和に使用された水は、ＰＶＡ水溶液に含まれている水である。
なお、常識的には、セメントに混ぜることのできるＰＶＡ（固形分）は５重量％を限度としているようであるが、その常識を遥かに超えるＰＶＡ固形分換算に相当するＰＶＡ水溶液でもって白色セメントを混練したことになる。
ここで得られた混練物を、外壁に使用歴約２０年ほどのトタン波板（静電塗装された波板トタンであるが、長年の風雪と紫外線により、表面は荒れた感じがあり、一部コーナーには錆が発生しているトタン波板）を水平にしてその表面に塗布して、水中養生することもなく、また、水の散布をすることもなく、室温大気中に放置した。約１か月後に付着状態をチェックしたところ、しっかりと波板トタンに固着しており、トタン板を垂直にしても剥離しなかった。また、硬化体の端のエッジ部分を指で押しても、しっかり硬化している感触であった。
一方、白色セメント７０ｇ、速硬性セメント３０ｇ、シラスバルーン（３０１１）２０ｇ、水６０ｇを５分間ほど混練して得られたものを、上記と同様にして波板トタンに塗布したが、こちらのものは、１日後には、波板トタンから剥離していた。
【００３３】
上記実施例１〜３、５、７〜１０においては、強度発現のメインは漆喰であることは自明であり、その余の配合成分は、漆喰を従来どおりに自然硬化させてその本来の強度を発揮させるために必要な漆喰／水比での混錬によっては、木舞下地に従前の左官方法で塗布して壁土の代替とする際に要請される粘度を確保するためのものであることは容易に理解できる。してみると、そのような漆喰／水比で混錬されている上記の配合の主な硬化体（大気中の炭酸ガスを吸収して硬化する気硬化型硬化体）である漆喰が、そのメーカーが主張するように、「セメントに近い強度」を呈することが期待でき、また、そのときに混錬されるケイ酸ソーダとＰＶＡあるいはコーンスターチ中のデキストリンは、それら自体がいずれも粘着剤あるいは増粘剤であり（ただし、単独では耐水性がない）、また、それらの水溶液をCa2+イオンの存在下（例えば、水で練った漆喰のスラリーの中）で混合すると耐水性の粘着剤・接着剤となることから、これら粘着剤・接着剤の存在による圧縮強度アップが期待できる。
【００３４】
ここで、地震時における土壁の耐震抵抗力は、その土壁に加わるせん断力に対する抵抗力でもあり、せん断力と圧縮力とは正の相関関係があるので、上記のような強度アップは、即ち、本発明に係る人工壁土から構成された壁の壁倍率を大幅にアップすることに繋がるので、特に、住宅の壁材としては有利である。
【００３５】
また、ケイ酸ソーダから生じるNa+は、その一部がCaCO3のCO3と反応してNaCO3となって定着するが、そうでないNa+はNa(OH)として、系のアルカリ性を向上させて系全体をｐｈ12〜14の強アルカリ性に維持するが、このような強アルカリの環境で生きていける病原体やカビ・雑菌は、この地球上には存在しないと言われているので、防カビ、防ダニ効果が期待できる。
【００３６】
更には、使用後は天然に還ることが可能であるので、環境に優しい材料となる。
従って、本発明に係る人工壁土は、伝統構法や従来工法による住宅の壁土の代替として特に好適である。