調湿材
【課題】調湿機能に優れた調湿材を提供する。
【解決手段】ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなる調湿材。この調湿材は、例えば、流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウム又はアルミニウム化合物を混合し、加熱することにより、製造することができる。
【解決手段】ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなる調湿材。この調湿材は、例えば、流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウム又はアルミニウム化合物を混合し、加熱することにより、製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調湿機能に優れた調湿材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調湿機能を有する調湿材としては、合成ゼオライト、シリカゲル等が用いられている。また、パーライトを原料として用いた硬化体も、建築材料等として使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。例えば、流紋岩類の一種である真珠岩や黒曜石を焼成したパーライトを原料とした硬化体は、パーライトにアルカリ金属水酸化物の水溶液を加え加熱乾燥したもので、製造方法は簡便である。一方、合成ゼオライトは、反応性の高いシリカ原料にアルカリ金属水酸化物とアルミニウムを加えた水溶液を、オートクレーブ等で熱処理した後に、ろ過水洗し得られるものであり、製造工程が複雑である。これら材料は、ある程度の調湿性能を有するものの、より高性能な調湿性能を有する材料が望まれている。
【特許文献１】特開平９−３２８３７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１６７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の目的は、調湿機能に優れた調湿材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
斯かる実情に鑑み、本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトを生成または析出させた硬化体および粉末が、調湿機能に優れ、調湿材として好適であることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなる調湿材、およびその製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の調湿材は、簡便な操作により製造することができ、空気中の湿度を吸収、放出する機能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の調湿材は、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなるものである。特に、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが析出してなるものが好ましい。
調湿材全体に対するゼオライトの割合は、２〜８０質量％、特に２〜２５質量％であるのが好ましい。
なお、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出していることは、例えば、Ｘ線回折や、電子顕微鏡による観察により、確認することができる。
【０００８】
このような調湿材は、例えば、流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウムまたはアルミニウム化合物を混合し、水の存在下に加熱することにより製造することができる。
ここで用いられる流紋岩類とは、黒曜石、真珠岩、松脂岩等の天然ガラス質岩石粉砕物、またはこれらを焼成した人工軽量骨材であり、その性状・形状等は特に限定されないが、特に発泡させた嵩比重０．０４〜０．５のものが好適に用いられる。
天然ガラス質降下物とは、シラス、白土、軽石等の粉砕物、またはこれらを焼成した人工軽量骨材であり、その性状・形状等は特に限定されないが、特に発泡させた嵩比重０．０４〜０．５のものが好適に用いられる。
【０００９】
アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が使用可能であるが、費用対効果の観点から、特に、水酸化ナトリウムが好ましい。
流紋岩類または天然ガラス質降下物とアルカリ金属水酸化物の混合割合は、流紋岩類または天然ガラス質降下物１００質量部に対して、アルカリ金属水酸化物３〜２０質量部、特に５〜１５質量部であるのが、得られる硬化体の強度が強くなるので好ましい。
【００１０】
また、アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウムなどのほか、アルミドロス、赤泥などの副産物、廃棄物等が挙げられる。
アルミニウムまたはアルミニウム化合物は、流紋岩類または天然ガラス質降下物１００質量部に対して、酸化アルミニウム換算で１〜５０質量部、特に１〜１５質量部混合するのが、調湿性能の面で好ましい。なお、アルミニウム化合物として、前記の副産物や廃棄物を使用する場合には、それらの中に含まれる酸化アルミニウム量として換算した量を用いればよい。
【００１１】
更に、水は、流紋岩類または天然ガラス質降下物１００質量部に対して、５〜１２０質量部、特に１０〜５０質量部共存させるのが、混合性および反応性の点で好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記成分を混合し、６０〜１５０℃で５〜１２０分、好ましくは８０〜１００℃で２０〜６０分間反応させる。
混合物中には、前記成分以外に、使用目的に応じて、各種の混和剤、増量剤、骨材や、例えばガラス繊維、鉱物繊維、金属繊維、有機合成繊維、木質繊維等の繊維物質、さらに各種の有機高分子物質などを添加してもよい。
【００１３】
反応後、この混合物を粉末状もしくは、適当な型に充填して圧締するか、または成形ロール等で圧縮して賦形した後、８０〜２００℃の乾燥機に入れて、水分がほぼ蒸発し、全乾となるまで１〜３時間程度、加熱処理を行うことにより、粉体および成形体を得ることができる。
また、他の成形方法として、離型シート上に混合物を散布成層した後、１００〜２００℃の多段熱プレスやダブルベルトプレス等の加熱加圧成形機を用いて、直接、加熱加圧して成形体を製造することもできる。
【００１４】
このようにして得られた粉体および成形体は、空気中の湿度を吸収、放出する機能に優れるので、調湿材として好適である。本発明の調湿材は、一般住宅や店舗、集合住宅、倉庫、収納庫、ペット小屋等の各種建築物の構成資材として利用できるほか、押入、靴箱、本棚、ロッカー、クローゼット等の各種収納用品や、テーブル、机タンスの構成部材などとして、建設業関連の産業分野において、広く利用することができる。
【実施例】
【００１５】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
流紋岩類の一種である真珠岩を焼成した、商品名パーライト（太平洋パーライト社製 ４号）１００質量部に、表１に示す量のアルミナを加えて混合した。これを、セメントペースト練混ぜ鉢に入れ、その中央にくぼみを作り、２８．６質量％水酸化ナトリウム水溶液を、霧吹きにて３５質量部加え、手練り攪拌混合した。この混合物をステンレス製バットに移し、さじにて押し付け充填した。ステンレス製バットをアルミ箔で覆い、各温度および時間で反応させた。
反応終了後、アルミ箔を取り除き、固形物をほぐし、１５０℃に設定した乾燥機中で一晩乾燥した後、放冷して、硬化体を得た。
【００１７】
得られた硬化体について、粉末Ｘ線回折装置（RINT2500、理学電機社製）を用い、結晶性物質の同定を行った。その結果、パーライトにアルミナを添加したものは、全ての条件でゼオライトが同定された。１４°のピーク強度（ピーク高さ：mm）を表１に示す。
【００１８】
また、アルミナ添加量０質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体、アルミナ添加量７質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体について、電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察を行った。得られた写真を図１及び図２に示す。
図２に示す本発明の硬化体では、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが析出していることが確認された。
【００１９】
【表１】
【００２０】
試験例１
実施例１で得られた硬化体のうち、反応温度８０℃（一部１００℃）のものについて、調湿性能を評価した。すなわち、各硬化体１０ｇをシャーレに量り取り、恒温恒湿制御装置を用い、(1)２５℃−５０％ＲＨ、２４時間保持、その後、(2)２５℃−９０％ＲＨ、２４時間保持して吸湿試験を行い、試験前後の質量の差から吸湿量を求めた。さらに、その差を吸放湿量として求めた。結果を、表２に示す。
【００２１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１において得られた、アルミナ添加量０質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体の電子顕微鏡写真である。
【図２】実施例１において得られた、アルミナ添加量７質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体の電子顕微鏡写真である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調湿機能に優れた調湿材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調湿機能を有する調湿材としては、合成ゼオライト、シリカゲル等が用いられている。また、パーライトを原料として用いた硬化体も、建築材料等として使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。例えば、流紋岩類の一種である真珠岩や黒曜石を焼成したパーライトを原料とした硬化体は、パーライトにアルカリ金属水酸化物の水溶液を加え加熱乾燥したもので、製造方法は簡便である。一方、合成ゼオライトは、反応性の高いシリカ原料にアルカリ金属水酸化物とアルミニウムを加えた水溶液を、オートクレーブ等で熱処理した後に、ろ過水洗し得られるものであり、製造工程が複雑である。これら材料は、ある程度の調湿性能を有するものの、より高性能な調湿性能を有する材料が望まれている。
【特許文献１】特開平９−３２８３７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１６７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の目的は、調湿機能に優れた調湿材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
斯かる実情に鑑み、本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトを生成または析出させた硬化体および粉末が、調湿機能に優れ、調湿材として好適であることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなる調湿材、およびその製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の調湿材は、簡便な操作により製造することができ、空気中の湿度を吸収、放出する機能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の調湿材は、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなるものである。特に、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが析出してなるものが好ましい。
調湿材全体に対するゼオライトの割合は、２〜８０質量％、特に２〜２５質量％であるのが好ましい。
なお、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出していることは、例えば、Ｘ線回折や、電子顕微鏡による観察により、確認することができる。
【０００８】
このような調湿材は、例えば、流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウムまたはアルミニウム化合物を混合し、水の存在下に加熱することにより製造することができる。
ここで用いられる流紋岩類とは、黒曜石、真珠岩、松脂岩等の天然ガラス質岩石粉砕物、またはこれらを焼成した人工軽量骨材であり、その性状・形状等は特に限定されないが、特に発泡させた嵩比重０．０４〜０．５のものが好適に用いられる。
天然ガラス質降下物とは、シラス、白土、軽石等の粉砕物、またはこれらを焼成した人工軽量骨材であり、その性状・形状等は特に限定されないが、特に発泡させた嵩比重０．０４〜０．５のものが好適に用いられる。
【０００９】
アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が使用可能であるが、費用対効果の観点から、特に、水酸化ナトリウムが好ましい。
流紋岩類または天然ガラス質降下物とアルカリ金属水酸化物の混合割合は、流紋岩類または天然ガラス質降下物１００質量部に対して、アルカリ金属水酸化物３〜２０質量部、特に５〜１５質量部であるのが、得られる硬化体の強度が強くなるので好ましい。
【００１０】
また、アルミニウム化合物としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウムなどのほか、アルミドロス、赤泥などの副産物、廃棄物等が挙げられる。
アルミニウムまたはアルミニウム化合物は、流紋岩類または天然ガラス質降下物１００質量部に対して、酸化アルミニウム換算で１〜５０質量部、特に１〜１５質量部混合するのが、調湿性能の面で好ましい。なお、アルミニウム化合物として、前記の副産物や廃棄物を使用する場合には、それらの中に含まれる酸化アルミニウム量として換算した量を用いればよい。
【００１１】
更に、水は、流紋岩類または天然ガラス質降下物１００質量部に対して、５〜１２０質量部、特に１０〜５０質量部共存させるのが、混合性および反応性の点で好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記成分を混合し、６０〜１５０℃で５〜１２０分、好ましくは８０〜１００℃で２０〜６０分間反応させる。
混合物中には、前記成分以外に、使用目的に応じて、各種の混和剤、増量剤、骨材や、例えばガラス繊維、鉱物繊維、金属繊維、有機合成繊維、木質繊維等の繊維物質、さらに各種の有機高分子物質などを添加してもよい。
【００１３】
反応後、この混合物を粉末状もしくは、適当な型に充填して圧締するか、または成形ロール等で圧縮して賦形した後、８０〜２００℃の乾燥機に入れて、水分がほぼ蒸発し、全乾となるまで１〜３時間程度、加熱処理を行うことにより、粉体および成形体を得ることができる。
また、他の成形方法として、離型シート上に混合物を散布成層した後、１００〜２００℃の多段熱プレスやダブルベルトプレス等の加熱加圧成形機を用いて、直接、加熱加圧して成形体を製造することもできる。
【００１４】
このようにして得られた粉体および成形体は、空気中の湿度を吸収、放出する機能に優れるので、調湿材として好適である。本発明の調湿材は、一般住宅や店舗、集合住宅、倉庫、収納庫、ペット小屋等の各種建築物の構成資材として利用できるほか、押入、靴箱、本棚、ロッカー、クローゼット等の各種収納用品や、テーブル、机タンスの構成部材などとして、建設業関連の産業分野において、広く利用することができる。
【実施例】
【００１５】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
流紋岩類の一種である真珠岩を焼成した、商品名パーライト（太平洋パーライト社製 ４号）１００質量部に、表１に示す量のアルミナを加えて混合した。これを、セメントペースト練混ぜ鉢に入れ、その中央にくぼみを作り、２８．６質量％水酸化ナトリウム水溶液を、霧吹きにて３５質量部加え、手練り攪拌混合した。この混合物をステンレス製バットに移し、さじにて押し付け充填した。ステンレス製バットをアルミ箔で覆い、各温度および時間で反応させた。
反応終了後、アルミ箔を取り除き、固形物をほぐし、１５０℃に設定した乾燥機中で一晩乾燥した後、放冷して、硬化体を得た。
【００１７】
得られた硬化体について、粉末Ｘ線回折装置（RINT2500、理学電機社製）を用い、結晶性物質の同定を行った。その結果、パーライトにアルミナを添加したものは、全ての条件でゼオライトが同定された。１４°のピーク強度（ピーク高さ：mm）を表１に示す。
【００１８】
また、アルミナ添加量０質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体、アルミナ添加量７質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体について、電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察を行った。得られた写真を図１及び図２に示す。
図２に示す本発明の硬化体では、ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが析出していることが確認された。
【００１９】
【表１】
【００２０】
試験例１
実施例１で得られた硬化体のうち、反応温度８０℃（一部１００℃）のものについて、調湿性能を評価した。すなわち、各硬化体１０ｇをシャーレに量り取り、恒温恒湿制御装置を用い、(1)２５℃−５０％ＲＨ、２４時間保持、その後、(2)２５℃−９０％ＲＨ、２４時間保持して吸湿試験を行い、試験前後の質量の差から吸湿量を求めた。さらに、その差を吸放湿量として求めた。結果を、表２に示す。
【００２１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１において得られた、アルミナ添加量０質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体の電子顕微鏡写真である。
【図２】実施例１において得られた、アルミナ添加量７質量部、反応時間１時間、反応温度８０℃の硬化体の電子顕微鏡写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなる調湿材。
【請求項２】
流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウムまたはアルミニウム化合物を添加し、水の存在下に加熱することにより得られる請求項１の調湿材。
【請求項３】
流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウムまたはアルミニウム化合物を添加し、水の存在下に加熱することを特徴とする請求項１記載の調湿材の製造方法。
【請求項１】
ポリアルミノ珪酸アルカリ金属塩の表面にゼオライトが生成または析出してなる調湿材。
【請求項２】
流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウムまたはアルミニウム化合物を添加し、水の存在下に加熱することにより得られる請求項１の調湿材。
【請求項３】
流紋岩類または天然ガラス質降下物に、アルカリ金属水酸化物と、アルミニウムまたはアルミニウム化合物を添加し、水の存在下に加熱することを特徴とする請求項１記載の調湿材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２２１０３１（Ｐ２００８−２２１０３１Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５８３２３（Ｐ２００７−５８３２３）
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【出願人】（５００４１２６５５）太平洋パーライト株式会社 (2)
【出願人】（５０１１７３４６１）太平洋マテリアル株式会社 (307)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【出願人】（５００４１２６５５）太平洋パーライト株式会社 (2)
【出願人】（５０１１７３４６１）太平洋マテリアル株式会社 (307)
【Ｆターム（参考）】
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