JPH1033979A

JPH1033979A - 調湿材の製造方法

Info

Publication number: JPH1033979A
Application number: JP20876596A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Teramura; 敏史寺村
Original assignee: Onoda ALC Co Ltd
Current assignee: Clion Co Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】建物の中、つまり床下、壁体内、天井裏、畳下
等に敷いて、空間あるいは建物自身を調湿する機能が優
れた調湿材の製造方法を提供する。【解決手段】トバモライトを主成分とする軽量気泡コン
クリートの粉体と水と混合物を造粒して、次いで炭酸ガ
スで炭酸化・硬化させた後、乾燥させる調湿材の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量気泡コンクリ
ート（以下ＡＬＣという）の粉体を用いて、これを造粒
物にした後に炭酸化することによる調湿性に優れた調湿
材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から調湿材として次に記載するもの
が知られている。すなわち、ＡＬＣの製造工程で発生す
る不良品やビルの建築中に発生する端材などを粉砕した
ＡＬＣの粉末そのものを調湿材としたもの（特開平６−
９９０６３号公報）、あるいは前記のＡＬＣの粉末を炭
酸ガスで炭酸化させることにより生成されるシリカゲル
などが調湿材として知られている。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＡＬＣ
の粉末自体においては、それを炭酸化したものと比べ比
表面積が小さいため吸放湿量が少なく、また使用中に炭
酸化が進行すると、トバモライト結晶が反応して水が放
出され、調湿材としての機能は低いものであった。

【０００４】さらにＡＬＣ粉末を炭酸化したものにおい
ても、炭酸化によって比表面積は増大するが、粉末であ
ることにより透湿能力が低く、調湿機能は十分とは言え
なかった。また、これを床等に散布した場合に、風で粉
末が舞い上がったり移動したりして取り扱い上も不利な
面が多かった。そこで本発明は、これらの問題を解決し
た優れた調湿機能を有する調湿材の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者は種々検討した結果、ケイ酸カルシウム
のうち、トバモライトを炭酸化した場合には、非晶質ケ
イ酸カルシウム水和物（一般にＣＳＨと呼ばれる）、ゾ
ノライト、ウォラストナイト等の他のケイ酸カルシウム
の炭酸化に比べて比表面積が増大することを見いだし、
本発明に至った。すなわち、本発明は、トバモライトを
主成分とする軽量気泡コンクリートの粉体と水との混合
物を造粒し、次いでその造粒物を炭酸ガスで炭酸化・硬
化させた後、乾燥させる調湿材の製造方法を要旨とす
る。

【０００６】以下に本発明の作用を説明する。一般に、
ケイ酸カルシウムは水の存在下で炭酸ガスと接触すると
カルシウムイオンを放出し、炭酸カルシウムを生成する
と同時に、もとのケイ酸カルシウムの形状をほぼ残した
状態で比表面積の大きなシリカゲル（シリカスケルトン
ゲンと呼ぶ）を生成する。

【０００７】ＣＨＳ、ゾノライト、ウォラストナイトな
どのケイ酸カルシウムは、常温常圧近傍での炭酸化で
は、もとの比表面積より減少する。これは生成する炭酸
カルシウムがほぼカルサイトという径の大きな結晶をシ
リカスケルトンゲン表面に析出するからと考えられる。
一方、トバモライトの炭酸化では比表面積が増大する
が、その理由は、カルサイトとともに微細な結晶である
バテライトを析出するためと考えられる。

【０００８】ここでＡＬＣを代表とする軽量気泡コンク
リート内のケイ酸カルシウムの主成分はトバモライトで
あるため、ＡＬＣの粉体を炭酸化することによって比表
面積を増大させた吸放湿量の優れた物質を得ることがで
きる。しかも、比表面積の増大した物質を、さらに調湿
機能としての透湿能力を高くするためには、粉体を粒状
にすることがさらに有効な手段となる。

【０００９】一般にケイ酸カルシウムの粉体から炭酸化
した造粒物を得る場合、最初に粉体を炭酸化し、しかる
後に造粒物を造ろうとすると、造粒物の硬化強度が弱く
なり粒状態を保つことが難しくなる。また、硬化強度を
さらに増加させるために水以外のバインダーを加えて造
粒すると、一般に、このバインダーのため造粒物の比表
面積が小さくなってしまい十分な吸放湿量が得られなく
なって本発明の目的が十分に達成されなくなる。

【００１０】以上のことより、予めケイ酸カルシウムの
粉体と水との混合物を造粒し、しかる後に炭酸化させる
ことが必要となる。しかしながら、一般のモルタル、コ
ンクリート廃材で代表されるケイ酸カルシウム粉体の圧
密から得られた造粒物では、炭酸化によって表面に緻密
層が生成され、その後の材料内部への炭酸ガスの進入を
阻害してしまい、炭酸化が完了するのに非常に長い時間
がかかってしまう。

【００１１】ところが、ＡＬＣの粉体は、それ自身が多
孔質であるため、圧密した状態でも、かなりの空隙を有
している。例えば、ＡＬＣの粉体を含水量５０％重量の
状態で、１０ＭＰａの圧力で成形した場合にも、比重
は、０．８〜１．２であり全容積の４５％以上が空隙で
あるため、材料内部まで炭酸化をスムーズに進行させる
ことができる。このように比表面積の大きなシリカスケ
ルトゲンの造粒物を造る点において、ＡＬＣ粉体を使う
ことは非常に有効なことである。

【００１２】以上のことより、ＡＬＣの粉体を素に、比
表面積に影響を与えない水をバインダーとして用いて一
旦造粒物を形成し、しかる後に炭酸化することにより、
非常に比表面積が大きく吸放湿量の大きな調湿材を得る
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において使用するＡＬＣの
粉体は、そのＡＬＣを粉砕したものでも、加工時に発生
する切削粉でもかまわない。また、ケイ石等の微細粒子
を多少含んでいてもかまわない。また本発明において
は、粉体中にトバモライト結晶が３０重量％以上含んで
いることが好ましい。これ以下の場合には、炭酸化によ
る硬化が十分でないばかりでなく、得られた調湿材の吸
放湿性も劣るからである。

【００１４】造粒には、押出し造粒、圧縮造粒、転動造
粒（マルメライザー）などの方法が使用でき、使用する
ＡＬＣ粉体の粉径は、押出し造粒あるいは圧縮造粒では
１μｍ〜５ｍｍ、また、転動造粒では１μｍ〜１ｍｍと
広範囲のものが使用できる。

【００１５】また造粒に使用するバインダーとしては、
水を用いる必要がある。ベントナイト等の粘土系バイン
ダは比較的、炭酸化反応を阻害しないことと炭酸化後の
比表面積も大きく保つことが可能なためそれらを添加し
てもかまわない。

【００１６】バインダーとして使用する水の添加量は、
その製造方法によって異なるが、例えば押し出し造粒お
よび圧縮造粒の場合には、重量部で３０〜６０％程度に
含水量を調節するのが望ましい。

【００１７】本発明における造粒物の粒径については、
フルイ分級によって測定した値である。また本発明にお
いては、造粒物の粒径は、２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲にす
るのが、取り扱い上より好ましい。造粒物が２ｍｍより
小さいくて粉体に近ずくと透湿能力が下がっていくこと
になり、また３０ｍｍより大きいと取り扱い上不便であ
る。また、造粒物の形状は、円柱、立方体、直方体、
球、楕円あるいは歪なものであっても良い。

【００１８】造粒物の炭酸化は、水の存在下で促進され
るが、造粒物が湿閏状態、すなわち重量部で３０〜１０
０％の含水量にあるのが最も好ましい。３０重量部％以
下では、炭酸化が遅くなり、一方１００％以上では、造
粒物の強度を保持できなくなる。

【００１９】本発明で使用される炭酸ガスの濃度は、高
いほど良く、少なくとも３％以上含んでいるのが、工業
的に製造するには望ましい。また炭酸ガスとしては、市
販の液体二酸化炭素、ドライアイスの他、燃焼ガス、排
気ガス等が使用できる。さらに、反応を促進させるため
に、造粒物を圧力容器に入れて加圧炭酸ガスを送入した
り、炭酸ガスを送入する前に真空ポンプ等で脱気してお
くのも有効な方法である。例えば、３気圧の加圧炭酸ガ
スを使用すると、０．５〜３時間で反応が終了する。

【００２０】炭酸化反応の終了した造粒物を乾燥させる
工程は、一般的に汎用されている方法が採用できる。乾
燥は、生成したシリカスケルトンゲンの比表面積が減少
しない温度、すなわち４００℃以下が望ましい。

【００２１】以下に本発明の実施例および比較例を説明
する。

【実施例１】ＡＬＣの粉径０．８ｍｍ以下の破砕粉体
に、水を加えて均一に混合した。この混合物の含水量は
粉体固形物重量に対して５０％とした。この混合物を、
押し出し造粒機によって、径１０ｍｍ、長さ１０〜２０
ｍｍの円筒形ペレットを作成した。このペレットを圧力
容器に入れ、０．０３４ＭＰａまで真空ポンプで脱気し
た後、炭酸ガスを封入し、約０．３ＭＰａまで圧力を保
持した状態で炭酸化を行った。そして、４時間後ペレッ
トを取り出し、１１０℃で乾燥させた。このペレットを
直径１０ｃｍ深さ５ｃｍの円筒容器に厚さ３ｃｍまで入
れ、恒温恒湿槽内に設置し、恒温恒湿槽を温度３０℃、
相対湿度４０％で１週間保持した後に、相対湿度９０％
及び４０％の雰囲気を７２時間単位で繰り返し制御し、
その時の重量変化を調べた。その結果を図１に示す。

【００２２】

【実施例２】ＡＬＣの粉径０．６ｍｍ以下の加工屑を転
動造粒機に入れ、転動中に水を加えながら造粒した。作
成した造粒物の含水量は約６５％であり、径８〜２０ｍ
ｍの球状であった。この造粒物を、密閉容器に入れ、炭
酸ガスを濃度１０％で流して炭酸化を行った。３日後、
造粒物を取り出し、１１０℃で乾燥させた。この造粒物
を直径１０ｃｍ深さ５ｃｍの円筒容器に厚さ３ｃｍまで
入れ、恒温恒湿槽内に設置し、恒温恒湿槽を温度３０
℃、相対湿度４０％で１週間保持した後に、相対湿度９
０％及び４０％の雰囲気を７２時間単位で繰り返し制御
し、その時の重量変化を調べた。その結果を図１に示
す。

【００２３】

【実施例３】ＡＬＣの粉径０．６ｍｍ以下の加工屑を、
転動造粒機に入れ、転動中に水を加えながら造粒した。
作成した造粒物の含水量は約６０％であり、径２〜５ｍ
ｍの球状であった。容器底面にドライアイスを置き、そ
の上からこの造粒物で覆い、２日間放置した。その後、
造粒物を取り出し、１１０℃で乾燥させた。この造粒物
を直径１０ｃｍ深さ５ｃｍの円筒容器に厚さ３ｃｍまで
入れ、恒温恒湿槽内に設置し、恒温恒湿槽を温度３０
℃、相対湿度４０％で１週間保持した後に、相対湿度９
０％及び４０％の雰囲気を７２時間単位で繰り返し制御
し、その時の重量変化を調べた。その結果を図１に示
す。

【００２４】

【比較例１】ＡＬＣの破砕物をフルイ分級して１．５〜
４ｍｍの粒を得る。この粒を１１０℃で乾燥させた後、
直径１０ｃｍ深さ５ｃｍの円筒容器に厚さ３ｃｍまで入
れ、恒温恒湿槽内に設置し、恒温恒湿槽を温度３０℃、
相対湿度４０％で１週間保持した後に、相対湿度９０％
及び４０％の雰囲気を７２時間単位で繰り返し制御し、
その時の重量変化を調べた。その結果を図１に示す。

【００２５】

【比較例２】ＡＬＣの粉砕物をフルイ分級して１．５〜
４ｍｍの粒を得る。この粒を含水率４５％にし、圧力容
器に入れ、０．０３４ＭＰａまで真空ポンプで脱気した
あと、炭酸ガスを注入し、圧力を約０．３ＭＰａで保持
した状態で炭酸化を行った。４時間後、この粒を取り出
し、１１０℃で乾燥させた後、直径１０ｃｍ深さ５ｃｍ
の円筒容器に厚さ３ｃｍまで入れ、恒温恒湿槽内に設置
し、恒温恒湿槽を温度３０℃、相対湿度４０％で１週間
保持した後に、相対湿度９０％及び４０％の雰囲気を７
２時間単位で繰り返し制御し、その時の重量変化を調べ
た。その結果を図１に示す。

【００２６】以上の実施例及び比較例より、トバモライ
トを主成分とする軽量気泡コンクリートの粉体と水と混
合物を造粒し、次いでその造粒物を炭酸ガスで炭酸化・
硬化させた後、乾燥させることにより得られる調湿材
は、ＡＬＣの粒自体、あるいはそれを炭酸化させた調湿
材に比べて、非常に大きな吸放湿量と同時に、湿度に対
する反応が早い透湿能力を得られることが、図１の結果
より明らかである。また、本実施例１の調湿材が最も吸
放湿量が大きいが、これは、押し出し造粒によりペレッ
トが緻密になっているためと考えられる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の調湿材の
製造方法によれば、吸放湿量および透湿能力に優れ、従
来の調湿材に比べ大量の吸放湿量と素早い調湿反応を持
った調湿材が得られる。従って、その調湿材を建物の床
下、壁体内、天井裏、畳下等に敷いて、空間あるいは建
材自身の湿度を調節することにより、アレルギー疾患の
原因となるダニ・カビの発生を抑制して住人の健康を保
ったり、白アリによる建物の被害を抑制したりして優れ
た効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって得られる調湿材と比較例による
調湿材の吸放湿性を示す線図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トバモライトを主成分とする軽量気泡コン
クリートの粉体と水との混合物を造粒し、次いでその造
粒物を炭酸ガスで炭酸化・硬化させた後、乾燥させる調
湿材の製造方法。
【請求項２】前記混合物の造粒物の大きさが、フルイ分
級で２〜３０ｍｍであ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３】軽量気泡コンクリートの粉体に、トバモラ
イト結晶を３０重量％以上含んでいることを特徴とする
請求項１又は２記載の調湿材の製造方法。