JP2006240925A

JP2006240925A - 多機能性モルタル組成物

Info

Publication number: JP2006240925A
Application number: JP2005059893A
Authority: JP
Inventors: Toyoji Hirahara; 豊治平原; Teruto Fujii; 照人藤井
Original assignee: HINO JUSHI KK; Hino Jyushi Co Ltd
Current assignee: HINO JUSHI KK; Hino Jyushi Co Ltd
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】マイナスイオン放出と、同時放射の遠赤外線による抗菌、消臭及び水質浄化の各作用、更に光触媒材料によりこれらの作用を増加させた多機能性モルタル組成物である。【解決手段】モルタル材料に、１）稀有元素類を含む天然鉱物粉体の混合物、２）稀有元素類を含む天然鉱物粉体とトルマリン粉体若しくは遠赤外線セラミック粉体の何れか一方を含む混合物、３）稀有元素類を含む天然鉱物粉体と光触媒機能材料を添加配合した混合物、４）稀有元素類を含む天然鉱物粉体とトルマリン粉体若しくは遠赤外線セラミック粉体の何れか一方を含む混合物と更に光触媒機能材料を添加配合した混合物の構成とする。【選択図】なし

Description

本発明は、モルタル組成物に関し、モルタル材料に、マイナスイオン放出の持続的維持並びに同時放射する遠赤外線の利用で、抗菌作用及び消臭作用並びに水質浄化作用を図り、さらに光触媒作用で抗菌作用及び消臭作用を増加させた内装用壁材及び床材、内装用目地材に有用な多機能性モルタル組成物に関する。

一般にモルタルは、セメントに砂と水を混ぜた物で、建材として外壁材、内装材、タイルの目地材として広く使われている。内装用壁材及び内装用タイル目地材の場合、特に多く使用される所として、トイレ、浴場である。トイレ及び浴場は、冠水等により多湿となり雑菌やカビが繁殖しやすく、不衛生な場所になり易く、またモルタル材が劣化し易いものとなっていた。近年、空気及び水環境に対する関心が非常に高まり、特に、人間の生活空間における悪臭や悪細菌類の除去や水質浄化が必要不可欠の時代になってきた。そのような背景の中で、モルタル材に、銀イオンをリン酸カルシウムに吸着させた粒子を配合させた抗菌性モルタル組成物や、焼成カルシウムを配合した抗菌性モルタル組成物や、鉱物粉と銅或いは銀を配合した抗菌モルタル組成物が、市場で販売されるようになってきた。

一方、悪臭の除去及び抗菌効果の方法として、注目されるようになってきたマイナスイオン効果を図った製品や、光触媒二酸化チタンを使った製品が多く市場にも見られるようになってきた。マイナスイオンを発生させる方法として、電気機械的に電子を発生させてマイナスイオンを発生させる方法と、放射性物質を含む希有元素鉱物を用いて、空気をイオン化させる方法が知られている。そのような背景のなか、抗菌性モルタル組成物や、マイナスイオンの抗菌性及び消臭性を併せ持つ組成物や、太陽光の光で消臭作用と抗菌作用がえられる光触媒機能材料の先行技術が特許や出願され、或いは市場に販売されている。これらの代表的なものとして下記が挙げられる。
特開平０７−１７２８９６号公報抗菌性銀イオンを吸着した非晶質リン酸カルシウム粒子からなる抗菌性粒子を含むことを特徴とする抗菌性モルタル組成物。特開平０６−２４９１９号公報銀を担持しているリン酸カルシウム系化合物からなる抗菌・防止カビ剤を含有していることを特徴とする、抗菌・防止カビ性セメント系モルタル材。特許第３０３５２７９号静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに稀有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックのいずれか一方を含むマイナスイオンを放出すると同時に、遠赤外線を放射する樹脂組成物。特許第３４２９４６９号木質材、土質材、紙材、モルタル材、樹脂シートに、静電気に帯電しにくい高分子化合物から選ばれた水性アクリルエマルジョン、並びに希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線セラミックのいずれか一方を含有した樹脂組成物を一部分又は全面に塗布又は層着したマイナスイオンを放出すると同時に、遠赤外線を放射することを特徴とする室内用建材。光触媒といわれる数〜数百ｎｍの酸化チタンが、太陽光の紫外線があたると、光電効果で電子が励起、電子と正孔が発生し、電子は、空気中の酸素を還元しスーパーオキサイドイオンに、正孔は表面の水分を酸化して水酸化ラジカルに変える。このスーパーオキサイドイオンと水酸化ラジカルは、強い酸化力を示し、この状態でチタニア表面に有機物が付着すると、スーパーオキサイドイオンが有機物の炭素を、水酸化ラジカルが水素を奪って分解する。こうした自浄作用が、抗菌作用及び消臭作用となるメカニズムとなっている。しかしながら、上記の光触媒は太陽光の紫外線があたらなければ光電効果が生じず、またチタン表面の作用効果であるため、離れたところでの抗菌作用及び消臭作用の効果は全く得られない大きな欠点があるものであった。

本発明において解決しようとする問題点は、トイレに多用されているモルタル壁材やタイル用モルタル目地材は、抗菌性だけでは衛生的でなく、トイレの悪臭をも除去することができないかとの必要性が期待されるようになってきている。また、浴場においても、より衛生的な環境を得る抗菌性と同時に、水質浄化機能を有する水質改善ができるタイル用モルタル目地材が必要になってきた。また、特に病院及び老人介護施設の壁材、床材及び目地材に、抗菌性と消臭性を同時有する作用が必要となってきた。さらに、光触媒の欠点である離れたところでも抗菌効果及び消臭作用が促進されるような素材が必要になってきた。

上記問題点に鑑みて、（１）稀有元素類を含む鉱物粉体、（２）稀有元素類を含む天然鉱物と、トルマリン若しくは遠赤外線セラミックのいずれか一方を含む混合物、（３）稀有元素類を含む鉱物粉体に、光触媒機能材料を添加配合した混合物、（４）稀有元素類を含む鉱物粉体と、トルマリン若しくは遠赤外線セラミックの何れか一方を含む混合物に、光触媒機能材を添加配合した混合物、その（１），（２），（３），（４）の混合物をモモルタル材に混合することによって、室内用として、壁及び床或いはタイル用目地材とし施工したものが、マイナスイオンの持続的放出と遠赤外線の放射の同時作用で、健康で快適な作用効果及び抗菌効果及び消臭効果を発揮でき、さらに光触媒作用で抗菌効果及び消臭効果を増加させて、太陽光があたらないところや夜間でも効果が発揮できるという多機能性の機能を見いだされる室内用のモルタル組成物及びタイル用目地材に到達した。

本発明において、請求項１に係る発明は、モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体を混合させたマイナスイオンを持続的に放出し、消臭作用及び抗菌作用並びに水質浄化作用を奏する多機能性モルタル組成物である。また、請求項２に係る発明は、モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体と、トルマリン粉体若しくは遠赤外線セラミック粉体のいずれか一方を含む混合物であって、マイナスイオンを持続的に放出すると同時に遠赤外線を放射し、消臭作用及び抗菌作用並びに水質浄化作用を奏する多機能性モルタル組成物である。請求項３に係る発明は、モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体を混合した混合物に、さらに光触媒機能材料を添加配合し消臭作用及び抗菌作用を増加させた多機能性モルタル組成物である。請求項４に係る発明は、モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体と、トルマリン粉体若しくは遠赤外線セラミック粉体のいずれか一方を含む混合物に、さらに光触媒機能材料を添加混合し消臭作用及び抗菌作用を増加させた多機能性モルタル組成物である。

本発明において、モルタル材として、セメントに砂などの骨材を混合したもので、セメントとして、ポルトランドセメント、スラグセメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどのいずれでも使用することができる。砂などの骨材として、最も好ましくは川砂の方が粒度が揃い有利である。セメントと砂の混合比率は、容積比で、１対１〜１対５まで使用することができる。最も好ましくは、１対３の方が多湿環境で使用するとき、亀裂が入りにくいうえで有利である。

本発明において、稀有元素類を含む鉱物として、フェルグソン石、モナズ石、ゼノタイム、コルンブ石、ベタホ石、サマルスキー石、タンタル石、ウラン石、方トリウム石、ゴム石、ガドリン石等がある。これらの鉱物のうち、極微弱な放射線を放出し、人体に悪影響を及ぼさないとされる鉱物として、最も好ましい鉱物は、モナズ石である。上記天然鉱物の粒径として、１ｍｍ以下に粉砕したものを用いることができる。最も好ましくは、平均粒径３０ミクロン以下に粉砕されたものが、施工表面の美観とマイナスイオンの生成を減少させないうえで有益である。上記配合部数として、モルタル材１００重量部に対し、１００重量部以下を配合することができる。最も好ましくは、５０重量部以下の方が、施工表面の美観とマイナスイオンの生成のバランスが図れて有益である。

本発明において、トルマリンとして、ショールトルマリン、リチウムトルマリン、ドラバイトトルマリン、ルベライトトルマリン、ピンクトルマリン、インデコライト、バライバトルマリン、ウォーターメロン等を使用することができる。上記トルマリンの粒径として、０．１ミクロンから１ｍｍに粉砕したものを使用することができる。最も好ましくは平均粒径３０ミクロン以下が混合するうえで有益である。上記配合部数として、モルタル材料１００重量部数に対し、１００重量部数以下を配合することができる。最も好ましくは、５０重量部数以下の方が、施工表面の美観とマイナスイオンの生成のバランスが図れて有益である。

本発明において、遠赤外線セラミックとして、２〜５０ミクロンの波長をもつ遠赤外線を放射率５０％以上放射している遠赤外線セラミックを使用することができる。遠赤外線セラミックの成分として、アルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化鉄などを２種以上含む混合物を使用することができる。前記市販品として、商品名セラジット，ＯＫトレーディング製があり、マイナスイオンを増幅し、遠赤外線を高放射するうえで有益である。上記の配合部数として、漆喰材料１００重量部数に対し、１００重量部数配合することができる。最も好ましくは、５０重量部数以下が、施工表面の美観、調湿性、マイナスイオンと遠赤外線をより放出するうえで有益である。

本発明において、光触媒機能材料として、アナターゼ型二酸化チタン、ブルッカイト型二酸化チタン、アパタイト被覆二酸化チタン、無機セラミック包含二酸化チタン等をいずれも使用することができる。アナターゼ型二酸化チタン及びブルッカイト型二酸化チタン粒径として、５〜２００ｎｍに粉砕されたものを使用することができる。最も好ましくは、６〜３０ｎｍの方が電子を励起するうえで有益である。アパタイト被覆二酸化チタンの粒径として、上記二酸化チタンをアパタイト、すなわちリン酸カルシウムで被覆したものを使用することができる。市販品として、例えば、商品名アパタイト被覆二酸化チタンＮＳＰ−００１ナノウェーブ製を使用することができる。

無機セラミック包含二酸化チタンとして、無機セラミックの成分が、シリカ、アルミナ、酸化クロム、酸化ジルコニウム、ジルコニア、酸化イットリウム等の１種の合成セラミック或いは２種以上含む合成セラミックであり、また、上記成分を含む天然鉱物である。上記の粒径として、平均３０ミクロン以下のものを使用することができる。市販品として、例えば、商品名ライオナイトライオン製を使用することができる。前記配合部数として、モルタル材１００重量部数に対し、１００重量部数以下配合することができる。最も好ましくは、５０重量部数以下が、施工表面の美観、調湿性、マイナスイオンの生成を減少させないうえで有益である。

本発明によれば、モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体或いは、希有元素類を含む鉱物粉体と、トルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックのいずれか一方を含む混合物或いは、希有元素類を含む鉱物粉体に光触媒機能材料を添加配合した混合物或いは、希有元素類を含む鉱物粉体と、トルマリン若しくは遠赤外線セラミックのいずれか一方を含む混合物に、さらに光触媒機能材料を添加配合したそれぞれの混合物からなるモルタル組成物が、マイナスイオンを持続的に放出し、同時に遠赤外線を放射する健康的な快適空間と、消臭作用と抗菌作用が得られ、さらに光触媒作用で、紫外線のあたるところでは消臭作用と抗菌作用が増加するという多機能のモルタル組成物として顕著な効果を奏する。

以下に、実施例を挙げて、本発明を詳細に説明する。

実施例の配合処方を、表１及び表２に示した。

実施例の配合処方として、表１及び表２に示した。遠赤外線セラミックとして、市販品のセラジットＡＬ−Ｆ９を使用した。光触媒機能材料として、市販品の光触媒二酸化チタンＰＣ−１０１チタン工業製を使用した。表１及び表２の所定量を配合した各々の混合物を、１０リットルの攪拌機で１時間攪拌して、実施例１，２，３，４，５，６のモルタル組成物を得た。実施例の試料の作成方法として、５０ｃｍ角、厚さ５ｍｍの型枠に、各々の実施例のモルタル組成物を流し込み、４８時間常温で乾燥、養生して、実施例１から６のモルタル板を作成した。

イオン測定
上記実施例１，２，３，４，５，６のイオン測定を行った。試料の大きさは、２０ｃｍ角とした。イオン測定方法は、小イオン測定方法として、イオンテスターＫＳＴ−９００神戸電波製を使用し、室温２５℃、湿度６０％の雰囲気で、マイナスイオンとプラスイオンを３分間の平均生成数／ｃｃを測定した。総イオン測定方法は、空気イオンテスターＩＣ−１０００を使用し、同じ雰囲気で、マイナスイオンとプラスイオンを３分間の平均生成数／ｃｃを測定した。遠赤外線測定は、ＦＴＩＲ測定機，ＪＩＲ−Ｅ５００を使用し、試料温度３５℃の遠赤外線放射率を測定した。その結果を、表３に示した。

実施例のイオン測定の結果、実施例１〜６は、プラスイオンよりもマイナスイオンの方が、大量に多く生成したものとなった。一方、遠赤外線は、実施例２，３，５，６と同じく、高放射するものとなった。

消臭試験
消臭試験方法として、検知管法を用いた。試験方法として、５リットルのテドラーバックに実施例の試料５ｃｍ角及びガス６００ｍｌを注入して、１時間後のガス濃度を検知管を用いて測定し、脱臭率（％）を概算した。ガスの種類として、アンモニアを使用した。アンモニアの初期濃度として、１００ｐｐｍとした。環境条件として、（１）ディライト照射時、（２）照明無し暗黒の２方法で行った。その結果を表４では、（１）ディライト照射時、表５では、（２）照明無し暗黒を示した。消臭試験から明らかなように、実施例１，２，３，４，５，６では、高能率でアンモニアを消臭していた。さらに、光触媒作用で、ディライト照射時では、さらに消臭力が増加していた。

抗菌試験
抗菌試験として、財団法人日本紡績検査協会で該試験を行ない、抗菌試験方法として、ＪＩＳ−Ｌ１９０２定量試験法を準拠した。試験菌株として、ＭＲＳＡ（耐性黄色ぶどう球菌）を使用した。環境条件として、（１）ディライト照射時、（２）照射無しの暗黒の２方法で行なった。その結果を、表６では、（１）ディライト照射時。表７では、（２）照無しの暗黒を示した。

抗菌試験結果から明らかなように、実施例１，２，３，４，５，６は、殺菌活性値及び静菌活性値とも高い抗菌性が得られた。さらに、光触媒作用で、ディライト照射時では抗菌性がさらに増加することが明らかとなった。

水質浄化試験方法として、水道水の遊離塩素濃度を測定する方法として、オルトトリジン法による簡易遊離塩素測定キット（井内盛栄堂製）を用いて、２００ｃｃの水道水中に実施例の試料を浸漬し、５秒後に注入して測定した。その結果を表８に示した。

水道水中の遊離塩素濃度を測定した結果、実施例１〜６とも、５秒以内という短時間で遊離塩素を分解することが明らかとなった。この反応は、大量にマイナスイオンが放出することによる遊離塩素のアルカリ還元による分解反応であることが明らかである。

Claims

モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体を混合させたマイナスイオンを持続的に放出し、消臭作用及び抗菌作用並びに水質浄化作用を奏することを特徴とする多機能性モルタル組成物。
モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体と、トルマリン粉体若しくは遠赤外線セラミック粉体のいずれか一方を含む混合物であって、マイナスイオンを持続的に放出すると同時に遠赤外線を放射し、消臭作用及び抗菌作用並びに水質浄化作用を奏することを特徴とする多機能性モルタル組成物。
モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体を混合した混合物に、さらに光触媒機能材料を添加配合し消臭作用及び抗菌作用を増加させたことを特徴とする多機能性モルタル組成物。
モルタル材料に、稀有元素類を含む天然鉱物粉体と、トルマリン粉体若しくは遠赤外線セラミック粉体のいずれか一方を含む混合物に、さらに光触媒機能材料を添加配合し消臭作用及び抗菌作用を増加させたことを特徴とする多機能性モルタル組成物。