专利名称：调湿建材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及以氢氧化铝作为原料的调湿建材及其制造方法，特别涉及在维持氢氧化铝的烧制物的调湿性的同时可赋予强度的调湿建材及其制造方法。
背景技术：
将氢氧化铝粉末加热处理而制造的氢氧化铝脱水物具有吸放湿特性，因而提出了向氢氧化铝中添加添加物并混合和成型、烧制而得到的调湿建材。专利文献I (日本特开2001-122657)中记载了下述内容将氢氧化铝和粘土混配、混合以及成型，使得化学组成为Al2O3为33重量％ 76重量％ ；Si02为15重量％ 57重fi% ;Na20、K20、Li20、B203、P205的总量为5重量％以下;Ca0、Ba0和MgO的总量为9重量％ 以下，接下来进行烧制，使得在X射线衍射图中检测出k-Al203的主峰，并使该k-Al203的主峰的高度高于a -Al2O3的主峰，从而制造调湿建材。该专利文献I利用了由氢氧化铝的脱水而产生的氧化铝(三氧化二铝)的吸放湿特性，同时利用与原料氢氧化铝合用的粘土的烧结促进作用而使烧制物(烧结体)具有高强度。日本特开2002-249372中记载了下述内容将含有氢氧化铝、高岭土质粉体和水玻璃的原料混合和成型，并进行烧制，从而制造调湿建材。该专利文献2通过在原料中混配水玻璃，从而提高了调湿建材的强度。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001-122657专利文献2 :日本特开2002-24937
发明内容
氢氧化铝因烧制而脱水，形成具有大量的孔的多孔状态。该孔表现出优异的调湿性能。由于为多孔质，因而该氢氧化铝系调湿建材较脆，例如在壁面施工时，会因躯体的微细的裂纹或移动而产生裂缝，因此需要在不过于降低调湿性能的情况下提高强度。专利文献I中，通过在原料中混配粘土，可以抑制氢氧化铝脱水物的微细的孔因烧结而倒塌，并且通过使氢氧化铝脱水物彼此之间牢固地连结，可以提高强度。专利文献2中，水玻璃在低温下熔融，使氢氧化铝脱水物凝固，由此提高强度。但是，若增加原料中的粘土或水玻璃的比例，则原料中的氢氧化铝量相对减少，调湿性能降低。另外，混配水玻璃时，水玻璃在烧制时熔融，堵塞调湿的孔，使调湿性能降低。另外，若使用水玻璃，则成型的粉发粘，成型时会附着到模具上，使生产率降低。本发明的目的在于提供与上述专利文献1、2的调湿建材相比能够进一步改善调湿性能和强度、并且也容易制造的调湿建材及其制造方法。方案I的调湿建材是通过将含有氢氧化铝并含有膨润土和/或蒙脱石的原料成型并烧制而形成的。方案2的调湿建材的特征在于，在方案I中，该原料含有氢氧化铝30重量％ 97
重量％、膨润土和/或蒙脱石3重量％ 70重量％。方案3的调湿建材的特征在于，在方案I中，该原料含有氢氧化铝30重量％ 90重量％、膨润土和/或蒙脱石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。方案4的调湿建材的制造方法为，将含有氢氧化铝并含有膨润土和/或蒙脱石的原料成型，并在700 1100°C进行烧制。方案5的调湿建材的制造方法的特征在于，在方案4中，该原料含有氢氧化铝30重量％ 97重量％、膨润土和/或蒙脱石3重量％ 70重量％。 方案6的调湿建材的制造方法的特征在于，在方案4中，该原料含有氢氧化铝30重量％ 90重量％、膨润土和/或蒙脱石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。方案7的调湿建材的制造方法的特征在于，在方案4 6的任一项中，所述原料的至少一部分进行了预烧。通过300 500°C左右的烧制，氢氧化铝脱水而形成为多孔质，表现出调湿性，但并不具有作为建材的强度。若为了提高强度而以高温烧结，则调湿性消失。所述专利文献I中，通过在氢氧化铝中混配粘土，可以确保氢氧化铝脱水物的调湿性，同时利用粘土的粘合作用而表现出强度。本发明中使用的膨润土具有比粘土更强的粘合力，因此可以使氢氧化铝的脱水物牢固地聚集，因而能够实现调湿建材的高强度。另外，膨润土是层间夹杂有H2O的层状矿物，若对其进行烧制则在600°C附近大量的层间水消失，形成为倒塌的结构。该结构的膨润土脱水物与氢氧化铝的脱水物相互缠绕，由此容易维持氢氧化铝脱水物的多孔质状态。另外，在700 1100°C左右的烧制中，膨润土不会熔融，不会堵塞氢氧化铝脱水物的微细孔，从而调湿建材的调湿性能高。据认为，在本发明中，由于膨润土和/或蒙脱石的存在而抑制了氢氧化铝脱水物的α-氧化铝结晶反应，大量的该脱水物(氧化铝)以多孔状的状态残存，另外，由于Na20、K20、Li20、B203、P205、Ba0等玻璃生成成分的含量少，因而还抑制了玻璃熔液生成所导致的气孔堵塞。通过这些因素的复合，根据本发明，可以得到比氢氧化铝单一物质更高的强度和吸放湿特性。另外，通过在原料中混配膨润土和/或蒙脱石，成型时的成型性、赋形性提高。需要说明的是，本发明人进行了反复研究，结果发现，通过在原料中混配膨润土和/或蒙脱石与粘土，可以得到与仅使用氢氧化铝和粘土的专利文献I的情况相比，调湿性能更高、强度也更强的调湿建材。另外，若增加膨润土和/或蒙脱石，则烧制收缩变大，但通过混配粘土，能够调整烧制收缩，作为建材的尺寸调整容易。
具体实施例方式为了制造本发明的调湿建材，将氢氧化铝、膨润土和/或蒙脱石、根据需要进一步加入的粘土混合，并进行成型、烧制。作为氢氧化铝，适合为粉末状的物质。氢氧化铝可以为三水铝矿、拜三水铝石、勃姆石、硬水铝石、氧化铝溶胶、氧化铝凝胶等任一种形态。需要说明的是，也可以使用通过烧制而变成多孔质的氯化铝、氮化铝等各种铝化合物，但最优选氢氧化物。膨润土是以蒙脱石作为主要成分、进而还多伴随有石英、方石英、长石类、碳酸盐矿物等的矿物。代表例有包含Na蒙脱石、Ca蒙脱石的Na膨润土、Ca膨润土等；膨润土风化而成的酸性白土、对其进行处理的活性白土等。作为粘土，可以使用木节粘土、娃目粘土、耐火粘土、陶器粘土、闻岭土等含有闻岭土矿物的各种粘土。该原料的混配比例优选的是，氢氧化铝为30重量％ 97重量％、特别是40重量％ 60重量％ ;膨润土和/或蒙脱石为I重量％ 70重量％、特别是3重量％ 20重量％ ;粘土为O重量％ 69重量％、特别是O重量％ 55重量％的范围，且烧制后的调湿建材的组成在下述范围。
Al2O3 30重量％ 95重量％，特别是40重量％ 80重量％SiO2 3重量％ 65重量％，特别是15重量％ 50重量％CaO和MgO的总量10重量％以下，特别是3重量％以下助熔剂(Na20、K2O, Li2O, B2O3> P2O5, BaO的总量):5重量％以下，特别是3重量％以下需要说明的是，若SiO2多于65重量％，则原料的烧结性变差，同时Al2O3变得过少，调湿性变差。若SiO2少于3重量％，则烧结体的强度降低，同时膨润土和/或蒙脱石或者粘土量过少,成型性变差。若CaO和MgO的总量多于10重量％，则调湿建材的微细孔堵塞，调湿特性降低。若助熔剂多于5重量％，则调湿建材的微细孔堵塞，调湿特性降低。需要说明的是，本发明中，在不对调湿建材的调湿特性和强度产生不良影响的范围内可以混配烧结助剂成分，例如可以混配各种玻璃粉或玻璃料、建筑物用或汽车用的平板玻璃、城市垃圾熔融炉渣或制钢炉渣等各种炉渣。相对于氢氧化铝、膨润土和/或蒙脱石以及粘土的总量100重量份，该烧结助剂成分的混配量优选为50重量份以下、特别是30重量份以下。可以将上述各原料中的至少一部分，例如氢氧化铝、膨润土和/或蒙脱石以及粘土中的至少I种以低于后述烧制温度的温度(例如500 800°C左右)进行预烧。通过对原料进行预烧，原料的活性增大，烧制性提高。另外，如果对氢氧化铝或粘土之类的在烧制时脱水的原料、或者在烧制时脱羧的原料进行预烧，则能够防止烧制时的急剧的脱水和脱羧，能够防止烧制物的裂纹等。上述原料在根据需要粉碎后，进行混合、成型。对于粉碎方法、混合方法、成型方法没有特别限定。例如，作为成型方法，可以采用压制成型、挤出成型等。为了进行该成型，还可以添加甲基纤维素等成型助剂。调湿建材可以为板状、块状、筒状等适当的形状。成型体在根据需要干燥后，优选以700 1100°C、特别是750 1000°C烧制O. 2 100小时、优选为O. 3 72小时。由此，所得到的调湿建材的弯曲强度为3MPa以上，并且使其在25°C且相对湿度50%的气氛中达到恒量后，与25°C且相对湿度90%的空气接触24小时时的吸湿量为150g/m2以上。需要说明的是，本发明中弯曲强度等、吸湿量为通过下述方法求得的值。
弯曲强度利用三点弯曲法求得。吸湿性能对于将背面和端面用铝带密封的调湿建材，在25°C下、相对湿度为50%的恒温恒湿槽中使重量恒定后(直至变动为O. I %以下)，然后放入保持为25°C、相对湿度90%的恒温恒湿槽中，测定24小时后的重量增加量和试验体的尺寸，并以换算成单位面积(Im2)的吸湿量作为指标。本发明中，也可以在调湿建材的表面薄薄地上釉以提高调湿建材的外观性和耐污性。该情况下，为了不损害调湿性，优选由釉子生成的玻璃层形成在调湿建材主体的表面的90%以下的面积区域，或者该玻璃层的最大厚度为300 μ m以下。实施例实施例I
利用球磨机将工业用氢氧化铝(Al (OH) 3纯度99. 6%等钣)50重量份、膨润土(群马县安中产)10重量份和粘土(爱知县濑户产)40重量份粉碎并混合后，压制成型，制成110X110X5. 5mm的成型体，将其在800°C烧制I. O小时，制造调湿建材。对该调湿建材的化学组成、吸湿量和弯曲强度以及加工性进行测定，将结果列于表I。需要说明的是，加工性指以人通常的作业速度利用木工用的锯进行切断时的每30秒的切断进行量。实施例2 6、比较例I 6原料的混配比例和烧制温度如表I所示，另外实施例6中对氢氧化铝以500°C预烧后，与其他原料粉碎、混合，除此之外与实施例I同样地制造调湿建材，并进行同样的测定。结果示于表I。需要说明的是，比较例1、2、7中，由于无法处理烧制物，因此不能测定吸湿量和弯曲强度。比较例4为专利文献I的例子。比较例9中使用的废玻璃是瓶玻璃等废品。表I
权利要求
1.一种调湿建材，其是通过将含有氢氧化铝并含有膨润土和/或蒙脱石的原料成型并烧制而形成的。
2.如权利要求I所述的调湿建材，其特征在干，该原料含有氢氧化铝30重量％ 97重量％、膨润土和/或蒙脱石3重量％ 70重量％。
3.如权利要求I所述的调湿建材，其特征在干，该原料含有氢氧化铝30重量％ 90重量％、膨润土和/或蒙脱石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。
4.一种调湿建材的制造方法，该方法将含有氢氧化铝并含有膨润土和/或蒙脱石的原料成型并在700 1100°C进行烧制。
5.如权利要求4所述的调湿建材的制造方法，其特征在于，该原料含有氢氧化铝30重量％ 97重量％、膨润土和/或蒙脱石3重量％ 70重量％。
6.如权利要求4所述的调湿建材的制造方法，其特征在于，该原料含有氢氧化铝30重量％ 90重量％、膨润土和/或蒙脱石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。
7.如权利要求4 6的任一项所述的调湿建材的制造方法，其特征在于，所述原料的至少一部分进行了预烧。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种能够改善调湿性能和强度、并且也容易制造的调湿建材及其制造方法。本发明涉及一种调湿建材，其是通过将含有氢氧化铝与膨润土和/或蒙脱石的原料成型并在700～1100℃烧制而形成的。该原料含有氢氧化铝30重量％～97重量％、膨润土和/或蒙脱石3重量％～70重量％，或者含有氢氧化铝30重量％～90重量％、膨润土和/或蒙脱石1重量％～30重量％、粘土5重量％～69重量％。
文档编号C04B38/00GK102674876SQ20121002402
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月3日 优先权日2011年3月9日
发明者川合秀治, 平泽义昭, 竹田道弘 申请人:骊住株式会社