專利名稱：調濕建材及其制造方法
技術領域：
本發明涉及以氫氧化鋁作為原料的調濕建材及其制造方法，特別涉及在維持氫氧化鋁的燒制物的調濕性的同時可賦予加工性的調濕建材及其制造方法。
背景技術：
將氫氧化鋁粉末加熱處理而制造的氫氧化鋁脫水物具有吸放濕特性，因而提出了向氫氧化鋁中添加添加物并混合和成型、燒制而得到的調濕建材。專利文獻I (日本特開2001-122657)中記載了下述內容將氫氧化鋁和粘土混配、混合以及成型，使得化學組成為Al2O3為33重量％ 76重量％ ；Si02為15重量％ 57重fi% ;Na20、K20、Li20、B203、P205的總量為5重量％以下;Ca0、Ba0和MgO的總量為9重量％以下，接下來進行燒制，使得在X射線衍射圖中檢測出k-Al203的主峰，并使得該k-Al203的主峰的高度高于a -Al2O3的主峰,從而制造調濕建材。 該專利文獻I利用了由氫氧化鋁的脫水而生成的氧化鋁(三氧化二鋁)的吸放濕特性，同時利用與原料氫氧化鋁合用的粘土的燒結促進作用而使燒制物(燒結體)具有高強度。日本特開2002-249372中記載了下述內容將含有氫氧化鋁、高嶺土質粉體和水玻璃的原料混合和成型，并進行燒制，從而制造調濕建材。該專利文獻2通過在原料中混配水玻璃，從而提高了調濕建材的強度。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2001-122657專利文獻2 :日本特開2002-24937
發明內容
氫氧化鋁因燒制而脫水，形成具有大量的孔的多孔狀態。該孔表現出優異的調濕性能。由于為多孔質，因而該氫氧化鋁系調濕建材較脆，例如在壁面施工時，會因軀體的微細的裂紋或移動而產生裂縫，因此需要在不過于降低調濕性能的情況下提高強度。專利文獻I中，通過在原料中混配粘土，可以抑制氫氧化鋁脫水物的微細的孔因燒結而倒塌，并且通過使氫氧化鋁脫水物彼此之間牢固地連結，可以提高強度。專利文獻2中，水玻璃在低溫下熔融，使氫氧化鋁脫水物凝固，由此提高強度。但是，若增加原料中的粘土或水玻璃的比例，則原料中的氫氧化鋁量相對減少，調濕性能降低。另外，僅增加粘土或水玻璃的混配量來提高強度時，調濕建材的加工性、特別是切斷加工性降低。需要說明的是，混配水玻璃時，水玻璃在燒制時熔融，堵塞調濕的孔，使調濕性能降低。另外，若使用水玻璃，則成型的粉發粘，成型時會附著到模具上，使生產率降低。本發明的目的在于提供與上述專利文獻1、2的調濕建材相比加工性優異、并且也容易制造的調濕建材及其制造方法。方案I的調濕建材通過將含有氫氧化鋁、滑石類原料、粘土并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并燒制而形成。方案2的調濕建材的特征在于，在方案I中，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 80重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 74重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％。方案3的調濕建材通過將含有氫氧化鋁和滑石類原料的原料成型并燒制而形成。方案4的調濕建材的特征在于，在方案3中，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 95
重量％、滑石類原料5重量％ 80重量％。方案5的調濕建材的特征在于，在方案3中，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90 重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 75重量％。方案6的調濕建材的特征在于，在方案3中，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 30重量％。方案7的調濕建材的特征在于，在方案I 6的任一項中，滑石類原料為滑石、蛇紋石亞族和綠泥石族中的至少I種。方案8的調濕建材的制造方法為，將含有氫氧化鋁、滑石類原料、粘土并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型，并在700 11(KTC進行燒制。方案9的調濕建材的制造方法的特征在于，在方案8中，該原料含有氫氧化鋁20
重量％ 80重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 74重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％。方案10的調濕建材的制造方法為，將含有氫氧化鋁和滑石類原料的原料成型，并在700 1100°C進行燒制。方案11的調濕建材的制造方法的特征在于，在方案10中，該原料含有氫氧化鋁20
重量％ 95重量％、滑石類原料5重量％ 80重量％。方案12的調濕建材的制造方法的特征在于，在方案10中，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 75重量％。方案13的調濕建材的制造方法的特征在于，在方案10中，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 30重量％。方案14的調濕建材的制造方法的特征在于，在方案10 13的任一項中，滑石類原料為滑石、蛇紋石亞族和綠泥石族中的至少I種。方案15的調濕建材的制造方法的特征在于，在方案10 14的任一項中，所述原料的至少一部分進行了預燒。通過300 500°C左右的燒制，氫氧化鋁脫水而形成為多孔質，表現出調濕性，但并不具有作為建材的強度。若為了提高強度而以高溫燒結，則調濕性消失。本發明中，在氫氧化鋁中混配了滑石類原料。滑石類原料由板狀或葉片狀顆粒構成，因此可以防止由300 500°C這樣的比較低溫的燒制而產生的氫氧化鋁脫水物彼此之間的粘合，防止氫氧化鋁脫水物的調濕性的消失。另外，滑石類原料的顆粒與氫氧化鋁脫水物纏繞，賦予作為建材的強度。該滑石類原料的熔點高，因此不會使氫氧化鋁脫水物彼此之間熱粘，同時由于顆粒柔軟，因此調濕建材的加工性提高。需要說明的是，若以700 1100°C對含有氫氧化鋁和滑石的原料進行燒制，則滑石從700°C附近開始放出Si02。所放出的SiO2與氫氧化鋁脫水物的多孔質相發生作用，從而更容易維持氫氧化鋁脫水物的多孔質狀態。由此，在調濕性提高的同時，多孔質狀氫氧化鋁脫水物的柔軟性和滑石的柔軟性重疊，從而調濕建材的加工性也提高。但是，若燒制溫度高于1100°C，則難以維持氫氧化鋁脫水物的多孔質。在對氫氧化鋁和滑石進一步混配粘土時，可以確保氫氧化鋁脫水物的調濕性，同時通過粘土的粘合作用而使強度提高。本發明中，在原料中進一步混配粘土時，除了滑石從700°C附近放出SiO2K產生的效果之外，該粘土從800°C附近開始放出SiO2，因此可以在更寬的溫度范圍內維持氫氧化鋁脫水物的多孔質狀態，調濕性能提高。另外，通過粘土的粘合作用的發揮，調濕建材的強度提高。另外，由于粘土的耐火度高，因此即使以800°C或800°C以上的高溫燒制調濕建材，也 能夠保持調濕性能。由此，能夠使用各種顏料和釉子，調濕建材的裝飾性也提高。在原料中混配膨潤土和/或蒙脫石時，膨潤土和/或蒙脫石具有比粘土更強的粘合力，因此可以使氫氧化鋁的脫水物牢固地聚集，能夠實現調濕建材的高強度。另外，膨潤土和/或蒙脫石是層間夾雜有H2O的層狀礦物，若對其進行燒制則在6000C附近放出大量的層間水，形成倒塌的結構。該結構的膨潤土和/或蒙脫石脫水物與氫氧化鋁的脫水物相互纏繞，由此容易維持氫氧化鋁脫水物的多孔質狀態。另外，在700 1100°C左右的燒制中，膨潤土和/或蒙脫石不會熔融，不會堵塞氫氧化鋁脫水物的微細孔，從而調濕建材的調濕性能高。如上所述，本發明中，由于滑石類原料、粘土、膨潤土和/或蒙脫石的存在而抑制了氫氧化鋁脫水物的α-氧化鋁結晶反應，大量的該脫水物(氧化鋁)以多孔狀的狀態殘存，另外，由于Na20、K2O, Li2O, B203、P2O5, BaO等玻璃生成成分的含量少，因而抑制了由玻璃熔液生成所導致的氣孔堵塞。另外，通過在原料中混配滑石類原料、粘土、膨潤土和/或蒙脫石，成型時的成型性、賦形性提高。
具體實施例方式為了制造本發明的調濕建材，將氫氧化鋁、滑石類原料、根據需要進一步加入的粘土、膨潤土和/或蒙脫石混合，并進行成型、燒制。作為氫氧化鋁，適合為粉末狀的物質。氫氧化鋁可以為三水鋁礦、拜三水鋁石、勃姆石、硬水鋁石、氧化鋁溶膠、氧化鋁凝膠等任一種形態。需要說明的是，也可以使用通過燒制而變成多孔質的氯化鋁、氮化鋁等各種鋁化合物，但最優選氫氧化物。作為滑石類原料，除了滑石之外，還可以使用蛇紋石亞族(溫石棉、板溫石、利蛇紋石)、綠泥石族(斜綠泥石、鮞綠泥石、須藤石、細鱗云母)，但優選滑石。膨潤土是以蒙脫石作為主要成分、進而還多伴隨有石英、方石英、長石類、碳酸鹽礦物等的礦物。代表例有包含Na蒙脫石、Ca蒙脫石的Na膨潤土、Ca膨潤土等；膨潤土風化而成的酸性白土、對其進行了處理的活性白土等。作為粘土，可以使用木節粘土、娃目粘土、耐火粘土、陶器粘土、聞嶺土等含有聞嶺土礦物的各種粘土。該原料的混配比例優選如下所述。氫氧化鋁-滑石類原料2成分體系的情況下氫氧化招20重量％ 95重量％，特別是25重量％ 60重量％滑石類原料5重量％ 80重量％,特別是10重量％ 55重量％氫氧化鋁-滑石類原料-粘土 3成分體系的情況下氫氧化招20重量％ 90重量％,特別是25重量％ 60重量％滑石類原料5重量％ 70重量％,特別是10重量％ 55重量％ 粘土 5重量％ 75重量特別是5重量％ 60重量％氫氧化鋁-滑石類原料-膨潤土和/或蒙脫石3成分(或4成分)體系的情況下氫氧化招20重量％ 90重量％,特別是25重量％ 60重量％滑石類原料5重量％ 70重量％,特別是10重量％ 55重量％膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 30重量特別是5重量％ 20重量％氫氧化鋁-滑石類原料-粘土 -膨潤土和/或蒙脫石4成分(或5成分)體系的情況下氫氧化招20重量％ 80重量％,特別是25重量％ 60重量％滑石類原料5重量％ 70重量％,特別是10重量％ 55重量％粘土 5重量％ 74重量特別是10重量％ 55重量％膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量特別是5重量％ 20重量％本發明中，原料最優選含有氫氧化鋁、滑石類原料、粘土、膨潤土和/或蒙脫石，該情況下，優選燒制后的調濕建材的組成為下述范圍。Al2O3 10重量％ 95重量％，特別是20重量％ 60重量％SiO2 3重量％ 65重量％，特別是15重量％ 55重量％CaO和MgO的總量2重量％ 35重量％以下,特別是5重量％ 30重量％以下助熔劑(Na20、K2O, Li2O, B2O3> P2O5, BaO的總量):5重量％以下，特別是3重量％以下需要說明的是，若SiO2多于65重量％，則原料的燒結性變差，同時Al2O3變得過少，調濕性變差。若SiO2少于3重量％，則燒結體的強度降低，同時滑石類原料、膨潤土和/或蒙脫石或者粘土量過少，成型性變差。若CaO和MgO的總量多于35重量％，則調濕建材的微細孔堵塞，調濕特性降低。若助熔劑多于5重量％，則調濕建材的微細孔堵塞，調濕特性降低。需要說明的是，本發明中，在不對調濕建材的調濕特性和強度產生不良影響的范圍內可以混配燒結助劑成分，例如可以混配各種玻璃粉或玻璃料、建筑物用或汽車用的平板玻璃、城市垃圾熔融爐渣或制鋼爐渣等各種爐渣。相對于氫氧化鋁、滑石類原料、膨潤土和/或蒙脫石以及粘土的總量100重量份，該燒結助劑成分的混配量優選為50重量份以下、特別是30重量份以下。可以將上述各原料中的至少一部分，例如氫氧化鋁、滑石類原料、膨潤土和/或蒙脫石以及粘土中的至少I種以低于700 1100°C的燒制溫度的溫度(例如500 800°C左右)進行預燒。通過對原料進行預燒，原料的活性增大，燒制性提高。另外，如果對氫氧化鋁或粘土之類的在燒制時脫水的原料、或者在燒制時脫羧的原料進行預燒，則能夠防止燒制時的急劇的脫水和脫羧，能夠防止燒制物的裂紋等。上述原料在根據需要粉碎后，進行混合、成型。對于粉碎方法、混合方法、成型方法沒有特別限定。例如，作為成型方法，可以采用壓制成型、擠出成型等。為了進行該成型，還可以添加甲基纖維素等成型助劑。調濕建材可以為板狀、塊狀、筒狀等適當的形狀。成型體在根據需要干燥后，優選以700 1100°C、特別是750 1100°C燒制O. 2 100小時、優選為O. 3 72小時。由此，所得到的調濕建材的彎曲強度為2. 5MPa以上，并且使其在25°C且相對濕度50%的氣氛中達到恒量后，與25°C且相對濕度90%的空氣接觸24小時時的吸濕量為150g/m2以上。需要說明的是，本發明中彎曲強度等、吸濕量是通過下述方法求得的值。 彎曲強度利用三點彎曲法求得。調濕性能對于將背面和端面用鋁帶密封的調濕建材，在25°C下、相對濕度為50%的恒溫恒濕槽中使重量恒定后(直至變動為O. 1%以下)，放入保持為25°C、相對濕度90%的恒溫恒濕槽中，測定24小時后的重量增加量和試驗體的尺寸，并以換算成單位面積(Im2)的吸濕量作為指標。本發明中，也可以在調濕建材的表面薄薄地上釉以提高調濕建材的外觀性和耐污性。該情況下，為了不損害調濕性，優選由釉子生成的玻璃層形成在調濕建材主體的表面的90%以下的面積區域，或者該玻璃層的最大厚度為300 μ m以下。實施例實施例I利用球磨機將工業用氫氧化鋁(Al (OH)3純度99. 6%等級)55重量份和滑石(中國遼寧省產)45重量份粉碎并混合后，壓制成型，制成110X110X5. 5mm的成型體，將其在800°C燒制I. O小時，制造調濕建材。對該調濕建材的吸濕量、彎曲強度和加工性進行測定，將結果列于表I。需要說明的是，加工性指以人通常的作業速度利用木工用的鋸進行切斷時的每30秒的切斷進行量。實施例2 14、比較例I 3原料的混配比例和燒制溫度如表I所示，另外實施例14中將氫氧化鋁、滑石、粘土以500°C預燒后，與其他原料粉碎、混合，除此之外與實施例I同樣地制造調濕建材，并進行同樣的測定。結果示于表I。需要說明的是，比較例1、2中，由于無法處理燒制物，因此不能測定吸濕量和彎曲強度。作為粘土，使用愛知縣瀨戶產的粘土 ；作為膨潤土，使用群馬縣安中產的膨潤土。需要說明的是，實施例1、2中，分別混配聚乙烯醇7. 5重量份作為成型用粘結劑。需要說明的是，實施例14中的氫氧化鋁50+4表示氫氧化鋁50重量份和500°C預燒氫氧化鋁4重量份。滑石的15+6表示滑石15重量份和500°C預燒滑石6重量份。粘土的7. 5+5表示粘土 7. 5重量份和500°C預燒粘土 5重量份。表I
權利要求
1.一種調濕建材，其是通過將含有氫氧化鋁、滑石類原料、粘土并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并燒制而形成的。
2.如權利要求I所述的調濕建材，其特征在干，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 80重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 74重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％。
3.—種調濕建材，其是通過將含有氫氧化鋁和滑石類原料的原料成型并燒制而形成的。
4.如權利要求3所述的調濕建材，其特征在干，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 95重量％、滑石類原料5重量％ 80重量％。
5.如權利要求3所述的調濕建材，其特征在干，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 75重量％。
6.如權利要求3所述的調濕建材，其特征在干，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 30重量％。
7.如權利要求I 6的任一項所述的調濕建材，其特征在于，滑石類原料為滑石、蛇紋石亞族和綠泥石族中的至少I種。
8.—種調濕建材的制造方法，該方法將含有氫氧化鋁、滑石類原料、粘土并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并在700 1100°C進行燒制。
9.如權利要求8所述的調濕建材的制造方法，其特征在于，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 80重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 74重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％。
10.一種調濕建材的制造方法，該方法將含有氫氧化鋁和滑石類原料的原料成型并在700 1100°C進行燒制。
11.如權利要求10所述的調濕建材的制造方法，其特征在于，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 95重量％、滑石類原料5重量％ 80重量％。
12.如權利要求10所述的調濕建材的制造方法，其特征在于，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、粘土 5重量％ 75重量％。
13.如權利要求10所述的調濕建材的制造方法，其特征在于，該原料含有氫氧化鋁20重量％ 90重量％、滑石類原料5重量％ 70重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 30重量％。
14.如權利要求10 13的任一項所述的調濕建材的制造方法，其特征在于，滑石類原料為滑石、蛇紋石亞族和綠泥石族中的至少I種。
15.如權利要求10 14的任一項所述的調濕建材的制造方法，其特征在于，所述原料的至少一部分進行了預燒。
全文摘要
本發明的課題在于提供一種能夠改善調濕性能和強度并且也容易制造的調濕建材及其制造方法。本發明涉及一種調濕建材，其是通過將含有氫氧化鋁和滑石的原料成型并在700～1100℃燒制而形成的。該原料含有氫氧化鋁20重量％～95重量％、滑石5重量％～80重量％。原料還可以含有膨潤土和/或蒙脫石與粘土中的至少一種。
文檔編號C04B33/13GK102674797SQ20121002402
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月3日 優先權日2011年3月9日
發明者川合秀治, 平澤義昭, 竹田道弘 申請人:驪住株式會社