JP6073548B2 - 調湿性壁紙 - Google Patents

Description

本発明は、湿度調整作用を有する壁紙に関する。

建築用内装材の下地材として、漆喰、石膏ボードなどの調湿作用を有する壁材が用いられている。これらの壁材は、室内の湿度が高い時には、水分（水蒸気）を吸収することにより室内の湿度を低下させることができ、乾燥時には、保持していた水分（水蒸気）を室内に放出することにより、室内の湿度を上げることができるため、室内の湿度を一定の範囲に調整することができる。

建築用内装材の下地材の一つである石膏ボードは、石膏を主体とする芯材を石膏ボード用原紙で被覆して板状に成型したものであり、防耐火性、遮音性、施工性に優れ、低コストであることから上記調湿作用を有する壁材の中でも、広く使用されている。
石膏ボードは、通常、耐摩耗性、防汚性、意匠性を高めるため、その表面を塗り壁材や、壁紙で被覆して使用されるが、塗り壁材で石膏ボード被覆する場合、塗りムラをなくすためには熟練の技術が必要であることもあり、簡単に貼り付けできる壁紙が主流になってきている。

このような壁紙としては、紙基材の上に塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂からなる、塩化ビニル系壁紙が広く利用されている。また、近年では非塩化ビニル系樹脂壁紙として、発泡させたポリオレフィン樹脂を用いた発泡壁紙も用いられている。
ところが、このような壁紙は、通気性が悪く、石膏ボード等の壁材の調湿作用を阻害するという欠点がある。そのため、この問題を改善すべく種々の方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、不織布と多孔質フィルムとを積層してなる通気性積層シートを使用し、この通気性積層シートの一側面に貼合用接着剤を介して裏打紙を貼り合わせると共に、前記通気性積層シートの他側面に印刷適性を有する繊維材料等からなる化粧層を形成した通気性壁紙が開示されている。また、特許文献２には、主に吸放湿性繊維と熱融着性繊維からなる吸放湿層と、吸放湿層を挟んだ表面シートと裏面シートの三層構造からなり、該吸放湿層中の熱融着性繊維の含有率が１０〜７０重量％であり、また該表面シートが透湿性または通気性を有する調湿壁紙が開示されている。

一方、卵殻の廃棄量は、全国で約２０万トンといわれており、そのほとんどが再利用されずに焼却、埋め立て処分されている。その処分コストは膨大であり、卵殻を再利用する方法の確立が望まれている。

特開２００４−６００６１号公報 特開２００５−２２０４４９号公報

上記従来の調湿性壁紙は、通気性に優れるものであるが、その構造が複雑であるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、多層構造のため重量が大きくなり、壁に貼り付ける時には強力な接着剤を必要とするなど、施工性の面で改善の余地があった。

かかる状況下、本発明の目的は、従来廃棄されていた卵殻を使用して、室内を適度な湿度に調整する調湿機能を有し、適度な強度を有し、低コストで施工性にすぐれた調湿性壁紙を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく、卵殻が適当な硬度及び卵呼吸を妨げない程度の通気性を有する材料である点に注目し、これを壁紙の構成材料として使用することに適用することに鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
＜１＞ 通気性を有する紙質基材の表面に接着剤を介して卵殻粒子が固定され、壁紙１ｍ ² 当たりの前記卵殻粒子の重量が、３０ｇ以上６００ｇ以下である調湿性壁紙。
＜２＞ 前記調湿性壁紙の貼付対象が、調湿作用を有する壁材ある前記＜１＞に記載の調湿性壁紙。
＜３＞ 前記卵殻粒子の粒径が、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲である前記＜１＞または＜２＞に記載の調湿性壁紙。
＜４＞ 壁紙表面が酸化チタンを含むコート剤で被覆されている前記＜１＞から＜３＞
のいずれかに記載の調湿性壁紙。
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の調湿性壁紙の製造方法であって、
通気性を有する紙質基材の表面に接着剤を薄く塗布する工程と、接着剤が塗布された前記紙質基材の上に卵殻粒子をスプレーで吹き付ける工程と、を有することを特徴とする調湿性壁紙の製造方法。

本発明によれば、紙質基材本来の通気性に加え、卵殻の有する吸湿性作用により室内の調湿性能に優れ、軽量で施工も容易な調湿性壁紙が提供される。
また、卵殻は多孔質であり、吸着能が高いため、壁紙が貼付された壁全面で脱臭を促進して、優れた消臭効果が得られる。

実施例で使用した卵殻粒子の粒度分布図である。

以下、本発明について例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
なお、本明細書において「〜」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。

本発明の調湿性壁紙は、通気性を有する紙質基材の上に、卵殻粒子が固定されてなり、調湿作用を有する壁材に貼り付けられる壁紙であり、該壁材の調湿作用を阻害することなく、さらに壁紙自体で水分や匂いの原因となる有機物を吸着除去することができる。

なお、本発明の調湿性壁紙の貼付対象である、調湿作用を有する壁材としては、石膏ボード、漆喰、珪藻土等が挙げられるが、汎用的に使用され、壁紙を貼付することが多い石膏ボードに対して特に好適に使用される。なお、石膏ボードにはキッチンや防音室などの用途に合わせた処理・加工をした種類がある。その種類には防火石膏ボード、防水石膏ボード、耐震石膏ボード、防湿石膏ボードなどがあるがいずれも使用することができる。

本発明の調湿性壁紙において、壁紙の基材となる、紙質基材はそれ自体が通気性を有し、壁紙の貼付対象となる壁材からの水蒸気の透過を阻害するものではないが、単独では強度が弱く調湿性壁紙として実用に耐えうるものではない。
紙質基材としては、パルプなどの天然素材で製造されたものが好ましい。また、再生紙を使用してもよい。

一方、卵殻は、その主成分が無機質である炭酸カルシウムであるため硬質で耐久性が高く、適度な硬度を有すると共に、卵の呼吸を妨げない程度の通気性を有する。また、多孔質で吸着能が高いため、水蒸気を吸着することができる。
そのため、紙質基材の上に適度な大きさの卵殻粒子を固定することで、紙質基材本来の通気性を損なわず、さらに卵殻が本来の有する吸着作用が加えられることにより、より調湿性能に優れた壁紙となる。また、卵殻粒子は水蒸気以外の物質も吸着することができるため、壁紙が貼付された壁全面で脱臭を促進することができる。
さらに、卵殻は軽量であるため、相当量の卵殻粒子を固定しても、それほど重量が大きくならず、施工も容易である。また、卵殻粒子により、壁紙表面に適度な凹凸が形成され、質感がよく意匠性が高くなるという利点もある。

なお、卵殻は、鶏の卵殻のみならずいかなる鳥の卵殻でもよいが、入手性などの観点からは、通常、鶏の卵殻が使用される。

卵殻粒子の粒径は、調湿性壁紙の通気性、強度、意匠性を損なわない範囲で選択されるが、卵殻粒子が小さすぎると、紙質基材を閉塞して通気性を妨げる場合があり、紙基材に固定されにくく卵殻粒子が脱離する場合がある。そのため、本発明の調湿性壁紙に用いることのできる卵殻粒子の粒径は、０．１〜１０００μｍ程度の範囲であり、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下である。

また、壁紙１ｍ²当たりの卵殻粒子の重量が、３０〜６００ｇの範囲であると卵殻粒子による調湿性促進作用と、壁紙全体の強度向上作用のバランスがよいため好ましい。
壁紙１ｍ²当たりの卵殻粒子の重量が、３０ｇ未満であると、卵殻粒子を使用した効果が不十分になり、高湿度の場合などに耐久性が不足する場合があり、６００ｇを超えると、卵殻粒子が壁紙上に固定しにくくなり、また、壁紙の通気性を阻害する恐れがある。特に壁紙１ｍ²当たりの卵殻粒子の重量が、５０〜１００ｇの範囲であると、少量の接着剤で卵殻粒子が壁紙上に固定することができるため、調湿性促進作用と共に、壁紙自体の通気性を高く保つことができる。

壁紙表面が酸化チタンを含むコート剤で被覆されていることが好ましい。コート剤は、酸化チタン微粒子が分散されたバインダー溶液であり、バインダーは、本発明の調湿性壁紙の効果を妨げない限り特に限定されないが、酢酸ビニル系接着剤等が好適に使用される。
壁紙表面を酸化チタンを含むコート剤で被覆することにより、卵殻粒子と紙質基材の接着性を高め、卵殻粒子が脱落しにくくなると共に、また、該コート剤には酸化チタンの光触媒作用により、卵殻粒子が吸着した有機物を分解することができるため、卵殻粒子の脱臭作用を長く持続させることができる。
また、酸化チタンは顔料としての機能もあり、壁紙一面を均一な白色にすることができるという利点もある。
酸化チタンを含むコート剤は、壁紙表面にスプレー法、刷毛塗りなどの公知の塗布法にて塗布すればよい。その後、乾燥させることで壁紙表面が酸化チタンを含むコート剤で被覆された調湿性壁紙を得ることができる。なお、塗工の際には、壁紙の際には均一な白色になる量を塗工することが好ましい。

また、酸化チタンを含むコート剤における酸化チタンの割合は、使用する接着剤の粘度、酸化チタンの濃度などを勘案して、塗布が容易に行える範囲で決定すればよい。
また、コート剤の塗布量は、卵殻粒子に対する酸化チタンが目的とする割合となるように決定される。卵殻粒子と酸化チタンの好適な割合は、卵殻粒子１００重量部に対して、酸化チタン１〜１５重量部である。酸化チタンの割合が少なすぎると、酸化チタンによる光触媒作用が不十分となり、多すぎるとシリカの吸着性や紙質基材の通気性を阻害する場合がある。
なお、酸化チタンは、卵殻粒子の粒径より小さい粒径であることが好ましい。

本発明の調湿性壁紙は、軽量で形状を容易に変形できることから施工性がよく、壁材への貼付用接着剤として特別な接着剤を使用することなく、石膏ボード等の壁材に接着させることができる。
また、本発明の調湿性壁紙は、紙質基材、卵殻粒子という自然素材と使用しており、廃棄の際の環境負荷を考慮すると、壁材への貼付用接着剤として天然材料を使用した接着剤（例えば、澱粉糊）が好適である。なお、本発明の調湿性壁紙は、通気性が高いため、接着剤の溶媒である水もしくは有機溶媒が蒸発しやすいという利点もある。

以下、本発明の調湿性壁紙の好適な実施形態を、その製造方法と併せて説明する。

卵殻粉末は、好適には以下のように製造する。
まず、卵殻は粉砕前に卵膜を分離除去する。卵膜は付着したままだと特有の匂いがあり、また、粉砕後所定粒径に分級する際、分級器が目詰まりのおそれがあるためである。
卵膜の分離除去としては、人手による他、比重分離槽で比重差により卵殻を自重で沈澱させるとともに自然剥離した卵膜を浮上させて分離除去する方法、撹拌分離槽で卵殻に高圧水を当てながら撹拌して強制的に分離除去する方法が挙げられる。

卵膜が分離除去された卵殻は、ドライヤー等で熱風乾燥させて含水率を十分に低減させる。粉砕はハンマーミルやジェットミル等の公知の粉砕機が用いられ、０．１〜１０００μｍ程度、好適には１〜１００μｍの粒径に粉砕される。
なお、卵殻粒子の粒径分布は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる。

上記方法で粒径制御された卵殻粒子は、紙質基材の上に固定される。
紙質基材の上に卵殻粒子を固定する方法としては、紙質基材の上に接着剤を薄く塗り、その上に卵殻粒子をスプレーで吹き付けることによって行われる。この方法であれば、卵殻粒子の外表面に接着剤がつかないため、卵殻粒子の有する本来の吸着性を発揮できる。なお、接着剤は、紙質基材の有する通気性を阻害しないように、卵殻粒子の固定に必要最低源の量が塗布される。
接着剤は、従来公知のものが使用でき、特に限定されないが、酢酸ビニル系接着剤が好適に用いられる。
また、上記の方法ではなく、卵殻粉末と接着剤を事前に混合して、紙質基材に塗布してもよい。この場合、卵殻粉末をスプレーで吹き付けて固定、あるいは刷毛で塗布するなど、どのような手段を用いてもよい。一方で、接着剤を事前と混合するため、卵殻粒子の多孔を閉塞し、卵殻の吸着力が低減する傾向にある。

上記方法にて、卵殻粉末が接着した紙質基材を十分に乾燥させることにより、本発明の調湿性壁紙を得ることができる。乾燥方法は特に限定されないが、通常、自然乾燥で、６時間程度である。

なお、卵殻粒子の固着力向上、光触媒性の付加を目的として、得られた壁紙表面を酸化チタンを含むコート剤で被覆してもよい。
酸化チタンを含むコート剤としては、例えば、３重量％程度の酸化チタンと酢酸ビニル系接着剤の含むコート剤を使用することができる。このコート剤を使用して、スプレー塗布にて、卵殻粒子１００重量部に対して、酸化チタン１〜１５重量部となるように、コート剤を塗布すればよい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。

（調湿性壁紙の製造）
鶏の卵殻を水洗浄した後、熱風乾燥機に入れて乾燥処理した。同乾燥処理した卵殻を撹拌分離槽に投入し、高圧水を当てながら撹拌して卵殻の内側の卵膜を分離除去した。その後、卵膜を分離除去した卵殻を熱風乾燥機に入れて乾燥処理し、粉砕機で粉末状に粉砕して卵殻粉末を得た。得られた卵殻粉末の粒度分布を、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置（株式会社堀場製作所製、型番：ＬＡ−３００）を用いて測定した結果を図１に示す。

紙質基材として、壁紙用原紙を使用し、該基材上に酢酸ビニル系接着剤（トウペ社製、品番：ＸＢ５３６１）を薄く塗布した。次いで、上記方法で得られた卵殻粉末を、スプレー塗布にて接着剤として、１ｍ²当たり、５５ｇになるような条件にて吹き付けた後、室温で、６時間乾燥した。乾燥後の壁紙に対し、３重量％程度の酸化チタン（粒径１０μｍ以下）と、酢酸ビニル系接着剤を含むコート剤を、壁紙表面が均一な白色になるまで塗布することにより、実施例の調湿性壁紙を得た。なお、実施例の調湿性壁紙を１０×１０ｃｍに切り取ったサンプルを５ケ作製し、各サンプルへのコート剤塗布量から算出した酸化チタンの壁紙への固定化量は、卵殻粒子１００重量部に対して、酸化チタン３〜１０重量部であった。

（吸湿性テスト）
実施例の調湿性壁紙自体の調湿性の評価を以下の方法で行った。なお、測定温度は室温（２５℃程度）である。
湿度計を設置したアクリル製テスト容器（内容積約２７０００ｃｍ³）に、水の入ったビーカーを設置して、内部が湿度１００％になるまで十分な時間静置した。
次いで、２７ｃｍ×２７ｃｍに切り取った実施例の調湿性壁紙をテスト容器に入れて、６０分後の湿度と、アクリル容器内壁の様子を観察した。
なお、比較のため、卵殻粒子を固定していないビニール製壁紙を使用して同様の検討を行った。
実施例の調湿性壁紙では、６０分後の湿度が６０％程度まで減少し、アクリル容器内壁も曇りが見られなかった。一方、ビニール製壁紙では、６０分後の湿度は９０％以上であり、アクリル容器内壁には水滴が付着し曇っていた。
この結果から、実施例の調湿性壁紙は、調湿作用を有していることが分かった。

（カビ発生テスト）
それぞれ５０ｃｍ×５０ｃｍに切り取った、実施例の調湿性壁紙及びビニールシートからなる比較例の壁紙を石膏ボードに貼付け、室温（２５℃程度）で２ヶ月間静置した。その後、壁紙を剥ぎ取り、壁紙が張られていた部分のカビの有無を評価した。
比較例の壁紙が貼られていた部分には湿りが見られ、カビの発生が確認されたのに対し、実施例の壁紙が貼られていた部分にはカビの発生が確認されなかった。

本発明の調湿性壁紙は、紙質基材本来の通気性に加え、卵殻の有する吸湿性作用により室内の調湿性能に優れ、軽量で施工も容易である。また、その製造方法に従来の加工技術、加工設備を使用することができる。さらに材料全体が自然素材であるため、廃棄の際の環境負荷が小さい。

Claims (5)

1. 通気性を有する紙質基材の表面に接着剤を介して卵殻粒子が固定され、
   壁紙１ｍ ² 当たりの前記卵殻粒子の重量が、３０ｇ以上６００ｇ以下であることを特徴とする調湿性壁紙。
2. 前記調湿性壁紙の貼付対象が、調湿作用を有する壁材ある請求項１に記載の調湿性壁紙。
3. 前記卵殻粒子の粒径が、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲である請求項１または２に記載の調湿性壁紙。
4. 壁紙表面が酸化チタンを含むコート剤で被覆されている請求項１から３のいずれかに記載の調湿性壁紙。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の調湿性壁紙の製造方法であって、
   通気性を有する紙質基材の表面に接着剤を薄く塗布する工程と、接着剤が塗布された前記紙質基材の上に卵殻粒子をスプレーで吹き付ける工程と、を有することを特徴とする調湿性壁紙の製造方法。