稚内層珪藻頁岩の特性とグラフの説明|珪藻土のことならナトゥアジャパン株式会社

トップ
>> 稚内層珪藻頁岩の特性とグラフの説明

稚内層珪藻頁岩の特性とグラフの説明

稚内層珪藻頁岩とは

稚内層珪藻頁岩は、北海道天北地方で採掘され、珪藻(単細胞藻類プランクトン)が堆積してできた珪藻土が地質的変化を受けて出来たページ状岩石です。

電子顕微鏡で見ると、一般的な珪藻土はリング状の珪藻遺骸が見受けられますが、稚内層珪藻頁岩はリング状の部分は見受けられますが、珪藻が変質したと思われるマリモ状の微粒子が確認され、地質的変化を受けていることがわかります。

稚内層珪藻頁岩は珪藻土と比較して、このように珪藻土が熱的変成を受け硬岩石化しているために微細な細孔(表面にある穴)を持ち、酸や熱に強い大きな特徴を持っています。

稚内層珪藻頁岩の吸放湿率変化

相対湿度９０％RHで24時間(h)吸湿率を測定し(吸湿過程)、相対湿度５０％RHで24時間(h)放湿させる(放湿過程)方法で調湿機能を評価しました。この方法では吸湿過程で速やかな吸湿反応(吸湿率の急上昇)と、高い放湿率を示しており、放湿過程では速やかな放湿反応(吸湿率の急降下)と低い吸湿率を示す物が、良い吸放湿性いわれています。

測定結果を下記のグラフに示すが、稚内層珪藻頁岩は恒温湿度で速やかに吸湿し、かつ高い吸湿率を持ち、低湿度では速やかに、かつ大きく放湿する事がわかります。

調湿機能を評価する指標について

弊社では、吸湿率の最大値と最小値の差を吸放湿機能と定義しています。
下記サイクルグラフの1サイクル目(0時間より48時間)では、測定は各サンプルの絶乾状態からの測定となり、普段私達の身の回りには湿度が常に有る事から考えて非現実的であるため、2サイクル目(48時間より96時間)の測定データより求めています。

計算式では、

{　72時間目の値(最大値)　－　96時間目の値(最小値) }　＝　{ 吸放湿率 }

この大きさが大きいほど、調湿機能が優れていることを示します。

吸放湿機能比較測定図

調湿材との比較グラフ

前グラフと同様に、縦軸に吸湿率、横軸に相対湿度を示し、どの相対湿度で飽和吸着量がどの様に変化をするか測定した物です。その結果、ゼオライトは相対湿度ゼロ付近に於いて、急激に吸湿率が高まっている事がわかります。これは、ゼオライトは湿度を調整する調湿材より吸湿材としての性格が強い事を示しています。

備長炭では相対湿度が３０％RH付近で吸湿作用が立ち上がり、６０％RH以上の高い相対湿度では逆に吸湿作用が低下しています。よって高湿度での吸湿効果は期待できず調湿材としては不向きということがわかります。

水蒸気吸着等温線

調湿材との水蒸気吸着等温線比較図(25℃)

稚内層珪藻頁岩、ゼオライト、備長炭、木粉炭を調湿材として使用する場合、水蒸気吸着等温線により調湿材としての評価を行うことができます。

吸着等温線とは、温度一定で、相対湿度を変化させたときの材料の吸湿率(自重に対する吸湿した水の百分率)を測定した数値です。

この水蒸気吸着等温線が５０～６０％RHで急激に立ち上がり、しかも８０％RH以上の高湿度側で高い吸湿率を持つことが、調湿材として持たなければならない特徴です。

５０％RH～６０％RHで急激に立ち上がるということは、この湿度まではほとんど水蒸気を吸わず、それ以上の湿度になったときに材料が吸湿し始めるため、５０％RH～６０％RHの相対湿度にその空間が保たれるということを示しています。

左図は、稚内層珪藻頁岩と珪藻土、ゼオライト、備長炭、木粉炭を比較した水蒸気吸着等温線を示しています。縦軸に吸湿率、横軸に相対湿度を示し、どの相対湿度で飽和吸着量がどの様に変化するか測定しました。図に示す様に稚内層珪藻頁岩は６０％RH程度で急激に立ち上がり、高湿度で高い吸湿率を持ち、調湿材としての高い特性を持つことがわかります。

結果、稚内層珪藻頁岩は相対湿度が６０％RH以下では低い吸湿率を示し、緩慢な吸湿作用を示すが、６０％RH以上になると急激に吸湿率が上昇し高い相対湿度で大きく吸湿作用が機能していることがわかります。

しかし、他の珪藻土は吸湿率の上昇は示していますが、相対湿度の変化に伴う大きな変化はなく、高い相対湿度においては大きな吸湿率を示していません。すなわち、調湿材としては機能していないことがわかります。