説明

造粒人工土壌の製造方法

【課題】けい酸カルシウム板の成形の際の端材、表面仕上げ加工時の粉体、または廃材等、を造粒人工土壌、肥料として有効に再利用する際に、簡易な方法で硬度を向上させ得る方法を提供する。
【解決手段】けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなるけい酸カルシウム系建材用組成物を粉砕して、または粉砕した後に分級して、粉砕物中の補強繊維の長さが実質的に10mm以下となるように調整し、ついでこの粉砕物を造粒することにより造粒人工土壌を得ることを特徴とするけい酸カルシウム系の造粒人工土壌の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、けい酸カルシウム系の造粒人工土壌の製造方法、およびそれにより得られた人工土壌に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、けい酸カルシウム系建材は、耐熱性、軽量性等の優れた特性のために、特にけい酸カルシウム板は主に建築材料として広く用いられている。このけい酸カルシウム板は、主としてパルプ等の補強繊維を配合したけい酸カルシウム系建材用組成物を抄造成形した後に、オートクレーブ処理し、ついで乾燥した後に所定の形状、寸法に加工して得られるのが通常である。そして、加工時に発生する端材、表面仕上げ加工時の粉体等は、けい酸カルシウム系建材用組成物の配合に再利用されるのが一般的である。また、けい酸カルシウム板の廃材は、粉砕して人工土壌、肥料として再利用することも提案されている(特許文献1)。人工土壌、肥料として用いる場合には、保管、ハンドリング性、飛散防止、肥効速度の調節等の観点からは造粒物とすることが望ましい。しかしながら、このような場合において、本発明者の知見によれば、増粘剤(バインダー)を用いてもパルプ等の補強繊維が存在すると十分な硬度(造粒強度)が達成できないという難点がある。
【0003】
【特許文献1】特開2003−145100号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、けい酸カルシウム板の成形の際の端材、表面仕上げ加工時の粉体、または廃材等、を造粒人工土壌、肥料として有効に再利用する際に、簡易な方法で硬度を向上させ得る方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の発明を提供する。
【0006】
(1)けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなるけい酸カルシウム系建材用組成物を粉砕して、または粉砕した後に分級して、粉砕物中の補強繊維の長さが実質的に10mm以下となるように調整し、ついでこの粉砕物を造粒することにより造粒人工土壌を得ることを特徴とするけい酸カルシウム系の造粒人工土壌の製造方法;
(2)さらにけい酸カルシウム系基材に未膨張バーミキュライトを配合してなる上記(1)に記載の造粒人工土壌の製造方法;
(3)粉砕物が、けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなる建材用組成物を成形して建材を製造する際に、建材の仕上げ加工により発生する研磨粉体である上記(1)または(2)に記載の造粒人工土壌の製造方法;
(4)けい酸カルシウム系建材組成物を成形して建材を製造する際に発生する端材を粉砕する上記(1)または(2)に記載の造粒人工土壌の製造方法;
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の造粒人工土壌の製造方法により得られた造粒人工土壌;ならびに
(6)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の造粒人工土壌の製造方法により得られたけい酸質肥料、
である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、けい酸カルシウム板の成形の際の端材、表面仕上げ加工時の粉体、または廃材等、を造粒した人工土壌、肥料として有効に再利用する際に、硬度を向上させる方法を提供し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明のけい酸カルシウム系の造粒人工土壌の製造方法においては、けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなるけい酸カルシウム系建材用組成物を粉砕して、または粉砕した後に分級して、粉砕物中の補強繊維の長さが実質的に10mm以下となるように調整し、ついでこの粉砕物を造粒することにより造粒人工土壌を得る。けい酸カルシウム系建材としては、パルプ等の補強繊維を配合したけい酸カルシウム系建材用組成物を成形した後に、オートクレーブ処理し、ついで乾燥した後に所定の形状、寸法に加工して得られるけい酸カルシウム建材が挙げられる。すなわち、建材用組成物は、抄造成形、押出し成形、プレス成形、鋳込み成形等の常法により、ボード等の所望の形状、大きさの建材とすることができる。一般的にはボードの場合、工業的には、いわゆる抄造機を用いた抄造成形が選ばれる。
【0009】
けい酸カルシウム系基材としては、とくに制限されないが、けい酸質原料とカルシウム系原料をオートクレーブ中で水熱反応させて得られるもの(トバモライトもしくはゾノトライト)が一般的である。
【0010】
本発明において用いられるけい酸カルシウム系基材には、さらに未膨張バーミキュライトを配合してなるのが好適である。バーミキュライトは、SiO、MgO, AlO を主成分とする薄片状の鉱物であり、一般的な黒雲母系、緑泥石系のいずれでもよく、産地により組成等に差異があっても使用し得る。比表面積(窒素吸着法)は通常10m/g以下である。粒径も特に制限されないが、通常、5mm以下、好ましくは3mm以下,特に好ましくは0.5mm以下である。たとえば0.25mm以下のような細粒品は膨張バーミキュライトの用途には適さないためテーリングとして規格外品とされているが、意外にも原鉱石の粉砕、選鉱、乾燥、篩い分けで、細粒の方がバーミキュライトの層間水の脱水変質(層間の水2分子層が1分子層へ変化)が少ないことがわかり、本発明においてはむしろ好適に使用されうる。なぜなら層間水が水2分子のほうが吸湿、吸着特性に好適だからである。
【0011】
本発明においては、このようなバーミキュライトを実質的に未膨張の状態で使用するのが好適である。すなわち、バーミキュライトは、通常10〜20%程度の水を含んでおり、高温(層間水が脱離し始める約320℃から1000℃)での急激な加熱により脱水され著しく膨張する(多くは1000℃、1〜2秒で、もとの厚さの10〜30倍)。したがって、本発明においては実質的にこのような膨張を得ていないものが使用される。
【0012】
さらに本発明においては、このバーミキュライトを基材に配合するに先立ち、活性化処理したものを用いることができる。活性化処理は、バーミキュライトが吸着している有機物もしくは無機物を離脱させ、本来有する調湿、吸着性能等を再構成・回復させることを目的とする。たとえば、加圧水蒸気処理、食塩水による煮沸処理等が挙げられるが、好ましくは105℃〜200℃の飽和蒸気圧での水蒸気処理によることができる。
【0013】
しかしながら、本発明においては、基材がけい酸カルシウム系であるので、活性化処理されていないバーミキュライトを水熱反応前に配合しても、その後にたとえば150℃〜200℃程度の飽和蒸気圧でオートクレーブ処理を受けるので、結果的に活性化処理がなされることになる。
【0014】
基材への未膨張バーミキュライトの配合は、その配合量が全組成物(固形分)の5〜70質量%、好ましくは10%〜50質量%になるように行われる。基材の種類、目的とする建材の調湿度等、に応じて選ばれるが、好適な吸放湿の量および速度を得るためのバーミキュライトの十分なチャンネリング(ネットワーク)を形成させるには、一般的には15質量%以上が特に好ましい。
【0015】
未膨張バーミキュライトを配合した建材は、調湿および/または消臭、さらには美観の要請をも満たし得るものである。すなわち、適度な放湿特性を有するので、調湿機能に優れる。たとえば、吸湿および放湿のバランス、量および速度に優れる。したがって、結露、ソリ等を防止でき、さらにはカビ、ダニ等の繁殖を効果的に抑制できる。また、消臭機能に優れる。たとえば、本発明の建材は、ホルムアルデヒド,トルエン,キシレン等の揮発性化学物質もしくは臭いのあるガス類を吸着しうる。
【0016】
本発明の建材組成物には、上記の未膨張バーミキュライトのほかに、さらにその他の目的のために基材けい酸カルシウムに固有に用いられる種々の配合材、さらには、その他を適宜配合し得る。たとえば、膨張バーミキュライトを含有していてもよい。それらの種類、配合量は、常法によることができる。
【0017】
本発明方法において、けい酸カルシウム系建材用組成物を粉砕して、粉砕物中の補強繊維の長さを実質的に10mm以下とするに際し、用いる粉砕機は特に制限されないが、たとえばクラッシャー、ピンミル等が挙げられる。
【0018】
本発明方法においては、上記のように粉砕物中の補強繊維の長さは実質的に10mm以下、好ましくは5mm以下、さらに好ましくは3mm以下、最も好ましくは1mm以下、に調整されるが、振動篩等を用いて分級して所定の大きさ以上の補強繊維をさらに除去することにより補強繊維の長さの調整を行うことができる。ここで、実質的に10mm以下とは、大部分、たとえば90%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは99%以上、最も好ましくは100%が10mm以下であることをいう。除去された補強繊維は建材用組成物の製造に再利用され得る。
【0019】
粉砕物が、けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなる建材用組成物を成形して建材を製造する際に、建材の仕上げ加工により発生する研磨粉体である場合には、そのまま造粒に用いることができる。
【0020】
本発明方法において、けい酸カルシウム系建材用組成物を粉砕する場合、好適にはけい酸カルシウム系建材組成物を成形して建材を製造する際に発生する端材、またはけい酸カルシウム系建材用組成物を成形した建材からなる廃建材、を粉砕のための原料とするのが一般的である。
【0021】
本発明における補強繊維としては、パルプ繊維、他の有機繊維、合成高分子繊維、無機繊維等が挙げられるが、特性、コスト等の点でパルプ繊維が一般的であり、通常、全建材組成物の3〜10質量%になるように配合される。
【0022】
また、この粉砕物を造粒するに際しては、粒径、造粒方法も特に制限されないが、たとえば転動造粒、噴霧造粒等が好適に使用され、粒径も目的により1〜5mm程度から選ばれる。
【0023】
本発明の造粒人工土壌の製造方法により得られる造粒人工土壌は、0.3〜6kg/cm2、好ましくは0.5〜4kg/cm2程度の硬度を容易に得ることができる。ここで、硬度は木屋式穀粒硬度計を用いて造粒物25個の硬度を測定した値による。
【0024】
この造粒人工土壌は、植物の育成、土壌の改良、さらには地盤改良等の目的のために使用することができ、そのままけい酸質肥料としても有用であるが、さらに目的に応じてN,P,K、その他の微量肥料成分を、常法により適宜添加して用いることもできる。
【実施例】
【0025】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例1
けい酸質原料としてケイ石粉末28質量部、石灰質原料として消石灰27質量部および補強繊維としてパルプ5質量部、さらに未膨張バーミキュライト40質量部を出発原料として、これらに水を添加して混合し固形分約12%のスラリーとし、抄造機により生シートを形成させた後,オートクレーブ中(160〜180℃、約10時間)で加圧養生させ、ついで80℃未満で所定の含水率になるまで乾燥させ、けい酸カルシウムボード(30cm×30cm×6mm)を得た。
【0026】
このけい酸カルシウムボード作製の際に副生した端材をピンミルを用いて粉砕した後、振動篩により分級して、得られた590μm篩下の粉砕物得た。ついで、これをパン型造粒機を用いて(回転数8〜10rpm、増粘剤添加率1.3%)、目的とする造粒人工土壌を得た。その形状は球状であり粒径は約2mmであり、平均硬度は約1kg/cm2であった。この造粒人工土壌はけい酸質肥料としてそのまま用いることができた。
実施例2
実施例1において、けい酸カルシウムボード(30cm×30cm×6mm)を得るための仕上げ加工時に発生した研磨粉体(粒径1mm以下)を集めて、これをそのまま造粒する以外は実施例1と同様にして、目的とする造粒(球状)人工土壌を得た。その粒径は約2mmであり、硬度は約1kg/cm2であった。この造粒人工土壌はけい酸質肥料としてそのまま用いることができた。
比較例1
実施例1において、ピンミルを用いて粉砕する際に、粉砕を途中で停止して、大部分のパルプの長さが25〜40mmとした以外は、実施例1と同様にして、目的とする造粒(球状)人工土壌を得た。その粒径は約2mmであり、硬度は約0.05kg/cm2であった。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明によれば、けい酸カルシウム板の成形の際の端材、表面仕上げ加工時の粉体、または廃材等、を造粒人工土壌、肥料として有効に再利用する際に、簡易な方法で硬度を向上させ得る方法を提供し得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなるけい酸カルシウム系建材用組成物を粉砕して、または粉砕した後に分級して、粉砕物中の補強繊維の長さが実質的に10mm以下となるように調整し、ついでこの粉砕物を造粒することにより造粒人工土壌を得ることを特徴とするけい酸カルシウム系の造粒人工土壌の製造方法。
【請求項2】
さらにけい酸カルシウム系基材に未膨張バーミキュライトを配合してなる請求項1に記載の造粒人工土壌の製造方法。
【請求項3】
粉砕物が、けい酸カルシウム系基材に補強繊維を配合してなる建材用組成物を成形して建材を製造する際に、建材の仕上げ加工により発生する研磨粉体である請求項1または2に記載の造粒人工土壌の製造方法。
【請求項4】
けい酸カルシウム系建材組成物を成形して建材を製造する際に発生する端材を粉砕する請求項1または2に記載の造粒人工土壌の製造方法。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の造粒人工土壌の製造方法により得られた造粒人工土壌。
【請求項6】
請求項1〜4のいずれかに記載の造粒人工土壌の製造方法により得られたけい酸質肥料。

【公開番号】特開2009−273371(P2009−273371A)
【公開日】平成21年11月26日(2009.11.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−124781(P2008−124781)
【出願日】平成20年5月12日(2008.5.12)
【出願人】(000176718)三菱マテリアル建材株式会社 (20)
【出願人】(500520031)三菱商事建材株式会社 (12)
【Fターム(参考)】