(57)【要約】【課題】  葺き土、壁土としての接着力、耐水性、耐酸性の向上を図り、接着成分含有汚泥を資源化する。【解決手段】  粘土（２０〜４０重量部）、砂（６０〜８０重量部）を主な成分とする壁土、葺き土などの建築用土の原料に、スサ（０．０５〜３０重量部）及び接着剤の凝集沈殿汚泥を配合し、適量の水（１０〜５０重量部）を加えて混練する。該接着剤の凝集沈殿汚泥の配合割合は、該建築用土の原料１００重量部に対して０．０１〜５０重量部とする。スサとしては発酵させた藁スサを用いる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁土や葺き土として使用し、粘土、砂を主な成分とする建築用土の原料に、スサ、及び接着剤の凝集沈殿汚泥が含まれ、適量の水で混練されてなることを特徴とする建築用土。
【請求項２】
該建築用土の原料１００重量部に対して、該スサが０．０５〜３０重量部、該接着剤の凝集沈殿汚泥が０．０１〜５０重量部含まれることを特徴とする請求項１記載の建築用土。
【請求項３】
該スサが発酵させた藁スサであることを特徴とする請求項１又は記載の建築用土。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熨斗瓦、棟瓦、桟瓦、袖瓦、軒瓦などの瓦で屋根を葺く際に、瓦を安定させるためや、なじませるためや、不陸調整のため等の目的で屋根に盛る土や、土壁に使用する建築用土に関し、より詳しくは建築用土原料に、接着剤の凝集沈殿汚泥を配合し、適量の水などで混練して得られる建築用土に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでより、家屋を建築する際には、竹を細く割ったものを、わら網などで格子状に組んだものを下地（小舞い下地）として、下塗り用の荒壁土、中塗り用の中塗り土などの壁土、及び仕上げ用の色土を塗って仕上げる小舞い壁が知られており、壁土には粘土質の土、例えば、荒木田土、畑土、山土等と砂を主な成分として、藁、すさなどのつなぎ材を入れて練り込んだ土を用いている。
また、屋根を瓦葺きにすることも古くから行われており、屋根面に棟瓦、桟瓦などの瓦を敷設する際には、瓦を下地に固定するために葺き土（屋根土）を用いており、この葺き土も粘土質の土と砂などを主な成分としている。
【０００３】
そして、これらの土を屋根や壁に塗り、一定期間乾燥した後には表面を漆喰で仕上げ、雨水が内部に浸透するのを防いでいる。この漆喰は湿度の高い日本の気候風土の中で様々な改良が加えられてきている。例えば、消石灰に川砂などの無機質系の材料や、植物油、海草糊、スサなどの有機質系の材料を混ぜたもので、南蛮漆喰、土佐漆喰、油漆喰、八斗漆喰、天川漆喰などが知られている。
【０００４】
一方、接着剤を製造する工場においては、反応釜を洗浄した洗浄水が排出され、汚水処理過程で接着成分を含有する汚泥が発生する。
【０００５】
しかしながら、従来の壁土、葺き土などは粘土質の土が主成分のため雨水に弱く、また水分を含むため、現場施工して乾燥するときに水分の蒸発で収縮して表面から内部へ亀裂が発生して雨水がしみ込んだりすることがあった。
また、葺き土の接着力が乏しく、寒暑、風雪、雨水、地震などにより、瓦がずれたり、浮いたりして雨漏りがし、ひどい時には瓦が飛ぶことがあり、壁土はくずれることさえあった。
【０００６】
更に、最大の問題として、屋根土の施工と、漆喰仕上げの２回の施工に手間がかかり、家屋が完成するのにも時間を要していた。
【０００７】
このような問題を解消するために、
粘土と砂の混合物を主材として、石灰、天然繊維や合成繊維などのつなぎ材、硬化遅延剤と水を配合したもの（屋根土組成物、特開平１−２５７１５７）、
上水道汚泥を主成分とし、粘土、消石灰、砂、繊維物質、粘結剤、及び硬化遅延剤を適量の水と混合したもの（上水道汚泥を利用した屋根瓦固定土の製造方法、特開平５−６９０００）、
山土と砂の混合物を主材として、産業廃棄物に消石灰又は塩化第二鉄を加えてできた炭酸カルシウムを含有する凝集沈殿汚泥、消石灰、つなぎ材、硬化遅延剤と水を配合したもの（屋根土組成物、特開平８−１４３３５４）が開示されている。
【０００８】
また、本発明に近い技術として、屋根土の施工と、漆喰仕上げの２回の施工の手間を省くため石灰、細粒骨材、のり材、化学接着剤などの原料を所定の比率で混合し、水を加えたもの（屋根土の製造方法及び屋根土、特開平９−１００１４９）などの技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２５７１５７
【特許文献２】特開平５−６９０００
【特許文献３】特開平８−１４３３５４
【特許文献４】特開平９−１００１４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、粘土を主成分とするものにおいては、粘土の経時的劣化、すなわち収縮や乾燥に伴うひび割れは依然として解消されるものでなく、また砂と石灰を主成分とする葺き土（砂南蛮）では接着力が弱いという問題点があった。
また、石灰の含有量が多いことから耐水性、耐酸性なども劣り、葺き土が未だ乾ききらない内に降雨に見舞われるとくずれやすく、特に近年問題となっているｐＨ３〜４程度の酸性雨に合うと、例え葺き土が乾燥したものであっても劣化することがあった。
更に、漆喰は防水性、見栄えのみの機能を付与するに止まり、瓦を安定させるためや、なじませるためや、不陸調整のため等の用途には適さなかった。
更にまた、合成化学系の接着剤を用いると接着剤が高価な上、接着力が強すぎて固まるのが速く長期の保存が難しく、葺き土が不均一に固まることがあった。
【００１１】
一方、接着剤を製造する工場において発生した汚泥は、凝集沈殿処理され、廃棄されるが、廃棄処理には多額の費用を要し、最近では廃棄場所も少なくなりつつあり、地球環境の保全、又産業廃棄物の処理コストの削減等の観点から、接着剤を製造する工場において発生した汚泥を再資源化して他の用途に再利用することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、壁土や葺き土として使用し、粘土、砂を主な成分とする建築用土の原料に、スサ、及び接着剤の凝集沈殿汚泥が含まれ、適量の水で混練されてなることを特徴とする建築用土である。
また、請求項２記載の発明は、該建築用土の原料１００重量部に対して、該スサが０．０５〜３０重量部、該接着剤の凝集沈殿汚泥が０．０１〜５０重量部含まれることを特徴とする請求項１記載の建築用土である。
更に、請求項３の発明は、該スサが発酵させた藁スサであることを特徴とする請求項１又は記載の建築用土である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、接着剤を製造する工場において発生した汚泥を利用することにより、処理費用も削減でき、建築用土の製造コストを低減させることができる上、建築用土の膠着性が増し、建築用土に接着性が付与され瓦の下地への接着が強固になりずれたり、浮いたりすることがない。
また、耐水性、耐酸性、耐候性、耐凍害性に優れ、壁土においては亀裂が生じることがなく、固まるのが速すぎることがない。
更に、漆喰仕上げ作業を省略することができ、産業上極めて経済的、かつ有益なものとなる。
以下、本発明について詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の建築用土は、壁土、葺き土などに使用される粘土（２０〜４０重量部）、砂（６０〜８０重量部）を主な成分とする建築用土の原料に対して、スサを０．０５〜３０重量部と、接着剤の凝集沈殿汚泥を配合し、適量の水（１０〜５０重量部）を加えて混練したものである。
【００１５】
粘土は通常公知の鉱物組成であれば特に制約はなく、産地により組成は異なるが、主な構成鉱物は石英、長石、カオリン鉱物、雲母鉱物などからなり、化学組成は、ＳｉＯ２を４５〜８０部、Ａｌ２Ｏ３を５〜３５部、Ｆｅ２Ｏ３を０〜１０部、ＴｉＯ２を０〜２部、ＣａＯを０〜２０部、ＭｇＯを０〜１０部、Ｋ２Ｏを０〜１０部、Ｎａ２Ｏを０〜５部、その他を０〜５部含むものであればよく、例えば、三河粘土が挙げられる。
【００１６】
本発明で使用する砂としては、平均粒子径０．０５〜５ｍｍの山砂、川砂、海砂、瓦シャモット、水砕石、屋根の解体工事に発生する屋根残土、鋳物砂などを挙げることができる。また、石を削った時に発生する粉、いわゆる石粉を用いてもよい。
【００１７】
スサは、補強、亀裂防止、崩壊防止など形状の安定化の目的で用いられ、繊維質材を短く裁断し、もみほぐしたものであり、例えば、稲ワラ、木綿、麻など植物繊維による麻スサ、藁スサ、紙スサなどが、また、無石綿、岩綿、炭素などの無機繊維によるスサが、また、アクリル繊維、レーヨン繊維などの化学繊維によるスサなど挙げられる。
中でも平均繊維長が２〜１０ｃｍ程度の藁スサ、しかも数日〜数週間水に浸して発酵させたものを用いると、粉体粒子同士の凝集やダマが発生しにくく、粘土、砂、接着剤の凝集沈殿汚泥とよく絡み合い、保形性の優れた土となる、平均繊維長さが長いと藁スサが土の中から飛び出したりする。
スサの配合割合は、粘土、砂を主な成分とする建築用土の原料１００重量部に対して、０．０５〜３０重量部、より好ましくは２〜１０重量部とするのが望ましく、下限に満たないと接着性が劣りやすくなり、上限を超えるとコテさばきが悪くなる。
【００１８】
藁スサを発酵させる方法は例えば次の手順で行えばよい。先ず藁スサのこしをなくして、原料とのなじみを良くし、コテ塗り時のコテばなれを良くするため衝撃を加えながら切断する。次いで、水に漬け、数日〜数週間１５〜４０℃で加熱すると藁スサ中の可溶成分、ガス成分が排出され、袋詰めした時のフクレを防ぎ瓦との接着性が向上する。
また、藁スサは茶色であるため漂白剤を用いて白くしてもよい。
【００１９】
葺き土においては瓦の色彩と合わせて黒色、鼠色、褐色、白色等に着色して使用してもよく、このときには、建築用土の成分の一つとして顔料や染料などの着色剤を０．５〜１０重量部配合する。
【００２０】
本発明において用いる接着剤の凝集沈殿汚泥とは、接着剤製造工場において、その反応釜、搬送用や保管用の容器、その他使用器具を洗浄した排水を凝集沈殿させた後、乾燥し、建築用土として配合しやすいように水分調整したものであり、汚泥としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＭＢＲ、酢酸ビニル系共重合樹脂などのラテックスやエマルジョンを含有するものが挙げられ、特にアクリル樹脂系の汚泥粉末を用いると建築用土の耐水性が向上する。
【００２１】
前記の排水は詳しく述べると、先ず工場内の一個所の処理槽に集められ凝集沈殿槽に入れられる。次いで、攪拌しながらｐＨ調整、有機物を凝集させる目的で塩化第二鉄を０．２重量部程度配合し、ｐＨを２〜３にする。次に苛性ソーダを配合して、ｐＨ６．５〜７．５に中和し、例えば、メタリル酸ジメチルアミノエチル、アクリルアミド、アクリル酸を主成分とする高分子凝集剤を微量配合してフロックを形成させる。
【００２２】
上澄み液が取り除かれた沈殿層を珪藻土が加えられた真空脱水機に導入して脱水し、珪藻土によって捕捉された汚泥を取り出す一連の処理によって、フロックを水から分離する。このフロックの成分重量比は、一例を挙げれば、酢酸ビニル樹脂が１２、珪藻土３、塩化鉄３、その他３（アクリル、ラテックス、炭酸カルシウム、珪砂など）で、残りの７９は水分となっている。
【００２３】
この汚泥は、含水率が１０〜８０％、より好ましくは２０〜５０％になるまでフィルタープレスや真空脱水機により水分調整される。下限に満たないと建築土成分との混合が不均一になりやすく、上限を超えるとベトベトで、建築用土中の固形分と水分が分離しやすく、取り扱いが容易ではなくなる。
【００２４】
前記の接着剤の凝集沈殿汚泥は建築用土の原料に配合することで接着成分が原料中の砂、粘土、消石灰などにバインダーとして作用し、接着強度が著しく向上し、瓦の下地からの剥落を防いだり、壁土の亀裂の発生や崩壊を防止することができる。
【００２５】
また、酢酸ビニルエマルジョンのように耐水性のないものであっても、凝集沈殿処理することによりエマルジョンが疎水化され、土に耐水性、耐酸性を付与することができる。
【００２６】
接着剤の凝集沈殿汚泥の建築用土の原料に対する配合割合は、多くなればなるほど、接着力を向上させることができるが、その反面、粘性が上がり作業性が悪くなるため、配合割合は建築用土の原料１００重量部に対して０．０１〜５０重量部、より好ましくは０．０５〜３０重量部、更に好ましくは０．１〜２０重量部の範囲とし、この範囲であれば建築用土としての充分機能する。下限に満たないと接着力が乏しくなり、上限を超える作業性が悪くなる。
【００２７】
本発明では必要に応じて消石灰、石灰、石膏を配合してもよい。配合する場合は耐水性、耐酸性を損なわない程度、具体的には、建築用土の原料１００重量部に対して５０重量部以下の割合が好ましい。
消石灰は水と混和され、小舞い下地、屋根下地などに塗られた後、空気中の炭酸ガスと結合して徐々に硬化する気硬性を備えおり、その化学変化は化１で示される。
【化１】
2006009294.tif 000002
消石灰は建築用土の表面から硬化させるので内部の水分の急激な蒸発を緩和し、乾燥収縮を抑制する。
【００２８】
消石灰には粘性、膠着性がないためのり剤を用いてもよく、のり剤としては糖蜜、海藻のり、コンニャクのり、アラビヤゴムなどが挙げられる。
【００２９】
石膏は、硫酸カルシウムを主体とする無色或いは白色の無臭の物質で、二水石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）、半水石膏（ＣａＳＯ4・１／２Ｈ2Ｏ）及び無水石膏（ＣａＳＯ4）の３形態に大別されるが、半水石膏（焼き石膏）や無水石膏は、化２、化３で示されるように水を加えると短時間で硬化する性質を有する水硬性の建築材料である。尚、二水石膏はそれ自体では水硬性を持たないが、焼成等により半水石膏、無水石膏に変化し、水硬性が得られ、硬化剤として機能する。
【化２】
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【化３】
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【００３０】
石膏としては、石膏ボードを粉砕し、水硬性が得られるように温度１００〜２３０℃の範囲で焼成処理したもの（半水石膏或いは無水石膏）で粒度３〜３０μｍ程度の微粒子が適用できるが、石膏を含有する成型体であれば廃材でもよく、例えば、廃石膏ボード、廃石膏ブロック、型どり用廃石膏型、陶磁器製造工程で発生する廃石膏型などを用いることができる。
【００３１】
石膏は、比重が小さく、軽量のための建築土成分との混練が容易であり、建築用土成分１００重量部に対して５〜５０重量部配合することにより硬化剤として作用し、粘り気が増しコテへのなじみがよくなり、施工中に建築用土がコテから落ちにくく作業しやすいといった利点がある。石膏の配合割合が下限に満たないと粘り気が余り増さず、上限を超えると硬くなりコテで葺く作業がしづらくなる。また、石膏は収縮しにくくいため、亀裂を生じないといった利点もある。
【００３２】
更に、光沢のある瓦やいぶし瓦のように表面に離型剤と塗布したものや表面に炭素被膜が形成されたものとの濡れ性を高め接着力を向上させるため水ガラスを０．０５〜２．０重量部配合してもよい。水ガラスは混練中に空気中の炭酸ガスによりゲル化して粘着性が増す。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明について実施例、比較例を挙げてより詳細に説明するが、本発明をより具体的に示すものであって、配合割合など特に限定されるものではない。
実施例１
接着剤の凝集沈殿汚泥
接着剤の凝集沈殿汚泥として、アクリル系接着剤を含有する排水を塩化第二鉄、高分子凝集剤を用いて凝集沈殿させ、フィルタープレスで含水率が４０％になるように乾燥させて汚泥（ａ）を得た。
建築用土の原料（ａ）
建建築用土の原料（ａ）として、下記配合のものを用いた。
粘土                                              ３５重量部
砂                                                ６５重量部
上記の建築用土の原料（ａ）に対して、藁スサ（ａ）（未発酵  平均繊維長２．０ｃｍ）を５重量部、汚泥（ａ）を４．０重量部、水を３０重量部配合し、混練して実施例１の建築用土を得た。
【００３４】
実施例２
実施例１において、未発酵の藁スサ（ａ）を水に１週間浸漬して発酵させた藁スサ（ｂ）を用いた以外は同様に実施して実施例２の建築用土を得た。
【００３５】
実施例３
実施例２において、消石灰を１０重量配合した以外は同様に実施して実施例３の建築用土を得た。
【００３６】
実施例４
実施例２において、汚泥（ａ）を１０重量部配合した以外は同様に実施して実施例４の建築用土を得た。
【００３７】
実施例５
実施例２において、汚泥（ａ）に代えて酢酸ビニル系接着剤の凝集沈殿汚泥（ｂ）を用いた以外は同様に実施して実施例５の建築用土を得た。
【００３８】
実施例６
実施例２において、廃石膏ボード粉砕物（半水石膏）を１０重量配合した以外は同様に実施して実施例６の建築用土を得た。
【００３９】
比較例１（汚泥（ａ）の配合量が下限未満の場合）
実施例１において、汚泥（ａ）を０．００５重量部配合した以外は同様に実施してが、接着力の向上効果が余りなかった。
【００４０】
比較例２（汚泥（ａ）の配合量が上限を超える場合）
実施例１において、汚泥（ａ）を５２重量部配合した以外は同様に実施したが、粘性が高く作業性が悪かった。
【００４１】
比較例３（スサ（ａ）の配合量が下限未満の場合）
実施例１において、藁スサ（ａ）（未発酵  平均繊維長２．０ｃｍ）を０．０３重量部配合した以外は同様に実施した。
【００４２】
比較例４（スサ（ａ）の配合量が上限を超える場合）
実施例１において、藁スサ（ａ）（未発酵  平均繊維長２．０ｃｍ）を３５重量部配合した以外は同様に実施した。
【００４３】
比較例５（南蛮土の場合）
下記配合の土を比較例３の土とした。
粘土                                          １０重量部
砂                                            １０重量部
シャモット                                    ２０重量部
消石灰                                        ３０重量部
マニラ麻                                    ０．５重量部
のり                                        ０．５重量部
糖蜜                                        ０．５重量部
水                                            ３０重量部
【００４４】
比較例６（泥コン土の場合）
下記配合の土を比較例４の土とした。
粘土                                          ２５重量部
砂                                            ４５重量部
シャモット                                    １５重量部
藁スサ（未発酵  平均繊維長２．０ｃｍ）          ３重量部
水                                            ３０重量部
【００４５】
評価結果を表１に示す。
【表１】
2006009294.tif 000005
試験方法、評価方法は以下の通りとした。
【００４６】
接着力
１００ｍｍ×２５ｍｍ×５ｍｍのセラミックタイルで実施例及び比較例の建築用土、土を挟み込み図１に示すような試験片を作成した。（建築用土、土は２５ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍ）
次いで、この試験片を２５℃−相対湿度６５％の恒温恒湿槽内で１週間放置し、島津製作所（株）のオートグラフ（ＩＳ−５００）を用いて、クロスヘッドスピード２０ｍｍ／分が剥がし接着力を測定した。
○；３．０以上、△；２．０〜３．０、×２．０未満
単位はｋｇ／ｃｍ２
【００４７】
耐水性
表１に示す配合の建築用土、土を直径３ｃｍの球状に成形し、室内で１週間自然乾燥させ、更に２０℃−相対湿度６５％の恒温恒湿槽内で１週間放置させ、試験サンプルを作成する。
３００ｍｌのビーカーに、純水を２００ｍｌ入れ、その中に試験サンプルを入れ、２４時間浸漬した後、目視にて状態を確認し、変化なしを○、溶出してスレーキングが認められたものを×とした。
【００４８】
耐酸性
実施例及び比較例の建築用土、土を直径３ｃｍの球状に成形し、室内で１週間自然乾燥させ、更に２０℃−相対湿度６５％の恒温恒湿槽内で１週間放置させ、試験サンプルを作成する。
硝酸１７．３ｍｌと硫酸１２．０ｍｌを１ｌの純水に混合し、この混合溶液に１５％の塩化ナトリウム溶液を添加し、ｐＨ３に調整する。
３００ｍｌのビーカーに、このｐＨに調整した溶液を２００ｍｌ入れ、その溶液中に試験サンプルを入れ、２４時間浸漬した後、目視にて状態を確認し、変化なしを○、溶出してスレーキングが認められたものを×とした。
【００４９】
仕上がり外観
コテで塗った後の外観を目視にて確認し、非常に滑らかで綺麗なものを◎、滑らかなものを○、軽微な凹凸があるものを△とした。
【００５０】
作業性
コテへのなじみが極めて良いものを◎、コテへのなじみが良いものを○、ネバネバしてコテへのなじみが悪くコテさばきが悪いものを×とした。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】接着力を測定する試験片を示す模式側面図。
【図１】
2006009294.tif 000006