(57)【要約】  【課題】  建材物性への影響を許容することができる程度に廃材を使用する無機質建材及びその製造方法を提供する。  【解決手段】  本発明の無機質建材は、セメントと、珪酸質材料と、パルプと、充填材とを主成分とする無機質建材であって、３０〜５００μｍに粉砕した該無機質建材の廃材をアルキルアルコキシシラン及びその重合物で撥水処理したものを前記主成分７０〜９５ｗｔ％に対して５〜３０ｗｔ％の割合で添加する。前記廃材は平均粒径が３０〜５００μｍに粉砕したものであってもよい。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと、珪酸質材料と、パルプと、充填材とを主成分とする無機質建材であって、粉砕した該無機質建材の撥水処理した廃材を前記主成分７０〜９５ｗｔ％に対して５〜３０ｗｔ％の割合で添加してなることを特徴とする無機質建材。
【請求項２】
前記廃材は平均粒径が３０〜５００μｍに粉砕したものである請求項１に記載の無機質建材。
【請求項３】
前記廃材は嵩比重が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ3である請求項１または２に記載の無機質建材。
【請求項４】
粉砕した前記廃材の吸水率が３０〜４０％である請求項１ないし３に記載の無機質建材。
【請求項５】
破砕した前記廃材が１４０℃以上でオートクレーブ養生されている請求項項１ないし４に記載の無機質建材。
【請求項６】
粉砕した前記廃材をアルキルアルコキシシラン及びその重合物で処理した請求項１ないし５に記載の無機質建材。
【請求項７】
前記アルキルアルコキシシランのアルキル基の炭素数を４〜８とした請求項６に記載の無機質建材。
【請求項８】
前記アルキルアルコキシシラン及びその重合物の分子量を３００〜６０００とした請求項６または７に記載の無機質建材。
【請求項９】
前記アルキルアルコキシシラン及びその重合物の粘度を０．２０Ｐａ・ｓ以下とした請求項６ないし８に記載の無機質建材。
【請求項１０】
前記請求項１ないし９に記載の粉砕し、撥水処理した無機質建材の廃材を、セメントと、珪酸質材料と、パルプと、充填材とを主成分とする無機質建材の原料と混合し、成形することを特徴とする無機質建材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機質建材の廃材を使用する無機質建材及びその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、無機質建材を製造する際、発生する不良品や端材、現場施工時に発生する端材等を利用する無機質建材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物の外装材などに広く用いられている無機質窯業系建材（セメント板）は、製造する際、発生する不良品や端材、現場施工時に発生する端材の処理が問題になっている。原材料費の合理化の面からのみでなく、資源の有効利用、環境保護の面からリサイクル利用が種々図られている。
【０００３】
そのうちでも、不良品や端材の原料配合への再利用について様々の利用技術が提案されている。例えば、セメント板廃材を粒径３００μｍ以下に粉砕し、該粉砕物をマットにフォーミングして１５０ｋｇ／ｃｍ2 以上の高圧でプレスした上でオートクレーブ養生を行なうことを特徴とするセメント板の製造方法がある（特開平０９−１９３１１７号公報参照）。
【０００４】
この特開平９−１９３１１７号公報記載のセメント板の製造方法によれば、セメント板廃材を粒径３００μｍ以下に粉砕して硬化反応に関与する活性面積を増大させ、しかもマットを高圧プレスして原料相互を密接させ、そしてオートクレーブ養生する。すると、該セメント板廃材に若干残存している未反応のＣａＯ、ＳｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3等の活性物質に因る硬化反応が円滑に進み、その結果セメント板廃材を大量に使用しても高強度なセメント板製品が得られ、セメント板廃材の再利用効率が実に１０倍程度向上する。
【０００５】
この特開平０９−１９３１１７号公報に開示された方法は、発生源の明らかなセメント板廃材で、その廃材の発生源のセメント板を製造するというもので、大量に廃材を使用する上では非常に好ましいが、セメント板の品質の変化はさけられない。
【０００６】
その他、無機質建材の廃材を物性などへの影響の少ないレベルまで粉砕して、その粉体を充填材として原料に添加して使用をする方法がある。しかしながら、この影響の少ないレベルまで粉砕して再利用するという方法では、繊維を含んだ廃材を粉砕するため、均一な粒子径にすることが難しい。また、混入後の建材物性に影響のないレベルまで小さく粉砕すると、かなりの微粉が存在する。小さく粉砕して使用する場合、抄造方式では、濾過抵抗が大きくなり、生産性が悪化し、生産性の面から添加量に制限を受ける。また、脱水プレス方式では、脱水時の抵抗が大きくなり、これも生産性が悪化する。そこで、また、濾過抵抗（脱水抵抗）に影響の無いレベルの粉砕（粒子径大）では、建材物性への影響があるため、建材物性面から制限されることになる。
【特許文献１】特開平９−１９３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、建材物性への影響を許容することができる程度に廃材を使用する無機質建材及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するために、本発明の請求項１に係る無機質建材は、セメントと、珪酸質材料と、パルプと、充填材とを主成分とする無機質建材であって、粉砕した該無機質建材の撥水処理した廃材を前記主成分７０〜９５ｗｔ％に対して５〜３０ｗｔ％の割合で添加してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係る無機質建材は、請求項１に記載の発明において、前記廃材は平均粒径が３０〜５００μｍに粉砕したものである。
【００１０】
本発明の請求項３に係る無機質建材は、請求項１または２に記載の発明において、前記廃材は嵩比重が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ3のものである。
【００１１】
本発明の請求項４に係る無機質建材は、請求項１ないし３に記載の発明において、粉砕した前記廃材の吸水率が３０〜４０％のものである。
【００１２】
本発明の請求項５に係る無機質建材は、請求項１ないし４に記載の発明において、破砕した前記廃材が１４０℃以上でオートクレーブ養生されている。
【００１３】
本発明の請求項６に係る無機質建材は、請求項１ないし５に記載の発明において、粉砕した前記廃材をアルキルアルコキシシラン及びその重合物で処理したものである。
【００１４】
本発明の請求項７に係る無機質建材は、請求項６に記載の発明において、前記アルキルアルコキシシランのアルキル基の炭素数を４〜８としたものである。
【００１５】
本発明の請求項８に係る無機質建材は、請求項６また７２に記載の発明において、前記アルキルアルコキシシランのアルキル基の炭素数を４〜８としたものである。
【００１６】
本発明の請求項９に係る無機質建材は、請求項６ないし８に記載の発明において、前記アルキルアルコキシシラン及びその重合物の粘度を０．２０Ｐａ・ｓ以下としたものである。
【００１７】
本発明の請求項１０に係る無機質建材は、請求項１ないし９に記載の粉砕し、撥水処理した無機質建材の廃材を、セメントと、珪酸質材料と、パルプと、充填材とを主成分とする無機質建材の原料に混合し、成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る無機質建材によれば、無機質建材の廃材の混合割合を５〜３ｗｔ％として無機質建材物性への影響を少なくして、生産性を損なわずに無機質建材の廃材を大量に利用することができる。
【００１９】
廃材は平均粒径が  ３０〜５００μｍに粉砕したものを用いることで、生産性を損なわず、品質も保持した無機質建材を得ることができる。
【００２０】
また、廃材を撥水処理して用いることで、建材の濾過抵抗及び脱水抵抗を低下させることができ、成形の生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の無機質建材は、セメントと、珪酸質材料と、パルプと、充填材とを主成分とする無機質建材であって、３０〜５００μｍに粉砕した該無機質建材の廃材をアルキルアルコキシシラン及びその重合物で撥水処理したものを前記主成分７０〜９５ｗｔ％に対して５〜３０ｗｔ％の割合で添加したものである。
【００２２】
本発明の無機質建材（窯業系建材又はセメント板ともいう）とは、通常セメント類、ケイ酸含有物質、補強繊維材料等を原料として乾式法あるいは湿式法（抄造法）によって製造された建材である。本発明において使用される無機質建材廃材とは、建築物の修理、撤去等によって生ずるセメント板廃材、あるいはセメント板を製造する際、発生する不良品や端材、現場施工時に発生する端材等である。
【００２３】
無機質建材の主成分の一つとされるセメントは、特に限定されず、ポルトランドセメント、ジェットセメント、高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等が使用される。配合割合は、３０〜５０ｗｔ％で使用される。
【００２４】
他の主成分の珪酸酸質原料としては、ケイ石粉、シリカ粉、シリカヒューム、シラスバルーン、パーライト、マイカ、ケイ藻土、ドロマイト、ウォラストナイト、ガラス粉、ケイ質粘土、ベントナイト等の１種または２種以上が使用される。配合割合は、３０〜５０ｗｔ％で使用される。
【００２５】
さらに無機質建材の他の主成分のパルプは、パルプに限られず、パルプ廃液、パルプ繊維、故紙解繊物でもよく、主成分中で０．１〜５ｗｔ％の割合で配合する。
【００２６】
さらに他の主成分の充填材としては、高炉スラグ、フライアッシュ、石炭灰等の珪酸質原料や、ＣａＯ、ＳｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3等の活性物質、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ボーキサイトなどアルミナ系鉱物、マグネシア、ジルコンなどの耐火物が使用されうる。配合割合は、残部に使用される。
【００２７】
無機質建材の主成分にはその他に、補強用にポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、アセテート繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の有機繊維やガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、金属繊維等の無機繊維等や鉄筋マット、ラス網等の補強材料の１種または２種以上が使用されてもよい。
【００２８】
本発明において撥水処理に使用する撥水処理剤としては、アルキルアルコキシシラン及びその重合物、ワックス、パラフィン、シリコン等が使用される。
【００２９】
その他、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、水ガラス等のセメント硬化促進剤等が使用されてもよい。
【００３０】
無機質建材の撥水処理した廃材を主成分７０〜９５ｗｔ％に対して５〜３０ｗｔ％の割合に添加して用いるとしたのは、５ｗｔ％未満では、廃材の利用の効果が少なく、５ｗｔ％以上が好ましく、３０ｗｔ％を超えると、廃材の利用のことからは好ましいが、製品の品質が悪くなり、不良品が発生するおそれがある。
【００３１】
本発明において、添加する廃材の粒径を３０〜５００μｍとしたのは、３０μｍ未満では、抄造方式では濾過抵抗が大きくなり、生産性が悪化し、生産性の面から廃材の使用量を少なくしなければならなくなるからである。また、脱水プレス方式でも、脱水時の抵抗が大きくなり、これも生産性が悪化し、廃材の使用量を少なくしなければならなくなるからである。また、粒径が５００μｍを超えると、無機質建材の品質、特に外観に悪影響を及ぼすおそれがあるので、添加量を減らさねばならなくなるからである。
【００３２】
本発明において、添加する廃材の嵩比重が０．１〜１．０ｇ／ｃｍ3としたのは、この範囲のものが、生産性が許容される範囲であり、品質的に不良品を生産する率が小さいからである。
【００３３】
本発明において、添加する粉砕した廃材の吸水率が３０〜４０％としたのは、この範囲を外れると、濾過抵抗が大きくなり、抄造方式の成形で生産性が悪くなるおそれがある。
【００３４】
廃材の粉砕方法は、ボールミル、ローラミル等の磨砕式の粉砕方法でも、ハンマーミル、インパクトミル等の衝撃式方法のいずれでもよい。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明による無機質建材の製造で使用する無機質建材の廃材の条件を変えて成形した実施例を表１に示す。なお、比較のために同表に比較例も示している。
【００３６】
無機質建材廃材を使用する無機質建材は、図１に示すような方法で製造される。
【００３７】
まず、無機質建材の原料は、普通セメント４０ｗｔ％、珪酸質材料４０ｗｔ％、パルプ５ｗｔ％、充填材等１５ｗｔ％の割合に混合して調製する。
【００３８】
それと別に、無機質建材廃材を粉砕し、平均粒径が３０〜６００μｍに篩い分けし、その粉砕物をアルキル基の炭素数を４〜８とし、分子量を３００〜６０００としたアルキルアルコキシシラン及びその重合物で撥水処理し、さらに１４０℃で前養生処理し、この廃材が上記無機質建材の原料を７０〜９５に対して５〜３０ｗｔ％になるように秤量する。
【００３９】
そして、上記無機質建材の原料と混合し、固形分３〜３０％のスラリー化し、抄造方式によりグリーンシートを得、脱水プレス方式により加圧成形後、養生を１７０℃程度のオートクレーブ養生を施して成形製品を得る。
【００４０】
濾過抵抗は、この固形分３〜３０％のスラリーを用いて測定し、脱水抵抗は脱水プレス時に評価した。廃材の吸水率、平均粒径及び嵩比重は、篩い分けして撥水処理した廃材について測定した。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
表１に示す結果から、撥水処理無しでは、吸水率が大きくて、濾過抵抗も大きい。すなわち、抄造時の濾過抵抗の評価では、撥水処理なしの廃材を同率添加したものより、良好な結果が得られた。また、同様の濾過抵抗では、再生材の添加量を従来より増やせることが確認できた。さらに、脱水プレス時の脱水抵抗を評価したところ、濾過時同様の結果が得られた。
【００４３】
廃材の平均粒径が３０μｍでは、濾過抵抗、脱水抵抗が大きくなる。廃材の平均粒径が６００μｍでは、濾過抵抗が大きいと共に品質面、特に外観で問題があった。実施例では、濾過抵抗、脱水抵抗が大きいということがなく生産性がよかった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の無機質建材の廃材を利用する無機質建材の製造工程の１例を示すフローチャートである。
【図１】
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