(57)【要約】【課題】高い吸湿・調湿能力をもち、吸収した水が漏れ出ない吸湿性材料を低価格で供給する。【解決手段】潮解性無機塩と、該潮解性無機塩の吸湿により発生する潮解液を吸収する保水剤を含む吸湿性材料であって、前記保水剤がコンクリートスラッジである吸湿性材料であり、塩化カルシウムなど潮解性無機塩類を使用した乾燥剤は、潮解液を蓄える保水剤によって、性能、価格が決るため、保水剤に廃棄処分されているコンクリートスラッジを活用することで低コスト化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潮解性無機塩と、該潮解性無機塩の吸湿により発生する潮解液を吸収する保水剤を含む吸水性材料において、前記保水剤がコンクリートスラッジであることを特徴とする吸湿性材料。
【請求項２】
前記潮解性無機塩が塩化カルシウム又は塩化マグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載の吸湿性材料。
【請求項３】
潮解性無機塩と、該潮解性無機塩の潮解液を吸収する保水剤を含む吸湿性材料の製造方法において、塩酸とコンクリートスラッジとを混合して反応させた後、乾燥することを特徴とする吸湿性材料の製造方法。
【請求項４】
潮解性無機塩の吸湿により発生する潮解液を吸収する保水剤用コンクリートスラッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥剤や調湿剤として使用する吸湿性材料に関し、特に潮解液を回収する保水剤としてコンクリートスラッジを活用した吸湿性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
温暖湿潤気候に分類されるわが国では、乾燥剤が必要不可欠なものとなっている。乾燥剤は、化学的乾燥剤（化学反応により水と化合することで吸湿）と物理的乾燥剤（物質が変化せず毛細孔に水蒸気を吸着）とに分けられ、各々、特徴を有している。
【０００３】
例えば、シリカゲルはコロイド状ケイ酸で、表面積が非常に大きく、吸着現象により水分を吸収するもので、唯一、ＪＩＳ規格が定められている。安全性が高く、吸水速度、吸湿力も優れているが、価格が高い。Ａ型とＢ型の２種類があり、Ａ型は低湿度、Ｂ型は高湿度での吸湿力が優れている。また、Ｂ型は調湿機能を持っている。
【０００４】
生石灰は、シリカゲルと共に最も多く使用されている乾燥剤である。吸湿率が高く、価格も安いが、水に接触すると発熱し、水溶液が強アルカリになるという、安全面での問題がある。
【０００５】
塩化カルシウムなど潮解性無機塩類は、吸湿量が非常に大きいが、吸湿すると水溶液化（潮解水）するため、保水力の高い担体に浸み込ませて流動化、液漏れを無くした加工品が販売されている。
【０００６】
潮解水を吸水して流動化、液漏れを無くす方法としては、保水剤としてカオリン、ケイ砂、石灰石等を使用し、セメント等の水和硬化物で固めたもの（特許文献１参照）、セピオライト等無機質粉末を使用したもの（特許文献２参照）、カーボンブラックに無機金属塩を添着したもの（特許文献３参照）、木炭粉末を使用したもの（特許文献４参照）、澱粉を使用したもの（特許文献５参照）が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６２−３０８１５号公報
【特許文献２】特開平１−１５５９３０号公報
【特許文献３】特開２００３−５３１２８号公報
【特許文献４】特開２００７−７０１号公報
【特許文献５】特開２００９−１３６７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
塩化カルシウムなどの潮解性無機塩類を使用した乾燥剤では、潮解液を蓄える保水剤によって、性能、価格が決る。上記特許文献１〜５で使用される保水剤は、いずれも市販品であり、高い吸湿能力を求めると価格も高いものとなっている。
【０００９】
そこで、本発明では、保水剤の価格を極力抑えることで高性能の乾燥剤を安く提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、廃棄処分されているコンクリートスラッジを吸湿性材料の保水剤として活用することにより低コストで高い吸湿・調湿能力を有する吸湿性材料およびその製造方法並びに保水剤用コンクリートスラッジを提供するものである。
【００１１】
本発明の特徴は、潮解性無機塩類の吸湿により発生する潮解液の回収に、産業廃棄物として廃棄処理を行っているコンクリートスラッジを活用することである。潮解液の回収に使用されるセピオライトは殆ど輸入品であり、産地により吸水量が変わり、１５０〜２２０％となっている。これに対し、コンクリートスラッジは、吸水量が１４０〜２００％で価格はセピオライトの１/１０以下で提供できる。
【００１２】
本願請求項１の発明は、潮解性無機塩と、該潮解性無機塩の吸湿により発生する潮解液を吸収する保水剤を含む吸湿性材料において、前記保水剤がコンクリートスラッジであることを特徴とする吸湿性材料である。
【００１３】
本願請求項２の発明は、前記潮解性無機塩が塩化カルシウム又は塩化マグネシウムであることを特徴とする吸湿性材料である。
【００１４】
本願請求項３の発明は、潮解性無機塩と、該潮解性無機塩の潮解液を吸収する保水剤を含む吸湿性材料の製造方法において、塩酸とコンクリートスラッジとを混合して反応させた後、乾燥することを特徴とする吸湿性材料の製造方法である。
本願請求項４の発明は、潮解性無機塩の吸湿により発生する潮解液を吸収する保水剤用コンクリートスラッジである。
【００１５】
保水剤として使用するコンクリートスラッジについて説明すると、コンクリート製品工場では、製造プラントのコンクリートミキサーや注入装置等の洗浄により生コンを含んだ洗浄水が発生し、この洗浄水は、工場内のスラッジ処理施設で骨材（砂利・砂）を分離し、スラッジ水ができる。このスラッジ水をさらにフィルタープレス等の脱水機で脱水し、上澄水と脱水ケーキとに分離するが、この脱水ケーキをコンクリートスラッジとよんでいる。
【００１６】
コンクリートスラッジは、廃棄物処理法上、汚泥に属し、そのままでは管理型の埋立て処分場への廃棄が義務付けられおり、大半が産業廃棄物として埋立て地に廃棄処理されている。このコンクリートスラッジの排出量は全国で年間３００万ｔとも言われ、廃棄に莫大な処理費用を要するとともに、管理型の埋立て処分場の残余年数を縮めるだけでコンクリート業界の大きな課題となっており、再資源化させる処理技術の開発が急がれているものである。
【００１７】
コンクリートスラッジは、コンクリートを製造する時に用いられた各種材料の残渣で、未水和セメント粒子や水和生成物，骨材微粒分からなっており、１晩寝かせて水和反応が終ったものをフィルタープレス等で回収している。
【００１８】
コンクリートスラッジの特徴は、吸水力、保水力が高く、調湿や消臭機能も持ち合わせていることである。
【００１９】
本発明で潮解性無機塩類と混合させるコンクリートスラッジは、乾燥させたものを利用することが前提となる。潮解性無機塩類、コンクリートスラッジをインパクトクラッシャーで破砕し、φ０．７ｍｍメッシュの篩を通したものをミキサーで混合する。混合割合は、質量比で潮解性無機塩類１００部に対してコンクリートスラッジ１３０部〜１２００部であり、好ましくは１５０部〜６００部である。コンクリートスラッジが１２００部より多いと高い吸湿性が得られず、コンクリートスラッジ本来の吸湿性となる。これでも３００ｇ／ｍ２は確保できる。６００部で市販のシリカゲルと同等となる。１３０部より少ないと潮解液が漏出することがある。この時使用したコンクリートスラッジの含水率は１５％である。
【００２０】
また、潮解性無機塩類、コンクリートスラッジの粒径は、ここではφ０．７ｍｍメッシュを使用しているが、吸湿により生じた潮解液を保水剤で十分保持させるためには、湿気との接触面積が大きくなるよう粒径は小さいほうがよく、２ｍｍ以下が望ましい。
【００２１】
潮解性無機塩類とコンクリートスラッジの配合比で吸湿量が調整できるため、目標とする吸湿量に合わせて配合を調節することで吸湿量が制御できることが大きなメリットと言える。
【００２２】
本発明の吸湿性材料の製造方法は、コンクリート製品工場でフィルタープレス等の脱水機から排出された脱水ケーキを活用するもので、脱水ケーキに塩酸を加え、乾燥、破砕して製造する。コンクリートスラッジの主成分は、シリカと水酸化カルシウムであり、塩酸処理することで水酸化カルシウムを塩化カルシウムに改質するものである。
【００２３】
質量比で脱水ケーキ１００部に３５％希塩酸５部〜３５部、水０部〜４００部をミキサーで混合する。水を加えることによる吸湿量の差は殆どないため、混合しやすい程度に入れる。混合したものを乾燥、破砕して製品とする。乾燥方法は、天日、熱風、オートクレーブのいずれでも問題ないが、オートクレーブ養生すると１．２〜１．５倍吸湿量が増える。
【００２４】
脱水ケーキの含水率は、装置により変わるが１１０％〜１６０％程度で、使用したものは１４０％であった。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、潮解性無機塩を使用した吸湿性材料に、保水剤としてコンクリート製造工程で発生するコンクリートスラッジを利用するため、従来、廃棄処分されていたコンクリートスラッジの有効利用を図ることができるとともに、廃棄処分費用を削減することができる。また、保水剤の原料費が実質的にゼロになるので、乾燥剤の低コスト化を図ることができる。
【００２６】
本発明は、優れた吸湿力に加え、Ｂ型のシリカゲルと同様に調湿能力を持ち合わせているため、調湿剤としても十分活用できる。過湿状態となっても、加熱して乾燥させることで再生可能でもあり適用範囲が大きくなる。
【００２７】
また、本発明は、保水剤として使用するコンクリートスラッジの主成分は水酸化カルシウムであり、乾燥の過程で二酸化炭素を吸収し、炭酸カルシウムに改質するため、ＣＯ２固定も可能となる。例えばコンクリートスラッジ中の水酸化カルシウム含有量を３０質量％とすると、炭酸化によるＣＯ２固定量は、コンクリートスラッジ１トンあたり、約０．２トンとなり、この点からも地球環境保全にも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】乾燥剤の吸湿能力（吸湿等温線）を示すグラフである。
【図２】塩化カルシウム添加量による吸放湿量の変化を示すグラフである。
【図３】塩酸添加量による吸放湿量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００３０】
塩化カルシウム（粒状）をインパクトクラッシャーにてφ０．７ｍｍメッシュで破砕、コンクリートスラッジは、１０５℃で１晩乾燥させたものをインパクトクラッシャーにてφ０．７ｍｍメッシュで破砕したものを使用した。コンクリートスラッジは、２つの工場分２種類を使用した。塩化カルシウムとコンクリートスラッジの混合比（質量）は３：７と４：６の２種類とした。比較例として、特許文献２で紹介された１：２で配合したものを使用した。また、コンクリートスラッジを塩酸（３５％濃度）で処理し乾燥させたもの2種類使用した。サンプルａ〜ｆと比較例は表１に示すとおりである。
【表１】
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【００３１】
この比率で混合した乾燥剤を１００ｇずつ、容器に入れ、２０℃、９０％ＲＨの条件下で１４日間吸湿させ、質量、潮解液の漏れを確認、さらに２０℃、５０％ＲＨで１４日間放湿させて質量を測定した。その時の吸湿量は表２のとおりである。いずれのサンプルも潮解液の漏れは確認されなかった。
なお、サンプルａ〜ｆについては、市販の除湿剤の同じ容器を、比較例は浅型角バット（195mm×155mm×30mm）を使用したもので吸湿量の差は表面積によるものである。
【表２】
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【実施例２】
【００３２】
この実施例では、コンクリートスラッジを保水剤に用いた乾燥剤の吸湿能力を測定した。本発明品サンプル４種と市販されている乾燥剤２種について、恒温恒湿器を用いて行った。
【００３３】
使用したサンプルは表３のとおりで各々サンプルを１０ｇ、内径８６ｍｍのシャーレにいれて、恒温恒湿器の室内温度を２５℃一定とし、表４の吸湿性能測定プログラムに従って湿度を４０％から９０％まで上げて、水分吸収による質量増加を経時的に測定した。
【表３】
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【表４】
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【００３４】
図１が測定結果より作図した吸湿等温線である。サンプルｂより、塩化カルシウムの特徴である周囲の相対湿度の上昇につれて、より多くの水分を吸収することがわかる。また、サンプルｃ、ｄのスラッジを塩酸処理したものは、塩化カルシウム添加より高湿度域での吸湿量が多くなることが分かった。サンプルｂ、ｃ、ｄの吸湿量は、サンプルに含まれる塩化カルシウムの量で決ることから、塩化カルシウムの添加量を増やすことで低い相対湿度下でも利用出来ることが想定できる。
【実施例３】
【００３５】
この実施例は、コンクリートスラッジに加える塩化カルシウムの添加量に応じて、出来た乾燥剤の調湿能力の変化を調査したものである。乾燥剤に対する塩化カルシウム配合比率を０％、１０％、２０％、３０％として乾燥剤を得た。
【００３６】
得られた乾燥剤を３ｍｍの篩いにかけ、内径８６ｍｍのシャーレに充填し、表面積をほぼ同一にして恒温恒湿器に入れ、吸放湿性試験を行った。吸放湿性試験は、ＪＩＳ  Ａ６９０９（建築用仕上塗材）７．３２吸放湿性試験に基づき、恒温恒湿器の容器内温度を２５℃一定とし、１日毎に湿度を５０％と９０％で交互に切り替え、吸放湿量の変化を測定して、吸放湿量（ｇ／ｍ２）を算出した。表５が測定した吸放湿量である。図２より、調湿機能が確認できた。
【表５】
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【実施例４】
【００３７】
この実施例は、コンクリートスラッジ（脱水ケーキ：含水率１４０％）に加える塩酸の添加量に応じて得られた乾燥剤の調湿能力の変化を調査したものである。
【００３８】
この実施例では、コンクリートスラッジ１００質量％に対し、塩酸の混合量（質量％）を０％、５％、１０％、２０％、４０％として混合し、１０５℃で１晩乾燥させた後、インパクトクラッシャーでφ０．７ｍｍメッシュに粉砕して乾燥剤を得た。これを内径８６ｍｍのシャーレに充填し、表面積をほぼ同一にして恒温恒湿器に入れ、吸放湿性試験を行った。吸放湿性試験は、ＪＩＳ  Ａ６９０９（建築用仕上塗材）７．３２吸放湿性試験に基づき実施し、吸放湿量（ｇ／ｍ２）を算出した。表６が吸放湿量である。図３より、調湿機能が確認できた。
【表６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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