(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未膨張バーミキュライトをケイ酸カルシウム系建材に配合してなる建材組成物を成形した建材からなる廃建材を破砕することによって土壌化することを特徴とする廃建材の土壌化方法。
【請求項２】
未膨張バーミキュライトをケイ酸カルシウム系建材に配合してなる建材組成物を成形した建材からなる廃建材を破砕し、さらに水蒸気処理することによって土壌化することを特徴とする廃建材の土壌化方法。
【請求項３】
未膨張バーミキュライトをケイ酸カルシウム系建材に配合してなる建材組成物を成形した建材からなる廃建材を水蒸気処理し、さらに破砕することによって土壌化することを特徴とする廃建材の土壌化方法。
【請求項４】
未膨張バーミキュライトの配合量が建材組成物（固形分）の５〜７０質量％である請求項1〜3のいずれか記載の廃建材の土壌化方法。
【請求項５】
水蒸気処理が１００〜２００℃で行なわれる請求項２もしくは３記載の廃建材の土壌化方法。
【請求項６】
請求項１記載の廃建材の土壌化方法により得られた人工土壌。
【請求項７】
さらに肥料成分を添加された請求項6記載の人工土壌。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃建材の土壌化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建材の製造に際しては、種々の目的で基材が選択され、さらにそれらの各種基材に種々の材料が配合されることが多い。
【０００３】
そのなかで、鉱物系材料の一つとしてバーミキュライトがある。このバーミキュライト（ヒル石）は、黒雲母に類似した粘土鉱物であり、高温で脱水により層に垂直の方向に著しく膨張して、ヒルのように伸び多孔体となる。このため、断熱性、吸音性に優れるので、基材への配合材（充填材、増量材）、さらには基材として断熱材、吸音材をはじめとする各種建材に、その軽量化の目的と併せて用いられることが多い。一方、バ―ミキュライトは吸湿能力があまり高くないため、調湿材としてはまったく顧みられていない。
【０００４】
したがって、上記のように、バーミキュライトを建材に配合する場合には、軽量化等を目的とするため膨張バーミキュライトを用いるのが通常である。たとえば、モルタル、コンクリート等のセメント製品に軽量骨材として利用されている。これに対し、未膨張のバーミキュライトは、上記の軽量化等の利点が得られないため、数％程度までの少量が、その耐酸、耐アルカリ等の特性を活かす特別な目的のために基材に配合されているに過ぎない。また、基材として実質的に未膨張バーミキュライトからなるボードを、内壁の裏側部分等に固定して、火災発生時に膨張させ、延焼を防止しようとする試みもなされているが、これは耐火性を利用した特定の基材として用いられるものである。
【０００５】
一方、建材自体も、競合製品との差別化を図るため、種々の機能の付与が提案されている。そのなかで、調湿（吸放湿）および／または消臭、さらには美観を備えた建材についても種々の検討がなされているが、いまだに満足すべきものは見出されていない。すなわち、これらは比表面積が大きいものを利用して一定の成果を得ているが、特に、保水および保湿力が強すぎて放湿速度に難がある場合が多い。
【０００６】
そこで本発明者は、天然資源としてのバーミキュライトのさらなる有効利用を図り、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、特に吸放湿の量および速度においてバランスに優れた建材を見出すべく、種々検討を行った。
【０００７】
その結果、意外にも、基材、とくに、吸湿性はあるが放湿性が不十分な水硬性材料に未膨張バーミキュライトを配合することにより放湿能力を著しく向上させ得ることを見出した。
【０００８】
すなわち、未膨張バーミキュライトをケイ酸カルシウム系等の基材に配合してなり、かつその配合量が全組成物（固形分）の５〜７０質量％である建材組成物を成形してなる建材を得た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、さらにこの検討の一環としてこの建材が使用済みで、廃建材となった場合に、回収・処分に多大の負荷をかけないで、その有効利用を図るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、未膨張バーミキュライトをケイ酸カルシウム系基材に配合してなる建材組成物を成形した建材からなる廃建材を破砕することによって土壌化することを特徴とする廃建材の土壌化方法にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明における建材は、未膨張バーミキュライトをケイ酸カルシウム系基材に配合してなる建材組成物を成形した建材である。ケイ酸カルシウム系基材としては、とくに制限されないが、ケイ酸質原料と石灰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。
【００１２】
一方、本発明において、上記基材に配合されるバーミキュライトは、ＳｉO２、ＭｇO,  Ａｌ２O３  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１０ｍ２／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。
【００１３】
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。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。
【００１４】
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。
【００１５】
しかしながら、本発明においては、基材がケイ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。
【００１６】
基材への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、目的とする建材の性能、たとえば調湿度等、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。
【００１７】
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、その他の目的のために建材に基材珪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。
【００１８】
得られる本発明の建材組成物は、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。
【００１９】
本発明の建材は，後述する参考例４に記載された吸放湿試験において、好適には、相対湿度を６０〜９０％に変化させた場合の吸放湿速度が吸湿：30分で平衡値の90％以上、放湿：２５分以下、さらに好適には20分以下で平衡、を示す。
【００２０】
このようにして得られる建材は、壁材、天井材、間仕切り材等の内装材として使用されるのが好適であるが、さらに軒天井材等の外装材等としても使用されうる。
【００２１】
本発明の建材は、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、
１．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。
【００２２】
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。
２．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。
３．さらに、未膨張バーミキュライト粒子を表面研磨等により浮き出させて花崗岩調の表面とすることができ、美観を備えたボード材等を容易に提供し得る。
４．使用済みの本発明の建材を回収し、そのままオートクレーブで１０５〜１５０℃程度の水蒸気処理をすることにより再生することが可能である。バーミキュライトは上記の基材と反応していないからである。
５．膨張バーミキュライト用原料としては規格外の細粒品をむしろ好適に使用しうるので、資源を有効利用することができる。
【００２３】
本発明の方法は、このような建材が使用された後に建材としては再利用しないで廃建材となった場合に、この廃建材を土壌化するものである。
【００２４】
まず、廃建材は破砕に供されるが、この破砕は通常クラッシャー等の一般的な破砕手段によることができる。破砕に際しては、廃建材の量、破砕場所等を考慮して破砕手段の選定がなされる。破砕処理は、廃材が発生した場所で破砕手段を搬入して行うこともできる。
【００２５】
破砕の程度も特に限定されず、目的とする土壌の用途により適宜選択され、たとえば、５ｍｍ以下程度とされるのが最も一般的である。
【００２６】
さらに、廃建材中に含まれている可能性のある吸着物等を除去するために、必要に応じて上記破砕の前もしくは後に煮沸、もしくはオートクレーブで１００〜２００℃程度の水蒸気処理をすることもできる。
【００２７】
このようにして破砕処理された廃建材は土壌として使用しうる。すなわち、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本発明で得られる水はけのよい人工土壌を使用することができる。これらの人工土壌はそのままでもケイ酸肥料としての役割を果たすが、それぞれの目的に応じて他の成分を添加することができる。たとえば、Ｎ、Ｐ，Ｋおよび微量元素等から選ばれる各種の肥料成分が添加されうる。
【００２８】
次に、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。なお部は質量部を表わす。
【００２９】
【実施例】
参考例１
ケイ酸質原料としてケイ石粉末２７部、石灰質原料として消石灰２７部および補強繊維としてパルプ6部、さらに未膨張バーミキュライト（南ア産、粒径０．２５〜０．５ｍｍ）４０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、ケイ酸カルシウムボード（３０ｃｍ×３０ｃｍ×６mm）を得た。
参考例２
ケイ石粉末４２部、消石灰４２部、パルプ６部および未膨張バーミキュライト１０部を用いて参考例１と同様にしてケイ酸カルシウムボードを得た。
参考例３
ケイ石粉末２7部、消石灰３３部および未膨張バーミキュライト４０部に水を混合し固形分約１２％のスラリーとし、これをオートクレーブ（１９０〜２００℃、約１０時間）中で加圧養生処理した。ついで，８０℃未満で所定の含水率になるまで乾燥しゾノトライト系ケイ酸カルシウムボードを得た。
【００３０】
参考例４に記載した方法により測定した吸放湿試験によれば、参考例１のケイ酸カルシウムと比較して、吸湿量は若干小さく，放湿速度は若干大きかった。
参考例４
（吸放湿試験）
下記の測定方法により、参考例１および２で得られた建材について吸湿率および放吸湿速度を測定した。
（１）測定方法／装置
測定装置：Heiden  Analytical  Ltd.社製  「IGA  SORP」
測定方法：約１ｃｃの測定バスケットに、粉末試料はそのまま、塊状試料は２〜３      ｍｍ程度に調整して、充てんして測定。
【００３１】
0004093747.tif 000002
吸湿および放湿速度は、３０分周期で繰り返し実験を行った。
（２）測定試料
参考例１および２で得られたボード
１．  未膨張バーミキュライト４０ｗｔ％含有ケイ酸カルシウムボード
２．  未膨張バーミキュライト１０ｗｔ％含有珪酸カルシウムボード
（３）測定結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0004093747.tif 000003
【００３３】
これらの結果は，本発明の土壌化に用いる建材が、吸放湿特性において量および速度のバランスに優れていることを示す。吸湿および放湿の３０分周期試験の結果、本発明の建材においては、吸放湿のバランスが良好であるため放湿時のベースラインは一定に保持されることが示された。以上のことからも本発明の建材が結露しにくいことがわかる。
実施例１〜３
参考例１〜３で得られたケイ酸カルシウム系建材を、半年間外気中に放置した後、それぞれを用いて破砕して粒径３〜５ｍｍ程度の粒状品Ａ〜Ｃを得、これをケイ酸質肥料を含む、水はけのよい人工土壌として植物育成に用いた。
実施例４〜６
実施例１〜３において、得られた粒状品Ａ〜Ｃを、さらに約１５０℃で、１時間水蒸気処理した以外は実施例１と同様にして人工土壌Ｄ〜Ｆを得た。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、未膨張バーキュライトをケイ酸カルシウム系基材に配合してなる建材が使用済みで、廃建材となった場合に、回収・処分に多大の負荷をかけないで、土壌化してその有効利用を図ることができる。