(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムスラッジと石膏及びパルプを原料とし、アルミニウムスラッジが５０〜９０％、石膏が１〜４０％、パルプが１〜５０％のものであり、圧縮、押し出し成形後、乾燥して得たことを特徴とする調湿性建材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、調湿性建材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
住宅室内においてカビが発生するのは、温度と湿度（水分）に起因している。これは、カビの育成が温度、湿度、栄養の三要素によって左右されることが既往の研究により明らかとなっているためである。このうち温度は、人間の快適温度とカビの育成温度がほぼ等しく、栄養については、人間の汗、垢、塵を栄養源としているため、これらの要因を人間の居住空間から排除することは困難である。従って、カビ発生防止のためには、カビの発生しやすい湿度条件を、居住空間内に作り出さないことが肝要である。
【０００３】
このような事情から、我が国の住宅は、自然の調湿機能を持つ木材や紙、土などの材料が多用されてきた。しかし、時代の流れにより、近年コンクリートや石膏ボード等の建築材が多用されるようになり、また、建築構造が密閉性に優れるようになり、調湿機能が不十分となってきていた。そのため、カビを防止するために防カビ剤を使用し、カビの発生を抑制している場合もある。しかし、防カビ剤には、人体に有毒な化学物質を含んでいる恐れがあり、健康を損なう危険性がある。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するために、調湿性能に優れたゼオライト、珪藻土とセメントとを混合したコンクリート等の建材が開発されている。しかし、ゼオライトを混合したコンクリートやボードは高価であり、広く普及していない。一方、アルミニウム合金材の表面処理工程で排出されるアルミニウムスラッジは、廃棄による自然への影響が問題視されたため、廃棄前に無害な状態に処理されることとなったが、その処理に際し莫大なコストがかかることから、コストをかけずに廃棄処理する方法や、アルミニウムスラッジの有効利用法が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、アルミニウムスラッジの有効活用について研究を重ねた結果、廃棄物であったアルミニウムスラッジを利用した、安価で強度に優れ、且つ調湿性能が高い調湿性建材を発明するに至ったものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウムスラッジと石膏及びパルプを原料とし、アルミニウムスラッジが５０〜９０％、石膏が１〜４０％、パルプが１〜５０％のものであり、圧縮、押し出し成形後、乾燥して得たことを特徴とする。このように構成すれば、アルミニウムスラッジの有効利用を図り、アルミニウムスラッジを常温状態のままで使用でき、乾燥などに多額の処理コストをかけることなく調湿性建材を得ることができる。また、パルプを混合したことによりが、建材の石膏が割れても粉々になることなく、且つパルプの繊維質が調湿能力をより高めることができる。また、アルミニウムスラッジが50〜90％、石膏が１〜40％、パルプが１〜50％である調湿性建材とすれば、調湿能力をより一層高めることができるが、さらに望ましくは、アルミニウムスラッジ70〜90％、石膏10〜30％、パルプ１〜10％とするのがよい。アルミニウムスラッジが50％未満になると水分の吸湿量が低下し、アルミニウムスラッジが90％を超え、石膏が50％を超えると建材としての成形が困難となり、パルプが50％を超えると調湿性能が著しく低下するため、不適当である。
【０００９】
アルミニウムスラッジは、アルミニウム合金材の表面処理工程などで排出した工業廃水中から回収されるものである。工業廃水は、表面処理工程で使用する皮膜処理剤の種類によって酸性廃液あるいはアルカリ性廃液となっているため、pHに合わせて苛性ソーダや硫酸で中和し、生成したアルミニウムスラッジを廃液中から分離、洗浄し、アルミニウムスラッジを回収する。また、調湿性建材とは湿気（水分）を吸収し、且つ放出することが出来る建材であり、湿度の低下に伴って放湿し、湿度の上昇に伴って吸湿する性質を有する。この調湿性建材は、アルミニウムスラッジと石膏、またはアルミニウムスラッジと石膏とパルプとから構成され、該石膏がアルミニウムスラッジとパルプをつなぐ役割を担っている。
【００１０】
吸放湿性能を左右する細孔径はゼオライト10Å以下、珪藻土が10〜3000Åに対し、アルミニウムスラッジは10〜100Åであり、ゼオライトと珪藻土との中間に属している。我が国の住宅で利用されてきた調湿効果のある材料としては、木材、土壁、紙の障子、襖などが挙げられる。これらの調湿効果は材料中の空隙により生じ、材料の表面積と厚さが影響している。一般に、和紙などの繊維質の粗い材料においても、空隙が水分の調湿機能を果たしている。一方、和紙などは表面積が大きく、繊維状であるために調湿性能が高いが、厚みを大きくすることが困難であるために、水分保持量が不足するという短所がある。ゼオライト、珪藻土に加え、アルミニウムスラッジには微小な細孔があって、水分の保持力を有する長所を有している。
【００１１】
本発明に用いるパルプは問わないが、和紙用の長い繊維、砕木、新聞や雑誌などの古紙から漉いたものを用いるのが適当である。具体的には、新聞や雑誌などの古紙をリサイクル工程の中で溶解漂白した材料や砕木からパルプを取り出す。古紙をリサイクルすることによって、低コストでパルプを製造することができる。一方、石膏は粉体のものを使用するのが望ましい。
【００１２】
具体的には、乾燥させない常温のアルミニウムスラッジ、石膏とパルプを混合し、ゲル状にしたものを二軸押出機により押し出し、板状に成形し、乾燥させることによって調湿性建材を製造する。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１４】
アルミニウムスラッジとしてアルミサッシ製造工場から排出されるゲル状の水酸化アルミニウム、石膏として粉体の焼石膏、パルプとして古紙をリサイクルすることにより得られたパルプを原料とした。表１に、使用したアルミニウムスラッジの成分組成を示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
あらかじめ繊維状に分解した石膏とパルプをミキサーで十分に混合し、さらにアルミニウムスラッジを加えて押出機にて幅200mm、厚さ10mm、長さ500mmの板状に成形した。アルミニウムスラッジ、石膏、パルプの混合割合は、アルミニウムスラッジ80％、石膏15％、パルプ５％であった。得られた成形品を室温で24時間乾燥させた後、70℃で48時間乾燥させることにより、調湿性建材を得た。次に、調湿性建材を試験体として用い、市販石膏ボードを比較対照として吸放湿試験を行った。吸放湿試験方法は、試験体を20℃、45％RHに設定した恒温恒湿機内に３日間入れた後、20℃、90％RHに設定した恒温恒湿機内に４日間入れ、一定時間ごとに試験体の増減重量を測定した。このサイクルを数回繰り返し、吸放湿量を測定した。
【００１７】
結果を図１に示す。作製した調湿性建材は最大415g/m2の吸湿量を示し、放湿量も高い値を示した。一方、比較対照の市販石膏ボードは最大でも90g/m2の吸湿量であり、吸放湿能力が低かった。従って、本発明による試験体の調湿性建材は、市販石膏ボードよりはるかに調湿能力が優れた建材であった。
【００１８】
本発明によれば、アルミニウムスラッジ及び石膏とを原料とし、圧縮、押し出し成形後、乾燥して得た調湿性建材とすることによって、アルミニウムスラッジを乾燥させて処理コストをかけることなく、常温状態のまま用いることができ、アルミニウムスラッジを有効利用した調湿性建材とすることができる。また、パルプを混合することで、建材が割れても粉々に割れず、且つ調湿能力を高めた調湿性建材とすることができる。また、アルミニウムスラッジが50〜90％、石膏が１〜40％、パルプが１〜50％とした調湿性建材とすることで、調湿能力を最大限に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の調湿性建材と市販石膏ボードの吸放湿量を示す図である。
【図１】
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