JP2001207084A

JP2001207084A - 塗布材

Info

Publication number: JP2001207084A
Application number: JP2000330572A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kuninishi; 健史國西; Seiya Kamei; 誠也亀井
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2001-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】壁材や床材、天井下地材等の内装材表面に塗布
して室内の調湿および悪臭、有害ガスの吸着を行う塗布
材を提供する。【解決手段】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥して
なる処理物を含有する塗布材を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸放湿性および悪臭、
有害ガスの吸着性に優れた塗布材に関するものである。
さらに詳しくは、汚泥焼却灰を酸性水溶液で処理させて
得た処理物を内装面即ち、コンクリートや合板、石膏ボ
ード等からなる内装下地材の表層に塗着することによっ
て、悪臭、有害ガスの吸着除去および調湿性を有する内
装面を形成する塗布材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、下水道の普及に伴い下水処理量は
年々増加しており、それとともに発生する汚泥量も着実
に増加してきている。また、一方では減量化（減容化）
の為に、焼却若しくは溶融処理が行われてきている。特
に焼却処理については大幅にのびており焼却灰の発生量
も増加している。こうした中、発生した汚泥やこれを焼
却した焼却灰のほとんどは最終処分場で処分されてお
り、処分地の制約が大きい大都市のみならず新たに下水
処埋を開始した中小都市においても莫大な埋立費用が大
きな課題になっている。

【０００３】また最近、生活環境の快適性に対する市民
の関心の高まりから、快適な居住空間を実現するために
気密性が保持されてきたが、その結果、特に冬場の結露
やカビ、ダニの発生によるアレルギーを引き起こす等の
問題が生じている。これらの問題を解決するために、吸
放湿性にすぐれた建材や塗布材の開発が進められてい
る。

【０００４】また、アメニティ志向の高まりから、居住
空間やホテル等における脱臭・消臭機能が求められてき
ており、例えばシックハウス症候群の原因として代表さ
れるホルムアルデヒドやＶＯＣ（トルエン、キシレン、
エチルベンゼン、アセトン等）といわれる揮発性有機化
合物等やアンモニアガス等悪臭ガスによる室内の空気汚
染が大きな問題となっている。

【０００５】しかしながら、ガスや水分の吸着剤として
ゼオライト、活性炭、珪藻土等が挙げられるが、非常に
高価な材料であるため塗布材として利用するには非常に
コストがかかる。

【０００６】この様な状況の中で現在、吸放湿機能、脱
臭機能の両者を兼ね備えた更に安価な材料を使用した建
材や塗布材が求められている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】こうした中、発明者ら
は、今までに廃棄物として大量に排出される汚泥焼却灰
に酸性水溶液を加えた後、乾燥処理することにより処理
物を多孔質化し、吸放湿材料や悪臭吸着剤などに適用可
能な安価な材料を提供する技術を開発してきた（特願平
１１−７２０２１号）。

【０００８】本発明の目的は、この処理物を主成分と
し、壁材や床材、天井下地材等の内装材表面に塗布して
室内の調湿および悪臭、有害ガスの吸着を行うことので
きる安価な塗布材を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、鋭意研究を進めた結果、汚泥焼却灰の酸性水溶液処
理物を主成分とすることにより、吸放湿性および、ホル
ムアルデヒドやＶＯＣ（トルエン、キシレン、エチルベ
ンゼン、アセトン等）といわれる揮発性有機化合物等有
毒ガスや悪臭ガスの吸着除去性に優れた塗布材が得られ
ることを見出し、これに基づき本発明を完成するに至っ
た。

【００１０】即ち、本発明は、汚泥焼却灰に酸性水溶液
を添加後乾燥してなる処理物を含有する塗布材を提供す
るものである。

【００１１】具体的には、本発明は、・汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥してなる処理物
及び水硬性物質を含有する塗布材、・汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥してなる処理物
及びセメント混和用ポリマーを含有する塗布材、・汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥してなる処理
物、水硬性物質及びセメント混和用ポリマーを含有する
塗布材を提供するものである。

【００１２】具体的には、本発明は、上記「汚泥焼却灰
に酸性水溶液を添加後乾燥してなる処理物」が、汚泥焼
却灰に、酸性水溶液を添加し、次いで乾燥するか又は水
洗後乾燥してなる処理物である上記いずれかに記載の塗
布材を提供するものである。

【００１３】また、本発明は、「汚泥焼却灰に酸性水溶
液を添加後乾燥してなる処理物」が汚泥焼却灰に、酸性
水溶液を添加し、中和剤、好ましくは、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カルシウム又は消石灰により中和した後、乾
燥したものである上記塗布材を提供するものである。

【００１４】更に、本発明は、汚泥焼却灰に酸性水溶液
を添加後乾燥してなる処理物のＢＥＴ比表面積が、６．
５m²/g以上である上記いずれかに記載の塗布材、汚泥焼
却灰が下水汚泥焼却灰である上記いずれかに記載の塗布
材を提供するものである。

【００１５】具体的には、本発明は、酸性水溶液が硫酸
水溶液、塩酸水溶液又は硝酸水溶液である上記いずれか
に記載の塗布材を提供する。

【００１６】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１７】本発明の塗布材は、汚泥焼却灰、特に下水
汚泥焼却灰に、酸性水溶液、特に硫酸水溶液、塩酸水溶
液又は硝酸水溶液を添加後、乾燥してなる処理物を含有
することを特徴とするものである。

【００１８】(i)汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥
してなる処理物本発明で使用する汚泥焼却灰としては、下水処理場で発
生する汚泥を焼却したものの他に、浄水場、し尿、家庭
用雑排水、産業用排水処理などによって発生した汚泥の
焼却灰も含まれる。これらは、一般に処理場で含水率６
０〜９０重量％程度まで脱水処理されたものを焼却した
ものであり、本発明はこれらいずれかの焼却灰を使用す
ることができる。特に、下水処理場で発生する汚泥量は
年々下水道の普及とともに増加しており、その対策が急
がれており、本発明はその再資源化に有用である。

【００１９】また、汚泥焼却灰には、高分子凝集剤を使
用した汚泥を焼却したものと、石灰系凝集剤を使用した
汚泥を焼却したものがあるが、減容化対策から最近では
高分子凝集剤を使用したものが多い。本発明においては
両者とも利用可能であるが、石灰系凝集剤を使用した場
合は石膏が多量に生成され、吸放湿性が損なわれるた
め、あまり好ましくない。

【００２０】汚泥焼却灰の形態は、酸添加により十分な
反応が行われ、均質な多孔質粉体が得られれば良く特に
制限はされない。

【００２１】汚泥焼却灰に添加される酸性水溶液は、硫
酸、塩酸、硝酸のいずれの水溶液でも良いが、市販品
や、金属精錬工業等から発生する廃硫酸、廃塩酸、廃硝
酸の水溶液を使用することもできる。好ましくは、硫酸
又は塩酸の水溶液、特に好ましくは、塩酸水溶液がよ
い。また、これら酸の混合物であってもよい。

【００２２】使用する酸性水溶液の濃度としては、通
常、0.1〜10規定程度、好ましくは、0.2〜4.5規定程度
がよい。

【００２３】また、下水汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加
する場合は、１００％酸に換算して、０．５重量％以
上、好ましくは１重量％以上、より好ましくは４〜２５
重量％、特に好ましくは、５〜１５重量％に相当する水
溶液を添加する。０．５重量％未満では、反応が十分で
ないため、得られる処理物の吸放湿性能および悪臭ガス
吸着性能が劣る。また、２５重量％を超えて添加すると
乾燥後の状態が固くなって粉砕処理に手間を生じる。

【００２４】例えば、硫酸の場合は、１００％硫酸に換
算して０．５重量％以上、好ましくは５〜１５重量％に
相当する水溶液を添加してもよい。また、塩酸や硝酸の
場合には、１．０重量％以上、好ましくは４〜２５重量
％に相当する水溶液を添加してもよい。

【００２５】この時の水溶液の添加量としては、汚泥焼
却灰１００重量部に対して酸性水溶液１００重量部程度
以上であれば、汚泥焼却灰に対する酸性水溶液の浸漬が
よく十分な反応が行われる。また、反応時の温度は１０
〜９０℃が好ましい。

【００２６】汚泥焼却灰に、酸性水溶液を添加し、混
合、浸漬することにより、焼却灰中に含有されている酸
可溶性成分が溶解除去されて、粉体が多孔質化する。

【００２７】また、この酸性水溶液への浸漬時間を長く
することにより、細孔径分布（細孔径と細孔容積との関
係図）から、細孔径が１０ｎｍ以下、特に６ｎｍ以下の
微細な細孔容積が更に増加する。これらの微細な細孔容
積を有する細孔が多いほど、気体である水蒸気を吸った
り吐いたりして湿度や温度の調節能力やガス吸着能力が
高いため、吸放湿性能、ガス吸着性能は向上することと
なる。ガス吸着能については、アンモニア、アミン類等
の塩基性悪臭ガスに対して優れた吸着性能を示し、硫化
水素、メルカプタン類等の酸性悪臭ガス、硫化メチル等
の中性悪臭ガスやホルムアルデヒド、ＶＯＣガス等も吸
着除去が可能である。浸漬時間としては通常0.1時間〜1
0日程度が適当である。

【００２８】酸性水溶液を添加後の浸漬物のｐＨを２以
下にすると、吸放湿性能は向上するものの、乾燥時の粉
砕性が低下し、又製造設備の耐酸性対策等が必要となる
が、これらの問題は、上記添加後中和処理を行うことに
より、解消できる。また、この中和処理により、得られ
る塗布材を弱アルカリ性にすることにより、カビの発生
を長期間に渡って抑制することも可能になる。

【００２９】上記中和処理は、汚泥焼却灰に酸性水溶液
を添加処理した後、中和剤を添加して、ｐＨを５．５〜
９．０程度にすることにより行われる。中和剤として
は、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カ
ルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）、消石灰、アンモニア、Ｃ
ａＣＯ₃を主成分とするライムストーン（石灰岩）、コ
ーラルサンド等のアルカリ性薬剤を挙げることができ
る。中和処理は、例えば、薬注ポンプを用いて中和剤溶
液を注入する方法、中和剤の粉体を投入する方法等の方
法により、行うことができる。これらの方法の内、薬注
ポンプを用いる場合には、被処理液のｐＨ値をｐＨ測定
センサーで検出して、薬注ポンプによる薬注量又は薬注
時間を制御する方法を採用することができる。

【００３０】乾燥処理は、所定量の酸性水溶液を汚泥焼
却灰に添加し一定時間浸漬させた後、或いは、更に中和
処理をした後に行うが、これを直接乾燥しても良いし、
一旦水洗後濾過しその残留物を乾燥しても良い。また、
直接乾燥後水洗する事も可能である（この場合、再度乾
燥させる）。水洗することにより処理物表面の不純物等
を除去することが可能であり、吸着性能も向上する。

【００３１】乾燥機としては、特に制限はないが、例え
ば、回転ドラム式乾燥機、パドル式乾燥機、流動層式乾
燥機、気流乾燥機、遠心薄膜式乾燥機等が挙げられ、下
水処理場で現状使用している乾燥機でも十分に対応可能
である。また、乾燥温度は、９０〜３００℃が好まし
い。

【００３２】乾燥後の含水率は、５重量％以下が好まし
く、絶乾状態が特に優れた効果を示す。乾燥が不十分で
は細孔容積が減少すると共に水分の吸放湿性能、悪臭ガ
スの吸着性能が低下する。ここで、含水率とは、「下水
試験方法（１９９７年度版）第４章第６節蒸発残留物及
び含水率」に準拠したものをいい、試料を１０５〜１１
０℃で２時間乾燥後の重量の乾燥前の重量に対する百分
率で表される。

【００３３】以上の処理により得られた処理物は、多孔
質となるため吸湿性が高く、又放湿性も良好である。し
かもアンモニア、アミン類等の塩基性悪臭ガス並びにメ
ルカプタン、硫化水素等の酸性悪臭ガス、硫化メチル等
の中性悪臭ガス、ホルムアルデヒド及びＶＯＣについて
も吸着することが出来るため悪臭の除去も可能である。

【００３４】このように、本願で使用する処理物は、シ
リカ、燐酸カルシウム、アルミナ、酸化鉄等を主成分と
する汚泥焼却灰に、酸性水溶液を添加することにより、
汚泥焼却灰に含有される酸可溶性成分が溶解除去され
て、粉体が多孔質化したものである。この反応によっ
て、通常５m²/g程度しかない焼却灰のＢＥＴ比表面積
は、６．５m²/g以上、好ましくは１０〜７０m²/gとな
る。

【００３５】また、上記処理を行うことによって、吸放
湿及び悪臭吸着効果を発揮する主に細孔径が１０nm以下
の細孔容積、特に６nm以下の細孔容積が大幅に増加す
る。ここで、細孔容積は、細孔径分布から求めることが
できるが、該分布はＮ₂ガスを粉体に加圧下吸着させる
ことにより、細孔の直径とその細孔の容積との関係を調
べたものである。

【００３６】また、この処理物は、必要に応じて、更に
粉砕しても良い。

【００３７】本発明の塗布材は、上記汚泥焼却灰に酸性
水溶液を添加後乾燥してなる処理物（以下、本明細書
中、汚泥焼却灰処理物ということがある。）を含有する
ことを特徴とするものであるが、通常、更に下記（ii）
及び（iii）の成分の少なくとも１種を含有するもので
ある。

【００３８】(ii)水硬性物質水硬性物質としては、汚泥焼却灰処理物と水とを混ぜ
て、混練後、塗布終了まで流動性を保持し、その後自然
養生することにより硬化するものであれば、特に限定さ
れないが、例えば、各種ポルトランドセメント（例え
ば、普通、早強、白色など）、高炉セメント、フライア
ッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントなら
びにアルミナセメント、ケイ酸カルシウム、マグネシ
ア、石膏、スラグ等の単体又はこれらの混合物を用いる
ことができる。さらに、ポリプロピレン、パルプ、ワラ
ストナイトなどを補強材として水硬性物質に加えて使用
することも可能である。特に、水硬性物質としては、普
通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等
が好適である。

【００３９】上記水硬性物質を１種又は２種以上本発明
の塗布材に配合することが可能であるが、その場合、配
合量としては、汚泥焼却灰処理物１００重量部に対し
て、少なくとも１０重量部程度、好ましくは、１０〜５
０重量部、より好ましくは、１０〜３０重量部程度配合
されるのがよい。

【００４０】(iii)セメント混和用ポリマーセメント混和用ポリマーとしては、ＪＩＳＡ６２０３
「セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化
形粉末樹脂」に示されるものであればよい。

【００４１】該セメント混和用ポリマーディスパージョ
ンとしては、各種の樹脂を含む水分散体であって、乾燥
により連続した被膜を形成しうるものであればいずれの
樹脂でもよい。例えば、アクリル酸エステル系、エチレ
ン酢酸ビニル系などの樹脂エマルジョンに界面活性剤や
保護コロイド等の安定剤等を加えてよく分散させたもの
が挙げられる。特にこのポリマーディスパージョンとし
ては、アクリル酸エステル系樹脂エマルジョンが好適で
ある。このアクリル酸エステル系樹脂エマルジョンと
は、（メタ）アクリレート類やこれとアクリロニトリ
ル、スチレン、エチレン、酢酸ビニル等の他のモノマー
との混合物を水中で乳化重合することにより得られるも
のである。

【００４２】また、再乳化形粉末樹脂として、ゴムラテ
ックス又は樹脂エマルジョンに界面活性剤や保護コロイ
ド等の安定剤等を加えて乾燥させることによって得られ
る粉末状のものも使用可能である。

【００４３】即ち、本発明の塗布材に、セメント混和用
ポリマーをポリマーディスパージョンの状態で添加して
もよいし、再乳化形粉末樹脂として添加してもよい。

【００４４】セメント混和用ポリマーを１種又は２種以
上本発明の塗布材に配合することが可能であるが、その
場合配合量としては、汚泥焼却灰処理物１００重量部に
対して、ポリマー（固形分）として少なくとも０．５重
量部程度配合するのがよい。好ましくは、０.５〜１０
重量部程度配合するのがよい。

【００４５】本発明の塗布材は、汚泥焼却灰処理物を含
むものであり、具体的には汚泥焼却灰処理物に水硬性物
質及び／又はセメント混和用ポリマー、並びに水を、事
前に又は使用時に配合して混練することによって得られ
るものである。より具体的には、本発明の塗布材は、汚
泥焼却灰処理物に水硬性物質及び／又は再乳化形粉末樹
脂を配合して混合するものであり、使用時に水を添加
し、混練することによって得られる。或いは、本発明の
塗布材は、汚泥焼却灰処理物に、水硬性物質及び／又は
セメント混和用ポリマーディスパージョンを事前に又は
使用時に配合して混合するものであり、更に使用時に水
を添加し、混練することによって得られる。

【００４６】上記水の配合量は、水を混合して得られた
塗布材混練物を、室内の壁や天井下地材、床等の内装材
に、金コテやローラ、刷毛等の適宜な塗装具を用いて層
厚が１〜１０ｍｍ程度となるように塗布することが可能
な程度の粘度を有する量であれば特に限定されないが、
例えば、汚泥焼却灰処理物１００重量部に対して、３０
〜１００重量部程度が適当である。

【００４７】塗布材混練物を塗布後自然乾燥させて得ら
れた塗布層は、汚泥焼却灰処理物が多孔質となっている
ため大きな吸湿性を有しており、また吸湿性と共に水分
を放湿しやすいので、室内の湿度状況に即応して吸放湿
作用を行い、優れた室内調湿機能を発揮するものであ
る。

【００４８】さらに、汚泥焼却灰処理物が有する細孔径
が１〜１０ｎｍという微細な空隙が、ホルムアルデヒド
やＶＯＣ（トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アセ
トン等）といわれる揮発性有機化合物やアンモニア、ア
ミン類などの塩基性悪臭ガス、酸性悪臭ガス、中性悪臭
ガスについても吸着除去するために、快適な室内環境を
得ることができる。

【００４９】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限
されるものではない。

【００５０】実施例１〜３及び比較例１〜３下水汚泥焼却灰をビーカーに入れ、これに１００％硫酸
に換算して７．３５重量％に相当する硫酸水溶液を下水
汚泥焼却灰１００重量部に対し１５０重量部添加し、練
りさじで約１分混練後、２０℃の恒温室に２時間放置し
た。次に、これを１１０℃の乾燥器に１８時間保持し、
乾燥後ブレンダーで解砕して汚泥焼却灰処理物を得た。
なお、下水汚泥焼却灰としては、高分子凝集剤を添加後
脱水した汚泥を、流動床型焼却炉にて焼却したものを使
用した。

【００５１】この汚泥焼却灰処理物、普通ポルトランド
セメント（住友大阪セメント社製）、アクリル酸エステ
ル系ポリマーディスパージョン（ライオンボンドＡ：住
友大阪セメント社製、ポリマー４５％含有）、珪藻土粉
末（昭和化学工業社製（ラヂオライトＳＰＦ））、７号
珪砂および水を表１に示す配合及び配合割合にて混合
後、約１分間混練した（実施例１〜３並びに比較例１及
び２）。

【００５２】

【表１】

【００５３】得られた各塗布材を、シャーレ（φ５５ｍ
ｍ高さ１０ｍｍ：表面積２４ｃｍ²）に入れ数回タッピ
ング後、２０℃恒温室で７日間養生した。その後、２０
℃の恒温室内においてデシケータの底に飽和塩類溶液を
入れることにより相対湿度（ＲＨ）５０％の環境を設定
したデシケータ内に各シャーレを静置させ、このデシケ
ータ内で各々のシャーレの秤量値が平衡になったところ
で、次に各シャーレを相対湿度（ＲＨ）９０％に設定さ
れたデシケータ内に移し、水分吸着量がほぼ平衡に達す
る２４時間吸湿後に秤量し、単位表面積当たりの水分吸
着量を求めた。次に、吸湿試験後の試料を、相対湿度５
０％の環境を設定したデシケーター内に移して２４時間
放湿後に秤量し、単位表面積当たりの水分吸着量を求め
た。そしてこの水分吸着量の差を吸放湿量として評価し
た。その後再度、９０％相対湿度のデシケータに入れて
これらの操作を繰り返し試験した。比較例３として上面
以外をエポキシ樹脂でコーティングした石膏ボード（５
ｃｍ×５ｃｍ×厚さ５ｍｍ）を同様の条件で評価した。

【００５４】なお、相対湿度は飽和溶液法で調整し、そ
れぞれ、５０％ＲＨ＝炭酸カリウム、９０％ＲＨ＝硝酸
カリウムを使用した。

【００５５】試験結果を表２に示す。

【００５６】

【表２】

【００５７】表２に示すように、汚泥焼却灰処理物を使
用することにより、十分な吸放湿性能を示すことが確認
された。

【００５８】各塗布材の性能を比較すると、汚泥焼却灰
処理物とセメント混和用ポリマーの混合物、汚泥焼却灰
処理物と水硬性物質との混合物、汚泥焼却灰処理物と水
硬性物質とセメント混和用ポリマーとの混合物の順とな
り、汚泥焼却灰処理物とセメント混和用ポリマーの組み
合わせが最も優れていることが判る。

【００５９】一方、珪藻土を使用した場合（比較例
２）、汚泥焼却灰処理物を用いた場合より配合水量が大
きいこともあり乾燥収縮が大きく、表面に無数のクラッ
クが発生していた。それに対し、本発明の塗布材を用い
た場合は若干の収縮が見られたがクラック等はまったく
確認されなかった。

【００６０】実施例４及び比較例４〜５本発明の塗布材のホルムアルデヒド及びＶＯＣガスの吸
着除去性能及び悪臭ガスの吸着除去性能について評価し
た。即ち、下水汚泥焼却灰に１００％硫酸に換算して
７．３５重量％に相当する硫酸水溶液を下水汚泥焼却灰
１００重量部に対し、１５０重量部の割合で添加後混練
し、２０℃の恒温室にて２時間浸漬して静置させた。こ
れを１１０℃の乾燥器に１８時間保持し乾燥させ、ブレ
ンダーで解砕して汚泥焼却灰処理物を得た。得られた汚
泥焼却灰処理物１００重量部に対して、アクリル酸エス
テル系ポリマーディスパージョン（ライオンボンドＡ：
住友大阪セメント社製、ポリマー４５％含有）を３重量
部、水を３２．５重量部配合し混練したものをハンド式
プレス成形機（成形圧６ｔ（4×10⁷Pa））でペレット
（成形体φ３ｃｍ×ｔ4.5ｍｍ）とした。

【００６１】また、比較例４として、市販品の珪藻土
（昭和化学工業社製）１００重量部に対して、アクリル
酸エステル系ポリマーディスパージョン（ライオンボン
ドＡ：住友大阪セメント社製、ポリマー４５％含有）を
３重量部、水を６０重量部配合したものを同様にペレッ
トとした。さらに比較例５として石膏ボード（２．５ｃ
ｍ×２．５ｃｍ×厚さ５ｍｍ）を使用した。これらを各
々１Ｌのポリエステルバックに投入して以下の試験に用
いた。また、ブランクとしてサンプルを入れていないポ
リエステルバックも用意した。

【００６２】即ち、ホルムアルデヒド及びＶＯＣガスの
吸着除去性能については、各濃度に設定されたホルムア
ルデヒド（４ｐｐｍ）及び２種類のＶＯＣガス（トルエ
ン；４０ｐｐｍ、キシレン；１００ｐｐｍ）を、上記ポ
リエステルバックにそれぞれ封入後２０℃恒温室に静置
し、２４時間後に北川式ガス検知管（ガス検知管型番：
ホルムアルデヒド；１７１ＳＣ、トルエン；１２４ＳＡ
及び１２４ＳＢ、キシレン；１４３ＳＡ及び１４３Ｓ
Ｂ）によりバック内に残存するガス濃度を測定し、これ
らのガスの吸着除去率を求めた。またサンプルを入れて
いない２４時間後の各ガス封入バックのブランク値が変
化した場合は、測定濃度を補正し除去率を求めた。

【００６３】算出式：除去率（％）＝（１−残存濃
度／ブランク濃度）×１００悪臭ガスの吸着除去性能についても、各濃度に設定され
た４種類の悪臭ガス（アンモニア；２５ｐｐｍ、硫化水
素；１０ｐｐｍ、メチルメルカプタン；２０ｐｐｍ、ト
リメチルアミン；２０ｐｐｍ）を、上記ポリエステルバ
ックにそれぞれ封入後２０℃恒温室に静置し、２４時間
後に北川式ガス検知管（ガス検知管型番：アンモニア；
１０５ＳＤおよび１０５ＳＣ、硫化水素；１２０ＳＥ、
メチルメルカプタン；１３０Ｕ）およびガステック式ガ
ス検知管（ガス検知管型番：メチルメルカプタン；７
１、トリメチルアミン；１８０）によりバック内に残存
するガス濃度を測定し、これらのガスの吸着除去率を求
めた。またサンプルを入れていない２４時間後の各ガス
封入バックのブランク値が変化した場合は、測定濃度を
補正し除去率を求めた。

【００６４】算出式：除去率（％）＝（１−残存濃
度／ブランク濃度）×１００その結果を表３に示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】本発明の塗布材は、ホルムアルデヒド及び
ＶＯＣガスを６０〜８０％除去することが確認された。

【００６７】これに対し、珪藻土を含む塗布材は若干ガ
ス除去率が劣り、石膏ボードはほとんど吸着しなかっ
た。

【００６８】また、本発明の塗布材は、アンモニアガス
をほとんど吸着し、その他の悪臭ガスも９０％以上吸着
除去することが確認された。

【００６９】これに対し、珪藻土を含む塗布材は若干ガ
ス除去率が劣り、石膏ボードはほとんど吸着しなかっ
た。

【００７０】実施例５〜８及び比較例６〜９下水汚泥焼却灰をビーカーに入れ、これに１００％塩酸
又は１００％硝酸に換算して８．２重量％に相当する酸
性水溶液（塩酸水溶液又は硝酸水溶液）を、下水汚泥焼
却灰１００重量部に対し１００重量部添加し、練りさじ
で約１分混練後、２０℃の恒温室に２時間放置した。次
に、これを１１０℃の乾燥器に１８時間保持し、乾燥後
ブレンダーで解砕して汚泥焼却灰処理物を得た。なお、
下水汚泥焼却灰としては、高分子凝集剤を添加後脱水し
た汚泥を、流動床型焼却炉にて焼却したものを使用し
た。

【００７１】この汚泥焼却灰処理物、普通ポルトランド
セメント（住友大阪セメント社製）、アクリル酸エステ
ル系ポリマーディスパージョン（ライオンボンドＡ：住
友大阪セメント社製、ポリマー４５％含有）、珪藻土粉
末（昭和化学工業社製（ラヂオライトＳＰＦ））、７号
珪砂および水を表４に示す配合及び配合割合にて混合
後、約１分間混練し塗布材とした（実施例５〜７並びに
比較例６〜８）。

【００７２】また、実施例８として、下水汚泥焼却灰に
塩酸水溶液を添加し、練りさじで約１分間混練後、２０
℃の恒温室に２時間放置した後、水酸化カルシウム粉末
（特級試薬）をｐＨが８．７になるまで添加する以外は
上記と同様な方法で塗布材を作成した。

【００７３】なお、水量は、上述した各配合物を混練し
た塗布材を石膏ボードの表面に適当量のせ、１０回程度
タッピングしてほぼ表面全体にゆき渡る程度の軟度に調
整した。

【００７４】

【表４】

【００７５】得られた各塗布材を、市販石膏ボード（５
ｃｍ×５ｃｍ×厚さ１ｃｍ、吉野石膏社製）上に厚さ１
ｍｍになるように型枠を使用して塗布し、２０℃恒温室
で３日間養生した。その後、上面塗布面以外をシリコン
樹脂でコーティングし、更に２０℃恒温室で３日間養生
した。これらを、２０℃の恒温室内においてデシケータ
の底に飽和塩類溶液を入れることにより相対湿度（Ｒ
Ｈ）５０％の環境を設定したデシケータ内に静置させ、
このデシケータ内で各々のボードの秤量値がほぼ定量に
なったところで、次に各ボードを相対湿度（ＲＨ）９０
％に設定されたデシケータ内に移し、水分吸着量がほぼ
平衡に達する２４時間吸湿後に秤量し、単位表面積当た
りの水分吸着量を求めた。次に、吸湿試験後の試料を、
相対湿度５０％の環境を設定したデシケーター内に移し
て２４時間放湿後に秤量し、単位表面積当たりの水分吸
着量を求めた。そしてこの水分吸着量の差を吸放湿量と
して評価した。比較例９として上面以外をシリコン樹脂
でコーティングした石膏ボード（５ｃｍ×５ｃｍ×厚さ
１ｃｍ）を同様の条件で評価した。

【００７６】なお、相対湿度は飽和溶液法で調整し、そ
れぞれ、５０％ＲＨ＝炭酸カリウム、９０％ＲＨ＝硝酸
カリウムを使用した。

【００７７】試験結果を表５に示す。

【００７８】

【表５】

【００７９】表５に示すように、塩酸、硝酸を添加した
汚泥焼却灰処理物を使用することにより、十分な吸放湿
性能を示すことが確認された。

【００８０】各塗布材の性能を比較すると、汚泥焼却灰
処理物とセメント混和用ポリマーの混合物、汚泥焼却灰
処理物と水硬性物質とセメント混和用ポリマーとの混合
物の順となり、汚泥焼却灰処理物とセメント混和用ポリ
マーの組み合わせが最も優れていることが判る。

【００８１】また、酸水溶液の種類では、塩酸が最も優
れ、中和処理品も良好な吸放湿性能を示した。

【００８２】一方、珪藻土を使用した場合（比較例６、
７）、汚泥焼却灰処理物を用いた場合より配合水量が大
きいこともあり乾燥収縮が大きく、表面に無数のクラッ
クが発生していた。それに対し、本発明の塗布材を用い
た場合は収縮が見られず、クラック等はまったく確認さ
れなかった。

【００８３】実施例９〜１１及び比較例１０〜１２本発明の塗布材の悪臭ガス及びＶＯＣガスの吸着除去性
能について評価した。即ち、下水汚泥焼却灰をビーカー
に入れ、これに１００％塩酸に換算して８．２重量％に
相当する塩酸水溶液を下水汚泥焼却灰１００重量部に対
し、１００重量部の割合で添加し練りさじで約１分間混
練後、２０℃の恒温室にて２時間放置後、水酸化カルシ
ウム粉末（特級試薬）でｐＨ８．７まで中和した。これ
を１１０℃の乾燥器に１８時間保持し乾燥させ、ブレン
ダーで解砕して汚泥焼却灰処理物を得た。なお、下水汚
泥焼却灰としては、高分子凝集剤を添加後脱水した汚泥
を、流動床型焼却炉にて焼却したものを使用した。

【００８４】また、実施例１１においては、下水汚泥焼
却灰に塩酸水溶液を添加し、練りさじで約１分間混練
後、２０℃の恒温室に２時間放置した後、中和せずに上
記と同様な方法で処理灰を得たものを使用した。

【００８５】この汚泥焼却灰処理物、普通ポルトランド
セメント（住友大阪セメント社製）、アクリル酸エステ
ル系ポリマーディスパージョン（ライオンボンドＡ：住
友大阪セメント社製、ポリマー４５％含有）、珪藻土粉
末（昭和化学工業社製（ラヂオライトＳＰＦ））および
水を表６に示す配合及び配合割合にて混合後、約１分間
混練し塗布材とした（実施例９〜１１並びに比較例１０
〜１１）。

【００８６】

【表６】

【００８７】得られた各塗布材を、市販石膏ボード（５
ｃｍ×５ｃｍ×厚さ１ｃｍ、吉野石膏社製）上に厚さ１
ｍｍになるように型枠を使用して塗布し、２０℃恒温室
で３日間養生した。その後、上面塗布面以外をシリコン
樹脂でコーティングし、更に２０℃恒温室で３日間養生
した。さらに比較例１２として上面以外シリコン樹脂で
コーティングした石膏ボード（５ｃｍ×５ｃｍ×厚さ１
ｃｍ）を使用した。

【００８８】これらを使用して、代表的な悪臭ガスであ
るメチルメルカプタン及びＶＯＣガスの１種であるトル
エンガスの吸着試験を行った。

【００８９】上記ガスの吸着試験は、上記各サンプルを
各々１Ｌのポリエステル製ガスバックに各１つづつ投入
して、これにメチルメルカプタン２０ｐｐｍ、トルエン
１０ｐｐｍに調製したガスを各々充填した。

【００９０】その後、２０℃の恒温室に静置し、１０分
後及び１時間後のガスをガスクロマト質量分析計（商品
名「ＨＰ５９７３ＭＳＤ」、ヒューレットパッカード社
製）を用いて、定量分析評価した。また、定量分析で
は、ブランクとしてサンプルを入れていないポリエステ
ルバックも用意し、ブランクガスの濃度の測定も行い、
ガス吸着除去率（％）を下記式により算出した。ガス吸着除去率（％）＝（１−残存濃度(ppm)／ブラン
クガス濃度(ppm)）×100 その結果を表７に示す。

【００９１】

【表７】

【００９２】本発明の塗布材は、塗布しない状態や、珪
藻土に比して、優れた悪臭ガス及びＶＯＣガス吸着除去
性能を示すことが判る。

【００９３】特に、メチルメルカプタンガスは、悪臭防
止法における特定悪臭物質であり、今回の設定濃度は、
臭気強度５相当の100倍であるにもかかわらず、水硬性
物質を混合しない場合で比較すると、実施例９の１０分
後の吸着除去率は、比較例１０に比して約２倍以上、比
較例１２の約１０倍を示し、吸着初期から優れた除去性
能を有することが判った。

【００９４】また、水硬性物質を混合する場合では、実
施例１０は比較例１１に比して１．５倍以上、比較例１
２の約５倍の吸着除去率を示した。

【００９５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、汚泥焼却
灰に酸性水溶液を添加処理後、乾燥するといった簡易な
処理により多孔質化した処理物を主原料とした塗布材
を、壁材、床材、天井下地材等の内装材表面に塗布し
て、室内の調湿およびホルムアルデヒド及びＶＯＣガス
を初め各種の悪臭、有害ガスの吸着を行う塗布材を得る
ことができる。

【００９６】また、汚泥焼却灰に多孔質化という付加価
値を付けることにより非常に安い製造コストで、塗布材
としての適用が可能となり、下水汚泥焼却灰のリサイク
ルが更に促進される。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物を含有する塗布材。
【請求項２】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物及び水硬性物質を含有する塗布材。
【請求項３】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物及びセメント混和用ポリマーを含有する塗
布材。
【請求項４】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物、水硬性物質及びセメント混和用ポリマー
を含有する塗布材。
【請求項５】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物が、汚泥焼却灰に、酸性水溶液を添加し、
次いで乾燥するか又は水洗後乾燥してなる処理物である
請求項１〜４のいずれかに記載の塗布材。
【請求項６】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物が、汚泥焼却灰に、酸性水溶液を添加し中
和剤により中和した後、乾燥したものである請求項５に
記載の塗布材。
【請求項７】中和剤が水酸化ナトリウム、水酸化カル
シウム又は消石灰である請求項６に記載の塗布材。
【請求項８】汚泥焼却灰に酸性水溶液を添加後乾燥し
てなる処理物のＢＥＴ比表面積が、６．５m²/g以上であ
る請求項１〜７のいずれかに記載の塗布材。
【請求項９】汚泥焼却灰が、下水汚泥焼却灰である請
求項１〜８のいずれかに記載の塗布材。
【請求項１０】酸性水溶液が、硫酸水溶液である請求
項１〜９のいずれかに記載の塗布材。
【請求項１１】酸性水溶液が、塩酸水溶液又は硝酸水
溶液である請求項１〜９のいずれかに記載の塗布材。