JP2003225528A - ロックウールを利用した調湿材及びその製造方法 - Google Patents

ロックウールを利用した調湿材及びその製造方法

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JP2003225528A
JP2003225528A JP2002028682A JP2002028682A JP2003225528A JP 2003225528 A JP2003225528 A JP 2003225528A JP 2002028682 A JP2002028682 A JP 2002028682A JP 2002028682 A JP2002028682 A JP 2002028682A JP 2003225528 A JP2003225528 A JP 2003225528A
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JP
Japan
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rock wool
weight
alkali metal
metal hydroxide
drying
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Takashi Terayama
隆司 寺山
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロックウールを利用した調湿材と製造方法、
及びロックウール廃材の処理方法を提供。 【解決手段】 ロックウールのシリカ分100重量部に
対し、濃度5〜50重量%のアルカリ金属水酸化物水溶
液を固形分として3〜50重量部添加し、得られた湿潤
混合物を80℃以上で加熱乾燥する調湿材の製造方法。
また、ロックウール廃材にアルカリ金属水酸化物水溶液
を添加し、これを混合粉砕した後、得られた湿潤混合物
を80℃以上で加熱乾燥して調湿材を得るロックウール
廃材の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロックウール、特
にロックウール廃材を利用した調湿材とその製造方法、
及びロックウール廃材の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ロックウールは、耐火性、断熱性、通気
性、保水性などに優れ、その特性を活かして耐火被覆
材、建築物やプラントの断熱材、吸音材、農業資材など
幅広く使用されているが、更なる商品展開が望まれてい
る。
【0003】ロックウールを使用した建築物やプラント
の点検、補修、解体の際には撤去されたロックウール廃
材が大量に発生する。これら廃材は、耐熱性があって焼
却処分できないので、ほとんどが産業廃棄物として埋め
立て処分される。埋め立て処分には広大な場所を必要と
するが、近年用地の確保が困難となってきており、大き
な社会問題となっている。
【0004】また、ロックウールの製造工程において、
成形品屑の他、繊維化されなかったものが塊状又は粒状
の廃材として発生する。廃材となったロックウールは、
再利用が難しく用途は限られている。そのため、特開平
6-217637号は、溶融炉に戻すことを提案しているが、製
造工程で発生する塊や粉粒物の廃材は、大きな塊状のも
のを除きそのままではほとんど溶融炉に戻すことができ
ない。成形品屑や粉粒体は、軽すぎて溶融炉に投入して
も内部まで入らないか、溶融炉の熱による上昇気流で舞
い上がって飛散するためである。
【0005】ところで、近年、コンクリート構造物等の
居住空間においては結露問題を生じており、それを防止
するために、各種の吸放湿材が提案されている。例え
ば、特許3026604号は石膏ボードを利用した材料、特許3
065607号は珪酸カルシウムを利用した材料を開示する。
特許2948133号、特許3041348号は、天然鉱物を利用し、
比表面積等を特定した材料を開示する。また、特公平6-
49131号、特開平10-266366号は、無機発泡体やSiO2-
Al23系粉体等をアルカリ金属珪酸塩、いわゆる水ガ
ラスをバインダーとして使用してなる材料を開示する。
さらに、本出願人も、特開平9-328374号、特開平11-322
468号などにパーライト等をアルカリ硬化した材料を開
示する。
【0006】また、特開平9-124315号は、ロックウール
等のシリカアルミナ粉粒体をアルカリ処理後脱水し、加
圧成形した後に水熱処理するゼオライト硬化体を開示す
る。さらに、特開平6-183813号は、ロックウール等を、
木片等、アルカリ刺激剤とともに水の存在下でホットプ
レス成形してなる成形体を開示する。これは、コンクリ
ート製品の代替など高強度の材料を提供するものであ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した新たな商品展開要求と、ロックウール廃材の再利用
を実現するため、ロックウールを利用した調湿材とその
製造方法、及びロックウール廃材の処理方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ロ
ックウールのシリカ分100重量部に対し、濃度5〜5
0重量%のアルカリ金属水酸化物水溶液を固形分として
3〜50重量部添加し、得られた湿潤混合物を80℃以
上で加熱乾燥することを特徴とするロックウールを利用
した調湿材の製造方法である。本発明において、ロック
ウールがバージンロックウール又はロックウール廃材で
あり、アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウムであ
り、湿潤混合物のNaOH/SiO2比が0.1〜1であ
ることがよい。
【0009】また、本発明は、ロックウールと、濃度1
0〜50重量%のアルカリ金属水酸化物水溶液を80℃
以上で加熱乾燥して得られ、吸放湿率5重量%以上であ
ることを特徴とする調湿材である。
【0010】さらに、本発明は、ロックウール廃材にア
ルカリ金属水酸化物水溶液を添加し、これを混合粉砕し
た後、得られた湿潤混合物を80℃以上で加熱乾燥して
調湿材を得ることを特徴とするロックウール廃材の処理
方法である。
【0011】以下、本発明を詳細に説明する。ロックウ
ールは、輝緑石、玄武岩等の天然岩石や、金属精錬時の
副産物であるスラグなどを原料とし、電気炉やキュポラ
などで溶融し、溶融物を遠心力及び/又は加圧気体で製
綿したものである。正規製品のロックウール(バージン
ロックウール)のほか、ロックウール廃材も本発明によ
って処理される。以下、断りのない限り、バージンロッ
クウール、ロックウール廃材を総称してロックウールと
いう。
【0012】ロックウール廃材は、ロックウールを用い
たプラント設備、建築物、農業施設の点検、補修、解体
の際に大量に発生する。また、ロックウール製造工程に
おいても、ロックウールをフェノール樹脂や熱可塑性樹
脂等のバインダーにより成形加工する際発生する成形品
屑の他、製綿工程で繊維化されなかったものが塊状又は
粒状となって廃材として発生する。これらのロックウー
ル廃材は、形状や大きさも種々多様のうえ、バインダ
ー、紙、プラスチックフィルム、木片、鉄片、製綿原料
等の異物が混入したものもある。
【0013】繊維長が数十mmと長く、繊維が絡み合って
いるロックウールは、そのままでは処理しにくいので、
細かく粉砕することが好ましい。繊維径が数μm程度で
あればアルカリ金属水酸化物との反応上は必ずしも粉砕
する必要はない。しかし、繊維が長いままでは混合時に
ダマになりやすく、繊維が均一に分散した調湿材が得ら
れない。繊維長が短いものほど処理しやすく、好ましく
は3mm以下の長さであることがよい。
【0014】また、ロックウール製造時に発生するショ
ットや屑等の廃材は、細かいほどアルカリ金属水酸化物
との反応性がよく処理も容易である。好ましくは、50
メッシュ篩通過以下、より好ましくは150メッシュ篩
通過以下の大きさに粉砕することがよい。しかし、細か
く粉砕されたものだけを使用しなければならないわけで
はなく、例えば、比較的長い繊維状のものや数メッシュ
程度の砂状のものや、まれに数mm程度の塊が含まれて
も、細かく粉砕されたものと配合すればよい。これら繊
維状物と粉砕物との配合割合は、調湿材の最終形状を鑑
みて適宜考慮すればよいが、これらの配合はアルカリ金
属水酸化物の添加量や加熱乾燥の条件などに影響するこ
とがある。ロックウール廃材処理の場合は、必要に応じ
て、粉砕作業時に磁選処理を行ったり、粉砕物から異物
を除去したりしてもよい。
【0015】本発明におけるロックウールの粉砕方法と
しては、アルカリ金属水酸化物水溶液を加える前に粉砕
する方法(事前粉砕)と、アルカリ金属水酸化物水溶液
を加えた後に粉砕する方法(混合粉砕)があり、いずれ
も採用可能である。
【0016】事前粉砕は、ボールミル、ローラミル、高
速回転ミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行うこと
でよいが、後述のホバートミキサーを用い、例えばロッ
クウールと同量の水とともに攪拌混合して粉砕すること
もできる。
【0017】混合粉砕は、攪拌具がサイクロイド曲線を
描くように混合攪拌を行う装置、例えばホバートミキサ
ーやリボンミキサーを用いることがよい。このような装
置を用いると、材料の混合とロックウールの粉砕が同時
にでき、しかも繊維の状態を残した粉砕物を得ることが
できる。例えば、ホバートミキサーを用い、ロックウー
ルとアルカリ金属水酸化物水溶液を含水比1〜1.5程
度で混合粉砕すると、10分間程度で米粒大にそろった
湿潤混合物が得られる。混合粉砕では、残された繊維が
絡まって毛ダマ状になっているため、空隙が維持されて
空気との接触が容易になり、優れた吸放湿性を有する調
湿材が得られる。
【0018】次に、ロックウールにアルカリ金属水酸化
物水溶液を添加し、湿潤混合物を調製する。アルカリ金
属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウムなどを単独又は混合して用いるが、
コスト面から安価な水酸化ナトリウムや水酸化カリウム
を用いることが好ましい。アルカリ金属水酸化物水溶液
の濃度は、水酸化ナトリウムの場合5〜50重量%程
度、好ましくは10〜40重量%程度がよい。濃度が5
重量%より低いと、水分の量が多すぎて加熱乾燥に時間
がかかり、加熱乾燥の際粒状にまとまらないことがあ
る。50重量%を超えると、添加する水溶液量が少なく
なるため混合時又は混合粉砕の際に発塵しやすくなるほ
か、水溶液の調製も煩雑な作業となる。なお、ロックウ
ール廃材は、回収時に発塵を抑えるため散水されること
が多いが、含水状態の廃材を乾燥する必要はなく、その
水分量を加味してアルカリ金属水酸化物水溶液の濃度を
調整すればよい。
【0019】ロックウールに対するアルカリ金属水酸化
物水溶液の添加割合は、ロックウール(乾燥重量)のシ
リカ分100部に対し、固形分としてアルカリ金属水酸
化物3〜50重量部、好ましくは10〜40重量部であ
る。これが3重量部より少ないと製品の吸放湿性が低
く、50重量部を超えるとロックウール繊維が崩壊しや
すくなり、製品にアルカリ金属水酸化物が残存して潮解
性を示すなど実用的でない。アルカリ金属水酸化物水溶
液は、攪拌前に一度に全量を加えてもよいし、攪拌しな
がら少量ずつ加えてもよく、作業性に応じて適宜選択す
ればよい。本発明において、好ましい湿潤混合物は、ア
ルカリ金属水酸化物として水酸化ナトリウムを用い、N
aOH/SiO2比(重量比)が0.1〜1であることが
よい。
【0020】アルカリ金属水酸化物は、ロックウールの
シリカ分と反応して珪酸アルカリを生じ、これが脱水過
程で重縮合ゲル化し、空気中の水分を吸放湿する活性表
面が形成されるものと考えられる。この機能を補う必要
がある場合、ロックウールに加えて、パーライト、珪藻
土、白土等のシリカ類や、水酸化アルミニウムを補うこ
とができる。シリカ類はロックウールと同様に珪酸アル
カリを形成し、水酸化アルミニウムは生成物の強度を高
めることができる。これらを配合する場合、ロックウー
ル100重量部に対して、シリカ類は5〜20重量部程
度、水酸化アルミニウムは2〜5重量部程度が好まし
い。これらは粉体であることが好ましい。粉末を添加す
ると、これらがロックウール繊維表面にアルカリ金属水
酸化物の作用によって結合し、広い表面積を維持するこ
とができる。
【0021】次に、湿潤混合物を80℃以上に加熱乾燥
して調湿材を製造する。加熱乾燥は、公知の乾燥方法で
よいが、熱風による加熱乾燥(熱風乾燥)が好ましい。
熱風乾燥は、水分を強制的に追い出して脱水するもの
で、好ましくは100〜200℃の熱風で乾燥すること
がよい。乾燥温度が80℃より低いと、反応が十分に進
まないので製品の吸放湿性が低く、乾燥にも長時間かか
る。乾燥時間は、製品の大きさや量により変わるが、顆
粒状のものなら5〜20分程度、直径20mm程度の球状
のものなら10〜30分程度でよい。
【0022】また、湿潤混合物を造粒したのち熱風乾燥
すると、造粒物の表面から水分が急速に蒸発し、内部の
水溶液は反応が進む間がなく外側へ流れ、造粒物の表面
部分のアルカリ金属水酸化物の濃度が高まり、熱により
表面の反応が十分に進むため、表面の強度が増し造粒物
を硬くするとともに十分な吸放湿性が付与される。
【0023】本発明の調湿材は、防露性の観点から吸放
湿率が5重量%以上であることが必要である。吸放湿率
の測定方法は、25℃、90%環境と25℃、50%環
境を24時間ごとに繰り返し、吸湿時重量と放湿時重量
がほぼ一定になった時点での両者の重量差を乾燥重量で
除して得られる重量%である。
【0024】本発明の調湿材は、その用途に応じて、粉
状、顆粒状、フレーク状、球状、棒状、板状など任意の
形状に加工することができる。この加工は、加熱乾燥前
の湿潤混合物を造粒、加圧成形してもよいし、加熱乾燥
後に造粒、加圧成形してもよい。また、これらを通気性
のある袋に入れるなどして取り扱いを容易にすることも
可能である。本発明の調湿材の用途としては、床下調湿
材、押入調湿材、調湿断熱材などが挙げられる。
【0025】
【実施例】実施例1〜2、比較例1〜3 ロックウール粒状綿(含水率5重量%以下、平均粒径2
0mm、新日化ロックウール株式会社製)に、水酸化ナト
リウム水溶液を添加し、ホバートミキサーを用いて混合
粉砕し、得られた湿潤混合物を乾燥機に入れて熱風によ
り加熱乾燥し、調湿材を得た。材料配合、水酸化ナトリ
ウム水溶液濃度(重量%)、NaOH/SiO2比(SiO
2100重量部に対するNaOH固形分重量)、加熱乾燥
温度及び調湿材の吸放湿率(重量%)を表1に掲げる。
特に単位を記していない数字は重量部を示す。
【0026】実施例3〜5、比較例4〜5 建築物解体現場から回収されたロックウール成形品屑を
ボールミルにより粉砕し、100メッシュ篩通過の粉砕
物(含水率約50重量%)を得た。この粉砕物に水酸化
ナトリウムを添加し混合した後、直径約3〜5mmの球状
体に造粒し、乾燥機に入れて熱風により加熱乾燥し、調
湿材を得た。結果を表1に掲げる。なお、実施例3及び
比較例4は更に珪藻土粉末を配合し、実施例4、5及び
比較例5は更に白土粉末と水酸化アルミニウムを配合し
た。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、ロックウールとアルカ
リ金属水酸化物を反応させ、空気中の水分を吸放湿する
機能を付与することにより、調湿材として利用すること
を可能にした。これにより、ロックウールの新たな用途
が得られた他、従来廃棄されてきたロックウール廃材の
再利用を実現できた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロックウールのシリカ分100重量部に
    対し、濃度5〜50重量%のアルカリ金属水酸化物水溶
    液を固形分として3〜50重量部添加し、得られた湿潤
    混合物を80℃以上で加熱乾燥することを特徴とするロ
    ックウールを利用した調湿材の製造方法。
  2. 【請求項2】 ロックウールがバージンロックウール又
    はロックウール廃材であり、アルカリ金属水酸化物が水
    酸化ナトリウムであり、湿潤混合物のNaOH/SiO2
    比が0.1〜1である請求項1記載のロックウールを利
    用した調湿材の製造方法。
  3. 【請求項3】 ロックウールと、濃度10〜50重量%
    のアルカリ金属水酸化物水溶液を80℃以上で加熱乾燥
    して得られ、吸放湿率5重量%以上であることを特徴と
    する調湿材。
  4. 【請求項4】 ロックウール廃材にアルカリ金属水酸化
    物水溶液を添加し、これを混合粉砕した後、得られた湿
    潤混合物を80℃以上で加熱乾燥して調湿材を得ること
    を特徴とするロックウール廃材の処理方法。
JP2002028682A 2002-02-05 2002-02-05 ロックウールを利用した調湿材及びその製造方法 Withdrawn JP2003225528A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021116200A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 株式会社エーアンドエーマテリアル ジオポリマー様硬化体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021116200A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 株式会社エーアンドエーマテリアル ジオポリマー様硬化体
JP7449701B2 (ja) 2020-01-24 2024-03-14 株式会社エーアンドエーマテリアル ジオポリマー様硬化体

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