JP2006169082A - 不燃材料および不燃性硬化剤 - Google Patents

Abstract

【課題】不燃性が高く、環境改善機能を備えた不燃材料および不燃性硬化剤を提供する。
【解決手段】不燃性硬化剤が、リン酸アルカリ塩と、金属水酸化物と、ケイ酸化合物とからなるので、不燃性硬化剤と水と植物繊維含有物とを混合すれば、不燃性硬化剤によって植物繊維同士の間が架橋化された不燃材料を製造することができる。しかも、不燃材料には、架橋化されている箇所に複数の気孔が形成されるので、製造された不燃材料を室内の壁材等に使用すれば、室内に存在するガス等を吸着することができる。しかも、不燃材料には金属水酸化物が含まれるので、この金属水酸化物が触媒としても機能し、吸着した物質が分解される。よって、吸着した物質が再び室内に戻されることも防ぐことができるから、室内を浄化することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、不燃材料、不燃性硬化剤、およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、Ａ・Ｔ級、Ｂ級あるいは畳床用のインシュレーションボード、インテリア用品、寝具建材、ベッド、ソファー、材木、内装建材、建材としてのシージングボードおよびより強度を要求されるハードボードなどに特に好適な不燃材料および不燃性硬化剤に関する。

従来より、種々の材料から不燃材料が形成されており、その一例として、資源ごみにケイ酸カルシウムおよびリン酸アルカリ塩を加えて硬化させて形成された不燃材料が開示されている（特許文献１）。
この不燃材料は、廃棄された資源ごみが原料となるので、資源ごみを有効活用でき、加熱しても燃えず有毒ガスが発生せず安全であり、しかも、安価に製造できるという利点がある。

上記のごとく、従来例１の不燃材料は、経済性に優れ、また、環境にやさしい材料であり、非常に有効なものであるが、この不燃材料を使用した室内環境の改善する機能は有していない。不燃材料であって、しかも環境改善効果を有しているものが開発されれば、非常に有益である。

特許第３４１６７２１号

本発明は上記事情に鑑み、不燃性が高く、環境改善機能を備えた不燃材料および不燃性硬化剤を提供することを目的とする。

第１発明の不燃性硬化剤は、リン酸アルカリ塩と、金属水酸化物と、ケイ酸化合物とからなることを特徴とする。
第２発明の不燃性硬化剤は、第１発明において、リン酸アルカリ塩と、金属水酸化物と、ケイ酸化合物の混合割合が、容量比で、リン酸アルカリ塩が、４０〜６０％、金属水酸化物が、２０〜４０％、ケイ酸化合物が、２０〜４０となるように配合されていることを特徴とする。
第３発明の不燃性硬化剤は、第１発明において、リン酸アルカリ塩が、二水素アンモニウムであり、金属水酸化物が、水酸化カルシウムであり、ケイ酸化合物が、ケイ酸カルシウムであることを特徴とする。
第４発明の不燃材料は、第１，２または第３発明の不燃性硬化剤と、植物繊維含有物とからなることを特徴とする。
第５発明の不燃材料は、第４発明において、不燃性硬化剤と植物繊維含有物との混合割合が、容量比で、不燃性硬化剤が５０〜７０％であり、植物繊維含有物が３０〜５０％となるように配合されていることを特徴とする。
第６発明の不燃材料は、第４発明において、植物繊維含有物に、活性炭が混合されていることを特徴とする。

第１発明によれば、不燃性硬化剤と水と植物繊維含有物とを混合すれば、不燃性硬化剤によって植物繊維同士の間が架橋化された不燃材料を製造することができる。しかも、不燃材料には、架橋化されている箇所に複数の気孔が形成されるので、製造された不燃材料を室内の壁材や天井、床材等に使用すれば、室内に存在する二酸化炭素や一酸化炭素、塩化水塩、ホルムアルデヒド等のガスや、湿気等を吸着することができる。しかも、不燃材料には金属水酸化物が含まれるので、この金属水酸化物が触媒としても機能し、吸着した物質が分解される。よって、吸着した物質が再び室内に戻されることも防ぐことができるから、室内を浄化することができる。また、製造された不燃材料に水がしみ込んでも、その水の影響により空気中の二酸化炭素との反応による不燃性硬化剤の硬化が進行するから、不燃材料の強度の低下を防ぐことができる。そして、一旦形成された不燃材料において、水に起因する空気中の二酸化炭素との反応による不燃性硬化剤の硬化を生じさせることができるから、不燃材料の強度を長期間保つことができる。
第２発明によれば、不燃性硬化剤を確実に硬化させることができ、しかも、不燃材料の強度を低下させることがない程度に気孔を形成することができる。
第３発明によれば、形成された不燃材料の強度と不燃性、および、気孔の割合を最適にすることができる。
第４発明によれば、不燃性硬化剤と水と植物繊維含有物とを混合すれば、不燃性硬化剤によって植物繊維同士の間が架橋化された不燃材料を製造することができる。しかも、不燃材料には、架橋化されている箇所に複数の気孔が形成されるので、製造された不燃材料を室内の壁材や天井、床材等に使用すれば、室内に存在する二酸化炭素や一酸化炭素、塩化水塩、ホルムアルデヒド等のガスや、湿気等を吸着することができる。しかも、不燃材料には金属水酸化物が含まれるので、この金属水酸化物が触媒としても機能し、吸着した物質が分解される。よって、吸着した物質が再び室内に戻されることも防ぐことができるから、室内を浄化することができる。また、製造された不燃材料に水がしみ込んでも、その水の影響により空気中の二酸化炭素との反応による不燃性硬化剤の硬化が進行するから、不燃材料の強度の低下を防ぐことができる。
第５発明によれば、形成された不燃材料を所定の強度以上に保つことができ、しかも、不燃材料の強度を低下させることがない程度に気孔を形成することができる。
第６発明によれば、室内に存在する二酸化炭素や一酸化炭素、塩化水塩、ホルムアルデヒド等のガスや、湿気等を吸着する性能を向上させることができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の不燃性硬化剤は、Ａ・Ｔ級、Ｂ級あるいは畳床用のインシュレーションボード、インテリア用品、寝具建材、ベッド、ソファー、材木、内装建材、建材としてのシージングボードおよびより強度を要求されるハードボードなどの不燃材料の製造に使用される硬化剤であって、不燃性が高い不燃材料を製造でき、しかも、本発明の不燃性硬化剤を原料として形成された不燃材料が、環境改善機能を具備することに特徴を有する。

本発明の不燃性硬化剤は、その原料として、リン酸アルカリ塩、金属水酸化物、ケイ酸化合物を含有するものであり、その態様は、液体、固体、ペースト状等、どのような態様であってもよく、とくに限定はない。
本発明の不燃性硬化剤におけるリン酸アルカリ塩、金属水酸化物、ケイ酸化合物の混合割合は、リン酸アルカリ塩の容量が４０〜６０％、金属水酸化物の容量が２０〜４０％、ケイ酸化合物の容量が２０〜４０％、となるように配合されており、とくに、リン酸アルカリ塩の容量が５０％、金属水酸化物の容量が２２％、ケイ酸化合物の容量が２８％が好適である。
上記のごとき混合割合とすれば、不燃性硬化剤を確実に硬化させることができ、しかも、不燃材料の強度を低下させることがない程度にその内部に気孔を形成することができる。

なお、リン酸アルカリ塩の割合が６０％より多くなれば本発明の不燃性硬化剤を使用して形成された不燃材料が脆くなるし、４０％未満となれば本発明の不燃性硬化剤を使用して形成された不燃材料の不燃性が低下するといった問題が生じるので、上記割合、とくに４５〜６０％が好適である。
また、金属水酸化物の割合が４０％より多くなれば本発明の不燃性硬化剤を使用して形成された不燃材料が重くなるし、２０％未満となればガス等を吸着する性能が低下するといった問題が生じるので、上記割合、とくに２０〜３５％が好適である。
さらに、ケイ酸化合物の割合が４０％より多くなれば本発明の不燃性硬化剤を使用して形成された不燃材料が脆くなるし、２０％未満となれば本発明の不燃性硬化剤を使用して形成された不燃材料の不燃性が低下するといった問題が生じるので、上記割合、とくに２５〜４０％が好適である。

本発明の不燃性硬化剤の原料となるリン酸アルカリ塩、金属水酸化物、ケイ酸化合物は、以下のごとき物質が例示される。
例えば、リン酸アルカリ塩であれば、リン酸水素カルシウム、リン酸カリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸エステル、リン酸二水素アンモニウム、ピロリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、メタリン酸ナトリウム等が挙げられる。
また、金属水酸化物であれば、水酸化インジウム、水酸化カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化ジルコニル、水酸化カルシウム、水酸化セリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシューム等が挙げられる。
さらに、ケイ酸化合物であれば、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ゲル、ケイ酸ソーダ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシューム、ケイ酸ジルコン、ケイ酸カリ等が挙げられる。
とくに、リン酸アルカリ塩を二水素アンモニウムとし、金属水酸化物を水酸化カルシウム、ケイ酸化合物をケイ酸カルシウムとすれば、本発明の不燃性硬化剤を使用して形成された不燃材料の強度と不燃性、および、気孔の割合を最適にすることができるので、好適である。

本発明の不燃性硬化剤によって不燃材料を製造する場合、植物繊維を含有する物質、例えば、古紙や藁、木、木皮、布等と、水、そして、本発明の不燃性硬化剤を混合する。このとき、水を除いた状態において、容積比が、植物繊維含有物質が５０〜７０％、不燃性硬化剤が３０〜５０％となるように混合する。
そして、植物繊維含有物質と、水、不燃性硬化剤を混合した状態でかき混ぜると、混合した物質と空気の接触面積が大きくなり、また、空気が混合物質中に混入する。すると、リン酸アルカリ塩と金属水酸化物が空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムが形成され、植物繊維含有物質に含まれる植物繊維同士の間が炭酸カルシウムによって架橋化されるから、植物繊維同士が強固に結合された不燃材料を製造することができる。
なお、不燃性硬化剤が液体の場合には、布状や板状、円形状等に形成した植物繊維含有物質を不燃性硬化剤に浸して、植物繊維含有物質中に不燃性硬化剤を含浸させてもよい。

また、植物繊維同士の間が炭酸カルシウムによって架橋化されたときに、植物繊維同士の間は炭酸カルシウムによって完全に埋められるのではなく、架橋部分や植物繊維同士の間に複数の気孔が形成される。すると、この不燃材料を室内の壁材や天井、床等に使用すれば、室内に存在する二酸化炭素や一酸化炭素、塩化水塩、ホルムアルデヒド等のガスや、湿気等を、不燃材料の気孔内に吸着除去することができるから、不燃材料を壁材等に使用した室内を浄化消臭することができる。
しかも、不燃材料には金属水酸化物が含まれるので、金属水酸化物が触媒としても機能し、吸着した物質を酸化または還元して分解することができる。すると、一旦吸着した物質が再び室内に戻されることも防ぐことができるから、室内をより確実かつ恒常的に浄化することができる。

さらに、製造された不燃材料にはリン酸アルカリ塩と金属水酸化物が含有されているから、雨水などが不燃材料にしみ込んでも、水の影響により、リン酸アルカリ塩および金属水酸化物と、空気中の二酸化炭素との反応による不燃性硬化剤の硬化が進行するから、不燃材料の強度の低下を防ぐことができる。
そして、一旦形成された不燃材料において、水に起因する空気中の二酸化炭素との反応による不燃性硬化剤の硬化を生じさせることができるから、不燃材料の強度を長期間保つことができる。

なお、水を除いた状態において、植物繊維含有物質と不燃性硬化剤を混合するときに、植物繊維含有物質が７０％より多くなり、かつ、不燃性硬化剤が３０％未満となれば、不燃性が低下するし、植物繊維含有物質が５０％未満となり、かつ、不燃性硬化剤が５０％より多くなれば、固くなる過ぎてひび割れが発生するといった問題が生じるので、上記割合が好適であり、とくに、植物繊維含有物質が６２％、不燃性硬化剤が３８％が最適である。

さらに、植物繊維含有物に、活性炭を混合してもよい。この場合には、活性炭の吸着性能も付与することができるので、室内に存在するのガス等を浄化消臭する性能をさらに向上させることができる。

本発明の不燃性硬化剤は、インシュレーションボード、インテリア用品、寝具建材、ベッド、ソファー、材木、内装建材、建材としてのシージングボードおよびより強度を要求されるハードボード等の製造に使用する硬化剤として適している。

Claims (6)

1. リン酸アルカリ塩と、金属水酸化物と、ケイ酸化合物とからなる
   ことを特徴とする不燃性硬化剤。
2. リン酸アルカリ塩と、金属水酸化物と、ケイ酸化合物の混合割合が、容量比で、
   リン酸アルカリ塩が、４０〜６０％、
   金属水酸化物が、２０〜４０％、
   ケイ酸化合物が、２０〜４０となるように配合されている
   ことを特徴とする請求項１記載の不燃性硬化剤。
3. リン酸アルカリ塩が、二水素アンモニウムであり、
   金属水酸化物が、水酸化カルシウムであり、
   ケイ酸化合物が、ケイ酸カルシウムである
   ことを特徴とする請求項１記載の不燃性硬化剤。
4. 請求項１，２または３記載の不燃性硬化剤と、植物繊維含有物とからなる
   ことを特徴とする不燃材料。
5. 不燃性硬化剤と植物繊維含有物との混合割合が、
   容量比で、不燃性硬化剤が３０〜５０％であり、植物繊維含有物が５０〜７０％となるように配合されている
   ことを特徴とする請求項４記載の不燃材料。
6. 植物繊維含有物に、活性炭が混合されている
   ことを特徴とする請求項４記載の不燃材料。