JP2022038876A - 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物およびその製造方法 - Google Patents
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022038876A JP2022038876A JP2020143579A JP2020143579A JP2022038876A JP 2022038876 A JP2022038876 A JP 2022038876A JP 2020143579 A JP2020143579 A JP 2020143579A JP 2020143579 A JP2020143579 A JP 2020143579A JP 2022038876 A JP2022038876 A JP 2022038876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inorganic
- artificial mineral
- foam
- mineral fiber
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 75
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims abstract description 30
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 24
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 24
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 13
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 claims description 13
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 13
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 13
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 11
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 6
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 6
- 239000005332 obsidian Substances 0.000 claims description 6
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 5
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 claims description 5
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 4
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 4
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 9
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 9
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 8
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 8
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 alkaline earth metal salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 description 3
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000005550 wet granulation Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 239000000043 antiallergic agent Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
【課題】グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維の廃材を使用して簡便に得られる、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせるのみならず、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れた機能性材料組成物を提供する。【解決手段】人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせる、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れた機能性材料組成物およびその製造方法に関する。
さらに詳しくは、耐火・断熱材、遮音材、吸音材などとして好適に利用され得る機能性材料組成物に関する。
さらに詳しくは、耐火・断熱材、遮音材、吸音材などとして好適に利用され得る機能性材料組成物に関する。
軽量で高強度の火山噴出物発泡粒子集塊物が、断熱材、保温材および吸音材として使用できることが知られている（特許文献１）。
また、火山噴出物加工粉体の固形成形方法であって、得られた固形成形物が二酸化炭素を有効に吸着することができ、吸湿・放湿を効果的に行うことができ、さらに揮発性有機化合物（ＶＯＣ）をも効果的に吸着することができる方法が知られている（特許文献２）。
さらに、二酸化炭素、ホルムアルデヒドおよびＶＯＣ吸着分解や調湿性能に優れ、断熱・吸音能力に優れた、火山噴出物を利用した、簡便に得られる機能性材料組成物が知られている（特許文献３）。
しかしながら、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物を、火山噴出物発泡体などの無機発泡体および無機アルカリ性物質と組み合わせることにより得られる、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせるのみならず、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れる機能性材料組成物は知られていない。
また、火山噴出物加工粉体の固形成形方法であって、得られた固形成形物が二酸化炭素を有効に吸着することができ、吸湿・放湿を効果的に行うことができ、さらに揮発性有機化合物（ＶＯＣ）をも効果的に吸着することができる方法が知られている（特許文献２）。
さらに、二酸化炭素、ホルムアルデヒドおよびＶＯＣ吸着分解や調湿性能に優れ、断熱・吸音能力に優れた、火山噴出物を利用した、簡便に得られる機能性材料組成物が知られている（特許文献３）。
しかしながら、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物を、火山噴出物発泡体などの無機発泡体および無機アルカリ性物質と組み合わせることにより得られる、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせるのみならず、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れる機能性材料組成物は知られていない。
天然鉱物繊維であるアスベストの使用が健康被害のために全面禁止された今日、その代替物としてグラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維を用いた耐火・断熱パネルが主流になっている。
耐火・断熱パネルの製造時や建築現場・建屋の解体時には多くの人造鉱物繊維の廃材が排出され、リサイクルされる場合もあるものの、多くは産業廃棄物として処理されている。
少資源国の日本において廃棄物の有効利用は不可欠の課題であるが、有効な再利用の手段が確立していない。
耐火・断熱パネルの製造時や建築現場・建屋の解体時には多くの人造鉱物繊維の廃材が排出され、リサイクルされる場合もあるものの、多くは産業廃棄物として処理されている。
少資源国の日本において廃棄物の有効利用は不可欠の課題であるが、有効な再利用の手段が確立していない。
このような現状に対しては、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維の廃材を、産業廃棄物として処理するのではなく、耐火・断熱材として再利用できるか否かが、喫緊の課題である。
上記事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維の廃材を使用して簡便に得られる、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせる、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れた機能性材料組成物を提供することである。
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合して得られる機能性材料組成物が、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせるのみならず、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の通りである。
［１］
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物。
［２］
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）が、重量比にて１：０．０１：０．３～１：１：３である［１］に記載の組成物。
［３］
嵩比重が０．３～１．０である、［１］または［２］に記載の組成物。
［４］
人造鉱物繊維が、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の組成物。
［５］
人造鉱物繊維混合物が、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕したものである、［１］～［４］のいずれか１つに記載の組成物。
［６］
粉砕前の無機物質が、繊維の絡まった塊である人造鉱物繊維の集合体の直径の長さよりも小さい平均粒子径を有する、［５］に記載の組成物。
［７］
無機物質が、火山噴出物である、［５］または［６］に記載の組成物。
［８］
無機発泡体が、火山噴出物発泡体、フライアッシュバルーンおよびガラスバルーンからなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［７］のいずれか１つに記載の組成物。
［９］
火山噴出物発泡体が、シラス発泡体、黒曜石発泡体または真珠岩発泡体からなる群から選択される少なくとも１種である、［８］に記載の組成物。
［１０］
無機アルカリ性物質が、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［９］のいずれか１つに記載の組成物。
［１１］
耐火・断熱材、遮音材、または吸音材に使用される、［１］～［１０］のいずれか１つに記載の組成物。
［１２］
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を固化させる工程、
を含む、機能性材料組成物の製造方法。
［１３］
さらに、混合物を乾燥、粉砕、造粒または整粒する工程を含む、［１２］に記載の製造方法。
［１４］
人造鉱物繊維が、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）からなる群から選択される少なくとも１種である、［１２］または［１３］に記載の製造方法。
［１５］
人造鉱物繊維混合物が、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕したものである、［１２］～［１４］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１６］
粉砕前の無機物質が、繊維の絡まった塊である人造鉱物繊維の集合体の直径の長さよりも小さい平均粒子径を有する、［１５］に記載の製造方法。
［１７］
無機物質が、火山噴出物である、［１５］または［１６］に記載の製造方法。
［１８］
無機発泡体が、火山噴出物発泡体、フライアッシュバルーンおよびガラスバルーンからなる群から選択される少なくとも１種である、［１２］～［１７］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１９］
火山噴出物発泡体が、シラス発泡体、黒曜石発泡体または真珠岩発泡体からなる群から選択される少なくとも１種である、［１８］に記載の製造方法。
［２０］
無機アルカリ性物質が、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、［１２］～［１９］のいずれか１つに記載の製造方法。
［２１］
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）が、重量比にて１：０．０１：０．３～１：１：３である、［１２］～［２０］のいずれか１つに記載の製造方法。
［２２］
混合物に炭酸ガスを加えて固化させる、［１２］～［２１］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１］
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物。
［２］
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）が、重量比にて１：０．０１：０．３～１：１：３である［１］に記載の組成物。
［３］
嵩比重が０．３～１．０である、［１］または［２］に記載の組成物。
［４］
人造鉱物繊維が、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の組成物。
［５］
人造鉱物繊維混合物が、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕したものである、［１］～［４］のいずれか１つに記載の組成物。
［６］
粉砕前の無機物質が、繊維の絡まった塊である人造鉱物繊維の集合体の直径の長さよりも小さい平均粒子径を有する、［５］に記載の組成物。
［７］
無機物質が、火山噴出物である、［５］または［６］に記載の組成物。
［８］
無機発泡体が、火山噴出物発泡体、フライアッシュバルーンおよびガラスバルーンからなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［７］のいずれか１つに記載の組成物。
［９］
火山噴出物発泡体が、シラス発泡体、黒曜石発泡体または真珠岩発泡体からなる群から選択される少なくとも１種である、［８］に記載の組成物。
［１０］
無機アルカリ性物質が、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［９］のいずれか１つに記載の組成物。
［１１］
耐火・断熱材、遮音材、または吸音材に使用される、［１］～［１０］のいずれか１つに記載の組成物。
［１２］
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を固化させる工程、
を含む、機能性材料組成物の製造方法。
［１３］
さらに、混合物を乾燥、粉砕、造粒または整粒する工程を含む、［１２］に記載の製造方法。
［１４］
人造鉱物繊維が、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）からなる群から選択される少なくとも１種である、［１２］または［１３］に記載の製造方法。
［１５］
人造鉱物繊維混合物が、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕したものである、［１２］～［１４］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１６］
粉砕前の無機物質が、繊維の絡まった塊である人造鉱物繊維の集合体の直径の長さよりも小さい平均粒子径を有する、［１５］に記載の製造方法。
［１７］
無機物質が、火山噴出物である、［１５］または［１６］に記載の製造方法。
［１８］
無機発泡体が、火山噴出物発泡体、フライアッシュバルーンおよびガラスバルーンからなる群から選択される少なくとも１種である、［１２］～［１７］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１９］
火山噴出物発泡体が、シラス発泡体、黒曜石発泡体または真珠岩発泡体からなる群から選択される少なくとも１種である、［１８］に記載の製造方法。
［２０］
無機アルカリ性物質が、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、［１２］～［１９］のいずれか１つに記載の製造方法。
［２１］
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）が、重量比にて１：０．０１：０．３～１：１：３である、［１２］～［２０］のいずれか１つに記載の製造方法。
［２２］
混合物に炭酸ガスを加えて固化させる、［１２］～［２１］のいずれか１つに記載の製造方法。
本発明によれば、略全て産業廃棄物として処理されていたグラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維の廃材を、無機発泡体および無機アルカリ性物質と組み合わせることにより、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせるのみならず、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れる機能性材料組成物として再利用することができる。
また、本発明の機能性材料組成物は、簡便に製造することができる。
さらに、本発明の機能性材料組成物は、無機発泡体を使用するため安価に提供することができる。
また、本発明の機能性材料組成物は、簡便に製造することができる。
さらに、本発明の機能性材料組成物は、無機発泡体を使用するため安価に提供することができる。
本発明の組成物
本発明は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有することを特徴とする機能性材料組成物（以下、「本発明の組成物」ともいう）を提供する。
本発明の組成物における人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）は、重量比にて好ましくは１：０．０１：０．３～１：１：３である。
本発明の組成物は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを均一に混合・撹拌して、必要に応じて得られた混合物を粉砕・造粒・整粒し、または固形化して得られる。
本発明は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有することを特徴とする機能性材料組成物（以下、「本発明の組成物」ともいう）を提供する。
本発明の組成物における人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）は、重量比にて好ましくは１：０．０１：０．３～１：１：３である。
本発明の組成物は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを均一に混合・撹拌して、必要に応じて得られた混合物を粉砕・造粒・整粒し、または固形化して得られる。
本発明における人造鉱物繊維としては、ガラス長繊維、グラスウール、特殊用途ガラス微細繊維、ロックウール、セラミックウール、アルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）、リフラクトリーセラミックファイバー（ＲＣＦ）などの人造非晶質繊維；アルミナ繊維、ウィスカ類（チタン酸カリウムウィスカ、炭化ケイ素ウィスカなど）などの人造結晶質繊維が挙げられ、人造非晶質繊維が好ましく、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）がより好ましい。
本発明における人造鉱物繊維は、通常は複数の繊維の集合体である。
複数の繊維の集合体である場合、粉砕しただけでは微細化されないため、粉砕メディアの役割を果たす無機物質と混合して粉砕することで微細化する。
本発明における人造鉱物繊維の集合体の形状としては、粉体状、パネル状、ブロック状または繊維状が好ましい。
複数の繊維の集合体である場合、粉砕しただけでは微細化されないため、粉砕メディアの役割を果たす無機物質と混合して粉砕することで微細化する。
本発明における人造鉱物繊維の集合体の形状としては、粉体状、パネル状、ブロック状または繊維状が好ましい。
本発明における人造鉱物繊維の大きさは、通常２０～５００μｍである。
本発明における人造鉱物繊維の集合体が繊維の絡まった塊である場合、その塊の直径は、通常３ｍｍより長い。
本発明における人造鉱物繊維の集合体が繊維の絡まった塊である場合、その塊の直径は、通常３ｍｍより長い。
本発明における粉砕前の無機物質の平均粒子径は、通常０．２ｍｍ～３ｍｍであり、好ましくは０．５ｍｍ～１．５ｍｍである。
本発明における人造鉱物繊維混合物は、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕して得られる、微細化された人造鉱物繊維と粉砕された無機物質との混合物である。
本発明における無機物質としては、火山噴出物（シラス、軽石、黒曜石）、無機粉体（シリカ、アルミナ）および粘土鉱物が挙げられ、火山噴出物が好ましい。
本発明における火山噴出物としては、シラス、軽石、黒曜石が挙げられ、シラス、軽石が好ましい。
本発明における人造鉱物繊維混合物中の人造鉱物繊維と無機物質との含有量比（人造鉱物繊維：無機物質）は、重量比にて好ましくは０．１：１～３：１である。
本発明における無機発泡体としては、火山噴出物発泡体、シリカ・アルミナを主成分とするフライアッシュバルーンおよび無機ガラスからなるガラスバルーンが挙げられる。
本発明における無機発泡体の平均粒子径は、通常５～３００μｍであり、好ましくは９０～２００μｍである。
本発明における平均粒子径は、篩い分け法で測定を行う。
すなわち、電磁式ふるい振とう器に標準ふるいを５～１０段装着し、試料をふるい振とうすることで分級し、各粒子区分の重量比で測定する。例えば、標準ふるいを目開きの大きいものを上にして順次重ね、上段に試料２０ｇを入れ１５分間ふるい振とうさせ、各メッシュ毎の試料の重量を測定し、粒度分布を求める。
平均粒子径は、各メッシュ毎に篩い分けられた粒子の試料全体に対する割合（重量％）を算出し、各ふるいの目開きに対して、各ふるいにふるい分けられた粒子の重量の試料全重量に対する割合をプロットした曲線から、メディアン径として重量平均粒子径を求める。
本発明における平均粒子径は、篩い分け法で測定を行う。
すなわち、電磁式ふるい振とう器に標準ふるいを５～１０段装着し、試料をふるい振とうすることで分級し、各粒子区分の重量比で測定する。例えば、標準ふるいを目開きの大きいものを上にして順次重ね、上段に試料２０ｇを入れ１５分間ふるい振とうさせ、各メッシュ毎の試料の重量を測定し、粒度分布を求める。
平均粒子径は、各メッシュ毎に篩い分けられた粒子の試料全体に対する割合（重量％）を算出し、各ふるいの目開きに対して、各ふるいにふるい分けられた粒子の重量の試料全重量に対する割合をプロットした曲線から、メディアン径として重量平均粒子径を求める。
また、本発明における無機発泡体の嵩比重は、通常は１．０以下であり、０．０５～０．５が好ましい。
嵩比重はタッピング比重の方法で求められる。
嵩比重はタッピング比重の方法で求められる。
本発明における無機発泡体は、火山噴出物発泡体、シリカ・アルミナを主成分とするフライアッシュバルーンおよび無機ガラスからなるガラスバルーンの１種または２種以上を混合して用いることができるが、二酸化炭素および有害物質の吸着・分解、調湿、マイナスイオン・遠赤外線放出能力強度、軽量化、コストなどの総合的な点で、火山噴出物発泡体が好ましい。
本発明における火山噴出物発泡体としては、シラスを発泡させたシラス発泡体（シラスバルーン）、黒曜石発泡体（パーライト）および真珠岩発泡体（パーライト）が挙げられるが、強度、永続的な二酸化炭素および有害物質の吸着・分解、調湿、マイナスイオン・遠赤外線放出能力の点でシラス発泡体（シラスバルーン）がより好ましい。
本発明における火山噴出物発泡体の平均粒子径は、通常６～５００μｍであり、３０～３００μｍが好ましい。
また、本発明における火山噴出物発泡体の嵩比重は、通常は０．６以下であり、０．１５～０．４が好ましい。
本発明における火山噴出物発泡体の平均粒子径は、通常６～５００μｍであり、３０～３００μｍが好ましい。
また、本発明における火山噴出物発泡体の嵩比重は、通常は０．６以下であり、０．１５～０．４が好ましい。
本発明における無機アルカリ性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウムなどのケイ酸のアルカリ金属塩、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムなどのケイ酸のアルカリ土類金属塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの炭酸のアルカリ金属塩、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの炭酸のアルカリ土類金属塩などが挙げられ、これらは粉末の状態で用いてもよく、水溶液として用いてもよい。
本発明の目的には、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウムなどのケイ酸のアルカリ金属塩が好ましく、ケイ酸ソーダ濃厚水溶液（水ガラス）がより好ましい。
これらの無機アルカリ性物質は、１種または２種以上混合して使用してもよい。
本発明の目的には、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウムなどのケイ酸のアルカリ金属塩が好ましく、ケイ酸ソーダ濃厚水溶液（水ガラス）がより好ましい。
これらの無機アルカリ性物質は、１種または２種以上混合して使用してもよい。
本発明の組成物における人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）は、重量比にて好ましくは１：０．０１：０．３～１：１：３である。
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物に対する無機発泡体の重量比が０．０１、無機アルカリ性物質の重量比が０．３よりも小さいと、粒子強度が低くなり好ましくない。
また、無機発泡体の重量比が１．０、無機アルカリ性物質の重量比が３．０よりも大きいと、炭酸ガス反応に時間がかかり、コストアップになり好ましくない。
人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物に対する無機発泡体の重量比が０．０１、無機アルカリ性物質の重量比が０．３よりも小さいと、粒子強度が低くなり好ましくない。
また、無機発泡体の重量比が１．０、無機アルカリ性物質の重量比が３．０よりも大きいと、炭酸ガス反応に時間がかかり、コストアップになり好ましくない。
本発明の組成物は、本発明の特徴を損なわない範囲で、燃焼抑制剤、消火剤、抗菌剤、消臭剤、抗アレルギー剤など機能性材料を含有することができる。
本発明の組成物は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物、無機発泡体および無機アルカリ性物質を所望の重量比にて混合し、場合により他の吸着剤等の添加成分を添加、混合した後、必要に応じて乾燥、粉砕、造粒、整粒などを行って、粉末状、粒状、塊状などの組成物とすることができる。
上記成分の混合は、粉粒体の混合に用いられる一般的な混合方法により行うことができ、例えば、水平円筒型混合機、Ｖ型混合機、二重円錐型混合機、揺動回転型混合機、単軸リボン型混合機、複軸パドル型混合機、回転働型混合機、円錐スクリュー型混合機などの各種混合機、混合撹拌機などを用いて行うことができる。
上記混合物の粉砕は、一般的な粉砕方法により行うことができ、混合時における無機アルカリ性物質の状態により、乾式粉砕、湿式粉砕のいずれをも用いることができる。すなわち、無機アルカリ性物質を固体状で混合する場合には、乾式粉砕が好ましく採用され、水溶液の状態で混合する場合には、湿式粉砕が好ましく採用される。
乾式粉砕としては、ジェットミル粉砕およびメカノケミカル粉砕が挙げられ、湿式粉砕としては、コロイドミル粉砕が挙げられる。
上記混合物の造粒は、一般的な造粒方法により行うことができ、混合時における無機アルカリ性物質の状態により、乾式造粒、湿式造粒のいずれをも用いることができる。すなわち、無機アルカリ性物質を固体状で混合する場合には、乾式造粒が好ましく採用され、水溶液の状態で混合する場合には、湿式造粒が好ましく採用される。
乾式造粒としては、スラッグ法、ローラーコンパクター法などが挙げられ、湿式造粒としては、撹拌混合造粒法、噴霧乾燥造粒法、流動層造粒法、転動造粒法、転動流動層造粒法、押し出し造粒法などが挙げられる。
上記混合物の整粒についても、一般的な整粒方法を採用することができる。かかる整粒法としては、篩過による整粒、摩砕整粒、分級機能付解砕整粒、破砕整粒、湿式連続整粒、回転式遠心砕塊整粒、高速または低速回転型整粒、球形整粒などが挙げられる。
上記混合物の乾燥は、風乾、天日乾燥などの自然乾燥または温熱乾燥（３０～１００℃）により行うことが好ましい。
上記成分の混合は、粉粒体の混合に用いられる一般的な混合方法により行うことができ、例えば、水平円筒型混合機、Ｖ型混合機、二重円錐型混合機、揺動回転型混合機、単軸リボン型混合機、複軸パドル型混合機、回転働型混合機、円錐スクリュー型混合機などの各種混合機、混合撹拌機などを用いて行うことができる。
上記混合物の粉砕は、一般的な粉砕方法により行うことができ、混合時における無機アルカリ性物質の状態により、乾式粉砕、湿式粉砕のいずれをも用いることができる。すなわち、無機アルカリ性物質を固体状で混合する場合には、乾式粉砕が好ましく採用され、水溶液の状態で混合する場合には、湿式粉砕が好ましく採用される。
乾式粉砕としては、ジェットミル粉砕およびメカノケミカル粉砕が挙げられ、湿式粉砕としては、コロイドミル粉砕が挙げられる。
上記混合物の造粒は、一般的な造粒方法により行うことができ、混合時における無機アルカリ性物質の状態により、乾式造粒、湿式造粒のいずれをも用いることができる。すなわち、無機アルカリ性物質を固体状で混合する場合には、乾式造粒が好ましく採用され、水溶液の状態で混合する場合には、湿式造粒が好ましく採用される。
乾式造粒としては、スラッグ法、ローラーコンパクター法などが挙げられ、湿式造粒としては、撹拌混合造粒法、噴霧乾燥造粒法、流動層造粒法、転動造粒法、転動流動層造粒法、押し出し造粒法などが挙げられる。
上記混合物の整粒についても、一般的な整粒方法を採用することができる。かかる整粒法としては、篩過による整粒、摩砕整粒、分級機能付解砕整粒、破砕整粒、湿式連続整粒、回転式遠心砕塊整粒、高速または低速回転型整粒、球形整粒などが挙げられる。
上記混合物の乾燥は、風乾、天日乾燥などの自然乾燥または温熱乾燥（３０～１００℃）により行うことが好ましい。
また、本発明の組成物は、人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物、無機発泡体および無機アルカリ性物質を含む混合物を、適宜乾燥、粉砕、造粒、整粒などを行った後固化成形し、パネル状、ブロック状などとすることもできる。
上記混合物の固化は、型枠に充填して１～１００ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧にて圧縮成形する、無機アルカリ性物質に対して当ｍｏｌ以上の炭酸ガスを加えて反応させて固化するなどの手段により行うことができる。
上記混合物の固化は、型枠に充填して１～１００ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧にて圧縮成形する、無機アルカリ性物質に対して当ｍｏｌ以上の炭酸ガスを加えて反応させて固化するなどの手段により行うことができる。
本発明の組成物は、好ましくは、パネル状または粒状である。
本発明の組成物がパネル状であるとき、型枠に応じた寸法でパネル状とすることができる。
本発明の組成物が粒状であるとき、その平均粒子径は、通常０．５～１５ｍｍであり、好ましくは２～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。
また、本発明の組成物の嵩比重は、０．３～１．０が好ましい。
本発明において「機能性材料」とは、「制御された環境下において安定的または鋭敏な変化を示す物理的および化学的な特性を持つ材料」を意味する。当該変化には、温度、気体分子の吸収、圧力、電気、磁気、光などが挙げられる。
具体的な機能性材料組成物としては、湿度や気温の変化、有害物質に反応する機能性材料組成物が挙げられる。
具体的な機能性材料組成物としては、湿度や気温の変化、有害物質に反応する機能性材料組成物が挙げられる。
本発明の組成物は、耐火・断熱材、遮音材、吸音材、調湿剤、二酸化炭素吸着剤、ホルムアルデヒド吸着剤、ＶＯＣ吸着剤などに使用することができ、耐火・断熱材、遮音材または吸音材に使用することが好ましい。
調湿とは、水分を吸収・放出し、湿度を調整することを意味する。
ＶＯＣとしては、トルエン、キシレン、酢酸エチルなどが挙げられる。
調湿とは、水分を吸収・放出し、湿度を調整することを意味する。
ＶＯＣとしては、トルエン、キシレン、酢酸エチルなどが挙げられる。
本発明の方法
本発明は、また、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を固化させる工程、
を含む機能性材料組成物の製造方法（以下、「本発明の方法」ともいう）に関する。
本発明の方法は、さらに、得られた混合物を乾燥する工程、粉砕する工程、造粒する工程または整粒する工程を含み得る。
具体的な実施態様として、本発明の方法は、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を撹拌し、プラスチック製などの容器や袋体など、密閉できる容器に入れ、無機アルカリ性物質に対して当ｍｏｌ以上の炭酸ガスを加えて５～１５分間反応せしめる工程、
を含む機能性材料組成物の製造方法に関する。
別の態様として、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２’）得られた混合物を金型に投入し、プレス成形後炭酸ガスを加える工程、
を含むパネル状の機能性材料組成物の製造方法も本発明の方法に包含される。
さらに別の態様として、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２’’）得られた混合物を整粒した後、炭酸ガスを加える工程、
を含む粒状の機能性材料組成物の製造方法も本発明の方法に包含される。
本発明の方法において、人造鉱物繊維・人造鉱物繊維混合物・無機発泡体・無機アルカリ性物質などの定義や重量比・嵩比重などは、本発明の組成物のものと同様である。
本発明は、また、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を固化させる工程、
を含む機能性材料組成物の製造方法（以下、「本発明の方法」ともいう）に関する。
本発明の方法は、さらに、得られた混合物を乾燥する工程、粉砕する工程、造粒する工程または整粒する工程を含み得る。
具体的な実施態様として、本発明の方法は、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を撹拌し、プラスチック製などの容器や袋体など、密閉できる容器に入れ、無機アルカリ性物質に対して当ｍｏｌ以上の炭酸ガスを加えて５～１５分間反応せしめる工程、
を含む機能性材料組成物の製造方法に関する。
別の態様として、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２’）得られた混合物を金型に投入し、プレス成形後炭酸ガスを加える工程、
を含むパネル状の機能性材料組成物の製造方法も本発明の方法に包含される。
さらに別の態様として、
（１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２’’）得られた混合物を整粒した後、炭酸ガスを加える工程、
を含む粒状の機能性材料組成物の製造方法も本発明の方法に包含される。
本発明の方法において、人造鉱物繊維・人造鉱物繊維混合物・無機発泡体・無機アルカリ性物質などの定義や重量比・嵩比重などは、本発明の組成物のものと同様である。
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
平均粒子径の測定方法
本発明における無機発泡体、火山噴出物発泡体および本発明の組成物の平均粒子径の測定は、以下の方法（篩い分け法）により行った。
電磁式ふるい振とう機（アズワン株式会社製）に標準ふるいを５段～１０段装着し、試料をふるい振とうすることで分級して、各粒度区分の重量比により測定した。すなわち、標準ふるいを目開きの大きいものを上にして順次重ね、上段に試料２０ｇを入れ１５分間ふるい振とうさせ、各ふるい上に残存する試料の重量を測定し、粒度分布を求めた。
次いで、各ふるい毎に篩い分けられた試料について、試料全量に対する割合（重量％）を算出し、各ふるい毎の前記割合（重量％）を上段から順に足していき、試料重量の割合の合計が５０重量％を超える前の前記合計値（重量％）を[ｄ]、５０重量％を超えた後の前記合計値（重量％）を[ｅ]とし、試料重量の割合の合計が５０重量％を超えない粒径区分のアンダー値（μｍまたはｍｍ）を[ａ]とする。そして、試料重量の割合の合計が５０重量％を超える粒径を含む区分を特定し、その粒径区分のオーバー値（μｍまたはｍｍ）を[ｂ]、アンダー値（μｍまたはｍｍ）を[ｃ]として、下記式（Ｉ）より重量平均粒子径を求めた。
平均粒子径（μｍまたはｍｍ）＝ａ－〔（ｂ－ｃ）×{（５０－ｄ）／ｅ}〕・・・（Ｉ）
本発明における無機発泡体、火山噴出物発泡体および本発明の組成物の平均粒子径の測定は、以下の方法（篩い分け法）により行った。
電磁式ふるい振とう機（アズワン株式会社製）に標準ふるいを５段～１０段装着し、試料をふるい振とうすることで分級して、各粒度区分の重量比により測定した。すなわち、標準ふるいを目開きの大きいものを上にして順次重ね、上段に試料２０ｇを入れ１５分間ふるい振とうさせ、各ふるい上に残存する試料の重量を測定し、粒度分布を求めた。
次いで、各ふるい毎に篩い分けられた試料について、試料全量に対する割合（重量％）を算出し、各ふるい毎の前記割合（重量％）を上段から順に足していき、試料重量の割合の合計が５０重量％を超える前の前記合計値（重量％）を[ｄ]、５０重量％を超えた後の前記合計値（重量％）を[ｅ]とし、試料重量の割合の合計が５０重量％を超えない粒径区分のアンダー値（μｍまたはｍｍ）を[ａ]とする。そして、試料重量の割合の合計が５０重量％を超える粒径を含む区分を特定し、その粒径区分のオーバー値（μｍまたはｍｍ）を[ｂ]、アンダー値（μｍまたはｍｍ）を[ｃ]として、下記式（Ｉ）より重量平均粒子径を求めた。
平均粒子径（μｍまたはｍｍ）＝ａ－〔（ｂ－ｃ）×{（５０－ｄ）／ｅ}〕・・・（Ｉ）
（実施例１）
混合撹拌機（カワタ製）にて混合攪拌により粉砕した人造鉱物繊維混合物１，０００gとシラス発泡体（シラスバルーン：平均粒子径７０μｍ、豊和直（株）製）２００ｇにケイ酸ソーダ３号（日本化学工業（株）製）１，５００ｇを加え、混合撹拌機（カワタ製）にて混合攪拌して、３０×３０×５ｃｍの金型に入れプレス成形（カンザキ製・２０ｋｇ／ｃｍ２）した後、炭酸ガス（１．５３ｍＭＯＬ＊４４ｇ／ＭＯＬ＝６７．３ｍｇ）を加えて５～１５分間反応させ、パネル状の機能性材料組成物を得た。
混合撹拌機（カワタ製）にて混合攪拌により粉砕した人造鉱物繊維混合物１，０００gとシラス発泡体（シラスバルーン：平均粒子径７０μｍ、豊和直（株）製）２００ｇにケイ酸ソーダ３号（日本化学工業（株）製）１，５００ｇを加え、混合撹拌機（カワタ製）にて混合攪拌して、３０×３０×５ｃｍの金型に入れプレス成形（カンザキ製・２０ｋｇ／ｃｍ２）した後、炭酸ガス（１．５３ｍＭＯＬ＊４４ｇ／ＭＯＬ＝６７．３ｍｇ）を加えて５～１５分間反応させ、パネル状の機能性材料組成物を得た。
本発明によれば、略全て産業廃棄物として処理されていたグラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）といった人造鉱物繊維の廃材を、無機発泡体および無機アルカリ性物質と組み合わせることにより、遠赤外線・マイナスイオンを大量に発生させ、抗菌能力に優れ、調湿機能および二酸化炭素や有害物質吸着分解などの性能を持ち合わせるのみならず、軽量で高強度かつ耐火・断熱性に優れる機能性材料組成物として再利用することができる。
Claims (22)
- 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物。
- 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）が、重量比にて１：０．０１：０．３～１：１：３である請求項１に記載の組成物。
- 嵩比重が０．３～１．０である、請求項１または２に記載の組成物。
- 人造鉱物繊維が、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１～３のいずれか１項に記載の組成物。
- 人造鉱物繊維混合物が、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕したものである、請求項１～４のいずれか１項に記載の組成物。
- 粉砕前の無機物質が、繊維の絡まった塊である人造鉱物繊維の集合体の直径の長さよりも小さい平均粒子径を有する、請求項５に記載の組成物。
- 無機物質が、火山噴出物である、請求項５または６に記載の組成物。
- 無機発泡体が、火山噴出物発泡体、フライアッシュバルーンおよびガラスバルーンからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１～７のいずれか１項に記載の組成物。
- 火山噴出物発泡体が、シラス発泡体、黒曜石発泡体または真珠岩発泡体からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項８に記載の組成物。
- 無機アルカリ性物質が、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１～９のいずれか１項に記載の組成物。
- 耐火・断熱材、遮音材、または吸音材に使用される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の組成物。
- （１）人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを混合する工程、
（２）得られた混合物を固化させる工程、
を含む、機能性材料組成物の製造方法。 - さらに、混合物を乾燥、粉砕、造粒または整粒する工程を含む、請求項１２に記載の製造方法。
- 人造鉱物繊維が、グラスウール、ロックウール、セラミックウールおよびアルカリアースシリケートウール（ＡＥＳ）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１２または１３に記載の製造方法。
- 人造鉱物繊維混合物が、人造鉱物繊維の集合体と無機物質とを混合後粉砕したものである、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の製造方法。
- 粉砕前の無機物質が、繊維の絡まった塊である人造鉱物繊維の集合体の直径の長さよりも小さい平均粒子径を有する、請求項１５に記載の製造方法。
- 無機物質が、火山噴出物である、請求項１５または１６に記載の製造方法。
- 無機発泡体が、火山噴出物発泡体、フライアッシュバルーンおよびガラスバルーンからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１２～１７のいずれか１項に記載の製造方法。
- 火山噴出物発泡体が、シラス発泡体、黒曜石発泡体または真珠岩発泡体からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１８に記載の製造方法。
- 無機アルカリ性物質が、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１２～１９のいずれか１項に記載の製造方法。
- 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質との含有量比（人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物：無機発泡体：無機アルカリ性物質）が、重量比にて１：０．０１：０．３～１：１：３である、請求項１２～２０のいずれか１項に記載の製造方法。
- 混合物に炭酸ガスを加えて固化させる、請求項１２～２１のいずれか１項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020143579A JP2022038876A (ja) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020143579A JP2022038876A (ja) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022038876A true JP2022038876A (ja) | 2022-03-10 |
Family
ID=80498194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020143579A Pending JP2022038876A (ja) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022038876A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115075046A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-20 | 山西聚义新型建材技术研究院 | 一种高机械强度防火吸音隔音材料及其板材的制备方法 |
-
2020
- 2020-08-27 JP JP2020143579A patent/JP2022038876A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115075046A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-20 | 山西聚义新型建材技术研究院 | 一种高机械强度防火吸音隔音材料及其板材的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7455798B2 (en) | Methods for producing low density products | |
| CA2525585C (en) | Methods for producing low density products | |
| AU2006321786B2 (en) | Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles | |
| EP1549427B1 (en) | Method for producing synthetic hollow microspheres | |
| US4143202A (en) | Ash coated cellular glass pellet | |
| CN106977225A (zh) | 铁尾矿烧结多孔材料及其制备方法 | |
| CN110105081B (zh) | 以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒 | |
| CN110183099A (zh) | 一种膨胀多孔玻璃颗粒的制造方法 | |
| RU2361829C2 (ru) | Шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла | |
| JP2022038876A (ja) | 人造鉱物繊維または人造鉱物繊維混合物と無機発泡体と無機アルカリ性物質とを含有する機能性材料組成物およびその製造方法 | |
| CN106146024A (zh) | 一种玄武岩多孔保温材料的制备方法 | |
| JPH11347341A (ja) | 粒状吸放湿性材料及びその製造方法 | |
| JP3165626U (ja) | 発泡ガラス球状粒 | |
| RU2540719C1 (ru) | Шихта для получения пеностекла | |
| Miryuk | Magnesia Composites Formation as a Result of Furniture Production Wood Waste Processing | |
| RU2255058C1 (ru) | Способ получения шихты для производства пеностекла | |
| Miryuk | Porous magnesia compositions with various fillers | |
| JP2003212640A (ja) | 無機系発泡体、無機系発泡体組成物及び無機系発泡体の製造方法 | |
| RU2572441C2 (ru) | Технологическая линия для производства гранулированного теплоизоляционного пеностеклокристаллического материала | |
| JP2003225528A (ja) | ロックウールを利用した調湿材及びその製造方法 | |
| JP2003313085A (ja) | ガラス質発泡体およびその製造方法 | |
| CN104056408B (zh) | 石灰网状凝胶泡沫泥浆防灭火剂 | |
| JPH1033979A (ja) | 調湿材の製造方法 | |
| JP2009056349A (ja) | ペーパースラッジ焼却灰水熱固化体と竹炭との混合物からなる調湿剤 | |
| JP2003225529A (ja) | ガラス繊維廃材の再利用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20200918 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200918 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230705 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240402 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20241001 |