JP3416721B2

JP3416721B2 - 不燃材料およびその製造方法

Info

Publication number: JP3416721B2
Application number: JP2000267195A
Authority: JP
Inventors: 音重曽根
Original assignee: 有限会社リスピー二十一環境開発研究所
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2003-06-16
Anticipated expiration: 2020-09-04
Also published as: JP2002067013A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不燃材料およびそ
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、屋根板、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
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭から廃棄される廃棄物は、従来よ
り、地方自治体等の回収車により回収されている。最近
では、ダイオキシンを代表とする有害物質を含んだ有害
ガスの発生を防止するために、また、有効資源をリサイ
クルするために、地方自治体の要請により、いくつかの
種類のごみに分別され、別々に回収されている。つま
り、料理くず、残飯等の「燃やせるごみ」と、雑誌、新
聞、ダンボール、麻製もしくは綿製の古着、木皮や木
片、スチール缶、アルミ缶、ガラスビン等の「資源ご
み」と、合成樹脂製のペットボトル、トレー類、ポリ容
器、ポリ袋、発泡スチロール等の「破砕ごみ」に分別さ
れるのである。

【０００３】「燃やせるごみ」は、放置しておくと異臭
を放ち始めるが焼却しても有害ガスが発生しないので、
地方自治体等の回収車によって回収され、焼却される。
「燃やせるごみ」は、焼却されても有害ガスが発生しな
いので問題はない。「資源ごみ」は、専用の回収車によ
って回収され、リサイクルされて再生紙となる。このよ
うに、リサイクルによって、新しい再生紙となるのは望
ましいことであり、過剰な森林伐採を防止する一手段と
して有効である。「破砕ごみ」は、自然分解することな
く、しかも焼却するとダイオキシン等の有害物質を含ん
だ有害ガスが発生する。このため、この「破砕ごみ」は
別の専用の回収車によって回収されるが、破砕されて埋
立地に埋められるのである。

【０００４】他方、材料を難燃性にするための難燃加
工、防炎加工の研究がされており、特に難燃材料の研究
は広く行われている。難燃材料と云えば、一般に、塩
素、臭素、リン、ホウ素などは難燃性の元素として知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述のごと
く、「破砕ごみ」は、埋められるのみであり、有効に活
用する手段がなく、大きな社会問題となっている。

【０００６】また、「資源ごみ」は、リサイクルされて
再生紙となるが、現状では再生紙を製造する費用が高
い。このため、「資源ごみ」は、回収過剰となる場合が
あり、過剰分の古紙等は、倉庫や空き地に高く積み上げ
られたままである。古紙や木材等の有効な利用もしくは
新たな用途の開拓が望まれている。

【０００７】さらに、従来の不燃材料は、不燃性・難燃
性の一面でのみ評価すれば、その効果はかなり高いが、
以下の問題がある。つまり、例えば、アジリジニルホス
フィンオキシドや２、３−ジブロモプロピルホスフィー
トなどの難燃材料は難燃性の効果は高いが、火災時に燃
えると煙やダイオキシン等が含まれた有毒ガスが発生す
る材料として知られている。しかも、これらの材料に
は、発癌性があることが見い出され、それぞれ使用禁止
に至っているという問題がある。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑み、廃棄された資
源ごみや破砕ごみを有効に活用でき、不燃性が高く、し
かも加熱しても燃えず有害ガスが発生せず安全で、原料
コストが安価な不燃材料およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の不燃材料の製
造方法は、古紙や木材等の資源ごみを破砕し、該破砕さ
れた資源ごみに、不燃用添加剤としてケイ酸カルシウム
およびリン酸アルカリ塩を加えて混合することを特徴と
する。請求項２の不燃材料の製造方法は、古紙や木材等
の資源ごみを破砕し、塩化ビニルを除く合成樹脂製の破
砕ごみを破砕し、前記破砕された資源ごみおよび破砕ご
みに、不燃用添加剤としてケイ酸カルシウムおよびリン
酸アルカリ塩を加えて混合することを特徴とする。請求
項３の不燃材料の製造方法は、請求項１記載の発明にお
いて、前記破砕された資源ごみに対するケイ酸カルシウ
ムおよびリン酸アルカリ塩の混合容量比率が、３０〜６
０％であることを特徴とする。請求項４の不燃材料の製
造方法は、請求項２記載の発明において、前記破砕され
た資源ごみおよび破砕ごみの合計に対する前記資源ごみ
の混合容量比率が、６０％以上であり、前記破砕された
資源ごみおよび破砕ごみの合計に対する前記ケイ酸カル
シウムおよび前記リン酸アルカリ塩の混合容量比率が、
８０〜１２０％であることを特徴とする。請求項５の不
燃材料は、請求項１、２、３または４の不燃材料の製造
方法によって製造されたことを特徴とする。

【００１０】本明細書において、古紙や木材等の資源ご
みとは、新聞、雑誌、ダンボール、麻製もしくは綿製の
古着等を含み、スチール缶、アルミ缶、ガラスビン等を
含まない概念である。また、塩化ビニルを除く合成樹脂
製の破砕ごみとは、ペットボトル、トレー類、ポリ容
器、ポリ袋、発泡スチロール等の破砕ごみから塩化ビニ
ルを除いたものである。

【００１１】請求項１の発明によれば、廃棄された資源
ごみを有効に活用でき、不燃性が高く、しかも加熱して
も燃えず有害ガスが発生せず安全で、原料コストが安価
な不燃材料を製造することができる。請求項２の発明に
よれば、廃棄された資源ごみや破砕ごみを有効に活用で
き、不燃性が高く、しかも加熱しても燃えず有害ガスが
発生せず安全で、原料コストが安価な不燃材料を製造す
ることができる。請求項３の発明によれば、不燃効果が
高く、成型時に脆くなったりひび割れが生じない不燃材
料を製造することができる。請求項４の発明によれば、
不燃性が高く、かつ、成型時にひび割れが生じない不燃
材料を製造することができる。請求項５の発明によれ
ば、廃棄された資源ごみや破砕ごみを有効に活用でき、
不燃性が高く、しかも加熱しても燃えず有害ガスが発生
せず安全で、原料コストが安価である。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の不燃材料の第１製造
方法を示すフローチャートである。図３は本発明の第１
製造方法および第２製造方法における原料、ケイ酸カル
シウムとリン酸アルカリ塩の混合割合を示した表であ
る。図１および図３に示すように、本発明の第１製造方
法における原料は、古紙や木材等の資源ごみ１である。
この古紙や木材等の資源ごみ１（以下単に資源ごみ１と
いう）は、地方自治体によって回収されたごみであり、
植物繊維を含んだ雑誌、新聞、ダンボール、上質紙、広
告紙等の古紙、麻や綿製の古着、木皮や木片等の木材等
をいう。なお、この資源ごみ１から、料理くずや残飯等
の燃やせるごみは除いておく。

【００１３】この資源ごみ１を、カッター等によって約
１０〜２０mm程度の長さになるまでカットし、破砕する
（Ｓ１）。

【００１４】そして、破砕された粉粒状の資源ごみ１
に、水２、ケイ酸カルシウム３およびリン酸アルカリ塩
４をミキサーや練り機を用いて混合すると（Ｓ２）、本
発明の不燃材料５が得られる。前記リン酸アルカリ塩４
としては、リン酸二水素アンモニウムやリン酸二水素カ
ルシウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、リン
酸二ナトリウム等を使用すればよい。なお、本発明の不
燃材料５に撥水剤を添付して混合すると、成型時に撥水
作用を示すようになるので、好適である。

【００１５】原料の資源ごみ１に対するケイ酸カルシウ
ム３およびリン酸アルカリ塩４の混合容量比率は、３０
〜６０％が好適である。もし、前記混合容量比率が３０
％未満の場合には、ケイ酸カルシウム３およびリン酸ア
ルカリ塩４の量が少ないので、不燃効果が低い。さもな
くばもし、前記混合容量比率が６０％を超えた場合に
は、不燃性は高くなるが不燃ボード等の成型時に型成品
が脆くなり、成型時にひび割れが生じるという不都合が
生じる。このため、原料の資源ごみ１に対するケイ酸カ
ルシウム３およびリン酸アルカリ塩４の混合容量比率
は、３０〜６０％が好適であり、特に、４５％前後が最
適である。この場合、不燃効果が高く、成型時に脆くな
ったりひび割れが生じない不燃材料を製造することがで
きる。

【００１６】本発明の不燃材料の第１製造方法によって
製造された不燃材料５は、資源ごみ１に、ケイ酸カルシ
ウム３およびリン酸アルカリ塩４を単に物理的に混合し
ただけで、化学的反応を起こしていないにも拘らず、不
燃性が高く、燃えないので黒煙やダイオキシンなどの有
害物質を発生せず安全であるという効果を奏する。ま
た、原料が資源ごみ１であるから、原料コストは安価で
ある。

【００１７】この不燃材料５を素材としてハードボード
等の不燃ボードを製造した場合、この不燃ボードは不燃
性が高く、燃えないので黒煙やダイオキシンなどの有害
物質を発生せず安全なので、建材に使用するのに好適で
ある。この不燃ボードの用途としては、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、パレット、掲示板などの用途を挙げ
ることができるが、これらは単なる例示にすぎず種々の
用途に使用しうる。

【００１８】つぎに、本発明の不燃材料およびその製造
方法の第２製造方法を説明する。図２は本発明の不燃材
料の第２製造方法を示すフローチャートである。同図に
おいて、符号１１は塩化ビニルを除く合成樹脂製の破砕
ごみを示している。塩化ビニルを除く合成樹脂製の破砕
ごみ１１（以下単に破砕ごみ１１という）は、地方自治
体によって回収された破砕ごみ、すなわち合成樹脂製の
ペットボトル、トレー類、ポリ袋、ポリ容器、発泡スチ
ロール等の破砕ごみから、塩化ビニル製のごみを除いた
ものである。なお、この破砕ごみ１１から、料理くずや
残飯等の燃やせるごみは除いておく。さらになお、この
破砕ごみ１１から、例えば鉄、土、石、ガラス等は取り
出して除去しておく。

【００１９】この破砕ごみ１１を、ビーター等による水
中破砕や、空中破砕機による含水破砕で約２mm以下の粉
粒になるまで破砕する(S12 )。なお、水中破砕や含水破
砕によって破砕した場合には、粉塵を散らすこともな
く、衛生的である。

【００２０】そして、資源ごみ１および破砕ごみ１１を
混合する。資源ごみ１および破砕ごみ１１の合計に対す
る資源ごみ１の混合容量比率は、６０％以上が好適であ
る。もし、前記混合容量比率が６０％未満の場合には、
粘着力が足りず、成型時に脆くなってしまうという不具
合が生じる。このため、資源ごみ１および破砕ごみ１１
の合計に対する資源ごみ１の混合容量比率は、６０％以
上が好適である。

【００２１】そして、破砕された粉粒状の資源ごみ１お
よび破砕ごみ１１に、水２、ケイ酸カルシウム３および
リン酸アルカリ塩４をミキサーや練り機を用いて混合す
ると（Ｓ２）、本発明の不燃材料５が得られる。前記リ
ン酸アルカリ塩４としては、リン酸二水素アンモニウム
やリン酸二水素カルシウム、リン酸二カリウム、リン酸
三カリウム、リン酸二ナトリウム等を使用すればよい。
なお、本発明の不燃材料５に撥水剤を添付して混合する
と、成型時に撥水作用を示すようになるので、好適であ
る。

【００２２】原料の資源ごみ１および破砕ごみ１１の合
計に対するケイ酸カルシウム３およびリン酸アルカリ塩
４の混合容量比率は、８０〜１２０％が好適である。も
し、前記混合容量比率が８０％未満の場合には、ケイ酸
カルシウム３およびリン酸アルカリ塩４の量が少ないの
で、不燃効果が低い。さもなくばもし、前記混合容量比
率が１２０％を超えた場合には、不燃ではあるが不燃ボ
ード等の成型時に型成品が脆くなり、成型時にひび割れ
が生じるという不都合が生じる。このため、原料の資源
ごみ１および破砕ごみ１１の合計に対するケイ酸カルシ
ウム３およびリン酸アルカリ塩４の混合容量は、８０〜
１２０％が好適であり、100 ％前後が最適である。この
場合、不燃性が高く、かつ、成型時にひび割れが生じな
い不燃材料を製造することができる。

【００２３】本発明の不燃材料の第２製造方法によって
製造された不燃材料１５は、資源ごみ１および破砕ごみ
１１に、ケイ酸カルシウム３およびリン酸アルカリ塩４
を単に物理的に混合しただけで、化学的反応を起こして
いないにも拘らず、不燃性が高く、燃えないので黒煙や
ダイオキシンなどの有害物質を発生せず安全であるとい
う効果を奏する。

【００２４】この不燃材料１５を素材としてハードボー
ド等の不燃ボードを製造した場合、この不燃ボードは不
燃性が高く、燃えないので黒煙やダイオキシンなどの有
害物質を発生せず安全なので、建材に使用するのに好適
である。この不燃ボードの用途としては、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、パレット、掲示板などの用途を挙
げることができるが、これらは単なる例示にすぎず種々
の用途に使用しうる。

【００２５】つぎに、本発明の不燃材料およびその製造
方法の第３製造方法を説明する。図４は本発明の不燃材
料およびその製造方法の第３製造方法を示すフローチャ
ートである。同図に示すように、ケイ酸カルシウム３、
リン酸アルカリ塩４および水２を混合して(S21 )、混合
液２１を作る。ケイ酸カルシウム３とリン酸アルカリ塩
４の混合割合は、容積比で約４０対６０が好適である。

【００２６】この混合液２１を煮沸する(S22 )。煮沸し
た混合液２１に紙材２２を浸して、この紙材２２に混合
液２１を含浸させる(S23 )。紙材２２は、段ボール紙、
上質紙、新聞紙、雑誌、公告紙等、種々の素材の紙材を
採択しうる。

【００２７】そして、紙材２２を乾燥させると(S24 )、
本発明の不燃材料２５が得られる。

【００２８】本発明の不燃材料の第３製造方法によれ
ば、ケイ酸カルシウム３、リン酸アルカリ塩４および水
２を混合した混合液２１に、紙材２２を浸した後に乾燥
させるだけで、化学的反応を起こしていないにも拘わら
ず、紙材２２を不燃材料２５にすることができる。この
不燃材料２５は、不燃性が高く、燃えないので黒煙やダ
イオキシンなどの有害物質を発生せず安全であるという
効果を奏する。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、廃棄された資
源ごみを有効に活用でき、不燃性が高く、しかも加熱し
ても燃えず有害ガスが発生せず安全で、原料コストが安
価な不燃材料を製造することができる。請求項２の発明
によれば、廃棄された資源ごみや破砕ごみを有効に活用
でき、不燃性が高く、しかも加熱しても燃えず有害ガス
が発生せず安全で、原料コストが安価な不燃材料を製造
することができる。請求項３の発明によれば、不燃効果
が高く、成型時に脆くなったりひび割れが生じない不燃
材料を製造することができる。請求項４の発明によれ
ば、不燃性が高く、かつ、成型時にひび割れが生じない
不燃材料を製造することができる。請求項５の発明によ
れば、廃棄された資源ごみや破砕ごみを有効に活用で
き、不燃性が高く、しかも加熱しても燃えず有害ガスが
発生せず安全で、原料コストが安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の不燃材料の第１製造方法を示すフロー
チャートである。

【図２】本発明の不燃材料の第２製造方法を示すフロー
チャートである。

【図３】本発明の第１製造方法および第２製造方法にお
ける原料、ケイ酸カルシウムとリン酸アルカリ塩の混合
割合を示した表である。

【図４】本発明の不燃材料およびその製造方法の第３製
造方法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１古紙や木材等の資源ごみ３ケイ酸カルシウム４リン酸アルカリ塩５不燃材料１１塩化ビニルを除く合成樹脂製の破砕ごみ１５不燃材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２９Ｂ 17/00 ＺＡＢＢ２９Ｂ 17/00 ＺＡＢ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】古紙や木材等の資源ごみを破砕し、該破砕された資源ごみに、不燃用添加剤としてケイ酸カ
ルシウムおよびリン酸アルカリ塩を加えて混合すること
を特徴とする不燃材料の製造方法。
【請求項２】古紙や木材等の資源ごみを破砕し、塩化ビニルを除く合成樹脂製の破砕ごみを破砕し、前記破砕された資源ごみおよび破砕ごみに、不燃用添加
剤としてケイ酸カルシウムおよびリン酸アルカリ塩を加
えて混合することを特徴とする不燃材料の製造方法。
【請求項３】前記破砕された資源ごみに対するケイ酸カ
ルシウムおよびリン酸アルカリ塩の混合容量比率が、３
０〜６０％であることを特徴とする請求項１記載の不燃
材料の製造方法。
【請求項４】前記破砕された資源ごみおよび破砕ごみの
合計に対する前記資源ごみの混合容量比率が、６０％以
上であり、前記破砕された資源ごみおよび破砕ごみの合計に対する
前記ケイ酸カルシウムおよび前記リン酸アルカリ塩の混
合容量比率が、８０〜１２０％であることを特徴とす
る請求項２記載の不燃材料の製造方法。
【請求項５】請求項１、２、３または４の不燃材料の製
造方法によって製造されたことを特徴とする不燃材料。