JP4394092B2 - 石綿固化剤及びそれを用いた石綿処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、石綿を飛散させることなく固化させる石綿固化剤、及びそれを使用して石綿含有物を処理する方法に関するものである。

石綿（アスベスト）は、強度、耐火性、耐薬品性、防音性、絶縁性など、優れた物性的特徴を有しているため、建築用材など様々な分野において利用されてきた。しかし、石綿には発ガン性があり、大気中に石綿が飛散すると人体に有害であることが指摘されて、社会問題となっている。このため、石綿を含有する建築用材などの劣化、破損あるいは解体などによって石綿が大気中に飛散するのを防止する対策が必須である。

石綿の飛散を防止する技術として、石綿を含有する建築用材などの表面に薬剤を浸透させて石綿を固化させる技術が提案されている。特許文献１には、ケイ酸塩類を主成分とするアルカリ性水溶液とガラス微粒子との混合物からなるアスベスト改質硬化剤が開示されている。

また、石綿を含有する建築用材などを解体処理する場合、作業場を規定シートで覆って石綿の外部への飛散を防ぎ、作業者は特殊防護服を着用して石綿の付着、吸引を防ぎながら解体を実施しているのが現状である。しかしこの作業は煩雑である上、外部や作業者への石綿の飛散を完全に防止できるとは言い難い。

特開２００２−１３７９７６号公報

本発明は、石綿を確実に固化して石綿の飛散を長期間防止することができ、万一、火災等が発生しても引火する危険性がなく、なおかつ既存の石綿含有物に付着、増殖している病原菌ウィルスやカビなどを除菌駆除することが可能な石綿固化剤、およびその石綿固化剤を用いた簡便な石綿処理方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された石綿固化剤は、濃度が２０％のコロイダルシリカを(３〜７)×１．１２/１００倍に希釈した水溶液１重量部と、水に対して金属を含む鉱物または岩石３〜７重量％を投入し前記金属が溶出した金属イオンを含有する水（リン酸塩水溶液である場合を除く）９〜３３重量部とに、粒子径が０．０３〜０．１５μｍの酸化チタン３〜７重量％を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の石綿固化剤は、請求項１に記載されたもので、前記コロイダルシリカの粒子径が２５〜１６０ｎｍであることを特徴とする。

請求項３に記載の石綿固化剤は、請求項１に記載されたもので、前記金属イオンが、ゲルマニウムイオン、バナジウムイオン、モリブデンイオン、バリウムイオン、コバルトイオン、クロムイオン、スズイオン、アルミニウムイオン、マンガンイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオンから選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とする。

請求項４に記載の石綿の処理方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の石綿固化剤を石綿含有物に塗布含浸させた後乾燥して石綿を固化させることを特徴とする。

請求項５に記載の石綿の処理方法は、請求項４に記載されたもので、前記石綿固化剤を石綿含有物に塗布含浸させた後、押圧することを特徴とする。

本発明の石綿固化剤は、珪素酸化物の水溶液と金属イオンを含有する水とを混合したことで、驚異的に石綿の固化を促進し、長期間にわたって石綿の飛散を防止することを可能とした。また、前記石綿固化剤は液状であるので、例えば建築物の壁、床、天井のような石綿含有物に容易に塗布または噴霧し含浸させることができる。そのため、研究室、各種機械室及び通路など、石綿含有物の種類、その規模の大小にかかわらず、どこでも効果的に使用できる。

さらに、前記石綿固化剤は酸化チタンを含有しているので、その光触媒作用によって石綿含有物の内部に付着、増殖した病原菌ウィルスやカビなどを除菌殺菌し、快適かつ安全な居住環境を保つことが可能となる。また、石綿固化剤は水系であるので、環境および人体に対して無害である。

本発明の石綿処理方法によれば、石綿を飛散させることなく簡便に固化させることができる。その結果石綿含有物の取扱いが容易になるため、石綿含有物の封入作業や解体除去作業の作業性が向上する。また、前記石綿処理方法で処理した石綿含有物は、その劣化が防止されて耐久性が向上する。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

本発明の石綿固化剤は、珪素酸化物の水溶液と、金属イオンを含有する水と、酸化チタンとを撹拌混合して得ることができる。

珪素酸化物の水溶液としては、コロイド状二酸化珪素の水系分散体であるコロイダルシリカ、珪酸ナトリウムの濃い水溶液である水ガラス、二酸化珪素のガラス質微小中空球体である中空バルーンを水に分散した分散液を用いることができる。中でもコロイダルシリカを用いることがより好ましい。

石綿は水和性の繊維状珪酸塩鉱物であるため、本発明のような水系の石綿固化剤に容易にとり込まれる。そして、イオン結合やファンデルワールス力によって、石綿固化剤中の珪素化合物や珪素酸化物と石綿とが結合する。

コロイダルシリカの粒子表面にはシラノール基が露出しており、このシラノール基が脱水縮合して粒子間にシロキサン結合を形成する。その結果全体に網目構造を形成するため、石綿を強固なガラス質として固化させることができる。コロイダルシリカの粒子径は２５〜１６０ｎｍであるとよいが、粒子径がより小さい方が石綿への浸透性に優れるため、好ましい。

前記金属イオンを含有する水は、ゲルマニウム、バナジウム、モリブデン、バリウム、コバルト、クロム、スズ、アルミニウム、マンガン、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウムから選ばれる少なくとも１種類の金属のイオンを含んでいるとよいが、特にカルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウムを含んでいるとより好ましい。

前記金属イオンを含有する水は、例えば前記金属を含む鉱物や岩石をｐＨ７．０±０．３の水に投入し、前記金属を溶出したものであってもよい。この時、使用する鉱物または岩石は３〜７重量％であると好ましい。

前記酸化チタンは、粒子径が０．０３〜０．１５μｍであると好ましい。また、石綿固化剤中の前記酸化チタンの含有量は、３〜７重量％であると好ましい。酸化チタンの含有量が少なすぎると、十分な光触媒活性性能を得ることができない。

酸化チタンは、太陽光や蛍光灯の光の中にも含まれる紫外線を吸収すると電子が励起され、その表面に存在する酸素と反応してスーパーオキサイドアニオンなどの活性酸素種を発生させる。この活性酸素種は強力な酸化力を有しており、空気中の細菌、悪臭の原因となるホルムアルデヒドやアンモニアやメチルメルカプタンのような化学物質、汚れの原因となる有機化合物などを分解するという光触媒作用を発揮する。

珪素酸化物の水溶液と金属イオンを含有する水との混合割合は、容積比率で１：９〜１：３３であるとよいが、１：１３〜１：１８であるとより好ましい。珪素酸化物の水溶液と金属イオンを含有する水とを混合することによって、金属イオンが珪素酸化物に作用して石綿のランダムな空隙を充填する。

本発明の石綿の処理方法は、前記のようにして得られた石綿処理剤を、例えば石綿を使用した壁、床、天井のような石綿含有物に塗布含浸させ乾燥することで、石綿を固化させるものである。前記石綿固化剤の塗布方法は特に限定はなく、例えばエアレススプレーガンやローラーを使用して塗布することができる。

石綿含有物の表面に前記石綿固化剤を塗布して８時間程度乾燥すると、石綿は完全に乾燥固化する。この塗布−乾燥工程は、一回でもよく、二回以上繰り返して行ってもよい。一回に使用する石綿固化剤の量は、石綿含有物１ｍ^２あたり１．５〜２ｋｇであると好ましい。また、石綿固化剤を石綿含有物に塗布含浸させた後、０．３１ｋｇ／ｍ^２で押圧すると、石綿固化剤がより浸透するので好ましい。

本発明を適用する石綿固化剤を作製し、石綿の固化を実施した例を実施例１〜４に、本発明を適用外の石綿固化剤を作製し、石綿の固化を実施した例を比較例１〜２に、それぞれ示す。

（実施例１）
金属イオンを含有する水として医王石水（仙人の恵み：アイエヌジー社製の商品名）の１０００重量部に、容積比率３％の割合で粒径２５ｎｍのコロイダルシリカ（ＰＬ−３：扶桑化学工業社製の商品名）を加えて撹拌混合した。得られた混合液に、５重量％の酸化チタンを加えてさらに撹拌混合し、石綿固化剤を作製した。

次に、機械ポンプ室内の石綿含有率１７％以上の耐火耐水用石綿含有壁に、上記で得られた石綿固化剤をエアレススプレーガンを用いて全体に噴霧し、８時間乾燥した。その後この石綿含有壁の除去工事を行ったところ、石綿が全体的に固化しており、石綿を飛散させることなく、容易に除去することができた。また、公共建築改修工事標準仕様書（建築工事編：平成１６年度版）に記載の方法に従って機械ポンプ室内の石綿濃度を測定したところ、０．７ｆ／Ｌであった。

（実施例２）
金属イオンを含有する水として医王石水（仙人の恵み：アイエヌジー社製の商品名）の１０００重量部に、容積比率７％の割合で粒径４０〜１６０ｎｍのコロイダルシリカ（ＰＬ−３：扶桑化学工業社製の商品名）を加えて撹拌混合した。得られた混合液に、５重量％の酸化チタンを加えてさらに撹拌混合し、石綿固化剤を作製した。

次に、石綿含有率１２％以上の耐火耐水用石綿含有壁に、上記で得られた石綿固化剤をエアレススプレーガンを用いて全体に噴霧し、８時間乾燥した。その後この石綿含有壁及び室内を観察したところ、石綿が全体的に固化していて飛散することがなく、石綿が確実に封入されていた。

（実施例３）
金属イオンを含有する水として医王石水（仙人の恵み：アイエヌジー社製の商品名）の１０００重量部に、容積比率５％の割合で粒径２５ｎｍのコロイダルシリカ（ＰＬ−３：扶桑化学工業社製の商品名）を加えて撹拌混合した。得られた混合液に、５重量％の酸化チタンを加えてさらに撹拌混合し、石綿固化剤を作製した。

次に、石綿製煙突に、上記で得られた石綿固化剤をエアレススプレーガンを用いて全体に噴霧し、８時間乾燥した。その後この石綿製煙突の内部及び表面を観察したところ、石綿が全体的に固化していて飛散することがなく、石綿が確実に封入されていた。

（実施例４）
金属イオンを含有する水として医王石水（仙人の恵み：アイエヌジー社製の商品名）の１０００重量部に、容積比率７％の割合で粒径４０〜１６０ｎｍのコロイダルシリカ（ＰＬ−３：扶桑化学工業社製の商品名）を加えて撹拌混合した。得られた混合液に、５重量％の酸化チタンを加えてさらに撹拌混合し、石綿固化剤を作製した。

次に、機械ポンプ室内の石綿含有率１３％以上の耐火耐水用石綿含有壁に、上記で得られた石綿固化剤をエアレススプレーガンを用いて全体に噴霧して８時間乾燥し、そのまま７日間放置した。その後この石綿含有壁及び室内を観察したところ、石綿が全体的に固化していて飛散することがなく、石綿が確実に封入されていた。また、内部から発生していた異臭及びカビが検出されなくなった。

（比較例１）
コロイダルシリカを全く使用しなかったこと以外は実施例１と同様にして石綿固化剤を作製した。次に、機械ポンプ室内の石綿含有率１７％以上の耐火耐水用石綿含有壁に、上記で得られた石綿固化剤をエアレススプレーガンを用いて全体に噴霧し、８時間乾燥した。その後この石綿含有壁の除去工事を行ったところ、既存の石綿が結束固化せず、作業中に多量の石綿粉塵が発生して近隣に飛散し、工事を継続できなかった。また、公共建築改修工事標準仕様書（建築工事編：平成１６年度版）に記載の方法に従って機械ポンプ室内の石綿濃度を測定したところ、１３０ｆ／Ｌであった。

（比較例２）
酸化チタンを使用しなかったこと以外は実施例４と同様にして石綿固化剤を作製した。次に、機械ポンプ室内の石綿含有率１３％以上の耐火耐水用石綿含有壁に、上記で得られた石綿固化剤をエアレススプレーガンを用いて全体に噴霧して８時間乾燥し、そのまま５日間放置した。その後この石綿含有壁および室内を観察したところ、石綿は全体的に固化したものの、異臭及びカビが検出された。

（脱臭試験）
実施例１で作製した石綿固化剤を用いて脱臭試験を行った。実施例１の石綿固化剤を１０ｃｍ×１０ｃｍのアクリル板に塗布、乾燥して試料とした。この試料をそれぞれにおい袋に入れて空気を３Ｌ封入した後、ホルムアルデヒド、メチルメルカプタン、アンモニアをそれぞれ表１に記載の初期濃度となるように封入し、袋内のガス濃度を経時的に測定した。比較のため、試料を袋に入れない場合についても同様に測定し、ブランクとした。結果を表１に示す。

表１から明らかなとおり、実施例の石綿固化剤は、ホルムアルデヒド、メチルメルカプタン、アンモニアに対して優れた脱臭効果を示した。

（除菌試験）
実施例１で作製した石綿固化剤を用いて除菌試験を行った。実施例１の石綿固化剤を１０ｃｍ×１０ｃｍの磁器質タイルに塗布、乾燥して試料とした。その上に大腸菌の菌液を０．６ｍＬ接種し、この菌液が乾燥しないよう湿潤な環境下としながら光の差し込む部屋にて室温で８時間保存した。菌数の変動を、標準寒天培地の混釈培養法により測定した。比較のため、石綿固化剤を塗布していないタイルについても同様にして測定し、ブランクとした。結果を表２に示す。

表２から明らかなとおり、実施例の石綿固化剤は、優れた除菌効果を示した。

以上の結果から、本発明の石綿固化剤は石綿を固化する機能に優れる上、除菌殺菌効果や消臭効果にも優れることが確認された。

Claims (5)

1. 濃度が２０％のコロイダルシリカを(３〜７)×１．１２/１００倍に希釈した水溶液１重量部と、水に対して金属を含む鉱物または岩石３〜７重量％を投入し前記金属が溶出した金属イオンを含有する水（リン酸塩水溶液である場合を除く）９〜３３重量部とに、粒子径が０．０３〜０．１５μｍの酸化チタン３〜７重量％を含むことを特徴とする石綿固化剤。
2. 前記コロイダルシリカの粒子径が２５〜１６０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の石綿固化剤。
3. 前記金属イオンが、ゲルマニウムイオン、バナジウムイオン、モリブデンイオン、バリウムイオン、コバルトイオン、クロムイオン、スズイオン、アルミニウムイオン、マンガンイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオンから選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１に記載の石綿固化剤。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の石綿固化剤を石綿含有物に塗布含浸させた後乾燥して石綿を固化させることを特徴とする石綿の処理方法。
5. 前記石綿固化剤を石綿含有物に塗布含浸させた後、押圧することを特徴とする請求項４に記載の石綿の処理方法。