JPH0457636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、有機質廃棄物の発酵堆肥化助材等に
用いられる脱臭効果の高い珪酸カルシウム多孔体
に関する。 最近有機質廃棄物の処理が種々問題になつてお
り、その解決策の１つとして軽量気泡コンクリー
ト（以下「ALC」という）の粉粒体を用いた処
理法が提案されている（特願昭57−27979号、特
願昭57−27980号）。ところが上記処理法において
用いるALCは一般に建築材料として用いられる
板状又はブロツク状をなしたカサ比重0.4〜0.6程
度の硬化体であるので粉粒体にするには破枠のた
めの装置とエネルギーを必要とし、又、特性上も
発酵堆肥化助材としての脱臭効果が必ずしも充分
ではないという問題がある。 本発明は上記従来の問題を解決し、脱臭効果が
高くかつ極めて容易に粉粒化できる珪酸カルシウ
ム多孔体を提供することを目的とする。 上記目的を達成するための本発明の構成は、珪
酸質原料と石灰質原料とを主原料とする水スラリ
ーを発泡、凝固後、得られた半可塑物を解砕して
粒状にし、最後に得られた粒状物を蒸気養生して
なる、表面が針状または板状のトバモライト結晶
に富んでいることを特徴とする。 また、スラリー状の混合原料を発泡、凝固して
得た半可塑物は粒径10mm以下に解砕するのが好ま
しい。 一般にALCは珪石、珪砂などの珪酸質原料に
石灰およびセメントの石灰質原料を微粉砕して混
合し、更に適当量の水を加え、次いでアルミニウ
ムなどの金属粉末を加えて攪拌し、あるいは空気
などを混入する方法により気泡を含有させ、凝固
させ、ある程度の硬さに達したものを所定の寸法
に切断した後、オートクレーブにより高温高圧蒸
気養生することにより製造される。該ALCの性
状はカサ比重（絶乾）が0.4〜0.6、圧縮強度が約
50Kg／cm²程度の多孔質である。また内部の組織は
気泡による空隙部とこれを囲むマトリツクス部と
から構成されており、マトリツクス部は所定の強
度を発現するため緻密な組織を形成している。更
に上記空隙部のマトリツクス表面には珪酸カルシ
ウム水和物の結晶であるトバモライトの針状又は
板状結晶が多数形成されており、一方マトリツク
ス部自体はかかる結晶が認められない珪酸カルシ
ウム水和物となつている。即ち、オートクレーブ
養生の際に水蒸気と接触し、かつ、結晶の成長が
周囲に妨げられず自由な成長が可能な空間のある
マトリツクス表面には針状ないし板状のトバモラ
イト結晶が多数生成する。 本発明はこの点に着目し、養生前に発泡凝固し
た半可塑物を細かく解砕することにより針状ない
し板状のトバモライト結晶の生成条件に適合する
マトリツクス表面の面積を増加させ、かかる表面
に上記結晶を多量に生成させた珪酸カルシウム多
孔体を提供するものである。 ここで本発明に係る珪酸カルシウム多孔体の製
造方法の一例を説明する。本発明は先ず一般の
ALCの製造方法に準じ、気泡を含有したスラリ
ーを調製する。即ちその好適な一例として珪石、
珪砂等の珪酸質原料と生石灰、セメント等の石灰
質原料を微粉砕したものに必要に応じ添加材を加
えた混合原料に適量の水と金属アルミニウム粉末
を加えてスラリーとする。この場合に用いる原料
としては前記の原料以外に一般のALCに用いら
れるものは当然使用出来る。更に従来の周知以外
の原料も用いることができる。例えば従来の
ALCに用いる原料は、建築材料としての性能を
満足させるために、原料珪石は石英型結晶質であ
つてSiO₂の純度が90％以上のものに限られてい
たが、本発明では建材としての強度を必要としな
いため従来使用不可能とされていた低品質
（SiO₂の純度が90％以下）のものや微晶質のも
の、あるいはクリストバライトを主成分とする珪
石も使用できる。 次に上記スラリーを型枠に充填し、発泡、凝固
させる。すると圧縮強度が0.2〜1.0Kg／cm²程度で
あり、指を押し付けると押し跡がつく程度の硬さ
を具備する多孔質の半可塑物が得られる。 尚、脱臭効果を高めるうえからは、この半可塑
物を型枠より取出したのち粒径10mm以下に解砕す
るのがよく、その解砕方法はとくに限定されな
い。例えば、(a)手でもみほぐす方法、(b)予めピア
ノ線切断によつてブロツク状とし、それを網目10
mmの金物上で振動させて篩い落す方法、(c)ワイヤ
ブラシ又は攪拌羽根付き回転式解砕機等によつて
行う方法などが考えられる。 次に、解砕した半可塑物を金属製容器に入れ
て、オートクレーブによる高温高圧蒸気養生を行
う。金属容器は前記半可塑物を作る時の鉄板製型
枠でもよいし、水蒸気の通りをよくするため金網
製容器でもよい。ただし容器の高さは解砕した半
可塑物が圧密されるのを防ぐため約1m以下とす
るのが望ましい。上記のようにオートクレーブ養
生を行うと解砕した粒状半可塑物は水熱反応によ
つてそれぞれの表面にトバモライト結晶を生成
し、結晶相互が結合して、手でもみほぐすと容易
に粉粒体になる状態の多孔体が得られる。 一般に珪酸質原料と石灰質原料より水熱反応に
よつて珪酸カルシウム水和物を得る場合に、珪酸
質原料と石灰質原料の混合物を高温高圧水蒸気養
生によつて反応させると先ず非晶質の珪酸カルシ
ウム水和物が形成される。これをさらに水熱反応
させると結晶質の珪酸カルシウム水和物となる。 従来の方法で作られたALCもトバモライトの
結晶を生成するが、全ての非晶質珪酸カルシウム
水和物がトバモライトになるものとは限らず、反
応過程における原料の種類や組成、調合原料の
CaO／SiO₂のモル比、反応温度、反応時間等の
条件によつてトバモライトの生成が影響され生成
条件に適合した空隙部のマトリツクス表面にのみ
トバモライト結晶が多く生成する。 本発明においては半可塑物を予め粒体に解砕す
ることによつてマトリツクス表面を高温高圧の水
蒸気に直に接触させて反応促進を図かり、さらに
は針状または板状結晶の生成を妨げない空隙を有
するような半可塑物の表面積を増加させることが
可能となり、その表面にトバモライト結晶が多数
生成し結局、針状または板状のトバモライト結晶
に富む珪酸カルシウム水和物が得られる。 次に以上の製造方法によつて得られる本発明の
珪酸カルシウム多孔体は、これを発酵堆肥化助材
として用いた場合に、従来の方法で作られた
ALCを破砕したものに比べ優れた脱臭効果を有
する。 一般の脱臭剤の多くが多孔質であつて内部に表
面積が極めて大きい微細孔を有し、そこに発臭物
質分子を物理的又は化学的に吸着することによつ
て脱臭が行われることからすれば、本発明のよう
に多孔質であつて内部に表面積が大きい微細孔を
多くもつ程脱臭効果が大きいと言える。 因みに添付写真第４図ないし第６図の電子顕微
鏡写真に示す通り、従来の方法で作られたALC
を破砕した粉粒体には緻密なマトリツクスの破砕
面が多く存在するのに対し、本発明により得られ
た珪酸カルシウム多孔体を解砕した粉粒体は第１
図ないし第３図の写真に示す通り粉粒体の表面に
多数の針状または板状のトバモライト結晶を生成
しているのが判る。これにより本発明の珪酸カル
シウム多孔体は極めて表面積の大きい微細孔を有
するものとなり、優れた脱臭効果を発揮する。 また、本発明に係る珪酸カルシウム多孔体は前
述したように手でもみほぐすと粉粒体化する程度
に結合した成形体であるため、従来のような破砕
のための装置やエネルギーを必要としない利点が
ある。更に、本発明に係る珪酸カルシウム多孔体
は、オートクレーブ養生中の水熱反応においてト
バモライト結晶が容易に生成されるので原料の珪
石、珪砂等については、従来は反応性に難点があ
つて使用されていなかつた低品位（SiO₂の純度
が90％以下）もしくは微晶質の珪石や、さらには
クリストバライトを主成分とする珪石等を用いて
も、トバモライト結晶が生成され脱臭効果の高い
発酵堆肥化助材を得ることができる。 なお、発酵堆肥化助材としては以上述べた脱臭
性以外の性能例えば吸水性、空気保持性、微生物
への無害性等々が要求されるがそれらに関連する
物性は本発明によつても従来と全く変らず何ら問
題になることはない。 以上の通り、本発明に係る珪酸カルシウム多孔
体は極めて簡単な方法によつて製造でき且つ顕著
な脱臭効果を発現する針状または板状トバモライ
ト結晶に富んでいるので、その粉粒体は通常悪臭
が強くその処理が問題なる有機質廃棄物の発酵堆
肥化助材として使用でき、非常に有益である。 次に本発明の実施例を示す。 ＜実施例 １＞ 従来のALCに用いる原料珪石（結晶質、SiO₂
の純度が90％以上）の粉末原料に生石灰粉末、ポ
ルトランドセメントを混合し、さらに水及び金属
アルミニウム粉末を加えてスラリーを作つた。
尚、原料各々の調合割合は（表−１）の本実験例
に示す通りである。このスラリーを型枠に注入し
て発泡、凝固させ半可塑物とし、それを型枠より
取出し手でもみほぐして10mm以下の粒状に解砕し
て上記の型枠に再度入れてオートクレーブ中で温
度180℃、圧力10Kg／cm²、養生時間５時間の養生
を行つた。得られた多孔体のカサ比重（絶乾）及
びそれを解砕した粉粒体の脱臭効果は（表−１）
の本実験例の通りであつた。 さらに比較実験例として上記本実験例と同一原
料、同じ調合割合、及びその他同じ条件で半可塑
物を作りこれをピアノ線切断により厚さ30mm、巾
100mm、長さ300mmのブロツクとし、上記本実験例
と同一条件でオートクレーブ養生を行つた。得ら
れた結果を併せて（表−１）に示す。 （表−１）の結果から明らかなように本発明の
多孔体粉末は従来のものに比べ約1.5倍以上の脱
臭効果を発揮している。 尚、表中の脱臭効果は次の方法により測定した
ものである。先ず、トリメチルアミンの入つた容
器フラスコ内に上記各々の粉粒体を添加しそれに
よつてトリメチルアミンの含有量がどう変化した
かをガスクロマトグラフイーによつて測定した。
更に粉粒体の添加量を変化させトリメチルアミン
の除去効果を測定した。この結果を第７図に示
す。次にこの結果よりトリメチルアミン含有量を
１／１０に除去するのに相当する本実験例、比較実験
例の粉粒体の添加量を求め、それにより脱臭効果
の値を次式に基づいて算出した。 脱臭効果＝１／トリメチルアミン含有量を1/10
に除去する添加量（ｇ）

【表】 更に前記本実験例(3)および比較実験例(2)の粉粒
体を電子顕微鏡により観察した。この結果を第１
図ないし第６図に示す。第１図ないし第３図に示
すように本発明の粉粒体にはその表面に針状ない
し板状のトバモライト結晶が多数成長している。
一方、比較実験例のものは第４図ないし第６図に
示すように粉粒体表面は塊状をなしており、針状
ないし板状のトバモライト結晶が少ない。 ＜実施例 ２＞ 珪酸質原料である珪石として、従来の方法にお
いては反応性が悪く使用が不適とされる低純度や
微晶質のもの、さらにはクリストバライトを主成
分とするものを使用し、他の条件は実施例１と同
様にして、珪酸カルシウム多孔体を作り、同様に
粉粒体の脱臭効果を測定した。その結果は（表−
２）に示す通りで低品位珪石（SiO₂の純度が90
％以下）、微晶質のもの、およびクリストバライ
トを主成分とするものいずれの場合においても脱
臭効果を比較すると前記＜実施例１＞中の比較実
験例より優れた値を示し、本発明による顕著な効
果が認められた。

【表】 尚、本実施例における原料の組成は次の通りで
ある。 表−３ 珪石：60重量部 生石灰：20重量部 ポルトランドセメント：20重量部 水：70重量部 アルミニウム粉末：0.08重量部 ＜実施例 ３＞ 実施例１に準じて得た多孔体を次表の粒径に解
破し、その脱臭効果を測定した。

【表】 表−４から明らかなように粒径10mm以下におい
て脱臭効果が大きいことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は珪酸カルシウム多孔体の
組織状態を示す電子顕微鏡写真であり、第１図な
いし第３図は本発明に係り、第４図ないし第６図
は従来の珪酸カルシウム多孔体である。尚第１図
と第４図、第２図と第５図、第３図と第６図はそ
れぞれ36倍、360倍、1600倍の拡大写真である。
第７図は実施例１の本実験例および比較実験例に
おける脱臭効果測定のためのグラフであり、粉粒
体添加量と通過含有量の関係を示す。図中イは本
実験例、ロは比較実験例である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 珪酸質原料と石灰質原料とを主原料とする水
   スラリーを発泡、凝固後、得られた半可塑物を解
   砕して粒状にし、最後に得られた粒状物を蒸気養
   生してなる、表面が針状または板状のトバモライ
   ト結晶に富んでいる珪酸カルシウム多孔体。