JP3633717B2 - Molded body of porous material - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭、炭等の炭素質多孔性物質、シラスバルーン、バーミュキュライト等の多孔性物質の成形体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
活性炭、炭等の多孔性物質は、その表面に開口する多数の細孔により各種機能を備えており、その機能を利用して種々の用途に使用されている。
【0003】
前記細孔は、例えば、やしがら活性炭の場合には、図2に示すように、活性炭の表面に開口するマクロポアa、マクロポアa内に開口するメソポアb、さらにメソポアb内に開口するミクロポアcからなっており、ミクロポアcが木の葉の葉脈のように四方八方に発達している。下記表1に前記やしがら活性炭のマクロポアa、メソポアb、ミクロポアcの特性値を示す。
【0004】
【表1】
【0005】
前記多孔性物質の代表的な機能としては、前記細孔により物質を吸着する機能があり、この機能を利用して、例えば、(1)室内に木炭を配置することによるホルマリン臭等の脱臭、アレルギー性疾患の発生原因となる黴等の除去、(2)炊飯時に釜の中に木炭を入れることによる匂い除去、(3)浴槽の水中に木炭、活性炭等を入れることによる微生物の除去、(4)廃水路の水中に活性炭等を入れることによる廃水浄化等のように、環境汚染物質を吸着し環境浄化する用途に使用することが知られている。
【0006】
前記吸着機能のメカニズムを、図2示のやしがら活性炭の場合について、説明すると、ガス分子等の被吸着物質は、マクロポアaから進入し、メソポアbを経て、ミクロポアcに吸着される。従って、前記やしがら活性炭の吸着機能の大部分はミクロポアcに依存している。
【0007】
尚、前記やしがら活性炭は、比表面積が大きいほど優れた吸着機能を示すことが知られているが、表1から明らかなようにやしがら活性炭の比表面積の大部分はミクロポアcによって占められており、このことからも前記やしがら活性炭の吸着機能の大部分がミクロポアcに依存していることがわかる。
【0008】
また、木炭を土壌に入れると、その多孔性により通気性、水はけがよくなり、細孔が微生物の繁殖場所になると共に有害物質を吸着するので、優秀な土壌改良材となることが知られている。さらに、活性炭、炭等は、湿度を調整したり、電磁波を吸収する機能を有することが知られており、枕の中に入れて安眠効果を期待したり、床下に埋炭し、或いは室内にオブジェを兼ねて飾ることにより生活環境を改善することが試みられている。
【0009】
従来、前記活性炭、炭等は、棒状、顆粒状、粉状等のように、それ自体の形態をそのままで使用されている。しかし、前記活性炭、炭等を前記のような生活環境を改善する用途、特に住宅産業のための部材として使用するには、それ自体の形態をそのままで使用するのでは不便であり、均一な組成及び形状を備え、石膏ボードやパーティクルボードと同等の強度を有する成形体とすることが望まれる。
【0010】
前記活性炭、炭等の多孔性物質の成形体として、合成樹脂をバインダーとして該多孔性物質をボード状に成形することが試みられている。しかしながら、合成樹脂をバインダーとすると、合成樹脂が前記マクロポアaに充填されてしまい、前記多孔性物質を成形体とするために多量の合成樹脂を必要とする上、前記メソポアb及びミクロポアcは被吸着物質の入口となるマクロポアaが前記合成樹脂により塞がれ、該合成樹脂が該多孔性物質の表面に密着して外気を遮断する層を形成するために、その吸着機能を失うという不都合がある。
【0011】
また、北海道林産試験場では、新聞紙を水に漬けてパルプ状に溶解し、得られたパルプ繊維をバインダーとして、前記活性炭、炭等をボード状に成形することが試みられている。前記パルプ繊維はそれ自体が通気性を備えているので、該パルプ繊維をバインダーとしても前記活性炭、炭等の前記メソポアb及びミクロポアcはその吸着機能を失うことがない。
【0012】
しかしながら、前記パルプ繊維は直径が大きいので他の物質と結合することができる結合活性点が少なく、また前記活性炭、炭等の粒子に対する付着量も少ない。このため、前記パルプ繊維をバインダーとすると、10〜15kg/cm2 程度の曲げ強度を有するボードが得られるに過ぎず、石膏ボードの曲げ強度65〜70kg/cm2 (比重0.67)と同等またはそれ以上の強度を有するボードを得ることができないという不都合がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、多孔性物質自体の機能を失うことなく、石膏ボードと同等以上の強度を有する多孔性物質の成形体を提供することを目的とする。
【0014】
また、本発明の目的は、廃棄する際に容易に処理することができる多孔性物質の成形体を提供することにもある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の多孔性物質の成形体は、標準ふるい3.5メッシュパス以下の粒度を有する多孔性物質と、天然繊維に水を加えて解繊することにより得られる平均直径0.1〜2μmの天然繊維解繊物の懸濁液とを混合して混合物を生成し、該混合物をさらに上下2段に設けられた砥石を互いに反対方向に回転しつつ、両砥石間に通過させて、該混合物を該多孔性物質の表面に該天然繊維解繊物が均一に付着したスラリーとし、該スラリーを、脱水、乾燥して成形することにより、該多孔性物質が、該天然繊維解繊物をバインダーとして結合していることを特徴とする。
【0016】
前記多孔性物質は、標準ふるい3.5メッシュパス以下(ふるいを通過する部分の直径が5.6mm以下)の粒度であることにより、前記天然繊維解繊物をバインダーとして結合されやすく、優れた強度を有する成形体が得られる。また、前記天然繊維解繊物は、天然繊維に水を加え、その直径がサブミクロン以下、平均直径0.1〜2μmになるように解繊することにより、−OH基、−NH2 基等、他の物質と結合することができる結合活性点が多くなり、前記多孔性物質に対する優れたバインダーとなる。尚、前記天然繊維解繊物は、前記結合活性点の結合作用を妨げない範囲で、アルミニウム箔の粉砕物等、他の物質を含んでいてもよい。
【0017】
前記多孔性物質は、前記天然繊維解繊物の懸濁液と混合することにより、該天然繊維解繊物と互いに均一に分散し、その表面に該天然繊維解繊物が均一に付着する。このとき、前記天然繊維解繊物は繊維状であるので、前記多孔性物質の表面に開口している細孔に橋架けするように付着する。従って、前記天然繊維解繊物は前記細孔を塞ぐことがなく、該細孔に由来する前記多孔性物質の機能の喪失が防止される。
【0018】
前記多孔性物質と、前記天然繊維解繊物の懸濁液とを混合して得られたスラリー状混合物は、脱水、乾燥して成形すると、前記多孔性物質の表面に付着した天然繊維解繊物が、前記のような多数の結合活性点により前記多孔性物質と結合し、また前記多孔性物質の表面に付着した天然繊維解繊物同士が結合して、多孔性物質−天然繊維解繊物−多孔性物質のように結合したネットワークを形成するので、優れた強度が得られる。従って、本発明によれば、多孔性物質自体の機能を失うことなく、優れた強度を有する多孔性物質の成形体を得ることができる。
【0019】
また、本発明の成形体は、前記多孔性物質が前記天然繊維解繊物をバインダーとして結合されたものであるので、土壌中に廃棄されると前記天然繊維解繊物が生分解される。前記バインダーが分解されると、前記多孔性物質が土壌中に分散されるが、前記多孔性物質は前記のように本来土壌改良材として有用であり、土壌中に分散されても環境を汚染する虞れがない。従って、本発明の成形体は、廃棄時には、土壌に還元すればよく、容易に処理することができる。
【0020】
前記多孔性物質は、前記天然繊維解繊物の懸濁液と混合した後、さらに前記のように互いに反対方向に回転している上下の砥石間に該懸濁液を通過させて混合することにより、前記多孔性物質の表面に前記天然繊維解繊物が均一に付着するので、得られる成形体の強度を向上させることができる。
【0021】
本発明では、前記多孔性物質として、炭素質多孔性物質、シラスバルーン、バーミュキュライト、ゼオライトの中から選ばれる少なくとも1種の多孔性物質が用いられる。
【0022】
また、本発明では、前記天然繊維として、セルロース系天然繊維を単独で用いてもよく、セルロース系天然繊維とコラーゲン系天然繊維との混合物を用いてもよい。セルロース系天然繊維にコラーゲン系天然繊維を混合することにより、得られる成形体の強度、耐水性、生分解速度等を向上させることができる。
【0023】
本発明の成形体は、該成形体の表面に耐火材層を設けることにより、耐火性を付与することができる。前記耐火材としては、セピオライトを挙げることができる。
【0024】
また、本発明の成形体は、前記多孔性物質の重量に対して0.1〜1.5重量%の耐火性化合物を含ませることによっても、耐火性を付与することができる。前記耐火性化合物としては、三酸化二ホウ素(B2 O3 )、ホウ酸(H3 BO3 )、ホウ酸アンモニウム(NH4 BO2 )等のホウ素化合物、オルトリン酸(H3 PO4 )等のリン化合物、リン酸二水素アンモニウム(NH4 H2 PO4 )等のリン窒素化合物、塩化ホスホリル(POCl3 )等のリンハロゲン化合物、臭化アンモニウム(NH4 Br)等のハロゲン化合物、アセチル化二塩化チタン(TiCl2 (OAc)2 )等の塩化チタン化合物の中から選ばれる少なくとも1種の耐火性化合物を挙げることができるが、アルコールに可溶であって取扱いが容易である点、分子量が小さく前記多孔性物質の細孔に侵入しても吸着機能を低減させにくい点で三酸化二ホウ素が特に好ましい。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は本実施形態で用いる成形装置の斜視図である。
【0026】
本実施形態の多孔性物質の成形体は、標準ふるい3.5メッシュパス以下の粒度を有する多孔性物質と、天然繊維に水を加えて解繊することにより得られる平均直径0.1〜2μmの天然繊維解繊物の懸濁液とを混合して得られたスラリー状混合物を所定の型に流し込み、脱水、乾燥して成形することにより得られたものであり、前記天然繊維解繊物と混合された多孔性物質が前記天然繊維解繊物をバインダーとして結合した形態となっている。
【0027】
前記多孔性物質は、その粒度が標準ふるい3.5メッシュパス以下であることが必要であり、これより大きいときには、前記天然繊維解繊物をバインダーとして結合することが困難になる。尚、「標準ふるい3.5メッシュパス以下」とは、前記多孔性物質のふるいを通過する部分の直径が3.5メッシュのふるいの目開きの5.6mm以下であることを意味する。
【0028】
本実施形態では、前記多孔性物質として、活性炭、木炭等の炭素質多孔性物質、火山灰を発泡させて得られるシラスバルーン、蛭石を発泡させて得られるバーミュキュライト、ゼオライトの中から選ばれる少なくとも1種の多孔性物質を用いる。
【0029】
前記炭素質多孔性物質は、植物体炭化物でもよく、石炭顆粒物等の炭化物でもよい。また、前記植物体炭化物は、小径木、工場残塵材、家屋解体材、林地内の除間伐材等の木質系植物体を炭化した炭化物でもよく、綿の木、コーヒーかす等の非木質系植物体を炭化した炭化物でもよい。前記植物体を炭化する方法は、伏せ焼き法、炭窯を使って焼く方法、機械的装置で焼く方法等どのような方法でもよい。また、前記機械的装置は、流動炉、ロータリーキルン、連続炭化炉、欧米型のラービオット炉、セーマン炉等どのような装置でもよい。
【0030】
本実施形態では、前記天然繊維として、セルロース系天然繊維を単独で、またはセルロース系天然繊維にコラーゲン系天然繊維を混合して用いる。
【0031】
前記セルロース系天然繊維の原料としては、パルプを用いてもよいが、紙製品の廃棄物を利用することにより、該紙製品のリサイクルに寄与することができる。前記紙製品の廃棄物としては、段ボール古紙、牛乳パック、アルミニウム箔ラミネートパック等を挙げることができる。
【0032】
また、前記コラーゲン系天然繊維の原料としては、皮革屑等を挙げることができる。
【0033】
前記天然繊維の解繊は、スーパーグラインデル(商品名、増幸産業株式会社製)等の融砕機を用いて行うことができる。前記スーパーグラインデルは、上下2段のノンポーラス砥石によって構成され、上下の砥石を互いに反対方向に回転しつつ、両砥石間に20〜25倍量の水の存在下に天然繊維を通過させることにより、該天然繊維を直径がサブミクロンになるまで解繊して、平均直径0.1〜2μmの天然繊維解繊物が前記水に懸濁している懸濁液が得られる。また、前記天然繊維解繊物は前記懸濁液中で、水により最大限に膨潤されている。
【0034】
前記天然繊維解繊物は、直径がサブミクロンの範囲になるまで解繊されているので、前記多孔性物質のバインダーとして望ましい、−OH基、−NH2 基等、他の物質と結合することができる結合活性点を多数備えている。前記サブミクロンの範囲になるまで解繊されている天然繊維解繊物は、平均直径が0.1〜2μmの範囲となっている。
【0035】
前記天然繊維解繊物の平均直径が2μmより大きいと前記多孔性物質のバインダーとなるために前記結合活性点が少なく、また前記平均直径を0.1μm未満にするには大きなエネルギーが必要になるので経済的に不利になる。
【0036】
尚、前記スーパーグラインデルによれば、前記のようにすることにより、上下両砥石間に強力な遠心力、衝撃力、摩砕力、剪断力が生じる。そこで、前記スーパーグラインデルは、上下両砥石間の間隔を、目的に応じて調整することにより、前記のように天然繊維を解繊したり、後述のように前記多孔性物質と前記天然繊維解繊物の懸濁液とを混合する用途等に使用することができる。
【0037】
本実施形態では、前記多孔性物質と前記天然繊維解繊物の懸濁液とを、該多孔性物質の重量に対して該天然繊維解繊物の固形物換算量が、9:1〜5:5の範囲で混合することにより、脱水後、含水率が5%前後となったときの比重が0.15〜1.35の範囲にある成形体が得られる。前記比重の範囲は、得られる成形体が、極く軽量のものから、重量のあるものまで、広い範囲で選択できることを意味している。
【0038】
前記多孔性物質の重量と前記天然繊維解繊物の固形物換算量との比が9:1より大きく、前記天然繊維解繊物の固形物換算量1重量部に対して前記多孔性物質の重量が9重量部を超えるときには、前記多孔性物質に対する前記天然繊維解繊物の量が少なくなり、得られる成形体において充分な強度が得られないことがある。また、前記多孔性物質の重量と前記天然繊維解繊物の固形物換算量との比が5:5より小さく、前記天然繊維解繊物の固形物換算量5重量部に対して前記多孔性物質の重量が5重量部未満になるときには、前記天然繊維解繊物に対する前記多孔性物質の量が少なくなり、得られる成形体において前記多孔性物質の機能が充分に得られないことがある。
【0039】
前記多孔性物質と前記天然繊維解繊物の懸濁液との混合は、ミキサー、ニーダー等の通常の攪拌機を用いて行ってもよいが、前記スーパーグラインデルを用いて行うことにより、脱水後に優れた強度を有する成形体が得られる。このとき、前記スーパーグラインデルを用いると、前記多孔性物質の表面に前記天然繊維解繊物が均一に付着するので、成形体の強度が向上するものである。尚、前記スーパーグラインデルを前記混合に用いるときには、上下両砥石間の間隔を、前記天然繊維の解繊に用いるときよりも広く設定する。
【0040】
前記多孔性物質と前記天然繊維解繊物の懸濁液とを前記のようにして混合すると、該多孔性物質と該天然繊維解繊物とが互いに均一に分散したスラリー状混合物が得られる。本実施形態では、前記スラリー状混合物を、図1示の成形装置により、脱水、成形する。
【0041】
図1示の成形装置は、密封槽1と、密封槽1の上に備えられた角型の成形型2と、成形型2の内のりに沿った形状の蓋部材3とからなり、密封槽1は減圧装置4によりその内部を減圧できるようになっている。また、成形型2の底部には、密封槽1との間に、水分だけを通過させ前記多孔性物質及び前記天然繊維解繊物は通過させない金網5が備えられており、密封槽1には排水口6が備えられている。前記金網5としては、紙の抄造に用いられる抄造用金網が用いられる。
【0042】
図1示の成形装置により脱水、成形を行うときには、まず、所定量の前記スラリー状混合物を成形型2内に流し込み、減圧装置4により密封槽1の内部を減圧する。このようにすることにより、前記スラリー状混合物中の主として自由水が密封槽1内に吸引され、金網5上に前記スラリー状混合物が脱水されたボード状の予備成形体(図示せず)が得られる。
【0043】
次に、前記予備成形体の上に前記蓋部材3を載置して、さらに密封槽1の内部を減圧すると、蓋部材3の荷重により前記予備成形体がさらに脱水される。前記蓋部材3は、ボード状の予備成形体の厚さ及び含水率の調整のために、2〜4kg/cm2 の荷重を掛けられる重量を備えている。尚、前記蓋部材3は、前記スラリー状混合物を成形型2内に流し込んだ直後に該スラリー状混合物の上に載置するようにしてもよい。
【0044】
前記脱水により、前記予備成形体の含水率が30〜40%になったならば、成形型2から該予備成形体を取り出し、熱風乾燥器に入れて乾燥させる。前記予備成形体は、含水率が30%以下になると、前記結合活性点による天然繊維解繊物と多孔性物質と、あるいは天然繊維解繊物同士の結合作用が活発になり、容積収縮が起きるので、図1示の成形装置のように減圧により急速に脱水するよりも、熱風乾燥器により前記予備成形体の表面に熱風が触れるようにして乾燥する方が得られる成形体の容積のコントロールが容易になる。
【0045】
前記予備成形体は含水率が7%前後になった時点で、前記熱風乾燥器から取り出して放冷することにより、前記のように前記多孔性物質が前記天然繊維解繊物をバインダーとして結合した成形体が得られる。尚、前記予備成形体の含水率の測定は、例えば、市販のケット含水率計(株式会社ケット科学研究所製)等の試料表面にセンサ部を押圧することにより試料の含水率が表示される装置を用いて行うことができる。
【0046】
また、前記含水率30%以下の予備成形体の乾燥を早めるために、前記予備成形体の表面に接する熱風層を早い速度で攪拌できる熱風型循環加熱器、マイクロ波により材料内部を加熱する加熱器等を用いてもよい。
【0047】
次に、前記成形体に耐熱性を付与する態様について説明する。
【0048】
前記成形体に耐熱性を付与するときには、前記成形体の表面に耐火材層を形成するか、前記成形体に耐火性化合物を含有させるようにする。
【0049】
まず、前記成形体の表面に耐火材層を形成するときには、例えば、セピオライト等の耐火材を前記天然繊維と混合し、水を加えて、前記スーパーグラインデルにより解繊する。そして、得られたスラリー状混合物を前記成形体の表面にスプレーし、70℃前後の温度で乾燥させることにより、前記成形体の表面に白色のセピオライト層が形成される。
【0050】
前記セピオライトは、含水マグネシウム・ケイ酸塩(H4 Mg2 Si3 O10)を主成分とする天然鉱物型繊維体であるので、天然繊維と混合し水を加えて解繊することにより、前記天然繊維と共に容易に解繊され、前記スラリー状混合物が得られる。また、前記セピオライトは、炭素質多孔性物質と同等またはそれ以上の吸着機能を備えているので、前記のように多孔性物質の成形体表面にセピオライト層を形成しても、該多孔性物質の吸着機能が損なわれることはない。
【0051】
尚、前記セピオライト層は、前記のように白色であり、その上に印刷が可能であるので、前記成形体に装飾性を付与するために形成してもよい。
【0052】
次に、前記成形体に耐火性化合物を含有させるときには、前記多孔性物質と前記天然繊維との混合の最終段階で三酸化二ホウ素(B2 O3 )等の耐火性化合物を、前記多孔性物質に対して0.1〜1.5重量%の範囲で添加する以外は、前記耐火性化合物を含有しない場合と同様にして成形体を製造する。このようにすると、前記耐火性化合物が前記多孔性物質の細孔に吸着され、前記成形体に耐火性が付与される。
【0053】
前記耐火性化合物の含有量が前記多孔性物質に対して1.5重量%より大きいと、該耐火性化合物が前記多孔性物質の細孔に吸着されたときに、該多孔性物質の吸着機能を低減する虞れがある。また、前記耐火性化合物の含有量が前記多孔性物質に対して0.1重量%未満では、前記成形体に耐火性を付与することが難しい。
【0054】
前記三酸化二ホウ素(B2 O3 )は、アルコールに可溶であって取扱いが容易であり、分子量が小さく前記多孔性物質の細孔に侵入しても吸着機能を低減させにくいので、前記成形体に耐火性を付与する用途に好適に用いられる。また、前記耐火性化合物として、前記三酸化二ホウ素(B2 O3 )以外に、ホウ酸(H3 BO3 )、ホウ酸アンモニウム(NH4 BO2 )等のホウ素化合物、オルトリン酸(H3 PO4 )等のリン化合物、リン酸二水素アンモニウム(NH4 H2 PO4 )等のリン窒素化合物、塩化ホスホリル(POCl3 )等のリンハロゲン化合物、臭化アンモニウム(NH4 Br)等のハロゲン化合物、アセチル化二塩化チタン(TiCl2 (OAc)2 )等の塩化チタン化合物等を用いるてもよい。
【0055】
次に、本発明の実施例について、説明する。
【0056】
【実施例1】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい4メッシュパスの粒状または粉末状の爪楊枝状木炭(株式会社ジャパンリサイクルシステム製)を準備した。
【0057】
次に、天然繊維として、段ボール古紙300g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片150g(乾燥重量)とを準備し、これに水20kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、サブミクロンの範囲まで解繊した。前記解繊は、まず、スーパーグラインデルの上下両砥石間の間隔を目盛り3(約0.3mm)として両砥石を1450r.p.m.で互いに反対方向に回転させながら、前記段ボール古紙及び皮革屑不定形物切片に前記量の水を加えたものを両砥石間に1回通過させ、次いで上下両砥石間の間隔を目盛り1(約0.1mm)に変えて、6回通過させることにより行い、前記段ボール古紙及び皮革屑不定形物切片から、平均直径1.5μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0058】
次に、前記爪楊枝状木炭800gに前記天然繊維解繊物懸濁液1500g(実質部10%)を添加、混合し、スーパーグラインデルに供給してさらに混合する。前記混合は、スーパーグラインデルの上下両砥石間の間隔を目盛り5(約0.5mm)として両砥石を1450r.p.m.で互いに反対方向に回転させながら、前記爪楊枝状木炭及び天然繊維解繊物懸濁液の混合物を両砥石間に通過させることにより行い、スラリー状の混合物を得た。前記スラリー状混合物を電子顕微鏡によりよく観察したところ、前記天然繊維解繊物は前記爪楊枝状木炭の細孔に侵入することなく、該細孔に橋架けするようにして覆って、前記爪楊枝状木炭の表面に均一に付着していた。
【0059】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置の成形型2に流し込み、該混合物の上に蓋部材3を載置して、減圧装置4により密封槽1内を500mmHg程度まで減圧して脱水すると、該混合物中の主として自由水が密封槽1内に吸引され、金網5上に該混合物が脱水されたボード状の予備成形体が得られた。前記脱水は、予備成形体の含水率をケット含水率計により測定して監視しながら行い、含水率が40%になった時点で、予備成形体を成形型2から取り出した。
【0060】
本実施例では、前記成形型2として350mm×350mm×450mmのステンレス製成形型を用い、前記蓋部材3として3kg/cm2 の荷重が掛かる合板を用いた。
【0061】
次いで、前記成形型2から取り出された予備成形体をステンレス製簀子の上に載置し、雰囲気を105℃に加熱した温風乾燥器に収容して、乾燥させた。前記予備成形体は、前記乾燥により、4時間程度で含水率が28%程度になって前記天然繊維解繊物の結合活性点の結合作用による収縮が起こり始める。そして、最終的に、含水率が8.5%になった時点で乾燥を完了し、前記爪楊枝状木炭の成形体が得られた。
【0062】
本実施例で得られた前記爪楊枝状木炭の成形体は、最終的な寸法が300mm×300mm×25mmのボード状であり、含水率8.5%、比重0.55で、曲げ強度100kg/cm2 、比曲げ強度250kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0063】
次に、本実施例で得られた前記爪楊枝状木炭の成形体及び原料にした爪楊枝状木炭を用いて、両者の吸着機能を比較した。前記吸着機能は、底部に硫酸カリウム(KSO4 )飽和溶液を収容したデシケーター中に試料を入れ、吸着量を所定時間毎に測定したときに、時間tの平方根に対する吸着量をプロットして得られる直線の傾きを比較することにより行った。この結果、前記成形体は、原料の爪楊枝状木炭と同等の吸着機能を備えており、バインダーとなっている前記天然繊維解繊物により原料の爪楊枝状木炭の吸着機能が損なわれていないことが明らかであった。
【0064】
【実施例2】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい4メッシュパスの粒状または粉末状の木炭を準備した。この木炭は、家屋解体材を原料として製造されたものである。
【0065】
次に、天然繊維として、廃品として回収された牛乳パックを裁断して、ラミネートされているポリエチレンを剥離したもの200g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片150g(乾燥重量)とを準備し、これに水3.5kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径2μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0066】
次に、前記木炭500gに前記天然繊維解繊物懸濁液2000g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、スラリー状の混合物を得た。
【0067】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用いて、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記木炭の成形体を得た。
【0068】
本実施例で得られた前記木炭の成形体は、最終的な寸法が250mm×250mm×20mmのボード状であり、含水率8.0%、比重0.7で、曲げ強度210kg/cm2 、比曲げ強度300kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0069】
次に、本実施例で得られた前記木炭の成形体及び原料にした木炭を用い、実施例1と同一の方法により両者の吸着機能を比較した。この結果、前記成形体は、原料の木炭と同等の吸着機能を備えており、バインダーとなっている前記天然繊維解繊物により原料の木炭の吸着機能が損なわれていないことが明らかであった。
【0070】
【実施例3】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい10メッシュパスの顆粒状の木炭を準備した。この木炭は、木材工業残廃材を原料として製造されたものである。
【0071】
次に、天然繊維として、廃品として回収されたアルミニウム箔がラミネートされている飲料パックを裁断したもの200g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片175g(乾燥重量)とを準備し、これに水3.75kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径0.5μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。尚、該懸濁液は前記アルミニウム箔の粉砕物を含んでいる。
【0072】
次に、前記木炭600gに前記天然繊維解繊物懸濁液1800g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、スラリー状の混合物を得た。
【0073】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を350mm×350mm×350mmの大きさとした以外は、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記木炭の成形体を得た。
【0074】
本実施例で得られた前記木炭の成形体は、最終的な寸法が250mm×250mm×20mmのボード状であり、含水率8.5%、比重0.7で、曲げ強度217kg/cm2 、比曲げ強度310kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0075】
次に、本実施例で得られた前記木炭の成形体及び原料にした木炭を用い、実施例1と同一の方法により両者の吸着機能を比較した。この結果、前記成形体は、原料の木炭と同等の吸着機能を備えており、バインダーとなっている前記天然繊維解繊物により原料の木炭の吸着機能が損なわれていないことが明らかであった。
【0076】
尚、本実施例で天然繊維解繊物の原料として使用したアルミニウム箔がラミネートされている飲料パックは、酒類、清涼飲料等の容器として多用されているものであるが、アルミニウム箔がラミネートされているために、リサイクルが困難とされているものである。本実施例の成形体は、前記アルミニウム箔の粉砕物を含むことにより、熱伝導性が向上されている。
【0077】
【実施例4】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい5メッシュパスのやや球状の竹炭(三和テスコ社製)を準備した。
【0078】
次に、天然繊維として、廃品として回収されたアルミニウム箔がラミネートされている飲料パックを裁断したもの350g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片350g(乾燥重量)とを準備し、これに水14kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径1.2μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0079】
次に、前記木炭800gに前記天然繊維解繊物懸濁液7500g(実質部5%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、スラリー状の混合物を得た。
【0080】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を350mm×350mm×350mmの大きさとし、蓋部材3を3.5kg/cm2 の荷重が掛かる合板とし、減圧装置4による密封槽1内の減圧を行わなかった以外は実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記木炭の成形体を得た。前記予備成形体を得る際に、密封槽1内の減圧を行わないのは、前記竹炭が顆粒状で粒子間の間隔が粗いため、前記スラリー状の混合物中に含まれる自由水が脱けやすいことによる。
【0081】
本実施例で得られた前記竹炭の成形体は、最終的な寸法が330mm×330mm×25mmのボード状であり、含水率8.0%、比重0.55で、曲げ強度154kg/cm2 、比曲げ強度250kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0082】
次に、本実施例で得られた前記木炭の成形体及び原料にした木炭を用い、実施例1と同一の方法により両者の吸着機能を比較した。この結果、前記成形体は、原料の木炭と同等の吸着機能を備えており、バインダーとなっている前記天然繊維解繊物により原料の木炭の吸着機能が損なわれていないことが明らかであった。
【0083】
前記竹炭の成形体は、例えば、住宅の便所の床材、壁面材、天井材等をユニット化して製造する材料として用いることができる。
【0084】
【実施例5】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスの粉炭を準備した。この粉炭は、綿の木を連続炭化炉で炭化して製造されたものである。
【0085】
次に、天然繊維として、廃品として回収されたアルミニウム箔がラミネートされている飲料パックを裁断したもの200g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片175g(乾燥重量)とを準備し、これに水7.5kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径1.2μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0086】
次に、前記微粉炭950gに前記天然繊維解繊物懸濁液2000g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、スラリー状の混合物を得た。
【0087】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を350mm×350mm×300mmの大きさとし、蓋部材3を3.5kg/cm2 の荷重が掛かる合板とした以外は、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記微粉炭の成形体を得た。
【0088】
本実施例で得られた前記微粉炭の成形体は、最終的な寸法が250mm×250mm×20mmのボード状であり、含水率8.0%、比重1.0で、曲げ強度350kg/cm2 、比曲げ強度350kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0089】
次に、本実施例で得られた前記微粉炭の成形体及び原料にした微粉炭を用い、実施例1と同一の方法により両者の吸着機能を比較した。この結果、前記成形体の吸着機能は、所定の時間内で原料の微粉炭に比較するとやや劣る結果が得られたが、平衡に達した後には原料の微粉炭と同等の結果が得られ、バインダーとなっている前記天然繊維解繊物により原料の微粉炭の吸着機能が損なわれていないことが明らかであった。
【0090】
前記微粉炭の成形体は、比重が1.0と高く、密度が大きいため、成形体内部での気体の拡散が遅くなるため、前記のように所定の時間内の吸着機能では、原料の微粉炭に比較してやや劣る結果が得られるものと考えられる。
【0091】
前記微粉炭の成形体は、例えば、直径3mmの表裏に貫通する貫通孔を1cm間隔で全面に穿設し、水の浄化装置における浄化板として用いることができる。
【0092】
【実施例6】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい4メッシュパスの石炭系粒状活性炭(三菱化学株式会社製)を準備した。
【0093】
次に、天然繊維として、古紙300g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片215g(乾燥重量)とを準備し、これに水5.1kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径0.9μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0094】
次に、前記活性炭1000gに前記天然繊維解繊物懸濁液2000g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、スラリー状の混合物を得た。
【0095】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を350mm×350mm×350mmの大きさとし、減圧装置4による密封槽1内の減圧を行わなかった以外は実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記活性炭の成形体を得た。前記予備成形体を得る際に、密封槽1内の減圧を行わないのは、前記活性炭が粒状で粒子間の間隔が粗いため、前記スラリー状の混合物中に含まれる自由水が脱けやすいことによる。
本実施例で得られた前記活性炭の成形体は、最終的な寸法が335mm×335mm×30mmのボード状であり、含水率7.5%、比重0.45で、曲げ強度137kg/cm2 、比曲げ強度305kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0096】
次に、本実施例で得られた前記活性炭の成形体及び原料にした活性炭を用い、実施例1と同一の方法により両者の吸着機能を比較した。この結果、前記成形体は、原料の活性炭と同等の吸着機能を備えており、バインダーとなっている前記天然繊維解繊物により原料の活性炭の吸着機能が損なわれていないことが明らかであった。
【0097】
【実施例7】
本実施例では、まず、多孔性物質として次の2種類を準備した。第1の多孔性物質は、標準ふるい3.5メッシュパスの粉炭であり、間伐材をロータリーキルンで炭化して製造されたものである。また、第2の多孔性物質は、標準ふるい3.5メッシュパスのコーヒーかす炭化物である。
【0098】
次に、天然繊維として、実施例1と同一の原料を実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径1.1μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0099】
次に、前記第1の多孔性物質464gに前記天然繊維解繊物懸濁液1000g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、第1のスラリー状の混合物を得た。また、前記第2の多孔性物質300gに前記天然繊維解繊物懸濁液450g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、第2のスラリー状の混合物を得た。
【0100】
次に、前記第1のスラリー状の混合物732gを図1示の成形装置の成形型2に流し込み、その上に前記第2のスラリー状の混合物を流し込み、さらにその上に前記第1のスラリー状の混合物の残り732gを流し込んだ。そして、前記混合物の上に蓋部材3を載置して、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た。
【0101】
本実施例では、前記成形型2として350mm×350mm×350mmの成形型を用い、前記蓋部材3として3kg/cm2 の荷重が掛かる合板を用いた。
【0102】
次に、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記第2の多孔性物質(コーヒーかす炭化物)の成形体の上下が、前記第1の多孔性物質(間伐材の粉炭)の成形体で挟まれた3層構造の成形体を得た。
【0103】
本実施例で得られた前記3層構造の成形体は、最終的な寸法が310mm×310mm×22mmのボード状であり、含水率8.0%、比重0.45で、曲げ強度126kg/cm2 、比曲げ強度280kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0104】
本実施例で得られた前記3層構造の成形体は、前記第1の多孔性物質(間伐材の粉炭)の成形体の間に、第1の多孔性物質より粒子の粗い第2の多孔性物質(コーヒーかす炭化物)の成形体が挟まれているので、軽量で断熱性の高い断熱パネルの様な用途に用いられる。
【0105】
【実施例8】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスの古紙炭化物を準備した。この古紙炭化物は、古紙を500℃程度で炭化して製造されたものである。
【0106】
次に、天然繊維として、廃品として回収されたアルミニウム箔がラミネートされている飲料パックを裁断したもの170g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片100g(乾燥重量)とを準備し、これに水2.7kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径0.9μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0107】
次に、前記古紙炭化物1000gに前記天然繊維解繊物懸濁液2000g(実質部10%)を添加、混合した後、スーパーグラインデルに供給して実施例1と同一の方法によりさらに混合し、スラリー状の混合物を得た。
【0108】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を350mm×350mm×35mmの大きさとした以外は、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記古紙炭化物の成形体を得た。
【0109】
本実施例で得られた前記古紙炭化物の成形体は、最終的な寸法が300mm×300mm×30mmのボード状であり、含水率7.5%、比重0.47で、曲げ強度127kg/cm2 、比曲げ強度270kg/cm2 の強度を示した。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0110】
【実施例9】
本実施例では、実施例1において、天然繊維として段ボール古紙5000g(乾燥重量)を準備し、これに水5kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径0.8μmのセルロース系天然繊維解繊物が水に懸濁している懸濁液を得た以外は、実施例1と全く同様にして、爪楊枝状木炭の成形体を得た。
【0111】
本実施例で得られた前記爪楊枝状木炭の成形体は、最終的な寸法が300mm×300mm×20mmのボード状であり、含水率8.4%、比重0.54で、曲げ強度70kg/cm2 であった。また、計算により求めた比曲げ強度は250kg/cm2 であった。前記強度は、石膏ボードの強度と同等以上であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0112】
【実施例10】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスのシラスバルーンを準備した。前記シラスバルーンは、火山灰を発泡させて製造されたものである。
【0113】
次に、天然繊維として、廃品として回収された牛乳パックを裁断して、ラミネートされているポリエチレンを剥離したもの40.5g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片27g(乾燥重量)とを準備し、これに水1.34kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径0.3μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0114】
次に、前記シラスバルーン157.5gに前記天然繊維解繊物懸濁液900g(実質部5%)を添加、混合した後、さらにミキサーで3分間攪拌、混合し、粘度の低いスラリー状の混合物を得た。
【0115】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を300mm×300mm×300mmの大きさとした以外は、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記シラスバルーンの成形体を得た。
【0116】
本実施例で得られた前記シラスバルーンの成形体は、最終的な寸法が300mm×300mm×20mmのボード状であり、収縮が見られなかった。前記成形体は、含水率7.4%、比重0.25で、曲げ強度50kg/cm2 であった。また、計算により求めた比曲げ強度は200kg/cm2 であった。前記強度は、石膏ボードの強度と同等であり、住宅用建材として充分な強度である。
【0117】
また、本実施例で得られた前記シラスバルーンの成形体は、吸湿性を備えている。
【0118】
【実施例11】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスのバーミュキュライトを準備した。前記バーミュキュライトは、蛭石を発泡させて製造されたものである。
【0119】
次に、天然繊維として、廃品として回収されたアルミニウム箔がラミネートされている飲料パックを裁断したもの81g(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片80g(乾燥重量)とを準備し、これに水3.22kgを加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径1.1μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0120】
次に、前記バーミュキュライト375.5gに前記天然繊維解繊物懸濁液1000g(実質部5%)を添加、混合した後、さらにニーダーで5分間攪拌、混合し、粘度の低いスラリー状の混合物を得た。
【0121】
次に、前記スラリー状の混合物を図1示の成形装置を用い、成形型2を300mm×300mm×300mmの大きさとした以外は、実施例1と同一の方法により予備成形体を得た後、該予備成形体を温風乾燥器に収容して実施例1と同一の方法により乾燥し、前記バーミュキュライトの成形体を得た。
【0122】
本実施例で得られた前記バーミュキュライトの成形体は、最終的な寸法が290mm×290mm×22mmのボード状であり、含水率7.9%、比重0.29で、曲げ強度30kg/cm2 であった。また、計算により求めた比曲げ強度は103kg/cm2 であった。
【0123】
【実施例12】
本実施例では、まず、セピオライト10重量部とパルプ0.1重量部とを準備し、これに水20重量部を加えて、スーパーグラインデルに供給して混合する。前記混合は、スーパーグラインデルの上下両砥石間の間隔を目盛り3(約0.3mm)として1450r.p.m.で回転させながら、前記セピオライト及びパルプの混合物を6回通過させることにより行い、スラリー状のセピオライト・パルプ混合物を得た。
【0124】
次に、実施例1で得られた爪楊枝状木炭の成形体の表面(300mm×300mm)に、前記セピオライト・パルプ混合物20gを、スプレーガンにより吹付け、雰囲気を105℃に加熱した温風乾燥器に収容して、乾燥させた。
【0125】
この結果、表面に白色の耐火物層が形成された爪楊枝状木炭の成形体が得られた。
【0126】
【実施例13】
本実施例では、前記爪楊枝状木炭と前記天然繊維解繊物懸濁液との混合物をスパーグラインデルにより混合するときに、その最終通過時に、前記爪楊枝状木炭に対して10重量%の三酸化二ホウ素のアルコール溶液(20%)を添加する以外は、実施例1と全く同一の方法により、前記爪楊枝状木炭の成形体を得た。
【0127】
本実施例で得られた爪楊枝状木炭の成形体は、前記三酸化二ホウ素を含有するので、耐火性を備えている。
【0128】
【実施例14】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスの実験用微粉木炭(品川燃料株式会社中央研究所製)を準備した。
【0129】
次に、天然繊維として、廃品として回収された牛乳パックを裁断して、ラミネートされているポリエチレンを剥離したもの7重量部(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片3重量部(乾燥重量)とを準備し、両者の合計量の10倍量の水を加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径1.2μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0130】
次に、前記微粉木炭と前記天然繊維解繊物懸濁液との混合比率を変えた以外は、実施例1と全く同一の方法により前記微粉木炭の成形体を形成することにより、種々の比重を備える成形体を得た。結果を下記表2に示す。
【0131】
【表2】
【0132】
【実施例15】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスの爪楊枝状木炭(株式会社ジャパンリサイクルシステム製)を準備した。
【0133】
次に、天然繊維として、廃品として回収された牛乳パックを裁断して、ラミネートされているポリエチレンを剥離したもの7重量部(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片3重量部(乾燥重量)とを準備し、両者の合計量の10倍量の水を加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径1.8μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0134】
次に、前記爪楊枝状木炭と前記天然繊維解繊物懸濁液との混合比率を変えた以外は、実施例1と全く同一の方法により前記爪楊枝状木炭の成形体を形成することにより、種々の比重を備える成形体を得た。結果を下記表3に示す。
【0135】
【表3】
【0136】
【実施例16】
本実施例では、まず、多孔性物質として標準ふるい3.5メッシュパスのやしがら活性炭(武田薬品工業株式会社製)を準備した。
【0137】
次に、天然繊維として、廃品として回収された牛乳パックを裁断して、ラミネートされているポリエチレンを剥離したもの7重量部(乾燥重量)と皮革屑不定形物切片3重量部(乾燥重量)とを準備し、両者の合計量の15倍量の水を加えて、スーパーグラインデルに供給し、実施例1と同一の方法によりサブミクロンの範囲まで解繊し、平均直径2μmのセルロース系天然繊維解繊物及びコラーゲン系天然繊維解繊物の混合物が水に懸濁している懸濁液を得た。
【0138】
次に、前記やしがら活性炭と前記天然繊維解繊物懸濁液との混合比率を変えた以外は、実施例1と全く同一の方法により前記やしがら活性炭の成形体を形成することにより、種々の比重を備える成形体を得た。結果を下記表4に示す。
【0139】
【表4】
【0140】
表2乃至表4に示す結果から、本発明によれば、多孔性物質と天然繊維解繊物との混合比率を変えることにより、容易に種々の比重の成形体を得ることができることが明らかである。
【0141】
尚、本実施形態の前記各実施例では、いずれも、多孔性物質の成形体をボード状に成形しているが、成形体の形状はボード状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。例えば、バーミュキュライトの成形体として育苗ポットを成形すると、該成形体はそのバインダーである天然繊維解繊物が土壌中で生分解を受けるので、経時的に分解し、分解後はバーミュキュライトの多孔性により土壌改良材として作用するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる成形装置の一構成例を示す斜視図。
【図2】やしがら活性炭の細孔構成を示す模式的断面図。
【符号の説明】
1…密封槽、 2…成形型、 3…蓋部材、 4…減圧装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molded body of a carbonaceous porous material such as activated carbon or charcoal, or a porous material such as shirasu balloon or vermiculite.
[0002]
[Prior art]
Porous materials such as activated carbon and charcoal have various functions due to a large number of pores opened on the surface thereof, and are used for various applications by utilizing these functions.
[0003]
For example, in the case of palm activated carbon, the pores are, as shown in FIG. 2, a macropore a opening on the surface of the activated carbon, a mesopore b opening in the macropore a, and a micropore c opening in the mesopore b. The micropore c develops in all directions like the leaf veins of a tree. Table 1 below shows the characteristic values of macropore a, mesopore b, and micropore c of the coconut palm activated carbon.
[0004]
[Table 1]
[0005]
As a typical function of the porous material, there is a function of adsorbing the material through the pores. Using this function, for example, (1) deodorizing formalin odor by placing charcoal in the room, (2) Removal of odor by putting charcoal into the kettle when cooking rice, (3) Removal of microorganisms by putting charcoal, activated carbon, etc. in the bath water, 4) It is known to be used for the purpose of adsorbing environmental pollutants and purifying the environment, such as wastewater purification by putting activated carbon into the water of a wastewater channel.
[0006]
The mechanism of the adsorption function will be described in the case of the coconut shell activated carbon shown in FIG. 2. A substance to be adsorbed such as a gas molecule enters from the macropore a and is adsorbed to the micropore c through the mesopore b. Therefore, most of the adsorption function of the coconut palm activated carbon depends on the micropore c.
[0007]
In addition, although it is known that the said coconut husk activated carbon shows the outstanding adsorption function, so that the specific surface area is large, as is clear from Table 1, most of the specific surface area of coconut husk activated carbon is occupied by the micropore c. From this, it can be seen that most of the adsorption function of the coconut palm activated carbon depends on the micropore c.
[0008]
Also, it is known that when charcoal is put into the soil, it becomes an excellent soil conditioner because its porosity makes it breathable, drains well, and the pores become a breeding place for microorganisms and adsorb harmful substances. Yes. Furthermore, activated carbon, charcoal, etc. are known to have a function of adjusting humidity and absorbing electromagnetic waves, and can be put in a pillow to expect a sleep effect, buried under the floor, or indoors Attempts have been made to improve the living environment by decorating as an object.
[0009]
Conventionally, the activated carbon, charcoal, and the like are used as they are, such as rods, granules, and powders. However, in order to use the activated carbon, charcoal, etc. as a member for improving the living environment as described above, particularly as a member for the housing industry, it is inconvenient to use its own form as it is, a uniform composition And a shape having a strength equivalent to that of gypsum board or particle board is desired.
[0010]
Attempts have been made to mold the porous material into a board shape using a synthetic resin as a binder as a molded body of the porous material such as activated carbon or charcoal. However, if a synthetic resin is used as a binder, the macropore a is filled with the synthetic resin, and a large amount of the synthetic resin is required for forming the porous material into a molded body. Further, the mesopore b and the micropore c are not covered. The macropore a serving as an inlet for the adsorbing substance is blocked by the synthetic resin, and the synthetic resin forms a layer that adheres to the surface of the porous substance and blocks the outside air. is there.
[0011]
At the Hokkaido Forest Products Experiment Station, attempts have been made to soak newspaper in water and dissolve it in a pulp form, and to form the activated carbon, charcoal, etc. in a board form using the obtained pulp fiber as a binder. Since the pulp fibers themselves have air permeability, the mesopores b and micropores c such as activated carbon and charcoal do not lose their adsorption function even when the pulp fibers are used as a binder.
[0012]
However, since the pulp fiber has a large diameter, there are few binding active points that can be combined with other substances, and the amount of adhesion to particles such as activated carbon and charcoal is also small. For this reason, when the said pulp fiber is made into a binder, 10-15 kg / cm 2 Only a board having a certain bending strength is obtained, and the bending strength of gypsum board is 65 to 70 kg / cm. 2 There is an inconvenience that a board having a strength equal to or higher than (specific gravity 0.67) cannot be obtained.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a molded article of a porous material that has a strength equal to or higher than that of a gypsum board without losing the function of the porous material itself, eliminating such disadvantages.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a molded article of a porous material that can be easily treated when discarded.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the molded article of the porous material of the present invention is obtained by defibrating a porous material having a particle size of 3.5 mesh pass or less with a standard sieve and adding water to natural fibers. Mixed with a suspension of natural fiber defibrated material with an average diameter of 0.1-2 μm To produce a mixture, Furthermore, while rotating the grindstones provided in the upper and lower two stages in opposite directions, Through Let The mixture Slurry in which the natural fiber defibrated material is uniformly attached to the surface of the porous material And the slurry The porous substance is characterized by binding the natural fiber defibrated material as a binder by dehydration, drying and molding.
[0016]
The porous material has a particle size of standard mesh 3.5 mesh pass or less (diameter of the portion passing through the sieve is 5.6 mm or less), and thus the natural fiber defibrated material is easily bonded as a binder, and is excellent. A molded body having strength is obtained. In addition, the natural fiber defibrated material is obtained by adding water to natural fibers and defibrating so that the diameter is submicron or less and the average diameter is 0.1 to 2 μm. 2 The number of binding active sites that can be bonded to other substances such as groups increases, and it becomes an excellent binder for the porous substance. The natural fiber defibrated material may contain other substances such as an aluminum foil pulverized material as long as the binding action of the binding active sites is not hindered.
[0017]
When the porous material is mixed with the suspension of the natural fiber defibrated material, it is uniformly dispersed with the natural fiber defibrated material, and the natural fiber defibrated material adheres uniformly to the surface thereof. At this time, since the natural fiber defibrated material is in a fibrous form, it adheres so as to bridge the pores opened on the surface of the porous material. Therefore, the natural fiber defibrated material does not block the pores, and loss of the function of the porous material derived from the pores is prevented.
[0018]
When the slurry mixture obtained by mixing the porous material and the natural fiber defibrated suspension is dehydrated, dried and molded, the natural fiber defibrated attached to the surface of the porous material. The porous material-natural fiber defibrate is formed by binding the product to the porous material by the multiple binding active sites as described above, and the natural fiber defibrated material attached to the surface of the porous material. Since a bonded network is formed like an object-porous material, excellent strength can be obtained. Therefore, according to the present invention, a molded body of a porous material having excellent strength can be obtained without losing the function of the porous material itself.
[0019]
In the molded article of the present invention, since the porous material is bonded with the natural fiber defibrated material as a binder, the natural fiber defibrated material is biodegraded when discarded in soil. When the binder is decomposed, the porous material is dispersed in the soil. However, the porous material is originally useful as a soil improvement material as described above, and pollutes the environment even when dispersed in the soil. There is no fear. Therefore, at the time of disposal, the molded article of the present invention can be easily treated by reducing it to soil.
[0020]
Previous The porous material is mixed with the suspension of the natural fiber defibrated material and then mixed by passing the suspension between the upper and lower grinding stones rotating in opposite directions as described above. As a result, the natural fiber defibrated material uniformly adheres to the surface of the porous material, so that the strength of the resulting molded product can be improved.
[0021]
In the present invention, as the porous material, at least one porous material selected from a carbonaceous porous material, shirasu balloon, vermiculite, and zeolite is used.
[0022]
In the present invention, as the natural fiber, a cellulose-based natural fiber may be used alone, or a mixture of a cellulose-based natural fiber and a collagen-based natural fiber may be used. By mixing collagen-based natural fibers with cellulosic natural fibers, the strength, water resistance, biodegradation rate, etc. of the resulting molded product can be improved.
[0023]
The molded article of the present invention can be provided with fire resistance by providing a refractory material layer on the surface of the molded article. An example of the refractory material is sepiolite.
[0024]
Moreover, the molded object of this invention can provide fire resistance also by including 0.1 to 1.5 weight% of refractory compounds with respect to the weight of the said porous substance. Examples of the refractory compound include diboron trioxide (B 2 O 3 ), Boric acid (H 3 BO 3 ), Ammonium borate (NH 4 BO 2 ) And other boron compounds, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ) And other phosphorus compounds, ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 Phosphorus nitrogen compounds such as phosphoryl chloride (POCl) 3 Phosphorus halogen compounds such as), ammonium bromide (NH 4 Br) and other halogen compounds, acetylated titanium dichloride (TiCl) 2 (OAc) 2 And at least one refractory compound selected from the group consisting of titanium chloride compounds such as) and the like, but is soluble in alcohol and easy to handle, and has a small molecular weight in the pores of the porous material. Diboron trioxide is particularly preferable because it is difficult to reduce the adsorption function even if it enters.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a molding apparatus used in this embodiment.
[0026]
The molded body of the porous material of the present embodiment has a porous material having a particle size of 3.5 mesh pass or less as a standard sieve and an average diameter of 0.1 to 2 μm obtained by adding water to natural fibers and defibrating. The natural fiber defibrated material is obtained by pouring a slurry-like mixture obtained by mixing with a natural fiber defibrated suspension into a predetermined mold, dehydrating and drying, and molding the natural fiber defibrated material. The porous material mixed with is bound to the natural fiber defibrated material as a binder.
[0027]
The porous material needs to have a particle size of 3.5 mesh pass or less as a standard sieve, and when it is larger than this, it becomes difficult to bind the natural fiber defibrated material as a binder. In addition, “standard sieve 3.5 mesh pass or less” means that the diameter of the portion passing through the sieve of the porous material is 5.6 mm or less of the mesh opening of the 3.5 mesh sieve.
[0028]
In the present embodiment, the porous material is selected from among carbonaceous porous materials such as activated carbon and charcoal, shirasu balloon obtained by foaming volcanic ash, vermiculite obtained by foaming meteorite, and zeolite. At least one porous material is used.
[0029]
The carbonaceous porous material may be a plant carbide or a carbide such as a coal granule. The plant carbide may be a carbide obtained by carbonizing a woody plant such as a small-diameter tree, a factory residue material, a house demolition material, a thinning material in a forest, or a non-woody material such as cotton tree or coffee grounds. A carbide obtained by carbonizing a plant body may be used. The method for carbonizing the plant body may be any method such as a bake method, a method using a charcoal kiln, or a method using a mechanical device. Further, the mechanical device may be any device such as a fluidized furnace, a rotary kiln, a continuous carbonization furnace, a Western-type rabiot furnace, a Saeman furnace, or the like.
[0030]
In the present embodiment, as the natural fiber, a cellulose-based natural fiber is used alone, or a cellulose-based natural fiber is mixed with a collagen-based natural fiber.
[0031]
Pulp may be used as a raw material for the cellulose-based natural fiber, but by using paper product waste, it can contribute to recycling of the paper product. Examples of the waste of the paper product include cardboard waste paper, milk pack, aluminum foil laminate pack, and the like.
[0032]
Examples of the raw material of the collagen natural fiber include leather scraps.
[0033]
The natural fibers can be defibrated using a crusher such as Super Glinedel (trade name, manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd.). The Super Grinder is composed of upper and lower two-stage non-porous grinding stones, and allows natural fibers to pass between the grinding stones in the presence of 20 to 25 times the amount of water while rotating the upper and lower grinding wheels in opposite directions. Thus, the natural fiber is defibrated until the diameter becomes submicron, and a suspension in which natural fiber defibrated material having an average diameter of 0.1 to 2 μm is suspended in the water is obtained. Further, the natural fiber defibrated material is swelled to the maximum by water in the suspension.
[0034]
Since the natural fiber defibrated material is defibrated until the diameter is in the submicron range, it is desirable as a binder for the porous material, -OH group, -NH 2 It has many binding active sites that can bind to other substances such as groups. The natural fiber defibrated material that has been defibrated to the submicron range has an average diameter of 0.1 to 2 μm.
[0035]
If the average diameter of the natural fiber defibrated material is larger than 2 μm, it becomes a binder for the porous material, so that there are few binding active points, and a large energy is required to make the average diameter less than 0.1 μm. So it becomes economically disadvantageous.
[0036]
According to the Super Grinder, a strong centrifugal force, impact force, grinding force, and shear force are generated between the upper and lower grinding stones as described above. Therefore, the super grindell adjusts the distance between the upper and lower whetstones according to the purpose, so that the natural fibers can be defibrated as described above, or the porous material and the natural fibers can be disaggregated as described later. It can be used for applications such as mixing with a suspension of fine matter.
[0037]
In this embodiment, the solid material equivalent of the natural fiber defibrated material is 9: 1 to 5 with respect to the weight of the porous material and the suspension of the porous material and natural fiber defibrated material. : By mixing in the range of 5, a molded product having a specific gravity in the range of 0.15 to 1.35 when the water content becomes around 5% after dehydration is obtained. The range of the specific gravity means that the obtained molded body can be selected in a wide range from extremely light to heavy.
[0038]
The ratio of the weight of the porous substance to the solid matter converted amount of the natural fiber defibrated material is larger than 9: 1, and the ratio of the porous material to the solid matter converted amount of 1 part by weight of the natural fiber defibrated material When the weight exceeds 9 parts by weight, the amount of the natural fiber defibrated material with respect to the porous material decreases, and sufficient strength may not be obtained in the resulting molded article. Moreover, the ratio of the weight of the porous material to the solid matter converted amount of the natural fiber defibrated material is smaller than 5: 5, and the porosity relative to 5 parts by weight of the solid material converted amount of the natural fiber defibrated material When the weight of the substance is less than 5 parts by weight, the amount of the porous substance with respect to the natural fiber defibrated material is decreased, and the function of the porous substance may not be sufficiently obtained in the obtained molded body.
[0039]
Mixing of the porous material and the suspension of the natural fiber defibrated material may be performed using a normal stirrer such as a mixer or a kneader, but by performing the super grindell, A molded body having excellent strength is obtained. At this time, when the Super Grinder is used, the natural fiber defibrated material uniformly adheres to the surface of the porous material, so that the strength of the molded body is improved. In addition, when using the said super grindell for the said mixing, the space | interval between both upper and lower whetstones is set wider than when using it for the fibrillation of the said natural fiber.
[0040]
When the porous material and the suspension of the natural fiber defibrated material are mixed as described above, a slurry-like mixture in which the porous material and the natural fiber defibrated material are uniformly dispersed is obtained. In the present embodiment, the slurry mixture is dehydrated and molded by the molding apparatus shown in FIG.
[0041]
The molding apparatus shown in FIG. 1 includes a sealing tank 1, a
[0042]
When dehydration and molding are performed by the molding apparatus shown in FIG. 1, first, a predetermined amount of the slurry mixture is poured into the molding die 2, and the inside of the sealed tank 1 is decompressed by the decompression device 4. By doing so, mainly free water in the slurry-like mixture is sucked into the sealed tank 1, and a board-like preform (not shown) in which the slurry-like mixture is dehydrated on the
[0043]
Next, when the lid member 3 is placed on the preform and the inside of the sealing tank 1 is further depressurized, the preform is further dehydrated by the load of the lid member 3. The lid member 3 is 2 to 4 kg / cm for adjusting the thickness and moisture content of the board-shaped preform. 2 It has a weight that can be loaded. The lid member 3 may be placed on the slurry mixture immediately after the slurry mixture is poured into the
[0044]
When the moisture content of the preform becomes 30 to 40% due to the dehydration, the preform is taken out from the
[0045]
When the moisture content of the preform is around 7%, the preform is taken out of the hot air dryer and allowed to cool, so that the porous material binds the natural fiber defibrated material as a binder as described above. A molded body is obtained. The moisture content of the preform is measured by, for example, displaying the moisture content of the sample by pressing the sensor portion against the surface of the sample such as a commercially available ket moisture meter (manufactured by Kett Science Laboratory Co., Ltd.). This can be done using an apparatus.
[0046]
Moreover, in order to accelerate the drying of the preform having a water content of 30% or less, a hot air circulation heater capable of stirring the hot air layer in contact with the surface of the preform at a high speed, heating to heat the inside of the material by microwaves A vessel or the like may be used.
[0047]
Next, the aspect which provides heat resistance to the said molded object is demonstrated.
[0048]
When imparting heat resistance to the molded body, a refractory material layer is formed on the surface of the molded body, or a refractory compound is contained in the molded body.
[0049]
First, when forming a refractory material layer on the surface of the molded body, for example, a refractory material such as sepiolite is mixed with the natural fiber, water is added, and the fiber is defibrated by the super grinder. And the white sepiolite layer is formed in the surface of the said molded object by spraying the obtained slurry-like mixture on the surface of the said molded object, and making it dry at the temperature around 70 degreeC.
[0050]
Sepiolite is hydrous magnesium silicate (H 4 Mg 2 Si 3 O 10 ) Is a natural mineral type fiber body, and it is easily defibrated together with the natural fiber by mixing with natural fiber and adding water to defibrate, thereby obtaining the slurry mixture. Further, since the sepiolite has an adsorption function equal to or higher than that of the carbonaceous porous material, even if a sepiolite layer is formed on the surface of the porous material as described above, The adsorption function is not impaired.
[0051]
Since the sepiolite layer is white as described above and can be printed thereon, the sepiolite layer may be formed to give decorativeness to the molded body.
[0052]
Next, when the molded body contains a refractory compound, diboron trioxide (B) in the final stage of mixing the porous material and the natural fiber. 2 O 3 The molded product is produced in the same manner as in the case where the refractory compound is not contained except that the refractory compound such as) is added in the range of 0.1 to 1.5% by weight with respect to the porous material. If it does in this way, the said refractory compound will be adsorb | sucked to the pore of the said porous substance, and fire resistance will be provided to the said molded object.
[0053]
When the content of the refractory compound is larger than 1.5% by weight with respect to the porous material, the function of adsorbing the porous material when the refractory compound is adsorbed to the pores of the porous material May be reduced. Further, when the content of the refractory compound is less than 0.1% by weight with respect to the porous material, it is difficult to impart fire resistance to the molded body.
[0054]
Diboron trioxide (B 2 O 3 ) Is soluble in alcohol, easy to handle, and has a low molecular weight, and even if it penetrates into the pores of the porous material, it is difficult to reduce the adsorption function. Preferably used. Further, as the refractory compound, the diboron trioxide (B 2 O 3 ), Boric acid (H 3 BO 3 ), Ammonium borate (NH 4 BO 2 ) And other boron compounds, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ) And other phosphorus compounds, ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 Phosphorus nitrogen compounds such as phosphoryl chloride (POCl) 3 Phosphorus halogen compounds such as), ammonium bromide (NH 4 Br) and other halogen compounds, acetylated titanium dichloride (TiCl) 2 (OAc) 2 ) And other titanium chloride compounds may be used.
[0055]
Next, examples of the present invention will be described.
[0056]
[Example 1]
In this example, first, a standard sieve 4 mesh pass granular or powder toothpick charcoal (manufactured by Japan Recycle System Co., Ltd.) was prepared as a porous material.
[0057]
Next, as a natural fiber, prepare 300 g (dry weight) of corrugated waste paper and 150 g (dry weight) of leather waste irregularly shaped pieces, add 20 kg of water to this, supply it to Super Grindel, and submicron range. Until defibration. In the defibration, first, the distance between the upper and lower grindstones of Super Grinder is set to 3 (about 0.3 mm), and both grindstones are 1450 r. p. m. , The corrugated waste paper and the leather scrap irregularly shaped piece added with the above-mentioned amount of water are passed once between the two whetstones, and then the interval between the upper and lower whetstones is scale 1 (about 0.1 mm), and the cellulose-based natural fiber defibrated material and the collagen-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 1.5 μm are obtained from the waste corrugated paper and the leather scrap irregularly shaped section. A suspension was obtained in which the mixture was suspended in water.
[0058]
Next, 1500 g (substantially 10%) of the natural fiber defibrated material suspension is added to and mixed with 800 g of the toothpick-shaped charcoal, and then supplied to Super Grinder and further mixed. In the mixing, the distance between the upper and lower grindstones of Super Grinder was set to 1450 r. p. m. The mixture of the toothpick-like charcoal and the natural fiber defibrated material suspension was passed between the two whetstones while rotating in opposite directions to obtain a slurry-like mixture. When the slurry-like mixture was closely observed with an electron microscope, the natural fiber defibrated material was covered so as not to enter the pores of the toothpick charcoal but to bridge the pores, and the toothpick charcoal was covered. It was uniformly attached to the surface.
[0059]
Next, the slurry-like mixture is poured into the
[0060]
In this embodiment, a 350 mm × 350 mm × 450 mm stainless steel mold is used as the
[0061]
Subsequently, the preformed body taken out from the
[0062]
The toothpick-like charcoal molded body obtained in this example is a board shape with final dimensions of 300 mm × 300 mm × 25 mm, a moisture content of 8.5%, a specific gravity of 0.55, and a bending strength of 100 kg / cm. 2 , Specific bending strength 250kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0063]
Next, using the toothpick-shaped charcoal molded body obtained in this example and the toothpick-shaped charcoal used as a raw material, their adsorption functions were compared. The adsorption function has potassium sulfate (KSO) at the bottom. 4 ) When a sample was put in a desiccator containing a saturated solution and the amount of adsorption was measured every predetermined time, the slope of a straight line obtained by plotting the amount of adsorption against the square root of time t was compared. As a result, the molded body has an adsorption function equivalent to that of the raw toothpick charcoal, and the natural fiber defibrated material serving as a binder does not impair the adsorption function of the raw toothpick charcoal. It was clear.
[0064]
[Example 2]
In this example, first, granular or powdery charcoal of standard sieve 4 mesh pass was prepared as a porous material. This charcoal is manufactured using a house dismantling material as a raw material.
[0065]
Next, 200 g (dry weight) obtained by cutting a milk pack recovered as a waste product as a natural fiber, and peeling the laminated polyethylene, and 150 g (dry weight) of leather waste irregular shaped pieces are prepared. 3.5 kg of water is added to Super Grinder and defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and the cellulose-based natural fiber defibrated material with an average diameter of 2 μm and collagen-based natural fiber defibrated A suspension in which the mixture of fines was suspended in water was obtained.
[0066]
Next, after adding and mixing 2000 g (substantially 10%) of the natural fiber defibrated material suspension to 500 g of the charcoal, the mixture is supplied to Super Grinder and further mixed by the same method as in Example 1 to obtain a slurry. To obtain a mixture.
[0067]
Next, after the slurry-like mixture was obtained by the same method as in Example 1 using the molding apparatus shown in FIG. 1, the preform was accommodated in a warm air dryer. 1 was dried by the same method as 1 to obtain a charcoal molded body.
[0068]
The molded body of charcoal obtained in this example is a board shape with final dimensions of 250 mm × 250 mm × 20 mm, a moisture content of 8.0%, a specific gravity of 0.7, and a bending strength of 210 kg / cm. 2 , Specific bending strength 300kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0069]
Next, the adsorption function of both was compared by the same method as Example 1 using the charcoal compact obtained in this example and the charcoal used as a raw material. As a result, the molded body had an adsorption function equivalent to that of the raw material charcoal, and it was clear that the natural charcoal defibrated material as a binder did not impair the adsorption function of the raw material charcoal. .
[0070]
[Example 3]
In this example, first, granular charcoal having a standard sieve of 10 mesh pass was prepared as a porous material. This charcoal is produced from wood industry waste material.
[0071]
Next, as a natural fiber, 200 g (dry weight) obtained by cutting a beverage pack on which aluminum foil collected as a waste product is laminated and 175 g (dry weight) of leather waste irregular shaped piece are prepared, and water is added thereto. 3.75 kg is added, supplied to Super Grinder, and defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1. Cellulosic natural fiber defibrated material with an average diameter of 0.5 μm and collagen natural fiber defibrated A suspension in which the mixture of fines was suspended in water was obtained. The suspension contains a pulverized product of the aluminum foil.
[0072]
Next, 1800 g of the natural fiber defibrated material suspension (substantially 10%) is added to and mixed with 600 g of the charcoal, and then supplied to Super Grinder and further mixed by the same method as in Example 1 to obtain a slurry. To obtain a mixture.
[0073]
Next, after the slurry-like mixture was obtained using the molding apparatus shown in FIG. 1 and the molding die 2 had a size of 350 mm × 350 mm × 350 mm, a preform was obtained by the same method as in Example 1, The preform was placed in a hot air dryer and dried by the same method as in Example 1 to obtain the charcoal compact.
[0074]
The molded body of charcoal obtained in this example is a board having a final size of 250 mm × 250 mm × 20 mm, a moisture content of 8.5%, a specific gravity of 0.7, and a bending strength of 217 kg / cm. 2 Specific bending strength: 310kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0075]
Next, the adsorption function of both was compared by the same method as Example 1 using the charcoal compact obtained in this example and the charcoal used as a raw material. As a result, the molded body had an adsorption function equivalent to that of the raw material charcoal, and it was clear that the natural charcoal defibrated material as a binder did not impair the adsorption function of the raw material charcoal. .
[0076]
In addition, the beverage pack in which the aluminum foil used as a raw material of the natural fiber defibrated material in this example is laminated is often used as a container for alcoholic beverages, soft drinks, etc., but the aluminum foil is laminated. Therefore, recycling is considered difficult. The molded body of this example has improved thermal conductivity by including the pulverized product of the aluminum foil.
[0077]
[Example 4]
In this example, first, a slightly sieved bamboo charcoal (manufactured by Sanwa Tesco) with a standard sieve of 5 mesh pass was prepared as a porous material.
[0078]
Next, as a natural fiber, 350 g (dry weight) obtained by cutting a beverage pack laminated with an aluminum foil collected as a waste product and 350 g (dry weight) of a leather waste irregular shaped piece are prepared. 14 kg is added, supplied to Super Grinder, defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and the cellulose-based natural fiber defibrated material and the collagen-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 1.2 μm To obtain a suspension in which the mixture was suspended in water.
[0079]
Next, 7500 g (substantially 5%) of the natural fiber defibrated suspension is added to 800 g of the charcoal, mixed, then supplied to Super Grinder and further mixed by the same method as in Example 1, To obtain a mixture.
[0080]
Next, the slurry-like mixture is formed into a size of 350 mm × 350 mm × 350 mm using the molding apparatus shown in FIG. 1, and the lid member 3 is 3.5 kg / cm. 2 A pre-formed body was obtained by the same method as in Example 1 except that the pressure in the sealed tank 1 was not reduced by the pressure reducing device 4 and then the pre-formed body was accommodated in a hot air dryer. And it dried by the method same as Example 1, and obtained the molded object of the said charcoal. When the preform is obtained, the pressure in the sealed tank 1 is not reduced because the bamboo charcoal is granular and the spacing between the particles is coarse, so that the free water contained in the slurry mixture is easily removed. It depends.
[0081]
The molded body of bamboo charcoal obtained in this example is a board shape having final dimensions of 330 mm × 330 mm × 25 mm, a moisture content of 8.0%, a specific gravity of 0.55, and a bending strength of 154 kg / cm. 2 , Specific bending strength 250kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0082]
Next, the adsorption function of both was compared by the same method as Example 1 using the charcoal compact obtained in this example and the charcoal used as a raw material. As a result, the molded body had an adsorption function equivalent to that of the raw material charcoal, and it was clear that the natural charcoal defibrated material as a binder did not impair the adsorption function of the raw material charcoal. .
[0083]
The molded body of bamboo charcoal can be used, for example, as a material that is manufactured by unitizing a floor material, a wall surface material, a ceiling material, or the like of a toilet in a house.
[0084]
[Example 5]
In this example, first, pulverized coal having a standard sieve of 3.5 mesh pass was prepared as a porous material. This pulverized coal is produced by carbonizing cotton wood in a continuous carbonization furnace.
[0085]
Next, as a natural fiber, 200 g (dry weight) obtained by cutting a beverage pack on which aluminum foil collected as a waste product is laminated and 175 g (dry weight) of leather waste irregular shaped piece are prepared, and water is added thereto. 7.5 kg is added, supplied to Super Grinder, and defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and the cellulose-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 1.2 μm and the collagen-based natural fiber defibrated A suspension in which the mixture of fines was suspended in water was obtained.
[0086]
Next, after adding and mixing the natural fiber defibrated suspension 2000 g (substantially 10%) to 950 g of the pulverized coal, the mixture is supplied to Super Grinder and further mixed by the same method as in Example 1, A slurry mixture was obtained.
[0087]
Next, the slurry-like mixture is formed into a size of 350 mm × 350 mm × 300 mm using the molding apparatus shown in FIG. 1, and the lid member 3 is 3.5 kg / cm. 2 After obtaining a preform by the same method as in Example 1 except that the plywood is subjected to the load of, the preform is accommodated in a warm air dryer and dried by the same method as in Example 1, A compact of the pulverized coal was obtained.
[0088]
The molded body of the pulverized coal obtained in this example is a board shape with final dimensions of 250 mm × 250 mm × 20 mm, a moisture content of 8.0%, a specific gravity of 1.0, and a bending strength of 350 kg / cm. 2 , Specific bending strength 350kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0089]
Next, the adsorption function of both was compared by the same method as Example 1 using the compacted coal of the pulverized coal obtained in this example and the pulverized coal used as a raw material. As a result, the adsorptive function of the molded body was somewhat inferior to the raw pulverized coal within a predetermined time, but after reaching equilibrium, the same result as the raw pulverized coal was obtained, It was clear that the adsorbing function of the raw pulverized coal was not impaired by the natural fiber defibrated material serving as a binder.
[0090]
Since the pulverized coal compact has a high specific gravity of 1.0 and a high density, the diffusion of gas inside the compact slows down. Therefore, in the adsorption function within a predetermined time as described above, the fine powder of the raw material It is considered that the result is slightly inferior to charcoal.
[0091]
The compacted pulverized coal can be used, for example, as a purification plate in a water purification device by drilling through-holes penetrating the front and back of a diameter of 3 mm on the entire surface at intervals of 1 cm.
[0092]
[Example 6]
In this example, first, a standard sieve 4 mesh pass coal-based granular activated carbon (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was prepared as a porous material.
[0093]
Next, as a natural fiber, 300 g (dry weight) of waste paper and 215 g (dry weight) of leather waste irregular shaped pieces are prepared, and 5.1 kg of water is added thereto and supplied to Super Grindell. Was defibrated to the submicron range by the same method as above to obtain a suspension in which a mixture of cellulose-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 0.9 μm and collagen-based natural fiber defibrated material was suspended in water. .
[0094]
Next, after adding and mixing 2000 g (substantially 10%) of the natural fiber defibrated material suspension to 1000 g of the activated carbon, the mixture is supplied to Super Grinder and further mixed by the same method as in Example 1, To obtain a mixture.
[0095]
Next, Example 1 was performed except that the slurry-like mixture was formed into the size of 350 mm × 350 mm × 350 mm using the molding apparatus shown in FIG. 1 and the decompression device 4 did not decompress the sealed tank 1. After obtaining the preform by the same method as above, the preform was accommodated in a hot air dryer and dried by the same method as in Example 1 to obtain the activated carbon compact. When the preform is obtained, the pressure in the sealed tank 1 is not reduced because the activated carbon is granular and the interval between the particles is coarse, so that the free water contained in the slurry-like mixture is easily removed. by.
The molded body of the activated carbon obtained in this example is a board having a final dimension of 335 mm × 335 mm × 30 mm, a moisture content of 7.5%, a specific gravity of 0.45, and a bending strength of 137 kg / cm. 2 , Specific bending strength 305kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0096]
Next, the adsorption function of both was compared by the same method as Example 1 using the activated carbon molded body obtained in this example and the activated carbon used as a raw material. As a result, it was clear that the molded body had an adsorption function equivalent to that of the activated carbon of the raw material, and the adsorption function of the activated carbon of the raw material was not impaired by the natural fiber defibrated material serving as a binder. .
[0097]
[Example 7]
In this example, first, the following two kinds of porous materials were prepared. The first porous material is standard sieve 3.5 mesh pass pulverized coal, which is produced by carbonizing the thinned material in a rotary kiln. The second porous material is a standard sieve 3.5 mesh pass coffee grounds carbide.
[0098]
Next, as a natural fiber, the same raw material as in Example 1 is defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and a cellulose-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 1.1 μm and a collagen-based natural fiber are used. A suspension in which the mixture of defibrated material was suspended in water was obtained.
[0099]
Next, after adding and mixing 1000 g (substantially 10%) of the natural fiber defibrated material suspension to 464 g of the first porous material, the mixture is supplied to Super Grinder and the same method as in Example 1. Further mixing was performed to obtain a first slurry-like mixture. Further, after adding and mixing 450 g (substantially 10%) of the natural fiber defibrated material suspension to 300 g of the second porous material, the mixture is supplied to Super Grinder and further subjected to the same method as in Example 1. Mixing was performed to obtain a second slurry-like mixture.
[0100]
Next, 732 g of the first slurry-like mixture is poured into the molding die 2 of the molding apparatus shown in FIG. 1, the second slurry-like mixture is poured thereon, and the first slurry-like mixture is further poured thereon. The remaining 732 g of the mixture was poured. Then, the lid member 3 was placed on the mixture, and a preform was obtained by the same method as in Example 1.
[0101]
In this embodiment, a 350 mm × 350 mm × 350 mm mold is used as the
[0102]
Next, the preform is accommodated in a hot air dryer and dried by the same method as in Example 1, and the upper and lower sides of the second porous material (coffee grounds carbide) molded body are placed on the first side. A molded article having a three-layer structure sandwiched between molded articles of a porous material (thinned pulverized coal) was obtained.
[0103]
The molded body having the three-layer structure obtained in this example is a board having a final size of 310 mm × 310 mm × 22 mm, a moisture content of 8.0%, a specific gravity of 0.45, and a bending strength of 126 kg / cm. 2 , Specific bending strength 280kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0104]
In the three-layer structure molded body obtained in this example, the second porous material having coarser particles than the first porous material is formed between the first porous material (thinned pulverized coal). Since the molded body of the active substance (coffee ground carbide) is sandwiched, it is used for applications such as a heat insulating panel that is lightweight and has high heat insulating properties.
[0105]
[Example 8]
In this example, first, used paper carbide of standard mesh 3.5 mesh pass was prepared as a porous material. This used paper carbide is produced by carbonizing used paper at about 500 ° C.
[0106]
Next, as a natural fiber, 170 g (dry weight) obtained by cutting a beverage pack in which aluminum foil collected as a waste product is laminated and 100 g (dry weight) of leather waste irregular shaped pieces are prepared, and water 2.7 kg is added, supplied to Super Grinder, and defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and the cellulose-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 0.9 μm and the collagen-based natural fiber defibrated A suspension in which the mixture of fines was suspended in water was obtained.
[0107]
Next, after adding and mixing 2000 g of the natural fiber defibrated material suspension (substantially 10%) to 1000 g of the waste paper carbide, the mixture is supplied to Super Grinder and further mixed by the same method as in Example 1, A slurry mixture was obtained.
[0108]
Next, after the slurry-like mixture was obtained using the molding apparatus shown in FIG. 1 and the molding die 2 was made to have a size of 350 mm × 350 mm × 35 mm, a preform was obtained by the same method as in Example 1, The preform was accommodated in a warm air dryer and dried by the same method as in Example 1 to obtain the above-mentioned waste paper carbide compact.
[0109]
The molded body of used paper carbide obtained in this example is a board having a final dimension of 300 mm × 300 mm × 30 mm, a moisture content of 7.5%, a specific gravity of 0.47, and a bending strength of 127 kg / cm. 2 , Specific bending strength 270kg / cm 2 The strength of was shown. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0110]
[Example 9]
In this example, in Example 1, 5000 g of cardboard waste paper (dry weight) was prepared as a natural fiber, 5 kg of water was added to this and supplied to Super Grinder, and submicron was produced by the same method as in Example 1. Except for obtaining a suspension in which cellulosic natural fiber defibrated material having an average diameter of 0.8 μm is suspended in water, the toothpick-shaped charcoal molded body in exactly the same manner as in Example 1. Got.
[0111]
The toothpick-like charcoal molded body obtained in this example is a board shape having a final dimension of 300 mm × 300 mm × 20 mm, a moisture content of 8.4%, a specific gravity of 0.54, and a bending strength of 70 kg / cm. 2 Met. The specific bending strength obtained by calculation is 250 kg / cm. 2 Met. The strength is equal to or higher than that of gypsum board, and is sufficient as a building material for housing.
[0112]
[Example 10]
In this example, first, a standard sieve 3.5 mesh pass shirasu balloon was prepared as a porous material. The Shirasu balloon is manufactured by foaming volcanic ash.
[0113]
Next, 40.5 g (dry weight) from which the laminated polyethylene is peeled off by cutting a milk pack collected as a waste product as natural fibers and 27 g (dry weight) of leather waste irregular shaped pieces are prepared. Then, 1.34 kg of water was added to this and supplied to Super Grindell, and defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1. Cellulose-based natural fiber defibrated material and collagen having an average diameter of 0.3 μm A suspension in which the mixture of the natural fiber defibrated material was suspended in water was obtained.
[0114]
Next, after adding and mixing 900 g (substantially 5%) of the natural fiber defibrated material suspension to 157.5 g of the Shirasu balloon, the mixture is further stirred and mixed with a mixer for 3 minutes to obtain a slurry mixture having a low viscosity. Got.
[0115]
Next, after the slurry-like mixture was obtained using the molding apparatus shown in FIG. 1 and the molding die 2 was made 300 mm × 300 mm × 300 mm in size, a preform was obtained by the same method as in Example 1, The preform was accommodated in a hot air dryer and dried by the same method as in Example 1 to obtain the Shirasu balloon shaped body.
[0116]
The molded product of the shirasu balloon obtained in this example was a board shape having a final dimension of 300 mm × 300 mm × 20 mm, and no shrinkage was observed. The molded body has a moisture content of 7.4%, a specific gravity of 0.25, and a bending strength of 50 kg / cm. 2 Met. The specific bending strength obtained by calculation is 200 kg / cm. 2 Met. The said intensity | strength is equivalent to the intensity | strength of a gypsum board, and is sufficient intensity | strength as a building material for houses.
[0117]
Moreover, the molded body of the shirasu balloon obtained in this example is hygroscopic.
[0118]
Example 11
In this example, first, a standard sieve 3.5 mesh pass vermiculite was prepared as a porous material. The vermiculite is produced by foaming meteorite.
[0119]
Next, 81 g (dry weight) obtained by cutting a beverage pack in which aluminum foil collected as a waste product is laminated as natural fibers and 80 g (dry weight) of leather waste irregular shaped pieces are prepared, and water is added thereto. 3.22 kg is added, supplied to Super Grinder, defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and the cellulose-based natural fiber defibrated material having an average diameter of 1.1 μm and the collagen-based natural fiber defibrated A suspension in which the mixture of fines was suspended in water was obtained.
[0120]
Next, 1000 g (substantially 5%) of the natural fiber defibrated material suspension is added to and mixed with 375.5 g of the vermiculite, and further stirred and mixed for 5 minutes with a kneader to form a slurry with low viscosity. A mixture of was obtained.
[0121]
Next, after the slurry-like mixture was obtained using the molding apparatus shown in FIG. 1 and the molding die 2 was made 300 mm × 300 mm × 300 mm in size, a preform was obtained by the same method as in Example 1, The preform was accommodated in a hot air dryer and dried by the same method as in Example 1 to obtain the vermiculite molded body.
[0122]
The molded body of the vermiculite obtained in this example has a board shape with final dimensions of 290 mm × 290 mm × 22 mm, a moisture content of 7.9%, a specific gravity of 0.29, and a bending strength of 30 kg / cm 2 Met. The specific bending strength obtained by calculation is 103 kg / cm. 2 Met.
[0123]
Example 12
In this embodiment, first, 10 parts by weight of sepiolite and 0.1 parts by weight of pulp are prepared, 20 parts by weight of water is added thereto, and the mixture is supplied to Super Grinder and mixed. The mixing is performed at 1450 r.m. with the interval between the upper and lower grindstones of Super Grinder as scale 3 (about 0.3 mm). p. m. The mixture of sepiolite and pulp was passed 6 times while rotating at a time to obtain a slurry sepiolite-pulp mixture.
[0124]
Next, 20 g of the sepiolite-pulp mixture was sprayed onto the surface (300 mm × 300 mm) of the toothpick-shaped charcoal molded body obtained in Example 1 with a spray gun, and the atmosphere was heated to 105 ° C. And dried.
[0125]
As a result, a toothpick-shaped charcoal molded body having a white refractory layer formed on the surface was obtained.
[0126]
Example 13
In this example, when the mixture of the toothpick-like charcoal and the natural fiber defibrated suspension is mixed by a Spar Grinder, the final pass is 10% by weight of trioxide with respect to the toothpick-like charcoal. A toothpick-shaped charcoal shaped body was obtained in the same manner as in Example 1, except that a diboron alcohol solution (20%) was added.
[0127]
Since the toothpick-shaped charcoal molded body obtained in this example contains the diboron trioxide, it has fire resistance.
[0128]
Example 14
In this example, first, a standard sieve 3.5 mesh pass experimental pulverized charcoal (manufactured by Shinagawa Fuel Co., Ltd., Central Research Laboratory) was prepared as a porous material.
[0129]
Next, as a natural fiber, 7 parts by weight (dry weight) and 7 parts by weight (dry weight) of a piece of irregularly shaped leather waste are obtained by cutting a milk pack collected as a waste product and removing the laminated polyethylene. Prepared, added 10 times the total amount of water, supplied to Super Grindell, defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and cellulosic natural having an average diameter of 1.2 μm A suspension in which a mixture of fiber defibrated material and collagen-based natural fiber defibrated material was suspended in water was obtained.
[0130]
Next, except that the mixing ratio of the pulverized charcoal and the natural fiber defibrated material suspension was changed, various specific gravity was obtained by forming the pulverized charcoal molded body by the same method as in Example 1. A molded body comprising The results are shown in Table 2 below.
[0131]
[Table 2]
[0132]
Example 15
In this example, first, a standard sieve 3.5 mesh pass toothpick charcoal (manufactured by Japan Recycle System Co., Ltd.) was prepared as a porous material.
[0133]
Next, as a natural fiber, 7 parts by weight (dry weight) and 7 parts by weight (dry weight) of a piece of irregularly shaped leather waste are obtained by cutting a milk pack collected as a waste product and removing the laminated polyethylene. Prepared, added 10 times the total amount of water, supplied to Super Grindell, defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and cellulosic natural having an average diameter of 1.8 μm A suspension in which a mixture of fiber defibrated material and collagen-based natural fiber defibrated material was suspended in water was obtained.
[0134]
Next, by changing the mixing ratio of the toothpick-like charcoal and the natural fiber defibrated material suspension, various forms can be obtained by forming the toothpick-like charcoal shaped body by the same method as in Example 1. A molded body having a specific gravity of was obtained. The results are shown in Table 3 below.
[0135]
[Table 3]
[0136]
Example 16
In this example, first, a standard sieve 3.5 mesh pass Yasuga activated carbon (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) was prepared as a porous material.
[0137]
Next, as a natural fiber, 7 parts by weight (dry weight) and 7 parts by weight (dry weight) of a piece of irregularly shaped leather waste are obtained by cutting a milk pack collected as a waste product and removing the laminated polyethylene. Prepared, added 15 times the total amount of water, supplied to Super Grindell, defibrated to the submicron range by the same method as in Example 1, and disassembled cellulose-based natural fiber having an average diameter of 2 μm. A suspension in which a mixture of the fiber and the collagen-based natural fiber defibrated material was suspended in water was obtained.
[0138]
Next, except that the mixing ratio of the coconut palm activated carbon and the natural fiber defibrated material suspension was changed, by forming a molded body of the coconut palm activated carbon by the same method as in Example 1. The molded object provided with various specific gravity was obtained. The results are shown in Table 4 below.
[0139]
[Table 4]
[0140]
From the results shown in Tables 2 to 4, it is clear that according to the present invention, molded articles having various specific gravity can be easily obtained by changing the mixing ratio of the porous material and the natural fiber defibrated material. is there.
[0141]
In each of the above examples of the present embodiment, the molded body of the porous material is molded into a board shape, but the shape of the molded body is not limited to the board shape, and other shapes are used. There may be. For example, when a seedling pot is molded as a molded product of vermiculite, the molded product undergoes biodegradation in the soil because the natural fiber defibrated material, which is the binder, is degraded over time, and after degradation, The effect of acting as a soil conditioner is obtained by the porosity of culite.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a molding apparatus used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a pore structure of coconut husk activated carbon.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealing tank, 2 ... Mold, 3 ... Lid member, 4 ... Depressurization apparatus.
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