專利名稱：由廢硅藻土制造高功能新材料的方法、由廢硅藻土得到的高功能新材料以及利用硅藻土 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢硅藻土制成高功能新材料的方法，即，在各種制造工廠的過濾工藝等排出的廢硅藻土的廢棄處理時，操作性好，干燥燃料費用低且殘存控制廢硅藻土中的酶、酵母等有機成分，充分利用其機能等，能夠以低的成本得到高功能的廢硅藻土制造高功能新材料的方法，本發(fā)明還涉及由廢硅藻土類得到的高功能新材料以及利用硅藻土的硅藻土的建材用組合物。
背景技術(shù)：
在啤酒廠或醬油廠等各種制造工廠的過濾工藝中，一直使用硅藻土作為濾材。例如，啤酒廠在大麥的麥芽汁中加工啤酒花，增加苦味或香味，使其發(fā)酵，利用硅藻土將其過濾，制成啤酒。
這樣的硅藻土，使用之后變成含有大量水分和酵母或酒糟的淤泥(ヘドロ)狀的廢料(廢硅藻土)，它的廢棄處理很麻煩，通常是進行掩埋處理，但由于含有酵母和酒糟而含有大量的水，因此還必須考慮大量的水處理和臭氣的處理。另外，即使在水泥窯中進行焚燒處理，由于含有大量水分，也需要消耗大量的能量。
因此，最近人們在研究通過干燥、造粒、炭化處理以及800～1000℃的高溫蒸汽或二氧化碳氣體養(yǎng)護等，對廢硅藻土進行活化處理，探討掩埋處理和焚燒處理以外的廢硅藻土的再利用。
另一方面，以往，由于亞洲季風(fēng)地帶多雨潮濕的環(huán)境，在日本和中國，大多使用具有防止結(jié)露作用的灰泥、土、木材等建筑用材料作為墻壁等建材。
但是，近年來，隨著建筑物的高層化、高密度化，更多地采用具有耐久性、消音性、密閉性、經(jīng)濟性等的建材，大量使用以石油為原料的建筑材料。
但是，這些以石油為原料的建筑材料存在缺乏防止結(jié)露性，不適合高溫多濕的環(huán)境。
因而，以往的含有多孔質(zhì)無機材料的建材用組合物的研究盛行起來。例如，特開平8-49308號公報中，公開了具有與含灰漿的建筑用材料相同程度的耐火性、耐久性、耐熱性、保溫性、除臭性、消音性、經(jīng)濟性等，同時還兼有防止結(jié)露作用的建筑用材料。
該建筑用材料是含有灰漿、白水泥等水泥類及燒成硅藻土等多孔質(zhì)無機材料的建材用組合物，相對于100重量份的灰漿，含有水泥類10～50重量份、燒成硅藻土等多孔質(zhì)無機材料30～120重量份，具備與含灰漿的材料相同程度的耐火性、耐熱性、隔熱性等，同時具有防止結(jié)露作用。
即，該實施例的物質(zhì)為，相對于灰漿，配入必要量的水泥類、燒成硅藻土等多孔質(zhì)無機材料，進行混合，向該混合物中添加水，混煉后，在底板上用抹子抹平，制作板材類、嵌板類、壁板等。
在施工方法中，用抹子抹平的意思是，在底板上向混煉物施加強制的壓力將其壓平，如果用抹子抹平加壓，操作過程中的流掛現(xiàn)象或在工作服上的附著比較少，而且，干燥后完成面上幾乎不殘留微粉，另外也幾乎不會發(fā)生微粉向周圍環(huán)境飛散，附著到周圍環(huán)境和人們身上的情況。
但是，根據(jù)組合物的配合而不加壓的涂布作業(yè)，即使用毛刷、涂裝滾筒、噴槍等對底材進行精加工時，操作過程中發(fā)生材料的流掛現(xiàn)象或附著在工作服上，導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量不佳，并且完成面的品質(zhì)也很差。
而且，干燥后完成面上殘留微粉，這些向周圍飛散，生活的舒適性方面出現(xiàn)問題。
另外，最近一段時間，用戶利用周末對板材、嵌板、壁板等的表面進行施工的情況增多，在這種情況下，往往是不加壓力進行涂布作業(yè)，即使用毛刷、涂裝滾筒、噴槍等方法，因此，如果只用抹子抹平加壓，已不能滿足實用要求。
此外，近年來，對于家具或地板等的粘接劑中所含的、擴散到空氣中的甲醛等有害化學(xué)物質(zhì)或氣體等，需要將其分解、除去。
另一方面，不是新硅藻土而是食品行業(yè)等的工廠中使用過的廢硅藻土一般是委托垃圾處理的專業(yè)人員進行掩埋處理，但由于是含有微生物、酵母、酒糟等有機物等的淤泥狀，有惡臭氣味，因此很難處理，因為發(fā)霉或易腐爛等的各種惡劣條件，所以是連處理專業(yè)人員也希望回避的一種垃圾。因此，處理費年年上升，存在威脅著制造成本的問題。
另外，通過廢硅藻土活化處理的再利用，不僅活化處理十分復(fù)雜，而且還需要高溫處理，花費大量的人力和物力，因此目前還沒有能夠?qū)嵱没?br> 本申請的發(fā)明人，不僅對于充分利用新硅藻土的建材用組合物，而且對如上所述的廢硅藻土的有效處理和有效利用進行了深入的研究，處理簡單，能夠固形物化為松散狀態(tài)，可以制成不產(chǎn)生霉菌、雜菌的能保存的原料，能夠減少臭氣，縮短處理工藝、降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分的作用，適用多種用途，例如，甲醛等有害化學(xué)物質(zhì)的吸附分解能力十分優(yōu)良。從這些角度出發(fā)，開發(fā)了全新的廢硅藻土的有效處理。
另一方面，本發(fā)明還提供了硅藻土的建材用組合物，該組合物不僅具有現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點，即耐久性、消音性、耐火性、耐熱性、保溫性、除臭性、經(jīng)濟性等，而且即使采用毛刷、涂裝滾筒、噴槍等不施加強制壓力的方法也能夠在底材上進行不加壓的涂布，操作中基本上沒有材料的流掛現(xiàn)象，也幾乎不附著到工作服上，而且，干燥后完成面上幾乎不殘留微粉，還具有進一步的調(diào)濕作用，防止結(jié)露作用更加優(yōu)良。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了下面所述的技術(shù)方案1)由廢硅藻土制造高功能新材料的方法，其特征是，如權(quán)利要求1所述，在處理淤泥狀廢硅藻土?xí)r，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類，蒸發(fā)、除去淤泥狀廢硅藻土中含有的水，進行干燥處理，同時，通過堿進行淤泥狀廢硅藻土的殺菌無害化處理。
2)另外，如權(quán)利要求2所述，其特征是，在處理淤泥狀廢硅藻土?xí)r，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類，蒸發(fā)、除去淤泥狀廢硅藻土中含有的水，進行干燥處理，同時，通過堿進行淤泥狀廢硅藻土的殺菌無害化處理，并且，伴隨淤泥狀廢硅藻土的干燥處理，進行廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的功能的殘存控制。
3)另外，如權(quán)利要求3所述，其特征是，根據(jù)廢硅藻土的種類，所述的生石灰是適當(dāng)混合了水泥礦物、氧化鐵、石膏、沸石、粘土礦物等的干燥處理用生石灰類。
4)另外，如權(quán)利要求4所述，其特征是，由下述工序構(gòu)成進行廢硅藻土的破碎、攪拌，榨出水分，使廢硅藻土均一液狀化從而控制含水量的預(yù)處理工序；以及，投入與控制的含水量相應(yīng)的干燥處理用生石灰類，進行廢硅藻土的干燥處理，同時利用堿進行殺菌處理的正式處理工序。
5)作為由廢硅藻土得到的新材料，如權(quán)利要求5所述，其特征是，通過廢硅藻土的破碎、攪拌，榨出水分，使淤泥狀的廢硅藻土均一液狀化從而控制含水量，同時，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類進行干燥處理，并利用堿進行殺菌無害化處理。
6)另外，如權(quán)利要求6所述，其特征是，處理淤泥狀廢硅藻土?xí)r，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類，蒸發(fā)除去淤泥狀廢硅藻土中含有的水，進行干燥處理，同時，利用堿進行淤泥狀廢硅藻土的殺菌無害化，并且，伴隨淤泥狀廢硅藻土的干燥處理，進行廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的功能的殘存控制。
7)另外，如權(quán)利要求7所述，其特征是，所述的生石灰是根據(jù)廢硅藻土的種類適當(dāng)混合水泥礦物、氧化鐵、石膏、沸石、粘土礦物等的干燥處理用生石灰類。
8)其次，作為硅藻土的建材用組合物，如權(quán)利要求8所述，其特征是，該組合物是以粉末狀消石灰、白水泥、粉末狀燒成白色硅藻土為主成分的硅藻土建材用組合物，特別是在必要量的范圍內(nèi)配合粉末狀粘土質(zhì)原料。
9)作為硅藻土建材用組合物，其特征是，在必要量的范圍內(nèi)配合著色硅藻土，得到灰色系的顏色、紅色或黃色等色系的顏色。
10)作為硅藻土建材用組合物，其特征是，含有氧化鈦作為顏料。
具體實施例方式
下面，基于第1實施例，即廢硅藻土的高功能新材料對本發(fā)明進行詳細說明。
作為過濾后廢棄的淤泥狀廢硅藻土的新材料化方法的前提是，以往的使用燃料的淤泥狀硅藻土處理系統(tǒng)的干燥效率差，能量消耗增多，而且由于是高溫處理系統(tǒng)，即使能夠回收利用，其利用價值也顯著降低，因此，以往的使用燃料的干燥方法已經(jīng)不再采用。
所以，在本發(fā)明的新材料化方法中，作為處理淤泥狀廢硅藻土的系統(tǒng)，是充分利用與水的反應(yīng)熱、有效利用堿的殺菌性的系統(tǒng)。即，將與水反應(yīng)產(chǎn)生高反應(yīng)熱的生石灰(含有白云石)、根據(jù)廢硅藻土的種類選擇的水泥礦物、與空氣反應(yīng)產(chǎn)生熱的氧化鐵以及其他的石膏、沸石等輔助材料混合，作為干燥處理用生石灰類使用。
然后，一面利用該干燥處理用生石灰類對廢硅藻土保有的酶、酵母等有機成分進行殘存控制，一面蒸發(fā)、除去淤泥狀廢硅藻土含有的水，同時利用堿對淤泥狀的廢硅藻土進行殺菌、無害化。
為了最大限度地發(fā)揮這些干燥處理用生石灰類的功能，新材料化系統(tǒng)分為預(yù)處理工序和正式處理工序兩個工序。在預(yù)處理工序中，由于淤泥狀或濾餅狀的廢硅藻土容易與干燥處理用生石灰類反應(yīng)，生石灰與水分反應(yīng)產(chǎn)生高的反應(yīng)熱(生石灰的反應(yīng)熱是278Kcal/Kg)，因此，重要的是，對廢硅藻土中的含水量進行控制，同時基于這種控制而抽出水分。
因此，作為預(yù)處理，需要利用混合機等對廢硅藻土進行充分攪拌、搖籃，使廢硅藻土均質(zhì)地液狀化。一般地說，含水的硅藻土除了吸附水之外，細孔中含有的水分也很多，抽出該水分也很重要。在該方法中迫切需要充分抽出該細孔中所含的水分。
另外，控制了含有水分后，要確定在后續(xù)工序中應(yīng)當(dāng)混合的干燥處理用生石灰類的投入量。確定與廢硅藻土的水分量相應(yīng)的干燥處理用生石灰類的投入量，也是本發(fā)明的新材料化系統(tǒng)中極其重要的課題。
接下來，在正式處理工序中，向經(jīng)過預(yù)處理工序完成了破碎、攪拌，充分榨出了水分的廢硅藻土中，摻混以反應(yīng)熱高且可以低價購得的生石灰為主要材料并根據(jù)廢硅藻土的種類適當(dāng)混合了水泥礦物、氧化鐵、石膏、沸石等輔助材料的粉末混合物(干燥處理用生石灰類)并進行攪拌。
該干燥處理用生石灰類的量，考慮從廢硅藻土中榨出的水分量，以重量比計是廢硅藻土的10％-50％的范圍。攪拌在5-10分鐘左右的短時間結(jié)束為宜。攪拌結(jié)束后，靜置養(yǎng)護，其時間優(yōu)選30分鐘左右。養(yǎng)護過程中，廢硅藻土內(nèi)部的溫度迅速上升，水分變成水蒸氣從表面散失，廢硅藻土成為松散的干燥粉末。形成松散的干燥狀態(tài)，與此同時利用堿進行殺菌處理。在該工序中，對于將廢硅藻土高效率地脫水、干燥、殺菌處理，水分的榨出和養(yǎng)護時間是極其重要的因素。
形成松散、干燥粉末的廢硅藻土，以低成本再生而無害化，并且具有高功能，因此，將其添加到本申請人((株)ワンウイル)持有的專利第3358026號的壁材中，能夠大幅提高其品質(zhì)和性能。除了壁材以外，還有很多用途，可以作為建材、防草、防蟲、抗菌球、保水材料、輕量骨材、屋頂綠化板、水稻用肥料、土壤改良劑、生活用品等很多領(lǐng)域的原料，根據(jù)用途再資源化。此外，借助殘留的酶、酵母，也可以在具備高功能的農(nóng)業(yè)和食品領(lǐng)域發(fā)揮作用。
總之，根據(jù)本發(fā)明，在進行廢硅藻土的廢棄處理時不使用燃料，而是利用廢硅藻土含有的水分與生石灰的反應(yīng)熱，以低的成本對廢硅藻土進行干燥處理，同時利用堿進行殺菌、無害化，從而以低的成本制成建材、防草、防蟲、抗菌球、保水材料、輕量骨材、屋頂綠化板、水稻用肥料、土壤改良劑、生活用品等很多領(lǐng)域的原料，根據(jù)用途再資源化。
另外，根據(jù)廢硅藻土的種類在主材料生石灰中適當(dāng)添加其他輔助材料，可以高效率地進行廢硅藻土的干燥處理，使之高功能化。即，殘存控制廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的功能，可以充分發(fā)揮殘存的酶、酵母等的作用，實現(xiàn)高功能化。例如，提高對甲醛等有害化學(xué)物質(zhì)的吸附、分解能力，附加高功能性。
過濾醬油后的廢硅藻土含有10-15％的鹽分、50-60％的水分，因此它的處理十分困難。以往，在食品加工工廠中是對該廢硅藻土進行水洗處理，脫水后掩埋，但這種作法成本高，還存在水處理的問題。這是本發(fā)明的材料化方法的適用例。
首先，在預(yù)處理工序中，使用可以控制轉(zhuǎn)速的混合器攪拌廢硅藻土大約20分鐘，將硅藻土上附著的水和細孔中的水分榨出到表面上，按重量比加入30％的比表面積高(例如20000cm2/g)的輕燒生石灰粉，攪拌約5分鐘。然后壓實，養(yǎng)護約30分鐘。
廢硅藻土內(nèi)部溫度，在30分鐘后達到90度左右，淤泥狀的廢硅藻土可以再生為松散的能夠保存的再生硅藻土。臭味也明顯減少，能夠作為建材用硅藻土利用。
另外，經(jīng)神奈川縣產(chǎn)業(yè)綜合研究所(16.5.24)的分析確定，該廢硅藻土微細的多孔中存在適量殘存控制的有機物，該有機物發(fā)揮作用，甲醛的吸附、分解能力非常高。以下，表示其分析結(jié)果。
試樣 1小時后 4小時后(加入新硅藻土)硅藻土(ケイソウくん) 0.11ppm以下 0.02ppm以下涂壁材(加入本廢棄硅藻土)硅藻土(ケイソウくん)涂壁材摻入10％(47g) 0.005ppm以下幾乎為0摻入30％(47g) 0.006ppm以下幾乎為0該分析結(jié)果表明，混合有殘存控制所含有機成分的干燥廢硅藻土的硅藻土(ケイソウくん)，與以往的新品硅藻土(ケイソウくん)相比，4小時后幾乎沒有檢測出甲醛，表現(xiàn)了高的吸附、分解能力。
甲醛吸附、分解能力隨干燥時間、厚度、表面狀態(tài)的物理吸附程度等而有一些變化，但總的來說甲醛吸附、分解能力是優(yōu)異的。
廢硅藻土中含有很多有機物，例如，在酵母的場合，存在多元醇、羧酸、磺酸等各種有機成分，其中含有大量的N(氮)。該NH2(氨基)使甲醛(HCHO)羥甲基化，變成其他物質(zhì)。另外，由于甲醛與脲(尿素)反應(yīng)性好，因此與脲(尿素)反應(yīng)而變成無害的。
這樣，通過控制廢硅藻土中含有的有機成分，使之殘留，在本事例的情況下，可以制成氣體吸附、分解能力優(yōu)異的有效新材料。
其中，測試上述甲醛減少的試驗方法是，將試樣(玻璃板上涂付干燥物，厚度4mm，面積150cm2)放在玻璃容器(真空干燥器/12L)的大致中央部位，將容器內(nèi)減壓后，封入甲醛調(diào)配的空氣。靜置一定時間，采集容器內(nèi)的空氣，測定氣體中濃度。甲醛的暴露條件是，初期濃度2.5ppm，在溫度20℃、濕度50％下進行。
下面，基于第2實施例對硅藻土的建材用組合物進行說明。
眾所周知，粉末狀消石灰是在將石灰?guī)r或牡蠣等貝類在900～1200℃燒制得到的生石灰中加水熟化得到的物質(zhì)，呈白色粉末狀。在本發(fā)明中，可以使用以抹灰用消石灰為代表的各種消石灰，在本發(fā)的建材用組合物中，將其涂布到板材、嵌板、壁板等上時，作為吸放材料和硬化材料發(fā)揮作用。在本發(fā)明中，以其為100重量份，按上面所述配合其他成分。
由于白水泥(波特蘭水泥)具有作為硬化材料的功能，因此，相對于100重量份粉末狀消石灰，以80～90重量份的范圍進行混合，優(yōu)選88重量份。
在硅藻土中，燒成白色硅藻土的防止結(jié)露作用特別好。其多孔質(zhì)的組織在建筑物空間中濕度較高時，將水分吸收到多孔組織內(nèi)，當(dāng)建筑物空間中濕度較低時，將水分從多孔質(zhì)組織中釋放到空間中，起到提供最適濕度環(huán)境的作用。相對于100重量份粉末狀消石灰，配合50～60重量份，優(yōu)選55重量份。
這樣，在本發(fā)明中，利用上述粉末狀消石灰、白水泥、燒成白色硅藻土的各自功能，它們配合的比例為，相對于100重量份的粉末狀消石灰，白水泥80～90重量份，粉末狀燒成白色硅藻土50～60重量份，按這樣比例形成的建材用組合物，對居住空間的天花板或墻壁進行施工時，確認房間的濕度維持在約50～60％。
其次，在本發(fā)明中重要的是，使用粉末狀粘質(zhì)原料。這里所述的粘土質(zhì)原料，是指由微粒礦物構(gòu)成、加水時呈現(xiàn)可塑性的物質(zhì)。因此，主要成分是粘土礦物，但也可以含有若干非粘土礦物。
優(yōu)先選用結(jié)晶質(zhì)粘土礦物、雙鏈狀結(jié)構(gòu)的海泡石粉末，也可以是膨潤土。
在上述膨潤土的場合，主成分不僅包含作為粘土礦物的蒙脫石，還含有作為硅石礦物的石英或微粒的方英石。另外，還可以是抗菌性優(yōu)良的沸石。
以11～67重量份的范圍配合該粉末粘土質(zhì)原料。關(guān)于該配合，本發(fā)明人進行了幾種嘗試。
即，相對于100重量份的粉末狀消石灰，添加白水泥80～90重量份，粉末狀燒成白色硅藻土50～60重量份，作為助劑的粉末狀丙烯酸樹脂、邁特樂茲(メトロ一ズ)、消泡劑各微量以及麻刀3重量份，再加上粉末粘土質(zhì)原料，設(shè)其總重量為1(建材用組合物整體重量為1)，在加入1.3倍水的條件下，對作為上述粘土質(zhì)原料的海泡石(昭和礦業(yè)株式會社制商品名ミルコン)分別為10重量份以下、11～67重量份的范圍、68重量份以上的各種配合進行試驗，在10重量份以下時，使用毛刷、涂裝滾筒涂布時，有嚴(yán)重的流掛。
一般認為，海泡石為粘土質(zhì)，其含量越多則產(chǎn)生的粘性越大，使用毛刷、涂裝滾筒進行涂裝時不產(chǎn)生流掛，但配合68重量份以上時仍有流掛。配合45重量份至55重量份時完全沒有流掛，因而是優(yōu)選的。
不混合麻刀，以建筑用組合物的總重量為1，混入1.2倍水時，也是大致相同的配合比。而且，設(shè)建材用組合物總重量為1，加入0.7～1.0倍水，噴涂到底材上時，上述海泡石粉末的比例如果同樣在11～67重量份的范圍的話，不產(chǎn)生流掛。
對于膨潤土進行試驗時，得到了同樣的結(jié)果。于是，確認海泡石、膨潤土的粒徑0.5mm以下，優(yōu)選0.2mm。
結(jié)果，本發(fā)明由于含有粉末狀消石灰、粉末狀燒成白色硅藻土，因而與以往產(chǎn)品同樣具有耐久性、消音性、耐火性、耐熱性、保溫性、除臭性、抗菌性、經(jīng)濟性等，相對于100重量份粉末消石灰，含有白水泥80～90重量份，粉末狀燒成白色硅藻土50～60重量份，由于這些配合及粉末狀燒成白色硅藻土的多孔質(zhì)組織，更好地發(fā)揮調(diào)濕效果，得到有效的防止結(jié)露作用，并且，由于含有11～67重量份粉末狀粘土質(zhì)原料，利用其粘性，即使采用毛刷、滾筒、噴槍涂裝，在涂裝作業(yè)中也不會產(chǎn)生流掛。
即，這些涂裝方式對于涂裝表面不施加壓力，所以不需要熟練人員，適合非專業(yè)人員在周末業(yè)余時間在板材、嵌板、壁板等表面上形成表面材料，采用本發(fā)明的涂裝方法不產(chǎn)生流掛，涂裝作業(yè)容易，而且可以形成具有良好除臭和調(diào)濕效果的表面層。另外，表面層上幾乎沒有殘留白色微粉以及微粉向周圍環(huán)境飛散的現(xiàn)象。
另外，在本發(fā)明中，可以微量配合粉末狀丙烯酸樹脂。這是為了確保將本發(fā)明的建材用組合物的水混煉物涂布到底材上時與底材的粘接性，優(yōu)選以6～7重量份配合。
此外，配合邁特樂茲(メトロ一ズ)時，是為了有意減慢夏季高濕時涂裝作業(yè)中的干化，提高防止表面裂縫的功能和對毛刷、滾筒的附著性，優(yōu)選配合4～6重量份。
配合消泡劑，是為了消除毛刷、滾筒、噴涂時在涂裝面上產(chǎn)生的氣泡，優(yōu)選配合1～2重量份。
使用本發(fā)明的建材用組合物形成的表面層為白色基調(diào)，如果配合12重量份的自然干燥硅藻土則呈現(xiàn)灰色系的顏色，如果配合12重量份紅色硅藻土的話則呈現(xiàn)紅色，如果配合5～6重量份中國黃土的話則可以增加黃色。以上均是利用自然土粒顯色，所以幾乎不發(fā)生退色現(xiàn)象。
再有，本發(fā)明的建筑用組合物是以多孔質(zhì)無機礦物為主要成分，所以可以吸附、分解擴散到室內(nèi)空氣中的甲醛等有害的物質(zhì)或氣體等。由于涂料中的顏料采用了氧化鈦，該氧化鈦與空氣接觸變成二氧化鈦，借助光催化劑強力的氧化還原反應(yīng)作用，可以期待其對大氣中的有害污染物質(zhì)具有一定的分解效果。
以往，關(guān)于二氧化鈦與光催化劑的關(guān)系曾有如下的論述。即，在光合作用的情況下，是以葉綠素為催化劑，利用光能由水和二氧化碳產(chǎn)生氧，而在光催化劑的情況下，是以二氧化鈦(TIO2)等光催化劑半導(dǎo)體金屬作為催化劑，利用光能(紫外線)，由空氣中的水(H2O)和氧(O2)制造活性氧(O2-)、自由基(OH)負離子。
人們都知道，活性氧具有很強的氧化能力，因而可以分解、除去成為污垢原因的有機化合物或細菌等有害物質(zhì)或惡臭味等。被分解的污垢等物質(zhì)被雨水等沖洗，因此也可以稱為具有自動清潔的效果。
總之，光催化劑的氧化還原反應(yīng)，將作為大氣中有害污染物質(zhì)的氮氧化物(NOX)或硫氧化物(SOX)分解，起到凈化周圍空氣的作用，還有為了改善環(huán)境而引入高速公路的防音柵欄等的事例。
與二氧化鈦的混煉物，作為二氧化鈦∶陶瓷的重量比例如如下。二氧化鈦∶陶瓷＝5～40∶60～95，優(yōu)選10～30∶70～90。二氧化鈦少于5重量％時，有時不能發(fā)揮其效果，超過40重量％時，效果沒有差別，因此40重量％左右的值是適宜的。
其中，按以下所述配合助劑時，含有促進與底材的粘接性的粉末狀丙烯酸劑6～7重量份，因而形成與水的混煉時，確保了與底材的良好粘接性，同時，由于含有作為保水性增稠劑的水溶性非離子纖維素酯4～6重量份，所以可以有意減慢涂裝作業(yè)中的干化，防止表面裂紋，并且，由于含有消泡劑1～2重量份，所以即使在不加壓的毛刷、滾筒、噴涂時涂裝面也不會產(chǎn)生氣泡。
而且，由于涂裝表面沒有白粉殘留，具有不向周圍環(huán)境飛散的優(yōu)點。此外，還具有除臭作用突出的優(yōu)點。
以下，列舉實施例和試驗例。
實施例1將粉末狀消石灰(吉沢石灰工業(yè)株式會社制)9Kg、白水泥8Kg、燒成白色硅藻土(北秋硅藻土株式會社制)5Kg、粒徑0.2mm的海泡石(昭和鉱業(yè)株式會社制商品名ミルコン)5Kg混合，制成建材用組合物。進而，為了提高與底材的粘接性，向該建材用組合物中混合丙烯酸粉末樹脂(ヘキスト合成株式會社制商品名アクりル粉末A1000)0.6Kg、邁特樂茲(メトロ一ズ)(信越化學(xué)工業(yè)株式會社制商品名信越SH30000FD)0.4Kg、消泡劑(サンノブコ株式會社制商品名SN-14HB)0.15Kg。相對于該建材用組合物28.15Kg，添加水36.595升，進行混煉。然后，在30×30cm的石膏板上進行毛刷涂布。上述涂布為，只進行底涂約0.5mm厚、1次，面涂約2mm厚、1次。然后，常溫放置1天，完全硬化，制成30×30cm的壁板。
操作中完全沒有流掛現(xiàn)象。而且硬化后表面上沒有微粉的殘跡，也沒有白粉的飛散。這樣可以確保吸水率為自重的60％以上。
實施例2在上述實施例2的建材用組合物中進一步添加中國黃土±0.5Kg，相對于總重量28.65Kg，添加水37.245升，進行混煉。然后，在30×330cm的石膏板上進行涂裝滾筒涂布。上述涂布為，底涂約0.5mm厚，面涂約2mm厚。常溫放置1天，使之硬化，制成30×30cm的壁板。
外觀稍呈黃色，與實施例2同樣，操作中幾乎沒有流掛現(xiàn)象、白粉飛散，也沒有附著在工作服上。而且，可以確保吸水率為自重的60％以上，制成具有良好調(diào)濕作用的壁板。
實施例3在上述實施例2的建材用組合物中，進一步添加自然干燥硅藻土±1Kg，相對于總重量29.15Kg，添加水29升，進行混煉。然后，在30×30cm的石膏板上進行噴涂。上述噴涂為，底涂約0.5mm厚，表面約2mm厚。常溫放置1天，使之硬化，制成30×30cm的壁板。
外觀稍呈灰色，與實施例2同樣，操作中幾乎沒有流掛現(xiàn)象、白粉飛散，也沒有附著到工作服上。而且，可以確保吸水率為自重的65％以上，制成具有良好調(diào)濕作用的壁板。
實施例4用膨潤土5Kg代替上述實施例2的建材用組合物中的海泡石，再加入紅色硅藻土1Kg，相對于總重量29.15Kg添加水7.895升，進行混煉。然后，在30×30cm的石膏板上的交叉部(クロス)進行涂裝滾筒涂布。上述涂布為，底涂約0.5mm厚，面涂約2mm厚。常溫放置1天，使之硬化，制成30×30cm的壁板。
外觀稍呈紅色，與實施例2同樣，操作中幾乎沒有的流掛現(xiàn)象、白粉飛散，也沒有附著到工作服上。而且，可以確保吸水率為自重的63％以上，制成交叉部上具有良好調(diào)濕作用的層的壁板。
比較例1將石膏(駒形石灰工業(yè)株式會社制商品名レミタツコ)11.0Kg、白水泥2.0Kg、珍珠巖1.75Kg和燒成硅藻土6.00Kg混合，接著混合丙烯酸粉末樹脂0.15Kg，添加水20升，進行混煉后，在30×30cm的石膏板上進行毛刷涂布。
操作中產(chǎn)生流掛，表面產(chǎn)生很大的斑點，常溫放置1天硬化后，手或被服上附著白粉，缺乏實用性，商品價值顯著下降。
比較例2將粉末狀消石灰(吉沢石灰工業(yè)株式會社制)9Kg、白水泥8Kg、燒成白色硅藻土(北秋硅藻土株式會社制)5Kg、粒徑0.2mm的海泡石(昭和鉱業(yè)株式會社制商品名ミルコン)1Kg混合，制成建材用組合物。進而，為了提高與底材的粘接性，在該建材用組合物中混合丙烯酸粉末樹脂(ヘキスト合成株式會社制商品名アクリル粉末A1000)0.5Kg、邁特樂茲(メトロ一ズ)(信越化學(xué)工業(yè)株式會社制商品名信越SH30000FD)0.4Kg、消泡劑(サンノブコ株式會社制商品名SN-14HB)0.15Kg。相對于該建材用組合物24.05Kg，添加水31.265升，進行混煉。然后，在30×30cm的石膏板上進行毛刷涂布。上述涂布為，只進行底涂約0.5mm厚1次，面涂約2mm厚1次。然后，常溫放置1天，使之完全硬化，制成30×30cm的壁板。
操作中產(chǎn)生大量流掛現(xiàn)象，而且表面有斑點，硬化后表面有白粉殘跡，發(fā)現(xiàn)白粉飛散。
比較例3將粉末狀消石灰(吉沢石灰工業(yè)株式會社制)9Kg、白水泥8Kg、燒成白色硅藻土(北秋硅藻土株式會社制)5Kg、粒徑0.2mm的膨潤土7.5Kg混合，制成建材用組合物。進而，為了提高與底材的粘接性，在該建材用組合物中混合丙烯酸粉末樹脂(ヘキスト合成株式會社制商品名アクリル粉末A1000)0.5Kg、邁特樂茲(メトロ一ズ)(信越化學(xué)工業(yè)株式會社制商品名信越SH30000FD)0.4Kg、消泡劑(サンノブコ株式會社制商品名SN-14HB)0.15Kg。相對于該建材用組合物30.55Kg，添加水39.715升，進行混煉。然后，在30×30cm的穿孔石膏板上進行涂裝滾筒涂布。上述涂布為，只進行底涂約0.5mm厚1次，面涂約2mm厚1次。然后，常溫放置1天，使其完全硬化，制成30×30cm的壁板。
操作中發(fā)現(xiàn)流掛現(xiàn)象，附著在工作服上。而且硬化后表面有微粉殘跡，發(fā)現(xiàn)白粉飛散。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明預(yù)期可以得到如下的技術(shù)效果1)根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，對于以往主要是掩埋或只能以高燃料費焚燒處理的廢硅藻土的廢棄處理，可以不使用燃料而是利用廢硅藻土含有的水分與生石灰的反應(yīng)熱，以低的成本對廢硅藻土進行干燥處理，同時利用堿進行殺菌無害化。
因此，對于近年來陷入困境的廢硅藻土廢棄處理，提供了有效的處理方法，同時，可以將廢硅藻土變成建材、防草、防蟲、抗菌球、保水材料、輕量骨材、屋頂綠化板、水稻用肥料、土壤改良劑、生活用品等很多領(lǐng)域的原料，根據(jù)用途再資源化加以有效利用，在環(huán)境衛(wèi)生方面和再利用方面等具有多重高性能。
2)根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，可以殘存控制廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的功能，提高對甲醛等有害化學(xué)物質(zhì)的吸附分解能力，附加了高功能性。因而，可以在農(nóng)業(yè)、食品領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
3)根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，還可以根據(jù)廢硅藻土的種類，向作為主材的生石灰中添加其他輔助材料，進行再生處理。
4)根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，可以高度控制性地完成廢硅藻土的干燥處理。
5)根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明，提供了一種新的材料，可以不使用燃料而是利用廢硅藻土含有的水分與生石灰的反應(yīng)熱，對廢硅藻土進行低成本的干燥處理，利用堿進行殺菌無害化，將廢硅藻土變?yōu)榻ú?、防草、防蟲、抗菌球、保水材料、輕量骨材、屋頂綠化板、水稻用肥料、土壤改良劑、生活用品等很多領(lǐng)域的原料，根據(jù)用途低成本地再資源化，有效地利用。
6)根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)明，在權(quán)利要求5所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，可以低成本地提供新材料，即，殘存控制廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的功能，充分發(fā)揮殘存的酶、酵母等的作用，例如提高對甲醛等有害化學(xué)物質(zhì)的吸附分解能力，以低的成本提供附加高功能的新材料。
7)根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)明，在權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，可以高度控制性地完成廢硅藻土的干燥處理。
8)根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)明，由于含有粉末狀消石灰、粉末狀燒成白色硅藻土，因而具有耐久性、消音性、耐火性、耐熱性、消臭性、密閉性、經(jīng)濟性等，在謀求提高調(diào)濕性的同時，可以更好地發(fā)揮粉末狀燒成白色硅藻土的多孔質(zhì)組織的調(diào)濕作用，獲得有效的防止結(jié)露作用。而且，由于配合了必要量的粉末狀粘土質(zhì)材料，利用其粘性，不僅在象以往的涂裝那樣施加壓力的情況下，即使是在不施加壓力而采用毛刷、滾筒、噴槍涂裝時，在涂裝作業(yè)中也不會產(chǎn)生流掛。
因此，不需要熟練的操作人員，即使在業(yè)余性的作業(yè)中，施工性也很好，提高了該種建材用組合物的通用性。
而且，由于涂裝表面沒有白粉殘留，因而具有不向周圍環(huán)境飛散的優(yōu)點。此外，還具有除臭作用突出的優(yōu)點。
因此，即使是沒有熟練技術(shù)的外行人，在周末業(yè)余性的作業(yè)中，也可以對壁板等進行具有調(diào)濕、除臭作用的涂裝，施工性良好，不會產(chǎn)生流掛。
9)根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)明，在權(quán)利要求8所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，形成的表面層為白色基調(diào)，如果配合自然干燥硅藻土的話可以呈現(xiàn)灰色系的顏色，如果配合紅色硅藻土的話可以呈現(xiàn)紅色，或者，如果配合中國黃土的話則可以增加黃色。由于都是借助自然土粒顯色，所以幾乎不發(fā)生退色現(xiàn)象。
10)根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)明，在權(quán)利要求8所述的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，由于上述粉末狀粘土質(zhì)材料中含有氧化鈦作為顏料，通過與空氣接觸形成的二氧化鈦光催化劑的強力氧化還原反應(yīng)作用，預(yù)期可以對大氣中的有害污染物質(zhì)具有一定的分解效果。
權(quán)利要求
1.由廢硅藻土制造高功能新材料的方法，其特征是，在處理淤泥狀廢硅藻土?xí)r，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類，蒸發(fā)、除去淤泥狀廢硅藻土中含有的水，進行干燥處理，同時，利用堿進行淤泥狀廢硅藻土的殺菌無害化。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由廢硅藻土制造高功能新材料的方法，其特征是，在處理淤泥狀廢硅藻土?xí)r，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類，蒸發(fā)、除去淤泥狀廢硅藻土中含有的水，進行干燥處理，同時，利用堿進行淤泥狀廢硅藻土的殺菌無害化，并且，伴隨淤泥狀廢硅藻土的干燥處理，進行廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的機能的殘存控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由廢硅藻土制造高功能新材料的方法，其特征是，所述的生石灰是根據(jù)廢硅藻土的種類適當(dāng)摻混水泥礦物、氧化鐵、石膏、沸石、粘土礦物等的干燥處理用生石灰類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的由廢硅藻土制造高功能新材料的方法，其特征是，該方法由下述工序組成進行廢硅藻土的破碎、攪拌，榨出水分，使廢硅藻土均一液狀化從而控制含水量的預(yù)處理工序；以及，投入與控制的含水量相應(yīng)的干燥處理用生石灰類，進行廢硅藻土的干燥處理，同時利用堿進行殺菌處理的正式處理工序。
5.由廢硅藻土得到的高功能新材料，其特征是，通過廢硅藻土的破碎、攪拌榨出水分，使淤泥狀的廢硅藻土均一液狀化從而控制含水量，同時，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類進行干燥處理，并利用堿進行殺菌無害化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由廢硅藻土得到的高功能新材料，其特征是，在處理淤泥狀廢硅藻土?xí)r，利用以生石灰(含有煅燒白云石)為主要成分的干燥處理用生石灰類，蒸發(fā)、除去淤泥狀廢硅藻土中含有的水，進行干燥處理，同時，利用堿進行淤泥狀廢硅藻土的殺菌無害化，并且，伴隨淤泥狀廢硅藻土的干燥處理，進行廢硅藻土中含有的酶、酵母等有機成分具有的機能的殘存控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的由廢硅藻土得到的高功能新材料，其特征是，所述的生石灰是根據(jù)廢硅藻土的種類適當(dāng)摻混水泥礦物、氧化鐵、石膏、沸石、粘土礦物等的干燥處理用生石灰類。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硅藻土的建材用組合物，其特征是，以粉末狀消石灰、白水泥、粉末狀燒成白色硅藻土為主要成分的建材用組合物，特別是在必要量的范圍內(nèi)配合粉末狀粘土質(zhì)原料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硅藻土的建材用組合物，其特征是，在建材用組合物中配合必要量的著色硅藻土，得到灰色系的顏色、紅色或黃色等色系的顏色。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述硅藻土的建材用組合物，其特征是，該建材用組合物中含有氧化鈦作為顏料。
全文摘要
本發(fā)明提供了硅藻土的建筑用組合物。由各種制造工廠的過濾工藝等排出的廢硅藻土，在進行廢棄處理時，操作性良好，干燥燃料費用性優(yōu)良且殘存控制廢硅藻土中酶、酵母等有機成分，充分發(fā)揮其功能等，以低成本得到高功能，另外，含有作為嵌板、壁板等的涂料的水泥類、燒成硅藻土等多孔質(zhì)無機材料，具有防止結(jié)露性，不需要強制加壓，可以利用涂裝滾筒、毛刷、噴涂等在底材上進行涂裝。另外，該建筑用組合物都是借助自然土粒顯色，幾乎不發(fā)生退色現(xiàn)象。再有，以粉末狀多孔質(zhì)無機礦物為主成分，且含有氧化鈦作為顏料，借助與空氣接觸形成的二氧化鈦光催化劑的強力氧化還原反應(yīng)作用，預(yù)期對大氣中的有害污染物質(zhì)具有一定的分解作用。
文檔編號E04F13/02GK1968901SQ200580019768
公開日2007年5月23日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者山本倍章 申請人:株式會社一志, 山本倍章