(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物として含まれている全硫黄量が０．８ｗｔ％以下及び全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であって全硫黄量と全ナトリウム量の合計量が１．０ｗｔ％以下である含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物を合成樹脂に０．１〜２０ｗｔ％含有させたことを特徴とする燃料。
【請求項２】
合成樹脂が廃プラスチックであることを特徴とする請求項１記載の燃料。
【請求項３】
含水酸化第二鉄粒子が紡錘状ゲータイト粒子であることを特徴とする請求項１記載の燃料。
【請求項４】
酸化鉄粒子が粒状マグネタイト粒子であることを特徴とする請求項１記載の燃料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種用途に使用した後で焼却処分する際に、低温、低酸素濃度条件下においても燃焼速度を維持することができ、また、燃焼時に発生する一酸化炭素や窒素酸化物量を抑制し、焼却後の残灰や有害物をできるだけ少なくすることができる合成樹脂組成物及び廃プラスチックからなる燃焼特性に優れた燃料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年生活様式の変化や生活水準、所得水準の向上等により、新しい商品があふれ、豊かな物質文化が形成されたが、それにともない工場や家庭から排出される産業廃棄物、ゴミの量が急増しており、これらの処理にかんする問題は大きな社会問題ともなってきている。
【０００３】
とりわけ、合成樹脂はその優れた機械的、物理的性質及び成形性から現代社会においては欠くことのできない材料としてあらゆる分野で膨大な量が使用されており、それに伴ってその廃棄物の総量も年間数百万トン以上にものぼっている。したがって、合成樹脂廃棄物の処理は産業廃棄物、ゴミ処理に関する問題の中でも特に重要な課題となってきている。また、合成樹脂は人類に与えられた貴重な資源である石油を原材料としたものであることから、一旦使用した後でも再利用あるいはエネルギー源として活用する技術を確立することが強く求められている。
【０００４】
合成樹脂を含む可燃ゴミの焼却処分に関しては、従来から燃焼中に発生する一酸化炭素や窒素酸化物による大気汚染や焼却後に多量に発生する残灰や燃え残りを処分する埋め立て地等の不足、残灰中の有害成分の埋め立て地での漏洩、あるいは有毒なダイオキシンの生成等の問題に加えて、可燃ゴミ中に燃焼カロリーの高い合成樹脂廃棄物が多量に含まれている場合には、焼却炉の炉内温度の上昇の原因となって焼却炉を破損し易いという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するための方法として、例えば低酸素濃度下で燃焼させて窒素酸化物量を抑制する方法、水を散布しながら燃焼するなどして炉内を一定温度以下にコントロールし焼却炉の破損を防止する方法、有害物質を含んでいる残灰を不溶化処理し、さらにセメント固化してから埋め立て処分する方法等が提案されている。更に、可燃ゴミと一緒に焼却処分されるプラスチック製ゴミ袋についても、最近、従来のゴミ袋に代えてポリエチレンに炭酸カルシウムを大量に含有させた半透明のゴミ袋を義務づけてゴミの減量化と燃焼カロリーの低下を図る自治体もでてきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した理由によって合成樹脂廃棄物は、従来、焼却処分されるよりもむしろ埋め立て処分にまわされるのが通例であったが、合成樹脂からなる各種物品が焼却可能であること及びこれらが石油を原材料として製造されたものであることから、その使用後には焼却処分して焼却時に発生する熱をエネルギー源として有効利用できることが現在各方面から強く要望されているとことである。
したがって、合成樹脂廃棄物を含む被焼却物を焼却するに当たっては、燃焼時に発生する一酸化炭素や窒素酸化物量の抑制、焼却炉の破損の防止と燃え残りや残灰の量をできるだけ少なくする技術を提供することが当面最も必要とされていることであるが、前出公知の方法ではこれらの要求を十分満足するものとはいえないものであった。
【０００７】
すなわち、低温、低酸素濃度条件下で焼却すれば燃焼時に発生する窒素酸化物量の抑制と焼却炉の破損防止には有効であるが燃焼速度の低下や不完全燃焼による焼却後の残灰や燃え残りが更に増加するという問題があった。
また、炭酸カルシウムを大量にポリエチレン樹脂に含有させた半透明のゴミ袋は、焼却時の焼却炉内の温度上昇は少なくなるが、焼却後の残灰量が炭酸カルシウム相当量増加するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、合成樹脂として本来の目的に使用した後、焼却処分する際に、低温、低酸素濃度条件下においても燃焼速度を維持することができ、また、燃焼時に発生する一酸化炭素や窒素酸化物量を抑制し、焼却後の残灰や有害物をできるだけ少なくすることができる合成樹脂組成物を提供すること、及び廃プラスチックを活用した優れた燃焼特性を有する燃料を提供することを技術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
すなわち、本発明は▲１▼不純物として含まれている全硫黄量が０．８ｗｔ％以下及び全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であって全硫黄量と全ナトリウム量の合計量が１．０ｗｔ％以下である含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物を合成樹脂に０．１〜２０ｗｔ％含有させたことを特徴とする燃料、
▲２▼合成樹脂が廃プラスチックであることを特徴とする▲１▼の燃料、
▲３▼含水酸化第二鉄粒子が紡錘状ゲータイト粒子であることを特徴とする▲１▼の燃料、
▲４▼酸化鉄粒子が粒状マグネタイト粒子であることを特徴とする▲１▼の燃料である。
【００１０】
すなわち、不純物としての全硫黄量及び全ナトリウム量が一定量以下の含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物の燃焼触媒機能によって、これらの含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物を合成樹脂に含有させた合成樹脂組成物を使用した後で焼却処分する際には、完全燃焼させることが可能となり、その結果、残灰や燃え残りの減少、排ガス中の一酸化炭素や窒素酸化物量の抑制を図ることができることを見いだし本発明に到達した。
【００１１】
次に本発明の実施にあたっての諸条件について述べる。
本発明で使用される合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、ナイロン、ポリウレタン、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂やフェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が特に制限なく使用できる。これらの中でも熱可塑性樹脂に本発明を適用するのが後述する含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子の触媒活性機能が発揮しやすいので好ましい。特に、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等で代表されるポリエチレン系樹脂やポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂製品は包装用フィルムとして使用することが多く紙やその他のゴミと一緒に廃棄され分別回収することがきわめて困難であるので本発明を適用するのが好ましい。
また、燃料に用いられる廃プラスチックとしては上記熱可塑性樹脂からなる使用済み製品やそれらの製造過程で生じる不適品、ロス等を意味しており、廃プラスチック中に多少のゴミや、土、印刷インク、顔料、接着剤、金属等の異物が混入しているものであっても何ら差し支えなく使用できる。
【００１２】
本発明においては不純物としての全硫黄量が０．８ｗｔ％以下及び全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であって、全硫黄量と全ナトリウム量の合計量が１．０ｗｔ％以下の含水酸化第二鉄粒子及び／又は酸化鉄粒子を使用する必要がある。この不純物の量が多いと含水酸化第二鉄粒子及び／又は酸化鉄粒子の燃焼触媒活性が小さくなって本発明の目的とする燃焼特性を付与する効果が少ないので好ましくない。これは、含水酸化第二鉄粒子及び／又は酸化鉄粒子粉末の不純物のうちの全硫黄量と全ナトリウム量が粒子と合成樹脂との接触界面の面積及び面積当たりの燃焼触媒活性の大小を左右する重要な要因であることに起因するものと推測される。
なお、全硫黄量は、（株）堀場製作所製  炭素−硫黄分析計  ＥＭＩＡ−２２００型で測定した値であり、全ナトリウム量は、セイコー電子工業（株）製  誘導結合プラズマ原子発光分光光度計  ＳＰＳ−４０００型で測定した値である。
【００１３】
更に、本発明においては含水酸化第二鉄粒子及び／又は酸化鉄粒子の粒度分布が６０％以下であることが好ましい。この粒度分布は、上述の合成樹脂中に練り込んだ場合に樹脂中に分散した粒子の充填構造を通して、燃焼性に影響する。
ここでいう粒度分布とは、透過型電子顕微鏡により得られた１万倍の写真を４倍に拡大した写真で、ランダムに２５０個の粒子を選んで紡錘状と針状は長軸径、板状と粒状はフェレー径を実測して、その径と個数から個数分布を出し、分布の標準偏差σを平均値Ｍで除した値に１００を乗じて％で表したものである。
【００１４】
更に、含水酸化第二鉄粒子及び／又は酸化鉄粒子の粒子形状、平均粒子径、軸比は、合成樹脂と含水酸化第二鉄粒子及び／又は酸化鉄粒子の接触界面の面積の大小を支配し、また、粒子の平均粒子径の代用特性として用いられるＢＥＴ比表面積は、もっとも理想的に分散した場合に相当する合成樹脂との接触界面の最大値を決定して燃焼触媒活性を規定する要因として作用する。
【００１５】
本発明における含水酸化第二鉄粒子としては、ゲータイト（α−ＦｅＯＯＨ）粒子、レピッドクロサイト（γ−ＦｅＯＯＨ）粒子、δ−ＦｅＯＯＨ粒子のいずれをも使用することができ、粒子形状は紡錘状（笹の葉状）、針状、板状等のいずれであってもよいが紡錘状の含水酸化第二鉄粒子が燃焼効率の点で好ましく、特に紡錘状のゲータイト粒子が最も好ましい。
紡錘状含水酸化第二鉄粒子は、電子顕微鏡観察によれば、超微細繊維が多数束ねられた外観を呈した粒子であり、長軸径が０．０５〜１．５μｍ、軸比（長軸径／短軸径  −以下同じである。）が１〜１８であって、ＢＥＴ比表面積が３０〜２５０m2/gである。
これらの中で全硫黄量が０．２ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であり、粒度分布が５０％以下であることが好ましい。更に、燃焼効率を考慮すれば、全硫黄量が０．０８ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．３ｗｔ％以下であって、粒度分布が４０％以下、長軸径が０．１〜０．５μｍ、軸比が３〜１５、ＢＥＴ比表面積が５０m2/g以上であることが好ましい。
【００１６】
針状含水酸化第二鉄粒子は針状形態の粒子はもちろん針状粒子のところどころから樹枝が出ている外観を呈した粒子も含んでおり、長軸径が０．０５〜２．０μｍ、軸比が２〜２０であって、ＢＥＴ比表面積が１０〜２００m2/gである。
これらの中で全硫黄量が０．１ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であり、粒度分布が６０％以下であることが好ましい。燃焼効率を考慮すれば、全硫黄量が０．０５ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．３ｗｔ％以下であって、粒度分布が５０％以下、長軸径が０．１〜０．８μｍ、軸比が５〜１５、ＢＥＴ比表面積が１５〜１００m2/gであることが好ましい。
【００１７】
板状含水酸化第二鉄粒子は、電子顕微鏡観察によれば、六角板状ないし円板状の外観を呈した粒子であり、板面径が０．０２〜１．５μｍ、板状比（板面径／厚み  −以下同じである。）が３〜１５程度である。
これらの中で全硫黄量が０．１ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．１ｗｔ％以下であり、粒度分布が５０％以下であることが好ましい。燃焼効率を考慮すれば、全硫黄量が０．０５ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．０５ｗｔ％以下であって、粒度分布が４０％以下、板面径が０．０３〜０．５μｍ、板状比が５〜１０であることが好ましい。
【００１８】
これら各種形状の含水酸化第二鉄粒子は、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液、炭酸アルカリ水溶液等のアルカリ水溶液との中和反応沈殿物を含む懸濁液中に添加剤の存在下又は不存在下で空気等の酸素含有ガスを通気することによって水溶液中から生成させることができる。
【００１９】
本発明における酸化鉄粒子としてはヘマタイト（α−Ｆｅ2Ｏ3）粒子、マグネタイト（ＦｅＯx・Ｆｅ2Ｏ3、０＜ｘ≦１）粒子は、マグヘマイト（γ−Ｆｅ2Ｏ3）粒子のいずれをも使用することができ、粒子形状は紡錘状、針状、板状そして球形、八面体、多面体、不定形等のほぼ等方形状を呈するいわゆる粒状のいずれであってもよいが、粒状のマグネタイト粒子、紡錘状のヘマタイト粒子、紡錘状のマグヘマイト粒子が燃焼効率の点で好ましく、それらの中でも粒状のマグネタイト粒子が最も好ましい。
【００２０】
紡錘状酸化鉄粒子や針状酸化鉄粒子は、長軸径が０．０３〜１．０μｍ、軸比が２〜１２であって、ＢＥＴ比表面積が５〜２００m2/gである。
これらの中で全硫黄量が０．２ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であり、粒度分布が５０％以下であることが好ましい。燃焼効率を考慮すれば、全硫黄量が０．１ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．３５ｗｔ％以下であって、粒度分布が４５％以下、長軸径が０．０５〜０．３μｍ、軸比が３〜１０、ＢＥＴ比表面積が２０〜１００m2/gであることが好ましい。
【００２１】
粒状酸化鉄粒子は、平均粒子径が０．０３〜１．０μｍ、ＢＥＴ比表面積２〜３０m2/gである。
これらの中で全硫黄量が０．８ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であり、粒度分布が５０％以下であることが好ましい。燃焼効率を考慮すれば全硫黄量が０．６ｗｔ％以下、全ナトリウム量が０．２５ｗｔ％以下であって、粒度分布が４０％以下、平均粒子径が０．０５〜０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積が４m2/g以上であることが好ましい。
【００２２】
紡錘状酸化鉄粒子や針状酸化鉄粒子は、前述した水溶液から得られた紡錘状含水酸化第二鉄粒子や針状含水酸化第二鉄粒子を空気中２５０〜７００℃で粒子形状を保持しながら加熱して紡錘状ヘマタイト粒子や針状ヘマタイト粒子とすることにより、次いで、これらヘマタイト粒子を水蒸気気流下等の還元性雰囲気中３００〜５００℃で粒子形状を保持しながら加熱して紡錘状マグネタイト粒子や針状マグネタイト粒子とすることにより、更に、これらマグネタイト粒子を空気中２００〜５００℃で粒子形状を維持しながら酸化して紡錘状マグヘマイト粒子や針状マグヘマイト粒子とすることにより、得ることができる。
【００２３】
板状酸化鉄粒子は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液との中和反応沈殿物をオートクレーブ中で加熱して板状ヘマタイト粒子を生成することにより、該板状ヘマタイト粒子を水蒸気気流下等の還元性雰囲気中３００〜５００℃で粒子形状を維持しながら加熱して板状マグネタイト粒子とすることにより、更に、板状マグネタイト粒子を空気中２００〜５００℃で粒子形状を維持しながら酸化して板状マグヘマイト粒子とすることにより、得ることができる。
【００２４】
粒状酸化鉄粒子は第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液、炭酸アルカリ水溶液等のアルカリ水溶液との中和反応沈澱物を含む懸濁液中に空気等の酸素含有ガスを通気して粒状マグネタイト粒子を生成することにより、該マグネタイト粒子を空気中２００〜５００℃で粒子形状を維持しながら加熱して粒状マグヘマイト粒子とすることにより、更に、該マグヘマイト粒子を５００〜９００℃で粒子形状を維持しながら加熱して粒状ヘマタイト粒子とすることにより、得ることができる。
【００２５】
本発明の合成樹脂組成物は上述した合成樹脂に含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子を含有させたものであるが、含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子の種類や含有量は合成樹脂としての目的や用途に応じて色調、機械的性質及び燃焼特性を考慮して選択する必要があり、その含有量は０．１〜２０．０ｗｔ％である。この含有量が０．１ｗｔ％未満では焼却炉内の被焼却物全体の燃焼特性を向上させる効果に乏しく、逆に２０ｗｔ％を越えると得られる合成樹脂組成物の物理的、機械的性質が低下し、耐候性も悪くなるので好ましくない。合成樹脂組成物の本来の使用用途や目的に合致した物理的、機械的性質及び焼却炉中の他の可燃物も含んだ被焼却物の燃焼特性を向上させることの双方を考慮すると０．３〜１０．０ｗｔ％、特に０．５〜８．０ｗｔ％が好ましい。なお、その際含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子は、合成樹脂への分散性を向上させる目的で、粒子表面を各種表面処理剤で表面処理して使用することも可能である。
【００２６】
本発明の合成樹脂組成物は、例えば、合成樹脂（但し、熱硬化性樹脂の場合は硬化前又はプレポリマーの段階のもの）と含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物とをミキシングロール、バンバリーミキサー、ニーダー、二軸混練押出機等を用いて混練して製造することができる。この合成樹脂組成物は、必要に応じて押出成形あるいはカレンダー成形によって各種用途に使用されるフィルム、シートに、あるいは該フィルム又はシートをヒートシール、真空成形等の二次加工によって袋、トレー、容器に、更に押出成形、射出成形、ブロー成形、圧縮成形、注型成形によって日用雑貨品や電気製品、自動車その他の工業用製品、部品等の成形品に成形加工することもできる。
【００２７】
なお、混練の際に、必要に応じて従来周知の滑剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、耐候剤、着色剤等の各種添加剤を適宜配合したり、有機、無機の各種充填材を併用することもできる。
【００２８】
また、合成樹脂として使用済みの廃プラスチックを用いて燃料とする場合には、廃プラスチックと含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物とをリボンブレンダー等の混合機を用いて混合した後、圧縮して固形化して使用してもよく、また、ミキシングロール、バンバリーミキサー、ニーダー、二軸混練機等の通常よく知られている混練機を用いて溶融混練して、溶融状態でそのまま使用したり、あるいは好ましい形状に適宜成形することもできる。
この際、燃料を焼却炉に適した燃焼カロリーに調整したり、あるいは燃焼時にプラスチックが溶融して液状となり焼却炉壁に付着して燃焼して炉壁を破損することを防止するために廃プラスチックと含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物に、更に、有機あるいは無機の充填材を配合するのが好ましい。
【００２９】
【作用】
本発明の合成樹脂組成物が優れた燃焼特性を発揮する事実について、本発明者は次のように考えている。
分子構造中に炭化水素鎖を有する合成樹脂を含む固形状の被焼却物を燃焼させる場合には、被焼却物が加熱によって分解し、その結果発生した可燃性の低分子量の気体又は蒸気が燃焼する＜分解燃焼＞が進行するが、分解燃焼が速やかに行われるためには、（１）加熱と酸素の作用により被焼却物が早急に可燃性の低分子量の気体成分又は蒸気成分に分解され、（２）発生した可燃性の低分子量の気体成分又は蒸気成分が十分な酸素の供給下のもとで、より低分子量の各種の中間体を経由する素反応を含む複雑な経路を通りながら、ヒドロキシラジカル等の各種の活性酸素種により最終的に二酸化炭素と水にまで転換される、という二つの過程がバランスよく進行する必要がある。
【００３０】
焼却炉中に存在する、含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子は、表面の鉄原子に水が解離吸着してできる表面水酸基により安定化されているが、燃焼過程における加熱によって表面水酸基間で脱水が起こり、配位不飽和な鉄イオン及び酸素イオンが生じる。そして、合成樹脂の内部に分散している含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子の表面に生成した配位不飽和な酸素イオンは、酸素の供給が比較的に不十分なため主として有機物からの脱水素反応と炭素−炭素鎖の切断反応の触媒活性を示し、上記の（１）の過程を促進するものと考えられる。
【００３１】
一般に、脱水素反応と炭素−炭素間の切断反応の触媒活性の比率が適切でないと、残存する合成樹脂の可燃成分中の水素／炭素比が減少して可燃性の低分子量の気体成分又は蒸気成分に分解される比率が低下し、燃焼しにくくなるが、本発明で使用する含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子では、脱水素反応と炭素−炭素間の切断反応の触媒活性の比率が適切であり、残存する被焼却物の可燃成分が可燃性の低分子量の気体成分又は蒸気成分に分解される比率が高い。
【００３２】
合成樹脂の内部にある含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子は、被焼却物の分解燃焼の進行とともに気相に放出される。酸素の供給が十分に行われる気相中に含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子が懸濁した状態では、含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子の表面に生成した配位不飽和な鉄イオンは、酸素を吸着して酸素を活性化し、各種の活性酸素種を作りだして、上記の（２）の過程を促進する。
【００３３】
しかしながら、含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子中に不純物として含まれる硫黄は、配位不飽和な鉄イオンに結合して触媒活性を低下させるとともに燃焼時に硫酸イオンとして挙動して粒子内の焼結を促進して触媒活性の有効面積を小さくし、同様にナトリウムは残灰中の成分と反応して触媒活性を低下させる。
【００３４】
したがって、以上の機構によれば、合成樹脂組成物あるいは燃料中の含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物の不純物としての全硫黄量が０．８ｗｔ％以下及び全ナトリウム量が０．５ｗｔ％以下であって、全硫黄量と全ナトリウム量の合計量が１．０ｗｔ％以下である含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子を使用した場合には（１）の過程が活性化されるのと同時に、内部にある含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子は、被焼却物の分解燃焼の進行とともに気相に放出されて、（２）の過程を促進することにより優れた燃焼特性を発揮するものと考えられる。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の合成樹脂組成物の燃焼特性を実施例及び比較例によって説明する。なお、合成樹脂組成物の燃焼特性は以下の方法によって評価した。
燃焼速度は、合成樹脂組成物を１０ｍｇを秤取り、３００ｍｌ／分の空気中又は低酸素濃度下（空気／窒素＝１：１）において昇温速度１０℃／分の割合で昇温させたときの重量変化を熱重量分析装置（セイコー電子工業（株）製）で測定し、急激な重量減少が開始した時間から急激な重量減少が終了した時間までに要した時間（この間で燃焼が起こっていると推定される。）で示した。
【００３６】
残存可燃成分量（この値が小さいほど焼却後の燃え残りや残灰量が少ないと考えられる。）は、上記測定において、急激な重量減少が終了した時点における可燃成分当たりに換算した残存重量率（％）で示した。
【００３７】
低温燃焼性（有機物が完全に燃え尽きてしまうのに必要な温度と考えられる。）は、上記測定において、重量減少がこれ以上起こらなくなった時の温度で示した。
【００３８】
参考例１〜１０、比較例１〜７
押出機を用いて溶融混練して表１に示した組成の合成樹脂組成物を作成して燃焼特性を測定した。結果を表２に示す。
また、比較のために、含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子を全く含有していない高密度ポリエチレン又は低密度ポリエチレンのみからなる合成樹脂組成物（比較例１、２）、低密度ポリエチレンにカーボンブラック又は炭酸カルシウムを所定量添加した合成樹脂組成物（比較例３、４）、低密度ポリエチレンに０．１ｗｔ％未満の紡錘状ゲータイト粒子を添加した合成樹脂組成物（比較例５）、更に、低密度ポリエチレンに不純物としての全硫黄量及び全ナトリウム量が多い紡錘状ゲータイト粒子又は粒状マグネタイト粒子を含有させた合成樹脂組成物（比較例６、７）を参考例と同様にして調製して燃焼特性を測定した。結果を同じく表２に示す。
【００３９】
【表１】
0003660264.tif 000002
【００４０】
【表２】
0003660264.tif 000003
【００４１】
表２において、高密度ポリエチレン又は低密度ポリエチレンのみからなる比較例１、２の合成樹脂組成物に比べて、参考例の合成樹脂組成物は燃焼速度、残存可燃成分量、低温燃焼性のいずれについても向上していることが分かる。
一方、カーボンブラックを含有する比較例３の合成樹脂組成物は残存可燃成分量は少なくなって向上しているが、燃焼速度及び低温燃焼性が比較例２に比べて低下し、炭酸カルシウムを含有する比較例４の合成樹脂組成物は低温燃焼性は向上するが、燃焼速度が低下し、また残存可燃成分量がさほど向上しないことが分かる。
また、比較例５の合成樹脂組成物のように０．１ｗｔ％未満しか紡錘状ゲータイト粒子を含有していないと燃焼特性の向上にあまり効果がないことが分かる。
【００４２】
更に、不純物としての全ナトリウム量が０．５ｗｔ％を越え、全硫黄量と全ナトリウム量の合計量が１．０ｗｔ％を越える紡錘状ゲータイトや全硫黄量が０．８ｗｔ％を越え、全硫黄量と全ナトリウム量の合計量が１．０ｗｔ％を越える粒状マグネタイト粒子を含有させた合成樹脂組成物（比較例６、７）は、これらの不純物が少ない参考例２、３の合成樹脂組成物に比べて燃焼特性を向上させる効果がほとんどなかった。
【００４３】
実施例１、２、比較例８
次に、有機の充填材である木粉を更に添加した表３に示す組成の燃料を調製して、燃焼時の煙の発生状況、溶融落下量、燃焼カロリーを測定した。結果を同じく表３に示す。
なお、これらの性質は次の方法によって評価した。
煙の発生状況は燃料組成物を射出成形又はプレス成形して長さ３０ｍｍ、幅６ｍｍ、厚み３ｍｍの試験片を作成し、その一方を固定して水平に保持した状態で、先端部にマッチで着火して燃焼させた時の煙の発生状況を目視で観察して評価した。
溶融落下量は、上記の試験中に試験片が燃焼しながら溶融して落下した量をはかりとって、試験片１cm3当たりの落下量に換算して評価した。
発熱量は熱量計中で燃料組成物を燃焼させその発熱量を測定した。
【００４４】
【表３】
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【００４５】
表３から明らかなように比較例８の燃料組成物が煙を発生するのに比べて本発明にかかる燃料組成物は煙の発生がほとんどなく優れた性質を示すことが分かる。また、充填材として木粉を使用しているので適度な発熱カロリーに調整できるとともに燃焼時の溶融落下がなく燃料として優れた特性を有していることが分かる。
【００４６】
参考例１１
本発明の合成樹脂組成物を焼却した場合に従来の焼却において問題とされていた大気汚染や有害物質の漏洩を防止する効果があることを実証する目的で以下の試験を行った。
表４に示した組成の被焼却物０．１ｇを１．０リットル／分の空気を流しながら所定温度で２０分間燃焼させて、燃焼発生ガスの組成分析及び焼却後の残灰からの金属溶出試験を行った。燃焼発生ガスの組成を表５に、金属溶出試験の結果を表６に示す。なお、この試験においては参考例１に使用した紡錘状ゲータイト粒子を含水酸化第二鉄粒子として使用した。
【００４７】
【表４】
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【００４８】
【表５】
0003660264.tif 000006
【００４９】
【表６】
0003660264.tif 000007
【００５０】
表４〜６の結果からも明らかなように、本発明で使用する含水酸化第二鉄粒子としての紡錘状ゲータイトを存在させた試料Ｂの被焼却物を焼却した場合、試料Ａの場合に比べて燃焼時に発生するガス中の一酸化炭素濃度が少なく、また、８００℃のような低温での燃焼条件では窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量も少なくなった。
また、試料Ｂの場合はガスとして回収できた炭素量も各温度で被焼却物の可燃物中の理論炭素量４５％とほぼ同じ値を示し、完全燃焼していることを示しているのに対して、試料Ａの場合は９００℃を超える高温になると煤の発生が多くなって、ガスとして回収できた炭素量が理論値よりも少なくなっていて不完全燃焼していることを示している。
【００５１】
更に、金属溶出試験の結果からも試料Ａの場合は焼却後の残灰から鉛、亜鉛が検出されたのに対して、試料Ｂの焼却後の残灰からはいずれも検出されず燃料組成物中に含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合物添加すれば、焼却後の残灰中の重金属を捕集して不溶化する効果があることを示している。
【００５２】
【効果】
本発明の合成樹脂組成物は自然界に多量に存在し、しかも安全な特定の含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子を含有しているので合成樹脂中に含有させた場合でも何ら問題はなく本来の目的や用途に使用できる。そして使用後に焼却処分する場合にはこの含水酸化第二鉄粒子又は酸化鉄粒子が燃焼促進作用を発揮して、従来、ＮＯｘ量の抑制と焼却炉の破損防止に有効とされている低温、低酸素濃度条件下で焼却炉を運転した場合でも、燃焼効率を低下させることなく完全に燃焼させて燃え残りや残灰の生成を少なくすることができるという効果を有している。
【００５３】
また、含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子の本来有している燃焼促進作用によって、ＮＯｘ量の低減、ダイオキシンの生成抑制等の効果が期待できるとともに、含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子が焼却中に重金属の酸化物と反応してフェライトを形成して残灰中の重金属の水中へ溶解度を低下させて従来の不溶化処理が不必要になるという効果も有している。
【００５４】
更に、合成樹脂として大量に廃棄処分されている廃プラスチックにこのような効果を有する含水酸化第二鉄粒子や酸化鉄粒子を含有させる場合、燃焼時に煙の発生が少ない優れた特性を有する燃料として利用でき、従来利用が困難であった廃プラスチックをエネルギー源として有効に再利用することが可能となった。