(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＲＰ粉末とその見かけ容積と同量以上の水を混合して振動周波数２０Ｈｚ以下で振動または毎分１２００回転以下で攪拌することにより、粉末粒子間の空隙を水に置換したことを特徴とする親水性ＦＲＰ粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物として問題になっているＦＲＰを新たな資源として、例えば生コンクリートの骨材、無電解メッキを施した軽量導電性粉末や軽量金属粉末触媒の原料、本発明者が開発した油含有液の油分除去装置の充填材などに再生させる技術分野に属し、本来疎水性を有するＦＲＰを親水性に改質することにより取り扱いを容易にして用途を広げた親水性ＦＲＰに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術には、ＦＲＰ粉末を１２０℃の酸素ガス雰囲気中で紫外線を照射しつつ３０分以上８０Ｈｚで振動させて親水化する方法があるほか、２０μｍのＦＲＰ粉末に水を加えて対向する流路から高圧で激突させて粉砕および親水化する方法（特願２０００−３２７８１８）がある。しかし、いずれも工程が複雑で高コストである欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＲＰは繊維で強化された熱硬化性樹脂のことであり、繊維、炭酸カルシウム、樹脂などからなる複合材料である。小型船舶や家庭用浴槽などに広く利用されながら、使用済みのＦＲＰは破砕が困難、繊維と樹脂の分離が困難などの理由から再利用されずに埋め立てられることが多い。このため、廃棄物処理コストがかさむことからＦＲＰ船などが不法投棄されるなど、様々な面で環境負荷が問題となっている。
【０００４】
廃ＦＲＰの有効活用法として、粉末に破砕し、生コンクリートの骨材として砂や石の代用品として用いる、また、無電解メッキにより金属被覆された軽量微粉末として触媒に用いることなどが考えられる。しかし、ＦＲＰ粉末は、真比重は水より大きいが本来疎水性のため空気を抱えており水に浮いて容易に水中に分散または沈降しないため、上記用途に使用する際には何らかの処理によって親水性を付与し、水との混合を容易にする必要がある。本発明が解決しようとする課題は、簡単な方法で親水性ＦＲＰ粉末の製造を行い、安価に社会に提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ＦＲＰ粉末とその見かけ容積と同量以上の水を混合して振動周波数２０Ｈｚ以下で振動または毎分１２００回転以下で攪拌することにより、粉末粒子間の空隙を水に置換し、本来疎水性のＦＲＰ粉末に親水性を付与することが可能となり、簡単に親水性ＦＲＰ粉末を得ることができる。この処理には加熱や冷却は必要なく、常温で行うことができる。また、減圧や加圧は必要でなく、大気圧で行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＦＲＰ粉末の親水化処理方法を図面に基づいて説明する。図１はＦＲＰ粉末と水とを混合し封入した密閉容器を、往復運動を行うシェーカー（振とう器）に設置し、振動させる装置を模式的に示したものである。本実施形態では、常温常圧において密閉容器にＦＲＰ粉末（例えば６０ｇ）とその見かけ容積と同量以上の水（例えば８００ｇ）を混合して、低周波数（例えば５Ｈｚ）で振動させる（例えば振幅４０ｍｍ）と、短時間（例えば５分）で水面に浮いていたＦＲＰ粉末はその粒子間の空隙が水に置換され、親水性が付与されて水中に沈降し、再び水面より上に浮上しない。
【０００７】
密閉容器は、ＦＲＰ粉末と水の混合が阻害されるようなものでなければ特に容量や形状を問わない。ＦＲＰ粉末と水の混合比率は、実験によるとＦＲＰ粉末の見かけ容積が水の容積以上になると著しく混合が阻害されるので、水の容積以下にする必要がある。これを、２０Ｈｚ以下という低い周波数で振動させることにより、容器内の水面に生ずる波の波長と波高が大きくなり、水面上に浮いているＦＲＰ粉末に水が覆いかぶさり包み込むように両者が攪拌される。これを繰り返すうちにＦＲＰ粉末間の空気が水によって一部置換される。置換がある一定量に達した時、ＦＲＰ粉末または粉末が結集したクラスターは、その表面に強制的に付着させられた水の影響で親水性が付与される。実験によると、最も効率的に親水化処理が行えるのは図２に示すように振動周波数が５Ｈｚ前後の場合であり、わずか５分で親水化が完了する。
【０００８】
従来技術のように２０Ｈｚを超える高い周波数（例えば８０Ｈｚ）で振動を行うと、水中に微細な気泡が無数に発生し、ＦＲＰ粉末粒子間の空隙が水に置換されるのを妨げ、親水化処理に要する時間が長くなる（例えば３０分以上）。
【０００９】
高い周波数の振動を発生させると、容器内の水面に生ずる波の波長が小さくなり、両者は容易に混合されず、結果的に親水化が促進されにくい。また、高い周波数を発生させる場合、一般的に振動発生装置側の制約から振幅が小さめとなるため、容器内の水面に生ずる波の波高が小さくなり、両者は容易に混合されず、結果的に親水化が促進されにくい。また、高い周波数でかつ大きめの振幅で振動させると、条件によっては容器内の水面に生ずる波の波長と波高が大きくなり、本発明と同じ効果を得られる場合もある。しかし、高い周波数でかつ大きめの振幅を発生させる装置を実現するには高度なメカニズムを持つ振動発生装置および高い密閉度と剛性を持つ混合容器が必要となり、また、動作に必要なエネルギーが増大し、高コストの要因となる。従って、本発明が解決しようとする課題を考慮するとその意義は薄いと言わざるを得ない。
【００１０】
本発明により製造された親水性ＦＲＰ粉末は、水中に分散または沈降した状態では永続的に親水性を保つ。一方、水分を抜き、完全に乾燥させるともとの疎水性に戻る。親水性を保持するには、ＦＲＰ粉末乾燥重量の１５％以上の水がある状態すなわち水分率１５％以上の状態を保てばよい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、単純な工程で常温常圧下において親水性ＦＲＰ粉末を得られるので、大きな設備投資が不要でランニングコストも低廉なため、製造コストが著しく削減できる。これにより、従来コスト面で導入しにくかった生コンクリートの骨材、無電解メッキを施した軽量導電性粉末や軽量金属粉末触媒の原料などに広く利用することが考えられる。また、本発明者が開発した油含有液の油分除去装置の充填材として用いることが可能である。このため、廃ＦＲＰの活用範囲が飛躍的に広がると期待される。また、製造時の使用エネルギーや発生熱量が小さく、有害廃液なども排出せず、環境負荷が小さいため、廃ＦＲＰ有効活用の本来の目的である循環型社会の実現、環境配慮型産業の実現に更に沿った技術を提供することが可能となる。
【００１２】
また、本発明により、一度親水性が付与されたＦＲＰ粉末は水分率１５％以上を保てばその親水性も保たれるため、保管や運搬も容易である。従って、製造メーカが工場から出荷し、多くのユーザーが低廉な価格で購入して各目的に利用することが可能となる。
【００１３】
ＦＲＰが本格的に産業利用され始めて３０年以上が経過し、小型船舶や住宅などから発生する耐用年数を過ぎたＦＲＰ製品は格段に増加しつつあり、その有効活用が大きな課題となっている。本発明により、各種の水溶液や水をベースとする材料へのＦＲＰ粉末の混入、混合が非常に容易になるため、従来の用途においては大幅なコストダウンになり、また新たな用途の開発につながる。このため、埋め立てや焼却により処分されていた廃ＦＲＰの有効活用を促進することになり、環境負荷低減の面からその社会的意義は大きいと言わざるを得ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＲＰ粉末と水とを振動させる装置の模式図である。（振動前の状態）
【図２】振動周波数と親水化に要する時間の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１  密閉容器
２  ＦＲＰ粉末
３  水
４  シェーカー（振とう器）振動台
５  シェーカー（振と１
【図１】
0003549877.tif 000002
【図２】
0003549877.tif 000003