(57)【要約】【課題】ＦＲＰ廃材を主原料として反応させ、Ｐ型ゼオライト或いはＸ型ゼオライトを合成して、再利用できるようにすること。【解決手段】  ＦＲＰ廃材の含有有機物を燃焼させた後に粉砕処理し、或いは燃焼させずに２００ミクロン以下に粉砕し、ケイ酸源と水酸化ナトリウムとを添加して所定温度で反応させる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を燃焼させた後に粉砕し、該粉砕物にケイ素源と水酸化ナトリウムまたはその水溶液とを添加して加熱する、ＦＲＰ廃材を用いた人工ゼオライトの製造方法。
【請求項２】
アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を２００ミクロン以下に粉砕し、該粉砕物に水酸化ナトリウムまたはその水溶液を添加して加熱し、次いでケイ素源を添加し、更に加熱する、ＦＲＰ廃材を用いた人工ゼオライトの製造方法。
【請求項３】
上記ケイ素源が、ケイ酸ナトリウムまたはその水溶液である、請求項１又は２記載のＦＲＰ廃材を用いた人工ゼオライトの製造方法。
【請求項４】
アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を原料として、請求項１乃至４に記載の製造方法により製造された、人工ゼオライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、人工ゼオライトの製造方法に関し、特にＦＲＰ廃材を原料とした人工ゼオライトの製造方法と該方法により製造された人工ゼオライトに関する。
【背景技術】
【０００２】  最近、工業用として製造される純度の高い合成ゼオライトに代わり、廃棄物の再利用に配慮し、石炭灰、製紙スラッジ焼却灰、アルミドロス、等の廃棄物を原料とした人工ゼオライトの製造方法が提案されている。例えば石炭灰を主原料とした人工ゼオライトの製造方法（例えば特許文献１参照）、製紙スラッジを用いた人工ゼオライトの製造方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
こうした提案は、例えば、石炭灰等の廃棄物を、単なる廃棄物として爾後処理を行うのではなく、再利用（リサイクル）を行うための一手段としてなされたものであり、人工ゼオライトの生成と同時に廃棄物の再利用としての役目も果たしている。
【特許文献１】特開平１１−１９９２２５号公報
【特許文献２】特開２００２−３４８１４号公報
【０００３】  ところで、前述した石炭灰、製紙スラッジ焼却灰等と同様に、ＦＲＰ廃材の爾後処理が問題となっている。ＦＲＰ成形品は耐久性が高く、各種製品として広く実用化されており浴室ユニット、システムキッチン、浄化層等の住宅機材、パイプ、ハウジング等の工業機材、タンク、容器、舟艇、船舶、自動車、車両、ヘルメット等の各種成形品が開発されている。
しかるに、かかるＦＲＰ成形品が不用になった際には、優れた性状が逆に災いし分解したり、腐らせたりすることができず、ＦＲＰ業界団体はセメント製造時の原燃材としてリサイクリングすることを推進しているが、まだ、実態は焼却または埋め立て処分により廃棄されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は、こうした廃棄処分されるＦＲＰ廃材に着眼し、これを原料としてＡ型、Ｐ型ゼオライト或いはＸ型ゼオライトを合成するに、その反応が安定的にスムースに行い得る人工ゼオライトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明者は、こうしたＦＲＰ廃材の処理に際し、特に、そのＦＲＰ構成成分には、ゼオライトの合成に必要なシリカ・アルミナのうち、アルミ成分が多量に含まれていることに着目した。従って、水ガラスなどのケイ素源を加えれば、ゼオライトの合成が可能となるのではないかと推測した。【０００６】  すなわち、本発明は、アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を燃焼させた後に粉砕し、該粉砕物にケイ素源と水酸化ナトリウムまたはその水溶液とを添加して加熱する、ＦＲＰ廃材を用いた人工ゼオライトの製造方法（第一発明）を提供するものである。
また本発明は、アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を２００ミクロン以下に粉砕し、該粉砕物に水酸化ナトリウムまたはその水溶液を添加して加熱し、次いでケイ素源を添加し、更に加熱する、ＦＲＰ廃材を用いた人工ゼオライトの製造方法（第二発明）を提供するものである。
さらに本発明は、アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を原料として、前記の製造方法により製造された、人工ゼオライトを提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を燃焼させるか、又は微粉砕することにより、後のケイ素源、水酸化ナトリウム水溶液を添加して行うゼオライト合成反応がスムース且つ安定的に行なわれ、人工ゼオライトを効率よく製造することができ、資源を再利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  以下本発明をさらに詳細に説明する。
まず、第一発明について説明する。
本発明に使用するアルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材のＦＲＰとは、繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の略称であり、その構成成分は一般的には不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂と、ガラス繊維を代表する補強材を主としている。
本発明に使用するＦＲＰは、成形方法により分類されている不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂の単体、または混合物からなる熱硬化性樹脂と補強材のガラス繊維、更に無機充填材を含有するシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）法、バルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）法で成形されたものが利用できる。【０００９】＿参考資料：ＦＲＰ成形の実態［（株）高分子刊行会１９８４年１０月３０日発行］によると、ＳＭＣ法の配合は補強材のガラス繊維１５〜５０重量％、樹脂４０〜５０％、充填材４５〜０％であり、ＢＭＣ法はガラス繊維１０〜３０重量％、樹脂２０〜３０％、充填材７０〜４０％で充填材の含有率はＳＭＣに比べＢＭＣの方がかなり高い。
上述の参考資料によると一般的成形品は充填材に炭酸カルシウムが使用されるが、難燃性、電気特性、耐食性など高品質性能が要求される用途の成形品には炭酸カルシウムに替えてアルミナ、水酸化アルミニウムなどのアルミ系充填材が使用される。
本発明のゼオライトの原料として用いるＦＲＰは、アルミ成分を多く含有する人工大理石として床材、テーブル、キッチン天板、洗面化粧台、浴槽及び浴槽ユニットとして成形されたＢＭＣ廃材が好ましい。【００１０】  ＦＲＰ廃材の燃焼方法としては、ガスバーナー、電気炉、ガス炉等による方法等が挙げられる。
ＦＲＰ廃材を燃焼することにより、例えばＢＭＣ廃材では、ＳｉＯ２を約１０重量％、Ａｌ２Ｏ３を約７７重量％、ＣａＯを約８重量％、ＺｎＯを約２重量％含む燃焼物（灰）が得られる。
前記燃焼物を粉砕する方法としては、すり潰しミル等が挙げられる。
粉砕物は、２００ミクロン以下の平均粒子径を有する粉末である。【００１１】  本発明は、次いでかかる粉砕物にケイ素源と水酸化ナトリウムまたはその水溶液を添加して、加熱するものである。
ケイ素源としては、ケイ酸ナトリウム、及び石炭灰、灰白土、灰珪藻土のアルカリ水熱反応後のろ液等が挙げられる。これらのうちケイ酸ナトリウムまたはその水溶液が好ましい。ケイ素源として、ケイ素を多く含む廃棄物のアルカリ水熱反応後のろ液を用いれば、コスト的にも安価であって経済的利点があり、また、その量を暫時増加させることでＰ型ゼオライトの合成が安定して行なわれる。
ケイ素を多く含む廃棄物としては、その他、製紙スラッジ焼却灰、鋳物廃砂、真珠岩等が挙げられる。【００１２】  加熱は、４０〜１５０℃の温度で、０．５〜６０時間行うことが好ましい。加熱の方法としては、蒸気加熱、電気ヒーター、マイクロウエーブ、太陽熱等が挙げられる。かかる加熱により、粉砕物中のアルミニウムとケイ素源と水酸化ナトリウムとが反応し、ゼオライトを製造することが可能となる。【００１３】  次に第二発明について説明する。
アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を２００ミクロン以下の粉末に粉砕する方法としては、工業的には、ＦＲＰ廃材を段階的に微粉化する方法が好ましい。例えば浴槽などの大きな成形体を切断機や破砕機で３００ｍｍ角程度以下に粗破砕し、次いで篩が備わった一般的な粉砕機で径が２０ｍｍ程度以下に中粉砕し、次いですり潰しミルで微粉砕する一連の工程により径が２００ミクロン以下の微粉物を得る方法が挙げられる。【００１４】  得られる微粉物に水酸化ナトリウムまたはその水溶液を添加して加熱する。この際の加熱は、４０〜１５０℃の温度で行う。
次いで、ケイ素源を添加し、さらに前記温度範囲で加熱する。【００１５】  アルミニウム成分を含むＦＲＰ廃材を原料として前記製造方法により製造された、人工ゼオライトは、優れた吸着能力、イオン交換能力等を備えており、種々の工業分野において有用である。
【実施例】
【００１６】実施例１
先ず、ガスバーナーを用いて、水酸化アルミニウムを６５重量％含有するキッチンカウンターのＦＲＰ廃材を燃焼させ、その含有有機物を焼却除去し、サンプル５ｇを２組（Ａ，Ｂ）得た。
次いで、そのサンプルを夫々粉砕処理した。ここでは、粒径が２００ミクロン以上とした。しかし、２００ミクロン以下にすることで、後の合成反応に優れることは分かっている。【００１５】  次いで、一方のサンプルＡの５ｇにケイ素源としてケイ酸ナトリウム６グラムを添加し、他方のサンプルＢの５ｇにケイ酸ナトリウム８グラムを添加し、夫々に、２．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液４０ｍｌを添加し、３時間、１００℃で反応させた。
結果は、図１及び図２のグラフに示すように、サンプルＡ及びサンプルＢで、Ｐ型ゼオライトのピークが確認でき、何れの場合でもＰ型ゼオライトが合成できた。【００１６】比較例１及び２
ここでは、同様に、ガスバーナーを用いて、実施例１で使用のＦＲＰ廃材を燃焼させ、その含有有機物を焼却除去し、サンプル５ｇを２組（Ｃ，Ｄ）を得た。
次いで、そのサンプルを夫々粉砕処理した。ここでは、粒径が２００ミクロン以上とした。【００１７】  次いで、一方のサンプルＣの５ｇにケイ素源としてケイ酸ナトリウム２ｇを添加し（比較例１）、他方のサンプルＤの５ｇにケイ酸ナトリウム４ｇを添加し（比較例２）、夫々に、２．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム４０ｍｌを添加し、３時間、１００℃で反応させた。
結果は、図３（比較例１）及び図４（比較例２）のグラフに示すように、サンプルＣ及びサンプルＤで、ソーダライトの生成を確認した。そして、ケイ酸ナトリウムの量が増大するほど、ソーダライトのピークが高くなることが分かった。
実施例２【００１８】  ここでは、先ず、実施例１使用のＦＲＰ廃材の含有有機物を粉砕し、篩にかけて２００ミクロン以下のサンプル１０ｇを得た。
次いで、サンプル１０ｇに、２．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液８０ｍｌを添加し、ホットプレート上で１時間加熱した。この加熱温度は、約９５℃とした。
次いで、ケイ素源として、廃白土焼却灰をアルカリ水熱処理したろ液（Ｓｉ濃度：３２ｇ／Ｌ）１００ｍＬ（サンプルＡ）および２００ｍＬ（サンプルＢ）を加え、更に、３時間加熱し、反応させた。この加熱温度は、約９５℃とした。
結果は、図５及び図６に示すように、転換後のＸ線回析図において、元の水酸化アルミニウムのピークは確認できなかった。サンプル中の水酸化アルミニウムは完全にアルカリ溶液中に溶けた。【００１９】  以上の通り、ＦＲＰ廃材を燃焼処理しなくても、２００ミクロン以下に粉砕してあれば、ＦＲＰ廃材が含む充分なアルミ源で反応がスムース、安定的に行い得ることが分かり、Ｐ型ゼオライトやＸ型ゼオライト等の種類の異なるゼオライトを合成できる。
【産業上の利用分野】
【００２０】  本発明の活用例として、ＦＲＰ廃材は、住宅建築、輸送機器、レジャー分野等において発生するもので、これらの廃物処理を助けると同時に、優れたイオン交換能力等を備えた人工ゼオライトを合成でき、種々の工業分野において利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１−サンプルＡの反応後のＸ線回析図である。
【図２】実施例１−サンプルＢの反応後のＸ線回析図である。
【図３】比較例１−サンプルＣの反応後のＸ線回析図である。
【図４】比較例２−サンプルＤの反応後のＸ線回析図である。
【図５】実施例２−サンプルＡの反応後のＸ線回析図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月14日(2004.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【図１】実施例１−サンプルＡの反応後のＸ線回析図である。
【図２】実施例１−サンプルＢの反応後のＸ線回析図である。
【図３】比較例１−サンプルＣの反応後のＸ線回析図である。
【図４】比較例２−サンプルＤの反応後のＸ線回析図である。
【図５】実施例２−サンプルＡの反応後のＸ線回析図である。
【図６】実施例２−サンプルＢの反応後のＸ線回析図である。