(57)【要約】【課題】製紙スラッジ焼却灰だけを用いて成形体を形成することができる成形材料および成形材料の製造方法ならびに製紙スラッジ焼却灰を用いた成形性に優れ、かつ強度が高い成形体および成形体の製造方法を提供する。【解決手段】紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料であって、製紙スラッジ焼却灰は、粒子径２０μｍ以下の微粒子が、１５体積％以上の割合で含有するように調整されたものである。適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、水を加えるだけで固化させることができる。すると、セメントや石膏などの結合剤に代えて使用すれば、成形体を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料であって、
前記製紙スラッジ焼却灰は、
粒子径２０μｍ以下の微粒子を、１５体積％以上の割合で含有するように調整されたものである
ことを特徴とする成形材料。
【請求項２】
前記製紙スラッジ焼却灰は、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の成形材料。
【請求項３】
前記微粒子は、
前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものである
ことを特徴とする請求項２記載の成形材料。
【請求項４】
前記微粒子が、バグフィルター灰であり、
前記粗粒子が、サイクロン灰であり、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整されている
ことを特徴とする請求項２記載の成形材料。
【請求項５】
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰を、
粒子径２０μｍ以下の微粒子の割合が、１５体積％以上となるように調整する
ことを特徴とする成形材料の製造方法。
【請求項６】
前記製紙スラッジ焼却灰が、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整する
ことを特徴とする請求項５記載の成形材料の製造方法。
【請求項７】
前記微粒子は、
前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含む
ことを特徴とする請求項６記載の成形材料の製造方法。
【請求項８】
前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整する
ことを特徴とする請求項６記載の成形材料の製造方法。
【請求項９】
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、からなり、
前記繊維部材同士が、前記成形材料によって連結されている
ことを特徴とする成形体。
【請求項１０】
前記成形材料が、
粒子径２０μｍ以下の微粒子を、１５体積％以上の割合で含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項９記載の成形体。
【請求項１１】
前記成形材料と前記繊維部材を混合し、
該混合した混合材料を、混練し成形したものである
ことを特徴とする請求項９または１０記載の成形体。
【請求項１２】
前記混練した混合材料を、混練し加圧成形したものである
ことを特徴とする請求項１１記載の成形体。
【請求項１３】
前記製紙スラッジ焼却灰は、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項１０、１１または１２記載の成形体。
【請求項１４】
前記微粒子は、
前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものである
ことを特徴とする請求項１３記載の成形体。
【請求項１５】
前記微粒子が、バグフィルター灰であり、
前記粗粒子が、サイクロン灰であり、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整されている
ことを特徴とする請求項１３記載の成形体。
【請求項１６】
前記繊維部材が、
平均繊維幅１〜３５μｍ、平均繊維長０．１〜３ｍｍの繊維を含有するものである
ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１３、１４または１５記載の成形体。
【請求項１７】
前記繊維部材が、パルプである
ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６記載の成形体。
【請求項１８】
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、を混合し、
該混合した混合材料を混練し成形する
ことを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項１９】
前記混練した混合材料を、混練し加圧成形する
ことを特徴とする請求項１８記載の成形体の製造方法。
【請求項２０】
前記成形材料が、
粒子径２０μｍ以下の微粒子を、１５体積％以上の割合で含有するように調整された製紙スラッジ焼却灰である
ことを特徴とする請求項１８または１９記載の成形体の製造方法。
【請求項２１】
前記繊維部材が、
平均繊維幅１〜３５μｍ、平均繊維長０．１〜３ｍｍの繊維を含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項１８、１９または２０記載の成形体の製造方法。
【請求項２２】
前記製紙スラッジ焼却灰は、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されている
ことを特徴とする請求項２０または２１記載の成形体の製造方法。
【請求項２３】
前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整する
ことを特徴とする請求項２２記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形材料および成形材料の製造方法に関する。さらに詳しくは、製紙スラッジ焼却灰を原料とする成形材料および成形材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙スラッジ焼却灰とは、一般的に製紙工場の各工程の排水中の固形分（有機物質、無機物質を含む）を排水処理工程で処理したときにできる固形分である製紙スラッジを焼却処理した際に発生する灰のことである。この製紙スラッジ焼却灰は、製紙工程において大量に発生するため、その処理が重要な問題となっている。
【０００３】
従来、一般的に、製紙スラッジ焼却灰は、そのほとんどが産業廃棄物として埋め立て処理されているが、その一部は、コンクリート用の材料として利用されている。これは、製紙スラッジ焼却灰は、そのままでは有効に利用することが困難なことが原因とされている。
近年、製紙スラッジ焼却灰を活用する方法として、製紙スラッジ焼却灰から成形体を形成したり、成形体の原料を製造したりする技術が研究開発されている（例えば、特許文献１〜５）。
【０００４】
特許文献１には、製紙スラッジ焼却灰とセメント等の水硬性材料と水とを混合して固化体を形成する方法が開示されており、用いる製紙スラッジ焼却灰の半量近くが、粒子径２０μｍ以下の粒子で占められている旨が記載されている。
特許文献２には、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ焼却灰）と生石灰とセメントを混合してコンクリート製の粒状品を成形する方法が開示されている。そして、特許文献２には、粒状品の養生後、水蒸気養生による水熱固化反応を行うことにより、ＰＳ焼却灰に元々含有している石灰分（ＣａＯ）とシリカ（ＳｉＯ２）及び添加する生石灰（ＣａＯ）とセメントに含有するシリカ（ＳｉＯ２）から、水熱固化反応によってケイ酸カルシウム（トバモライト、５ＣａＯ・６ＳｉＯ２・５Ｈ２Ｏ）の結晶が生成して、高強度、かつ、長期的に安定な粒状の水熱固化体（粒状品）が得られる旨が記載されている。
【０００５】
特許文献３および４には、所定の化学組成が所定の含有量となるようにペーパースラッジ焼却灰と石炭灰を混合し調整した混合灰を用いた結合剤が不要な固化体を成形する技術が開示されており、成形された固化体を所定の大きさに形成することによって路盤材として利用する技術が開示されている。例えば、製紙スラッジ焼却灰２００ｋｇに対して石炭灰１００ｋｇとなるように混合する旨が開示されている。
【０００６】
一方、特許文献５には、製紙スラッジをスラリー状にした溶液から抄造装置を用いて抄造体を抄造し、この抄造体から複合硬化体を成形する技術が開示されている。そして、脱水工程を容易に行うために無機粒子を、強度を向上させるために有機質繊維状物を、それぞれスラリー状にした溶液に混合してから複合硬化体を成形する技術が開示されている。そして、特許文献３の技術では、無機粒子の例として製紙スラッジの焼成粉末（以下、単に製紙スラッジ焼却灰という）が開示されており、製紙スラッジ中の無機非結晶体であるＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯなどの所定の酸化物を複合硬化体の強度発現物質とすることも開示されている。また、有機質繊維状物の例として製紙スラッジ中のパルプも開示されている。そして、複合硬化体を成形する際の水抜き材として平均粒子径を１０μｍ〜１００μｍに調整した製紙スラッジ焼却灰を混合する旨も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１１８６７号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８９３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２２７２６号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１２５６３号公報
【特許文献５】特開２００２−３７１４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、上記特許文献１〜５は、製紙スラッジ焼却灰を利用する技術ではあるものの、製紙スラッジ焼却灰は、あくまでも補助材として利用することしか実現されていない。具体的には、特許文献１〜５の技術は、通常の固化体を製紙スラッジ焼却灰とその他の材料（セメント、石灰、石炭灰、石膏など）によって形成する技術であり、あくまでも所定の化学組成に調整するための一材料として製紙スラッジ焼却灰を利用する技術にすぎない。このことは、特許文献２には、元々ＰＳ焼却灰に含有している石灰分とシリカだけの水熱固化反応では、粒状品が充分な強度を得ることはできないため、生石灰とセメントの添加混合が必要である旨が記載されていることからも推察できる。
【０００９】
また、特許文献５の技術では、製紙スラッジ中の無機非結晶体を強度発現物質とすることは開示されているものの、製紙スラッジ焼却灰は、あくまでも複合硬化体を成形する際の単なる脱水補助材として製紙スラッジ焼却灰を混合する技術にすぎない。
【００１０】
ここで、従来、ＰＳ灰に水を加えても、かかるＰＳ灰だけでは固化しないと考えられていた。このため、ＰＳ灰を利用する従来技術では、ＰＳ灰はあくまでもセメント等の結合剤の補助材として利用することしか実現されていなかったというのが実情である。
【００１１】
もし、製紙スラッジ焼却灰だけから成形体を成形することができれば、製紙スラッジ焼却灰を有効活用することができるので望ましい。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、製紙スラッジ焼却灰を用いて成形体を形成することができる成形材料および成形材料の製造方法ならびに製紙スラッジ焼却灰を用いた成形性に優れ、かつ強度が高い成形体および成形体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】
【００１３】
（成形材料）
第１発明の成形材料は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料であって、前記製紙スラッジ焼却灰は、粒子径２０μｍ以下の微粒子を、１５体積％以上の割合で含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第２発明の成形材料は、第１発明において、前記製紙スラッジ焼却灰は、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第３発明の成形材料は、第２発明において、前記微粒子は、前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものであることを特徴とする。
第４発明の成形材料は、第２発明において、前記微粒子が、バグフィルター灰であり、前記粗粒子が、サイクロン灰であり、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整されていることを特徴とする。
（成形材料の製造方法）
第５発明の成形材料の製造方法は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰を、粒子径２０μｍ以下の微粒子の割合が、１５体積％以上となるように調整することを特徴とする。
第６発明の成形材料の製造方法は、第５発明において、前記製紙スラッジ焼却灰が、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整することを特徴とする。
第７発明の成形材料の製造方法は、第６発明において、前記微粒子は、前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むことを特徴とする。
第８発明の成形材料の製造方法は、第６発明において、前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整することを特徴とする。
（成形体）
第９発明の成形体は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、からなり、前記繊維部材同士が、前記成形材料によって連結されていることを特徴とする。
第１０発明の成形体は、第９発明において、前記成形材料が、粒子径２０μｍ以下の微粒子を、１５体積％以上の割合で含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第１１発明の成形体は、第９または第１０発明において、前記成形材料と前記繊維部材を混合し、該混合した混合材料を、混練し成形したものであることを特徴とする。
第１２発明の成形体は、第１１発明において、前記混練した混合材料を、混練し加圧成形したものであることを特徴とする。
第１３発明の成形体は、第１０、第１１または第１２発明において、前記製紙スラッジ焼却灰は、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第１４発明の成形体は、第１３発明において、前記微粒子は、前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものであることを特徴とする。
第１５発明の成形体は、第１３発明において、前記微粒子が、バグフィルター灰であり、前記粗粒子が、サイクロン灰であり、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整されていることを特徴とする。
第１６発明の成形体は、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４または第１５発明において、前記繊維部材が、平均繊維幅１〜３５μｍ、平均繊維長０．１〜３ｍｍの繊維を含有するものであることを特徴とする。
第１７発明の成形体は、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、第１５または第１６発明において、前記繊維部材が、パルプであることを特徴とする。
（成形体の製造方法）
第１８発明の成形体の製造方法は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、を混合し、該混合した混合材料を混練し成形することを特徴とする。
第１９発明の成形体の製造方法は、第１８発明において、前記混練した混合材料を、混練し加圧成形することを特徴とする。
第２０発明の成形体の製造方法は、第１８または第１９発明において、前記成形材料が、粒子径２０μｍ以下の微粒子を、１５体積％以上の割合で含有するように調整された製紙スラッジ焼却灰であることを特徴とする。
第２１発明の成形体の製造方法は、第１８、第１９または第２０発明において、前記繊維部材が、平均繊維幅１〜３５μｍ、平均繊維長０．１〜３ｍｍの繊維を含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第２２発明の成形体の製造方法は、第２０または第２１発明において、前記製紙スラッジ焼却灰は、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されていることを特徴とする。
第２３発明の成形体の製造方法は、第２２発明において、前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、１０：０〜２：８となるように調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
（成形材料）
第１発明によれば、適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、水を加えるだけで固化させることができる。すると、セメントや石膏などの結合剤に代えて使用すれば、成形体を形成することができる。
第２発明によれば、所定の粒子径を有する粗粒子を含有しているので、混練して固化させれば粗粒子間に微粒子が分散した状態で固化する。すると、所望の強度を有する成形体を成形することができる。
第３発明によれば、粒子径の大きい材料を用いて成形材料を形成できるので、例えば、サイクロン灰など種々のＰＳ灰を原料にすることができる。
第４発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合するだけで成形材料を成形できるので、成形材料の調整を簡単にすることができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形材料を形成することができる。
（成形材料の製造方法）
第５発明によれば、適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整するだけで、水を加えれば固化する成形材料を製造することができる。
第６発明によれば、成形材料が所定の粒子径を有する粗粒子を含有するように調整するので、混練して固化すれば粗粒子間に微粒子が分散した状態で固化する成形材料を製造することができる。そして、混合割合を調整すれば、固化させることができるので、所望の強度を発生する成形材料を製造することができる。
第７発明によれば、粒子径の大きい材料を用いて成形材料を形成できるので、例えば、サイクロン灰など種々のＰＳ灰を原料にすることができる。
第８発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合するだけで成形材料を製造できるので、成形材料の調整を簡単にすることができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形材料を製造することができる。
（成形体）
第９発明によれば、繊維部材同士が成形材料で連結されているので、強度等において優れた特性を発生させることができる。
第１０発明によれば、成形材料が適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、適切に固化させることができる。
第１１発明によれば、適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整された成形材料と繊維部材を有する混合材料を混練することによって、混練した混合材料中に微粒子と繊維部材が混在させた状態にできるので、より適切に固化させることができる。
第１２発明によれば、繊維部材を混在させているので、加圧成形の際の脱水を容易に行うことができる。すると、成形体の密度および強度を向上させることができる。
第１３発明によれば、所定の粒子径を有する粗粒子を含有しているので、粗粒子間に微粒子が分散した状態で固化する。すると、所望の強度を有する成形体を成形することができる。
第１４発明によれば、粒子径の大きい材料を用いて成形材料を形成できるので、例えば、サイクロン灰など種々のＰＳ灰を原料にすることができる。
第１５発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合し固化させれば成形体を簡単に形成することができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形体を形成することができる。
第１６発明によれば、適切な繊維長および繊維幅を有する繊維が含有しているので、適切な強度が発生する成形体を形成できる。また、成形時のプレス圧を高くしても、脱水工程をよりスムースに行うことができる。
第１７発明によれば、製紙工程で得られる古紙パルプやバージンパルプなどのパルプを有効に利用することができる。
（成形体の製造方法）
第１８発明によれば、成形材料と繊維部材に水を加えて混練すれば、繊維部材同士が成形材料で連結されるので、強度等において優れた特性を発生する成形体を製造することができる。
第１９発明によれば、成形時のプレス圧を高くすることができるので、密度が高い成形体を製造することができる。すると、高い強度を発生する成形体を製造することができる。
第２０発明によれば、成形材料が適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、適切に固化する成形体を製造することができる。
第２１発明によれば、繊維部材が適切な繊維長および繊維幅を有する繊維が含有するように調整されているので、適切な強度を発生する成形体を製造することができる。また、成形時のプレス圧を高くしても、脱水工程をよりスムースに行うことができるので、成形体を製造する際の作業性を向上させることができる。
第２２発明によれば、所定の粒子径を有する粗粒子を含有しているので、粗粒子間に微粒子を分散させることができるので、所望の強度を発生する成形体を製造することができる。
第２３発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合し固化させれば成形体を簡単に製造することができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例に使用した製紙スラッジ焼却灰の粒度分布を示した図である。
【図２】実施例に使用した製紙スラッジ焼却灰の累積粒度分布を示した図である。
【図３】実施例の実験結果を示した図であり、成形材料と一般的なセメントのＸＲＤスペクトルを示した図である。
【図４】本実施形態の成形体を製造する際のフローを示した図である。
【図５】実施例の実験結果を示した図である。
【図６】実施例の実験結果を示した図であり、成形材料の粒度分布とかかる成形材料を用いた成形体の曲げ強さおよび圧縮強さの関係を示した図である。
【図７】実施例の実験結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の成形材料は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる材料であって、製紙スラッジ焼却灰に含まれる微粒子の灰が所定の含有率となるように調整されたものであり、水を加え混練するだけで固化するように調整されていることに特徴を有する。つまり、本発明の成形材料は、それ自体が固化剤として機能するので、セメントや石膏などの結合剤に代えて固化剤として使用することができる。
【００１７】
本発明の成形材料の原料となる製紙スラッジ焼却灰（以下、単にＰＳ灰という）は、製紙工程の排水等を処理した際に発生する製紙スラッジを含む固形分（以下、単に製紙スラッジという）を焼却設備を用いて焼却処理（例えば、８００℃〜９００℃程度）した際に回収される焼却灰のことである。
【００１８】
製紙スラッジを焼却する焼却設備は、一般的に、焼却装置（例えば、流動床焼却炉や、ストーカー炉、ロータリーキルン）と、この焼却装置で処理されたガス中に含まれる粒状体（いわゆる焼却灰）を回収する焼却灰回収装置とを備えている。この焼却灰回収装置は、一般的に、上流側（焼却装置側）に配設されたサイクロンによって粒子径の大きな焼却灰を回収し、このサイクロンを通過したガス中に含まれるサイクロンでは回収しきれなかった微粒子を、サイクロンよりも下流側に配設されたバグフィルターによって回収するように構成されている。そして、通常、ＰＳ灰は、サイクロンによって回収された粒子径の大きな焼却灰（以下、単にサイクロン灰という）と、バグフィルターによって回収された粒子径の小さな焼却灰（以下、単にバグフィルター灰という）に分類される。
なお、サイクロン灰やバグフィルター灰の大きさ（つまり粒子径）とは、特定のサイクロン灰やバグフィルター灰の粒状体を測定した場合、同じ測定結果を示す球体の直径のことを意味するものとする。
【００１９】
サイクロン灰は、通常、粒子径が１０００μｍ以下の粒状体（以下、粗粒子という）の灰からなり、バグフィルター灰は、通常、粒子径が２０μｍ以下の小さな粒子状（以下、微粒子という）の灰からなる。
【００２０】
一方、両者は、その粒子径が相違するものの、いずれも原料となる製紙スラッジを焼却処理して得られたものであるため、実質的に同等の元素を含有する。
通常、両者の原料となる製紙スラッジには、パルプ由来の無機物質や填料由来の無機物質が含まれている。填料等の無機物質としては、例えば、カオリン（はくとう土）、焼成カオリン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、二酸化チタン、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、シリカなどをあげることができる。
【００２１】
したがって、製紙スラッジを焼却処理した際に焼却設備の焼却灰回収装置で回収されたサイクロン灰やバグフィルター灰は、これらの無機物質に由来する成分を含有する。かかる元素として、例えば、カルシウム（Ｃａ）やアルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）などを挙げることができる。そして、これらの元素は、例えば、酸化カルシウムやカオリンなどのような状態でサイクロン灰やバグフィルター灰中に存在すると考えられている。
【００２２】
そして、本発明の成形材料は、上記のごとき粒子径を有する微粒子からなるバグフィルター灰または、かかるバグフィルター灰と上記のごとき粒子径を有する粗粒子からなるサイクロン灰を混合することによって調整されている。
つまり、本発明の成形材料は、ＰＳ灰のうち２０μｍ以下の微粒子を含有するように調整されており、上述したような元素を含有するのである。
したがって、本発明の成形材料は、水を加えて混練すれば、固化させることができるので、セメントや石膏に代えて使用することができる。つまり、本発明の成形材料を使用すれば、成形材料が固化した成形体を形成することができる。
【００２３】
また、本発明の成形材料は、セメントの主成分であるエーライトやビーライトとは異なる性質を有している。言い換えると、両者の優れた点を併せ持っているのである。つまり、本発明の成形材料は、水を加えて固化させれば、エーライトのような水和反応における初期の強度を発揮させつつ、ビーライトのような長期間にわたる強度を維持する性質を有するのである。
【００２４】
そして、本発明の成形材料は、かかる性質を発現させる結晶構造が、セメントを固化させる際に生じる結晶構造とは異なっている。かかる結晶構造についての詳細は、後述する。
【００２５】
とくに、本発明の成形材料として、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合したＰＳ灰を用いる場合、粒子径が２０μｍ以下の微粒子が１５体積％以上となるように含有するように調整されたものが好ましい。かかる場合、成形材料が適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、水を加えるだけで確実に固化させることができる。
【００２６】
また、サイクロン灰とバグフィルター灰が混合したＰＳ灰を本発明の成形材料として用いる場合、バグフィルター灰を構成する微粒子の粒子径はサイクロン灰を構成する粗粒子の粒子径に比べて小さいので、バグフィルター灰の微粒子は、サイクロン灰の粗粒子間に分散した状態となる。
すると、かかるＰＳ灰を用いた成形材料を使用して成形体を成形した場合、成形体のいずれの箇所においても、サイクロン灰の粗粒子同士を、両者間に存在するバグフィルター灰の微粒子で結合した状態にすることができる。つまり、かかる成形材料を使用した場合であっても、均質な成形体を形成することができる。
【００２７】
しかも、上記のごとき粗粒子を有するサイクロン灰と微粒子を有するバグフィルター灰の混合割合を調整することによって、かかる成形材料を使用して形成された成形体の強度をも調整することができるので、用途に応じた成形体を成形することが可能となる。
なお、成形体の詳細は、後述する。
【００２８】
なお、焼却設備から回収されたバグフィルター灰とサイクロン灰が上記のごとき微粒子と粗粒子をそれぞれ有するような場合、両者を所定の割合となるように混合すれば、本発明の成形材料を製造することができる。
【００２９】
例えば、焼却設備から回収されたバグフィルター灰が上記のごとき微粒子からなり、サイクロン灰が上記のごとき粗粒子からなる場合、かかるバグフィルター灰とサイクロン灰を、質量比において、１０：０〜２：８となるように混合するのが好ましく、より好ましくは９：１〜４：６となるように混合する。
【００３０】
すると、この成形材料を使用すれば、上記のごとき微粒子が適切な含有率（つまり、１５体積％以上）となるように調整された成形材料を使用して成形した成形体と同等の強度を有する成形体を成形することができる。つまり、焼却設備から回収されたバグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合となるように混合するだけで、成形材料を簡単に調整することができる。
そして、かかるバグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整することによって、用途に応じた強度を有する成形体を形成することができる。
【００３１】
とくに、バグフィルター灰とサイクロン灰を所定の割合（例えば、４：６）となるように混合された状態で焼却設備から回収することができれば、かかるＰＳ灰をそのままの状態で本発明の成形材料として利用することができる。
この場合、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合等する作業を行わなくてもよくなるから、成形材料を製造する際の作業性を向上させることができる。
【００３２】
また、焼却設備から回収されるバグフィルター灰とサイクロン灰が、上記のごとき範囲となるように混合された状態で回収されれば、用途に応じた成形材料を多量に調整することができ、焼却設備から直接搬出することが可能となるので、経済性も向上させることができる。
【００３３】
また、上記例では、本発明の成形材料の原料となるＰＳ灰が、バグフィルター灰とサイクロン灰からなり、それぞれの粒状体が微粒子、粗粒子となる場合について説明した。そして、粗粒子としては、一般的な、粒子径が１０００μｍ以下のサイクロン灰を用いた場合について説明した。しかし、粗粒子は、その粒子径がかかる値よりも大きいサイクロン灰を用いてもよいし、サイクロン灰よりも粒子径が大きいＰＳ灰を用いてもよい。
【００３４】
一般的なサイクロン灰よりも粒子径が大きいＰＳ灰としては、例えば、焼却灰回収装置が、サイクロンよりも上流側（焼却装置側）に配設されサイクロン灰よりも粒子径が大きい粒状体（例えば、粒子径が約１〜約３ｍｍ）のＰＳ灰を回収することができる灰回収部を備えている場合、かかる灰回収部で回収されたＰＳ灰を挙げることができる。かかるＰＳ灰でも、粉砕手段を用いてバグフィルター灰と同等の粒子径を有するように粉砕すれば、上述したようなサイクロン灰を粉砕した場合と同様に、成形材料を製造することができる。つまり、ＰＳ灰がサイクロン灰よりも粒子径の大きいＰＳ灰を含む場合であっても、本発明の成形材料の原料として有効に利用することができる。
【００３５】
上記のごとく粉砕手段によって粗粒子の粒子径が２０μｍ以下となるように粉砕したＰＳ灰を、バグフィルター灰等に混合し粒子径が２０μｍ以下の粒状体が上述した微粒子の場合と同様の含有率となるように調整したものを本発明の成形材料のＰＳ灰として用いてもよい。
【００３６】
なお、粉砕手段は、サイクロン灰などのバグフィルター灰よりも粒子径の大きいＰＳ灰をバグフィルター灰程度の粒子径となるように粉砕することができるものであれば、とくに限定されず、例えば、超遠心粉砕機やミル、グラインダー、混練機、ディスパーザーなどを挙げることができる。
【００３７】
また、粉砕手段を用いて上記ＰＳ灰を粉砕する方法もとくに限定されず、乾式粉砕、湿式粉砕のいずれの方法も採用することができるが、粉砕後の篩分け等の作業性の観点から、乾式粉砕を採用するのが好ましい。
【００３８】
さらになお、粉砕手段が粉砕した粒状体を所定の大きさに分別可能な篩機能等を有していれば、粉砕手段によって粉砕した粒状体から所望の粒子径を有する粒状体だけを回収することができるので好ましい。
【００３９】
（製造方法）
以上のごとく調整された成形材料によって成形体を形成する場合には、図４に示すように、まず成形材料に所定の量の水（例えば、成形材料１００ｇに対して、８０ｇ）を加えて混練し、ついで、この混練物を所望の形状を有する型に入れる。そして、型に入れたままで混練物を所定の条件下で静置または養生すれば、混練物、つまり成形材料が固化した成形体を形成することができる。
【００４０】
成形体は、上述したように、水と成形材料の混錬物を所望の型に入れて養生することによって製造することができるが、かかる方法に限定されず、他の部材を混ぜ合わせた混錬物を所望の型に入れて養生することによって製造してもよい。
以下では、本発明の成形材料と混ぜ合わせる部材として、繊維部材を採用した場合を説明する。
【００４１】
つぎに、本発明の成形体について、以下説明する。
本発明の成形体は、製紙スラッジ焼却灰を原料とする成形材料によって繊維部材同士が連結されていることに特徴を有する。具体的には、本発明の成形体（以下、単に成形体という）は、製紙スラッジ焼却灰（以下、単にＰＳ灰という）を原料とする成形材料と繊維部材に水を加えて混練するだけで、成形材料によって繊維部材同士が連結された状態で固化したものである。
また、本発明の成形体は、繊維部材が存在する状態で成形し脱水するので、高い強度を発生する成形体を形成することができ、しかも成形体の成形工程の作業性を向上させることができるが、かかる理由については、後述する。
【００４２】
成形体を構成する成形材料は、製紙工程の排水等を処理した際に発生する製紙スラッジを含む固形分（以下、単に製紙スラッジという）を焼却設備を用いて焼却処理（例えば、８００℃〜９００℃）した際に回収される焼却灰のことである。
【００４３】
製紙スラッジを焼却する焼却設備は、一般的に、上述した焼却装置（例えば、流動床焼却炉や、ストーカー炉、ロータリーキルン）と、この焼却装置で処理されたガス中に含まれる粒状体（いわゆる焼却灰）を回収する焼却灰回収装置とを備えている。この焼却灰回収装置は、一般的に、上述した場合と同様の構成からなり、回収されるサイクロン灰やバグフィルター灰に含まれる粒状体の粒子径等も上述した場合と同様の大きさの粒状体が含まれた灰である。
【００４４】
一方、サイクロン灰とバグフィルター灰は、上述したように、その粒子径が相違するものの、いずれも原料となる製紙スラッジを焼却処理して得られたものであるため、実質的に同等の元素を含有するものである。
【００４５】
また、両者の原料となる製紙スラッジには、上述したように、パルプ由来の無機物質や填料由来の無機物質（カオリン（はくとう土）等）が含まれている。
【００４６】
したがって、製紙スラッジを焼却処理した際に焼却設備の焼却灰回収装置で回収されたサイクロン灰やバグフィルター灰は、上述したように、これらの無機物質に由来する成分を含有するものであり、カルシウム（Ｃａ）等が酸化カルシウムなどのような状態でサイクロン灰やバグフィルター灰中に存在すると考えられている。
【００４７】
そして、本発明の成形体を構成する成形材料は、上記のごとき粒子径を有する微粒子からなるバグフィルター灰または、かかるバグフィルター灰と上記のごとき粒子径を有する粗粒子からなるサイクロン灰を混合することによって調整されている。
つまり、本発明の成形材料は、ＰＳ灰のうち２０μｍ以下の微粒子を含有するように調整されており、上述したような元素を含有するのである。
【００４８】
したがって、本発明の成形体を構成する成形材料は、水を加えて混練すれば、固化させることができる。しかも、成形材料は、上述したように、セメントの主成分であるエーライトとビーライトの両者の優れた点を併せ持った材料であるので、セメントや石膏に代えて使用することができる。
【００４９】
本発明の成形体は、上述したような成形材料に水を加えて混練する際に、繊維部材を入れて混練し、成形した後、乾燥すれば、成形材料だけからなる成形体に比べ強度が高い成形体を形成することができる。
かかる理由としては、成形材料と繊維部材に水を加えて混練し成形すれば、繊維部材同士間に成形材料が混在した状態で形成することができるからである。このような構造となっているので、この成形体を乾燥すれば、上述したような自ら固化する機能を有する成形材料によって繊維部材同士を連結させた状態で固化させることができる。
【００５０】
とくに、繊維部材の材質が水酸基を有する場合、隣接する繊維部材同士を水素結合によって結合させることができる。
つまり、本発明の成形体は、成形材料と繊維部材に水を加えて混練→成形→脱水→乾燥することによって、繊維部材同士間を成形材料によって固化させるとともに、隣接する繊維部材同士を繊維同士自体が有する結合力によって両者を結合させることができるので、強度が高い成形体を成形することができるのである。
【００５１】
（製造方法）
上述したような本発明の成形体を製造する方法は、成形材料と繊維部材に水を加えて混練し成形して乾燥するだけであるので様々な方法を採用することができるが、以下の方法を使用して成形すれば、その成形体（つまり、本発明の成形体）の強度および成形性を向上させる上で好ましい。
【００５２】
図４に示すように、成形材料と繊維部材を混練する混練手段の後、混練手段によって混練した混練物を成形手段に供する。成形手段に供された混練物を所定の形状に成形し加圧手段によって加圧脱水を行った後、所定の条件下で乾燥すれば、成形体を製造することができる。
以下、成形体を製造する方法を、具体的に説明する。
【００５３】
まず、成形材料と繊維部材を混練機等を用いた混練手段によって両者を十分に混合した後、かかる混合物に水を加えて混練する。
【００５４】
そして、この混練物が固化する前に、かかる混練物を成形手段で成形する。この成形手段は、混練物を所定の形状に成形する成形部と、かかる成形部によって成形された成形体に圧力を掛けて脱水する加圧手段を備えている。
【００５５】
この成形部は、混練物を所定の形状に成形できればよく、例えば、直方体の成形型を用いることができる。
【００５６】
また、加圧手段は、成形部に入れて成形した成形体に圧力を加えることができるものであれば、とくに限定されず、例えば、プレス機などを使用することができる。すると、混練手段によって混練した混練物を成形型等に入れてプレス機等で加圧すれば、混練物、つまり成形中の成形体の内部に存在する余分な水を成形体の外部へ排出させることができる。
【００５７】
そして、加圧手段によって十分に脱水した成形体を成形型から外し、所定の条件下で静置または養生等しながら乾燥すれば、所定の形状（つまり、成形型の形状）に成形された成形体を製造することができる。
【００５８】
なお、加圧手段は、脱水工程における成形体に圧力を加えて脱水することができる方法であれば、とくに限定されない。
【００５９】
本発明の成形体は、上記のごとく成形材料中に繊維部材を混在させた状態で成形するので、成形中の成形体の内部から余分な水を成形体の外部へ排出する脱水工程を容易に行うことができる。
【００６０】
具体的には、加圧手段によって成形型に入れた状態の成形体をプレス機等で加圧する脱水工程に供すれば、成形体の内部に存在する水を繊維部材の表面にそって成形体の外部へ排出させることができる。つまり、繊維部材の表面を水道（みずみち）として機能させることができるのである。
このため、脱水工程において、成形体中に存在する水の脱水を容易に行うことができるので、圧力を掛けて脱水しても、圧力に追従させながら脱水を行うことができる。すると、脱水の作業性を向上させることができる。しかも、高い圧力で脱水することもできるので、乾燥後の成形体の密度も向上させることができるので、成形体の強度を高くすることができる。
【００６１】
また、本発明の成形体は、成形材料中に繊維部材が混在した状態で成形しているので、脱水後乾燥させたときにおける形状変化が小さい。つまり、収縮したときに、反りなどの変形が小さい。
このため、乾燥による収縮割合が把握できていれば、所望の形状、大きさに近い成形体を形成することができる。つまり、本発明の成形体の場合には、乾燥後に形状を整えるための加工が少なくて済むので、成形体を製品化する場合の製造効率や製造コストを抑えることができる。
【００６２】
例えば、直方体の成形体を製造する場合には、まず、成形材料と繊維部材に水を加えて混練した後、直方体の型に入れて圧縮する。この段階では、脱水体はほぼ直方体に成形される。この脱水体を乾燥すれば本発明の成形体を形成することができるのである。この成形体は、脱水体よりも収縮しているものの、ほぼ脱水体と相似形に維持される。すると、成形体を研磨する程度の加工で簡単に所望の寸法の直方体とすることができる。
【００６３】
なお、本発明の成形体を構成する繊維部材は、その繊維幅や繊維長はとくに限定されないが、例えば、平均繊維幅は１〜４０μｍ程度、平均繊維長は０．１〜５ｍｍ程度のものを採用することができるが、脱水工程の作業性の観点から平均繊維幅は１〜３５μｍ、平均繊維長は０．１〜３ｍｍ程度がより好ましい。
【００６４】
また、本発明の成形体を構成する繊維部材は、ある程度の繊維幅等を有するものであれば、その材質等もとくに限定されず、例えば、合成樹脂系の繊維部材や天然物系の繊維部材などを用いることができる。
【００６５】
天然物系の繊維部材としては、例えば、脱墨パルプ（ＤＩＰ）や新聞古紙、雑誌古紙やダンボール古紙などから製造された古紙パルプのほか、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）などのバージンパルプなどを用いることができるが、かかる材料に限定されない。しかし、このようなパルプ系の繊維部材を用いれば、繊維部材は、その表面に水酸基を有するので、上述したように隣接する繊維部材同士間に水素結合を発生させることができるので、好ましい。
【００６６】
また、本発明の成形材料として、サイクロン灰とバグフィルター灰が混合したＰＳ灰を用いる場合、バグフィルター灰を構成する微粒子の粒子径はサイクロン灰を構成する粗粒子の粒子径に比べて小さいので、バグフィルター灰の微粒子は、繊維部材間だけでなくサイクロン灰の粗粒子間にも分散した状態となる。
すると、かかるＰＳ灰を用いた成形材料を使用して成形体を成形した場合、成形体のいずれの箇所においても、繊維部材間だけでなくサイクロン灰の粗粒子同士も、両者間に存在するバグフィルター灰の微粒子で結合した状態にすることができる。つまり、かかる成形材料を使用した場合であっても、均質な成形体を形成することができる。
【００６７】
しかも、上記のごとき粗粒子を有するサイクロン灰と微粒子を有するバグフィルター灰の混合割合を調整することによって、かかる成形材料を使用して形成された成形体の強度をも調整することができるので、用途に応じた成形体を成形することが可能となる。
【００６８】
なお、焼却設備から回収されたバグフィルター灰とサイクロン灰が上記のごとき微粒子と粗粒子をそれぞれ有するような場合、上述した場合と同様に、両者を所定の割合となるように混合すれば、本発明の成形体を構成する成形材料を調製することができる。
【００６９】
本発明の成形体を構成する成形材料として、バグフィルター灰とサイクロン灰を用いる場合、両者を上述した場合と同様に、所定の割合となるように調整したものを用いるのが好ましい。
【００７０】
バグフィルター灰とサイクロン灰を所定の割合となるように調整する方法は、上述した場合と同様であるので、詳細は割愛する。
例えば、上述した場合と同様に、粒子径が２０μｍ以下の微粒子が１５体積％以上となるように含有するように調整したものを、本発明の成形体を構成する成形材料として用いれば、上述したように、成形材料と繊維部材に水を加えるだけで確実に固化する成形体を形成することができる。
【００７１】
なお、本発明の成形体を構成する成形材料として、上述した場合と同様の混合割合でバグフィルター灰とサイクロン灰を混合したものを用いた場合、かかる効果は、上述したバグフィルター灰とサイクロン灰を所定の混合割合で混合した成形材料を使用して成形した成形体と同様の効果を奏するので、割愛する。
【００７２】
また、本発明の成形体を構成する成形材料の原料となるＰＳ灰がサイクロン灰よりも粒子径の大きいＰＳ灰を含む場合であっても、上述したように、粉砕手段によって粗粒子の粒子径が２０μｍ以下となるように粉砕したＰＳ灰を、バグフィルター灰等に混合し粒子径が２０μｍ以下の粒状体が上述した微粒子の場合と同様の含有率となるように調整したものを使用すれば、本発明の成形材料の原料として有効に利用することができる。
【００７３】
さらになお、上記粉砕手段は、上述した場合と同様の装置を用いることができ、粉砕する方法も上述した場合と同様の方法を採用することができる。
【００７４】
なお、上記例では、成形体を成形材料と繊維部材を混練し成形した場合について説明したが、樹脂系の結合剤を混合して形成してもよいのはいうまでもない。この場合、樹脂系の結合剤の混合割合を調整すれば、かかる結合剤によって強度の高い成形体を製造することができる。樹脂系の結合剤としては、例えば、フェノール系樹脂、アミノ系樹脂などをあげることができるが、とくに限定されない。
【実施例１】
【００７５】
実施例１では、本発明の成形材料の有用性を確認するために、試料を調整方法の確認、および本発明の成形材料の固化に起因する物質（化合物）がコンクリートの固化に起因する物質（化合物）とは異なるものであることを確認した。
【００７６】
実験では、成形材料の原料として、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理した際に回収された製紙スラッジ焼却灰（以下、単にＰＳ灰という）のうち、焼却設備の焼却灰回収装置であるサイクロンによって回収されたサイクロン灰と、サイクロンの下流側に配設されたバグフィルターによって回収されたバグフィルター灰（以下、単にＢＦ灰という）を使用した。
また、実験では、サイクロン灰を粉砕機を用いて粉砕したサイクロン灰Ａおよびサイクロン灰Ｂを使用した。
【００７７】
各灰の粒度分布を図１、累積粒度分布を図２に示した。
その結果、サイクロン灰はｄ５０：１４２μｍ、サイクロン灰Ａはｄ５０：５２．８μｍ）、サイクロン灰Ｂはｄ５０：８．２５μｍ、ＢＦ灰はｄ５０：２．７４μｍであった。
【００７８】
なお、図１の粒度分布のグラフは、横軸が各灰に存在する粒状体の粒子径、縦軸が所定の粒子径を有する粒状体の存在割合（頻度（体積％））、をそれぞれ示したものである。一方、図２のグラフは、横軸が各灰に存在する粒状体の粒子径、縦軸が所定の粒子径以下の粒状体の存在割合を積算した値（体積％）、をそれぞれ示したものである。
また、各灰の粒度分布は、乾式粒度分布測定装置（株式会社セイシン企業製、型番；ＬＭＳ−２０００ｅ）を使用して測定した。
【００７９】
また、図１および図２に示すように、サイクロン灰は、粒子径が約５０μｍ〜約１０００μｍ以下の粒状体が約８５体積％含有しており、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体を約３体積％含有しており、粒子径が約１０μｍ以下の粒状体を約１体積％含有したＰＳ灰であった。そして、ＢＦ灰は、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体を約１００体積％含有しており、粒子径が約１０μｍ以下の粒状体を約９０体積％含有したＰＳ灰であった。
【００８０】
また、サイクロン灰Ａは、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体を約３０体積％含有しており、粒子径が約１０μｍ以下の粒状体を約２０体積％含有したＰＳ灰であった。サイクロン灰Ｂは、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体を約６５体積％含有しており、粒子径が約１０μｍ以下の粒状体を約５５体積％含有したＰＳ灰であった。
【００８１】
なお、サイクロン灰の粉砕処理には、超遠心粉砕機（三田村理研工業株式会社製、型番；ＺＭ１０００）を使用した。この粉砕機を用いて上記サイクロン灰を１度通過させ回収したものが上記サイクロン灰Ａである。
また、粉砕機を通過させて回収した粉砕処理物をさらに粉砕機に供給し粉砕するという操作をさらに２回行った粉砕物が上記サイクロン灰Ｂである。つまり、サイクロン灰Ｂは、粉砕機を用いてサイクロン灰を３度通過（３ｐａｓｓ）させ粉砕したものである。
【００８２】
実験では、上記サイクロン灰、サイクロン灰Ａ、サイクロン灰ＢおよびＢＦ灰を表１に示す割合（質量割合）で配合して成形材料（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３）を調製した。
【００８３】
【表１】
2015120631.tif 000003
【００８４】
つぎに、成形材料の結晶構造について確認した。
【００８５】
実験では、成形材料（上記成形材料Ａ４に相当する成形材料）の結晶構造を、Ｘ線回析装置（株式会社リガク製、型番；ＵｌｔｉｍａＩＶ）を用いて測定した。
【００８６】
測定条件は、以下のとおりとした。
Ｘ線源：Ｃｕ−Ｋα
管電圧：４０ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
走査範囲：２θ＝５〜６０°
ステップ幅：０．１°
スキャンスピード：４°／ｍｉｎ
【００８７】
なお、比較試料として、一般に市販されているＡ社製、Ｂ社製、Ｃ社製およびＤ社製の各セメントを用いた。各セメントからは、ほぼ同様のピーク形状を有するＸＲＤスペクトルが得られた。そこで、以下では、比較データとして、Ａ社製のセメントを代表として説明する。
なお、図３および以下の説明では、Ａ社製のセメントを単にセメントという。
【００８８】
実験結果を図３に示す。
【００８９】
図３には、上側にセメントのＸＲＤスペクトルを、下側に成形材料のＸＲＤスペクトルを示した。
【００９０】
図３に示すように、セメントのＸＲＤスペクトルには、エーライトの代表的な８本のピークと同様のピーク（ピークａ〜ｈ）が検出された。
【００９１】
一方、図３に示すように、成形材料のＸＲＤスペクトルでは、エーライトとは異なるスペクトルが検出された（ピークＩ〜Ｖ）。
【００９２】
したがって、本発明の成形材料は、セメントの主成分であるエーライトとは異なる物質（化合物）を主成分として構成されているものと推認することができることが確認できた。
【００９３】
さらに、本発明の成形材料が、セメントの主成分であるエーライトとは異なる物質（化合物）を主成分として構成されていることを確認するために、ＸＲＤスペクトルで検出された各ピークのｄ値および積分比（Ｉ／Ｉ０）を求めた。
【００９４】
表２には、エーライトの代表的なピークのｄ値および積分比（Ｉ／Ｉ０）と、セメントのピーク（ピークａ〜ｈ）から求められたｄ値および積分比（Ｉ／Ｉ０）、および成形材料のエーライトのピークと重なる位置に検出されたピーク（ピークＬ、Ｎ、ＲおよびＵ）から求められたｄ値および積分比（Ｉ／Ｉ０）を示した。
【００９５】
【表２】
2015120631.tif 000004
【００９６】
図３に示すように、成形材料のＸＲＤスペクトルの代表的な１４本のピークＩ〜Ｖのうち４本のピークが、エーライトのピークに近い位置に検出された。しかし、表２に示すように、成形材料のピークＬ、Ｒ、およびＵから求められたＩ／Ｉ０は、エーライトのＩ／Ｉ０とは異なる値を示していた。
なお、成形材料のピークＮは、ピークＬ、Ｒ、およびＵのＩ／Ｉ０値を算出する際の基準とした。
【００９７】
以上の結果から、本発明の成形材料に水を加えて混錬することによって生じる固化現象を発現させる結晶構造が、セメントが固化する際にエーライトによって生じる結晶構造とは全く異なるものであることが確認できた。つまり、本発明の成形材料は、一般的なセメントの主成分であるエーライトの優れた点を有しつつ、エーライトとは全く異なる物質（化合物）を主成分として構成されたものであることが確認できた。
【実施例２】
【００９８】
実施例２では、本発明の成形材料の有用性を確認するために、実施例１で調整した複数の成型材料から形成された成形体の性質について確認した。
【００９９】
（成形体の製造）
実験では、実施例１の表１に示す配合割合で調製した各成形材料（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３）を以下の方法で処理して、各成形材料を使用した成形体を得た（図４参照）。
【０１００】
まず、成形材料（約２００ｇ）に水（約１６０ｇ）を加えて混練した。この混練した成形材料を型枠（木製）に入れ、プレス脱水することで板状に成型して、脱水成形体を得た。
脱水成形体は、錘をのせて乾燥し、乾燥成形体を成形した。なお、乾燥成形体は、その長さが約１２０ｍｍ、幅が約６０ｍｍ、厚さが約３６ｍｍとなるようにした。
【０１０１】
（乾燥成形体の強度測定）
乾燥成形体は、三点曲げ試験により、破断時の最大荷重を測定し、この最大荷重と乾燥成形体の寸法から曲げ応力（ＭＰａ）を計算した。なお、三点曲げ試験における支点間距離は３０ｍｍである。
なお、曲げ強さ試験は、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に準拠して測定した。
【０１０２】
実験結果を図５に示す。
【０１０３】
図５に示すように、成形体Ａ１以外の他の成形体は、いずれも曲げ強さが約０．３ＭＰａ以上であった。この成形体Ａ１は、サイクロン灰だけを原料とした成形材料を使用して成形した成形体である。
一方、成形体Ｂ１およびＣ１は、原料となるサイクロン灰を粉砕処理したサイクロン灰（サイクロン灰Ａおよびサイクロン灰Ｂ）だけからなる成形材料を使用して成形した成形体であり、各成形体Ｂ１、Ｃ１の曲げ強さは、それぞれ約０．３ＭＰａ、約０．４ＭＰａであった。
【０１０４】
つぎに、成形材料の粒度分布と、かかる成形材料を用いて成形した成形体の物性強度（曲げ強さおよび圧縮強さ）との関係について確認した。
【０１０５】
実験では、約１２０ｍｍ、幅が約６０ｍｍ、厚さが約３６ｍｍとなるように成形した成形体を使用した。
【０１０６】
曲げ強さは、上述した曲げ試験の場合と同様に、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に準拠して測定した。なお、そのときの荷重速度は０．３ｍｍ／ｍｉｎとした。
また、圧縮強さは、テンシロン材料万能試験機（エー・アンド・デイ製、型番；ＲＴＧ−１３１０）を用いて測定した。なお、そのときの荷重速度は０．６ｍｍ／ｍｉｎ、測定面積は４０ｍｍ×４０ｍｍとした。
【０１０７】
実験結果を、図６に示す。
【０１０８】
図６には、曲げ強さおよび圧縮強さと粒度分布ｄ（０．５）の関係を示した。
図６に示すように、曲げ強さは、粒度分布ｄ（０．５）が、約２〜約４μｍで約１．１７〜約１．５７ＭＰａの値となることを確認した。
また、図６に示すように、圧縮強さは、粒度分布ｄ（０．５）が、約２〜約４μｍで約５．３６〜約６．２８ＭＰａの値となることを確認した。
なお、成形体は、長時間にわたってその強度が維持されることを確認した。
【０１０９】
以上の結果から、成形材料は、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体を３体積％よりも高い割合で含有するようにＰＳ灰を調製する必要があり、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体が約３０体積％含有するように調製すれば、曲げ強さが約０．３ＭＰａ以上の成形体を形成することができることが確認できた。
とくに、成形材料の粒度分布ｄ（０．５）が、約２〜約４μｍとなるように調整した場合、曲げ強さが約１．１７ＭＰａ以上、圧縮強さが約５．３６ＭＰａ以上の成形体を形成することができることが確認できた。
また、粒子径が約１０μｍ以下の粒状体を約２０体積％よりも高い割合で含有するようにＰＳ灰を調製しても（成形材料Ｂ１）、曲げ強さが約０．３ＭＰａ以上の成形体を形成することができることが確認できた。
一方、粒子径が約２０μｍ以下の粒状体をほとんど含有しないサイクロン灰だけからなる成形材料（例えば、実施例１の表１の成形材料Ａ１に相当するサイクロン灰）では、強度を有する成形体に成形することができないことが確認できた。
【０１１０】
しかも、本発明の成形材料に水を加えて混錬することによって生じる固化現象を発現させる結晶構造は、実施例１で示したように、セメントが固化する際にエーライトによって生じる結晶構造とは全く異なるものであったことから、かかる成形材料を用いた成形した本発明の成形体は、物性強度がエーライトに似た性質を有しつつ、長時間にわたって強度を維持するという性質を有していることが確認できた。
つまり、本発明の成形体は、一般的なセメントの主成分であるエーライトの優れた点を有しつつ、エーライトとは全く異なる物質（化合物）を主成分として構成された成形材料を用いることによって、セメントや石膏などの結合剤を用いた場合と同様の成形体を形成することができることが確認できた。
【０１１１】
よって、本発明の成形材料に水を加えるだけで固化する成形材料を製造することができ、セメントや石膏などの結合剤に代えて使用すれば、成形体を形成することができると考えられる。
【実施例３】
【０１１２】
実施例３では、本発明の成形体の有効性を確認するために、実施例１で示した成形材料と繊維部材の配合割合を変更して形成した成形体の性質および、これらの成形体を脱水および乾燥する際の挙動を確認した。
【０１１３】
なお、実験に使用した以下に示した測定装置や測定方法以外は、実施例２と同様の装置および方法を用いた。
【０１１４】
実験では、実施例２の実験結果から、成形材料として、バグフィルター灰とサイクロン灰とサイクロン灰Ａを以下のように配合（質量比）したものを使用した。
バグフィルター灰（ＢＦ灰）：サイクロン灰＝４：６（以下、ＰＳ灰という）
バグフィルター灰（ＢＦ灰）：サイクロン灰Ａ＝４：６（以下、ｃＰＳ灰という）
【０１１５】
なお、繊維部材として、新聞古紙脱墨パルプ（ＤＩＰ：平均繊維幅が約２０μｍ、平均繊維長が約０．９２ｍｍ）を使用した。平均繊維幅と平均繊維長の測定は、Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ＆Ｗｅｔｔｒｅ社製のファイバーテスター（Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ＆Ｗｅｔｔｒｅ社製、型番；ＣＯＤＥ９１２）を用いて測定した。
【０１１６】
上記の成形材料とＤＩＰを図７に示した配合割合となるように調整し、実施例２に示した場合と同様の大きさの複数の成形体を成形した（図４参照）。
なお、加圧手段として、ハイプレッシャージャッキ（アズワン株式会社製、型番；Ｊ−１５）を使用した。
また、プレス機を用いて脱水した後、型から外し乾燥機（ヤマト科学株式会社製、型番；ＤＸ４００）を使用して乾燥した。
【０１１７】
（乾燥成形体の強度測定）
成形体の性質は、三点曲げ試験により、破断時の最大荷重を測定し、この最大荷重と乾燥成形体の寸法から曲げ応力（ＭＰａ）を計算した。なお、三点曲げ試験における支点間距離は３０ｍｍである。
なお、曲げ強さ試験は、ＪＩＳ  Ａ  ５９０５に準拠して測定した。
【０１１８】
実験結果を図７に示す。
【０１１９】
図７に示すように、プレス圧力の増加とともに各成形体の強度が高くなることが確認できた。つまり、プレス圧力の増加とともに各成形体の密度が高くなっていたことからプレス圧力に追従して適切に脱水が行われた結果、成形体の密度が高くなったものと推察された。
したがって、本発明の成形体は、加圧成形することができるので、所望の強度を発生する成形体を形成することができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰を原料とする成形材料は、水を加えるだけで固化するので、セメントや石膏などの結合剤に代えて産業用材料、建物の壁材や梁、ブロックなどの構造用材料の材料として適している。また、本発明の紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰と繊維部材を原料とする成形体は、水を加えるだけで固化するので、セメントや石膏などの結合剤を原料とする成形体に代えて産業用材料、建物の壁材や梁、ブロックなどの構造用材料として適している。
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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