(57)【要約】【課題】石膏ボード廃材のリサイクル化による処理のより一層の普及を可能とする廃材のリサイクル方法の提供。【解決手段】石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して石膏ボード廃材加熱処理物とするとともに、木質材廃材を加熱処理して木炭とし、この木質廃材木炭と前記石膏ボード廃材加熱処理物を混合させて土壌改良材を得るようにしている。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して石膏ボード廃材加熱処理物とするとともに、木質材廃材を加熱処理して木炭とし、この木質廃材木炭と前記石膏ボード廃材加熱処理物を混合させて土壌改良材を得るようにした廃材のリサイクル方法。
【請求項２】
石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して得られた石膏ボード廃材加熱処理物に木質廃材を炭化させて得られた木質廃材木炭を混合してなる廃材活用の土壌改良材。
【請求項３】
石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して得られた石膏ボード廃材加熱処理物を含んだ土壌改良材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃材のリサイクル方法および廃材を活用した土壌改良材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築廃材の主要なものの一つとして石膏ボード廃材がある。石膏ボード廃材には、新たな石膏ボードの施工に伴なう端材として生じるものと、建築物の解体に際して排出されるものとがある。日本国内での石膏ボードの年間生産量は５億ｍ２前後あり、社団法人石膏ボード工業会の予測によると、廃石膏ボードの排出量は２０１０年には２５０万トンを超えるとされている。こうした大量の石膏ボード廃材の処理については大別して二通りの処理方法がある。一つは、最終処分場に埋め立てて処理する方法であり、他の一つは何らかのかたちで廃石膏ボードを再資源化してリサイクルする方法である。リサイクルの手法については、芯材の石膏とそれを覆う石膏ボード原紙よりなる石膏ボード廃材から芯材の石膏を分離・回収して石膏ボードやセメントなどの材料に再利用する直接的なリサイクル法がある（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６など）。この分離回収法には、機械的に石膏と石膏ボード原紙の分離を行う方法（例えば特許文献１、特許文献２）と燃焼や加熱で石膏ボード原紙を分解させて石膏から分離する方法（例えば特許文献３〜特許文献６）がある。
また、リサイクル手法として、古くから知られている石膏の土壌改良性などに着目して石膏ボード廃材を土壌改良材や緑化基盤材に活用する方法がある（例えば特許文献７、特許文献８など）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９８５６３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３７７２６号公報
【特許文献３】
特開平６−１４２６３３号公報
【特許文献４】
特開平１０−２３０２４２号公報
【特許文献５】
特開２００１−５８８５６号公報
【特許文献６】
特開２００２−８７８１６号公報
【特許文献７】
特開２００１−１０７０４７号公報
【特許文献８】
特開平１０−２７１９１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
石膏ボード廃材の処理は、環境保護や資源の有効利用という観点、さらには最終処分場の用地確保がますます困難になってきている昨今の状況からすると、再資源化するリサイクル法によるのがより望ましいといえる。しかし現実にはリサイクルはそれほど進んでいない。例えば石膏を分離・回収して再利用する方法にあっては、石膏ボードやセメントなどの材料として要求される品質を満足させるために相当な処理コストを要し、経済的な面で問題を残しており、これが本格的な実用化を阻む大きな要因の一つになっていると考えられる。
【０００５】
これに対し、特許文献７に開示される例のように、石膏ボード廃材を土壌改良材として利用する手法は、石膏が本来的に有する土壌改良機能を活かそうという点でそれなりに有効であると言える。すなわち、石膏にはその弱酸性であることによりアルカリ性土壌を中性化する作用、その膠着力による土壌の団粒構造形成を促進させる作用といった土壌改良性、さらにはＣａＳＯ４としての肥料性があり、これらを活かして石膏ボード廃材を土壌改良材に再利用するという着眼は優れている。しかし、石膏の上記のような有用性を活かせる条件にある土壌は必ずしも多くない。つまり石膏ボード廃材を用いただけの土壌改良材の用途は限られたものにならざるを得ないということである。また、特許文献７に開示の技術のように、石膏ボード原紙が付着した石膏ボード廃材をそのまま機械的に破砕しただけでは破砕片のサイズを十分に小さくすることは困難であり、石膏の土壌改良機能の効果的な発揮はそれほど期待できないと考えられる。
【０００６】
一方、特許文献８に開示される例のように、石膏ボード原紙が付着したままの石膏ボード廃材を機械的に破砕することでその破砕物に含まれることになる石膏ボード原紙からの紙片をも保水材として活用することで法面用の緑化基盤材とする手法は石膏ボード廃材の特徴をより有効に活用できるという点で優れている。
しかし法面の緑化基盤材に対する需要にはそれほど大きなものを期待できず、莫大な量になる石膏ボード廃材のリサイクル処理の普及にとって有力な手法とはなりがたいと考えられる。
【０００７】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、石膏ボード廃材のリサイクル化による処理のより一層の促進を可能とする、廃材のリサイクル方法の提供および廃材を利用した土壌改良材の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して石膏ボード廃材加熱処理物とするとともに、木質材廃材を加熱処理して木炭とし、この木質廃材木炭と前記石膏ボード廃材加熱処理物を混合させて土壌改良材を得るように、廃材のリサイクル方法を構成するようにしている。
【０００９】
また上記目的を達成するために本発明では、石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して得られた石膏ボード廃材加熱処理物に木質廃材を炭化させて得られた木質廃材木炭を混合することで、廃材活用の土壌改良材とするようにしている。
【００１０】
また上記目的を達成するために本発明では、石膏ボード廃材を少なくともその石膏ボード原紙が炭化する状態にまで加熱処理して得られた石膏ボード廃材加熱処理物を含ませることで、廃材活用の土壌改良材とするようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに、より具体的に説明する。本発明は、石膏ボード廃材を加熱処理してから土壌改良材に利用することでリサイクル的に処理するものとし、それに際して木質廃材から得られる木炭を石膏ボード廃材に組み合わせるものとしている。このように石膏ボード廃材と木質廃材木炭を組み合わせることで、石膏と木炭のそれぞれに特有の土壌改良作用を相乗させることができ、より土壌改良機能が高く、また様々な条件の土壌に対する適用性の高い土壌改良材とすることができる。またいずれも大量に発生してその処理が大きな問題となっている石膏ボード廃材と木質廃材を併せてリサイクル的に処理できるという点でも、石膏ボード廃材と木質廃材木炭の組み合わせで土壌改良材とする手法は有効である。
【００１２】
処理対象とする石膏ボード廃材は、石膏ボードの施工に伴なう端材として生じるそれと、建築物の解体に際して排出されるそれが主である。また対象とする木質廃材としては、建築物の解体で排出される木質廃材、木材加工工程で排出される木質廃材あるいは間伐材などが主であり、さらに竹の廃材もそれに含まれる。
これらの石膏ボード廃材や木質廃材は現場から処理施設に収集される。
【００１３】
処理施設には、破砕装置、裁断装置、熱分解式炭化炉、混合装置などが設置さる。処理施設に集められた石膏ボード廃材は、熱分解式炭化炉での加熱を効率的になすための適切なサイズに破砕装置で破砕して破砕物とする。処理施設に集められた木質廃材も同じく熱分解式炭化炉での加熱を効率的になすための適切なサイズに破砕装置で破砕するか、あるいは裁断装置で裁断して破砕・裁断物とする。
【００１４】
それから石膏ボード廃材の破砕物と木質廃材の破砕・裁断物を熱分解式炭化炉で加熱処理する。この加熱処理は、石膏ボード廃材の破砕物と木質廃材の破砕・裁断物を別々に行うのが通常であるが、両者を混合させて行ってもよい。混合させて行う場合には、後述するような石膏と木炭の混合比に基づいて石膏ボード廃材の破砕物と木質廃材の破砕・裁断物を混合させる。熱分解式炭化炉での加熱処理は石膏ボード廃材については、石膏ボード原紙が炭化するのに必要な程度の温度条件とする。具体的には２５０〜３５０°Ｃ度が好ましい。ただ、石膏ボード廃材の加熱処理の主要な目的は、質量にして石膏ボードの６％程度を占める石膏ボード原紙を炭化させることにより、後述するような木炭と同様な機能を負わせることができるようにするためである。したがって３５０°Ｃ以上の温度での加熱であってもよい。特に、石膏ボードに例えばヒ素や重金属類が防腐剤などと含まれている場合には、これらの有害物質を高温で加熱することで除去あるいは無害化することが石膏ボード廃材を加熱処理して土壌改良材とする本発明の手法を有効に活かすことにもなる。なお、石膏ボードの芯材に用いられている石膏は二水石膏（硫酸カルシウム二水和物：ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）であるが、２５０°Ｃ以上の加熱で脱水して無水石膏（硫酸カルシウム無水物：ＣａＳＯ４）となる。
【００１５】
木質廃材の加熱条件は、一般的な木炭（黒炭）の焼成条件である３００〜８００°Ｃによる。木炭の場合、この温度範囲で低温炭、中温炭、高温炭に分けられる。そして焼成温度に応じて木炭の土壌改良機能についての性状が変化してゆく。例えば木炭は、それが有する無数の微細孔を土壌微生物、特に植物の根のまわりにおける根圏土壌に棲息して植物と相利共生している微生物にそのすみか（マイクロハビタット）として与え、これにより植物の生育に有用な土壌微生物の繁殖を助けることでその土壌改良機能の一つを発揮する。そして、このような土壌改良機能において、微細孔の平均的なサイズが重要となるが、それは焼成温度が上がるのにつれて小さくなるという関係があり、一般的には低温焼成木炭がマイクロハビタット作用に優れているとされている。また木炭のｐＨも土壌改良機能に関係するが、このｐＨは、焼成温度が上がるのにつれて高くなるという関係がある。したがって、木炭の焼成温度は、後述の土壌改良材を施用する土壌や植物ないし作物に応じて適切に選択することになる。
【００１６】
以上のような加熱処理で得られた石膏ボード廃材加熱処理物（これは無水石膏−硫酸カルシウム無水物：ＣａＳＯ４と石膏ボード原紙炭化物の混合物）と木質廃材木炭は、それぞれ混入している金属を磁力選別などにより除去した後に、混合装置で混合して土壌改良材とする。その混合比は、例えば質量比で石膏ボード廃材加熱処理物：木炭＝３：７〜７：３とされ、この範囲から土壌改良材の用途に応じて適切なものを選択することになる。例えば施用土壌のｐＨを問題にする場合には、石膏が弱酸性であり、木炭がその焼成温度にもよるが、中性からアルカリ性であることから、例えばアルカリ性土壌の中性化に重点をおくとすれば、石膏ボード廃材加熱処理物の混合量を多くした配合とすることになる。また例えばマメ科植物、アブラナ科植物、ミカン、茶などのようにＳ（硫黄）に対する要求量の高い植物を栽培する土壌に対しては石膏ボード廃材加熱処理物の混合量を多くしてＳリッチの配合とする。この場合、特にミカンはｐＨ５．０〜６．０、茶はｐＨ４．５〜６．５と酸性を好むので、石膏ボード廃材加熱処理物の混合量を多くすることはこの点でも好都合である。一方、酸性が過剰になっている土壌やＳに対する要求がそれほど大きくない条件の場合には、木炭、特に高温焼成の木炭の混合量を多くする。また木炭のマイクロハビタット機能を優先させるような使用条件では、土壌微生物のすみかに適したサイズの微細孔が多い低温焼成の木炭の量を多くする。
【００１７】
ここで、石膏ボード廃材加熱処理物と木質廃材木炭を混合させて土壌改良材とするに際しては、必要に応じてさらに破砕処理を加えることで、適切な粒度に調整する。石膏については細かいほど土壌改良機能が高まると言えるので、通常は粉粒状になるまで破砕するのが好ましい。そしてこのような破砕は石膏ボード原紙を炭化させてあることにより、容易に可能となる。一方、木炭については、通気性や排水性といった土壌の物理的性質の改善機能を重視する場合には、例えば数ミリ程度の粒径のものが主体になるようにするのが好ましい。なお、木質廃材を木炭にするに際しては木酢液が得られる。この木酢液にも植物の生育助長作用のあることはよく知られている。そこで、石膏粉や木炭粉の粉塵化防止も含めて、木酢液を土壌改良材に適量混ぜ合わせるようにすることも好ましい形態である。
【００１８】
以上の実施形態では、石膏ボード廃材加熱処理物に混合する木質廃材木炭として処理施設で木質廃材を加熱処理して得た木質廃材木炭を用いるものとしていたが、必ずしもこれに限られず、他の場所（例えば間伐材の発生地近くの場所）で木質廃材を焼成して製造された木質廃材木炭を用いるようにしてもよい。
【００１９】
また、以上の実施形態では、石膏ボード廃材加熱処理物に木質廃材木炭を混合させるものとしていた。しかし、石膏ボード廃材加熱処理物には石膏ボード原紙の炭化物が混入しており、この炭化物にも木炭と同様な機能を発揮させることも可能であることから、木質廃材木炭を混合させずに、石膏ボード廃材加熱処理物だけ、あるいは石膏ボード廃材加熱処理物を主成分として土壌改良材とするようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、石膏ボード廃材と木質廃材木炭を組み合わせて土壌改良材を得るようにしたことにより、石膏と木炭のそれぞれに特有の土壌改良作用を相乗させることが可能となる。そしてこのことにより、土壌改良機能がより高く、また様々な条件の土壌に対する適用性の高い土壌改良材として石膏ボード廃材と木質廃材をリサイクル的に処理することができるようになり、石膏ボード廃材のリサイクル処理のより一層の促進が可能となり、併せて木質廃材のリサイクル処理の促進にも寄与できる。