(57)【要約】【課題】プラスチック製品の焼却処理にあたって、焼却温度が低く、焼却残査が少なくしかも取り扱いやすく、排気ガス中のダイオキシン類の少ない、焼却処理補助材及び焼却処理補助材の製造方法を提供する。【解決手段】廃棄物を焼却処理する際に、廃棄物と一緒に焼却される焼却処理補助材において、大気圧または大気圧近傍の圧力下に、対向する電極間にて反応性ガスを放電させてプラズマ状態とし、前記補助材の基材またはその原材料をプラズマ状態の反応性ガスに晒すことにより、基材の表面に酸化チタンを含む層を形成させたことを特徴とする焼却処理補助材。【選択図】　　　　図６
2004025050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却処理する際に、廃棄物と一緒に焼却される焼却処理補助材において、大気圧または大気圧近傍の圧力下に、対向する電極間にて反応性ガスを放電させてプラズマ状態とし、前記補助材の基材またはその原材料をプラズマ状態の反応性ガスに晒すことにより、基材の表面に酸化チタンを含む層を形成させたことを特徴とする焼却処理補助材。
【請求項２】
熱可塑性樹脂を主な基材としていることを特徴とする請求項１記載の焼却処理補助材。
【請求項３】
紙を主な基材としていることを特徴とする請求項１の焼却処理補助材。
【請求項４】
袋状の形態を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【請求項５】
酸化チタンを含む層が袋の内側に設けられていることを特徴とする請求項４記載の焼却処理補助材。
【請求項６】
酸化チタンがアモルファス状態であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【請求項７】
酸化チタンを含む層が、炭素を０．２〜５質量％含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【請求項８】
対向する電極間に１００ｋＨｚを超える高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を供給して放電させることにより、反応性ガスをプラズマ状態としたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【請求項９】
廃棄物を焼却処理する際に、廃棄物と一緒に焼却する焼却処理補助材の製造方法において、該焼却処理補助材に酸化チタンを含む層を形成する際に、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、対向する電極間に、電力を供給して放電させることにより、反応性ガスをプラズマ状態とし、前記補助材の基材またはその原材料を前記プラズマ状態の反応性ガスに晒すことによって、酸化チタンを含む層を設けることを特徴とする焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１０】
焼却処理補助材の基材を長尺基材状態で電極間に搬送し、その面上に酸化チタンを含む層を形成させることを特徴とする請求項９記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１１】
酸化チタンを含む層を形成した後に、袋状に成形することを特徴とする請求項１０記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１２】
酸化チタンを含む層が袋の内側になるように成形することを特徴とする請求項１１記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１３】
前記対向する電極間に１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を供給して放電することにより、酸化チタンを含む層を形成することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１４】
前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする請求項１３記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１５】
前記電極間に、前記反応性ガスと不活性ガスを含有する混合ガスを導入し、前記混合ガスは、不活性ガスを９９．９〜９０体積％含有していることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１６】
前記混合ガスが、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有していることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【請求項１７】
前記反応性ガスが、有機チタン化合物成分を含有していることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物の焼却処理補助材及び焼却処理補助材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化学物質による環境汚染が問題となっており、特に、廃棄物による汚染が重大な社会問題となっている。
【０００３】
その中でも、近代社会で生まれ、その利便性から使用量が急増したプラスチック製品を廃棄する場合に、各種問題が発生している。
【０００４】
このような廃棄物は埋め立て処理することが広く行われているが、埋め立て処理には広大な土地を必要とするため、必然的に住宅密集地域から離れた土地に処理場を作ることになり、廃棄物を排出する地域とそれを処理する地域の分離による社会問題も発生している。さらに処理場の規制がきびしく行われるため、正規の処理を行わず、不法に投棄される廃棄物も発生している。結局、埋め立てできる土地には限りがあるため、対象となる廃棄物は極力減らすことが望まれている。
【０００５】
廃棄されるプラスチック製品の嵩を減らすためには、焼却処理により灰化するのが簡便であるが、この方法には、焼却の条件によっては有害な化学物質が発生するという問題がある。特に、ハロゲンをその構造中に有するプラスチック製品を焼却する場合に発生しやすいダイオキシンなどは、その長期的有害性が指摘されている。このような有害物質は、焼却温度を約１千℃以上という高温にすることで発生が抑えられることが知られているが、実際にそのような高温で焼却できる設備は限られているし、燃料エネルギー資源の消費量増大にもつながる。
【０００６】
この問題を解決する策として、酸化チタンの持つ光触媒機能を利用して、焼却してもダイオキシンを発生しない材料を作ることが提案されている（例えば、入門ビジュアルサイエンス　光触媒のしくみ、ｐ５０−５１、藤嶋昭他著、（株）日本実業出版社、２０００年１０月３０日初版発行）。
【０００７】
この方法は、プラスチック材料の製造時にアモルファスの酸化チタンを添加することで、これを焼却処理する際に、３００℃以上の温度で、酸化チタンの光触媒効果が現れ、発生するダイオキシン等が酸化チタンに捕捉され、紫外線によって分解されるという原理のものである。
【０００８】
しかし、上記の方法では、全てのプラスチック製品に酸化チタンを添加することは、現実的に不可能であるため、実際の効果を発揮しうる範囲には疑問がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プラスチック製品を廃棄する場合に発生している各種問題を解決するためになされた。
【００１０】
即ち、本発明の目的は、使用量が急増しているが、その廃棄に当たって廃棄場所の確保や有害物質の発生等の環境問題等を起こしやすいプラスチック製品の、問題の生じない廃棄方法を確立することにある。このために有効な焼却処理にあたって、焼却温度が低く、焼却残査が少なくしかも取り扱いやすく、排気ガス中のダイオキシン類の少ない、焼却処理補助材及び焼却処理補助材の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明の目的は、下記構成のいずれかを採ることにより達成されることを見出した。
【００１２】
〔１〕　廃棄物を焼却処理する際に、廃棄物と一緒に焼却される焼却処理補助材において、大気圧または大気圧近傍の圧力下に、対向する電極間にて反応性ガスを放電させてプラズマ状態とし、前記補助材の基材またはその原材料をプラズマ状態の反応性ガスに晒すことにより、基材の表面に酸化チタンを含む層を形成させたことを特徴とする焼却処理補助材。
【００１３】
〔２〕　熱可塑性樹脂を主な基材としていることを特徴とする〔１〕記載の焼却処理補助材。
【００１４】
〔３〕　紙を主な基材としていることを特徴とする〔１〕の焼却処理補助材。
〔４〕　袋状の形態を有することを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【００１５】
〔５〕　酸化チタンを含む層が袋の内側に設けられていることを特徴とする〔４〕記載の焼却処理補助材。
【００１６】
〔６〕　酸化チタンがアモルファス状態であることを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【００１７】
〔７〕　酸化チタンを含む層が、炭素を０．２〜５質量％含むことを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【００１８】
〔８〕　対向する電極間に１００ｋＨｚを超える高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を供給して放電させることにより、反応性ガスをプラズマ状態としたことを特徴とする〔１〕〜〔７〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材。
【００１９】
〔９〕　廃棄物を焼却処理する際に、廃棄物と一緒に焼却する焼却処理補助材の製造方法において、該焼却処理補助材に酸化チタンを含む層を形成する際に、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、対向する電極間に、電力を供給して放電させることにより、反応性ガスをプラズマ状態とし、前記補助材の基材またはその原材料を前記プラズマ状態の反応性ガスに晒すことによって、酸化チタンを含む層を設けることを特徴とする焼却処理補助材の製造方法。
【００２０】
〔１０〕　焼却処理補助材の基材を長尺基材状態で電極間に搬送し、その面上に酸化チタンを含む層を形成させることを特徴とする〔９〕記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２１】
〔１１〕　酸化チタンを含む層を形成した後に、袋状に成形することを特徴とする〔１０〕記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２２】
〔１２〕　酸化チタンを含む層が袋の内側になるように成形することを特徴とする〔１１〕記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２３】
〔１３〕　前記対向する電極間に１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を供給して放電することにより、酸化チタンを含む層を形成することを特徴とする〔９〕〜〔１２〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２４】
〔１４〕　前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする〔１３〕記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２５】
〔１５〕　前記電極間に、前記反応性ガスと不活性ガスを含有する混合ガスを導入し、前記混合ガスは、不活性ガスを９９．９〜９０体積％含有していることを特徴とする〔９〕〜〔１４〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２６】
〔１６〕　前記混合ガスが、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有していることを特徴とする〔９〕〜〔１５〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２７】
〔１７〕　前記反応性ガスが、有機チタン化合物成分を含有していることを特徴とする〔９〕〜〔１６〕のいずれか１項記載の焼却処理補助材の製造方法。
【００２８】
本発明は、廃棄物を焼却処理する際に、同時に焼却処理される酸化チタンを含む焼却処理補助材（単に補助材ということあり）を用いることで、実際の焼却処理に触媒として酸化チタンを広く使用することが出来る。
【００２９】
又、酸化チタンを含む層は補助材にあとからつけるため、補助材の基材やその製造方法は規制されない。特に、本発明の方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、比較的低温で行うことができるため、基材の種類はあまり限定されず、あらゆる場面に適応した焼却処理補助材を提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００３１】
本発明の焼却処理補助材は、表面に酸化チタンを含む層が形成されており、酸化チタンを含む層は、表面全体に一様に形成されてもよく、断続的に形成されていてもよい。層の厚みも目的に沿った範囲であればよく、厚みの均一性にもあまりこだわらなくて良い。
【００３２】
酸化チタンを含む層が、大気圧または大気圧近傍の圧力下にて行われ、その際に低温での処理が可能であるため、酸化チタンを含む層を形成する補助材の基材種類は特に限定されない。低温での焼却処理に向いている紙や木材などを利用することもできる。
【００３３】
又、本発明の焼却処理補助材の形状も特に規定されず、シート状、板状、棒状、チップ状、袋状などに対応できるが、袋状とすることで廃棄物をその内部に包んだ状態での廃棄・焼却処理が可能になるため、袋状は特に好ましい。
【００３４】
袋状の焼却処理補助材の場合、製造から流通、販売、保管、使用の段階で、酸化チタンを含む層が擦れ落ちる可能性もある。このようなことを防ぐためには、袋の内側に層を設けることが有効である。製造の際には、基材にあらかじめ酸化チタンを含む層を設けた後に袋状に加工することができ、好ましい態様の一つである。
【００３５】
本発明の焼却処理補助材に設けられる酸化チタンを含む層において、酸化チタンは反応性の低いアモルファスの状態にあることが望ましい。アモルファスの酸化チタンは、一般の廃棄物焼却処理温度である３００℃以上で、活性を持つ「アナターゼ型」や「ルチル型」に変化する。
【００３６】
酸化チタンを含む層には、同時に炭素が含まれていることも、焼却処理を補助する意味で特に好ましい。
【００３７】
次に、本発明に用いられるプラズマ放電処理装置について、図を参照しながら説明する。
【００３８】
図１は、長尺状の繊維への機能付与に適するプラズマ放電処理装置のプラズマ放電処理容器の一例を示す概略図である。このプラズマ放電処理容器においては、搬送ロール（搬送台）を兼ねたロール電極と対向電極で構成される例を示している。
【００３９】
このように搬送台が対向電極の一方を兼ねると、装置の簡略化と効率化が可能となるため、好ましい。
【００４０】
図１では、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、アース電極であるロール電極２５と、対向する位置に配置された印加電極である固定電極２６との間で放電させ、当該電極間に反応性ガスを導入してプラズマ状態とし、前記ロール電極２５に巻回された長尺状の繊維、たとえば、撚糸、布帛などを前記プラズマ状態の反応性ガスに晒すことにより、前記繊維表面に反応性ガスを接触させ薄膜層を形成させることにより、繊維に機能性を付与する。
【００４１】
なお、ここで大気圧近傍とは、１００ｈＰａ〜１５００ｈＰａの圧力を意味するが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、８５０ｈＰａ〜１１５０ｈＰａの範囲であることが好ましい。
【００４２】
図１において、長尺状の繊維（即ち基材）Ｆは搬送方向（図中、時計回り）に回転するロール電極２５に巻回されながら搬送される。固定されている電極２６は複数の円筒から構成され、ロール電極２５に対向させて設置される。ロール電極２５に巻回された基材Ｆは、ニップローラ６５、６６で押圧され、ガイドローラ６４で規制されてプラズマ放電処理容器３１によって確保された放電処理空間に搬送され、放電プラズマ処理され、次いで、ガイドローラ６７を介して次工程に搬送される。また、仕切板５４は前記ニップローラ６５、６６に近接して配置され、基材Ｆに同伴する空気がプラズマ放電処理容器３１内に進入するのを抑制する。
【００４３】
このとき同伴される空気は、プラズマ放電処理容器３１内の気体の全体積に対し、１体積％以下に抑えることが好ましく、０．１体積％以下に抑えることがより好ましい。前記ニップローラ６５および６６により、それを達成することが可能である。
【００４４】
なお、放電プラズマ処理に用いられる混合ガス（不活性ガスと反応性ガスとを含有する有機ガス）は、給気口５２からプラズマ放電処理容器３１に導入され、処理後のガスは排気口５３から排気される。
【００４５】
図２は、図１の円筒型の対向電極２６を角柱型に変えた例を表している。角柱型の電極３６は、放電範囲を広げる効果があるので、本発明に好ましく用いられる。
【００４６】
本発明では、放電電界として、対向する電極間に、１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、かつ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を供給することが好ましい。電極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好ましくは１５０ＭＨｚ以下であることが望ましい。また、高周波電圧の周波数の下限値としては、通常１００ｋＨｚを越えることが望ましく、好ましくは２００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８００ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【００４７】
又、電極間に供給する電力の下限値は、通常１Ｗ／ｃｍ２以上、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ２以上であり、上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０Ｗ／ｃｍ２以下であることが望ましい。なお、ここで、電極における電圧の印加面積（ｃｍ２）とは、放電が起こる範囲の面積を意味する。
【００４８】
このような電界を印加して、前記反応性ガスをプラズマ状態にして、長尺状の繊維を処理することにより、繊維表面の微細構造に沿って、緻密な薄膜層を形成することができるため、長尺状の繊維への機能付与を高い生産効率で行うことができる。
【００４９】
また、前記電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わないが、本発明の効果を高く得るためには、連続したサイン波であることが好ましい。
【００５０】
前記プラズマ放電処理装置に用いられる電極としては、金属母材上に誘電体を被覆したものであることが好ましい。少なくとも対向する印加電極とアース電極の片側に誘電体を被覆すること、さらに好ましくは、対向する印加電極とアース電極の両方に誘電体を被覆することが望ましい。前記誘電体としては、比誘電率が６〜４５の無機物が好ましく、このような誘電体としては、アルミナ、窒化ケイ素などのセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラスなどのガラスライニング材などが好ましく挙げられる。
【００５１】
また、基材を電極間に載置あるいは電極間を搬送してプラズマに晒す場合には、基材を片方の電極に接して搬送できるロール電極仕様にするだけでなく、さらに誘電体表面を研磨仕上げし、電極の表面粗さＲｍａｘ（ＪＩＳ　Ｂ０６０１）を１０μｍ以下にすることで、誘電体の厚みおよび電極間のギャップを一定に保つことができ、放電状態を安定化できる。さらに熱収縮差や残留応力による歪やひび割れを無くし、かつポーラスでない高精度の無機誘電体を被覆することで、電極の耐久性を大きく向上させることができる。
【００５２】
また、高温下での金属母材に対する誘電体被覆による電極製作においては、少なくとも基材と接する側の誘電体を研磨仕上げすること、さらに電極の金属母材と誘電体間の熱膨張の差をなるべく小さくすることが好ましい。そのため、電極を製作する際には、母材表面に、応力を吸収できる層として、泡混入量をコントロールして無機質の材料をライニングすること、好ましくは、材料として琺瑯等で知られる溶融法により得られるガラスを用いて、導電性金属母材に接する最下層の泡混入量を２０〜３０体積％とし、次層以降を５体積％以下とすることによって、緻密かつひび割れなどが発生しない良好な電極を製作することができる。
【００５３】
また、電極の母材に誘電体を被覆する別の方法として、セラミックスの溶射を空隙率１０体積％以下となるように行い、さらにゾルゲル反応によって硬化する無機質の材料にて封孔処理を行うことが好ましく挙げられる。ここで、ゾルゲル反応の促進には、熱硬化やＵＶ硬化が好ましく、さらに封孔液を希釈し、コーティングと硬化を逐次で数回繰り返すと、よりいっそう無機質化が向上し、劣化の無い緻密な電極が得られる。
【００５４】
図３（ａ）、（ｂ）は各々、上述した円筒型のロール電極の一例を示す概略図であり、図４（ａ）、（ｂ）は各々、円筒型で固定されている電極の一例を示す概略図であり、図５（ａ）、（ｂ）は各々、角柱型で固定されている電極の一例を示す概略図である。
【００５５】
図３（ａ）および図３（ｂ）において、アース電極であるロール電極２５ｃは、金属等の導電性母材２５ａに対し、セラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２５ｂを被覆した組み合わせで構成されているものである。セラミック被覆処理誘電体を片肉で１ｍｍ被覆し、ロール径を被覆後φ２００ｍｍとなるように製作し、アースに接地してある。または、金属等の導電性母材２５Ａへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２５Ｂを被覆した組み合わせのロール電極２５Ｃで構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、さらに好ましく用いられる。金属等の導電性母材２５ａ、２５Ａとしては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄などの金属が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ、窒化ケイ素などが好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、さらに好ましく用いられる。なお、本実施の形態においては、ロール電極の母材は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用している（図には示していない）。
【００５６】
図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、（ｂ）は、印加電極である固定の電極２６ｃ、電極２６Ｃ、電極３６ｃ、電極３６Ｃであり、上記記載のロール電極２５ｃ、ロール電極２５Ｃと同様な組み合わせで構成されている。すなわち、中空のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を被覆し、放電中は冷却水による冷却が行えるようになっている。なお、セラミック被覆処理誘電体の被覆後φ１２ｍｍまたはφ１５ｍｍとなるように製作され、当該電極は、上記ロール電極の円周上に沿って１４本設置されている。
【００５７】
印加電極に電圧を印加する電源としては、特に限定されないが、パール工業製高周波電源（２００ｋＨｚ）、パール工業製高周波電源（８００ｋＨｚ）、日本電子製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）、パール工業製高周波電源（１５０ＭＨｚ）などが使用できる。
【００５８】
図６は、本発明に用いられるプラズマ放電処理装置の一例を示す概念図である。図６において、プラズマ放電処理容器３１の部分は図２の記載と同様であるが、さらに、ガス発生装置５１、電源４１、電極冷却ユニット６０などが装置構成として配置されている。電極冷却ユニット６０の冷却剤としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が用いられる。
【００５９】
図６に記載の電極２５、３６は、図３、４、５等に示したものと同様であり、対向する電極間のギャップは、たとえば１ｍｍ程度に設定される。
【００６０】
上記電極間の距離は、電極の母材に設置した固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から０．５〜２０ｍｍの範囲が好ましく、特に好ましくは０．５〜１．５ｍｍの範囲が望ましい。
【００６１】
前記プラズマ放電処理容器３１内にロール電極２５、固定されている電極３６を所定位置に配置し、ガス発生装置５１で発生させた混合ガスを流量制御して、給気口５２よりプラズマ放電処理容器３１内に入れ、前記プラズマ放電処理容器３１内をプラズマ処理に用いる混合ガスで充填し排気口５３より排気する。
【００６２】
次に電源４１により電極３６に電圧を印加し、ロール電極２５はアースに接地し、放電プラズマを発生させる。ここで、ロール状の元巻き基材６１より基材Ｆを供給し、ガイドローラ６４を介して、プラズマ放電処理容器３１内の電極間を片面接触（ロール電極２５に接触している）の状態で搬送させ、基材Ｆは搬送中に放電プラズマにより、その表面が放電処理され、その後にガイドローラ６７を介して、次工程に搬送される。ここで、基材Ｆはロール電極２５に接触していない面のみ放電処理がなされる。
【００６３】
電源４１から固定されている電極３６に印加される電圧の値は、適宜決定されるが、たとえば、電圧が０．５〜１０ｋＶ程度で、電源周波数は１００ｋＨｚを越えて１５０ＭＨｚ以下に調整される。ここで電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードとパルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モードのどちらを採用してもよいが連続モードの方がより緻密で良質な膜が得られる。
【００６４】
プラズマ放電処理容器３１は、パイレックス（Ｒ）ガラス製の処理容器等が好ましく用いられるが、電極との絶縁がとれれば金属製を用いることも可能である。たとえば、アルミニウムまたはステンレスのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けてもよく、該金属フレームにセラミックス溶射を行い、絶縁性をとってもよい。
【００６５】
また、放電プラズマ処理時の基材への影響を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材の温度を常温（ここで、常温とは１５〜２５℃を意味する。）〜２００℃未満の温度に調整することが好ましく、さらに好ましくは常温〜１００℃の範囲に調整することである。上記の温度範囲に調整するために、必要に応じて電極、基材を冷却手段で冷却しながら放電プラズマ処理してもよい。
【００６６】
図７は、プラズマ放電処理装置の別の一例であり、布帛に縫製などの加工を施した衣服や服飾品などの立体形状の繊維製品への機能付与に適する。すなわち、電極間に載置できない立体形状の繊維製品などの基材表面に薄膜層を形成する場合に、予めプラズマ状態にした反応性ガスを基材表面に噴射して薄膜層を形成するためのものである。
【００６７】
図７のプラズマ放電処理装置において、１００は基材、３５ａは金属等の導電性母材、３５ｂはセラミック被覆処理誘電体、１０５は電源である。セラミック被覆処理誘電体３５ｂにより金属等の導電性母材３５ａを被覆した板状の電極の間に設けられたスリット状の放電空間に、上部から前記混合ガスを導入し、電源１０５により高周波電圧を印加することにより、前記反応性ガスをプラズマ状態とし、該プラズマ状態の反応性ガスを基材１００表面に噴射することにより基材１００表面に薄膜層を形成する。この場合には、ベルトコンベアやローラーコンベアなどの搬送ベルト１１０上に、搬送台１１１を載せ、該搬送台に、基材１００を載せて搬送しながら連続的に基材１００上に薄膜層を形成させることができる。この装置は、たとえば、帽子などの立体形状の縫製品に紫外線遮蔽機能を付与する場合などに特に有効である。
【００６８】
また、上記図７の装置の別の態様として電極の間に設けられる放電空間を円筒状にすることもできる。
【００６９】
本発明で用いられる放電用電極は、該電極のＪＩＳ　Ｂ０６０１で規定される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下になるように調整されることが好ましいが、より好ましくは、Ｒｍａｘが８μｍ以下であり、さらに好ましくは、７μｍ以下に調整することが望ましい。また、該電極のＪＩＳ　Ｂ０６０１で規定される中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．１μｍ以下であることが望ましい。
【００７０】
次に、酸化チタンを含む層の形成に用いられる反応性ガス、不活性ガスについて説明する。
【００７１】
層形成には少なくとも反応性ガスが用いられるが、基本的に、層形成に必須な反応性ガス単独よりも、反応性ガスと不活性ガスの混合ガスが好ましく用いられる。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。
【００７２】
不活性ガスとは、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴン等が好ましく用いられる。
【００７３】
反応性ガスとしては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどのチタン化合物を含む反応性ガスが好ましく用いられる。
【００７４】
混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用いる場合、混合ガス中のチタン化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００７５】
上記記載のチタン化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であってもよい。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用される。チタン化合物を加熱により気化して用いる場合、テトライソプロポキシチタンのような常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属アルコキシドが好適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。
【００７６】
尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解される為、基材上への薄膜の形成、薄膜の組成などに対する影響は殆ど無視することが出来る。
【００７７】
上記記載の混合ガス中に水素ガスを０．１〜１０体積％含有させることにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。また、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応が促進され、且つ、緻密で良質な薄膜を形成することができる。
【００７８】
反応性ガスに有機金属化合物を添加する場合、例えば、有機金属化合物としてＬｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される金属を含むことができる。より好ましくは、これらの有機金属化合物が金属アルコキシド、アルキル化金属、金属錯体から選ばれるものが好ましい。
【００７９】
特に好適なアモルファス状の酸化チタンを含む層とするためには、添加ガスに添加する水素の量を調整することが有効である。水素の比率は０．５〜２質量％の範囲が好ましい。
【００８０】
これにより、下記の反応が進行し基材上に酸化チタンの被覆層が形成される。Ｔｉ（ＣＯＨ（ＣＨ３）２）４＋Ａｒ＋Ｈ２→ＴｉＯ２＋ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ・２ＣＨ３ＯＨ
【００８１】
【実施例】
次に実施例の形で本発明の態様と効果をより具体的に説明する。しかし、無論本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【００８２】
〔１〕焼却処理補助材の作製
（実施例１用補助材）
幅５０ｃｍのポリエチレンテレフタレート（１００μｍ厚さ）を基材とし、図１に順ずる構成の装置によって、下記条件にしたがって、表面に酸化チタンを含む層を形成した。
【００８３】
酸化チタン層を設ける条件
不活性ガス　：アルゴン　９８．７５体積％
反応性ガス１：水素ガス（混合ガス全体に対し１体積％）
反応性ガス２：テトライソプロポキシチタン蒸気（１５０℃に加熱した液体にアルゴンガスをバブリングした。混合量は混合ガス全体に対し０．２５体積％である）
基材上に、上記反応性ガス、上記放電条件により、連続的に大気圧プラズマ処理して、酸化チタンを含む層を設けた。これを実施例１用補助材とする。
【００８４】
（実施例２用補助材）
幅５０ｃｍに断裁したクラフト紙を基材とし、実施例１と同様にして表面に酸化チタンを含む層を形成した。その後、酸化チタン層が内側になるようにして、幅４０ｃｍ×長さ６０ｃｍの袋状に成形した。これを実施例２用補助材とする。
【００８５】
（実施例３用補助材）
図７に準ずる構成の実験機を用いて、幅５ｃｍ×長さ１０ｃｍ×厚さ１ｃｍの木片に、酸化チタン層を形成した。なお、同様のものを１０個作製した。これを実施例３用補助材とする。
【００８６】
（比較例１〜３用補助材）
上記実施例１〜３用補助材の各々の基材のみを、実施例１〜３用補助材に対応させて補助材として用い、比較例１〜３用補助材とした。
【００８７】
〔２〕焼却処理
廃棄物として、塩化ビニリデンを主成分とする食品用ラップフィルム２０ｃｍ×５０ｍをその芯材とともに各１０本、上記補助材と共に燃焼させた。燃焼には小型の焼却炉を使用した。
【００８８】
燃焼により発生する排ガス中のダイオキシン類の測定は、ＪＩＳ　Ｋ−０３１１に準拠する方法で行った。
【００８９】
結果を下記表１に示す。
【００９０】
【表１】
2004025050.tif 000003
【００９１】
本発明内の実施例１〜３は、いずれも焼却温度が比較例１〜３より低いにも係わらず、焼却残査の状態、ダイオキシン類の量共に良好でであった。
【００９２】
【発明の効果】
本発明により、プラスチック製品の焼却処理にあたって、焼却温度が低く、焼却残査が少なくしかも取り扱いやすく、排気ガス中のダイオキシン類の少ない、焼却処理補助材及び焼却処理補助材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ放電処理装置に設置されるプラズマ放電処理容器の一例を示す概略図である。
【図２】プラズマ放電処理装置に設置されるプラズマ放電処理容器の別の一例を示す概略図である。
【図３】（ａ）と（ｂ）は、各々、プラズマ放電処理装置の円筒型のロール電極の一例を示す概略図である。
【図４】（ａ）と（ｂ）は、各々、プラズマ放電処理装置の円筒型の固定電極の一例を示す概略図である。
【図５】（ａ）と（ｂ）は、各々、プラズマ放電処理装置の角柱型の固定電極の一例を示す概略図である。
【図６】プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。
【図７】プラズマ放電処理装置の別の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
２５、２５ｃ、２５Ｃ　ロール電極
２６、２６ｃ、２６Ｃ、３６、３６ｃ、３６Ｃ　電極
２５ａ、２５Ａ　金属等の導電性母材
２６ａ、２６Ａ　金属等の導電性母材
３５ａ、３６ａ、３６Ａ　金属等の導電性母材
２５ｂ、２６ｂ、３５ｂ、３６ｂ　セラミック被覆処理誘電体
２５Ｂ、２６Ｂ、３６Ｂ　ライニング処理誘電体
３１　プラズマ放電処理容器
５１　ガス発生装置
５２　給気口
５３　排気口
６１　元巻き基材
６５、６６　ニップローラ
６４、６７　ガイドローラ
１００、Ｆ　基材
１０５　電源
１０６　アース
１１０　搬送ベルト
１１１　搬送台
【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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【図７】
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