(57)【要約】【課題】燃焼処理されている、フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣について、その有効利用を実現するものであり、何等の特別な設備を必要とせず、また高価なバインダーと同等の性能を有し、賦形性も良好であるアルミドロス造粒物を安全に得ること。【解決手段】フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣をバインダーとして用いて、これとアルミドロスとを混合せしめて、造粒することにより、アルミドロス造粒物を形成するようにした。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣をバインダーとして用い、これとアルミドロスとを混合せしめて、造粒することによって、形成されてなるアルミドロス造粒物。
【請求項２】
前記フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣が、ビスフェノールＡの精製残渣である請求項１記載のアルミドロス造粒物。
【請求項３】
前記造粒が、圧縮造粒にて行なわれる請求項１又は請求項２記載のアルミドロス造粒物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミドロス造粒物に係り、特に、アルミニウム精錬工程で発生するアルミドロスを溶鋼の脱酸促進剤として利用するために造粒せしめる際のバインダーとして、これまで有効利用されていなかったフェノール系化合物の精製残渣を用いる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アルミ鋳造工場などからアルミ溶解時の廃棄物として発生するアルミドロスは、その有効利用のために、溶鋼の脱酸促進剤として使用されてきている。しかし、そのようなアルミドロスを粉体のままで溶鋼に投入すると、粉塵が飛散し、危険であると共に、作業環境も悪くなるところから、通常は、バインダーを添加して、所定の大きさに造粒したものが、用いられている。また、その際、廃棄物の有効利用という面から、経済性に重点が置かれており、そのためバインダーには、従来から、ポリビニルアルコール、コーンスターチ等の水溶性のものを用いたり、或いはトール油に消石灰を加えて使用するのが、一般的である。しかしながら、水溶性のものでは、バインダーそのものに含まれる水が、またトール油と消石灰の組合せの場合には、硬化時に発生する水が、それぞれ、アルミドロスに含まれる窒化アルミなどと反応して、アンモニアガスを発生させるために、作業環境を悪化させ、且つ危険なものとする恐れがあると共に、発熱によって、最悪の場合には火災に至ることもあった。
【０００３】
一方、水を含まないバインダーを用いてアルミドロス造粒品を製造する場合において、例えば、特開平２−２７０９２０号公報（特許文献１）には、タール等の使用が挙げられているが、そこでは、油脂類、有機溶剤を併用することによって、充分な流動性を確保して、混合することが必須とされている。また、特開平９−２４１７６６号公報（特許文献２）には、熱可塑性廃棄プラスチックを金属粉体との摩擦熱で溶融させ、圧縮、成形せしめるとされているが、その圧縮成形操作に適温とされる１６０〜１８０℃まで上昇させるには、高速混練機にて長時間撹拌しなければならず、このため高価な設備が必要であると共に、生産性に劣る問題を内在している。更に、特開２００２−１８４１２号公報（特許文献３）には、粉体状の樹脂を、液体を存在させることなく、バインダーの融点以下の温度で混合し、圧縮造粒する手法が明らかにされているが、その実施例で示されている樹脂などでは、コスト高となり、しかも賦形性が悪く、商品の性格上からして問題があるものであった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２７０９２０号公報
【特許文献２】
特開平９−２４１７６６号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８４１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここにおいて、本発明の目的とするところは、現在大部分が燃焼処理されている、フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣について、その有効利用を実現するものであり、何等の特別な設備を必要とせず、また高価なバインダーと同等の性能を有し、賦形性も良好であるアルミドロス造粒物を安全に得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、従来、燃焼処理されているフェノール系化合物の精製残渣が、高価である熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などと同等の性能を有する、アルミドロス造粒物におけるバインダーとして、用いられ得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【０００７】
従って、本発明は、そのような知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣をバインダーとして用い、これとアルミドロスとを混合せしめて、造粒することによって、形成されてなるアルミドロス造粒物にある。
【０００８】
すなわち、この本発明に従うアルミドロス造粒物にあっては、従来より、燃焼処理される等して廃棄物として取り扱われていた、フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣を、バインダーとして有効に利用しているところから、優れた経済性が実現され得ると共に、工業的意義が極めて高いものとなっているのである。
【０００９】
しかも、フェノール系化合物の精製残渣は、従来より、バインダーとして用いられている熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などと同様の性能を有しているところから、水によって安全性が損なわれるようなこともないと共に、得られた造粒物の圧潰強度も充分高度に確保されることとなるのである。
【００１０】
なお、前記フェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣としては、ビスフェノールＡの精製残渣が、好適に採用され得る。かかるビスフェノールＡの精製残渣は、一般的なものであれば融点が高過ぎることもないと共に、フェノール樹脂やポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂に比して溶融粘度が低いところから、これをバインダーとして使用すれば、特に優れた賦形性が実現され得るといった利点も享受され得るようになる。
【００１１】
また、本発明における好ましい態様の一つによれば、前記造粒は、圧縮造粒にて行なわれることが望ましく、このような圧縮造粒を採用すれば、フェノール系化合物の精製残渣とアルミドロスとの粉末混合物から、より一層有利に且つ低廉に、アルミドロス造粒物を製造することが可能となるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の構成について、その詳細を具体的に明らかにすることとする。
【００１３】
先ず、本発明でいうフェノール系化合物を精製する際に発生する精製残渣とは、フェノール、クレゾール、キシレノール、ナフトール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどを精製する際に副生される残渣を意図しており、そして、それらフェノール系化合物の精製残渣の中でも、常温で固形であり、且つコスト、流動性の点よりして、ビスフェノールＡの精製残渣が、特に好ましく用いられることとなる。また、その形状には、特に制約はないが、簡易な装置で混合するためには、乾体、特に粉体であることが、好ましい。更に、安定化した粉体を得るために、あらかじめアンチブロッキング剤、滑剤、帯電防止剤を混合することも可能である。
【００１４】
ここで、本発明において有利に用いられるビスフェノールＡの精製残渣について、その概要を、以下に述べるならば、先ず、その主成分は、精製条件により異なるが、ビスフェノールＡ及びその異性体、クロマンＩと呼ばれるクロマン化合物、その他ポリフェノール化合物、及び高分子物質により、構成される。この残渣は、アスファルト様の高沸点物質であり、常温で固体状である。ビスフェノールＡの精製残渣は、フェノール樹脂等と同じ程度の融点のものであると、べたつかず、取扱性に優れ、且つ融点を超えた直後の温度での溶融粘性が低いために、アルミドロス造粒時の賦形性が良好となる特徴を発揮する。また、ビスフェノールＡの精製残渣の一般的なものは、東ソー株式会社製ゲル濾過クロマトグラフ８０２０（カラム：Ｇ１０００ＨＸＬ＋Ｇ２０００ＨＸＬ、検出器：ＵＶ２５４ｎｍ、キャリヤー：テトラヒドロフラン１ｍｌ／ｍｉｎ、カラム槽温度３８℃）の測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）が、３００〜２０００である。
【００１５】
また、かかるビスフェノールＡの精製残渣の入手方法としては、公知の方法によってフェノールとアセトンよりビスフェノールＡを合成した後、その反応生成液から、触媒、生成水、未反応のフェノールや、生成した大部分のビスフェノールＡ等を回収することにより、その残渣として得る手法が採用される。ここで、ビスフェノールＡの精製は、フェノールとアセトンの酸性触媒下での縮合反応の際に生成する副生物や、触媒の除去、未反応フェノール除去等の後処理を行う際に生成する副生物を除去することを目的とするものであって、精製残渣は、そのような分離除去操作にて取り出された副生物にて主として構成されているのであり、そのために、例えば蒸留や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の溶剤を用いる再結晶法、更には、ビスフェノールＡとフェノールの付加物の晶析の方法等が採用されることとなる。そして、蒸留による場合には缶出液が、また溶剤を用いる再結晶の場合には濾液より溶剤を回収した残渣が、さらに付加物の晶析による分離法では濾液よりフェノールを回収した残渣が、それぞれ、本発明でいう精製残渣に相当するものとして、用いられるのである。
【００１６】
近年、電子情報記憶媒体となるコンパクトディスクなどの製造に、ポリカーボネート樹脂の需要が高まり、その原料であるビスフェノールＡは、生産量も増大している。それに伴って、ビスフェノールＡの精製残渣も、大量に副生されており、その処理は一部樹脂の原料として用いられている例もあるが、大部分は焼却されているのが現状である。このため、本発明に従って、そのような精製残渣がアルミドロスの造粒用バインダーとして有効利用され得ることは、本発明の工業的意義を著しく高めるものである。
【００１７】
一方、本発明に使用されるアルミドロスとは、アルミニウム及びその合金を溶解したときに生じるダストであり、地金精錬メーカー、圧延工場、鋳造工場などから発生するものである。その組成は、通常、金属アルミニウムが１０〜８０重量％程度含まれ、さらに空気中の窒素と反応した窒化アルミが１０重量％程度含まれてなるものである。その粒度は、数ミリから十数マイクロメートルと幅があり、粒度分布も一定でない無機粉体である。
【００１８】
そして、本発明では、目的とする造粒物を得るべく、上述の如きアルミドロス粉体とフェノール系化合物の精製残渣とが混合せしめられるが、その混合は乾体のまま行なわれることが望ましい。また、その混合に際して、例えばリボンミキサー、スクリューミキサー、ナウターミキサーなどが、一般的に用いられるが、これらに限定されるものではなく、公知の各種の機械装置を用いた混合手法が採用され得ることは、言うまでもないところである。
【００１９】
なお、かかる混合に際しては、アルミドロス粉体の１００重量部に対して、フェノール系化合物の精製残渣を１〜１０重量部程度、好ましくは３〜７重量部程度加え、常温で撹拌混合せしめられることとなる。この精製残渣の配合量が１重量部未満では、造粒物の圧潰強度が不十分となるのであり、また１０重量部を超えるようになると、経済的にも得策でなくなる。
【００２０】
ところで、上述せる如くして混合せしめられたアルミドロスとフェノール系化合物の精製残渣との混合物を用いて、所定の大きさの造粒物を製造乃至は成形するに際しては、混合物を加熱することにより、バインダーを溶融せしめて造粒する手法や、溶剤を用いて造粒する手法等、従来から公知の各種の造粒手法が適宜に採用され得るのであるが、本発明においては、そのような造粒手法の中でも、アルミドロスとフェノール系化合物の精製残渣の混合物を加圧，圧縮することにより造粒せしめる圧縮造粒法乃至はプレス造粒法が、特に好適に採用され、これにて、アルミドロス造粒物の製造が簡便化され得ると共に、製造コストもより一層低廉となる。
【００２１】
具体的には、圧縮造粒法にてアルミドロス造粒物を製造するに際しては、公知の各種の圧縮造粒機が用いられ、一般的な成型圧、つまり１０ＭＰａから５００ＭＰａ程度の圧力で圧縮造粒が行なわれるのである。なお、圧縮造粒方法には、ピストン状に加圧圧縮する方法や、回転しているロールの間に原料を入れる方法等があるが、何れの方法も採用され得る。因みに、前者の方法は、例えば、ラム径圧縮造粒機により実施され、後者の方法は、ロール形圧縮造粒機により実施され得る。また、圧縮造粒を行なうに際しては、あらかじめ、上述せる如き造粒機を、バインダーであるフェノール系化合物の精製残渣の融点付近まで加熱することも可能であるが、加熱することなく、常温での造粒も可能である。これは、アルミドロスとフェノール系化合物の精製残渣との混合物を加圧，圧縮する際に、局所的に高温になる部分が生じ、これにて、フェノール系化合物の精製残渣が一部溶融するところから、接着作用が発揮せしめられるためである。特に、本発明て用いられるフェノール系化合物の精製残渣（中でも、ビスフェノールＡの精製残渣）は、溶融粘度が低いところから、優れた接着力が実現され、以て、得られるアルミドロス造粒物の圧潰強度は高く、また優れた賦形性も有利に実現され得るようになっているのであり、この点においても、本発明の優位性が認められるのである。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明を、実施例を用いて更に具体的に明らかにするが、本発明は、これらの例によって、何等限定的に解釈されるものではない。なお、溶融粘度の測定は、コーンプレート式粘度計（東亜工業株式会社製ＭＯＤＥＬ  ＣＶ−１Ｓ）を用い、測定温度は１２０℃で行った。
【００２３】
（実施例１）
先ず、バインダーとして、粉体にしたビスフェノールＡの精製残渣を用い、その１５０ｇとアルミドロス３ｋｇとを、品川式ミキサーを用いて混合した。次いで、その得られた混合物を、あらかじめ６０℃に温めておいた直径３ｃｍの円筒型の金型に１２ｇ入れ、更に６０℃に温めておいたホットプレスにて、３０ＭＰａの圧力で３０秒間圧縮成形することにより、目的とする圧縮造粒物を得た。かくして得られたアルミドロス圧縮造粒物について、その圧潰強度を圧縮強度試験機にて測定したところ、８５Ｎであった。なお、ビスフェノールＡの精製残渣の１２０℃における粘度は、７３００ｍＰａ・ｓであった。
【００２４】
（比較例１）
実施例１におけるバインダーを、粉末状のフェノール樹脂（旭有機材工業株式会社製ＫＬ３０９３）に代えて、実施例１と同様の成形を行った。得られたアルミドロス圧縮造粒物の圧潰強度は、８３Ｎであった。なお、用いたフェノール樹脂の１２０℃における粘度は、６０８００ｍＰａ・ｓであった。
【００２５】
（比較例２）
実施例１におけるバインダーを、粉末状のポリプロピレン樹脂（住友精化製ＱＢ２００）に代えて、実施例１と同様の成形を行った。得られたアルミドロス圧縮造粒物の圧潰強度は、２２Ｎであった。なお、用いたポリプロピレン樹脂の溶融粘度は、２００℃においても、測定不能（２０００００ｍＰａ・ｓ以上）であった。
【００２６】
（比較例３）
実施例１におけるバインダーを、粉末状のポリエチレン樹脂（住友精化製ＦＧ８０１ＳＮ）に代えて、実施例１と同様の成形を行った。得られたアルミドロス圧縮造粒物の圧潰強度は、２．７Ｎであった。なお、用いたポリエチレン樹脂の溶融粘度は、２００℃においても、測定不能（２０００００ｍＰａ・ｓ以上）であった。
【００２７】
【表１】
2004190069.tif 000002
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかな如く、本発明に従って得られるアルミドロス造粒物にあっては、常温での撹拌混合を採用することができるため、特別な装置を必要としない利点があり、また、高価な熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂と同等な特性を有すると共に、従来大部分が燃焼処理されていたフェノール系化合物の精製残渣を有効利用するものであるところから、その経済的価値に加えて、工業的意義の極めて高いものであり、更に、バインダーの溶融粘度が低いために、賦形性も良好であり、水を発生することもないので、安全である等の優れた特徴を有しているのである。