(57)【要約】　　　（修正有）【課題】廃プラスチックと廃粘土を無公害で既在品と同機能の製品にして再利用する製造方法の提供。【解決手段】廃プラスチックを粉砕したものと廃粘土を乾燥させ粉末にしたものとを混合し水を加えて練り、このように混練りされた合成粘土を成形して特定形状の成形品にし乾燥させ、この成型品を炉で焼成させ徐冷を行い密閉させた後、生ガスを焼成炉に供給して、焼成された成形品を炭素コーティングし、浄化材を製造する。廃プラスチックの粉砕物と廃粘土の粉末体の混練行程の混合比率は、乾燥重量比で前記廃プラスチックが略４０％で廃粘土が略６０％である。【選択図】　　　　図１
2004141692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを粉砕し廃粘土を乾燥させ粉末にする行程と、
前記廃プラスチックの粉砕物と前記廃粘土の粉末体を混合し水を加えて練り合成粘土にする行程と、
混練りされた前記合成粘土を成形して成形品にし乾燥させる行程と、
乾燥させた前記合成粘土の成形品を焼成炉で焼成させる行程と、
前記焼成炉を密閉状態にし生ガスを供給し前記焼成された成形品を炭素コーティングする行程と
からなる浄化材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記廃プラスチックの粉砕物と前記廃粘土の粉末体の混練行程の混合比率は、乾燥重量比で前記廃プラスチックが略４０％で前記廃粘土が略６０％であることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記焼成させる行程の焼成温度は、９００℃から１１００℃とすることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記廃プラスチックを粉砕させる行程は、破砕機によって前記廃プラスチックの粒径が０．５ｍｍ以下になるように粉砕させる行程であることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は３記載の浄化材の製造方法において、
前記焼成炉を密閉状態にし生ガスを供給する行程は、前記焼成温度が徐冷され７００℃から８００℃になったときに前記焼成炉を密閉し、生ガスを供給する行程であることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記焼成させる行程は、焼成温度を毎分１〜２℃づつ上げて焼成させる行程であることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記合成粘土を成形して成形品にする行程は、前記合成粘土を断面がちくわ状あるいは柱状になるように成形されることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記廃プラスチックを粉砕し前記廃粘土を乾燥させ粉末にする行程の前記廃プラスチックは、フェノール樹脂廃材であることを特徴とする浄化材の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の浄化材の製造方法において、
前記廃プラスチックを粉砕し廃粘土を乾燥させ粉末にする行程の廃粘土は、有明海に堆積している粘土であることを特徴とする浄化材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックと廃粘土を利用し焼成して水等の浄化のための浄化材を製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にフェノール樹脂等の成形品を成形する過程で発生するバリ、スプール等、再生ができない廃プラスチックは、廃棄処分されているのが現状である。又、建設工事現場で発生する廃粘土においては、一部は粉砕され土壌改良土として再利用されているが、その量は少なく大半は産業廃棄物として埋め立て等に処分されている。一方水等の浄化のため炭化物が利用されているが、この炭化物の多孔質材料としての浄化材を製造する方法として、無機物質におがくず、コークスのような可燃性物質を混合し、これを燃焼させ空隙を形成し浄化材とする方法などが知られている。
【０００３】
又、泥水状の粘土を連通気泡発泡組織の任意形状のプラスチックフォーム内に含浸させ、高周波加熱により粘土を乾燥させ、次いで２００℃〜４００℃に加熱してプラスチックフォーム成分を焼却し、次いで粘土分を、８００℃〜１２００℃で約３０分間焼成する方法なども知られている。
【０００４】
更に、炭化物を含む粘土等は、炭化物の燃焼ガスが品質に影響を及ぼすことから、このままでは利用されない。これを解決する方法として、廃プラスチックと廃粘土を粉体にし混練りし乾燥させたものを焼成し有機物を燃焼させ焼失せしめるようにして、製品化したときの変色、ふくれ、発泡現象、黒芯現象等を除去する方法等が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平１１―１５７９１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
廃プラスチック及び廃粘土等を再利用せず廃棄物処理場に廃棄することは、廃棄処理場の確保が困難になってきたこと、自然環境保全の必要性、資源の有効利用の観点から廃棄環境は難しい事態になっている。このため、特に廃棄することなく有効に再利用することが最近の傾向である。前述のように、廃プラスチックを廃粘土等と混ぜ焼成して再利用することは公知である。
所定の多孔質形状物を製造するために、コークスのような可燃物を無機組織物に均一に混合することはできず、かえって型崩れの多いものになってしまう。又、連通気泡発泡組織のものは、任意形状のプラスチックフォームを製造し、またそれを焼却しなければならないので、経済的でない。
【０００６】
このように、再利用の形態はとるものの、その完成品は必ずしも既存の代替品になるものとは限らない。本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり、従来の方法を再検討し研究を重ねた結果のもので、次のような目的を達成する。
本発明の目的は、廃プラスチック及び廃粘土を無公害で既存品と同機能の製品にして再利用する製造方法の提供にある。また、本発明の他の目的は、資源を無駄にすることなく有効活用ができる製造方法の提供にある。更に、本発明の他の目的は、低コストで、大量に処理することができる製造方法の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の浄化材の製造方法は、次のような手段を採る。即ち、発明１の浄化材の製造方法は、廃プラスチックを粉砕し廃粘土を乾燥させ粉末にする行程と、前記廃プラスチックの粉砕物と前記廃粘土の粉末体を混合し水を加えて練り合成粘土にする行程と、混練りされた前記合成粘土を成形して成形品にし乾燥させる行程と、乾燥させた前記合成粘土の成型品を炉で焼成させる行程と、前記炉を密閉状態にし生ガスを供給し前記焼成された成形品を炭素コーティングする行程と、からなっている。特に炉を密閉にし生ガスを供給し酸素供給を絶つことにより、炉内の製品を燻す状態にする。これは、製品に炭化コーティングを施すのに効果的である。
【０００８】
発明２の浄化材の製造方法は、発明１において、前記廃プラスチックの粉砕物と前記廃粘土の粉末体の混練行程の混合比率は、乾燥重量比で前記廃プラスチックが略４０％で廃粘土が略６０％であってもよい。実験的に有効な割合として実証されている。
発明３の浄化材の製造方法は、発明１において、前記焼成させる行程の焼成温度は、９００℃から１１００℃としてもよい。
【０００９】
発明４の浄化材の製造方法は、発明１において、前記廃プラスチックを粉砕させる行程は、破砕機によって前記廃プラスチックの粒径が０．５ｍｍ以下になるように粉砕させる行程であってもよい。
発明５の浄化材の製造方法は、発明１において、前記炉を密閉状態にし生ガスを供給する行程は、前記焼成温度が徐冷され７００℃から８００℃になったときに焼成炉を密閉にし、生ガスを供給する行程であってもよい。徐冷後にいぶし状態にすることで、有効に炭素コーティングを施すことができることは、実験的に実証されている。
【００１０】
発明６の浄化材の製造方法は、発明１において、前記焼成させる行程は、焼成温度を毎分１〜２℃づつ上げて焼成させる行程であってもよい。
発明７の浄化材の製造方法は、発明１において、前記合成粘土を成形して成形品にする行程は、前記合成粘土を断面がちくわ状あるいは柱状になるように成形されてもよい。
発明８の浄化材の製造方法は、発明１において、前記廃プラスチックを粉砕し廃粘土を乾燥させ粉末にする行程の前記廃プラスチックは、フェノール樹脂廃材であってもよい。
発明９の浄化材の製造方法は、発明１において、前記廃プラスチックを粉砕し廃粘土を乾燥させ粉末にする行程の廃粘土は、有明海に堆積する粘土であってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の対象となる廃プラスチックは、再生が不可能で従来廃棄処分されているものである。例えば、電気機器のスイッチボックス等で成形に使用されるフェノール樹脂等の鋳型よりはみ出たバリ、ランナーあるいはスプール、不良品等の廃材を対象にしている。電気用フェノール樹脂は、フェノール樹脂以外に木粉、炭酸カルシウム、硬化剤、着色料等が含まれている。廃プラスチックは、破砕機により細粒状に粉砕されるが、その粒径は１．００ｍｍ以下にしてふるい分けられる。理想的には０．５ｍｍ以下になるのが望ましい。
【００１２】
又、建設現場等により排出される廃粘土は、一般に含水率が７０％程度のものが多いが、これを乾燥機で乾燥させ、粉末にする。廃粘土は例えば九州の筑後川下流域、及び有明海に堆積する粘土（有明粘土）を使用する。この有明粘土は軟弱なため、地盤材料としては不適であるが、有明粘土は灰色を呈していて含水率が７０％程度では非常に粒度が小さく滑らかである。これを炭化微生物担体の骨格として利用する。
【００１３】
次にこれら乾燥状態の廃プラスチック粒体と廃粘土粉末を混合する。この混合された合成粘土を微生物担体として炭化複合体を作る材料とする。この混合割合は、乾燥重量比で廃プラスチック粒体が４０％で、廃粘土粉末が６０％である。この混合された合成粘土に水を徐々に加えながら撹拌し練る。水分が略５０％程度になるまで水を加える。
【００１４】
このようにすることで、形押機で成形し易い固さとなる。この混練りされた合成粘土を形押機に入れて押し出す。押し出すとき決められた型枠を通過させるので、押し出されたとき合成粘土は、外形が型枠に合った形状となっている。例えばちくわ状あるいは柱状の形状にする。これは浄化材として利用するとき、重ねた場合に間隔が多くとれる形状となる。この押し出された合成粘土を所定の長さに切断したものを原材としての製品とする。決められた型枠とは、この製品は水の浄化を目的にしているので、その使用形態に合わせている。
【００１５】
例えば、水槽へ敷き詰める場合は、表面をランダムになる形状にしている。次にこの切断された合成粘土の製品を乾燥させる。この乾燥方法は、自然乾燥であっても加熱乾燥であってもよい。乾燥を急がせる場合は、加熱乾燥となる。乾燥させた後、この製品を焼成炉で焼成させる。この焼成は例えば温度を毎分１〜２℃づつ上げて行う。焼成する温度は９００℃から１１００℃の範囲である。通常の焼成温度は１０００℃が望ましい。有明粘土の場合は、１０００℃以上が望ましい。樹脂の混合割合における比表面積は１０００℃で非常に小さい結果が示されている。これは、焼結が進み、細孔が減少したと考えられる。又、機械的強度も１０００℃で焼成したものは定性的に大きい結果となっている。
【００１６】
その後７００℃から８００℃まで徐冷を行う。その後、この焼成炉を密閉する。密閉後プロパンガス等の生ガスを注入する。このようにして、焼成炉を蒸し焼き状態にして製品に炭素コーティングを施す。この蒸し焼き状態は、酸素欠乏状態を意味するが、この状態は樹脂の酸化が抑制され、粘土はより炭化され複合体になるのに効果的である。特に有明粘土は顕著である。この炭素コーティングがなされた後、十分に徐冷を施してから製品を焼成炉から取り出す。炭素コーティングを施すと、完成品の場合は黒くなるので、目視で確認することができる。このような方法で、廃プラスチックと廃粘土の合成粘土を炭素コーティングの施された固形状の浄化材に製品化する。
【００１７】
次に図の説明をする。図１は、本発明の方法を実施するための焼成形態を示したものである。容器１の中に廃プラスチック材の粉２と合成粘土３を入れ、蓋４をして密閉状態にした構成を模式的に示したものである。この状態で蒸し焼き焼成する。合成粘土は不完全燃焼の状態で蒸し焼きされ炭化する。図２及び図３は、後述する実施例の測定結果を示すグラフである。図２は、積算細孔容積分布図で、細孔直径に対する積算細孔容積の関係を示している。図３は、ｌｏｇ微分細孔容積分布図で、細孔直径に対するｌｏｇ微分細孔容積の関係を示している。
【００１８】
【実施例１】
１，廃プラスチックの粉粒と廃粘土の粉末の配合割合（乾燥重量比）：廃プラスチック４０％、廃粘土６０％
２，合成粘土の形状：直径２０ｍｍ（〜３０ｍｍ）、長さ５０ｍｍ（〜７０ｍｍ）
外形形状；柱状
３，焼成形態：容器に入れ、隙間を廃プラスチックの粉で埋める。図１に示す。
４，焼成条件：
１）焼成炉に容器入りの合成粘土を挿入する。
２）焼成始め：毎分２℃づつ１０００℃まで上げる。
３）温度を１０００℃で２時間維持する。
４）放置冷却８時間
５，細孔分布測定データ
４項の条件で実施した結果を下記に示す。この実施の廃プラスチックの粒径は１．０ｍｍ〜０の範囲で、種々の条件設定により測定を行った。
１）積算細孔容積分布図
図２に示すのは、廃プラスチック粒径０．２５ｍｍ〜０で、混合比が４０％の例である。
２）ｌｏｇ微分細孔容積分布図
図３に示す。条件は図２に同じ。
６，結果
１０〜２０μｍの細孔径ピークをもつ炭化複合体を製作することができた。
【００１９】
【実施例２】
実施例２は、実施例１のデータをもとに実物テストを行うために浄化材の形状、大きさを決め製造したものである。
１，廃プラスチックの粉粒と廃粘土の粉末の配合割合（乾燥重量比）：廃プラスチック４０％、廃粘土６０％
２，合成粘土の形状：外形２５ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１００ｍｍ〜１１０ｍｍ
外形形状；ちくわ状
３，焼成条件：
１）焼成炉に容器入りの合成粘土を挿入する。
２）焼成始め：毎分１℃づつ１０００℃まで上げる。
３）温度を１０００℃で３〜４時間維持する。
４）徐冷：７００℃〜８００℃
５）密閉：合成粘土が焼き上がった時点で焼成炉を密閉する。
６）生ガス注入：生ガスはプロパンガス
７）放置冷却８時間
４，結果
目視ではあるが、計画通りの炭化複合体の浄化材を製造することができた。又、実物テストの結果も充分な効果がでた。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法を適用することで、産業廃棄物として廃棄処分されている廃プラスチック及び廃粘土を無公害で、低コストのもとに大量に処理でき、浄化材として有効に利用できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、焼成形態を模式的に示した説明図である。
【図２】図２は、積算細孔容積分布を示すグラフである。
【図３】図３は、ｌｏｇ微分細孔容積分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１…容器
２…廃プラスチックの粉
３…合成粘土
４…蓋
【図１】
2004141692.tif 000003
【図２】
2004141692.tif 000004
【図３】
2004141692.tif 000005