(57)【要約】【課題】通常は廃棄処理される火力・原子力発電所等における取水路に付着する貝類を有効に利用する貝殻粉末混入フィルム、袋材、及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の貝殻粉末混入フィルムは、貝殻原料を、３００〜８００℃で１〜８時間の熱処理を行うと共に微粉砕機により粉砕処理した貝殻粉末を、樹脂原料に混入してフィルム化してなる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
貝殻原料を、３００〜８００℃で１〜８時間の熱処理を行うと共に微粉砕機により粉砕処理した貝殻粉末を、樹脂原料に混入してフィルム化してなることを特徴とする貝殻粉末混入フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載の貝殻粉末混入フィルムを製袋化してなることを特徴とする袋材。
【請求項３】
貝殻原料を、３００〜８００℃で１〜８時間の熱処理を行った後、微粉砕機により粉砕処理して貝殻粉末とし、該貝殻粉末と樹脂原料とを６：４〜２：８にて混合してペレット状とし、該ペレットに、任意量の樹脂原料を加え、これを熱溶融させ、フィルム状に押出し成形することを特徴とする貝殻粉末混入フィルムの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載する方法で得られた貝殻粉末混入フィルムを製袋化することを特徴とする袋材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通常は廃棄処理される火力・原子力発電所等における取水路に付着する貝類を有効に利用する貝殻粉末混入フィルム、袋材、及びそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電所や原子力発電所等においては、大量の海水や川水を冷却水として取水しているが、その取水路にはムラサキイガイ等の貝類が大量に付着し、これを放置すると、水流抵抗の増大や閉塞をまねくため、定期的に付着した貝類を剥がし落とす必要があった。
剥がし落とされた貝類は、そのまま廃棄処理、即ち埋め立て処理されることが多いが、近年、埋め立て用地を確保することが困難となり、また腐敗異臭対策が課題となっている。
そこで、このような貝類を、石灰原料として地盤改良材又はセメントに混合したり、アスファルトに加える骨材として用いるなどの提案（特開平５−３３１８３０号公報、特開２００２−１８４１８公報、特開平６−８８３０４号公報）がなされている。
しかし、このような土木系の有効利用は需要としては十分ではなく、継続的且つ大量の需要が見込まれる用途への有効利用が嘱望され、貝類をフィルムに混合する提案（例えば特許文献１など）もなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５４９公報
【０００４】
特許文献１は、貝殻粉末などとバインダーとを主材としてなるフィルムであって、生分解性を有することを特徴とするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１では、バインダーが生分解性を有する柿渋、ふのり、寒天であって、合成樹脂フィルムのような強度や特性を有するものではなく、したがって、その需要も期待できないものであった。
また、単に合成樹脂フィルム中に貝殻粉末を混入しようとした場合、粉砕した貝殻粉末は、針状粒子となっているため、成形されたフィルムを切り裂いてしまうという問題があり、実用化に至らなかった。尚、前記特許文献１における貝殻粉末は、その詳細について記載されていないが、フィルムそのものが合成樹脂ではなく柿渋、ふのり、寒天であって、例えば合成樹脂フィルムのようにテンションをかけて巻き取る等の処理も行われないので、上述の問題を生じない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記に鑑み鋭意検討の末、開発されたものであり、貝殻原料を、３００〜８００℃で１〜８時間の熱処理を行うと共に微粉砕機により粉砕処理した貝殻粉末を、樹脂原料に混入してフィルム化してなることを特徴とする貝殻粉末混入フィルムを提案するものである。
【０００７】
また、本発明は、前記貝殻粉末混入フィルムを製袋化してなることを特徴とする袋材をも提案する。
【０００８】
さらに、本発明は、貝殻原料を、３００〜８００℃で１〜８時間の熱処理を行った後、微粉砕機により粉砕処理して貝殻粉末とし、該貝殻粉末と樹脂原料とを６：４〜２：８にて混合してペレット状とし、該ペレットに、任意量の樹脂原料を加え、これを熱溶融させ、フィルム状に押出し成形することを特徴とする貝殻粉末混入フィルムの製造方法も提案する。
【０００９】
また、本発明は、前記のように作成した貝殻粉末混入フィルムを製袋化することを特徴とする袋材の製造方法をも提案する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる貝殻原料は、前述のように火力発電所や原子力発電所等における取水路に付着するムラサキイガイ等の貝類から生体部分を分離除去したものであり、各種洗浄処理等により生体部分やその他の有機物、或いは塩分などを適宜に除去したものが用いられる。量的に微少であれば生体部分等の有機物などが残存していても良い。
【００１１】
本発明に供される貝殻原料を得るための手法の一例を以下に具体的に示す。
まず、火力発電所等の取水路から剥がし落とされた貝類を、水が常時出ているシャワーリング状況下で同時に粗い粉砕処理を加えながら貝類の内外隅々まで十分に洗浄した後、粗く砕かれた貝殻と生体部分とを分離する。そして、分離した貝殻を日干し乾燥して完全に塩分を取り除く。この貝殻を、本発明では貝殻原料として用いる。尚、生体部分については飼料などとして有効利用される。
【００１２】
続いて３００〜８００℃で１〜８時間、好ましくは４００〜６００℃で２〜４時間の熱処理を行う。後述する実施例などに示すように５００℃程度で３時間程度の熱処理が特に好ましいが、３００℃でも処理時間を長くすれば良いし、１時間でも処理温度を高くすれば良い。３００℃より低い処理温度、或いは１時間より少ない処理時間では、その後の微粉砕機による粉砕処理にて粒子形状が十分に曲面化（球状化）しない。また、８００℃より高い処理温度、或いは８時間より長い処理時間ではエネルギー的に無駄になる。この段階で仮に貝殻原料に生体部分や有機物が残存していたとしても殆ど焼失又は炭化する。
【００１３】
その後、微粉砕機により粉砕処理して貝殻粉末とする。微粉砕機とは、数ｍｍ以上の粒子を数十μｍ以下に粉砕するものであって、１μｍ前後までの粉砕を目的とする超微粉砕機も含むものであり、ポットミル、振動ミル、撹拌ミル、オングミル、ジェットミル等がある。特に薄肉のフィルムとする場合やフィルム特性の均質化を図る場合には超微粉砕機を用いることが望ましく、さらに乾式のジェットミルを用いることが好ましい。そして、この粉砕処理により、粒子形状が十分に曲面化（球状化）し、後述する樹脂原料に混入してフィルム化しても切り裂き等を生ずることがないものとなる。
前記熱処理を行うことなく貝殻原料を粉砕処理した場合には、前述のように針状粒子となっているため、成形されたフィルムを切り裂いてしまうという問題があったが、前記熱処理によって貝殻中の有機質が焼失或いは炭化することによって、貝殻原料が脆質化し、それを粉砕処理して得られる貝殻粉末の粒子形状は曲面化（球状化）したものとなる。
【００１４】
また、本発明において、用いる樹脂原料は特に限定するものではないが、フィルム状にした場合に柔軟で、且つ比較的気体透過率が高いものが汎用フィルムとして好適に利用できる。例えば各種の添加剤を必要としないポリエチレンやポリプロピレンなどが好ましく、より好ましくは価格的にも安価なポリエチレンが好ましい。
上記のポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ＝Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ＝Ｌｉｎｅｒ  Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）等を用いることができる。
【００１５】
そして、前述のようにして得られた貝殻粉末と前記樹脂原料とを６：４〜２：８、特に好ましくは５：５〜３：７にて混合してペレット状とし、該ペレットに、任意量の樹脂原料を加え、これを熱溶融させ、フィルム状に押出し成形する。
従来の汎用ゴミ袋として知られている袋材は、ポリエチレンに炭酸カルシウム等を混入してペレット状とし、該ペレットに任意量のポリエチレンを加えてこれを熱溶融させ、押出し成形して得られるフィルムを製袋化したものであるから、炭酸カルシウムに代えて貝殻粉末を用いる以外は、全く同様の手順にて本発明の貝殻粉末混入フィルムを作製でき、また本発明の貝殻粉末混入袋材を作製することができる。したがって、製造に用いる添加剤等についても全く同様に使用することができ、可塑剤、安定剤、滑剤、着色剤、ミネラルオイル等を適宜に配合することができる。また、製造に用いる装置等についても全く同様に使用することができ、公知の押出し成形機を用いて適宜にフィルム成形並びに製袋化を行うことができる。
【００１６】
尚、樹脂原料に対する貝殻粉末の添加量は、必ずしも前述のものに限定するものではなく、また前記組成のペレットに添加する樹脂原料の量を調整することにより、任意の組成のフィルムを調製することができる。言い換えれば要求される特性、例えば強度や伸び特性などに応じて適宜組成のフィルムを調製することができる。
【００１７】
【実施例】
〔貝殻原料の作製〕
火力発電所の取水路から剥がし落とされた貝類を、シャワーリング状況下で粗粉砕処理しながら貝類の内外隅々まで十分に洗浄し、粗粉砕した貝殻と生体部分とを分離した。分離した粗粉砕貝殻は、日干し乾燥して完全に塩分を除去した。
続いてエアブローにて乾燥した後、４０〜５０℃の恒温室に１０〜１２時間放置した後、水分を抜き取り、小さなゴミ等の異物を除去した。特に粒径の小さい石等はふるい（ザル）を用いて除去した。
【００１８】
［実施例１］
〔貝殻原料の処理（貝殻粉末の作製）〕
前記貝殻原料を、５００℃の電気炉にて３時間熱処理した。
その後、ジェットミルにて粉砕処理した。
得られた貝殻粉末の粒径は、１０μｍ以下であり、粒子形状は、顕微鏡写真にて確認したところ、針状粒子は存在せず、角部分が曲面化している粒子が得られたことが認識できた。
【００１９】
〔マスターペレットの作製〕
得られた貝殻粉末と、樹脂原料である低密度ポリエチレンとを４：６の混合比で加熱混合し、高さ３ｍｍ、直径１．５ｍｍのマスターペレットを作製した。
【００２０】
〔フィルム化、製袋化〕
前記マスターペレットを『インフレーション成形機』（株式会社プラコー製）に供給し、低密度ポリエチレンを添加して、１８０℃以上で溶融させて貝殻粉末の含有量が３０％で厚み４０μｍの単層フィルム、並びにチューブ状の袋材用材料を製造した。チューブ状の袋材用材料は、一定間隔にて裁断すると共に、一端を閉塞加工することにより、枚葉の袋材とすることができる。
【００２１】
［比較例１］
貝殻原料を熱処理しない以外は前記実施例１と全く同様に粉砕処理して貝殻粉末を調製した。
得られた貝殻粉末の粒子形状を顕微鏡写真にて確認したところ、先端が鋭く尖った針状粒子が多く見られた。
この貝殻粉末を用いて、前記実施例１と全く同様にフィルム成形、並びに製袋化を行った。成形中にフィルムが裂けることが多く観察された。
【００２２】
［実施例２］
〔貝殻原料の処理（貝殻粉末の作製）〕
前記貝殻原料を、４００℃の電気炉にて４時間熱処理した。
その後、ジェットミルにて粉砕処理した。
得られた貝殻粉末の粒径は、１０μｍ以下であり、粒子形状は、顕微鏡写真にて確認したところ、針状粒子は存在せず、角部分が曲面化している粒子が得られたことが認識できた。
【００２３】
〔マスターペレットの作製〕
得られた貝殻粉末と、樹脂原料であるポリプロピレンとを５：５の混合比で加熱混合し、高さ３ｍｍ、直径１．５ｍｍのマスターペレットを作製した。
【００２４】
〔フィルム化、製袋化〕
前記マスターペレットを『インフレーション成形機』（株式会社プラコー製）に供給し、ポリプロピレンを添加して、１８０℃以上で溶融させて貝殻粉末の含有量が４０％で厚み４０μｍのフィルムを製造した。
【００２５】
［比較例２］
貝殻原料を１２０℃の電気炉にて０．５時間熱処理した以外は前記実施例２と全く同様に粉砕処理して貝殻粉末を調製した。
得られた貝殻粉末の粒子形状を顕微鏡写真にて確認したところ、先端が鋭く尖った針状粒子が多く見られた。
この貝殻粉末を用いて、前記実施例２と全く同様にフィルム成形を行った。成形中にフィルムが裂けることが多く観察された。
【００２６】
［実施例３］
〔貝殻原料の処理（貝殻粉末の作製）〕
前記貝殻原料を、６００℃の電気炉にて２時間熱処理した。
その後、ジェットミルにて粉砕処理した。
得られた貝殻粉末の粒径は、１０μｍ以下であり、粒子形状は、顕微鏡写真にて確認したところ、針状粒子は存在せず、角部分が曲面化している粒子が得られたことが認識できた。
【００２７】
〔マスターペレットの作製〕
得られた貝殻粉末と、樹脂原料である低密度ポリエチレンとを３：７の混合比で加熱混合し、高さ３ｍｍ、直径１．５ｍｍのマスターペレットを作製した。
【００２８】
〔フィルム化、製袋化〕
前記マスターペレットを『インフレーション成形機』（株式会社プラコー製）に供給し、低密度ポリエチレンを添加して、１８０℃以上で溶融させて貝殻粉末の含有量が１０％で厚み４０μｍの単層フィルム、並びにチューブ状の袋材用材料を製造した。チューブ状の袋材用材料は、一定間隔にて裁断すると共に、一端を閉塞加工することにより、枚葉の袋材とすることができる。
【００２９】
［比較例３］
貝殻原料を１５０℃の電気炉にて０．５時間熱処理した以外は前記実施例３と全く同様に粉砕処理して貝殻粉末を調製した。
得られた貝殻粉末の粒子形状を顕微鏡写真にて確認したところ、先端が鋭く尖った針状粒子が多く見られた。
この貝殻粉末を用いて、前記実施例３と全く同様にフィルム成形、並びに製袋化を行った。成形中にフィルムが裂けることが多く観察された。
【００３０】
〔比較試験及び結果〕
比較例１〜３として作製したフィルムは、延伸した状態で一定の圧力を加えることにより簡単に裂けた。また、前述のように圧力を加える以前に、成形中に延伸した状態でも裂けることも多かった。これに対し、実施例１〜３のフィルムや現在の東京都認定の炭酸カルシウム入りのゴミ袋では、成形中に裂けることがなく、また延伸した状態で所定の圧力を加えても全く裂けることがなく、フィルムが伸びたに過ぎなかった。
また、現在の東京都認定の炭酸カルシウム入りのゴミ袋はポリエチレンベースに炭酸カルシウム含有量３０％であるから、それに相当するものとしてポリエチレンベースに貝殻粉末の含有量が３０％である実施例１のフィルムと強度等の特性試験を行った。いずれも東京都規格０．３５〜０．４ミクロン強度を満足した。さらに、実施例１のフィルムは色目を調整していないため、白色度や隠蔽性等の試験では東京都認定の炭酸カルシウム入りのゴミ袋と差異が認められたが、それ以外の特性試験においては、実施例１のフィルムと東京都認定の炭酸カルシウム入りのゴミ袋との間で大きな差異は認められなかった。
【００３１】
以上本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の貝殻粉末混入フィルム、袋材は、通常は廃棄処理されてきた貝殻粉末を有効利用するものであって、継続的且つ大量の需要が見込まれ、現在では炭酸カルシウムがフィルム中に充填されているような用途に、適宜に代替することができるものである。そのため、従来では廃棄処分のために必要であった廃棄の手間を無くし、埋め立て用地の確保も必要とせず、臭気公害の解消にも貢献するものである。