(57)【要約】    【課題】  低コストでブリケット化することが可能なブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法を提供する。    【解決手段】  本発明にかかるブリケット化用バインダーは、焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する際に用いられるバインダーであって、次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種からなることを特徴とする。本発明にかかるブリケット化方法は、焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する方法であって、前記バインダーとして次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種を用いることを特徴とする。（ａ）柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したもの（ｃ）再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したもの【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する際に用いられるバインダーであって、次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種からなる、ことを特徴とするブリケット化用バインダー。
（ａ）柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したもの
（ｂ）再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したもの
【請求項２】
焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する方法であって、前記バインダーとして次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種を用いる、ことを特徴とするブリケット化方法。
（ａ）柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したもの
（ｂ）再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したもの
【請求項３】
前記焼却灰または廃プラスチックに、前記焼却灰または前記廃プラスチックの５〜２０重量％の前記バインダーを加えて混練するようにする、請求項２に記載のブリケット化方法。
【請求項４】
前記焼却灰には、あらかじめ焼却灰の１０〜３０重量％の水を加えて混練したのちに、前記バインダーを加えて混練するようにする、請求項２または３に記載のブリケット化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法に関する。さらに詳しくは、焼却灰または廃プラスチックのブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管理型最終処分場の残余能力の逼迫のために、各自治体においては都市ゴミの焼却灰の減容化と再利用のための無害化に迫られており、その対策として焼却灰の溶融スラグ化方式の採用が進められている。これは、焼却灰は主に金属酸化物からなるため、これを高温で溶融してガラス化し溶融スラグとすることで、無害化して再利用するというものである。焼却灰の溶融スラグ化を溶融炉方式で行なう場合には、炉内での通気性を確保するため、焼却灰をあらかじめ圧縮強度の高いブリケットにしておく必要がある。ブリケット化は、焼却灰をバインダーで結着した後に、いわゆるブリケットマシーンによりプレスすることで行われる。上記バインダーとしては、従来は澱粉が用いられており、澱粉（通常、焼却灰の数重量％）に水を加えて糊化したものを焼却灰に添加して混練する方法が採られてきた。しかしながら、澱粉はコストが高いため、ブリケット化に多くの費用を要することになり、これが得られる溶融スラグのコスト高を招き、再利用を妨げる原因となっていた。したがって、焼却灰の再利用を促進するには、ブリケット化に要するコストを下げることが重要であり、澱粉よりも低いコストでブリケット化できるバインダーが要望されていた。
【０００３】
また、廃プラスチックについても、粉砕した後、これを固めてブリケット化して、例えば固形燃料として用いる等の再利用方法が検討されているが、このブリケット化の際にも、コスト的な観点から再利用を促進させるためには、より安価なバインダーが求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、低コストでブリケット化することが可能なブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題に鑑み、ブリケット化に要するトータル費用を低減するための手段について、次のように考えた。
（１）できるだけ少量で結着効果の高いバインダーを使うこと。
（２）廃棄物を主体的に利用したバインダーを使うこと。
（３）バインダーコスト＋運転費＋設備償却費のトータル費用が最も安くなる方式を生み出すこと。
そして、卸市場やスーパーなどにおいて魚用のトロ箱や食品を入れるトレイとして大量に汎用されており、使用後に廃棄されている発泡ポリスチレンなどの廃ポリスチレンを、ブリケット化用のバインダーとして利用することを着想した。近年では使用済みの発泡ポリスチレントレイなどを回収するシステムを設けている事業所も増えており、廃ポリスチレンは容易かつ安価に入手できる材料であるので、これを利用することによりブリケット化にかかるコストの低減を図ることができると考えたのである。しかし、発泡ポリスチレンはそのままでは大変嵩高いため、回収してそのままの状態でブリケット化施設に運搬すると運搬費がかさむことになり、結果としてブリケット化に要するトータル費用の低減を妨げることとになる。そこで、本発明者は、鋭意検討を行なった結果、柑橘油や再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解させたものをバインダーとして用いることにより、廃ポリスチレンの嵩高さを解消することができ、例えば、卸市場やスーパーなどに柑橘油や再生スチレンモノマーのタンクを用意しておき、使用済みの発泡ポリスチレンをこのタンクに入れて溶解させ、定期的にこのタンクをブリケット化施設へ運搬するというシステムを構築すれば、トータル費用を大幅に低減することが可能となることを見出した。さらに、柑橘油や再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解させたものは、ブリケット化用のバインダーとして高い結着力を発揮することを実験により確認し、上記の(１)〜（３）の条件を満足させうる本発明を完成するに至ったのである。
【０００６】
すなわち、本発明にかかるブリケット化用バインダーは、焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する際に用いられるバインダーであって、次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種からなることを特徴とする。
（ａ）柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したもの
（ｂ）再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したもの
本発明にかかるブリケット化方法は、焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する方法であって、前記バインダーとして次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種を用いることを特徴とする。
（ａ）柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したもの
（ｂ）再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したもの
なお、本発明において、焼却灰とは、焼却後に焼却炉に残るいわゆる通常の焼却灰のほか、焼却飛灰や熔融飛灰をも含む意味であり、本発明のブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法はこれらいずれの焼却灰のブリケット化にも適用できるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、焼却灰や廃プラスチックを澱粉よりも低いコストでブリケット化することが可能となり、コスト的な観点から焼却灰や廃プラスチックの再利用の促進が容易になる。また、本発明においては、ブリケット化用バインダーの材料として廃ポリスチレンを大量に使用するので、社会的に問題となっている廃ポリスチレンのリサイクルにも貢献することができ、廃ポリスチレンの利用法としても有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明にかかるブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
本発明のブリケット化用バインダーは、焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する際に用いられるバインダーであって、次の（ａ）および（ｂ）の少なくとも一種からなる。なお、本発明のブリケット化用バインダーは、（ａ）および（ｂ）のバインダーのうちの一種からなるものであってもよいし、二種からなるものであってもよい。
（ａ）柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したもの
（ｂ）再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したもの
以下、それぞれについて詳細に説明する。
【０００９】
まず、（ａ）の柑橘油に廃ポリスチレンを溶解したものについて説明する。
前記廃ポリスチレンは、特に限定されるものではないが、卸市場やスーパーなどにおいて魚用のトロ箱や食品を入れるトレイとして使用されている発泡ポリスチレンの廃棄物が、前述したように容易かつ安価に入手できることから、好ましい。
前記柑橘油は、特に限定されるものではないが、例えば、グレープフルーツ、レモン、夏ミカン等の皮から採った油が使用可能であり、具体的には、リモネン等が挙げられる。なお、柑橘油は若干コスト高ではあるが、前述のように、例えば、卸市場やスーパーなどに柑橘油のタンクを用意しておき、使用済みの発泡ポリスチレンをこのタンクに入れて溶解させ、定期的にこのタンクをブリケット化施設へ運搬するというシステムを構築することができるので、ブリケット化に要するトータル費用としては低コストとすることができる。
【００１０】
（ａ）において、廃ポリスチレンは、柑橘油に対し、２０〜３０重量％の割合で溶解してなることが好ましく、より好ましくは２６〜２７重量％である。前記範囲よりも廃ポリスチレンの割合が低いと、溶剤としての柑橘油の使用量が多くなるためバインダーのコストが高くなり、前記範囲よりも廃ポリスチレンの割合が高いと、バインダーの粘度が高くなりすぎて焼却灰や廃プラスチックとの混合が難しくなる。
次に、（ｂ）の再生スチレンモノマーに廃ポリスチレンを溶解したものについて説明する。
前記廃ポリスチレンは、（ａ）における廃ポリスチレンと同様である。
【００１１】
前記再生スチレンモノマーは、特に限定されるものではないが、例えば、前記廃ポリスチレンを熱分解して得られるスチレンモノマー等が使用可能である。再生スチレンモノマーは柑橘油よりも安価であるため、（ｂ）は（ａ）よりもコストダウンが可能である。
（ｂ）において、廃ポリスチレンは、再生スチレンモノマーに対し、３０〜５０重量％の割合で溶解してなることが好ましく、より好ましくは３５〜４０重量％である。前記範囲よりも廃ポリスチレンの割合が低いと、溶剤としての再生スチレンモノマーの使用量が多くなるためバインダーのコストが高くなり、前記範囲よりも廃ポリスチレンの割合が高いと、バインダーの粘度が高くなりすぎて焼却灰や廃プラスチックとの混合が難しくなる。
【００１２】
なお、本発明のブリケット化用バインダーが（ｂ）を含んでなる場合、本発明のブリケット化用バインダーには、再生スチレンモノマーの臭気を抑える目的で、例えば、酢酸水溶液等をも含有させることができる。この場合、その含有量については特に制限はなく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設定すればよいが、例えば、２７％程度の酢酸水溶液を再生スチレンモノマーと廃ポリスチレンの合計量に対して５〜１０重量％含有させるようにすればよい。
本発明のブリケット化用バインダーは、結着力が強く少量の使用で結着効果を発揮するとともに、廃棄物である廃ポリスチレンを利用し、しかもその嵩高さによる運搬費の高騰といった問題をも解消しうるものであるので、澱粉よりも低いコストでブリケット化できるものである。
【００１３】
本発明のブリケット化用バインダーは、例えば、卸市場やスーパーなどに柑橘油や再生スチレンモノマーのタンクを用意しておき、使用済みの発泡ポリスチレンをこのタンクに入れて溶解させ、定期的にこのタンクをブリケット化施設へ運搬するというシステムにおいて調製することが好ましく、これにより、ブリケット化に要するトータル費用を大幅に低減することが可能となる。
本発明のブリケット化方法は、上記（ａ）および（ｂ）のバインダーの少なくとも一種を用いて、焼却灰または廃プラスチックを結着してブリケット化するものである。本発明のブリケット化方法では、上記（ａ）および（ｂ）のバインダーのうちの一種を用いてもよいし、二種を併用してもよい。
【００１４】
焼却灰または廃プラスチックをバインダーを用いて結着してブリケット化する具体的な方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、焼却灰または廃プラスチックに対し、その５〜４０重量％のバインダーを加えて混練した後に、この混練物を通常用いるブリケットマシーン等により０．０５〜０．１ＭＰａの圧力でプレスする方法を採用できる。好ましくは、前記焼却灰または廃プラスチックに、前記焼却灰または前記廃プラスチックの５〜２０重量％の前記バインダーを加えて混練するようにするのがよい。
本発明のブリケット化方法において、焼却灰をブリケット化する場合には、前記バインダーを加える前にあらかじめ焼却灰の１０〜３０重量％の水を加えて混練したのちに、前記バインダーを加えて混練するようにすることが好ましい。より好ましくは、前記水の使用量は前記焼却灰の１５〜２５重量％とするのがよい。焼却灰の場合には、バインダーのみを添加して混練してもパサパサの状態で加圧しても固まりにくいが、焼却灰にあらかじめ所定量の水のみを加えて混練したのちにバインダーを加えて混練することで、すぐに粘り気が出て団子状になり、加圧すると容易に固まるようになる。これは、バインダーよりも水の方が焼却灰に吸収され易いために、バインダーが焼却灰の表面に浮き出して結着作用を発揮するものと推測される。このように、焼却灰にあらかじめ水を加えて混練したのちにバインダーを加えて混練するブリケット化方法を採用することは、より強い結着力を示し、少量のバインダーでブリケット化が可能となるので、非常に経済的である。
【００１５】
本発明における前記焼却灰としては、いわゆる都市ゴミの焼却灰、産業廃棄物の焼却灰、下水汚泥の焼却灰などが挙げられる。焼却灰から得られたブリケットは、１，２００〜１，６００℃程度で加熱溶融されることで、ガラス化し溶融スラグとなる。この溶融スラグは、路盤材やアスファルトの充填材等として再利用される。
本発明における前記廃プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックの廃品が挙げられる。廃プラスチックから得られたブリケットは、固形燃料等として再利用される。
【実施例】
【００１６】
以下に、実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
リモネン６ｇに廃ポリスチレン１ｇを加えて溶解させ、バインダーを得た。
焼却灰１００ｇに水３０ｇを加えて１分間混練したのち、上記バインダー７ｇに水３ｇを加えたものを添加し、さらに４分間混練した。得られた混練物を押型に入れて０．１ＭＰａで加圧し、ブリケットを得た。
〔実施例２〕
再生スチレンモノマー８０ｇに廃ポリスチレン３８ｇを加えて溶解させたのち、２６．７重量％の酢酸水溶液６ｇを加えてよく攪拌し、バインダーを得た。
【００１７】
焼却灰１００ｇに水２０ｇを加えて１分間混練したのち、上記バインダー７ｇに水１３ｇを加えたものを添加し、さらに５分間混練した。得られた混練物を押型に入れて０．１ＭＰａで加圧し、ブリケットを得た。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明にかかるブリケット化用バインダーおよびブリケット化方法は、例えば、焼却灰を溶融スラグとして再利用したり、廃プラスチックを固形燃料等として再利用したりする際の焼却灰や廃プラスチックのブリケット化に、好適に使用することができる。