(57)【要約】【課題】産業廃棄物を原料として有効利用すると共に、焼成工程を必要としない、経済的且つ地球環境に優れたレンガブロック体組成物に関する。【解決手段】産業廃棄物のうち、接着性又は粘着性を有する成分を含有する汚泥を主原料とし、これに塊状又は粒状又は粉状の各種産業廃棄物を充填剤として混合、混練し、この混合物を真空吸引によって脱気したものを押し出し成型し、その後乾燥してレンガブロック体を製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着性又は粘着性を有する成分を含有する凝集沈殿処理された汚泥を主原料とし、これに充填剤として塊状又は粒状又は粉状の産業廃棄物を混合、混練してなることを特徴とするレンガブロック体原料。
【請求項２】
前記汚泥は、接着性又は粘着性を有する成分を含有した、接着剤又は粘着剤を製造する工程並びに使用する工程より排出される各種排水を凝集沈殿処理したものであることを特徴とする請求項１記載のレンガブロック体原料。
【請求項３】
前記汚泥は、脱水処理により含水率を２０％〜８０％に調整したものであることを特徴とする請求項１記載のレンガブロック体原料。
【請求項４】
前記脱水処理された汚泥は全重量中２０％〜８０％含有することを特徴とする請求項１記載のレンガブロック体原料。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のレンガブロック体原料を押し出し成型して、焼成することなく、乾燥してなることを特徴とするレンガブロック体。
【請求項６】
接着性又は粘着性を有する成分を含有する凝集沈殿処理された汚泥を主原料とし、これに充填剤として塊状又は粒状又は粉状の産業廃棄物を混合、混練してレンガブロック体原料を得、次いでこれを押し出し成型して、焼成することなく、乾燥することを特徴とするレンガブロック体の製造方法。
【請求項７】
前記汚泥は、接着性又は粘着性を有する成分を含有した、接着剤又は粘着剤を製造する工程並びに使用する工程より排出される各種排水を凝集沈殿処理したものであることを特徴とする請求項６記載のレンガブロック体の製造方法。
【請求項８】
前記汚泥は、脱水処理により含水率を２０％〜８０％に調整したものであることを特徴とする請求項６記載のレンガブロック体の製造方法。
【請求項９】
前記脱水処理した汚泥は全重量中２０％〜８０％含有することを特徴とする請求項６記載のレンガブロック体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はレンガブロック体原料及びレンガブロック体並びにレンガブロック体の製造方法に関し、より詳しくは主原料として、従来は産業廃棄物として焼却処分等されていた接着性又は粘着性を有する成分を含有する凝集沈殿汚泥の自己凝集力と水への不溶性を有効利用することにより、焼成工程のない（不焼成）のレンガブロック製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、レンガは粘土等配合して焼成したものが一般的である。近年このレンガの原料となる良質な粘土が不足し、レンガのみならずタイル、瓦等の焼き物の産地で大きな問題となりつつある。また焼成は多大な資源を消費し、且つ地球温暖化の一因である二酸化炭素の排出を伴う。これらを解決すべく不焼成での製造検討が各方面でなされているが、現時点ではコスト及び技術等の問題よりほとんど実用化されていない。
また、接着剤や粘着剤を製造する工場からは、反応釜や配管など製造に使用した設備を洗浄した洗浄水が排出され、接着剤や粘着剤を使用する工場からは、塗布機械など使用した設備を洗浄した洗浄水が排出される。これらは現在各種方法で凝集沈澱処理をおこなっている。この時必ず汚泥が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  近年の良質な粘土の枯渇減少を受け、レンガ業界等においては資源の有効利用の観点から様々な粘土の代用品の検討がなされている。【０００４】  さらにレンガを焼成する場合に消費される多大なエネルギー資源を減少させるため、不焼成レンガの検討がおこなわれている。しかしながら現状ではコスト及び性能の面より最適な原料は見つかっていない。【０００５】  一方、接着剤や粘着剤を製造又は使用する工場において発生する汚泥は産業廃棄物として処理されるが、その場合の処理方法は埋め立て、焼却、堆肥などがある。埋め立ては場所の確保の問題、焼却はエネルギー消費の問題、堆肥は植物育成の効果が期待できないことなどいずれの方法も今後に課題を残している。さらに処理コストも益々増大していくことから、業界全体の問題となっていた。【０００６】  発明者らは、接着剤や粘着剤の製造又は使用工程より排出される凝集沈殿汚泥が、それ自体、自然乾燥のみで自己凝集能力を有し、且つ凝集後の成型物が水に全く溶解しない性能を有することに着目した。凝集沈殿汚泥の自己凝集力については、含有する成分により差があり、それに伴い成型物の硬さも変化するが、いずれの汚泥についても含有するバインダー特性から生じる自己凝集力の発現を確認でき、さらに成型物は従来のレンガに比べもろさがない良好な硬さを有すると同時に、水にまったく溶けない性質を有することも明確となった。
また、凝集沈殿汚泥は中性領域のｐＨ（６．０〜７．０）を有し、乾燥後の成型物が非常に良好な耐酸性を有することも確認された。
本発明は、このような特異な性質を利用することにより、有限な資源である粘土を使用することなく、代替材料として産業廃棄物を利用するとともに、焼成工程を有しない、経済的且つ環境保全に優れたものとなる
【課題を解決するための手段】
【０００７】  すなわち請求項１記載の発明は、接着性又は粘着性を有する成分を含有する凝集沈殿処理された汚泥を主原料とし、これに充填剤として塊状又は粒状又は粉状の産業廃棄物を混合、混練してなることを特徴とするレンガブロック体原料である。【０００８】  請求項２記載の発明は、前記汚泥は、接着性又は粘着性を有する成分を含有した、接着剤又は粘着剤を製造する工程並びに使用する工程より排出される各種排水を凝集沈殿処理したものであることを特徴とする請求項１記載のレンガブロック体原料である。【０００９】  請求項３記載の発明は、前記汚泥は、脱水処理により含水率を２０％〜８０％に調整したものであることを特徴とする請求項１記載のレンガブロック体原料である。【００１０】  請求項４記載の発明は、前記脱水処理された汚泥は全重量中２０％〜８０％含有することを特徴とする請求項１記載のレンガブロック体原料である。【００１１】  請求項５記載の発明は、請求項１乃至４に記載のレンガブロック体原料を押し出し成型して、焼成することなく、乾燥してなることを特徴とするレンガブロック体である。【００１２】  請求項６記載の発明は、接着性又は粘着性を有する成分を含有する凝集沈殿処理された汚泥を主原料とし、これに充填剤として塊状又は粒状又は粉状の産業廃棄物を混合、混練してレンガブロック体原料を得、次いでこれを押し出し成型して、焼成することなく、乾燥することを特徴とするレンガブロック体の製造方法である。【００１３】  請求項７記載の発明は、前記汚泥は、接着性又は粘着性を有する成分を含有した、接着剤又は粘着剤を製造する工程並びに使用する工程より排出される各種排水を凝集沈殿処理したものであることを特徴とする請求項６記載のレンガブロック体の製造方法である。【００１４】  請求項８記載の発明は、前記汚泥は、脱水処理により含水率を２０％〜８０％に調整したものであることを特徴とする請求項６記載のレンガブロック体の製造方法である。【００１５】  請求項９記載の発明は、前記脱水処理された汚泥は全重量中２０％〜８０％含有することを特徴とする請求項６記載のレンガブロック体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】  本発明は、接着性や粘着性を有する成分を含有する凝集沈殿処理された汚泥が持つ特性を発見したことがポイントである。従来これらの汚泥は処理方法にこまっていた。発明者らはこの汚泥を型の中に入れて放置乾燥するだけで、非常に強い成型体となったこと、且つその成型体は水に全く溶解しないことを知った。本発明は、このような特異な性質を利用することにより、有限な資源である粘土を使用することなく、代替材料として産業廃棄物を利用するとともに、焼成工程を有しない、経済的且つ環境保全に優れた不焼成レンガを提供するものである。これにより、有限資源の保存、廃棄物の有効利用、焼成しないことによる二酸化炭素の削減などの環境への効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  まず、本発明において主原料として使用する凝集沈殿汚泥について説明する。接着剤又は粘着剤の製造工程並びに使用工程においては、製造並びに使用工程で使用した反応釜、各種保存容器、配管、接着剤塗布装置などを洗浄した排水が発生する。このなかには酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、その他の酢酸ビニル系共重合樹脂、アクリル樹脂、アクリル系共重合樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲなどのエマルジョンやラテックスを含有している。【００１８】  前記の排水は必ず工場内の一定の処理槽に集められてから凝集沈殿処理槽に入れられる。ついで、攪拌しながらｐＨ調整をおこなう。その方法についてはいくつかの方法があるが、一例を挙げれば、塩化第二鉄や硫酸バンドなどを適量添加してｐＨを２〜３に調整する。次に苛性ソーダ、消石灰などを添加して、ｐＨを中性領域（６．５〜７．５）に中和し、必要に応じてアクリルアミド、アクリル酸などを主成分とする界面活性剤を微量添加することによりフロックを形成させる。【００１９】  上澄み液が取り除かれた沈殿層を珪藻土が加えられた真空脱水機に導入して脱水し、珪藻土によって捕捉された汚泥を取り出す一連の処理によって、フロックを水から分離する。このフロックの成分重量比は、一例を挙げれば、酢酸ビニル樹脂が１０、アクリル樹脂３、ＳＢＲ２、珪藻土５、その他３（炭酸カルシウムなど）で、残りの７７は水分となっている。【００２０】  この汚泥を、含水率を２０％〜８０％、より好ましくは４０％〜６０％になるまで真空脱水機等により脱水して使用する。含水率が２０％未満の場合、混合する他原料との混合が不均一になりやすく、且つ自己凝集力が低下する。上限を超えるとベトベトで、取り扱いが容易ではなくなると同時に乾燥時間が長くなる。【００２１】  前記の適度に乾燥させた汚泥は、単独で型に注入し成型したものを自然乾燥することでブロック成型体となる。これは含有する接着性又は粘着性を有する成分がバインダーとして機能することに起因する。さらにこの成型体は水には不溶な性質を有している。ただし単独の場合乾燥時間が長くかかることから、充填剤として各種の原材料を混合することにより、乾燥時間が短縮されるだけでなく、成型体の密度が向上することにより乾燥後の圧縮強度が向上する。【００２２】  必須成分として使用する塊状又は粒状又は粉状の産業廃棄物としては、燃え殻、汚泥、廃プラスチック、天然物クズ、ガラス及び陶磁器クズ、鉱さい、がれき類、ダストがある。燃え殻としては石炭穀、各種焼却灰、下水道汚泥焼却灰、ボトムアッシュなどがある。汚泥としてはベントナイト汚泥、カーバイトかす、キラ汚泥、粘土汚泥、濾過砂などがある。廃プラスチックとしては合成樹脂くず、合成繊維くず、合成ゴムくずなどがある。天然物くずとしては天然ゴムくず、繊維くずなどがある。鉱さいとしては鋳物砂、高炉等のスラグ、キューポラのノロ、ボタ、粉炭かすなどがある。がれき類としてはブロックくず、コンクリートくず、レンガくず、タイルくず、瓦くず、アスファルトくずなどがある。ダストとしてはフライアッシュ、各種煤塵がある。これらを単独又は複数併用使用する。【００２３】  以上の説明より���本発明のレンガブロックの一つの大きな特長は、使用する原材料が基本的にはすべて産業廃棄物を使用していることである。例外として、着色剤又はその他の機能性付与のための添加剤が必要な場合はそのかぎりではない。【００２４】  次に原料の配合比率について述べる。主原料である含水率調整した凝集沈殿汚泥が８０％を越えると、常温乾燥により成型体とはなるが乾燥時間が長くかかる。凝集沈殿汚泥が２０％未満の場合は、バインダー特性及び自己凝集力の低下により物性が低下する。したがって凝集沈殿汚泥の配合比率としては２０％〜８０％が適切な範囲となる。中でも特に４０％〜６０％が乾燥、強度の面から最適な範囲である。【００２５】  次にこの発明の製造工程について説明する。この混合混練は混練機によって原料をさらに破砕しながら含水量及び質が均一になるように行われる。さらに、ロールクラッシャ等を使用して板状に練り込んで良質な粘性の原料にする。【００２６】  この混練混合に際しては、必要により各種添加剤が添加され、また検査によって不良となったブロック成型品の粉砕物が混入される。なお、各種添加剤とは着色のための顔料や軽量化のための軽量骨材などがある。軽量骨材としては、無機系のシラスバルーンのほか、有機系の発泡スチロールなどがある。【００２７】  十分に混練された混合物は、真空押出機に導入され、ここで真空吸引により脱気しつつ押出成型され、カットあるいはプレス等によって所定形状のブロック状成型物とされる。この真空押出しの工程は、混合物を密度の高い圧縮強度の大きい固形物とするために特に重要である。実施例では、この脱機押出成型のために、タイル成型用の真空押出機（例えば高浜工業株式会社の商品名「カジセキ  ＳＳＥ−３３０」）を用いている。【００２８】  そして、押出し成型された混合物を焼成することなく、乾燥し、ブロック体を得る。その際の乾燥方法は常温で実施するが、４０℃〜１００℃程度の加温乾燥も可能である。その後検査により不良品とされたものは、再び粉砕され混練混合の工程に使用される。【００２９】  このように製造されたブロック体は、真空押出機による真空吸引によって脱気しつつ押出成型することにより、真空吸引による脱気をすることなく押出成型したものに比して、その圧縮強度が約３倍程度増大することが解っている。
以下本発明について実施例、比較例を挙げて詳しく説明する。
【実施例１〜６】
【００３０】以下実施例で使用した脱水処理した凝集沈殿汚泥の配合組成を表１に示す。
【表１】
2009190017.tif 000002
以上３種類の拘泥を使用して表２に示す配合をおこなった。
【００３１】
【表２】
2009190017.tif 000003
上記配合物を使用して、所定の製造方法にてレンガブロック体を製造した。
【実施例７〜８】
【００３２】  汚泥Ａの含水率を２０％、８０％に調整したもの６０ｋｇに対し、キラ汚泥４５ｋｇ、下水道焼却灰１０ｋｇ、スラグ５ｋｇを配合したものを使用して、所定の製造方法にてレンガブロック体を製造した。
実施例７    汚泥Ａ含水率２０％品使用配合
実施例８    汚泥Ａ含水率８０％品使用配合
【実施例９〜１０】
【００３３】  汚泥Ｂ（含水率６０％）を表３に示す配合を行い、所定の製造方法にてレンガブロック体を製造した。
【表３】
2009190017.tif 000004
【実施例１１〜１５】
【００３４】  汚泥Ａ（含水率５５％）に塊状又は粒状又は粉状の各種産業廃棄物を表４に示す配合を行い、所定の製造方法にてレンガブロック体を製造した。
【表４】
2009190017.tif 000005
【００３５】  比較例
ＪＩＳ−Ｒ−１２５０に準拠した市販の普通レンガを比較例１とした。
【００３６】  試験結果を表５に示す。
【表５】
2009190017.tif 000006
【００３７】    試験方法は以下の通りとした。
外観：目視にて観察し異常なきを○、クラック、かけの発生したものを×とした。
収縮率（％）；成型直後のレンガブロック表面にノギスで１００．００ｍｍのマークをレンガ表面の両端につける。この試験体を２個作成し、室内で２４時間以上乾燥させた後、空気乾燥器で１００±５℃で７時間以上乾燥する。室温まで冷却後、ノギスで乾燥後の試験体のマークの位置を０．０５ｍｍの単位で計測する。次の式で乾燥収縮率を算出し、２個の平均値を出す。
収縮率（％）＝１００．００−（乾燥後の測定値）
吸水率（％）；ＪＩＳ−Ｒ−１２５０に準拠。
圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）；ＪＩＳ−Ｒ−１２５０に準拠。