JP2002255668A - 廃繊維強化プラスチック材残渣からの多孔質体及びその製造方法 - Google Patents

廃繊維強化プラスチック材残渣からの多孔質体及びその製造方法

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JP2002255668A
JP2002255668A JP2001051412A JP2001051412A JP2002255668A JP 2002255668 A JP2002255668 A JP 2002255668A JP 2001051412 A JP2001051412 A JP 2001051412A JP 2001051412 A JP2001051412 A JP 2001051412A JP 2002255668 A JP2002255668 A JP 2002255668A
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reinforced plastic
fiber reinforced
plastic material
residue
waste fiber
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JP2001051412A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Kashiwagi
佳行 柏木
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃FRP材の繊維部分とプラスチック部分の
両者を同時に有効に利用するとともに、内部に有害物質
が取り込まれない安全な多孔質体を得る。 【解決手段】 廃FRP材を熱分解して得られた繊維と
炭化物とを含む残渣と無機質材との混合焼結により、炭
化物が燃焼除去されて気孔が形成された多孔質体を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、廃繊維強化プラ
スチック材残渣からの多孔質体及びその製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】廃棄される繊維強化プラスチック材(以
下、廃FRP材と称する。)は、ガラス繊維などの軟化
材とプラスチックなどの可燃物質を含むので、焼却、埋
め立てなどにより処理することから、再利用により処理
することへの転換が考えられ、そのための各種の技術も
提案されている。
【0003】まず、ガラス成分を利用するものとして、
特公平7−88237号があり、これは廃FRP材のガ
ラス成分を活用して結晶化ガラスに再生するものであ
り、廃FRP材を熱分解あるいは燃焼した残渣を粉砕し
て得たガラス成分を主体とした粉末を成形し、850〜
950℃で熱処理して結晶化ガラスを得るものである。
又、特開平6−116057号には、主成分のフライア
ッシュに破砕したガラス繊維強化プラスチックなどを添
加混合し、700〜1000℃で焼結して多孔質セラミ
ックスを得るものが示されている。この場合、添加した
FRPは200℃付近で熱分解してガスを発生して炭化
し、さらに高温になるとこの炭化物もCOガスを発生
し、セラミックスは気孔が形成されて多孔質となる。一
方、ガラス繊維は網目状に残り、靱性が生じる。これに
よって、吸着材、濾過材として再利用できる多孔質セラ
ミックスを得るようにした。
【0004】又、繊維の状態で回収するものとして、特
開平10−87872号があり、これはFRPを超臨
界、亜臨界の環境で反応させ、損傷のないガラス繊維、
炭素繊維を分離回収して再利用するものである。
【0005】さらに、FRPに限らず、ガラスと炭化物
の組み合わせにより多孔質を形成するものとして、特開
2000−308864号があり、これは炭化物粉末と
ガラス粉末とその他の無機質材を混合し、高温加熱処理
して多孔質物(粒状、板状など)を得、路盤材、水質浄
化材として再利用するものである。又、特開2000−
34179号においては、各種無機質材料(例えばガラ
ス)を可燃性発熱物質(例えば「チャー」)等と混合
し、1000〜1300℃で焼結することにより、気孔
率20%以上の粒状焼結体にして保水性を有するものを
得、農業土壌、植生土壌の保水通気材等に再利用してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いて、特公平7−88237号に示されたものはガラス
繊維を活用するのみで、プラスチック材を活用していな
い。又、特開平6−116057号においては、ガラス
繊維部材はそのままに近い状態で活用しているに過ぎ
ず、またプラスチック部分は有機物の状態から使用して
いるため、含有する有機ハロゲン化合物が焼結体内部に
取り込まれる可能性があり、各種用途の浄化フィルタに
適用することは困難である。
【0007】又、特開平10−87872号において
は、プラスチック部分は分解除去して、繊維部分を回収
するのみであり、特開2000−308864号、特開
2000−34179号においては、廃棄されるFRP
材を活用していない。
【0008】上記したように、従来技術においては、何
れのものも、廃棄されるFRP材の繊維部分とプラスチ
ック部分の両者を同時に有効に利用するものはなかっ
た。
【0009】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、廃FRP材の繊維部分とプラ
スチック部分の両者を同時に有効に利用することがで
き、内部に有害物質が取り込まれることがなく、安全、
安心な多孔質体及びその製造方法を得ることを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る廃FRP材残渣からの多孔質体は、廃FRP材を熱分
解処理して得られた繊維と炭化物とを含む残渣と主成分
となる無機質材料との混合焼結により焼結体として形成
され、この焼結体からの炭化物の燃焼除去により気孔が
形成されたものである。多孔質体は、顆粒状または板状
のいずれでもよい。
【0011】請求項2に係る廃FRP材残渣からの多孔
質体の製造方法は、破砕した廃FRP材を熱分解処理し
て繊維と炭化物とを含む残渣を得、この残渣を破砕した
ものを主成分の無機質材料粉末に添加混合し、この混合
物を乾燥成形し、この成形体を加熱焼結して成形体中の
炭化物を燃焼させて成形体外に蒸発飛散させ、焼結体に
気孔を形成するものである。主成分としての無機質材料
の混合割合は約40〜80重量%、繊維成分は約10〜
40重量%、炭化物は約10〜20重量%がよい。又、
残渣の粉体の粒径及び無機質材料の粒径は、共に約30
〜200μmがよい。
【0012】請求項3に係る廃FRP材残渣からの多孔
質体またはその製造方法は、FRP材がガラス繊維のF
RP材であるものである。ガラス繊維は、加熱により軟
化して主成分の無機質材料の結合材の役目を果す。不足
する場合には、廃ガラスを追加する。
【0013】請求項4に係る廃FRP材残渣からの多孔
質体またはその製造方法は、主成分の無機質材料がアル
ミナ系であるものである。アルミナ系としては、通常酸
化アルミニウムや水酸化アルミニウムが用いられるが、
その他のものでもよい。例えば、廃棄物として埋設処理
されている水酸化アルミニウムの他に、磁器、陶器とし
て各種製品に適用(例えば碍子など)されていて、現在
廃棄されているものを回収利用することもできる。
【0014】請求項5に係る廃FRP材残渣からの多孔
質体またはその製造方法は、残渣と無機質材料との混合
の際に無機質材を結合する結合材としてガラスを混合す
るものである。ガラス繊維のFRPの場合は、ガラスが
結合材となるのでそのまま利用できるが、カーボン繊維
のFRPの場合には、ガラス繊維が不足することから、
廃ガラスを添加混合することが必要となる。更に、結合
助剤として、MgO,CaO,SiO2などを添加混合
すれば、燒結温度が低下し、エネルギーコストが低減さ
れる。
【0015】請求項6に係る廃FRP材残渣からの多孔
質体の製造方法は、混合物の乾燥成形時に、溶剤として
純水、有機バインダ、分散剤の少なくとも1種以上を添
加するものである。有機バインダーとしては、例えばポ
リビニールアルコールを用い、分散剤としては、例え
ば、ポリカルボン酸アンモニウム塩を用いる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。この実施形態においては、破砕された廃FRP
材を熱分解により炭化して得られた繊維と炭化物とを含
む残渣を破砕したものと主成分の無機質材料粉末とを混
合し、この混合物を乾燥成形し、この成形体を加熱焼結
して成形体中の炭化物を燃焼させて成形体外に蒸発飛散
させ、焼結体に気孔を形成して多孔質体を得る。多孔質
体は、顆粒状、板状のいずれでもよい。例えば、ガラス
繊維を含む廃FRP材(廃FRP船、廃FRP用品、製
造工程で発生するFRP廃材等)を熱分解して得たガラ
ス繊維と樹脂の炭化物とを含む残渣とアルミナからなる
無機質材料とを混合し、約850〜1300℃で焼結す
ることにより、ガラス繊維は加熱により軟化して主成分
の無機質材料の結合材として機能するとともに、炭化物
は燃焼してガス化することで気孔を形成し、多孔質体が
得られる。
【0017】上記実施形態においては、廃FRP材の熱
分解により繊維と炭化物を含む残渣を得、この残渣と主
成分となる無機質材料との混合焼結により、焼結体中か
ら炭化物を燃焼ガス化により除去して気孔を有する多孔
質体を得ており、プラスチックが含有する有機ハロゲン
化合物などの有害物は焼結体中に含まれることはなくな
り、安全、安心な焼結体が得られ、例えば各種用途の浄
化フィルタに用いることができる。又、廃FRP材を熱
分解して得られた繊維部分とプラスチック部分を同時に
利用しており、専ら焼却、埋設されていた廃FRP材の
全体的な再利用を可能とした処理手段が得られる。
【0018】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。まず、
ガラス繊維強化の廃FRP船を重機により粗破砕し、次
いで二輪刃、一輪刃の回転破砕機により所定の大きさ
(例えば1〜3cm)に破砕する。次に、この破砕した
ものを外部加熱による熱分解炉に投入し、350〜80
0℃で熱分解処理することにより、プラスチック等の有
機物を熱分解し、炭化物とガラス繊維とを含む残渣を得
る。このようにして得られた残渣を粉砕機により所定の
大きさに粉砕する(例えば約30〜200μm)一方、
主成分でありかつ同様な粒径(約30〜200μm)の
無機質材料粉末(例えば、酸化アルミニウム)を用意
し、無機質材料粉末が約40〜80重量%、残渣が約2
0〜60重量%、繊維成分が約10〜40重量%、炭化
物が約10〜20重量%の条件で混合する。
【0019】次に、純水を加え、ボールミルにより3時
間混合と粉砕を行う。このようにして得られた原料スラ
リーにポリビニールアルコールなどの有機バインダと分
散剤としてのポリカルボン酸アンモニウム塩を添加して
泥状の原料を得、この原料をスプレードライヤーにより
150℃の乾燥温度で噴霧造粒を行う。こうして得られ
た顆粒を静水圧成形機(通称CIP)により0.3〜
0.6KPaの圧力で成形する。成形後、バッチタイプ
のガス炉(焼結炉)により温度を徐々に上げ、まず含有
する炭化物を燃焼させ、ガス化して放出することにより
気孔を形成し、さらに温度を上げて焼成保持温度として
1100℃の温度で2時間焼成し、100℃/hの降温
速度で冷却して、多孔質化した焼結体を得る。あるい
は、上記のように得られた泥状の原料を減圧下で攪拌し
ながら脱泡し、これを型枠に注入して乾燥した後、上記
と同様な温度条件で焼成する。静水圧成形機により型押
しした前者の方がハンドリングは良好である。
【0020】ここで、主成分となる酸化アルミニウムの
含有量は約40〜80重量%の範囲としたが、これ以下
であると強度不足となって形状維持が困難となり、以上
では気孔率が減少する。又、残渣、繊維成分、炭化物の
含有量が上記範囲の以上、以下の場合も、同様に、強
度、気孔率の点で好ましくない。なお、焼結助剤とし
て、MgO、SiO2、CaOを添加すれば、焼成温度
が低下し、エネルギーコストの低減も見込まれる。
【0021】又、静水圧成形機により型押し成形する場
合の加圧力は、希望する焼結体の強度、気孔率と、原料
の混合比、原料の素材、ハンドリング等の作業性などの
条件により、適宜決定する。焼成は、ガス雰囲気で11
00℃の焼成保持温度で2時間行い、100℃/hの降
温で冷却したが、大気雰囲気中で焼成を行っても良く、
焼成保持温度は約850〜1300℃、降温速度は焼成
保持温度から400℃までの範囲で約50〜200℃/
hであれば良い。焼成温度がこれ以下であると、含有す
る炭化物のガス化による放出が低下し、気孔率が低下す
る。降温速度(冷却速度)がこれ以下であると強度が低
下し、以上であると割れ等が生じる。
【0022】原料の粒径は、約30〜200μmとした
が、これ以下であると構成が緻密となり、内部の炭化物
のガス化による放出が低下し、以上であると強度が低下
する。
【0023】図1は上記製造方法により製造した多孔質
体の組成を示し、1は主成分であるアルミナ、2はアル
ミナ1の結合材として機能するガラス、3は炭化物がガ
ス化する際に形成された気孔である。
【0024】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、廃FR
P材の熱分解により得られた繊維と炭化物とを含む残渣
と無機質材料との混合焼結により、焼結体中から炭化物
を燃焼除去して気孔を有する多孔質体を得ており、プラ
スチックが含有する有機ハロゲン化物などの有害物が多
孔質体内に含まれることはなくなり、安全、安心な多孔
質体が得られ、各種用途の浄化フィルタに用いることが
できる。又、廃FRP材を熱分解して得られた繊維部分
とプラスチック部分を同時に利用しており、廃FRP材
の全体的な再利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による多孔質体の組成図である。
【符号の説明】
1…酸化アルミニウム 2…ガラス 3…気孔

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃繊維強化プラスチック材を熱分解処理
    して得られた繊維と炭化物とを含む残渣と主成分となる
    無機質材料との混合焼結により焼結体として形成され、
    この焼結体からの炭化物の燃焼除去により気孔が形成さ
    れたことを特徴とする廃繊維強化プラスチック材残渣か
    らの多孔質体。
  2. 【請求項2】 破砕した廃繊維強化プラスチック材を熱
    分解処理して繊維と炭化物とを含む残渣を得、この残渣
    を破砕したものを主成分の無機質材料粉末に添加混合
    し、この混合物を乾燥成形し、この成形体を加熱焼結し
    て成形体中の炭化物を燃焼させて成形体外に蒸発飛散さ
    せ、焼結体に気孔を形成することを特徴とする廃繊維強
    化プラスチック材残渣からの多孔質体の製造方法。
  3. 【請求項3】 繊維強化プラスチック材は、ガラス繊維
    強化プラスチック材であることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の廃繊維強化プラスチック材残渣からの多孔
    質体またはその製造方法。
  4. 【請求項4】 主成分の無機質材料は、アルミナ系であ
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の廃
    繊維強化プラスチック材残渣からの多孔質体またはその
    製造方法。
  5. 【請求項5】 残渣と無機質材料との混合の際に無機質
    材を結合する結合材としてガラスを混合することを特徴
    とする請求項1〜4のいずれかに記載の廃繊維強化プラ
    スチック材残渣からの多孔質体またはその製造方法。
  6. 【請求項6】 混合物の乾燥成形時に、溶剤として純
    水、有機バインダ、分散剤の少なくとも1種以上を添加
    することを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の
    廃繊維強化プラスチック材残渣からの多孔質体の製造方
    法。
JP2001051412A 2001-02-27 2001-02-27 廃繊維強化プラスチック材残渣からの多孔質体及びその製造方法 Withdrawn JP2002255668A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010100497A (ja) * 2008-10-25 2010-05-06 Univ Of Miyazaki 廃棄ガラス繊維強化プラスチックを用いた多孔質セラミックの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010100497A (ja) * 2008-10-25 2010-05-06 Univ Of Miyazaki 廃棄ガラス繊維強化プラスチックを用いた多孔質セラミックの製造方法

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