JP2002273258A

JP2002273258A - 廃材の超微粉化方法

Info

Publication number: JP2002273258A
Application number: JP2001080065A
Authority: JP
Inventors: Yoshimori Kawaguchi; 義守川口; Yasunori Yoshida; 康則吉田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】有機質繊維を含む無機質結合材による成形品
の廃材を効率的に粉砕することができ、高品質であって
優れた輸送効率及び使用時の良好な取り扱い性を備えた
無機質超微粉製品を得られるようにした廃材の超微粉化
方法を提供する。【解決手段】有機質繊維を含む無機質結合材による成
形品の廃材を処理対象とし、予め上記有機質繊維を除去
処理し、除去処理後の廃材を超微粉砕するようにした。
上記除去処理として、上記廃材、又は該廃材の粗砕物も
しくは粉砕物を７００℃〜１１００℃で加熱することに
よる除去処理、又は上記廃材を体積粉砕式粉砕機で粉砕
し、得られた粉砕物から比重差を利用して上記有機質繊
維を分離処理することによる除去処理を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃材の超微粉化方
法に関し、より詳細には、有機質繊維を含む無機質結合
材による成形品の廃材を処理対象とする廃材の超微粉化
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメントや石膏などを結合材とし
た成形品は、建築用材料として内外装材料、天井材料、
瓦などに用いられている。これらは、例えば、セメント
質原料と補強用繊維材及び他の必要な諸材料から成る組
成物に水を加えた混練物あるいはスラリーとし、押出成
形や抄造にて成形して、所定の養生後製品としている。
これらの製造工程中では、工程中あるいは出荷前の不良
品、寸法調整のための切り出し屑などの廃材が発生す
る。今日では、それらの製造工程中に発生する廃材、さ
らには建築現場などから発生する切り出し後の端材廃材
や解体工事現場で発生する廃材などを、資源の有効活用
という観点に立ってリサイクルする方法が検討されてい
る。しかしながら、現状では、製造工程中に発生する廃
材を、ブレーン比表面積を３５００ｃｍ²／ｇ程度に粉
砕した通常スクラップとしてリサイクルしているのみで
ある。また、そのリサイクル量は、その製造工程中で発
生する全廃材量の約４割程度に留まっている。リサイク
ルしきれていない廃材は、埋め立てなどの処理を余儀な
くされ、社会的問題となっている。このような中、建築
現場や解体工事現場などから発生する端材・廃材などま
で含めて考慮した、さらなる効率的なリサイクル方法が
強く望まれている。

【０００３】そこで、発明者らは、それら廃材の有効利
用を目的に研究を重ね、特願２０００−２２００４６な
らびに特願２０００−２５０４５５の発明に至った。前
者は、アスベストを含むセメント成形品廃材を水性媒体
中にて湿式粉砕することにより、平均粒径が２μm以下
の超微粉にすることを特徴とする粉砕処理方法と、それ
ら超微粉を主にセメント成形品用混和材として使用する
リサイクル方法に関するものである。また、後者は、非
晶質シリカ／結晶質シリカを含むセメント成形品廃材を
水性媒体中にて湿式粉砕することにより、平均粒径が２
μm以下の超微粉にすること及び超微粉がポゾラン活性
を有することを特徴とする粉砕処理方法と、それらの活
性化した超微粉を主にセメント成形品用混和材として使
用するリサイクル方法に関するものである。

【０００４】しかしながら、建築・建設材料などのセメ
ント成形品中には、パルプや合成繊維などの有機質繊維
などの少し粉砕しにくいものが含まれている場合があ
り、これらについては、上記した発明をもってしても少
し超微粉化しにくい場合があることを見出した。特に、
建築用ボード材料などは、パルプや合成繊維などの有機
質繊維を５〜１５％程度含む場合が多く、それら自身が
無機質部分の粉砕作用を緩和してしまう場合があること
が判明した。そのために、粉砕効率が低下して、平均粒
径を目標の２μm以下にするのに必要な粉砕時間が延長
し、ひいてはコスト高に繋がるおそれがあった。また、
湿式粉砕により微細化された有機質繊維は、超微粉スラ
リー中に多く共存する場合、スラリーの粘性変化を大き
くし、比較的早期に流動性を喪失させる場合もあり、保
存性に影響を及ぼすこともあった。さらに、スラリーの
粘性の経時変化が大きいために、スラリー濃度を高くで
きず、得られる超微粉の輸送コストを上げるおそれも懸
念された。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の事情に対して、
本発明者らは、上記先行する発明に対し、有機質繊維を
含む成形品であっても、効果的に粉砕を行うことがで
き、得られた無機質超微粉製品が輸送上、又は使用上の
支障を来さないための改善について鋭意検討を行った。
すなわち、本発明は、有機質繊維を含む無機質結合材に
よる成形品の廃材を効率的に超微粉まで粉砕することが
でき、高品質であって優れた輸送効率及び使用時の良好
な取り扱い性を備えた無機質超微粉製品を得られるよう
にした廃材の超微粉化方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る廃材の超微粉化方法は、有機質繊維を
含む無機質結合材による成形品の廃材を処理対象とし、
予め上記有機質繊維を除去処理し、除去処理後の廃材を
超微粉砕するようにしたことを特徴とする。

【０００７】ここで、「無機質結合材による成形品」と
は、成形品中にセメント、石膏、生石灰、スラグ、マグ
ネシア、フライアッシュ、シリカフューム、珪石粉など
のような、水硬性、潜在水硬性、水熱合成時の反応性あ
るいはポゾラン活性がある原料を、少なくとも１種類以
上含む成形品をいう。

【０００８】このような無機質結合材による成形品とし
て、特にセメント成形品を挙げることができる。セメン
ト成形品では、繊維材を補強材として含む場合が多く、
粉砕効率が悪いものが多いためである。セメント成形品
としては、さらにセメント系押出成形品、セメント系抄
造成形品、セメント系プレス成形品などを挙げることが
できる。具体的には、スレート板、セメント系繊維板、
瓦、外壁、内壁、仕上モルタルなどの建築内外装材料を
含む建材製品を挙げることができる。本発明では特に、
これらのセメント成形品の製造現場、施工現場、あるい
は解体工事現場などから出て来る廃材が対象となる。

【０００９】このような無機質結合材による成形品が含
む「有機質繊維」としては、セルロース（パルプも含
む）、ビニロン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリアミドなどの合成有機高分子を挙げることがで
きる。これらは、無機物との混合粉砕とした場合、粉砕
時の粉砕作用（衝突、剪断、圧縮、摩砕など）を緩和し
てしまう。また、これらは、機械的な作用による無機粒
子の埋め込みや、メカノケミカルな相互作用として無機
粒子表面へのポリマーのグラフト化などが起こり、粉砕
の進行を妨げる要素を持つ。したがって、これらは、超
微粉砕する時点では、除去されていることが好ましい。

【００１０】本発明で上記「有機質繊維の除去処理」と
は、成形品に含まれる有機質繊維を予め完全にあるいは
ほとんど除去する処理をいう。かかる除去処理の後、超
微粉砕に供する粉末あるいは微粉中の有機質繊維の含有
量を３重量％以下とすることが好ましく、２重量％以下
がより好ましい。この範囲であれば、粉砕効率を良好に
保つことができ、湿式粉砕時のスラリーの濃度を十分に
上げることができる。３重量％を超えると、粉砕効率が
悪くなり、粉砕時間の延長となる。また、この場合に
は、湿式粉砕時のスラリーの濃度が上げられず、その流
動性の経時変化が大きくなる。

【００１１】ここで、本明細書中で用いられる「超微
粉」、「微粉」、「粉末」、「粗粒」などの用語の意味
を明らかにする。超微粉：平均粒径が２μｍ以下の粉体をいい、それを得
るための操作を超微粉砕という。また、水性媒体中に超
微粉が分散しているスラリー状のものも含む。微粉：平均粒径が２μmより大きく５０μm程度までの
粉体をいい、それを得るための操作を微粉砕という。粉末：平均粒径が２０μm程度から数百μm程度までの
粉体をいい、それを得るための操作を粉砕という。粗粒：平均粒径が数百μmから数mm程度の粒状物をい
い、それを得るための操作を粗粉砕という。粉砕効率：この場合の「粉砕」は、粗粉、粉末、微粉、
超微粉全ての場合の粉砕を指す。

【００１２】本発明に係る廃材の超微粉化方法は、その
一の実施の形態において、上記廃材、又は該廃材の粗砕
物もしくは粉砕物を７００℃〜１１００℃で加熱するこ
とにより、上記有機質繊維を除去処理することを特徴と
する。ここで「加熱」の語を用いているが、加熱して、
結果的に燃焼に至らしめる場合がほとんどであり、かか
る場合を考慮し、「燃焼」も概念として含むものとす
る。

【００１３】これらの除去処理を施した後、有機質繊維
の残存量は、除去処理後の廃材の全重量に対し、３重量
％以下含まれるようにするのが好ましく、２重量％以下
とするのがより好ましい。これは、３重量％を超える
と、粉砕効率が悪くなり、粉砕時間の延長となるからで
ある。また、この場合は、湿式粉砕時のスラリーの保存
性に影響する場合もある。

【００１４】また、本発明に係る廃材の超微粉化方法
は、他の実施の形態において、上記廃材を体積粉砕式粉
砕機で粉砕し、得られた粉砕物から比重差を利用して上
記有機質繊維を分離処理することにより該有機質繊維を
除去処理することを特徴とする。また、上記有機質繊維
の除去処理後の廃材は、水性媒体中で分散剤の存在下で
湿式粉砕して超微粉砕することが好適である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る廃材の超微
粉化方法の実施の形態を添付図面を参照しながら説明す
る。本発明の一形態に関し、その手順を概念的に示した
ものが図１である。この実施の形態では、パルプ繊維な
どの有機質繊維を含むセメント系押出成形板などのセメ
ント成形品を対象としている。また、製造工程で出て来
る成形品の廃材をその対象としている。

【００１６】まず、製造工程１００で得られる成形品の
うち廃材を、粉砕工程２００で粉砕する。ここでは、湿
式粉砕での粉砕効率を上げるために、予め３００μｍＰ
ａｓｓ程度にする方法が良く、１００μｍＰａｓｓとす
る方がより好ましい。ここでは、通常のボールミルや縦
ミルなどの乾式粉砕機を利用できる。また、製造工程１
００で得られたセメント成形品の廃材が、ある程度細か
い場合、粉砕工程２００は省略することも可能である。
粉砕工程２００の後、廃材を加熱による有機質繊維の除
去処理工程３００に送る。加熱による有機質繊維の除去
処理工程３００では、処理時の様態（塊状、粗粒、粉末
など）により、伝熱速度に差が生じたり、加熱方法（電
気炉や回転炉）により処理時間は、大きく異なる。特
に、セメント成形品の廃材の場合、処理温度としては、
７００℃〜１１００℃が好ましく、９００℃〜１１００
℃がより好ましい。加熱時にはセメント硬化体中の脱水
と有機質繊維の分解（燃焼など）が起こるが、それらに
は、大きな吸熱エネルギーが必要であり、塊状の場合な
ど処理温度が７００℃以下では、処理時間が大幅に延長
したり、残存有機質繊維量が大きくなるなど、効果的な
有機質繊維の除去がなされないことがあるからである。
また、処理温度が高い方が、湿式粉砕によって超微粉と
した場合に、スラリーの粘性が低く保たれるため９００
℃以上で処理する方がより良好である。１１００℃以上
では、焼結作用により、処理対象の廃材が大きな塊状と
なり、超微粉砕に供するには不都合な大きさとなること
があり、再粉砕を要するので好ましくない。加熱するに
あたっては、電気炉や回転炉（キルン）を採用すること
ができる。加熱処理後のものは、著しい水和活性を有す
るものもあるので、そのような場合は、湿式粉砕処理す
る前には再水和させるなどして安定化を図ったほうが良
い。

【００１７】これらの処理を施した後、有機質繊維の残
存量は、除去処理後の廃材の全重量に対し、３重量％以
下含まれるようにするのが好ましく、２重量％以下とす
るのがより好ましい。３重量％を超えると、粉砕効率が
悪くなり、粉砕時間の延長となるからである。また、こ
の場合は、湿式粉砕時のスラリーの保存性に影響する場
合もある。なお、ここでの有機質繊維の「残存量」と
は、熱重量分析、示差熱分析で、２００〜５００℃付近
に見られる吸熱ピークとその大きさで規定されるものを
いう。次に、加熱による有機質繊維の除去処理工程３０
０で得られた、有機質繊維の除去処理後の廃材を超微粉
砕する。超微粉砕は、水性媒体中で分散剤の存在下にて
行う湿式粉砕が有効である。そこで、工程４００で水性
媒体を加える。この場合、無機質粉末あるいは無機質微
粉末と水性媒体との混合比は、好ましくは８０／２０〜
１０／９０、より好ましくは７０／３０〜２０／８０と
なるように調整する。無機質粉末と水性媒体との混合比
が８０／２０を超える場合、粉砕効率が悪化して粘性が
上がり、輸送配管にて閉塞したり、セメント用混和材な
どとしてリサイクルして用いる場合、他材料との混練及
び分散性が悪化するなどの弊害があるため好ましくな
い。また、超微粉スラリーの粘性は、Ｂ型粘度計による
粘度（６ｒｐｍ、２０℃）が８００ｍＰａ・ｓｅｃ以下
になるように調整する方が良い。また、１０／９０より
小さくなる場合、沈降によりスラリー濃度の均一性が悪
化するために好ましくない。水性媒体としては、好まし
くは上水を用いるが、浄化水、回収水などを利用しても
良い。その場合は、ｐＨを６〜１０程度に調整するとな
お好ましい。

【００１８】次いで、ここに分散剤を、固形分としてセ
メント成形品廃材１００重量部当り０．０１〜５重量
部、好ましくは０．０５〜１．０重量部添加する（工程
５００）。なお、上記範囲の量となる分散剤を予め水性
媒体に溶解し、これをセメント成形品廃材と混合しても
良い。この場合、工程５００における混合後のセメント
成形品廃材と水性媒体との重量比（セメント成形品廃材
／水性媒体）が前記した重量比となるように混合する。
また、全量の水性媒体をこの工程５００で加え、工程４
００を省略することもできる。分散剤は、均一粉砕、均
一混合して、スラリー中の粒子の凝集を防止し、超微粉
化を容易にするために投入する。

【００１９】そして、常法により湿式粉砕する（工程６
００）。湿式粉砕は、バッチ式でも連続式でも良く、サ
ンドミル、アトライター、ボールミルなどの粉砕媒体を
使用したミルなどの粉砕装置を使用するのが好ましい。
これらの粉砕装置のうち、特に、湿式媒体攪拌ミルが好
ましい。この湿式媒体攪拌ミルは、ミルを振動させるこ
とにより、媒体を運動させ試料に剪断力、衝撃力、摩擦
力などを与えて粉砕する装置である。このように湿式粉
砕することにより、平均粒径が２μｍ以下、好ましくは
平均粒径１〜０．３μｍの超微粉が得られる。

【００２０】得られた超微粉は、超微粉のもととなる各
種セメント成形品廃材と同一の成形品の製造工程１００
に戻されるか、又は他のセメント製品の製造に供され
る。該超微粉は、湿式粉砕処理により得られたスラリー
状となっている。セメント成形品は、もとより水を加え
て成形するものであるため、該超微粉は、水を含むスラ
リー状のまま製造工程１００に戻しても差し支えない。
また、押出成形などでは、水／粉体比の小さい混練物と
なる。そのため、湿式粉砕工程６００で得られるセメン
ト成形品の廃材スラリーのセメント成形品廃材／水性媒
体比は、目的に見合う固形分濃度とする必要がある。上
記したように、粉砕処理品は、平均粒径が２μｍ以下、
好ましくは平均粒径１〜０．３μｍの超微粉として得ら
れるので、いわゆるマイクロフィラーとしての役割を果
たす。また、非晶質シリカ及び／又は結晶質シリカを含
む場合は、その廃材中に含まれる未反応シリカ粒子が超
微粉化されることで、セメントとの反応性に富む原料と
なりうる。こうして、製造工程で単に廃材として廃棄処
理されていた該セメント成形品廃材を特定の粉砕方法で
粉砕処理して超微粉化することにより得られる超微粉を
圧縮強度に関して充填効果を持たらす原料の一部（マイ
クロフィラー）及び上記シリカを含む場合は、セメント
に対して反応活性な超微粉原料として単独で、あるい
は、従来から原料粉末として再利用されている粉末と共
に再利用することが可能となる。超微粉を戻す場合、原
料に対し、セメント成形品の原料のうち、再利用部分を
含まない純原料の全量に対して１０〜２５重量％の割合
で戻すことが好ましい。

【００２１】この図１の工程５００で添加する分散剤と
しては、粘性を下げる効果が高い点で、有機分散剤が好
ましく、具体的には、水溶性カチオン系界面活性剤、水
溶性アニオン系界面活性剤及び水溶性非イオン系界面活
性剤を挙げることができる。これらの分散剤は、単独で
も、また二以上のものを組み合わせても使用することが
できる。中でも、アニオン系の分散剤が好ましい。本発
明で使用することのできる分散剤としては、さらに具体
的には、特開平５−２６３０１０号公報、特開平７−３
００５６８号公報又は特開平１０−１７６０７９号公報
に記載されたもののうち以下のものを好適なものとして
挙げることができる。

【００２２】水溶性カチオン系界面活性剤有機分散剤として用いる上記水溶性カチオン系界面活性
剤としては、第１〜３級アミン塩型カチオン系低分子又
は高分子界面活性剤及び第４級アンモニウム塩型カチオ
ン系低分子又は高分子界面活性剤を挙げることができ
る。これらの分散剤は、単独でも、また二以上のものを
組み合わせても使用することができる。

【００２３】水溶性アニオン系界面活性剤有機分散剤として用いる上記水溶性アニオン系界面活性
剤としては、官能基としてカルボン酸塩、硫酸エステル
塩、スルホン酸塩及びリン酸エステル塩を持つ低分子又
は高分子界面活性剤を挙げることができる。これらの分
散剤は、単独でも、また二以上のものを組み合わせても
使用することができる。低分子界面活性剤として用いる
ことができる低分子カルボン酸塩としては、例えばラウ
リン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム及びオレイ
ン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩、高級アルコールポ
リエチレンオキサイドエーテル酢酸塩、ペルフルオロア
ルキルカルボン酸塩などを挙げることができる。高分子
界面活性剤として用いることができる高分子カルボン酸
塩としては、例えばポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸
−マレイン酸共重合物の塩などのカルボン酸単量体の単
独又は少なくとも２つ以上から成る共重合物又はその
塩、ビニル化合物とカルボン酸系単量体との共重合物又
はその塩及びカルボキシメチルセルロースなどを挙げる
ことができる。低分子界面活性剤として用いることがで
きる低分子硫酸エステル塩としては、例えば高級アルコ
ールポリエチレンオキサイド硫酸エステル塩、硫酸化
油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化脂肪酸、硫酸化オレ
フィン及びアルキルフェノールポリエチレンオキサイド
硫酸エステル塩などを挙げることができる。

【００２４】以上の水溶性アニオン系界面活性剤のう
ち、湿式粉砕時に高濃度スラリーを得るためには、高分
子型の界面活性剤が好ましいが、特に好ましいものとし
て、ポリアクリル酸又はその塩、ポリアクリル酸−マレ
イン酸共重合物又はその塩などのカルボン酸単量体の単
独又は少なくともそれらの２つ以上から成る共重合物又
はその塩を挙げることができる。これらの分子量は、特
に限定はないが、好ましくは１０００〜１０００００で
あり、さらに好ましくは５０００〜５００００である。

【００２５】水溶性非イオン系界面活性剤有機分散剤として使用する上記水溶性非イオン系界面活
性剤としては、ポリエチレングリコール型水溶性非イオ
ン系界面活性剤及び多価アルコール型非イオン界面活性
剤を挙げることができる。これらの分散剤は、単独で
も、また二以上のものを組み合わせても使用することが
できる。

【００２６】上記加熱による有機質繊維の除去処理工程
３００に代えて、上記廃材を体積粉砕式粉砕機で粉砕
し、得られた粉砕物から比重差を利用して上記有機質繊
維を分離処理することにより該有機質繊維を除去処理す
ることもできる。図３に、そのような実施の形態を示
す。この実施の形態では、製造工程１００の後に粉砕工
程２５０並びに粉砕と比重差を利用した分離工程３５０
を実施する。その他の工程は、図１について説明した実
施の形態と同様である。粉砕工程２５０では、一般的
に、最も粉砕する場合でも微粉砕までの処理を行うのが
目的である。ここで、分離工程３５０における粉砕が廃
材の性状によって粉砕工程２５０を兼ねる場合には、粉
砕工程２５０は省略することとなる。

【００２７】有機質繊維は、体積粉砕（圧縮・衝突）式
の粉砕機を用いた場合、摩砕作用が少ないため、繊維長
が数百μｍと比較的長さを維持している。また、同様の
理由から、無機質部分からの、数十μｍ以下の微粉が発
生し難い。そのため、粉砕時間などの条件を制御するこ
とで、無機質部分は、微粉の発生を抑えながら数百μｍ
と粗粉化し、有機質繊維の無機質部分からの解離が可能
となり、分離効率も良くなる。ここで、「体積粉砕」と
は、圧縮（引張り）と衝突（剪断）を主とする作用とし
て、固体体積を細分化させる粉砕方法をいう。これに比
べて、バイブロミルやネアミルのような表面粉砕（摩
砕）式のミルを用いると、無機質部分からの微粉が多く
発生し、有機質繊維も数十ミクロン程度まで細かくな
る。そのため、比重差を利用した分離機を用いても、微
粉側での分離が上手くできず、全体の収率が悪くなる。
なお、「表面粉砕」とは、摩砕・摩擦を主とする作用と
して、固体表面から細粒として細分化を進行させる粉砕
方法である。したがって、分離工程３５０における粉砕
では、体積粉砕式の粉砕機を用いて粉砕を行うことが好
適である。体積粉砕式の粉砕機としては、ボールミル、
ローラーミル、自由ミル、ジェットミルなどが利用でき
る。また、セパレーターとしては、気流分級機などが利
用できる。

【００２８】図３に、図２の粉砕と比重差を利用した分
離工程３５０を実施するための開回路式分級粉砕装置を
概念的に示す。この開回路式分級粉砕装置は、ボールミ
ル３０２、分級機３０６及び高濃度処理機３１１を主要
な構成機器としている。この開回路式分級粉砕装置で
は、原料（セメント成形品の廃材）３０１をボールミル
３０２によって、重量ボールによる衝撃で粉砕する。得
られる粗粉原料３０３は、バケットエレベータ３０４に
よって運搬され、オートフィーダ３０５を経由して分級
機３０６に投入される。分級機３０６では、一次空気３
０７、二次空気３０８、三次空気３０９を送り込むこと
により、粗粉原料３０３を比重差によって分級する。す
なわち、比重差によって、有機質繊維を分離除去する。
有機質繊維を除去処理された廃材［精粉（無機質粉
末）］３１０は、分級機３０６の下方から排出され、図
２の水性媒体の添加工程４００に送られる。分級機３０
６の上方から排出される空気は、高濃度処理機３１１に
送られる。この高濃度処理機３１１は、有機質繊維を回
収するためのバッグフィルタを備えている。有機質繊維
を除去した空気は、ファン３１２によって系外に排出す
る。このようにして図２の粉砕と比重差を利用した分離
工程３５０が実施される。図２、図３に示す実施の形態
で、水性媒体を添加する工程４００以降は、図１と同様
であり、同一符号を付した工程については、その説明を
省略する。

【００２９】他の実施の形態本発明に係る廃材の超微粉化方法を上記図１〜３に示し
た実施の形態について説明した。しかし、本発明は、上
記実施の形態に限られることなく、当業者にとって自明
な変更・修飾・付加は全て本発明の技術的思想の範囲に
含まれる。上記実施の形態では、アスベストやパルプ繊
維を含むセメント系押出成形板などのセメント成形品を
対象としている。しかし、本発明の対象は、「有機質繊
維を含む無機質結合材による成形品」であれば良く、成
形品中に有機質繊維と共にセメント、石膏、生石灰、ス
ラグ、マグネシア、フライアッシュ、シリカフューム、
珪石粉などのような、水硬性、潜在水硬性、水熱合成時
の反応性あるいはポゾラン活性がある原料を、少なくと
も１種類以上含む成形品であれば特に限定されるもので
はない。上記実施の形態では、製造現場で出て来る廃材
を対象としている。しかし、この他にも、施工現場、あ
るいは解体工事現場などから出て来る廃材であっても良
い。また、図２、図３について説明した実施の形態で
は、体積粉砕式粉砕機による粉砕の後に、比重差を利用
した分離機を備えた開回路設備を用いて分離している。
これは、粉砕と分離を連続的に行う閉回路の設備でも可
能である。

【００３０】

【実施例】以下に、各種の無機質結合材による成形品に
ついて、超微粉砕を行い、目的の無機質超微粉を製造し
たものを表１の実施例１〜５に示す。また、比較例とし
て、超微粉に至る途中過程の前処理方法を変えて超微粉
砕したものを表１の比較例１〜３に示す。

【００３１】実施例１〜３は、超微粉砕の前処理とし
て、ボールミルで粗砕後に回転炉あるいは電気炉にて９
００〜１０００℃で５〜１０分間の加熱処理を施し、大
半の有機質繊維を除去したものである。処理対象などの
諸条件は、表に示した通りである。その他の実施例４，
５及び比較例１〜４でも同様である。実施例４は、超微
粉砕の前処理として、図１に示すボールミルにて粗砕後
に気流分級機を経ることで有機質繊維を分離除去したも
のである。実施例５は、ローラーミルと気流分級機の閉
回路構造において、粗砕と分離を連動して行い、有機質
繊維を分離除去したものである。

【００３２】比較例１〜３は、超微粉砕の前処理とし
て、ボールミルでの粗砕を行い、特に有機質繊維を除去
することなく超微粉砕に供したものである。比較例４
は、超微粉砕の前処理として、ボールミルで粗砕後に電
気炉にて６００℃で１０分間の加熱処理を施し、有機質
繊維を３．９重量％まで除去したものである。

【００３３】上記の前処理を施した各試料は、実施例及
び比較例共に湿式粉砕により超微粉とした。それらは、
４０分間粉砕後に、Ｂ型粘度計により粘度を、また、レ
ーザー回折式粒度分布測定装置により平均粒径を調べ
て、超微粉スラリーの粘性と到達粒度という特性値とし
た。また、比較例においては、４０分間の粉砕では超微
粉に至っていなかったため、引き続き粉砕を行い、トー
タルの粉砕時間とその時の到達粒度及び粘度について記
した。なお、超微粉砕条件及び特性値の測定条件は、以
下の表１に書き添えた通りである。

【００３４】

【表１】 ※１）湿式粉砕条件装置：テーブル式媒体攪拌ミル粉砕媒体：ジルコンボール（直径０.５〜２.０ｍ）充填率：１０〜２０容量％攪拌アーム周速：８.５ｍ／ｓｅｃ ※２）粘度測定装置：Ｂ型粘度計測定温度：２０℃ 回転子速度：６ｒｐｍ ※３）分散剤：アニオン系、サンノプコ社製 SNディ
スパーザント5045（ポリカルボン酸ナトリウム塩） ※４）分散剤：アニオン系、サンノプコ社製 SN-2
X6310（特殊変性ポリアクリル塩） ※５）分散剤：アニオン系、サンノプコ社製 SNデ
ィスパーザント5020（ポリカルボン酸ナトリウム塩） ※６）分散剤：アニオン系、サンノプコ社製 SNデ
ィスパーザント41（高縮合ナフタレンスルホン酸ナトリ
ウム塩）

【００３５】結果の解析実施例１〜３、比較例１〜３加熱処理により有機質繊維を除去した実施例１〜３で
は、４０分間の粉砕で、いずれも超微粉となっており、
スラリー濃度（無機質粉末／水比）は高く、粘度が低い
ことが判る。それに対して、有機質繊維を除去しなかっ
た比較例１〜３では、スラリー濃度が比較的小さいにも
かかわらず、４０分間の粉砕ではいずれも超微粉に達さ
なかった。また、スラリー粘度も高くなった。比較例に
おいては、超微粉にするために、さらに超微粉砕を続け
た。その結果、大幅な粉砕時間の延長となるばかりか、
スラリーの粘度が非常に高くなった。このように、加熱
により有機質繊維を除去することで、超微粉砕時間の大
幅な短縮化と、スラリーの高濃度化、及び低粘性化とな
り、非常に良質な無機質超微粉を得た。なお、加熱温度
が比較的低い６００℃で１０分間の加熱処理した比較例
４では、有機質繊維の除去が不十分で、これを３．９重
量％含有していた。超微粉砕を行ったが、粉砕時間の延
長となるばかりか、スラリーの粘度が高くなった。

【００３６】実施例４及び５粉砕と分級により有機質繊維を除去した実施例４及び５
では、有機質繊維の残留率が2重量％以下となってお
り、実施例１〜３と同様に４０分間の粉砕で良質な無機
質超微粉となったことが判る。このように、体積粉砕式
粉砕機と気流分級機の併用により有機質繊維を除去する
ことで、超微粉砕時間の短縮化と、スラリーの高濃度
化、及び低粘性化となり、良質な無機質超微粉を得るこ
とができた。

【００３７】

【発明の効果】上記したところから明かなように、本発
明によれば、有機質繊維を含む無機質結合材による成形
品の廃材を効率的に粉砕することができ、高品質であっ
て優れた輸送効率及び使用時の良好な取り扱い性を備え
た無機質超微粉製品を得られるようにした廃材の超微粉
化方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃材の超微粉化方法の一実施の形
態について、その概要を説明するブロック図である。

【図２】本発明に係る廃材の超微粉化方法の他の実施の
形態について、その概要を説明するブロック図である。

【図３】図１の粉砕と比重差を利用した分離工程３５０
を実施するための開回路式分級粉砕装置を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

１００繊維状物を含むセメント成形品の製造工
程２００粉砕工程２５０粉砕工程３００加熱による有機質繊維の除去処理工程３０１原料３０２ボールミル３０３粗粉原料３０４バケットエレベータ３０５オートフィーダ３０６分級機３０７一次空気３０８二次空気３０９三次空気３１０精粉（無機質粉末）３１１高濃度処理機３１２ファン３５０粉砕と比重差を利用した分離工程４００水性媒体の添加工程５００分散剤の添加工程６００湿式粉砕工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｃ０４Ｂ 18/16 Ｃ０４Ｂ 18/16 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＺＦターム(参考） 4D004 AA31 BA02 CA04 CA24 4D021 FA22 GA12 HA01 HA10 4D067 DD02 DD07 DD19 EE12 EE16 EE42 GA20 GB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機質繊維を含む無機質結合材による成
形品の廃材を処理対象とし、予め上記有機質繊維を除去
処理し、除去処理後の廃材を超微粉砕するようにしたこ
とを特徴とする廃材の超微粉化方法。
【請求項２】上記廃材、又は該廃材の粗砕物もしくは
粉砕物を７００℃〜１１００℃で加熱することにより、
上記有機質繊維を除去処理するようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の廃材の超微粉化方法。
【請求項３】上記廃材を体積粉砕式粉砕機で粉砕し、
得られた粉砕物から比重差を利用して上記有機質繊維を
分離処理することにより該有機質繊維を除去処理するよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載の廃材の超微
粉化方法。
【請求項４】上記有機質繊維の除去処理後に上記廃材
に含まれる有機質繊維の量が３重量％以下であることを
特徴とする請求項２又は３に記載の廃材の超微粉化方
法。
【請求項５】上記有機質繊維の除去処理後の廃材を、
水性媒体中で分散剤の存在下にて湿式粉砕することによ
り、上記廃材を超微粉砕するようにしたことを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の廃材の超微粉化方
法。