JP2004339338A - ポリオレフィン炭化物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリオレフィン製フィルムを均一に炭化処理してポリオレフィン炭化物を製造する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも２枚以上重ねたポリオレフィン製フィルムの間に、融点または分解点を該ポリオレフィンの分解点以下にもたない粒状物を介在せしめた状態で炭化処理することを特徴とするポリオレフィン炭化物の製造方法。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリオレフィン炭化物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木炭は燃料として利用される以外に、脱臭剤や水の濾過剤、土壌改良剤など幅広く使用されている。しかしながら日本国内においては、木炭製造には多大の人件費を要することや森林破壊の問題により、年々その生産量が減少しており、木材に替わる材料を用いた炭化物が求められている。
【０００３】
木材に替わる材料としては、炭素原子を多く含む材料が好ましい。例えば農業用ハウスや種々の包装材料等として用いられているポリオレフィン製フィルムは、炭素原子の含有量が木材よりも多いポリオレフィンから構成されているため、これを原料として従来の木炭を製造する場合の炭化処理と同様の処理を行うことにより、木炭に替わる炭化物を得ることが期待される。
通常木材の炭化は、摂氏２００度以上の温度で酸素の供給を制限しながら、木材を蒸し焼きにすることによって行われる。この時、木材の篩管などが外部からの酸素を木材内部にまで供給する役割と、炭化処理により発生した分解ガスを外部に排出する役割を果たすことや、木材中のリグニンなどが架橋して炭化処理後も処理前の形状を保つことができるため、良質の炭化物が得られるのである。
【０００４】
しかしながらポリオレフィン製フィルムを原料として用い、ポリオレフィン製フィルムを重ねて木炭製造時と同様の炭化処理を行なうと、炭化処理時の温度によってフィルムが互いに融着してしまい、炭化に必要な酸素がフィルム全体に供給されないといった現象や、炭化によって生じた分解ガスが外部に排出されないといった現象がおこり、フィルム全体で均一に炭化が進まないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ポリオレフィン製フィルムを均一に炭化処理してポリオレフィン炭化物を製造する方法、および均一に炭化したポリオレフィン炭化物を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、少なくとも２枚以上重ねたポリオレフィン製フィルムの間に、該ポリオレフィンの分解点以下の融点または分解点をもたない粒状物を介在せしめた状態で炭化処理することを特徴とするポリオレフィン炭化物の製造方法、および該製造方法によって得られるポリオレフィン炭化物である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明におけるポリオレフィン炭化物の原料としては、公知のポリオレフィンから構成されるポリオレフィン製フィルムを使用することができる。フィルムを構成するポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレンビニルエステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体などのエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体などのエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体等のエチレン系共重合体、ホモポリプロピレン、プロピレンとα−オレフィンとのランダム共重合体やブロック共重合体などのポリプロピレンなどを例示することができる。フィルムを構成するポリオレフィンは１種類であってもよく、２種類以上のポリオレフィンから構成されていてもよい。ポリオレフィン製フィルムがポリオレフィン以外の樹脂を含有する場合、その含有量は３０重量％以下であることが、得られたポリオレフィン炭化物の燃料効率の点から好ましい。ポリオレフィン製フィルムは、炭素原子を７０重量％以上含有することが好ましい。
【０００８】
ポリオレフィン製フィルムは、公知の充填剤などを含有していてもよいが、炭化処理時にダイオキシンが発生する可能性があるため、塩素系添加剤を含有しないことが好ましい。
【０００９】
本発明で用いられるポリオレフィン製フィルムは、単層フィルムであってもよく、多層フィルムであってもよい。ポリオレフィン製フィルムが多層フィルムである場合には、全ての層がポリオレフィンから構成されていることが好ましい。
ポリオレフィン製フィルムの厚みは特に限定されるものではないが、通常５０〜５００μｍ程度である。
【００１０】
ポリオレフィン製フィルムの製造方法は、特に限定されるものではなく、Ｔダイ成形やインフレーション成形など、公知のフィルム製造方法によって製造されたフィルムを使用することができる。
【００１１】
本発明における粒状物は、原料として用いるポリオレフィン製フィルムを構成するポリオレフィンの分解点以下の融点または分解点をもたない。すなわち粒状物が融点および分解点を有する場合は、いずれもがポリオレフィンの分解点より高温であり、粒状物が融点または分解点のいずれかしか有さない場合には、その融点または分解点が、ポリオレフィンの分解点より高い温度であればよい。ポリオレフィン製フィルムが複数のポリオレフィンから構成されている場合には、フィルムを構成するポリオレフィンの分解点のうち最も高い温度をポリオレフィンの分解点とする。
【００１２】
融点とは固体から液体に相変化するときの温度であり、分解点とは、化合物が二種以上の物質に分かれる化学変化を起す温度である。但し本発明において、水、炭酸ガスの脱離（脱水、脱炭酸）温度は分解点の定義外とする。融点および分解点は、公知の方法によって測定することができる。
【００１３】
本発明における粒状物は、その融点や分解点以外は特に限定されるものではなく、例えば炭酸カルシウム、硫酸マグネシウムなどの塩類、酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化チタン、酸化鉄、その他多様な組成のセラミックス類、グラファイト、カーボンファイバー、金属、合金など公知の無機物、あるいは液晶樹脂、ポリイミド、アラミド繊維などスーパーエンプラなど公知の有機物の粒状物を使用することができる。使用する粒状物は１種類でもよく、２種類以上の粒状物を混合して使用してもよい。粒状物の粒径や形状についても特に限定するものではないが、通常粒径０．１〜１００００μｍである。
【００１４】
粒状物として酸化鉄を使用した場合には、電磁波遮断性を有するポリオレフィン炭化物を得ることができるため好ましい。このような電磁波遮断性ポリオレフィン炭化物をポリマーに配合して成形することにより、電磁波遮断性を有する成形体とすることができる。
【００１５】
粒状物としてセラミックスを使用して得られたポリオレフィン炭化物は、強度や硬度に優れるため好ましい。セラミックスとして多孔質セラミックスを用いることにより、多孔性ポリオレフィン炭化物を製造することができる。このような多孔質性ポリオレフィン炭化物は、予め孔に薬剤などの活性物質を吸着させておき、使用時に該活性物質を放出させて使用したり、脱臭剤や調湿剤などのように、孔に不要物質を吸着させて使用したりすることができるため、好ましい。
【００１６】
粒状物として土を用いて得られたポリオレフィン炭化物は、殺菌済の育苗用培土として好ましく使用できる。
【００１７】
本発明のポリオレフィン製フィルムとして、ハウス栽培用シートやマルチングフィルム等農業用フィルムとして用いられた後の廃材ポリオレフィン製フィルムを用いることができる。このような廃材ポリオレフィン製フィルムは、すでにフィルム表面に粒状物である土が付着しているため、炭化処理のためにわざわざ粒状物をフィルムの間に介在させる必要がない。また廃材ポリオレフィン製フィルムを有効利用することができるため、好ましい。すなわち本発明は、廃材ポリオレフィン製フィルムの再利用方法として有効な方法である。
【００１８】
本発明のポリオレフィン炭化物の製造方法においては、少なくとも２枚以上重ねたポリオレフィン製フィルムの間に粒状物を介在せしめた状態で炭化処理を行なう。
ポリオレフィン製フィルムを２枚以上重ねる方法については特に限定されるものではなく、例えば所定の大きさに切断されたポリオレフィン製フィルムを１枚ずつ重ねてもよく、長尺のポリオレフィン製フィルムをロール状に巻いてもよい。
【００１９】
ポリオレフィン製フィルムの間に粒状物を介在せしめる方法についても特に限定されるものではない。例えば重ねたポリオレフィン製フィルムの間に粒状物を挿入してもよく、予め粒状物を表面に付着させたポリオレフィン製フィルムを重ねてもよい。農業用フィルムとして用いた後の廃材ポリオレフィン製フィルムを原料として使用する場合には、通常既に土が粒状物としてフィルム表面に付着しているため、これをロール状に巻いて炭化処理を行なうことができる。
【００２０】
粒状物は必ずしも重ねたポリオレフィン製フィルム間の全てに介在させる必要はなく、炭化処理を行なった際にフィルム全体が均一に炭化される程度に介在させればよい。また粒状物はできるだけ均一に分散させることが好ましい。粒状物の分散量は特に限定されるものではない。粒状物の分散量を制御することにより、得られるポリオレフィン炭化物の比重を変えることができる。
【００２１】
炭化処理は通常の木炭を製造する方法によって行なうことができ、例えば重ねたポリオレフィン製フィルムをアルミホイルで包んで加熱する方法や、炭焼き窯やドラム缶を用いた簡易炭焼き窯などを用いて、酸素濃度、処理時間および処理温度などの炭化処理条件を、炭化処理する材料やその量に応じて適宜選択することができる。ポリオレフィン中の炭素−水素結合を切断する作用のある触媒を添加して炭化処理してもよい。
ポリオレフィン製フィルムが、熱によりモノマーに分解される解重合型ポリオレフィンから構成される場合には、該ポリオレフィンの天井温度より低い温度で炭化処理を行なう。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のポリオレフィン炭化物の製造方法によれば、ポリオレフィン製フィルムを均一に炭化処理することができる。本発明の方法によって得られたポリオレフィン炭化物は、木炭の代替として利用可能である。
【００２３】
【実施例】
［実施例１］
幅２０ｃｍ、長さ５ｍ、厚さ１００ミクロンのハウス栽培用ポリオレフィン製フィルム（ポリエチレン製；分解点約３００℃）を平面上に広げ、次いで１０ｇの土（融点４００℃以上、分解点４００℃以上）をふるいにかけて得られた粒状物（粒径約３００μｍ以下）を、該ポリオレフィン製フィルムの片面に均一に分散させた。これをフィルムの端から巻き、長さ約２０ｃｍ、径約５ｃｍのロール状物とした。該ロール状物は、ポリオレフィン製フィルムの間に土が介在した状態であった。次いで家庭用のアルミホイルで丁寧にロール状物全体を覆い、空気を遮断した。両端に小さい空気孔をあけた後、家庭用のガスコンロを用いて、直火で加熱した。盛んな燃焼が終了後、火を弱め、ポリオレフィン自身の分解熱で徐々に炭化が進むようにした。
冷却後アルミホイルを取り除いたところ、全体が均一に炭化された良好なポリオレフィン炭化物を得ることが出来た。
【００２４】
［比較例１］
ポリオレフィン製フィルム表面に土を分散させない以外は実施例１と同様にして炭化処理を行なった。炭化処理後のポリオレフィン製フィルムの中心部は炭化状態が不完全であり、良好なポリオレフィン炭化物を得ることが出来なかった。

Claims (5)

1. 少なくとも２枚以上重ねたポリオレフィン製フィルムの間に、融点または分解点を該ポリオレフィンの分解点以下にもたない粒状物を介在せしめた状態で炭化処理することを特徴とするポリオレフィン炭化物の製造方法。
2. 粒状物が土であることを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン炭化物の製造方法。
3. 粒状物が酸化鉄であることを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン炭化物の製造方法。
4. 粒状物が多孔質セラミックスであることを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン炭化物の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法で得られることを特徴とするポリオレフィン炭化物。