JP3377369B2 - 熱可塑性樹脂製ゴミ袋及び熱可塑性樹脂製袋を用いるゴミの焼却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂製袋に
係わり、更に詳細には、ゴミ袋や買物用袋としての機能
は勿論のこと、これを使用した後ゴミ焼却炉等で焼却処
理する場合に、焼却炉内での異常な発熱を抑制し、かつ
焼却時に発生する有害ガス成分を抑制し、さらには燃焼
残灰中に重金属イオン等が存在する場合には、雨水等に
よる重金属イオンの漏洩抑制効果を持つ、環境保護機能
を付加した熱可塑性樹脂製袋に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、生活様式の変化、所得水準の向上
に伴い、家庭ゴミや商業ゴミの量が増加しており、これ
らゴミの処理は各地方自治体に於いて極めて大きい問題
となっている。通常これらゴミは省資源化、資源のリサ
イクル化、環境保護の観点から各種有価成分を回収した
後、不燃性ゴミと可燃性ゴミに分別し、埋め立てや焼却
処理に付されている。

【０００３】ところで、通常一般家庭よりだされる可燃
性ゴミは、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂製のゴミ袋
や、一般小売店等で配布・販売されている買い物用袋
（レジ袋）にまとめられ、焼却炉にて焼却されるのが一
般的である。しかし、このような焼却処分において、現
在以下のような問題が生じている。すなわち、ゴミ袋の
原料である熱可塑性樹脂は焼却の際の発生熱量が高く焼
却炉内の温度が異常に上昇し焼却炉の損傷が激しいこ
と、さらに塩化ビニル、塩化ビニリデン（食品包装用ラ
ップ）等の塩素含有樹脂を燃焼する場合には有毒なダイ
オキシンが大気放出される可能性があること、可燃性ゴ
ミ中に混入した乾電池、電気部品等を焼却した場合には
焼却残灰中に重金属イオン等が残存し、該焼却残灰を埋
め立て処理した場合には、埋め立て地で雨水等により重
金属イオンが漏洩する可能性があること等が挙げられ
る。

【０００４】このような問題点に対処すべく、焼却炉内
の温度上昇については、炉に散水して炉内の温度上昇を
抑制する方法やゴミ袋等に炭酸カルシウムを充填した樹
脂を使用し、そのものの燃焼熱を低下させる方法が採ら
れている。また、埋め立て時の有害物質漏洩防止に対し
ては、含有される有害物質を不溶化処理した上にセメン
ト等で固化させて埋め立て処分する方法が採られてい
る。しかしながら、これらの方法は個々に目的に対処す
るもので、炉構成耐火物資材の保護、有害排ガスの処
理、焼却残灰からの重金属イオンの漏洩防止対策等、全
ての目的を満足する諸策を行うには膨大な処理コストを
必要とすることより、廉価で、かつ複数項目に対し効果
のある手法の発現が嘱望されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は焼却
時、焼却炉の異常温度上昇を抑制し、炉の損傷を押さえ
つつ、有毒ガスの発生抑制、焼却残灰中に含有される有
害物質の埋め立て地での漏洩防止に効果を有する熱可塑
性樹脂製袋を提供するにある。

【０００６】かかる事情化に鑑み、本発明者らは上記目
的を達成すべく鋭意検討した結果、可燃性ゴミとして焼
却されるゴミ中には、一義的ではないが、通常数重量％
のゴミ袋が存在すること、かかるゴミ袋として水酸化ア
ルミニウムを特定量混練した熱可塑性樹脂製袋を用いる
場合には、袋としての機能発揮は勿論のこと、上記ゴミ
焼却処理における問題点（目的）を全て満足することを
見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、熱可
塑性樹脂中に１０〜５０重量％の水酸化アルミニウムを
混練してなる熱可塑性樹脂製袋を提供するにある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の最大の特徴は、袋の素材として熱可塑性
樹脂に水酸化アルミニウムを含有させて使用したことに
ある。該水酸化アルミニウムは焼却炉内での温度条件で
結晶水を放出すると共に活性アルミナに転移する。この
とき、無機物充填による可燃物希釈効果と結晶水の放出
に伴う吸熱反応で炉内の燃焼温度が低減し、かつこのと
きに結晶転移により生成した活性アルミナが焼却時に発
生するＨＣｌの吸着や焼却残灰埋め立て時に残灰中に含
有される重金属イオンを吸着し漏洩を防止するものであ
る。

【０００９】本発明で使用する水酸化アルミニウムの種
類は、一般的にはギブサイト、バイヤライト、ベーマイ
ト、ノルトストランダイト等、結晶水を有しているもの
であれば良い。ただしこの中でもギブサイトはバイヤー
法によるアルミナ、アルミニウムの原料として大量に生
産されているため容易に、安価で入手できることから好
適に用いられる。用いられる水酸化アルミニウムの平均
粒子径は約１５μｍ以下、通常約２μｍ〜約１０μｍが
望ましい。平均粒子径が１５μｍを越える水酸化アルミ
ニウムを用いると引張強度が低下する可能性がある。

【００１０】本発明に於いて、水酸化アルミニウムに加
え、他の無機充填材を併用することは可能である。この
ような無機充填材としては、炭酸カルシウム、タルク、
酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化鉄等が用いられ
る。このうち、炭酸カルシウムが好適に用いられる。炭
酸カルシウムは水酸化アルミニウムと同様にゴミの燃焼
で発生したＨＣｌを中和し酸性ガスの発生を抑制する効
果がある。

【００１１】本発明に於いて熱可塑性樹脂に対する水酸
化アルミニウムの充填量は１０重量％〜５０重量％が望
ましい。１０重量％未満では焼却時の発熱量抑制効果が
不十分であり、有毒ガスの吸着や残灰中の重金属イオン
の吸着に対して十分な効果が望めない。他方５０重量％
を越える場合には、フィルムの機械強度が低下するばか
りでなく、残灰量を増加させることになる。他の無機充
填材を併用する場合に於いても、その添加量の上限は、
上記と同一の理由により、樹脂に対し５０重量％以内が
望ましい。

【００１２】本発明の水酸化アルミニウム或いはこれと
併用する無機充填材は、公知の表面処理を施して用いる
こともできる。このような表面処理材としてはステアリ
ン酸等の脂肪酸もしくはその誘導体、パラフイン、ワッ
クス、有機シラン、有機チタネート等が挙げられる。該
表面処理を行うことにより、成形加工性の向上、樹脂中
でのこれら充填剤の分散性向上によるフィルムの機械強
度の向上を計ることができる。

【００１３】本発明の熱可塑性樹脂製袋に、必要に応じ
て加工助剤、酸化防止剤、顔料、隠蔽剤、帯電防止剤、
防・消臭剤、害虫等に対する忌避剤等を充填することは
勿論可能である。

【００１４】本発明の熱可塑性樹脂製袋の製造は、特に
制限されないが、例えば、上記したポリエチレン等の熱
可塑性樹脂と水酸化アルミニウム、更に必要に応じて添
加剤を加え混合し、更に加熱下において混練し、均一組
成の樹脂組成物を得た後、インフレーション成型法また
はＴダイ成型法によってフィルム状に成形し、最終的に
ヒートプレス、切断等の製袋工程を経て製造する方法が
挙げられる。

【００１５】水酸化アルミニウム、無機充填材、その他
の添加剤は、フィルム成形の前工程で予め、充填剤、添
加剤等の濃度を上げたマスターバッチとして樹脂と共に
混練しておくのが一般的である。マスターバッチでの無
機充填剤の充填量は５０重量％〜９０重量％が望まし
い。また、マスターバッチの調製は、加圧ニーダー、バ
ンバリーミキサー、１軸押出機、２軸押出機などが用い
られる。上記方法で調製したマスターバッチは該マスタ
ーバッチ希釈用の樹脂、その他添加剤と共に混合し、１
軸押出機等の装置で加熱混練し溶融状態になった樹脂組
成物をインフレーション成型法もしくはＴダイ成形法に
よって所定の厚みのフィルムを成形し、製袋に付すこと
もできる。

【００１６】ゴミ袋の厚さは一義的ではないが、通常約
２０μｍ〜約１５０μｍの厚みで使用される。厚みが２
０μｍ未満の場合には薄すぎることにより十分な使用強
度が得られず、他方１５０μｍを越える場合には袋とし
て取扱い難くなる。

【００１７】このようにして得られた本発明の熱可塑性
樹脂製ゴミ袋の引っ張り強度は、使用する熱可塑性樹脂
の種類により一義的ではないが、通常、ＪＩＳ Ｋ−６
７８１の測定法により測定して縦方向（ＭＤ）で約２５
０Ｋｇ／ｃｍ² 以上、横方向（ＣＤ）で約１５０Ｋｇ／
ｃｍ² 以上であり、通常ゴミ袋として要求される機械的
強度を十分満足するものである。また通常透明な熱可塑
性樹脂を用いた場合には半透明の熱可塑性樹脂製袋を得
ることができるもので、現在、市販されているゴミ袋、
或いはレジ袋として適用可能である。

【００１８】加えて本発明の熱可塑性樹脂製袋は、該袋
内に可燃物を入れ、これを可燃性ゴミとして焼却処理す
るに際し、更に優れた特異な効果を発揮するものであ
る。地方自治体や焼却設備を備えている事業所等でゴミ
の焼却に一般に用いられる焼却炉は、ストーカー式焼却
炉や流動層式焼却炉が多い。該焼却炉でのゴミの焼却温
度は通常、約５００℃〜約１０００℃であるが、本発明
の熱可塑性樹脂製ゴミ袋を該温度雰囲気で焼却する場合
には、樹脂中に存在する水酸化アルミニウムは結晶水を
放出すると共に、非常にガス吸着能力や金属イオンの吸
着能力の高い、高ＢＥＴ表面積の遷移アルミナ（活性ア
ルミナ）に結晶転移する。焼却時における可燃性ゴミに
対する水酸化アルミニウム含有可塑性樹脂製袋の存在量
は、可燃性ゴミに対し、水酸化アルミニウムとして０．
００１重量％〜４０重量％、好ましくは０．０１重量％
〜３０重量％であるが、これら水酸化アルミニウムは全
てを本発明の可塑性樹脂製袋により供給する必要はな
く、別途、水酸化アルミニウム粉末や、他の水酸化アル
ミニウム粉末を含有する成形体として存在させてもよ
い。勿論、焼却時における発熱量抑制効果を若干犠牲と
するならば水酸化アルミニウムの添加存在量を減じ、予
め活性アルミナを添加存在させることも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述した本発明の熱可塑性樹脂製袋
は、通常市販のゴミ袋、レジ袋に要求される機械的強度
等の物性を満足することは勿論、これを他のゴミと焼却
処理する場合には、焼却炉内の異常温度上昇を防ぎ、炉
の損傷を押さえつつ、塩素ガス等に起因する有害排ガス
の排出を抑制し、かつ焼却残灰に含有される有害物質の
埋め立て地での漏洩防止をも可能とするもので、環境保
護に寄与する発明としてその工業的価値は頗る大であ
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例により制限されるもので
はない。

【００２１】実施例１ メルトフローレート０．０５ｇ／１０ｍｉｎ、密度０．
９５ｇ／ｃｍ³ の高密度ポリエチレンと水酸化アルミニ
ウム（住友化学工業株式会社製）を用い、一軸押出機を
備えたインフレーション成形機により厚さ３０μｍ、折
り径５００ｍｍの表１に示す割合（重量部）で水酸化ア
ルミニウムが混練された熱可塑性樹脂製フィルムを作製
し、フィルムをヒートシールして長さ７００ｍｍの袋を
得た。得られた袋をＪＩＳ Ｋ６７５８に準拠して引張
強度を測定した。その結果を表１に示す。尚、実験例１
と実験例３の水酸化アルミニウムは平均粒子径６μｍ、
実験例２のそれは平均粒子径３μｍであり、引張強度の
データは成形方向をＭＤとし、ｎ数１０個の平均値であ
る。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例２ 水酸化アルミニウム粉末（平均粒子径８μｍ，住友化学
工業株式会社製）３０重量％を分散含有する高密度ポリ
エチレンフィルム１００重量部と、水酸化アルミニウム
粉末を全く含有しない高密度ポリエチレンフィルム１０
０重量部を燃焼させ、ボンベ式熱量計を用いて発生熱量
を測定した。その結果、水酸化アルミニウム粉末を含有
する高密度ポリエチレンフイルムの燃焼熱は７７９１Ｋ
ｃａｌ、含有しないものは１１２００Ｋｃａｌであっ
た。

【００２４】実施例３ 商業ベースのゴミの連続焼却を想定し、予め実施例１と
同一方法で作成した水酸化アルミニウム３０重量％を含
有する高密度ポリエチレンフィルムを木材片、ダンボー
ルと共に電気炉中で燃焼させ、焼却残灰を得た。この焼
却残灰は実質的に活性アルミナであり、そのＢＥＴ比表
面積は１０５ｍ² ／ｇであった。上記焼却残灰１．５ｍ
ｇと高密度ポリエチレンフィルム（水酸化アルミニウム
３０重量％を含有）を５ｍｇおよび塩化ビニル粉末１０
ｍｇをプラスチック製燃焼試験機ＰＣＴ（杉山元医理器
製）に投入し、燃焼温度７５０℃、送気量０．５リット
ル／分、燃焼時間１０分の条件で燃焼させた。発生した
ＨＣｌガスはＪＩＳ−Ｋ７２１７に準拠し、２０ｍＭ炭
酸ナトリウムで吸収後、硝酸銀滴定法で定量した。その
結果ＨＣｌ検出量は４．２ｍｇであり、水酸化アルミニ
ウムおよび活性アルミナの存在しない系は５．１ｍｇで
あった。

【００２５】実施例４ 都市ゴミ焼却残灰１０ｇと実施例３で用いた焼却残灰
（ＢＥＴ比表面積は１０５ｍ² ／ｇの活性アルミナ）４
ｇを蒸留水９０ｇに添加し、６時間振盪した後、固液分
離し、水溶液中の重金属イオン濃度を原子吸光光度計で
測定した。その結果、水溶液中の重金属イオン濃度はＣ
ｒ：０．０７ｐｐｂ、Ｐｂ：０．０１ｐｐｂ、Ｃｕ：
０．０６ｐｐｂであった。尚、比較のため蒸留水９０ｇ
に都市焼却残灰１０ｇのみを添加し、上記と同一に６時
間振盪した後、固液分離し水溶液中の重金属イオン濃度
を測定した。その結果水溶液中の重金属イオン濃度はＣ
ｒ：０．１１ｐｐｂ、Ｐｂ：０．０４ｐｐｂ、Ｃｕ：
０．１３ｐｐｂであった。

【００２６】実施例５ Ｈｇイオン１００ｐｐｂを含有する水溶液９０ｇを調整
し、これに実施例３で用いたと同じ焼却残灰（ＢＥＴ比
表面積は１０５ｍ² ／ｇの活性アルミナ）４ｇを添加
し、６時間振盪した後、固液分離し、水溶液中のＨｇイ
オン濃度を測定した。その結果水溶液中のＨｇイオン濃
度は２２ｐｐｂであった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−125233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−62242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−33240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−128731（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂中に１０〜５０重量％の水
   酸化アルミニウムを混練してなり、必要に応じて炭酸カ
   ルシウム、タルク、酸化チタン、酸化アルミニウム及び
   水酸化鉄から選ばれる無機充填材又は加工助剤、酸化防
   止剤、顔料、隠蔽剤、帯電防止剤、防・消臭剤及び害虫
   忌避剤から選ばれる添加剤を含有し、その他のものを含
   有しない熱可塑性樹脂製ゴミ袋。
2. 【請求項２】 水酸化アルミニウムと任意に用いられる
   無機充填材の合計量が熱可塑性樹脂に対し５０重量％以
   下である請求項１記載のゴミ袋。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂がポリエチレンである請求
   項１又は請求項２記載のゴミ袋。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂中に１０〜５０重量％の水
   酸化アルミニウムを混練してなり、必要に応じて炭酸カ
   ルシウム、タルク、酸化チタン、酸化アルミニウム及び
   水酸化鉄から選ばれる無機充填材又は加工助剤、酸化防
   止剤、顔料、隠蔽剤、帯電防止剤、防・消臭剤及び害虫
   忌避剤から選ばれる添加剤を含有し、その他のものを含
   有しない熱可塑性樹脂製袋に可燃性のゴミを入れて回収
   し、焼却することを特徴とするゴミの焼却方法。