JP3760193B2

JP3760193B2 - Method for producing molded products containing CFC decomposition products

Info

Publication number: JP3760193B2
Application number: JP2002350561A
Authority: JP
Inventors: 昭小島; 朗中嶋; 茂古川; 伊津夫諸田
Original assignee: Institute of National Colleges of Technologies Japan
Current assignee: Institute of National Colleges of Technologies Japan
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2022-12-02
Also published as: JP2004181335A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロン分解無害化処理によって生成されたフロン分解物を利用したフロン分解物混入成形物の製造方法、フロン分解物混入道路舗装材およびフロン分解物混入路盤材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特定フロン（以下、単にフロンと称する）は、極めて安定した化合物であり、冷媒、発泡剤、洗浄剤等として広く使用されてきた。しかし、大気中に放出されたフロンは、成層圏のオゾン層を破壊することが明らかになったため、我が国では１９９５年以降その生産が中止されている。
【０００３】
しかし、オゾン層の破壊を防ぐためには、フロンの生産を中止するだけでは不十分で、これまでに生産され使用されている大量のフロンを廃棄処分するにあたっては分解無害化処理が不可欠である。
【０００４】
フロンの分解無害化処理に供される装置（フロン分解無害化装置）としては、アークプラズマ方式、高周波プラズマ方式、化学的熱分解方式、触媒方式、液中分解方式等がある。最近、上記各種フロン分解無害化装置のなかでも小型・低コストで分解処理能力の高いアークプラズマ方式（特開平１０−２４９１６１号等）が注目されている。
【０００５】
かかるアークプラズマ方式のフロン分解無害化装置は、放電によって空気をプラズマ化して超高温（約１０，０００℃）のアークを発生させ、そこにフロン〔例えば、フロン１２（ＣＣｌ_２Ｆ_２）〕と水蒸気（Ｈ_２Ｏ）とを送り込んで瞬時に分解処理する。
【０００６】
ＣＣｌ_２Ｆ_２＋２Ｈ_２Ｏ → ２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ_２
【０００７】
分解ガスは、消石灰〔Ｃａ（ＯＨ）_２〕で急冷されながら中和して、下記反応式で示すように、塩化カルシウムＣａＣｌ_２とフッ化カルシウム（ＣａＦ_２）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とからなる無害化物質（フロン分解物）となる。下記反応式中のＣａＣｌ_２は水溶性であるので、固形物化しない。
【０００８】
２ＨＣｌ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ → ＣａＣｌ₂＋２Ｈ_２Ｏ
【０００９】
２ＨＦ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ → ＣａＦ₂＋２Ｈ_２Ｏ
【００１０】
ＣＯ₂ ＋Ｃａ（ＯＨ）₂ → ＣａＣＯ₃＋Ｈ_２Ｏ
【００１１】
なお、プラズマアーク方式以外のフロン分解無害化装置でも、上記したのと同様にフロン分解物が生成される。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したフロン分解無害化処理によって生成されたフロン分解物は、一般廃棄物とは異なり厳格な廃棄物流出防止措置が施された管理型処分場で埋立て処分しなければならず、廃棄処理費用が嵩む欠点を有している。廃棄処分されるフロンは年々増加しており、今後廃棄処理費用が高騰化するものと推測される。
【００１２】
ここに、フロン分解物を単に廃棄処分してしまうことは経済的にも得策ではなく、資源の有効利用の観点からいっても問題がある。本出願人の一人（カースチール株式会社）は、平成１０年７月に群馬県自動車販売店協会から委託を受け、廃棄自動車のカーエアコンに入っているフロンを回収し、分解無害化処理を行ってきた。その結果、分解無害化処理の結果生成されたフロン分解物は、平成１４年９月までで４６トンにも達しており、これらは全部再資源化しなければならないとの信念から、総べて貯蔵している。フロン分解物は、成分が判明しており、これを有効利用することは、フロンの回収業務を行う者としての責務であると考えている。
【００１３】
また、自動車の塗装などに粉体塗料が広く用いられているが、塗膜を形成することなく産業廃棄物として廃棄される量も膨大なものとなっている。この廃棄粉体塗料も上記したフロン分解物とともに再資源化できれば、産業の発展に大きく貢献することになる。
【００１４】
本発明の目的は、フロン分解無害化処理によって生成されたフロン分解物を再資源化するとともに、廃棄された粉体塗料も再資源化して産業の発展に貢献するフロン分解物混入成形物の製造方法を提供することにある。また、フロン分解物を再資源化するのに貢献するフロン分解物混入道路舗装材を提供することを目的とする。また、フロン分解物を再資源化するのに貢献するフロン分解物混入路盤材を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、フロンと水蒸気とをフロン分解無害化装置で分解して分解ガスを生成し、前記分解ガスを消石灰で中和して、フッ化カルシウムと、炭酸カルシウムとからなる半ナマ状またはスラリー状のフロン分解物を生成し、前記半ナマ状またはスラリー状のフロン分解物に廃棄粉体塗料を混合し、次いで当該混合物を型枠に充填して、１３０〜１５０℃の熱処理温度で加熱処理し、しかる後に脱型することを特徴とするフロン分解物混入成形物の製造方法である。
【００１６】
上記請求項１の発明の場合、従来産業廃棄物（ゴミ）として捨てられていたフロン分解物と廃棄粉体塗料とを有効利用して成形物（各種エクステリア製品等）を製造できることになる。したがって、フロン分解物と廃棄粉体塗料を再資源化して産業の発展に貢献することができる。そして、製造方法が容易である、エネルギーを必要としない、加工性および成形性が良い、機械的強度が大、表面性状が制御できる、耐水性および耐候性を持つなどの顕著な効果も奏する。
【００２０】
フロン分解物が半ナマ状またはスラリー状とされたものであるので、フロン分解物と廃棄粉体塗料との混合を一段と容易かつ均一にしかも迅速に行える。また、フロン分解物を加熱して乾燥する必要がないので、エネルギー消費量が少なくなり経費節減にもなる。
【００２３】
請求項２の発明は、前記型枠充填前の混合物に繊維状補強材が加えられたものである。
【００２４】
上記請求項２の発明の場合、請求項１の発明の場合と同様な作用・効果を奏し得るほか、一段と軽量で強度の高いものを製造できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面等を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
【００３１】
第１の実施形態に係るフロン分解物混入成形物の製造方法は、図１に示すように、フロン分解無害化処理によって生成された粉末状のフロン分解物に廃棄粉体塗料を混合し、次いで当該混合物を型枠に充填して加熱処理し、しかる後に脱型して成る（同図中ステップＳＴ１〜ＳＴ４）。
【００３２】
この実施形態では、フロンとしては、カーエアコンの冷媒として使用されていたフロン１２（ＣＣｌ_２Ｆ_２）が選定されている。なお、フロン１２以外の特定フロンを選定してもよい。粉末状フロン分解物は、図２に示すように、フロン１２をプラズマアーク方式のフロン分解無害化装置で分解無害化処理等することによって生成される。
【００３３】
こうして生成されたフロン分解物は、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とフッ化カルシウム（ＣａＦ_２）との混合物である。フロン分解物中の水溶性の塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）は、水洗し除去される。そして、水洗後にフィルタープレスで脱水ケーキとされる。この脱水ケーキは、十分に乾燥された後、粉砕されて粉末状とされる。かかる方法により、粉末状のフロン分解物が生成される（図２中、ステップＳＴ１〜ＳＴ１０）。
【００３４】
一方、上記した廃棄粉体塗料は、産業廃棄物として廃棄された粉状の塗料である。粉体塗料は、熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等）あるいは熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等）に、顔料、充填材、硬化剤および可塑剤などを加えて微粉末状にした合成樹脂組成物であり、次のような多くの長所を有している。すなわち、無溶剤塗装である。大気汚染の心配がない。塗装が粉末状のため、回収、再利用が可能である。高度な塗膜性能をもつ。硬さ、付着性、耐薬品性などの性質が極めて優秀である。被塗物の長寿命化による省資源効果が期待できる。
【００３５】
粉体塗料は、上記したような長所を有しているが、塗着効率が３５〜７０％程度であるため、塗装作業時における吹き付け量の約３０％〜６５％の塗料は、第１段階では塗膜にならない。これらの粉体中には、回収後再使用されるものもあるが、回収装置で回収できなかったものや粗粉などは、産業廃棄物として廃棄されているのが現状である。
【００３６】
ここにおいて、本発明者は、かかる廃棄された粉体塗料（廃棄粉体塗料）を産業廃棄物として扱うのではなく、再利用したほうが環境にも経済的にも望ましいと考えた。そこで、数年前から研究・開発を続けてきているフロン分解物の再利用技術を更に発展させるために、上記廃棄粉体塗料を役立てることができるのではないかとの着想を得、当該塗料をフロン分解物を集合して固形化するバインダーとして採用することとしたのである。一般に、バインダーは、安価、無害、無毒、成形性、成形時のエネルギーが少ない、高温加熱を要しないなどの条件を満たすことが求められるが、廃棄粉体塗料は何れの条件も満たしている。
【００３７】
以下に、廃棄粉体塗料をバインダーとしたフロン分解物混入成形物の作製実験を図１を参照しながら説明する。
【００３８】
まず、粉末状フロン分解物と廃棄粉体塗料とを、重量比３：７の割合で混ぜ、乳鉢中で混合する。次に、混合物を金属製の型枠中に充填し、ホットプレス上で１００℃に加熱した。すると、型枠内の混合物中、廃棄粉体塗料は溶融したが、フロン分解分は融けなかった。そこで、１５０℃まで加熱したところ、一部融け全体として固形化した。固形物（成形物）を破断して内部を観察したところ、フロン分解物が２〜３ｍｍ程度の凝集体になっていた。乾燥した固形物（成形物）は、硬くて粉砕に多くの手間とエネルギーを要することがわかった。
【００３９】
（第２の実施形態）
【００４０】
第２の実施形態に係るフロン分解物混入成形物の製造方法は、図３に示すように、半ナマ状のフロン分解物に廃棄粉体塗料を混合し、次いで当該混合物を型枠に充填して加熱処理し、しかる後に脱型して成る（同図中ステップＳＴ１〜ＳＴ４）。
【００４１】
ここで、半ナマ状のフロン分解物とは、図２において、フィルタープレス（同図ステップＳＴ７）後で乾燥（ステップＳＴ９）される前のフロン分解物（ステップＳＴ８）である。この第２の実施形態における半ナマ状フロン分解物は、含水率が３５％であったので、水分をゼロの状態に換算して調製した．例えば、フロン分解物を１０％含む配合では、フロン分解物１３．５ｇに対して廃棄粉体塗料９０ｇを加え、固形化を試みた各種配合を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
フロン分解物と廃棄粉体塗料との混合をよくするために水５０ｇを加え、乳鉢中で混合した。そして、混合物を型枠中に充填し、ホットプレスの加熱板上で１４０℃まで熱し、板上成形物を作った。この場合、加圧は行わなかった。室温から１４０℃までの加熱速度は、２０℃／１時間であった。
【００４４】
次に、熱処理温度１４０℃でフロン分解物と廃棄粉体塗料との配合による影響を検討した。スラッジ状のフロン分解物と粉体塗料とを、１：９、２：８、３：７、４：６および５：５とした。これに水を全体量の６０％相当を加え十分に混合した後、ヌッチェで吸引ろ過した。混合物は、板上のまま取り出し３日間自然乾燥後、乾燥器中で１４０℃に６時間保持して硬化した。得られた板状成形物の密度、曲げ強度および空隙率を測定し、その結果を表１に示す。
【００４５】
最も高い密度および曲げ強度を示したのは１：９の場合であった。表１の中で、試料Ａおよび試料Ｂは、平坦で平滑な表面を持つ成形板ができた。とりわけ、試料Ｂの成形板波の表面状態が良好であった。それに対し、試料ＣおよびＤでは、フロン分解物の分散が不十分で、凝集体のままであった。フロン分解物が多くなると、空隙が多く、表面硬度も小さくなり、表面形状は凹凸が多くなり成形はしにくくなった。
【００４６】
次に、成形版製作時の熱処理温度による影響について検討した。脱水ケーキ状のフロン分解物は、粉体塗料を２：８（重量比）で混合した。水を全体量の４０％加え十分に混合した後、ヌッチェで吸引ろ過した。混合物は、板状のまま取り出し、乾燥器で１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃および１６０℃で３時間保持して硬化した。得られた成形板の嵩密度、曲げ強度および空隙率を測定した。その結果を表２に示す。熱処理温度は嵩密度、曲げ強度および空隙率の結果から１３０〜１５０℃（特に１４０℃）が適していることがわかった。以上より、フロン分解物にバインダーとして粉体塗料を１：９の割合で混合し１４０℃に加熱して固形化させれば、比較的簡単な方法で、空隙率が少なく曲げ強度が大きい成形物を作製できることが分かった。
【００４７】
【表２】

【００４８】
次に、補強材としてセルロース繊維を添加した場合の影響を検討した。スラッジ状のフロン分解物と廃棄粉体塗料の混合比を１：９（重量比）とし、その中にセルロース繊維を全体重量の５％，１０％，１５％加えた。その中に水を全体重量の７０％を加え混合した後、上記の方法と同じで成形板を作り、密度、曲げ強度、弾性率および伸びを測定した。その結果を表３に示す。セルロース繊維の添加量を増大すると、嵩密度、曲げ強度および弾性率はいずれも低くなったが、破壊エネルギーと伸びの増加が認められた。
【００４９】
【表３】

【００５０】
以上より、セルロース繊維を添加することにより、脆性破壊が起こりにくくなるとともに成形性が良くなることが分かった。セルロース繊維混入成形物の断面をＳＥＭで観察すると、繊維がしっかりと絡み合っているのが確認できた。
【００５１】
なお、フロン分解物と繊維だけを素材として成形物を作製する実験も行ってみた。すなわち、フロン分解物と繊維（ここでは、ろ紙）を、５：５、６：４、７：３の割合で混合し、８０℃で加熱して板状の成形物を作製し、測定を行った。その結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】

【００５３】
表４より、フロン分解物と紙だけで成形物を作製した場合には、密度および曲げ強度とも低下した。しかし、従来までのものに比べると伸びが格段に良くなった。また、繊維添加量が多いため成形性が更に良くなり、水に溶けるため、自然崩壊性、分解性にも優れるなどの特徴が得られた。この実験では，繊維として、ろ紙を用いたが、家庭や事業者などから大量に廃棄される紙類（新聞紙、チラシ等）を用いた場合にも、表４と同じような結果が得られるものと思われる。
【００５４】
なお、セルロース混入カップ状成形物も製作してみた。半ナマ状のフロン分解物と廃棄粉体塗料とを、１：９（重量比）で混合した。この中にセルロース繊維を全体量の１５％加えた。水は、全体量の７０％を加え混合した。混合物は、かための泥水状であった。これを植木鉢（直径１０ｃｍ）の外側に厚さ２ｃｍ程度で、全表面に貼り付けた。その上から別の植木鉢（直径１２ｃｍ程度）を被せ、手で軽く押し付け、１時間保持した。その後、外側の植木鉢を取り除いて、８０℃の乾燥器中に入れ１日間乾燥した。
【００５５】
フロン分解物、粉体塗料、セルロース繊維との混合物は、１４０℃に加熱した乾燥器中で１日間加熱し、カップ状の成形物を製作した。このカップ状成形物は、軽量で実用に耐えるものであった。さらに、植木鉢の表面にフィルム状シート（ラップ）を掛けて製作すると、表面の平滑な成形物が得られた。
【００５６】
なお、上記成形物を植木鉢として実際に植物を育ててみたところ、植物の生育に何ら悪影響を及ぼさないばかりか、当該成形物に触れた虫（ナメクジ等）が死んでしまい害虫駆除効果もあることが分かった。
【００５７】
（第３の実施形態）
【００５８】
第３の実施形態に係るフロン分解物混入成形物の製造方法は、図４に示すように、スラリー状フロン分解物に廃棄粉体塗料を混合し、次いで当該混合物を型枠に充填して加熱処理し、しかる後に脱型して成る（同図中ステップＳＴ１〜ＳＴ８）。
【００５９】
ここで、スラリー状フロン分解物とは、図２において、フィルタープレス（同図のステップＳＴ７）前の状態にあるフロン分解物（ステップＳＴ６）であって塩化カルシウムが除去（ステップＳＴ５）されているものである。この第３の実施形態では、スラリー状フロン分解物中に、廃棄粉体塗料の所定量を加えた。この場合には、スラリー中に含まれているフロン分解物量を予め測っておくことが必要である。スラリー状フロン分解物と廃棄粉体塗料との配合は、２：８であった。
【００６０】
ミキサーで両者を混合した後、分離が生じないように撹拌しながらフィルター式の型枠に流し入れた。実験では、吸引ロート（直径１０ｃｍ）を用い、これを吸引瓶に取り付け水流ポンプに接続して減圧にした。吸引ロート上には、円盤状の成形物が生成した。これを吸引ロートから取外し、金属製の型枠中に充填し、ホットプレスの加熱板上に置いて、所定温度、所定圧力に加熱、加圧した。
【００６１】
脱型後、フロン分解物と廃棄粉体塗料とからなる板状の固形物（厚さ１ｃｍ、直径１０ｃｍ）が得られた。この円盤状成形物を、乾燥器中で１００℃で１時間保持した後、更に１５０℃で１時間加熱した。得られた円盤状の成形板は、嵩密度で１３００ｋｇ／ｍ^３で平滑表面をもつものであった。加熱温度が１００℃では樹脂の溶融が不十分で、表面がざらついていたが、１５０℃に加熱した場合には光沢をもつ滑らかな表面となった。
【００６２】
また、得られた板状成形物は、手で曲げようとしたが、破壊することはできなかった。また、ゴルフボール大の球状固形物を作り、床に激しくぶつけても壊れることはなかった。なお、加圧処理を加えれば、今以上に強度は向上し、嵩密度は高くなることは明白である。この成形物の耐水性は、水中に１０日間浸けて評価した。形状が崩れることはなく、表面が脆くなることもなく、また亀裂の発生などは見られなかった。フロン分解物中に塩化カルシウムが混入していた成形物では容易に破壊したことに比べれば、本技術で作製した固形物の耐水性は抜群であった。
【００６３】
なお、上記した第１〜第３の実施の形態に記載した成形物製造方法は、各種エクステリア製品、マンホール蓋、側溝蓋、ステップ、敷石板、平板状床板、インターロッキングなどの製造に利用できる。そして、廃棄粉体塗料をバインダーとして使用したので、着色、白色化、嵩密度の制御、表面の模様の付与なども可能であり、商品としての市場性は一段と高まることになる。
【００６４】
（第４の実施形態）
【００６５】
第４の実施形態に係るフロン分解物混入道路舗装材の製造方法は、図５に示すように、フロン分解無害化処理によって生成されたフロン分解物を、粉砕した後再生アスファルトと混合してなる（同図中ステップＳＴ１）。
【００６６】
ここで、道路などで使用されるアスファルト舗装は、表面から舗装部と路床部とに大別される。路床部は地面そのものである。上層部の舗装部は、表層、基層、路盤となる。表層は、舗装の最上部にあって加熱アスファルト混合物を用いて作られる。表層は、交通車両による摩耗とせん断とに抵抗し、平坦で滑りにくい、快適な走行ができ、また雨水が下部に浸透するのを防ぐ機能を持つものである。
【００６７】
これに使用するアスファルトには、補足材としてフィラーが添加される。それらは石粉（石灰岩粉末または火成岩粉末）、消石灰、セメント、各種ダスト（鋳物ダスト、フライアッシュ）である。この中で使用量の多いのは、石粉であり、粒度範囲が規定されている。
【００６８】
ふるい目（ｍｍ）と通過重量百分率（％）の関係である。例えば、０．６ｍｍでは１００％、０．１５ｍｍでは９０〜１００％、０．０７４ｍｍでは７０〜１００％である。
【００６９】
粉末状フロン分解物の粉砕を表５に示す３種類の方法で検討した。孔の開いた鉄板上に擦りつける方式の回転式では、規格に達しなかった。また、相互式ではやや規格値に近づいたが、不十分である。しかし、ＭＦＪ式で粉砕すれば可能となった。したがって、フロン分解物は、粉砕すれば再生アスファルトの補足材として使用できることが判明した。
【００７０】
【表５】

【００７１】
（第５の実施形態）
【００７２】
第５の実施形態に係るフロン分解物混入路盤材の製造方法は、図６に示すように、フロン分解無害化処理によって生成されたフロン分解物を、粉砕して粉末化した後、土と混合してなる（同図中ステップＳＴ１）。
【００７３】
路盤は、交通荷重を分散させて安全に路床に伝えるのに重要な役割を果たす部分である。したがって、十分な支持力と耐久性に富む材料を、必要な厚さによく締め固めたものでなければならない。路盤は、通常下層路盤と上層路盤とに分けられる。下層路盤は比較的支持力の小さい安価な材料が、上層路盤には支持力の大きい良質な材料が用いられる。
【００７４】
下層路盤は、一般に施工現場近くで入手できる材料を利用する。入手できない場合は、セメントや石灰などで安定処理をした下層路盤として用いることがある。その場合には、一軸圧縮試験（ＣＢＲ試験）結果が０．９８ＭＰａ以上である必要がある。
【００７５】
ここで、粉末状フロン分解物が路盤材の充填材として使用できるかの検討を行った。粉末状フロン分解物は、決められた方法で土中に混合分散し、一軸圧縮試験を行い、土の強度を測定した。
【００７６】
その結果を表６に示す。無添加での圧縮強度は１．４７ＭＰａに対し、１０％の添加では１．４２ＭＰａ、１５％の添加では０．７６５ＭＰａであった。これらの結果から土の１０％まで添加しても強度の低下はないので、実用になるものであった。
【００７７】
【表６】

【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、フロン分解物に廃棄粉体塗料を混合し、次いで当該混合物を型枠に充填して加熱処理し、しかる後に脱型してなるので、フロン分解物および廃棄粉体塗料の再資源化に貢献することができる。そして、製造方法が容易である、エネルギーを必要としない、加工性および成形性が良い、機械的強度が大、表面性状が制御できる、耐水性および耐候性を持つなどの顕著な効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための図である。
【図２】粉末状フロン分解物の作製を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を説明するための図である。
【図５】本発明の第４の実施形態を説明するための図である。
【図６】本発明の第５の実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
ＳＴ１〜ＳＴ１０実験の各ステップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a CFC-decomposed product-mixed molded article using a CFC-decomposed detoxification treatment, a CFC-decomposed product-mixed road pavement material, and a CFC-decomposed product-mixed roadbed material.
[0002]
[Prior art]
Specific chlorofluorocarbons (hereinafter simply referred to as chlorofluorocarbons) are extremely stable compounds and have been widely used as refrigerants, foaming agents, cleaning agents, and the like. However, chlorofluorocarbons released into the atmosphere have been found to destroy the stratospheric ozone layer, and production has been suspended in Japan since 1995.
[0003]
However, in order to prevent the destruction of the ozone layer, it is not enough to stop the production of chlorofluorocarbons. Decomposition and detoxification treatment is indispensable for disposal of a large amount of chlorofluorocarbons produced and used so far.
[0004]
Examples of the apparatus used for the decomposition and detoxification treatment of CFCs (CFC decomposition and detoxification apparatus) include an arc plasma system, a high frequency plasma system, a chemical thermal decomposition system, a catalyst system, and a submerged decomposition system. Recently, among the various chlorofluorocarbon decomposition detoxification devices, an arc plasma system (Japanese Patent Laid-Open No. 10-249161, etc.) which is small and low in cost and has a high decomposition treatment capacity has attracted attention.
[0005]
Such an arc plasma type chlorofluorocarbon decomposition detoxification device converts air into plasma by discharge to generate an ultra-high temperature (about 10,000 ° C.) arc, and chlorofluorocarbon (for example, chlorofluorocarbon 12 (CCl ₂ F ₂ )) and Steam (H ₂ O) is sent in and instantaneously decomposed.
[0006]
CCl ₂ F ₂ + 2H ₂ O → 2HCl + 2HF + CO ₂
[0007]
The cracked gas is neutralized while being quenched with slaked lime [Ca (OH) ₂ ] and, as shown in the following reaction formula, from calcium chloride CaCl ₂ , calcium fluoride (CaF ₂ ), and calcium carbonate (CaCO ₃ ). It becomes a detoxifying substance (CFC decomposition product). Since CaCl ₂ in the following reaction formula is water-soluble, it is not solidified.
[0008]
2HCl + Ca (OH) ₂ → CaCl ₂ + 2H ₂ O
[0009]
2HF + Ca (OH) ₂ → CaF ₂ + 2H ₂ O
[0010]
CO ₂ + Ca (OH) ₂ → CaCO ₃ + H ₂ O
[0011]
In addition, in the chlorofluorocarbon decomposition detoxification device other than the plasma arc method, chlorofluorocarbon decomposition products are generated in the same manner as described above.
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the chlorofluorocarbon decomposition products generated by the above-mentioned chlorofluorocarbon decomposition detoxification treatment must be disposed of in landfills at a managed disposal site where strict waste spill prevention measures have been taken, unlike ordinary waste. It has the disadvantage of increasing processing costs. The amount of CFCs that are disposed of is increasing year by year, and it is estimated that the disposal costs will rise in the future.
[0012]
Here, simply disposing of the CFC decomposition product is not economically advantageous, and there is a problem from the viewpoint of effective use of resources. One of the applicants (Car Steel Co., Ltd.) was commissioned by the Gunma Prefectural Automobile Dealers Association in July 1998 to collect the chlorofluorocarbons contained in the car air conditioner of the scrapped car and perform detoxification treatment. I came. As a result, chlorofluorocarbons generated as a result of the detoxification treatment have reached 46 tons by September 2002, and all of them are stored from the belief that they must be recycled. is doing. The component of the CFC decomposition product is known, and it is considered that it is a duty as a person who performs CFC recovery work to effectively use it.
[0013]
In addition, powder coatings are widely used for automobile paintings, but the amount discarded as industrial waste without forming a coating film is enormous. If this waste powder paint can be recycled together with the above-mentioned CFC decomposition products, it will greatly contribute to the development of the industry.
[0014]
The object of the present invention is to produce a CFC-decomposed mixed product that contributes to industrial development by recycling the CFC-decomposed products produced by CFC-decomposing and detoxifying treatment and recycling the discarded powder coatings. It is to provide a method. Another object of the present invention is to provide a road pavement material containing a CFC decomposition product that contributes to recycling CFC decomposition products. It is another object of the present invention to provide a roadbed material containing a CFC decomposition product that contributes to recycling the CFC decomposition product.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, chlorofluorocarbon and water vapor are decomposed by a chlorofluorocarbon decomposition detoxification device to generate a decomposition gas, and the decomposition gas is neutralized with slaked lime, and is a half-feed made of calcium fluoride and calcium carbonate. Or a slurry-like CFC decomposition product, a waste powder coating is mixed with the semi-catalytic or slurry CFC decomposition product, and then the mixture is filled in a mold , and a heat treatment temperature of 130 to 150 ° C. It is a manufacturing method of the molded product mixed with chlorofluorocarbon decomposition products , characterized in that it is subjected to heat treatment and then demolded.
[0016]
In the case of the first aspect of the invention, a molded product (such as various exterior products) can be manufactured by effectively using the chlorofluorocarbon decomposed material and the waste powder coating material that have been discarded as industrial waste (garbage). Therefore, it is possible to contribute to the development of the industry by recycling the CFC decomposition products and the waste powder paint. In addition, there are also significant effects such as easy manufacturing method, no energy required, good workability and moldability, high mechanical strength, controllable surface properties, water resistance and weather resistance.
[0020]
Since the CFC decomposition product is a semi-catalyzed or slurry-like product , the CFC decomposition product and the waste powder coating can be mixed more easily, uniformly and rapidly. In addition, since it is not necessary to heat and dry the CFC decomposition product, the energy consumption is reduced and the cost is reduced.
[0023]
According to the invention of claim 2 , a fibrous reinforcing material is added to the mixture before filling the mold.
[0024]
In the case of the above invention of claim 2 , in addition to the effects and effects similar to those of the invention of claim 1, a lighter and stronger product can be produced.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0030]
(First embodiment)
[0031]
As shown in FIG. 1, the method for producing a molded product containing a CFC decomposition product according to the first embodiment mixes a waste powder paint with a powdered CFC decomposition product generated by a CFC decomposition detoxification treatment, The mixture is filled in a mold, heat-treated, and then demolded (steps ST1 to ST4 in the figure).
[0032]
In this embodiment, Freon 12 (CCl ₂ F ₂ ) that has been used as a refrigerant for car air conditioners is selected as the Freon. A specific chlorofluorocarbon other than chlorofluorocarbon 12 may be selected. As shown in FIG. 2, the powdered chlorofluorocarbon decomposition product is generated by decomposing and detoxifying the chlorofluorocarbon 12 with a plasma arc type chlorofluorocarbon detoxifying device.
[0033]
The fluorocarbon decomposition product thus produced is a mixture of calcium chloride (CaCl ₂ ), calcium carbonate (CaCO ₃ ), and calcium fluoride (CaF ₂ ). Water-soluble calcium chloride (CaCl ₂ ) in the CFC decomposition product is removed by washing with water. And after water washing, it is set as a dehydrated cake with a filter press. The dehydrated cake is sufficiently dried and then pulverized into a powder. By this method, a powdery CFC decomposition product is generated (steps ST1 to ST10 in FIG. 2).
[0034]
On the other hand, the above-described waste powder coating material is a powdery coating material discarded as industrial waste. Powder coating is a synthetic resin made into a fine powder by adding pigments, fillers, curing agents and plasticizers to thermoplastic resins (polyethylene, polypropylene, etc.) or thermosetting resins (epoxy resins, polyester resins, etc.) It is a composition and has many advantages as follows. That is, solvent-free coating. There is no concern about air pollution. Since the coating is powdery, it can be recovered and reused. High coating performance. Properties such as hardness, adhesion and chemical resistance are extremely excellent. Resource saving effect can be expected by extending the life of the object.
[0035]
Although the powder paint has the advantages as described above, since the coating efficiency is about 35 to 70%, the paint having about 30% to 65% of the spraying amount at the time of the painting work is the first stage. Then it does not become a coating film. Some of these powders are reused after collection, but the present situation is that those that could not be collected by the collection device and coarse powder are discarded as industrial waste.
[0036]
Here, the present inventor considered that it is desirable to reuse the discarded powder coating material (waste powder coating material) as an industrial waste instead of treating it as an industrial waste in terms of environment and economy. Therefore, in order to further develop the technology for reusing chlorofluorocarbon degradation products that have been researched and developed for several years, the idea was that the waste powder paint could be used, It was adopted as a binder for collecting and solidifying CFC decomposition products. In general, the binder is required to satisfy conditions such as low cost, harmlessness, non-toxicity, formability, low energy during molding, and no need for high-temperature heating, but the waste powder paint satisfies all the conditions.
[0037]
In the following, an experiment for producing a molded product containing a CFC decomposition product using a waste powder coating as a binder will be described with reference to FIG.
[0038]
First, the powdered CFC decomposition product and the waste powder coating material are mixed at a weight ratio of 3: 7 and mixed in a mortar. Next, the mixture was filled into a metal mold and heated to 100 ° C. on a hot press. Then, the waste powder coating melted in the mixture in the mold, but the chlorofluorocarbon decomposition component did not melt. Then, when it heated to 150 degreeC, it partially melted and solidified as the whole. When the solid (molded product) was broken and the inside was observed, the CFC decomposition product was an aggregate of about 2 to 3 mm. It was found that the dried solid (molded product) was hard and required much labor and energy for pulverization.
[0039]
(Second Embodiment)
[0040]
As shown in FIG. 3, the method for producing a molded product containing a CFC decomposed product according to the second embodiment mixes a waste powder paint with a semi-catalyzed CFC decomposed product, and then fills the mold with the mixture. Then, heat treatment is performed, and then the mold is removed (steps ST1 to ST4 in the figure).
[0041]
Here, the semi-catalyzed CFC decomposition product is a CFC decomposition product (step ST8) before being dried (step ST9) after the filter press (step ST7 in FIG. 2). Since the moisture content of the semi-catalyzed fluorocarbon decomposition product in this second embodiment was 35%, it was prepared by converting the water content to zero. For example, in a formulation containing 10% of a CFC decomposition product, Table 1 shows various formulations in which 90 g of waste powder coating material was added to 13.5 g of CFC decomposition product and solidification was attempted.
[0042]
[Table 1]

[0043]
In order to improve the mixing of the CFC decomposition product and the waste powder paint, 50 g of water was added and mixed in a mortar. Then, the mixture was filled into a mold and heated to 140 ° C. on a hot press hot plate to produce a molded product on the plate. In this case, no pressure was applied. The heating rate from room temperature to 140 ° C. was 20 ° C./1 hour.
[0044]
Next, the effect of the combination of the CFC decomposition product and the waste powder coating material at a heat treatment temperature of 140 ° C. was examined. Sludge-like CFC decomposition products and powder coating materials were set to 1: 9, 2: 8, 3: 7, 4: 6, and 5: 5. To this, 60% of the total amount of water was added and mixed well, followed by suction filtration with Nutsche. The mixture was taken out on the plate and air-dried for 3 days, and then cured by holding at 140 ° C. for 6 hours in a dryer. The density, bending strength, and porosity of the obtained plate-like molded product were measured, and the results are shown in Table 1.
[0045]
The case of 1: 9 showed the highest density and bending strength. In Table 1, Sample A and Sample B were molded plates having a flat and smooth surface. In particular, the surface condition of the shaped plate wave of Sample B was good. On the other hand, in samples C and D, the fluorocarbon decomposition product was not sufficiently dispersed and remained as an aggregate. When the CFC decomposition product increased, the number of voids increased, the surface hardness also decreased, the surface shape increased and the molding became difficult.
[0046]
Next, the influence of the heat treatment temperature during the production of the molding plate was examined. The dehydrated cake-like CFC decomposition product was mixed with a powder paint at a weight ratio of 2: 8. 40% of the total amount of water was added and mixed well, followed by suction filtration with Nutsche. The mixture was taken out in the form of a plate and cured by holding at 100 ° C., 110 ° C., 120 ° C., 130 ° C., 140 ° C., 150 ° C. and 160 ° C. for 3 hours in a dryer. The resulting molded plate was measured for bulk density, bending strength and porosity. The results are shown in Table 2. From the results of bulk density, bending strength and porosity, it was found that the heat treatment temperature is suitably 130 to 150 ° C. (especially 140 ° C.). From the above, if a powder paint as a binder is mixed with the CFC decomposition product in a ratio of 1: 9 and heated to 140 ° C. to solidify, a molded product having a low porosity and a high bending strength by a relatively simple method. It was found that can be made.
[0047]
[Table 2]

[0048]
Next, the effect of adding cellulose fibers as a reinforcing material was examined. The mixing ratio of the sludge-like CFC decomposition product and the waste powder paint was set to 1: 9 (weight ratio), and 5%, 10%, and 15% of the total weight of the cellulose fiber was added thereto. After adding 70% of the total weight of water and mixing it, a molded plate was made in the same manner as described above, and the density, bending strength, elastic modulus and elongation were measured. The results are shown in Table 3. When the amount of cellulose fiber added was increased, the bulk density, bending strength, and elastic modulus all decreased, but increased fracture energy and elongation were observed.
[0049]
[Table 3]

[0050]
From the above, it has been found that the addition of cellulose fibers makes it difficult for brittle fracture to occur and improves the moldability. When the cross section of the cellulose fiber-containing molded product was observed with an SEM, it was confirmed that the fibers were firmly intertwined.
[0051]
In addition, an experiment was also conducted in which a molded product was produced using only the CFC-decomposed product and fibers. That is, CFC decomposition products and fibers (here, filter paper) are mixed at a ratio of 5: 5, 6: 4, 7: 3, heated at 80 ° C. to produce a plate-like molded product, and measurement is performed. It was. The results are shown in Table 4.
[0052]
[Table 4]

[0053]
As can be seen from Table 4, when the molded product was produced only from the CFC-decomposed product and paper, both the density and the bending strength decreased. However, the growth has improved significantly compared to the conventional one. In addition, since the amount of fiber added was large, the moldability was further improved, and it was soluble in water. In this experiment, filter paper was used as the fiber, but when papers (newspaper, flyers, etc.) discarded in large quantities by households and businesses are used, the same results as in Table 4 can be obtained. I think that the.
[0054]
In addition, a cup-shaped molded product containing cellulose was also produced. The semi-catalytic CFC decomposition product and the waste powder coating material were mixed at a weight ratio of 1: 9. In this, 15% of the total amount of cellulose fiber was added. 70% of the total amount of water was added and mixed. The mixture was hard muddy. This was affixed to the entire surface of the flower pot (diameter 10 cm) with a thickness of about 2 cm. From there, another flower pot (diameter of about 12 cm) was put, pressed lightly by hand, and held for 1 hour. Thereafter, the outer flower pot was removed, and it was placed in a dryer at 80 ° C. and dried for one day.
[0055]
The mixture of the chlorodecomposition product, the powder coating material, and the cellulose fiber was heated in a dryer heated to 140 ° C. for 1 day to produce a cup-shaped molded product. This cup-shaped molded product was light and durable for practical use. Furthermore, when a film-like sheet (wrap) was hung on the surface of the flower pot, a molded product having a smooth surface was obtained.
[0056]
In addition, when the plant was actually grown using the above molded product as a flower pot, not only did it have any adverse effect on the growth of the plant, but also insects (such as slugs) that touched the molded product died and had a pest control effect. I understood.
[0057]
(Third embodiment)
[0058]
As shown in FIG. 4, the method for producing a molded product containing CFC decomposed products according to the third embodiment mixes waste powder paint with the slurry CFC decomposed product, then fills the mold into the mold and heats it. It is processed and then demolded (steps ST1 to ST8 in the figure).
[0059]
Here, the slurry-like CFC decomposition product is a CFC decomposition product (step ST6) in a state before the filter press (step ST7 in FIG. 2), and calcium chloride is removed (step ST5). Is. In the third embodiment, a predetermined amount of the waste powder coating material is added to the slurry-like CFC decomposition product. In this case, it is necessary to measure in advance the amount of chlorofluorocarbon decomposition products contained in the slurry. The composition of the slurry-like CFC decomposition product and the waste powder coating material was 2: 8.
[0060]
After mixing both with a mixer, the mixture was poured into a filter mold while stirring so as not to cause separation. In the experiment, a suction funnel (diameter 10 cm) was used, which was attached to a suction bottle and connected to a water pump to reduce the pressure. On the suction funnel, a disk-shaped molded product was formed. This was removed from the suction funnel, filled into a metal mold, placed on a hot press heating plate, and heated and pressurized to a predetermined temperature and a predetermined pressure.
[0061]
After demolding, a plate-like solid (thickness 1 cm, diameter 10 cm) composed of a CFC decomposition product and a waste powder paint was obtained. This disk-shaped molded product was kept in a dryer at 100 ° C. for 1 hour, and further heated at 150 ° C. for 1 hour. The obtained disk-shaped molded plate had a smooth surface with a bulk density of 1300 kg / m ³ . When the heating temperature was 100 ° C., the resin was insufficiently melted and the surface was rough, but when heated to 150 ° C., the surface became glossy and smooth.
[0062]
Further, the obtained plate-like molded product was bent by hand, but could not be broken. Also, a spherical solid of a golf ball size was made, and it did not break even when struck hard on the floor. In addition, it is clear that if the pressure treatment is applied, the strength is further improved and the bulk density is increased. The water resistance of this molded product was evaluated by being immersed in water for 10 days. The shape did not collapse, the surface did not become brittle, and no cracks were observed. Compared to the easy destruction of the molded product in which calcium chloride was mixed in the fluorocarbon decomposition product, the water resistance of the solid material produced by this technology was outstanding.
[0063]
In addition, the molded product manufacturing method described in the first to third embodiments described above can be used for manufacturing various exterior products, manhole covers, gutter covers, steps, paving stone boards, flat floor boards, interlocking, and the like. Since the waste powder paint is used as a binder, coloring, whitening, control of bulk density, surface patterning, and the like are possible, and the marketability as a product is further enhanced.
[0064]
(Fourth embodiment)
[0065]
As shown in FIG. 5, the method for producing a road pavement material mixed with CFC decomposition products according to the fourth embodiment is obtained by mixing CFC decomposition products generated by CFC decomposition detoxification treatment with recycled asphalt. (Step ST1 in the figure).
[0066]
Here, asphalt pavement used on a road or the like is roughly divided into a pavement portion and a roadbed portion from the surface. The roadbed is the ground itself. The upper pavement is the surface layer, base layer, and roadbed. The surface layer is at the top of the pavement and is made using a heated asphalt mixture. The surface layer resists wear and shear caused by traffic vehicles, is flat and non-slipable, and can travel comfortably, and has the function of preventing rainwater from penetrating into the lower part.
[0067]
A filler is added to the asphalt used for this as a supplement. They are stone powder (limestone powder or igneous rock powder), slaked lime, cement, various dusts (casting dust, fly ash). Of these, the most used amount is stone powder, and the particle size range is defined.
[0068]
It is the relationship between sieve mesh (mm) and passing weight percentage (%). For example, it is 100% at 0.6 mm, 90 to 100% at 0.15 mm, and 70 to 100% at 0.074 mm.
[0069]
The pulverization of the powdered CFC decomposition product was examined by the three methods shown in Table 5. The rotating method of rubbing on the iron plate with holes did not reach the standard. In addition, the mutual formula is somewhat close to the standard value, but is insufficient. However, it became possible if pulverized by the MFJ method. Therefore, it was found that the CFC-decomposed product can be used as a supplemental material for recycled asphalt if pulverized.
[0070]
[Table 5]

[0071]
(Fifth embodiment)
[0072]
As shown in FIG. 6, the method for producing a CFC-decomposed mixed roadbed material according to the fifth embodiment pulverizes and pulverizes the CFC-decomposed product generated by the CFC-decomposing detoxification treatment, and then mixes it with soil. (Step ST1 in the figure).
[0073]
The roadbed is a part that plays an important role in distributing traffic loads and transmitting them safely to the roadbed. Therefore, a material having sufficient supporting force and durability must be compacted to the required thickness. The roadbed is usually divided into a lower layer roadbed and an upper layer roadbed. An inexpensive material having a relatively small bearing capacity is used for the lower layer roadbed, and a high-quality material having a large bearing capacity is used for the upper layer roadbed.
[0074]
For the lower roadbed, materials that are generally available near the construction site are used. When it is not available, it may be used as a lower roadbed that has been stabilized with cement or lime. In that case, the uniaxial compression test (CBR test) result needs to be 0.98 MPa or more.
[0075]
Here, it was examined whether the powdered CFC decomposition product can be used as a filler for roadbed materials. The powdered CFC decomposition product was mixed and dispersed in the soil by a predetermined method, subjected to a uniaxial compression test, and the strength of the soil was measured.
[0076]
The results are shown in Table 6. The compressive strength without addition was 1.47 MPa, 1.42 MPa with 10% addition, and 0.765 MPa with 15% addition. From these results, even when added up to 10% of the soil, there was no decrease in strength, so it was practical.
[0077]
[Table 6]

[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, the waste powder paint is mixed with the CFC decomposition product, and then the mixture is filled in a mold and heat-treated, and then demolded. It can contribute to recycling. In addition, there are also significant effects such as easy manufacturing method, no energy required, good workability and moldability, high mechanical strength, controllable surface properties, water resistance and weather resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the production of a powdered fluorocarbon decomposition product.
FIG. 3 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
ST1 to ST10 Each step of the experiment

Claims

CFC and water vapor are decomposed by a CFC decomposition detoxification device to generate decomposition gas,
The cracked gas is neutralized with slaked lime to produce a half-named or slurry-like CFC decomposition product consisting of calcium fluoride and calcium carbonate,
Mixing waste powder paint into the semi-catalytic or slurry-like CFC decomposition product,
Next, the mixture is filled in a mold , heat-treated at a heat treatment temperature of 130 to 150 ° C., and then demolded, and then a method for producing a CFC-decomposed mixed product.

The method for producing a molded product containing a CFC decomposition product according to claim 1, wherein a fibrous reinforcing material is added to the mixture before filling the mold.