JP6583751B2 - 無機繊維成形物 - Google Patents

Description

本発明は、無機繊維材を用いて形成された無機繊維成形物に関する。

従来から、無機繊維材（例えば、ロックウールやグラスウール等）が種々の用途で使用されている。例えば、無機繊維材は、建築物（具体的には、住宅、オフィスビル、プラント等）の断熱材や吸音材や保温材等として使用されたり、植物の栽培に用いられる培地として使用されたりしている。

斯かる無機繊維材は、上記のような建築物の補修や解体に伴って廃棄されたり、培地として不要になった際に廃棄されたり、製品検査による不合格品や流通段階で製品にならなかったものが廃棄されたりすることで、無機繊維廃棄物として処理される。また、上記のような用途で無機繊維材を使用する上で無機繊維材が加工される場合には、加工過程において残渣が生じるため、斯かる残渣も無機繊維廃棄物として処理される。このような無機繊維廃棄物は、大部分が無機物から構成されたものであるため、焼却設備での焼却処分に適するものではない。また、定められた規格に該当しない無機繊維廃棄物は、再利用したり他の製品へのリサイクルを行ったりすることが困難である。仮に、無機繊維材へリサイクルする場合には、無機繊維材を包む樹脂製の包装材や異物を除去する必要があるため、効率的なリサイクルを行うことが困難である。このため、大半が最終処分場に運ばれて埋め立て処分されるのが一般的である。

ところで、近年では、産業廃棄物の増加に伴い、最終処分場の不足や処理費用の増加が社会的な問題となっている。また、産業廃棄物を何らかの方法で資源としてリサイクルすることも要求されている。

ここで、上述のような無機繊維廃棄物は、比較的見かけ密度が低いものであるため、単位質量を埋め立て処分する際に必要なスペースが多大なものとなる。このため、無機繊維廃棄物の増加が最終処分場の延命を阻害する要因になる。また、無機繊維廃棄物を輸送する際には、単位質量あたりの体積が嵩むため、輸送コストが高くなって処理費用を増加させる要因となる。そこで、無機繊維廃棄物を押圧して圧縮することで減容処理し、埋め立て処分に必要なスペースや輸送コストを低減する方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、上述のような埋め立て処分ではなく、無機繊維廃棄物をリサイクルする方法としては、例えば、セメント原料としてリサイクルする方法が提案されている。具体的には、乾式ミルや湿式ミル等を用いて破砕した無機繊維廃棄物をセメントクリンカーの焼成を行うキルンに供給することで、無機繊維廃棄物をセメント原料としてリサイクルする方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開平５−２６９５９８号公報 特開２００３−１３７６１９号公報

ところで、上述のように、無機繊維廃棄物を埋め立て処分したりセメント原料等の工業原燃料としてリサイクルしたりする過程では、無機繊維廃棄物を重機等を用いて積み込み、運搬、投入等の作業を行う場合がある。このような作業を行った際には、無機繊維廃棄物（無機繊維材）を構成する無機繊維が空気中に飛散することになる。また、ベルトコンベア等の開放型輸送機を用いて搬送する場合等には、搬送前に無機繊維廃棄物を比較的細かく裁断することが必要となり、裁断及び搬送にともなって無機繊維が空気中に飛散することになる。このような無機繊維の飛散が生じると、作業者が無機繊維を吸引して健康に障害をきたす要因となったり、無機繊維が皮膚に付着して作業者に不快感を与えたりする場合がある。また、無機繊維廃棄物（無機繊維材）に作業者が直接触れることもあり、このような場合にも、無機繊維廃棄物から飛散した無機繊維を作業者が吸引して健康に障害をきたす要因となったり、無機繊維が皮膚に付着して作業者に不快感を与えたりする場合がある。

また、無機繊維廃棄物を重機等を用いて搬送したり、無機繊維廃棄物をセメント原料としてプレヒーターや仮焼炉等を介してキルンへ供給したりする場合には、無機繊維廃棄物の見かけ密度が比較的高くなるように処理した方が効率的な搬送やキルンへの供給を行うことができる。しかしながら、上述のように無機繊維廃棄物を押圧して圧縮した場合には、無機繊維廃棄物は、見かけ密度が一時的に高い状態になるものの、その状態を保持することができないため、見かけ密度が低い状態に復元し易い。このため、無機繊維廃棄物の効率的な搬送やキルンへの供給を行い難い。また、圧縮した無機繊維廃棄物に番線、ＰＰバンド、ロープ等を巻き付けたり、テープを巻き付けてラッピングしたりすることで圧縮した無機繊維廃棄物を締め付けて形状を保持しようとしても、無機繊維廃棄物が脆弱なものであるため締め付けによって無機繊維が破断して飛散し、上述のような健康障害や不快感を生じさせることになる。

そこで、本発明は、無機繊維材を用いて形成された無機繊維成形物であって、無機繊維材を構成する無機繊維の飛散が抑制された無機繊維成形物を提供することを課題とする。

本発明に係る無機繊維成形物は、燃焼用の燃料として用いられる無機繊維成形物であって、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなり、無機繊維成形物の内側に形成されて無機繊維材中に熱可塑性樹脂が分散した状態の内側領域と、該内側領域よりも無機繊維成形物の表面側に形成されて該表面を構成すると共に無機繊維材中に熱可塑性樹脂が含浸した状態の表面側領域とを備えており、強熱減量が１０％以上５４％以下である。

斯かる構成によれば、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなることで、無機繊維材を構成する無機繊維同士が熱可塑性樹脂を介して結合された状態になるため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散（無機繊維成形物からの分離を含む。以下、同じ。）するのを抑制することができる。

斯かる構成によれば、強熱減量の範囲が上記の下限値以上であることで、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形された状態を良好に維持することができる程度の熱可塑性樹脂を含有することになる。このため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散するのをより効果的に抑制することができる。

本発明に係る他の無機繊維成形物は、燃焼用の燃料として用いられる無機繊維成形物であって、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなり、無機繊維成形物の内側に形成されて無機繊維材中に熱可塑性樹脂が分散した状態の内側領域と、該内側領域よりも無機繊維成形物の表面側に形成されて該表面を構成すると共に無機繊維材中に熱可塑性樹脂が含浸した状態の表面側領域とを備えており、発熱量が１０００ｃａｌ／ｇ以上５２５０ｃａｌ／ｇ以下である。

斯かる構成によれば、発熱量の範囲が上記の下限値以上であることで、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形された状態を良好に維持することができる程度の熱可塑性樹脂を含有することになる。このため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散するのをより効果的に抑制することができる。

本発明に係る無機繊維成形物は、圧縮強度が２．２Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。

斯かる構成によれば、圧縮強度が上記の範囲であることで、貯蔵や搬送等を行う際に、無機繊維成形物が意図せずに崩壊して無機繊維が飛散してしまうのを抑制することができる。

本発明に係る無機繊維成形物は、見かけ密度が０．８ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。

斯かる構成によれば、見かけ密度が上記の範囲であることで、無機繊維成形物の移動を効率的に行うことができる。例えば、無機繊維成形物を気流に反した方向へ移動させる際には、見かけ密度の低い無機繊維成形物よりも見かけ密度の高い無機繊維成形物の方が気流の影響を受け難い。このため、無機繊維成形物を気流に反した方向へ効率的に移動させることができる。

本発明に係る無機繊維成形物は、無機繊維成形物中の無機繊維の平均長さが５０μｍ以下であることが好ましい。

斯かる構成によれば、無機繊維成形物中の無機繊維の平均長さが上記の範囲であることで、仮に無機繊維成形物の一部が崩れて無機繊維が飛散し、作業者に付着した場合や、無機繊維成形物の表面に露出した無機繊維が作業者に付着した場合などに、付着した無機繊維によって作業者が不快感を感じるのを抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、無機繊維材を用いて形成された無機繊維成形物からの無機繊維の飛散を抑制することができる。

本実施形態に係る無機繊維成形物を製造するための装置の概略を示した断面図。 実施例に係る無機繊維成形物の断面の電子顕微鏡写真であって、（ａ）は、表面側領域を１００倍で撮影した画像であり、（ｂ）は、表面側領域を４００倍で撮影した画像である。 実施例に係る無機繊維成形物の断面の電子顕微鏡写真であって、（ａ）は、内側領域を１００倍で撮影した画像であり、（ｂ）は、内側領域を４００倍で撮影した画像である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本発明に係る無機繊維成形物は、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなるものである。具体的には、無機繊維材と熱可塑性樹脂とから構成される樹脂含有物が圧縮成形されてなるものである。

前記無機繊維成形物は、強熱減量が１０％以上５４％以下であってもよく、１０％以上５０％以下であってもよく、１０％以上３０％以下であってもよく、１５％以上２５％以下であってもよい。なお、強熱減量は、後述する実施例に記載する方法で測定されるものである。

また、前記無機繊維成形物は、発熱量が１０００ｃａｌ／ｇ以上５２５０ｃａｌ／ｇ以下であってもよく、１０００ｃａｌ／ｇ以上５０００ｃａｌ／ｇ以下であってもよく、１０００ｃａｌ／ｇ以上３０００ｃａｌ／ｇ以下であってもよく、１５００ｃａｌ／ｇ以上２５００ｃａｌ／ｇ以下であってもよい。なお、発熱量は、後述する実施例に記載する方法で測定されるものである。

また、前記無機繊維成形物は、見かけ密度が０．８ｇ／ｃｍ^３以上であってもよく、１．４ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ^３以上であることがより好ましい。なお、見かけ密度は、後述する実施例に記載する方法で測定されるものである。

前記無機繊維成形物は、塩素成分の含有量が１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、７６０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。

前記無機繊維成形物は、圧縮強度が２．２Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましく、２．７Ｎ／ｍｍ^２以上であることがより好ましい。

前記無機繊維成形物の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、柱状（具体的には、円柱状）のものが挙げられる。柱状の無機繊維成形物の長さ（軸線方向の長さ）としては、特に限定されるものではなく、例えば、１０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、無機繊維成形物が円柱状である場合には、軸線に直交する断面の直径が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることがより好ましい。

前記無機繊維成形物は、無機繊維材を構成する無機繊維同士が熱可塑性樹脂を介して結合されることで、所定の形状が保持される。具体的には、無機繊維成形物は、表面（具体的には、前記軸線を中心とする外周面）側の領域（以下、表面側領域とも記す）においては、無機繊維材中に熱可塑性樹脂が含浸した状態になることが好ましい。また、無機繊維成形物は、表面側領域よりも内側の領域（以下、内側領域とも記す）では、無機繊維材中に熱可塑性樹脂が分散した状態、又は、含浸した状態となってもよい。そして、表面側領域において熱可塑性樹脂が無機繊維材中に含浸した状態となる（換言すれば、無機繊維同士が熱可塑性樹脂を介して結合された状態の領域が形成される）ことで、内側領域において熱可塑性樹脂が分散した状態であっても（換言すれば、無機繊維同士が熱可塑性樹脂を介して結合されていない部分があっても）無機繊維成形物の形状を良好に維持することができるため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散（無機繊維成形物からの分離を含む。以下、同じ。）するのを効果的に抑制することができる。

また、無機繊維成形物中の無機繊維の平均長さ（繊維長さ）は、５０μｍ以下であることが好ましく、４５μｍ以下であることがより好ましい。無機繊維成形物中の無機繊維の平均長さが上記範囲であることで、仮に無機繊維成形物の一部が崩れて無機繊維が飛散したり、無機繊維成形物の表面における無機繊維が露出した部分に作業者が触れたりすることによって、作業者の皮膚に無機繊維が付着した際にも、無機繊維が皮膚に深く突き刺さりにくいため、皮膚への刺激が起きにくい。また、無機繊維成形物中の無機繊維の平均アスペクト比は、２０以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。無機繊維成形物中の無機繊維のアスペクト比が上記の範囲であることで、仮に無機繊維成形物の一部が崩れて無機繊維が飛散したり、無機繊維成形物の表面における無機繊維が露出した部分に作業者が触れたりすることによって、作業者の皮膚に無機繊維が付着した際にも、無機繊維が皮膚に突き刺さりにくく、また突き刺さった無機繊維が皮膚の表面付近で折れにくいため、皮膚内部に突き刺さったままの状態になりにくい。なお、無機繊維の平均長さ及び平均アスペクト比は、後述する実施例に記載する方法で測定されるものである。

無機繊維材としては、特に限定されるものではなく、例えば、ロックウールやグラスウール等が挙げられる。また、無機繊維材は、例えば、住宅やオフィスビルなどで断熱材や吸音材等として使用されていたものが廃棄されたもの（以下、無機繊維廃棄物とも記す）であってもよい。なお、無機繊維材は、樹脂成分を含有するものであってもよい。例えば、無機繊維同士を結合するバインダー樹脂や、樹脂製の包装材等を含むものであってもよい。

ロックウールとしては、例えば、高炉スラグや天然岩石（玄武岩など）等の主原料を１，５００℃〜１，６００℃で溶融した状態で遠心力で吹き飛ばす等することで繊維状に形成し、形成される無機繊維同士をバインダーで一体としたものが挙げられる。一方、グラスウールとしては、例えば、主原料がガラスであること以外は、ロックウールと同様の方法で形成されるものが挙げられる。

また、無機繊維材の嵩密度としては、特に限定されるものではなく、例えば、１００ｋｇ／ｍ^３以上１０００ｋｇ／ｍ^３以下であってもよく、１０ｋｇ／ｍ^３以上１００ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。具体的には、無機繊維材がロックウールである場合には、無機繊維材の嵩密度は、３０ｋｇ／ｍ^３以上１００ｋｇ／ｍ^３以下であってもよく、３０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。また、無機繊維材がグラスウールである場合には、無機繊維材の嵩密度は、１０ｋｇ／ｍ^３以上３５ｋｇ／ｍ^３以下であってもよく、１５ｋｇ／ｍ^３以上２５ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。

熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン（高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン）、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、熱可塑性ポリウレタン、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、これらから一つ以上を選択して使用することができる。また、熱可塑性樹脂としては、溶融温度が３００℃以下であることが好ましく、２００℃以下であることがより好ましく、１５０℃以下であることが更に好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、熱可塑性樹脂を含有する樹脂廃棄物中に含有されるものを用いることができる。このため、無機繊維材と熱可塑性樹脂から構成される前記樹脂含有物は、熱可塑性樹脂以外の樹脂が含有されるように構成されてもよい。具体的には、前記樹脂含有物は、廃棄された熱可塑性樹脂からなる廃プラスチックや、混合廃棄物から金属等の異物を除去することで得られる廃プラスチックを用いて構成されてもよい。

前記無機繊維材と熱可塑性樹脂とから構成される樹脂含有物中の熱可塑性樹脂の含有量は、４質量％以上であれば、特に限定されるものではなく、例えば、１０質量％以上３７質量％以下であることが好ましく、１５質量％以上３０質量％以下であることがより好ましい。なお、樹脂含有物中の熱可塑性樹脂の含有量は、無機繊維材が熱可塑性樹脂を含有する場合には、無機繊維材中の熱可塑性樹脂を含む含有量となる。

前記無機繊維成形物を形成する方法としては、例えば、無機繊維材と熱可塑性樹脂とから構成される樹脂含有物中の熱可塑性樹脂を熱溶融させつつ樹脂含有物を圧縮成形する圧縮成形工程を行う方法が挙げられる。該圧縮成形工程を行うことで、無機繊維成形物の表面側領域において無機繊維材に熱可塑性樹脂が含浸した状態となり、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形された無機繊維成形物が形成される。

上記の圧縮成形工程を実施する装置としては、樹脂含有物中の熱可塑性樹脂を熱溶融しつつ樹脂含有物を圧縮成形する圧縮成形部を備えた処理装置であれば、特に限定されるものではない。例えば、無機繊維材（例えば、無機繊維廃棄物）と熱可塑性樹脂（具体的には、熱可塑性樹脂を含有する樹脂廃棄物）とが混合されて樹脂含有物が形成される場合には、ＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ Ｆｕｅｌ）の製造装置を用いることができる。

斯かる処理装置としては、例えば、図１に示す処理装置１のように、樹脂含有物が一方向に沿って搬送される内部空間を形成する本体部２を備えるものが挙げられる。本体部２は、樹脂含有物を圧縮成形して無機繊維成形物を形成する圧縮成形部３と、本体部２の内部空間へ樹脂含有物を供給可能に構成された供給部４とから構成される。

また、本体部２は、一方向に沿って樹脂含有物を搬送する搬送手段２ａを備える。該搬送手段２ａは、一方向に沿って伸びるスクリュー部材２ａから構成される。該スクリュー部材２ａは、一方向に沿った軸線を中心に回転可能に構成される。具体的には、スクリュー部材２ａは、一方向に沿って伸びる軸部２ｂと該軸部２ｂの周囲に螺旋状に形成される羽部２ｃとから構成され、軸部２ｂを軸として回転可能に構成される。また、スクリュー部材２ａは、本体部２の内部空間に配置される。具体的には、スクリュー部材２ａは、一方向の一端部が圧縮成形部３内に配置され、圧縮成形部３内に配置された部分よりも一方向の他端側の部分が供給部４内に配置され、一方向の他端部（図示せず）がスクリュー部材２ａを回転させる動力を発生させる動力発生部（図示せず）に連結される。また、スクリュー部材２ａは、軸部２ｂの太さが供給部４側よりも圧縮成形部３側の方が太くなるように形成される。

本体部２における内部空間を形成する内周面とスクリュー部材２ａとの間（即ち、スクリュー部材２ａの周囲）には、樹脂含有物が一方向に沿って搬送される搬送空間Ｒが形成される。該搬送空間Ｒは、供給部４内から圧縮成形部３内に亘って連続的に形成される。また、搬送空間Ｒは、供給部４内の容積よりも圧縮成形部３内の容積の方が小さくなるように形成される。本実施形態では、スクリュー部材２ａの軸部２ｂの太さが供給部４側よりも圧縮成形部３側の方が太くなるように形成されることで、圧縮成形部３の内周面と軸部２ｂの太い部分との間隔が供給部４の内周面と軸部２ｂの細い部分との間隔よりも狭くなる。これによって、搬送空間Ｒの容積は、供給部４内よりも圧縮成形部３内の方が小さくなるように構成される。

圧縮成形部３は、樹脂含有物が圧縮成形されてなる無機繊維成形物を排出する排出部２ｄを備える。該排出部２ｄは、管状の形状を有し、内側に形成される空間（以下、成形空間とも記す）を圧縮された樹脂含有物が通過することで、成形空間に対応した形状の無機繊維成形物を形成可能に構成される。また、排出部２ｄから単位時間に排出される無機繊維成形物の排出量（本実施形態のように複数の排出部２ｄを備える場合にはその合計量）は、供給部４から圧縮成形部３へ単位時間あたりに搬送される樹脂含有物の搬送量よりも少なくなるように構成される。なお、供給部４は、スクリュー部材２ａを収容する内部空間へ樹脂含有物を投入可能な開口部４ａを備える。

上記のように構成された処理装置１を用いて無機繊維成形物を製造する際には、まず始めに、スクリュー部材２ａを回転させつつ開口部４ａから本体部２（供給部４）内に樹脂含有物を供給する。供給される樹脂含有物としては、無機繊維廃棄物と樹脂廃棄物とが破砕されて混合されたものを用いることができる。

樹脂含有物を形成する方法（樹脂含有物を形成する工程）としては、特に限定されるものではなく、例えば、無機繊維材（具体的には、無機繊維廃棄物）と熱可塑性樹脂（具体的には、樹脂廃棄物）とを所定のサイズに破砕した状態で（又は、破砕しつつ）混合する（具体的には、樹脂含有物中に熱可塑性樹脂を略均一に分散させる）ことで樹脂含有物を形成することができる。熱可塑性樹脂と混合される際の無機繊維材（無機繊維廃棄物）のサイズとしては、特に限定されるものではなく。例えば、５０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがより好ましい。

本体部２（供給部４）内に供給された樹脂含有物は、スクリュー部材２ａの回転によってスクリュー部材２ａの一方向の他端側から一端側へ向かって（即ち、供給部４から圧縮成形部３へ向かって）搬送空間Ｒ内を搬送される。この際、樹脂含有物は、スクリュー部材２ａの作用によって搬送空間Ｒで更に混合される。

そして、樹脂含有物は、供給部４から圧縮成形部３に搬送されることで圧縮成形される（圧縮成形工程）。具体的には、供給部４よりも圧縮成形部３の方が搬送空間Ｒの容積が小さくなると共に、排出部２ｄ（本実施形態では、２つの排出部２ｄ，２ｄ）から排出される無機繊維成形物の排出量が供給部４から圧縮成形部３へ搬送される樹脂含有物の搬送量よりも少ないため、樹脂含有物は、圧縮成形部３における搬送空間Ｒ内で圧縮される。

また、圧縮成形部３では、樹脂含有物は、圧縮による発熱（圧縮成形部３における搬送空間Ｒを形成する内面との摩擦熱を含む）によって、又は、圧縮成形部３自体が加熱装置を備える場合には該加熱装置による加熱によって、樹脂含有物中の熱可塑性樹脂が溶融しつつ樹脂含有物が圧縮される。つまり、圧縮成形工程では、樹脂含有物中の熱可塑性樹脂が溶融する程度の温度で樹脂含有物が圧縮される。そして、圧縮された樹脂含有物が排出部２ｄから排出されることで、排出部２ｄ内の成形空間に対応した形状の無機繊維成形物が形成される。

圧縮時の樹脂含有物の温度としては、例えば、熱可塑性樹脂がポリエチレンである場合には、１２０℃以上であることが好ましく、１５０℃程度であることがより好ましい。また、熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合には、１７０℃以上であることが好ましく、２００℃程度であることがより好ましい。また、熱可塑性樹脂がポリスチレン（例えば、発泡スチロール）である場合には、１６０℃以上であることが好ましく、２８０℃以上であることがより好ましい。

以上のように、本発明に係る無機繊維成形物によれば、該無機繊維成形物からの無機繊維の飛散（無機繊維成形物からの分離を含む。以下、同じ。）を抑制することができる。

即ち、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなることで、無機繊維材を構成する無機繊維同士が熱可塑性樹脂を介して結合された状態になるため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散するのを抑制することができる。

また、強熱減量が上記の範囲であることで、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形された状態を良好に維持することができる程度の熱可塑性樹脂を含有することになる。このため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散するのをより効果的に抑制することができる。

また、発熱量が上記の範囲であることで、無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形された状態を良好に維持することができる程度の熱可塑性樹脂を含有することになる。このため、無機繊維成形物から無機繊維が飛散するのをより効果的に抑制することができる。

また、圧縮強度が上記の範囲であることで、貯蔵や搬送等を行う際に、無機繊維成形物が意図せずに崩壊して無機繊維が飛散してしまうのを抑制することができる。

また、見かけ密度が上記の範囲であることで、無機繊維成形物の移動を効率的に行うことができる。例えば、無機繊維成形物を気流に反した方向へ移動させる際には、見かけ密度の低い無機繊維成形物よりも見かけ密度の高い無機繊維成形物の方が気流の影響を受け難い。このため、無機繊維成形物を気流に反した方向へ効率的に移動させることができる。

また、無機繊維成形物中の無機繊維の平均長さが上記の範囲であることで、仮に無機繊維成形物の一部が崩れて無機繊維が飛散し、作業者に付着した場合や、無機繊維成形物の表面に露出した無機繊維が作業者に付着した場合などに、付着した無機繊維によって作業者が不快感を感じるのを抑制することができる。

また、圧縮成形工程で該樹脂含有物が圧縮成形されて無機繊維成形物が形成されることで、無機繊維成形物の見かけ密度が圧縮成形前の樹脂含有物の嵩密度よりも高くなる。これにより、単位質量当たりの体積が小さくなるため、輸送コストの低減を図ることができる。

また、所定のサイズに破砕された無機繊維材と熱可塑性樹脂とを混合して樹脂含有物を形成することで、表面だけでなく内部にも熱可塑性樹脂が存在した樹脂含有物となる。このため、圧縮成形工程において熱可塑性樹脂が溶融した際に、熱可塑性樹脂により無機繊維同士の結合をより効果的に行うことができる。これにより、無機繊維成形物からの無機繊維の飛散をより効果的に抑制することができると共に、圧縮成形前よりも見かけ密度が高い状態をより保持し易い無機繊維成形物を得ることができる。

また、無機繊維成形物は、圧縮されていない無機繊維材よりも見かけ密度が高いものである。換言すれば、圧縮によって単位質量あたりの体積が小さくなるため、圧縮されていない無機繊維材を貯蔵場所に貯蔵する場合よりも専有面積が小さくなり、効率的な貯蔵を行うことができると共に、無機繊維成形物を搬送する場合にも効率的な搬送を行うことができる。

なお、本発明に係る無機繊維成形物は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、他の各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

例えば、無機繊維成形物の用途としては、ガラスを製造する際の原料や燃料、高炉に供給されるコークス等の燃料、製紙用ボイラーの燃料、ゴミ焼却炉の燃料、又は、火力発電用の燃料等として無機繊維成形物を用いることもできる。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜使用材料＞
１．無機繊維材：グラスウール１（断熱用マットとして使用されたものの廃棄物）
２．無機繊維材：グラスウール２（設備配管の保温・保冷として使用されたものの廃棄物）
３．無機繊維材：ロックウール（断熱用マットとして使用されたものの廃棄物）
４．熱可塑性樹脂：ポリエチレンとポリプロピレンの積層フィルム（包装材として使用されたものの廃棄物）

＜無機繊維成形物の作製＞
１． 上記の各無機繊維材と熱可塑性樹脂とをそれぞれ５０ｍｍ程度の大きさに粉砕した。そして、各無機繊維材と熱可塑性樹脂との混合割合が異なる樹脂含有物を作製した。
２． 得られた樹脂含有物を上記実施形態で説明した処理装置１と同様の装置を用いて圧縮成形することで、円柱状の無機繊維成形物の作成を試みた（各実施例及び比較例２）。斯かる処理装置における排出部２ｄ内の成形空間は、φ２５ｍｍ×長さ１３０ｍｍとした。なお、圧縮成形時における樹脂含有物の温度（処理温度）及び樹脂含有物の嵩密度については、下記表１〜３に示す。
なお、比較例１，３，４では、各無機繊維材のみを用いたこと以外は、各実施例及び比較例２と同様の方法で無機繊維成形物の作成を試みた。

＜強熱減量＞
得られた無機繊維成形物に対して、以下の測定方法に基づく強熱減量の測定を行った。具体的には、得られた無機繊維成形物をロータリークラッシャー（ＮＲ−０４Ａ、三圧インダストリー社製）を用いて３ｍｍ以下のサイズに粉砕し、１０５℃±５℃乾燥器で６０分乾燥させた。乾燥後の無機繊維成形物を約１ｇを分取し、電子天秤を用いて質量（強熱前質量）の測定を行った。分取した無機繊維成形物をるつぼに入れ、６５０±２５℃の電気炉内で６０分間加熱（強熱）した。強熱後の無機繊維成形物をデシケータ中で放冷した後、電子天秤を用いて質量（強熱後質量）の測定を行った。そして、以下の（１）式を用いて強熱減量を算出した。測定結果（無機繊維成形物３個分の平均値）については、下記表１〜３に示す。なお、各質量は、０．００１ｇの桁まで測定したものである。

強熱減量＝強熱前質量（ｇ）／強熱後質量（ｇ）×１００・・・（１）

＜発熱量＞
得られた無機繊維成形物に対して、発熱量の測定を行った。具体的には、ロータリークラッシャー（ＮＲ−０４Ａ、三圧インダストリー社製）を用いて無機繊維成形物を３ｍｍ以下のサイズに粉砕し、粉砕した無機繊維成形物の発熱量をカロリーメーター（Ｃ５０００、ＩＫＡ社製）を用いてアディアバティックモードで測定した。測定結果（無機繊維成形物３個分の平均値）については、下記表１〜３に示す。

＜見かけ密度＞
得られた無機繊維成形物に対して、見かけ密度の測定を行った。具体的には、予め重量を測定した一つの無機繊維成形物をポリ塩化ビニリデン製ラップフィルム（厚さ１１μｍ）で包み、純水（２０℃）の入ったメスシリンダーに浸漬した。そして、浸漬前後の水位の変化を測定し、その変化量を見かけ容積とした。そして、予め測定した無機繊維成形物の重量と見かけ容積とから下記式を用いて見かけ密度を算出した。測定結果（無機繊維成形物３個分の平均値）については、下記表１〜３に示す。

見かけ密度（ｇ／ｃｍ^３）＝重量÷見かけ容積

＜圧縮強度＞
得られた無機繊維成形物に対して、圧縮強度の測定を行った。具体的には、フォースゲージ（ＤＰＳ−５０、ＩＭＡＤＡ社製）に平型アタッチメント（Ｓ−２、直径１５ｍｍ、ＩＭＡＤＡ社製）を装着し、一つの無機繊維成形物（サイズ：φ２０ｍｍ×長さ３０ｍｍ）を軸線方向に沿って押し潰して破壊した際の荷重（Ｎ）を測定した。そして、下記式のように、測定された荷重をアタッチメントの面積で割って圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）を算出した。算出された圧縮強度（無機繊維成形物３個分の平均値）については、下記表１に示す。

圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）＝荷重（Ｎ）÷（７．５×７．５×３．１４）

＜水分率＞
得られた無機繊維成形物に対して、水分率の測定を行った。具体的には、ロータリークラッシャー（ＮＲ−０４Ａ、三圧インダストリー社製）を用いて無機繊維成形物を３ｍｍ以下のサイズに粉砕し、粉砕した無機繊維成形物の水分率を加熱乾燥式水分計（ＭＬ−５０、エー・アンド・ディ社製）を用いて設定温度１０５℃で測定した。測定結果（無機繊維成形物３個分の平均値）については、下記表１〜３に示す。

＜外観評価＞
無機繊維成形物の外観を目視にて確認し、無機繊維の飛散が十分に抑制されたものを「○」、無機繊維の飛散が生じてしまうもの（形状を保持できないもの）を「×」として評価した。評価結果については、下記表１〜３に示す。

＜成分分析＞
得られた無機繊維成形物に対して、成分分析を行った。具体的には、ロータリークラッシャー（ＮＲ−０４Ａ、三圧インダストリー社製）を用いて無機繊維成形物を３ｍｍ以下のサイズに粉砕し、粉砕した無機繊維成形物の成分分析をエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＸＥＰＯＳ、ＳＰＥＣＴＲＯ社製）を用いてＦＰ法で行った。測定結果（無機繊維成形物３個分の平均値）については、下記表１〜３に示す。

＜断面観察＞
実施例５の無機繊維成形物の断面を電子顕微鏡で観察した。具体的には、実施例５の無機繊維成形物（円柱状のもの）を軸線に対して交差する断面で切断し、切断面における表面側領域と内側領域とを走査型電子顕微鏡で撮影した。撮影倍率は、１００倍と４００倍とした。表面側領域を撮影した画像は、図２に示し、内側領域を撮影した画像は、図３に示す。なお、分析装置及び測定条件については、以下のとおりである。

・分析装置：日立製作所製 走査型電子顕微鏡Ｓ−３４００Ｎ（ＥＤＳ：Ｏｘｆｏｒｄ社、ＩＮＣＡ ＰｅｎｔａＦＥＴｘ３）

・測定条件：加速電圧１５ｋＶ、プローブ電流５０〜６０ｎＡ

＜無機繊維の平均長さ、平均アスペクト比＞
上記で撮影した表面側領域の１００倍の画像から、繊維長さが概ね均一である３カ所を選択し、各カ所を４００倍で撮影した。選択した３カ所の４００倍の画像のそれぞれにおいて、無機繊維を５０本選択し、各無機繊維の繊維径（繊維の端面における中央部を中心とする外周部の対称位置間の長さのうち最長の長さ）、及び、繊維長さ（無機繊維の軸線方向の長さ）を測定した。そして、繊維径、及び、繊維長さの平均値（具体的には、無機繊維１５０本の平均値）を算出し、下記の（２）式から平均アスペクト比を算出した。その結果、平均繊維長さは、５０μｍ以下であり、平均アスペクト比は、２０以下であった。

平均アスペクト比＝平均繊維長さ／平均繊維径・・・（２）

＜まとめ＞
上記の表１〜３を見ると、各実施例の方が各比較例よりも外観評価が良好であることが認められる。つまり、各実施例のように無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなる無機繊維成形物は、各比較例のように一体的に成形できなかったものよりも無機繊維の飛散を抑制することができる。
また、各実施例の強熱減量になる無機繊維成形物は、熱可塑性樹脂の含有量が比較的少ないものであるが、無機繊維の飛散が効果的に抑制されることが認められる。また、各実施例の発熱量を有する無機繊維成形物は、熱可塑性樹脂の含有量が比較的少ないものであるが、無機繊維の飛散が効果的に抑制されることが認められる。
また、実施例１〜８のような圧縮強度となる無機繊維成形物は、意図せずに崩壊して無機繊維の飛散が生じてしまうのを抑制することが可能となる。
また、各実施例の見かけ密度となる無機繊維成形物は、圧縮成形前の樹脂含有物のような嵩密度の状態よりも、気流の影響を受けにくいため、無機繊維成形物の搬送を効率的に行うことができる。

また、図２の電子顕微鏡写真を見ると、無機繊維成形物の表面側領域では、無機繊維材中に熱可塑性樹脂（色の濃い部分）が含浸した状態となっていることが認められる。また、図３を見ると、無機繊維成形物の内側領域では、無機繊維材中に熱可塑性樹脂（色の濃い部分）が分散していることが認められる。また、図２（ｂ），図３（ｂ）を見ると、無機繊維成形物を構成する無機繊維は、上記のように、平均繊維長さが５０μｍ以下であり、平均アスペクト比が２０以下であることが認められる。つまり、このような平均繊維長さ及び平均アスペクト比となることで、仮に無機繊維成形物の一部が崩れて無機繊維が飛散し、作業者に付着した場合や、無機繊維成形物の表面に露出した無機繊維が作業者に付着した場合などに、付着した無機繊維が皮膚に刺さって作業者が不快に感じるのを抑制することができる。

１…処理装置、２…本体部、２ａ…スクリュー部材、２ｂ…軸部、２ｃ…羽部、２ｄ…排出部、３…圧縮成形部、４…供給部、４ａ…開口部、Ｒ…搬送空間

Claims (5)

1. 燃焼用の燃料として用いられる無機繊維成形物であって、
   無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなり、
   無機繊維成形物の内側に形成されて無機繊維材中に熱可塑性樹脂が分散した状態の内側領域と、該内側領域よりも無機繊維成形物の表面側に形成されて該表面を構成すると共に無機繊維材中に熱可塑性樹脂が含浸した状態の表面側領域とを備えており、
   強熱減量が１０％以上５４％以下である無機繊維成形物。
2. 燃焼用の燃料として用いられる無機繊維成形物であって、
   無機繊維材と熱可塑性樹脂とが一体的に成形されてなり、
   無機繊維成形物の内側に形成されて無機繊維材中に熱可塑性樹脂が分散した状態の内側領域と、該内側領域よりも無機繊維成形物の表面側に形成されて該表面を構成すると共に無機繊維材中に熱可塑性樹脂が含浸した状態の表面側領域とを備えており、
   発熱量が１０００ｃａｌ／ｇ以上５２５０ｃａｌ／ｇ以下である無機繊維成形物。
3. 圧縮強度が２．２Ｎ／ｍｍ^２以上である請求項１又は２に記載の無機繊維成形物。
4. 見かけ密度が０．８ｇ／ｃｍ^３以上である請求項１乃至３の何れか一項に記載の無機繊維成形物。
5. 無機繊維成形物中の無機繊維の平均長さが５０μｍ以下である請求項１乃至４の何れか一項に記載の無機繊維成形物。