JPH01234351A

JPH01234351A - 焼成物及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01234351A
Application number: JP63059924A
Authority: JP
Inventors: Akira Nakai; 中井　章; Akira Ishimaru; 石丸　章; Tadahiko Ara; 荒　忠彦; Sadami Sugimoto; 杉本　定見; Tatsuya Oikawa; 達也及川; Masataka Yamashita; 正隆山下
Original assignee: KANAGAWA PREF GOV; NIPPON SOOTOUEA KK; Kanagawa Prefecture
Current assignee: KANAGAWA PREF GOV; NIPPON SOOTOUEA KK; Kanagawa Prefecture
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1989-09-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は微生物分解を利用した不用物の処理に関し、特
に微生物の棲息および増殖場所となる固体物質あるいは
通常接触材と言われる材料及びその製造方法に関するも
のである。

（従来の技術及びその問題点）従来から接触材に相当するものとして下水処理における
散水ろ床に代表されるようにコンクリート、レンガなど
の壁面が利用されてきた。

最近に到って、岩石を１．０〜５．０ｍｍ程度に粉砕し
たものや天然の軽石類、貝から、プラスチック類など多
種類の材料が接触材として用いられるようになった。

これらの材質のうち、コンクリート、レンガ、貝から、
プラスチック類などは透水性はなく吸水率も小さいため
、微生物の棲息場所はこれら材料の表面付近に限られて
しまう、また、天然の軽石は気孔も多く透水性の良好な
ものもあるが、天然品であるため、その産地も限定され
る上、その成分を任意に調節できない欠点がある。人工
骨材も植物の水耕栽培をきっかけに多く用いられている
。

しかし、人工骨材は強度が大きくなるとほとんど透水性
、吸水性はなく、強度の小さいものは泥状化しやすい欠
点を持っている。

一方、最近のセラミックス製造技術の進歩に伴って１１
１ｗ１１以下の通水路を多数もつセラミック成形品があ
る。この種のセラミック成形品は接触材として必要な機
能を有するものであるが、成形品であるために岩石のよ
うに排水路等へ充填するだけで良いという自由度はなく
、しかも経済性に問題があった。

本発明は、上記の従来製品の欠点を克服したものであり
、空隙に富み、透水性、吸水性に優れた焼成物およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、第１発明の焼成物は、０．
１ｍから５．Ｏｗｎの粒径内でその最大粒径と最小粒径
の比が１から６になるように構成した鉱物を、有機性お
よび無機性の結合材と水により成形し、該成形物を乾燥
および焼成して成ることを特徴とし。

第２発明の焼成物の製造方法は、鉱物の粉末あるいは粉
末の混合物をＯ，１ｒＩｎから５．０ｍまでの粒径内で
その最大粒径と最小粒径との比が１から６になるように
造粒し、その後該造粒物の表面に防水処理を行うことを
特徴とし、第３発明の焼成物の製造方法は、防水処理を施した造粒
物及び鉱物で０．１ｍから５．０ｍまでの粒径内でその
最大粒径と最小粒径との比が１から６になるような砂状
物を構成し、該砂状物を有機性および無機性の結合材と
水により成形し、その後該成形物を乾燥、焼成すること
を特徴とする。

（発明の効果）本発明の焼成物によれば、透水性、吸水性あるいはガス
透過性に優れるため、微生物分解を利用した排水処理、
特にバイオコンタクトフィルター、浄水器、脱臭装置な
どへ有効である。また焼成物の製造方法によれば、これ
らの焼成物を簡易な方法で効率よく製造できるのである
。

（実施例）本発明で使用する原料としての鉱物は岩石類、セラミッ
ク原料、人工砂などである。

岩石類は火成岩、堆積岩のいずれでも良いが。

真珠岩（パーライト）、ひる石（バーミキュライト）、
膨張頁岩などのような焼成により発泡する岩石は好まし
くない、また、石灰岩、ドロマイトなどのように焼成物
が強塩基性になるものも好ましくない。

セラミックス原料としては粘土類、ケイ石、長石、アル
ミナ、ムライト、ジルコニア、ジルコン。

コ′−ジェライト、フォルステライトなどがその例であ
る。また、人工砂としては砕砂、人工軽量砂などが原料
として使用される。

これらの原料鉱物を粉砕およびふるい分けによって粉末
状又は砂状に調整する。粉末としてはその約９０％が２
００メツシユ（目開き７４μｍ）のふるいを通過する粒
度を持つことが必要である。

ここで砂状とは約０．１ｗ＋＋より太きく５．０ｍｍよ
す小さい粒径を持ち、その最大粒径と最小粒径との比が
１より大きく６より小さい粒度分布を持つものを指す。

原料鉱物が粉末であるときは該原料鉱物を造粒によって
砂状とし、該造粒物の表面に防水被膜を形成させる処理
を行なう。

この点をより詳細に説明する。原料鉱物類、カーボン類
、結合材を所望の配合率になるように秤量して、混合機
により混合する。原料鉱物類の配合量は使用目的に適す
るような組成となるように決定する。カーボン類は焼成
によって燃焼した後に空孔を残し吸水量を高める目的で
添加する。

このカーボン類の種類としては石灰粉、コークス粉、す
す、プラスチック粉、廃トナーなど多種類が利用できる
が、その粒度は少なくとも２００メツシユのふるいを全
通することが望ましい。またカーボン類の添加量は鉱物
原料１００重量部に対して２０重量部以下、望ましくは
１０重量部以下である。

結合材としてはベントナイト、カオリナイト、本節粘土
、水ガラスなどの無機系結合材、カルボキシメチルセル
ロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール、アルギン酸
ソーダ、アラビヤゴム末などの有機系結合材、のいずれ
でも良い。結合材の添加量は鉱物原料１００重量部に対
して１から５重量部である。

次に配合物に水を加えて所望の粒度に造粒する。

造粒機としては回転造粒機の使用が望ましいが、皿型造
粒機、ドラム型造粒機を使うこともできる。

造粒物も０．１ｍ〜５．Ｏｗｎの粒径で、その最大粒径
と最小粒径の比が１より大きく６より小さくなるように
する。

このようにして構成された造粒物は乾燥して防水処理を
施される。防水処理を行なう理由は、この造粒物を用い
て球状に成形する後工程においてのり状の水系結合材を
使用するため、防水処理を施して造粒物と水系結合材と
の混線による造粒物の泥状化を防ぐためである。防水処
理は水に不溶な樹脂を有機溶媒に溶かし、この溶液を造
粒物にスプレーするか溶液中に造粒物を浸せきした後、
溶媒を揮散させる方法で行なう。エチルアルコールにポ
リビニルブチラールを１〜２重量％溶解させた溶液が最
も適している。その他、樹脂としてはアクリル樹脂、フ
ェノール樹脂、酢酸ビニル樹脂など、溶媒としてはアル
コール類、アルデヒド類、ケトン類、トルエン、キシレ
ンなどが可能である。また、水溶性エマルジョンの使用
は好ましくない。

次に球状に成形する工程を説明する。球状に成形するた
めの原料は防水処理された造粒物あるいは粉砕とふるい
分けにより粒度調整された砂状原料のいずれかであるにれらの原料と結合材および水とを混線し、混線物を球状
にする。

結合材には有機系と無機系の２種類が必要である。有機
系結合材は成形時の主材となるもので、粘着力が強く、
器壁への耐着性は小さいことが重要である。この有機系
結合材としては高吸水性樹脂が最適である。ＣＭＣやア
ルギン酸ソーダなども使用できるが、高吸水性樹脂に比
べて粘着力が劣るため、２〜３倍量の添加を必要とする
。高吸水性樹脂の添加量は砂状原料１００重量部に対し
て０．５〜１．０重量部が望ましい。

無機系結合材はベントナイト、カオリナイト、本節粘土
などが適しており。特にベントナイトの使用が最適であ
る。無機系結合材添加の目的は焼成時に有機系結合材が
燃焼して消失した後も、成形物が崩れないような強度を
与えるためである。

ベントナイト添加の場合、その添加量は砂状原料１００
重量部に対して１．０〜５．０重量部であり、望ましく
は１．５〜２．５重量部である。

添加水量は砂状原料の単位体積重量により変化する。単
位体積重量が大きいほど、添加水量は減少する。砕石を
原料とした場合、粉末を造粒して得た原料１００重量部
に対して水は５５〜６５重量部必要であるが、粉砕とふ
るい分けによって調整された原料１００重量部に対して
水は４５〜５５重量部で十分である。水量が少ないと成
形できず、水量が多すぎると球状成形体の強度か弱過ぎ
て変形の原因となる。

次に球状に成形する工程を説明する。砂状原料と結合材
および水を混線機で良く練り合わせる。

混線物を所要の寸法の網目を持つ押し出し成形機で押し
出し、所要の寸法に裁断し、サイコロ状、円柱状とする
。本発明が従来の押し出し成形機による方法と異なるの
は本発明では押し出し工程の後工程として球状に成形す
る工程を持つことと関連する。従来の押し出し装置は押
し出し成形品の強度を増すために、押し出し原料に強い
圧力を加えたり、空気抜きのために減圧にして成形品の
密度を高める必要があった。本発明では押し出し直後の
成形品の強度が高過ぎると球状に成形することが困難と
なるので、ダイス部分を改良して圧力を小さくすること
が必要である。球状に成形するには、サイコロ状、円柱
状にした混線物を皿上で転動させるか、回転するドラム
に供給し、ドラム中で転動させる方法が適している。転
動させる時間は５分以内で十分である。

転勤により球状化した成形物は乾燥、焼成されて極めて
透水性、吸水性に優れた球状焼成物となる。乾燥、焼成
は従来技術で十分である。

なお、成形物は球状に限らず、任意の形状に作成できる
。

（実験例１）花こう斑岩の粉末を０．５＋ａより大きく１．６■より
小さい粒径に造粒した。造粒物にポリビニルブチラール
の１％アルコール溶液をスプレーして防水処理を施した
。防水処理した造粒物１００重量部に対して高吸水性樹
脂（商品名サンウェット）０．７５重量部、ベントナイ
ト１．５重量部、水７０重量部を添加して良く混線した
。混練物を約１４ｎｖｎのメツシュを取り付けた押し出
し機で押し出し、押し出し物を約１４ｎｍの長さで切断
してサイコロ状とした。このサイコロ状の押し出し物を
回転する皿上に供給して球状体とした。この球状体を乾
燥した後、約１１４０℃で焼成して球状焼成物を得た。

この球状焼成物は、平均圧潰強さ約’ｌ０ｋｇ／個、２
０ａａの水頭圧下での透水量約７ｍＡ／個・秒であった
。

（実験例２）０．５ｎｖｉより太きく１．６ｏｗｎより小さい粒径の
花こう斑岩の砂状物１００重量部に対して高吸水性樹脂
１．０重量部、ベントナイト２．０重量部、水５５重量
部を加えて良く混練した。混線物を実施例１と同様にし
て球状体とした。この球状体を乾燥した後、約１１７０
℃で焼成して球状焼成物を得た。この球状焼成物は、平
均圧潰強さ約６０ｋｇ／個、２０■の水頭圧での透水量
約１ｍＱ／個・秒であった。

（実験例３）ケイ酸ジルコニウムの粉末を０．５ｍより太きく１．６
ｉｎより小さい粒径に造粒した。造粒物にポリビニルブ
チラールの２％アルコール溶液をスプレーして防水処理
を施した。防水処理した造粒物１００重量部に対して高
吸水性樹脂１．０重量部、ベントナイト１．５重量部、
水７０重量部を添加して良く混練した。混線物を実施例
１と同様にしてサイコロ状とした。このサイコロ状の押
し出し物を回転するドラム中に供給して球状体とした。

この球状体を乾燥した後、約１４００℃で焼成して球状
焼成物を得た。

（実験例４）０．５＋ｍ＋より太きく２．０ｍ＋ｎより小さい人工軽
量砂（下水汚泥焼却灰を原料としたもの）ｉｏ。

重量部に対して高吸水性樹脂１．０重量部、ベントナイ
ト２．０重量部、水６０重量部を添加して良く混練した
。混線物を実施例１と同様にして球状体とした。この球
状体を乾燥した後、約１１００℃で還元焼成して球状焼
成物を得た。この球状焼成物は、平均圧潰強さ約５０ｋ
ｇ／個、２ｏａ１１の水頭圧での透水量約８ｍＡ／個・
秒であり、見掛は比重は１以下であった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０．１ｍｍから５．０ｍｍの粒径内でその最大粒
径と最小粒径の比が１から６になるように構成した鉱物
を、有機性および無機性の結合材と水により成形し、該
成形物を乾燥および焼成して成る焼成物。
（２）鉱物の粉末あるいは粉末の混合物を０．１ｍｍか
ら５．０ｍｍまでの粒径内でその最大粒径と最小粒径と
の比が１から６になるように造粒し、その後該造粒物の
表面に防水処理を行うことを特徴とする焼成物の製造方
法。
（３）防水処理を施した造粒物および鉱物で０．１ｍｍ
から５．０ｍｍまでの粒径内でその最大粒径と最小粒径
との比が１から６になるような砂状物を構成し、該砂状
物を有機性および無機性の結合材と水により成形し、そ
の後該成形物を乾燥、焼成することを特徴とする焼成物
の製造方法。