JPH09241458A

JPH09241458A - 塩素含有樹脂成形物

Info

Publication number: JPH09241458A
Application number: JP8085695A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Imai; 知之今井; Yasuhiko Fujii; 泰彦藤井; Toshiki Matsui; 敏樹松井; Masaru Isoai; 勝礒合
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】火災や焼却処分に際して、塩化水素の発生が
可及的に抑制された塩素含有樹脂成形物を提供する。【解決手段】炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸
マグネシウムから選ばれた１種又は２種以上の炭酸塩粉
末と鉄酸化物粉末とを、塩素含有樹脂を含む結合材料を
用いて成形した塩素含有樹脂成形物であり、前記樹脂中
の塩素に対する前記炭酸塩粉末の量が１当量以下であっ
て、且つ、前記炭酸塩粉末に対する前記鉄酸化物粉末の
量が１〜１０重量％となるように混合、配合されている
ことを特徴とする塩素含有樹脂成形物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火災や焼却処分に際し
て、燃焼による有害な塩化水素の発生が可及的に抑制さ
れた塩素含有樹脂成形物を提供するものである。

【０００２】本発明に係る塩素含有樹脂成形物の主な用
途は、ブラインド、壁紙、床材、外壁、樋などの内装・
外装用建築材料、自動車、車両、船舶及び航空機等の運
搬機関用材料、機械、器具、装置等の構造物用材料、ハ
ウス栽培・農業用資材等各種分野における材料や資材で
ある。

【０００３】

【従来の技術】ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポ
リエーテル等の塩素含有樹脂は、価格が安価であり、加
工性が優れているため、大量に生産され、各種分野で広
く使用されている。殊に、ポリ塩化ビニルは、現在わが
国では年間約２００万トン程度が大量に生産されてい
る。

【０００４】これら各種分野で使用されている塩素含有
樹脂成形物は、火災が起こったり、使用済のものを焼却
処分するに際して、燃焼による樹脂の加熱・分解が生起
し、樹脂中に含有されている塩素に由来する有害な塩化
水素が多量に発生するため、身体や生命への危害や大気
汚染等の環境汚染が社会的問題となっている。

【０００５】一方、安全衛生や環境保全の観点から、塩
素含有樹脂成形物を塩素を含有しない他の樹脂成形物に
代替することも検討されてはいるが、塩素含有樹脂成形
物は、わが国の基幹産業であるカセイソーダの生産時に
副生する塩素を原料としているため、カセイソーダの生
産量の増大に伴って大量に生産されるので、塩素を含有
しない他の樹脂成形物に容易に代替することができない
という事情がある。

【０００６】そこで、火災や焼却処分に際して、燃焼に
よる有害な塩化水素の発生が可及的に抑制された塩素含
有樹脂成形物が強く要求されている。

【０００７】従来、塩素含有樹脂成形物の焼却に際し
て、燃焼により発生する塩化水素は、消石灰に反応吸収
させる方法やカセイソーダにより中和して洗浄する方法
により処理されている。

【０００８】また、特開昭５６−１２２８９４号公報に
は、廃棄処分する塩素含有樹脂組成物を熱分解して液体
燃料に転換するに際して、熱分解時に炭酸カルシウムを
混合することにより、発生する塩化水素と炭酸カルシウ
ムとを反応させて塩化カルシウムとして固定化する方法
が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】火災や焼却処分に際し
て、燃焼による有害な塩化水素の発生が可及的に抑制さ
れた塩素含有樹脂成形物は、現在最も要求されていると
ころであるが、このような特性を有する塩素含有樹脂成
形物は未だ得られていない。

【００１０】即ち、前述の消石灰を用いる反応吸収法や
カセイソーダを用いる中和洗浄法は、塩化水素の発生を
抑制するものではなく、既に発生した塩化水素を処理す
るものであるから、殊に火災時における身体や生命への
危害を防止したり、環境汚染を防止することはできな
い。

【００１１】更に、前記反応吸収法による場合には、塩
化水素と消石灰との反応効率が悪く、実効的な塩素固定
化率を得るためには、塩化水素との反応に必要な理論当
量の少なくとも３倍以上の消石灰を使用しなければなら
ず、その結果、処理コストが増大するという問題があっ
た。

【００１２】そして、未反応の消石灰は、毒性の強いダ
イオキシンを含有しており、無害化の為の処理が更に必
要となるという欠点がある。また、消石灰を均一分散す
るための高価な設備も必要となる。

【００１３】前記中和洗浄法は、吸収塔など高価な設備
投資が必要である。

【００１４】前出特開昭５６−１２２８９４号公報に記
載の方法は、塩化水素の発生を可及的に抑制するもので
はなく、また、この方法による場合は、同様に塩化水素
と炭酸カルシウムとの反応効率が悪く、実効的な塩素固
定化率を得るためには、塩化水素との反応に必要な理論
当量の少なくとも５倍以上の炭酸カルシウムを使用しな
ければならず、その結果、処理コストが増大するという
問題があった。

【００１５】そこで、本発明は、火災や焼却処分に際し
て、燃焼による有害な塩化水素の発生が可及的に抑制さ
れた塩素含有樹脂成形物を得ることを技術的課題とす
る。

【００１６】

【問題点を解決するための手段】前記技術的課題は、次
の通りの本発明によって達成できる。

【００１７】即ち、本発明は、炭酸リチウム粉末、炭酸
ナトリウム粉末及び炭酸マグネシウム粉末から選ばれた
１種又は２種以上の炭酸塩粉末と鉄酸化物粉末とを、塩
素含有樹脂を含む結合材料を用いて成形した塩素含有樹
脂成形物であり、前記樹脂中の塩素に対する前記炭酸塩
粉末の量が１当量以下であって、且つ、前記炭酸塩粉末
に対する前記鉄酸化物粉末の量が１〜１０重量％となる
ように混合、配合されていることからなる塩素含有樹脂
成形物である。

【００１８】本発明の構成を詳しく説明すれば、次の通
りである。

【００１９】先ず、本発明に係る塩素含有樹脂成形物に
ついて述べる。

【００２０】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、ポリ
塩化ビニル（塩素含有量は、通常、５０〜６０重量％程
度）、ポリ塩化ビニリデン（塩素含有量は、通常、７０
〜８０重量％程度）、塩素化ポリエチレン（塩素含有量
は、通常、３０〜６０重量％程度）、塩素化ポリプロピ
レン（塩素含有量は、通常、２０〜７０重量％程度）、
塩素化ポリエーテル（塩素含有量は、４５．８重量％程
度）等の塩素を２０〜８０重量％程度含有する樹脂を含
む結合材料を用いて、シート状、板状、帯状、ペレット
状等の各種形状に成形したものである。結合材料には、
塩素含有樹脂成形物以外の他の樹脂を含んでいてもよ
い。

【００２１】本発明に係る炭酸リチウム粉末、炭酸ナト
リウム粉末及び炭酸マグネシウム粉末は、市販のものが
広く使用できる。これらは、通常、粉末形態であり、そ
の粒子サイズは、平均粒径が０．１〜１０００μｍ程度
である。塩素含有樹脂成形物への均一混合を考慮する
と、平均粒径が１〜５００μｍ程度ものが好ましい。

【００２２】炭酸リチウム粉末、炭酸ナトリウム粉末及
び炭酸マグネシウム粉末は、単独で使用しても、また２
種以上を組み合わせて使用してもよい。塩素固定化率を
考慮すると炭酸ナトリウムが最も好ましい。

【００２３】これら炭酸塩粉末の量は、樹脂中の塩素に
対し、１当量以下で十分であり、塩素固定化率を考慮す
ると、その下限値は、樹脂中の塩素に対し、０．７当量
程度が好ましい。炭酸塩粉末の量が樹脂中の塩素に対
し、１当量を越えると未反応の炭酸塩粉末が残存する。
また、塩素含有樹脂中に多量に炭酸塩粉末を混合、配合
することは、樹脂の物性、殊に、強度劣化を招来するこ
とになり好ましくない。塩素固定化率や樹脂の強度劣化
を考慮すると、樹脂中の塩素に対し、０．８〜１．０当
量が好ましい。

【００２４】本発明に係る鉄酸化物粉末は、市販のもの
が広く使用でき、ヘマタイト（赤褐色）粉末、マグネタ
イト（黒色）粉末、マグヘマイト（茶褐色）粉末等の各
種酸化鉄粉末やゲータイト（黄褐色）粉末、レピドクロ
サイト（黄褐色）粉末、アカゲナイト（黄褐色）粉末等
の各種含水酸化鉄粉末があり、そのいずれであってもよ
い。

【００２５】鉄酸化物粉末の粒子サイズは、０．０５〜
１．０μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍ程度であ
る。鉄酸化物粉末の粒子形状は、紡錘状、針状、矩形
状、粒状等各種形状の粒子があり、いずれも使用するこ
とができる。樹脂中への分散性及び塩素固定化率を考慮
すると紡錘状粉末が好ましい。

【００２６】これら鉄酸化物粉末は、単独で使用して
も、また２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【００２７】鉄酸化物粉末の量は、炭酸塩粉末に対し、
１〜１０重量％である。１重量％未満の場合には、塩素
固定化率を増加させる効果が得られ難い。１０重量％を
越える場合にも、塩素固定化率を増加させる効果はある
がほぼ飽和状態になるので、必要以上に添加する意味が
ない。

【００２８】本発明に係る塩素含有樹脂成形物中の炭酸
塩粉末と鉄酸化物粉末との割合は、重量比で１００：１
〜１０であることが好ましい。鉄酸化物粉末がこの割合
よりも少ないと塩素固定化率を向上させることが困難と
なる。鉄酸化物粉末がこの割合よりも多くなると塩素固
定化率は十分であるが、燃焼後の残灰が多くなり好まし
くない。

【００２９】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、必要
により、通常使用される滑剤、可塑剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、各種安定剤等の添加剤が配合されていても
よい。

【００３０】これら添加剤の量は、塩素含有樹脂を含む
結合材料に対して５０重量％以下であればよい。５０重
量％を越える場合には、成形性が低下する。

【００３１】次に、前述の通りの本発明に係る塩素含有
樹脂成形物の製造法について述べる。

【００３２】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、塩素
含有樹脂を含む結合材料と炭酸リチウム粉末、炭酸ナト
リウム粉末及び炭酸マグネシウム粉末から選ばれる１種
又は２種以上の炭酸塩粉末と鉄酸化物粉末とをあらかじ
めよく混合し、次に、混練機もしくは押出機を用いて加
熱下で強い剪断作用を加えて、前記炭酸塩粉末と前記鉄
酸化物粉末とを前記樹脂中に均一に分散させた後、所望
の形状に成形加工することにより得られる。

【００３３】塩素含有樹脂成形物の火災時等の燃焼によ
る有害な塩化水素の発生を抑制するためには、炭酸塩粉
末と鉄酸化物粉末とを樹脂中に均一に分散させることが
肝要である。

【００３４】その為には、塩素含有樹脂成形物中に、炭
酸塩粉末及び鉄酸化物粉末のいずれか一方を先ず混合、
配合させた後、次いで、他方を混合、配合させることが
好ましい。均一分散を考慮すると、塩素含有樹脂中に、
先ず炭酸塩粉末を混合、配合し、次いで、鉄酸化物粉末
を混合、配合させることが最も好ましい。

【００３５】なお、塩素含有樹脂がポリ塩化ビニルであ
る場合には、一般に、鉄酸化物粉末を混合すると鉄酸化
物粉末の触媒作用により、ポリ塩化ビニルの分解反応が
促進され、変質劣化することが知られているが、先に炭
酸塩粉末を混合し、次いで、鉄酸化物粉末を混合すると
ポリ塩化ビニルの分解反応が抑制されるという知見を得
ている。

【００３６】

【作用】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、燃焼によ
る有害な塩化水素の発生が可及的に抑制される理由につ
いて、本発明者は、次にように考えている。

【００３７】塩素含有樹脂成形物として代表的なポリ塩
化ビニル樹脂に、炭酸リチウム粉末と鉄酸化物粉末とを
混合した場合について、以下に説明する。

【００３８】ポリ塩化ビニル樹脂の燃焼が始まると、樹
脂中の鉄酸化物は、燃焼初期の還元性雰囲気中で下記示
性式（１）に示す通り、還元される。

【００３９】ＦｅＯｘ→ＦｅＯｙ ‥‥‥‥（１）（但し、ｘ及びｙは、それぞれ１〜１．５、ｘ＞ｙ）

【００４０】次いで、燃焼温度がポリ塩化ビニル樹脂の
分解反応が開始する２００℃近辺になると生成した塩化
水素と還元された上記鉄酸化物とが反応して下記示性式
（２）に示す通り、塩化鉄が生成する。

【００４１】ＦｅＯｙ＋ＨＣｌ→ＦｅＣｌｎ（ｎ≧４）＋Ｈ₂Ｏ‥‥‥‥（２）

【００４２】生成した上記塩化鉄は、２００℃近辺で極
めて不安定であるため、下記の示性式（３）に示す通
り、分解して活性な塩化水素（ＨＣｌ^*）を放出し、塩
化鉄自身は元の鉄酸化物となる。

【００４３】ＦｅＣｌｎ＋Ｈ₂Ｏ→ＦｅＯｘ＋ＨＣｌ^*‥‥‥‥（３）

【００４４】一方、活性な上記塩化水素は、下記示性式
（４）に示す通り、樹脂中で隣接して存在する炭酸リチ
ウムと反応して、塩化リチウムとして固定される。

【００４５】Ｌｉ₂ＣＯ₃＋ＨＣｌ^*→ＬｉＣｌ＋ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ‥‥‥‥（４）

【００４６】上述した通り、本発明者は、炭酸リチウム
粉末等の炭酸塩粉末と共に鉄酸化物粉末を塩素含有樹脂
中に混合した場合には、鉄酸化物による塩化水素の活性
化により、炭酸リチウム単独の場合に比べ、効果的に塩
化水素が固定できるものと考えている。

【００４７】また、炭酸塩粉末のうちでも、炭酸リチウ
ム粉末、炭酸ナトリウム粉末、炭酸マグネシウム粉末の
ほうが炭酸カルシウム粉末よりも塩素をより効果的に固
定化しやすい理由について、本発明者は、これらの炭酸
塩のイオン半径が炭酸カルシウム粉末のそれよりも小さ
いため、活性な塩化水素が移動しやすくなるためであろ
うと考えている。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施形態は、次
の通りである。

【００４９】なお、固定した塩素の定量は、塩素含有樹
脂成形物０．５ｇを８００℃で５分間燃焼した後に得ら
れる灰０．３ｇを蒸留水１００ｃｃに溶解して得られる
溶解液を濾別し、その濾過液を試料液として、ＪＩＳ−
Ｋ−０１０１に従って、チオシアン酸水銀（ＩＩ）吸光
光度法により塩化物イオン（Ｃｌ^-）を定量し、百分率
で示した。塩素の固定化率Ｓ（％）は（５）式により算
出した。

【００５０】Ｓ（％）＝（Ｃ／Ｔ）×１００‥‥‥‥（５）但し、Ｃ：灰中の塩素量（ｇ）Ｔ：塩素含有樹脂成形物に含まれる塩素量（ｇ）

【００５１】市販のポリ塩化ビニル１０３ＥＰ８Ｄ（塩
素含有量５６．８重量％）（日本ゼオン株式会社製）１
００ｇと炭酸リチウム粉末（和光純薬株式会社製、試料
特級）５３．６ｇ（ポリ塩化ビニル中の塩素に対し１当
量に相当する。）と可塑剤としてフタル酸ジオクチル
（片山化学工業株式会社製、試薬一級）３０ｇとを混練
機３０Ｃ１５０（株式会社東洋精機製作所製）を用いて
１４０℃で１５分間混練した後、該混練物に対して、更
に、紡錘状ゲータイト粉末４．２９ｇを添加して、引き
続き、１５分間混練した。

【００５２】得られた混練物を熱管ロール機を用いて成
形し、シート状（縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、厚み０．１
ｃｍ）のポリ塩化ビニル樹脂成形物を得た。

【００５３】上記ポリ塩化ビニル樹脂成形物０．５ｇを
秤量して白金ボードに載せ、予め８００℃に加熱してあ
る管状炉内に挿入して、ポリ塩化ビニル樹脂成形物を８
００℃で５分間燃焼させて灰化させた後、白金ボードを
空気中に取り出し、冷却した。

【００５４】上記、白金ボード中の灰を用いて、灰中の
塩素を測定した結果、塩素の固定化率は９７重量％であ
った。

【００５５】

【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。

【００５６】実施例１〜２０、比較例１〜７塩素含有樹脂の種類及び塩素含有量、炭酸塩粉末の種類
及び配合量、鉄酸化物粉末の種類及び配合量を種々変え
た以外は、前記発明の実施の形態と同様にして実施し
た。

【００５７】実施例１２の塩素含有樹脂としては、ポリ
塩化ビニリデン：クレハロン（商品名：呉羽化学工業株
式会社製）を用いた。

【００５８】また、得られた成形物の特性評価は、前記
発明の実施の形態と同様にして測定した。実施条件及び
測定結果は、表１（成形物製造条件、塩素の固定化率）
に示した通りである。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、塩
素含有樹脂を含む結合材料中に炭酸リチウム粉末、炭酸
ナトリウム粉末及び炭酸マグネシウム粉末から選ばれた
１種又は２種以上の炭酸塩粉末と共に鉄酸化物粉末が均
一に混合、配合されていることによって、塩素をより効
果的に捕捉し、固定化することができるので、内装・外
装用建築材料、運搬機関用材料、構造物用材料及びハウ
ス栽培・農業用資材等の各種分野における材料や資材と
して好適である。

【００６１】また、本発明に係る塩素含有樹脂成形物
は、塩素固定化率が９０％以上、殊に、９２％以上であ
り、火災や焼却処理に際して、塩化水素の発生が可及的
に抑制されたものであるから、生命や身体への危害を防
止し、大気汚染を防止することができるので、安全衛生
上、環境保全上、好ましいものである。

【００６２】従って、本発明の産業利用性は非常に大き
いといえる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 101/04 Ｃ０８Ｌ 101/04 (72)発明者礒合勝広島県大竹市明治新開１番４戸田工業株式会社大竹工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸リチウム粉末、炭酸ナトリウム粉末
及び炭酸マグネシウム粉末から選ばれた１種又は２種以
上の炭酸塩粉末と鉄酸化物粉末とを、塩素含有樹脂を含
む結合材料を用いて成形した塩素含有樹脂成形物であ
り、前記樹脂中の塩素に対する前記炭酸塩粉末の量が１
当量以下であって、且つ、前記炭酸塩粉末に対する前記
鉄酸化物粉末の量が１〜１０重量％となるように混合、
配合されていることを特徴とする塩素含有樹脂成形物。