JPH11286573A

JPH11286573A - 塩化水素捕捉材及び該塩化水素捕捉材を用いた塩素含有樹脂成形物

Info

Publication number: JPH11286573A
Application number: JP36732098A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Matsui; 敏樹松井; Masaru Isoai; 勝礒合; Yasuhiko Fujii; 泰彦藤井; Satoshi Hatakeyama; 敏畠山; Tomoko Okita; 朋子沖田; Tomoyuki Imai; 知之今井
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 1999-10-19
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP3633808B2

Abstract

(57)【要約】【課題】火災や焼却処分に際して、塩素含有樹脂成形
物の熱分解や燃焼により発生する有毒な塩化水素を効果
的に捕捉し、安定な塩化カルシウム等として固定するこ
とができる塩化水素捕捉材及び該塩化水素捕捉材を塩素
含有樹脂を主体とする樹脂成形物中に分散させてなる塩
素含有樹脂成形物に関するものである。【解決手段】カルシウムと鉄の複合酸化物からなるＢ
ＥＴ比表面積０．１〜１００ｍ²／ｇの粒子粉末であっ
て、カルシウム原子に対して鉄原子を１〜５００モル％
含有し、且つ、鉄原子の５０％以上がカルシウム原子と
カルシウム−鉄フェライト相を形成している複合酸化物
粒子粉末からなる塩化水素捕捉材、前記塩化水素捕捉材
を、塩素含有樹脂を主体とする樹脂中の塩素２原子に対
する当該塩化水素捕捉材中のカルシウム１原子の比が
０．５〜２．０の範囲となるように該樹脂に分散させて
なる塩素含有樹脂成形物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災や焼却処分に
際して、塩素含有樹脂成形物の熱分解や燃焼により発生
する有毒な塩化水素を効果的に捕捉し、安定な塩化カル
シウム等として固定することができる塩化水素捕捉材及
び該塩化水素捕捉材を塩素含有樹脂を主体とする樹脂成
形物中に分散させてなる塩素含有樹脂成形物に関するも
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、桶などの内装、
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、農
産物栽培用ハウス等の農業用資材、その他各種分野にお
ける材料及び資材である。

【０００３】

【従来の技術】樹脂成形物用材料として汎用されている
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、我が国で
は年間約２３０万トンと大量に生産されている。

【０００４】しかし、塩素含有樹脂を用いた樹脂成形物
は、火災が起こったり、使用済みのものを焼却処分する
に際して、加熱による樹脂の熱分解が生起し、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
汚染が大きな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の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、我が国の基幹産業である苛性ソーダ（水酸化ナト
リウム）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十分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
させる方法や苛性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、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、熱分解時に塩
化水素捕捉材である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（特開昭５６−１
２２８９４号公報）が知られている。

【０００９】また、焼却時に炭酸カルシウム粒子粉末と
酸化鉄粒子粉末とを共存させて塩化水素を除去する方法
及び炭酸カルシウム粒子粉末と酸化鉄粒子粉末とを有機
結合剤で結合させた組成物（特開平８−８２４１１号公
報）が知られている。

【００１０】また、可燃廃棄物を、カルシウム化合物粒
子粉末と酸化鉄粒子粉末等との共存下で８５０℃以上の
温度で燃焼して発生する塩化水素を除去する燃焼方法
（特開平８−２７０９２４号公報）が知られている。

【００１１】また、炭酸リチウム粒子粉末等からなる塩
化水素捕捉材と鉄酸化物粒子粉末とを塩素含有樹脂に配
合して成形することによって塩化水素捕捉材の塩化水素
捕捉反応を鉄酸化物粒子粉末の触媒作用により促進した
塩素含有樹脂成形物（特開平９−２４１４５８号公報）
が知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記各従来技術には、
それぞれ次の通りの問題点が内在している。

【００１３】即ち、前述の消石灰を用いる反応吸収法や
苛性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。

【００１４】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
る。

【００１５】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、無害化のための処理が更に
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。

【００１６】前出特開昭５６−１２２８９４号公報に記
載の方法は、塩化水素の発生を十分に抑制するものでは
なく、また、この方法による場合は、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
る。

【００１７】前出特開平８−８２４１１号公報及び前出
特開平９−２４１４５８号公報に記載されている炭酸カ
ルシウム粉末や炭酸リチウム粉末等の炭酸塩粉末からな
る塩化水素捕捉材と鉄酸化物粉末とを塩素含有樹脂へ混
合、配合する場合には、加熱時において過度に温度が上
昇すると鉄酸化物粉末の触媒作用により塩素含有樹脂の
一部において脱塩化水素反応及びポリエン化反応等の分
解反応が促進され、着色を伴って変質劣化する等の問題
がある。

【００１８】また、前出特開平８−８２４１１号公報、
前出特開平８−２７０９２４号公報及び前出特開平９−
２４１４５８号公報に記載の方法は、鉄酸化物粉末によ
り塩化水素捕捉材の塩化水素捕捉反応を促進すること
で、塩化水素の発生をある程度まで抑制できるが、未だ
十分とは言い難く、特開平９−２４１４５８号公報の場
合には、炭酸リチウム粉末等の高価なものを使用しなけ
ればならず、工業的でない。

【００１９】そこで、本発明は、火災や焼却処分に際し
て、塩素含有樹脂成形物から発生する塩化水素を十分に
捕捉することができ、しかも、塩素含有樹脂が変質劣化
することのない塩化水素捕捉材を提供することを技術的
課題とする。

【００２０】

【課題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。

【００２１】即ち、本発明は、カルシウムと鉄の複合酸
化物からなるＢＥＴ比表面積０．１〜１００ｍ²／ｇの
粒子粉末であって、カルシウム原子に対して鉄原子が１
〜５００モル％含有し、且つ、鉄原子の５０％以上はカ
ルシウム原子とカルシウム−鉄フェライト相を形成して
いる複合酸化物粒子粉末からなる塩化水素捕捉材であ
る。

【００２２】また、本発明は、カルシウム原子と鉄原子
とからなるカルシウム−鉄フェライト相が、Ｃａ₂Ｆｅ₂
Ｏ₅、ＣａＦｅ₂Ｏ₄、ＣａＦｅ₄Ｏ₇、Ｃａ₃Ｆｅ₁₅Ｏ₂₅、
ＣａＦｅ₅Ｏ₇から選ばれる一種以上の結晶相からなるカ
ルシウム−鉄フェライト相である前記塩化水素捕捉材で
ある。

【００２３】また、本発明は、前記塩化水素捕捉材を、
塩素含有樹脂を主体とする樹脂中の塩素２原子に対する
当該塩化水素捕捉材中のカルシウム１原子の比が０．５
〜２．０の範囲となるように該樹脂に分散させてなる塩
素含有樹脂成形物である。

【００２４】本発明の構成を詳しく説明すれば、次の通
りである。

【００２５】まず、本発明に係る塩化水素捕捉材につい
て述べる。

【００２６】本発明に係る塩化水素捕捉材を構成する粉
末の平均粒径は、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．
０５〜５μｍ、より好ましくは０．１〜２μｍである。

【００２７】本発明に係る塩化水素捕捉材のＢＥＴ比表
面積は、０．１〜１００ｍ²／ｇ、好ましくは０．５〜
２０ｍ²／ｇ、より好ましくは１〜１０ｍ²／ｇである。
０．１ｍ²／ｇ未満では、塩素捕捉効果が低く、１００
ｍ²／ｇを越えると、塩素含有樹脂を主体とする樹脂材
料中に均一に練り込みにくくなる。

【００２８】本発明に係る塩化水素捕捉材は、カルシウ
ムと鉄の複合酸化物粒子粉末からなり、カルシウム原子
に対して鉄原子が１〜５００モル％、好ましくは５〜２
００モル％、より好ましくは１０〜５０モル％含有して
いる。鉄原子の含有量が１モル％未満では、鉄原子によ
る触媒効果が低く、塩化水素捕捉効果が炭酸カルシウム
等のカルシウム化合物単独系の場合と変わらない。５０
０モル％を越える場合にはカルシウム原子の比率が少な
くなりすぎ、塩化水素固定のための必要量のカルシウム
を供給するために多量の塩化水素捕捉材が必要となる。

【００２９】本発明に係る塩化水素捕捉材中の鉄原子の
５０％以上、好ましくは７０％以上は、カルシウム原子
とカルシウム−鉄フェライト相を形成している必要があ
る。カルシウム−鉄フェライト相を形成している鉄原子
が５０％未満の場合には、塩化水素捕捉効果の向上度合
が小さく、また、カルシウム−鉄フェライト相を形成し
ない鉄が構成する鉄化合物粒子粉末が多くなるため、加
熱時において過度に温度が上昇すると鉄化合物粒子粉末
の触媒作用により塩素含有樹脂が変質劣化するため好ま
しくない。

【００３０】前記鉄原子とカルシウム原子とのカルシウ
ム−鉄フェライト相としては、Ｃａ ₂Ｆｅ₂Ｏ₅、ＣａＦ
ｅ₂Ｏ₄ 、ＣａＦｅ₄Ｏ₇、Ｃａ₃Ｆｅ₁₅Ｏ₂₅、ＣａＦｅ₅
Ｏ₇から選ばれる一種以上の結晶相からなるカルシウム
−鉄フェライト相である。

【００３１】本発明に係る塩化水素捕捉材であるカルシ
ウムと鉄の複合酸化物粒子粉末に含まれる結晶相として
は、前記カルシウム−鉄フェライト相のほか、カルシウ
ム化合物相、鉄化合物相が存在してもよい。

【００３２】なお、本発明に係る塩化水素捕捉材である
カルシウムと鉄の複合酸化物粒子粉末は、その構成粒子
の一粒子中に複数の結晶相が含まれている場合であって
もよく、また、各結晶相の粒子の混合物であってもよ
い。後述する本発明に係る塩化水素捕捉材の製造法にお
いて、粉末冶金的方法による場合には、一粒子中に複数
の結晶相が含まれる傾向があり、また、混合法による場
合には、各結晶相の粒子の混合物となる傾向がある。

【００３３】次に、本発明に係る塩化水素捕捉材の製造
法について説明する。

【００３４】本発明に係る塩化水素捕捉材は、粉末冶金
的方法による製造、例えば、カルシウム化合物粒子粉末
と鉄化合物粒子粉末を乾式混合又は湿式混合した後、加
熱焼成し、次いで、得られた焼成物を粉砕することによ
って製造することができる。また、混合法による製造、
例えば、カルシウム−鉄フェライト粒子粉末、カルシウ
ム化合物粒子粉末、鉄化合物粒子粉末を所定量混合する
ことによって製造することができる。

【００３５】まず、粉末冶金的方法による塩化水素捕捉
材の製造法について述べる。

【００３６】前記カルシウム化合物粒子粉末としては、
例えば炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシ
ウム等の粒子粉末を用いることができる。前記カルシウ
ム化合物粒子粉末の平均粒径は０．０１〜１０μｍ、好
ましくは０．１〜５μｍである。前記カルシウム化合物
粒子粉末のＢＥＴ比表面積は、０．１〜１００ｍ²／
ｇ、好ましくは１〜５０ｍ²／ｇである。

【００３７】前記鉄化合物粒子粉末としては、酸化鉄粒
子粉末、含水酸化鉄粒子粉末が使用できる。酸化鉄粒子
粉末としては、ヘマタイト粒子粉末、マグヘマイト粒子
粉末、マグネタイト粒子粉末等を用いることができ、含
水酸化鉄粒子粉末としては、ゲータイト粒子粉末、アカ
ゲナイト粒子粉末、レピドクロサイト粒子粉末等を用い
ることができる。

【００３８】前記鉄化合物粒子粉末を構成する粒子の粒
子形状は、球状、八面体状、六面体状、粒状、紡錘状、
針状のいずれであってもよい。前記鉄化合物粒子粉末
は、構成粒子の粒子形状が球状、八面体状、六面体状及
び粒状の場合には、平均粒径が０．０１〜１０μｍ、好
ましくは０．１〜５μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．
１〜２００ｍ²／ｇ、好ましくは１〜１００ｍ²／ｇであ
る。紡錘状の場合には、平均長軸径が０．１〜１．０μ
ｍ、好ましくは０．１〜０．８μｍであり、ＢＥＴ比表
面積が１０〜２００ｍ²／ｇ、好ましくは１０〜１００
ｍ²／ｇである。針状の場合には、平均長軸径が０．１
〜１．０μｍ、好ましくは０．１〜０．８μｍであり、
ＢＥＴ比表面積が１０〜２００ｍ²／ｇ、好ましくは１
０〜１００ｍ²／ｇである。

【００３９】前記カルシウム化合物粒子粉末と前記鉄化
合物粒子粉末の混合割合は、カルシウム原子に対して鉄
原子が１〜５００モル％、好ましくは５〜２００モル
％、より好ましくは１０〜５０モル％である。

【００４０】前記カルシウム化合物粒子粉末と前記鉄化
合物粒子粉末の混合は、らいかい機、ヘンシェルミキサ
ー、サンドミル等による乾式混合法、又は、湿式アトラ
イター、ホモジナイザー等による水等を媒体とした湿式
混合法のいずれでもよい。なお、湿式混合法による場合
には、混合後、脱水・乾燥を行っておくことが好まし
い。

【００４１】前記加熱焼成は、８００〜１５００℃の温
度範囲が好ましく、８００〜１２００℃の温度範囲がよ
り好ましい。焼成雰囲気は簡易に行える空気中が好まし
い。また、焼成時間は、０．５〜５ｈｒが好ましい。

【００４２】前記加熱焼成後の焼成物の粉砕は、乾式粉
砕が好ましい。所望の粒子径まで行うことができる。粉
砕機としては、ピン型ミル、サンドミル、ハンマーミル
等を用いることができる。

【００４３】次に、混合法による本発明に係る塩化水素
捕捉材の製造法について述べる。

【００４４】前記カルシウム化合物粒子粉末及び前記鉄
化合物粒子粉末については前記粉末冶金的方法による製
造法において用いることができるものと同様のものが使
用できる。

【００４５】前記カルシウム−鉄フェライト粒子粉末
は、あらかじめ、前記カルシウム化合物粒子粉末と鉄化
合物粒子粉末とを化学量論組成となるように混合してお
き、加熱焼成することによって得られる焼成物を粉砕し
て得ることができる。カルシウム化合物粒子粉末と鉄化
合物粒子粉末との混合割合は、そのフェライト組成であ
る化学量論組成であって、Ｃａ：Ｆｅ比で１：１、１：
２、１：４、１：５のいずれかである。なお、厳密に化
学量論組成とする必要はなく、ほぼその組成であればよ
い。

【００４６】前記加熱焼成は、８００〜１５００℃の温
度範囲において、得ようとするカルシウム−鉄フェライ
トの結晶相に応じた適切な温度範囲で行うことが好まし
い。必要に応じて急冷等の操作を行うことにより限られ
た温度範囲での安定相を得ることができる。なお、焼成
雰囲気は簡易に行える空気中が好ましい。

【００４７】前記加熱焼成後の焼成物の粉砕は、乾式粉
砕が好ましく、所望の粒子径まで粉砕できる。

【００４８】前記カルシウム−鉄フェライト粒子粉末と
しては、Ｃａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅、ＣａＦｅ₂Ｏ₄、ＣａＦｅ
₄Ｏ₇、Ｃａ₃Ｆｅ₁₅Ｏ₂₅、ＣａＦｅ₅Ｏ₇から選ばれる一
種以上の結晶相からなるカルシウム−鉄フェライト粒子
粉末である。

【００４９】前記カルシウム化合物粒子粉末、前記鉄化
合物粒子粉末及びカルシウム−鉄フェライト粒子粉末の
混合割合は、カルシウム原子に対して鉄原子が１〜５０
０モル％、好ましくは３〜２００モル％、より好ましく
は１０〜５０モル％である。また、鉄原子の５０％以
上、好ましくは７０％以上が、カルシウム原子とカルシ
ウム−鉄フェライト相を形成している必要があり、カル
シウム−鉄フェライト粒子粉末がカルシウム−鉄フェラ
イト粒子粉末と鉄化合物粒子粉末との総計に対してＦｅ
原子の比で５０％以上、好ましくは７０％以上となるよ
うにする。

【００５０】前記鉄化合物粒子粉末、前記カルシウム化
合物粒子粉末及び前記カルシウム−鉄フェライト粒子粉
末の混合は、らいかい機、ヘンシェルミキサー、サンド
ミル等による乾式混合法が好ましい。

【００５１】次に、本発明に係る塩素含有樹脂成形物に
ついて述べる。

【００５２】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、本発
明に係る塩化水素捕捉材が２０〜８０重量％、好ましく
は３０〜５０重量％、塩素含有樹脂を主体とする樹脂が
８０〜２０重量％、好ましくは７０〜５０重量％からな
るものである。

【００５３】本発明に係る塩素含有樹脂成形物中の塩素
水素捕捉材の含有量は、塩素含有樹脂を主体とする樹脂
中の塩素２原子に対する塩化水素捕捉材中のカルシウム
１原子の比が０．５〜２．０、好ましくは１〜１．５の
範囲となる範囲である。０．５未満では塩素捕捉効果が
低く、２．０を越えると樹脂の強度等の特性が低下す
る。

【００５４】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、塩素
固定化率が５０％以上が好ましく、７０％以上がより好
ましく、７５％以上がさらに好ましい。ここで塩素固定
化率とは、塩素含有樹脂を主体とする樹脂を加熱して分
解生成する全塩化水素の内、塩化水素捕捉材により塩化
カルシウムとして塩素固定化できる収率であり塩素量で
評価していることから塩素固定化率としているものであ
り、後述する試験法によって測定できる。

【００５５】次に、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。

【００５６】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、塩素
含有樹脂を主体とする樹脂と本発明に係る塩化水素捕捉
材とを所定の混合割合であらかじめよく混合し、該塩化
水素捕捉材を樹脂中に分散させた後、常法に従ってシー
ト状、板状、帯状、ペレット状等の所望の各種形状に成
形することにより得られる。

【００５７】前記塩素含有樹脂を主体とする樹脂として
は、ポリ塩化ビニル（塩素含有量５０〜６０重量％）、
ポリ塩化ビニリデン（塩素含有量７０〜８０重量％）、
塩素化ポリエチレン（塩素含有量３０〜６０重量％）、
塩素化ポリプロピレン（塩素含有量２０〜７０重量
％）、塩素化ポリエーテル（塩素含有量約４５．８重量
％）等の塩素含有樹脂を主体とする樹脂が挙げられる。
前記塩素含有樹脂を主体とする樹脂は、通常、塩素を２
０〜８０重量％程度含有している。

【００５８】本発明に係る塩素水素捕捉材の前記塩素含
有樹脂を主体とする樹脂への添加量は、該樹脂中の塩素
２原子に対する塩化水素捕捉材中のカルシウム１原子の
比が０．５〜２．０、好ましくは１〜１．５の範囲とな
るようにする。０．５未満では塩素捕捉効果が低く、
２．０を越えると樹脂の強度等の特性を低下させてしま
う。具体的な混合割合は、本発明に係る塩化水素捕捉材
と前記塩素含有樹脂を主体とする樹脂との重量比率で２
０：８０〜８０：２０、好ましくは３０：７０〜５０：
５０の範囲である。

【００５９】前記塩化水素捕捉材の前記塩素含有樹脂を
主体とする樹脂中への分散は、混練機又は押し出し機を
用いて加熱下で強い剪断作用を加えることにより、均一
に分散させることができる。

【００６０】前記塩素含有樹脂を主体とする樹脂中への
分散時の加熱は、１２０〜１７０℃の温度範囲が好まし
く、１５０〜１６０℃の温度範囲がより好ましい。

【００６１】なお、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を配合し
てもよい。前記添加剤の添加量は、前記塩素含有樹脂を
主体とする樹脂に対して５０重量％以下が望ましい。５
０重量％を越える場合には、成形性が低下する傾向があ
る。

【００６２】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。

【００６３】なお、各評価項目については以下の方法に
より評価した。

【００６４】＜ＢＥＴ比表面積の測定＞ＢＥＴ比表面積
は、ＢＥＴ法により測定した値で示した。

【００６５】＜構成元素の分析＞塩化水素捕捉材を構成
する各元素の含有量は、「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ
型」（理学電機（株）製）を使用し、ＪＩＳＫ０１１
９の「けい光Ｘ線分析通則」に従って測定した。

【００６６】＜Ｘ線回折による結晶相の同定＞塩化水素
捕捉材を構成する物質の結晶相の同定は、Ｘ線回折法に
より行い、「Ｘ線回折装置ＲＡＤ−ＩＩＡ」（理学電機
（株）製）（測定条件：ターゲットＦｅ、管電圧４０ｋ
Ｖ、管電流２５ｍＡ）を使用し、回折角２θが２０〜９
０°で測定した。

【００６７】＜塩素固定化率の評価＞塩素含有樹脂成形
物７０〜８０ｍｇを三菱化学（株）製燃焼試験装置ＱＦ
−０２型で燃焼させた。燃焼条件は、７００℃×７ｍｉ
ｎ、Ｏ₂１００ｍｌ／ｍｉｎとした。得られた残渣をイ
オン交換水２５０ｍｌに溶解して得られる溶解液を選別
し、その濾過液を試料液として、ＪＩＳＫ−０１０１
に従って、チオシアン酸水銀（ＩＩ）吸光光度法により
塩素イオン（Ｃｌ-）を定量し、百分率で示した。塩素
の固定化率Ｓ（％）は下記式により算出した。

【００６８】Ｓ（％）＝（Ｃ／Ｔ）×１００ただし、Ｃ；残渣中の塩素量（ｇ）、Ｔ；塩素含有樹脂
成形物に含まれる塩素量（ｇ）

【００６９】＜熱安定性評価＞塩素含有樹脂成形物（縦
３０×横３０×厚み１ｍｍ）を１９０℃に設定したタバ
イエスペック（株）製ギアー式老化試験機ＧＰＨＨ−２
０１Ｍ型に９０ｍｉｎ入れ、変色度合いを観ることで熱
安定性を評価した。

【００７０】＜塩化水素捕捉材の製造＞平均粒径１．１
μｍであり、ＢＥＴ比表面積２．０ｍ²／ｇの炭酸カル
シウム粉末（試薬１級；片山化学工業（株）製）１９．
６ｇと平均粒径０．３０μｍであり、ＢＥＴ比表面積
３．９ｍ²／ｇの粒状ヘマタイトα−Ｆｅ₂Ｏ₃粉末（戸
田工業（株）製）５．５ｇ（鉄原子としてカルシウム原
子に対して３５モル％）を乾式混合し、９００℃で１ｈ
ｒ焼成した。得られた焼成物をピン型ミルによって乾式
粉砕したものは、図１のＸ線回折パターンに示すよう
に、図１中に□で示した酸化カルシウムＣａＯと○で示
したカルシウム−鉄フェライトＣａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅及び△で
示したヘマタイトα−Ｆｅ₂Ｏ₃の各結晶相を含有する粒
子からなるカルシウムと鉄の複合酸化物粒子粉末であ
り、鉄原子の８５％がカルシウム−鉄フェライト相Ｃａ
₂Ｆｅ₂Ｏ₅を構成しており、平均粒径０．１９μｍであ
り、ＢＥＴ比表面積は８．９ｍ²／ｇであった。

【００７１】＜塩素含有樹脂を主体とする塩素含有樹脂
成形物の製造＞平均重合度１３００のポリ塩化ビニル
（塩素含有量５６．８％，信越化学工業（株）製）３
０．０ｇと上記複合酸化物粒子粉末２０．２ｇ（ポリ塩
化ビニル中の塩素２原子に対してカルシウム１原子の比
が１に相当する。）と可塑剤としてフタル酸ジオクチル
（大八化学工業（株）製）１８．０ｇ、安定剤として錫
系安定剤ブチル錫マレートエステル（大日本インキ化学
工業（株）製）１．５ｇを混合した。

【００７２】得られた混合物を熱間ロール機（２本ロー
ル，ロール幅０．５ｍｍ）を用いて、１５５℃で３分間
混練してシートを作製した。

【００７３】このシートを縦１５０×横１００×２枚切
断し、厚み１ｍｍの型枠に入れ、熱プレス機で加熱（１
６０℃、１０ｋｇ／ｃｍ²圧，２．５ｍｉｎ）後、加圧
（５０ｋｇ／ｃｍ²、０．５ｍｉｎ）した。次いで、こ
れを冷却プレス機（５０ｋｇ／ｃｍ²圧）で強制冷却
し、シート状のポリ塩化ビニル樹脂成形物を得た（樹脂
成形物中のカルシウムと鉄の複合酸化物の含有量は２
９．０重量％に相当する）。

【００７４】上記ポリ塩化ビニル樹脂成形物の塩素固定
評価における塩素固定化率は８３．５％であり、熱安定
性評価においても全く変色しなかった。

【００７５】

【作用】本発明に係る塩化水素捕捉材を塩素含有樹脂を
主体とする樹脂中に混合、混練して得られた塩素含有樹
脂成形物から、燃焼により発生する塩化水素を十分に捕
捉することができる理由について、本発明者らは、次の
ように考えている。

【００７６】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、本発明に係る塩化水素捕捉材を混合、
混練した場合について、以下に説明する。

【００７７】まず、加熱によって２００℃付近になる
と、ポリ塩化ビニル樹脂の一部分解が始まり、生成した
塩化水素とカルシウム−鉄フェライト相中において結晶
構造を構成しているＦｅ³⁺又は鉄酸化物粒子中のＦｅ³⁺
が反応して下記反応式（１）に示す通り、塩化第二鉄が
生成する。

【００７８】Ｆｅ³⁺＋３ＨＣｌ→ＦｅＣｌ₃＋３Ｈ⁺………（１）

【００７９】生成した上記塩化第二鉄は、２００℃付近
で極めて不安定であるため、下記の反応式（２）に示す
通り、熱分解して活性塩素Ｃｌ^*を放出し、塩化第二鉄
自体は元のＦｅ³⁺となる。

【００８０】ＦｅＣｌ₃→Ｆｅ³⁺＋３Ｃｌ^*………（２）

【００８１】一方、活性塩素Ｃｌ^*は、下記反応式
（３）に示す通り、カルシウム−鉄フェライト相中のＣ
ａ²⁺又は隣接して存在する酸化カルシウムＣａＯ粒子中
のＣａと反応して、塩化カルシウム等として固定化され
る。

【００８２】Ｃａ²⁺＋２Ｃｌ^*→ＣａＣｌ₂………（３）

【００８３】上述した通り、本発明者らは、本発明に係
る塩化水素捕捉材を塩素含有樹脂を主体とする樹脂中に
混合、分散させた場合には、炭酸カルシウム等のカルシ
ウム化合物粉末と鉄酸化物粉末を単純混合した場合に比
べ、カルシウム−鉄フェライト相中のＦｅ³⁺がＣａ原子
と結晶構造を構成しており、原子レベルで隣接している
ため、より効果的に生成した活性塩素Ｃｌ^*が直ちにカ
ルシウム原子と結びつき、塩化カルシウム等として固定
化され易くなるものと考えている。

【００８４】また、本発明に係る塩化水素捕捉材を混
合、配合した塩素含有樹脂を主体とする樹脂が温度が過
度に上昇しても塩素含有樹脂が分解劣化しない理由につ
いて、次のように考えている。

【００８５】即ち、例えば、本発明に係る塩化水素捕捉
材を混合、配合したポリ塩化ビニル樹脂が加熱されて２
００℃付近になると、前記反応式（１）、（２）と同様
に、樹脂の一部が分解して塩化第二鉄、活性塩素Ｃｌ^*
が生成する。この塩化第二鉄と活性塩素Ｃｌ^*は、ポリ
塩化ビニル樹脂の脱塩化水素反応及びポリエン化反応を
促進し、ポリ塩化ビニル樹脂は着色を伴って分解劣化し
てしまう。

【００８６】しかし、本発明に係る塩化水素捕捉材は、
鉄原子とカルシウム原子がカルシウム−鉄フェライト相
を構成し、原子レベルで隣接しているカルシウム−鉄フ
ェライト相を含有する複合酸化物粒子粉末となっている
ために、該Ｃｌ^*を反応式（３）に示す通り、直ちに塩
化カルシウムとして安定化し、脱塩化水素反応及びポリ
エン化反応を抑制できるものと考えられる。

【００８７】一方、カルシウム化合物粉末と鉄酸化物粉
末を塩素含有樹脂に単純に混合、配合した場合には、ミ
クロ的にはカルシウム原子と鉄原子は別々に化合物を形
成して樹脂中に分散しているため、その間には樹脂が存
在してそれぞれの原子は離れており、ポリ塩化ビニル樹
脂の脱塩化水素反応及びポリエン化反応が十分に抑制で
きず、単独で存在する鉄酸化物粒子が多い場合には、そ
の触媒作用のためポリ塩化ビニル樹脂の脱塩化水素反応
及びポリエン化反応をかえって促進してしまい、着色を
伴って分解劣化するものと考えている。

【００８８】本発明に係る塩素含有樹脂成形物は、熱安
定性が従来の塩素含有樹脂成形物に比べて非常に優れた
ものであり、例えば、１９０℃にて１．５ｈｒ加熱して
も変質劣化しないものである。

【００８９】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳
細に説明する。

【００９０】実施例１〜５、比較例１〜７；実施例１平均粒径１．１μｍであり、ＢＥＴ比表面積２．０ｍ²
／ｇの炭酸カルシウム粉末（試薬１級；片山化学工業
（株）製）２３．２ｇと平均粒径０．３０μｍであり、
ＢＥＴ比表面積３．９ｍ²／ｇの粒状ヘマタイトα−Ｆ
ｅ₂Ｏ₃粉末（戸田工業（株）製）１．９ｇ（鉄原子とし
てカルシウム原子に対して１０モル％）を乾式混合し、
９００℃で３ｈｒ焼成した。得られた焼成物をピン型ミ
ルによって乾式粉砕したものは、酸化カルシウムＣａ
Ｏ、カルシウム−鉄フェライトＣａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅及びヘマ
タイトα−Ｆｅ₂Ｏ₃の各結晶相を含有する粒子からなる
カルシウムと鉄の複合酸化物粒子粉末であり、鉄原子の
９５％がカルシウム−鉄フェライト相Ｃａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅を
構成しており、平均粒径０．４２μｍであり、ＢＥＴ比
表面積は４．２ｍ²／ｇであった。

【００９１】平均重合度１３００のポリ塩化ビニル（塩
素含有量５６．８％，信越化学工業（株）製）３０．０
ｇと上記複合酸化物粒子粉末１５．４ｇ（ポリ塩化ビニ
ル中の塩素２原子に対してカルシウム１原子の比が１に
相当する。）と可塑剤としてフタル酸ジオクチル（大八
化学工業（株）製）１８．０ｇ、安定剤として錫系安定
剤ブチル錫マレートエステル（大日本インキ化学工業
（株）製）１．５ｇを混合した。

【００９２】得られた混合物を熱間ロール機（２本ロー
ル，ロール幅０．５ｍｍ）を用いて、１５５℃で３分間
混練してシートを作製した。

【００９３】このシートを縦１５０×横１００×２枚切
断し、厚み１ｍｍの型枠に入れ、熱プレス機で加熱（１
６０℃、１０ｋｇ／ｃｍ²圧，２．５ｍｉｎ）後、加圧
（５０ｋｇ／ｃｍ²、０．５ｍｉｎ）した。次いで、こ
れを冷却プレス機（５０ｋｇ／ｃｍ²圧）で強制冷却
し、シート状のポリ塩化ビニル樹脂成形物を得た（樹脂
成形物中のカルシウムと鉄の複合酸化物の含有量は２
３．７重量％に相当する）。

【００９４】上記ポリ塩化ビニル樹脂成形物の塩素固定
評価における塩素固定化率は８０．５％であり、熱安定
性評価においても全く変色しなかった。

【００９５】比較例１実施例１の焼成前の炭酸カルシウム粉末とヘマタイトα
−Ｆｅ₂Ｏ₃粉末の乾式混合物２５．９ｇ（ポリ塩化ビニ
ル樹脂中の塩素２原子に対してカルシウム１原子の比が
１に相当）とポリ塩化ビニル３０．０ｇ及びフタル酸ジ
オクチル１８．０ｇ、錫系安定剤１．５ｇを用いて、発
明の実施の形態と同様な方法で茶褐色のポリ塩化ビニル
樹脂成形物を得た。

【００９６】当該ポリ塩化ビニル樹脂成形物の塩素固定
評価における塩素固定化率は３３．４％あった。また、
熱安定性評価をすると、黒色化してしまった。

【００９７】比較例２平均粒径１．１μｍであり、ＢＥＴ比表面積２．０ｍ²
／ｇの炭酸カルシウム粉末（試薬１級：片山化学工業
（株）製）１９．６ｇと平均粒径１．２μｍであり、Ｂ
ＥＴ比表面積１．０ｍ²／ｇの粒状ヘマタイトα−Ｆｅ₂
Ｏ₃粉末５．５ｇ（カルシウム原子に対して鉄として３
５モル％）を乾式混合し、８００℃で３ｈｒ焼成した。
得られた焼成物をピン型ミルによって乾式粉砕したもの
は、酸化カルシウムＣａＯ、カルシウム−鉄フェライト
Ｃａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅及びヘマタイトα−Ｆｅ₂Ｏ₃の各結晶相
を含んだ粒子からなるカルシウムと鉄の複合酸化物粒子
粉末であった。当該複合酸化物粒子粉末中の鉄原子の４
５％がカルシウム−鉄フェライト相を構成しており、平
均粒径０．２６μｍであり、ＢＥＴ比表面積は６．２ｍ
²／ｇであった。

【００９８】上記得られた複合酸化物粒子粉末２０．２
ｇ（ポリ塩化ビニル樹脂中の塩素２原子に対してカルシ
ウム１原子の比が１に相当）を用いた以外は、発明の実
施の形態と同様な方法で茶褐色のポリ塩化ビニル樹脂成
形物を得た（樹脂成形物中のカルシウムと鉄の複合酸化
物の含有量は２９．０重量％に相当する）。

【００９９】上記ポリ塩化ビニル樹脂成形物の塩素固定
評価における塩素固定化率は６２．０％であった。ま
た、熱安定性評価すると、試験片の周辺が黒色化した。

【０１００】比較例３炭酸カルシウム粉末２４．０ｇとポリ塩化ビニル３０．
０ｇ及びフタル酸ジオクチル１８．０ｇ、錫系安定剤
１．５ｇを用いた以外は、発明の実施の形態と同様な方
法で白色のポリ塩化ビニル樹脂成形物を得た。

【０１０１】当該ポリ塩化ビニル樹脂成形物の塩素固定
評価における塩素固定化率は２２．３％であった。ま
た、熱安定化評価においては、黄色化した。

【０１０２】実施例２〜５、比較例４〜６カルシウム化合物粒子粉末の種類及び量、鉄酸化物粒子
粉末の種類及び量を種々変化させた以外は発明の実施の
形態と同様にして塩化水素捕捉材を得た。また、塩化水
素捕捉剤の種類及び量、塩素含有樹脂を主体とする樹脂
の種類を種々変化させた以外は発明の実施の形態と同様
にして該塩化水素捕捉材を分散させた塩素含有樹脂成形
物を得た。製造の諸条件、塩化水素捕捉材の諸特性及び
塩素含有樹脂成形物の諸特性を表１及び表２に示す。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】

【表２】

【０１０５】比較例７平均粒径１．１μｍであり、ＢＥＴ比表面積２．０ｍ²
／ｇの炭酸カルシウムＣａＣＯ₃粉末（試薬１級：片山
化学工業（株）製）１９．６ｇと平均粒径０．３０μｍ
であり、ＢＥＴ比表面積３．９ｍ²／ｇの粒状ヘマタイ
トα−Ｆｅ₂Ｏ₃粉末（戸田工業（株）製）３１．３ｇ
（鉄原子としてカルシウム原子に対して２００モル％）
を乾式混合し、９００℃で１ｈｒ焼成した。得られた焼
成物をピン型ミルによって乾式粉砕して得られたもの
は、酸化カルシウムＣａＯ、カルシウム−鉄フェライト
Ｃａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅、ＣａＦｅ₂Ｏ₄及びヘマタイトα−Ｆｅ₂
Ｏ₃の各結晶相を含んだ粒子からなるカルシウムと鉄の
複合酸化物粒子粉末であった。該複合酸化物粒子粉末中
の鉄原子の８５％がカルシウムフェライトＣａ₂Ｆｅ₂Ｏ
₅、ＣａＦｅ₂Ｏ₄を構成しており、平均粒径１．０μｍ
であり、ＢＥＴ比表面積は１．５ｍ²／ｇであった。

【０１０６】上記得られた複合酸化物粒子粉末１２９．
４ｇ（ポリ塩化ビニル樹脂中の塩素２原子に対してカル
シウム１原子の比が２．５に相当）を用いた以外は、発
明の実施の形態と同様な方法でポリ塩化ビニル樹脂成形
物を得たが、成形物の強度が著しく低下したものであっ
た（樹脂成形物中のカルシウムと鉄の複合酸化物の含有
量は７２．３重量％に相当する）。

【０１０７】比較例８平均粒径１．１μｍであり、ＢＥＴ比表面積２．０ｍ²
／ｇの炭酸カルシウムＣａＣＯ₃粉末（試薬１級：片山
化学工業（株）製）１９．６ｇと平均粒径０．３０μｍ
であり、ＢＥＴ比表面積３．９ｍ²／ｇの粒状ヘマタイ
トα−Ｆｅ₂Ｏ₃粉末（戸田工業（株）製）４７．０ｇ
（鉄原子としてカルシウム原子に対して３００モル％）
を乾式混合し、９００℃で１ｈｒ焼成した。得られた焼
成物をピン型ミルによって乾式粉砕して得られたもの
は、酸化カルシウムＣａＯ、カルシウム−鉄フェライト
Ｃａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅、ＣａＦｅ₂Ｏ₄及びヘマタイトα−Ｆｅ₂
Ｏ₃の各結晶相を含んだ粒子からなるカルシウムと鉄の
複合酸化物粒子粉末であった。該複合酸化物粒子粉末中
の鉄原子の６０％がカルシウムフェライトＣａ₂Ｆｅ₂Ｏ
₅、ＣａＦｅ₂Ｏ₄を構成しており、平均粒径１．０μｍ
であり、ＢＥＴ比表面積は１．４ｍ²／ｇであった。

【０１０８】上記得られた複合酸化物粒子粉末２４８．
２ｇ（ポリ塩化ビニル樹脂中の塩素２原子に対してカル
シウム１原子の比が３．５に相当）を用いた以外は、発
明の実施の形態と同様な方法でポリ塩化ビニル樹脂成形
物の作成を試みたが、成形できず、ポリ塩化ビニル樹脂
成形物を得ることができなかった。尚、カルシウムと鉄
の複合酸化物量は、該複合酸化物と上記ポリ塩化ビニル
樹脂との総和に対し８３．４重量％に相当する。

【０１０９】

【発明の効果】本発明に係る塩化水素捕捉材は、カルシ
ウム原子と鉄原子とが結晶構造を構成し、原子レベルで
隣接しているカルシウム−鉄フェライトの結晶相を含有
するカルシウムと鉄の複合酸化物粒子粉末からなるた
め、塩素含有樹脂を主体とする樹脂中に該塩化水素捕捉
材をあらかじめ練り込んで塩素含有樹脂成形物とした場
合には、火災や焼却処分に際して、塩化水素を効果的に
捕捉し、固定化することができる。しかも加熱時に塩素
含有樹脂が変質劣化することがない。

【０１１０】従って、本発明に係る塩化水素捕捉材を用
いた塩素含有樹脂成形物は、内・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及び資材として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態で得られた塩化水素捕捉
材の組成を示すＸ線回折パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者畠山敏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 (72)発明者沖田朋子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 (72)発明者今井知之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】カルシウムと鉄の複合酸化物からなるＢ
ＥＴ比表面積０．１〜１００ｍ²／ｇの粒子粉末であっ
て、カルシウム原子に対して鉄原子を１〜５００モル％
含有し、且つ、鉄原子の５０％以上がカルシウム原子と
カルシウム−鉄フェライト相を形成している複合酸化物
粒子粉末からなる塩化水素捕捉材。
【請求項２】カルシウム原子と鉄原子とからなるカル
シウム−鉄フェライト相が、Ｃａ₂Ｆｅ₂Ｏ₅、ＣａＦｅ₂
Ｏ₄、ＣａＦｅ₄Ｏ₇、Ｃａ₃Ｆｅ₁₅Ｏ₂₅、ＣａＦｅ₅Ｏ₇か
ら選ばれる一種以上の結晶相からなるカルシウム−鉄フ
ェライト相である請求項１記載の塩化水素捕捉材。
【請求項３】請求項１又は２記載の塩化水素捕捉材
を、塩素含有樹脂を主体とする樹脂中の塩素２原子に対
する当該塩化水素捕捉材中のカルシウム１原子の比が
０．５〜２．０の範囲となるように該樹脂に分散させて
なる塩素含有樹脂成形物。