以下、本発明について説明するが、本発� ��は以下の実施の形態に限定されるものでは� ��く、任意に変形して実施することができる� ��

<炭素アルミニウム複合化合物>
 本発明は、ポリ塩化アルミニウム及び有機� ��を含有する水溶液を焼成してなる炭素アル� ��ニウム複合化合物に係るものである。ここ� ��「水溶液」中には、水に不溶なものが含ま� ��ていて水系分散液となっていてもよい。

 ここで、「ポリ塩化アルミニウム」とは、[ Al ₂ (OH) _n Cl _6-n ] _m  (1<n<5)で表わされる物質で、OHが橋かけ� ��たアルミニウムの多核錯体を主成分とする� ��のの水溶液をいう。製造方法は特に限定は� ��いが、水酸化アルミニウムを塩酸に溶解さ� ��、加圧下又は要すれば溶解助剤を加え、こ� ��に重合促進剤として硫酸基を添加して反応� ��せたものが好ましい。溶解助剤や重合促進� ��は、本発明の効果を損なわないものであれ� ��特に限定はされない。上記式中、mは10以下� ��好ましい。なお、以下、上記水溶液を「PAC� ��と略記する場合がある。本発明には、「ポ� ��塩化アルミニウム」又は「PAC」として、水� ��浄化用又は廃水処理用に一般に市販されて� ��るものが好適に使用できる。使用されるPAC� ��のアルミニウム含有量は特に限定はないが� ��3~30質量%が好ましく、5~20質量%がより好まし く、8~15質量%が特に好ましい。なお、適宜、� ��に水を追加して使用することもできる。

 上記「有機物」は、本発明の炭素アルミ� ��ウム複合化合物の炭素源として必須である� ��「有機物」は特に限定はないが、常温で液� ��の有機物又は後述する水溶性有機物が、ポ� ��塩化アルミニウムを含有する水系分散液に� ��散又は溶解し易い点で好ましい。「有機物� ��としては固体の有機物も使用できる。例え� ��、本発明を後述する「針状無機化合物を含� ��する廃棄物の処理方法」に適用するときに� ��、該針状無機化合物を分散させている樹脂� ��上記「有機物」として好適である。かかる� ��脂としては、例えば、アスベスト、ガラス� ��維等を分散させている(メタ)アクリル樹脂� �ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニル� �ステル樹脂等が挙げられる。

 常温で液体の有機物中、水溶性有機物で� ��い有機物であっても、炭素粒子、粘土鉱物� ��子、ホウ砂及び木質粒子からなる群より選� ��れた1種以上の粒子、又は、アスベスト等の 無機化合物粒子存在下に、容易にPAC中に溶解 又は分散する。極めて撥水性が高い非極性系 有機物であっても、水酸化ナトリウム等のア ルカリ水溶液、エタノール等のアルコール類 と水との混合液に、容易に溶解又は分散させ ることが可能である。従って、水酸化ナトリ ウム等のアルカリ化合物、エタノール等のア ルコール類等を配合することも好ましい。

 「常温で液体の有機物」としては、以下� ��「水溶性有機物」のうち常温で液体のもの� ��他、メチルイソブチルケトン、ジブチルケ� ��ン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エ チル、酢酸ブチル、酪酸エチル等のエステル 類;ラウリン酸エステル、リノール酸エステ� �等の長鎖脂肪酸エステル類;植物油;動物油;� �クロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素� �1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン� ��1,1,2-トリクロロエチレン等の塩素含有炭化� ��素類;臭素又はヨウ素含有炭化水素類;トル� �ン、キシレン、ナフタレン等の芳香族炭化� �素類;石油、石炭、コールタール等の埋蔵物� ��はその留分;等が挙げられる。これらは1種� �は2種以上を混合して用いられる。

 純水には不溶の有機物であっても、意外� ��もポリ塩化アルミニウム水溶液には、溶解� ��たり、また均一に分散したりする場合があ� ��。従って、「有機物」としては、焼成して� ��られる「炭素アルミニウム複合化合物」や� ��炭素アルミニウム複合化合物被覆無機化合� ��構造体」の、難燃性、耐熱性等の物性を優� ��的に考慮して選択することができる。焼成� ��より得られたものの難燃性を向上させるに� ��、特に、塩素、臭素及び/又はヨウ素含有炭 化水素類が好ましい。塩素含有炭化水素類と しては、特にポリ塩化アルミニウム水溶液に 溶解したり均一に分散したりするものが好ま しい。

 「固体の有機物」としては、本発明にお� ��ては特に限定はない。細片や粒子形状のも� ��が特に好適に用いられる。

 「有機物」としては、ポリ塩化アルミニ� ��ム水溶液に対する溶解性、環境特性等の点� ��、水溶性有機物が好ましい。ここで、「水� ��性」とは、水に易溶性である必要はなく、� ��かでも最適温度で水に実質的に溶解すれば� ��い。従って、「水溶性有機物を含有する水� ��分散液」には、水溶性有機物が溶解と共に� ��部分散されていてもよい。有機物は常に炭� ��を有するので、「水溶性有機物」としては� ��に限定はないが、グルコース、フルクトー� ��等の単糖類;シュクロース等の二糖類;でん� �ん等の多糖類;配糖体;ソルビット、マンニッ ト等の糖アルコール;メタノール、エタノー� �、プロパノール等の1価アルコール;エチレン グリコール、プロピレングリコール、グリセ リン、ポリエチレングリコール、ポリプロピ レングリコール等の多価アルコール;アセト� �、テトラヒドロフラン等の水溶性溶媒;ポリ� ��ニルアルコール、ポリビニルピロリドン等� ��水溶性ポリマー;等が挙げられる。これらは 1種又は2種以上を混合して用いられる。

 中でも、グルコース、フルクトース、シ� ��クロース、でんぷん等の糖類又は糖類の誘� ��体等が、沸点が高く扱い易いこと、水に対� ��る溶解性が高いこと、安全性が高いこと、� ��価なこと、焼成により比重の小さい良好な� ��素アルミニウム複合化合物を与えること等� ��点で好ましい。糖類又はその誘導体の形態� ��しては特に限定はないが、上白糖、三温糖� ��の砂糖;イモ、トウモロコシ等の植物由来の でんぷん若しくはでんぷん系の糊;米粉、餅� �粉、小麦粉、トウモロコシ粉等の粉;片栗粉� ��が上記点から特に好ましい。

 PACと有機物との配合比率は、良好な炭素� ��ルミニウム複合化合物が生成するように配� ��すれば特に限定はないが、アルミニウム含� ��量が10質量%のPACの場合、該PAC100質量部に対� ��て、有機物が10~400質量部が好ましく、20~200� ��量部がより好ましく、30~100質量部が特に好� ��しい。アルミニウム含有量が10質量%でないP ACの場合には、上記配合比率はアルミニウム� ��算で比例増減した範囲が好ましい範囲であ� ��。

 PACと水溶性有機物を含有する水系分散液� ��製造方法は特に限定はされないが、糖類等� ��水溶性有機物が冷水に難溶の場合は、それ� ��温水に溶解した後に、PACと混合することが� ��ましい。また、後述する廃棄物の処理方法� ��場合には、該廃棄物及び「PAC又はPACの水に� ��る希釈物」の混合物に対して、後から水溶� ��有機物の水溶液を加えることが、作業性が� ��い、廃棄物が存在する場所の有機物による� ��染がない、コスト低減等の点で好ましい。� ��PAC又はPACの水希釈物」の混合物を廃棄物に� ��かかる溶液を吹き付け等の処理をすること� ��よって、該廃棄物の飛散が抑制されるから� ��あり、該廃棄物に毒性や飛散性がある場合� ��は、特にこの順番で混合する方法が好まし� ��。

 PACと有機物を含有する水溶液には、更に� ��炭素粒子、炭素源粒子、粘土鉱物粒子及び� ��ウ砂からなる群より選ばれた1種以上を含有 させることが好ましい。炭素源粒子としては 、セルロース系粒子等が特に好ましい。炭素 粒子又は炭素源粒子を含有させると、耐熱性 、軽量性、耐薬品性、導電性等が極めて上昇 し、粘土鉱物粒子やホウ砂を含有させると、 耐燃性、耐薬品性等が極めて上昇する。

 炭素粒子としては、例えば、木炭、竹炭� ��が挙げられ、炭素源粒子としては、木くず� ��カンナくず等の木質粒子;廃紙、段ボール、 シュレッダー紙等の紙類;オカラ残渣;トウモ� ��コシ、麦、稲等の残渣;籾殻、蕎麦殻等の穀 類殻;等が挙げられる。また、粘土鉱物粒子� �しては、ケイソウ土、ジルコンフラワー、� �ントナイト、陶土等が好ましいものとして� �げられる。特に、粘土鉱物粒子中の、Mg、Si� ��Al、Zr等の元素は、本発明の炭素アルミニウ ム複合化合物中に含有されることによって、 耐熱性、耐薬品性等を更に向上させることが できるため好ましい。

 ホウ砂を含有させると、低温領域で融合� ��てガラス化した成分が酸素を遮断して炭素� ��が容易となり、また更に、難燃性の極めて� ��い炭素アルミニウム複合化合物を与えるこ� ��ができる。

 上記炭素源粒子、粘土鉱物粒子等は、廃� ��物に含有されることが多く、かかる廃棄物� ��の成分によって、得られた炭素アルミニウ� ��複合化合物の上記物性を向上させることが� ��能となる。従って、性能向上効果と廃棄物� ��理によるコスト抑制効果の相乗効果を得る� ��とができる。

 PACと有機物を含有する水溶液の合計量に� ��する、「炭素粒子、炭素源粒子、粘土鉱物� ��子及びホウ砂からなる群より選ばれた1種以 上の粒子」の含有量は特に限定はないが、PAC (アルミニウム含有量10質量%)と有機物の合計� ��100質量部に対し、炭素源粒子の場合は、10~5 0質量部が好ましく、25~35質量部がより好まし く、27~32質量部が特に好ましい。また、粘土� ��物粒子の場合は、100~400質量部が好ましく、 200~300質量部が特に好ましい。また、ホウ砂� �場合は、1~20質量部が好ましく、2~10質量部が より好ましく、5~6質量部が特に好ましい。PAC 中のアルミニウムの含有量に応じて、上記好 ましい範囲は比例増減される。

 PACと有機物を含有する水溶液には、更に� ��上記以外のその他の物質を配合させること� ��できる。かかるその他の物質としては、リ� ��酸水素2アンモニウム、リン酸水素ナトリウ ム等のリン酸(水素)塩;重炭酸アンモニウム、 重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等の(重)� ��酸塩等が挙げられる。これらは、ポリ塩化� ��ルミニウムと有機物と共に焼成されて、炭� ��を促進したり、炭素アルミニウム複合化合� ��の耐熱性を更に向上させたりすることがで� ��、pH値の調整剤としても極めて有効である� �

 リン酸(水素)塩又は(重)炭酸塩の配合量は 、PAC(アルミニウム含有量10質量%)と有機物を� ��有する水溶液100質量部に対して、10~200質量� ��が好ましい。25~100質量部が好ましい。30~70� �量部が好ましい。

 後述する廃棄物の処理方法においては、� ��記「ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含� ��する分散液」には、廃棄物中に含まれる他� ��成分が含有されていてもよい。これら「他� ��成分」は、炭素アルミニウム複合化合物の� ��性を大きく損なわない程度に含有される。� ��他の成分」としては特に限定はないが、具� ��的には、例えば、アスベスト、合成ゾノト� ��イト、ガラス繊維等の針状無機化合物をフ� ��ラーとして用いたときの、バインダー樹脂� ��挙げられる。かかるバインダー樹脂として� ��、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹� ��、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;アクリル 樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニル樹脂等 の熱可塑性樹脂等の有機樹脂が挙げられる。 これらの有機樹脂は、焼成中に一体となって 炭素源となるため、含有されることがむしろ 好ましい場合がある。

 本発明の炭素アルミニウム複合化合物は� ��上記「ポリ塩化アルミニウム及び水溶性有� ��物を含有する水系分散液」を原料にして焼� ��工程を経て得られる。水の留去は焼成工程� ��で行ってもよいが、焼成に先立って、常法� ��従って水を留去することも好ましい。

 焼成の方法としては、加熱炉中に静置し� ��焼成する方法、火炎を直接接炎する方法、� ��続焼成炉に供給する方法、スライダー落下� ��式による方法等が挙げられる。このうち、� ��ップバーナ等によって、火炎を直接接炎す� ��方法が熱効率の点で好ましい。火炎を直接� ��炎する方法における燃焼ガスは特に限定は� ��いが、水素、メタン、エタン、プロパン、� ��タン、一酸化炭素、都市ガス等が好ましい� ��

 焼成は260℃~2800℃の範囲で行われること� �必須である。焼成温度は400℃~2000℃の範囲が 好ましく、600℃~1800℃の範囲がより好ましく� ��700℃~1500℃の範囲が特に好ましく、800℃~1000 ℃の範囲が更に好ましい。また、焼成雰囲気 は特に限定はなく、真空中;窒素、アルゴン� �の不活性気体中;空気、酸素等の活性気体中� ��の何れでもよい。本発明においては、焼成� ��空気中で行っても、炭素アルミニウム複合� ��合物中の炭素が燃えてしまうことがないの� ��、操作の容易さの点からは空気中で焼成を� ��うことが好ましい。火炎を直接接炎する方� ��における焼成温度は、熱電対放射温度計セ� ��サープローブ(シースサイズは、例えばφ8×5 00mm)を被対象物の中に差し込むことにより測� ��し、本発明における上記焼成温度はそのよ� ��に測定したものとして定義される。

 焼成の時間としては、特に限定はないが� ��加熱炉中に静置して焼成する方法において� ��、10~60分が好ましく、15~40分がより好ましく 、20~25分が特に好ましい。また、火炎を直接� ��炎する方法においては、2分~30分が好ましく 、3分~20分が好ましく、5~10分が特に好ましい� ��

 なお、焼成は酸素存在下等の酸化雰囲気� ��で行われてもよいし、非酸化雰囲気中で行� ��れてもよい。酸化雰囲気中で焼成する場合� ��焼成温度800℃以下では、黒色の炭素アルミ� ��ウム複合化合物が生成される。また、非酸� ��雰囲気中で焼成の場合、焼成温度300~1200℃� �は、白色の炭素アルミニウム複合化合物が� �成される。酸化雰囲気中、非酸化雰囲気中� �、それぞれ上記温度範囲で焼成することが� �も好ましい。

 焼成して得られた炭素アルミニウム複合� ��合物は、必要に応じて解砕又は粉砕して粒� ��状又は粉末状のものにすることが、取り扱� ��の容易さの点で好ましい。得られた「粒子� ��又は粉末状の炭素アルミニウム複合化合物� ��は通常黒色であるが、灰色又は無色(白色を 含む)であっても本発明の範囲に含まれる。� �色の要因は、炭素化により生成される縮合� �環構造によるものと推察されるが、本発明� �それに限定されるものではない。

 本発明の「炭素アルミニウム複合化合物� ��の具体的組成や具体的構造は特に限定され� ��い。炭素部分は、炭素化により黒鉛(グラフ ァイト)構造ができていても、その中間段階� �ある炭素前駆体でもよい。アルミニウムの� �学結合状態や物理的配合状態については明� �かではなく、従って特に限定はない。なお� �本発明の炭素アルミニウム複合化合物は構� �が明らかではないため、製造方法によって� �か特定できないため製造方法で物を特定し� �が、本発明の炭素アルミニウム複合化合物� �は、上記方法で製造され得る物質であれば� �如何なる製造方法で製造されたものであっ� �も含まれる。ただし、本発明の炭素アルミ� �ウム複合化合物は、上記方法で製造される� �とが、製造方法が容易である点、後述する� �棄物の処理方法に適用できる点から好まし� �。

<炭素アルミニウム複合化合物被覆無機化� �物構造体>
 上記した「ポリ塩化アルミニウム及び有機� ��を含有する水溶液」を、無機化合物粒子又� ��無機化合物粒子を含有する複合物に含浸さ� ��て、それを上記方法で焼成してなるものも� ��耐熱性、軽量性、難燃性、耐薬品性、導電� ��等に優れている。この「炭素アルミニウム� ��合化合物被覆無機化合物構造体」の構造は� ��「無機化合物粒子又は無機化合物粒子を含� ��する複合物」が焼成を経て、化学的及び/形 状的に変化した「無機化合物」の周囲に、上 記した炭素アルミニウム複合化合物が被覆し た構造のものであってもよいし、該無機化合 物粒子中に「ポリ塩化アルミニウム及び有機 物を含有する水溶液」が浸透し、その状態で 同時に焼成されることによって、独自の「無 機化合物」を生成していてもよい。また、両 者の組合せ、すなわち、芯となる無機化合物 粒子が変性し、かつ被覆構造を有するもので あってもよい。

 上記無機化合物粒子としては、種類、形� ��共に特に限定はない。種類としては、炭酸� ��ルシウム、硫酸バリウム、タルク、無機着� ��顔料、アスベスト、合成ゾノトライト、ガ� ��ス繊維(ガラスウールも含まれる)等が挙げ� �れる。本発明を廃棄物の処理方法に適用し� �場合には、上記無機化合物粒子としては、� �脂に一般的に含有されている上記の汎用フ� �ラーが特に好ましい。

 また、粒子の形状は針状のものであって� ��非針状のものであってもよいが、針状のも� ��が、廃棄物の処理方法に適用した時に、本� ��明の前記効果(毒性のある粒子の飛散を抑え ての無害化)が有効に奏されるために好まし� �。上記無機化合物粒子は針状無機化合物で� �ることが好ましいが、上記針状無機化合物� �、アスベスト、合成ゾノトライト又はガラ� �繊維(ガラスウールも含まれる)であることが より好ましい。アスベストの種類は特に限定 はないが、クリソタイル(温石綿、白石綿)等� ��蛇紋石系;クロシドライト(青石綿)、アモサ� ��ト(茶石綿)、アンソフィライト、トレモラ� �ト、アクチノライト等の角閃石系のアスベ� �トに適用させることが好ましい。

 上記した「ポリ塩化アルミニウム及び有� ��物を含有する水溶液」に針状無機化合物を� ��浸させて焼成した時には、針状の長手方向� ��何箇所か切れて針状でなくなる。また、針� ��無機化合物の繊維組織が脆弱となり、先端� ��尖った粒子形状が焼成後には先端が丸まっ� ��形状になる。それら2種の現象の一方又は両 方が起こるために、針状無機化合物の先端形 状等の形状に起因する毒性がなくなる。

 切れたり丸まったりする作用原理は明ら� ��ではないが、「ポリ塩化アルミニウム及び� ��機物を含有する水溶液」が、針状無機化合� ��の1本1本の内部まで浸透して、それらが同� �に酸素雰囲気で焼成されることによって、� �湿性の針状粒子が切断するものと推察して� �る。

 上記無機化合物粒子に含有されるマグネ� ��ウム(Mg)、ケイ素(Si)等は、炭素アルミニウ� �複合化合物中に取り込まれて、耐熱性を向� �させる。アスベストにはマグネシウム(Mg)と� ��イ素(Si)が含有されているので、アスベスト の廃棄処理に適用した時には、毒性粒子の無 毒化処理と同時に、それらの元素が含有され て耐熱性がより向上した炭素アルミニウム複 合化合物や炭素アルミニウム複合化合物被覆 無機化合物構造体が得られるので、二重の意 味で好ましい。

 「無機化合物粒子を含有する複合物」と� ��ては、種々の目的を持った無機フィラーと� ��インダー樹脂を含有する複合物;腐葉土等の 植物由来の有機物と無機化合物粒子を含む土 を含有する土壌等が挙げられる。具体的には 、例えば、船舶、浄化槽、浴槽等の材料に汎 用されている「硬化性樹脂にガラス繊維を分 散させた複合物(以下、「GFRP」と略記する);� �材、石綿スレート、高温配管等の材料に用� �られている「モルタル等にアスベストを分� �させた複合物」;塗料、接着剤等の白色化や� ��色に汎用されている「樹脂に、炭酸カルシ� ��ム、硫酸バリウム、タルク、無機着色顔料� ��酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等� ��粒子が分散された複合物」;配線板材料等の 「樹脂に、硫酸バリウム、タルク、無機着色 顔料等の粒子が分散された複合物」;等が挙� �られる。

 上記「無機化合物粒子を含有する複合物� ��が廃棄物に含有されているものである場合� ��は、廃棄物が処理されることと、その結果� ��して炭素アルミニウム複合化合物被覆無機� ��合物構造体が得られることが同時に達成さ� ��るので特に好ましい。

 炭素アルミニウム複合化合物被覆無機化� ��物構造体の製造工程において、複合物中に� ��有されるバインダー樹脂は、存在しても悪� ��響を殆ど及ぼさないばかりか、炭素アルミ� ��ウム複合化合物被覆無機化合物構造体が製� ��される過程において炭素源として有効に用� ��られる。すなわち、後述する廃棄物の処理� ��法において、複合物中に含有されるバイン� ��ー樹脂は、予め別途除去する必要は通常は� ��い。

 ポリ塩化アルミニウム及び有機物の合計� ��に対する無機化合物粒子の含有量は特に限� ��はないが、上記合計量100質量部に対して、� ��機化合物粒子10~400質量部が好ましく、20~200� ��量部がより好ましく、30~100質量部が特に好� ��しい。無機化合物粒子の含有量が多過ぎる� ��、ポリ塩化アルミニウムと水溶性有機物が� ��分な量で浸透しない場合があり、被覆が不� ��分になる場合がある。一方、無機化合物粒� ��の含有量が少な過ぎると、炭素アルミニウ� ��複合化合物被覆無機化合物構造体の特性が� ��揮されない場合がある。

 本発明において「無機化合物粒子」とし� ��針状無機化合物を用いることが好ましいが� ��この内、針状無機化合物としてアスベスト� ��用いる場合、PACと水溶性有機物の合計量に� ��するアスベストの含有量は、PAC(アルミニウ ム含有量10質量%)と有機物の合計100質量部に� �し、10~200質量部が好ましく、15~100質量部が� �り好ましく、20~50質量部が特に好ましい。以 上の範囲は、PACのアルミニウム含有量によっ て比例増減される。

<廃棄物の処理方法>
 本発明の態様には、針状無機化合物を含有� ��る廃棄物を、ポリ塩化アルミニウムを含有� ��る水溶液を吹き付けながら剥離し、そこに� ��溶性有機物を含有させて水系分散液とし、� ��こから水を留去後、300℃以上で焼成するこ� ��を特徴とする廃棄物の処理方法が含まれる� ��

 針状無機化合物は、有害であったり、飛� ��性があったりするので、ポリ塩化アルミニ� ��ムを含有する水溶液を吹き付けることによ� ��て、有害物の飛散が抑制され、作業者の健� ��に害を与えることがない。常温環境下にお� ��て乾燥しない特性を持つポリ塩化アルミニ� ��ムの特性を最大限に発揮させることができ� ��。かかる水溶液には、ポリ塩化アルミニウ� ��以外に、前記した物質が含有されているこ� ��も好ましい。水溶液に糖類を含有させる場� ��、飛散防止除去作業時に塗布させる必要は� ��く、低温短時間無害化処理時に添加し焼成� ��ることが、作業簡略化の上で好ましい。ま� ��、水溶性有機物は、廃棄物に吹き付ける水� ��液中に含有させておいてもよいが、廃棄物� ��吹き付けて廃棄物が含有された水溶液中に� ��後から添加することが、完全無害化、作業� ��の観点から好ましい。

 上記水溶液の粘度は、吹き付け除去が好� ��にできるように水で適宜希釈することが好� ��しい。吹き付ける水溶液は、市販のPAC(アル ミニウム含有量10質量%)100質量部に対し、水� �5~30質量部加えて調製することが好ましく、� ��を10~15質量部加えて調製することが特に好� �しい。以上の範囲は、PACのアルミニウム含� �量によって比例増減される。

 現在まだ撤去されていない飛散性アスベ� ��トの浸透固定化処理剤も後述するXSPと後述� ��る分散液Xの複合処理剤で飛散防止浸透固定 処理剤として吹き付け可能。この浸透吹き付 け操作によって固定化され撤去されたアスベ ストは焼成する操作で容易に炭素化合物に変 化する。

 すなわち、本発明の一形態は、ポリ塩化� ��ルミニウム、糖質液等の有機炭素化合物を� ��透定着させ焼成することを特徴とするミネ� ��ルファイバー炭化法である。

 炭化処理剤は安全性の高い原料であり且� ��安価。コスト優位性は高く、従来方式に比� ��資源再生再利用という特長から原料の節約� ��加え、廃棄物発生を最小限に抑えその結果� ��環境負荷、廃棄物処理埋め立て処理費用を� ��しく下げる。

 最近プラスチック製品の再生利用につい� ��多くの関心が寄せられている。製造過程で� ��棄物の再生利用に比べ最終消費廃棄物は、� ��に多くの困難があり、回収、分類、分離の� ��程において廃棄物は様々な物質で汚染され� ��いる簡単容易な方法では防げず問題は未解� ��である。本発明の一態様の炭化処理方法を� ��み込んだ炭化炉プラントシステムが稼動す� ��ば、炭化炉の損傷もなく焼成によって炭化� ��になったものは総て熱分解耐熱カーボン素� ��として再生資源となる。また、従来システ� ��で焼却炉、溶融炉等から埋め立て処分され� ��焼却灰等も、例えば、本発明の後述するXSP� ��よる処理によって炭素が注入されてカーボ� ��担持セラミックスとして耐熱素材として多� ��な応用化が期待できる。

 アスベスト炭素化、合成ゾノトライト、� ��ラス繊維、グラスウール等に適した処理方� ��として極めて有効な核となりうる可能性の� ��素成分が多い砂糖が見出された。砂糖はブ� ��ウ糖と果糖が結合したものであり日常我々� ��常用する食品でもあり、素材組織内に良く� ��透する浸透圧作用に極めて優れている素材� ��ある。また、助剤としてポリ塩化アルミニ� ��ムやホウ砂との複合化が早期炭化法にとっ� ��有効であることが実験により確認された。� ��リ塩化アルミニウムは凝集性浄水剤であり� ��JIS K1475-1978水道用ポリ塩化アルミニウムで� ��る。また、澱粉系の糊、ホウ砂、PAC、糖分� ��複合した化合物を処理剤としても極めて有� ��である。

 すなわち、本発明の一形態は、無機粒子� ��対し糖成分等の有機炭素化合物に加えPAC、� ��ウ砂等の不燃剤をブレンドし浸透定着させ� ��成炭化させることを特徴とする無機化合物� ��化法である。

 1:PACと高濃度のガムシロップは相互とも分� �することなく容易に相溶する。
浸透定着するメカニズムは、主に糖の浸透圧 作用によるブドウ糖、果糖溶媒とPAC成分によ る浸透膨潤効果によってミネラルファイバー 組織内部に無機高分子であるPAC成分が糖溶媒 と共に浸透して定着するすなわち有機炭素成 分が吸湿性無機ファイバー成分中に定着固定 する。
 また、燃焼性炭素を多く含有する糖成分は� ��燃性無機高分子PACと相溶している。その効� ��で1次的に発火燃焼するが過大に燃焼せず、 高熱によって速やかに有機炭素を含むアスベ スト繊維と共にチャー化過程をたどり強固な 繊維組織を分断し全て炭素状粒子に変化する 。

 PACは、主成分として酸化アルミニウム、硫� ��イオンを含む塩基性で有り可燃性物質を含� ��ず短時間高温焼成時、酸化アルミニウムも� ��合された状態の炭素石綿と共に融合固定化� ��る。
 熱分解した炭素は、生体内不活性であり、� ��ァイバー形状とは異なる炭素化アスベスト� ��子として無害化する。したがって、ファイ� ��ー飛散による健康被害、環境汚染は皆無と� ��る。
 炭素成分を浸透させる操作から生まれる無� ��鉱物中の珪素、マグネシウム化合物等と共� ��パイロ化した炭素と融合した特異な構造の� ��化ケイ素、酸化マグネシウム等とカーボン� ��した新素材は、高温耐酸化特性に極めて優� ��た高性能のカーボン素材に構造変化したも� ��と推察される。また、分散液Xの反応におい ては、ホウ砂成分が約760℃前後でガラス化す る工程を経る過程において低分子糖成分、炭 水化物・ホウ砂等を注入された状態のアスベ ストも共に760℃前後の低温度領域の短時間で 熱溶融し、炭化後の温度低下と共に繊維組織 が硬質化し破壊され全て炭素粒子に変化する 。但しホウ砂成分濃度が余り高いと得られる 炭化物の耐熱性は劣ることは避けられない。

 2:ガラス繊維単独の表面層炭化方法もXSP� �浸透によって酸性のPAC成分と糖質の浸透効� �によって繊維組織が解繊する事例からも判� �可能な様に、繊維組織表面層近傍に炭素成� �が定着する。したがってガラスの溶融温度� �下で焼成する操作で表面層のみに炭素が定� �する。この時、炭化水素化合物液状物質が� �在すると更に解繊して炭素定着が増す。

 3:GFRPにおける炭化は、炭化水素化合物であ� ��為、前処理として糖成分等の炭素成分の浸� ��注入は基本的に必要とせず、難燃性化合物� ��ウ砂等とレジン表面層に簡易な酸素遮断層� ��ウ砂、PAC含有澱粉層を形成し、酸化性雰囲� ��において焼成する操作で灰化させずガラス� ��維以外は全て炭化する。無機難燃剤、無機� ��燃性物質を含む炭水化物で空気遮断被覆さ� ��た状態のGFRPに接炎しても、直ぐには燃焼せ ず初期段階では、レジンは熱伝播のみで熱溶 融する。この熱溶融と同時に2種の難燃剤も� �ジン中に融合された状態となり、融合した� �ウ砂成分のみはガラス化によって酸素を部� �的に遮断し酸素濃度が希薄状態の雰囲気下� �おいてレジンは炭化する。
 一方複合されているマトリクス中のガラス� ��維表面層にも炭素化したレジン、シランカ� ��プリング剤が表面層近傍に炭素として定着� ��る。

 すなわち、本発明の1つの形態は、高粘性 炭水化合物水溶液に難燃剤、不燃剤を複合さ せた処理剤を疎水性プラスチック素材表面層 に被覆して酸素遮断し焼成炭化させることを 特徴するプラスチック等の炭化水素化合物炭 化法である。

 上記した「ポリ塩化アルミニウム及び有� ��物を含有する水溶液」に針状無機化合物を� ��浸させて焼成した時に、針状の長手方向が� ��れて針状でなくなり、針状無機化合物の繊� ��組織が脆弱となり、先端が尖った粒子形状� ��焼成後には先端が丸まった形状になる作用� ��理は明らかではなく、また、本発明は以下� ��作用原理に限定されるものではないが、以� ��のように考えられる。

 「ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含� ��する水溶液」が、針状無機化合物の1本1本� �内部まで浸透して、それらが同時に焼成さ� �ることによって、針状粒子が切断するもの� �推察している。

 針状無機化合物は、PAC水溶液に含浸され� ��と、徐々に繊維組織内に浸透する。例えば� ��針状無機化合物としてクリソタイルを用い� ��場合、含浸期間が10日間で、その含有率が10 .3質量%になる。針状無機化合物の場合、焼成 中に更に分解する。

 針状無機化合物の焼成による分解の作用・� ��理を以下に示す。
1.極めて低温で溶融固化する糖質・澱粉類が� ��維組織内で発生する。
2.ホウ砂は通常760℃の温度領域でガラス質と� ��て溶融固化するか、これよりも更に低温で� ��溶融固化炭素化する糖質・澱粉を含むこと� ��、約500℃近傍で溶融する(低温溶融化)。
3.PAC中の含有アルミニウム成分(10~11%)及び微� �のホウ砂成分は、前記の有機物を灰化もさ� �ることなく炭素化させ不燃効果を発揮する� �

 酸化雰囲気焼成中(時間の経過)に以下の化� �反応が進行する。
4.多量のPAC、糖質と微量のホウ砂を含有する� ��スベスト鉱物は、炉内300~500℃近傍から有機 物とホウ砂成分の溶解が進行すると、赤熱状 況と共に熱分解ガスが発生し、熱分解ガスの みが完全燃焼する(無煙)。
5.熱分解ガスの燃焼は、2~5分で終束し、その� ��コロナ状のパイロフレームが発生する。こ� ��パイロフレーム温度950~1050℃に達する。(フ� ��ーム発生時間2~3分間)
6.パイロフレームが終束すると被対象物は赤� ��光から黄色光、さらに白色光へと変化して� ��成を完了する。徐熱後の炭化物は微粒子と� ��粒状の炭素であるが、すべてわずかな応力� ��容易に微粒子として崩壊する。