建材の無害化処理方法
【課題】本発明は、アスベストを含有する複数の建材１を積み重ねた状態でこの建材に加熱処理を施すにあたり、建材の反りを充分に抑制すると共に建材を充分に加熱することができる建材の無害化処理方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る建材１の無害化処理方法は、アスベストを含有する複数の建材１と、錘３とを準備するステップと、複数の前記建材１を積み重ねて積載物２を構成すると共にこの積載物２における最上段に位置する建材１の上に前記錘３を載置するステップと、前記錘３が載置された前記積載物２を加熱処理するステップとを含む。前記錘３に上下に貫通する開口４が形成されている。
【解決手段】本発明に係る建材１の無害化処理方法は、アスベストを含有する複数の建材１と、錘３とを準備するステップと、複数の前記建材１を積み重ねて積載物２を構成すると共にこの積載物２における最上段に位置する建材１の上に前記錘３を載置するステップと、前記錘３が載置された前記積載物２を加熱処理するステップとを含む。前記錘３に上下に貫通する開口４が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベストを含有する建材に加熱処理を施すことでこの建材中のアスベストを無害化する建材の無害化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石綿スレートや石綿セメント板などの、アスベスト（石綿）を含有する瓦材などの建材を廃棄するにあたっては、アスベストの無害化が必要とされる。これらの建材におけるアスベストの無害化のためには、主として加熱処理が採用されている。すなわち、これらの建材が加熱されることで、この建材中のアスベストが熱変性し、無害化する。アスベストは針状結晶を有することで障害を引き起こすものであるが、アスベストが一定温度以上まで加熱されると結晶性が変性して無害化することが知られている。
【０００３】
石綿スレートや石綿セメント板などの建材に加熱処理が施される場合には、処理効率向上の観点から、複数の建材が積み重ねられた状態で加熱処理が施されることが一般的である。
【０００４】
特許文献１には、アスベストを含有するセメント硬化板を加熱炉内に供給して加熱することにより無害化するにあたり、マイクロ波を照射する加熱炉を使用することが、開示されている。更に、アスベストを含有するセメント硬化板を保持具の上に複数枚重ねて保持させ、最上段のセメント硬化板の上に錘を重ねることで、ローラーハースキルンなどの連続式の加熱炉内でセメント硬化板の熱による反りや変形を抑制することができ、これにより加熱炉内のマイクロ波発振器などの設備にセメント硬化板が引っ掛かったり、セメント硬化板が保持具から脱落したりすることを防止することも、開示されている。
【０００５】
しかし、複数の建材が積み重ねられた状態で更にその上に錘が重ねられると、錘の影響によって建材が充分に加熱されなくなる場合がある。一方、建材を充分に加熱するために錘の量を少なくすると、錘から建材へかけられる荷重が不充分になり、このため建材の反りや変形が大きくなってしまうことがある。建材の反りや変形が大きくなると、上記のように加熱炉内の設備に建材が引っ掛かることがあるだけでなく、複数の建材中の各建材間に生じる隙間が大きくなってしまい、それにより建材間の熱の伝達が阻害されて建材の温度にバラツキが生じるおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、アスベストを含有する複数の建材を積み重ねた状態でこの建材に加熱処理を施すにあたり、建材の反りを充分に抑制すると共に建材を充分に加熱することができる建材の無害化処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る建材の無害化処理方法は、
アスベストを含有する複数の建材と、錘とを準備するステップと、
複数の前記建材を積み重ねて積載物を構成すると共にこの積載物における最上段に位置する建材の上に前記錘を載置するステップと、
前記錘が載置された前記積載物を加熱処理するステップとを含み、
前記錘に上下に貫通する開口が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記錘がマイクロ波吸収性材料から形成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、前記積載物を構成するにあたって、前記積載物における最上段に位置する前記建材を複数の部材に分断し、前記積載物における最上段に位置する前記建材の上に前記錘を載置するにあたって、複数の前記部材の各々の上に前記錘を載せることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アスベストを含有する複数の建材を積み重ねた状態でこの建材に加熱処理を施すにあたり、建材の反りを充分に抑制すると共に建材を充分に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態の第一例における錘、積載物及び保持具を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の正面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施形態の第二例における錘、積載物及び保持具を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の正面図である。
【図３】本発明の実施形態における積載物に加熱処理を施す工程を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）は比較例１における錘、積載物及び保持具を示す平面図、図４（ｂ）は比較例２における錘、積載物及び保持具を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態において、アスベストを含有する建材１としては、アスベストを含有する石綿スレート、石綿セメント板、石綿セメントサイディングなどの適宜の建材１が挙げられる。アスベストを含有する建材１の代表的な一例として、アスベストを含有する石綿スレートからなる瓦材が挙げられる。
【００１４】
加熱処理の前に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、複数の建材１が積み重ねられる。以下、この積み上げられた複数の建材１からなる集合を、積載物２とよぶ。一つの積載物２を構成する建材１の数は、加熱炉６の能力や処理効率等を考慮して適宜決定されるものであって、特に制限されない。この積載物２は保持具５上に保持されてもよい。保持具５としては、例えば耐熱性の高いムライト等のアルミナ系の材料から形成されている板材等が挙げられる。
【００１５】
この積載物２における最上段の建材１は、予めカッターなどで切断されることで複数の部材に分断されることが好ましい。例えば図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように最上段の建材１がその長手方向と直交する方向に切断されることで、同じサイズ（ほぼ同じサイズを含む）の二つの部材１１，１２に分断されることが好ましい。
【００１６】
この積載物２における最上段の建材１の上には、錘３が載せられる。積載物２の上には、一つの錘３のみが載せられても、複数の錘３が載せられてもよい。積載物２における最上段の建材１が複数の部材に分断されている場合には、各部材の上に錘３が載せられることによって積載物２上に複数の錘３が載せられることが好ましい。
【００１７】
錘３には上下に貫通する開口４が形成されている。錘３は、例えば四角枠状の形状を有している。
【００１８】
図１に示す例では、錘３は平面視矩形状の外形形状を有し、且つこの錘３にはこの錘３の外形形状と相似する（ほぼ相似する場合を含む）矩形状の一つの開口４が形成されている。図１に示す例では、二つの錘３１，３２が、二つの部材１１，１２上にそれぞれ載せられている。
【００１９】
図２に示す例でも、図１に示す例と同様に、複数の建材１が積み重ねられて積載物２が構成され、積載物２が保持具５上に保持されている。また積載物２における最上段の建材１が二つの部材１１，１２に分断されている。
【００２０】
図２に示す例では、錘３は平面視矩形状の外形形状を有し、且つこの錘３には矩形状の二つの開口４が形成されている。図２に示す例では、二つの錘３１，３２が、二つの部材１１，１２上にそれぞれ載せられている。
【００２１】
尚、錘３の形状は、上下に貫通する開口４が形成されているのであれば、図１及び図２に示す形状に限られない。
【００２２】
このように錘３に開口４が形成されていると、この開口４の分だけ建材１上における錘３と接する部分の面積が少なくなり、またそれにもかかわらず、錘３から建材１上の広い領域に亘って効果的に荷重がかけられるようになる。
【００２３】
本実施形態において、一つの錘３は、一つの部材から構成され、或いは互いに連結されている複数の部材から構成される。すなわち、複数の部材が連結することなく集合しただけでは、これらの部材の集合は一つの錘３とはみなされない。このような複数の部材の単なる集合は建材１が僅かに変形するだけで互いに分離されてしまうため、開口４を有する錘３として機能しなくなるためである。
【００２４】
開口４を含む錘３全体の平面視面積に対する開口４のみの平面視面積の割合は、建材１上における錘３と接する部分の面積が充分に少なくなるように適宜設定されるが、特に加熱処理時に適用されるマイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、マイクロ波の波長が１２１．５〜１２３．０ｍｍであることから、１５１２９ｍｍ2以上であることが好ましい。また、開口４の少なくとも一辺の寸法がマイクロ波の波長以上であることが好ましく、この場合、マイクロ波が建材１に直接吸収されやすくなる。また、積載物２における最上段の建材１の平面視面積に対する、開口４を含む錘３全体の平面視面積（錘３が複数の場合には合計面積）の割合は、１５〜４０％の範囲であることが好ましく、この場合、建材１上における充分に広い範囲に亘って錘３から建材１へ荷重がかけられる。また、積載物２における最上段の建材１が複数の部材に分断されている場合には、各部材の平面積に対する、各部材上の錘３の開口４を含む平面積面積の割合が、１５〜４０％の範囲であることが好ましく、この場合、各部材上における充分に広い範囲に亘って錘３から各部材へ荷重がかけられる。
【００２５】
錘３の質量は、加熱処理による建材１の反り及び変形が充分に抑制されるように適宜設定されるが、特に建材１の単位面積あたりの錘３の質量が４〜１４ｋｇ／ｍ2の範囲であることが好ましい。
【００２６】
錘３の材質に制限はないが、加熱処理時にマイクロ波によって建材１が加熱される場合には、錘３がマイクロ波吸収性材料から形成されていることが好ましい。この場合、建材１が錘３によって遮蔽されていても、錘３がマイクロ波によって加熱され、更にこの錘３から建材１へ熱が伝達されるため、錘３が用いられるにもかかわらず建材１の加熱効率の低下が抑制される。マイクロ波吸収性材料としては、炭化珪素、ジルコニア、酸化鉄等が挙げられるが、マイクロ波吸収特性が良い炭化ケイ素が好ましい。
【００２７】
このように錘３が載せられた積載物２に対して加熱処理が施される。加熱処理のためには連続式の加熱炉６が使用される。図３は、連続式の加熱炉６の一例を、概略的に示す。この加熱炉６は細長いトンネル炉である。この加熱炉６の長手方向の一端には入口６１が、他端には出口６２が、それぞれ形成されている。
【００２８】
加熱炉６は、この加熱路４内で積載物２を搬送するための搬送装置を備える。本実施形態では、加熱炉６は搬送装置としてローラーコンベア７を備える。尚、搬送装置はローラーコンベアには限定されず、例えばローラーコンベア７以外のコンベアであっても、台車であってもよい。
【００２９】
加熱処理時には、複数の建材１から積載物２が構成され、この積載物２上に錘３が載せられると共にこの積載物２が保持具５に保持された状態で、積載物２が入口６１から加熱炉６内に導入される。続いて積載物２は搬送装置によって加熱炉６内を移動させられ、続いて出口６２から加熱炉６外へ送り出される。これにより積載物２が加熱される。
【００３０】
加熱炉６内は、例えば入口６１側から順に、第１加熱ゾーン、第２加熱ゾーン、第３加熱ゾーン、及び冷却ゾーンに区切られている。各ゾーン間は、カーテンなどで仕切られてもよく、或いは仕切られていなくてもよい。
【００３１】
第１乃至第３の加熱ゾーン内にはそれぞれ、外部加熱手段と内部加熱手段が設けられている。外部加熱手段は、それ自体が熱を放出することによって、建材１に外側から熱を加えて、建材１を外部から加熱させる手段であり、その具体例としては電気ヒータなどのヒータが挙げられる。内部加熱手段は、それ自体が熱を放出することはなく、建材１を内部から加熱させる手段であり、その具体例としてマイクロ波発振器が挙げられる。マイクロ波発振器が使用されると、マイクロ波（高周波）による高周波誘電加熱によって建材１自体が発熱し、建材１が内部から加熱される。マイクロ波の周波数としては、日本国の電波法で許可されている９１５ＭＨｚ帯、及び２．４５ＧＨｚ帯が挙げられる。
【００３２】
建材１の加熱処理にあたっては、積載物２が入口６１から加熱炉６内に導入され、第１加熱ゾーン、第２加熱ゾーン、第３加熱ゾーンで、順次加熱された後、冷却ゾーンで冷却され、更に出口６２から外部に送り出される。
【００３３】
例えば第１加熱ゾーンでは、建材１が加熱されることにより、建材１中の自由水及び結晶水が飛散する。第１加熱ゾーンでは内部加熱手段が比較的小さな出力で作動すると、建材１の内部での昇温速度が緩やかになり、このため建材１から自由水や結晶水が徐々に蒸発するようになる。自由水とは、建材１に取り込まれている、結露水、気中水分、雨水等や、水硬反応により建材１が作製される場合の反応の余剰水などを指す。これにより建材１の内部での自由水及び結晶水の急激な蒸発が抑制され、このような急激な水の蒸発による建材１の爆裂が抑制される。
【００３４】
第２加熱ゾーンで建材１が更に加熱される。第２加熱ゾーンでは例えば内部加熱手段の出力が第１加熱ゾーンよりも高くされることで、建材１の内部の温度上昇が大きくなり、建材１の内部と表面の温度とが近づけられる。
【００３５】
第３加熱ゾーンでは、建材１がアスベストの結晶性が変性する温度まで加熱される。これにより、建材１に含まれるアスベストが無害化される。
【００３６】
尚、加熱炉６内は複数の加熱ゾーンに区切られていなくてもよい。また、加熱炉６が加熱手段として外部加熱手段と内部加熱手段のうち、外部加熱手段のみを備えていてもよく、内部加熱手段のみを備えていてもよい。
【００３７】
このようにして建材１が加熱される際、積載物２上に錘３が載せられるため、積載物２を構成する複数の建材１の反り及び変形が抑制される。このため、建材１が加熱路内を移動する間に加熱炉６内の設備に建材１が引っ掛かったり、建材１が保持具５から脱落したりすることが、抑制される。
【００３８】
また、本実施形態のように錘３に開口４が形成されていると、錘３のサイズを低減しながら、錘３から建材１上の広い領域に亘って効果的に荷重がかけられるようにすることができ、このため建材１の反り及び変形が効果的に抑制される。
【００３９】
このように建材１の反りや変形が抑制されると、加熱炉６内のマイクロ波発振器などの設備に建材１が引っ掛かったり、建材１が保持具５から脱落したりすることが抑制される。
【００４０】
また、建材１に反りや変形が生じてしまうと、積載物２中の隣合う建材１間に隙間が生じると共にこの隙間が大きくなってしまい、このため建材１間の熱の移動が阻害されて建材１の温度に不均一が生じてしまうおそれがある。このような温度の不均一が生じると、建材１における温度が低い箇所においてアスベストが充分に無害化されなくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態のように建材１の反り及び変形が効果的に抑制されると、積載物２中の隣合う建材１間に隙間が生じにくくなり、また隙間が生じるとしてもこの隙間が大きくなりにくくなる。このため、積載物２内における熱の伝達性が向上し、積載物２内における加熱温度の不均一が抑制される。
【００４１】
しかも、錘３には開口４が形成されているため、上述の通りこの開口４の分だけ錘３のサイズが小さくなり、このため錘３によって熱が遮蔽されることが抑制される。このため、積載物２の加熱効率が向上する。
【００４２】
また、積載物２中における錘３の下方の領域は、錘３を介して伝導するする熱と、錘３の外側から伝導する熱とによって加熱されるが、錘３を介すると熱の伝導性はどうしても低下し、錘３の外側から伝導する熱はある程度の距離を伝導する必要があるため、錘３の下方では加熱効率は低下してしまう。しかし、本実施形態のように錘３に開口４が形成されると、開口４の内側では積載物２が遮蔽されていないため、錘３の下方において錘３の外側から伝導する熱が伝導すべき距離が短くなる。更に、特に加熱処理時にマイクロ波が適用される場合には、開口４を通じてマイクロ波が、積載されている建材１の深くまで到達しやすくなる。このため、錘３の下方の領域における積載物２の加熱効率が更に向上する。
【００４３】
本実施形態ではこのように積載物１内における加熱温度の不均一が抑制されると共に加熱効率が向上することで、建材１に含まれるアスベストが効率良く無害化される。
【００４４】
また本実施形態のように建材１が複数の部材に分断されていると、たとえ建材１に反りや変形が生じたとしても、この建材１の浮き上がり量は建材１が分断されていない場合よりも小さくなる。このため、加熱炉６内の設備に建材１が引っ掛かったり、建材１が保持具５から脱落したりすることが、更に効果的に抑制されるようになる。
【実施例】
【００４５】
以下に、本実施形態による建材１の無害化処理方法の具体的な実施例を示す。尚、本発明は以下の実施例に制限されることはない。
【００４６】
建材１として、アスベストを含有する化粧スレート（カラーベスト（登録商標）の従来品）の廃材を用意した。この建材１は、図１に示す形状を有し、その寸法は４１４×９１０ｍｍ、平面視面積は０．２９４ｍ2、質量は約２．５ｋｇであった。
【００４７】
この建材１を、炭化珪素製の保持具５の上に７枚重ねることで積載物２を構成した。積載物２の最上段に配置される建材１については、この建材１をその長手方向と直交する方向に切断することで二つの部材１１，１２に分断した。この積載物２上に錘３を載置した。
【００４８】
実施例１では、図１に示されるものと同様にして錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち、実施例１では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視矩形状であり、且つ一つの開口４が形成されている錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００４９】
実施例２では、図２に示されるものと同様にして錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち、実施例２では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視矩形状であり、且つ二つの開口４が形成されている錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００５０】
実施例３でも、図２に示されるものと同様にして錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち、実施例３では、下記表１に示すように、炭化珪素の含有量が８０質量％、酸化鉄の含有量が２０質量％であり、平面視矩形状であり、且つ二つの開口４が形成されている錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００５１】
比較例１では、図４（ａ）に示されるように錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち比較例１では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視矩形状であり、且つ開口４が形成されていない錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００５２】
比較例２では、図４（ｂ）に示されるように錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち比較例２では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視Ｌ字状であり、且つ開口４が形成されていない錘３を、四つ使用した。この錘３は、実施例１で使用されている錘３を分断した形状を有する。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この四つの錘３を二つの錘３から成る二つの集合にわけて、各集合では二つの錘３を実施例１における錘３と同じ形状になるように組み合わせ、この二つの集合を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した（図４（ｂ）参照）。
【００５３】
各実施例及び比較例において、連続式の加熱炉６として、マイクロ波発振器と電気ヒータとを備えるハイブリッド式のローラハースキルンを用意した。この加熱炉６を用い、加熱炉６内で錘３を載せた積載物２をその移動方向とこの積載物２中の建材１の長手方向とが一致するように移動させながら、この積層物を雰囲気温度１０００℃、マイクロ波出力３０ｋＷの条件で加熱した。
【００５４】
加熱処理後の積載物２中における、５ｍｍ以上の隙間発生箇所数を調査し、その結果を、建材１の反り及び変形の程度の指標とした。その結果を下記表１に示す。これによると、実施例１〜３では建材１の反り及び変形が比較例１の同等以下まで抑制された。
【００５５】
また、加熱処理後の積載物２中の四段目の建材１における、加熱処理時の進行方向の前側における錘３の直下、中央部、並びに進行方向の後側における錘３の直下から、測定用試料を採取し、各測定用試料をＸ線回折法により測定し、その結果に基づいて各測定用試料中のオケルマイトの生成量を導出した。このオケルマイトの生成量に基づいて加熱処理時の建材１の到達温度を導出した。この建材１の到達温度の導出にあたっては、前記の場合と同様に、建材１の加熱温度と建材１中のオケルマイトの生成量との関係を予め調査しておき、この関係を利用した。その結果を下記表に示す。これによると、比較例１では建材１内の到達温度のバラツキが大きいのに対して、実施例１〜３では到達温度のバラツキは少なかった。
【００５６】
また、上記の加熱処理後の積載物２中の四段目の建材１における、錘直下の温度の、比較例１の場合との温度差を、｛（進行方向の前側における錘３の直下での温度の、比較例１の場合との差）＋（進行方向の後側における錘３の直下での温度の、比較例１の場合との差）｝÷２の式により算出される値で評価した。その結果を下記表に示す。これによると、実施例１〜３における錘３の直下の温度は、比較例１の場合よりも高温であった。
【００５７】
尚、比較例２の場合は、加熱処理時に積載物２から錘３が落下してしまったため、評価をすることはできなかった。
【００５８】
【表１】
【符号の説明】
【００５９】
１ 建材
２ 積載物
３ 錘
４ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベストを含有する建材に加熱処理を施すことでこの建材中のアスベストを無害化する建材の無害化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石綿スレートや石綿セメント板などの、アスベスト（石綿）を含有する瓦材などの建材を廃棄するにあたっては、アスベストの無害化が必要とされる。これらの建材におけるアスベストの無害化のためには、主として加熱処理が採用されている。すなわち、これらの建材が加熱されることで、この建材中のアスベストが熱変性し、無害化する。アスベストは針状結晶を有することで障害を引き起こすものであるが、アスベストが一定温度以上まで加熱されると結晶性が変性して無害化することが知られている。
【０００３】
石綿スレートや石綿セメント板などの建材に加熱処理が施される場合には、処理効率向上の観点から、複数の建材が積み重ねられた状態で加熱処理が施されることが一般的である。
【０００４】
特許文献１には、アスベストを含有するセメント硬化板を加熱炉内に供給して加熱することにより無害化するにあたり、マイクロ波を照射する加熱炉を使用することが、開示されている。更に、アスベストを含有するセメント硬化板を保持具の上に複数枚重ねて保持させ、最上段のセメント硬化板の上に錘を重ねることで、ローラーハースキルンなどの連続式の加熱炉内でセメント硬化板の熱による反りや変形を抑制することができ、これにより加熱炉内のマイクロ波発振器などの設備にセメント硬化板が引っ掛かったり、セメント硬化板が保持具から脱落したりすることを防止することも、開示されている。
【０００５】
しかし、複数の建材が積み重ねられた状態で更にその上に錘が重ねられると、錘の影響によって建材が充分に加熱されなくなる場合がある。一方、建材を充分に加熱するために錘の量を少なくすると、錘から建材へかけられる荷重が不充分になり、このため建材の反りや変形が大きくなってしまうことがある。建材の反りや変形が大きくなると、上記のように加熱炉内の設備に建材が引っ掛かることがあるだけでなく、複数の建材中の各建材間に生じる隙間が大きくなってしまい、それにより建材間の熱の伝達が阻害されて建材の温度にバラツキが生じるおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、アスベストを含有する複数の建材を積み重ねた状態でこの建材に加熱処理を施すにあたり、建材の反りを充分に抑制すると共に建材を充分に加熱することができる建材の無害化処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る建材の無害化処理方法は、
アスベストを含有する複数の建材と、錘とを準備するステップと、
複数の前記建材を積み重ねて積載物を構成すると共にこの積載物における最上段に位置する建材の上に前記錘を載置するステップと、
前記錘が載置された前記積載物を加熱処理するステップとを含み、
前記錘に上下に貫通する開口が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記錘がマイクロ波吸収性材料から形成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、前記積載物を構成するにあたって、前記積載物における最上段に位置する前記建材を複数の部材に分断し、前記積載物における最上段に位置する前記建材の上に前記錘を載置するにあたって、複数の前記部材の各々の上に前記錘を載せることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アスベストを含有する複数の建材を積み重ねた状態でこの建材に加熱処理を施すにあたり、建材の反りを充分に抑制すると共に建材を充分に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態の第一例における錘、積載物及び保持具を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の正面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施形態の第二例における錘、積載物及び保持具を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の正面図である。
【図３】本発明の実施形態における積載物に加熱処理を施す工程を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）は比較例１における錘、積載物及び保持具を示す平面図、図４（ｂ）は比較例２における錘、積載物及び保持具を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態において、アスベストを含有する建材１としては、アスベストを含有する石綿スレート、石綿セメント板、石綿セメントサイディングなどの適宜の建材１が挙げられる。アスベストを含有する建材１の代表的な一例として、アスベストを含有する石綿スレートからなる瓦材が挙げられる。
【００１４】
加熱処理の前に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、複数の建材１が積み重ねられる。以下、この積み上げられた複数の建材１からなる集合を、積載物２とよぶ。一つの積載物２を構成する建材１の数は、加熱炉６の能力や処理効率等を考慮して適宜決定されるものであって、特に制限されない。この積載物２は保持具５上に保持されてもよい。保持具５としては、例えば耐熱性の高いムライト等のアルミナ系の材料から形成されている板材等が挙げられる。
【００１５】
この積載物２における最上段の建材１は、予めカッターなどで切断されることで複数の部材に分断されることが好ましい。例えば図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように最上段の建材１がその長手方向と直交する方向に切断されることで、同じサイズ（ほぼ同じサイズを含む）の二つの部材１１，１２に分断されることが好ましい。
【００１６】
この積載物２における最上段の建材１の上には、錘３が載せられる。積載物２の上には、一つの錘３のみが載せられても、複数の錘３が載せられてもよい。積載物２における最上段の建材１が複数の部材に分断されている場合には、各部材の上に錘３が載せられることによって積載物２上に複数の錘３が載せられることが好ましい。
【００１７】
錘３には上下に貫通する開口４が形成されている。錘３は、例えば四角枠状の形状を有している。
【００１８】
図１に示す例では、錘３は平面視矩形状の外形形状を有し、且つこの錘３にはこの錘３の外形形状と相似する（ほぼ相似する場合を含む）矩形状の一つの開口４が形成されている。図１に示す例では、二つの錘３１，３２が、二つの部材１１，１２上にそれぞれ載せられている。
【００１９】
図２に示す例でも、図１に示す例と同様に、複数の建材１が積み重ねられて積載物２が構成され、積載物２が保持具５上に保持されている。また積載物２における最上段の建材１が二つの部材１１，１２に分断されている。
【００２０】
図２に示す例では、錘３は平面視矩形状の外形形状を有し、且つこの錘３には矩形状の二つの開口４が形成されている。図２に示す例では、二つの錘３１，３２が、二つの部材１１，１２上にそれぞれ載せられている。
【００２１】
尚、錘３の形状は、上下に貫通する開口４が形成されているのであれば、図１及び図２に示す形状に限られない。
【００２２】
このように錘３に開口４が形成されていると、この開口４の分だけ建材１上における錘３と接する部分の面積が少なくなり、またそれにもかかわらず、錘３から建材１上の広い領域に亘って効果的に荷重がかけられるようになる。
【００２３】
本実施形態において、一つの錘３は、一つの部材から構成され、或いは互いに連結されている複数の部材から構成される。すなわち、複数の部材が連結することなく集合しただけでは、これらの部材の集合は一つの錘３とはみなされない。このような複数の部材の単なる集合は建材１が僅かに変形するだけで互いに分離されてしまうため、開口４を有する錘３として機能しなくなるためである。
【００２４】
開口４を含む錘３全体の平面視面積に対する開口４のみの平面視面積の割合は、建材１上における錘３と接する部分の面積が充分に少なくなるように適宜設定されるが、特に加熱処理時に適用されるマイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、マイクロ波の波長が１２１．５〜１２３．０ｍｍであることから、１５１２９ｍｍ2以上であることが好ましい。また、開口４の少なくとも一辺の寸法がマイクロ波の波長以上であることが好ましく、この場合、マイクロ波が建材１に直接吸収されやすくなる。また、積載物２における最上段の建材１の平面視面積に対する、開口４を含む錘３全体の平面視面積（錘３が複数の場合には合計面積）の割合は、１５〜４０％の範囲であることが好ましく、この場合、建材１上における充分に広い範囲に亘って錘３から建材１へ荷重がかけられる。また、積載物２における最上段の建材１が複数の部材に分断されている場合には、各部材の平面積に対する、各部材上の錘３の開口４を含む平面積面積の割合が、１５〜４０％の範囲であることが好ましく、この場合、各部材上における充分に広い範囲に亘って錘３から各部材へ荷重がかけられる。
【００２５】
錘３の質量は、加熱処理による建材１の反り及び変形が充分に抑制されるように適宜設定されるが、特に建材１の単位面積あたりの錘３の質量が４〜１４ｋｇ／ｍ2の範囲であることが好ましい。
【００２６】
錘３の材質に制限はないが、加熱処理時にマイクロ波によって建材１が加熱される場合には、錘３がマイクロ波吸収性材料から形成されていることが好ましい。この場合、建材１が錘３によって遮蔽されていても、錘３がマイクロ波によって加熱され、更にこの錘３から建材１へ熱が伝達されるため、錘３が用いられるにもかかわらず建材１の加熱効率の低下が抑制される。マイクロ波吸収性材料としては、炭化珪素、ジルコニア、酸化鉄等が挙げられるが、マイクロ波吸収特性が良い炭化ケイ素が好ましい。
【００２７】
このように錘３が載せられた積載物２に対して加熱処理が施される。加熱処理のためには連続式の加熱炉６が使用される。図３は、連続式の加熱炉６の一例を、概略的に示す。この加熱炉６は細長いトンネル炉である。この加熱炉６の長手方向の一端には入口６１が、他端には出口６２が、それぞれ形成されている。
【００２８】
加熱炉６は、この加熱路４内で積載物２を搬送するための搬送装置を備える。本実施形態では、加熱炉６は搬送装置としてローラーコンベア７を備える。尚、搬送装置はローラーコンベアには限定されず、例えばローラーコンベア７以外のコンベアであっても、台車であってもよい。
【００２９】
加熱処理時には、複数の建材１から積載物２が構成され、この積載物２上に錘３が載せられると共にこの積載物２が保持具５に保持された状態で、積載物２が入口６１から加熱炉６内に導入される。続いて積載物２は搬送装置によって加熱炉６内を移動させられ、続いて出口６２から加熱炉６外へ送り出される。これにより積載物２が加熱される。
【００３０】
加熱炉６内は、例えば入口６１側から順に、第１加熱ゾーン、第２加熱ゾーン、第３加熱ゾーン、及び冷却ゾーンに区切られている。各ゾーン間は、カーテンなどで仕切られてもよく、或いは仕切られていなくてもよい。
【００３１】
第１乃至第３の加熱ゾーン内にはそれぞれ、外部加熱手段と内部加熱手段が設けられている。外部加熱手段は、それ自体が熱を放出することによって、建材１に外側から熱を加えて、建材１を外部から加熱させる手段であり、その具体例としては電気ヒータなどのヒータが挙げられる。内部加熱手段は、それ自体が熱を放出することはなく、建材１を内部から加熱させる手段であり、その具体例としてマイクロ波発振器が挙げられる。マイクロ波発振器が使用されると、マイクロ波（高周波）による高周波誘電加熱によって建材１自体が発熱し、建材１が内部から加熱される。マイクロ波の周波数としては、日本国の電波法で許可されている９１５ＭＨｚ帯、及び２．４５ＧＨｚ帯が挙げられる。
【００３２】
建材１の加熱処理にあたっては、積載物２が入口６１から加熱炉６内に導入され、第１加熱ゾーン、第２加熱ゾーン、第３加熱ゾーンで、順次加熱された後、冷却ゾーンで冷却され、更に出口６２から外部に送り出される。
【００３３】
例えば第１加熱ゾーンでは、建材１が加熱されることにより、建材１中の自由水及び結晶水が飛散する。第１加熱ゾーンでは内部加熱手段が比較的小さな出力で作動すると、建材１の内部での昇温速度が緩やかになり、このため建材１から自由水や結晶水が徐々に蒸発するようになる。自由水とは、建材１に取り込まれている、結露水、気中水分、雨水等や、水硬反応により建材１が作製される場合の反応の余剰水などを指す。これにより建材１の内部での自由水及び結晶水の急激な蒸発が抑制され、このような急激な水の蒸発による建材１の爆裂が抑制される。
【００３４】
第２加熱ゾーンで建材１が更に加熱される。第２加熱ゾーンでは例えば内部加熱手段の出力が第１加熱ゾーンよりも高くされることで、建材１の内部の温度上昇が大きくなり、建材１の内部と表面の温度とが近づけられる。
【００３５】
第３加熱ゾーンでは、建材１がアスベストの結晶性が変性する温度まで加熱される。これにより、建材１に含まれるアスベストが無害化される。
【００３６】
尚、加熱炉６内は複数の加熱ゾーンに区切られていなくてもよい。また、加熱炉６が加熱手段として外部加熱手段と内部加熱手段のうち、外部加熱手段のみを備えていてもよく、内部加熱手段のみを備えていてもよい。
【００３７】
このようにして建材１が加熱される際、積載物２上に錘３が載せられるため、積載物２を構成する複数の建材１の反り及び変形が抑制される。このため、建材１が加熱路内を移動する間に加熱炉６内の設備に建材１が引っ掛かったり、建材１が保持具５から脱落したりすることが、抑制される。
【００３８】
また、本実施形態のように錘３に開口４が形成されていると、錘３のサイズを低減しながら、錘３から建材１上の広い領域に亘って効果的に荷重がかけられるようにすることができ、このため建材１の反り及び変形が効果的に抑制される。
【００３９】
このように建材１の反りや変形が抑制されると、加熱炉６内のマイクロ波発振器などの設備に建材１が引っ掛かったり、建材１が保持具５から脱落したりすることが抑制される。
【００４０】
また、建材１に反りや変形が生じてしまうと、積載物２中の隣合う建材１間に隙間が生じると共にこの隙間が大きくなってしまい、このため建材１間の熱の移動が阻害されて建材１の温度に不均一が生じてしまうおそれがある。このような温度の不均一が生じると、建材１における温度が低い箇所においてアスベストが充分に無害化されなくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態のように建材１の反り及び変形が効果的に抑制されると、積載物２中の隣合う建材１間に隙間が生じにくくなり、また隙間が生じるとしてもこの隙間が大きくなりにくくなる。このため、積載物２内における熱の伝達性が向上し、積載物２内における加熱温度の不均一が抑制される。
【００４１】
しかも、錘３には開口４が形成されているため、上述の通りこの開口４の分だけ錘３のサイズが小さくなり、このため錘３によって熱が遮蔽されることが抑制される。このため、積載物２の加熱効率が向上する。
【００４２】
また、積載物２中における錘３の下方の領域は、錘３を介して伝導するする熱と、錘３の外側から伝導する熱とによって加熱されるが、錘３を介すると熱の伝導性はどうしても低下し、錘３の外側から伝導する熱はある程度の距離を伝導する必要があるため、錘３の下方では加熱効率は低下してしまう。しかし、本実施形態のように錘３に開口４が形成されると、開口４の内側では積載物２が遮蔽されていないため、錘３の下方において錘３の外側から伝導する熱が伝導すべき距離が短くなる。更に、特に加熱処理時にマイクロ波が適用される場合には、開口４を通じてマイクロ波が、積載されている建材１の深くまで到達しやすくなる。このため、錘３の下方の領域における積載物２の加熱効率が更に向上する。
【００４３】
本実施形態ではこのように積載物１内における加熱温度の不均一が抑制されると共に加熱効率が向上することで、建材１に含まれるアスベストが効率良く無害化される。
【００４４】
また本実施形態のように建材１が複数の部材に分断されていると、たとえ建材１に反りや変形が生じたとしても、この建材１の浮き上がり量は建材１が分断されていない場合よりも小さくなる。このため、加熱炉６内の設備に建材１が引っ掛かったり、建材１が保持具５から脱落したりすることが、更に効果的に抑制されるようになる。
【実施例】
【００４５】
以下に、本実施形態による建材１の無害化処理方法の具体的な実施例を示す。尚、本発明は以下の実施例に制限されることはない。
【００４６】
建材１として、アスベストを含有する化粧スレート（カラーベスト（登録商標）の従来品）の廃材を用意した。この建材１は、図１に示す形状を有し、その寸法は４１４×９１０ｍｍ、平面視面積は０．２９４ｍ2、質量は約２．５ｋｇであった。
【００４７】
この建材１を、炭化珪素製の保持具５の上に７枚重ねることで積載物２を構成した。積載物２の最上段に配置される建材１については、この建材１をその長手方向と直交する方向に切断することで二つの部材１１，１２に分断した。この積載物２上に錘３を載置した。
【００４８】
実施例１では、図１に示されるものと同様にして錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち、実施例１では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視矩形状であり、且つ一つの開口４が形成されている錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００４９】
実施例２では、図２に示されるものと同様にして錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち、実施例２では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視矩形状であり、且つ二つの開口４が形成されている錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００５０】
実施例３でも、図２に示されるものと同様にして錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち、実施例３では、下記表１に示すように、炭化珪素の含有量が８０質量％、酸化鉄の含有量が２０質量％であり、平面視矩形状であり、且つ二つの開口４が形成されている錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００５１】
比較例１では、図４（ａ）に示されるように錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち比較例１では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視矩形状であり、且つ開口４が形成されていない錘３を、二つ使用した。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この二つの錘３を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した。
【００５２】
比較例２では、図４（ｂ）に示されるように錘３、積載物２、及び保持具５を用意した。すなわち比較例２では、下記表１に示すように、炭化珪素製であり、平面視Ｌ字状であり、且つ開口４が形成されていない錘３を、四つ使用した。この錘３は、実施例１で使用されている錘３を分断した形状を有する。錘３の寸法及び質量は、下記表に示す通りである。この四つの錘３を二つの錘３から成る二つの集合にわけて、各集合では二つの錘３を実施例１における錘３と同じ形状になるように組み合わせ、この二つの集合を、積載物２の最上段の二つの部材１１，１２上にそれぞれ載置した（図４（ｂ）参照）。
【００５３】
各実施例及び比較例において、連続式の加熱炉６として、マイクロ波発振器と電気ヒータとを備えるハイブリッド式のローラハースキルンを用意した。この加熱炉６を用い、加熱炉６内で錘３を載せた積載物２をその移動方向とこの積載物２中の建材１の長手方向とが一致するように移動させながら、この積層物を雰囲気温度１０００℃、マイクロ波出力３０ｋＷの条件で加熱した。
【００５４】
加熱処理後の積載物２中における、５ｍｍ以上の隙間発生箇所数を調査し、その結果を、建材１の反り及び変形の程度の指標とした。その結果を下記表１に示す。これによると、実施例１〜３では建材１の反り及び変形が比較例１の同等以下まで抑制された。
【００５５】
また、加熱処理後の積載物２中の四段目の建材１における、加熱処理時の進行方向の前側における錘３の直下、中央部、並びに進行方向の後側における錘３の直下から、測定用試料を採取し、各測定用試料をＸ線回折法により測定し、その結果に基づいて各測定用試料中のオケルマイトの生成量を導出した。このオケルマイトの生成量に基づいて加熱処理時の建材１の到達温度を導出した。この建材１の到達温度の導出にあたっては、前記の場合と同様に、建材１の加熱温度と建材１中のオケルマイトの生成量との関係を予め調査しておき、この関係を利用した。その結果を下記表に示す。これによると、比較例１では建材１内の到達温度のバラツキが大きいのに対して、実施例１〜３では到達温度のバラツキは少なかった。
【００５６】
また、上記の加熱処理後の積載物２中の四段目の建材１における、錘直下の温度の、比較例１の場合との温度差を、｛（進行方向の前側における錘３の直下での温度の、比較例１の場合との差）＋（進行方向の後側における錘３の直下での温度の、比較例１の場合との差）｝÷２の式により算出される値で評価した。その結果を下記表に示す。これによると、実施例１〜３における錘３の直下の温度は、比較例１の場合よりも高温であった。
【００５７】
尚、比較例２の場合は、加熱処理時に積載物２から錘３が落下してしまったため、評価をすることはできなかった。
【００５８】
【表１】
【符号の説明】
【００５９】
１ 建材
２ 積載物
３ 錘
４ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスベストを含有する複数の建材と、錘とを準備するステップと、
複数の前記建材を積み重ねて積載物を構成すると共にこの積載物における最上段に位置する建材の上に前記錘を載置するステップと、
前記錘が載置された前記積載物を加熱処理するステップとを含み、
前記錘に上下に貫通する開口が形成されていることを特徴とする建材の無害化処理方法。
【請求項２】
前記錘がマイクロ波吸収性材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の建材の無害化処理方法。
【請求項３】
前記積載物を構成するにあたって、前記積載物における最上段に位置する前記建材を複数の部材に分断し、
前記積載物における最上段に位置する前記建材の上に前記錘を載置するにあたって、複数の前記部材の各々の上に前記錘を載せることを特徴とする請求項１又は２に記載の建材の無害化処理方法。
【請求項１】
アスベストを含有する複数の建材と、錘とを準備するステップと、
複数の前記建材を積み重ねて積載物を構成すると共にこの積載物における最上段に位置する建材の上に前記錘を載置するステップと、
前記錘が載置された前記積載物を加熱処理するステップとを含み、
前記錘に上下に貫通する開口が形成されていることを特徴とする建材の無害化処理方法。
【請求項２】
前記錘がマイクロ波吸収性材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の建材の無害化処理方法。
【請求項３】
前記積載物を構成するにあたって、前記積載物における最上段に位置する前記建材を複数の部材に分断し、
前記積載物における最上段に位置する前記建材の上に前記錘を載置するにあたって、複数の前記部材の各々の上に前記錘を載せることを特徴とする請求項１又は２に記載の建材の無害化処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４９０３２（Ｐ２０１３−４９０３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９６２７（Ｐ２０１１−１８９６２７）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（５０３３６７３７６）ケイミュー株式会社 (467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（５０３３６７３７６）ケイミュー株式会社 (467)
【Ｆターム（参考）】
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