繊維強化プラスチックの処理方法、その粉砕物及び固化体
【課題】廃棄物のＦＲＰの再利用をより促進可能なＦＲＰの処理方法及びその粉砕物を提供する。
【解決手段】本発明の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の処理方法は、ＦＲＰからなる粗粒を粉砕機によって粉砕し、粉砕物とする粉砕工程を備えたものである。粉砕機は、せん断力及び圧縮力を粗粒に作用させることにより粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機である。粗粒又は粉砕物に水酸化アルミニウム粉末を混合し、混合物とする混合工程と、混合物を成形し、成形体とする成形工程と、成形体を蒸気養生によって固化する固化工程とを備えていることが好ましい。混合工程も摩砕式混合機によって行うことが好ましい。
【解決手段】本発明の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の処理方法は、ＦＲＰからなる粗粒を粉砕機によって粉砕し、粉砕物とする粉砕工程を備えたものである。粉砕機は、せん断力及び圧縮力を粗粒に作用させることにより粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機である。粗粒又は粉砕物に水酸化アルミニウム粉末を混合し、混合物とする混合工程と、混合物を成形し、成形体とする成形工程と、成形体を蒸気養生によって固化する固化工程とを備えていることが好ましい。混合工程も摩砕式混合機によって行うことが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽、カウンタ等に使用される繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の再利用を目的とした処理方法と、その粉砕物と、固化体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽等に採用されるＦＲＰは、一般には長さ１５〜２５ｍｍのガラス繊維が２０〜４０質量％、無機粉末からなる添加物が２０〜４０質量％、不飽和ポリエステル樹脂が残部である。無機粉末としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）又は水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3））が多く採用されている。ガラス繊維以外はマトリックスを構成している。このＦＲＰが廃棄あるいは再利用される場合、ＦＲＰをいかに処理するかが環境上問題となる。
【０００３】
従来、そのようなＦＲＰを粉砕し、成形体とするＦＲＰの処理方法が知られている（特許文献１、２）。特許文献１開示の処理方法は、ＦＲＰを粉砕機にかけて粉砕物とする粉砕工程と、この粉砕物を熱可塑性樹脂と溶融混練してペレットとし、このペレットを用いて成形体とする成形工程とからなるものである。また、特許文献２開示の処理方法は、ＦＲＰを高温高圧の流体で処理し、処理物を媒体中で解砕して粉砕物とする粉砕工程と、その粉砕物を充填剤として新たなＦＲＰ等の成形体とする成形工程とからなるものである。これらの処理方法により、廃棄物となったＦＲＰを再利用することが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２０２５５号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、発明者らの試験結果によれば、上記のようにＦＲＰを処理する場合であっても、成形体の成形性が悪いとともに、得られた成形体の強度が低いことが明らかとなった。
【０００６】
すなわち、上記従来の処理方法では、微細な粉砕物さえ得られれば足りる粉砕工程を採用していたため、ＦＲＰ中のガラス繊維等の繊維成分まで微細に粉砕してしまい、用途が狭い。繊維を残した粉砕を行えば、その強度を利用することで用途が広がる。例えば、この粉砕方法で廃棄物のＦＲＰから強度のある再成形体を作ることができる。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、廃棄物のＦＲＰの再利用をより促進可能なＦＲＰの処理方法、その粉砕物及び固化体を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行った。すなわち、一般的に被処理物を粉砕する場合、被処理物には圧縮力、衝撃力及びせん断力の少なくとも１種が作用するのであるが、発明者らの試験結果によれば、せん断力及び圧縮力を粗粒に作用させることによりＦＲＰからなる粗粒の粉砕を行えば、粉砕物に繊維成分が残りやすい。こうして以下の本発明が完成された。
【０００９】
本発明のＦＲＰの処理方法は、ＦＲＰからなる粗粒を粉砕機によって粉砕し、粉砕物とする粉砕工程を備えたＦＲＰの処理方法であって、前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより前記粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＦＲＰの粉砕物は、ＦＲＰからなる粗粒を粉砕機によって粉砕したＦＲＰの粉砕物であって、前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより前記粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする。
【００１１】
発明者らの試験結果によれば、本発明の処理方法によれば、粉砕物中に繊維成分を残しやすい。この理由は、粗粒をせん断力及び圧縮力のみにより粉砕すると、摩砕（frictional grinding）により、繊維表面からマトリックス粒子が効率的に剥離するためであると考えている。このため、得られる粉砕物を成形体にすれば、繊維成分が成形体の強度を確保しやすい。
【００１２】
また、本発明の処理方法によれば、J. Soc. Powder Technol., Japan, 42, 625-631(2005)「ナノ粒子ボンディング技術による粒子・材料の構造制御」に記載されているように、その粉砕物では、繊維成分のナノ粒子、マトリックスのナノ粒子又は添加物のナノ粒子が繊維成分に付着し、高い表面活性を有することとなる。このため、この粉砕物を用いた成形体は、高い表面活性により個々の粉砕物が強固に結合すると考えられる。また、発明者らの試験結果によれば、ナノ粒子がガラス繊維の表面にびっしりと付着した粉砕物は、ガラス繊維という無機材料の性質が低められ、低熱伝導性、断熱性に優れたものとなった。
【００１３】
なお、特開平７−１５５７３８号公報には、ＦＲＰを衝撃力だけで粉砕する粉砕工程が開示されている。これでは繊維成分も粉砕するおそれが大きい。
【００１４】
また、特開昭６３−１０５１１９号公報や特開２００３−２４５５６９号公報には、せん断力及び衝撃力によりＦＲＰを粉砕する粉砕工程が開示されている。この粉砕工程も衝撃力によって繊維成分を破壊するおそれが大きい。
【００１５】
一方、特開平６−５５５４０号公報には、ＦＲＰをせん断力だけで粉砕する粉砕工程が開示されている。同公報によれば、この粉砕工程を採用すれば、ＦＲＰ中の繊維成分が残余のマトリックスから剥離するとされている。しかしながら、この粉砕工程は、詳細が不明であるとともに、ＦＲＰを圧縮力によって粉砕していないことから、ガラス繊維とマトリックスとの界面の剥離が十分に行われない点が懸念される。
【００１６】
したがって、本発明の処理方法及び粉砕物によれば、廃棄物のＦＲＰを成形体等として再利用しやすく、この再利用をより促進することが可能になる。
【００１７】
本発明に係る摩砕式粉砕機は、内部に粉砕室をもち、この粉砕室の周壁が軸芯回りの円筒面とされたケーシングと、粉砕室内で軸芯回りに回転することにより、周壁との間で粗粒にせん断力及び圧縮力のみを付与するロータとを有し得る。
【００１８】
ロータは周壁と対面する方向に延びる羽根部を有し得る。羽根部は複数であることが好ましい。羽根部の周壁側の先端には、周壁の曲率に対して一定範囲の曲率からなる摩砕面が形成されていることが好ましい。羽根部の摩砕面の曲率が一定範囲であれば、せん断力及び圧縮力のみにより粗粒を粉砕し易い。摩砕式粉砕機は、周壁と摩砕面との間の間隙が調整可能なものであることが好ましい。
【００１９】
本発明の処理方法において、粗粒又は粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合し、混合物とする混合工程と、混合物を成形し、成形体とする成形工程と、成形体を蒸気養生によって固化する固化工程とを備えていることが好ましい。この処理方法は固化体の製造方法でもある。ＦＲＰは炭酸カルシウム又は水酸化アルミニウムを含む場合が多い。ＦＲＰが炭酸カルシウムを多く含み、水酸化アルミニウムを多く含まない場合には、混合工程で水酸化アルミニウムを混合し、ＦＲＰが水酸化アルミニウムを多く含み、炭酸カルシウムを多く含まない場合には、混合工程でカルシウム分粉末を混合し、ＦＲＰが炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを多く含まない場合には、混合工程で水酸化アルミニウム及びカルシウム分粉末を混合する。これにより、粉砕物を固化体として再利用することができる。カルシウム分粉末としては、炭酸カルシウムの他、水酸化カルシウムを採用することができる。但し、粗粒のみで粉砕を行うと、ＦＲＰのマトリックスの微粒子化が進み難く、所望の粉砕物が得られ難い。
【００２０】
この場合、混合工程では、粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合することが好ましい。粗粒の段階で水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合すると、ＦＲＰのマトリックスの微粒子化が進む前に水酸化アルミニウム同士、カルシウム分粉末同士又は水酸化アルミニウムとカルシウム分粉末との付着が始まり、ガラス繊維へのナノ粒子の付着を生じ難い。
【００２１】
本発明の処理方法において、混合工程は、せん断力及び圧縮力を粉砕物に作用させることにより混合を行う摩砕式混合機によって行われることが好ましい。せん断力及び圧縮力のみを粉砕物に作用させることにより混合を行う摩砕式混合機によって混合工程が行われることがより好ましい。粉砕物の段階で水酸化アルミニウム粉末等を混合すれば、水酸化アルミニウム等のナノ粒子を繊維成分に付着させ易い。このため、強度の高い固化体を得ることができる。残留した繊維成分自体が固化体の強度を機械的に向上させる他、繊維成分に付着したナノ粒子の高い表面活性により、個々の粉砕物が強固に結合するものと考えられる。
【００２２】
また、発明者らは本発明の処理方法により本発明の固化体を完成した。この固化体は実用的な強度を有することから、廃棄物のＦＲＰの再利用をより促進することが可能である。
【００２３】
本発明の固化体は、ＦＲＰからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、全体中、水酸化アルミニウムが３５質量％以上であり、炭酸カルシウムが１０質量％以上であることを特徴とする。この範囲内の固化体は実用的な強度を発揮する。
【００２４】
また、本発明の固化体は、ＦＲＰからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１以上：１であることを特徴とする。この範囲内の固化体も実用的な強度を発揮する。
【００２５】
発明者らの試験結果によれば、固化体は、全体中、水酸化アルミニウムが３８〜４６質量％であり、炭酸カルシウムが１０〜１８質量％であることが好ましい。また、固化体は、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１：１〜４．５：１であることが好ましい。これらの範囲内であれば、蒸気養生前後で曲げ強度が大きく向上し、固化体はより実用的な強度を発揮する。
【００２６】
固化体がこれらの範囲の組成になるように粉砕物、水酸化アルミニウム粉末及び／又は炭酸カルシウム粉末を混合し、成形し、かつ固化することにより、実用的な固化体を製造することが可能である。
【００２７】
したがって、本発明の固化体によれば、廃棄物のＦＲＰを成形体等として再利用しやすく、この再利用をより促進することが可能になる。
【００２８】
なお、本発明において、水酸化アルミニウム粉末やカルシウム分粉末の代わりに又はこれらとともにシリカ粉末等の無機粉末を混合し、無機ナノ粒子を繊維成分に付着させることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、試験品１〜９に基づいて本発明を説明する。
【００３０】
まず、長さ１５〜２５ｍｍのガラス繊維が２４質量％、炭酸カルシウムが３０〜４５質量％、他の添加物が０〜１０質量％、残部が不飽和ポリエステル樹脂の廃棄物であるＦＲＰを用意する。このＦＲＰを最大長さが数ｍｍ〜１ｃｍに粗く粉砕し、粗粒とした。
【００３１】
一方、図１（Ａ）及び（Ｂ）に要部を示す摩砕式粉砕混合機（ホソカワミクロン（株）製、「メカノフュージョンシステム」）を用意した。この摩砕式粉砕混合機では、内部に粉砕室１０をもつステンレス製のケーシング１１が上下を軸方向として設けられている。粉砕室１０の周壁は、内径Ｄが８０ｍｍの軸芯回りの円筒面とされている。ケーシング１１の底壁には軸孔１１ａが貫設されており、軸孔１１ａには回転軸１２が回転可能に挿通されている。粉砕室１０内には回転軸１２と同期回転するロータ１３が固定されている。
【００３２】
ロータ１３は、粉砕室１０の周壁と対面する方向で互いに遠ざかる方向に延びる一対の羽根部１３ａを有している。両羽根部１３ａの周壁側の先端には、曲率Ｒが１８ｍｍの摩砕面が形成されている。ロータ１３は、両羽根部１３ａの先端間の距離である最大外径ｄが７２ｍｍ、最小外径ｗが５５ｍｍ、高さｈが３５ｍｍである。よって、粉砕室１０の周壁とロータ１３の両羽根部１３ａの先端とのクリアランスは４ｍｍである。この摩砕式粉砕混合機は、以上の構成により、せん断力及び圧縮力を粗粒に作用させることにより粗粒を粉砕することが可能であるとともに、粉砕物と添加物との混合が可能になっている。
【００３３】
（試験１）
まず、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機の粉砕室１０に投入し、回転数９００ｒｐｍで３０分間の粉砕を行った（粉砕工程）。この粉砕物のＥＰＭＡ写真を図２に示す。図２では、ガラス繊維等の無機物が白っぽく見え、有機物である樹脂が黒っぽく見えている。図２より、この粉砕物は、ＦＲＰに含まれるガラス繊維がその形状をほぼ保ったままほぼマトリックスだけが粉砕されていることがわかる。
【００３４】
一方、市販の振動ミルを用いて粗粒のみを３０分間粉砕した。この粉砕物のＳＥＭ写真を図３に示す。図３より、この粉砕物は、ＦＲＰに含まれるガラス繊維もマトリックスと同様に粉砕されていることがわかる。
【００３５】
（試験２）
次いで、表１に示す条件で少なくとも粗粒を粉砕するとともに水酸化アルミニウム粉末及び／又は炭酸カルシウムと混合し、試験品１〜６、８、９とした（粉砕工程、混合工程）。
【００３６】
【表１】
【００３７】
すなわち、試験品１では、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で６０分間粉砕して粉砕物とした。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：０：０である。得られた粉砕物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品１とした。
【００３８】
試験品２では、粗粒及び水酸化アルミニウム粉末を摩砕式粉砕混合機で６０分間粉砕しながら混合した。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品２とした。
【００３９】
試験品３については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で３０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品３とした。
【００４０】
試験品４については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で９０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品４とした。
【００４１】
試験品５については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で３０分間粉砕し、これを３５５μｍの篩いにかけた。そして、篩いを通った粉砕物に水酸化アルミニウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。篩いを通った粉砕物と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は３：１：０とした。得られた混合物が試験品５である。
【００４２】
一方、粗粒及び水酸化アルミニウム粉末を振動ミルで３０分間粉砕及び混合し、試験品６とした。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。
【００４３】
また、粗粒のみを振動ミルで３０分間粉砕し、試験品７とした。
【００４４】
試験品８については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で９０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末及び炭酸カルシウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０．４とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品８とした。
【００４５】
試験品９については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で９０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末及び炭酸カルシウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：２とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品９とした。
【００４６】
各試験品１〜９の粉砕工程における粗粒のみの条件である時間（分）、実動力（ｋｗ）及び回転数（ｒｐｍ）を表２に示す。また、各試験品１〜９の粉砕工程における水酸化アルミニウム粉末及び／又は炭酸カルシウム粉末添加後の条件である時間（分）、実動力（ｋｗ）及び回転数（ｒｐｍ）を表３に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
試験品３のＳＥＭ写真を図４に示し、図４のＥＤＸ（Ａｌ）写真を図５に示す。図４及び図５より、この混合物では、ガラス繊維に水酸化アルミニウムのナノ粒子がびっしりと付着していることがわかる。
【００５０】
各試験品１〜６、８、９の混合物を１００ＭＰａで一軸加圧成形し、タイル形状の成形体とした（成形工程）。そして、各成形体の密度（ｇ／ｃｍ3）を測定した。また、各成形体を３点曲げ強度試験に供し、曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
【００５１】
次いで、各成形体を８０°Ｃ、２４時間の蒸気養生に供して固化し、固化体とした（固化工程）。各固化体についても密度及び曲げ強度を測定した。成形体及び固化体の密度及び曲げ強度の試験結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
【００５３】
また、試験品３の成形体のＳＥＭ写真を図６に示し、試験品３の固化体のＳＥＭ写真を図７に示す。一方、試験品６の成形体のＳＥＭ写真を図８に示し、試験品６の固化体のＳＥＭ写真を図９に示す。
【００５４】
図６〜９より、試験品３の成形体及び固化体においては数百μｍのガラス繊維が無数に組み込まれているのに対し、試験品６の成形体及び固化体においては微小なガラス繊維と樹脂とがバルク状になっていることがわかる。
【００５５】
試験品１〜３及び試験品６、７の粒度分布を図１０に示す。
【００５６】
表４及び図１０より、試験品１では成形体及び固化体の強度が十分ではなかった。粗粒のみを粉砕しているため、粉砕物の微粒子化が進み難く、所望の粉砕物が得られ難いからであると考えられる。
【００５７】
また、試験品２でも成形体及び固化体の強度が十分ではない。粗粒の段階で水酸化アルミニウム粉末を混合しているため、ＦＲＰのマトリックスの剥離や微粒子化が進む前に水酸化アルミニウムがガラス繊維及びマトリックスの粗粒子に付着し始め、ガラス繊維へのナノ粒子の付着を生じ難いからであると考えられる。
【００５８】
試験品３では、建築材料として十分な強度（５ＭＰａ程度以上）の固化体が得られた。マトリックスが微粒子化し、ガラス繊維が残留した粉砕物となっており、かつガラス繊維及びマトリックスの微粒子にナノ粒子が付着しているためである。また、試験品３の固化体においては、密度が低下し、強度が向上していることがわかる。
【００５９】
試験品４では成形体及び固化体の強度がさらに向上している。粗粒のみの粉砕時間を増やしているため、ガラス繊維とマトリックスとの剥離が進むとともに、これらの粒子表面にナノ粒子がより付着しやすく、高い表面活性を有するからである。
【００６０】
試験品５では成形体及び固化体の強度が十分ではない。粗粒のみを粉砕して一旦篩いにかけているため、摩砕式粉砕混合機の粉砕室１０の周壁とロータ１３の両羽根部１３ａの先端とのクリアランスに粉砕物が収まり、ナノ粒子の付着が進行し難いからである。
【００６１】
一方、試験品６では成形体及び固化体の強度が十分ではない。ガラス繊維及びマトリックスがともに微粒子化し、かつガラス繊維へのナノ粒子の付着も生じないからである。
【００６２】
また、試験品８の成形体のＳＥＭ写真を図１１及び図１２に示す。また、試験品８の固化体のＳＥＭ写真を図１３〜１６に示す。
【００６３】
試験品８の固化体は強度が上がっている。図１１〜１６より、試験品８では、成形体の段階で、微細化した粗粒に水酸化アルミニウム及び炭酸カルシウムのナノ粒子が付着しているため、蒸気養生によって水和物が生成するからである。ＦＲＰが炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを多く含まない場合において、混合工程で水酸化アルミニウム及びカルシウム分粉末を混合しているからである。
【００６４】
試験品９では、最終的な粉砕物の炭酸カルシウム量が全体の２５％以内において、固化体がある程度の強度を維持できることがわかる。
【００６５】
（試験３）
上記試験品１〜６、８、９の固化体及び他の２個の固化体（試験品１０、１１）について、全体中の水酸化アルミニウムの質量％と、全体中の炭酸カルシウムの質量％と、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとの質量比を求めた。結果を表５に示す。表５には、これらの成形体（養生前）及び固化体（養生後）の曲げ強度（ＭＰａ）も記した。また、水酸化アルミニウムの含有率（質量％）と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を図１７に示し、炭酸カルシウムの含有率（質量％）と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を図１８に示し、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとの質量比と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を図１９に示す。
【００６６】
【表５】
【００６７】
表５及び図１７〜１９より、固化体は、全体中、水酸化アルミニウムが３５質量％以上であり、炭酸カルシウムが１０質量％以上であれば、実用的な強度を発揮できることがわかる。また、固化体は、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１以上：１であれば、実用的な強度を発揮できることがわかる。
【００６８】
特に、全体中、水酸化アルミニウムが３８〜４６質量％であり、炭酸カルシウムが１０〜１８質量％の固化体は、より実用的な強度を発揮する。また、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１：１〜４．５：１の固化体は、より実用的な強度を発揮する。
【００６９】
なお、水酸化アルミニウムを初めから添加した試験品２の混合物と、振動ミルを用い、水酸化アルミニウムを後から添加した試験品６の混合物とは、蒸気養生によって強度が十分に向上しない。試験品２の混合物は、ＦＲＰのマトリックスの微粒子化が進む前に水酸化アルミニウム同士の付着が始まり、水酸化アルミニウムのナノ粒子がガラス繊維に付着し難いからである。また、試験品６の混合物は、ガラス繊維が残り難く、水酸化アルミニウムのナノ粒子もガラス繊維に付着し難いからである。
【００７０】
また、粗粒を粉砕後に篩いにかけ、その後に水酸化アルミニウムを添加した試験品５の混合物は、強度が十分でない。試験品５の混合物は、水酸化アルミニウムのナノ粒子がガラス繊維に十分に付着していないためである。
【００７１】
したがって、本発明の処理方法、粉砕物及び固化体によれば、廃棄物のＦＲＰを成形体等として再利用しやすく、この再利用をより促進できることが明らかである。
【００７２】
以上において、本発明を試験品に即して説明したが、本発明は上記試験品に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は再生ＦＲＰ製品の製造方法等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】試験１、２に用いた摩砕式粉砕混合機に係り、図（Ａ）は横断面図、図（Ｂ）は縦断面図である。
【図２】試験１において、摩砕式粉砕混合機で粗粒を粉砕した粉砕物のＥＰＭＡ写真である。
【図３】試験１において、市販の振動ミルで粗粒を粉砕した粉砕物のＳＥＭ写真である。
【図４】試験２において、試験品３のガラス繊維を拡大したＳＥＭ写真である。
【図５】試験２において、図４のＥＤＸ（Ａｌ）写真である。
【図６】試験２において、試験品３の成形体のＳＥＭ写真である。
【図７】試験２において、試験品３の固化体のＳＥＭ写真である。
【図８】試験２において、試験品６の成形体のＳＥＭ写真である。
【図９】試験２において、試験品６の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１０】試験２において、試験品１〜３及び試験品６、７の粒度分布を示すグラフである。
【図１１】試験２において、試験品８の成形体のＳＥＭ写真である。
【図１２】試験２において、試験品８の成形体のＳＥＭ写真である。
【図１３】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１４】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１５】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１６】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１７】試験３において、水酸化アルミニウムの含有率と成形体及び固化体の曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図１８】試験３において、炭酸カルシウムの含有率と成形体及び固化体の曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図１９】水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとの質量比と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽、カウンタ等に使用される繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の再利用を目的とした処理方法と、その粉砕物と、固化体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽等に採用されるＦＲＰは、一般には長さ１５〜２５ｍｍのガラス繊維が２０〜４０質量％、無機粉末からなる添加物が２０〜４０質量％、不飽和ポリエステル樹脂が残部である。無機粉末としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）又は水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3））が多く採用されている。ガラス繊維以外はマトリックスを構成している。このＦＲＰが廃棄あるいは再利用される場合、ＦＲＰをいかに処理するかが環境上問題となる。
【０００３】
従来、そのようなＦＲＰを粉砕し、成形体とするＦＲＰの処理方法が知られている（特許文献１、２）。特許文献１開示の処理方法は、ＦＲＰを粉砕機にかけて粉砕物とする粉砕工程と、この粉砕物を熱可塑性樹脂と溶融混練してペレットとし、このペレットを用いて成形体とする成形工程とからなるものである。また、特許文献２開示の処理方法は、ＦＲＰを高温高圧の流体で処理し、処理物を媒体中で解砕して粉砕物とする粉砕工程と、その粉砕物を充填剤として新たなＦＲＰ等の成形体とする成形工程とからなるものである。これらの処理方法により、廃棄物となったＦＲＰを再利用することが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２０２５５号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、発明者らの試験結果によれば、上記のようにＦＲＰを処理する場合であっても、成形体の成形性が悪いとともに、得られた成形体の強度が低いことが明らかとなった。
【０００６】
すなわち、上記従来の処理方法では、微細な粉砕物さえ得られれば足りる粉砕工程を採用していたため、ＦＲＰ中のガラス繊維等の繊維成分まで微細に粉砕してしまい、用途が狭い。繊維を残した粉砕を行えば、その強度を利用することで用途が広がる。例えば、この粉砕方法で廃棄物のＦＲＰから強度のある再成形体を作ることができる。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、廃棄物のＦＲＰの再利用をより促進可能なＦＲＰの処理方法、その粉砕物及び固化体を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行った。すなわち、一般的に被処理物を粉砕する場合、被処理物には圧縮力、衝撃力及びせん断力の少なくとも１種が作用するのであるが、発明者らの試験結果によれば、せん断力及び圧縮力を粗粒に作用させることによりＦＲＰからなる粗粒の粉砕を行えば、粉砕物に繊維成分が残りやすい。こうして以下の本発明が完成された。
【０００９】
本発明のＦＲＰの処理方法は、ＦＲＰからなる粗粒を粉砕機によって粉砕し、粉砕物とする粉砕工程を備えたＦＲＰの処理方法であって、前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより前記粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＦＲＰの粉砕物は、ＦＲＰからなる粗粒を粉砕機によって粉砕したＦＲＰの粉砕物であって、前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより前記粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする。
【００１１】
発明者らの試験結果によれば、本発明の処理方法によれば、粉砕物中に繊維成分を残しやすい。この理由は、粗粒をせん断力及び圧縮力のみにより粉砕すると、摩砕（frictional grinding）により、繊維表面からマトリックス粒子が効率的に剥離するためであると考えている。このため、得られる粉砕物を成形体にすれば、繊維成分が成形体の強度を確保しやすい。
【００１２】
また、本発明の処理方法によれば、J. Soc. Powder Technol., Japan, 42, 625-631(2005)「ナノ粒子ボンディング技術による粒子・材料の構造制御」に記載されているように、その粉砕物では、繊維成分のナノ粒子、マトリックスのナノ粒子又は添加物のナノ粒子が繊維成分に付着し、高い表面活性を有することとなる。このため、この粉砕物を用いた成形体は、高い表面活性により個々の粉砕物が強固に結合すると考えられる。また、発明者らの試験結果によれば、ナノ粒子がガラス繊維の表面にびっしりと付着した粉砕物は、ガラス繊維という無機材料の性質が低められ、低熱伝導性、断熱性に優れたものとなった。
【００１３】
なお、特開平７−１５５７３８号公報には、ＦＲＰを衝撃力だけで粉砕する粉砕工程が開示されている。これでは繊維成分も粉砕するおそれが大きい。
【００１４】
また、特開昭６３−１０５１１９号公報や特開２００３−２４５５６９号公報には、せん断力及び衝撃力によりＦＲＰを粉砕する粉砕工程が開示されている。この粉砕工程も衝撃力によって繊維成分を破壊するおそれが大きい。
【００１５】
一方、特開平６−５５５４０号公報には、ＦＲＰをせん断力だけで粉砕する粉砕工程が開示されている。同公報によれば、この粉砕工程を採用すれば、ＦＲＰ中の繊維成分が残余のマトリックスから剥離するとされている。しかしながら、この粉砕工程は、詳細が不明であるとともに、ＦＲＰを圧縮力によって粉砕していないことから、ガラス繊維とマトリックスとの界面の剥離が十分に行われない点が懸念される。
【００１６】
したがって、本発明の処理方法及び粉砕物によれば、廃棄物のＦＲＰを成形体等として再利用しやすく、この再利用をより促進することが可能になる。
【００１７】
本発明に係る摩砕式粉砕機は、内部に粉砕室をもち、この粉砕室の周壁が軸芯回りの円筒面とされたケーシングと、粉砕室内で軸芯回りに回転することにより、周壁との間で粗粒にせん断力及び圧縮力のみを付与するロータとを有し得る。
【００１８】
ロータは周壁と対面する方向に延びる羽根部を有し得る。羽根部は複数であることが好ましい。羽根部の周壁側の先端には、周壁の曲率に対して一定範囲の曲率からなる摩砕面が形成されていることが好ましい。羽根部の摩砕面の曲率が一定範囲であれば、せん断力及び圧縮力のみにより粗粒を粉砕し易い。摩砕式粉砕機は、周壁と摩砕面との間の間隙が調整可能なものであることが好ましい。
【００１９】
本発明の処理方法において、粗粒又は粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合し、混合物とする混合工程と、混合物を成形し、成形体とする成形工程と、成形体を蒸気養生によって固化する固化工程とを備えていることが好ましい。この処理方法は固化体の製造方法でもある。ＦＲＰは炭酸カルシウム又は水酸化アルミニウムを含む場合が多い。ＦＲＰが炭酸カルシウムを多く含み、水酸化アルミニウムを多く含まない場合には、混合工程で水酸化アルミニウムを混合し、ＦＲＰが水酸化アルミニウムを多く含み、炭酸カルシウムを多く含まない場合には、混合工程でカルシウム分粉末を混合し、ＦＲＰが炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを多く含まない場合には、混合工程で水酸化アルミニウム及びカルシウム分粉末を混合する。これにより、粉砕物を固化体として再利用することができる。カルシウム分粉末としては、炭酸カルシウムの他、水酸化カルシウムを採用することができる。但し、粗粒のみで粉砕を行うと、ＦＲＰのマトリックスの微粒子化が進み難く、所望の粉砕物が得られ難い。
【００２０】
この場合、混合工程では、粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合することが好ましい。粗粒の段階で水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合すると、ＦＲＰのマトリックスの微粒子化が進む前に水酸化アルミニウム同士、カルシウム分粉末同士又は水酸化アルミニウムとカルシウム分粉末との付着が始まり、ガラス繊維へのナノ粒子の付着を生じ難い。
【００２１】
本発明の処理方法において、混合工程は、せん断力及び圧縮力を粉砕物に作用させることにより混合を行う摩砕式混合機によって行われることが好ましい。せん断力及び圧縮力のみを粉砕物に作用させることにより混合を行う摩砕式混合機によって混合工程が行われることがより好ましい。粉砕物の段階で水酸化アルミニウム粉末等を混合すれば、水酸化アルミニウム等のナノ粒子を繊維成分に付着させ易い。このため、強度の高い固化体を得ることができる。残留した繊維成分自体が固化体の強度を機械的に向上させる他、繊維成分に付着したナノ粒子の高い表面活性により、個々の粉砕物が強固に結合するものと考えられる。
【００２２】
また、発明者らは本発明の処理方法により本発明の固化体を完成した。この固化体は実用的な強度を有することから、廃棄物のＦＲＰの再利用をより促進することが可能である。
【００２３】
本発明の固化体は、ＦＲＰからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、全体中、水酸化アルミニウムが３５質量％以上であり、炭酸カルシウムが１０質量％以上であることを特徴とする。この範囲内の固化体は実用的な強度を発揮する。
【００２４】
また、本発明の固化体は、ＦＲＰからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１以上：１であることを特徴とする。この範囲内の固化体も実用的な強度を発揮する。
【００２５】
発明者らの試験結果によれば、固化体は、全体中、水酸化アルミニウムが３８〜４６質量％であり、炭酸カルシウムが１０〜１８質量％であることが好ましい。また、固化体は、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１：１〜４．５：１であることが好ましい。これらの範囲内であれば、蒸気養生前後で曲げ強度が大きく向上し、固化体はより実用的な強度を発揮する。
【００２６】
固化体がこれらの範囲の組成になるように粉砕物、水酸化アルミニウム粉末及び／又は炭酸カルシウム粉末を混合し、成形し、かつ固化することにより、実用的な固化体を製造することが可能である。
【００２７】
したがって、本発明の固化体によれば、廃棄物のＦＲＰを成形体等として再利用しやすく、この再利用をより促進することが可能になる。
【００２８】
なお、本発明において、水酸化アルミニウム粉末やカルシウム分粉末の代わりに又はこれらとともにシリカ粉末等の無機粉末を混合し、無機ナノ粒子を繊維成分に付着させることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、試験品１〜９に基づいて本発明を説明する。
【００３０】
まず、長さ１５〜２５ｍｍのガラス繊維が２４質量％、炭酸カルシウムが３０〜４５質量％、他の添加物が０〜１０質量％、残部が不飽和ポリエステル樹脂の廃棄物であるＦＲＰを用意する。このＦＲＰを最大長さが数ｍｍ〜１ｃｍに粗く粉砕し、粗粒とした。
【００３１】
一方、図１（Ａ）及び（Ｂ）に要部を示す摩砕式粉砕混合機（ホソカワミクロン（株）製、「メカノフュージョンシステム」）を用意した。この摩砕式粉砕混合機では、内部に粉砕室１０をもつステンレス製のケーシング１１が上下を軸方向として設けられている。粉砕室１０の周壁は、内径Ｄが８０ｍｍの軸芯回りの円筒面とされている。ケーシング１１の底壁には軸孔１１ａが貫設されており、軸孔１１ａには回転軸１２が回転可能に挿通されている。粉砕室１０内には回転軸１２と同期回転するロータ１３が固定されている。
【００３２】
ロータ１３は、粉砕室１０の周壁と対面する方向で互いに遠ざかる方向に延びる一対の羽根部１３ａを有している。両羽根部１３ａの周壁側の先端には、曲率Ｒが１８ｍｍの摩砕面が形成されている。ロータ１３は、両羽根部１３ａの先端間の距離である最大外径ｄが７２ｍｍ、最小外径ｗが５５ｍｍ、高さｈが３５ｍｍである。よって、粉砕室１０の周壁とロータ１３の両羽根部１３ａの先端とのクリアランスは４ｍｍである。この摩砕式粉砕混合機は、以上の構成により、せん断力及び圧縮力を粗粒に作用させることにより粗粒を粉砕することが可能であるとともに、粉砕物と添加物との混合が可能になっている。
【００３３】
（試験１）
まず、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機の粉砕室１０に投入し、回転数９００ｒｐｍで３０分間の粉砕を行った（粉砕工程）。この粉砕物のＥＰＭＡ写真を図２に示す。図２では、ガラス繊維等の無機物が白っぽく見え、有機物である樹脂が黒っぽく見えている。図２より、この粉砕物は、ＦＲＰに含まれるガラス繊維がその形状をほぼ保ったままほぼマトリックスだけが粉砕されていることがわかる。
【００３４】
一方、市販の振動ミルを用いて粗粒のみを３０分間粉砕した。この粉砕物のＳＥＭ写真を図３に示す。図３より、この粉砕物は、ＦＲＰに含まれるガラス繊維もマトリックスと同様に粉砕されていることがわかる。
【００３５】
（試験２）
次いで、表１に示す条件で少なくとも粗粒を粉砕するとともに水酸化アルミニウム粉末及び／又は炭酸カルシウムと混合し、試験品１〜６、８、９とした（粉砕工程、混合工程）。
【００３６】
【表１】
【００３７】
すなわち、試験品１では、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で６０分間粉砕して粉砕物とした。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：０：０である。得られた粉砕物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品１とした。
【００３８】
試験品２では、粗粒及び水酸化アルミニウム粉末を摩砕式粉砕混合機で６０分間粉砕しながら混合した。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品２とした。
【００３９】
試験品３については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で３０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品３とした。
【００４０】
試験品４については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で９０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品４とした。
【００４１】
試験品５については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で３０分間粉砕し、これを３５５μｍの篩いにかけた。そして、篩いを通った粉砕物に水酸化アルミニウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。篩いを通った粉砕物と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は３：１：０とした。得られた混合物が試験品５である。
【００４２】
一方、粗粒及び水酸化アルミニウム粉末を振動ミルで３０分間粉砕及び混合し、試験品６とした。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０とした。
【００４３】
また、粗粒のみを振動ミルで３０分間粉砕し、試験品７とした。
【００４４】
試験品８については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で９０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末及び炭酸カルシウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：０．４とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品８とした。
【００４５】
試験品９については、粗粒のみを摩砕式粉砕混合機で９０分間粉砕し、次いで水酸化アルミニウム粉末及び炭酸カルシウム粉末を添加してさらに３０分間粉砕及び混合を行った。粗粒と水酸化アルミニウム粉末と炭酸カルシウムとの質量比は１０：４：２とした。得られた混合物を３５５μｍの篩いにかけ、篩いを通ったものを試験品９とした。
【００４６】
各試験品１〜９の粉砕工程における粗粒のみの条件である時間（分）、実動力（ｋｗ）及び回転数（ｒｐｍ）を表２に示す。また、各試験品１〜９の粉砕工程における水酸化アルミニウム粉末及び／又は炭酸カルシウム粉末添加後の条件である時間（分）、実動力（ｋｗ）及び回転数（ｒｐｍ）を表３に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
試験品３のＳＥＭ写真を図４に示し、図４のＥＤＸ（Ａｌ）写真を図５に示す。図４及び図５より、この混合物では、ガラス繊維に水酸化アルミニウムのナノ粒子がびっしりと付着していることがわかる。
【００５０】
各試験品１〜６、８、９の混合物を１００ＭＰａで一軸加圧成形し、タイル形状の成形体とした（成形工程）。そして、各成形体の密度（ｇ／ｃｍ3）を測定した。また、各成形体を３点曲げ強度試験に供し、曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
【００５１】
次いで、各成形体を８０°Ｃ、２４時間の蒸気養生に供して固化し、固化体とした（固化工程）。各固化体についても密度及び曲げ強度を測定した。成形体及び固化体の密度及び曲げ強度の試験結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
【００５３】
また、試験品３の成形体のＳＥＭ写真を図６に示し、試験品３の固化体のＳＥＭ写真を図７に示す。一方、試験品６の成形体のＳＥＭ写真を図８に示し、試験品６の固化体のＳＥＭ写真を図９に示す。
【００５４】
図６〜９より、試験品３の成形体及び固化体においては数百μｍのガラス繊維が無数に組み込まれているのに対し、試験品６の成形体及び固化体においては微小なガラス繊維と樹脂とがバルク状になっていることがわかる。
【００５５】
試験品１〜３及び試験品６、７の粒度分布を図１０に示す。
【００５６】
表４及び図１０より、試験品１では成形体及び固化体の強度が十分ではなかった。粗粒のみを粉砕しているため、粉砕物の微粒子化が進み難く、所望の粉砕物が得られ難いからであると考えられる。
【００５７】
また、試験品２でも成形体及び固化体の強度が十分ではない。粗粒の段階で水酸化アルミニウム粉末を混合しているため、ＦＲＰのマトリックスの剥離や微粒子化が進む前に水酸化アルミニウムがガラス繊維及びマトリックスの粗粒子に付着し始め、ガラス繊維へのナノ粒子の付着を生じ難いからであると考えられる。
【００５８】
試験品３では、建築材料として十分な強度（５ＭＰａ程度以上）の固化体が得られた。マトリックスが微粒子化し、ガラス繊維が残留した粉砕物となっており、かつガラス繊維及びマトリックスの微粒子にナノ粒子が付着しているためである。また、試験品３の固化体においては、密度が低下し、強度が向上していることがわかる。
【００５９】
試験品４では成形体及び固化体の強度がさらに向上している。粗粒のみの粉砕時間を増やしているため、ガラス繊維とマトリックスとの剥離が進むとともに、これらの粒子表面にナノ粒子がより付着しやすく、高い表面活性を有するからである。
【００６０】
試験品５では成形体及び固化体の強度が十分ではない。粗粒のみを粉砕して一旦篩いにかけているため、摩砕式粉砕混合機の粉砕室１０の周壁とロータ１３の両羽根部１３ａの先端とのクリアランスに粉砕物が収まり、ナノ粒子の付着が進行し難いからである。
【００６１】
一方、試験品６では成形体及び固化体の強度が十分ではない。ガラス繊維及びマトリックスがともに微粒子化し、かつガラス繊維へのナノ粒子の付着も生じないからである。
【００６２】
また、試験品８の成形体のＳＥＭ写真を図１１及び図１２に示す。また、試験品８の固化体のＳＥＭ写真を図１３〜１６に示す。
【００６３】
試験品８の固化体は強度が上がっている。図１１〜１６より、試験品８では、成形体の段階で、微細化した粗粒に水酸化アルミニウム及び炭酸カルシウムのナノ粒子が付着しているため、蒸気養生によって水和物が生成するからである。ＦＲＰが炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを多く含まない場合において、混合工程で水酸化アルミニウム及びカルシウム分粉末を混合しているからである。
【００６４】
試験品９では、最終的な粉砕物の炭酸カルシウム量が全体の２５％以内において、固化体がある程度の強度を維持できることがわかる。
【００６５】
（試験３）
上記試験品１〜６、８、９の固化体及び他の２個の固化体（試験品１０、１１）について、全体中の水酸化アルミニウムの質量％と、全体中の炭酸カルシウムの質量％と、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとの質量比を求めた。結果を表５に示す。表５には、これらの成形体（養生前）及び固化体（養生後）の曲げ強度（ＭＰａ）も記した。また、水酸化アルミニウムの含有率（質量％）と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を図１７に示し、炭酸カルシウムの含有率（質量％）と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を図１８に示し、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとの質量比と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を図１９に示す。
【００６６】
【表５】
【００６７】
表５及び図１７〜１９より、固化体は、全体中、水酸化アルミニウムが３５質量％以上であり、炭酸カルシウムが１０質量％以上であれば、実用的な強度を発揮できることがわかる。また、固化体は、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１以上：１であれば、実用的な強度を発揮できることがわかる。
【００６８】
特に、全体中、水酸化アルミニウムが３８〜４６質量％であり、炭酸カルシウムが１０〜１８質量％の固化体は、より実用的な強度を発揮する。また、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１：１〜４．５：１の固化体は、より実用的な強度を発揮する。
【００６９】
なお、水酸化アルミニウムを初めから添加した試験品２の混合物と、振動ミルを用い、水酸化アルミニウムを後から添加した試験品６の混合物とは、蒸気養生によって強度が十分に向上しない。試験品２の混合物は、ＦＲＰのマトリックスの微粒子化が進む前に水酸化アルミニウム同士の付着が始まり、水酸化アルミニウムのナノ粒子がガラス繊維に付着し難いからである。また、試験品６の混合物は、ガラス繊維が残り難く、水酸化アルミニウムのナノ粒子もガラス繊維に付着し難いからである。
【００７０】
また、粗粒を粉砕後に篩いにかけ、その後に水酸化アルミニウムを添加した試験品５の混合物は、強度が十分でない。試験品５の混合物は、水酸化アルミニウムのナノ粒子がガラス繊維に十分に付着していないためである。
【００７１】
したがって、本発明の処理方法、粉砕物及び固化体によれば、廃棄物のＦＲＰを成形体等として再利用しやすく、この再利用をより促進できることが明らかである。
【００７２】
以上において、本発明を試験品に即して説明したが、本発明は上記試験品に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は再生ＦＲＰ製品の製造方法等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】試験１、２に用いた摩砕式粉砕混合機に係り、図（Ａ）は横断面図、図（Ｂ）は縦断面図である。
【図２】試験１において、摩砕式粉砕混合機で粗粒を粉砕した粉砕物のＥＰＭＡ写真である。
【図３】試験１において、市販の振動ミルで粗粒を粉砕した粉砕物のＳＥＭ写真である。
【図４】試験２において、試験品３のガラス繊維を拡大したＳＥＭ写真である。
【図５】試験２において、図４のＥＤＸ（Ａｌ）写真である。
【図６】試験２において、試験品３の成形体のＳＥＭ写真である。
【図７】試験２において、試験品３の固化体のＳＥＭ写真である。
【図８】試験２において、試験品６の成形体のＳＥＭ写真である。
【図９】試験２において、試験品６の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１０】試験２において、試験品１〜３及び試験品６、７の粒度分布を示すグラフである。
【図１１】試験２において、試験品８の成形体のＳＥＭ写真である。
【図１２】試験２において、試験品８の成形体のＳＥＭ写真である。
【図１３】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１４】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１５】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１６】試験２において、試験品８の固化体のＳＥＭ写真である。
【図１７】試験３において、水酸化アルミニウムの含有率と成形体及び固化体の曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図１８】試験３において、炭酸カルシウムの含有率と成形体及び固化体の曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図１９】水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとの質量比と成形体及び固化体の曲げ強度（ＭＰａ）との関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチックからなる粗粒を粉砕機によって粉砕し、粉砕物とする粉砕工程を備えた繊維強化プラスチックの処理方法であって、
前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより該粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項２】
前記粗粒又は前記粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合し、混合物とする混合工程と、
該混合物を成形し、成形体とする成形工程と、
該成形体を蒸気養生によって固化する固化工程とを備えている請求項１記載の繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項３】
前記混合工程では、前記粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合する請求項２記載の繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項４】
前記混合工程は、せん断力及び圧縮力を前記粉砕物に作用させることにより混合を行う摩砕式混合機によって行われる請求項２又は３記載の繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項５】
繊維強化プラスチックからなる粗粒を粉砕機によって粉砕した繊維強化プラスチックの粉砕物であって、
前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより前記粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする繊維強化プラスチックの粉砕物。
【請求項６】
繊維強化プラスチックからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、全体中、水酸化アルミニウムが３５質量％以上であり、炭酸カルシウムが１０質量％以上であることを特徴とする固化体。
【請求項７】
全体中、水酸化アルミニウムが３８〜４６質量％であり、炭酸カルシウムが１０〜１８質量％である請求項６記載の固化体。
【請求項８】
繊維強化プラスチックからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１以上：１であることを特徴とする固化体。
【請求項９】
水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１：１〜４．５：１である請求項８記載の固化体。
【請求項１】
繊維強化プラスチックからなる粗粒を粉砕機によって粉砕し、粉砕物とする粉砕工程を備えた繊維強化プラスチックの処理方法であって、
前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより該粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項２】
前記粗粒又は前記粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合し、混合物とする混合工程と、
該混合物を成形し、成形体とする成形工程と、
該成形体を蒸気養生によって固化する固化工程とを備えている請求項１記載の繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項３】
前記混合工程では、前記粉砕物に水酸化アルミニウム粉末及び／又はカルシウム分粉末を混合する請求項２記載の繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項４】
前記混合工程は、せん断力及び圧縮力を前記粉砕物に作用させることにより混合を行う摩砕式混合機によって行われる請求項２又は３記載の繊維強化プラスチックの処理方法。
【請求項５】
繊維強化プラスチックからなる粗粒を粉砕機によって粉砕した繊維強化プラスチックの粉砕物であって、
前記粉砕機はせん断力及び圧縮力を前記粗粒に作用させることにより前記粗粒を粉砕する摩砕式粉砕機であることを特徴とする繊維強化プラスチックの粉砕物。
【請求項６】
繊維強化プラスチックからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、全体中、水酸化アルミニウムが３５質量％以上であり、炭酸カルシウムが１０質量％以上であることを特徴とする固化体。
【請求項７】
全体中、水酸化アルミニウムが３８〜４６質量％であり、炭酸カルシウムが１０〜１８質量％である請求項６記載の固化体。
【請求項８】
繊維強化プラスチックからなる粉砕物と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを含み、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１以上：１であることを特徴とする固化体。
【請求項９】
水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとが質量比で２．１：１〜４．５：１である請求項８記載の固化体。
【図１】
【図１０】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１０】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２０７５４６（Ｐ２００８−２０７５４６Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３７１８（Ｐ２００８−１３７１８）
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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