JPH06128016A - 陶磁器質焼結体とその製造方法 - Google Patents
陶磁器質焼結体とその製造方法Info
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- JPH06128016A JPH06128016A JP4319185A JP31918592A JPH06128016A JP H06128016 A JPH06128016 A JP H06128016A JP 4319185 A JP4319185 A JP 4319185A JP 31918592 A JP31918592 A JP 31918592A JP H06128016 A JPH06128016 A JP H06128016A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】産業廃棄物の都市ゴミ，下水道汚泥を原料とし
て再利用する事により環境破壊防止に寄与すると共に、
それ自体で産業として成立たせるべく低コスト，高品質
の陶磁器質焼結体を効率的に製作し、セラミックス材料
の新しい突破口を開くことを目的とする。 【構成】都市ゴミ，下水道汚泥を高温度で熔融し水中で
急冷してなるガラス質でＡｌ２Ｏ３，ＣａＯ／ＳｉＯ２
を所定％含有してなる汚泥熔融水滓および該水滓と都市
ゴミ等を低温度で焼成してなるゴミ焼却灰を適宜混合し
たものと可塑性原料又は可塑性原料と非可塑性原料とを
混合してなる陶磁器質原料とを適宜の重量比で混合し、
それ等を１０００［℃］以上１３００［℃］以下の温度
で焼成，焼結する。また、それ等に成形助材としてアル
カリ金属塩水溶液を混合する。
て再利用する事により環境破壊防止に寄与すると共に、
それ自体で産業として成立たせるべく低コスト，高品質
の陶磁器質焼結体を効率的に製作し、セラミックス材料
の新しい突破口を開くことを目的とする。 【構成】都市ゴミ，下水道汚泥を高温度で熔融し水中で
急冷してなるガラス質でＡｌ２Ｏ３，ＣａＯ／ＳｉＯ２
を所定％含有してなる汚泥熔融水滓および該水滓と都市
ゴミ等を低温度で焼成してなるゴミ焼却灰を適宜混合し
たものと可塑性原料又は可塑性原料と非可塑性原料とを
混合してなる陶磁器質原料とを適宜の重量比で混合し、
それ等を１０００［℃］以上１３００［℃］以下の温度
で焼成，焼結する。また、それ等に成形助材としてアル
カリ金属塩水溶液を混合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、近時，環境破壊問題で
最も注目されている産業廃棄物類中の都市ゴミ，下水道
汚泥を焼却又は熔融して減容化し、かつ無害化処理して
生じた材料を利用して形成される建設材料其の他の一般
セラミックス等の陶磁器質焼結体とその製造方法に関す
る。
最も注目されている産業廃棄物類中の都市ゴミ，下水道
汚泥を焼却又は熔融して減容化し、かつ無害化処理して
生じた材料を利用して形成される建設材料其の他の一般
セラミックス等の陶磁器質焼結体とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】陶磁器質焼結体に関する従来技術として
は発明者等が既に創案したものがある。それはガラス質
を含む天然又は人工の原料を主成分として結晶化ガラス
粒子群を無機形の多孔質結合相で結合された組織を有す
るもので広く工業生産品として利用されている。また、
高炉水滓を利用した陶磁器質焼結体も広く利用されてい
る。高炉水滓は、８００［℃］乃至９５０［℃］に加熱
されるとゲーレナイト（３ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，２Ｓｉ
Ｏ２）の結晶が折出すると共に結晶化の際に８０乃至１
００［Ｃａｌ／ｇｒ］程度の発熱反応を起し、組成物の
焼成時間が短縮し燃料コストを大巾に減少出来る利点を
有すると共に、結晶化によって容積が膨脹し、全体とし
ての焼成収縮を減少して品質の安定化が出来る利点があ
り、前記したように陶磁器質焼結体として広く使用され
ている。
は発明者等が既に創案したものがある。それはガラス質
を含む天然又は人工の原料を主成分として結晶化ガラス
粒子群を無機形の多孔質結合相で結合された組織を有す
るもので広く工業生産品として利用されている。また、
高炉水滓を利用した陶磁器質焼結体も広く利用されてい
る。高炉水滓は、８００［℃］乃至９５０［℃］に加熱
されるとゲーレナイト（３ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，２Ｓｉ
Ｏ２）の結晶が折出すると共に結晶化の際に８０乃至１
００［Ｃａｌ／ｇｒ］程度の発熱反応を起し、組成物の
焼成時間が短縮し燃料コストを大巾に減少出来る利点を
有すると共に、結晶化によって容積が膨脹し、全体とし
ての焼成収縮を減少して品質の安定化が出来る利点があ
り、前記したように陶磁器質焼結体として広く使用され
ている。
【０００３】
【本発明の目的：解決すべき課題】ガラス質を含む天然
又は人工の原料を用いた陶磁器質焼結体は勿論焼結体と
して有効のものである。また、前記したように高炉水滓
を利用するものも勿論有効である。しかしながら、陶磁
器質焼結体の原料として産業廃棄物である都市ゴミや下
水道汚泥を利用することが出来れば前記の高炉水滓等の
比較的高価な原料を利用するものに較べて大巾のコスト
ダウンが図れると共に、産業廃棄物の放置による環境破
壊を防止し得る利点が生ずる。
又は人工の原料を用いた陶磁器質焼結体は勿論焼結体と
して有効のものである。また、前記したように高炉水滓
を利用するものも勿論有効である。しかしながら、陶磁
器質焼結体の原料として産業廃棄物である都市ゴミや下
水道汚泥を利用することが出来れば前記の高炉水滓等の
比較的高価な原料を利用するものに較べて大巾のコスト
ダウンが図れると共に、産業廃棄物の放置による環境破
壊を防止し得る利点が生ずる。
【０００４】しかしながら、都市ゴミ等の各種材料が混
合されたものを８００［℃］乃至１０００［℃］程度の
比較的低温度で焼却して生じたゴミ焼却灰を陶磁器質焼
結体の原料として利用する場合には次のような問題点が
ある。すなわち、都市ゴミには各種の材料のものが混在
しているが、その中で金属成分のみを分別して焼却した
ものでも化学成分が極めて不安定であり焼結体の収縮率
で大巾に変動し、セラミックス焼結体として工業的に量
産化することは困難である。一方、下水汚泥を利用した
ゴミ焼却灰の場合は都市ゴミに較べて成分が比較的安定
しているが、降雨時の土砂の混入した下水道汚泥のゴミ
焼却灰の場合にはＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，りん酸成分等
が±５［％］程度変動して混在するため依然として品質
が不安定である。また、下水道汚泥のゴミ焼却灰は微粉
灰のため、粉末加工成形の際に金型内の粉末の脱気が困
難なためゴミ焼却灰の配合比率が高くなると真空脱気装
置付きの特別の金型を用い、かつ数時間の時間をかけて
加圧成形しないと成形体の得られない間題点がある。ま
た、この成形体を焼成する場合、１０００［℃］を越え
ると１５［％］乃至２０［％］の非常に大きな焼結収縮
が生じ、成分の僅かな変動でも製品寸法に大きく影響
し、安定した品質の製品を量産化することは困難であっ
た。そのため、これ等のゴミ焼却灰を利用したものは比
較的低品質の煉瓦状の商品にのみ適用されるに過ぎなか
った。また、前記ゴミ焼却灰の問題点を解消するために
一般的な陶磁器用の原料である長石，陶石，陶磁器破砕
物粉末を主原料としてこれに前記ゴミ焼却灰を混合して
陶磁器質焼結体を製造するものもあるが、この場合でも
前記ゴミ焼却灰の配合比率が３０［％］を越えると品質
が不安定になり商品化することが出来ないという欠点が
あった。
合されたものを８００［℃］乃至１０００［℃］程度の
比較的低温度で焼却して生じたゴミ焼却灰を陶磁器質焼
結体の原料として利用する場合には次のような問題点が
ある。すなわち、都市ゴミには各種の材料のものが混在
しているが、その中で金属成分のみを分別して焼却した
ものでも化学成分が極めて不安定であり焼結体の収縮率
で大巾に変動し、セラミックス焼結体として工業的に量
産化することは困難である。一方、下水汚泥を利用した
ゴミ焼却灰の場合は都市ゴミに較べて成分が比較的安定
しているが、降雨時の土砂の混入した下水道汚泥のゴミ
焼却灰の場合にはＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，りん酸成分等
が±５［％］程度変動して混在するため依然として品質
が不安定である。また、下水道汚泥のゴミ焼却灰は微粉
灰のため、粉末加工成形の際に金型内の粉末の脱気が困
難なためゴミ焼却灰の配合比率が高くなると真空脱気装
置付きの特別の金型を用い、かつ数時間の時間をかけて
加圧成形しないと成形体の得られない間題点がある。ま
た、この成形体を焼成する場合、１０００［℃］を越え
ると１５［％］乃至２０［％］の非常に大きな焼結収縮
が生じ、成分の僅かな変動でも製品寸法に大きく影響
し、安定した品質の製品を量産化することは困難であっ
た。そのため、これ等のゴミ焼却灰を利用したものは比
較的低品質の煉瓦状の商品にのみ適用されるに過ぎなか
った。また、前記ゴミ焼却灰の問題点を解消するために
一般的な陶磁器用の原料である長石，陶石，陶磁器破砕
物粉末を主原料としてこれに前記ゴミ焼却灰を混合して
陶磁器質焼結体を製造するものもあるが、この場合でも
前記ゴミ焼却灰の配合比率が３０［％］を越えると品質
が不安定になり商品化することが出来ないという欠点が
あった。
【０００５】本発明は、以上の事情に鑑みて創案された
ものであり、天然や人工の原料や高価な高炉水滓を使用
せず、近時問題となっている産業廃棄物の都市ゴミや下
水道汚泥を原材料として用い、それ等の特性を利用する
と共に、処理方法を特定し、高生産性，低コスト，安定
品質を有する陶磁器質焼結体とその製造方法を提供する
ことを目的とする。
ものであり、天然や人工の原料や高価な高炉水滓を使用
せず、近時問題となっている産業廃棄物の都市ゴミや下
水道汚泥を原材料として用い、それ等の特性を利用する
と共に、処理方法を特定し、高生産性，低コスト，安定
品質を有する陶磁器質焼結体とその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【本発明の構成：課題解決の手段】本発明者は、近時産
業廃棄物として特に間題になっている都市ゴミや下水道
汚泥が高温熔融されて水滓となったものについて化学分
析，Ｘ線回析，熱分析等の基礎的な物性研究を行った結
果、これ等を利用して陶磁器質焼結体を製造し得ると確
信した。すなわち、１５００［℃］以上の高温で熔融さ
れガラス化された後に炉底から流下排出して水槽中で急
冷した無定形の粗粒状の水滓内には、都市ゴミなどに混
入していた不安定な金属材料が熔融されてメタル層とし
て分離される。そのため、金属成分の含有率が２．０乃
至３．５［％］の範囲で安定する。また、熔融により水
滓化の作業効率が向上しＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３ＳｉＯ２等
の主成分が補正管理される。そのため、従来の低温度で
焼却されたゴミ焼却灰に比べて化学成分のバラツキが少
なくなる。また前記した処理工程により製造された水滓
は高炉水滓に対して多くの優点を有することがわかっ
た。都市ゴミ等から作られた汚泥熔融水滓と高炉水滓と
の化学成分が表１に示される。
業廃棄物として特に間題になっている都市ゴミや下水道
汚泥が高温熔融されて水滓となったものについて化学分
析，Ｘ線回析，熱分析等の基礎的な物性研究を行った結
果、これ等を利用して陶磁器質焼結体を製造し得ると確
信した。すなわち、１５００［℃］以上の高温で熔融さ
れガラス化された後に炉底から流下排出して水槽中で急
冷した無定形の粗粒状の水滓内には、都市ゴミなどに混
入していた不安定な金属材料が熔融されてメタル層とし
て分離される。そのため、金属成分の含有率が２．０乃
至３．５［％］の範囲で安定する。また、熔融により水
滓化の作業効率が向上しＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３ＳｉＯ２等
の主成分が補正管理される。そのため、従来の低温度で
焼却されたゴミ焼却灰に比べて化学成分のバラツキが少
なくなる。また前記した処理工程により製造された水滓
は高炉水滓に対して多くの優点を有することがわかっ
た。都市ゴミ等から作られた汚泥熔融水滓と高炉水滓と
の化学成分が表１に示される。
【０００７】
【０００８】表１に示すように、汚泥熔融水滓は高炉水
滓に較べてＡｌ２Ｏ３の含有率が約２倍あり、ＣａＯは
約１／２である。また、汚泥熔融水滓はＫ２Ｏ＋Ｎａ２
Ｏを３乃至４［％］含有し、Ｆｌ２Ｏ３は高炉水滓に較
べて高い。更に、汚泥熔融水滓と高炉水滓を加熱して結
晶化の性状を調べると、高炉水滓は８５０［℃］乃至９
００［℃］の間で発熱のピークを有するが汚泥熔融水滓
は９４０［℃］乃至９５０［℃］で発熱のピークを有
し、約５０［℃］だけ高い。また、それ等の結晶はＸ線
回析で調べるとアノルサイト（ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，２
ＳｉＯ２）でり、一般の陶磁器質を構成する結晶鉱物と
同じものであることがわかった。なお、一般の石灰質陶
磁器の場合は、陶石，粘土などのＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３
系の原料に石灰石を加えてＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３，Ｃａ
Ｏ系の組成を造り、焼成過程の化学反応に長時間をかけ
てアノルサイトの結晶相を構成させるものであるが、前
記水滓は極めて短時間にアノルサイトの結晶相を容易に
作ることが出来ることが解った。
滓に較べてＡｌ２Ｏ３の含有率が約２倍あり、ＣａＯは
約１／２である。また、汚泥熔融水滓はＫ２Ｏ＋Ｎａ２
Ｏを３乃至４［％］含有し、Ｆｌ２Ｏ３は高炉水滓に較
べて高い。更に、汚泥熔融水滓と高炉水滓を加熱して結
晶化の性状を調べると、高炉水滓は８５０［℃］乃至９
００［℃］の間で発熱のピークを有するが汚泥熔融水滓
は９４０［℃］乃至９５０［℃］で発熱のピークを有
し、約５０［℃］だけ高い。また、それ等の結晶はＸ線
回析で調べるとアノルサイト（ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，２
ＳｉＯ２）でり、一般の陶磁器質を構成する結晶鉱物と
同じものであることがわかった。なお、一般の石灰質陶
磁器の場合は、陶石，粘土などのＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３
系の原料に石灰石を加えてＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３，Ｃａ
Ｏ系の組成を造り、焼成過程の化学反応に長時間をかけ
てアノルサイトの結晶相を構成させるものであるが、前
記水滓は極めて短時間にアノルサイトの結晶相を容易に
作ることが出来ることが解った。
【０００９】本発明は以上の諸分析を基にして創案され
たもので、都市ゴミ，下水道汚泥を原料にして陶磁器質
焼結体を製造し得ることを基本として研究開発し、具体
的技術としてまとめ上げたものである。
たもので、都市ゴミ，下水道汚泥を原料にして陶磁器質
焼結体を製造し得ることを基本として研究開発し、具体
的技術としてまとめ上げたものである。
【００１０】請求項１乃至２では、都市ゴミ，下水道汚
泥を高温度で熔融し水中で急冷してガラス質を作りその
中で、Ａｌ２Ｏ３を１５［％］以上３０［％］以下を含
有し、かつＣａＯ／ＳｉＯ２が０．８以下の組成をもつ
汚泥熔融水滓を採用している。Ａｌ２Ｏ３とＣａＯ／Ｓ
ｉＯ２とを前記範囲に規制したのは焼成において折出す
る主結晶相がアノルサイトであるための範囲であり、実
験的に求められたものである。なお、Ａｌ２Ｏ３の含有
量は２０［％］乃至２５［％］程度が望ましく、３０
［％］を越えると結晶化の折出温度が高くなり、結晶化
に時間がかかる間題点が生ずる。一方、汚泥熔融水滓を
１０重量［％］以上９５重量［％］以下とし、可塑性原
料，非可塑性原料からなる陶磁器質原料を９０重量
［％］以下５重量［％］以上としたのは汚泥熔融水滓の
重量［％］が１０重量［％］以下では本発明の目的が満
足されず、９５重量［％］以上では焼成時の膨脹率が大
きく陶磁器質焼結体の品質を低下させるためである。ま
た、焼成，焼結時の温度を１０００［℃］以上１３００
［℃］以下としたのは汚泥熔融水滓の焼成時における容
積膨脹を一定値以下に規制するためとアノルサイトの理
論的耐火度（１５５０［℃］）を参考にして実験的に定
めたものである。
泥を高温度で熔融し水中で急冷してガラス質を作りその
中で、Ａｌ２Ｏ３を１５［％］以上３０［％］以下を含
有し、かつＣａＯ／ＳｉＯ２が０．８以下の組成をもつ
汚泥熔融水滓を採用している。Ａｌ２Ｏ３とＣａＯ／Ｓ
ｉＯ２とを前記範囲に規制したのは焼成において折出す
る主結晶相がアノルサイトであるための範囲であり、実
験的に求められたものである。なお、Ａｌ２Ｏ３の含有
量は２０［％］乃至２５［％］程度が望ましく、３０
［％］を越えると結晶化の折出温度が高くなり、結晶化
に時間がかかる間題点が生ずる。一方、汚泥熔融水滓を
１０重量［％］以上９５重量［％］以下とし、可塑性原
料，非可塑性原料からなる陶磁器質原料を９０重量
［％］以下５重量［％］以上としたのは汚泥熔融水滓の
重量［％］が１０重量［％］以下では本発明の目的が満
足されず、９５重量［％］以上では焼成時の膨脹率が大
きく陶磁器質焼結体の品質を低下させるためである。ま
た、焼成，焼結時の温度を１０００［℃］以上１３００
［℃］以下としたのは汚泥熔融水滓の焼成時における容
積膨脹を一定値以下に規制するためとアノルサイトの理
論的耐火度（１５５０［℃］）を参考にして実験的に定
めたものである。
【００１１】請求項３において、粉末加圧成形法により
陶磁器質焼結体を作る場合に成形助材として珪酸ソー
ダ，珪酸カリ等のアルカリ金属塩水溶液を固形物換算で
１［％］乃至３［％］加えて数時間（３時間程度）養生
させるようにしたのは、それにより水滓粒子表面と金属
塩水溶液とが反応して粘着性，接着性のある糊状物が生
成され、焼成過程の低温度域で粒子間の結合が促進さ
れ、強度の高い焼結体が形成されるためである。また、
請求項４において成形助材とし固形物換算で５［％］乃
至１０［％］の可塑性原料を使用したのも前記アルカリ
金属塩水溶液の物とほぼ同様に糊状体を生成し焼結体の
強度を向上するためである。
陶磁器質焼結体を作る場合に成形助材として珪酸ソー
ダ，珪酸カリ等のアルカリ金属塩水溶液を固形物換算で
１［％］乃至３［％］加えて数時間（３時間程度）養生
させるようにしたのは、それにより水滓粒子表面と金属
塩水溶液とが反応して粘着性，接着性のある糊状物が生
成され、焼成過程の低温度域で粒子間の結合が促進さ
れ、強度の高い焼結体が形成されるためである。また、
請求項４において成形助材とし固形物換算で５［％］乃
至１０［％］の可塑性原料を使用したのも前記アルカリ
金属塩水溶液の物とほぼ同様に糊状体を生成し焼結体の
強度を向上するためである。
【００１２】請求項５においては、都市ゴミないし下水
道汚泥からなる汚泥熔融水滓と都市ゴミないし下水道汚
泥を８００［℃］ないし１０００［℃］の比較的低温度
で焼成してなるゴミ焼却灰とを混合したものを使用する
点が請求項１と相異している。汚泥熔融水滓は１１００
［℃］以上で結晶化が進み、特に化学成分としてガラス
相に封入されていた金属性の鉄成分の酸化反応が起って
容積膨脹を起す。実験によると、１１８０［℃］で約
１．３倍の容積膨脹が起ることが確認された。一方、微
粉末のゴミ焼却灰は１１００［℃］以上で軟化を始め、
１１７０［℃］乃至１１９０［℃］で急速にガラス化が
起り１５［％］乃至２０［％］の線収縮が起り、容積は
１／１．５に変化する。そこで、焼成時に生ずる両者の
相反する特性を利用して両者を組み合わせ、容積変化を
相殺して安定化を図るのが請求項５の目的である。更
に、汚泥熔融水滓から折出されるアノルサイトの結晶は
理論的に１５５０［℃］の耐火度をもち、焼成過程の反
応はゴミ焼却灰のガラス相の増大と汚泥熔融水滓からの
結晶化が同温度範囲で発生するため前記した容積変化の
相殺と共に軟化変形も防止される。それにより形状，寸
法精度の高い焼結体を極めて短時間の焼成で得ることが
出来る。また、請求項５乃至請求項９までの内容は前記
の汚泥熔融水滓について説明したものと同様であり説明
を省略する。
道汚泥からなる汚泥熔融水滓と都市ゴミないし下水道汚
泥を８００［℃］ないし１０００［℃］の比較的低温度
で焼成してなるゴミ焼却灰とを混合したものを使用する
点が請求項１と相異している。汚泥熔融水滓は１１００
［℃］以上で結晶化が進み、特に化学成分としてガラス
相に封入されていた金属性の鉄成分の酸化反応が起って
容積膨脹を起す。実験によると、１１８０［℃］で約
１．３倍の容積膨脹が起ることが確認された。一方、微
粉末のゴミ焼却灰は１１００［℃］以上で軟化を始め、
１１７０［℃］乃至１１９０［℃］で急速にガラス化が
起り１５［％］乃至２０［％］の線収縮が起り、容積は
１／１．５に変化する。そこで、焼成時に生ずる両者の
相反する特性を利用して両者を組み合わせ、容積変化を
相殺して安定化を図るのが請求項５の目的である。更
に、汚泥熔融水滓から折出されるアノルサイトの結晶は
理論的に１５５０［℃］の耐火度をもち、焼成過程の反
応はゴミ焼却灰のガラス相の増大と汚泥熔融水滓からの
結晶化が同温度範囲で発生するため前記した容積変化の
相殺と共に軟化変形も防止される。それにより形状，寸
法精度の高い焼結体を極めて短時間の焼成で得ることが
出来る。また、請求項５乃至請求項９までの内容は前記
の汚泥熔融水滓について説明したものと同様であり説明
を省略する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。以下に説
明する実施例では汚泥熔融水滓およびゴミ焼却灰の特性
をより明確にするため陶磁器質原料とこれらを混合した
試料による実験は通常のものであるから記載されていな
い。なお、陶磁器質原料の可塑性原料としては、カオリ
ン，可塑性粘土（蛙目粘土，木節粘土），セリサイト陶
石，ロウ石，ベントナイト等が用いられ、非可塑性原料
としては、珪石，シャモット，長石，石灰石，マグネサ
イト，ドロマイト，珪灰石，滑石，骨灰等が用いられ
る。
明する実施例では汚泥熔融水滓およびゴミ焼却灰の特性
をより明確にするため陶磁器質原料とこれらを混合した
試料による実験は通常のものであるから記載されていな
い。なお、陶磁器質原料の可塑性原料としては、カオリ
ン，可塑性粘土（蛙目粘土，木節粘土），セリサイト陶
石，ロウ石，ベントナイト等が用いられ、非可塑性原料
としては、珪石，シャモット，長石，石灰石，マグネサ
イト，ドロマイト，珪灰石，滑石，骨灰等が用いられ
る。
【００１４】実施例に使用される汚泥熔融水滓は１［ｍ
ｍ］乃至０．５［ｍｍ］粒度のものを３０［％］，０．
５［ｍｍ］乃至０．１５［ｍｍ］粒度のものを５０
［％］，０．１５［ｍｍ］以下粒度のものを２０［％］
混合したものを採用する。また、下水道汚泥のゴミ焼却
灰としては８００［℃］乃至９００［℃］で焼成された
もので０．１５［ｍｍ］以下の粒度のものを採用した。
試料としては後記の表２の混合比率からなるＮｏ．１乃
至Ｎｏ．４の組成物を用い、成形圧力２００ｋｇ／ｃｍ
２で３００［ｍｍ］×３００［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の
床タイルを成形し、１２０［℃］乃至１５０［℃］の温
度で１乃至２時間乾燥した後、ローラハースキルンを用
いて常温から１０００［℃］まで３０分， １０００
［℃］乃至１１８０［℃］の間で３０分加熱して焼成
し、約１１０分間で常温まで自然冷却して焼結体を製作
した。
ｍ］乃至０．５［ｍｍ］粒度のものを３０［％］，０．
５［ｍｍ］乃至０．１５［ｍｍ］粒度のものを５０
［％］，０．１５［ｍｍ］以下粒度のものを２０［％］
混合したものを採用する。また、下水道汚泥のゴミ焼却
灰としては８００［℃］乃至９００［℃］で焼成された
もので０．１５［ｍｍ］以下の粒度のものを採用した。
試料としては後記の表２の混合比率からなるＮｏ．１乃
至Ｎｏ．４の組成物を用い、成形圧力２００ｋｇ／ｃｍ
２で３００［ｍｍ］×３００［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の
床タイルを成形し、１２０［℃］乃至１５０［℃］の温
度で１乃至２時間乾燥した後、ローラハースキルンを用
いて常温から１０００［℃］まで３０分， １０００
［℃］乃至１１８０［℃］の間で３０分加熱して焼成
し、約１１０分間で常温まで自然冷却して焼結体を製作
した。
【００１５】
【００１６】その結果、表３に示す各特性を有する陶磁
器質焼結体が得られた。
器質焼結体が得られた。
【００１７】
【００１８】以上の陶磁器質焼結体は通常一般の陶磁器
質製品の焼成条件に較べ約２倍以上のスピードの焼成サ
イクルで完成され、焼成品にはキレツ，変形等が無く、
形状，寸法精度も極めて高いものであった。また、表３
に示すように、汚泥熔融水滓の［％］多いものは焼成時
の膨脹率が３［％］と高いが、ゴミ焼却灰との組み合わ
せにより焼成膨脹率又は収縮率を±０［％］に制御する
ことが出来る。また、圧縮強度はコンクリート製品の約
２．５倍の高い強度を有する。
質製品の焼成条件に較べ約２倍以上のスピードの焼成サ
イクルで完成され、焼成品にはキレツ，変形等が無く、
形状，寸法精度も極めて高いものであった。また、表３
に示すように、汚泥熔融水滓の［％］多いものは焼成時
の膨脹率が３［％］と高いが、ゴミ焼却灰との組み合わ
せにより焼成膨脹率又は収縮率を±０［％］に制御する
ことが出来る。また、圧縮強度はコンクリート製品の約
２．５倍の高い強度を有する。
【００１９】
１）従来の焼結体は、陶石，長石，粘土，石灰土などの
窯業原料を微粉化して混合し、焼成過程で結晶水の放出
や陶石，長石，粘土質物の分解と分解生成物の複雑な相
互化学反応によって最終的に製品の組織となる結晶鉱物
を造成するものであり、焼成に長時間を要し、容積の不
安定により焼成管理が極めて困難な要素をもっていた
が、本発明によれば予めガラス質にした原料から目的と
する結晶鉱物を迅速に、かつ極めて生産性の高い過程で
折出し、かつ結晶化による自己発熱反応による焼成の迅
速化や容積変化がない品質優秀な陶磁器質製品であり、
極めて安定した製品を作ることが出来る高生産性の製法
である。 ２）産業廃棄物である都市ゴミ，下水道汚泥を付加価値
の高い焼結体として再生し得るため、環境破壊の防止と
資源の有効利用が出来る。 ３）本発明による陶磁器質焼結体は工業製作可能であ
り、かつ原料が安価なため低コストで生産することが出
来る。 ４）本発明の陶磁器質焼結体は形状，寸法精度が高く高
品質に形成されるため、景観材料として又建設材料とし
て広く利用され、今後の新しいセラミックス材料の突破
口を開くものになる。 ５）従来の焼結体に較べて焼成のスピードが早く、生産
性向上が図れる。
窯業原料を微粉化して混合し、焼成過程で結晶水の放出
や陶石，長石，粘土質物の分解と分解生成物の複雑な相
互化学反応によって最終的に製品の組織となる結晶鉱物
を造成するものであり、焼成に長時間を要し、容積の不
安定により焼成管理が極めて困難な要素をもっていた
が、本発明によれば予めガラス質にした原料から目的と
する結晶鉱物を迅速に、かつ極めて生産性の高い過程で
折出し、かつ結晶化による自己発熱反応による焼成の迅
速化や容積変化がない品質優秀な陶磁器質製品であり、
極めて安定した製品を作ることが出来る高生産性の製法
である。 ２）産業廃棄物である都市ゴミ，下水道汚泥を付加価値
の高い焼結体として再生し得るため、環境破壊の防止と
資源の有効利用が出来る。 ３）本発明による陶磁器質焼結体は工業製作可能であ
り、かつ原料が安価なため低コストで生産することが出
来る。 ４）本発明の陶磁器質焼結体は形状，寸法精度が高く高
品質に形成されるため、景観材料として又建設材料とし
て広く利用され、今後の新しいセラミックス材料の突破
口を開くものになる。 ５）従来の焼結体に較べて焼成のスピードが早く、生産
性向上が図れる。
Claims (8)
- 【請求項１】都市ゴミないし下水道汚泥を高温度で熔融
し水中で急冷して形成されるガラス質の中、Ａｌ２Ｏ３
を１５［％］以上３０［％］以下を含有し、かつＣａＯ
／ＳｉＯ２が０．８以下の組成をもつ汚泥熔融水滓を１
０重量［％］以上９５重量［％］以下と、可塑性原料又
は可塑性原料と非可塑性原料とを適宜混合した組成物
（以下、陶磁器質原料という）を焼成物換算で９０重量
［％］以下５重量［％］以上とが混合，焼成，焼結され
ていることを特徴とする陶磁器質焼結体。 - 【請求項２】前記汚泥熔融水滓を１０重量［％］以上９
５重量［％］以下と、前記陶磁器質原料を焼成物換算で
９０重量［％］以下５重量［％］以上とを混合し、混練
可能に加水成形し乾燥した後、１０００［℃］以上１３
００［℃］以下の温度で焼成，焼結して焼結体を製造す
ることを特徴とする陶磁器質焼結体の製造方法。 - 【請求項３】粉末加圧成形方法により陶磁器質焼結体を
製造する方法において、前記汚泥熔融水滓を１０重量
［％］以上９５重量［％］以下と、前記陶磁器質原料を
焼成物換算で９０重量［％］以下５重量［％］以上とを
混合したものに、外割りで珪酸ソーダ，珪酸カリ等のア
ルカリ金属塩水溶液からなる成形助材を固定物換算で１
［％］乃至３［％］加えて成形した後、３時間以上養生
し、乾燥し、次いで１０００［℃］以上１３００［℃］
以下の温度で焼成，焼結して焼結体を作ることを特徴と
する陶磁器質焼結体の製造方法。 - 【請求項４】珪酸ソーダ，珪酸カリ等のアルカリ金属塩
水溶液からなる成形助材の替りに固形物換算で、外割り
で５［％］乃至１０［％］の可塑性原料を成形助材とし
て使用してなる請求項３の陶磁器質焼結体の製造方法。 - 【請求項５】前記請求項１に記載の汚泥熔融水滓を３重
量［％］以上７６重量［％］以下と、都市ゴミないし下
水道汚泥を８００［℃］ないし１０００［℃］の比較的
低温度で焼成して微粉状にしたゴミ焼却灰を７重量
［％］以上１９重量［％］以下と、前記陶磁器質原料を
焼成物換算で９０重量［％］以下５重量［％］以上とが
混合，焼成，焼結されていることを特徴とする陶磁器質
焼結体。 - 【請求項６】前記請求項１に記載の汚泥熔融水滓を３重
量［％］以上７６重量［％］以下とを、都市ゴミないし
下水道汚泥を８００［℃］ないし１０００［℃］の比較
的低温度で焼成して微粉状にしたゴミ焼却灰を７重量
［％］以上１９重量［％］以下と、前記陶磁器質原料を
焼成物換算で９０重量［％］以下５重量［％］以上とを
混合したものを成形し、次いで、１０００［℃］以上１
３００［℃］以下の温度で焼成，焼結して焼結体を製造
することを特徴とする陶磁器質焼結体の製造方法。 - 【請求項７】前記請求項１に記載の汚泥熔融水滓を３重
量［％］以上７６重量［％］以下とを、都市ゴミないし
下水道汚泥を８００［℃］ないし１０００［℃］の比較
的低温度で焼成して微粉状にしたゴミ焼却灰を７重量
［％］以上１９重量［％］以下と、前記陶磁器質原料を
焼成物換算で９０重量［％］以下５重量［％］以上とが
混合したものに、外割りで珪酸ソーダ，珪酸カリ等のア
ルカリ金属塩水溶液からなる成形助材を固形物換算で１
［％］乃至３［％］加えて成形した後、３時間以上養生
し、乾燥して、次いで１０００［℃］以上１３００
［℃］以下の温度で焼成，焼結して焼結体を作ることを
特徴とする陶磁器質焼結体の製造方法。 - 【請求項８】珪酸ソーダ，珪酸カリ等のアルカリ金属塩
水溶液からなる成形助材の替りに固形物換算で、外割り
で５［％］乃至１０［％］の可塑性原料を成形助材とし
て使用してなる請求項７の陶磁器質焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4319185A JPH0788248B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 陶磁器質焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4319185A JPH0788248B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 陶磁器質焼結体とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128016A true JPH06128016A (ja) | 1994-05-10 |
| JPH0788248B2 JPH0788248B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=18107367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4319185A Expired - Lifetime JPH0788248B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 陶磁器質焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788248B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108191232A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-06-22 | 中原工学院 | 一种低温烧结污泥陶瓷的方法 |
| CN109422529A (zh) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 江南大学 | 一种高强度cfb锅炉高铝耐火可塑料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5117206A (ja) * | 1974-08-02 | 1976-02-12 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPH02169082A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-29 | Chugai Ro Co Ltd | 汚泥焼却灰成形体の焼成方法 |
| JPH02175204A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-06 | Shin Nippon Kanetsu Kako Kk | 都市ごみ焼却灰を利用した人口骨材及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP4319185A patent/JPH0788248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5117206A (ja) * | 1974-08-02 | 1976-02-12 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPH02169082A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-29 | Chugai Ro Co Ltd | 汚泥焼却灰成形体の焼成方法 |
| JPH02175204A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-06 | Shin Nippon Kanetsu Kako Kk | 都市ごみ焼却灰を利用した人口骨材及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109422529A (zh) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 江南大学 | 一种高强度cfb锅炉高铝耐火可塑料 |
| CN108191232A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-06-22 | 中原工学院 | 一种低温烧结污泥陶瓷的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0788248B2 (ja) | 1995-09-27 |
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