水熱ホットプレス法による廃貝殻からの新素材合成

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350531
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山崎 仲道 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50036589)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小田 幸人 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40005369) ; 後藤 芳彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20221252)
• Keywords: ホットプレス法 / 廃貝殻の処理 / 牡蠣貝 / 人工珊瑚

Research Abstract

牡蠣・帆立貝・アコヤ貝などの廃貝殻は、近年養殖漁業が盛んになるにつれ、その有効利用が確立されていないため、海岸近くに野積み状態で放置され、このため埋積場も満杯で、社会問題化している。廃貝殻は炭酸カルシウムと蛋白質を主とする有機物との複合体であるため、その有効利用が確立されておらず、高価値の新素材への展開は緊急の必要性が要求されている。平成14年度は上記の問題をホットプレス法を用いるという新しい見地から、この廃貝殻を新素材として再利用することにより解決させるもので、従来のホットプレス機の大幅な改良と廃貝殻の内、牡蠣貝殻についてその固化反応について検討を行った。まず、従来大規模装置であったホットプレス装置を簡便かつ小型に改良し、従来型の数分の一の大きさで、従来型と同様の性能を持ち、かつ取り扱いの非常に容易な装置を設計製作し、その性能の評価・検討を行い、以後、各地多くの産地の廃貝殻の処理の検討に対応出来る体勢を整えた。また貝殻は低温度(有機物)から高温度(炭酸カルシウム)にわたって分解するため、最も有望な再利用の一つである、建材・装飾品などを作成するために、従来の焼結固化法は適用出来ない。しかし、ホットプレス法では原料粉末に少量の酢酸を少量加え、120〜300℃、10〜20MPaで処理すると、1時間位の短時間で非常に緻密で堅固な固形物に固めることに成功した。さらに、これに若干量の染料を混入させると、珊瑚に非常に類似した人工珊瑚が製作可能であり、これは、さらに粒度、貝殻の種類等を変えると建材・内壁材などの応用が考えられ、さらに、その緻密さから廃棄物を包蔵させ、長期にわたって廃棄物を外界から遮蔽させることが次年度の課題である。

Research Products

• [Publications] Z.Matamoros, K.Yanagisawa, Redon-Angeles, N.Yamasaki: "Preoaration of Porous Ceramics Preoared from Used Glass by Means of Hydrothermal Hot Pressing"5th International Conference on Solvo-Thermal Reactions. Vol. 5. 90-93 (2002)
• [Publications] N.Yamasaki, A.Shirakawa, N.Hirano: "Utilization of Hydrothermal (HHP) process for Recycling of Wast Glass"5th International Conference on Solvo-Thermal Reactions. Vol. 5. 285-286 (2002)
• [Publications] 白川昭裕, 山崎仲道, 平野伸夫: "廃ガラス粉末の水熱焼結"日本セラミツクス協会2003年会講演会. (発表予定). (2003)