(57)【要約】【課題】トラブル等により攪拌装置の攪拌が停止されてプラスチックの粉粒体の沈積により攪拌装置の駆動がロックした場合に、反応釜の開閉を行わずともプラスチックと水との混合物を反応釜外に取り出すことができるプラスチックの分解装置を提供する。【解決手段】プラスチック５０とその分散媒５１とを反応釜２内に供給し、反応釜２内の分散媒５１を亜臨界または超臨界状態にしてプラスチック５０を分解処理するプラスチックの分解装置１であって、反応釜２内のプラスチック５０と分散媒５１との混合物を吸引口３１から吸引して反応釜２外に排出可能な吸引管３０が反応釜２内に設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2010126556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックとその分散媒とを反応釜内に供給し、反応釜内の分散媒を亜臨界または超臨界状態にしてプラスチックを分解処理するプラスチックの分解装置であって、反応釜内のプラスチックと分散媒との混合物を吸引口から吸引して反応釜外に排出可能な吸引管が反応釜内に設けられていることを特徴とするプラスチックの分解装置。
【請求項２】
圧縮空気導入口から反応釜内に圧縮空気を導入可能な送気管が反応釜内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックの分解装置。
【請求項３】
吸引管の吸引口および送気管の圧縮空気導入口が反応釜内の底面に沿って設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプラスチックの分解装置。
【請求項４】
吸引管と送気管の少なくとも一方は、反応釜の内周面から突出する邪魔板の間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載のプラスチックの分解装置。
【請求項５】
吸引管と送気管の少なくとも一方は、邪魔板を構成していることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載のプラスチックの分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックの分解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）に代表される強化プラスチックには一般に、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉体や、ガラス繊維等の無機繊維が含有されている。従来、ＦＲＰ等を材料とするプラスチック成形品の廃棄物を高温高圧で分解し、分解液からこれらの無機粉体や無機繊維、および分解有機物を回収し、回収物を再利用することが検討されている。
【０００３】
例えば、ＦＲＰを亜臨界水または超臨界水と接触、反応させることでガラス繊維を分離回収する技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術は、亜臨界水または超臨界水を分散媒としてプラスチックをモノマーやオリゴマーに分解することによりガラス繊維をプラスチックから離脱させ、その後、分解有機物であるモノマーやオリゴマーと、ガラス繊維との混合物を濾過することにより、ガラス繊維を濾過残渣として分離し回収するものである。
【０００４】
上記の技術では、亜臨界水または超臨界水を用いたプラスチックの分解処理のために、反応釜を備えたプラスチックの分解装置が用いられる。このプラスチックの分解装置は、プラスチックと分散媒の水とを反応釜内に供給し、反応釜内の水を亜臨界または超臨界状態にして、反応釜内に設けられた攪拌装置によりプラスチックと分散媒との混合物を攪拌しながらプラスチックを分解処理するものである。
【特許文献１】特開平１０−０８７８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このプラスチックの分解装置の運転中において、プラスチックと水との混合物を攪拌中に、停電や、あるいは攪拌装置の軸シールのオイル冷却系統の不良等のトラブル等により攪拌装置の攪拌が停止される場合がある。
【０００６】
このように攪拌装置の攪拌が停止されると、攪拌中は均一に分散していたプラスチックの粉粒体が沈積して攪拌装置の駆動をロックし、攪拌装置を再起動しようとしても攪拌モータがトリップしてしまい再起動することができなくなる。
【０００７】
そのため、やむを得ず反応釜の上部本体（蓋）を開けてプラスチックと水との混合物を反応釜外に取り出さなければならなかった。ところがプラスチックの分解装置が大型の場合、第１種圧力容器である反応釜の上部本体を開けるためには油圧レンチによる締結ボルトの取り外しに１日以上を要し、時間のロスが大きかった。そのため、作業時間の短縮を図るために、反応釜の開閉を行わずに反応釜内のプラスチックと水との混合物を取り出す技術が望まれていた。
【０００８】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、トラブル等により攪拌装置の攪拌が停止されてプラスチックの粉粒体の沈積により攪拌装置の駆動がロックした場合に、反応釜の開閉を行わずともプラスチックと水との混合物を反応釜外に取り出すことができるプラスチックの分解装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１０】
第１に、本発明のプラスチックの分解装置は、プラスチックとその分散媒とを反応釜内に供給し、反応釜内の分散媒を亜臨界または超臨界状態にしてプラスチックを分解処理するプラスチックの分解装置であって、反応釜内のプラスチックと分散媒との混合物を吸引口から吸引して反応釜外に排出可能な吸引管が反応釜内に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第２に、上記第１のプラスチックの分解装置において、圧縮空気導入口から反応釜内に圧縮空気を導入可能な送気管が反応釜内に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
第３に、上記第２のプラスチックの分解装置において、吸引管の吸引口および送気管の圧縮空気導入口が反応釜内の底面に沿って設けられていることを特徴とする。
【００１３】
第４に、上記第１ないし第３のいずれかのプラスチックの分解装置において、吸引管と送気管の少なくとも一方は、反応釜の内周面から突出する邪魔板の間に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
第５に、上記第１ないし第３のいずれかのプラスチックの分解装置において、吸引管と送気管の少なくとも一方は、邪魔板を構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、トラブル等により攪拌装置の攪拌が停止されてプラスチックの粉粒体の沈積により攪拌装置の駆動がロックした場合に、反応釜の開閉を行わずとも、反応釜内に設けた吸引管により、プラスチックと水との混合物を吸引口から吸引して反応釜外に取り出すことができる。従って、プラスチックと水との混合物を取り出すための作業時間を大幅に短縮することができる。
【００１６】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、反応釜の底部に沈積して攪拌装置の駆動をロックしていたプラスチックの粉粒体に対して送気管の圧縮空気導入口から圧縮空気を吹き込むことで、プラスチックの粉粒体の沈積を緩和することができる。これにより、プラスチックと水との混合物を吸引管から吸引し易くすることができる。
【００１７】
上記第３の発明によれば、吸引管の吸引口および送気管の圧縮空気導入口を反応釜内の底面に沿って設けることで、上記第２の発明の効果に加え、送気管の圧縮空気導入口からの圧縮空気によりプラスチックの粉粒体の沈積を効率的に緩和することができると共に、プラスチックと水との混合物を吸引管の吸引口から効率的に吸引排出することができる。
【００１８】
上記第４の発明によれば、吸引管（送気管）を反応釜の内周面から突出する邪魔板の間に設けることで、上記第１ないし第３の発明の効果に加え、通常の運転時に攪拌装置の攪拌翼の作動を妨げることがないため、吸引管（送気管）を脱着する必要がなく常設可能である。
【００１９】
上記第５の発明によれば、吸引管（送気管）を邪魔板とすることで、上記第１ないし第３の発明の効果に加え、省資材化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明のプラスチックの分解装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のプラスチックの分解装置のＡ−Ａ断面図であり、反応釜、邪魔板、吸引管、および送気管のみを示している。
【００２２】
本実施形態のプラスチックの分解装置１は、耐圧性を有する円筒形の反応釜２を備えている。反応釜２は、反応釜２内の分散媒５１が亜臨界状態になる温度と圧力を維持し、この亜臨界状態の分散媒５１を反応触媒として粉粒状のプラスチック５０の分解を行うものである。
【００２３】
本実施形態では分解対象のプラスチック５０として、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉体、およびガラス繊維等の無機繊維を含有する不飽和ポリエステル樹脂のＦＲＰを用い、分散媒５１として水を用いている。
【００２４】
反応釜２は、蓋体としての上部本体２ａと、有底容器状の下部本体２ｂとを備えており、これらはフランジ部において不図示のガスケットを挟んで締結ボルト３により固定されている。そして反応釜２は、ロードセル１５を備えた支持部材１４により上下方向に支持されている。
【００２５】
反応釜２の下部本体２ｂの外周部には、反応釜２内を加熱するための熱媒ジャケット１０が設けられている。熱媒ジャケット１０には、反応釜２の下部本体２ｂにおける底部に設けられた熱媒流入ノズル１１から熱媒が流入し、下部本体２ｂの外周部を循環させた後、下部本体２ｂの上部にある熱媒流出ノズル１２から熱媒が排出される。
【００２６】
反応釜２の底部には、反応釜２内に設けられた温度センサ挿入ノズル１３から温度センサが挿入され、温度センサにより反応釜２内の温度を検知しながら熱媒ジャケット１０内の熱媒の循環を制御して最適温度で反応釜２内の加熱を行うようにしている。
【００２７】
反応釜２には、反応釜２内に供給されるプラスチック５０および分散媒５１を混合する攪拌装置６が設けられている。攪拌装置６は、反応釜２内に垂直に延びる回転軸７および回転軸７に取り付けられた攪拌翼８を備えている。回転軸７は、メカニカルシール１６によりシールされており、反応釜２の上部に設けた攪拌モータ９で回転軸７を回転駆動することにより、反応釜２内のプラスチック５０および分散媒５１を攪拌混合する。
【００２８】
図１および図２に示すように、反応釜２内には、反応釜２の内周面から突出する複数枚の邪魔板２０が設けられている。邪魔板２０は、攪拌装置６による攪拌により生じるプラスチック５０および分散媒５１の混合物の流れを適切なものとしている。
【００２９】
邪魔板２０の間の位置には、吸引管３０が設けられている。吸引管３０は、反応釜２の内周面に沿って上下方向に延びると共に、その下部には吸引口３１が反応釜２内の底面に沿って設けられている。吸引管３０の上部は、反応釜２外の吸引ノズル３２に接続されている。
【００３０】
また邪魔板２０の間の位置には、吸引管３０と対向する位置に送気管４０が設けられている。送気管４０は、反応釜２の内周面に沿って上下方向に延びると共に、その下部には圧縮空気導入口４１が反応釜２内の底面に沿って設けられている。送気管４０の上部は、反応釜２外の送気ノズル４２に接続されている。
【００３１】
反応釜２には、原料供給口４が設けられており、ＦＲＰを粉砕した粉粒体のプラスチック５０、分散媒５１の水、およびアルカリが十分に攪拌混合されてスラリー状とされた不図示の前処理槽から、このスラリーを送液ポンプにより原料供給口４を通じて反応釜２内に供給する。
【００３２】
分解処理対象のプラスチック５０の粉粒体は、反応釜２内における粉粒体の沈積や、加熱時における反応釜２の内面への粉粒体の固着を防止し、粉粒体の分散媒５１に対する攪拌混合性を高めて反応効率を向上させる点から、最大粒子径が３０ｍｍ以下になるように粉砕したものであることが好ましい。
【００３３】
反応釜２の上部には開閉弁１７が接続されており、分解反応終了後には、圧力を制御しながら開閉弁１７を開放することにより、分散媒５１のフラッシュ蒸気が開閉弁１７から排出されて、反応釜２内の分散媒５１が気化熱により迅速に冷却される。
【００３４】
そして反応釜２の底部には排出弁５が接続されており、反応釜２においてプラスチック５０の分解処理を行い、フラッシュ冷却によって反応釜２内のスラリーを減圧、冷却した後、排出弁５を開放することにより、プラスチック５０の分解物を含有するスラリーは排出弁５を通じて排出され、不図示のスラリー回収槽に回収される。
【００３５】
以上の構成を備えたプラスチックの分解装置１を用いて、次のようにしてプラスチック５０の分解処理を行う。まず、プラスチック５０および分散媒５１を前処理槽に投入して十分に攪拌混合しておき、このスラリーを、送液ポンプにより原料供給口４から反応釜２内に供給する。
【００３６】
次いで、反応釜２を密閉状態にし、プラスチック５０および分散媒５１を攪拌装置６で攪拌しながら熱媒ジャケット１０により加熱する。反応釜２は密閉状態とされているため、反応釜２の内圧は液温の飽和蒸気圧に一致しながら上昇していく。
【００３７】
そして、温度センサ挿入ノズル１３から反応釜２内に挿入した温度センサの検知結果に基づき制御を行いながら熱媒ジャケット１０で加熱を行うことにより、反応釜２内の分散媒５１が亜臨界状態になる温度と圧力を維持し、この分散媒５１を反応触媒としてプラスチック５０を分解する。
【００３８】
なお、本発明において「亜臨界水」には、温度が水の臨界点（臨界温度３７４．４℃、臨界圧力２２．１ＭＰａ）以下であって、かつ、温度が１４０℃以上、その時の圧力が０．３６ＭＰａ（１４０℃の飽和蒸気圧）以上の範囲にある状態の水が含まれる。
【００３９】
例えば本実施形態では、プラスチック濃度１０〜５０質量％、分解温度１８０〜２６０℃に調整し、水を亜臨界状態に維持して３０分〜４時間反応させることにより、不飽和ポリエステル樹脂をエステル交換させ、スチレン−マレイン酸共重合体や多価アルコール等のモノマーに加水分解することができる。分解処理により、プラスチック５０の８０質量％以上が溶解成分となる。
【００４０】
この分解処理時に、停電や、あるいは攪拌装置の軸シールのオイル冷却系統の不良等のトラブルにより攪拌装置の攪拌が停止された場合において、プラスチックの粉粒体の沈積により攪拌装置６の駆動がロックした場合には、次のようにしてプラスチック５０と分散媒５１との混合物を反応釜２外に取り出して排出することができる。
【００４１】
まず、反応釜２外の送気ノズル４２から圧縮空気を導入し、反応釜２内の送気管４０の圧縮空気流路４０ａを通じて、反応釜２内の底面に沿って設けられた圧縮空気導入口４１より反応釜２内に導入する。このように、反応釜２の底部に沈積して攪拌装置６の駆動をロックしていたプラスチックの粉粒体に対して送気管４０の圧縮空気導入口４１から圧縮空気を吹き込むことで、プラスチック５０の粉粒体の沈積を緩和することができる。
【００４２】
そしてこれと同時に、反応釜２外の吸引ノズル３２に吸引機を接続し、反応釜２内の吸引管３０の吸引流路３０ａを通じて、反応釜２内の底面に沿って設けられた吸引口３１から、沈積が緩和されたプラスチック５０と分散媒５１との混合物を吸引して反応釜２外に取り出すことができる。
【００４３】
ここで、吸引管３０および送気管４０は攪拌翼８の下まで延びているので、攪拌翼８の抵抗にならない程度までプラスチック５０と分散媒５１との混合物を吸引管３０で取り出すことが可能である。
【００４４】
このように、反応釜２の開閉を行わずとも、反応釜２内に設けた吸引管３０により、プラスチック５０と分散媒５１との混合物を吸引口３１から吸引して反応釜２外に取り出すことができる。従って、プラスチック５０と分散媒５１との混合物を取り出すための作業時間を大幅に短縮することができる。
【００４５】
一方、トラブル等を生じることなく通常のとおりに、反応釜２内でプラスチック５０を亜臨界状態の分散媒５１を反応液として分解した後は、開閉弁１７を開放して分散媒５１の蒸気を放出させ、反応釜２内の圧力を減圧していく。これにより、分散媒５１の気化熱によって反応釜２内の分散媒５１の温度が下がるので、反応釜２内の冷却を自然放冷よりも短時間で行うことができる。
【００４６】
このようにして反応釜２内の分散媒５１を冷却し、反応釜２内の圧力が常圧またはその付近になった時点で排出弁５を開放し、プラスチック５０の分解物を含有するスラリーを反応釜２から排出し、不図示のスラリー回収槽に回収する。
【００４７】
図３は、本発明のプラスチックの分解装置の第２の実施形態を示す、図２と同様のプラスチックの分解装置のＡ−Ａ断面図である。
【００４８】
本実施形態では、基本的な構成は図１と同様であるが、図３に示すように、邪魔板２０と、吸引管３０および送気管４０とを別々の部材として設けるのではなく、複数枚の邪魔板２０のうち１枚を管状の部材、例えば角パイプ等で構成することで、その内部に吸引流路３０ａを有する吸引管３０を邪魔板２０としている。また、複数枚の邪魔板２０のうち別の１枚を同じく角パイプ等で構成することで、その内部に圧縮空気流路４０ａを有する送気管４０を邪魔板２０としている。
【００４９】
このように、吸引管３０および送気管４０を邪魔板２０とすることで、邪魔板２０以外に別途に吸引管３０および送気管４０を設ける必要がないので、省資材化を図ることができる。
【００５０】
以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、分解対象のプラスチック５０としては、各種の熱硬化性樹脂等を用いることができる。分解反応に用いる分散媒５１としては、水に他成分を混合したものやアルコール等を用いてもよい。分散媒５１による分解反応は、分散媒５１を超臨界状態にして行うようにしてもよい。
【００５１】
邪魔板２０の数や配置態様は、その目的を逸脱しない範囲内において適宜に変更することができる。吸引管３０は、２本以上設けるようにしてもよい。送気管４０についても同様である。
【００５２】
反応釜２内へのプラスチック５０および分散媒５１の供給は、場合に応じて、上記した前処理槽を用いずにプラスチック５０と分散媒５１とを別々に反応釜２内へ供給するようにしてもよい。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５４】
図１に示す構成を備えたプラスチックの分解装置１を作製した。プラスチックの分解装置１による通常の運転では、原料供給ノズル４から水を加え、攪拌装置６を駆動して水を攪拌しながら、１５ｍｍ以下に粉砕したＦＲＰを水に対して質量比でＦＲＰ：水＝１：５の割合で加え、さらに水酸化ナトリウムを濃度０．８モルとなるように加える。
【００５５】
次いで、原料供給ノズル４を閉めた後、加熱した熱媒体を熱媒流入ノズル１１から熱媒ジャケット１０に流入させ、熱媒流出ノズル１２から流出させることにより反応釜２内を加熱し、亜臨界状態（２３０℃、２．８ＭＰａ）で２時間運転する。２時間経過後にはＦＲＰは分解され、反応釜２の底部の排出弁５から排出される。
【００５６】
ところが、ＦＲＰの分解前に、トラブルにより攪拌が停止すると、ＦＲＰと水との混合物を排出弁５から排出することが不可能になる。
【００５７】
しかし、プラスチックの分解装置１は吸引管３０と送気管４０を反応釜２内に設けているので、吸引ノズル３２を吸引機に接続し、吸引管３０の吸引口３１からＦＲＰと水との混合物を吸引して取り出すことができた。
【００５８】
また、送気ノズル４２から圧縮空気を導入し送気管４０を通じて圧縮空気導入口４１から反応釜２内に導入することにより、沈積ロックしていたＦＲＰが緩和されて吸引管３０からＦＲＰと水との混合物を取り出し易くなった。
【００５９】
そして吸引管３０および送気管４０は攪拌翼８の下まで延びているので、攪拌翼８の抵抗にならない程度までＦＲＰと水との混合物を取り出すことができ、ＦＲＰと水との混合物を吸引管３０で取り出した後、攪拌装置６を駆動させたところ、攪拌モータ９がロックすることなく攪拌翼８が作動した。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のプラスチックの分解装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のプラスチックの分解装置のＡ−Ａ断面図であり、反応釜、邪魔板、吸引管、および送気管のみを示している。
【図３】本発明のプラスチックの分解装置の第２の実施形態を示す、図２と同様のプラスチックの分解装置のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    プラスチックの分解装置
２    反応釜
２０    邪魔板
３０    吸引管
３１    吸引口
４０    送気管
４１    圧縮空気導入口
５０    プラスチック
５１    分散媒
【図１】
2010126556.tif 000003
【図２】
2010126556.tif 000004
【図３】
2010126556.tif 000005