(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着物が脆性化する所定の温度以下で液化する液化気体に、回収対象の樹脂基材と同一材質のフィラーを添加し、
表面に前記被着物が付いた前記樹脂基材を前記液化気体中に浸漬し、該液化気体を流動して該液化気体に添加された前記粒体物質を該樹脂基材に衝突させて該被着物を剥離する
ことを特徴とする樹脂基材回収方法。
【請求項２】
前記液化気体は、液体窒素である
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂基材回収方法。
【請求項３】
前記液化気体を循環し、剥離した前記被着物を該液化気体に混入させて所定の位置に運び、剥離した該被着物を前記樹脂基材から分離する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂基材回収方法。
【請求項４】
前記廃材は網状のバスケットに入れて前記液化気体に浸漬し、該バスケットを揺動して該廃材の重なりを防ぐ
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の樹脂基材回収方法。
【請求項５】
被着物が脆性化する所定の温度以下で液化する液化気体を貯留する浸漬槽と、
前記浸漬槽に連結して前記液化気体を循環させる循環器と、
樹脂基材と同一材質のフィラーを前記浸漬槽に投入するホッパと、
表面に前記被着物が付いた前記樹脂基材を収容する網状のバスケットと、
前記バスケットを昇降し、揺動する昇降機構と
を備えることを特徴とする樹脂基材回収装置。
【請求項６】
前記浸漬槽は、該浸漬槽内の下部に前記液化気体を供給する供給口と上部に該液化気体が流れ出るオーバーフロー受けとを備え、該供給口と該オーバーフロー受けとは前記循環器に接続されて該液化気体を循環する
ことを特徴とする請求項５に記載の樹脂基材回収装置。
【請求項７】
前記循環器は、さらに貯槽を備え、該貯槽は前記液化気体に混入した前記被着物を捕捉するフィルタを備える
ことを特徴とする請求項６に記載の樹脂基材回収装置。
【請求項８】
前記バスケットは、内面に突き出した突起物を有する
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の樹脂基材回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基材の回収において、樹脂基材表面の塗膜やコーティング剤を剥離する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物として回収されるＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のディスク、あるいはＰＣ（Personal Computer）や携帯電話等の筐体は、樹脂基材の表面に塗装やコーティングが施されている。このような樹脂基材を材料として再生する場合は、表面の塗膜やコーティング剤の被着物を除去する必要がある。一般にこれらの被着物は樹脂基材にとって不純物であり、不純物が混入することで樹脂基材の特性が損なわれ再生材料の品質が低下するからである。
【０００３】
樹脂基材から被着物を剥離する方法として、溶剤を用いる方法が知られている。この方法は、７５〜１００℃に加熱したアルカリ溶液に被着物の付いた樹脂基材を浸漬し、攪拌することでこれらを剥離するものである。
【０００４】
アルカリ溶液を用いずに、複合材料からプラスチックを回収する方法として冷却しながら剪断荷重をかける方法が知られている。この方法は、複合材料を小片に裁断し、＋５〜−１０℃に冷却しながら剪断荷重をかけてプリプレグ材を剥離し、プラスチックを回収するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−３６００３５公報
【特許文献１】特開平０９−９４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、廃材である樹脂基材を再生するためには、表面に施されている塗膜やコーティング剤の被着物を除去する必要がある。樹脂基材から被着物を剥離する方法として知られている加熱したアルカリ溶液に浸漬する方法は、樹脂基材から表面の被着物を効率よく剥離できるものの、樹脂基材が加熱下に置かれ、アルカリ溶液に浸漬されることによる物性の劣化が懸念され、再生材料としての品質に問題がある。また、剥離後の樹脂基材に付着したアルカリ溶液を中和や洗浄する必要があり、これらの工程に要するコストや廃液処理に要するコスト等の経済的な問題もある。
【０００７】
廃材を冷却しながら剪断荷重をかける方法は、アルカリ溶液を用いないため上記に示した問題（物性の低下や中和等に要するコストの問題）の回避はできるが、複合材料からプリプレグ材を剥離するように樹脂基材から塗膜やコーティング剤を剥離することは困難で本発明が意図する問題解決に適していない。
【０００８】
本発明は、廃材から樹脂基材の回収にあたって、樹脂基材の品質を損なうことなく表面に付着した被着物を効率よく剥離する樹脂基材回収方法および樹脂基材回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の一観点によれば、本発明の樹脂基材回収方法は、所定の液化温度以下で液化する液化気体に粒体物質を添加し、表面に被着物が付いた樹脂基材を液化気体中に浸漬し、液化気体を流動して液化気体に添加された粒体物質を樹脂基材に衝突させて被着物を剥離する、樹脂基材回収方法が提供される。
【００１０】
発明の他の一観点によれば、本発明の樹脂基材回収装置は、所定の液化温度以下で液化する液化気体を貯留する浸漬槽と、浸漬槽に連結して液化気体を循環させる循環器と、粒体物質を浸漬槽に投入するホッパと、表面に被着物が付いた樹脂基材を収容する網状のバスケットと、バスケットを昇降し揺動する昇降機構と、を備える樹脂基材回収装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
低温によって脆くなり剥離し易い状態になっている樹脂基材上の被着物に機械的衝撃を与えることで、樹脂基材の品質を損なうことなく効率よく剥離を生じさせて樹脂基材を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の樹脂基材回収装置の構造例である。
【図２】ＰＣ樹脂フィラーの添加状態例である。
【図３】バスケットに設けた突起物の形状例である。
【図４】被着物剥離の処理結果例である。
【図５】回収ＰＣ樹脂の溶融流動性の測定結果例である。
【図６】樹脂基材の回収処理例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の樹脂基材回収方法と樹脂基材回収装置の実施形態を図１〜図６を用いて説明する。なお、ここでは廃材としてＰＣ（ポリカーボネート）樹脂を基材としたＣＤやＤＶＤのディスクを用い、液化気体として液体窒素を用いた例で説明する。また、ディスクには、記録した内容等を印刷した印刷膜や記録面を保護する保護膜等が表面に施されているものとする。
【００１４】
まず、樹脂基材回収装置１００について、その構成例を説明する。図１は樹脂基材回収装置１００の構成例示した図で、図１（ａ）は樹脂基材回収装置１００を断面で示した図であり、図１（ｂ）は上方から見た図である。両図に示すように、樹脂基材回収装置１００は浸漬槽２００、バスケット３００およびホッパ４００を有している。
【００１５】
浸漬槽２００は、槽内に液体窒素２０を貯留し、バスケット３００に入れた廃材１０をこの液体窒素２０に浸漬する槽である。浸漬槽２００の底部には流入口２５０が設けられ、この流入口２５０を通って液体窒素２０が流入する。また、浸漬槽２００の上部には縁部から液体窒素２０が流れ出るオーバーフロー受け２１０を備え、オーバーフロー受け２１０から流れ出た液体窒素２０は配管を通って貯槽２２０に流れ込み、液体窒素２０はここで一旦貯留される。
【００１６】
貯槽２２０の底部には液体窒素２０が流れ出る流出口２３０が設けられ、この流出口２３０にはフィルタ２３１を備える。流出口２３０は循環器２４０と接続し、さらに循環器２４０は前述した浸漬槽２００の流入口２５０に接続している。循環器２４０は、循環器２４０に流入する液体窒素２０を加圧して流入口２５０に送り出すことを行う。液体窒素２０が加圧され送り出されることによって、液体窒素２０は浸漬槽２００、オーバーフロー受け２１０、貯槽２２０、循環器２４０、そして浸漬槽２００と循環し流動する。後述する処理により樹脂基材から剥離した被着物は液体窒素２０中に混入するが、前述のフィルタ２３１によってこれらの被着物は捕捉される。
【００１７】
また、貯槽２２０には液体窒素２０の液面高さを測るレベルメーター２７０が備えられ、液体窒素２０の液面が所定の高さより低くなったとき、液体窒素補充弁２８０を開放して液体窒素２０を補充できるようになっている。液体窒素補充弁２８０の配管は図示しない液体窒素タンクと接續している。
【００１８】
バスケット３００は、処理対象の廃材１０を収容する容器で、攪拌機３１０と連結している。さらに、バスケット３００と攪拌機３１０は、昇降機連結部３２０によって図示しない昇降機構に連結している。
【００１９】
バスケット３００は線材を編んだ網で構成され、浸漬槽２００の液体窒素２０に浸漬されたとき、液体窒素２０がバスケット３００内に容易に流入、流出するようになっている。バスケット３００の底面とその底面と接続する下部側面の部分の網目は砕かれた廃材１０が発生した場合に網目からこぼれ落ちない程度に多少細かく、それ以外の側面の網目は液体窒素２０が流入出し易いように大きくなっている。なお、図１（ａ）で示したバスケット３００の形状は、直径６００ｍｍ高さ６００ｍｍの円筒形である。
【００２０】
また、バスケット３００の内側には、中に向かって突き出た複数の突起物３０２を設けている。図２は、バスケット３００を作る線材３０１に突起物３０２を設けた例を示している。図２に示した突起物３０２の大きさは長さ２５ｍｍ、高さ８ｍｍの断面がほぼ台形の形状で、線材３０１に溶接されている。このような突起物３０２を設けることにより、バスケット３００内に入れた廃材が攪拌機３１０によって攪拌されたとき、廃材１０をバスケット３００内で積極的に動かし、廃材１０同士の重なりを防いでいる。バスケット３００の線材３０１および突起物３０２の材質は、ここではＳＵＳ（Stainless Used Steel）を用いている。固く、腐食しない材質であればＳＵＳに替わる物であってよい。
【００２１】
攪拌機３１０は、所定の時間間隔でバスケット３００を回転と逆回転を交互に行い（図１（ａ）の円弧矢印は回転方向を示している）、バスケット３００内の廃材１０を攪拌する。
【００２２】
不図示の昇降機構は、樹脂基材の回収処理に当たって、攪拌機３１０と連結したバスケット３００を浸漬槽２００内に降下させ、液体窒素２０に浸漬させる。また、処理が終了した時点でバスケット３００を上昇させ、浸漬槽２００から取り出す（図１（ａ）の上下の矢印は昇降機構の昇降方向を示している）。
【００２３】
ホッパ４００は、液体窒素２０に添加する樹脂フィラー３０を入れる容器であり、浸漬槽２００の上部のカバー２６０上に設けられる。廃材１０を入れたバスケット３００を浸漬槽２００に入れる前に、ホッパ４００の下部の排出弁（不図示）を開けて、所定量（おおよそ廃材１０の重量の５〜１０％程度）の樹脂フィラー３０を液体窒素２０の中に投入する。樹脂フィラー３０は１００μｍ〜１ｍｍ程度のサイズの不定形の粒で、この実施例ではディスクの樹脂基材がＰＣ樹脂であるので、ＰＣ樹脂のフィラーを用いている。樹脂フィラー３０は、液体窒素２０に添加されて浸漬槽２００内を循環器２４０により流動し、バスケット３００内の廃材１０と衝突して低温で脆くなった被着物を樹脂基材から剥離させることを行う。樹脂フィラー３０が不定形である理由も、樹脂フィラー３０の形状がいろいろな面や角度を成すことにより廃材１０に衝突したときに働く力が大きいためである。また樹脂フィラー３０を樹脂基材と同材質にすることにより、回収時に樹脂基材に付着した樹脂フィラー３０を分離させる必要がなくなる。
【００２４】
図３に、バスケット３００に廃材１０に付着した樹脂フィラー３０のイメージを示す。樹脂フィラー３０の一部は、処理終了後に樹脂基材に付着した状態でバスケット３００から取り出されるが、例えば再生品としてのペレット化のために溶融されても樹脂基材と同一の材質であるため問題は生じない。なお、樹脂フィラー３０が前述した粒体物質に相当する。
【００２５】
上記に説明した樹脂基材回収装置１００は、バスケット３００への廃材１０の投入は人手で行なうが、以降は図示しない制御装置により樹脂基材回収装置１００の処理が進行するようになっている。次に樹脂基材回収装置１００の処理フローについて図４を用いて説明する。処理フローの説明においては、樹脂基材回収装置１００は初期状態にあってバスケット３００は昇降機構により上昇しており、液体窒素２０は浸漬槽２００に満たされているものとする。
【００２６】
まず、廃材１０をバスケット３００に投入する。廃材１０の投入は人手で行なわれる。本実施例では前述と同様にディスクを廃材１０としており、バスケット３００のサイズ（６００ｍｍφの円筒形）に対して廃材１０のサイズ（直径１２０ｍｍ）は充分小さいのでこのまま投入する。廃材１０のサイズが大きい場合は適宜砕いて投入する。また、処理する廃材１０の重量は１ｋｇであるように計測し、バスケット３００に投入する重量（処理量）を調整しておく（Ｓ１。ステップ１をＳ１と記す）。
【００２７】
廃材１０をバスケット３００に投入した後に、オペレータにより脂基材回収装置１００の制御装置の処理開始スイッチが入れられ、以降のステップは制御装置の指令に基づいた処理となる。制御装置は、ホッパ４００の排出弁を開き、ＰＣ樹脂からなる樹脂フィラー３０を液体窒素に添加する。排出弁の開閉により樹脂フィラー３０は５０ｇが投入されるようになっている。この５０ｇは、廃材１０の１ｋｇに対して５％に相当する（Ｓ２）。
【００２８】
続いて、昇降機構によりバスケット３００を下降し、バスケット３００を浸漬槽２００に沈める（浸漬する）。所定の下降位置までバスケット３００が下降すると、攪拌機３１０を作動させて攪拌を開始する。左右に例えば１０ｓｅｃ毎に回転方向を変えることで攪拌がなされる。各方向に対する回転数は６０ｒｐｍである。攪拌は所定時間（ここでは３０ｍｉｎ）行なわれる（Ｓ４、Ｓ５）。
【００２９】
廃材１０の被着物は、液体窒素２０に浸漬されることで被着物が脆くなり剥離し易い状態になり、樹脂フィラー３０と廃材１０との衝突により被着物を樹脂基材から分離する。バスケット３００の攪拌により、廃材１０は重なることなく廃材表面が液体窒素２０に曝され樹脂フィラー３０と廃材１０との衝突が満遍なく行われる。バスケット３００の攪拌によって、液体窒素２０も同時に攪拌され樹脂フィラー３０の廃材１０への衝突はより強いものとなり、剥離を促進する。剥離した被着物は循環する液体窒素２０中に混入されて浸漬槽２００からオーバーフローして貯槽２２０に流れ込み、貯槽２２０のフィルタ２３１によって捕捉される。
【００３０】
制御装置は、所定時間となった時点で攪拌を停止し、昇降機によりバスケット３００を浸漬槽２００から上昇させ、所定の高さ位置で停止させる（Ｓ６、Ｓ７）。
【００３１】
所定時間室温で放置した後、バスケット３００から廃材１０を人手により取り出す。（Ｓ８）
以上により処理は終了する。本方法では、室温放置により廃材１０に付着した液体窒素２０が気化するため水洗等の工程は不要である。また、アルカリ溶液を用いていないため、中和の工程も不要である。
【００３２】
上記の処理フローには入れなかったが、処理の途中に貯槽２２０のレベルメーター２７０が液体窒素２０の不足を検知したとき、制御装置は液体窒素補充弁２８０を開放して液体窒素２０を補充することも行なう。また、本実施例では液化気体として液体窒素２０を用いたが、これに拘るものではなく、−１０℃以下程度の低温で脆性化が起り易くなるのでその温度以下で液化する液化気体であればよい。但し、環境破壊を及ぼすものや、引火性のあるもの等は避けた方がよい。
【００３３】
本発明の回収方法を評価するために、上記した樹脂基材回収装置１００を用いて他の方法で処理した場合との比較を行なった。処理方法は次の４通りである。
【００３４】
（１）液体窒素浸漬（ＰＣ樹脂フィラー）・・・本発明の方法
（２）液体窒素浸漬（アルミナフィラー）・・・比較例１
（３）液体窒素浸漬（フィラーなし）・・・・・比較例２
（４）アルカリ溶液浸漬・・・・・・・・・・・比較例３
比較例１は、１μｍのアルミナフィラーを液体窒素に添加したものである。比較例２はフィラーなしのものである。比較例１および比較例２の攪拌や処理時間等の条件は、上記の処理フローの説明と同一である。比較例１と比較例２は、本発明のＰＣ樹脂フィラーの効果の比較を行なうためのものである。また、比較例３は、８０℃の苛性ソーダ１０％水溶液に１．２気圧をかけて１Ｈ浸漬し、その後水洗したものであり、一般的に行なわれている方法と本発明の方法との比較を行なうためのものである。
【００３５】
上記の結果を図５に示す。図５の処理結果は、回収した樹脂基材の目視による剥離状態と、回収した樹脂基材をジクロロメタンに投入して溶解した場合の溶解状態とを示している。まず本発明による方法（液体窒素浸漬、ＰＣ樹脂フィラー）では、未剥離のディスクはなく良好に剥離している。また、未溶解物はなかった。比較例１（液体窒素浸漬、アルミナフィラー）の剥離も良好であるが、ＰＣ樹脂基材に切削傷が見られ、アルミナフィラーによって樹脂基材が削られていた。また、未溶解物は見られなかったが、溶解樹脂中にアルミナフィラーが混入していた。比較例２（液体窒素浸漬、フィラーなし）は、未剥離のディスクがあると共に膜状の未溶解物が見られた。未溶解物は印刷の塗膜と考えられる。比較例３（アルカリ溶液浸漬）は、本発明の方法と同様に剥離は良好で未溶解物はなかった。
【００３６】
上記の結果から、本発明のＰＣ樹脂フィラーは被着物の剥離と分離においてアルミナと同様の効果があることが確認でき、フィラーなしではそれらが不充分であることが分かる。また、一般的に行なわれているアルカリ溶液に浸漬する方法と較べて同等の剥離を行なうことができることが確認された。
【００３７】
次に、回収したＰＣ樹脂基材の品質を調べるため、溶解流動性(メルトボリュームレイト:ＭＶＲ）を測定した。ここでも、本発明による方法と比較するために、アルカリ溶液浸漬による方法とヴァージンＰＣ樹脂とを併せて測定した。図６は、その測定結果を示すものである。図６に示されるように、本発明の方法で回収したＰＣ樹脂のＭＶＲ値は６２．０cm3/10minを示し、アルカリ溶液浸漬による方法は５９.２cm3/10min、ヴァージンＰＣ樹脂は６２.１cm3/10minを示した。即ち、本発明の方法で回収したＰＣ樹脂はヴァージンＰＣ樹脂と同等で、分下量の低下が殆どないことが確認された。また、アルカリ溶液浸漬による方法では、分下量の低下が見られ劣化が生じていることが分かった。
【００３８】
以上、樹脂基材回収装置１００の構造例および樹脂基材回収装置１００による処理方法例を説明したが、上記した実施例はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０    廃材
２０    液体窒素
３０    ＰＣ樹脂フィラー
１００  樹脂基材回収装置
２００  浸漬槽
２１０  オーバーフロー受け
２２０  貯槽
２３０  流出口
２３１  フィルタ
２４０  循環器
２５０  流入口
２６０  カバー
２７０  レベルメータ
２８０  液体窒素補充弁
３００  バスケット
３０１  線材
３０２  突起物
３１０  攪拌機
３２０  昇降機連結部
４００  ホッパ
【図１】
0005598226.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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