(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１〜40wt％の灰分、20〜80wt％のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜50wt％の第二の水酸化物を含む、プラスチック用の環境に優しい添加剤であって、この添加剤をポリ塩化ビニルと混合し、この混合物を焼却した場合、ポリ塩化ビニルによって放出される塩酸ガスを吸収する添加剤。
【請求項２】
前記灰分が火力発電所において灰化したものである、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項３】
前記第一の水酸化物が水酸化カルシウムである、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項４】
前記第二の水酸化物が、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄、及び水酸化マグネシウムからなる群より選ばれる、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項５】
前記第二の水酸化物が水酸化アルミニウムである、請求項４記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項６】
前記キャリヤーが低分子量ポリオレフィンである、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項７】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる群より選ばれる、請求項６記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項８】
前記ポリオレフィンがポリエチレンである、請求項７記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項９】
0.03〜５wt％の内部滑剤をさらに含む、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項１０】
前記滑剤がワックス、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアラミド、及びエチレンビスステアラミドからなる群より選ばれる、請求項９記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項１１】
前記ワックスがポリエチレンワックスである、請求項１０記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項１２】
１〜50wt％の量でポリオレフィンプラスチック材料に混入される、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項１３】
前記ポリオレフィンプラスチック材料が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる群より選ばれる、請求項１２記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【請求項１４】
１〜40wt％の灰分、20〜80wt％のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜50wt％の第二の水酸化物を含む組成物を混合し、混練し、溶融し、押出し、脱気し、そしてペレット化して添加剤を形成する工程を含む、プラスチック用の環境に優しい添加剤の製造方法。
【請求項１５】
前記灰分が火力発電所において灰化したものである、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記第一の水酸化物が水酸化カルシウムである、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記第二の水酸化物が、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄、及び水酸化マグネシウムからなる群より選ばれる、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記第二の水酸化物が水酸化アルミニウムである、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリヤーが低分子量ポリオレフィンである、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる群より選ばれる、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記ポリオレフィンがポリエチレンである、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
0.03〜５wt％の内部滑剤をさらに含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２３】
前記滑剤がワックス、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアラミド、及びエチレンビスステアラミドからなる群より選ばれる、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記ワックスがポリエチレンワックスである、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
焼却した場合に、添加剤１ｇあたり0.2g以上の塩酸ガスを吸収する、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック用の環境に優しい添加剤及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機もしくは無機塩素含有物質が焼却炉において塩素を分離かつ放出できること、廃棄物中に存在する水により提供される水素の量、及び廃棄物中に含まれるアルカリ金属の濃度は、廃棄物の焼却の間に塩酸及び重金属塩化物の形成に影響を与える主要な要因である。焼却炉において異なる塩素含有物質から放出される塩素イオンは湿った廃棄物により提供される多量の水素と容易に反応し、塩酸を形成する。
【０００３】
「ダイオキシン」は有機塩素化合物であり、これは75種の塩化物化合物を包含する。モノクロロダイオキシン及びポリクロロダイオキシンのうち、最も危険なかつ有毒なダイオキシンは、異なる塩素原子の配列のため、2,3,7,8-テトラクロロダイオキシンである。
【０００４】
ダイオキシンの化学式は以下の通りである。
【化１】
0003657852.tif 000002
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、プラスチック製品を焼却した際に放出される塩酸の量を低減する、プラスチック製品に混入される環境に優しい添加剤を得ることが要求されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
多くの利点を有する本発明を説明するため、以下にプラスチック用の環境に優しい添加剤及びその製造方法を説明する。
【０００７】
本発明は灰分及び水酸化物の使用に関する。灰分及び水酸化物が添加された製品は環境保護効果を与える。灰分及び水酸化物は汎用プラスチックのようなポリオレフィンに混入させ、放出される塩酸ガスの量を抑制しかつダイオキシンの形成を防ぐようにポリオレフィンに混入することができる。この添加剤は、１ｇあたり0.2g以上、例えば0.2 〜１ｇ、好ましくは0.3 〜0.9g、より好ましくは0.45〜0.8gの塩酸ガスを吸収するため、環境に優しい。
【０００８】
本発明は、１〜40wt％の灰分、20〜80wt％のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜50wt％の第二の水酸化物を含む、プラスチック用の環境に優しい添加剤に関する。
【０００９】
本発明はまた、１〜40wt％の灰分、20〜80wt％のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜50wt％の第二の水酸化物を含む組成物を混合し、混練し、溶融し、押出し、脱気し、そしてペレット化して添加剤を形成する工程を含む、プラスチック用の環境に優しい添加剤の製造方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
灰分は好ましくは火力発電所において焼却された灰分である。最も好ましい灰分は火力発電所より形成されたボトム灰分である。この灰分に含まれるアルカリ金属、例えばＭｇ、Ｋ及びＣａは焼却炉において塩酸と反応し、塩化物を形成する。この塩化物は焼却されると沈澱残留物を形成し、これは容易に処理され、環境に拡がり汚染することがない。灰分の粒度は0.1 〜240 μm 、好ましくは0.1 〜120 μm 、最も好ましくは0.1 〜４μm である。灰分の量は好ましくは５〜20wt％、より好ましくは５〜10wt％である。
【００１１】
キャリヤーは、灰分と水酸化物と均質に混合し、これらを覆うことができなければならない。キャリヤーは好ましくは低分子量ポリオレフィンである。好ましい分子量は15,000〜200,000 、より好ましくは15,000〜150,000 、最も好ましくは15,000〜50,000である。ポリオレフィンの例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を含む。好ましいキャリヤーはポリエチレンである。このキャリヤーの量は、好ましくは20〜50wt％、より好ましくは35〜50wt％である。
【００１２】
第一の水酸化物の例は、水酸化カルシウムである。この第一の水酸化物の量は、好ましくは10〜60wt％、より好ましくは10〜50％である。
【００１３】
第二の水酸化物は第一の水酸化物とは異なる。第二の水酸化物の例は、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄、及び水酸化マグネシウムからなる群より選ばれる。最も好ましい第二の水酸化物は水酸化アルミニウムである。この第二の水酸化物の量は、１〜40wt％、より好ましくは１〜30wt％である。当業者は、１種以上を用いる場合、第二の水酸化物の総量が添加剤の１〜50wt％となるように、各第二の水酸化物の適切な量を選択することができる。
【００１４】
プラスチック用の環境に優しい添加剤は、さらに内部滑剤を0.03〜５wt％、好ましくは0.03〜２wt％含む。内部滑剤の例は、ワックス、例えばポリエチレンワックス、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアラミド、及びエチレンビスステアラミドである。
【００１５】
混合、混練、溶融、押出、脱気、及びペレット化の条件は当業者に公知であり、当業者によって適宜選択できるであろう。
【００１６】
１〜50wt％の添加剤を、汎用プラスチック材料のようなポリオレフィンプラスチック材料に混入してよいが、但しこの混入がプラスチック材料の当初の特性に悪影響を与えないものとする。添加剤の混入はプラスチック材料の当初の特性に影響を与えるかもしれないが、悪影響は少なく、許容される。混入後、添加剤とプラスチック材料の混合物を混合及びフィルムブロー成形等の公知の手段を施し、プラスチック製品を製造する。こうして得られたプラスチック製品は、焼却炉において焼却された有機もしくは無機塩素から放出された塩素イオンと化学結合しており、焼却の間の塩酸ガスの形成を防ぐ。ポリオレフィンプラスチック材料の例は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）である。
【００１７】
水酸化物による、塩酸ガスの形成の低下のメカニズムは以下の通りである。
Ａ（ＯＨ）m ＋Ｂ（ＯＨ）m ＋(m+n) ＨＣｌ→ＡＣｌm ＋ＢＣｌn ＋(m+n) Ｈ2 Ｏ
【００１８】
プラスチック用の環境に優しい添加剤はプラスチックバッグの製造に用いることができる。ショッピングバッグ及びゴミ袋を大量生産するために高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が広く用いられている。それは毒性がなく、ブロー成形により容易に製造できるからである。一般家庭はゴミ袋として高密度ポリエチレンより製造された袋を使用するため、焼却炉中の廃棄物中には高密度ポリエチレンが比較的多量に含まれる。本発明のプラスチック用の環境に優しい添加剤を高密度ポリエチレンプラスチックバッグのようなプラスチックバッグに混入させると、焼却炉から放出される塩素イオンと結合する添加剤を提供し、塩酸ガスの形成及びダイオキシンの発生を抑制する。従って、本発明の添加剤の使用により、プラスチックバッグは環境を保護する。
【００１９】
実施例１−プラスチック用の環境に優しい添加剤の製造
45g のポリエチレン（ＰＥ）、43g の水酸化カルシウム、５ｇの水酸化アルミニウム、５ｇの灰分、及び２ｇのワックスをブレンダー内で高速で５分間混合した。混合物の温度が95℃に達したならば、この混合物を押出器に入れ、溶融体を形成した。この押出器は190 ℃以下の温度に制御しておくべきである。押出器のゲートから出た後、この溶融体を、その後プラスチックと混合するためにローリングナイフによってペレット状の添加剤に切断する。
【００２０】
実施例２−塩酸ガス吸収におけるプラスチック用添加剤の効果
実施例１で製造したプラスチック用添加剤２ｇを粉末にし、窒素入口を有する三角フラスコ（フラスコＡ）内で２ｇのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と均質に混合した。このフラスコを、Ｕ字形のガラスチューブによって、90mLの水酸化ナトリウム水溶液(0.5N)を含む三角フラスコ（フラスコＢ）に接続する。フラスコＡを300 〜310 ℃の温度に約10分間加熱する。水酸化ナトリウム溶液から泡が発生しなくなったならば、フラスコＡに窒素を加える。窒素ガスの速度は、窒素ガスが水酸化ナトリウム水溶液から流出するように維持する。フラスコＡを40〜50分間さらに加熱する。最後に、90mLの水酸化ナトリウム(0.5N)中の塩素含有量を分析し、転化した塩酸ガスの量を計算する。得られたデータを以下の表に示す。
【００２１】
【表１】
0003657852.tif 000003
【００２２】
実施例３−プラスチック用の環境に優しい添加剤を含むＰＥバッグの塩酸ガス吸収効果
実施例１で製造したプラスチック用添加剤を含む0.4gの高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルムを、800 ℃にセットし、0.5mL/min の空気を入れた高温試験官に入れたテストプレートに張りつける。この試験官をこの温度に10分間保持する。燃焼後、ガスサンプルをテスト用に集める。このテストの結果は、プラスチック用の環境に優しい添加剤１ｇあたり400mg の塩酸ガスを吸収することが示された。
【００２３】
ダイオキシンの発生源である「塩酸ガス」の量は大きく低下しており、本発明のプラスチック用の環境に優しい添加剤はダイオキシンの形成を有効に防ぐと考えられる。
【００２４】
もちろん、本発明を、本発明の精神及び本質的特徴から離れることなくここに示した方法以外にも行ってよい。この態様はすべて説明のためであり、限定すべきではない。従って、添付する請求の範囲の意味内で行う変更は包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラスチック用の環境に優しい添加剤の製造のフローチャートである。
【図２】高密度ポリエチレンバッグを示す図であり、２ａはショッピングバッグを示し、２ｂは商用バッグを示し、２ｃはロールバッグを示し、２ｄはごみ袋を示している。
【図３】高密度ポリエチレンショッピングバッグの製造のフローチャートである。
【図４】プラスチック製品を示す図であり、４ａはシート製品（押出成形による）を示し、４ｂはフィルム製品（ブロー成形による）を示し、４ｃはプレート製品（押出成形による）を示し、４ｄはチューブ状製品（押出成形による）を示し、４ｅは包装製品（押出成形による）を示し、４ｆはボトル及びチューブ製品（射出成形による）を示している。
【図１】
0003657852.tif 000004
【図２】
0003657852.tif 000005
【図３】
0003657852.tif 000006
【図４】
0003657852.tif 000007