(57)【要約】【課題】  廃プラスチック等の樹脂系廃棄物を、道路舗装用アスファルト製造におけるプレミックス方式またはプラントミックス方式のアスファルト改質材として使用可能な安全で且つ経済性のあるリサイクル製品とする。【解決手段】  樹脂系廃棄物２と廃食用油３とから油脂溶媒化熱分解によりオリゴマーを生成する工程と、オリゴマーをポリマーと加熱混合する工程と、ペレット状もしくは細片状に加工する工程とにより、道路舗装用アスファルトの改質添加材として樹脂系廃棄物をリサイクル可能にしたアスファルト改質材を生成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂系廃棄物と廃食用油とから油脂溶媒化熱分解によりオリゴマーを生成する工程と、オリゴマーをポリマーと加熱混合する工程と、ペレット状もしくは細片状に加工する工程とにより、道路舗装用アスファルトの改質添加材として樹脂系廃棄物をリサイクル可能にしたアスファルト改質材を生成することを特徴とした樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【請求項２】
樹脂系廃棄物とは、縮合重合系樹脂であるポリアミド・ポリカーボネート・ポリウレタン、付加重合系樹脂であるＡＢＳ・ポリスチレン・ポリオレフィン、架橋系樹脂である発泡ポリウレタン・不飽和ポリエステル樹脂・エポキシ樹脂の単独または混合樹脂系廃棄物である請求項１記載の樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【請求項３】
廃食用油とは、飽和または不飽和脂肪酸グリセリッドの混合油脂、再生困難な酸化油脂である請求項１または２記載の樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【請求項４】
ポリマーとは、スチレン・ブタジエン・スチレンブロックコーポリマーまたはエチレンエチルアクリレート、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ等の熱可塑性ポリマーである請求項１乃至３のいずれか記載の樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【請求項５】
前記樹脂系廃棄物を重量比９０〜５０および廃食用油を重量比１０〜５０の混合物を３００〜３５０℃の温度で１〜３時間加熱して油脂溶媒化熱分解を行い、１０〜２０ｍｍＨｇの圧力、２５０〜３００℃の液温まで減圧蒸留し、軽質油を除去し、平均重量分子量２０００〜３００００のオリゴマーを生成する請求項１乃至４のいずれか記載の樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【請求項６】
前記平均重量分子量２０００〜３００００のオリゴマーを９５〜３０重量部および熱可塑性ポリマーを５〜７０重量部を１３０〜１８０℃に加熱し、混合機により混合し、冷却した後、成型機により１０立方ｍｍ以下の細片にしてアスファルト改質添加材を得るものとした請求項４または５記載の樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【請求項７】
前記アスファルト改質添加材を１０〜３０重量部、加熱ストレートアスファルト９０〜７０重量部に添加し、加熱混合してプレミックス方式またはプラントミックス方式における改質アスファルトバインダーの改質添加材とする請求項６記載の樹脂系廃棄物リサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂系廃棄物を安全で且つ経済性のある土木建築材料としてのリサイクル製品とするための樹脂系廃棄物リサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の廃プラスチック熱分解油化方式は、熱分解温度として４５０℃付近の高温と６時間以上の分解時間を要し、生成物はガソリン、軽油、重油等の低分子量燃料油を製品としている。そのため、エネルギー効率が悪く、大量生産の燃料油と比較してコスト的に全く経済性がなく、補助金支給以外に存続の可能性がない。また、ポリオレフィンやポリスチレン以外の縮合重合系樹脂、ＦＲＰ、エポキシ樹脂、ポリウレタン等の樹脂系廃棄物やＡＢＳ樹脂やポリカーボネート樹脂等の難燃剤混入樹脂系廃棄物は油化困難なものであり、しかも高温におけるハロゲン化水素の機器腐食や缶壁に付着する炭化スケール等の問題があった。
【０００３】
また、アスファルトは、日本国内において道路舗装材・防水材等に年間３５０万トン使用される安価な且つ使用し易い工業材料であり、その殆どが道路舗装材のバインダーとして使用されているのが実状である。例えば、特許文献１に開示されているように、ブロック共重合体樹脂をアスファルトに混合するに当たり、予めブロック共重合体樹脂を重質油と芳香族系炭化水素樹脂とによるもので一定の処理を施したものをアスファルトに添加するプラントミックス方式による技術が提案されている。
【０００４】
また、近年、高温時の例えば６０℃付近の対流動性、冬季低温時の耐脆化性、タイヤチェーン等による耐摩耗性、さらには路面の透水排水性、騒音性等のアスファルト道路舗装材の高品質化が要求され、その対策としてＳＢＳに代表される高分子改質材をストレートアスファルトに５〜１５％程度混入した改質アスファルトバインダーがプレミックス方式により使用されている。現在、舗装用アスファルトの総需要は減少傾向にあるが、改質アスファルトの需要は年率５％の増加傾向にある。
【特許文献１】特許第２５４２３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の廃プラスチック熱分解油化方式は、４５０℃付近の分解温度と６時間以上の分解時間を要し、生成物はガソリン、軽油、重油等の低分子量の燃料油を製品としているため、エネルギー効率が悪く、大量生産の燃料油と比較してコスト的に全く経済性がない。また、特許文献１におけるようなプラントミックス方式に開示されているような分子量２０万以上のポリマーをアスファルト中に混合分散させることは困難であり、現在賞揚されているＳＢＳでも１８０℃で５時間ホモジナイザーを使用して分散させなければならない。さらに、混合物を１５０〜２００℃の高温で均一化しても１００℃付近に冷却したり、または１７０℃付近で貯蔵すると混合物が分離する現象が生じる。また、汎用されているＳＢＳは高温時の酸化重合によるゲル化や、アスファルトの種類による相溶性等の違いによる分散性や安定性の問題も生じる。
【０００６】
そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、廃プラスチック等の樹脂系廃棄物を、道路舗装用アスファルト製造におけるプレミックス方式またはプラントミックス方式のアスファルト改質材として使用可能な安全で且つ経済性のあるリサイクル製品とすることができる樹脂系廃棄物リサイクル方法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】
【０００７】
本発明にあっては、樹脂系廃棄物２と廃食用油３とから油脂溶媒化熱分解によりオリゴマーを生成する工程と、オリゴマーをポリマーと加熱混合する工程と、ペレット状もしくは細片状に加工する工程とにより、道路舗装用アスファルトの改質添加材として樹脂系廃棄物をリサイクル可能にしたアスファルト改質材を生成することを特徴とした。
樹脂系廃棄物２とは、縮合重合系樹脂であるポリアミド・ポリカーボネート・ポリウレタン、付加重合系樹脂であるＡＢＳ・ポリスチレン・ポリオレフィン、架橋系樹脂である発泡ポリウレタン・不飽和ポリエステル樹脂・エポキシ樹脂の単独または混合樹脂系廃棄物であるものとすることができる。
廃食用油３とは、飽和または不飽和脂肪酸グリセリッドの混合油脂、再生困難な酸化油脂であるものとすることができる。
ポリマーとは、スチレン・ブタジエン・スチレンブロックコーポリマーまたはエチレンエチルアクリレート、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ等の熱可塑性ポリマーであるものとすることができる。
前記樹脂系廃棄物２を重量比９０〜５０および廃食用油３を重量比１０〜５０の混合物を３００〜３５０℃の温度で１〜３時間加熱して油脂溶媒化熱分解を行い、１０〜２０ｍｍＨｇの圧力、２５０〜３００℃の液温まで減圧蒸留し、軽質油を除去し、平均重量分子量２０００〜３００００のオリゴマーを生成するものとすることができる。
前記平均重量分子量２０００〜３００００のオリゴマーを９５〜３０重量部および熱可塑性ポリマーを５〜７０重量部を１３０〜１８０℃に加熱し、混合機により混合し、冷却した後、成型機により１０立方ｍｍ以下の細片にしてアスファルト改質添加材を得るものとすることができる。
前記アスファルト改質添加材を１０〜３０重量部、加熱ストレートアスファルト９０〜７０重量部に添加し、加熱混合してプレミックス方式またはプラントミックス方式における改質アスファルトバインダーの改質添加材とすることができる。
【０００８】
以上のように構成された本発明に係る樹脂系廃棄物リサイクル方法にあって、樹脂系廃棄物２と廃食用油３とから油脂溶媒化熱分解により生成されるオリゴマーを、高温で酸化し易く分散し難いＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＩＳ等のアスファルト改質ポリマーに混合し、この混合物をアスファルトに添加することでアスファルトの分散促進材、分散安定材、相溶化材として使用可能にする。
【０００９】
また、油脂溶媒化熱分解は、溶媒である油脂が２００℃以上の高温で樹脂系廃棄物２を溶解し、溶解した溶質である樹脂部分を、溶媒である脂肪酸グリセリッドすなわち廃食用油３が２８０〜３２０℃の高温において生成する遊離脂肪酸の触媒作用により、溶質の樹脂系廃棄物２中のエーテル・エステル・アミド・ウレタン等の分子内結合を開裂し、３２０〜３５０℃前後の熱分解温度において分解時間１〜３時間で効率良くオリゴマー化を促進させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、廃プラスチック等の樹脂系廃棄物２を、道路舗装用アスファルト製造におけるプレミックス方式またはプラントミックス方式のアスファルト改質材として使用可能な安全で且つ経済性のあるリサイクル製品とすることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施する最良の形態を図面を参照して説明すると、図に示される符号１は、改質材製造会社における道路舗装用アスファルトの改質添加材の製造工程を示すものであり、図１に示すように、分別回収された廃プラスチック等の樹脂系廃棄物２と、回収された廃食用油３とを混合して加熱分解工程４で、分解生成物としての構造単位の繰り返しの数である重合度が２乃至２０程度の低重合体であるオリゴマーを生成する。そして、改質材調合工程５において、樹脂の種類により特性の異なるオリゴマーを選択してこれにポリマーを配合してから、加熱成形工程６で所定の温度に加熱することで１０立方ｍｍ以下のサイズのペレット状もしくは細片に加工された改質添加材が形成される。尚、この成形加工された改質添加材を貯蔵中にブロッキングを防止するために、タルクや炭カル等の粉末を添加しても良い。
【００１２】
樹脂系廃棄物２は、縮合重合系樹脂であるポリアミド・ポリカーボネート・ポリウレタン、付加重合系樹脂であるＡＢＳ・ポリスチレン・ポリオレフィン、架橋系樹脂である発泡ポリウレタン・不飽和ポリエステル樹脂・エポキシ樹脂の単独または混合樹脂系廃棄物であり、また、廃食用油３は、飽和または不飽和脂肪酸グリセリッドの混合油脂、あるいは再生困難な酸化油脂等である。さらに、ポリマーは、スチレン・ブタジエン・スチレンブロックコーポリマーまたはエチレンエチルアクリレート、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ等の熱可塑性ポリマーである。
【００１３】
改質材製造会社において成形加工された改質添加材は、道路舗装用アスファルトのリサイクル製品として、道路舗装用合材または改質アスファルトバインダー等の各製造会社に出荷７することで、樹脂系廃棄物を安全で且つ経済性のある土木建設材料としてリサイクルする。そこでは、上記した改質添加材を加熱ストレートアスファルトに混合し、舗装用プレミックスまたはプラントミックス方式のアスファルト改質添加材として使用する。
【００１４】
プラントミックス方式の場合、道路舗装用合材プラント８において、ペレット状に加工された改質添加材と、骨材と、加熱ストレートアスファルトとを配合して道路舗装用合材が形成される。ここでプラントミックス方式とは、舗装用合材を製造するに際し、骨材、アスファルト、ＳＢＳ等の改質材を合材プラントに直接投入し、合材を製造する方式である。
【００１５】
一方、プレミックス方式の場合、改質アスファルトバインダー調合装置９で、ペレット状に加工された改質添加材と、加熱ストレートアスファルトと、その他の添加材を配合して改質アスファルトバインダーが形成され、この改質アスファルトバインダーは道路舗装用合材プラント８へ送られる。ここでプレミックス方式とは、プラントミックス方式においてＳＢＳを事前の処理を施さずに直接合材プラントに投入すると、ＳＢＳの溶融混合が不十分となりやすいため、事前に別工程である改質アスファルトバインダー調合装置９で、必要材料を均一に溶融分散させておく方式である。ここで製造された改質アスファルトバインダーは、加熱状態のまま合材製造会社に出荷１０され、合材プラントで例えば１８０℃のアスファルトと共に２００℃に加熱した骨材と混合されて攪拌することで合材が形成される。
【実施例１】
【００１６】
次に、本発明の実施例１について説明する。重量比９０〜５０の樹脂系廃棄物２に重量比１０〜５０の廃食用油３を配合し、油脂溶媒化熱分解の作用により、３００〜３５０℃の加熱温度において１〜３時間でオリゴマー化し、１０〜２０ｍｍＨｇの圧力、２５０〜３００℃の液温での真空蒸留により軽質油分を除き、アスファルト改質添加材としてのリサイクル可能な生成物を得る。このときのオリゴマーの平均重量分子量は２０００〜３００００となる。また、分解時の溜出油や減圧蒸留時の軽質油は分解および減圧蒸留時の加熱用燃料としてリサイクル使用される。このオリゴマーを、高温で酸化し易く分散し難いＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＩＳ等のアスファルト改質ポリマーに混合し、この混合物をアスファルトに添加することでアスファルトの分散促進材、分散安定材、相溶化材として使用される。
【００１７】
また、油脂溶媒化熱分解とは、溶媒である油脂が２００℃以上の高温で樹脂系廃棄物２を溶解し、溶解した溶質である樹脂部分を、溶媒である脂肪酸グリセリッドすなわち廃食用油３が２８０〜３２０℃の高温において生成する遊離脂肪酸の触媒作用により、溶質の樹脂系廃棄物２中のエーテル・エステル・アミド・ウレタン等の分子内結合を開裂し、３２０〜３５０℃前後の熱分解温度において分解時間１〜３時間で効率良くオリゴマー化を促進させるものである。また、このオリゴマーは従来の熱分解により生成された燃料油よりもエネルギー効率や生成物の収率が良く、しかも低額で生産され、その上オリゴマーは同種ポリマーの加工性または接着性等の改質材としても使用可能とされる。
【実施例２】
【００１８】
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１において生成された平均重量分子量２０００〜３００００のオリゴマーを９５〜３０重量部および熱可塑性ポリマーを５〜７０重量部を１３０〜１８０℃に加熱し、混合機により混合し、冷却した後、成型機により１０立方ｍｍ以下の細片にしてアスファルト改質添加材を得る。
【実施例３】
【００１９】
次に、本発明の実施例３について説明する。実施例２において生成されたアスファルト改質添加材を１０〜３０重量部、加熱ストレートアスファルト９０〜７０重量部に添加し、加熱混合してプレミックス方式またはプラントミックス方式における改質アスファルトバインダーの改質添加材とする。このときのバインダーの物性は、軟化点が７３℃、針入度が５０、伸度が９１ｃｍ、タフネスが１８．２Ｎ・ｍ、テナシテイが１１．７Ｎ・ｍとなり、（社）日本道路協会使用の測定法に基づく改質アスファルトII型の標準的性状における軟化点が５６〜７０℃、針入度が４０以上、伸度が３０ｃｍ以上、タフネスが８Ｎ・ｍ以上、テナシテイが４Ｎ・ｍ以上とある性状を遙かにクリアーするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における道路舗装用アスファルトの改質添加材の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  改質添加材の製造工程              
２  樹脂系廃棄物
３  廃食用油                          
４  加熱分解工程
５  改質材調合工程                    
６  成形工程
７  出荷                              
８  道路舗装用合材プラント
９  改質アスファルトバインダー調合装置
１０  出荷
【図１】
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