(57)【要約】【課題】生成油を高い収率で回収できるポリカーボネート樹脂の油化方法の提供。【解決手段】ポリカーボネート樹脂に水分を吸収させる処理を施した後に、ポリカーボネート樹脂を熱分解処理することを特徴とするポリカーボネート樹脂の油化方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂に水分を吸収させる処理を施した後に、ポリカーボネート樹脂を熱分解処理することを特徴とするポリカーボネート樹脂の油化方法。
【請求項２】
前記水分を吸収させる処理は、ポリカーボネート樹脂を水蒸気雰囲気下に曝すことによりなされることを特徴とする請求項１に記載のポリカーボネート樹脂の油化方法。
【請求項３】
前記水分を吸収させる処理は、ポリカーボネート樹脂を温水に浸漬することによりなされることを特徴とする請求項１に記載のポリカーボネート樹脂の油化方法。
【請求項４】
アルカリ触媒の存在下で、前記水分を吸収させる処理および／または前記熱分解処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂の油化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリカーボネート樹脂の油化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物の中でも、特にプラスチック廃棄物は増加の傾向にあり、その処理が問題となっている。
プラスチック廃棄物の処理方法としては、焼却や埋め立てなどが挙げられるが、近年、廃棄物の再資源化の観点から油化処理が注目されている。
【０００３】
プラスチックの油化処理の方法としては、溶融したプラスチックを熱分解してガス状とした後、ガスを冷却して液化し、生成油を得る方法が一般的である。
例えば特許文献１には、ポリカーボネート樹脂を溶融熱分解によりガス化し、このガスを凝縮して液化する油化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７６９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のように、ポリカーボネート樹脂を単に溶融熱分解するだけでは、ポリカーボネート樹脂は分解せずに炭化しやすかった。そのため、ポリカーボネート樹脂の炭化物が残渣として多量に得られ、目的物である生成油の収率が低下しやすかった。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、生成油を高い収率で回収できるポリカーボネート樹脂の油化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】
本発明のポリカーボネート樹脂の油化方法は、ポリカーボネート樹脂に水分を吸収させる処理を施した後に、ポリカーボネート樹脂を熱分解処理することを特徴とする。
また、前記水分を吸収させる処理は、ポリカーボネート樹脂を水蒸気雰囲気下に曝すことによりなされることが好ましい。
さらに、前記水分を吸収させる処理は、ポリカーボネート樹脂を温水に浸漬することによりなされることが好ましい。
また、アルカリ触媒の存在下で、前記水分を吸収させる処理および／または前記熱分解処理を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリカーボネート樹脂の油化方法によれば、生成油を高い収率で回収できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリカーボネート樹脂の油化方法（以下、単に「油化方法」という。）は、ポリカーボネート樹脂に水分を吸収させる処理を施した後に、ポリカーボネート樹脂を熱分解処理する。
本発明において油化の対象となるポリカーボネート樹脂は、一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物として廃棄されたものが一般的である。処理する際には、そのまま用いてもよいし、細かく粉砕してもよいが、水分との接触面積を増やし、水分を吸収しやすくする観点から粉砕して用いることが好ましい。
【００１０】
本発明の油化方法によりポリカーボネート樹脂を油化するには、まず、ポリカーボネート樹脂に水分を吸収させる処理（以下、「水分吸収処理」という。）を施す。ポリカーボネート樹脂を熱分解処理する前に水分吸収処理を施すことで、ポリカーボネート樹脂は表面だけでなく内部にまで水分が浸透されるので、ポリカーボネート樹脂が膨潤し、熱分解処理の際に加水分解が促進される。従って、ポリカーボネート樹脂が炭化するのを軽減でき、生成油を高い収率で回収できる。
なお、本発明において「水分を吸収させる」とは、ポリカーボネート樹脂１ｇ（１０００ｍｇ）に対して２ｍｇ以上の水分が吸収されることを意味する。
【００１１】
水分吸収処理の方法としては、ポリカーボネート樹脂を水蒸気雰囲気下に曝す方法や、ポリカーボネート樹脂を温水に浸漬する方法が好適である。
ポリカーボネート樹脂を水蒸気雰囲気下に曝す方法の場合、湿度５０％ＲＨ以上の雰囲気下にて実施される。湿度は７０％ＲＨ以上であることがより望ましい。また、温度は室温以上の雰囲気下が好ましい。温度が室温未満ではポリカーボネート樹脂に水分が十分に浸透しにくくなる。なお、本発明において「室温」とは、２０〜２５℃のことである。
また、ポリカーボネート樹脂を水蒸気雰囲気下に曝す時間は、３０分〜２４時間が好ましい。３０分未満ではポリカーボネート樹脂に水分が十分に吸収されず、２４時間を超えても効果が頭打ちとなる。
【００１２】
一方、ポリカーボネート樹脂を温水に浸漬する方法の場合、室温〜１００℃に加温された水を用いる。温水の量は、ポリカーボネート樹脂が浸る程度であれば十分である。浸漬時間は、３０分〜２４時間が好ましい。３０分未満ではポリカーボネート樹脂に水分が十分に吸収されず、２４時間を超えても効果が頭打ちとなる。
【００１３】
ポリカーボネート樹脂が水分吸収処理されたことの確認方法としては、例えば水分吸収処理前後のポリカーボネート樹脂の質量を測定する方法が挙げられる。水分吸収処理後のポリカーボネート樹脂の質量を測定する際は、表面に付着した水分を拭き取ってから測定する。
【００１４】
ついで、水分吸収処理後のポリカーボネート樹脂を熱分解処理する。昇温速度や圧力等の熱分解処理の条件については、ポリカーボネート樹脂を熱分解できる条件であれば特に制限されない。
熱分解処理に用いる装置としては、蒸留が可能であれば特に制限されず、プラスチックの油化処理に用いられる公知の装置を使用できる。
また、ヘリウムやアルゴンなどの不活性雰囲気下で熱分解処理してもよい。不活性雰囲気下で熱分解処理すれば、ポリカーボネート樹脂が分解されることで生じるカーボンと酸素とが結合しにくくなるので、二酸化炭素の排出を効果的に抑制できる。
【００１５】
ポリカーボネート樹脂を熱分解処理すると、溶融したポリカーボネート樹脂が分解され、さらに分解物が気化してガス状となる。このガスを冷却して液化し、得られた生成油を回収する。生成油中には、フェノール、ビスフェノールＡなどが含まれる。
溶融したポリカーボネート樹脂が分解されずに炭化した炭化物は、熱分解処理後に回収され、例えば燃料として使用される。また、分解物が気化したガスを冷却した際に液化しない廃ガスは、廃ガス処理装置等により無害化した後に排出される。
【００１６】
なお、水分吸収処理においてポリカーボネート樹脂を温水に浸漬させて水分を吸収させる場合、水分吸収処理後に温水からポリカーボネート樹脂を引き上げ、そのままの状態または表面に付着した水分を拭き取った状態で、熱分解容器等に投入して熱分解処理を行ってもよいし、熱分解容器等に予め所定量の温水とポリカーボネート樹脂を仕込んでおき、所定の時間浸漬させた後、そのまま熱分解処理を行ってもよい。
【００１７】
本発明の油化方法は、アルカリ触媒の存在下で水分吸収処理および／または熱分解処理を行うことが好ましい。これにより、ポリカーボネート樹脂の加水分解がより促進されやすくなり、ポリカーボネート樹脂が炭化するのをより軽減できる。従って、生成油をより高い収率で回収できる。
【００１８】
アルカリ触媒としては、例えばナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物などが挙げられる。
【００１９】
水分吸収処理をアルカリ触媒の存在下で行う場合は、例えば水蒸気雰囲気下で、ポリカーボネート樹脂とアルカリ触媒とを混合したり、ポリカーボネート樹脂にアルカリ触媒の水溶液を噴霧したりすればよい。ポリカーボネート樹脂とアルカリ触媒とを混合する場合、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して０．１〜３０質量部のアルカリ触媒を用いるのが好ましい。アルカリ触媒の水溶液を噴霧する場合は、濃度が０．１〜３０質量％のアルカリ触媒の水溶液を用いるのが好ましい。
また、ポリカーボネート樹脂を温水に浸漬させて水分吸収処理する場合、温水にアルカリ触媒を分散または溶解させた液に、ポリカーボネート樹脂を浸漬させればよい。この場合、温水１００質量部に対して０．１〜３０質量部のアルカリ触媒が分散または溶解した液を用いるのが好ましい。
【００２０】
一方、熱分解処理をアルカリ触媒の存在下で行う場合は、ポリカーボネート樹脂とアルカリ触媒とを混合したり、ポリカーボネート樹脂にアルカリ触媒の水溶液を添加したりして加熱すればよい。ポリカーボネート樹脂とアルカリ触媒とを混合する場合、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して０．１〜３０質量部のアルカリ触媒を用いるのが好ましい。アルカリ触媒の水溶液を添加する場合は、濃度が０．１〜３０質量％のアルカリ触媒の水溶液を用いるのが好ましい。
また、温水にアルカリ触媒を分散または溶解させた液に、ポリカーボネート樹脂を浸漬させて水分吸収処理を行った後、そのまま熱分解処理を行ってもよい。
【００２１】
以上説明した本発明の油化方法によれば、ポリカーボネート樹脂を熱分解処理する前に水分吸収処理を施すので、ポリカーボネート樹脂が膨潤し、熱分解処理の際に加水分解が促進される。従って、ポリカーボネート樹脂が炭化するのを軽減でき、生成油を高い収率で回収できる。
回収された生成油は、原料として再資源化されたり、燃料として用いられたりする。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
ポリカーボネート樹脂５０．００ｇを８０℃の温水５０．００ｇに１２時間浸漬して、水分吸収処理を行った。なお、水分吸収処理中は温水の温度が８０℃を保持できるように加温を続けた。
水分吸収処理後のポリカーボネート樹脂を温水から引き上げ、表面に付着した水分を拭き取った後に質量を測定したところ、５０．３０ｇであった。従って、水分吸収処理により０．３０ｇの水分がポリカーボネート樹脂に吸収された。
【００２４】
ついで、ポリカーボネート樹脂を蒸留装置の蒸留フラスコに投入し、さらにアルカリ触媒として水酸化ナトリウム０．２０ｇを添加し、毎分５℃で５５０℃まで昇温するように設定して蒸留を開始し、熱分解処理を行った。その際、最初に留出してきた水を三角フラスコに回収し、水の留出が終わった後に三角フラスコを取り替え、その後に留出してきた生成油を回収した。
【００２５】
回収された生成油の質量を測定し、以下の式により生成油の収率を算出した。結果を表１に示す。
収率（％）＝｛回収された生成油の質量（ｇ）−水分吸収処理により吸収された水分の吸収量（ｇ）｝／油化前のポリカーボネート樹脂の質量（ｇ）×１００
【００２６】
［実施例２］
水分吸収処理における温水への浸漬時間を３０分に変更した以外は、実施例１と同様にして水分吸収処理および熱分解処理を行い、生成油を回収した。
水分の吸収量および生成油の収率を表１に示す。
【００２７】
［実施例３］
水分吸収処理における温水への浸漬時間を２４時間に変更した以外は、実施例１と同様にして水分吸収処理および熱分解処理を行い、生成油を回収した。
水分の吸収量および生成油の収率を表１に示す。
【００２８】
［実施例４］
水分吸収処理における温水への浸漬時間を５時間に変更した以外は、実施例１と同様にして水分吸収処理および熱分解処理を行い、生成油を回収した。
水分の吸収量および生成油の収率を表１に示す。
【００２９】
［実施例５］
水分吸収処理において温水に水酸化ナトリウムを０．２０ｇ添加し、熱分解処理において水酸化ナトリウムを添加しなかった以外は、実施例１と同様にして水分吸収処理および熱分解処理を行い、生成油を回収した。
水分の吸収量および生成油の収率を表１に示す。
【００３０】
［実施例６］
ポリカーボネート樹脂５０．００ｇを湿度８０％ＲＨ、温度８０℃の水蒸気雰囲気下に、１２時間放置して、水分吸収処理を行った以外は、実施例１と同様にして熱分解処理を行い、生成油を回収した。
水分の吸収量および生成油の収率を表１に示す。
【００３１】
［比較例１］
水分吸収処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして熱分解処理を行い、生成油を回収した。
水分の吸収量および生成油の収率を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１から明らかなように、水分吸収処理を施した後に熱分解処理を行った各実施例では、生成油の収率が８０％以上であった。従って、本発明によれば、ポリカーボネート樹脂が炭化するのを軽減でき、高い収率で生成油を回収できる。
一方、水分吸収処理を施さずに熱分解処理を行った比較例１では、生成油の収率が５４％であり、各実施例に比べて収率が著しく低かった。