(57)【要約】【課題】有機物被覆体の廃棄物処理方法および装置を提供する。【解決手段】基体１Ａに有機物被覆１Ｂを付着させた有機物被覆体１の廃棄物を、適宜の光触媒Ｃに接触保持した状態においてこれに所定の波長を持つ紫外線を照射して光触媒反応を生起させる工程と、この光触媒反応工程によって有機物被覆１Ｂの一部を無機化して排出させると共に、この無機化工程によって基体１Ａから剥離しやすくなった有機物被覆１Ｂの残片を機械的に削ぎ落とす工程とを有し、こうして基体１Ａをその本来の材質のみの状態で回収するようにした有機物被覆体の廃棄物処理方法であり、またそのために使用する装置である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体（１Ａ）に有機物被覆（１Ｂ）を付着させた有機物被覆体（１）の廃棄物を、適宜の光触媒（Ｃ）に接触保持した状態においてこれに所定の波長を持つ光（主に紫外線）を照射して光触媒反応を生起させる工程と、この光触媒反応工程によって前記有機物被覆（１Ｂ）の一部を無機化して排出させると共に、この無機化工程によって前記基体（１Ａ）から剥離しやすくなった前記有機物被覆の残片を機械的に削ぎ落とす工程とを有し、こうして前記基体（１Ａ）を有機物を除去した状態で回収するようにした有機物被覆体の廃棄物処理方法。
【請求項２】
前記基体（１Ａ）が線条体であり、前記有機物被覆（１Ｂ）がその樹脂被覆であることを特徴とする請求項１記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法。
【請求項３】
前記基体（１Ａ）が光ファイバ素線であることを特徴とする請求項２記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法。
【請求項４】
前記光触媒反応工程を、１５℃の常温以上の高温下で、または１気圧以上の高圧下で、あるいは上記温度・圧力条件を併用した高温高圧下でおこない、あるいは反応雰囲気に超音波を適用するようにした、すなわちこの光触媒反応の物理的反応条件を変えて該反応を促進させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法。
【請求項５】
前記光触媒反応工程を、その反応の生起する場所にアルカリ溶液または臨界水を加えるか、あるいはオゾン（Ｏ３）を加えるなどして、すなわちこの光触媒反応をその化学的反応条件を変えて促進させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法。
【請求項６】
中空円柱状をなし、透明な材質によって形成され、周壁部に多数の排出孔（７１）が貫通穿設され、比較的小寸法の有機物被覆体（１）の廃棄物を収容して回転駆動される処理ドラム（７）と、前記処理ドラム（７）の外部および内部に設けられ所定の波長の光（主に紫外線）を放射できる紫外線照射装置（８）と、前記処理ドラム（７）内の、前記紫外線照射装置（８）および前記収容廃棄物を除いた空隙部に充填される粉粒状、またはこれを水に懸濁させたスラリー状の光触媒（Ｃ）とを有する有機物被覆体の廃棄物処理装置。
【請求項７】
側面に線材のための入出口が穿設された箱体の内部に回転可能に支持され、前記線材を複数ターン巻き付けできる巻付けドラム（２１）、およびこの箱体の残余の空隙部に充填される粉粒状またはこれを水に懸濁したスラリー状の光触媒（Ｃ）と、所定の波長の紫外線を放射できる紫外線照射装置（２２）とを有する光触媒接触装置（２）の複数台と、叩き落とし、削り落とし、振るい落とし等の機械的剥離作動を与える機械的剥離装置（３，４，…）との複数台とが、この順に交互に含まれて成る、１本の線として送り出すことが適当な比較的長尺の有機物被覆線の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は有機物被覆体の廃棄物処理方法および装置、さらに詳しく言えば、樹脂被覆を付けた光ファイバ、あるいはエナメル線や同様の樹脂被覆金属材料線材の廃棄物、あるいは線条体の形状でない一般的形状の金属やガラスの基体に樹脂被覆を付けたものの廃棄物などから、元の基体材料を回収するための有機物被覆体の廃棄物処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、産業廃棄物処理事業の一環として、使用ずみの、あるいは端子取り付けなどのために切断した光ファイバの屑線、あるいは別の樹脂被覆金属線の廃線などを処理処理する技術が注目されている。
【０００３】
この種の廃棄線の被覆用樹脂に広く使用される樹脂として、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートがあるが、これらは構成原子として炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）を主に持つ有機物（さらに正確に言えば開始剤としてＰやＢも含まれる）であるため、安易に焼却などすると有害なガスを発生するおそれがあるため、環境を守るために効率的かつ安全な処理方法が探究されている現状である。
【０００４】
この廃棄物処理に関する先行技術の代表例として特開平７−３０６３２１号公報「光ファイバの廃棄処理方法」（特許文献１参照）がある。この文献はおそらく光ファイバの廃棄処理という新分野の嚆矢をなす文献と思われ、当該技術のそれまでの初歩的な工程、つまり▲１▼まとめて固める、▲２▼高温で焼いてガラス質と被覆残滓を分離する、▲３▼さらに高温で処理して樹脂分は蒸発させ、ガラス分は溶融させてブロック化する、などの対策と、それらの方法による不都合がまとめて説明されているのでその点で参考になる。
【０００５】
上記の特許文献１では新方法として、水またはアルカリ溶液（たとえば水酸化ナトリウムの溶液）の中で処理して被覆樹脂を溶解させる方法を開示し、ときに２００〜３００℃の高温、あるいは１００気圧の高圧条件を加えてこの変化を促進させる点も説明されている。
【０００６】
特開平８−７１５２７号公報「被覆光ファイバの廃棄処理方法及び廃棄処理装置」（特許文献２参照）に開示されている技術は、アルカリ溶液中で処理する点では基本的に同一であるが、３７４℃以上の超高温、２２．１ＭＰａ以上の超高圧の条件での超臨界状態の水の作用によって、加水分解の速度を大幅に速める技術が示されている。
【０００７】
最新の先行技術として特開平２０００−７０８９９号公報「超臨界水を用いた廃光ファイバーケーブルの処理方法およびその装置」（特許文献３参照）があるが、これでは廃棄光ファイバを粉砕してから、上記特許文献２と同様に、ときには酸化剤を加えて超臨界状態の水の作用によって加水分解をおこなうものであって、塩化ビニル等の塩素含有ポリマーは、アルカリを加えて超臨界水酸化することにより酸化分解により発生した塩素がアルカリと反応して無機塩を形成するため、分解生成物は二酸化炭素、水および無機塩となり、ダイオキシンが発生することはない、ことを効果に挙げている。
【０００８】
これらの先行技術について評言を与えれば、反応処理を実用できる程度に速めるためにはかなりの高温、高圧の反応条件が必要であり、したがって反応容器も特殊なものが必要であって廃棄物の大量処理になじまず、概してコストの嵩むわりには処理効率の低い欠点が目立つものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−３０６３２１号公報（要約と図面）
【特許文献２】
特開平８−７１５２７号公報（同上）
【特許文献３】
特開平２０００−７０８９９号公報（要約、本文５ページ左らん）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来技術の不都合をすべて完全に除去できる新規な有機物被覆体の廃棄物処理方法および装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上述の課題をすべて解決するためになされたものであって、請求項１の発明によるその解決手段は、基体に有機物被覆を付着させた有機物被覆体の廃棄物を、適宜の光触媒に接触保持した状態においてこれに所定の波長を持つ紫外線を照射して光触媒反応を生起させる工程と、この光触媒反応工程によって前記有機物被覆の全部あるいは一部を無機化して排出させると共に、この無機化工程によって前記基体から剥離しやすくなった前記有機物被覆の残片を機械的に削ぎ落とす工程とを有し、こうして前記基体をその本来の材質のみの状態で回収するようにした有機物被覆体の廃棄物処理方法である。
【００１２】
また請求項２の発明によるその解決手段は、前記基体が線条体であり、前記有機物被覆がその樹脂被覆であることを特徴とする請求項１記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法である。
【００１３】
また請求項３の発明によるその解決手段は、前記基体が光ファイバであることを特徴とする請求項２記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法である。
【００１４】
また請求項４の発明によるその解決手段は、前記光触媒反応工程を、１５℃の常温以上の高温下で、または１気圧以上の高圧下で、あるいは上記温度・圧力条件を併用した高温高圧下でおこない、あるいは反応雰囲気に超音波を適用するようにした、すなわちこの光触媒反応の物理的反応条件を変えて該反応を促進させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法である。
【００１５】
また請求項５の発明によるその解決手段は、前記光触媒反応工程を、その反応の生起する場所にアルカリ溶液または臨界水を加えるか、あるいはオゾンを加えるなどして、すなわちこの光触媒反応をその化学的反応条件を変えて促進させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機物被覆体の廃棄物処理方法である。
【００１６】
また請求項６の発明によるその解決手段は、中空円柱状をなし、透明な材質によって形成され、周壁部に多数の排出孔が貫通穿設され、比較的小寸法の有機物被覆体の廃棄物を収容して回転駆動される処理ドラムと、前記処理ドラムの外部および内部に設けられ所定の波長の紫外線を放射できる紫外線照射装置と、前記処理ドラム内の、前記紫外線照射装置および前記収容廃棄物を除いた空隙部に充填される粉粒状、またはこれを水に懸濁させたスラリー状の光触媒とを有する有機物被覆体の廃棄物処理装置である。
【００１７】
また請求項７の発明によるその解決手段は、側面に線材のための入出口が穿設された箱体の内部に回転可能に支持され、前記線材を複数ターン巻き付けできる巻付けドラム、およびこの箱体の残余の空隙部に充填される粉粒状またはこれを水に懸濁したスラリー状の光触媒と、所定の波長の紫外線を放射できる紫外線照射装置とを有する光触媒接触装置の複数台と、叩き落とし、削り落とし、振るい落とし等の機械的剥離作動を与える機械的剥離装置との複数台とが、この順に交互に含まれて成る、１本の線として送り出すことが適当な比較的長尺の有機物被覆線の廃棄物処理装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず本発明において使用する光触媒Ｃについて説明する。もっとも普通に使用する光触媒Ｃとしては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、その中でもっとも好適な結晶構造のものとしてアナターゼ型二酸化チタンがよく、この他にルチル型二酸化チタン、含水二酸化チタンでもよい。しかしてこの光触媒Ｃの大きさは、粒径３０ｎｍ以下が望ましい。
【００１９】
またこれらの光触媒Ｃの表面にさらに触媒金属粒子を付加担持させることで光触媒反応の効率をさらに増大させ得ることが知られており、付加される金属粒子の材質としては、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、タンタル、銀、ニッケル、銅、ジルコニウム、クロム、バナジウム、酸化テルル、酸化スズ、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化ルテニウムなどがある。
【００２０】
つぎにこれらの光触媒Ｃを励起させるための光について説明する。光触媒Ｃが二酸化チタン（ＴｉＯ２）である場合は紫外光で励起することがよく知られており、その波長としては２００〜５００ｎｍ、特に３８０ｎｍ以下のものがバンドギャップ以上のエネルギーを持つので好適である。
なお普通の可視光でも紫外光に比べれば程度は低いが光触媒を励起させることはできることを特に付言したい。
【００２１】
光触媒物質、たとえば二酸化チタンにバンドギャップ以上のエネルギーを持つ紫外光を当てて励起すると、その表面にプラスの電荷を帯びた正孔と、マイナスの電荷を帯びた電子が生成され、これらはそれぞれ強い酸化あるいは還元力を持ち、水が関与してさらに強い酸化還元反応を起こす。つまり二酸化チタンに波長３８０ｎｍ以下の紫外光を当てることにより、二酸化チタンに接触している有機物を分解除去することができる。
【００２２】
これらの光触媒反応をさらに詳しく述べれば、所定の光を当てれば上述したように光触媒である二酸化チタンの表面に電子と正孔の二つのキャリアができ、正孔の持つ強い酸化力により、水（空気中に存在するものも含む）が酸化され、酸化力の強いヒドロキシ基（・ＯＨ）と水素イオンＨ＋が生成される。
【００２３】
一方、電子は空気中の酸素（Ｏ２）を還元して非常に強い酸化力を持つアニオン（Ｏ２）を生成し、これが水素イオンＨ＋と反応して過酸化物基（・ＯＯＨ）を生成する。
【００２４】
光触媒が有機物と接触している場所での反応は、まずヒドロキシ基（・ＯＨ）による水素（Ｈ）の引き抜きに始まり、続いて過酸化物基（・ＯＯＨ）による酸化反応が起こり、やがてこの有機物は水（Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）に分解される。つまり元の有機物はこの光触媒反応によって無機物に変換されたのである。
【００２５】
以上に光触媒によって有機物が水と二酸化炭素という無機物に変換されることを詳しく説明したが、光触媒Ｃを有機物被覆体の廃棄物の樹脂被覆に具体的にどのように作用させるかについて、その第一実施例を図１および図４について説明する。
【００２６】
図４は本発明によって処理しようとする廃棄物の一例である線条体１を示したものであって、これが光ファイバであれば基体、つまりこの場合芯線１Ａはガラス材料である。芯線１Ａが金属材料の場合ももちろん多く、また樹脂被覆１Ｂを付着した基体１Ａが線状でない場合も多い。
【００２７】
まず図１に示すように、高圧に耐える中空円柱状の処理筒７を準備し、軸方向の一端には蓋体７１をナット７２によって着脱自在に設ける。しかしてプーリー７４によって軸線の周りに回転駆動できるように支持する。また排出管９を処理筒内部に連通するように設ける。
【００２８】
また処理筒７の内部には等角的に複数の、ＵＶランプなどの紫外線放射装置８を配設する。その取り付け給電基部は必要に応じて無機質材で覆い、周囲に存在する後述する光触媒の微粒子が入り込まないようにする。
【００２９】
処理筒７の蓋体７１と反対側の端部の回転支持軸内部に、加圧ポンプ１０からの加圧用の配管（反応の物理的条件を変えるためのもの）、電源１１からの紫外線放射装置８への給電ケーブル、また酸化剤などの反応促進添加物質供給源１２からの供給配管（反応の化学的条件を変えるためのもの）をそれぞれ処理筒内部に連通させるように配備する。
【００３０】
処理筒７の内部の残余の空間部分には処理しようとする廃棄物１と、粉粒状またはこれを水に懸濁させたスラリー状の所定の光触媒Ｃを充填する。
【００３１】
処理筒７をゆっくり回転させながら、紫外線放射装置８を点灯すれば、内部の廃棄物１と光触媒Ｃとは万遍なく接触して光触媒反応が進む。このとき必要に応じて処理筒７の内部を高圧にしたり、あるいは所望の酸化剤などを供給したりしてもよい。
【００３２】
ときどき排出管９のバルブを開いて、光触媒反応で生じた水や二酸化炭素（ＣＯ２）を排出させる。ただし水の場合は光触媒反応に必要なので真に余分なものたけを排出させる。反応が十分進んだと判断される時間が経過した後は蓋体７１を取り外して内部のもの（反応が完全に終了すれば元の基体１Ａと光触媒Ｃだけが残る）を取り出して、適宜の篩にかければ、ある程度の大きさを持つ基体１Ａと微粒子Ｃとを簡単にふるい分けできる。
【００３３】
上記の処理工程はもちろん複数回反復実施してもよい。有機物被覆１Ｂの厚さが厚い場合はこのようにして被覆１Ｂの基体１Ａの表面に接する部分まで完全に無機化することができる。
【００３４】
なお光触媒反応を促進するための物理的条件を変えるための手段として、図示してはいないが超音波の発振、あるいは処理筒７に加える機械的な振動なども考えられる。なお図示していないが、基体１Ａと有機物被覆１Ｂとの分離を促進するために、処理筒７内を掻き回し棒などによってかき回すことは効果がある。
【００３５】
図１では一塊の廃棄物を都度入れ換えて処理する装置を示したが、流れ作業式に連続的に処理する装置も極めて容易に考えられる。
【００３６】
つぎに処理すべき廃棄物が比較的長さの長い１本の線状をなす場合には図２に示すライン装置によって処理するのが適当である。廃棄物の線１はまず光触媒接触装置２の中に導入される。
【００３７】
この光触媒接触装置２は図３に詳しく示すように、内面に反射面２３の設けられた一つの箱体の内部に回転可能に支持される巻付けドラム２１と、その周囲にＵＶランプなどの複数の紫外線放射装置２２が設けられたもので、残余の空間部分には粉粒状またはこれを水に懸濁させたスラリー状の所定の光触媒Ｃが充填される。
【００３８】
巻付けドラム２１は処理すべき廃棄線１が長時間この箱内に留まって光触媒Ｃに長時間接触するための手段であり、その箱の側面の上部と反対側側面の下部に廃棄線１の走行用のそれぞれ入・出口が穿設される。
【００３９】
初めの光触媒接触装置２のすぐ下流には、叩き落としブラシ３が線１に近接して回転駆動状態に設けられており、たとえば細い鋼線のようなブラシ毛３１によって、上流の工程によって分子的凝集力の弱められた有機物被覆１Ｂの表面部分が叩き落とされる。
【００４０】
廃棄線１は次の光触媒接触装置２において有機物被覆１Ｂの表面のその下の層部分が無機化される。この層の無機化が基体、この場合は芯線１Ａにまで及んだと思われる場合はその下流工程では削り落としのためのスクレーパ４を適用するのがよい。
【００４１】
なお削り落としのためには廃棄線１をぴんと張っておく必要があるから、スクレーパ４の前後にはそれぞれ１対のクランプローラ装置５１，５２を設けて廃棄線１を挟持するようにし、下流側のローラ装置５２の駆動速度を上流側のそれよりも１，２％程度上げておけばよい。
【００４２】
こうして完全に有機物被覆１Ｂの取り除かれた基体１Ａは巻取ボビン６に巻き取られる。なお、上記のライン装置の第一工程である光触媒接触装置２と叩き落としブラシ３の組み合わせ工程は複数回反復設置してもよいことはもちろんである。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１，２および３の発明によるときは、従来方法のように単なる高温・高圧下の酸化促進反応ではなく、全く新奇な光触媒反応による有機物被覆自体の分子的な付着力と凝集結合力を取り去ることと、機械的な剥離作用との組み合わせによっておこなうものであるから、基体と被覆の分離が効率的に完全に実施でき、基体材質を好適に再利用できるとともに、有機物被覆は環境に無害な無機物に変えて処理できる利点がある。
【００４４】
また請求項４おび５の発明によるときは、上記の光触媒反応を大幅に促進して反応処理時間を短くすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】基体から有機物被覆を分離するための装置例を示す簡略側面図である。
【図２】１本の比較的長い線条体の有機物被覆を分離するライン装置を示す簡略側断面図である。
【図３】図２に示した装置の中の要素装置２を拡大して示す側断面図である。
【図４】本発明が処理すべき代表例である有機物被覆線を示す断面図である。
【符号の説明】
１          線条体
１Ａ        芯線
１Ｂ        有機物被覆
２          光触媒接触装置
２１        巻付けドラム
２２，８    紫外線放射装置
２３        反射面
３          叩き落としブラシ
３１        ブラシ毛
４          スクレーパ
５１，５２  クランプローラ
６          巻取ボビン
７          処理筒
７１        蓋体
７２        ナット
７４        プーリー
９          排出管
１０        圧縮ポンプ
１１        電源
１２        反応促進添加物質供給源
【図１】
2004329992.tif 000003
【図２】
2004329992.tif 000004
【図３】
2004329992.tif 000005
【図４】
2004329992.tif 000006