(57)【要約】【課題】発泡ポリスチレンの熱分解油化システムとして最適且つ経済的な減容法、および減容機を考案する。【解決手段】減容溶剤として発泡ポリスチレンを熱分解油化した生成油を使用減容機としては、用途に応じ次の２種類のものを使用するものとした。小型減容機：攪拌機を設けた供給槽に発泡ポリスチレンを投入し、溶剤生成油を張込んだ市販ドラムを使用した攪拌槽に供給槽の自重、または下に移動する荷重リングにて、発泡ポリスチレンを沈下しつつ攪拌して溶解する。大型減容機：攪拌機を設けた溶解槽に発泡ポリスチレンを投入し、荷重リングにて発泡ポリスチレンを押し下げつつ攪拌して溶解する減容機、これ等の減容機にて得られる発泡ポリスチレンと生成油の溶解液をそのまま油化原料、あるいは液体燃料として使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主としてポリスチレン、または発泡ポリスチレンから成るプラスチックを熱分解油化して得られる液状分解生成物より成る発泡ポリスチレン用溶解減容溶剤。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡ポリスチレン用溶解減容溶剤に発泡ポリスチレンが溶解されている溶液より成るプラスチック油化用原料。
【請求項３】
請求項１に記載の発泡ポリスチレン用溶解減容溶剤に発泡ポリスチレンが溶解されている溶液より成る燃料。
【請求項４】
請求項１に記載の発泡プラスチック用溶解減容溶剤を発泡ポリスチレン用溶解減容するために用いる装置において、下部に攪拌翼（１８）を設けた上下に移動可能な供給槽（１４）と、脱着可能な溶解槽（１６）から成り、特定量の請求項１の溶剤を投入した溶解槽を供給槽の直下に置き、溶解槽を適切な温度に保持して、攪拌翼を回転しつつ、供給槽の自重にて、投入した発泡ポリスチレンを溶剤中に沈下させて溶解することを特徴とする、上記装置。
【請求項５】
請求項１に記載の発泡プラスチック用溶解減容溶剤を用いて、発泡ポリスチレンを溶解減容する装置において、供給槽（２４）と脱着可能な溶解槽（２６）と下部に攪拌翼を取付けた攪拌機（２８）と上下に移動可能な荷重リング（２９）から成り、特定量の請求項１の溶剤を投入した溶解槽を供給槽の直下に置き、荷重リングを溶解槽上部に移動後、原料発泡ポリスチレンを溶解槽に投入し、溶解槽を適切な温度に保持して、攪拌翼を回転しつつ、荷重リングの重量にて発泡ポリスチレンを溶剤中に沈下することにより溶解することを特徴とする、上記装置。
【請求項６】
請求項１に記載の発泡プラスチック用溶解減容溶剤を用いて、発泡ポリスチレンを溶解減容する装置において、溶解槽（３６）とこの下部に攪拌翼を取付けた攪拌機（３８）と溶解槽内を上下に移動可能な荷重リング（３４）から成り、この荷重リングを溶解槽上部に移動後、請求項１の溶剤並びに原料発泡ポリスチレンを溶解槽に投入し、溶解槽を適切な温度に保持して、攪拌翼を回転しつつ、荷重リングの重量にて発泡ポリスチレンを溶剤中に沈下することにより溶解することを特徴とする、上記装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発泡ポリスチレンのリサイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発泡ポリスチレンはその軽量性、保温性、加工性等の利点から広く使用されているが、近年、この発泡ポリスチレンを含み、使用済プラスチックを熱分解し、燃料油としてリサイクルする油化法が資源の有効利用、並びに環境保全の視点から採用されつつある。
ところが、使用済み発泡ポリスチレンおよびこの加工工場などから排出され、リサイクルされて油化原料として使用する場合、その見かけ比容積が非発泡体の数十倍にもなるため、運搬とともに、油化装置の分解工程での容積処理効率が悪く、これを避けるための減容法が重要とされている。
減容法としては、従来から圧縮法、溶融法および溶解法がある。
圧縮法は設備費および動力消費が大きい欠点があり、また溶融法は大容積物の効率的な加熱が課題であった。
溶解法は溶剤および溶解後の分離が必要ではあるが、溶剤との直接接触にて容易に溶解でき、減容生成物が液体であることからくる、取扱の容易さからも優位性が認められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発泡ポリスチレンを溶解法にて減容する場合、溶剤の選定が重要であって、溶剤に求められる性状はポリスチレンに対する溶解度が大きく、引火点が高く、即ち蒸気圧が低くて、毒性、悪臭が無いことである。近年リモネン溶解法が実用化されてはいるが、溶剤費が高く、油化等の大量処理向けには難点がある。また溶解された発泡ポリスチレンを再利用する際に、溶剤を分離する必要があった。
発泡ポリスチレンは密度が低いため溶剤と混合しても、溶剤中へ沈下分散せず、遊離して充分な接触が得られないため、接触方法について改善することが必要である。
このことから溶解法を採る場合は、溶剤の選定とこれに適した減容機の開発が課題である。
また油化原料としての使用済み発泡ポリスチレンの収集について考えると、発泡ポリスチレンの消費地は広く分布することから、油化設備の設置地点について幾つかの収集拠点を適当な距離をおいて配置し、ここに各々減容機を置いて、これより得られた発泡ポリスチレンの生成油溶解液を油化設備に運搬して処理するのが効率的と考えられる。
この場合、小型減容機を各収集拠点に、大型減容機を油化拠点へ配備すると考えられるため各々使用条件に適した減容機が必要となる。
【０００４】
【問題を解決する為の手段】本発明においては、主として発泡ポリスチレンからなるプラスチックを熱分解して、油化した生成油を溶剤とすれば、溶解性も良好であり、発泡ポリスチレンを溶解した生成油は油化原料としての適性を備えており、また液化工程において分離をせずに、生成油をそのまま溶剤として循環利用できることからも経済効果が高い。
さらに、発泡ポリスチレンを溶解した生成油は石油系重質油に類似した性状であり、環境汚染の原因となる硫黄、及び窒素成分を含まないため、燃料として利用可能と考えられる。
このことから、実施例１に示す発泡ポリスチレンの溶解試験を行った結果、ポリスチレン油化生成油が減容の溶剤として利用可能であることを発見した。
また、減容機としては、油化生成油を張込だ溶解槽に発泡ポリスチレンを入れた供給槽の自重、または溶解槽に入れた発泡ポリスチレンを荷重リングにて油化生成油中に沈下して攪拌することにより溶解速度を上昇させる方式とした。
【０００５】
【実施の形態】
本発明にて発泡ポリスチレンの減容を行う際、減容にて得られた溶解液を収集拠点より輸送して油化設備の分解釜投入口より投入する場合、設備費が少なく、取扱が簡便な方法として、オープン型汎用石油ドラムを溶解槽として利用するのが経済的で、さらに面倒な移液操作を避けるため、この汎用石油ドラム内にて溶解作業を行うのが経済的であると考え、請求項４及び５の減容機を考案した。
請求項４は供給槽の自重にて原料発泡ポリスチレンを溶剤中に沈下させる方式であり、請求項５は荷重リングの重力にてこれを行うものである。
請求項４の減容機は図１の如く、原料発泡ポリスチレンを収納し、下部に攪拌翼（１８）を設けた供給槽（１４）を適当量の溶剤を投入した溶解槽（１６）の上端に装着して、攪拌機を回転しつつ供給槽の自重にて発泡ポリスチレンを溶剤中に沈下することにより溶解するものである。
請求項５の減容機は図２の如く、原料発泡ポリスチレンを収納し、下部に攪拌翼（２８）を設けた供給槽（２４）を適当量の溶剤を投入した溶解槽（２６）の上端に装着して、攪拌機を回転しつつ荷重リングにて発泡ポリスチレンを溶剤中に沈下することにより溶解するものである。
油化装置を設置する場所にて発泡ポリスチレンの収集も行う場合には、油化操作の前処理として、大型の減容機が必要と考えられるため、請求項６、図３に示す減容機を考案した。これは請求項４の小型減容機、供給槽の上下運動が大型機においては無理があるため、荷重リング（３４）の重力により供給槽（３６）に充填した発泡ポリスチレン（３１）を押し下げて溶解するものである。
上述の減容器に使用する供給槽および荷重リング吊上げ方式として、添付図では巻上機を記載しているが、ジャッキ等の他の持ち上げ方式とすることもある。
なお、油化装置の分解反応釜が運転サイクルとして空く場合には、これを利用して溶解を行うことも可能である。この場合は、投入口にホッパーをバルブを介して反応釜に接続し、反応釜に生成油を張って昇温して、攪拌しつつ適時バルブを開いてホッパーより発泡ポリスチレンを投入することにより反応釜内にて溶解させる。
【０００６】
【実施例１】本発明の実施可能性を確認するため、溶解確認試験を下記の条件にて行い１時間以内に充分溶解可能なることを確認した。
溶解条件
下記の通り、ビーカーに発泡ポリスチレン分解油を採取し、市販発泡
ポリスチレンを破砕して徐々に投入、攪拌して溶解した。
発泡ポリスチレン分解油量  ：                    １７０  ｇｒ
発泡ポリスチレン投入量    ：                    １００  ｇｒ
濃        度：                              ３７．０４  ｗｔ％
温度：                                              室温
【実施例２】
減容操作の実施例として、構造は図１、次の寸法の小型ポリスチレン減容器は溶解槽（Ｄ）  内径：６００ｍｍｘ高さ：９００ｍｍ（容積：０．２５ｍ３）
供給槽（Ｆ）  内径：６２０ｍｍｘ高さ：１２００ｍｍ（容積：０．３６ｍ３）
とすれば、下記の操作が可能である。
生成油張込量              ：０．１５ｍ３
発泡ポリスチレン投入量    ：３ｋｇ／回（０．２７ｍ３／回）
発泡ポリスチレン投入回数  ：２５回
油化原料生産量            ：２００ｋｇ
【図面の簡単な説明】
【図１】自重式小型発泡ポリスチレン減容機の説明図
【図２】荷重リング式小型発泡ポリスチレン減容機の説明図
【図３】大型発泡ポリスチレン減容機の説明図
【付号の説明】
１１      発泡ポリスチレン
１２      発泡ポリスチレン投入口
１３      溶剤
１４      供給槽
１５      巻上機
１６      溶解槽
１７      減速機付モーター
１８      攪拌翼
１９      架台
２１      発泡ポリスチレン
２２      発泡ポリスチレン投入口
２３      溶剤
２４      供給槽
２５      巻上機
２６      溶解槽
２７      減速機付モーター
２８      攪拌翼
２９      荷重リング
３１      発泡ポリスチレン
３２      発泡ポリスチレン投入口
３３      溶剤
３４      荷重リング
３５      巻上機
３６      溶解槽
３７      減速機付モーター
３８      攪拌翼
３９      溶解液取出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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