(57)【要約】【課題】難燃剤を含有する樹脂から溶剤を使用して、溶剤に難燃剤を溶出させて除去する装置において、従来の軸を共通にした混練機では、各プロセスに対して最適な軸の回転数を設定することができないため、効率良く難燃剤を除去することができない。【解決手段】本難燃剤除去装置は、金型を分割して、各金型に軸を設けて、その軸を変速機で連結することと、各金型に樹脂の排出口と供給口を設けて次工程と連結する構成により、最初の金型で難燃剤を含有する樹脂を加熱して溶融したのち、次の金型で、溶剤と樹脂を混合させて練ったあと、溶剤を排出し、最後の金型で、樹脂中に残留した溶剤を真空排気する際に、各プロセスに最適な軸の回転数が得られる構造を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃剤を含有する樹脂から難燃剤を抽出除去するために、１つの動力源と複数の変速装置で構成した混練機中で混練することを特徴とする難燃剤除去装置。
【請求項２】
軸を有した金型が２つ以上有り、各金型の側面に樹脂の供給口を設けて、樹脂が移動できるように連結させて、各金型の軸同士を変速機に接続して動力を伝達することを特徴とする請求項１記載の難燃剤除去装置。
【請求項３】
樹脂を供給し排出する金型において、供給側と排出側の両方に対して、金型の軸を突き出させて、変速機と接合できることを特徴とする請求項１記載の難燃剤除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電等の一般民生用機器の外装樹脂製筐体に用いられている難燃剤を含有する樹脂から難燃剤を除去する難燃剤除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般民生用機器には、その外装筐体等に合成樹脂が多く使用されている。代表的なものとしてはポリスチレンやポリプロピレン、ＡＢＳ、耐衝撃性を向上させたハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）等の熱可塑性樹脂がある。これらは、難燃性が低いため、各種難燃剤、難燃助剤を付加・含有させて難燃化する事ことによって、一般的に外装筐体として用いる。
【０００３】
比較的少量の添加で難燃化が可能で、コストが安いハロゲン系難燃剤が多く使われている。特に臭素系難燃剤がポリスチレンに使用されている。これらの樹脂から、難燃剤等の添加剤を除去する装置は無い。難燃剤を溶かさずに、樹脂を溶かす溶剤を使用して、難燃剤を含有する樹脂と溶剤を混合し、難燃剤は溶けずに沈殿することにより、樹脂と難燃剤を分離することができる。樹脂は、溶剤に溶けていると、分子量が小さくなりモノマーに戻る。このような状態になると、溶剤と樹脂を分離しても、元に戻らず原料となるので、マテリアルリサイクルすることができない。
【０００４】
家電リサイクル法の施行により、廃家電の回収再利用の義務が生産者に課せられるようになり、適正処理が求められている。現状では、外装に使用されている難燃樹脂製筐体は、焼却か埋め立てによる処分しかなされていない。しかし前述のハロゲン系難燃剤、特に臭素系難燃剤は、その高い難燃性のため不完全燃焼しやすい。又、低温で焼却する等の不適切な条件で、焼却すると、ダイオキシン発生の懸念がある。
【０００５】
一方、地球全体のエネルギーの観点から、石油資源が枯渇することを防止することが急務である。樹脂を再生リサイクルする事が、取り組まれている。難燃剤含有の樹脂については、酸処理（例えば、特許文献１参照）や高温処理（例えば、特許文献２参照）等がある。これらは、樹脂と難燃剤を熱分解してサーマルリサイクルするという内容である。従って、樹脂の特性を落とさずに難燃剤を分離して、樹脂を再使用するといったマテリアルリサイクルする方法に関しては、従来例がない。また、難燃剤含有樹脂から樹脂を改質して分離する方法は、例えば特許文献３に述べられている。
【特許文献１】特開平６−１５７８１２号公報
【特許文献２】特開平８−２９９７５９号公報
【特許文献３】特開平１０−１９５２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
樹脂を改質することなく、難燃剤を除去して樹脂をマテリアルリサイクルするために、難燃剤を除去した樹脂を元の樹脂と同様の汎用用途に使用できるよう、樹脂の劣化を抑えて、難燃剤を除去する技術が必要である。図２は、従来の混練機の概略を示したものである。
【０００７】
樹脂供給口１１から樹脂を供給し、混練部１で加熱溶融した後、混練部２で溶剤と樹脂を混合し樹脂中に含まれる難燃剤を溶剤に溶かして抽出したのち、真空排気口１０と真空ポンプを接続して、樹脂中に残った溶剤を蒸発させて回収し、樹脂を排出していた。従来方法によれば、軸６を共通にしているため、各プロセスに最適な軸の回転数を選択することができず、プロセスが最も長い時間を要する混練部で処理能力が決まるため、設備コストが非常に高くなる。又、大きなトルクが必要となりモーター４が大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明の難燃剤除去装置は、樹脂の特性の変化を最小限に抑えながら、効率的にかつ低コストで、難燃剤含有の樹脂から難燃剤を除去するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、難燃剤含有樹脂から難燃剤を除去して樹脂をマテリアルリサイクルするために、粉砕された難燃剤含有樹脂を、複数の金型を連結させて供給し、加熱溶融させ、さらに特定の溶剤を途中から注入、排出させて溶剤中に難燃剤を溶解抽出し、更に樹脂中に残った溶剤を真空排気する事で、減圧回収する難燃剤除去装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の装置を用いる事で、従来の混練機では非常に大型化することと、プロセスが最も長い時間を要する混練部で処理能力が決まるという問題点を克服することができるので、コストの安い設備を実現することができる。
【００１１】
また、大量の廃家電から出る難燃剤含有樹脂を焼却や埋め立て処理によって、無駄にすることなく、再び非難燃樹脂に変えて、比較的安いコストで、マテリアルリサイクルできるようになるという効果があり、環境問題を解決するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、難燃剤を含有する樹脂から難燃剤を抽出除去するにあたり、溶剤と樹脂を複数の軸を有した金型で構成した装置で混練することを特徴とする樹脂の処理装置であり、複数の軸を有した金型を連結して組み合わせることにより、難燃剤と難燃剤を抽出するのに用いた溶剤を除去して、非難燃樹脂を製造する作用を有している。
【００１３】
本発明において、最初の軸を有した金型１（混練部１）において、ペレット形状の樹脂を軟化させるまで温度を上げて、溶融しながら混練する。次に軸を有した金型２（混練部２）において、溶剤と樹脂を混練した後、樹脂が排出される際には、樹脂中にごく少量の溶剤のみが含有された状態であることを特徴とするもので、この混練機で樹脂から難燃剤を除去する作用を有する。そして、本発明における最終段の金型３（混練部３）において、前段の金型から排出されたわずかに溶剤の残った樹脂から、真空ポンプを用いて排気することで溶剤を除去し、排出された樹脂には、難燃剤と溶剤が除去された状態であることを特徴とする非難燃樹脂を製造する作用を有する。
【００１４】
また本発明は、複数の軸を有する金型において、金型の長さと混練用スクリューの直径との比（＝Ｌ／Ｄ）をプロセスに応じて変えることを特徴とする請求項１記載の難燃剤を除去する処理装置であり、１台の装置で、難燃剤を含有している樹脂から溶剤を使用して、難燃剤を溶剤に溶かして分離除去した後、更に樹脂中に残る溶剤を除去できる作用を有している。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明は、破砕機によって小片にされた難燃剤含有の樹脂を複数の軸を有した金型で樹脂と溶剤を接触させることで、少なくとも１種類以上の難燃剤を樹脂から抽出分離し、さらに後段の金型中で真空排気することにより、残留溶剤を除去するものである。
【００１７】
本発明で記載される難燃剤含有樹脂とは、樹脂の製造工程で不要となった樹脂や端材、あるいは市場から回収された廃家電製品に用いられていたものを示す。難燃性を付加するための難燃剤を少なくとも１種類以上含み、その他に難燃助剤、滑剤、安定剤、酸化防止剤、着色剤、流動改質剤、離型剤等樹脂成形に必要な添加剤を含有する樹脂である。
【００１８】
難燃剤としては、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＡ）はじめとする
ビスフェノールＡ型の難燃剤や、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、テトラブロモジフェニルエーテルなどの難燃剤、トリブロモフェノール、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ヘキサブロモシクロドデカン、ＴＢＡポリカーボネートオリゴマー、ビストリブロモフェノキシエタン、臭素化ポリスチレン、ＴＢＡエポキシオリゴマーなどの臭素系難燃剤や、パークロロシクロペンタデカン、クロレンド酸、塩素化パラフィンなどの塩素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤無機系難燃剤等を指す。本実施の形態例としては、廃テレビの外装筐体に使用されている樹脂を粉砕したものを原料として使用した。樹脂の種類はハイインパクトポリスチレンであり、含有している難燃剤は、ＴＢＡ（テトラブロモビスフェノールＡ）である。平均分子量は約４００００であった。ＧＰＣ分析によると、難燃剤の含有率は約１７％であった。
【００１９】
樹脂中の難燃剤は、単独もしくは上記の各種難燃剤が複数組み合わせて含まれていても構わない。含有率は、要求する難燃グレードによって異なるが、一般的に数ｗｔ％から５０・６０ｗｔ％である。
【００２０】
また、樹脂の種類は特に選ばないが、スチレン系樹脂に特に有効である。スチレン系としては、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−ブダジエン−アクリロニトリル、スチレン−ブタジエン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−アクリロニトリル、スチレン−無水マレイン酸などがある。
【００２１】
上記樹脂は単独で用いてもよいが、他の樹脂とブレンドして使用していても構わない。分子量も特にこだわらないが、３，０００〜１，０００，０００程度が望ましい。
【００２２】
また本発明中における金型にある軸６とは、樹脂を混練する際に使用するスクリュー１２を回転させるための軸を有していて、単軸でも２軸以上でも特にこだわらない。複数の金型を結合した構成である。金型には、樹脂を連続的に供給するための供給口７があり、尚且つ次の工程に供給するための排出口８を有することと、各金型における軸６を変速機５で連結することにより、複数の金型を連結して樹脂を連続的に供給・排出することが可能となる。
【００２３】
以下本発明について図１を用いて詳述する。
【００２４】
回収された廃家電の筐体等に使われていた難燃剤含有の樹脂を、１〜１０ｍｍ大のペレット状に粉砕した後、樹脂供給口１１に投入する。これが、１段目の金型１に投入されると、金型内１で加熱されて樹脂を溶融し、スクリュー１２によりさらに練られて、左側の出口方向に順次押し出されていく。
【００２５】
１段目の金型１（混練部１）には、樹脂の排出口８が、設置されていて、次の金型の供給口７と接続されているため、そこから樹脂を次の金型に供給することができる。加熱温度は樹脂によって異なるが、おおよそ１００〜２００℃の範囲であり、ハイインパクトポリスチレンの場合は約１８０℃である。２段目の金型２（混練部２）では、樹脂と溶剤を混合し、溶剤を回収するために、２箇所溶剤の供給及び排出するための溶剤供給・排出口９が設置されている。２箇所の溶剤供給・回収口に関して、樹脂の押出し方向に制約されず、一方が溶剤を供給用で、他方は溶剤を回収用となっている。
【００２６】
１段目の金型１（混練部１）で加熱されて溶融状態となった樹脂が２段目の金型２（混練部２）に送り込まれて、難燃剤を抽出するために、溶剤と樹脂を十分に混合した後、難燃剤が溶けている溶剤を回収する。この状態では、溶剤が樹脂に残るため、溶剤を除去する目的で、３段目の金型３（混練部３）に樹脂を送り込む必要がある。
【００２７】
溶剤は、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールプロピルエーテル、トリエチレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコールプロピルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル等があげられる。
【００２８】
また、これらの溶剤に難燃剤の溶解力を落とさない範囲であれば必要に応じ、公知の添加物を添加することができる。例えば、抗菌剤，防カビ剤、酸化防止剤、害虫忌避剤、界面活性剤、着色剤、発泡剤、流動促進剤等である。
【００２９】
２段目の金型２（混練部１）にも、樹脂の排出口８が、設置されていて、３段目の金型の供給口７と接続されているため、そこから樹脂を３段目の金型３に供給することができる。溶剤は、種々の溶剤を検討した結果、難燃剤が比較的容易に溶解するものであり、樹脂成分が溶けにくく、環境に影響の小さいものとしてグリコールエーテル系のものを選択した。３段目の金型３（混練部３）では、樹脂に残った溶剤を真空排気して、溶剤を回収するために、真空排気口１０が設置されている。
【００３０】
真空ポンプを真空排気口１０に接続して、減圧することにより、樹脂に残った溶剤を蒸発させて回収する。尚、この排気の中に含まれる溶剤は、排気工程中で冷却することで再び液体に戻り、何回も再使用することができる。
【００３１】
このようにして押し出された樹脂は、その後水槽で冷却されたのち、ペレタイザーで所定長さにカットされ、再び非難燃樹脂ペレットとして再生することができる。樹脂は、３段目の出口に取り付けた金型から複数の線状になって吐出され、冷却水で冷却され、ペレタイザーによってペレットサイズにカットされる。この樹脂を分析したところ、残溶剤率は０．１％以下であり、残難燃剤率は０．０５％以下になっていた。
【００３２】
また、この樹脂の各種物性を測定したところ、シャルピー衝撃強度、デュポン衝撃値、ビカット軟化点等物理的物性は、全て初期のハイインパクトポリスチレンのそれらに対して、１．２倍近くになった。これは難燃剤を樹脂に添加することで落ちていた物性が、原因である難燃剤を除去した事で、樹脂本来のレベルに戻ったためである。樹脂の分子量も３８５００であり、ほとんど初期値と変化が無かった。つまり、ほとんど樹脂の特性を劣化させる事なく、難燃剤を樹脂中から除去することができた。
【００３３】
この装置は、通常の樹脂成型用の長Ｌ／Ｄのものでも構わないが、プロセスに応じて、金型の長さを変えることができる。例えば１段目の金型１は樹脂を溶融するだけなので、金型の長さを短くすることが可能となる。これにより、装置の価格が大幅に低下し低コストで生産することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明による装置は、廃家電製品から出る難燃剤を含有している樹脂を非難燃樹脂に変えることができる。非難燃樹脂としてマテリアルリサイクルすることによって、廃棄物を削減するという効果がある。又、本発明による装置は、一般的に樹脂を使用しているもの例えば家具、自動車、建築物等のリサイクルにも役立つことができる。廃棄物増加による処分場の不足といった環境問題を解決していく有力な手段となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の装置の概略図
【図２】従来の混練機の概略図
【符号の説明】
【００３６】
１    １段目金型
２    ２段目金型
３    ３段目金型
４    モーター
５    変速機
６    軸
７    樹脂供給部
８    樹脂排出部
９    溶剤供給・排出口
１０    真空排気口  
１１    樹脂供給口
１２    スクリュー
１３    混練機本体金型
【図１】
2005314462.tif 000003
【図２】
2005314462.tif 000004