(57)【要約】【課題】取り扱いや運搬に適した軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の減溶化物を提供できる処理方法を提供する。【解決手段】軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に分解剤を加えて分解反応を開始し、軟質ウレタン樹脂中のイソシアネート由来のジアミン濃度が２ｗｔ％以下の段階で分解反応を停止することで、液層と固層とに分離しない安定したペースト状の減溶化物を得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に分解剤を加えて分解反応を開始し、前記軟質ウレタン樹脂原料のイソシアネート由来のジアミン濃度が２ｗｔ％以下の段階で前記分解反応を停止し、ペースト状の中間生成物を得る工程を有することを特徴とする軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項２】
軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に分解物を加えて分解反応を開始し、
前記分解反応が最終段階まで進行した場合に得られる最終分解生成物中に含まれる前記軟質ウレタン樹脂原料のイソシアネート由来のジアミン濃度に対し、１／３０００００〜１／２のジアミン濃度の範囲内で前記分解反応を停止し、ペースト状の中間生成物を得る工程を有することを特徴とする軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項３】
さらに、前記中間生成物を再加熱し、最終分解生成物を得る再加熱工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記分解剤は、
カルボキシル基、カルボキシル基の塩、エステル基及び酸無水物基からなる群から選択される少なくとも１種を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記分解反応は、温度１５０℃〜２５０℃の条件で、前記軟質ウレタン樹脂含有廃棄物と前記分解剤との混合物を混練することで実施し、
前記分解反応の停止は、前記分解反応開始後２０秒〜１５分の間に行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記分解反応は、加熱と混練とを同時に行える押出機を用いて行うことを特徴とする請求項５に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記分解反応は、被分解物の前記押出機内での滞留時間が１５分以内であり、前記押出機出口での前記被分解物の温度が８０〜２５０℃であることを特徴とする請求項６に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項８】
軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の分解反応を途中で停止することにより得たペースト状の中間生成物を、再加熱し、最終分解生成物を得る再加熱工程を有することを特徴とする軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項９】
前記再加熱工程は、
前記中間生成物を得た分解反応時の温度より１０℃以上高い温度でかつ３００℃以下の加熱条件下で混練を行うことを特徴とする請求項８に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項１０】
前記再加熱工程は、加熱と混練を同時に行える押出機を用いて行うことを特徴とする請求項９に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項１１】
前記再加熱工程は、前記押出機内での設定温度が１８０℃以上３００℃以下であり、被分解物の前記押出機内での滞留時間が１〜１５分、かつ温度（℃）と時間（ｍｉｎ）の積が５０００（℃・ｍｉｎ）以上の条件で行われることを特徴とする請求項１０に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項１２】
前記再加熱工程は、バッチ式の加熱装置を用い、設定温度が１８０℃以上３００℃以下であり、処理時間が１０分以上３時間以下、かつ温度（℃）と時間（ｍｉｎ）の積が５０００（℃・ｍｉｎ）であることを特徴とする請求項９に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【請求項１３】
前記軟質ウレタン樹脂廃棄物が車両用シートに使用された軟質ウレタン樹脂の廃棄物であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理に関し、特に化学的分解法を用いた減溶化処理、及び再生可能な分解処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟質ウレタン樹脂は一般的に車両用シート、家具、マットレスなどのクッション材として広く用いられている。しかし、三次元の網目構造を有する熱硬化性樹脂であるため再成形ができず、リサイクルが困難である。よって、現状では、使用済みの軟質ウレタン樹脂はリサイクルされることなく、破砕後埋め立てや焼却などの処分がされている。
【０００３】
例えば使用済み自動車の廃棄処理では、解体事業者により有用部品等の回収がなされた後、廃車ガラをシュレッダーし、鉄等のリサイクル可能な金属が取り除かれるが、その後に残った車両用シート等のシュレッダーダストは埋立て処理されているのが現状である。しかしながら、シュレッダーダストに含まれる軟質ウレタン樹脂、特に軟質ウレタンフォームは、気泡を含み比重が軽く、嵩張っており、埋め立て処理するにしても、或いは他の方法で熱や資源を回収するにしても運搬費用が高くつくため、何らかの方法で減容化することが望まれている。
【０００４】
車両用シートのシュレッダーダストに限らず、ソファ、椅子、及びマットレスなどに使われている軟質ウレタン樹脂を用いたクッション材の廃棄処理も同様な状況であり、運搬費用の低減のため有効な減容方法が期待されている。
【０００５】
また、これらの減溶化に並んで、将来的には資源の有効活用化のため、廃棄物中のウレタン樹脂をリサイクルできるようにすることも望まれている。
【０００６】
一方、ウレタン樹脂を化学的に分解し、液化する方法は古くから研究されている。例えば、アルカノールアミンなどのアミン化合物で硬質ポリウレタンフォームを分解して、その後分解生成物を分離回収し、ウレタンフォームとして再生する方法（特許文献１参照）、分解剤としてポリオール及びアミノエタノールを用いてポリウレタンフォームを分解し、接着助剤として再生する方法（特許文献２参照）、ケトン／アルデヒド分解法（特許文献３参照）、イソシアネート分解法（特許文献４参照）、熱分解法、及び加水分解法、後段昇温加熱法等が知られている。
【０００７】
本願発明者等もこれまで、化学的分解法を用い、リサイクル可能なウレタン樹脂廃棄物の処理方法を検討してきた（特許文献５参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２４２７２３号
【０００９】
【特許文献２】
特開平６−１８４５１３号公報
【００１０】
【特許文献３】
特許第３１８５９９５号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開平５−２２２１５２号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開２００２−１２６９９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述する分解方法を軟質ウレタン樹脂の分解に適用した場合、その分解方法の種類を問わず、最終的に得られる分解生成物は、下層の固形物と上層の液状ポリオールに二相分離するものとなる。このように二相分離した分解生成物は、分解前の軟質ウレタンに比較すると減溶化されてはいるものの、取り扱いが困難であり、搬入搬出、及び運搬に際し煩雑であり、減溶化に伴う運搬コストの低減効果を十分に図ることができない。
【００１４】
本発明は上述する従来の課題に鑑みて為されたものであり、運搬コストの低減を図ることのできる減溶物を得る軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明の別の目的は、ウレタン樹脂のリサイクルを可能とする分解物を得る軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の第１の処理方法は、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に分解剤を加えて分解反応を開始し、軟質ウレタン樹脂中のイソシアネート由来のジアミン濃度が２ｗｔ％以下の段階で分解反応を停止し、ペースト状の中間生成物を得る工程を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の第２の処理方法は、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に分解物を加えて分解反応を開始し、分解反応が最終段階まで進行した場合に得られる最終分解生成物中に含まれる前記軟質ウレタン樹脂原料のイソシアネート由来のジアミン濃度に対し、１／３０００００〜１／２のジアミン濃度の範囲内で前記分解反応を停止し、ペースト状の中間生成物を得る工程を有することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の第１または第２の処理方法によれば、分解反応を軟質ウレタン樹脂原料のイソシアネート由来の上記所定のジアミン濃度を満たす途中段階で停止しすることにより、ペースト状の中間生成物を得ることができる。この中間生成物は、分解前の軟質ウレタン樹脂に比べ大幅に減溶化されており、かつ液相と固相とに二相分離していないため取り扱いが容易で運搬コストの低減を図ることができる。
【００１９】
さらに、得られたペースト状中間生成物を再加熱し、最終分解生成物を得る再加熱工程を有してもよい。
【００２０】
上記本発明の第１または第２の処理方法の特徴において、分解剤は、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボキシル基の塩、エステル基（−ＣＯ−Ｏ−）及び酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）からなる群から選択される少なくとも１種を使用してもよい。
【００２１】
上記分解剤は、分子中にアミノ基を有さないため、ウレタン樹脂分解物中のアミン濃度を低減することができる。分解物中にアミンが多量に残存する場合は、ウレタン樹脂分解物から樹脂を再生しようとする場合、その再生反応において残存アミンが触媒として働くため、反応が急激に進行し、反応制御が困難となる恐れがあるが、上記分解剤を用いる場合には、ウレタン分解物中のアミン濃度を低減できるため、ウレタンの再生に適した分解物を生成することが可能になる。
【００２２】
また、上記分解反応は、加熱と混練を同時に行える押出機を用いて行ってもよい。押出機を使用する場合は、加熱と混練を同時にしかも連続して行えるため、効率的に分解反応を進行させることができる。また、押出機を使用する場合は、押出し機構により外部に排出された分解生成物は、即時に加熱と混練から解放されるため、分解反応の途中停止を制御よく、しかも簡易に実行することができる。
【００２３】
本発明の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法の第３の特徴は、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の分解反応を途中で停止することにより得たペースト状の中間生成物を、再加熱し、最終分解生成物を得る再加熱工程を有することである。
【００２４】
上記本発明の処理方法の第３の特徴によれば、上述する第１または第２の処理方法で得られたペースト状減溶物を、さらに再加熱することで、最終分解生成物を得ることができる。得られた最終分解生成物は、再生処理を行うことで、再びウレタン樹脂として再生することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の分解反応を検討する中で、分解反応の途中段階で、ペースト状の中間生成物が得られる現象を発見した。本発明は、この現象を軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の減溶化方法として応用することにより得られたものである。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理方法について説明する。なお、本発明の実施の形態で処理の対象（被処理物）とする廃棄物中に含まれる軟質ウレタン樹脂は、特に限定するものではなく、水酸基価１５〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオールを原料として作製される一般的なウレタン樹脂のことを指す。例えば、車のシートのクッション材や、椅子のクッション材、ベッドマット材として使用されるものである。これらの製品の廃材は、自動車のシュレッダーダスト等のように、破砕、あるいは粉砕されるが、廃棄物中には軟質ウレタン樹脂以外に、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属、砂、紙、布なども混合されている。本実施の形態に係る処理方法の対象となるのは、これらの廃棄物、またはこれらの廃棄物から金属等を取り除いた残りの廃棄物である。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る処理方法は、大きく「減溶化工程」と「再加熱工程」に分けられる。以下、各工程ごとに説明を行う。さらに、再加熱工程に続いて「再生処理工程」を行う場合についても説明する。
【００２８】
＜減容化工程＞
本実施の形態に係る減溶化工程では、廃棄物中に含有される軟質ウレタン樹脂を分解剤を用いて化学的手法で分解を行う。この分解剤としては、例えば、アミノ基、カルボキシル基及びその誘導体、エポキシ基、イソシアネート基含有化合物等が挙げられる。また、必要に応じて、分解速度を加速させるため、分解触媒を添加してもよい。なお、分解剤及び分解触媒の詳細については後述する。
【００２９】
ウレタン樹脂の化学分解反応は分解剤の作用により進行するが、その分解機構は非常に複雑で完全には解明されていない。本願発明者らは、この分解反応が図１に示すように、少なくとも二段階に分けられるものと推察する。すなわち、第一分解反応段階では、ウレタン樹脂の主鎖であるウレタン結合（−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−）中のＣ−Ｏ間の結合が切断され、さらに第二分解反応段階で、ウレタン結合中のＣ−Ｎ間の結合が切断されるものと思われる。第二分解反応段階では、固形だけでなく液状の分解物が生じ、それぞれが分離して固体と液体に二相分離する最終分解生成物が得られる。軟質ウレタン樹脂の中間生成物であるペースト状中間生成物は、上記第一分解反応段階で分解反応を停止した場合に得られるものと考えられる。ペースト状の中間生成物は、初期の軟質ウレタン樹脂に比較し大幅に体積が収縮し、減溶化されているとともに、最終分解生成物のように二相分離しないため取り扱いが容易である。
【００３０】
本実施の形態に係る減溶化工程は、分解反応の途中段階である上述する第一分解反応段階で分解反応を停止し、ペースト状の中間生成物を取り出すことを特徴とする。具体的には、軟質ウレタン樹脂原料のイソシアネート由来のジアミン濃度が２ｗｔ％以下の段階、より好ましくは１ｗｔ％以下の段階で分解反応を停止する。この反応はジアミン濃度が１０ｐｐｂレベルの小さな反応であっても構わない。こうすることにより、ペースト状の中間生成物を得ることができる。あるいは、最終分解生成物中に含まれる軟質ウレタン樹脂原料のイソシアネート由来のジアミン濃度に対し、中間生成物中のジアミン濃度が１／３０００００〜１／２、より好ましくは１／１０００００〜１／４に達した段階で停止すれば、中間生成物であるペーストを得ることができる。
【００３１】
本実施の形態に係る減溶化工程は、被処理物である軟質ウレタン樹脂含有廃棄物と分解剤との混合物を加熱しながら混練できる反応装置であれば、バッチ式の反応処理装置でも連続式の反応処理装置でも使用可能であるが、効率的に分解反応を進行させるには、連続式反応処理装置を使用することが好ましい。また、連続式反応処理装置としては、例えば、図２に示すような加熱と混練を同時に行うことができる押出機１を使用することが好ましい。
【００３２】
押出機１は、温度制御可能なヒータを備えたシリンダ部３と、シリンダ部３の内壁に内接する回転制御可能なスクリュー５とを有するものであり、シリンダ部３の一端には、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物をシリンダ部３内に供給するための被処理物の投入口７が備えられ、シリンダ部３の他端には、分解生成物排出口９が備えられている。また、必要に応じて、投入口７と排出口９との間には、分解剤や触媒剤をシリンダ部３内に供給するための供給口１３或いは１１を備えてもよい。シリンダ部３の周囲に配設されるヒータ（図示せず）は、シリンダ部３の温度が場所により異なるように設定可能であり、例えば、供給口１１の前後で加熱温度を変化させることもできる。
【００３３】
減溶化工程では、まずシリンダ部３の温度を、軟質ウレタン樹脂の従来の分解反応時に使用した温度よりやや低めの温度に設定する。具体的な設定温度は、使用するウレタン樹脂や分解剤の種類により多少異なるが、例えば通常出口樹脂温度が８０℃〜２５０℃、より好ましくは１５０℃〜２３０℃となるように装置温度を設定する。ここで、出口樹脂温度とは、排出口９から排出される被処理物の温度である。なお、出口樹脂温度が測定できない場合には、出口樹脂温度は、ほぼシリンダ部の最高設定温度に相当する。
【００３４】
次に、投入口７から被処理物である軟質ウレタン樹脂を含有する廃棄物を投入するとともに供給口１３から分解剤を添加する。なお、投入される廃棄物は、事前に破砕され、金属類の除去処理がなされた状態のものが好ましい。また、予め被処理物と分解剤とを混合し、その混合物を投入口７へ投入してもよい。さらに必要に応じて、分解剤を供給口１３または４から追加してもよい。分解剤の供給に際しては、液状の分解剤を分解剤タンクに収納し、液体注入ポンプを用いて適宜自動的に注入してもよい。
【００３５】
シリンダ部３内のスクリュー５を回転させることで、シリンダ部３内に投入された廃棄物と分解剤を混練する。なお、「混練」とは加圧を伴う混合であり、この混練操作により分解反応を効率良く進めることができる。混練された廃棄物と分解剤は、混練と加熱により分解反応を進行させながら、スクリューの回転に伴い排出口９方向に少しずつ移動する。
【００３６】
押出機１を使用した場合は、被処理物の装置内滞留時間が分解反応時間に相当する。したがって上述する温度条件において装置内滞留時間を１５分以内、より好ましくは２分〜１０分程度に設定すれば、ペースト状の中間生成物が排出口９より得られる。装置内滞留時間は、シリンダ部３内のスクリュー５の回転速度を変更することで調整することが可能である。出口樹脂温度が２５０℃よりも高かったり、加熱時間が１５分より長かったりすると、ウレタン分解反応が過剰に進行し、ペースト状の中間生成物を得ることができず、固体と液体とに分離した分解生成物を得ることになる。
【００３７】
また、押出機１を用いる場合は、排出口９から中間生成物が外部に排出される際に、混練から解放され、かつ室温に急冷されるため、分解反応を即時に停止できる。したがって、極めて容易にウレタンの分解反応を途中で停止することができる。この点、バッチ式の反応容器等を用いた場合は、容器の余熱の影響等で分解反応を所定時間で正確に停止することが困難であるため、押出機１は、分解反応を途中で停止する必要のある本実施の形態に係る減溶化工程に最適といえる。
【００３８】
なお、図２には、一軸式スクリューを有する押出機を例示しているが、これに限定されることなく、二軸式スクリューを有する押出機や、連続式ニーダーやモノポンプなど、加熱と共に混練を行えるものであれば特に制限せずに使用できる。これらの連続処理装置は、廃棄物中に含有されるウレタン樹脂の分解反応を連続して実施できるため、大量の軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理に適している。
【００３９】
以上に説明する減溶化処理は、例えば図３に示すように、廃棄物の各排出所それぞれで独立に行うことができる。減溶化処理で得られた減溶化物は、運搬車によって各排出所から集中処理場に運ばれ、そこで必要に応じて再生処理が行われる。ペースト状の減溶化物は、固体と液体に二相分離することがなく、また液体のように容器もれの心配も少なく、搬入搬出、運搬の際に安定した状態を維持できるので、取り扱いの負担が少なく運搬コストの低減を図ることができる。
【００４０】
なお、減溶化工程に用いる処理装置は、各排出所に設置してもよいが、移動可能な状態で使用してもよい。つまり、減溶化処理装置をある程度解体して運搬車に載せ、各排出所に立ち寄った際に、組み立てを行い、組み立てた減溶化処理装置により排出所の廃棄物を減溶化処理する。減溶化処理が終了したら、減溶化後の減溶化物を回収し、減溶化処理装置を再び解体して運搬車に載せ、減溶化処理装置とともに移動する。あるいは、運搬車に減溶化処理装置を搭載したまま、各排出所で減溶化処理を行ってもよい。このように、減溶化処理装置を移動式とする場合は、排出所ごとに減溶化処理装置を備える必要がないので、設備コストを低減できる。
【００４１】
［分解剤］
上述する減溶化処理工程では、分解剤を被処理物である軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に添加するが、この分解剤としては、（ｉ）アミノ基を有する分解剤、（ｉｉ）カルボキシル基或いはその誘導体を含有する分解剤、（ｉｉｉ）エポキシ基を含有する分解剤、及び（ｉｖ）イソシアネート基含有分解剤等を使用することができる。
【００４２】
本実施の形態における減溶化工程において、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物と分解剤との混合比は任意の比をとることができるが、廃棄物である軟質ウレタン樹脂原料中のイソシアネート基１当量に対し、分解剤中の官能基が０．１〜２当量とする混合比にすることが望ましい。また、ウレタン廃材など原料中のイソシアネート含有量が計算できない場合には、おおむねウレタン樹脂１００重量部に対し、分解剤を１〜３００重量部程度加えるとよい。より好ましくは、分解剤を５〜１００重量部加える。分解剤の量が３００重量部より多いと、分解生成物中に分解剤が残存して樹脂再生時に悪影響を及ぼす恐れがある。また、分解剤の量が１重量部より少ないと、十分な分解が得られない恐れがある。
【００４３】
分解剤は単独、あるいは２種類以上混合して使用してもよい。また、これらの分解剤を通常の分解剤として知られているポリオールやアミン類、アルカノールアミンなどに混ぜて使用しても良い。
【００４４】
以下、本実施の形態に係る減溶化処理で使用可能な各分解剤について、具体例を挙げる。
【００４５】
（ｉ）アミノ基を有する化合物
アミノ基を有する化合物としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、プロパンジアミン、２−エチルヘキシルアミン、イソプロパノールアミン、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、エチルアミノエタノール、アミノブタノール、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−アミルアミン、イソブチルアミン、メチルジエチルアミン、シクロヘキシルアミン、ピペラジン、ピペリジン、アニリン、トルイジン、ベンジルアミン、フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、クロロアニリン、ピリジン、ピコリン、Ｎ−メチルモルフォリン、エチルモルフォリン、ピラゾールがあげられる。これらの化合物を混合して使用しても問題はない。
【００４６】
（ｉｉ）カルボキシル基や酸無水物基を有する分解剤
カルボキシル基や酸無水物基を有する分解剤としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、イタコン酸、プロピオール酸、オレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イタコン酸、マロン酸、琥珀酸、アジピン酸、安息香酸、シトラコン酸、クロトン酸、グルタル酸、ヘキサン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、糖酸、グリセリン酸、グルコン酸、サリチル酸、トリメリット酸、シクロペンタンテトラカルボンメチルヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、およびこれらの酸無水物やラクトンなどの分子内脱水をしている有機酸などを挙げることができる。また、無水トリメリット酸のように、分子内にカルボキシル基と酸無水物を併せ持つ化合物であっても差し支えない。更にナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩などに代表されるこれら有機酸の塩、及び酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどに代表されるこれら有機酸と水酸基を有する物質とのエステルが挙げられる。さらには、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、グルタミン、セリン、フェニルアラニン、グルタミン酸などのアミノ酸も利用できる。これらが複数結合しているものや、プロリンなどの分子内結合をしているイミノ酸などでも構わない。これらの化合物の光学異性体も同様に使用することができる。
【００４７】
なお、上記カルボキシル基及びその誘導体含有分解剤を用いた分解反応においては、分解するウレタンの種類及び分解条件、分解物の用途によって、次のような点に留意して分解剤を選択すると良い。
【００４８】
分解剤として、室温で液体の分解剤を使用する場合は、ウレタンフォームが多孔質の材料であるため、液体剤がウレタンフォームに吸収されてしまい、分散性が悪くなる場合がある。このため分散性を上げるためには、分解剤は室温で固形（融点４０度以上）のものが好ましく、さらにこれを１ｍｍ以下に粉砕した後に使用することが好ましい。このような分解剤の例としては、無水フタル酸、無水コハク酸、サリチル酸、グリシンなどが挙げられる。
【００４９】
分解剤として、無水フタル酸、無水コハク酸、サリチル酸等の低沸点分解剤を使用する場合には、ウレタン樹脂とともに高温の処理装置内に投入する際、ウレタンの分解反応より先に分解剤が揮発してしまう恐れがある。よって、出口樹脂温度を２００℃以上で行う場合には分解剤の沸点が１５０℃以上のものを用いたほうが好ましい。
【００５０】
分解剤として、官能基が二つ以上ついたものを使用する場合には、ウレタン分解物中の他の物質と反応して高分子化する可能性がある。このため、分解剤の使用量が多い場合（分解剤１重量部に対しウレタン７重量部以下）や、加熱時間が１時間以上かかる場合については、官能基が一つのものを用いるのが好ましい。ただし、芳香族の酸無水物（無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸など）は、立体障害のため高分子化の反応を起こしにくいのでこの限りではない。このような分解剤の例としては、無水安息香酸、無水酢酸、無水フタル酸、ブチルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００５１】
また、分解剤として、本発明の実施の形態の官能基と水酸基を併せ持つ分解剤を使用する場合は、樹脂分解物中のアミノ基と反応した際に、実質的なアミノ基から水酸基への転換を生じる。このため、ウレタン分解物をウレタン樹脂に再生する場合には、結合形成の点で水酸基を併せ持つ分解剤を使用するのが好ましい。このような分解剤の例としては、乳酸、サリチル酸、クエン酸などが挙げられる。
【００５２】
（ｉｉｉ）エポキシ基含有分解剤
本実施の形態で用いることのできるエポキシ基を有する分解剤としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、アリル２，３−エポキシプロピルエーテル、ベンジルグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ブチル２，３−エポキシプロピルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、１，２−エポキシエチルベンゼン、２，３−エポキシ−１−プロパノール、２，３−エポキシプロピルメチルエーテルなどのものから、一般にエポキシ樹脂として知られているビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール系のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリまたはテトラ（ヒドロキシフェニル）アルカンから誘導されるエポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル系エポキシ樹脂、フェノールアラルキル樹脂のエポキシ化物などが挙げられる。
【００５３】
（ｉｖ）イソシアネート基含有分解剤
本実施の形態で用いることのできるイソシアネート基含有分解剤としては、フェニルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物や、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネート基を複数持つ化合物、またポリメリックＭＤＩなどの高分子化した化合物を挙げることができる。
【００５４】
以上に挙げた各種分解剤の内、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボキシル基の塩、エステル基及び酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）を有する分解剤は、分子内にアミノ基がなく、しかも、それ自身はアミン補足機能もあるので、減容化物を再加熱してポリオールを取り出して再生する場合、再生の障害となるアミンの濃度を低く押さえられる。
【００５５】
［分解触媒］
上記分解剤を使用する軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の分解反応において、必要に応じて、上記ウレタン樹脂及び分解剤に分解触媒を添加することにより分解速度を上げることができる。
【００５６】
分解触媒の添加量は、分解剤１００重量部に対し０．０１重量部以上１０重量部以下が好ましく、さらに好ましくは０．１重量部以上５重量部以下がよい。１０重量部より分解剤の量が多いと、再生時に反応の制御が難しいので好ましくなく、０．０１重量部以下では十分に触媒の効果が得られないことがある。
【００５７】
添加する触媒としては、ウレタンの生成時に使われるものが好ましく、例えば、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロパン１，３−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサン１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，−メチル，Ｎ’−（２−ジメチルアミノ）エチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−（Ｎ’，Ｎ’−ジメチルアミノエチル）−モルホリン、１，２−ジメチルイミダゾール、ヘキサメチレンテトラミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）モルホリン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（３−ジメチル）−アミノプロピルエーテル、スタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルインジマレエート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、オクテン酸鉛、オクテン酸カリウムなどが挙げられる。
【００５８】
＜再加熱工程＞
各排出所で減溶化処理された減溶化物は、集中処理場に集積され、そこで再加熱処理がされ、最終分解生成物となる。再加熱処理は、減溶化工程で途中まで進行したウレタン樹脂の分解反応を最終段階に進行させるものである。この再加熱処理で得られる最終分解生成物は液状物と固体とを含んでおり、このうち液状物はウレタン原料のポリオールが主成分であるため、ウレタン樹脂原料としてウレタン樹脂に再生することができる。
【００５９】
再加熱処理に用いる装置は、加熱手段を有すれば、連続式、バッチ式のどちらを用いても良い。連続式であれば、減容化工程で使用と同様の押出機、連続ニーダー等を用いることができる。バッチ式であれば、攪拌羽とコンデンサーを有する反応釜、またはオーブンなどを使用することができる。
【００６０】
再加熱処理では、ウレタン樹脂の分解反応を最終段階まで進行させるが、効率よく、しかもウレタン樹脂の再生に適した最終分解物を生成できるようにすることが好ましい。例えば、減容化処理工程よりも処理温度を約１０℃以上高い温度に設定する。連続式加熱装置を用いた再加熱工程の場合は、加熱温度を１８０℃以上３００℃以下とし、反応時間を１〜１５分とする。連続式加熱装置を使用する場合は、反応温度Ｔ（℃）と反応時間ｔ（分）の調整は、その積（Ｔ・ｔ）が５０００（℃・ｍｉｎ）以上になるように調整することが好ましい。バッチ式装置を用いた場合は、反応時間を１０分以上３時間以下とすることが好ましい。また、反応温度（℃）と時間（分）の積を５０００（℃・ｍｉｎ）以上とすることが好ましい。例えば、連続式であれば、２４０℃で滞留時間を５分以上、バッチ式であれば２５０℃で２０分以上、２２０℃で３０分以上等の条件が望ましい。１８０℃以下であればウレタン分解反応が十分に進まず、時間を要してしまい実用的ではない。また、３００℃より高温であれば、ウレタン樹脂を形成しているＣ−Ｃ結合までも分解して過剰反応となるおそれがある。
【００６１】
各排出所からでた軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の減溶化物を集中処理場へ集積し、一度に再加熱処理を行うため、大量に効率よく最終分解生成物を得ることができる。
【００６２】
＜再生処理工程＞
再加熱処理で得られた最終分解生成物中の液状分解物はウレタン樹脂の主成分であるポリオールであるため、この液状分解物を用い、ウレタン樹脂の再生処理を行うことも可能である。
【００６３】
この再生処理では、例えば、得られた液状分解物に、再生剤として被処理物である軟質ウレタン樹脂廃棄物の原材料のイソシアネート或いはエポキシ樹脂を添加して攪拌混合する。得られた混合液を成形型に入れ硬化させることによりウレタン樹脂を再生できる。なお、必要に応じて、ウレタン樹脂原料のポリオール化合物、発泡剤、整泡剤、充填剤、触媒等を被処理剤に添加してもよい。
【００６４】
すでに上述したように、再生反応を制御よく行うためには、分解生成物中のアミン濃度が抑制されていることが好ましいため、減溶化工程で使用する分解剤としては、アミンを含まないカルボキシル基及びその塩、エステル基及び酸無水物基を有する分解剤を使用するのが好ましい。
【００６５】
しかし、分解剤としてアミノ基を含む分解剤を使用する場合においても、予め、上述する液状分解物に、カルボキシル基及びその塩、エステル基、ハロホルミル基（−ＣＯ−Ｘ、但しＸはハロゲン）からなる群より選択される官能基を少なくとも１つ有する化合物又は酸無水物からなる処理剤を加え、ウレタン分解物中に含まれるアミノ基と処理剤とを作用させ、ウレタン分解物中のアミノ基に起因する反応性を低下させれば、再生処理は十分可能となる。この場合は、上記処理剤との反応の後に、再生剤である被処理物である軟質ウレタン樹脂廃棄物の原材料のイソシアネートを添加し、硬化させればウレタン樹脂を再生することができる。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００６７】
＜被処理物＞
車両用シートクッションの工程廃棄物である軟質ウレタン樹脂と、熱可塑性樹脂、及び金属とを所定比で混合し、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物に相当する被処理物を準備した。この被処理物に含まれる軟質ウレタン樹脂は、平均分子量が約３０００のポリエーテルポリオールとイソシアネート（トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）２０％とジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）８０％の混合物）を反応させて成形した軟質ウレタン樹脂である。軟質ウレタンの含有量が１６ｗｔ％のものを被処理物Ａ、９０ｗｔ％のものを被処理物Ｂとした。
【００６８】
＜減溶化処理＞
以下、実施例１〜１６では、上記被処理物Ａ、又はＢを用いて減溶化処理を行った。
【００６９】
なお、各実施例において得られた減溶化物のジアミン濃度は、ＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析計）を用いて測定した。
【００７０】
（実施例１）
図２に示す押出機１を用いて被処理物Ｂの減容化処理を行った。分解剤としては、ジエタノールアミンを用いた。被処理物Ｂに分解剤を１０ｗｔ％混合し、被処理物Ｂと分解剤とをシリンダ部３内で混練した。シリンダ部３を２１０℃に加熱し、押出機１内での上記混合物の滞留時間が５分となるようにスクリュー５の回転速度を制御した。排出口９からは、ペースト状の減容化物が排出された。この減溶化物温度、すなわち樹脂出口温度は１３０℃であった。得られた減溶化物のウレタン樹脂のイソシアネート由来のジアミン濃度は１．６２ｗｔ％であった。
【００７１】
（実施例２）
図２に示す押出機１を用いて被処理物Ａの減溶化処理を行った。分解剤としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸を用いた。被処理物Ａに分解剤を２ｗｔ％混合し、被処理物と分解剤とをシリンダ部３内で混練した。シリンダ部３を２２０℃に加熱し、滞留時間が５分になるようにスクリューの回転を制御した。排出口９からは、ペースト状の減容化物が２１２℃で排出された。得られた減溶化物のウレタン樹脂のイソシアネート由来のジアミン濃度（以下、「ジアミン濃度」という）は０．１４ｗｔ％であった。
【００７２】
（実施例３）
図２に示す押出機１を用いて被処理物Ａの減溶化処理を行った。分解剤としては、モノエタノールアミンを用いた。被処理物Ａに分解剤を１０ｗｔ％混合し、被処理物と分解剤とをシリンダ部３内で混練した。シリンダ部３は１８０℃に加熱し、滞留時間が５分になるようにスクリューの回転を制御した。排出口９からは、ペースト状の減容化物が１２０℃で排出された。得られた減溶化物のジアミン濃度は０．２４ｗｔ％であった。
【００７３】
（実施例４）
実施例２と同様に、分解剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸を用いて、被処理物Ａを減溶化処理した。なお、分解剤の混合比を５ｗｔ％にし、シリンダ部３内での混合物の滞留時間が２分となるようにスクリューの回転速度を調節した以外は実施例２と同じ条件で減溶化処理を行った。排出口９からはオレンジ色ペースト状の減容化物が１９６℃で排出された。得られた減溶化物のジアミン濃度は０．１３ｗｔ％であった。
【００７４】
（実施例５〜１６）
実施例５〜１６では、実施例４と同様に、図２に示す押出機１を用いて、被処理物Ａに種々の分解剤を混合し、減溶化処理を行った。分解剤の種類と添加割合、装置設定温度（シリンダ部の温度）、被処理物の装置内滞留時間、出口樹脂温度、得られた分解生成物（減溶化物）の形態、及びそのジアミン濃度を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2005015526.tif 000003
（比較例１）
押出機１の設定温度を２７０℃にした以外は実施例１と同じ条件で減容化処理を行った。排出口９からは樹脂温度２５６℃の減容化物が液状になって吐出した。この減容化物は室温に冷えると液層と固層に分離した。この減容化物の固形成分は６３ｗｔ％であり、液状物を多く含有していた。また、この減溶化物のジアミン濃度は、全体で４．６ｗｔ％であった。
【００７６】
＜再加熱処理＞
（実施例１７）
実施例１で得られた減容化物を図２に示す押出機１を用いて再加熱処理を行った。投入口７へ減溶化物を投入し、加熱、混練した。押出機のシリンダ部３の温度を２７０℃に設定し、シリンダ部３内での滞留時間が５分になるように設定した。排出口９から２５２℃のオレンジ色の液状分解物が吐出した。この分解物は室温で一晩放置すると、上層がオレンジ色の液状物、下層が茶色固形物の二相に分離した。この分解物の液状成分は５３ｗｔ％であった。また、この分解物のジアミン濃度は、全体で５．２ｗｔ％であった。
【００７７】
（実施例１８）
実施例２の減容化物をペール缶に入れ、安全のためふたを密閉しない状態で２５０℃のオーブンに投入した。１時間３０分後、減容化物は実施例１７と同様に二相に分離した。この分解物の液状成分は４５ｗｔ％であった。また、この分解物のジアミン濃度は、全体で０．３０ｗｔ％であった。
【００７８】
（実施例１９）
減容工程を自動車廃棄物のシュレッダー業者において、移動式押出機を用いて減容化処理を行った。軟質ウレタン樹脂含有廃棄物であるシュレッダーダストを被処理物として用いた。シュレッダーダストにはおよそ１６ｗｔ％の軟質ウレタン樹脂が含まれていた。実施例２と同様の条件で押出機を用いて、減容化処理を行った。ペースト状の減容化物が排出口から２１２℃で吐出した。得られた減溶化物はペール缶に保管した。
【００７９】
５箇所のシュレッダー業者において、同様の条件で被処理物の減溶化処理を行い、得られた減溶化物をトラックで集中処理場に運搬し、集積した。
【００８０】
集中処理場において、集積した上記ペール缶入りの減容化物を安全のためふたを密閉しない状態で２５０℃のオーブンに投入し、再加熱処理を行った。１時間３０分後、減容化物は二相に分離した分解物となった。この分解物の液状成分は４３％であった。
【００８１】
（比較例２）
実施例２の減容化物を、集中処理場に集積した。ペール缶入りの減容化物を安全のためふたを密閉しない状態で２５０℃のオーブンに投入した。１０分後、減容化物は固形成分が９２ｗｔ％であり、十分分解が進んでいなかった。この分解物のジアミン濃度は全体で０．１６ｗｔ％であった。
【００８２】
＜再生処理＞
（参考例）
実施例１７の再加熱処理で得られた分解生成物の液状分解物１０ｇと軟質ウレタン用ポリオール（触媒、発泡剤、整泡剤等混合済み）９０ｇとを攪拌・混合した。さらに被分解物である軟質ウレタン樹脂原料に用いたイソシアネート３７ｇを添加して高速攪拌した。得られた混合液を型に入れ室温で１日放置したところ、発泡硬化した樹脂組成物が得られた。この樹脂組成物の密度は２００ｋｇ／ｍ３、発泡倍率約５倍のウレタンフォームを生成できた。
【００８３】
以上、実施の形態および実施例に基づき本発明について説明したが、本発明は、上記実施の形態、或いは実施例の説明に限定されるものではない。上記実施の形態及び実施例は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００８４】
【発明の効果】
以上、説明するように、本発明の処理方法の第１の特徴によれば、軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の減溶化物として、液層、固層に分離しないペースト状分解物を得ることができるため、取り扱いおよび運搬が容易であり、運搬コストの低減を図ることができる。
【００８５】
また、本発明の処理方法の第２の特徴によれば、ペースト状分解物をさらに再加熱することで、最終分解生成物を得ることができる。この最終分解生成物については、ウレタン樹脂として再生処理することが可能であり、資源の有効活用を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】軟質ウレタンの分解過程を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る減溶化処理で使用される押出機を示す、装置概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る軟質ウレタン樹脂含有廃棄物の処理の流れを説明する図である。
【符号の説明】
１…押出機
３…シリンダ部
５…スクリュー
７…投入口
９…排出口
１１…供給口
【図１】
2005015526.tif 000004
【図２】
2005015526.tif 000005
【図３】
2005015526.tif 000006