(57)【要約】 【課題】  生分解性プラスチックであるポリアルキレンサクシネートから、新たな生分解性プラスチックの原料として利用できるモノマーを得るポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法を提供する。【解決手段】  ポリアルキレンサクシネートに水を重量比で１：１〜２０添加し、２００〜４００℃、圧力１〜３０ＭＰａで分解してモノマー化し、モノマーを回収して精製することで、新たな生分解性プラスチックの原料となるモノマーを得ることができる。このように、ポリアルキレンサクシネート等の生分解性プラスチックから効率よくモノマーを回収して再利用することで、資源を循環させて、有効活用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアルキレンサクシネートに水を添加し、２００〜４００℃で分解してモノマー化することを特徴とするポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法。
【請求項２】
前記モノマー化を１〜３０ＭＰａの加圧下で行うことを特徴とする請求項１記載のポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法。
【請求項３】
前記水を重量で前記ポリアルキレンサクシネートの１〜２０倍添加することを特徴とする請求項１または２に記載のポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法。
【請求項４】
得られたモノマーを回収して精製することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法。
【請求項５】
ポリエチレン、ポリプロピレンおよび／またはポリ塩化ビニルの代替に使用される生分解性プラスチックのリサイクル方法であって、
水を前記生分解性プラスチックの１重量部に対して１〜２０重量部添加し、２００〜４００℃の加熱下で処理してモノマー化する工程と、
モノマーを回収して精製する精製工程とを有することを特徴とする生分解性プラスチックのリサイクル方法。
【請求項６】
前記モノマー化する工程では、１〜３０ＭＰａの加圧下で処理することを特徴とする請求項５記載の生分解性プラスチックのリサイクル方法。
【請求項７】
前記生分解性プラスチックは、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ（ブチレンサクシネート・アジペート）、ポリ（ブチレンサクシネート・カーボネート）および／またはポリ（エチレンテレフタレート・サクシネート）であることを特徴とする請求項５または６に記載の生分解性プラスチックのリサイクル方法。
【請求項８】
精製された前記モノマーを用いて前記生分解性プラスチックを製造する工程を更に有することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の生分解性プラスチックのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法および生分解性プラスチックのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境破壊の原因となるプラスチックの代替物として生分解性プラスチックが開発されている。生分解性プラスチックは通常のプラスチックと異なり、自然界に存在する微生物によって分解されるので、廃棄されても環境に余計な負荷をかけにくい。特に植物由来の成分から製造された生分解性プラスチックを焼却する際には、植物が光合成をした際に吸収した二酸化炭素を放出するので、結局空気中に放出される二酸化炭素量を増えさせないカーボンニュートラルとなり、環境保護の観点で優れている。
【０００３】
ところで、生分解性プラスチックが使用後に自然界で分解されるのに必要な期間は生分解性プラスチックの種類によって異なるが、生分解性プラスチックが完全に分解して水と二酸化炭素になるには、一般に比較的長期間かかる。当然ながら、生分解性プラスチックを分解する微生物は限られているため、分解される生分解性プラスチックの量が多くなればなるほど、分解に時間がかかってしまう。一方、生分解性プラスチックを通常のプラスチック同様に回収して再利用することは不可能ではないが、生分解性プラスチックを再溶融して成形しても、使用に耐えられる品質の生分解性プラスチックを得ることは困難である。そこで、生分解性ポリマーをリサイクルの為にモノマー化する手段も検討されている（特許文献１）。ここでは、生分解性プラスチックとしてポリ乳酸をモノマー化する方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３００９２７号公報（請求項１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
環境保護がさらに注目されている現在、生分解性プラスチックの使用後の処理について更なる検討が期待されている。本発明者らは、ポリアルキレンサクシネート等の生分解性プラスチックから効率よくモノマーを回収して再利用する方法を発見するに至った。
本発明は、ポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法および生分解性プラスチックのリサイクル方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとになされた本発明のポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法は、ポリアルキレンサクシネートに水を添加し、２００〜４００℃で分解してモノマー化することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法では、モノマー化を１〜３０ＭＰａの加圧下で行うことが好ましい。また水を重量でポリアルキレンサクシネートの１〜２０倍添加することが好ましい。さらに、得られたモノマーを回収して精製することができる。
【０００８】
本発明の生分解性プラスチックのリサイクル方法は、ポリエチレン、ポリプロピレンおよび／またはポリ塩化ビニルの代替に使用される生分解性プラスチックのリサイクル方法であって、水を生分解性プラスチックの１重量部に対して１〜２０重量部添加し、２００〜４００℃の加熱下で処理してモノマー化する工程と、モノマーを回収して精製する精製工程とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の生分解性プラスチックのリサイクル方法では、モノマー化する工程で、１〜３０ＭＰａの加圧下で処理することが好ましい。生分解性プラスチックは、例えばポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ（ブチレンサクシネート・アジペート）、ポリ（ブチレンサクシネート・カーボネート）および／またはポリ（エチレンテレフタレート・サクシネート）である。また、精製されたモノマーを用いて生分解性プラスチックを製造する工程を更に有することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリサイクル方法によれば、ポリアルキレンサクシネート等の生分解性プラスチックから、新たな生分解性プラスチックの原料として利用できるモノマーを、効率よく高収率で得ることができる。さらにそのモノマーは生分解性プラスチックの原料として使用することで資源を循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明におけるポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法の概略図である。本発明では、図１に示すように、まず生分解性プラスチックであるポリアルキレンサクシネートを分解し、分解で生じるモノマーを回収して精製し、さらに得られたモノマーを用いてポリアルキレンサクシネートを製造することができる。以下にその詳細を説明する。
【００１２】
まず、ポリアルキレンサクシネートを分解する工程では、ポリアルキレンサクシネートを水と共に反応容器に入れ、加熱して分解することにより、モノマー化を行う。
本発明におけるポリアルキレンサクシネートは、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリ（ブチレンサクシネート・アジペート）、ポリ（ブチレンサクシネート・カーボネート）、ポリ（エチレンテレフタレート・サクシネート）等である。これらの生分解性プラスチックは使用後に自然界の微生物により分解されることが可能なものであるが、本発明においては資源の更なる有効活用のため、プラスチック製品としての使用が終了した後、使用済み品として回収されたものを想定している。これら生分解性プラスチックは、融点が高く成形性に優れ、例えば、従来広く使用されているポリエチレン、ポリプロピレンおよび／またはポリ塩化ビニルの代替に使用されることもある。
【００１３】
ポリアルキレンサクシネートを分解する際の加熱温度は２００〜４００℃が好ましい。２００℃未満の低温であると、モノマーを高収率で得ることが難しく、また４００℃より高いと、生成したモノマーが熱分解してしまうことがある。モノマーの収率をさらに高めるため、加熱温度は２５０〜３５０℃であることが更に好ましい。
【００１４】
またポリアルキレンサクシネートを効率的に分解させるため、１〜３０ＭＰａの加圧下で処理することが好ましく、モノマーをさらに高収率で得るためは４〜１７ＭＰａで処理することが好ましい。
【００１５】
さらにポリアルキレンサクシネートを分解する際には水を添加するが、添加する水の分量はポリアルキレンサクシネートと水への接触しやすさによって異なるので、ポリアルキレンサクシネートの種類や量によって適宜調節する。例えば、ポリアルキレンサクシネートと水の比率が重量比で１：１〜２０であることが好ましい。水の分量が多すぎると、ポリアルキレンサクシネートを分解するために必要なエネルギーが膨大な量となり、処理にコストがかかりすぎてしまう。コストとモノマーの収率を考慮すると、更に好ましくはポリアルキレンサクシネートと水の比率が重量比で１：２〜１０、特に好ましくは１：２〜５である。
【００１６】
加熱および加圧下でポリアルキレンサクシネートを分解反応させる反応時間はポリアルキレンサクシネートの量によって適宜調節される。
【００１７】
加熱および加圧下でポリアルキレンサクシネートを分解反応させる反応容器としては耐熱性および耐圧性に優れたものを使用し、上記したような分解反応に好ましい圧力がかかるような容積を持つ反応容器を適宜選択することが好ましい。反応容器は、例えば密閉可能なタンク状やチューブ状やらせん状のものであり、ヒータや混合装置や温度と圧力を制御する制御装置が備え付けられていることが好ましい。
【００１８】
上記のようにしてポリアルキレンサクシネートは水が添加された反応容器中において加熱加圧下で分解され、生分解性プラスチックの原料となるモノマーを得る。例えば、ポリアルキレンサクシネートがポリエチレンサクシネートの場合、モノマーとしてコハク酸とエチレングリコールが生成され、ポリブチレンサクシネートの場合、モノマーとしてコハク酸と１，４−ブタンジオールが生成され、ポリ（ブチレンサクシネート・アジペート）の場合、モノマーとしてコハク酸と１，４−ブタンジオールとアジピン酸が生成され、ポリ(ブチレンサクシネート・カーボネート）の場合、モノマーとしてコハク酸と１，４−ブタンジオール等が生成され、ポリ（エチレンテレフタレート・サクシネート）の場合モノマーとしてコハク酸とエチレングリコールとテレフタル酸が生成される。
【００１９】
次の工程ではポリアルキレンサクシネートを分解する工程で生成されたモノマーを回収して精製する。
ポリアルキレンサクシネートの分解によって得られる溶液には、ポリアルキレンサクシネートから生成したモノマーの他、水や分解副生成物などが含まれる。そこで、この溶液からポリアルキレンサクシネートの原料となり得るモノマーを回収して精製する。回収では、モノマーの沸点の違いを用いて蒸留することでモノマーを種類毎に回収することができる。例えば低沸点成分と高沸点成分とを分離するようにして段階的に処理すると、低沸点成分として、水と共にエチレングリコール、１，４−ブタンジオール等が回収され、高沸点成分として、コハク酸やアジピン酸が回収される。そして得られた成分をさらに蒸留等の適宜処理を施すことより精製することでき、ポリアルキレンサクシネートの原料として使用可能なモノマーを得ることができる。
【００２０】
このようにして得られた精製されたモノマーは、化学原料として様々な用途に使用可能であるが、生分解性プラスチックの原料としても使用可能である。この場合、ポリアルキレンサクシネートの原料となるモノマーを揃って得ることができるので、これらモノマーをそのまま用いて新しいポリアルキレンサクシネートを製造することができるので、大変便利である。
【００２１】
ポリアルキレンサクシネートを製造する工程では、上記のようにして得られた精製されたモノマーであるエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、コハク酸、アジピン酸等を、適当な割合で混合し、触媒の存在下で縮合重合して生分解性プラスチックであるポリアルキレンサクシネートを製造する。縮合重合においては、通常の方法を用いることができ、反応温度、時間、減圧条件等を適宜設定して処理することができる。なお、精製されたモノマーは分解前の生分解性プラスチックと同じ種類の生分解性プラスチックを製造することに用いることもできるが、違う種類の生分解性プラスチックを製造するものであってもよい。
【００２２】
以上のように本発明では、使用済みの生分解性プラスチックを分解して再利用可能なモノマーを得ることができ、廃棄物を減らして資源の有効活用を図ることができる。さらにそのモノマーは生分解性プラスチックの原料として使用して新たな生分解性プラスチックを製造することで、資源を循環させ、廃棄される運命にあった生分解性プラスチックを再生させて有効活用することができる。したがって、本発明のリサイクル方法を用いれば、図１に示すように、生分解性プラスチックを使用し、使用後に回収し、回収した生分解性プラスチックを分解してモノマーを得て、そのモノマーから生分解性プラスチックを再度製造する、といったように半永久的に循環させて使用することができ、自然環境保護をさらに進めることができる。
【００２３】
なお、本発明のリサイクル方法はポリアルキレンサクシネート以外の生分解性プラスチックにも適用可能であり、例えばポリエチレン、ポリプロピレンおよび／またはポリ塩化ビニルの代替に使用される生分解性プラスチックにも適用可能である。
【００２４】
その他、本発明においては、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で示した構成に対し、構成の変更、削除、追加等を行うことが可能である。
【実施例】
【００２５】
表１に示すようにしてポリアルキレンサクシネートにそれぞれの重量の１〜２０倍の範囲内の水を添加し、処理容器としてステンレス製のオートクレーブを用い、２００〜４００℃の範囲内および１〜３０ＭＰａの範囲内に収まるように表１に示すような加熱加圧下で分解処理を行った。処理時間は表１に示すとおりである。処理の終了後には冷却し、得られた反応物をろ過後、ろ液を蒸留して精製し、モノマーを得た。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示すように、ポリアルキレンサクシネートの原料となり得るモノマーのコハク酸と、エチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールの収率は全て７０ｗｔ％以上となった。特にコハク酸の収率は高く全て８５％ｗｔ以上となった。
【００２８】
（比較例）
表２に示す条件下で実施例と同様にして比較例１〜３のポリアルキレンサクシネートを処理した。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表２の比較例１および３からわかるように、反応温度が低過ぎるとモノマーは回収できなかった。また、比較例２からわかるように、反応温度が高すぎるとモノマーは一部回収できるものの、その収率は実施例と比べて低く、特にエチレングリコールは殆ど回収できなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明におけるポリアルキレンサクシネートのリサイクル方法の概略図である。
【図１】
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