(57)【要約】【課題】収率高く、且つ、安価に再度同様なプラスチックの原料又は他の用途に再利用できるようにプラスチックを分解する。【解決手段】亜臨界流体を用いて廃プラスチックに混合している可能性があるプラスチックを単体で分解し、プラスチックの分解に必要なアルカリ濃度の適正値を算出する。廃プラスチック中に混合しているプラスチックの量をプラスチックの種類毎に算出する。算出された各プラスチックの量とアルカリ濃度の適正値に応じて、廃プラスチックの分解に使用する亜臨界流体に含有させるアルカリ量を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリを含有する亜臨界流体を用いて複数種類のプラスチックが混合している可能性がある廃プラスチックをプラスチックの熱分解温度以下の温度で分解し、分解物を回収するプラスチックの分解方法であって、
亜臨界流体を用いて廃プラスチックに混合している可能性があるプラスチックを単体で分解し、当該プラスチックの分解に必要なアルカリ濃度の適正値を算出するステップと、
前記廃プラスチック中に混合しているプラスチックの量をプラスチックの種類毎に算出するステップと、
算出された各プラスチックの量とアルカリ濃度の適正値に応じて、前記廃プラスチックの分解に使用する亜臨界流体に含有させるアルカリ量を決定するステップと
を有することを特徴とするプラスチックの分解方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチックの分解方法であって、
前記プラスチックは不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とするプラスチックの分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物のプラスチック等のプラスチックを分解し、分解物を回収するためのプラスチックの分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックは、軽量、高強度であり、錆や腐食に強く、着色が自由、電気絶縁性に優れ、成形が容易であり、さらに大量生産が可能であるという利点を有することから、自動車、航空機、家庭用品の各材料として多量に使用されている。このため、廃プラスチックの量は増加の一途を辿っている。従来、廃プラスチックの大部分は、埋め立て又は焼却して処分されていた。しかし、廃プラスチックを埋め立てると、埋め立て後の地盤が不安定となり、また埋め立て用地を確保し難いという問題が生じていた。また、廃プラスチックを焼却すると、二酸化炭素等の有害ガスや悪臭が発生し、環境汚染が懸念されるだけではなく、焼却炉が損傷してしまうという問題も生じていた。
【０００３】
そこで、平成７年に容器包装廃棄物法（リサイクル法）が制定されて、廃プラスチックを回収し、その再利用が義務付けられた。この法律の施行に伴い、廃プラスチックを再資源化するための技術の開発が急速に進められている。具体的には、アルカリを添加した亜臨界流体を用いてプラスチックを加水分解し、加水分解処理によって生成されるモノマー又はオリゴマーを回収，再利用する技術が提案されており（例えば特許文献１参照）、この技術によれば、プラスチックの分解を促進させ、プラスチックの分解物を収率高く回収することができる。
【特許文献１】国際公開第０５／９２９６２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、亜臨界流体に添加したアルカリ量が適正値より少ない場合、プラスチックを十分に加水分解することができないために、再利用可能な分解成分を十分に回収することができない。また逆に添加したアルカリ量が適正値より多い場合には、分解後の流体のｐＨ値が高くなってしまうために、後工程において中和作業等の作業が必要となり、プラスチックの分解処理に要するコストが増加してしまう。また亜臨界流体中のイオン濃度が上昇して飽和状態となることにより、分解物が析出して収率が低下してしまう。このような問題は、特に、複数種類のプラスチックを亜臨界流体を用いて加水分解する時等、亜臨界流体に添加すべき適正なアルカリ量が把握できないために生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、収率高く、且つ、安価に再度同様なプラスチックの原料又は他の用途に再利用できるようにプラスチックを分解可能なプラスチックの分解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】
一般に、プラスチックは種類によって構成樹脂及び樹脂の配合比が異なる。また、プラスチックに無機物が混入している場合には、亜臨界流体に添加されたアルカリが無機物によって分解されることがある。従って、プラスチックを分解する際に亜臨界流体に添加すべきアルカリ量はプラスチックの種類に応じて変化する。そこで、本願発明の発明者らは、精力的な研究を重ねてきた結果、（１）亜臨界流体を用いて廃プラスチックに混合している可能性があるプラスチックを単体で分解し、プラスチックの分解に必要なアルカリ濃度の適正値を算出し（２）廃プラスチック中に混合しているプラスチックの量をプラスチックの種類毎に算出し（３）算出された各プラスチックの量とアルカリ濃度の適正値に応じて、廃プラスチックの分解に使用する亜臨界流体に含有させるアルカリ量を決定することにより、収率高く、且つ、安価に再度同様なプラスチックの原料又は他の用途に再利用できるようにプラスチックを分解できることを知見した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るプラスチックの分解方法によれば、収率高く、且つ、安価に再度同様なプラスチックの原料又は他の用途に再利用できるようにプラスチックを分解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となるプラスチック分解装置の構成及び動作について説明する。
【０００９】
本発明の実施形態となるプラスチック分解装置１は、図１に示すように、複数種類のプラスチックを種類別に保管する複数のプラスチック貯留槽２ａ，２ｂ，２ｃと、プラスチック貯留槽２ａ，２ｂ，２ｃ毎に設けられたプラスチック測定槽３ａ，３ｂ，３ｃと、亜臨界流体に添加する水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリを保管するアルカリ貯留槽４と、アルカリ貯留槽４に接続されたポンプ５を制御することによりプラスチックの分解に必要なアルカリ量をアルカリ貯留槽４からアルカリ測定槽６に量り取る制御器７と、プラスチック測定槽３ａ，３ｂ，３ｃ内のプラスチックを混合するプラスチック混合槽８と、常温の水を貯留する水貯留槽９と、水貯留槽９に接続されたポンプ１０を制御することによりプラスチックの分解に必要な水量を水測定槽１１に量り取る制御器１２と、アルカリ測定槽６内のアルカリと水測定槽１１内の水を混合する混合槽１３と、プラスチック混合槽８内のプラスチックと混合槽１３内のアルカリ水溶液とを混合し、廃プラスチックを分解する分解槽１４とを主な構成要素として備える。
【００１０】
このような構成を有するプラスチック分解装置１は、以下に示すプラスチック分解処理を実行することにより、収率高く、且つ、安価に再度同様なプラスチックの原料、又は熱硬化性樹脂を成形する際に収縮を低減する低収縮剤の原料等、他の用途に再利用できるようにプラスチックを分解する。以下、プラスチック分解処理を実行する際のプラスチック分解装置１の動作について説明する。
【００１１】
〔プラスチック分解処理〕
上記プラスチック分解装置１を用いてプラスチックを分解する際は、始めに、複数種類のプラスチックを種類別にプラスチック貯留槽２ａ，２ｂ，２ｃに投入する。このとき投入するプラスチックは、分解するために適切なアルカリ量を予めテスト分解して求めたものを投入する。なお、種類が異なる場合であっても、分解に必要なアルカリ量が同じ傾向にあるプラスチックについては同じプラスチック貯留槽に投入するようにしてもよい。
【００１２】
次に、各プラスチック貯留槽からプラスチック測定槽３ａ，３ｂ，３ｃ内に分解するプラスチックを投入し、プラスチック測定槽３ａ，３ｂ，３ｃにおいて分解するプラスチックの重量を種類毎に測定する。なお、プラスチック貯留槽内に投入されたプラスチックが同一径に粉砕されている場合には、重量ではなく体積を測定するようにしてもよい。そして、重量が測定されたプラスチックは、プラスチック測定槽３ａ，３ｂ，３ｃからプラスチック混合槽８に投入される。
【００１３】
次に、制御器７が、各プラスチックの重量とテスト分解して求めた分解に必要なアルカリの適正量を参照して、各プラスチックの重量から各プラスチックの分解に必要なアルカリ量を算出し、算出されたアルカリ量の和を求めることにより、プラスチック混合槽８内に投入された全てのプラスチックを分解するために必要なアルカリ総量を算出する。
【００１４】
次に、制御器７が、ポンプ５を制御することにより、算出されたアルカリ総量をアルカリ貯留槽４からアルカリ測定槽６に量り取る。なお、濃度が既知であれば、アルカリ貯留槽４内にアルカリ水溶液を貯留しておき、制御器７はアルカリ水溶液を量り取るようにしてもよい。
【００１５】
次に、制御器１２が、プラスチック混合槽８内に投入されたプラスチックの総重量を測定し、プラスチック混合槽８内に投入された全てのプラスチックを分解するために必要な水量を算出する。そして、制御器１２は、ポンプ１０を制御することにより、算出された水量を水貯留槽９から水測定槽１１に量り取る。
【００１６】
次に、混合槽１３においてアルカリ測定槽６内のアルカリと水測定槽１１内の水とを混合し、攪拌することにより水にアルカリを溶解させた後、アルカリ溶液を分解槽１４内に投入する。そして最後に、分解槽１４内のアルカリ溶液にプラスチック混合槽８内のプラスチックを投入し、プラスチックの熱分解温度以下の温度でプラスチックを分解し、分解物を回収する。
【００１７】
なお、プラスチックと水の配合割合は特に限定されることはないが、プラスチック１００質量部に対して水の添加量は２００〜５００質量部の範囲内にすることが望ましい。また、プラスチックが不飽和ポリエステル樹脂である場合、分解温度が１８０［℃］未満であると、プラスチックはアルカリよりも温度依存によって分解するために多大な時間を要する上に、収率高く分解物を回収することができない。また逆に、分解温度が２７０［℃］以上である場合には、熱分解の影響が大きくなり、プラスチックを構成している不飽和ポリエステル部とその架橋部が分解されることによって、プラスチックを再度同様なプラスチックの原料又は分散剤として再利用することが困難になる。そこで、プラスチックの分解温度は１８０〜２７０［℃］の範囲内に調整することが望ましい。また、プラスチックの分解時間は、分解温度等の条件によって異なり、熱分解の影響が生じない温度以下では１〜４時間の範囲内が好ましいが、より短い方が処理コストが少なくなるのでより好ましい。具体的には、分解温度は２３０［℃］、分解時間は４時間、プラスチックと水の混合割合は４：１であることが望ましい。
【００１８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、上記実施形態では、アルカリと水を混合槽１３に投入した後に分解槽１４に投入したが、図２に示すようにアルカリと水を混合槽を経由せずに直接分解槽１４内に投入してもよい。またこの場合、図３に示すように、プラスチック分解槽３ａ，３ｂ，３ｃ内のプラスチックをプラスチック混合槽１１を経由せずに直接分解槽１４に投入するようにしてもよい。また、図４に示すように、水測定槽１１内の水をプラスチック混合槽８内に供給し、プラスチックに水をなじませてからプラスチックと水を分解槽１４に投入した後に、分解槽１４内にアルカリ測定槽６内のアルカリを直接投入するようにしてもよい。このように、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態となるプラスチック分解装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態となるプラスチック分解装置の応用例の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態となるプラスチック分解装置の応用例の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態となるプラスチック分解装置の応用例の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１：プラスチック分解装置
２ａ，２ｂ，２ｃ：プラスチック貯留槽
３ａ，３ｂ，３ｃ：プラスチック測定槽
４：アルカリ貯留槽
５，１０：ポンプ
６：アルカリ測定槽
７：制御器
８：プラスチック混合槽
９：水貯留槽
１１：水測定槽
１２：制御器
１３：混合槽
１４：分解槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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