(57)【要約】【課題】無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去でき、かつ、環境負荷の低い処理方法を提供すること。【解決手段】無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物に、アルコール及びフェノール類を加えて前記プラスチックを分解することを特徴とする混合廃棄物の処理方法。当該処理方法においては、所定量の塩基触媒を加えることが好ましい。前記分解を行う際の処理温度は、１８０℃以下であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物に、
アルコール及びフェノール類を加えて前記プラスチックを分解することを特徴とする混合廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記のアルコール及びフェノール類の合計使用量１００質量部に対して０．１〜１０質量部の塩基触媒を加える請求項１に記載の混合廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記プラスチックが、主成分としてポリカーボネートを含む請求項１又は請求項２に記載の混合廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記アルコールが、プロピレングリコール又はグリセリンである請求項３に記載の混合廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記フェノール類がクレゾールである請求項３に記載の混合廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記分解を行う際の処理温度が１８０℃以下である請求項１〜５のいずれかに記載の混合廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物の処理方法としては、焼却や埋め立て等が挙げられるが、近年、環境に対する意識の高まり等から、廃棄物の再資源化（リサイクル）が注目されている。
廃棄物の中でも、特に、金属部品などの無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物は、複数の材料から構成されているため、廃棄処理又はリサイクルが困難であった。
前記混合廃棄物から有効資源として無機部材を回収してリサイクルするには、混合廃棄物を加熱し、混合廃棄物中のプラスチックを熱溶融により分離除去して無機部材を回収する方法が一般的である。
たとえば、樹脂を含む混合廃棄物を液状の熱媒体中で加熱し、前記樹脂を軟化あるいは流動化させて、混合廃棄物からの各成分を前記熱媒体中で比重差により分離し回収する処理方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ハロゲン系溶媒を用い、混合廃棄物中のプラスチックを化学的分解により分離除去して無機部材を回収する方法も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された処理方法のように、混合廃棄物中のプラスチックを熱溶融により分離除去する方法では、熱溶融したプラスチックが無機部材に貼りついて残存しやすく、混合廃棄物からプラスチックを完全に分離除去しきれない。そのため、回収された無機部材のリサイクルが難しくなる、又は無機部材に貼りついたプラスチックを除去するためのあらたな処理が必要となる、という問題がある。
ハロゲン系溶媒を用いる方法においては、ハロゲン系溶媒は環境負荷が非常に高く、また高価である、という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去でき、かつ、環境負荷の低い処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の混合廃棄物の処理方法は、無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物に、アルコール及びフェノール類を加えて前記プラスチックを分解することを特徴とする。
本発明の混合廃棄物の処理方法においては、前記のアルコール及びフェノール類の合計使用量１００質量部に対して０．１〜１０質量部の塩基触媒を加えることが好ましい。
また、本発明の混合廃棄物の処理方法においては、前記プラスチックが、主成分としてポリカーボネートを含むことが好ましい。この場合、前記アルコールは、プロピレングリコール又はグリセリンであることが好ましく、前記フェノール類は、クレゾールであることが好ましい。
また、本発明の混合廃棄物の処理方法においては、前記分解を行う際の処理温度が１８０℃以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の混合廃棄物の処理方法によれば、無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去でき、かつ、環境負荷が低い。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の混合廃棄物の処理方法は、無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物に、アルコール及びフェノール類を加えて前記プラスチックを分解する方法である。
【００１０】
（混合廃棄物）
本発明において処理の対象となる混合廃棄物は、無機部材とプラスチックとを含むものであり、たとえば一般廃棄物や産業廃棄物等として廃棄されたものが用いられる。
処理の際、混合廃棄物は、廃棄されたままの大きさのものを用いてもよく、細かく粉砕したものを用いてもよく、アルコール及びフェノール類との接触面積が増して分解しやすいことから、細かく粉砕したものを用いることが好ましい。
【００１１】
無機部材を構成する無機材料としては、たとえば、ガラス、シリカ、アルミナ、マグネシア、ベリリア、ジルコニア、二酸化チタン、チタン酸カリウム、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の酸化物；窒化アルミニウム、窒化珪素等の窒化物；カーボンブラック、グラファイト、炭化珪素等の炭化物；水酸化アルミニウム等の水酸化物；マイカ、カオリン、クレー、タルク、砂、砂利等の土質；合金（チタン合金、ステンレス鋼、はんだ等）、鉄、マグネタイト、フェロシリコン等の金属；セラミックスなどが挙げられる。
【００１２】
プラスチックとしては、たとえば、ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル；ナイロン等のポリアミドなどが挙げられる。
なかでも、プラスチックは、本発明の処理方法によって特に分解されやすいことから、主成分としてポリカーボネートを含むものが好ましい。
本発明において「主成分」とは、対象とする物質を構成する成分全体に対して５０質量％を超えてその物質に含まれている成分をいう。
【００１３】
（アルコール）
アルコールは、脂肪族アルコールでもよく、芳香族アルコールでもよい。
脂肪族アルコールとしては、ｎ−ブチルアルコール（沸点１１８℃）、２−エチルヘキサノール（沸点１８５℃）、シクロヘキサノール（沸点１６１℃）、２−メチルシクロヘキサノール（沸点１６６℃）等の１価アルコール；グリコール［たとえばエチレングリコール（沸点１９７℃）、プロピレングリコール（沸点１８８℃）など］、グリセリン（沸点２９０℃）等の多価アルコールなどが挙げられる。
芳香族アルコールとしては、ベンジルアルコール（沸点２０５℃）などが挙げられる。
なかでも、アルコールとしては、環境負荷がより低いことから、脂肪族アルコールが好ましく、そのなかでも、プラスチックの分離除去性がより良好なことから、多価アルコールが好ましい。
前記グリコールとしては、炭素数に対するヒドロキシ基の数が他のグリコールに比べて多い化合物であるため反応性が高く、プラスチックがより分解されやすくなることから、エチレングリコール、プロピレングリコールが特に好ましい。
なお、本明細書において、「沸点」は、圧力１ａｔｍのもとでの沸点を意味する。
【００１４】
（フェノール類）
本発明において「フェノール類」とは、芳香族炭化水素核の水素原子をヒドロキシ基で置換した芳香族ヒドロキシ化合物をいう。
フェノール類としては、たとえば、フェノール（沸点１８１℃）、クレゾール（沸点２０１℃）、ｔ−ブチルフェノール（沸点２３６℃）、カテコール（沸点２４５℃）などが挙げられる。
クレゾールは、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール又はｐ−クレゾールのいずれでもよく、なかでもプラスチックに対する浸透性に優れること、プラスチックがより分解されやすいことから、ｐ−クレゾールが特に好ましい。
【００１５】
特にプラスチックの主成分がポリカーボネートである場合、沸点が１５０〜３００℃のアルコール及びフェノール類をそれぞれ用いることが好ましい。これは、アルコールとフェノール類の沸点がそれぞれポリカーボネートの融点（約２５０℃）の近傍であると、加熱された状態のポリカーボネートに、アルコールとフェノール類が浸透しやすくなるため、と考えられる。
アルコールのなかでも、ポリカーボネートに対する反応性が特に良好であることから、多価アルコールが好ましく、プロピレングリコール又はグリセリンが特に好ましい。
フェノール類のなかでも、ポリカーボネートの分解構造と類似し、ポリカーボネートに対する浸透性が特に良好であり、反応性も良好であり、ポリカーボネートの分解物との相溶性も良好であることから、クレゾールが特に好ましい。
【００１６】
アルコール及びフェノール類の使用量は、これらの合計が、混合廃棄物１００質量部に対して３０質量部以上であることが好ましく、５０〜２００質量部であることがより好ましい。
当該使用量が下限値以上であると、プラスチックの分解がより効率良く起こりやすくなり、一方、当該使用量が上限値以下であれば、アルコール及びフェノール類を配合する効果が充分に得られる。
【００１７】
本発明においては、前記アルコールと前記フェノール類とを併用することにより、プラスチックが分解されやすい。
アルコールとフェノール類との混合割合は、質量比で、アルコール：フェノール類＝１：１０〜１０：１であることが好ましく、３：１０〜１０：３であることがより好ましい。
アルコールに対するフェノール類の割合が前記質量比の下限値以上である（フェノール類の使用量が多くなる）と、プラスチックへのフェノール類の浸透性が高まり、同時にアルコールもプラスチックへ浸透しやすくなることで、プラスチックの分解が起こりやすくなると共に、その分解物が溶解されやすくなって無機部材に残存しにくくなる。
一方、アルコールに対するフェノール類の割合が前記質量比の上限値以下である（アルコールの使用量が多くなる）と、アルコールによるプラスチックの分解が効率良く起こりやすくなる。
【００１８】
本発明においては、前記のアルコールとフェノール類以外の有機溶媒を用いてもよい。当該有機溶媒としては、シクロオクタン、シクロオクテン等の炭化水素系溶媒などが挙げられる。
【００１９】
また、本発明の混合廃棄物の処理方法は、塩基触媒を加えて行うことが好ましい。
塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物などが挙げられる。なかでも、塩基触媒は、プラスチックの分解が起こりやすく、より短時間で処理できることから、アルカリ金属の水酸化物が好ましく、水酸化ナトリウムがより好ましい。
塩基触媒は、前記のアルコール及びフェノール類の合計使用量１００質量部に対して０．１〜１０質量部を加えることが好ましく、１〜５質量部を加えることがより好ましい。
当該使用量が下限値以上であると、プラスチックの分解がより効率良く起こりやすくなり、一方、当該使用量が上限値以下であれば、塩基触媒を配合する効果が充分に得られる。
【００２０】
本発明においては、前記プラスチックの分解を行う際の処理温度が１８０℃以下であることが好ましく、１００〜１８０℃であることがより好ましく、１３０〜１８０℃であることがさらに好ましい。
当該処理温度が１８０℃以下であることにより、混合廃棄物中のはんだ等からの金属イオン溶出が抑制される。また、無機部材の加熱による変形が起きにくくなる。一方、前記処理温度の下限値以上であれば、プラスチックの分解がより起きやすくなる。
【００２１】
以上説明した本発明の混合廃棄物の処理方法によれば、前記プラスチックが化学的に分解する（たとえば樹脂がモノマー程度までに分解する）。そのため、混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去でき、回収される無機部材には、プラスチックが貼りついて残存することがない。
これにより、混合廃棄物から、リサイクルが容易な状態で無機部材を回収することができる。また、従来のような、無機部材に貼りついたプラスチックを除去するためのあらたな処理が必要なくなる。加えて、当該処理方法に用いる有機溶媒は、アルコール及びフェノール類であるため、従来用いられているハロゲン系溶媒に比べて環境負荷が非常に低く、また安価でもある。
【００２２】
また、本発明の混合廃棄物の処理方法は、処理温度を１８０℃以下としても処理が可能なことから、混合廃棄物中のはんだ等からの金属イオン溶出を抑制できる。これにより、混合廃棄物を処理した後のアルコール及びフェノール類（廃液）中にはんだ等が混ざることがなくなるため、当該廃液の処理が容易となる。また、処理温度が１８０℃以下と低目であることから、昇温に要するエネルギーコストが抑えられる。さらに、混合廃棄物を処理する際、はんだ等を予め除去するための前処理が必要なくなるため、はんだ等を分離除去するのに従来要していたコスト、時間を節約できる。
また、本発明の混合廃棄物の処理方法は、処理温度が１８０℃以下と低目であることから、加熱による無機部材の形状変化が起きにくく、リサイクルが容易な状態で無機部材を回収できる。
【００２３】
本発明の混合廃棄物の処理方法は、たとえば、医療機器、産業用装置、電子機器などから有効資源を回収して再利用するのに好適に用いることができる。
【実施例】
【００２４】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２５】
＜実施例１〜３、比較例１＞
混合廃棄物（１）として、無機部材の一部がプラスチックにより被覆された、無機部材３０質量％とプラスチック７０質量％とからなるものを用いた。無機部材とプラスチックは、以下に示すものをそれぞれ用いた。
無機部材：チタン８５質量％、ステンレス鋼５質量％、はんだ１質量％及びその他無機材料９質量％からなるもの。
プラスチック：ポリカーボネート９５質量％及びその他樹脂５質量％からなるもの。
ポリカーボネートとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（略称ビスフェノールＡ）から誘導されるくり返し単位からなるものを用いた。
【００２６】
アルコールとして、ｎ−ブチルアルコール、プロピレングリコールを用いた。
フェノール類として、フェノール、ｐ−クレゾールを用いた。
アルコール及びフェノール類の比較成分として、シリコーンオイル（ジメチルシリコーン、２５℃での粘度１Ｐａ・ｓ）を用いた。
塩基触媒として、水酸化ナトリウムを用いた。
【００２７】
（比較例１）
前記混合廃棄物（１）５０ｋｇと、前記シリコーンオイル５０ｋｇとを、熱溶融槽（容積１．５ｍ３）に入れ、２２０℃で５時間加熱した。
その結果、プラスチックは溶融したものの、回収した無機部材にはプラスチックの貼りつきが認められ、混合廃棄物からプラスチックを充分に分離除去できていなかった。
また、はんだ溶出と、無機部材の変形とが、それぞれ認められた。
【００２８】
（実施例１）
前記混合廃棄物（１）５０ｋｇと、ｎ−ブチルアルコール２５ｋｇと、フェノール２５ｋｇと、水酸化ナトリウム１ｋｇとを、熱分解槽（容積１．５ｍ３）に入れ、１１０℃で２時間加熱した。
その結果、若干プラスチックの貼りつきが認められたものの、リサイクルする上で問題のない無機部材が回収された。
なお、はんだ溶出は認められず、また、無機部材の変形も認められなかった。
【００２９】
（実施例２）
前記混合廃棄物（１）５０ｋｇと、プロピレングリコール２５ｋｇと、ｐ−クレゾール２５ｋｇと、水酸化ナトリウム１ｋｇとを、熱分解槽（容積１．５ｍ３）に入れ、２２０℃で１時間加熱した。
その結果、プラスチックの貼りつきのない無機部材が回収された。
なお、はんだ溶出と、無機部材の変形とが、それぞれ認められた。
【００３０】
（実施例３）
前記混合廃棄物（１）５０ｋｇと、プロピレングリコール２５ｋｇと、ｐ−クレゾール２５ｋｇと、水酸化ナトリウム１ｋｇとを、熱分解槽（容積１．５ｍ３）に入れ、１７５℃で１時間加熱した。
その結果、プラスチックの貼りつきのない無機部材が回収された。
なお、はんだ溶出は認められず、また、無機部材の変形も認められなかった。
【００３１】
実施例１〜３の処理方法は、いずれも有機溶媒として、アルコール及びフェノール類が用いられていることから、ハロゲン系溶媒を用いた場合に比べて、環境負荷が非常に低い、と云える。
【００３２】
＜実施例４〜８、比較例２〜７＞
混合廃棄物（２）として、無機部材の一部がプラスチックにより被覆された、無機部材３０質量％とプラスチック７０質量％とからなるものを用いた。無機部材とプラスチックは、以下に示すものをそれぞれ用いた。
無機部材：チタン８５質量％、ステンレス鋼５質量％、はんだ１質量％及びその他無機材料９質量％からなるもの。
プラスチック：表１に示す樹脂９５質量％及びその他樹脂５質量％からなるもの。
表１に示す樹脂において、ＰＰはポリプロピレン、ＰＣはポリカーボネート（上記と同じポリカーボネート）、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレートをそれぞれ意味する。
【００３３】
アルコールとして、プロピレングリコール、グリセリンを用いた。
フェノール類として、ｐ−クレゾール、カテコールを用いた。
アルコール及びフェノール類の比較成分として、上記シリコーンオイル、ハロゲン系溶媒（クロロホルム）を用いた。
塩基触媒として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた。
【００３４】
混合廃棄物（２）の処理方法：
前記混合廃棄物（２）５０ｋｇと、表１に示す溶媒を合計で５０ｋｇと、表１に示す塩基触媒１ｋｇ（比較例２〜５では未配合）とを、上記と同じ熱分解槽（容積１．５ｍ３）（比較例２〜４では上記と同じ熱溶融槽）に入れ、表１に示す処理温度と処理時間で加熱した。
【００３５】
［処理時間］
当該加熱は、混合廃棄物（２）中の無機部材を被覆するプラスチックが完全に分離除去されるまで続けて行い、その加熱し続けた時間を、下記基準に基づいて表１に「処理時間」として示した。
（基準）
○：加熱し続けた時間が２時間以下であった。
△：加熱し続けた時間が２時間超、６時間以下であった。
×：加熱し続けた時間が６時間超であった。
【００３６】
［リサイクル性］
混合廃棄物（２）から回収される無機部材のリサイクル性について、下記基準に基づいて評価した。
（基準）
○：混合廃棄物からプラスチックが完全に分離除去され、リサイクルが容易な状態で無機部材が回収された。
△：混合廃棄物からプラスチックが分離除去しきれず、プラスチックが無機部材に貼りついて少し残存しており、無機部材のリサイクルが困難であった。
×：プラスチックが無機部材に多く貼りついており、無機部材のリサイクルが困難であった。
【００３７】
［環境性能］
環境性能について、下記基準に基づいて評価した。
（基準）
○：ハロゲン系溶媒に比べて、環境負荷が非常に低い。
×：ハロゲン系溶媒を用いているため、環境負荷が高い。
【００３８】
［はんだ溶出］
混合廃棄物の処理の際、はんだ溶出が認められた場合を「有り」、はんだ溶出が認められなかった場合を「無し」として表１に示した。
【００３９】
【表１】
2012045530.tif 000002
【００４０】
表１の結果から、本発明における実施例４〜８の処理方法は、無機部材とプラスチックとを含む混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去でき、かつ、環境負荷が低いことが分かる。
実施例４と比較例６、７との対比から、アルコールとフェノール類とを併用することにより、混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去できることが分かる。
実施例４と実施例５との対比から、本発明は、処理温度が１８０℃以下でも、処理温度が２００℃の場合と同程度に、混合廃棄物からプラスチックを良好に分離除去でき、かつ、はんだ溶出も抑制できることが分かる。