【手続補正書】
【提出日】平成25年11月9日(2013.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
繊維と樹脂からなる複合材は、タイルカーペット、自動車用カーペット、ターポリンシート、工事用安全ネット、防音シート、防水シート、ふっ素樹脂含浸クロスなど多岐にわたり、建築・車両関係での生産量と廃棄量が莫大である。これらの大半は焼却処分はしてはならないもので、埋め立てによる廃棄が必要とされる。埋め立て廃棄には例えば１トンあたり２〜８万円レベルの莫大な処分費用が発生する。
タイルカーペットで言えば、１９９９年には２０４０万ｍ２の生産量（特許文献５３）という。２０００年の廃棄量は、業務用カーペットで１４万トン、自動車用カーぺットで８万トン（非特許文献１）にものぼる。岐阜の工場で年間４０００トンのタイルカーペット再生の情報がネット上で公開されている。特許文献５３はみなし取り下げとなっているが、この原理の装置で２００８年には千葉県八千代市の工場で１５０００トンのタイルカーペットが処理されたという。タイルカーペットのバッキング層の塩ビには大量の炭酸カルシウムが添加されていているので、再びタイルカーペットのバッキング層に混ぜる用途が大半である。再生商品流通の歴史も略１０年あることから、タイルカーペットはエコマークの対象商品となっており、２０１２年には再生塩ビの優先入手を市場戦略とする動きもみられ、供給不足が懸念される状態となっている。繊維と樹脂の複合材での商業ベースの大規模なマテリアルリサイクルが行われている唯一の材料がタイルカーペットと言っても良いが、技術的に樹脂の回収までで、繊維と繊維に付着する相当量の樹脂は大半が廃棄されている。
ターポリンシートは、強いポリエステル織布を塩ビ樹脂やＥＶＡ樹脂などの樹脂シートでサンドイッチし接着したもので、フレコンバッグ・テント・養生シート・垂れ幕などに広く使用されている。使用済や余剰のシートが廃棄処分を余儀なくされているだけではない。例えばフレコンバッグの生産段階で、型で打ち抜いた端材が大量の廃棄物となっている。ターポリンシートの材料は純度の高い樹脂で、マテリアルリサイクルが可能になると、材料コスト・環境破壊・無駄な材料生産を低減することができる。繊維も上質の織布であり、純度よく回収できれば、そのまま不織布などの材料として使用できる。
しかし、ターポリンシートは大変頑丈なシートで、破砕機で細片化することさえ困難である。ましてや、微粉化して樹脂を分離回収するという低コストの汎用技術は完成していない。樹脂を溶剤で溶かすのが現行の唯一の可能な方法であるが、過大な設備・コスト・環境汚染・汎用性などの問題で実用化の障壁は高く、当然ながら繊維の回収はテーマにもならない状況である。
工事用安全ネットや防音シートは工事現場では欠かせないもので広く多量に使用されている。汚れたら洗浄し、破れたら補修し、再利用が努められているが、最終的には処分せざるを得ない。さらなる再利用ということでベトナムなどの海外に運ばれるケースもある。工事用安全ネットは主にポリエステルの丈夫な織布を塩ビ樹脂などに浸漬して作られるので、樹脂と繊維の分離はさらに困難である。使用されている樹脂は純度が高く、添加されている耐候薬品は高価なもので、耐候樹脂回収の要望は強い。防音シートはさらに重さを加えたシートで、同様に織布と樹脂と添加材で構成されている。共に細片化・微粉化・分離が困難で、マテリアルリサイクルは実現していない。
防水シートは樹脂のシートとガラス繊維織布や樹脂繊維織布を何重にも積層したもので、屋上・プール・用水路・貯水池・廃棄物処分場など防水に多用されている。重量も厚さもあり量が多い。合成高分子ルーフィング工業会の資料では２０１１年に略２０００万平方メートル生産されているが、マテリアルリサイクルは実現していない。
空気幕構造のふっ素樹脂含浸クロスでは、東京ドームだけでも４００トン使用されており、耐用年数２０年以上であるが、既に２４年経過している。ふっ素樹脂は１ｋｇｒ２２００〜２５００円で、塩ビの略２０倍の高価な材料である。迫りくる交換時期には何とかマテリアルリサイクルの対象としたい。
耐熱などのふっ素樹脂の優れた特性のために、再生材料としての使用方法は技術がまだ確立していないようである。差し当たりはガラス繊維ごと粉々にしてみてほしいと言われる状況である。使用済のふっ素樹脂含浸クロスが樹脂と繊維に分けられるとは元から思っていなかったことや、まだ実際に廃棄が発生してないことがその遅れの原因であろう。しかし、２０１３年の後半にはある建物でのシート交換が日程に上っている。樹脂と繊維の分離が可能になれば、価格の高い樹脂の再利用方法の開発も重要なテーマとなるであろう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
プラスチック含有廃棄物の打撃・刃物による粉砕にかかわる特許文献を抽出し、特許認可時の文献と拒絶時の文献と明細の特許文献などを精査してほぼ出願順に並べたのが、特許文献０１〜７９である。
プラスチック含有廃棄物のマテリアルリサイクルの技術を大きく分けると、剪断・切削・叩解・摩擦・引き剥がし・溶剤・溶融などの離解技術と、風力・網・遠心力・比重・形状などによる分離技術、この２分野の技術が提案されていることが、過去の特許文献から読み取れる。
特許文献０１〜７９について、主要な項目での差異を一覧できるように下記にまとめた。主要な項目は、処理材料、供給方法、離解技術、分離技術に分けた。
処理材料は、本発明の課題に照らして、特に繊維複合材を他の材料と区別した。この比較一覧では繊維複合材から壁紙など極端に短繊維のものは除いた。複数の材料の場合は、繊維複合材を含む場合は繊維複合材とし、繊維複合材を含まない場合は主たる材料に簡素化した。
供給方法は、投げ込みや吸い込みなどと理解されるものは「投入」と表現し、それ以外は個々に概略表現した。供給する材料の大きさについては、特許書類で粗破砕と明記されたものもあるが、説明していないものも多い。装置のサイズによっても異なるので、供給する材料の大きさは項目から除いた。
離解技術は、剪断・切削・叩解・研削・摩擦・引剥・切断・溶剤・溶融に分けた。特許文献では必ずしも物理的に正しく表現しているわけではなく、不正確な表現も混在しているので、内容から判断した。複数の離解技術を述べているものは、離解に最も効果のあると解される技術で記載した。
分離技術は成分分離でないものは「なし」と記載し、その他は風力・網・遠心力・比重・移送・形状などに分けた。複数の分離技術を述べているものは、成分分離に最も効果のあると解される技術で記載した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
特許文献０１： 混合材料        投入      叩解      風力
特許文献０２： 電線            投入      剪断      遠心力
特許文献０３： 繊維複合材      投入      剪断      風力
特許文献０４： 破石            投入      摩擦      なし
特許文献０５： 多層材料        投入      剪断      比重
特許文献０６： 基板            投入      剪断      遠心力
特許文献０７： 複合材          投入      引剥      遠心力
特許文献０８： 多層材料        投入      叩解      比重
特許文献０９： 破石            投入      摩擦      なし
特許文献１０： 繊維複合材      投入      剪断      なし
特許文献１１： 紙              投入      叩解      なし
特許文献１２： 多層材料        投入      摩擦      網
特許文献１３： 多層材料        投入      剪断      比重
特許文献１４： 塗装プラ        投入      剪断      網
特許文献１５： 成型品          投入      剪断      なし
特許文献１６： 多層材料        投入      摩擦      比重
特許文献１７： 塗装プラ        投入      剪断      網
特許文献１８： 索状ワーク      送り      粗剪断    なし
特許文献１９： 塗装プラ        投入      剪断      網
特許文献２０： 多層材料        投入      剪断      遠心力
特許文献２１： 塗装プラ        投入      叩解      遠心力
特許文献２２： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献２３： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献２４： 塗装プラ        投入      研削      遠心力
特許文献２５： 単一材          投入      溶解      なし
特許文献２６： 単一材          送り      粗剪断    なし
特許文献２７： 繊維複合材      把持      引剥      移送
特許文献２８： 多層材料        投入      叩解      遠心力
特許文献２９： 銅張積層板      送り      切削      なし
特許文献３０： 単一材          無記載    溶解      なし
特許文献３１： 繊維複合材      投入      叩解      網
特許文献３２： 単一材          投入      溶解      なし
特許文献３３： 多層材料        投入      叩解      形状
特許文献３４： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献３５： 車内装材        投入      剪断      風力
特許文献３６： 樹脂シート      引込み    粗剪断    なし
特許文献３７： モール屑        投入      叩解      比重
特許文献３８： 繊維複合材      投入      剪断      網
特許文献３９： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献４０： 単一材          投入      叩解      なし
特許文献４１： 多層材料        投入      叩解      網
特許文献４２： 繊維複合材      投入      剪断      網
特許文献４３： 繊維複合材      投入      叩解      風力
特許文献４４： 機器            投入      叩解      網
特許文献４５： 成形体          投入      剪断      風力
特許文献４６： 難燃剤含        投入      溶解      比重
特許文献４７： フィルム付      投入      叩解      風力
特許文献４８： 金属膜付        投入      剪断      風力
特許文献４９： 多層材料        投入      溶解      比重
特許文献５０： 多層材料        投入      摩擦      風力
特許文献５１： 繊維複合材      送り      切断      移送
特許文献５２： 繊維複合材      送り      切削      移送
特許文献５３： 繊維複合材      送り      切削      移送
特許文献５４： 繊維複合材      投入      叩解      風力
特許文献５５： 多層材料        投入      剪断      遠心力
特許文献５６： 単一材          投入      叩解      なし
特許文献５７： 汚染材          投入      剪断      網
特許文献５８： 繊維複合材      投入      剪断      風力
特許文献５９： 汚染農ビ        投入      叩解      遠心力
特許文献６０： 繊維複合材      投入      剪断      網
特許文献６１： 繊維複合材      投入      叩解      網
特許文献６２： 壁紙            投入      叩解      風力
特許文献６３： 繊維複合材      投入      叩解      風力
特許文献６４： 繊維複合材      把持      引剥      移送
特許文献６５： 植物繊維        送り      切削      なし
特許文献６６： ゴム            投入      剪断      なし
特許文献６７： ゴム            投入      剪断      なし
特許文献６８： 繊維複合材      投入      叩解      なし
特許文献６９： 繊維複合材      投入      叩解      遠心力
特許文献７０： 壁紙            投入      叩解      なし
特許文献７１： 繊維複合材      投入      叩解      なし
特許文献７２： 繊維複合材      投入      叩解      形状
特許文献７３： アルミ含        投入      叩解      渦電流
特許文献７４： 繊維複合材      投入      切削      風力
特許文献７５： 異種構成物      投入      剪断      遠心力
特許文献７６： 繊維強化        投入      摩擦      なし
特許文献７７： 多層材料        投入      剪断      風力
特許文献７８： 混合            投入      叩解      風力
特許文献７９： 繊維複合材      投入      叩解      遠心力
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
特許文献０１〜７９の中で、長繊維複合材を処理対象としたものは、特許文献０３、１０、２７、３１、３８、４２、４３、５１、５２、５３、５４、５８、６０、６１、６３、６４、６８、６９、７１、７２、７４、７９である。
このうち、離解技術として叩解を利用しているものは、特許文献３１、４３、５４、６１、６３、６８、６９、７１、７２、７９である。供給方法は全て投入である。細片化した材料を投げ込みや吸い込みでケース内に供給し、材料の重量やケースからの抵抗に抗してランダムに衝撃を与えながら攪拌することで粉砕を行い、所定の寸法以下になった粉体から排出する。
離解技術として剪断を利用しているものは、特許文献０３、１０、３８、４２、５８、６０である。供給方法は全て投入である。細片化した材料を投げ込みや吸い込みでケース内に供給し、ランダムにカッタ部に至った材料をカッタで剪断破壊することを繰り返して粉砕し、所定の寸法以下になった粉体から排出する。
離解技術として引き剥がしを利用しているものは、特許文献２７、６４である。供給方法は把持である。
離解技術として切断か切削を利用しているものは、特許文献５１、５２、５３、７４である。供給方法は、特許文献７４は投入、他は送りである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
特許文献２７、５３、６４は層間分離であるが、それ以外の複合材リサイクル技術は粉体化してからの分離である。複合材に限らずマテリアルリサイクル技術の大半は粉体化してからの分離である。
粉体化には想像を超える動力が必要である。粗粉砕に使われる破砕機は４５〜数１００ｋｗ、微粉砕装置は４５〜９０ｋｗという具合である。
搬送分離回収工程で、例えば大量の空気を使うと、ファン１個で１１〜２２ｋｗ、使われるファンが１０基あると１００〜２００ｋｗという電力となる。
マテリアルリサイクルは材料資源の活用と共に、エネルギーの節約も重要な用件であるが、実際には相当のエネルギーを必要としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
長繊維複合材の処理に関して、特許文献には明記されていない様々な問題がある。
粉体化では前処理として小片化の必用がある。タイルカーペットではあまり問題とならないが、繊維の織布で強化したターポリンシート・工事用シート・ふっ素樹脂含浸クロスなどでは、既存の破砕装置では繊維の切断がうまく行かず、長くて丈夫な繊維が装置にからみついて小片化できない。特許文献７１の第一出願人では、２０１１年にパーシャルパンチカッタという繊維切断装置を試作して、初めて破砕装置での小片化が可能となった。２０ｍｍピッチ程度で縦横のナイフ刺し傷をシートに予め加工して、繊維を切断する装置である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、例えばタイルカーペットの場合、パイルを形成するナイロン繊維と、基布を形成するポリエステル繊維というように、種類の異なる繊維が混用されている（特許文献６４  図２）場合がある。ナイロン繊維の価格は高いが、ポリエステル繊維が混入していては再生利用の用途が大幅に限定される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
特許文献５３は、バッキング層を上にしてタイルカーペットをベルトで送り、多数の円形薄刃を並べた刃物でバッキング層のみを削る技術である。この方法で２００８年段階でも年間１５０００トンの再生塩ビを製造していることは先に述べた。タイルカーペットは自身の弾力で撓み、回転刃がバッキング層にのみ当るようにワークガイドの位置を調整することで、バッキング層のみを削ることができる。
残材は基布とパイル繊維のシートであるが、この部分には接着に使用した純度の高い塩ビ層が残って（特許文献６４  図３の４）いる。バッキング層はコスト低減の為に大量の炭酸カルシウムが添加されていて塩ビの純度は低い。接着塩ビの純度は非常に高いにもかかわらす、その大半が残材に残る。切削刃物が繊維まで削らないように、接着塩ビ層を残すようにワークガイドの位置調整をせざるを得ないからである。それでも実際にはギリギリまで追い込むために、塩ビ切削粉には若干の繊維の混入があり、後工程の回転篩いなどで絡んで玉となった繊維を除去することが必要である。
また、回転刃と送り込みローラの間には必然的に一定の距離が生じるために、バッキング層はその９５％程度は切削できるが、数センチの削り残しが発生する。削り残しは基布とパイル繊維のシートと接着層の側に含まれる。送り込みによる方法には、処理残しは常に付いてまわる特性である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
特許文献６４は、残材である基布とパイル繊維と接着層のシートの両端を強い力で引っ張り、パイル状のナイロン繊維を引き抜く技術である。バッキング層を除去した後のパイル糸は、基布の裏側から容易に引き抜くことが可能である。５００ｍｍのタイルカーペットから２〜３ｍのナイロン繊維が回収できる。
しかし、この方法には落とし穴があった。使用済みタイルカーペットは、一定程度のナイロンパイルが傷つき切断している。これを一挙に引き抜こうとすると、途中で全体が切断して引抜きが完了しなかったり、相当量のパイル繊維が基布に残ったりする。
また、引き抜いたナイロン繊維には、略１０ｍｍ間隔で、２ｍｍ位の塩ビのコブが付いている。塩ビはナイロン糸の中に頑丈に沁み込んでおり、容易に除去できない。様々な方法を試みたが、物理的な方法で迅速に除去することは出来なかった。このような経過で、クリーンなナイロンの長繊維の回収は出来ていない。
また、ナイロン糸を抜き取った後に残るポリエステル基布・抜き取れなかったナイロン・接着塩ビ・処理残し塩ビバッキング層の分離回収は出来ず、大量の廃棄物が伴うことに変わりはない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
繊維長・樹脂含有・他繊維の混入は、再生繊維の用途限定と価格の低下に直結し、分離繊維の廃棄処分となり、環境・費用・資源の問題が解決しない。
繊維はかさ比重が小さいことから、運搬費用の問題も見逃せない。発明者が過去に携わった塩ビ壁紙のマテリアルリサイクルは、その技術が評価されて、財団法人機械振興協会の第８回新機械振興賞を受賞した。特許文献７１と特許文献８０はその技術の一部である。別の技術も駆使して、塩ビとパルプの両方を高純度に回収することに成功したが、再生パルプの売上げは全て運送費用に消えるという問題（特許文献８１）がある。従って、コスト低減のために、高純度パルプを作るラインは保留した経緯を持つ。
タイルカーペット廃材から塩ビを再生する事業で、年間２００００トンの再生塩ビを得るということは、樹脂とナイロンのついた基布の廃棄量は８０００トンにも及ぶ。ナイロン長繊維の回収が可能ならば、これらリサイクル事業の採算性は確実なものになる。特別に高価格な樹脂の回収を除いては、樹脂だけでなく長繊維の回収が繊維複合材のリサイクル事業での悲願である。また未曾有の資源を廃棄物とするような産業の考え方からは早期に抜け出さなければならない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【特許文献０１】特公S35-002991号公報
【特許文献０２】特開S52-67169号公報
【特許文献０３】特開S52-40867号公報
【特許文献０４】特許1100104号公報
【特許文献０５】特許1398423号公報
【特許文献０６】特許1277801号公報
【特許文献０７】特開S54-117579号公報
【特許文献０８】特許1295267号公報
【特許文献０９】実登1734112号公報
【特許文献１０】特開S60-219016号公報
【特許文献１１】特許1582526号公報
【特許文献１２】特許2649419号公報
【特許文献１３】特許2742604号公報
【特許文献１４】特許3178095号公報
【特許文献１５】特許2945809号公報
【特許文献１６】特開H06-023752号公報
【特許文献１７】特許3048283号公報
【特許文献１８】特開H06-126742号公報
【特許文献１９】特許2553807号公報
【特許文献２０】特開H06-190828号公報
【特許文献２１】特開H05-237410号公報
【特許文献２２】特許2073330号公報
【特許文献２３】特開H07-156148号公報
【特許文献２４】特許3296906号公報
【特許文献２５】特許2671810号公報
【特許文献２６】特開H08-174550号公報
【特許文献２７】特許3167852号公報
【特許文献２８】特開H08-258044号公報
【特許文献２９】特開H07-256135号公報
【特許文献３０】特許3236213号公報
【特許文献３１】特開H09-000418号公報
【特許文献３２】特許3680407号公報
【特許文献３３】特開H09-248826号公報
【特許文献３４】特開H11-048248号公報
【特許文献３５】特開H11-156854号公報
【特許文献３６】実登3054229号公報
【特許文献３７】特許2962409号公報
【特許文献３８】特開2000-61941号公報
【特許文献３９】特許3682553号公報
【特許文献４０】特開2000-189823号公報
【特許文献４１】特開H10-278042号公報
【特許文献４２】特表2002-509036号公報
【特許文献４３】特開2001-062832号公報
【特許文献４４】特開2001-137831号公報
【特許文献４５】特開H11-179728号公報
【特許文献４６】特許3752101号公報
【特許文献４７】特開2000-237625号公報
【特許文献４８】特開2002-28927号公報
【特許文献４９】特許4674946号公報
【特許文献５０】特開2003-1632号公報
【特許文献５１】特開2003-24817号公報
【特許文献５２】特開2003-47878号公報
【特許文献５３】特開2003-88772号公報
【特許文献５４】特許4035980号公報
【特許文献５５】特許3583374号公報
【特許文献５６】特許4054202号公報
【特許文献５７】特開2002-263522号公報
【特許文献５８】特許4089284号公報
【特許文献５９】特開2003-1128号公報
【特許文献６０】特開2003-71839号公報
【特許文献６１】特開2005-262093号公報
【特許文献６２】特開2006-272241号公報
【特許文献６３】特開2007-117837号公報
【特許文献６４】特開2006-297626号公報
【特許文献６５】特開2006-326425号公報
【特許文献６６】特許4565989号公報
【特許文献６７】特許4579671号公報
【特許文献６８】特開2007-229603号公報
【特許文献６９】特開2008-110274号公報
【特許文献７０】特開2008-31264号公報
【特許文献７１】特開2009-50757号公報
【特許文献７２】特開2009-101315号公報
【特許文献７３】特開2007-237585号公報
【特許文献７４】特開2007-252964号公報
【特許文献７５】特開2008-302343号公報
【特許文献７６】特開2008-207546号公報
【特許文献７７】特開2010-173182号公報
【特許文献７８】特表2010-510084号公報
【特許文献７９】特許5116057号公報
【特許文献８０】特開2010-142731号公報
【特許文献８１】特願2011-111268号
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
図１７はその結果である。（ａ）は叩解速度２３ｍ／ｓ、（ｂ）は３７ｍ／ｓ、（ｃ）は４４ｍ／ｓである。
当初の予想では、ナイロンパイルもポリエステル基布も糸状に離解され、基布の横糸は塩ビ粉と共に飛び散ると思っていた。予想に反し、基布は織布の形態のまま離解した。このことは、後処理で起こるであろう様々な問題、例えば横糸と樹脂の分離や糸の縺れなどを、一挙に解決する良い発見であった。
特許文献７１の装置での基礎実験の折、５０ｍ／ｓを超える速度で叩解すると、粉体の離解の様子が劇的に変化するという知見を得ていた。今回の速度の数値はその値に達していないように見える。しかし、特許文献７１の装置では小片と粉体は連れ周りするので、実質的な叩解速度は打撃材の速度より低くなる。今回の実験では処理材料は把持され静止しているので、４４ｍ／ｓという速度は特許文献７１の装置の５０ｍ／ｓの速度の効果を越していると考えられる。
ナイロンパイル糸の塩ビのコブは、図１７（ａ）より（ｂ）が少なく、（ｃ）ではほとんど取り除かれている。速度を上げるか、打撃材の形状を変えるか、材料の把持部を精度のある部品とし、材料送りを均一にかけるなどの方法で、ナイロンパイル糸の塩ビのコブは除去可能であると考えられる。
ポリエステルの基布の塩ビは何れの速度でも完全に取り除かれている。バッキング層の側の面が微かにグレーに色づいている程度である。
塩ビは、図１７（ａ）では未だ大きい塊が見られる。叩解速度が大きい方が細かくなることは推測できる。塩ビ粉へのナイロン繊維とポリエステル繊維の混入は見られない。