(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビニルを含む廃棄物からポリ塩化ビニルを回収する方法であって、
ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と前記廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する工程、
得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、水中にポリ塩化ビニルを析出させる工程、
析出したポリ塩化ビニルを水から分離する工程、を含み、
前記析出したポリ塩化ビニルと水の混合物の少なくとも一部を循環型湿式粉砕機に供給し、粉砕されたポリ塩化ビニルを前記析出工程に戻すことを特徴とするポリ塩化ビニルの回収方法。
【請求項２】
前記加熱水の温度が前記溶剤の沸点〜沸点＋１０℃の範囲である請求項１に記載のポリ塩化ビニルの回収方法。
【請求項３】
ポリ塩化ビニルを含む廃棄物からポリ塩化ビニルを回収する装置であって、
ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と前記廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する除去手段、
得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、ポリ塩化ビニルを水中に析出させる析出手段、
析出したポリ塩化ビニルを水から分離する分離手段、
前記析出したポリ塩化ビニルと水の混合物の少なくとも一部を循環型湿式粉砕機に供給し、粉砕されたポリ塩化ビニルを前記析出手段に戻す手段、を備えることを特徴とするポリ塩化ビニルの回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物からポリ塩化ビニルを回収する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
我々の周りには様々な種類のポリマーが製造・使用されている。中でもポリ塩化ビニルは、加工性に優れると共に安価なポリマーであるので、ポリエステルやポリオレフィン（例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなど）等の他の汎用ポリマーと同様に様々な用途に使用されている。しかしながら、このような汎用ポリマーは、ライフサイクルの長い基素材分野だけでなく、日用品等の使用寿命の短い商品材料として大量生産され、従って大量廃棄に伴う環境汚染が問題となっている。特に他のポリマーとの複合使用品ではより大きな問題に遭遇する。
【０００３】
ポリマー廃棄物については、種々の再利用技術（例えばreuseやrecycleなど）が検討されているが、中でも高炉などの熱源として利用することが処理コストの低さという点で期待が高まっている。しかし、廃棄ポリマーを熱源として利用する場合、ポリ塩化ビニルが混入または複合使用されているポリマーを燃焼させると、燃焼時に遊離した塩素が燃焼炉の炉体構成耐火物を痛めるという問題を生じる。また、ポリ塩化ビニルの燃焼によって、人体にとって非常に有害なダイオキシン類などの有機塩素化合物が生成する等の問題を生じる。
【０００４】
この様な問題解決を目指してこれまでにも様々な技術が提案されている。例えば、様々なポリマーを含む混合物にポリ塩化ビニルを溶解させる溶剤を混合し、不溶物をろ過後、溶剤にスチームを注入することによって、該溶剤中に溶解しているポリ塩化ビニルを析出・沈澱させる技術がある。しかしながら、この方法では、溶剤が揮発除去することによって溶解度を超えるに至った過飽和のポリ塩化ビニルが析出するのであって、溶剤を多量に且つ連続的に揮発させるような連続操業には不向きという点で改良の余地があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的は、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物からポリ塩化ビニルを連続操業によって回収することのできる方法およびそのための装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決することのできたポリ塩化ビニルの回収方法とは、ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と前記廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する工程、得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、水中にポリ塩化ビニルを析出させる工程、析出したポリ塩化ビニルを水から分離する工程、を含む点に要旨があり、前記析出したポリ塩化ビニルと水の混合物の少なくとも一部を循環型湿式粉砕機に供給し、粉砕されたポリ塩化ビニルを前記析出工程に戻すというプロセスを組込めば一層優れた効果を得ることができる。
【０００７】
なお、前記加熱水の温度は前記溶剤の沸点〜沸点＋１０℃の範囲であることが好ましい。
【０００８】
上記目的を解決することのできたポリ塩化ビニルの回収装置とは、ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と前記廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する除去手段、得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、ポリ塩化ビニルを水中に析出させる析出手段、析出したポリ塩化ビニルを水から分離する分離手段、を備える点に要旨を有し、前記析出したポリ塩化ビニルと水の混合物の少なくとも一部を循環型湿式粉砕機に供給し、粉砕されたポリ塩化ビニルを前記析出手段に戻す手段を備えたものであることが一層好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、ポリ塩化ビニルを溶解した溶剤から効率良くポリ塩化ビニルを回収する方法及びその装置について鋭意研究した。その結果、ポリ塩化ビニルを溶解した溶剤と加熱した水を接触させることによって前記溶剤を除去すると、溶剤の使用量によらずポリ塩化ビニルを連続的に回収することができることに想到した。以下に本発明の作用効果について説明する。
【００１０】
本発明の塩化ビニル回収方法とは、下記（1）〜（3）の工程を含む点に特徴がある。
（1）ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する工程、
（2）得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、水中にポリ塩化ビニルを析出させる工程、
（3）析出したポリ塩化ビニルを水から分離する工程。
【００１１】
これらの工程は原則として（1）〜（3）の順に行なわれるが、必要により他の処理工程を付加したり、各工程自体の工夫によって各工程の結合、分離などの設計変更をすることも本発明の技術的範囲に包含される。
【００１２】
上記（1）〜（3）の工程について詳細に説明する。
【００１３】
（1）ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する工程
本発明では、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物とポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤を混合する必要がある。これによって、後述する工程で廃棄物からポリ塩化ビニルを選択的に回収することができるのである。
【００１４】
また、本発明では、ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と廃棄物との加熱混合物を用いる必要がある。前記加熱混合物は、例えば、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物とポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤を混合したもの（混合物）を加熱することにより得られる。これによって、ポリ塩化ビニルの溶剤に対する溶解度が向上するので、少量の溶剤でもポリ塩化ビニルを効率良く溶解させることができ、従って多量の廃棄物を処理することが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明では、前記加熱混合物を、溶剤に溶解しなかった固形分と溶液に分離し、不溶固形分を除去する必要がある。ポリ塩化ビニルを溶解した溶液は後述する処理を施すことによって、ポリ塩化ビニルを回収する。一方、溶剤に溶解しなかった固形分は、塩化ビニルを含有しないポリマーであるので、有機塩素化合物の原料は含まれていない。よって、得られた固形分を例えば高炉の燃焼原料などに利用することができる。
【００１６】
本発明で用いる溶剤は、廃棄物中のポリ塩化ビニルを溶解する目的で添加されるが、換言すれば他の混合成分（例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなど）が溶けない又は溶け難い、所謂貧溶媒を使用するものであり、従って廃棄物中に含まれる各種成分の種類や含有比率などを考慮して適宜選択すれば良い。代表的には、極性溶媒、特にケトン類溶剤が好適に利用でき、これによってポリオレフイン類などのポリマーを含有する廃棄物から、ポリ塩化ビニルを選択溶解させることができる。しかも、ケトン類溶剤を用いると、高分子量のポリ塩化ビニルまで処理可能である。ケトン類溶剤としては、アセントン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなどが挙げられる。
【００１７】
溶剤を加熱する温度は、使用する溶剤の種類によって異なるが、溶剤が揮発する温度未満であれば特に限定されず、安全に操業できる範囲で温度を制御すれば良い。また、上記には廃棄物と溶剤を混合したもの（混合物）を加熱する場合を示したけれども、予め熱した溶剤に廃棄物を混合して、ポリ塩化ビニルを溶解させても良い。
【００１８】
尚、加熱後の混合物を不溶固形分と溶液に分離する手段は特に限定されず、遠心分離や沈澱法など公知の方法を利用することができる。
【００１９】
（2）得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、水中にポリ塩化ビニルを析出させる工程
本発明では、不溶固形分を分離した溶液と加熱水を接触させることによって、使用溶剤に対するポリ塩化ビニルの溶解度を極端に低下させると共に、溶液中の溶剤が揮発する。よって、溶液からポリ塩化ビニルを順次析出させることができる。この場合、加熱水の温度を制御すると、ポリ塩化ビニルの析出速度を調整することができるので、溶剤がスチームの熱によって瞬時に揮発することによるポリ塩化ビニルの塊状化（凝集）といった不具合を回避した操業を行うことが可能となる。
【００２０】
また、本発明では、加熱水の温度を溶剤の沸点程度〜溶剤の沸点＋10℃程度の範囲内に制御することが好ましい。加熱水の温度が溶剤の沸点よりはるかに高い場合は、溶剤が加熱水に接触したとたんに、溶剤が急速に揮発し、析出するポリ塩化ビニルが大きな塊状の固体となるので好ましくない。これに対し、加熱水の温度を溶剤の沸点＋10℃を超えない程度に押えておけば塊状ポリ塩化ビニルの生成を防ぐことができる。こうして析出したポリ塩化ビニルは加熱水中に沈澱して、スラリー状となるので、該スラリーを連続的に次の工程に送ることができる。
【００２１】
本発明では、溶液と加熱水を接触させる方法は特に限定されるものではないが、加熱水中に前記溶液を注入する方法が推奨される。この方法であれば、ポリ塩化ビニルを溶解している溶液の注入量が一定でない場合や、操業を突然停止した場合などでも、ポリ塩化ビニルが一時的に析出しないという事態を招くに止まり、溶液注入量を厳密に制御することなく操業できる。
【００２２】
また、溶液からポリ塩化ビニルの析出を促進させるためには、反応容器内に攪拌手段を有していることが推奨される。
【００２３】
更に、本発明では、前記スラリーの少なくとも一部を循環型湿式粉砕機に供給し、粉砕されたポリ塩化ビニルを前記析出工程に戻す様に操業することが好ましい。この工程を付加すると、ポリ塩化ビニルを溶解する溶液中に、既に析出した微細なポリ塩化ビニルが混入されてそれがポリ塩化ビニルの生成核となるので、ポリ塩化ビニルの微細大量析出を促進することができ、析出所要時間を短縮することができる。また、上記生成核を基にしてポリ塩化ビニルが系内のいたるところで析出してくるので、ポリ塩化ビニルの凝集による粗大化が防止され、塊状固形物の生成を抑制することができる。
【００２４】
本発明では、上記析出工程を2回以上施すことが推奨される。析出工程が1回の場合は、固形化したポリ塩化ビニルを含むスラリー中に、溶剤が若干残留することがあるために、溶剤を十分に再利用できなかったり、或は得られたポリ塩化ビニルにべたつきが生じることとなる。よって、析出工程から取り出されたスラリーを、別の析出工程用容器にて別の加熱水と接触させることによって残留溶剤を回収するというこの方法が推奨されるのである。ここで、2回目の析出工程で用いられる加熱水の温度は、1回目の析出工程で用いた加熱水の温度よりも若干高温であることが望ましい。これによって、スラリー中の残留溶剤をより完全に除去することが可能となる。この場合の温度は、特に制限されるものではないが、1回目の析出工程で用いた加熱水の温度より10℃程度以上高くするのが良い。
【００２５】
また、加熱水の熱によって揮発した溶剤は、多少の水分を含んでいるので、必要に応じて脱水処理などを施した後、ポリ塩化ビニルを溶解させる際の溶剤として循環利用することができる。
【００２６】
（3）析出したポリ塩化ビニルを水から分離する工程
最後に、本発明では、前記スラリーから析出したポリ塩化ビニルを分離することによって、ポリ塩化ビニルを固形品として回収することができる。分離方法は、特に限定されず公知の方法が採用でき、例えば、遠心分離や沈澱法が例示できる。そして、分離された水は、必要に応じて加熱し、析出工程に戻すことができる。
【００２７】
次に、本発明の目的を達成することのできたポリ塩化ビニル回収装置について説明する。本発明のポリ塩化ビニル回収装置とは、下記（4）〜（6）の手段を備えている点に特徴がある。
（4）ポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と廃棄物との加熱混合物から不溶固形分を除去する除去手段、
（5）得られた溶液と加熱水を接触させて前記溶剤を除去し、ポリ塩化ビニルを水中に析出させる析出手段、
（6）析出したポリ塩化ビニルを水から分離する分離手段。
【００２８】
これらの手段は、原則として（4）〜（6）の順に操業できる様に備えられるが、必要により他の処理手段を付与したり、各手段自体の工夫によって各手段の結合、分離などの設計変更をすることも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２９】
本発明の除去手段と分離手段は、特に限定されず、遠心分離器を用いても良いし、単なる静沈であっても良い。
【００３０】
本発明の析出手段は、ポリ塩化ビニルを溶解した溶剤と加熱水が接触する様に構成したものであれば、特に制限されない。例えば、予め加熱水を容器に入れておいて、この中に溶剤を注入する手段、更には、溶剤をシャワー状に落下（注入）させる手段など自由である。
【００３１】
さらに、本発明の装置には、上記除去手段の前にポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤と廃棄物を混合する混合手段や、得られた混合物を加熱する加熱手段も必要である。尚、混合手段と加熱手段を結合させた加熱混合手段であってもよい。
【００３２】
本発明の混合手段は、特に限定されるものではなく、公知の手段が採用されるが、代表的には攪拌機を備えているものが好まれる。
【００３３】
本発明の加熱混合手段としては、加熱機構を備えたスタティックミキサー、加熱機構を備えた高剪断型ダイナミックミキサーもしくはL／Dが3以上の塔型攪拌槽が好適に利用できる。加熱機構を有するスタティックミキサーを使用した場合は、伝熱効率および攪拌効率が良好であり、短い滞留時間で処理することが可能である。スタティックミキサーは特に限定されるものではないが、ノリタケ社製のスタティックミキサーやスルザー社製のスタティックミキサーが例示できる。また、加熱手段を有する高剪断型ダイナミックミキサーを使用すれば、強制的に剪断カを与えながら加熱および攪拌混合できるので、より短い滞留時間で処理することが可能である。ダイナミックミキサーは特に限定されるものではないが、特殊機化工業製のパイプラインミキサーが例示できる。さらに、L／Dが3以上の塔型攪拌槽を利用した場合は、プラグフロー性が確保でき、溶け残るポリ塩化ビニルが下流工程に供給されることがない。
【００３４】
また、本発明の装置に加えて、循環型湿式粉砕機を設け、前記析出したポリ塩化ビニルと水の混合物の少なくとも一部を循環型湿式粉砕機に供給し、粉砕されたポリ塩化ビニルを前記析出手段に戻す手段を備えれば、先に述べた様な微細析出効果が得られるので好ましい。循環型湿式粉砕機ついては、特殊機化工業社製、或はコマツゼノア社製のものが例示できる。
【００３５】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質ものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００３６】
【実施例】
本発明方法の代表的な工程を図1を用いて詳しく説明する。
【００３７】
図中1は混合槽、9は攪拌機であり、ラインL1からポリ塩化ビニルを含む廃棄物、ラインL2からポリ塩化ビニルを溶解することのできる溶剤が導入されて混合される。得られた混合物は、ラインL3を介して加熱手段を有するスタティックミキサー2に導入される。スタティックミキサー2内で、ポリ塩化ビニルが溶剤に完全に溶解される。加熱後の混合物は、ラインL4を介して遠心分離器3に導入され、溶剤に不溶の固形分と溶液に分離される。不溶固形分はラインL5を介して取り出される。
【００３８】
不溶固形分除去後の溶液はラインL6を介して造粒槽4へ送られ、ラインL7を介して導入される加熱水と混合される。そして、加熱水の保有熱によって溶剤が揮発していくにつれて、溶液に対するポリ塩化ビニルの溶解量が下るので、ポリ塩化ビニルが析出してスラリー状となる。一方、揮発した溶剤はラインL8を介して系外に排出されるが、所望により混合槽1に循環して再利用される。
【００３９】
ポリ塩化ビニルを含むスラリーは、ラインL9を介して湿式粉砕機5に送られ、粉砕されたのち、少なくとも一部はラインL10を介して造粒槽4に戻され、ポリ塩化ビニルの生成核となる。一方、スラリーは、ラインL11を介して溶剤除去槽6に導入される。溶剤除去槽6の水温は、前記造粒槽4よりも高くなるように制御されており、ここで残留溶剤は揮発除去してラインL12を介して系外に排出される。
【００４０】
残留溶剤が除去された後のスラリーは、ポンプ7，ラインL13を介して溶剤除去槽6から抜き出される。そして、スラリーの少なくとも一部はラインL14を介して溶剤除去槽6に戻されると共に、一部のスラリーはラインL15を介して遠心分離器8に送られ、水とポリ塩化ビニルとに分離される。ポリ塩化ビニルはラインL17を介して回収されると共に、水はラインL16を介して取り出され、必要に応じて加熱された後、造粒槽4で再利用される。
【００４１】
以上の様に操業すると、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物からポリ塩化ビニルを選択的に回収することができる。
【００４２】
【発明の効果】
上記のような構成を採用すると、ポリ塩化ビニルを含む廃棄物からポリ塩化ビニルを効率的に回収する方法およびその装置が提供される。よって、ポリ塩化ビニルを含まない廃棄物を資源として有効に活用することができるようになり、またポリ塩化ビニルは純度が高まることによってポリ塩化ビニルとしての再利用の道が開かれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一構成例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1  混合槽
2  加熱手段を有したスタティックミキサー
3，8  遠心分離器
4  造粒槽
5  湿式粉砕機
6  溶剤除去槽
7  ポンプ
9  攪拌機
ラインL1〜ラインL17  経路
【図１】
0004109427.tif 000002