(57)【要約】【課題】ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品からガラス繊維を単独で分離して回収することができるプラスチックからの無機物の回収方法を提供する。【解決手段】ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理し、これを固液分離してガラス繊維および炭酸カルシウムを回収する工程（Ａ）と、回収したガラス繊維および炭酸カルシウムを、炭酸カルシウムが脱炭酸する温度で加熱して炭酸カルシウムから酸化カルシウムを生成させる工程（Ｂ）と、ガラス繊維および酸化カルシウムと水を混合して酸化カルシウムを水に溶解させ、これを固液分離してガラス繊維を回収する工程（Ｃ）とを含むこととする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理し、これを固液分離してガラス繊維および炭酸カルシウムを回収する工程（Ａ）と、回収したガラス繊維および炭酸カルシウムを、炭酸カルシウムが脱炭酸する温度で加熱して炭酸カルシウムから酸化カルシウムを生成させる工程（Ｂ）と、ガラス繊維および酸化カルシウムと水を混合して酸化カルシウムを水に溶解させ、これを固液分離してガラス繊維を回収する工程（Ｃ）とを含むことを特徴とするプラスチックからの無機物の回収方法。
【請求項２】
工程（Ｃ）の分離液に炭酸ガスを供給して炭酸カルシウムを析出させ、これを固液分離して炭酸カルシウムを回収することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックからの無機物の回収方法。
【請求項３】
工程（Ｂ）において炭酸カルシウムから脱炭酸した炭酸ガスを、工程（Ｃ）の分離液に供給して炭酸カルシウムを析出させることを特徴とする請求項２に記載のプラスチックからの無機物の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックからの無機物の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）に代表されるような強化プラスチックには、無機物としてガラス繊維や炭酸カルシウムが含有されており、このようなＦＲＰ等からなるプラスチック成形品の廃棄物からガラス繊維、炭酸カルシウムを回収し、回収したガラス繊維、炭酸カルシウムをリサイクルして再利用することが従来から検討されている。
【０００３】
例えば、ＦＲＰを超臨界水あるいは亜臨界水と接触、反応させ、ガラス繊維を分離回収する技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、超臨界水あるいは亜臨界水を反応溶液としてＦＲＰを構成するプラスチックをモノマーやオリゴマーに分解することによって、ガラス繊維をプラスチックから離脱させ、この分解したプラスチックのモノマーやオリゴマーとガラス繊維との混合物をろ過することによって、ガラス繊維をろ過残渣として分離し、回収することができるものである。
【０００４】
しかしＦＲＰには一般に、無機物としてガラス繊維の他に、炭酸カルシウムが含有されており、上記のろ過残渣であるガラス繊維に炭酸カルシウムが混合した状態で存在し、しかもＦＲＰの種類に応じて各種の割合で混合されている。したがって、ろ過残渣として回収したガラス繊維をリサイクルする際には炭酸カルシウムの混合やその割合のバラツキに起因する強度低下等が起こり、ガラス繊維をリサイクルしたＦＲＰの物性にバラツキが生じ易く、リサイクル使用が難しいという問題を有するものであった。
【特許文献１】特開平１０−８７８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品からガラス繊維を単独で分離して回収することができるプラスチックからの無機物の回収方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【０００７】
第１に、本発明のプラスチックからの無機物の回収方法は、ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理し、これを固液分離してガラス繊維および炭酸カルシウムを回収する工程（Ａ）と、回収したガラス繊維および炭酸カルシウムを、炭酸カルシウムが脱炭酸する温度で加熱して炭酸カルシウムから酸化カルシウムを生成させる工程（Ｂ）と、ガラス繊維および酸化カルシウムと水を混合して酸化カルシウムを水に溶解させ、これを固液分離してガラス繊維を回収する工程（Ｃ）とを含むものである。
【０００８】
第２に、上記第１の発明のプラスチックからの無機物の回収方法において、工程（Ｃ）の分離液に炭酸ガスを供給して炭酸カルシウムを析出させ、これを固液分離して炭酸カルシウムを回収する。
【０００９】
第３に、上記第２の発明のプラスチックからの無機物の回収方法において、工程（Ｂ）において炭酸カルシウムから脱炭酸した炭酸ガスを、工程（Ｃ）の分離液に供給して炭酸カルシウムを析出させる。
【発明の効果】
【００１０】
上記第１の発明によれば、プラスチックを分解してガラス繊維および炭酸カルシウムをプラスチックから離脱させた後、ガラス繊維を炭酸カルシウムから分離して回収することができるものであり、ガラス繊維を単独で分離して回収することができる。
【００１１】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、ガラス繊維の他に、炭酸カルシウムも単独で分離して回収することができる。
【００１２】
上記第３の発明によれば、プラスチックから無機物を回収する一連の操作のなかで生成した炭酸ガスを用いるため、経済的でありコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
本発明において分解・回収の対象となるプラスチック成形品は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれの樹脂を用いたものであってもよい。具体的には、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができ、熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、アルキド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。
【００１５】
上記プラスチック成形品は、無機物としてガラス繊維と炭酸カルシウムを含有するものである。無機物としてこれら以外の成分を含有するプラスチック成形品であっても使用可能であるが、本発明はガラス繊維と炭酸カルシウムを分離、回収する方法であるので、原則として、無機物として実質的にガラス繊維と炭酸カルシウムのみを含有するものであることが好ましい。無機物として実質的にガラス繊維と炭酸カルシウムのみを含有するプラスチック成形品を対象とすることによって、不純物が混入しない状態でガラス繊維や炭酸カルシウムを回収することが容易になるものである。
【００１６】
本発明は、以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）により、上記プラスチック成形品を分解してガラス繊維および炭酸カルシウムを回収する。以下に、図１のフローチャートを参照しながら本発明を工程順に説明する。
【００１７】
まず工程（Ａ）として、ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック（ＦＲＰ）成形品を亜臨界流体で処理し、プラスチックをモノマーやオリゴマーに分解することによって、ガラス繊維および炭酸カルシウムをプラスチックから離脱させた後、これを固液分離して固形分であるガラス繊維および炭酸カルシウムを回収する。
【００１８】
この亜臨界流体を用いた分解処理においては、耐熱および耐圧性を有する容器に、容器の大きさに合わせてカットあるいは粗粉砕したプラスチック成形品と流体を入れて密閉し、流体が亜臨界状態となる条件に加熱・加圧することによって、亜臨界流体を反応溶媒としてプラスチック成形品の樹脂成分をモノマーまたはオリゴマーに分解することができると共に、プラスチック成形品の樹脂成分中に埋入されているガラス繊維および炭酸カルシウムを、樹脂成分の分解によって離脱させることができるものである。
【００１９】
本発明において使用する亜臨界状態で用いる流体としては、水、一価アルコール、多価アルコール等やこれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、水を流体として用いる場合には、予め脱塩したものを使用することが好ましい。さらに、プラスチック成形品の分解をより促進させるため、アルカリ金属の水酸化物の水溶液を流体として用いることもできる。このアルカリ金属の水酸化物としては、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等を使用することができる。
【００２０】
プラスチック成形品に対する流体の配合量は、プラスチック成形品の１００質量部に対して１００〜５００質量部の範囲が好ましい。流体の配合量が１００質量部未満であると、プラスチックを安定して分解させることが難しくなるおそれがあり、逆に、５００質量部を超えると、分解後の流体処理のコストが高くなるので好ましくない。
【００２１】
分解温度については、１８０〜２７０℃の範囲が好ましい。分解温度が１８０℃未満であると分解に長時間を要し、逆に２７０℃を超えると、熱分解の影響が大きくなり、プラスチック成形品の樹脂成分をモノマーまたはオリゴマーとして回収することが出来なくなるおそれがあるので好ましくない。分解時間および分解圧力については、特に限定されるものではないが、上記分解温度範囲においては、１〜４時間、２〜１５ＭＰａの範囲が好ましい。また、アルカリ金属の水酸化物の水溶液を流体として用いる場合には、アルカリ金属の水酸化物をプラスチック成形品の１００質量部に対して５〜１００質量部の範囲で添加するのが好ましい。
【００２２】
上記のように亜臨界流体の存在下において、プラスチック成形品の樹脂成分をモノマーまたはオリゴマーに分解することによって、流体に樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解し、かつガラス繊維および炭酸カルシウムが分散された液が得られる。したがって、この液をろ過することによって、固形分であるガラス繊維および炭酸カルシウムを樹脂のモノマーまたはオリゴマーから分離し、回収することができる。ろ過後のろ液は樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解した流体であり、残査はガラス繊維および炭酸カルシウムの混合物である。
【００２３】
次に、工程（Ａ）で分離、回収したガラス繊維および炭酸カルシウムの混合物を、炭酸カルシウムが脱炭酸する温度以上の温度で加熱（加熱処理）して炭酸カルシウムから酸化カルシウムを生成させる（工程（Ｂ））。
【００２４】
この工程における酸化カルシウムの生成は、次式で表すことができる。
ＣａＣＯ３  →  ＣａＯ  ＋  ＣＯ２
ガラス繊維および炭酸カルシウムの混合物の加熱は、上記のとおり炭酸カルシウムが脱炭酸する温度以上の温度で加熱すればよく、具体的には６００℃以上が好ましい。上限は特に限定するものではないが１０００℃以上に上げても反応性に影響しないため、１０００℃未満が好ましい。
【００２５】
この工程（Ｂ）では、加熱によって炭酸カルシウムから酸化カルシウムが生成するため、ガラス繊維および酸化カルシウムの混合物を得る。
【００２６】
次に、ガラス繊維および酸化カルシウムと水とを混合して酸化カルシウムを水に溶解させ、これを固液分離してガラス繊維を回収する（工程（Ｃ））。
【００２７】
具体的には、工程（Ｂ）で炭酸カルシウムを脱炭酸して得た酸化カルシウムおよびガラス繊維の混合物と水とを混合する。これによって、酸化カルシウムが水に溶解し、ガラス繊維のみが分散された液が得られる。したがって、この液をろ過することによって、ガラス繊維を分離し、単独で回収することができる。ろ過後のろ液は酸化カルシウムが水酸化カルシウムとして溶解した水溶液であり、残査はガラス繊維である。次式は酸化カルシウムと水との反応式であり、酸化カルシウムは水に可溶な水酸化カルシウムとなって水中に溶解する。
ＣａＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２  （水に可溶）
さらに本発明は、工程（Ｃ）のろ液に炭酸ガスを供給して炭酸カルシウムを析出、沈殿させ、この沈殿物を固液分離して炭酸カルシウムを回収することができる。次式は水酸化カルシウムと炭酸ガスとの反応式である。
Ｃａ（ＯＨ）２  ＋  ＣＯ２  →  ＣａＣＯ３  （沈殿）  ＋  Ｈ２Ｏ
ろ液に供給する炭酸ガスは、工程（Ｂ）において炭酸カルシウムから脱炭酸した炭酸ガスを利用することもできる。これにより、プラスチックから無機物を回収する一連の操作のなかで生成した炭酸ガスを用いるため、経済的でありコストダウンを図ることができる。
【００２８】
なお、従来、プラスチック等の工業材料に用いられる炭酸カルシウムは、コスト面を考慮し、鉱山で粉砕した炭酸カルシウムをそのまま微粉砕した重質炭酸カルシウムが用いられるのが一般的であり、化学反応によって不純物を除去して高純度化した軽質炭酸カルシウムが用いられることはほとんどない。しかし、本発明では、上記のように炭酸カルシウムを水酸化カルシウムとして水に溶解させる際に、重質炭酸カルシウムに含まれる不純物が不溶物として除去されるものであり、上記のように回収された炭酸カルシウムは、不純物を含まない、付加価値の高い軽質炭酸カルシウムとして得ることができるものである。
【００２９】
本発明は、上記のような一連の工程でプラスチック成形品を分解することで、ガラス繊維および炭酸カルシウムをそれぞれ分離し、単独で回収することができるものである。
【実施例】
【００３０】
＜実施例＞
亜臨界水分解処理する対象のプラスチック成形品として、不飽和ポリエステル樹脂３０質量％、炭酸カルシウム４７質量％、ガラス繊維２３質量％を混合して加熱プレスすることによって得られた、ガラス繊維と炭酸カルシウムを含有する平板状のＦＲＰを用いた。そして粗粉砕したＦＲＰを６００ｇ、濃度０．８ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を２４００ｇ、それぞれ圧力容器に投入して密閉し、この圧力容器を加熱ヒーターで加熱した。加熱ヒーターは容器内の水を２３０℃の温度に加熱するようにしてあり、圧力容器内の水を亜臨界状態（臨界点（臨界温度３７４℃、臨界圧力２２．１ＭＰａ）以下の状態）にした。この状態で２時間保持し、ＦＲＰの分解を行った後、室温まで冷却し、圧力容器から内容物を取り出し、内容物をろ過した。このようにろ過してろ液を分離することによって残査４００ｇを得た。この残査は炭酸カルシウムとガラス繊維の混合物である。
【００３１】
次に、この残査２００ｇをとり、水に分散して攪拌、洗浄、ろ過の作業を数回繰り返して行い、ろ液である洗浄水のｐＨが１０以下になったことを確認した後、１０ｇをとり、加熱炉で６５０℃、１時間加熱処理し、炭酸カルシウムを脱炭酸させた。
【００３２】
加熱炉から取り出し、水１Ｌに分散させ十分に攪拌し水酸化カルシウムとして水に溶解させた後、ろ過してガラス繊維を回収した。これを１０５℃で４時間乾燥して３．２ｇのガラス繊維を得た。
【００３３】
次に、ろ液に炭酸ガスを吹き込み、炭酸カルシウムを析出させた。これをろ過して１０５℃で４時間乾燥して、６．７ｇの炭酸カルシウムを得た。なお、ろ液に吹き込んだ炭酸ガスは、炭酸カルシウムを脱炭酸させたときに発生した炭酸ガスを利用した。
【００３４】
以上の結果より、ガラス繊維および炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品からガラス繊維および炭酸カルシウムをそれぞれ分離し、単独で回収できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のプラスチックからの無機物の回収方法の一実施形態である操作を工程順に示したフローチャートである。
【図１】
2009006517.tif 000003