(57)【要約】【課題】無機物を含有するプラスチック成形品から充填材として利用可能な無機物を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装置と回収方法を提供する。【解決手段】無機物を含有するプラスチック成形品を亜臨界流体３で処理する反応槽１とともに、反応槽１内の内容物の取出し部２を備えたプラスチックからの無機物の回収装置において、取出し部２は、内容物中の無機物を含む固形分を破砕する破砕機２１を有することとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機物を含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理する反応槽とともに、反応槽内の内容物の取出し部を備えたプラスチックからの無機物の回収装置において、取出し部は、内容物中の無機物を含む固形分を破砕する破砕機を有することを特徴とするプラスチックからの無機物の回収装置。
【請求項２】
反応槽に収納された無機物を含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理した後、反応槽から内容物を取り出し、内容物中の無機物を含む固形分を破砕した後にこれを固液分離して固形分である無機物を回収する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。
【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装置および回収方法に関する。
【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の粉砕物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、固形分である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】
ろ過残渣はガラス繊維等の無機物以外にも固形分として未解砕粒を含んでおり、粗粒分が多くなっている。したがって、このろ過残渣を充填材としてプラスチックに配合した場合、その成形品は強度低下等が起こり、また成形品の物性にばらつきが生じ易くなり、充填材としての再利用が難しいという問題を有するものであった。そこで、ＦＲＰの粉砕物を亜臨界水で分解処理する前に、ＦＲＰの粉砕物をさらに微粉砕して分解処理にのぞむことが考えられる。しかしながら、微粉砕すると粉砕時間が長くなり、しかもＦＲＰによる粉砕刃の消耗が著しい等、コスト的に問題があった。
【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、無機物を含有するプラスチック成形品から充填材として利用可能な無機物を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装置と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装置は、無機物を含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理する反応槽とともに、反応槽内の内容物の取出し部を備えたプラスチックからの無機物の回収装置において、取出し部は、内容物中の無機物を含む固形分を破砕する破砕機を有する。
【０００８】
第２に、本発明のプラスチックからの無機物の回収方法は、反応槽に収納された無機物を含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理した後、反応槽から内容物を取り出し、内容物中の無機物を含む固形分を破砕した後にこれを固液分離して固形分である無機物を回収する。
【発明の効果】
【０００９】
上記の発明によれば、無機物を含有するプラスチック成形品を分解して、プラスチックから無機物を離脱させた後、無機物を微粉砕の状態で分離して回収できる。したがって、回収した無機物はプラスチックの充填材として有効に用いることができ、その充填材を配合したプラスチックの成形品は、充填材中の粗粒分に起因する強度低下等の物性の低下が抑えられたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本発明のプラスチックからの無機物の回収装置の一実施形態を示した構成概要図である。
【００１１】
この実施形態では、図１に示すように、無機物を含有するプラスチック成形品を亜臨界状態の流体３（亜臨界流体）で処理する反応槽１とともに、この反応槽１内の内容物の取出し部２として、少なくとも、内容物中の無機物を含む固形分を破砕する破砕機２１を備えている。
【００１２】
取出し部２は排出管等から構成され、反応槽１の底部の取出し口２２に接続されており、取出しバルブ２３で反応槽１内部を保圧しながら連続的に内容物を取出すことができる。取り出された内容物中の固形分は、破砕機２１で０．５〜３ｍｍの程度に微粉砕され、流体３とともに液送ポンプにより外部に排出される。破砕機２１は市販されているものが用いられ、このものは液送ポンプと別体であってもよいが、液送ポンプと一体化したもの、例えば小松ゼノア社製のいわゆる破砕ポンプと呼ばれる破砕機付きポンプを用いてもよい。
【００１３】
反応槽１は、例えばステンレス製の円筒形槽で耐圧製に形成され、反応槽１の上部には反応槽１内の圧力を測定する圧力ゲージなどで形成される圧力検出器４が設けてある。反応槽１の外周には加熱ヒーター５が設けてあり、温度センサーなどで形成される温度検出器６が反応槽１内に差し込んで設けてある。この温度検出器６で反応槽１内の温度を検出しながら、加熱ヒーター５で反応槽１内を加熱することによって、検出される温度に基づいて加熱ヒーター５を制御して最適温度での加熱を行うことができるものである。また反応槽１には、反応槽１内に投入されるプラスチック成形品と流体３とを攪拌モーターによる攪拌翼の回転によって混合する攪拌手段７が設けてある。
【００１４】
本発明において分解・回収の対象となる無機物を含有す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。無機物としては、ガラス繊維、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。
【００１５】
このプラスチック成形品は、反応槽１の大きさに合わせてカットあるいは粗粉砕され、流体３と共に原料液供給配管８から液送ポンプで反応槽１内に投入される。なお、プラスチック成形品と流体３は別々に供給してもよい。
【００１６】
本発明における亜臨界状態で用いる流体３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３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３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。
【００１７】
プラスチック成形品に対する流体３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３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３処理のコストが高くなるので好ましくない。
【００１８】
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３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。
【００１９】
プラスチック成形品を分解して回収するにあたっては、まずプラスチック成形品と流体３を反応槽１内に供給する。このようにプラスチック成形品と流体３とを反応槽１に供給した後、反応槽１を密閉状態にし、プラスチック成形品と流体３を攪拌手段７で攪拌しながら加熱ヒーター５で加熱する。
【００２０】
そして、温度検出器６で反応槽内温度を、圧力検出器４で反応槽内圧力を、それぞれ検出しながら加熱を行い、検出された温度と圧力に応じて加熱を制御することによって、反応槽１内の流体３が亜臨界状態になる温度・圧力に維持し、この亜臨界状態の流体３を反応触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し、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や炭酸カルシウム等の無機物を、樹脂成分の分解によって離脱させる。
【００２１】
上記のように亜臨界状態の流体３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３に樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解し、かつガラス繊維や炭酸カルシウム等の無機物、未反応の樹脂成分等の固形分が分散された液が得られる。そして、この分散液（内容物）を反応槽１から取出し、この分散液中の無機物を含む固形分を破砕機２１により微粉砕することにより、この微粉砕物を含む混合液を得る。分散液中の無機物を含む固形分は、亜臨界流体処理により破砕され易くなっており、破砕機２１で容易に破砕することができる。つまり、この固形分はＦＲＰと異なり樹脂成分が少ないため、小さい力で粉砕できる。したがって破砕機の粉砕刃が著しく消耗することはない。また、固形分の大きな固まりがあると、配管詰まりが生じるおそれがあるが、反応槽１の出口近くで破砕すると、配管詰まりが生じにくくなる。
【００２２】
次に、上記混合液をろ過等により固液分離することで、固形分である微粉砕されたガラス繊維や炭酸カルシウム等の無機物および未溶解のプラスチック成形品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、残査は微粉砕されたガラス繊維や炭酸カルシウム等の無機物および未溶解のプラスチック成形品である。
【００２３】
本発明は、上記のような一連の操作でプラスチック成形品を分解することで、微粉砕されたガラス繊維や炭酸カルシウム等の無機物を分離し、回収することができるものである。
【実施例】
【００２４】
＜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松下電工株式会社製ＦＲＰ浴槽を用いた。そして１５ｍｍアンダーに粗粉砕したＦＲＰを４０ｋｇ、濃度０．８１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を１６０ｋｇ、それぞれ反応槽に投入して密閉し、この反応槽を加熱ヒーターで加熱した。加熱ヒーターは反応槽内の水を２３０℃の温度に加熱するようにしてあり、反応槽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、反応槽から内容物を小松ゼノア社製の破砕機付きポンプ（以下、破砕ポンプ）を通過させ、フィルタープレスにより、ろ過した。破砕ポンプのスクリーンのスリット幅は１．５ｍｍのものを用いた。
【００２５】
次に、ろ過残査を水に分散して攪拌、洗浄、ろ過の作業を数回繰り返して行った。ろ液である洗浄水のｐＨが１０以下になるまで洗浄した後、これを乾燥して、微粉砕した無機物を得た。
【００２６】
これを充填材としてポリプロピレンに５０質量％混合し成形板を作製した。
【００２７】
得られた成形板の外観は問題なく、シャルピー衝撃値は８．１ｋＪ／ｍ２であった。
＜比較例＞
実施例において破砕機付きポンプに代えて、通常のポンプ（破砕機がないポンプ）を用いた以外は実施例と同様にしてポリプロピレンの成形板を作成した。
【００２８】
得られた成形板の外観には粗粒が観察され、シャルピー衝撃値は５．３ｋＪ／ｍ２であった。
【００２９】
以上の結果より、反応槽の内容物中の固形分を破砕した後にこれを固液分離して回収した無機物を充填材として用いたプラスチックの成形板は、外観に問題がなく、またシャルピー衝撃値も良好であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のプラスチックからの無機物の回収装置の一実施形態を示した構成概要図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  反応槽
２  取出し部
２１  粉砕機
２２  取出し口
２３  取出しバルブ
３  流体
【図１】
2009007417.tif 000003