複合プラスチックの化学分離による水平リサイクル技術
Recycling Technology of Plastics Composite By Chemical Sepalation.
○正 友永 文昭（山口県産業技術センター）
Fumiaki Tomonaga, Yamaguchi Prefectural Industrial Technology InstituteIn recent years, the recycling of plastics have advanced. But recycling to the original materials is limited to a single composition forming
waste in the factory, etc.. While , there are many compound materials such as interior materials and bumpers in the automobile parts .
Dissimilar materials such as paint and felt of the PET resin has adhered to the polyolefin materials. Energy has been recovery, primarily
because the physically isolating is difficult. So, we have developed a completely separation of PET resin by depolymerization for recycling
to the original materials,without affect the polyolefin.
Key Words: Chemical sepalation , Compound material, Closed loop recycle
１．はじめに近年プラスチックのリサイクルが進みつつあるが、元の材料にリサイクルされるのは工場内での成形廃材等単一組成のものに限定されている。そのため、自動車部品における内装材やバンパーのような、ポリオレフィン系材料にPET 樹脂のフェルトや塗装等の異種材料が固着している複合材料も多いが、これらは物理的に分離するのが困難なため主としてエネルギーリカバリー（燃料化）されているのが現状である．
また、化学リサイクル法は熱分解以外では主として加水分解などによりモノマー化が可能な PET 樹脂等の縮重合系樹脂に利用されている。
そこで、主成分の汎用樹脂を高付加価値材料として水平リサイクルするために、汎用樹脂には影響を及ぼすことなく異種材料のみを化学リサイクル法を利用し完全分離する方法を開発したので報告する。
２．実験方法3.1 各樹脂の反応性
内容量 22ml のテフロン容器に所定量の樹脂と反応液 15ml を入れて蓋をし、ステンレス製ホルダーに入れ（Fig.1）、所定温度にした恒温乾燥機中で加熱した。
反応後内容物を取り出し、残部樹脂重量を測定、PET 樹脂の場合は溶液中のテレフタル酸のFig.1 反応容器量を測定した。
3.2 複合樹脂の化学分離
実際に排出された PP-PET 複合
材料や塗装部品の化学分離には耐圧硝子工業(株)製、内容量1000ml の撹拌装置付きの高温圧力容器中（Fig.2）で行った。試料は溶液より比重が小さく浮いて液と接触しない可能性があるため、撹拌を行うか、液面の下に金網を設置して試料が液中に留まるようにした。
Fig.2 1000ml 反応容器
樹脂中に残る PET 樹脂の量は FT-IR で分析した。

３．結果と考察
3.1 各種樹脂の反応性
従来の分解技術ではポリエステルのアルカリ分解 (1) やメタノール分解(2)、ポリアミドの加水分解等、180℃以上の高温で行われている。今回は主成分の付加重合系プラスチッ
クを回収するために、反応容器中で溶融して塊状になることを避けるため 150℃以下の条件で実施した。
試料（ペレット）1g に濃度 2N の酸性液、及び塩基性液
15ml 中での 150℃3h での反応性の結果を Table.1 に示す。
Table.1 各樹脂の反応性
分解液：H2SO4(2N)
分解液：NaOH(2N)
試料
PE

分解率－

試料
PE

分解率－

PP－

PP－

ABS

0.7%

ABS

0.3%

PS－

PS－

PET

69.1%

PET－

PBT

53.6%

PBT－

PA6－

PA698.8%

PA66－
PA6690.4%
この結果、ポリエステル系の樹脂はアルカリ触媒で分解し、ポリアミド系樹脂は酸触媒で分解すること及び多くの汎用プラスチックは全く反応しないため、化学分離が可能なことがわかった。
3.2 PET 樹脂の反応性排出量 の多い 材料の 一例として、Fig.3 の写真のような自 動車内 装材に 使用されている PP 板に PET樹脂のフ ェルト が融着 した材料がある。そこで、PET樹脂の分解特性について検Fig.3 自動車内装材例討した。
反応液の濃度と処理量について検討した結果、Fig.4-5のようになった。
Fig.4 の結果からアルカリ溶液濃度は 3N 以上になると、ほぼ完全に分解することがわかった。
Fig.5 の結果からアルカリ濃度 5N で 150℃3h 反応させると、15ml 中に含まれるアルカリ全量と等量の樹脂（7.2g）に近い 7g でも 94%可溶化、5g（約 70%）までならほぼ全量分解することがわかった。
100%80%
分解率60%PET 樹 脂 1g 、150℃、3h 反応

40%20%Fig.7 原料の IR チャート
0%0123456

アルカリ濃度(N)Fig.4 分解率のアルカリ濃度による効果
100

分解率(%)

9590

NaOH(5N)15ml
150℃、5h 反応

8580

Fig.8 処理後の IR チャート

75
70
0.0

2.04.06.0
ボトル用PET処理量（ｇ）

8.0

Fig.5 樹脂処理量と反応率
3.3 実試料への応用
Fig.3 に示した内装材の廃材を 12mmΦのスクリーンを通して破砕した試料を使用した。条件及び残渣 PP 回収量はTable,2 のとおり。原料と分解後の試料を Fig,6 に示す。
Table,2

内装材のフェルト分解条件

分解液（NaOH 溶液）
温度
分解条件
150℃
試料採取量
150
PP 回収量140.6Fig,63.4 塗膜除去への応用
バンパーの塗膜除去に応用してみた結果を Fig.9 に示す。
塗膜の場合は種類によってエステル結合があり、分解することは可能であるが、架橋しているため撹拌無しではゲル状になって残存していた。しかし、膨潤しているため軽く水洗することで除去可能であった。また、反応中に撹拌することで除去は可能であった。

濃度量3N(12%)
600ml
（圧力）
時間
3.5atm2hg（12mmΦ 破砕）
g

処理前後の PET フェルト融着 PP

Fig,6 に示したとおり、原料に付着していたフェルトは完全に分解除去された。また、予備実験で使用したペレットと比較してフェルトは表面積が大きいため、撹拌の有無に関わらず速やかに分解した。
処理前後の試料の IR チャートを Fig,7-8 に示す。未処理のものでは PET 樹脂の吸収（矢印部）があるが、処理後の試料では消失していることがわかる。

Fig.9

塗装バンパーの塗膜除去

４．まとめ
150℃以下で濃度を高めにした酸、アルカリ触媒を使用することにより、多種のプラスチックからポリエステル系樹脂のみ、あるいはポリアミド系樹脂のみを完全に分解除去することが可能となった。
ポリエステル系樹脂のみを分解する方法を PP-PET 複合
材料の主成分の PP のリサイクルに応用した結果、水平リサイクル可能な材料を回収することができた。この方法は塗膜の除去にも応用可能であった。
５．参考文献(1) 奥 彬,廃棄物学会誌(2) 佐古 猛,工業材料

巻:１３ 号:２ 91-98(2002)

巻:４４ 号:９ 119-123 (1996)