JP2001019797A - プラスチック用の環境に優しい添加剤及びその製造方法 - Google Patents

プラスチック用の環境に優しい添加剤及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】１〜40wt％の灰分、20〜80wt％のポリエチ
レン等のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及
び１〜50wt％の第二の水酸化物を含む、プラスチック用
の環境に優しい添加剤。 【効果】汎用プラスチックのようなすべてのポリオレフ
ィンプラスチックに添加することができる。この環境に
優しい添加剤は、この添加剤を含むプラスチックを焼却
炉で燃焼した場合に形成する塩酸ガスの量を低減するこ
とができる。このプラスチック用の環境に優しい添加剤
の製造方法も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック用の
環境に優しい添加剤及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機もしくは無機塩素含有物質が焼却炉
において塩素を分離かつ放出できること、廃棄物中に存
在する水により提供される水素の量、及び廃棄物中に含
まれるアルカリ金属の濃度は、廃棄物の焼却の間に塩酸
及び重金属塩化物の形成に影響を与える主要な要因であ
る。焼却炉において異なる塩素含有物質から放出される
塩素イオンは湿った廃棄物により提供される多量の水素
と容易に反応し、塩酸を形成する。
【０００３】「ダイオキシン」は有機塩素化合物であ
り、これは75種の塩化物化合物を包含する。モノクロロ
ダイオキシン及びポリクロロダイオキシンのうち、最も
危険なかつ有毒なダイオキシンは、異なる塩素原子の配
列のため、2,3,7,8-テトラクロロダイオキシンである。
【０００４】ダイオキシンの化学式は以下の通りであ
る。
【化１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、プラスチック
製品を焼却した際に放出される塩酸の量を低減する、プ
ラスチック製品に混入される環境に優しい添加剤を得る
ことが要求されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】多くの利点を有する本発
明を説明するため、以下にプラスチック用の環境に優し
い添加剤及びその製造方法を説明する。
【０００７】本発明は灰分及び水酸化物の使用に関す
る。灰分及び水酸化物が添加された製品は環境保護効果
を与える。灰分及び水酸化物は汎用プラスチックのよう
なポリオレフィンに混入させ、放出される塩酸ガスの量
を抑制しかつダイオキシンの形成を防ぐようにポリオレ
フィンに混入することができる。この添加剤は、１ｇあ
たり0.2g以上、例えば0.2 〜１ｇ、好ましくは0.3 〜0.
9g、より好ましくは0.45〜0.8gの塩酸ガスを吸収するた
め、環境に優しい。
【０００８】本発明は、１〜40wt％の灰分、20〜80wt％
のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜
50wt％の第二の水酸化物を含む、プラスチック用の環境
に優しい添加剤に関する。
【０００９】本発明はまた、１〜40wt％の灰分、20〜80
wt％のキャリヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び
１〜50wt％の第二の水酸化物を含む組成物を混合し、混
練し、溶融し、押出し、脱気し、そしてペレット化して
添加剤を形成する工程を含む、プラスチック用の環境に
優しい添加剤の製造方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】灰分は好ましくは火力発電所にお
いて焼却された灰分である。最も好ましい灰分は火力発
電所より形成されたボトム灰分である。この灰分に含ま
れるアルカリ金属、例えばＭｇ、Ｋ及びＣａは焼却炉に
おいて塩酸と反応し、塩化物を形成する。この塩化物は
焼却されると沈澱残留物を形成し、これは容易に処理さ
れ、環境に拡がり汚染することがない。灰分の粒度は0.
1 〜240 μm 、好ましくは0.1〜120 μm 、最も好まし
くは0.1 〜４μm である。灰分の量は好ましくは５〜20
wt％、より好ましくは５〜10wt％である。
【００１１】キャリヤーは、灰分と水酸化物と均質に混
合し、これらを覆うことができなければならない。キャ
リヤーは好ましくは低分子量ポリオレフィンである。好
ましい分子量は15,000〜200,000 、より好ましくは15,0
00〜150,000 、最も好ましくは15,000〜50,000である。
ポリオレフィンの例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプ
ロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビ
ニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶ
Ａ）を含む。好ましいキャリヤーはポリエチレンであ
る。このキャリヤーの量は、好ましくは20〜50wt％、よ
り好ましくは35〜50wt％である。
【００１２】第一の水酸化物の例は、水酸化カルシウム
である。この第一の水酸化物の量は、好ましくは10〜60
wt％、より好ましくは10〜50％である。
【００１３】第二の水酸化物は第一の水酸化物とは異な
る。第二の水酸化物の例は、水酸化アルミニウム、水酸
化第二鉄、及び水酸化マグネシウムからなる群より選ば
れる。最も好ましい第二の水酸化物は水酸化アルミニウ
ムである。この第二の水酸化物の量は、１〜40wt％、よ
り好ましくは１〜30wt％である。当業者は、１種以上を
用いる場合、第二の水酸化物の総量が添加剤の１〜50wt
％となるように、各第二の水酸化物の適切な量を選択す
ることができる。
【００１４】プラスチック用の環境に優しい添加剤は、
さらに内部滑剤を0.03〜５wt％、好ましくは0.03〜２wt
％含む。内部滑剤の例は、ワックス、例えばポリエチレ
ンワックス、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸鉛、ステアラミド、及びエチレンビス
ステアラミドである。
【００１５】混合、混練、溶融、押出、脱気、及びペレ
ット化の条件は当業者に公知であり、当業者によって適
宜選択できるであろう。
【００１６】１〜50wt％の添加剤を、汎用プラスチック
材料のようなポリオレフィンプラスチック材料に混入し
てよいが、但しこの混入がプラスチック材料の当初の特
性に悪影響を与えないものとする。添加剤の混入はプラ
スチック材料の当初の特性に影響を与えるかもしれない
が、悪影響は少なく、許容される。混入後、添加剤とプ
ラスチック材料の混合物を混合及びフィルムブロー成形
等の公知の手段を施し、プラスチック製品を製造する。
こうして得られたプラスチック製品は、焼却炉において
焼却された有機もしくは無機塩素から放出された塩素イ
オンと化学結合しており、焼却の間の塩酸ガスの形成を
防ぐ。ポリオレフィンプラスチック材料の例は、高密度
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤ
ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルア
セテート（ＥＶＡ）である。
【００１７】水酸化物による、塩酸ガスの形成の低下の
メカニズムは以下の通りである。 Ａ（ＯＨ）m ＋Ｂ（ＯＨ）m ＋(m+n) ＨＣｌ→ＡＣｌm
＋ＢＣｌn ＋(m+n) Ｈ2 Ｏ
【００１８】プラスチック用の環境に優しい添加剤はプ
ラスチックバッグの製造に用いることができる。ショッ
ピングバッグ及びゴミ袋を大量生産するために高密度ポ
リエチレン（ＨＤＰＥ）が広く用いられている。それは
毒性がなく、ブロー成形により容易に製造できるからで
ある。一般家庭はゴミ袋として高密度ポリエチレンより
製造された袋を使用するため、焼却炉中の廃棄物中には
高密度ポリエチレンが比較的多量に含まれる。本発明の
プラスチック用の環境に優しい添加剤を高密度ポリエチ
レンプラスチックバッグのようなプラスチックバッグに
混入させると、焼却炉から放出される塩素イオンと結合
する添加剤を提供し、塩酸ガスの形成及びダイオキシン
の発生を抑制する。従って、本発明の添加剤の使用によ
り、プラスチックバッグは環境を保護する。
【００１９】実施例１−プラスチック用の環境に優しい
添加剤の製造 45g のポリエチレン（ＰＥ）、43g の水酸化カルシウ
ム、５ｇの水酸化アルミニウム、５ｇの灰分、及び２ｇ
のワックスをブレンダー内で高速で５分間混合した。混
合物の温度が95℃に達したならば、この混合物を押出器
に入れ、溶融体を形成した。この押出器は190 ℃以下の
温度に制御しておくべきである。押出器のゲートから出
た後、この溶融体を、その後プラスチックと混合するた
めにローリングナイフによってペレット状の添加剤に切
断する。
【００２０】実施例２−塩酸ガス吸収におけるプラスチ
ック用添加剤の効果 実施例１で製造したプラスチック用添加剤２ｇを粉末に
し、窒素入口を有する三角フラスコ（フラスコＡ）内で
２ｇのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と均質に混合した。こ
のフラスコを、Ｕ字形のガラスチューブによって、90mL
の水酸化ナトリウム水溶液(0.5N)を含む三角フラスコ
（フラスコＢ）に接続する。フラスコＡを300 〜310 ℃
の温度に約10分間加熱する。水酸化ナトリウム溶液から
泡が発生しなくなったならば、フラスコＡに窒素を加え
る。窒素ガスの速度は、窒素ガスが水酸化ナトリウム水
溶液から流出するように維持する。フラスコＡを40〜50
分間さらに加熱する。最後に、90mLの水酸化ナトリウム
(0.5N)中の塩素含有量を分析し、転化した塩酸ガスの量
を計算する。得られたデータを以下の表に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例３−プラスチック用の環境に優しい
添加剤を含むＰＥバッグの塩酸ガス吸収効果 実施例１で製造したプラスチック用添加剤を含む0.4gの
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルムを、800 ℃に
セットし、0.5mL/min の空気を入れた高温試験官に入れ
たテストプレートに張りつける。この試験官をこの温度
に10分間保持する。燃焼後、ガスサンプルをテスト用に
集める。このテストの結果は、プラスチック用の環境に
優しい添加剤１ｇあたり400mg の塩酸ガスを吸収するこ
とが示された。
【００２３】ダイオキシンの発生源である「塩酸ガス」
の量は大きく低下しており、本発明のプラスチック用の
環境に優しい添加剤はダイオキシンの形成を有効に防ぐ
と考えられる。
【００２４】もちろん、本発明を、本発明の精神及び本
質的特徴から離れることなくここに示した方法以外にも
行ってよい。この態様はすべて説明のためであり、限定
すべきではない。従って、添付する請求の範囲の意味内
で行う変更は包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラスチック用の環境に優しい添加剤の製造の
フローチャートである。
【図２】高密度ポリエチレンバッグを示す図であり、２
ａはショッピングバッグを示し、２ｂは商用バッグを示
し、２ｃはロールバッグを示し、２ｄはごみ袋を示して
いる。
【図３】高密度ポリエチレンショッピングバッグの製造
のフローチャートである。
【図４】プラスチック製品を示す図であり、４ａはシー
ト製品（押出成形による）を示し、４ｂはフィルム製品
（ブロー成形による）を示し、４ｃはプレート製品（押
出成形による）を示し、４ｄはチューブ状製品（押出成
形による）を示し、４ｅは包装製品（押出成形による）
を示し、４ｆはボトル及びチューブ製品（射出成形によ
る）を示している。

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １〜40wt％の灰分、20〜80wt％のキャリ
    ヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜50wt％の
    第二の水酸化物を含む、プラスチック用の環境に優しい
    添加剤。
  2. 【請求項２】 前記灰分が火力発電所において灰化した
    ものである、請求項１記載のプラスチック用の環境に優
    しい添加剤。
  3. 【請求項３】 前記第一の水酸化物が水酸化カルシウム
    である、請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい
    添加剤。
  4. 【請求項４】 前記第二の水酸化物が、水酸化アルミニ
    ウム、水酸化第二鉄、及び水酸化マグネシウムからなる
    群より選ばれる、請求項１記載のプラスチック用の環境
    に優しい添加剤。
  5. 【請求項５】 前記第二の水酸化物が水酸化アルミニウ
    ムである、請求項４記載のプラスチック用の環境に優し
    い添加剤。
  6. 【請求項６】 前記キャリヤーが低分子量ポリオレフィ
    ンである、請求項１記載のプラスチック用の環境に優し
    い添加剤。
  7. 【請求項７】 前記ポリオレフィンが、ポリエチレン
    （ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル
    −ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（Ｐ
    Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルア
    セテート（ＥＶＡ）からなる群より選ばれる、請求項６
    記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
  8. 【請求項８】 前記ポリオレフィンがポリエチレンであ
    る、請求項７記載のプラスチック用の環境に優しい添加
    剤。
  9. 【請求項９】 0.03〜５wt％の内部滑剤をさらに含む、
    請求項１記載のプラスチック用の環境に優しい添加剤。
  10. 【請求項１０】 前記滑剤がワックス、ステアリン酸カ
    ルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステア
    ラミド、及びエチレンビスステアラミドからなる群より
    選ばれる、請求項９記載のプラスチック用の環境に優し
    い添加剤。
  11. 【請求項１１】 前記ワックスがポリエチレンワックス
    である、請求項１０記載のプラスチック用の環境に優し
    い添加剤。
  12. 【請求項１２】 １〜50wt％の量でポリオレフィンプラ
    スチック材料に混入される、請求項１記載のプラスチッ
    ク用の環境に優しい添加剤。
  13. 【請求項１３】 前記ポリオレフィンプラスチック材料
    が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチ
    レン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロ
    ニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチ
    レン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレン
    ビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる群より選ばれる、
    請求項１２記載のプラスチック用の環境に優しい添加
    剤。
  14. 【請求項１４】 １〜40wt％の灰分、20〜80wt％のキャ
    リヤー、１〜60wt％の第一の水酸化物、及び１〜50wt％
    の第二の水酸化物を含む組成物を混合し、混練し、溶融
    し、押出し、脱気し、そしてペレット化して添加剤を形
    成する工程を含む、プラスチック用の環境に優しい添加
    剤の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記灰分が火力発電所において灰化し
    たものである、請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第一の水酸化物が水酸化カルシウ
    ムである、請求項１４記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記第二の水酸化物が、水酸化アルミ
    ニウム、水酸化第二鉄、及び水酸化マグネシウムからな
    る群より選ばれる、請求項１４記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記第二の水酸化物が水酸化アルミニ
    ウムである、請求項７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記キャリヤーが低分子量ポリオレフ
    ィンである、請求項１４記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記ポリオレフィンが、ポリエチレン
    （ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル
    −ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（Ｐ
    Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びエチレンビニルア
    セテート（ＥＶＡ）からなる群より選ばれる、請求項１
    ９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記ポリオレフィンがポリエチレンで
    ある、請求項２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 0.03〜５wt％の内部滑剤をさらに含
    む、請求項１４記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記滑剤がワックス、ステアリン酸カ
    ルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステア
    ラミド、及びエチレンビスステアラミドからなる群より
    選ばれる、請求項２２記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記ワックスがポリエチレンワックス
    である、請求項２３記載の方法。
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