JP2003119475A - 樹脂廃材からの水素回収方法 - Google Patents
樹脂廃材からの水素回収方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 樹脂廃棄物から水素を収率よく製造又は
回収する方法を提供する。 【解決手段】 樹脂を含有する廃棄物と水とを、分散剤
と含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の存在下に反応
させることを特徴とする水素の製造又は回収する方法。
回収する方法を提供する。 【解決手段】 樹脂を含有する廃棄物と水とを、分散剤
と含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の存在下に反応
させることを特徴とする水素の製造又は回収する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂廃材を水素に
再資源化することを目的に、樹脂廃材から水素を優先的
に生成させる方法に関する。
再資源化することを目的に、樹脂廃材から水素を優先的
に生成させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】物を使用し消費すると廃棄物となる。昔
は鉄、銅等の金属類、ボロ衣、古紙が回収され再利用さ
れた。しかしながら近年生活水準の向上に伴って、合成
樹脂（以下単に樹脂と略称する）、化学薬品、繊維、金
属（鉄、アルミ等）くず等が大量に生産され、消費さ
れ、廃棄されている。近年、資源の有効利用の観点か
ら、このような廃棄物乃至廃材を再利用することが提唱
され、１９９１年「再生資源の利用の促進に関する法
律」が公布され施行されている。地方公共団体において
も廃棄物のリサイクルの促進に向けて種々の対策が進め
られている。
は鉄、銅等の金属類、ボロ衣、古紙が回収され再利用さ
れた。しかしながら近年生活水準の向上に伴って、合成
樹脂（以下単に樹脂と略称する）、化学薬品、繊維、金
属（鉄、アルミ等）くず等が大量に生産され、消費さ
れ、廃棄されている。近年、資源の有効利用の観点か
ら、このような廃棄物乃至廃材を再利用することが提唱
され、１９９１年「再生資源の利用の促進に関する法
律」が公布され施行されている。地方公共団体において
も廃棄物のリサイクルの促進に向けて種々の対策が進め
られている。
【０００３】樹脂廃材は、マテリアルリサイクル、ケミ
カルリサイクル、サーマルリサイクルなどのリサイクル
に付される。マテリアルリサイクルは樹脂廃棄物を樹脂
に再利用乃至再生させる。ケミカルリサイクルは化学的
分解を用いる。サーマルリサイクルは焼却処理による発
電である。資源循環の環境負荷の観点から、好ましいも
のは、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル、サ
ーマルリサイクルの順位となる。しかし、マテリアルリ
サイクルの実施の観点から、樹脂材料の経時劣化の避け
られないもので、永遠不滅に、その物性を保持させるこ
とは出来ない。又、製品製造、使用、リサイクルに伴
い、汚染ならびに不純物の含有ならびに熱あるいは光あ
るいは酸素などによる物性低下は、避けられない。一
方、樹脂素材の使用法は、高度化・高機能化し、樹脂同
士のブレンド、アロイ化、複数材料との複合化が行われ
ている。そこで、例えば、マテリアルリサイクルを行な
おうとすれば、基本素材の製造あるいは加工事業所内で
なされることが好ましく、高次加工事業所あるいは、販
売ルート、購入者による使用と、製造から遠くに至る
と、収集回収に伴う環境負荷を高めると共に、上記の資
源としての価値が低減する。前記のように、究極的に
は、マテリアルリサイクルには限界があり、ケミカルリ
サイクル、サーマルリサイクルの再資源化に依らざるを
得ない（２０００年７月１０日株式会社シーエムシー発
行「プラスチックリサイクル技術」第２２０〜２２３
頁、特開平２−２７３５５７、特開平３−１０６６３２、
特開平３−１７９０８８、特開平３−２０７６１８、特
開平３−２４７６３４）。
カルリサイクル、サーマルリサイクルなどのリサイクル
に付される。マテリアルリサイクルは樹脂廃棄物を樹脂
に再利用乃至再生させる。ケミカルリサイクルは化学的
分解を用いる。サーマルリサイクルは焼却処理による発
電である。資源循環の環境負荷の観点から、好ましいも
のは、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル、サ
ーマルリサイクルの順位となる。しかし、マテリアルリ
サイクルの実施の観点から、樹脂材料の経時劣化の避け
られないもので、永遠不滅に、その物性を保持させるこ
とは出来ない。又、製品製造、使用、リサイクルに伴
い、汚染ならびに不純物の含有ならびに熱あるいは光あ
るいは酸素などによる物性低下は、避けられない。一
方、樹脂素材の使用法は、高度化・高機能化し、樹脂同
士のブレンド、アロイ化、複数材料との複合化が行われ
ている。そこで、例えば、マテリアルリサイクルを行な
おうとすれば、基本素材の製造あるいは加工事業所内で
なされることが好ましく、高次加工事業所あるいは、販
売ルート、購入者による使用と、製造から遠くに至る
と、収集回収に伴う環境負荷を高めると共に、上記の資
源としての価値が低減する。前記のように、究極的に
は、マテリアルリサイクルには限界があり、ケミカルリ
サイクル、サーマルリサイクルの再資源化に依らざるを
得ない（２０００年７月１０日株式会社シーエムシー発
行「プラスチックリサイクル技術」第２２０〜２２３
頁、特開平２−２７３５５７、特開平３−１０６６３２、
特開平３−１７９０８８、特開平３−２０７６１８、特
開平３−２４７６３４）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の樹脂廃材のリサ
イクルによる再資源化では、資源ならびにエネルギーを
過大に投入してなされているものもあり、その樹脂を、
石油を主体とする資源より製造する新品の方が、環境負
荷の少ないものも少なくない。これらのリサイクル、再
資源化として資源効率を高める方法として、樹脂廃材か
ら水素を回収することが提案されている（ＷＯ９６／３
１７３６）。しかし、この方法は、現状では、単なる熱
反応によりなされており、反応温度が高くならざるを得
なく、エネルギー効率を低下させる。そこで、触媒を用
いることが考えられるが、廃材中には、各種の元素が含
有されており、容易に失活する。さらに、白金族元素な
どが活性的に有効であるがコスト的に実用性がない。
又、触媒に、環境汚染物質などの重金属などを用いるこ
とは、新たな環境負荷を生じる。これらの課題を解決す
るには、安価で安全な使い捨て型の触媒を使用すること
が有効である。本発明では、上記を鑑み検討した結果、
含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合
物を触媒あるいは触媒の前駆体として用いることにより
達成できることを見出し、さらに分散剤を用いることに
より、前記触媒あるいは触媒の前駆体の活性あるいは前
記反応の効率を向上させたものである。
イクルによる再資源化では、資源ならびにエネルギーを
過大に投入してなされているものもあり、その樹脂を、
石油を主体とする資源より製造する新品の方が、環境負
荷の少ないものも少なくない。これらのリサイクル、再
資源化として資源効率を高める方法として、樹脂廃材か
ら水素を回収することが提案されている（ＷＯ９６／３
１７３６）。しかし、この方法は、現状では、単なる熱
反応によりなされており、反応温度が高くならざるを得
なく、エネルギー効率を低下させる。そこで、触媒を用
いることが考えられるが、廃材中には、各種の元素が含
有されており、容易に失活する。さらに、白金族元素な
どが活性的に有効であるがコスト的に実用性がない。
又、触媒に、環境汚染物質などの重金属などを用いるこ
とは、新たな環境負荷を生じる。これらの課題を解決す
るには、安価で安全な使い捨て型の触媒を使用すること
が有効である。本発明では、上記を鑑み検討した結果、
含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子の混合
物を触媒あるいは触媒の前駆体として用いることにより
達成できることを見出し、さらに分散剤を用いることに
より、前記触媒あるいは触媒の前駆体の活性あるいは前
記反応の効率を向上させたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る樹脂廃材か
らの水素の製造又は回収方法は、樹脂を含有する廃棄物
に、分散剤と含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当
該粒子の混合物を含有させ、水を反応させ、生成ガスの
水素含有量を高めた樹脂廃材からの水素の製造又は回収
方法である。又、前記分散剤は、含水酸化鉄粒子又は／
及び酸化鉄粒子の表面に被着されている樹脂廃材からの
水素の製造又は回収方法である。さらには、 含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子に対する、分散剤の使用量
が０．１〜５００重量％である樹脂廃材からの水素の製
造又は回収方法である。
らの水素の製造又は回収方法は、樹脂を含有する廃棄物
に、分散剤と含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当
該粒子の混合物を含有させ、水を反応させ、生成ガスの
水素含有量を高めた樹脂廃材からの水素の製造又は回収
方法である。又、前記分散剤は、含水酸化鉄粒子又は／
及び酸化鉄粒子の表面に被着されている樹脂廃材からの
水素の製造又は回収方法である。さらには、 含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子に対する、分散剤の使用量
が０．１〜５００重量％である樹脂廃材からの水素の製
造又は回収方法である。
【０００６】すなわち本発明は、（１） 樹脂を含有す
る廃棄物と水とを、分散剤と含水酸化鉄粒子又は／及び
酸化鉄粒子の存在下に反応させることを特徴とする水素
の製造方法、（２） 分散剤が、含水酸化鉄粒子又は／
及び酸化鉄粒子の表面に被着されていることを特徴とす
る前記（１）記載の水素の製造方法、（３） 含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子に対する、分散剤の使用量
が０．１〜５００重量％であることを特徴とする前記
（１）記載の水素の製造方法、（４） 樹脂を含有する
廃棄物に対する、含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子
の使用量が０．０１〜５０重量％であることを特徴とす
る前記（１）記載の水素の製造方法、（５） 含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の比表面積が表面積が５ｍ
２／ｇ以上であることを特徴とする前記（１）記載の水
素の製造方法、（６） 反応温度が３００〜２０００℃
であることを特徴とする前記（１）記載の水素の製造方
法、（７） 反応圧が０．００１〜１０００気圧である
ことを特徴とする前記（１）記載の水素の製造方法、
（８） 含水酸化鉄がゲーサイト（α−ＦｅＯＯＨ）、
レピッドクロサイト（γ−ＦｅＯＯＨ）及びδ−ＦｅＯ
ＯＨから選ばれる一種又は二種以上であることを特徴と
する前記（１）記載の水素の製造方法、（９） 酸化鉄
がヘマタイト（α−Ｆｅ２０３）、マグネタイト（Ｆｅ
３０４）、マグヘマイト（γ−Ｆｅ２０３）、ヘマタイ
トとマグネタイトの中間の酸化状態である酸化鉄及びマ
グヘマイトとマグネタイトの中間の酸化状態である酸化
鉄から選ばれる一種又は二種以上の混合物であることを
特徴とする前記（１）記載の水素の製造方法、（１０）
樹脂と水とを含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の
存在下に反応させ、反応混合物から水素を採取すること
を特徴とする水素の回収方法、（１１） 樹脂が樹脂を
含有する廃棄物であることを特徴とする前記（１０）記
載の水素の回収方法、（１２） 分散剤が表面に被着し
ている含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の水素を製
造又は回収するための使用、（１３） 分散剤が表面に
被着している含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子を搭
載した水素を製造又は回収する装置、に関する。
る廃棄物と水とを、分散剤と含水酸化鉄粒子又は／及び
酸化鉄粒子の存在下に反応させることを特徴とする水素
の製造方法、（２） 分散剤が、含水酸化鉄粒子又は／
及び酸化鉄粒子の表面に被着されていることを特徴とす
る前記（１）記載の水素の製造方法、（３） 含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子に対する、分散剤の使用量
が０．１〜５００重量％であることを特徴とする前記
（１）記載の水素の製造方法、（４） 樹脂を含有する
廃棄物に対する、含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子
の使用量が０．０１〜５０重量％であることを特徴とす
る前記（１）記載の水素の製造方法、（５） 含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の比表面積が表面積が５ｍ
２／ｇ以上であることを特徴とする前記（１）記載の水
素の製造方法、（６） 反応温度が３００〜２０００℃
であることを特徴とする前記（１）記載の水素の製造方
法、（７） 反応圧が０．００１〜１０００気圧である
ことを特徴とする前記（１）記載の水素の製造方法、
（８） 含水酸化鉄がゲーサイト（α−ＦｅＯＯＨ）、
レピッドクロサイト（γ−ＦｅＯＯＨ）及びδ−ＦｅＯ
ＯＨから選ばれる一種又は二種以上であることを特徴と
する前記（１）記載の水素の製造方法、（９） 酸化鉄
がヘマタイト（α−Ｆｅ２０３）、マグネタイト（Ｆｅ
３０４）、マグヘマイト（γ−Ｆｅ２０３）、ヘマタイ
トとマグネタイトの中間の酸化状態である酸化鉄及びマ
グヘマイトとマグネタイトの中間の酸化状態である酸化
鉄から選ばれる一種又は二種以上の混合物であることを
特徴とする前記（１）記載の水素の製造方法、（１０）
樹脂と水とを含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の
存在下に反応させ、反応混合物から水素を採取すること
を特徴とする水素の回収方法、（１１） 樹脂が樹脂を
含有する廃棄物であることを特徴とする前記（１０）記
載の水素の回収方法、（１２） 分散剤が表面に被着し
ている含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の水素を製
造又は回収するための使用、（１３） 分散剤が表面に
被着している含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子を搭
載した水素を製造又は回収する装置、に関する。
【０００７】以上のような構成により、樹脂廃材から水
素を回収するに際し、エネルギー効率を低下させず、環
境負荷を高めず、安価に、水素を回収することができ
る。これにより、廃棄物として処理に困っていた、高分
子廃材を再資源化利用することができ、地球環境に貢献
することができる。
素を回収するに際し、エネルギー効率を低下させず、環
境負荷を高めず、安価に、水素を回収することができ
る。これにより、廃棄物として処理に困っていた、高分
子廃材を再資源化利用することができ、地球環境に貢献
することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係る含水酸化鉄として
は、ゲーサイト（α-FeOOH）、レピッドクロサイト（γ
-FeOOH）、δ-FeOOH、が使用できる。又、酸化鉄として
は、ヘマタイト（α-Fe2O3）、マグネタイト（Fe
3O4）、マグヘマイト（γ-Fe2O3）ならびに、ヘマタイ
トあるいはマグヘマイトとマグネタイトの中間の酸化状
態の酸化鉄が使用でき、さらに、これらの混合物を使用
することが出来る。粒子形状は、粒状、針状、板状、紡
錘状など、いずれの形状のものも用いることができる。
前記の含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子
の混合物の比表面積は、５ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ
以下であることが好ましい。前記下限未満であると、表
面の活性サイトの露呈量が少なく、触媒活性が、触媒重
量当たり低くなる。前記上限を超えると、前記粒子の一
次粒子としての分散性が得られにくくなり、表面の活性
サイトの露呈量が少なく、触媒活性が、触媒重量当たり
低くなる。
は、ゲーサイト（α-FeOOH）、レピッドクロサイト（γ
-FeOOH）、δ-FeOOH、が使用できる。又、酸化鉄として
は、ヘマタイト（α-Fe2O3）、マグネタイト（Fe
3O4）、マグヘマイト（γ-Fe2O3）ならびに、ヘマタイ
トあるいはマグヘマイトとマグネタイトの中間の酸化状
態の酸化鉄が使用でき、さらに、これらの混合物を使用
することが出来る。粒子形状は、粒状、針状、板状、紡
錘状など、いずれの形状のものも用いることができる。
前記の含水酸化鉄粒子又は酸化鉄粒子もしくは当該粒子
の混合物の比表面積は、５ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ
以下であることが好ましい。前記下限未満であると、表
面の活性サイトの露呈量が少なく、触媒活性が、触媒重
量当たり低くなる。前記上限を超えると、前記粒子の一
次粒子としての分散性が得られにくくなり、表面の活性
サイトの露呈量が少なく、触媒活性が、触媒重量当たり
低くなる。
【０００９】本発明に係る分散剤としては、界面活性
剤、例えばアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性
剤、非イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤
等、脂肪酸(例えばオレイン酸、リノール酸、リノレン
酸等)が適宜使用できる。アニオン系界面活性剤として
は、脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、液体脂
肪油硫酸エステル塩、脂肪族アミンおよび脂肪族アマイ
ドの硫酸塩、脂肪アルコールリン酸エステル塩、二塩基
性脂肪酸エステルのスルホン塩、脂肪酸アミドスルホン
酸塩、ホルマリン縮合のナフタリンスルホン酸塩などが
挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、脂肪族ア
ミン塩、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム
塩などが挙げられる。非イオン系界面活性剤としては、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリ
オキシエチレンソルビタンアルキルエステルなどが挙げ
られる。脂肪酸塩における脂肪酸の例示は上記のとおり
である。さらには、前記各種界面活性剤の他に、シラン
カップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネ
ートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤等の
各種カップリング剤などを使用することができる。本発
明に係る分散剤の使用量は、含水酸化鉄粒子又は／及び
酸化鉄粒子に対して、０．１〜５００重量％であること
が好ましい。さらに好ましくは、１〜１００重量％であ
る。より好ましくは、２〜５０重量％である。さらに、
本発明に係る分散剤は、含水酸化鉄粒子又は／及び酸化
鉄粒子の表面に被着されていることが好ましい。この被
着率が向上することにより、前記触媒粒子の該樹脂での
分散性が向上する。これにより、前記触媒と該樹脂との
界面が増大し、前記触媒活性が、触媒重量当たり高くな
る。分散剤が表面に被着（吸着）している含水酸化鉄粒
子又は／及び酸化鉄粒子は自体公知の手段、例えば分散
剤と含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子とを混合する
ことにより容易に製造されうる。その際、分散剤を一旦
適宜の溶媒（例えば、水、トルエン、キシレン、ベンゼ
ン等）に溶解させてから含水酸化鉄粒子又は／及び酸化
鉄粒子と混合し、混合後に溶媒を好ましくは減圧下に留
去して分散剤が表面に被着している含水酸化鉄粒子又は
／及び酸化鉄粒子を得ることができる。
剤、例えばアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性
剤、非イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤
等、脂肪酸(例えばオレイン酸、リノール酸、リノレン
酸等)が適宜使用できる。アニオン系界面活性剤として
は、脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、液体脂
肪油硫酸エステル塩、脂肪族アミンおよび脂肪族アマイ
ドの硫酸塩、脂肪アルコールリン酸エステル塩、二塩基
性脂肪酸エステルのスルホン塩、脂肪酸アミドスルホン
酸塩、ホルマリン縮合のナフタリンスルホン酸塩などが
挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、脂肪族ア
ミン塩、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム
塩などが挙げられる。非イオン系界面活性剤としては、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリ
オキシエチレンソルビタンアルキルエステルなどが挙げ
られる。脂肪酸塩における脂肪酸の例示は上記のとおり
である。さらには、前記各種界面活性剤の他に、シラン
カップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネ
ートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤等の
各種カップリング剤などを使用することができる。本発
明に係る分散剤の使用量は、含水酸化鉄粒子又は／及び
酸化鉄粒子に対して、０．１〜５００重量％であること
が好ましい。さらに好ましくは、１〜１００重量％であ
る。より好ましくは、２〜５０重量％である。さらに、
本発明に係る分散剤は、含水酸化鉄粒子又は／及び酸化
鉄粒子の表面に被着されていることが好ましい。この被
着率が向上することにより、前記触媒粒子の該樹脂での
分散性が向上する。これにより、前記触媒と該樹脂との
界面が増大し、前記触媒活性が、触媒重量当たり高くな
る。分散剤が表面に被着（吸着）している含水酸化鉄粒
子又は／及び酸化鉄粒子は自体公知の手段、例えば分散
剤と含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子とを混合する
ことにより容易に製造されうる。その際、分散剤を一旦
適宜の溶媒（例えば、水、トルエン、キシレン、ベンゼ
ン等）に溶解させてから含水酸化鉄粒子又は／及び酸化
鉄粒子と混合し、混合後に溶媒を好ましくは減圧下に留
去して分散剤が表面に被着している含水酸化鉄粒子又は
／及び酸化鉄粒子を得ることができる。
【００１０】本発明に係る樹脂廃材は、熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂のいずれにも効果があるが、昇温に伴い触
媒との接触性の上がる熱可塑性樹脂が好ましい。これら
の樹脂としては、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリ
エチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、
超高分子ポリエチレン、水架橋ポリエチレン、塩素化ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ＡＢＳ樹
脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＢＳ／ＰＶＣアロイ、
アルキド樹脂、アミノ樹脂、ビスマレイミドトリアジン
樹脂、ＡＳＡ樹脂、セルロースプラスチック、塩素化ポ
リエーテル、ジアリルフタレート樹脂、エチレン−α−
オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニ
ル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、ＥＶＡ樹
脂、フラン樹脂、ポリアミドイミド、ポリアリレート、
ポリアリルスルホン、ポリブタジエン、ポリベンゾイミ
ダゾール、エポキシ樹脂、オレフィンビニルアルコール
共重合体、芳香族ポリエステル、メタクリル-スチレン
共重合体、ニトリル樹脂、石油樹脂、ポリアセタール、
フェノール樹脂、ポリアミド、強化ポリアミド、変性ポ
リアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネ
ート、ＰＣ／ＡＢＳアロイ、ＰＣ／ＡＥＳアロイ、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルス
ルホン、ポリチオエーテルスルホン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、
熱可塑性ポリイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリ
ケトン、メタクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ノルボ
ルネン樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンオ
キサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、
不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル系エポキシ樹
脂、ポリ酢酸ビニル、キシレン樹脂、ポリスチレン、Ｓ
ＡＮ樹脂、スチレン共重合体、ブタジエン-スチレン樹
脂、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリビニル
アルコール、ポリ塩化ビニル、アクリル変性ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、酢酸セルロース、セロファ
ン、硝酸セルロース、アセチルセルロース、フェノール
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、グアナミン樹脂、ケトン樹脂、ポリブ
タジエン、ポリメチルペンテン、ポリ-α-メチルスチレ
ン、ポリパラビニルフェノール、ＡＡＳ樹脂、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルブチラール、などが挙げられ
る。
熱硬化性樹脂のいずれにも効果があるが、昇温に伴い触
媒との接触性の上がる熱可塑性樹脂が好ましい。これら
の樹脂としては、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリ
エチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、
超高分子ポリエチレン、水架橋ポリエチレン、塩素化ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ＡＢＳ樹
脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＢＳ／ＰＶＣアロイ、
アルキド樹脂、アミノ樹脂、ビスマレイミドトリアジン
樹脂、ＡＳＡ樹脂、セルロースプラスチック、塩素化ポ
リエーテル、ジアリルフタレート樹脂、エチレン−α−
オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニ
ル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、ＥＶＡ樹
脂、フラン樹脂、ポリアミドイミド、ポリアリレート、
ポリアリルスルホン、ポリブタジエン、ポリベンゾイミ
ダゾール、エポキシ樹脂、オレフィンビニルアルコール
共重合体、芳香族ポリエステル、メタクリル-スチレン
共重合体、ニトリル樹脂、石油樹脂、ポリアセタール、
フェノール樹脂、ポリアミド、強化ポリアミド、変性ポ
リアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネ
ート、ＰＣ／ＡＢＳアロイ、ＰＣ／ＡＥＳアロイ、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルス
ルホン、ポリチオエーテルスルホン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、
熱可塑性ポリイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリ
ケトン、メタクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ノルボ
ルネン樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンオ
キサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、
不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル系エポキシ樹
脂、ポリ酢酸ビニル、キシレン樹脂、ポリスチレン、Ｓ
ＡＮ樹脂、スチレン共重合体、ブタジエン-スチレン樹
脂、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリビニル
アルコール、ポリ塩化ビニル、アクリル変性ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、酢酸セルロース、セロファ
ン、硝酸セルロース、アセチルセルロース、フェノール
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、グアナミン樹脂、ケトン樹脂、ポリブ
タジエン、ポリメチルペンテン、ポリ-α-メチルスチレ
ン、ポリパラビニルフェノール、ＡＡＳ樹脂、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルブチラール、などが挙げられ
る。
【００１１】本発明において、上記触媒と上記樹脂廃材
は、出来るだけ接触面積を大きくするように配されるこ
とが好ましい。そのためには、上記触媒粒子が微細であ
ることと、その粒子が上記樹脂廃材に、よく分散されて
いることが好ましい。このためには、上記樹脂廃材を例
えば切断機、破砕機、粉砕機等を使用して微粒化しても
よいが、上記樹脂廃材が高温で流動性を有する状態で、
上記触媒粒子が上記樹脂廃材に分散されることができ
る。又、上記樹脂廃材を、溶媒で溶解し、上記触媒粒子
を上記樹脂廃材の溶液に分散し、しかる後に、前記溶媒
を除くことにより、上記触媒粒子が上記樹脂廃材に分散
されることができる。そのための溶媒は、樹脂によって
異なりうるが、従来充分に確立された技術に従ってよ
い。例えば、リモネン、酢酸イソアミル、プロピオン酸
ベンジル、酪酸エステル又はそれらの混合物が挙げられ
る。又、所望により、樹脂廃材から本発明の反応前に、鉄、
銅等の有用金属や金、銀等の貴金属をあらかじめ公知手
段に従って、回収してもよい。そのためには、磁選機、粒
選機等が使用されてもよい。
は、出来るだけ接触面積を大きくするように配されるこ
とが好ましい。そのためには、上記触媒粒子が微細であ
ることと、その粒子が上記樹脂廃材に、よく分散されて
いることが好ましい。このためには、上記樹脂廃材を例
えば切断機、破砕機、粉砕機等を使用して微粒化しても
よいが、上記樹脂廃材が高温で流動性を有する状態で、
上記触媒粒子が上記樹脂廃材に分散されることができ
る。又、上記樹脂廃材を、溶媒で溶解し、上記触媒粒子
を上記樹脂廃材の溶液に分散し、しかる後に、前記溶媒
を除くことにより、上記触媒粒子が上記樹脂廃材に分散
されることができる。そのための溶媒は、樹脂によって
異なりうるが、従来充分に確立された技術に従ってよ
い。例えば、リモネン、酢酸イソアミル、プロピオン酸
ベンジル、酪酸エステル又はそれらの混合物が挙げられ
る。又、所望により、樹脂廃材から本発明の反応前に、鉄、
銅等の有用金属や金、銀等の貴金属をあらかじめ公知手
段に従って、回収してもよい。そのためには、磁選機、粒
選機等が使用されてもよい。
【００１２】本発明において、上記触媒粒子の上記樹脂
廃材に対する混合比は、０.０１〜５０重量パーセン
ト、好ましくは、０.１〜４０重量パーセントであるこ
とが望ましい。前記下限未満では、十分な触媒効果を見
出すことができない。又、上記上限を超えると、触媒が
多量となり、経済性の観点より、環境負荷の観点より好
ましくない。
廃材に対する混合比は、０.０１〜５０重量パーセン
ト、好ましくは、０.１〜４０重量パーセントであるこ
とが望ましい。前記下限未満では、十分な触媒効果を見
出すことができない。又、上記上限を超えると、触媒が
多量となり、経済性の観点より、環境負荷の観点より好
ましくない。
【００１３】本発明の化学反応においては、前記樹脂廃
材から熱的に、水素を得るものである。これら反応に
は、前記樹脂廃材の炭素分と水の反応に伴い、例えば、
一酸化炭素、あるいは、二酸化炭素などの酸化した炭素
分と水素を生成する反応がある。この反応に供する水
は、反応系に、氷、水、水蒸気の形で供給されるが、上
記樹脂廃材に含ませられる形で供給されることもでき、
さらには、上記触媒粒子の物理吸着水、化学吸着水、結
晶水の形で供給することができる。前記の化学反応は、
吸熱反応であり、反応の進行により、反応系の温度が低
下することになる。そこで、反応を進めるために、系へ
熱の補給が必要とされる。このために、系外より熱を補
給する装置系にて反応を進めることができる。さらに
は、前記の水の補給と同様に、酸素で代表される酸化剤
を、水と同時に、あるいは、交互に、連続的に、あるい
は、間欠的に、補給することにより反応を進めることが
できる。すなわち、発熱反応の前記樹脂廃材の酸化反応
を併発させることにより、反応系の温度低下を阻止する
ことができる。以上の水素生成反応には、さらには、前
記樹脂廃材の熱分解反応により、水素と脱水素された生
成物を生じる反応も含ませることができる。
材から熱的に、水素を得るものである。これら反応に
は、前記樹脂廃材の炭素分と水の反応に伴い、例えば、
一酸化炭素、あるいは、二酸化炭素などの酸化した炭素
分と水素を生成する反応がある。この反応に供する水
は、反応系に、氷、水、水蒸気の形で供給されるが、上
記樹脂廃材に含ませられる形で供給されることもでき、
さらには、上記触媒粒子の物理吸着水、化学吸着水、結
晶水の形で供給することができる。前記の化学反応は、
吸熱反応であり、反応の進行により、反応系の温度が低
下することになる。そこで、反応を進めるために、系へ
熱の補給が必要とされる。このために、系外より熱を補
給する装置系にて反応を進めることができる。さらに
は、前記の水の補給と同様に、酸素で代表される酸化剤
を、水と同時に、あるいは、交互に、連続的に、あるい
は、間欠的に、補給することにより反応を進めることが
できる。すなわち、発熱反応の前記樹脂廃材の酸化反応
を併発させることにより、反応系の温度低下を阻止する
ことができる。以上の水素生成反応には、さらには、前
記樹脂廃材の熱分解反応により、水素と脱水素された生
成物を生じる反応も含ませることができる。
【００１４】本発明の反応の条件としては、温度的に
は、３００〜２０００℃であり、圧力的には、０.００
１〜１０００気圧である。上記パラメーターの下限未満
では、反応効率が低く、上記パラメーターの上限を超え
ると、反応条件が過酷となり装置的に実用性が低くな
る。
は、３００〜２０００℃であり、圧力的には、０.００
１〜１０００気圧である。上記パラメーターの下限未満
では、反応効率が低く、上記パラメーターの上限を超え
ると、反応条件が過酷となり装置的に実用性が低くな
る。
【００１５】本発明により生成させた水素は、反応ガス
より分離し、化学原料、例えば、アンモニア合成の原料
に使用することができる。又、上記の分離した水素ガス
は、燃料電池にて、電気エネルギーに変換して、クリー
ンエネルギーとして活用することが出来る。なお、反応
ガスから水素を採取する方法は、例えば活性炭を使用す
る方法等、従来充分に確立されているから、本発明におい
てもそのような公知発明に従ってよい（例えば特開平２
−２８１０９６）。
より分離し、化学原料、例えば、アンモニア合成の原料
に使用することができる。又、上記の分離した水素ガス
は、燃料電池にて、電気エネルギーに変換して、クリー
ンエネルギーとして活用することが出来る。なお、反応
ガスから水素を採取する方法は、例えば活性炭を使用す
る方法等、従来充分に確立されているから、本発明におい
てもそのような公知発明に従ってよい（例えば特開平２
−２８１０９６）。
【００１６】
【実施例】（実施例１）オレイン酸５重量部をトルエン
９５重量部に溶解した溶液に、ゲーサイト（α-FeOOH、
形状：紡錘型、比表面積：８１ｍ２／ｇ）粒子１００重
量部を入れ、十分混合しながらトルエンを十分に蒸発さ
せた。このオレイン酸で被着処理をしたゲーサイト粒子
２１重量部と、ポリエチレン７９重量部を、乳鉢で十分
混連した試料を得た。この試料３．８重量部とガラスキ
ャピラリーに入れた水６．５重量部を、パイレックス
（登録商標）ガラス管に入れ、真空に引き、封管した。
これを、ステンレス管に入れ、６００℃の電気炉に２０
分間入れ急冷した。冷却後のガラス封管のガス成分を分
析した。水素３１容量部、メタン２０容量部、エチレン
７容量部の主要ガス成分の生成が確認された。
９５重量部に溶解した溶液に、ゲーサイト（α-FeOOH、
形状：紡錘型、比表面積：８１ｍ２／ｇ）粒子１００重
量部を入れ、十分混合しながらトルエンを十分に蒸発さ
せた。このオレイン酸で被着処理をしたゲーサイト粒子
２１重量部と、ポリエチレン７９重量部を、乳鉢で十分
混連した試料を得た。この試料３．８重量部とガラスキ
ャピラリーに入れた水６．５重量部を、パイレックス
（登録商標）ガラス管に入れ、真空に引き、封管した。
これを、ステンレス管に入れ、６００℃の電気炉に２０
分間入れ急冷した。冷却後のガラス封管のガス成分を分
析した。水素３１容量部、メタン２０容量部、エチレン
７容量部の主要ガス成分の生成が確認された。
【００１７】（比較例１）実施例１と同一のゲーサイト
粒子２０重量部と、実施例１と同一のポリエチレン８０
重量部を、実施例１と同一に、乳鉢で十分混連した試料
を得た。この試料３．８重量部とガラスキャピラリーに
入れた水６．５重量部を、パイレックスガラス管に入
れ、真空に引き、封管した。これを、ステンレス管に入
れ、６００℃の電気炉に２０分間入れ急冷した。冷却後
のガラス封管のガス成分を分析した。水素２４容量部、
メタン１５容量部、エチレン６容量部の主要ガス成分の
生成が確認された。
粒子２０重量部と、実施例１と同一のポリエチレン８０
重量部を、実施例１と同一に、乳鉢で十分混連した試料
を得た。この試料３．８重量部とガラスキャピラリーに
入れた水６．５重量部を、パイレックスガラス管に入
れ、真空に引き、封管した。これを、ステンレス管に入
れ、６００℃の電気炉に２０分間入れ急冷した。冷却後
のガラス封管のガス成分を分析した。水素２４容量部、
メタン１５容量部、エチレン６容量部の主要ガス成分の
生成が確認された。
【００１８】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る樹
脂廃材からの水素回収方法は、樹脂廃材から水素を回収
するに際し、エネルギー効率を低下させず、環境負荷を
高めず、安価に、水素を回収することができる。これに
より、廃棄物として処理に困っていた、高分子廃材を再
資源化利用することができ、地球環境に貢献することが
できる。
脂廃材からの水素回収方法は、樹脂廃材から水素を回収
するに際し、エネルギー効率を低下させず、環境負荷を
高めず、安価に、水素を回収することができる。これに
より、廃棄物として処理に困っていた、高分子廃材を再
資源化利用することができ、地球環境に貢献することが
できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4F301 AA11 AA12 AA14 AA15 AA17
AA19 AA21 AA22 AA23 AA24
AA25 AA26 AA27 AA28 AA30
CA09 CA23 CA72 CA73
Claims (13)
- 【請求項１】 樹脂を含有する廃棄物と水とを、分散剤
と含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の存在下に反応
させることを特徴とする水素の製造方法。 - 【請求項２】 分散剤が、含水酸化鉄粒子又は／及び酸
化鉄粒子の表面に被着されていることを特徴とする請求
項１記載の水素の製造方法。 - 【請求項３】 含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子に
対する、分散剤の使用量が０．１〜５００重量％である
ことを特徴とする請求項１記載の水素の製造方法。 - 【請求項４】 樹脂を含有する廃棄物に対する、含水酸
化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の使用量が０．０１〜５
０重量％であることを特徴とする請求項１記載の水素の
製造方法。 - 【請求項５】 含水酸化鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の
比表面積が表面積が５ｍ２／ｇ以上であることを特徴と
する請求項１記載の水素の製造方法。 - 【請求項６】 反応温度が３００〜２０００℃であるこ
とを特徴とする請求項１記載の水素の製造方法。 - 【請求項７】 反応圧が０．００１〜１０００気圧であ
ることを特徴とする請求項１記載の水素の製造方法。 - 【請求項８】 含水酸化鉄がゲーサイト（α−ＦｅＯＯ
Ｈ）、レピッドクロサイト（γ−ＦｅＯＯＨ）及びδ−
ＦｅＯＯＨから選ばれる一種又は二種以上であることを
特徴とする請求項１記載の水素の製造方法。 - 【請求項９】 酸化鉄がヘマタイト（α−Ｆｅ
２０３）、マグネタイト（Ｆｅ３０４）、マグヘマイト
（γ−Ｆｅ２０３）、ヘマタイトとマグネタイトの中間
の酸化状態である酸化鉄及びマグヘマイトとマグネタイ
トの中間の酸化状態である酸化鉄から選ばれる一種又は
二種以上の混合物であることを特徴とする請求項１記載
の水素の製造方法。 - 【請求項１０】 樹脂と水とを含水酸化鉄粒子又は／及
び酸化鉄粒子の存在下に反応させ、反応混合物から水素
を採取することを特徴とする水素の回収方法。 - 【請求項１１】 樹脂が樹脂を含有する廃棄物であるこ
とを特徴とする請求項１０記載の水素の回収方法。 - 【請求項１２】 分散剤が表面に被着している含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子の水素を製造又は回収する
ための使用。 - 【請求項１３】 分散剤が表面に被着している含水酸化
鉄粒子又は／及び酸化鉄粒子を搭載した水素を製造又は
回収する装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316224A JP4000814B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 樹脂廃材からの水素回収方法 |
| CNB028033965A CN1289642C (zh) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | 从树脂废料制造或回收氢的方法、以及从树脂废料制造氢的装置 |
| US10/416,927 US20040028604A1 (en) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | Method for recovering hydrogen from resin waste, process for producing hydrogen from resin waste, and apparatus for producing hydrogen from resin waste |
| KR1020037007102A KR100918672B1 (ko) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | 수지폐재로부터의 수소회수방법, 수지폐재로부터의 수소의제조방법 및 수지폐재로부터의 수소의 제조장치 |
| PCT/JP2002/010267 WO2003031538A1 (fr) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | Procede de recuperation d'hydrogene a partir de residus de resine, procede de production d'hydrogene a partir de residus de resine et dispositif de production d'hydrogene a partir de residus de resine |
| EP02800736A EP1433834A4 (en) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | PROCESS FOR RECOVERING HYDROGEN FROM RESIN RESIDUES, PROCESS FOR PRODUCING HYDROGEN FROM RESIN RESIDUES, AND DEVICE FOR PRODUCING HYDROGEN FROM RESIN RESIDUES |
| US12/805,927 US20110002842A1 (en) | 2001-10-03 | 2010-08-25 | Method for recovering hydrogen from resin waste materials, method for producing hydrogen from resin waste materials and apparatus for producing hydrogen from resin waste materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316224A JP4000814B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 樹脂廃材からの水素回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003119475A true JP2003119475A (ja) | 2003-04-23 |
| JP4000814B2 JP4000814B2 (ja) | 2007-10-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001316224A Expired - Fee Related JP4000814B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-15 | 樹脂廃材からの水素回収方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4000814B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005065852A1 (ja) * | 2004-01-06 | 2007-07-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 太陽電池モジュールの構成部材の分別方法 |
| JP2016199439A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 水素ガス生成方法 |
| JP2017197420A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 国立大学法人東北大学 | 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263136A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pulse arc welding process |
| WO1996040839A1 (fr) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Procede de production de petrole a bas point d'ebullition a partir de residus de matieres plastiques contenant du polyester phtalique et/ou du chlorure de polyvinyle |
| JPH0987420A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Okura Ind Co Ltd | 合成樹脂組成物及びそれからなる燃料 |
| JP2001323309A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-11-22 | Nkk Corp | 廃プラスチックの処理方法 |
-
2001
- 2001-10-15 JP JP2001316224A patent/JP4000814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263136A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pulse arc welding process |
| WO1996040839A1 (fr) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Procede de production de petrole a bas point d'ebullition a partir de residus de matieres plastiques contenant du polyester phtalique et/ou du chlorure de polyvinyle |
| JPH0987420A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Okura Ind Co Ltd | 合成樹脂組成物及びそれからなる燃料 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005065852A1 (ja) * | 2004-01-06 | 2007-07-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 太陽電池モジュールの構成部材の分別方法 |
| JP2016199439A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 水素ガス生成方法 |
| JP2017197420A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 国立大学法人東北大学 | 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造装置 |
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|---|---|
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