JP2004123813A - Method of recycling plastic by removing additive and solvent recovery apparatus to be used therein - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種容器、家電機器、OA機器などから回収されたプラスチック部材から不要な添加剤の抽出処理を行うことにより、再利用価値が高い再生プラスチック材料を得るプラスチックのリサイクル方法、ならびにこれに用いる溶剤回収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
加工が容易でかつ、軽量、機械的強度に優れるプラスチックは、家電機器や、OA機器などの筐体材料や内部部品材料として広く用いられている。使用目的に応じ樹脂組成物としての耐燃性や耐光性、耐酸化性、帯電防止性、高流動性などが要求される場合が多く、樹脂特性向上の目的で種々の添加剤が混入され使用されているのが現状である。
【0003】
環境保護の観点から、従来の大量生産、大量廃棄の経済から循環型経済への変換が求められる中で、容器包装のリサイクルや家庭電気製品のリサイクルが法令化されるなど、プラスチック製品の本格的なリサイクルが、強く求められている。しかしながら、樹脂を再び樹脂として使用するマテリアルリサイクルについては、異物あるいは異種樹脂の混合で、樹脂本来の性能が著しく損なわれるという問題があり、品位を優先しない他用途材料などへのカスケード利用などへの検討が進められているのが現状である。
【0004】
また、プラスチック添加剤の中には、内分泌攪乱性物質であるものや生態系への影響が大きいことが判明しているもの、あるいは野焼きに類するような不適正処理を行った場合に有害物質を生成することがわかっているものも多く、これらを含有したまま再度再生品として市場流通させることは、人体や生態系へのリスクが増大するので好ましくない。
【0005】
つまり使用済みの各種容器、家電機器、OA機器などから回収されたプラスチック部材から不要な添加剤の除去処理を行い、再利用価値が高い再生プラスチック材料を得ることのできるプラスチックリサイクルシステムが望まれている。
【0006】
そのような中で我々は既に溶剤で添加剤などを抽出除去する方法を提案してきた(特許文献1及び2参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−151930号公報
【特許文献2】
特開2002−37914号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチックの価格は元来安価であるために、リサイクル処理を行った再生プラスチックも十分安価であることが経済的に求められるが、添加剤などの抽出処理に用いる溶剤を効率よく回収しなければ、その溶剤のロスコストだけで、不経済化してしまうという課題があった。
【0009】
また、溶剤の回収にあたっては、蒸留操作を主体として利用するが、蒸留残渣となる被抽出物である添加剤の性状によりプロセスを最適化することは常道であるものの、回収される樹脂について添加剤処方のバリエーションは広く、既存の溶剤回収装置に投入しただけでは溶剤残存を十分小さくした蒸留残渣として取り出すことが困難である。
【0010】
本発明においては、各種容器、家電機器、OA機器などから回収されたプラスチック部材から抽出した不要な種種の添加剤成分を含有した溶剤から高効率で溶剤を回収することによって環境面ばかりでなく経済的にも合理性があるプラスチックのリサイクル方法、ならびにこれに用いる溶剤回収装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、添加剤を含有するプラスチックからの溶剤による添加剤の抽出操作、と添加剤を抽出した溶剤から蒸留により添加剤を分離した溶剤を回収する溶剤回収操作を含む、添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法において、前記溶剤回収操作が蒸留器における溶剤の蒸発と蒸発成分の凝縮による添加剤を抽出した溶剤からの溶剤回収と、蒸留器の濃縮成分排出口に接続されたベント付スクリュー押出機のベントから排気される溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収を含むことを特徴とする。
【0012】
また本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への濃縮成分の供給が、ギアポンプによることを特徴とする。
【0013】
また本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、ベント付スクリュー押出機が1軸または2軸のベント付スクリュー押出機であることを特徴とする。
【0014】
また本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、蒸留器が薄膜蒸留器であることを特徴とする。
【0015】
また本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、蒸留器における溶剤の蒸発に際して、予め添加剤を抽出した溶剤に、増粘剤を添加することを特徴とする。
【0016】
より好ましくは、増粘剤が、ガラス転移温度が60℃以上150℃以下であり、重量平均分子量が1,000以上50,000以下であり、前記溶剤に可溶である高分子化合物であることを特徴とする。
【0017】
より好ましくは、増粘剤が、100℃での動粘度が10,000mm2/秒以上1,000,000mm2/秒以下であることを特徴とする。
【0018】
また本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、抽出される添加剤成分のうち、融点が蒸留器における蒸発温度以上である成分の重量比を50%未満に調節することを特徴とする。
【0019】
また本発明による添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、蒸留器が薄膜蒸留器であり、蒸留器における溶剤の蒸発に際して、予め添加剤を抽出した溶剤に、前記溶剤に不溶性である粉体を添加することを特徴とする。
【0020】
より好ましくは、前記添加剤がハロゲン系難燃剤であり、前記溶剤に不溶性である粉体が、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムであることを特徴とする。
【0021】
また本発明における添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、抽出される添加剤成分のうち、融点が蒸留器における蒸発温度以上である成分の重量比が50%未満であることを特徴とする。
【0022】
また本発明における添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法は、ベント付スクリュー押出器のノズル先端を0.001MPa以下に減圧したフラッシュ蒸発タンクに接続し、気化した溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収を含みことを特徴とする。
【0023】
また本発明による溶剤回収装置は、蒸留器における溶剤の蒸発と蒸発成分の凝縮による添加剤を抽出した溶剤からの溶剤回収部と、蒸留器の濃縮成分排出口に接続されたベント付スクリュー押出機のベントから排気される溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収部と、蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への濃縮成分のギアポンプ供給部を有することを特徴とする。
【0024】
より好ましくは、蒸留器が薄膜蒸留器であることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【0026】
図1は、本発明の添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法の流れを示すブロック図である。
【0027】
図1のプラスチックリサイクル方法のブロック図において、1は添加剤を含有するプラスチックからの溶剤による添加剤の抽出操作工程、2は添加剤を抽出した溶剤から蒸留により添加剤を分離した溶剤を回収する溶剤回収操作工程であり、2は少なくとも、3の蒸留器における溶剤の蒸発と蒸発成分の凝縮による添加剤を抽出した溶剤からの溶剤回収工程と、4の蒸留器の濃縮成分排出口に接続されたベント付スクリュー押出機のベントから排気される溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収工程からなる。
【0028】
1の添加剤を含有するプラスチックからの溶剤による添加剤の抽出操作工程は特に限定するものではないが、熱安定剤、安定化助剤、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、発煙抑止剤、粉体処理剤、消泡剤、加工助剤、離型剤、潤滑剤など何らかの溶剤に溶解しうる添加剤を含有する、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリアリーレンエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、変性PPE樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、その他のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂などの熱可塑性樹脂や、ポリブタジエン、ブタジエンスチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリイソプレン、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの合成ゴムなどのプラスチック類が対象となる。
【0029】
使用する溶剤としては、プラスチック類を溶解せずに添加剤だけを溶解可能な溶剤を用いればよい。具体的には、イソプロパノールやブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノールなどが挙げられ、またグリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールプロピルエーテル、トリエチレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコールプロピルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル、などをあげることが出来る。
【0030】
リサイクルの対象となるプラスチック類として、たとえば廃製品に含まれる家電機器やOA機器などに使用されているようなプラスチック成形品などであり、OA・事務機器、電気・電子製品、車両部品、そのほかカバー、ケース類、シート類など様々な形態のものが挙げられる。
【0031】
抽出操作は、プラスチックと溶剤を、加熱または非加熱で接触させ、その後溶剤を分離することにより実施できる。好ましくは、バッチ式の攪拌機で混合後濾別する方法、臼挽きなどにより溶剤とともにプラスチックを微粉砕後濾別する方法、スクリュー混練機に投入・注入混合後、溶剤を分離させる方法などを挙げることが出来る。
【0032】
抽出操作によって添加剤を含有するようになった溶剤から添加剤を分離するためには基本的に蒸留を行う。添加剤の溶剤への溶解度について温度依存性が大きい場合には温度差を用いて溶解した添加剤を固液分離させ溶剤を回収する方法もありうるが、回収した溶剤を再度抽出操作に用いる場合には添加剤の残存量が小さいほど、それを用いた抽出効率は高まるので、蒸留操作による溶剤分離に勝ることはない。
【0033】
蒸留は、図2のように蒸留器5に抽出を行った溶剤を導入して溶剤を蒸発させ、その蒸発成分を凝縮器6にて凝縮させることにより溶剤を回収することができる。蒸発器にて溶剤を蒸発させた後の蒸留残渣には抽出された添加剤が残存するが、蒸発せずに残留した溶剤も存在する。このような蒸留器における濃縮成分を蒸留器から取り出す濃縮成分排出口7にベント付スクリュー押出機8を接続し、ベント9から排気される溶剤蒸気を別の凝縮器10凝縮させて回収することにより、スクリュー押出機に導入された蒸留残渣からさらに溶剤を回収することができる。
【0034】
結果、蒸留器における凝縮回収分とベント付スクリュー押出機の排気凝縮分を合わせ、抽出操作に使用するほとんどの溶剤を回収することができる。
【0035】
蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への濃縮成分の供給にはギアポンプ11を使用することが好ましい。重力だけで蒸留残渣が移動しなくはないが残渣の液面位置により移動通路に負荷する重力が変化し、結果移動量が変動しやすく、安定な操作が困難になる。
【0036】
ギアポンプを用いることにより、重力の変動やスクリュー押出機側のベント排気の影響を少なくして供給量の安定を達成することができるので、好ましい。
【0037】
蒸留器は薄膜式蒸留器が好ましい。薄膜式蒸留器は連続法において用いるが、被蒸留物を機械的に薄膜化しつつ加熱して効率よく揮発成分を蒸発させることができ、蒸留器がコンパクトになるとともに蒸留残渣の残留溶剤量を少なくすることができる。
【0038】
蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への濃縮成分の移動にあっては濃縮成分が粉末化してしまうと流動性が得られないし、また低粘度の液体である場合もスクリュー押出機の排気の影響などを受けてしまい、蒸留器内の圧力を制御しがたくなる。
【0039】
そこで、予め添加剤を抽出した溶剤に増粘剤を添加することが好ましい。増粘剤の添加により濃縮成分の粉末化を抑制したり、粘度を増加させて粘凋な液体としたりすることができ、前期課題を解決することができる。
【0040】
このような増粘剤としては、ガラス転移温度が60℃以上150℃以下であり、重量平均分子量が1,000以上50,000以下であり、前記溶剤に可溶である高分子化合物を用いることが好ましい。増粘剤のガラス転移温度が60℃未満であると、スクリュー押出機から排出した蒸留残渣の室温での性状が、扱いやすい固体にならず、また150℃をこえると蒸留器内でも濃縮が進むと固体性状を示して蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への移動などが困難になるので、ガラス転移温度が60℃以上150℃以下の範囲が好ましい。
【0041】
また重量平均分子量については、100℃から200℃といった蒸留器内での温度範囲での流動性を確保するために、1,000以上50,000以下であることが好ましい。
【0042】
そして増粘剤として寄与するために抽出に使用される溶剤に可溶であることが必要である。
【0043】
また、増粘剤は、その100℃での動粘度が10,000mm2/秒以上1,000,000mm2/秒以下であることが好ましい。このような動粘度が10,000mm2/秒であるとベント式スクリュー押出機でのシール性が低下してベントでの減圧が困難になり、1,000,000mm2/秒を超えると蒸留器内での流動性が低下し、蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への移動などが困難になるので、100℃での動粘度が10,000mm2/秒以上1,000,000mm2/秒以下であることが好適である。
【0044】
また、抽出される添加剤成分のうち、融点が蒸留器における蒸発温度以上である成分の重量比を50%未満に調節することが好ましい。抽出される添加剤成分のうち、融点が蒸留器における蒸発温度以上である成分の重量比が50%を超えるようになると蒸留器内での濃縮過程において添加剤成分の粒状化、粉体化、あるいは塊状化が起こり、蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への移動などが困難になるばかりか、薄膜蒸留器にあっては蒸留器の内部回転羽根の回転阻害などの不具合を引き起こすため、50%未満に調節することが好ましい。50%未満に調整するためには、予め添加剤を抽出処理するプラスチックに対して、赤外線分光法や近赤外線分光法、あるいは加熱または燃焼ガス分析法などにより添加剤の種別分析をおこなったものを適宜混合調整することにより実現できる。
【0045】
続いて、添加剤を含有するプラスチックからの溶剤による添加剤の抽出操作、と添加剤を抽出した溶剤から蒸留により添加剤を分離した溶剤を回収する溶剤回収操作を含む、添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法において、蒸留器が薄膜蒸留器であり、蒸留器における溶剤の蒸発に際して、予め添加剤を抽出した溶剤に、前記溶剤に不溶性である粉体を添加することを特徴とする、添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法について説明する。
【0046】
図3のような薄膜蒸留器12において濃縮を行う場合、濃縮物が蒸留器内温度でも固体である場合には、薄膜蒸留器の回転羽根13の攪拌によって濃縮物の粉体状の固体化が可能である。しかしながら濃縮物が添加剤の場合には必ずしも濃縮物が蒸留器内温度でも固体であるとは限らないので、揮発成分である溶剤を十分に揮発させても粉体性状にならない場合がある。そこで蒸留器における溶剤の蒸発に際して、予め添加剤を抽出した溶剤に、前記溶剤に不溶性である粉体を添加することにより、濃縮物を粉体性状で扱うことが可能になる。粉体化された濃縮成分はバルブ14を操作して定期的に薄膜蒸留器の底部から取り出すことが可能である。
【0047】
また、前記添加剤がハロゲン系難燃剤であり、前記溶剤に不溶性である粉体が、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムであることが好ましい。濃縮されたハロゲン系難燃剤は一般的に環境負荷物質であるので、高温焼却などの適正処理により廃棄されるが、この場合分解生成するハロゲン化水素の中和のために塩基を投入することになるので、このような塩基の代用になる水酸化カルシウム、炭酸カルシウムを溶剤に不溶性である粉体として用いれば、不当に廃棄物量を増大させることがなく好適である。
【0048】
続いて、ベント付スクリュー押出器のノズル先端を0.001MPa以下に減圧したフラッシュ蒸発タンクに接続し、気化した溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収を含みことを特徴とする、添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法について説明する。
【0049】
図4のように、ベント付スクリュー押出器のノズル先端に0.001MPa以下に減圧したフラッシュ蒸発タンク15に接続することにより、ベント付スクリュー押出器にて残留溶剤を気化除去した残渣から、さらに残存する溶剤を気化したさせることができる。この気化した溶剤蒸気を凝縮捕集することにより、溶剤回収率はさらに向上する。
【0050】
続いて、本発明の添加剤の除去を行うプラスチックのリサイクル方法に好適である、蒸留器における溶剤の蒸発と蒸発成分の凝縮による添加剤を抽出した溶剤からの溶剤回収部と、蒸留器の濃縮成分排出口に接続されたベント付スクリュー押出機のベントから排気される溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収部と、蒸留器の濃縮成分排出口からベント付スクリュー押出機への濃縮成分のギアポンプ供給部を有することを特徴とする、溶剤回収装置について説明する。
【0051】
図5に示すように、スチームなどの熱媒による加熱手段17を有する蒸留器5から揮発する溶剤の蒸気を冷水などの冷却手段を備えた凝縮器6に導入して凝縮させることによる溶剤回収部を第一に備える。溶剤の沸点に応じて、系全体を減圧するために真空ポンプによる減圧装置18を備えていてもよい。このとき排気経路の途中に前記の凝縮器6が設置されていることが必要である。
【0052】
蒸発器の底部に濃縮成分が堆積するが、これを排出するための濃縮成分排出口7にベント付スクリュー押出機8を接続し、そのベント口9を真空ポンプなどの減圧装置19により減圧すると共に真空ポンプまでの排気経路の途中にベント口9から排気される溶剤蒸気を冷水などの冷却手段を備えた凝縮器10により捕集する溶剤回収部を第二に備える。
【0053】
これらは独立に対象物から溶剤を気化させるため、両者の内圧を絶縁することが必要となるが、蒸留器の濃縮成分排出口とベント付スクリュー押出機の材料投入口の間に、濃縮成分のギアポンプ供給部20を設置することによりこれを実現できる。
【0054】
好ましくは、蒸留器が薄膜蒸留器である。薄膜蒸留器の場合には溶剤回収操作を連続的に実施可能であるので、蒸留器からベント付スクリュー押出機への濃縮成分の移動も連続的に処理することが可能であり、結果、溶剤回収を安定に実現できる。このような薄膜蒸留器としては図6のように、原動機21により回転する回転羽根13を有することにより強制的に対象液体の薄膜を形成させる回転流下式薄膜蒸留器22と、図7のような多数の熱媒が通る熱交換器23の表面に対象液体を流下させる、流下膜式蒸留器24を挙げることが出来る。
【0055】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各種容器、家電機器、OA機器などから回収されたプラスチック部材から抽出した不要な種種の添加剤成分を含有した溶剤から高効率で溶剤を回収することによって環境面ばかりでなく経済的にも合理性があるプラスチックのリサイクル方法、ならびにこれに用いる溶剤回収装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラスチックのリサイクル方法の手順を示すブロック図
【図2】本発明のプラスチックのリサイクル方法における溶剤回収部の構成図
【図3】本発明のプラスチックのリサイクル方法に用いる薄膜蒸留器を示す図
【図4】本発明のプラスチックのリサイクル方法における溶剤回収部の構成図
【図5】本発明の溶剤回収装置の構成図
【図6】本発明の溶剤回収装置における回転流下式薄膜蒸留器を示す図
【図7】本発明の溶剤回収装置における流下膜式蒸留器を示す図
【符号の説明】
1 添加剤を含有するプラスチックからの溶剤による添加剤の抽出操作工程
2 添加剤を抽出した溶剤から蒸留により添加剤を分離した溶剤を回収する溶剤回収操作工程
3 蒸留器における溶剤の蒸発と蒸発成分の凝縮による添加剤を抽出した溶剤からの溶剤回収工程
4 蒸留器の濃縮成分排出口に接続されたベント付スクリュー押出機のベントから排気される溶剤蒸気の凝縮による溶剤回収工程
5 蒸留器
6 凝縮器
7 濃縮成分排出口
8 ベント付スクリュー押出器
9 ベント口
10 別の凝縮器
11 ギアポンプ
12 薄膜蒸留器
13 回転羽根
14 バルブ
15 フラッシュ蒸発タンク
16 さらに別の凝縮器
17 加熱手段
18,19 減圧装置
20 ギアポンプ供給部
21 原動機
22 回転流下式薄膜蒸留器
23 熱交換器
24 流下膜式蒸留器
25 加熱蒸気入口
26 不凝縮蒸気出口
27 凝縮水出口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a plastic recycling method for obtaining a recycled plastic material having high reuse value by extracting unnecessary additives from plastic members collected from various containers, home appliances, OA equipment, and the like. The present invention relates to a solvent recovery device to be used.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Plastics that are easy to process, lightweight, and have excellent mechanical strength are widely used as housing materials and internal component materials for home electric appliances, OA appliances, and the like. Depending on the purpose of use, there are many cases where flame resistance, light resistance, oxidation resistance, antistatic property, high fluidity, etc. are required as a resin composition, and various additives are mixed and used for the purpose of improving resin properties. That is the current situation.
[0003]
From the perspective of environmental protection, the shift from the conventional economy of mass production and mass disposal to a recycling-oriented economy has been demanded, and the recycling of containers and packaging and the recycling of household electrical products have been enacted. Recycling is strongly demanded. However, in the case of material recycling, where resin is used again as a resin, there is a problem that the intrinsic performance of the resin is significantly impaired by the mixture of foreign substances or different kinds of resins. It is currently under consideration.
[0004]
In addition, some plastic additives are substances that are endocrine disrupting substances, are known to have a significant effect on ecosystems, or are harmful when subjected to improper treatment such as burning. Many of them are known to be produced, and it is not preferable to re-distribute them as they are on the market again as they contain them, since this increases the risk to the human body and ecosystem.
[0005]
In other words, there is a need for a plastic recycling system that can remove unnecessary additives from plastic members collected from used containers, home appliances, OA equipment, and the like, and obtain a recycled plastic material having high reuse value. I have.
[0006]
Under such circumstances, we have already proposed a method of extracting and removing additives and the like with a solvent (see Patent Documents 1 and 2).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-151930 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-37914
[Problems to be solved by the invention]
However, since the price of plastics is inherently inexpensive, it is economically required that recycled plastics that are recycled are also sufficiently inexpensive. However, it is necessary to efficiently collect solvents used for extraction processing such as additives. For example, there has been a problem that the cost of the solvent alone is uneconomical.
[0009]
In addition, when recovering the solvent, distillation is mainly used, but it is common practice to optimize the process based on the properties of the additive, which is the extract to be distilled residue. Variations in the formulation are wide, and it is difficult to take out as a distillation residue having a sufficiently small remaining amount of the solvent simply by putting it into an existing solvent recovery device.
[0010]
In the present invention, not only environmental aspects but also economical aspects can be obtained by efficiently recovering a solvent from a solvent containing unnecessary various additive components extracted from plastic members recovered from various containers, home appliances, OA equipment, and the like. It is an object of the present invention to provide a plastic recycling method which is rational in nature, and a solvent recovery device used for the method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The plastic recycling method for removing an additive according to the present invention includes an operation of extracting the additive from the plastic containing the additive with a solvent, and recovering the solvent obtained by separating the additive by distillation from the solvent from which the additive is extracted. In a method of recycling a plastic for removing an additive, which includes a solvent recovery operation, the solvent recovery operation recovers a solvent from a solvent in which the additive is extracted by evaporation of the solvent in the still and condensation of the evaporated components, and It is characterized in that it includes solvent recovery by condensation of solvent vapor exhausted from a vent of a screw extruder with a vent connected to a concentrated component outlet.
[0012]
Further, the plastic recycling method for removing an additive according to the present invention is characterized in that the supply of the concentrated component from the concentrated component discharge port of the still to the vented screw extruder is performed by a gear pump.
[0013]
Further, the plastic recycling method for removing additives according to the present invention is characterized in that the vented screw extruder is a single-screw or twin-screw vented screw extruder.
[0014]
Further, the plastic recycling method for removing additives according to the present invention is characterized in that the still is a thin-film still.
[0015]
Further, the plastic recycling method for removing an additive according to the present invention is characterized in that a thickener is added to a solvent from which the additive has been previously extracted when the solvent is evaporated in a still.
[0016]
More preferably, the thickener is a polymer compound having a glass transition temperature of 60 ° C. or more and 150 ° C. or less, a weight average molecular weight of 1,000 or more and 50,000 or less, and being soluble in the solvent. It is characterized by.
[0017]
More preferably, the thickener is characterized by a kinematic viscosity at 100 ° C. or less 10,000 mm 2 / sec or more 1,000,000 mm 2 / sec.
[0018]
Further, the plastic recycling method for removing additives according to the present invention is characterized in that, among the additive components to be extracted, the weight ratio of components having a melting point higher than the evaporation temperature in the still is adjusted to less than 50%. I do.
[0019]
Further, in the method for recycling a plastic for removing an additive according to the present invention, the evaporator is a thin film evaporator, and when the evaporator evaporates the solvent in the evaporator, a powder in which the additive is extracted in advance is insoluble in the solvent. Is added.
[0020]
More preferably, the additive is a halogen-based flame retardant, and the powder insoluble in the solvent is calcium hydroxide or calcium carbonate.
[0021]
Further, the plastic recycling method for removing an additive according to the present invention is characterized in that, among the additive components to be extracted, the weight ratio of the component whose melting point is equal to or higher than the evaporation temperature in the still is less than 50%. .
[0022]
Further, the plastic recycling method for removing additives in the present invention includes connecting the nozzle tip of a vented screw extruder to a flash evaporation tank in which the pressure is reduced to 0.001 MPa or less, and recovering the solvent by condensation of vaporized solvent vapor. It is characterized by the following.
[0023]
Further, the solvent recovery device according to the present invention is a screw extruder with a vent connected to a solvent recovery part from a solvent in which an additive is extracted by evaporation of the solvent in the still and condensation of the evaporated component, and a concentrated component outlet of the still. A solvent recovery unit for condensing the solvent vapor exhausted from the vent, and a gear pump supply unit for the concentrated component from the concentrated component discharge port of the still to the vented screw extruder.
[0024]
More preferably, the still is characterized in that the still is a thin-film still.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a block diagram showing a flow of a plastic recycling method for removing an additive according to the present invention.
[0027]
In the block diagram of the plastic recycling method shown in FIG. 1, 1 is an operation of extracting an additive from a plastic containing an additive by using a solvent, and 2 is recovering a solvent obtained by separating the additive by distillation from the solvent from which the additive was extracted. 2 is a solvent recovery operation step, wherein 2 is a solvent recovery step from the solvent in which the additive is extracted by evaporating the solvent and condensing the evaporated component in at least 3 stills, and connected to the concentrated component outlet of the 4th still. And a solvent recovery step by condensation of the solvent vapor exhausted from the vent of the screw extruder with vent.
[0028]
The operation of extracting the additive from the plastic containing the additive with a solvent is not particularly limited, but a heat stabilizer, a stabilizing aid, a plasticizer, an antioxidant, a light stabilizer, a flame retardant, Polycarbonate (PC) resin containing additives soluble in any solvent such as lubricants, antistatic agents, flame retardants, smoke suppressants, powder treating agents, defoamers, processing aids, mold release agents, lubricants , Polyamide resin, saturated polyester resin, polystyrene (PS) resin, AS resin, ABS resin, acrylic resin, polyarylene sulfide resin, polyarylene ester resin, polyphenylene ether (PPE) resin, modified PPE resin, polyethylene, polypropylene, etc. Thermoplastic resins such as polyolefin resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polybutadiene, butadiene Nsuchiren copolymer, butadiene - acrylonitrile copolymer, polyisoprene, a plastic such as synthetic rubber acrylic rubber, urethane rubber, and silicone rubber are of interest.
[0029]
As a solvent to be used, a solvent capable of dissolving only additives without dissolving plastics may be used. Specific examples include isopropanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, 1-octanol, 2-octanol and the like, and glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol methyl ether, Diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol propyl ether, dipropylene glycol butyl ether, triethylene glycol methyl ether, triethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol propyl Ether, Ethylene glycol butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol ethyl ether, tripropylene glycol propyl ether, tripropylene glycol butyl ether, and the like.
[0030]
Recyclable plastics include, for example, plastic molded products used in household appliances and office automation equipment included in waste products, OA and office equipment, electrical and electronic products, vehicle parts, and other covers. , Cases, sheets and the like.
[0031]
The extraction operation can be performed by bringing the plastic and the solvent into contact with each other with or without heating, and then separating the solvent. Preferably, a method of filtering after mixing with a batch type stirrer, a method of finely pulverizing the plastic together with the solvent by mortaring and the like, a method of separating the solvent after pouring and injecting and mixing into a screw kneader, and the like. Can be done.
[0032]
In order to separate the additive from the solvent containing the additive by the extraction operation, distillation is basically performed. If the solubility of the additive in the solvent has a large temperature dependence, there is a method of recovering the solvent by solid-liquid separation of the dissolved additive using a temperature difference.However, when the recovered solvent is used again in the extraction operation The smaller the residual amount of the additive, the higher the extraction efficiency using the additive, and therefore, there is no advantage over the solvent separation by the distillation operation.
[0033]
In the distillation, the extracted solvent is introduced into the still 5 as shown in FIG. 2 to evaporate the solvent, and the evaporated component is condensed in the
[0034]
As a result, most of the solvent used for the extraction operation can be recovered by combining the condensed recovered amount in the still and the exhaust condensed amount of the vented screw extruder.
[0035]
It is preferable to use the
[0036]
The use of a gear pump is preferable because the influence of the fluctuation of gravity and the vent exhaust on the screw extruder side can be reduced and the supply amount can be stabilized.
[0037]
The still is preferably a thin-film still. The thin-film still is used in the continuous process, but it is possible to efficiently evaporate volatile components by heating the material to be distilled while mechanically forming a thin film, making the still more compact and reducing the amount of residual solvent in the distillation residue. can do.
[0038]
In the transfer of the concentrated component from the concentrated component discharge port of the still to the vented screw extruder, if the concentrated component is powdered, fluidity cannot be obtained. And it becomes difficult to control the pressure in the still.
[0039]
Therefore, it is preferable to add a thickener to the solvent from which the additives have been extracted in advance. By adding a thickener, powdering of the concentrated component can be suppressed, or the viscosity can be increased to make a viscous liquid, so that the above problems can be solved.
[0040]
As such a thickener, a polymer compound having a glass transition temperature of 60 ° C. or more and 150 ° C. or less, a weight average molecular weight of 1,000 or more and 50,000 or less, and being soluble in the solvent is used. Is preferred. If the glass transition temperature of the thickener is less than 60 ° C., the properties of the distillation residue discharged from the screw extruder at room temperature will not become a solid that is easy to handle, and if it exceeds 150 ° C., concentration will proceed in the still. The glass transition temperature is preferably in the range of 60 ° C. or more and 150 ° C. or less, since it is difficult to move from the concentrated component discharge port of the still to the screw extruder with vent.
[0041]
Further, the weight average molecular weight is preferably 1,000 or more and 50,000 or less in order to ensure fluidity in a temperature range of 100 ° C. to 200 ° C. in the still.
[0042]
It must be soluble in the solvent used for extraction to contribute as a thickener.
[0043]
Further, the thickener is preferably a kinematic viscosity of less 10,000 mm 2 / sec or more 1,000,000 mm 2 / sec at the 100 ° C.. Such kinematic viscosity becomes difficult to vacuum at the vent sealing property is lowered in the is 10,000 mm 2 / s vented screw extruder, distiller exceeds 1,000,000 mm 2 / s The kinematic viscosity at 100 ° C. is not less than 10,000 mm 2 / sec and 1,000,000. it is preferable that 000mm is 2 / sec or less.
[0044]
In addition, it is preferable to adjust the weight ratio of the extracted additive component having a melting point equal to or higher than the evaporation temperature in the still to less than 50%. Among the additive components to be extracted, when the weight ratio of the components whose melting point is equal to or higher than the evaporation temperature in the still becomes more than 50%, granulation, powderization, Alternatively, agglomeration may occur, making it difficult to move the concentrated component discharge port of the still to the screw extruder with vent, and in the case of a thin-film still, there may be problems such as obstruction of rotation of the internal rotating blades of the still. Therefore, it is preferable to adjust to less than 50%. In order to adjust the content to less than 50%, the plastics from which the additives are to be extracted in advance should be subjected to an infrared spectroscopy, a near-infrared spectroscopy, or a type analysis of additives by heating or combustion gas analysis. It can be realized by appropriately mixing and adjusting.
[0045]
Subsequently, the additive is removed, including an operation of extracting the additive from the plastic containing the additive with a solvent, and a solvent recovery operation of recovering the solvent obtained by separating the additive by distillation from the solvent from which the additive is extracted. In the method for recycling plastic, the distillation apparatus is a thin-film distillation apparatus, and when the solvent is evaporated in the distillation apparatus, powder that is insoluble in the solvent is added to the solvent from which the additive has been extracted in advance. A method of recycling plastics for removing the agent will be described.
[0046]
When concentration is performed in the thin-
[0047]
Preferably, the additive is a halogen-based flame retardant, and the powder insoluble in the solvent is calcium hydroxide or calcium carbonate. Since concentrated halogen-based flame retardants are generally environmentally hazardous substances, they are discarded by appropriate treatment such as high-temperature incineration.In this case, a base must be added to neutralize the hydrogen halide generated by decomposition. Therefore, it is preferable to use calcium hydroxide or calcium carbonate as a substitute for the base as a powder insoluble in a solvent without unduly increasing the amount of waste.
[0048]
Subsequently, the nozzle tip of the screw extruder with a vent is connected to a flash evaporation tank in which the pressure is reduced to 0.001 MPa or less, and the solvent is removed by condensation of vaporized solvent vapor. The recycling method of the waste will be described.
[0049]
As shown in FIG. 4, by connecting to the
[0050]
Subsequently, a solvent recovery section from the solvent from which the additive is extracted by evaporation of the solvent in the still and condensation of the evaporated components, which is suitable for the plastic recycling method for removing the additive of the present invention, and concentration of the still The solvent recovery section by condensation of the solvent vapor exhausted from the vent of the screw extruder with vent connected to the component discharge port, and the gear pump supply section of the concentrated component to the screw extruder with vent from the concentrated component discharge port of the still. A solvent recovery apparatus having the following will be described.
[0051]
As shown in FIG. 5, a solvent recovery unit for introducing a vapor of a solvent volatilized from a
[0052]
Concentrated components are deposited at the bottom of the evaporator, and a vented
[0053]
In order to independently evaporate the solvent from the object, it is necessary to insulate the internal pressure between the two.However, between the outlet of the concentrated component of the still and the material inlet of the screw extruder with vent, the concentrated component is evaporated. This can be realized by providing the gear
[0054]
Preferably, the still is a thin-film still. In the case of a thin-film evaporator, the solvent recovery operation can be performed continuously, so that the transfer of the concentrated components from the evaporator to the vented screw extruder can also be continuously processed. Can be realized stably. As shown in FIG. 6, such a thin film still has a rotary falling type thin film still 22 having a
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, various kinds of containers, home appliances, OA equipment, by recovering the solvent with high efficiency from the solvent containing unnecessary various additive components extracted from the plastic member collected from It is possible to obtain a plastic recycling method that is economically rational as well as an environmental one, and a solvent recovery device used for the method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the procedure of the plastic recycling method of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a solvent recovery section in the plastic recycling method of the present invention. FIG. 3 is a thin film distillation used in the plastic recycling method of the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram of a solvent recovery unit in the plastic recycling method of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram of a solvent recovery device of the present invention. FIG. 6 is a rotary falling film in the solvent recovery device of the present invention. FIG. 7 is a view showing a distillation apparatus. FIG. 7 is a view showing a falling film type distillation apparatus in the solvent recovery apparatus of the present invention.
1 Extraction operation step of an additive from a plastic containing an additive by a solvent 2 Solvent recovery operation step of recovering a solvent from which an additive has been separated by distillation from a solvent from which the additive has been extracted 3 Evaporation of solvent and evaporation component in a still Recovery step 4 from the solvent from which the additive was extracted by condensation of the solvent.
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