JP2005171066A - Method for decomposing plastic - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for decomposing plastics by which a plastic can be easily decomposed at low temperatures, and can be reused as a raw material of similar plastics again. <P>SOLUTION: The method for decomposing a plastic produced from a polyhydric alcohol and an organic acid comprises decomposing the plastic in a weakly alkaline solution containing a hydroxy acid, wherein, in the weakly alkaline solution containing the hydroxy acid, the plastic decomposes quickly and easily, thereby secondary decomposition of the resulted decomposition product can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラスチックや、プラスチックを含む廃棄物を分解し、再利用可能に回収する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for decomposing and recovering plastics and waste containing plastics so that they can be reused.

従来、プラスチック廃棄物は、そのほとんどが埋立処分又は焼却処理に付されており、資源として有効活用がなされていない。そして、埋立処分では埋立用地の確保の困難、埋立後の地盤の不安定化という問題が生じ、焼却処理では炉の損傷、有害ガスや悪臭の発生、COの排出といった問題が生じている。このため、容器包装廃棄物法が平成7年に制定され、プラスチックの回収再利用が義務付けられるようになった。さらに、各種リサイクル法の施行に伴ってプラスチックを含む製品の回収リサイクルの流れは加速する傾向にある。 Conventionally, most plastic waste has been subjected to landfill disposal or incineration, and has not been effectively used as a resource. In landfill disposal, there are problems such as difficulty in securing a landfill site and instability of the ground after landfilling, and incineration treatment causes problems such as furnace damage, generation of harmful gases and odors, and CO 2 emission. For this reason, the Containers and Packaging Waste Law was enacted in 1995, and plastics must be collected and reused. Furthermore, with the enforcement of various recycling laws, the flow of collection and recycling of products containing plastics tends to accelerate.

これらの状況に合わせて、近年、プラスチックを分解して再資源化することが試みられている。例えばその一つとして、超臨界水を反応媒体とする反応により、プラスチック廃棄物を分解して油化し、有用な油状物を回収する方法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。また、各種構造材料等に使用される繊維強化プラスチックについては、超臨界水又は亜臨界水を用いてプラスチック成分を分解し、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維を回収して再利用する方法なども提案されている(例えば、特許文献2等参照)。これらの方法において、プラスチックは分解により低分子化した油状成分となり主に液体燃料として再利用することができるものである。   In recent years, attempts have been made to decompose and recycle plastics in accordance with these situations. For example, as one of them, a method has been proposed in which plastic waste is decomposed into oil by a reaction using supercritical water as a reaction medium to recover a useful oil (see, for example, Patent Document 1). In addition, for fiber reinforced plastics used in various structural materials, etc., there is a method of decomposing plastic components using supercritical water or subcritical water, and collecting and reusing fibers such as glass fibers and carbon fibers. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In these methods, plastic becomes an oily component whose molecular weight has been reduced by decomposition, and can be reused mainly as a liquid fuel.

また、高温水蒸気による加水分解反応を利用したプラスチックの分解方法も提案されており、この方法で熱可塑性プラスチック及び熱硬化性プラスチックの有機高分子成分を一応分解することができる。さらに、硬化不飽和ポリエステル樹脂廃棄物を、ジカルボン酸、ジアミン等の分解用成分を用いて分解し、この分解して得た樹脂原料を用いて、不飽和ポリエステル樹脂を再合成してケミカルリサイクルする方法も提案されている(例えば、特許文献3等参照)。
特開平5−31000号公報 特開平10−87872号公報 特開平9−221565号公報
In addition, a plastic decomposition method using a hydrolysis reaction by high-temperature steam has been proposed, and the organic polymer component of the thermoplastic plastic and the thermosetting plastic can be decomposed temporarily by this method. Furthermore, the cured unsaturated polyester resin waste is decomposed using decomposition components such as dicarboxylic acids and diamines, and the resin raw material obtained by the decomposition is re-synthesized and chemically recycled. A method has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).
JP-A-5-31000 Japanese Patent Laid-Open No. 10-87872 Japanese Patent Laid-Open No. 9-221565

しかし、特許文献1や特許文献2のように超臨界法でプラスチックを分解すると、プラスチック成分はランダムに分解するため、分解生成物が多種多成分からなる油状物質となり、一定品質を保つことが困難である。このため、ゼオライトに代表される触媒を用いて油質の改質を行うなどの後処理が必要となってコスト高になると共に、また改質した生成油においても灯油や軽油などの石油製品そのものにすることは困難であり、実用化には至っていないのが現状である。   However, when the plastic is decomposed by the supercritical method as in Patent Document 1 and Patent Document 2, the plastic component is decomposed randomly, so that the decomposition product becomes an oily substance composed of various components, and it is difficult to maintain a constant quality. It is. For this reason, post-treatment such as reforming the oil quality using a catalyst typified by zeolite is necessary, and the cost is high, and the petroleum product itself such as kerosene and light oil is also used in the reformed product oil. It is difficult to achieve this, and it has not yet been put into practical use.

また、特許文献3の方法では、分解して得た樹脂成分を再度不飽和ポリエステル樹脂として再利用するようにはしているものの、高い分解温度で分解を行なっているために得られた樹脂成分は熱分解を起こしており、再硬化させて得た硬化物の物性が本来の不飽和ポリエステル樹脂より低下したりして異なるものになる。このために再硬化品を得る際に使用する分解樹脂成分の利用率を低くせざるを得ないという問題があった。   Further, in the method of Patent Document 3, the resin component obtained by decomposition is reused as an unsaturated polyester resin again, but the resin component obtained because decomposition is performed at a high decomposition temperature. Has undergone thermal decomposition, and the physical properties of the cured product obtained by re-curing are different from those of the original unsaturated polyester resin. For this reason, there was a problem that the utilization rate of the decomposition resin component used when obtaining a recured product had to be lowered.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プラスチックを低温で容易に分解することができ、再度同様なプラスチックの原料として再利用することが可能になるプラスチックの分解方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a method for decomposing a plastic that can be easily decomposed at a low temperature and can be reused as a raw material for the same plastic again. It is intended.

本発明の請求項1に係るプラスチックの分解方法は、多価アルコールと有機酸より製造されたプラスチックを分解する方法であって、このプラスチックをオキシ酸を含有する弱アルカリ性の溶液中で分解することを特徴とするものである。   A method for decomposing a plastic according to claim 1 of the present invention is a method for decomposing a plastic produced from a polyhydric alcohol and an organic acid, wherein the plastic is decomposed in a weakly alkaline solution containing an oxyacid. It is characterized by.

また請求項2の発明は、請求項1において、上記溶液のpHは7〜11であることを特徴とするものである。   The invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, the pH of the solution is 7-11.

また請求項3の発明は、請求項1又は2において、上記溶液中に、炭酸根とリン酸根の少なくとも一方を有する塩を含有することを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the solution contains a salt having at least one of a carbonate group and a phosphate group.

また請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、上記溶液の温度は、プラスチックの熱分解温度以下であることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the temperature of the solution is equal to or lower than a thermal decomposition temperature of the plastic.

また請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、プラスチックを上記溶液中で分解した後、分解物をさらに加水分解することを特徴とするものである。   The invention of claim 5 is characterized in that in any one of claims 1 to 4, the decomposition product is further hydrolyzed after the plastic is decomposed in the solution.

本発明によれば、プラスチックの熱分解温度以下の低温でプラスチックを分解することができるものであり、分解する前と同様なプラスチックの原料として再利用することが可能になるものである。   According to the present invention, the plastic can be decomposed at a low temperature equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the plastic, and can be reused as the same plastic raw material as before the decomposition.

また請求項2の発明によれば、pH値が大きい強アルカリの場合のように装置に腐食を及ぼすようなおそれなく、プラスチックを分解することができるものである。   Further, according to the invention of claim 2, the plastic can be decomposed without fear of corroding the apparatus as in the case of a strong alkali having a large pH value.

また請求項3の発明によれば、pHを目的の範囲で保持し、効率良くプラスチックの分解を行なうことができるものである。   According to the invention of claim 3, the plastic can be efficiently decomposed while maintaining the pH within a target range.

また請求項4の発明によれば、プラスチックの熱分解温度以下の温度でプラスチックを分解することができるものであり、分解する前と同様なプラスチックの原料として再利用することが可能になるものである。   According to the invention of claim 4, the plastic can be decomposed at a temperature equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the plastic, and can be reused as a raw material of the same plastic as before the decomposition. is there.

また請求項5の発明によれば、プラスチックを分解した低分子量成分をさらにモノマーとオキシ酸に分解することができ、モノマーはプラスチックの原料として、オキシ酸はプラスチックの分解に再利用することが可能になるものである。   According to the invention of claim 5, the low molecular weight component obtained by decomposing the plastic can be further decomposed into a monomer and oxyacid, and the monomer can be reused as a raw material for the plastic and the oxyacid can be reused for the decomposition of the plastic. It will be.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明において分解の対象とするプラスチックは、多価アルコールと有機酸を原料として製造されたものである。このようなプラスチックの代表的なものとしては、飽和あるいは不飽和ポリエステル樹脂を挙げることができる。そして本発明はこのプラスチックを、オキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液中で分解するようにしたものである。   In the present invention, the plastic to be decomposed is manufactured using polyhydric alcohol and organic acid as raw materials. Typical examples of such plastics include saturated or unsaturated polyester resins. In the present invention, this plastic is decomposed in a weakly alkaline solution containing an oxyacid.

ここで、オキシ酸は、有機物の1分子内に水酸基及びカルボキシル基を少なくとも一つ以上有するハイドロキシカルボン酸であり、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、αオキシ酢酸、グリセリン酸、タルトロン酸、りんご酸、酒石酸、クエン酸などの脂肪族オキシ酸、サリチル酸、m−オキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、マンデル酸、トロバ酸などの芳香族オキシ酸などを挙げることができる。オキシ酸の分子量は、反応性や流動性の観点から1000以下が好ましく、500以下が更に好ましいが、特に限定されるものではない。   Here, the oxyacid is a hydroxycarboxylic acid having at least one hydroxyl group and carboxyl group in one molecule of the organic substance, and glycolic acid, lactic acid, hydroacrylic acid, α-oxyacetic acid, glyceric acid, tartronic acid, malic acid. And aliphatic oxyacids such as tartaric acid and citric acid, and aromatic oxyacids such as salicylic acid, m-oxybenzoic acid, p-oxybenzoic acid, mandelic acid and trovic acid. The molecular weight of the oxyacid is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less from the viewpoint of reactivity and fluidity, but is not particularly limited.

オキシ酸としては上記の様に種々のものを用いることができ、特に限定されるものではないが、二塩基酸とグリコールよりなるものを用いることも好ましい。このようなオキシ酸としては、例えば無水マレイン酸とプロピレングリコールのエステル、テレフタル酸とエチレングリコールのエステルなどを挙げることができる。このように分子中に少なくとも1つのエステル結合を有するオキシ酸は、分解する対象である多価アルコールと有機酸を原料とするプラスチックと類似する構造となり、なじみが良くなって反応性が向上するものである。また、溶媒として後述のように水を用いる場合、水との相溶性が高いので、この点でも好ましい。   Various oxyacids can be used as described above, and are not particularly limited, but it is also preferable to use a dibasic acid and a glycol. Examples of such oxyacids include maleic anhydride and propylene glycol esters and terephthalic acid and ethylene glycol esters. Thus, an oxyacid having at least one ester bond in the molecule has a structure similar to that of a plastic made from a polyhydric alcohol and an organic acid, which are targets of decomposition, and has better compatibility and improved reactivity. It is. In addition, when water is used as a solvent as described later, the compatibility with water is high, which is also preferable in this respect.

また、無水マレイン酸のように分子中に少なくとも一つの不飽和基を有するものを用いた場合には、プラスチックを分解して得られる低分子量成分(モノマー以外のもの)の分子内に不飽和基を導入することができ、不飽和基を有することによって反応点を持たせることができるものであり、プラスチックの原料として再利用することが容易になるものである。不飽和基は通常、1分子中に1〜2であるが特に限定されるものではない。   In addition, when using a compound having at least one unsaturated group in the molecule such as maleic anhydride, an unsaturated group is present in the molecule of the low molecular weight component (other than the monomer) obtained by decomposing the plastic. It is possible to introduce a reactive site by having an unsaturated group, and it is easy to reuse as a raw material for plastics. The unsaturated group is usually 1 to 2 in one molecule, but is not particularly limited.

二塩基酸とグリコールよりなるオキシ酸において、グリコールとして上記の他に、OH基のβ位にHが付かないグリコール(OH基が結合する炭素に結合している炭素にHが結合していないグリコール)を用いることも好ましい。このOH基のβ位にHが付かないグリコールとしては、特に限定されるものではないが、ネオペンチルグリコールであることが好ましく、[化1]に示すような、ネオペンチルグリコールと二塩基酸からなるオキシ酸を用いることが好ましい。   In the oxyacid consisting of dibasic acid and glycol, in addition to the above, glycol in which H is not attached to β position of OH group (glycol in which H is not bonded to carbon bonded to carbon to which OH group is bonded) ) Is also preferred. The glycol in which H is not attached to the β position of the OH group is not particularly limited, but is preferably neopentyl glycol, and includes neopentyl glycol and dibasic acid as shown in [Chemical Formula 1]. It is preferable to use an oxyacid.

Figure 2005171066
Figure 2005171066

そして上記のオキシ酸と弱アルカリ化合物を溶媒に添加して溶解することによってオキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液を得ることができるものである。オキシ酸の添加量は特に限定されるものではなく、必要に応じて設定することができるが、分解対象とするプラスチックの重量以上であることが望ましい。また弱アルカリとしては、炭酸根とリン酸根のいずれかを有する塩を用いることができる。炭酸根を有する塩としては炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどを、リン酸根を有する塩としてはリン酸ナトリウムなど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。このように弱アルカリとして炭酸根とリン酸根のいずれかを有する塩を用いることによって、pHを目的の範囲で保持し、効率良くプラスチックの分解を行なうことができるものである。   Then, a weakly alkaline solution having an oxyacid can be obtained by adding and dissolving the above oxyacid and weak alkali compound in a solvent. The amount of oxyacid added is not particularly limited and can be set as necessary, but is preferably equal to or greater than the weight of the plastic to be decomposed. Moreover, as a weak alkali, the salt which has either a carbonate radical and a phosphate radical can be used. Examples of the salt having a carbonate group include sodium bicarbonate and sodium carbonate, and examples of the salt having a phosphate group include sodium phosphate, but are not limited thereto. Thus, by using a salt having either carbonate or phosphate as a weak alkali, the pH can be maintained within a target range and the plastic can be efficiently decomposed.

さらに、オキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液には、Ca根を有する塩を含有することが好ましい。Ca根を有する塩としては、特に限定されるものではないが、炭酸カルシウム、リン酸カルシウムなどを挙げることができる。このようにCa根を有する塩を含有することによって、プラスチックを分解した際に生成される有機酸及び多価アルコールが二次分解されることを抑制することができるものである。Ca根を有する塩の配合量は特に限定されるものではなく、任意に設定することができるが、分解対象とするプラスチックの重量以上であることが望ましい。勿論、後述のように溶液のpHが7〜11の範囲から外れないように設定されるものである。   Furthermore, it is preferable that the weak alkaline solution containing oxyacid contains a salt having Ca root. Although it does not specifically limit as a salt which has Ca root, A calcium carbonate, a calcium phosphate, etc. can be mentioned. Thus, by containing the salt which has Ca root, it can suppress that the organic acid and polyhydric alcohol produced | generated when a plastic is decomposed | disassembled are secondary-decomposed. The compounding quantity of the salt which has Ca root is not specifically limited, Although it can set arbitrarily, it is desirable that it is more than the weight of the plastic made into decomposition | disassembly object. Of course, as described later, the pH of the solution is set so as not to deviate from the range of 7 to 11.

また、オキシ酸と弱アルカリを溶解する溶媒としては、水やアルコールなどを用いることができるが、なかでも水が好ましい。水はオキシ酸との相溶性が高く、分解により生成する成分との相溶性も良いことから、効率良くプラスチックを分解することができるものである。水は、溶媒として安価で入手し易く、廃液処理が比較的容易であることからも溶媒として用いるのに有利である。   Moreover, as a solvent which dissolves oxyacid and weak alkali, water, alcohol, or the like can be used, and water is particularly preferable. Since water is highly compatible with oxyacids and has good compatibility with components generated by decomposition, it can efficiently decompose plastics. Water is advantageous as a solvent because it is inexpensive and readily available, and waste liquid treatment is relatively easy.

そしてオキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液は、pHが7〜11の範囲のものが好ましく、上記の炭酸根とリン酸根のいずれかを有する塩などの弱アルカリ性化合物の添加量を調整することによって、pHを7〜11の範囲の弱アルカリ性に設定することができる。pHが7より小さい(中性に近い)と、プラスチックの分解の効率が低くなって多大な分解時間が必要になる。逆にpHが11より大きいと、アルカリ性が強くなって装置が腐食する等の問題が生じるおそれがある。   And the weakly alkaline solution having an oxyacid preferably has a pH in the range of 7 to 11, and by adjusting the addition amount of a weakly alkaline compound such as a salt having any of the above carbonate groups and phosphate groups, The pH can be set to be weakly alkaline in the range of 7-11. If the pH is smaller than 7 (close to neutrality), the efficiency of plastic decomposition becomes low, and a large amount of decomposition time is required. On the other hand, if the pH is higher than 11, there is a possibility that problems such as strong alkalinity and corrosion of the device may occur.

しかして、多価アルコール及び有機酸を含む原料から製造されたプラスチックを分解するにあたっては、このプラスチックに溶剤、オキシ酸、アルカリを加え、温度を上昇させることによって行なうことができるものであり、オキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液中でプラスチックの分解反応を進行させて、低分子量成分、又はモノマー、又はオリゴマーに分解し、これを回収して再利用することができるものである。   Thus, when a plastic produced from a raw material containing a polyhydric alcohol and an organic acid is decomposed, a solvent, an oxyacid, and an alkali are added to the plastic, and the temperature is increased. A plastic decomposition reaction is allowed to proceed in a weakly alkaline solution containing an acid to decompose into a low molecular weight component, monomer, or oligomer, which can be recovered and reused.

ここで、オキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液中ではプラスチックは速やかに容易に加水分解し、高温・高圧の反応条件は不要である。従って、高温・高圧の条件でプラスチックを分解する場合のように、分解生成物が二次分解することを防ぐことができるものであり、分解して回収して得た材料を、分解する前と同様なプラスチックの原料として再利用することが可能になるものである。反応温度(すなわちオキシ酸を有する弱アルカリ性溶液の温度)は、分解するプラスチックの熱分解温度以下の温度に設定されるものであり、分解するプラスチックが熱硬化性の不飽和ポリエステルの場合は熱分解温度が一般に300℃前後であるので、150〜300℃程度の範囲に設定するのが好ましく、プラスチックを効率良く、低分子量成分やモノマーやオリゴマーに分解することができるものである。反応温度が150℃以下であると、分解に多大な時間が必要となって処理コスト高になる。特に反応時間が100℃付近の低温になると、熱可塑性プラスチックを分解する場合にも数十時間以上もの多大な時間を要する。また300℃を超える温度に昇温すると、熱分解の影響が大きくなって、最終的に回収目的とする低分子量成分やモノマーやオリゴマーの生成率が低下し、回収率が低くなる。圧力については特に限定されるものではなく、オキシ酸を有する弱アルカリ性溶液の溶剤の沸点以上に加温する場合、反応器を密閉して加温することによって得られる、溶剤の飽和蒸気圧で加圧して分解を行なうことができる。   Here, in a weakly alkaline solution containing an oxyacid, the plastic is quickly and easily hydrolyzed, and high-temperature and high-pressure reaction conditions are unnecessary. Therefore, it is possible to prevent the decomposition products from secondary decomposition as in the case of decomposing plastics under high temperature and high pressure conditions. It can be reused as a raw material for similar plastics. The reaction temperature (that is, the temperature of the weak alkaline solution containing the oxyacid) is set to a temperature lower than the thermal decomposition temperature of the plastic to be decomposed. If the plastic to be decomposed is a thermosetting unsaturated polyester, thermal decomposition will occur. Since the temperature is generally around 300 ° C., it is preferably set in the range of about 150 to 300 ° C., and the plastic can be efficiently decomposed into low molecular weight components, monomers and oligomers. When the reaction temperature is 150 ° C. or lower, a great deal of time is required for decomposition, resulting in an increase in processing cost. In particular, when the reaction time is as low as about 100 ° C., it takes a long time of several tens of hours or more to decompose the thermoplastic. Further, when the temperature is raised to a temperature exceeding 300 ° C., the influence of thermal decomposition increases, and finally the production rate of low molecular weight components, monomers and oligomers to be collected decreases, and the recovery rate decreases. The pressure is not particularly limited, and when heating to a temperature higher than the boiling point of the solvent of the weakly alkaline solution containing oxyacid, heating is performed with the saturated vapor pressure of the solvent obtained by sealing and heating the reactor. Decomposition can be carried out under pressure.

また、上記のようにオキシ酸を有する弱アルカリ性の溶液中でプラスチックを分解した後、この分解物をさらに加水分解する工程を有していても良い。このように分解物をさらに加水分解することによって、プラスチックを分解して得られたモノマー以外の低分子量成分をモノマー化し、回収したモノマーをプラスチック原材料として再利用し易くすることができるものであり、また低分子量成分に反応しているオキシ酸を分解回収して、オキシ酸を再度プラスチックの分解に利用することができるものである。   Moreover, after decomposing | disassembling a plastic in the weakly alkaline solution which has an oxy acid as mentioned above, you may have the process of hydrolyzing this decomposition product further. By further hydrolyzing the decomposition product in this way, low molecular weight components other than the monomer obtained by decomposing the plastic can be monomerized, and the recovered monomer can be easily reused as a plastic raw material. In addition, the oxyacid reacting with the low molecular weight component can be decomposed and recovered, and the oxyacid can be used again for the decomposition of the plastic.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

(実施例1)
無水マレイン酸とプロピレングリコールを等モル量で縮重合して合成して得られた生成物に、この生成物7に対してスチレンモノマー3のモル比でスチレンモノマーを投入し、不飽和ポリエステル樹脂を得た。この不飽和ポリエステル樹脂10gに、スチレンモノマーを5g、重合開始剤としてメチルエチルケトンパーオキサイド(日本油脂社製、商品名「パーメックN」)を0.15g、促進剤としてナフテン酸コバルトを0.15g加え、常温で1hr硬化反応させた後に、100℃で2hrアフターキュアして硬化物を得た。この硬化物の熱分解温度は約320℃であった。
(Example 1)
To a product obtained by polycondensation of maleic anhydride and propylene glycol in equimolar amounts, a styrene monomer is added in a molar ratio of styrene monomer 3 to this product 7, and an unsaturated polyester resin is obtained. Obtained. To 10 g of this unsaturated polyester resin, 5 g of styrene monomer, 0.15 g of methyl ethyl ketone peroxide (manufactured by NOF Corporation, trade name “Permec N”) as a polymerization initiator, and 0.15 g of cobalt naphthenate as an accelerator are added, After curing at room temperature for 1 hr, the product was cured at 100 ° C. for 2 hr to obtain a cured product. The thermal decomposition temperature of this cured product was about 320 ° C.

そしてこの不飽和ポリエステル樹脂硬化物を2g、グリコール酸を2g、純水を10g、炭酸水素ナトリウムを0.5g、反応管1に仕込んで密封した。ここで、反応管1内の溶液のpHは9.2であった。次に230℃の恒温槽2(攪拌機4付き)に反応管1を浸漬し、4hr浸漬したまま放置した。その後、反応管1を恒温槽2から取り出して冷却槽3に投入することによって急冷し、常温に戻した(図1参照)。   Then, 2 g of this unsaturated polyester resin cured product, 2 g of glycolic acid, 10 g of pure water, 0.5 g of sodium bicarbonate were charged into the reaction tube 1 and sealed. Here, the pH of the solution in the reaction tube 1 was 9.2. Next, the reaction tube 1 was immersed in a constant temperature bath 2 (with a stirrer 4) at 230 ° C. and left for 4 hours. Thereafter, the reaction tube 1 was taken out of the thermostat 2 and put into the cooling bath 3 to be rapidly cooled and returned to room temperature (see FIG. 1).

この後、反応管1を冷却槽3から取り出して開封し、純水及び溶剤(クロロホルム等の非極性溶媒)を用いて反応管1の内部の成分を回収し、ガラスフィルターを用いてろ過することにより、分解していない未反応のプラスチックを分離し、その質量からプラスチックの分解反応率を求めた。また、回収した水成分及び溶剤成分をガスクロマトグラフ質量分析計およびイオンクロマトグラフィで分析し、グリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。   Thereafter, the reaction tube 1 is taken out from the cooling bath 3 and opened, and the components inside the reaction tube 1 are collected using pure water and a solvent (a nonpolar solvent such as chloroform) and filtered using a glass filter. Thus, unreacted unreacted plastic was separated, and the decomposition reaction rate of the plastic was determined from its mass. The recovered water component and solvent component were analyzed with a gas chromatograph mass spectrometer and ion chromatography, and the glycol monomer component and organic acid component were quantitatively analyzed to determine the recovery rate. These results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1において、グリコール酸の代りに、無水マレイン酸とネオペンチルグリコールから合成したオキシ酸を用いるようにした。このオキシ酸の化学構造はGC−MSで分析したところ[化2]であることを確認した。また反応管内の溶液のpHは8.9であった。その他は、実施例1と同様にしてプラスチックの分解を行なった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Example 2)
In Example 1, oxyacid synthesized from maleic anhydride and neopentyl glycol was used in place of glycolic acid. The chemical structure of the oxyacid was analyzed by GC-MS and confirmed to be [Chemical Formula 2]. The pH of the solution in the reaction tube was 8.9. Otherwise, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

Figure 2005171066
Figure 2005171066

(実施例3)
実施例1において、グリコール酸の代わりに、無水マレイン酸とプロピレングリコールより合成したオキシ酸を用いるようにした。このオキシ酸の化学構造はGC−MSで分析したところ[化3]であることを確認した。また反応管内の溶液のpHは9.0であった。その他は、実施例1と同様にしてプラスチックの分解を行なった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Example 3)
In Example 1, oxyacid synthesized from maleic anhydride and propylene glycol was used instead of glycolic acid. The chemical structure of the oxyacid was analyzed by GC-MS and confirmed to be [Chemical Formula 3]. The pH of the solution in the reaction tube was 9.0. Otherwise, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

Figure 2005171066
Figure 2005171066

(実施例4)
実施例2において、反応管を密封する際に炭酸カルシウム2gを加えるようにした他は、実施例2と同様にしてプラスチックの分解を行なった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
Example 4
In Example 2, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 2 except that 2 g of calcium carbonate was added when the reaction tube was sealed. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

(実施例5)
実施例2において、純水10gの代わりにメタノール10gを用いるようにした他は、実施例2と同様にしてプラスチックの分解を行なった。更に純水の代りにメタノールを用いるようにした他は同様の手順で反応管の内容物を回収した。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Example 5)
In Example 2, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 2 except that 10 g of methanol was used instead of 10 g of pure water. Further, the contents of the reaction tube were recovered in the same procedure except that methanol was used instead of pure water. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

(実施例6)
実施例2において、炭酸水素ナトリウム0.5gの代わりにリン酸カリウム0.2gを用いるようにした他は、実施例2と同様にしてプラスチックの分解を行なった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Example 6)
In Example 2, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 2 except that 0.2 g of potassium phosphate was used instead of 0.5 g of sodium hydrogen carbonate. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

(実施例7)
実施例2において、230℃の恒温槽への浸漬時間を6hrに変更するようにした他は、実施例2と同様にしてプラスチックの分解を行なった。次に反応管を開封後、純水を10g加えて再度反応管を密封し、100℃の恒温槽へ2hr浸漬した後に、冷却槽で急冷して常温に戻した。その後、純水及び溶剤(クロロホルム等の非極性溶媒)を用いて反応管内部の成分を回収した。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分、及び無水マレイン酸とネオペンチルグリコールより合成したオキシ酸を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Example 7)
In Example 2, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 2 except that the immersion time in a thermostatic bath at 230 ° C. was changed to 6 hours. Next, after opening the reaction tube, 10 g of pure water was added, the reaction tube was sealed again, immersed in a thermostat at 100 ° C. for 2 hours, and then rapidly cooled in a cooling bath to return to room temperature. Thereafter, the components inside the reaction tube were recovered using pure water and a solvent (a nonpolar solvent such as chloroform). In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component, the organic acid component, and the oxyacid synthesized from maleic anhydride and neopentyl glycol. These results are shown in Table 1.

(比較例1)
炭酸水素ナトリウムを配合しない以外は、実施例2と同様にしてプラスチックの分解を行なった。このときの反応管内の溶液のpHは3.4であった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The plastic was decomposed in the same manner as in Example 2 except that sodium bicarbonate was not blended. At this time, the pH of the solution in the reaction tube was 3.4. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例1において、グリコール酸を配合しないようにした他は、実施例1と同様にしてプラスチックの分解を行なった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 1 except that glycolic acid was not added. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

(比較例3)
実施例2において、炭酸水素ナトリウム0.5gの代わりに水酸化ナトリウム0.5gを用いるようにした他は、実施例2と同様にしてプラスチックの分解を行なった。このときの反応管内の溶液のpHは12.6であった。そして実施例1と同様にして、プラスチックの分解反応率を求め、またグリコールモノマー成分、有機酸成分を定量分析して回収率を求めた。これらの結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
In Example 2, the plastic was decomposed in the same manner as in Example 2 except that 0.5 g of sodium hydroxide was used instead of 0.5 g of sodium hydrogen carbonate. At this time, the pH of the solution in the reaction tube was 12.6. In the same manner as in Example 1, the decomposition reaction rate of the plastic was determined, and the recovery rate was determined by quantitative analysis of the glycol monomer component and the organic acid component. These results are shown in Table 1.

Figure 2005171066
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表1においてそれぞれの回収率は、回収量/硬化物内の含有量で計算した。またプラスチック硬化物の原料のマレイン酸はフマル酸として回収されるものであり、フマル酸の回収率は硬化物内の無水マレイン酸の量に基づいて計算した。さらに表1において(A)は加水分解を100℃で2時間行なった後の回収量を加算して算出した。   In Table 1, each recovery rate was calculated by the recovery amount / the content in the cured product. Moreover, the maleic acid which is a raw material of the cured plastic is recovered as fumaric acid, and the recovery rate of fumaric acid was calculated based on the amount of maleic anhydride in the cured product. Further, in Table 1, (A) was calculated by adding the recovered amount after hydrolysis at 100 ° C. for 2 hours.

表1にみられるように、本発明の方法でプラスチックを分解することによって、グリコールやフマル酸の原材料モノマーを高回収率で回収できることがわかる。また2量体、3量体のエステルオリゴマー成分、スチレンからなるオリゴマー成分も定性的には回収できていることから、樹脂成分のほとんどを再度プラスチックとして利用できる形で分解できていることがわかる。   As seen in Table 1, it can be seen that the raw material monomers of glycol and fumaric acid can be recovered at a high recovery rate by decomposing the plastic by the method of the present invention. Moreover, since the oligomer component which consists of a dimer, a trimer ester oligomer component, and styrene can also be collect | recovered qualitatively, it turns out that most resin components can be decomposed | disassembled in the form which can be utilized again as a plastic.

実施例及び比較例で用いる装置の概略図である。It is the schematic of the apparatus used by an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 反応管
2 恒温槽
3 冷却槽
1 Reaction tube 2 Thermostatic bath 3 Cooling bath

Claims (5)

多価アルコールと有機酸より製造されたプラスチックを分解する方法であって、このプラスチックをオキシ酸を含有する弱アルカリ性の溶液中で分解することを特徴とするプラスチックの分解方法。   A method for decomposing a plastic produced from a polyhydric alcohol and an organic acid, comprising decomposing the plastic in a weakly alkaline solution containing an oxyacid. 上記溶液のpHは7〜11であることを特徴とする請求項1に記載のプラスチックの分解方法。   The method for decomposing a plastic according to claim 1, wherein the pH of the solution is 7-11. 上記溶液中に、炭酸根とリン酸根の少なくとも一方を有する塩を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のプラスチックの分解方法。   The method for decomposing a plastic according to claim 1 or 2, wherein the solution contains a salt having at least one of a carbonate group and a phosphate group. 上記溶液の温度は、プラスチックの熱分解温度以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のプラスチックの分解方法。   The method for decomposing a plastic according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the solution is equal to or lower than a thermal decomposition temperature of the plastic. プラスチックを上記溶液中で分解した後、分解物をさらに加水分解することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のプラスチックの分解方法。   5. The method for decomposing a plastic according to claim 1, further comprising hydrolyzing the decomposed product after decomposing the plastic in the solution.
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