JP2005298565A - 生分解性樹脂を含有する成形物の分解処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンポスト化装置による分解処理が遅いポリ乳酸や芳香族−脂肪族ポリエステルなどの生分解性樹脂を含有する成形物を、迅速・簡便かつ安全に分解処理する方法を提供する。
【解決手段】 生分解性樹脂を含有する成形物を微生物方式のコンポスト化装置によって分解処理する方法において、前記成形物をコンポスト化装置にて処理する前に、１００℃以上の水蒸気に５分間以上接触させることを特徴とする生分解性樹脂を含有する成形物の分解処理方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、生分解性樹脂を含有する成形物を、迅速・簡便かつ安全に分解して廃棄処理する方法に関するものである。

従来のプラスチック成形物は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどの非生分解性樹脂を成形したものであり、これらを廃棄する際には、埋め立て処理または焼却処理されている。しかし、近年、埋め立て処理する場所がなくなりつつあり、また焼却処理においても、大気汚染が社会問題化しつつある。

近年、廃棄物処理問題を解決するために生分解性樹脂が多数開発され、その利用が期待されている。これらの生分解性樹脂は、微生物方式コンポスト化装置に投入すると、分解が進行するが、形状を維持しない程度にまで分解するには、約３０〜６０日程度を必要するものもあり、処理速度が非常に遅いという問題がある。

そこで、この問題を解決するために、例えば特許文献１では微生物方式コンポスト化装置に投入する前に、沸騰した水に生分解性樹脂を浸水させる方法が提案されている。しかし、この方法では沸騰水に浸水した後に脱水などの工程が必要であり、また処理に時間がかかるという問題があった。
特開２００２−２９３９８２号公報

本発明は、上記の問題を解決し、生分解性樹脂を含有する成形物を、迅速かつ安全に分解処理する方法を提供することを課題とするものである。

本発明者らは、生分解性樹脂を含有する成形物を予め１００℃以上の水蒸気に５分間以上接触させることによって、その後の微生物方式のコンポスト化装置による分解処理が迅速になることを見出し、本発明を完成した。すなわち本発明は、生分解性樹脂を含有する成形物を微生物方式のコンポスト化装置によって分解処理する方法において、前記成形物をコンポスト化装置にて処理する前に、１００℃以上の水蒸気に５分間以上接触させることを特徴とする生分解性樹脂を含有する成形物の分解処理方法を要旨とするものである。

本発明の分解処理方法により、生分解性樹脂を含有する成形物を、迅速かつ安全に分解処理することができる。

本発明に適用される生分解性樹脂としては、ポリ乳酸やポリブチレンサクシネートなどに代表される脂肪族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに脂肪族ジカルボン酸などを共重合した芳香族−脂肪族ポリエステルなどが挙げられる。特に、ポリ乳酸や芳香族−脂肪族ポリエステルは、コンポスト化装置での分解速度が遅いことが問題となっているが、本発明の方法により、迅速かつ安全に分解処理して廃棄するすることができる。

本発明における成形物とは、上記生分解性樹脂を含有してなる成形物であり、フィルム、繊維、スパンボンドなどが挙げられ、粉砕物、チップ、粉粒体などの形状のものも含まれる。

本発明は、生分解性樹脂を含有する成形物を、微生物系のコンポスト化装置にて処理する前に、１００℃以上の水蒸気により５分間以上の前処理を行うことが肝要である。

生分解性樹脂の分解機構は、一般に２段階で行われる。すなわち、生分解性樹脂は、初期段階として加水分解により分子量低下が起こり、後期段階として微生物の酵素分解により炭酸ガスと水へと分解される。従って、加水分解による分子量低下が起こらない場合には微生物による分解が進行しないため、生分解性樹脂の分解速度は一般に加水分解速度が律速となる。加水分解速度は生分解性樹脂の組成に依存するため、生分解性樹脂の種類によってはコンポスト化装置で速やかに分解するものから、加水分解速度が遅いために、コンポスト化装置での分解が非常に遅く、１〜２ヶ月にわたってコンポスト中に蓄積してしまうものもある。

そこで、本発明では、生分解性樹脂を含有する成形物を、コンポスト化装置に投入する前に、高温の水蒸気を処理する（吹き付ける）ことにより、加水分解を促進し、生分解性樹脂の分子量を低下させるので、続くコンポスト化装置での分解をより加速させることを可能とした。

生分解性樹脂を含有する成形物を処理する際に使用する水蒸気は、温度が１００℃以上であることが必要であり、１３０℃以上の過熱水蒸気であることが好ましい。水蒸気の温度が１００℃より低いと、生分解性樹脂を加水分解させる効果が小さく、コンポスト処理速度を加速する程度が低くなる。また、水蒸気の温度の上限は特に限定しないが、コスト、安全性等を考慮して、２００℃以下が好ましい。

また、本発明では、生分解性樹脂を含有する成形物を水蒸気にて処理する時間は、５分以上であることが必要であり、１０分以上であることが好ましい。水蒸気にて生分解性樹脂を処理する時間が５分より短いと、生分解性樹脂の加水分解が十分に進行せず、コンポスト処理速度を加速する程度が低くなる。また、処理時間の上限は特に限定しないが、コストや処理効率などを考慮して、３０分以下が好ましい。

さらに、本発明では、生分解性樹脂を含有する成形物を水蒸気にて処理する際には、該成形物の温度が９０℃以上、好ましくは１００℃以上になるように、水蒸気量を調整することが好ましい。成形物の温度が９０℃未満では、生分解性樹脂の加水分解が十分に進行せず、コンポスト処理速度を加速する程度が低くなる。

本発明における水蒸気処理は、微生物方式のコンポスト化装置に投入する前であればいつでもよく、コンベア等で連続的に水蒸気処理を行ってもよく、また、攪拌翼などが付いたサイロ等へ投入して水蒸気処理を行った後に、コンポスト装置へ投入するバッチ式であってもよい。

また、本発明では、水蒸気処理を行った後の成形物をロータリーカッター式破砕機などで、粉砕した後に、コンポスト化装置へ投入することも好ましい。粉砕することで、成形物の表面積が増大するため、コンポスト化処理の速度が加速する。また、水蒸気処理を行った成形物は、非常に脆くなっているため、ロータリーカッター等の刃を痛めることがなく、比較的容易に粉砕することができる。

微生物方式のコンポスト化装置には、処理する生分解性樹脂の種類により、特殊な微生物類が用いられているが、本発明により前処理された生分解性樹脂であれば、微生物の代謝サイクルに取り込まれ易くなっており、一般的なコンポスト化装置を使用することができる。

水蒸気処理を行った後の成形物は、単体でコンポスト化装置に投入するのではなく、有機性廃棄物（生ゴミ等）と共に投入することが好ましい。これらと共に投入することにより、微生物の最適活動環境維持が容易となり、ごみ処理性能の改善が図られる。本発明の方法により得られたコンポストは、堆肥として使用することができる。

以下実施例によって本発明を詳しく説明するが、これらに限定されるものではない。なお実施例における分解度の測定法は次の通りである。

分解度：
コンポスト分解試験後のサンプルの形状を目視で観察し、以下の基準で分解度を判定した。
◎：ほぼ分解されており、形状を維持していない。
○：ほとんど分解されているが、一部、形状を維持している。
△：一部が分解されているが、ほとんど初期の形状を維持している。
×：形状に全く変化がない。

実施例１
生分解性樹脂としてポリ乳酸樹脂（カーギル社製、ネーチャーワークス)を用い、これを５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのプレート状に成形した。この成形物に１３０℃の過熱水蒸気を、１０ｃｍ離れた蒸気噴出口から、１０分間吹き付け、成形物の温度を１２１℃に維持した。その後、微生物方式のコンポスト装置に投入し、コンポスト装置に投入した５日後の生分解性樹脂の分解度を観察した。結果を表１に示す。

実施例２〜３、比較例１〜２
水蒸気の温度、水蒸気処理の時間を変更した以外は実施例１と同様にして、コンポスト下での生分解性樹脂の分解度を観察した。結果を表１に示す。

比較例３
水蒸気処理を行わない以外は、実施例１と同様にして、コンポスト下での生分解性を観察した。結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の実施例１〜３は、コンポスト化装置での分解が、従来の未処理の物に比べて、非常に早いものであった。一方、比較例１〜３は、水蒸気の温度や処理時間が本発明の要件を満たさないために、水蒸気処理による生分解樹脂の加水分解が十分ではなく、分解速度向上の効果は小さいものであった。

Claims (1)

1. 生分解性樹脂を含有する成形物を微生物方式のコンポスト化装置によって分解処理する方法において、前記成形物をコンポスト化装置にて処理する前に、１００℃以上の水蒸気に５分間以上接触させることを特徴とする生分解性樹脂を含有する成形物の分解処理方法。