JP2006096799A - 舗装材用プラスチック組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃ＰＥＴをできるだけ低コストで大量に処理でき、且つ所望の特性を備えた高価な舗装材用プラスチック組成物（舗装用バインダ、アスファルト改質材等）を提供する。
【解決手段】 １種又は２種以上の多価アルコール及び／又は糖類と廃ＰＥＴとを触媒の存在下でエステル反応させてなる。ここで、粘着力の高い組成物を得ようとする場合は多価アルコールとしてはペンタエリスリトールを併用するのが良く、反応時間を短縮させたい場合はグリセリンを使用するのが良い。
【選択図】 なし

Description

この発明は、一般廃棄物及び産業廃棄物としての廃ＰＥＴを主原料として生成する粘性を備えた舗装材用プラスチック組成物（舗装用バインダー、アスファルト改質材）の製造方法に関するものである。

近年、使用済みのペットボトル（以下、「廃ＰＥＴ」という。）等の一般廃棄物及び産業廃棄物が社会に大量に排出されて問題になっている。これらの廃棄物は各種のルートを通じて収集され、そのまま廃棄物処理場に投棄されたり、単に燃料として燃やされたり、別の製品として再利用されたりしている。

しかし、ペットボトルは石油を原料とするポリエチレンテレフタレートから作られており、限りある石油資源を有効に利用するという見地から考えると、これらの廃棄物をそのまま投棄したり、単に燃料として燃やすのは好ましくない。元の製品に戻すか、それができなければ別の製品に再利用するのが好ましい。また、ＣＯ_２による地球温暖化を防止するという見地からも、これらの石油資源を燃料として燃やしてしまうのは好ましくない。

廃ＰＥＴについては、別の製品に再利用する方法の一つとして、廃ＰＥＴを破砕し、これをアスファルトに混ぜて改質アスファルトを得る方法が種々提案されている。この方法は廃ＰＥＴを低コストで大量に処理できるという利点がある。

この方法の特許出願の例としては、例えば、特開２００３−０１２９３２号公報、特開２００３−１６５９００号公報等に挙げられたものがある。
特開２００３−０１２９３２号公報 特開２００３−１６５９００号公報

しかしながら、上記廃ＰＥＴの処理法は、付加価値、商品価値の高いものを生み出すものではなく、廃ＰＥＴの有効利用という観点では充分に満足の行くものではなかった。

この発明は、かかる実情に鑑み、廃ＰＥＴを付加価値、商品価値の高い組成物に変換させることにより、廃ＰＥＴをできるだけ有効に利用できるようにすることを目的とするものである。

この発明に係る舗装材用プラスチック組成物は、廃ＰＥＴと、１種又は２種以上の多価アルコール及び／又は糖類とをエステル交換させてなるものである。

ここで、廃ＰＥＴとは、ポリエチレンテレフタレート樹脂で作られたペットボトル等を主な原料とする合成樹脂廃棄物をいう。廃棄物であるから純粋なＰＥＴ以外の合成樹脂廃棄物等も若干は含まれる。

前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−ジメチロールシクロヘキサンを使用することができる。

前記多価アルコールとしては０ｗｔ％〜１０ｗｔ％のペンタエリスリトールを併用してもよい。多価アルコールとして０ｗｔ％〜１０ｗｔ％のペンタエリスリトールを併用した場合は、形成された舗装材用プラスチック組成物の粘着力が高くなるからである。舗装材用プラスチック組成物を形成する際に、蒸留工程は有った方がより有利であるが、無くても使用可能なものが得られる。

前記多価アルコールとしてグリセリンを用いてもよい。グリセリンを用いると反応時間を著しく短縮できるからである。ここで、舗装材用プラスチック組成物を形成する際に、蒸留工程は無い方がよい。また、ペンタエリスリトールを併用した方がより優れている。

前記触媒としては、例えばアルカリ金属の炭酸塩、酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、酸化物、酢酸マンガン、酢酸亜鉛、テトラブチルチタン酸塩、酢酸カルシウム、三酸化アンチモン（III）、 三酸化ジブチルすず（IV）、酢酸アンチモン、グリコール酸アンチモン、テトラプロピルチタン酸を使用することができる。

上記説明では、１種又は２種以上の多価アルコール又は糖類と廃ＰＥＴとをエステル交換させて舗装材用プラスチック組成物を生成させているが、水酸基を２以上有する１種又は２種以上の有機化合物と廃ＰＥＴとをエステル交換させて舗装材用プラスチック組成物を生成させてもよい。

なお、前記有機化合物は、バージン材料だけでなく廃棄物も使用することができる。例えばグリセリンの場合、廃食油からのバイオディーゼル燃料製造時に発生する粗製グリセリンを挙げることができる。

この発明によって得られた舗装材用プラスチック組成物は適度な粘性を備えており、舗装用バインダやアスファルト改質材として使用することができる。

この発明によれば、廃ＰＥＴを主原料に用いて、舗装用バインダーやアスファルト改質材として求められる諸特性を備えた舗装材用プラスチック組成物を低コストで容易に得ることができるという効果がある。

また、多価アルコールとして０ｗｔ％〜１０ｗｔ％のペンタエリスリトールを併用した場合は、粘着力の高い舗装材用プラスチック組成物を得ることができるという効果がある。

また、多価アルコールとしてグリセリンを用いた場合は、エステル交換の反応時間を著しく短縮できるという効果がある。

また、エステル交換をさせた後、多価アルコール及び／又は糖類の種類によっては蒸留によって除去する除去工程を設けた場合、舗装用バインダーやアスファルト改質材として求められる諸特性の更に良好な舗装材用プラスチック組成物が得られるという効果がある。

廃ＰＥＴを付加価値、商品価値の高い組成物に変換させることにより、廃ＰＥＴをできるだけ有効に利用できるようにするという目的を、エステル交換という簡単な反応を利用することにより実現した。

実施例１：ＰＥＴ５０ｗｔ％、トリエチレングリコール４９．８ｗｔ％、ペンタエリスリトール０．２ｗｔ％を混合し、さらに触媒としてＰＥＴに対して０．１ｗｔ％の酢酸亜鉛を添加して得られた混合物を窒素ガス雰囲気下で、２７０℃、６ｈｒ保持することによりエステル交換反応をさせた。さらに、２７５℃、０．５ｍｍＨｇ、７ｈｒ減圧蒸留してエチレングリコールと余剰トリエチレングリコールを除去し、舗装材用プラスチック組成物を得た。

この舗装材用プラスチック組成物のタフネス・テナシティ試験を行ったところ、表１に示す通りであり、この舗装材用プラスチック組成物は改質アスファルトＩＩ型の規格値を満たしており、舗装用バインダやアスファルト改質材として十分に使用できることがわかる。

実施例２：ＰＥＴ８０ｗｔ％、グリセリン２０ｗｔ％を混合し、さらに触媒としてＰＥＴに対して０．１ｗｔ％の酢酸亜鉛を添加して得られた混合物を窒素ガス雰囲気下で２５０℃、１０ｍｉｎ保持することによりエステル交換反応をさせ、舗装材用プラスチック組成物を得た。

この舗装材用プラスチック組成物をストレートアスファルトに５ｗｔ％添加し、タフネス・テナシティ試験を行ったところ、表１に示す通りであり、この舗装材用プラスチック組成物は改質アスファルトＩ型の規格値を満たしており、舗装用バインダやアスファルト改質材として十分に使用できることがわかる。

製造条件によっては粘着力ないし接着力の高い合成樹脂組成物が得られるので、そのような合成樹脂組成物は安価な接着剤又はその原料としての用途にも適用できる。

この発明の実施例１の方法を示す工程図である。

Claims (6)

1. 廃ＰＥＴと、１種又は２種以上の多価アルコール及び／又は糖類とを触媒の存在下でエステル交換させて舗装材用プラスチック組成物を得ることを特徴とする舗装材用プラスチック組成物の製造方法。
2. 前記多価アルコール及び／又は糖類として０ｗｔ％〜１０ｗｔ％のペンタエリスリトールを併用したことを特徴とする請求項１に記載の舗装材用プラスチック組成物の製造方法。
3. 前記多価アルコール及び／又は糖類としてグリセリンを使用したことを特徴とする請求項１又は２に記載の舗装材用プラスチック組成物の製造方法。
4. 前記エステル交換の後、前記多価アルコール及び／又は糖類を蒸留によって除去する除去工程を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の舗装材用プラスチック組成物の製造方法。
5. 舗装材用プラスチック組成物が舗装用バインダであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の舗装材用プラスチック組成物の製造方法。
6. 舗装材用プラスチック組成物がアスファルト改質材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の舗装材用プラスチック組成物の製造方法。
   

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