JP2010012636A - 樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを分離する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】壁紙廃材を構成する樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体から、樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを分離する方法を提供すること。
【解決手段】上記方法は、樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体に対して、水性媒体中で紙繊維を離解する処理を含むことを特徴とする。前記紙繊維を離解する処理は、好ましくはボールミルによる叩く処理または離解機による揉む処理によって行われる。
【選択図】なし

Description

本発明は、壁紙廃材を構成する樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体から、樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを分離する方法に関する。

一般的な建築用の壁紙は、樹脂製シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体（通常は二層体）として構成される。壁紙の生産量は年間７億平方メートルであり、このうちの９０％は塩化ビニルを含むものであり、塩化ビニル樹脂からなる層とパルプ繊維からなる層とを張り合わせたタイプが多い。
壁紙廃材は、製造工場内や新築現場からの端材、リフォームや解体時に排出されるものが挙げられる。このうち、解体現場から排出される壁紙廃材は、石膏ボード表面に付着したものがある。
壁紙廃材に含まれる樹脂を再利用するには、余分な付着物である紙を完全に取り除かなければならない。一方、壁紙廃材に含まれる紙を故紙原料として再利用するには、付着した樹脂を完全に取り除かなければならない。
しかし、この分離が難しいことから、製造工場内や新築現場からの端材についてはリサイクル率は１％未満にとどまっており、石膏ボード表面に付着した壁紙については、埋立て処分するしか方法がない。
従来技術では、樹脂層と紙層とからなる積層体から、樹脂と紙とを分離回収する技術が知られていないため、これらをそれぞれ再利用することがなされていないのが現状である。
特開平１０−２８６５５３号公報 特開２０００−２５４５３１号公報 特許第３２２１９３９号明細書

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、壁紙廃材を構成する樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体から、樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを分離する方法を提供することにある。

本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、
樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体に対して、水性媒体中で紙繊維を離解する処理を施す工程を含むことを特徴とする、樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを分離する方法によって達成される。

本発明の方法によれば、壁紙廃材を構成する樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体から、樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを、容易な方法によって分離回収することができる。
本発明の方法により分離回収された樹脂シートまたは樹脂フィルム、および紙は、再生樹脂材料および故紙原料として、それぞれ好適に使用することができる。

本発明の方法に供される、樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体としては、製造工場内や新築現場からの端材、リフォームや解体時に排出される壁紙の廃材を挙げることができる。
このうち、解体時に排出される壁紙廃材は、石膏ボード廃材の表面に付着した状態で排出された後、この石膏ボード廃材から芯材を除去したものであることが好ましい。石膏ボード廃材から芯材を分離するには、公知の方法によって行うことができ、例えば特許文献１（特開平１０−２８６５５３号公報）、特許文献２（特開２０００−２５４５３１号公報）などに記載された方法によることができる。これらの方法により芯材を分離され、回収されたボード原紙に対して更に特許文献３（特許第３２２１９３９号明細書）に記載された方法などの処理を施し、回収ボード原紙に微量に残存する付着石膏の量を、更に減じたものであってもよい。

本発明の方法に供される積層体における樹脂としては、壁紙の表層に使用されているものであればよく、特に限定されないが、例えばポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、共役ジエン（共）重合体、スチレン（共）重合体等を挙げることができる。樹脂シートまたは樹脂フィルムの厚さは、任意の値であってよいが、例えば５０〜５００μｍであることができ、更に１００〜３００μｍであることができる。
本発明の方法に供される積層体における紙層は、壁紙の構成材料としての紙のみからなるものであってもよく、あるいは壁紙の構成材料としての紙のほかに石膏ボード廃材のボード原紙が付着したものであってもよい。
本発明の方法に供される積層体における樹脂シートまたは樹脂フィルムに対する紙層の量としては、樹脂と紙との合計に対して、好ましくは１０〜８０質量％であり、より好ましくは３０〜６０質量％である。
本発明の方法に供される積層体の大きさは問わないが、例えば１０〜２００ｍｍ程度の破砕片を用いることができる。

本発明の方法において、上記の如き積層体に対して、水性媒体中において、紙の繊維を離解する処理が施される。ここで、「離解」とは、絡まった状態にある複数の繊維につき、これを構成する各繊維をそれぞれ単一の繊維として取り出せる程度にほぐすことをいう。この離解処理により各繊維は好ましくは切断されず、その繊維の長さは維持される。この離解処理は、好ましくは叩く処理または揉む処理によることができる。
上記叩く処理とは、上記積層体に対して、ボール、ハンマー等の衝撃子により打撃を加える処理をいい、例えばボールミル、ビーズミル、ハンマークラッシャー等により行うことができる。
上記揉む処理とは、上記積層体にずり応力を加えることをいい、例えば離解機、揉捻機、叩解機等により、行うことができる。

離解処理を叩く処理により行う場合には、ボールミルを用いて行うことが好ましく、一方揉む処理によって行う場合には、離解機を用いて行うことが好ましい。紙を離解する処理がボールミルによる叩く処理であると、樹脂シートまたは樹脂フィルムに対してせん断応力をほとんどかけずに紙を理解することができる。このため、樹脂シートまたは樹脂フィルムの小さな破砕片の生成を防止できるため、特に好ましい。
離解処理は、好ましくは５〜６０分、より好ましくは１０〜３０分行われる。
上記離解処理は水性媒体中で行われる。かかる離解処理を水性媒体中で行うことにより、離解された紙繊維は離解されると同時に水系媒体中にほぐれ出ることとなり、効率的に行えることとなる。
上記水性媒体としては、水が好ましい。

上記水性媒体中は、所望に応じて界面活性剤、消泡剤、ｐＨ調整剤等の添加剤を含有していてもよい。
上記界面活性剤は、離解処理の時間を短縮する目的で上記水性媒体に添加することができる。かかる界面活性剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性財等を挙げることができる。これらのうち、ノニオン系界面活性剤が好ましく使用でき、ＨＬＢが８〜１５のノニオン系界面活性剤がより好ましく、特に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ニルエーテル等が好ましい。界面活性剤の使用割合としては、水性媒体の全体に対して、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは０．１〜５質量％である。この範囲の使用割合とすることにより、水生媒体から大量の気泡が発生する不具合を生じずに、紙繊維の離解時間を短縮する効果を達成することができる。なお、気泡の発生に対しては、消泡剤の添加で対応することも可能である。

上記水性媒体の液性はアルカリ性であることが好ましい。ｐＨを調整する際の、ｐＨ調整剤としては、例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等を挙げることができる。本発明の方法に供される積層体が、解体現場から排出された、石膏が付着した壁紙廃材である場合には、水性媒体中における紙を離解する処理を経ることによって、異臭を発生する場合がある。これに対して、アルカリ性に調整した水性媒体を使用することによって、異臭を防止することができる。この効果は、アルカリ性であれば発現するため、特に強アルカリである必要はない。よって、上記水性媒体は、ｐＨが８〜９の弱酸性領域に調整されていることが好ましい。この範囲のｐＨに調整することによって、強アルカリに飛散による危険性を回避し、異臭の発生を防止できる利点が得られる。

離解処理を行う際の上記水性媒体の温度としては、３０〜９０℃であることが好ましく、特に４０〜６０℃であることがより好ましい。このような温度の水性媒体を使用することにより、離解された紙繊維がより効率的に水系媒体中にほぐれ出ることとなり、好ましい。離解処理中に水性媒体の温度が上昇する処理装置（例えばボールミルなど）を用いる場合には、水性媒体の初期温度を設定するにあたって処理による上昇分を考慮することが好ましい。
離解処理を行う際に使用される水性媒体の割合は、積層体１０質量部に対して、好ましくは１００質量部以上であり、より好ましくは１２０〜３００質量部であり、特に１５０〜２００質量部であることが好ましい。
この範囲の使用割合とすることにより、離解処理の効率と、離解された紙繊維が水性媒体中にほぐれ出る効率とを、ともに高くすることができる。

上記紙を離解する処理を連続工程で行う場合、水性媒体の流速を適当に調整することによって、原型を残した樹脂シートまたは樹脂フィルムと離解された紙繊維を安定的にボールミル外に排出することができる。連続で処理を行う場合は、滞留時間分布を考慮して、ボールミルを２器以上直列で接続して処理することが好ましい。
離解処理によって得られるこれらの混合物は、次いで分離処理に供される。この分離処理は、ふるい、浮遊分離、沈降分離等の適宜の方法によることができる。
上記の如き離解処理によって、積層体の紙部分は、これを構成する紙繊維が離解され、実質的に短繊維にほぐされた状態で、樹脂シートまたは樹脂フィルムから離脱することとなる。一方、樹脂シートまたは樹脂フィルム部分は、上記離解処理によって、付着していた紙層は除去されるけれども、樹脂の可とう性のためにシートまたはフィルムの大きさとしては、実質的に処理前の大きさが維持されることとなる。従って、離解処理によって得られるこれらの混合物は、次いで機械的なふるい処理を行うことによって、大きな樹脂部分はふるい上に残り、ほぐされた紙繊維はふるい下に落下することとなり、単純かつ容易に、紙繊維と樹脂とをほぼ完全に分離することができる。
上記ふるい処理に用いられるふるいの目の大きさは、好ましくは１〜１０ｍｍであり、より好ましくは２〜５ｍｍである。
上記ふるい処理は、水洗しながら行うことが好ましい。これにより、静電気による分離効率の低下を避けることができるとともに、上記離解処理を水性媒体中で行った場合には、特にふるい上に残る樹脂部分に付着残存する水性媒体中の添加剤を除去することができる。

一方、浮遊分離処理、沈降分離処理は、上記の場合に適用できるほか、離解処理後の樹脂と紙繊維との大きさに顕著な差が生じない場合でも適用することができる。
このようにして分離回収された紙繊維は、付着していた樹脂シートまたは樹脂フィルムのほとんどが除去されたものである。本発明の方法により分離回収された紙繊維に含まれる樹脂量は、例えば３質量％以下とすることができ、更に１質量％以下とすることができる。また、本発明の方法により分離回収された紙繊維は、実質的に短繊維にほぐされているが、処理前の初期長さを実質的に維持しているため、故紙原料として有効に使用することができる。
一方、上記のようにして分離回収された樹脂シートまたは樹脂フィルムは、紙繊維をほとんど含まないものである。本発明の方法により分離回収された樹脂シートまたは樹脂フィルムに含まれる紙の量は、例えば１質量％以下とすることができ、更に０．５質量％以下とすることができる。従って、本発明の方法により分離回収された樹脂シートまたは樹脂フィルムは、樹脂の材料として好適に再使用することができる。

以下、実施例により、本発明の方法の効果を検証する。

実施例１
解体現場から排出された、石膏ボード廃材から芯材を除去して得られた、大きさ２０〜１００ｍｍ程度の壁紙廃材片（ポリ塩化ビニル層および紙層からなる積層体であって、３０質量％のポリ塩化ビニルおよび７０質量％の紙を含有する。）５質量部を、ノニオン系界面活性剤として（株）花王製の品名「エマルゲン１１０８」１質量部を含有する温度６０℃の水溶液１００質量部に投入し、ここに水酸化ナトリウムを加えてｐＨを８に調整した。
この全量を回転式のボールミルに投入し、３０分間離解処理を行った。
離解処理後の混合物を、ふるい目５ｍｍの振動ふるい機に投入し、水洗しながらふるい処理を行ったところ、ふるい上にはポリ塩化ビニルが残留し、一方ふるい下には繊維状の紙が分離された。これらふるい上およびふるい下に分離されたポリ塩化ビニルおよび紙を、それぞれ乾燥した。
上記ふるい上に残留したポリ塩化ビニルには、わずかの紙繊維が混入していた。これを手作業で分離してその重量を測定したところ、ふるい上に残存した紙は、ポリ塩化ビニルに対して０．１質量％以下であった。また、ふるい下の紙繊維中にはわずかのポリ塩化ビニル片が混入していた。これを手作業で分離してその重量を測定したところ、ふるい下に落下したポリ塩化ビニル片は、紙繊維に対して１質量％以下であった。

Claims (7)

1. 樹脂シートまたは樹脂フィルムと、紙層とからなる積層体に対して、水性媒体中で紙繊維を離解する処理を施す工程を含むことを特徴とする、樹脂シートまたは樹脂フィルムと紙とを分離する方法。
2. 紙繊維を離解する処理が叩く処理によるものであり、該叩く処理がボールミルによって行われる、請求項１に記載の方法。
3. 紙繊維を離解する処理が揉む処理によるものであり、該揉む処理が離解機によって行われる、請求項１に記載の方法。
4. 水性媒体が、ノニオン系界面活性剤を含有する、請求項１に記載の方法。
5. 水性媒体の温度が、３０〜９０℃である、請求項１に記載の方法。
6. 水溶性媒体が、アルカリ性である、請求項１に記載の方法。
7. 紙繊維の離解処理に続いてふるい処理を行うことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。