JP2921465B2 - 難燃性樹脂組成物の無害化処理方法 - Google Patents

難燃性樹脂組成物の無害化処理方法

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JP2921465B2 JP2665096A JP2665096A JP2921465B2 JP 2921465 B2 JP2921465 B2 JP 2921465B2 JP 2665096 A JP2665096 A JP 2665096A JP 2665096 A JP2665096 A JP 2665096A JP 2921465 B2 JP2921465 B2 JP 2921465B2
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンチモン及びそ
の化合物と無機充填材とを含有する難燃性樹脂組成物か
らなる廃棄物から、アンチモンの溶出を防止する無害化
処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器用等で使用されるプラスチック
製品や部品の多くには、難燃剤として有機ハロゲン化合
物,難燃助剤としてアンチモン酸化物が添加されてお
り、これらを含有する製品廃棄物や、製品の製造工程で
副生する製造廃棄物の発生量は膨大な量であり、その安
全な処理方法の開発が問題となっている。
【0003】従来、これらの廃棄物の大部分は、そのま
ま埋め立て処分されるか、通常の焼却炉で焼却した後に
埋め立て処理されている。他の有害重金属、例えば水
銀,鉛,カドミウムや、ひ素等を含む廃棄物では、焼却
後の残渣を電気炉,プラズマ式溶融炉,高周波溶融炉や
アーク溶融炉等の加熱炉を用いてスラグ化させる無害化
処理が行われているが、アンチモンに関する溶出防止処
理技術は見当たらない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】アンチモンを含有する
プラスチック廃棄物をそのまま埋め立てる場合、埋め立
て用地の確保と、埋め立て後の廃プラスチックスからの
アンチモンの溶出による地下水汚染の問題があった。通
常の焼却炉で燃焼しても、減容化により埋め立て用地確
保の負担は軽減するが、焼却残渣からのアンチモンの溶
出量は減少せず、むしろ地下水の汚染を高くするという
危険性があった。
【0005】本発明の目的は、難燃性樹脂組成物の廃棄
物からの、アンチモンの溶出を防止する難燃性樹脂組成
物の無公害化処理方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る難燃性樹脂組成物の無化処理方法
は、三酸化アンチモン及び四酸化アンチモン等のアンチ
モン化合物と無機充填材とを含有する難燃性樹脂組成物
を、樹脂の熱分解し得る温度を下限とし、かつ950℃
を上限とする温度範囲で燃焼或いは熱分解して減容し、
その回収した熱分解残渣を、ガラス固化させることによ
って、廃棄物からのアンチモンの溶出を防止するもので
ある。
【0007】また前記回収した熱分解残渣中の無機充填
材がガラス化し易い物質である場合のガラス固化処理に
おいて、単一成分もしくは複数成分のガラス化剤を熱分
解残渣中に添加し、添加剤と無機充填材とが共融してガ
ラス化する温度を下限とし、かつ950℃を上限とする
温度範囲で加熱保持し、熱分解残渣中の無機充填材自身
のガラス固化により、アンチモンの溶出量を低減させる
ものである。
【0008】また回収された熱分解残渣に対するガラス
化剤が単一成分である場合、その添加量は、1〜5重量
%である。
【0009】また回収された熱分解残渣に対するガラス
化剤の成分が複数種からなる場合、その添加量は、1〜
20重量%である。
【0010】また前記回収した熱分解残渣中の無機充填
材がガラス化し難い物質である場合のガラス固化処理に
おいて、熱分解残渣中にガラス材料を添加し、ガラスが
溶融する温度を下限とし、かつ950℃を上限とする温
度範囲で加熱保持することにより、添加したガラスのみ
を溶融させ、これに残渣を包含させることによって、ア
ンチモンの溶出量を低減させるものである。
【0011】また前記ガラス化剤の熱分解残渣に対する
添加量は、10重量%以上、望ましくは40重量%であ
る。
【0012】
【作用】本発明の難燃性樹脂組成物とは、難燃助剤の三
酸化アンチモンを含有し、無機充填材,エポキシ樹脂,
フェノール樹脂,シリコーン樹脂,硬化促進剤や難燃剤
のハロゲン化エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂
組成物を指し、例えば、電子部品の封止工程で副生する
カル・ランナーなどの製造廃棄物や電子部品の製品廃棄
物である。
【0013】本発明の無機充填材とは、無機物の粉体や
繊維状のものを指し、結晶質シリカ,溶融シリカ,アル
ミナ,窒化珪素,炭酸カルシウムやタルクなどの粉体や
繊維、或いは繊維を切断したもの、及びこれら2種類以
上の混合物が挙げられる。
【0014】本方法における難燃性樹脂組成物の熱分解
条件は、樹脂が酸化分解して十分減容する500℃を下
限とし、三酸化アンチモンの酸化反応で形成する、難溶
解性の四酸化アンチモンが安定に存在できる950℃を
上限とする。500℃以下では樹脂の不完全燃焼で十分
な減容が行えないことに加え、樹脂の不完全燃焼で生じ
たカーボンによって、三酸化アンチモンは金属アンチモ
ンへと還元され、アンチモンの溶出量を増加させ、また
950℃以上では、四酸化アンチモンが熱分解して三酸
化物に戻り、溶出量の増加を引き起こすこととなり、ア
ンチモンの溶出を防止することにはならない。
【0015】本方法における難燃性樹脂組成物を熱分解
するための燃焼炉は、樹脂の酸化分解に必要な酸素濃度
を維持でき、加熱温度を500℃以上950℃以下の範
囲で設定保持できれば、その方式は限定されず、電気
炉,誘導加熱炉,バーナー炉などが挙げられる。
【0016】請求項2に記載のガラス剤とは、ホウ酸,
リン酸,ソーダ,カリ,石灰,マグネシヤ,酸化バリウ
ム等であって、シリカのような無機充填材と共融してガ
ラス化する物質であれば、特にその種類は限定されず、
単一成分の場合、その添加量は1〜5重量%、複数成分
の場合の添加剤の総量は1〜20重量%の範囲が好まし
い。それ以上添加すると、アンチモンがガラス化して逆
に溶出し易くなる。
【0017】請求項5に記載のガラス材料とは、軟化温
度が950℃以下のガラスであれば、その種類の限定は
なく、カレット等のガラス屑や、ガラスを充填材として
含有する廃棄物や、その焼却残渣も利用できる。ガラス
材料の形状も特に限定しないが、熱分解残渣の表面を均
一に且つ、短時間で効果的に溶融包含させるには、粉末
もしくは繊維状が望ましい。ガラス材料の添加量は特に
限定はないが、好ましくは10重量%以上、さらに好ま
しくは40重量%が望ましい。
【0018】本方法におけるガラス固化温度は、ガラス
化剤と無機充填材とが共融する温度、或いは添加したガ
ラス材料が軟化し始める温度を下限とし、かつ950℃
を上限とする温度範囲内にある。その下限温度以下では
残渣がガラス固化せず、また950℃以上では、四酸化
アンチモンが熱分解して三酸化物へ変化して、いずれの
場合もアンチモンの溶出量を増加させる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について説明す
る。
【0020】本発明に係る難燃性樹脂組成物の無害化処
理方法は、アンチモン及びその化合物と無機充填材とを
含有する難燃性樹脂組成物を、樹脂の熱分解し得る温度
を下限とし、かつ950℃を上限とする温度範囲で燃焼
或いは熱分解して減容し、その回収した熱分解残渣を、
ガラス固化させることによって、廃棄物からのアンチモ
ンの溶出を防止するものである。
【0021】前記回収した熱分解残渣中の無機充填材が
ガラス化し易い物質である場合のガラス固化処理におい
て、単一成分もしくは複数成分のガラス化剤を熱分解残
渣中に添加し、添加剤と無機充填材とが共融してガラス
化する温度を下限とし、かつ950℃を上限とする温度
範囲で加熱保持し、熱分解残渣中の無機充填材自身のガ
ラス固化により、アンチモンの溶出量を低減させる。
【0022】また前記回収した熱分解残渣中の無機充填
材がガラス化し難い物質である場合のガラス固化処理に
おいて、熱分解残渣中にガラス材料を添加し、ガラスが
溶融する温度を下限とし、かつ950℃を上限とする温
度範囲で加熱保持することにより、添加したガラスのみ
を溶融させ、これに残渣を包含させることによって、ア
ンチモンの溶出量を低減させる。
【0023】次に本発明の実施例について説明する。
【0024】表2に、実施例1〜24を示す。実施例1
〜5は樹脂の熱分解温度,実施例6〜8はガラス固化温
度,実施例9〜12はEガラス添加量のみをそれぞれ変
化させ、ガラス材料を添加・加熱保持してガラス固化さ
せた場合である。同様に、実施例13〜17は樹脂の熱
分解温度,実施例18〜20はガラス固化温度,実施例
21〜24は炭酸ソーダの添加量のみを変化させ、ガラ
ス化剤を添加・加熱保持してガラス固化させた場合であ
る。
【0025】実施例1〜24で行った、難燃性樹脂組成
物の熱分解は、表1に示した組成からなるICパッケー
ジの成形残渣を粉砕機を用いて1〜5mmに粉砕し、そ
の粉砕物を石英ボート(幅20mm,長さ100mm,
高さ10mm)に10g乗せ、管状電気高温炉(石塚電
気製作所製IDH型)を用い、昇温速度10℃毎分,空
気の送気量3リットル毎分で、表2に示した条件で熱分
解を行った。熱分解残渣のガラス固化は、熱分解残渣に
ガラス材料としてEガラス,ガラス化剤として炭酸ソー
ダを混合し、これを約10g磁製るつぼ(外径25m
m,高さ30mm)に移し、マッフル炉(ヤマト科学製
FP40型)内に設置して空気中(自然対流)で昇温速
度10℃毎分で、表2の加熱条件で加熱し、60分間保
持し、自然冷却して行った。
【0026】ガラス固化物からのアンチモンの抽出、及
びアンチモン濃度の定量は、それぞれ環境庁告示13号
で規定された浸透試験法の簡易試験、即ちガラス固化物
をるつぼから取り出した後に乳鉢を用いて粗解砕し、篩
を用いて粒径を1〜5mmに調整し、この試料5gに5
0ccの純水を加えpHを整えた後、室温で6時間振機
を用いて振とうさせ抽出し、その抽出液の上澄み液を1
μmのガラスフィルターで濾過し、その濾液中のアンチ
モン濃度を、原子吸光分析法(島津ICPS−1000
型)で定量した。
【0027】比較のため、実施例1〜12において、難
燃性樹脂組成物の熱分解温度を500℃より低い場合と
950度より高くした場合を比較例1〜4とし、ガラス
固化温度のみを500℃以下975℃以上にした場合を
比較例5〜8とし、Eガラス添加量のみを10重量%未
満で変化させたときを比較例9〜13とする。また実施
例13〜24において、難燃性樹脂組成物の熱分解温度
を500℃より低い場合と950度より高くした場合を
比較例13〜16とし、ガラス固化温度のみを550℃
以下975℃以上とした場合を比較例17〜20とし、
ガラス化剤添加量のみを0及び5重量%よりも多くした
ときを比較例21〜24とする。これらについての難燃
性樹脂組成物の熱分解,ガラス固化、及びアンチモンの
抽出及び定量は、実施例1と同様の手順及び装置を用い
て行った。この結果を表3に示す。
【0028】
【表1】
【0029】表2及び表3から明らかなように、難燃性
樹脂組成物の熱分解温度を500〜950℃とし、かつ
ガラス固化温度をガラス材料及びガラス化剤の融点以上
950℃以下の加熱条件で、ガラス材の添加量を10重
量%以上、あるいは単一のガラス化剤の添加量を1〜5
重量%に調節することによって、ガラス固化物からのア
ンチモンの溶出量を大幅に低減できることがわかった。
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明の方法によれば、ア
ンチモンを含有する難燃性樹脂組成物を950℃以下で
燃焼及びガラス固化させることにより、廃棄物の減容と
ガラス固化物からのアンチモンの溶出量を低減し、さら
に従来法と比較して処理温度を大幅に低くさせることが
でき、その結果、処理エネルギーのコストダウンを図る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B09B 3/00 B29B 17/00 B29K 105:26

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三酸化アンチモン及び四酸化アンチモン
    等のアンチモン化合物と無機充填材とを含有する難燃性
    樹脂組成物を、樹脂の熱分解し得る温度を下限とし、か
    つ950℃を上限とする温度範囲で燃焼或いは熱分解し
    て減容し、その回収した熱分解残渣を、ガラス固化させ
    ることによって、廃棄物からのアンチモンの溶出を防止
    することを特徴とする難燃性樹脂組成物の無害化処理方
    法。
  2. 【請求項2】 前記回収した熱分解残渣中の無機充填材
    がガラス化し易い物質である場合のガラス固化処理にお
    いて、 単一成分もしくは複数成分のガラス化剤を熱分解残渣中
    に添加し、添加剤と無機充填材とが共融してガラス化す
    る温度を下限とし、かつ950℃を上限とする温度範囲
    で加熱保持し、熱分解残渣中の無機充填材自身のガラス
    固化により、アンチモンの溶出量を低減させることを特
    徴とする請求項1に記載の難燃性樹脂組成物の無害化処
    理方法。
  3. 【請求項3】 回収された熱分解残渣に対するガラス化
    剤が単一成分である場合、その添加量は、1〜5重量%
    であることを特徴とする請求項2に記載の難燃性樹脂組
    成物の無害化処理方法。
  4. 【請求項4】 回収された熱分解残渣に対するガラス化
    剤の成分が複数種からなる場合、その添加量は、1〜2
    0重量%であることを特徴とする請求項2に記載の難燃
    性樹脂組成物の無害化処理方法。
  5. 【請求項5】 前記回収した熱分解残渣中の無機充填材
    がガラス化し難い物質である場合のガラス固化処理にお
    いて、 熱分解残渣中にガラス材料を添加し、ガラスが溶融する
    温度を下限とし、かつ950℃を上限とする温度範囲で
    加熱保持することにより、添加したガラスのみを溶融さ
    せ、これに残渣を包含させることによって、アンチモン
    の溶出量を低減させることを特徴とする請求項1に記載
    の難燃性樹脂組成物の無害化処理方法。
  6. 【請求項6】 前記ガラス化剤の熱分解残渣に対する
    加量は、10重量%以上、望ましくは40重量%である
    ことを特徴とする請求項5に記載の難燃性樹脂組成物の
    無害化処理方法。
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