JP3069688B2 - プラスチック多層成形品の分解方法及び付加重合体固形物の油化方法 - Google Patents

プラスチック多層成形品の分解方法及び付加重合体固形物の油化方法

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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (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、縮合重合体フィル
ム層と付加重合体フィルム層とを接着剤層を介して積層
したプラスチック多層成形品の分解方法及び付加重合体
固形物の油化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラスチック多層フィルムを再利用する
ための方法が既に提案されている。特開平3−2371
43号公報では、ポリエチレン層、接着層、ナイロン層
からなる多層フィルムに低分子量ポリエチレンを添加し
て、ポリエチレン層とナイロン層の相溶性を向上させ
て、多層フィルム全体を均一相ポリマーにしてフィルム
として再生する方法が提案されている。しかしながら、
この方法の場合には、多層フィルムを構成する各ポリマ
ーを単一成分のポリマーあるいは単一成分のポリマーを
合成するための原料モノマーとして回収することはでき
ず、複数のポリマーが混じり合った相溶性成分ポリマー
としてのみ回収される。このため、その用途は大幅に限
定されることになる。また、特表平7−500121号
公報では、プラスチックの複数廃棄物を逐次温度を上げ
ながら熱分解することで、モノマーまたは高価値生成物
を分離回収する方法が提案されている。しかしながら、
この方法で採用されている熱分解反応では、加熱中に複
雑なラジカル反応が進行して、複数プラスチック廃棄物
中から特定成分のみを選択的に分解・回収することが困
難であり、分解生成物の分離・精製に多くのエネルギー
を必要とする。また一般に、熱分解プロセスでは多量の
チャー(炭素質成分)の生成が避けられず、目的成分の
回収率の低下、チャーの混入による生成物の性状の劣
化、反応器やラインの閉塞等の問題を引き起こす。更
に、この従来の方法では、回収率を上げるために触媒を
必要とし、その場合、処理するプラスチックの種類によ
って触媒と支持体の種類を変える必要があること、触媒
として高温下でアルカリを使用する場合には、分解装置
の腐食が著しいといった問題もある。更に、前記特許公
報で取り扱っている縮合重合体のナイロン−6に関して
は、既に酸あるいはアルカリ触媒を使用した加水分解が
知られている。しかし、触媒を用いた場合の生成物はε
−アミノカプロン酸であり、ナイロン−6の原料とする
ためには、その後、ε−カプロラクタムにする工程が必
要なこと、使用済みの触媒を含む廃酸あるいは廃アルカ
リを処理することが必要など、プロセスが複雑になり、
多くのエネルギーが求められる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、縮合重合体
フィルム層と付加重合体フィルム層とを接着剤層を介し
て積層したプラスチック多層成形品を、触媒を使わず
に、再利用可能な成分に分解する方法を提供することを
その課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、縮合重合体フィルム
層と付加重合体フィルム層とを接着剤層を介して積層し
プラスチック多層成形品の細片化物を、該細片化物1
重量部当り5〜100重量部の割合の該付加重合体が溶
融するが分解しない温度の高温・高圧水と接触させて、
該縮重合体フィルムをモノマー成分にまで分解させ、
中に溶解させるとともに、該付加重合体フィルムを未分
解固形物として水中に移行させた後、該付加重合体フィ
ルムの未分解固形物を該縮重合体フィルムの分解により
生成したモノマーを含む水中から分離回収し、得られた
分離水からそれに含まれる該縮重合体フィルムの分解に
より生成したモノマーを分離回収することを特徴とする
プラスチック多層成形品の分解方法が提供される。ま
た、本発明によれば、前記方法で得られた付加重合体か
らなる固形物を、その固形物の分解温度以上の高温・高
圧水と接触させて分解油化させることを特徴とする付加
重合体固形物の油化方法が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で用いる被処理原料は、縮
合重合体フィルム層と付加重合体フィルム層とを接着剤
層を介して積層したプラスチック多層成形品の細片化物
である。この場合の縮重合体は、加水分解可能のもので
あればどのようなものでもよい。このようなものとして
は、ナイロン(ポリアミド)、ポリアミドイミド、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイ
ミド、ポリエーテルイミド等が挙げられる。一方、付加
重合体としては、従来公知の各種のもの、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペ
ンテン、プロピレン/エチレン共重合体等のポリオレフ
ィン系樹脂;スチレン等のポリスチレン系樹脂の他、A
BS樹脂、エチレン/塩ビ共重合体樹脂、エチレン/酢
ビコポリマー、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ブタ
ジエン樹脂、フッ素樹脂、メタクリル樹脂等が挙げられ
る。
【0006】本発明で用いるプラスチック多層成形品
(以下、単に成形品とも言う)には、フィルムやシート
の他、それからの成形品、例えば、容器等の各種成形品
が包含される。この成形品には、使用後の廃棄物の他、
成形に際しての不良品等が包含される。本発明において
は、被処理原料として用いられる成形品は、切断や被砕
され細片化物とされる。この細片化物には、切断による
帯状細片や、破砕による細片等が包含される。
【0007】本発明の方法は、前記成形品の細片化物を
高温・高圧水と接触させる工程を含む。この接触工程は
各種の方式で実施されるが、一般的には、成形品の細片
化物と水を反応容器に充填し、その内部の空気を除去す
るか、あるいは窒素系の不活性ガスで置換した後に密閉
し、その後この反応容器を加熱器にて503〜723
K、好ましくは553〜643Kの温度まで加熱するこ
とによって実施される。その時、反応容器内の圧力は、
水の臨界温度647Kまではその時の温度に対応する水
蒸気圧であり、臨界温度以上では、臨界圧力(22.1
MPa)〜40MPa、好ましくは臨界圧力(22.1
MPa)〜30MPaである。5分から120分、好ま
しくは10分から90分の反応時間の経過後、成形品中
の縮合重合体フィルム層は、その高温・高圧水により加
水分解されてモノマーを生成する。一方、もう一方の成
分の付加重合体フィルム層は、分解せずに単一成分ポリ
マーとして水中に存在する。即ち、成形品中の付加重合
体フィルム層は、その高温水による高温加熱により溶融
化されるが、この溶融と前記縮重合体フィルム層の加水
分解の両者の作用により、縮重合体フィルム層から脱離
し、水中に移行する。前記加熱温度は、付加重合体が溶
融するが熱分解されない温度に保持される。水中におけ
る付加重合体の形態は、粒子状ないし塊状である。前記
接触工程において、水の使用量は、成形品の細片化物1
重量部当り、5〜100重量部、好ましくは10〜50
重量部の割合である。
【0008】前記接触分解工程において、縮合重合体か
ら生成したモノマーは、蒸留、晶析等の通常の分離操作
によって容易に回収・精製することができる。また、付
加重合体は分解されることなく単一成分ポリマーとして
水中に残っているために、水中から固形物として分離さ
れ、再利用される。また、回収された付加重合体は、こ
れをその分解温度以上の高温・高圧水により処理するこ
とによって、分解・油化して、油状成分として回収する
ことも可能である。この場合の付加重合体の好ましい分
解条件を示すと、その反応温度は573〜743K、好
ましくは623〜743Kであり、その反応圧力は水の
臨界温度まではその時の温度に対応する水蒸気圧、臨界
温度以上では、臨界圧力(22.1MPa)〜40MP
a、好ましくは臨界圧力(22.1MPa)〜30MP
aである。
【0009】
【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
する。なお、以下の実施例では、多層成形品として、厚
さ60μmの外層のポリエチレン層(数平均分子量9
0,000の直鎖状低密度ポリエチレンと数平均分子量
100,000の低密度ポリエチレンとの重量比2:1
の混合物)と厚さ60μmの内層のポリエチレン層(数
平均分子量100,000の低密度ポリエチレン)との
間に、接着層(不飽和脂肪酸変性低密度ポリエチレン系
接着性樹脂)を介して厚さ40μmのポリアミド(ナイ
ロン−6)層(数平均分子量30,000)を挾んだ全
体の厚さ170μmの多層フィルムを使用した。
【0010】実施例1 上述の多層フィルム0.3gと水約9gを分解反応器に
充填し、反応温度603K、この時の水の蒸気圧(1
2.8MPa)からなる反応圧力において、反応時間2
0分〜60分で多層フィルムの分解を行い、次いで反応
器を冷却した。その結果、生成物として、ナイロン−6
の分解から生成したモノマーであるε−カプロタクタム
と、ナイロン−6を含まない単一成分のポリエチレンを
得た。その実験結果を表1に示す。実施例No.1〜3
に示すように反応時間が長くなるにつれて、ε−カプロ
ラクタムの回収率は増大し、60分では95%近く回収
できた。また、今回の分解条件では未分解のナイロン−
6は存在しないので、ε−カプロラクタムとして回収で
きなかったものはオリゴマーとして液相中に存在してい
る。一方、元素分析により固体成分は純粋なポリエチレ
ンであることを確認した。以上の結果から、当該分解条
件では、高純度ε−カプロラクタムと高純度ポリエチレ
ンを高回収率で得ることが出来た。
【0011】
【表1】
【0012】実施例2 上述の多層フィルム0.3gと水8〜9gを分解反応器
に充填し、反応温度573〜613K、この時の水の蒸
気圧からなる反応圧力において、反応時間30分で多層
フィルムの分解を行った結果、生成物として、ナイロン
−6の分解から生成したモノマーであるε−カプロラク
タムと、ナイロン−6を含まない単一成分のポリエチレ
ンを得た。その実験結果を表2に示す。実施例No.4
以外では、ε−カプロラクタム、ポリエチレンともに高
純度かつ高回収率であり、反応後、生成物を分析した結
果、液相中からはε−カプロラクタムしか検出されず、
固体成分にもポリエチレン以外の不純物は確認されなか
った。一方、実施例No.4では、回収されたポリエチ
レンは高純度のものであったが、ε−カプロラクタムの
回収率は低かった。その主な理由は、ナイロン−6の分
解反応の一部が反応中間体のオリゴマーでとどまってい
るためである。実施例No.5、6に示すように、更に
温度を上げるとオリゴマーは分解し、ε−カプロラクタ
ムの回収率が増大した。
【0013】
【表2】
【0014】実施例3 ポリエチレン、ε−カプロラクタムともに高回収率が得
られた実施例No.2と6の分解実験後のポリエチレン
の油化を検討した。そのポリエチレンを反応温度693
K、反応圧力27MPaの超臨界水で反応時間240分
で分解・油化を行った結果と、反応温度723K、反応
圧力30MPaの超臨界水で反応温度60分で分解・油
化を行った結果を表3に示す。実施例No.7、8に示
すように、反応温度を上げるとより短い反応時間でも油
分の回収率は高かった。
【0015】
【表3】
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、縮重合体フィルム層と
付加重合体フィルム層を接着剤層を介して積層したプラ
スチック多層成形品から、その縮重合体をモノマーとし
て、及びその付加重合体を未分解の固形物として高率で
回収することができる。また、本発明によれば、前記の
ようにして得られた付加重合体固形物は、効率良く分解
油化させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡島 いづみ 北海道札幌市中央区南10条西8丁目1番 22号 北海道リサイクル環境開発株式会 社内 (56)参考文献 特開 平5−271328(JP,A) 特開 平10−67991(JP,A) 特開 平9−78072(JP,A) 特表 平7−500121(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 11/00 - 11/28 B29B 17/00 - 17/02 C10G 1/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縮合重合体フィルム層と付加重合体フィ
    ルム層とを接着剤層を介して積層したプラスチック多層
    成形品の細片化物を、該細片化物1重量部当り5〜10
    0重量部の割合の該付加重合体が溶融するが分解しない
    温度の高温・高圧水と接触させて、該縮重合体フィル
    モノマー成分にまで分解させ、水中に溶解させるとと
    もに、該付加重合体フィルムを未分解固形物として水中
    に移行させた後、該付加重合体フィルムの未分解固形物
    を該縮重合体フィルムの分解により生成したモノマーを
    含む水中から分離回収し、得られた分離水からそれに含
    まれる該縮重合体フィルムの分解により生成したモノマ
    ーを分離回収することを特徴とするプラスチック多層成
    形品の分解方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の分解方法で得られた付加重合
    体からなる固形物を、その固形物の分解温度以上の高温
    ・高圧水と接触させて分解油化させることを特徴とする
    付加重合体固形物の油化方法。
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US11124707B2 (en) * 2019-12-17 2021-09-21 Saudi Arabian Oil Company Production of liquid hydrocarbons from polyolefins by supercritical water
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KR20240023119A (ko) 2021-06-18 2024-02-20 유비이 가부시키가이샤 수지 혼합체의 분리 회수 방법
CN118103438A (zh) * 2021-10-29 2024-05-28 东丽株式会社 热塑性树脂的制造方法

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