JP3359559B2 - プラスチックの処理方法および該処理方法で得られる固体燃料、鉱石用還元剤 - Google Patents
プラスチックの処理方法および該処理方法で得られる固体燃料、鉱石用還元剤Info
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- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉砕が容易なプラ
スチック処理物を得ることが可能なプラスチックの処理
方法に関し、さらには、ポリ塩化ビニルなどの塩素含有
プラスチックを含むプラスチックを、実質的に塩素を含
有しないプラスチック処理物に転化することが可能なプ
ラスチックの処理方法、および該処理方法で得られる固
体燃料、鉱石用還元剤に関する。
スチック処理物を得ることが可能なプラスチックの処理
方法に関し、さらには、ポリ塩化ビニルなどの塩素含有
プラスチックを含むプラスチックを、実質的に塩素を含
有しないプラスチック処理物に転化することが可能なプ
ラスチックの処理方法、および該処理方法で得られる固
体燃料、鉱石用還元剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の廃プラスチックの有効利用の一つ
の解決手段として、廃プラスチックから固体燃料を製造
する方法が考えられる。これは、プラスチックは、微粉
化することによって燃焼性が飛躍的に向上し、有用な燃
料資源となり得るからである。
の解決手段として、廃プラスチックから固体燃料を製造
する方法が考えられる。これは、プラスチックは、微粉
化することによって燃焼性が飛躍的に向上し、有用な燃
料資源となり得るからである。
【０００３】プラスチックを固体燃料に転化する従来の
技術は、例えば「プラスチックス Vol.47, No.7, p60」
に解説されているように、プラスチックを直接粉砕機で
微粉砕するものである。しかし、この方法の場合、堅い
プラスチックを１〜２mmの粒度にまで粉砕しなければな
らず、しかもこの粉砕に多大の時間と費用を要し、ま
た、繊維状やフィルム状のプラスチックは粉砕が困難な
ため、別途溶融固化後に粉砕しなければならず、工程が
複雑になるなどの問題があった。
技術は、例えば「プラスチックス Vol.47, No.7, p60」
に解説されているように、プラスチックを直接粉砕機で
微粉砕するものである。しかし、この方法の場合、堅い
プラスチックを１〜２mmの粒度にまで粉砕しなければな
らず、しかもこの粉砕に多大の時間と費用を要し、ま
た、繊維状やフィルム状のプラスチックは粉砕が困難な
ため、別途溶融固化後に粉砕しなければならず、工程が
複雑になるなどの問題があった。
【０００４】さらに、ポリ塩化ビニルなどの塩素を含有
するプラスチックは、焼却すると有害物質であるダイオ
キシンを発生し、加熱処理を行うと塩化水素ガスが発生
して容器や配管を腐食させるため、他のプラスチックと
は別にして、熱処理などによって脱塩化水素する必要が
ある。このため、溶媒を用いてプラスチックを処理する
方法が提案されている。
するプラスチックは、焼却すると有害物質であるダイオ
キシンを発生し、加熱処理を行うと塩化水素ガスが発生
して容器や配管を腐食させるため、他のプラスチックと
は別にして、熱処理などによって脱塩化水素する必要が
ある。このため、溶媒を用いてプラスチックを処理する
方法が提案されている。
【０００５】すなわち、石油類や鉱物油中でプラスチッ
クを処理する方法が開示されている（特公昭57− 16160
号公報、特公昭52− 38594号公報参照）。しかし、上記
した方法で得られた固体は、膨潤状態であり、粉砕が困
難で、しかも得られた固体の粉砕時や粉砕後に凝集し易
く、また、このため配管で輸送する場合に閉塞を生じ易
い。
クを処理する方法が開示されている（特公昭57− 16160
号公報、特公昭52− 38594号公報参照）。しかし、上記
した方法で得られた固体は、膨潤状態であり、粉砕が困
難で、しかも得られた固体の粉砕時や粉砕後に凝集し易
く、また、このため配管で輸送する場合に閉塞を生じ易
い。
【０００６】すなわち、上記した従来の方法では、燃焼
性に優れ、また取扱いの容易な微粉の固体燃料を得るこ
とが困難である。また、上記した方法で使用する溶媒は
石油系の溶媒が主であり、石油系の溶媒は特にポリ塩化
ビニルの溶解力が低く、脱塩化水素の速度が遅い。さら
に、溶解力が低いため、ポリマー鎖の切断が生じ難く、
ポリマー鎖の絡み合いもほぐれ難いため、得られる固体
の粉砕性が良好でない。
性に優れ、また取扱いの容易な微粉の固体燃料を得るこ
とが困難である。また、上記した方法で使用する溶媒は
石油系の溶媒が主であり、石油系の溶媒は特にポリ塩化
ビニルの溶解力が低く、脱塩化水素の速度が遅い。さら
に、溶解力が低いため、ポリマー鎖の切断が生じ難く、
ポリマー鎖の絡み合いもほぐれ難いため、得られる固体
の粉砕性が良好でない。
【０００７】また、廃塩化ビニルを溶媒中に溶解し、溶
媒を除去してポリ塩化ビニルを再生する方法（国際公開
番号 W 094/06854号公報参照）が開示されているが、目
的が塩化ビニルの再生なので、脱塩酸が生じないよう
に、かつポリ塩化ビニルの構造が崩れないように低温で
処理されている。したがって、この再生材は、塩素を含
有すること、低温処理であるので、粉砕しづらいことな
ど、固体燃料とするには当然のことながら適さない。
媒を除去してポリ塩化ビニルを再生する方法（国際公開
番号 W 094/06854号公報参照）が開示されているが、目
的が塩化ビニルの再生なので、脱塩酸が生じないよう
に、かつポリ塩化ビニルの構造が崩れないように低温で
処理されている。したがって、この再生材は、塩素を含
有すること、低温処理であるので、粉砕しづらいことな
ど、固体燃料とするには当然のことながら適さない。
【０００８】また、廃プラスチックを溶媒と混合し、そ
の混合物を分解反応に処し、プラスチックを最終的には
液体燃料化、またはガス化する技術が開示されているが
（特公昭52− 22672号公報、特開平７−207279号公報、
特開平８− 81685号公報参照）、これらの方法は、当然
ながら固体燃料を得る技術ではない。
の混合物を分解反応に処し、プラスチックを最終的には
液体燃料化、またはガス化する技術が開示されているが
（特公昭52− 22672号公報、特開平７−207279号公報、
特開平８− 81685号公報参照）、これらの方法は、当然
ながら固体燃料を得る技術ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、フィルム類が混合していても
処理が可能で、さらには、脱塩化水素処理も同時に行
え、粉砕が容易なプラスチック処理物を得ることが可能
なプラスチックの処理方法、および該処理方法による固
体燃料、鉱石用還元剤を提供することを目的とする。
来技術の問題点を解決し、フィルム類が混合していても
処理が可能で、さらには、脱塩化水素処理も同時に行
え、粉砕が容易なプラスチック処理物を得ることが可能
なプラスチックの処理方法、および該処理方法による固
体燃料、鉱石用還元剤を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記した
目的を達成するために各種方法を検討する過程で、プラ
スチックと石炭系タールおよび／または石炭系タールの
蒸留留出分とを 150℃以上の温度で混合状態とし、プラ
スチックを溶解および／または膨潤させることで、ポリ
マー鎖の切断が生じ、ポリマー鎖の絡み合いもほぐれ、
冷却、固化後に、粉砕し易いプラスチック処理物に転化
できることを見出した。
目的を達成するために各種方法を検討する過程で、プラ
スチックと石炭系タールおよび／または石炭系タールの
蒸留留出分とを 150℃以上の温度で混合状態とし、プラ
スチックを溶解および／または膨潤させることで、ポリ
マー鎖の切断が生じ、ポリマー鎖の絡み合いもほぐれ、
冷却、固化後に、粉砕し易いプラスチック処理物に転化
できることを見出した。
【００１１】特に本発明では、石炭系タールおよび／ま
たは石炭系タールの蒸留留出分を用いることが重要であ
る。すなわち、石炭系タール、石炭系タールの蒸留留出
分は、プラスチックの溶解性に優れ、本発明によれば、
これらを用いることによって、ポリマー鎖の切断やポリ
マー鎖の絡み合いがほぐれ易くなり、粉砕し易い固体燃
料を得ることが可能となった。
たは石炭系タールの蒸留留出分を用いることが重要であ
る。すなわち、石炭系タール、石炭系タールの蒸留留出
分は、プラスチックの溶解性に優れ、本発明によれば、
これらを用いることによって、ポリマー鎖の切断やポリ
マー鎖の絡み合いがほぐれ易くなり、粉砕し易い固体燃
料を得ることが可能となった。
【００１２】さらに、本発明によれば、石炭系タール、
石炭系タールの蒸留留出分は、ポリ塩化ビニルを溶解し
易く、熱処理時に脱塩化水素し易いため、ポリ塩化ビニ
ルも他のプラスチックと一緒に処理することが可能とな
った。すなわち、第１の発明は、プラスチック： 100重
量部と、石炭系タールおよび／または石炭系タールの蒸
留留出分：５〜40重量部とを、 150℃以上の温度で混合
状態とし、プラスチックを溶解および／または膨潤させ
た後、冷却、固化することを特徴とするプラスチックの
処理方法である。
石炭系タールの蒸留留出分は、ポリ塩化ビニルを溶解し
易く、熱処理時に脱塩化水素し易いため、ポリ塩化ビニ
ルも他のプラスチックと一緒に処理することが可能とな
った。すなわち、第１の発明は、プラスチック： 100重
量部と、石炭系タールおよび／または石炭系タールの蒸
留留出分：５〜40重量部とを、 150℃以上の温度で混合
状態とし、プラスチックを溶解および／または膨潤させ
た後、冷却、固化することを特徴とするプラスチックの
処理方法である。
【００１３】第２の発明は、プラスチック： 100重量部
と、石炭系タールおよび／または石炭系タールの蒸留留
出分：５〜40重量部とを、 150℃以上の温度で混合状態
とし、プラスチックを溶解および／または膨潤させた
後、冷却、固化し、その後、粉砕を施すことを特徴とす
るプラスチックの処理方法である。前記した第１の発
明、第２の発明においては、プラスチックを溶解および
／または膨潤させて得られた処理物を、前記混合状態時
の処理温度から冷却開始後10分以内に100 ℃以下に冷
却、固化することが好ましい。
と、石炭系タールおよび／または石炭系タールの蒸留留
出分：５〜40重量部とを、 150℃以上の温度で混合状態
とし、プラスチックを溶解および／または膨潤させた
後、冷却、固化し、その後、粉砕を施すことを特徴とす
るプラスチックの処理方法である。前記した第１の発
明、第２の発明においては、プラスチックを溶解および
／または膨潤させて得られた処理物を、前記混合状態時
の処理温度から冷却開始後10分以内に100 ℃以下に冷
却、固化することが好ましい。
【００１４】また、前記した第１の発明、第２の発明に
おいては、前記石炭系タールの蒸留留出分が、粗ナフサ
油、ナフタレン洗浄油、クレオソート油およびアントラ
セン油の中から選ばれる１種以上であることが、より好
ましい。さらに、前記した第１の発明、第２の発明は、
前記プラスチックが、該プラスチック中に塩素含有プラ
スチックを含むプラスチックの処理方法として、より好
ましく適用される。
おいては、前記石炭系タールの蒸留留出分が、粗ナフサ
油、ナフタレン洗浄油、クレオソート油およびアントラ
セン油の中から選ばれる１種以上であることが、より好
ましい。さらに、前記した第１の発明、第２の発明は、
前記プラスチックが、該プラスチック中に塩素含有プラ
スチックを含むプラスチックの処理方法として、より好
ましく適用される。
【００１５】また、前記した第１の発明、第２の発明に
おいては、プラスチックを溶解および／または膨潤させ
て得られた処理物中の不溶分を除去し、その後、冷却、
固化することが好ましい。第３の発明は、前記した第１
の発明、第２の発明のプラスチックの処理方法で得られ
たプラスチック処理物である固体燃料である。
おいては、プラスチックを溶解および／または膨潤させ
て得られた処理物中の不溶分を除去し、その後、冷却、
固化することが好ましい。第３の発明は、前記した第１
の発明、第２の発明のプラスチックの処理方法で得られ
たプラスチック処理物である固体燃料である。
【００１６】第４の発明は、前記した第１の発明、第２
の発明のプラスチックの処理方法で得られたプラスチッ
ク処理物である鉱石用還元剤である。
の発明のプラスチックの処理方法で得られたプラスチッ
ク処理物である鉱石用還元剤である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、本発明に係わる
プラスチック、石炭系タール、石炭系タールの蒸留留出
分、混合、加熱工程、不溶分の除去工程、冷却、固化工
程、粉砕工程の順に、さらに詳細に説明する。 〔プラスチック：〕本発明の対象とするプラスチック
は、バージン材プラスチック以外に、都市ゴミ、産業廃
棄物などに含まれる廃プラスチックや容器包装材料、お
よび電機製品、自動車などの解体の過程で発生する廃プ
ラスチックなどが例示される。
プラスチック、石炭系タール、石炭系タールの蒸留留出
分、混合、加熱工程、不溶分の除去工程、冷却、固化工
程、粉砕工程の順に、さらに詳細に説明する。 〔プラスチック：〕本発明の対象とするプラスチック
は、バージン材プラスチック以外に、都市ゴミ、産業廃
棄物などに含まれる廃プラスチックや容器包装材料、お
よび電機製品、自動車などの解体の過程で発生する廃プ
ラスチックなどが例示される。
【００１８】具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートお
よびナイロンやその他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂な
ど全てのものが適用可能であり、上記プラスチックの内
のいずれか１種のみを用いることもできるし、２種以上
を用いることもできる。
ンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートお
よびナイロンやその他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂な
ど全てのものが適用可能であり、上記プラスチックの内
のいずれか１種のみを用いることもできるし、２種以上
を用いることもできる。
【００１９】特に、本発明によれば、プラスチックに含
まれる塩素などのハロゲン元素は、処理中に塩化水素な
どのハロゲン化水素となり、分離が容易になるため、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど塩素を含有する
塩素含有プラスチックが含まれていてもよい。したがっ
て、本発明によれば、廃プラスチックの選別が不要であ
り、この点でも、極めて有利である。
まれる塩素などのハロゲン元素は、処理中に塩化水素な
どのハロゲン化水素となり、分離が容易になるため、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど塩素を含有する
塩素含有プラスチックが含まれていてもよい。したがっ
て、本発明によれば、廃プラスチックの選別が不要であ
り、この点でも、極めて有利である。
【００２０】すなわち、本発明の方法に従って処理を行
うと、実質的に塩素などのハロゲン元素をほとんど含ま
ないプラスチック処理物を得ることができる。また、本
発明で用いるプラスチックの形状寸法は、粗く粉砕した
ものでよく、10cm角程度の大きさで十分であり、一般的
な廃プラスチックでは、改めて粉砕する必要がなく、回
収されたままの状態で処理可能であり、フィルム状、シ
ート状、繊維状のプラスチックもそのままの形で処理で
きる。
うと、実質的に塩素などのハロゲン元素をほとんど含ま
ないプラスチック処理物を得ることができる。また、本
発明で用いるプラスチックの形状寸法は、粗く粉砕した
ものでよく、10cm角程度の大きさで十分であり、一般的
な廃プラスチックでは、改めて粉砕する必要がなく、回
収されたままの状態で処理可能であり、フィルム状、シ
ート状、繊維状のプラスチックもそのままの形で処理で
きる。
【００２１】細かく破砕した方が加熱が容易になるが、
その分、破砕のコストは高くなる。 〔石炭系タール、石炭系タールの蒸留留出分：〕本発明
においては、石炭系タールおよび／または石炭系タール
の蒸留留出分を用いる。これらは単独で用いても良く、
二種類以上を用いても良い。
その分、破砕のコストは高くなる。 〔石炭系タール、石炭系タールの蒸留留出分：〕本発明
においては、石炭系タールおよび／または石炭系タール
の蒸留留出分を用いる。これらは単独で用いても良く、
二種類以上を用いても良い。
【００２２】本発明においては、プラスチックの熱処理
時に 150℃以上に加熱するため、石炭系タールの蒸留留
出分としては、沸点が 150℃以上のものを用いることが
好ましいが、沸点が 150℃未満のものであっても、 150
℃以上かつ加圧条件下で用いることができる。また、混
合物系の石炭系タールおよび／または石炭系タールの蒸
留留出分を用いる場合は、10重量％留出温度が 150℃以
上のものを用いるのが好ましい。
時に 150℃以上に加熱するため、石炭系タールの蒸留留
出分としては、沸点が 150℃以上のものを用いることが
好ましいが、沸点が 150℃未満のものであっても、 150
℃以上かつ加圧条件下で用いることができる。また、混
合物系の石炭系タールおよび／または石炭系タールの蒸
留留出分を用いる場合は、10重量％留出温度が 150℃以
上のものを用いるのが好ましい。
【００２３】石炭系タールの蒸留留出分としては、粗ナ
フサ油、ナフタレン洗浄油、クレオソート油およびアン
トラセン油の中から選ばれる１種以上を用いることが、
より好ましい。石炭系タールおよび／または石炭系ター
ルの蒸留留出分の添加量の合計量は、プラスチック 100
重量部に対して５〜40重量部であり、より好ましくは、
プラスチック 100重量部に対して７〜30重量部であり、
さらに好ましくは、プラスチック 100重量部に対して10
〜20重量部である。
フサ油、ナフタレン洗浄油、クレオソート油およびアン
トラセン油の中から選ばれる１種以上を用いることが、
より好ましい。石炭系タールおよび／または石炭系ター
ルの蒸留留出分の添加量の合計量は、プラスチック 100
重量部に対して５〜40重量部であり、より好ましくは、
プラスチック 100重量部に対して７〜30重量部であり、
さらに好ましくは、プラスチック 100重量部に対して10
〜20重量部である。
【００２４】添加量が５重量部未満の場合、脱塩化水素
が生じにくく、また、熱処理物の粘度が高くなり取り扱
い難くなる。逆に、添加量が40重量部超えの場合は、得
られるプラスチック処理物中に液体成分が増加し、熱処
理、冷却、固化で得られる塊状物の粉砕時や粉砕後のプ
ラスチック処理物に凝集が生じ易くなり、粉砕品を空気
輸送などによって配管内を移送する時に閉塞などの問題
が生じる。
が生じにくく、また、熱処理物の粘度が高くなり取り扱
い難くなる。逆に、添加量が40重量部超えの場合は、得
られるプラスチック処理物中に液体成分が増加し、熱処
理、冷却、固化で得られる塊状物の粉砕時や粉砕後のプ
ラスチック処理物に凝集が生じ易くなり、粉砕品を空気
輸送などによって配管内を移送する時に閉塞などの問題
が生じる。
【００２５】〔混合、加熱工程：〕プラスチックと石炭
系タールおよび／または石炭系タールの蒸留留出分（以
下溶媒とも記す）とを、 150℃以上の温度で混合状態と
する。プラスチックと溶媒とを 150℃以上の温度で混合
状態にする方法は特には限定されない。
系タールおよび／または石炭系タールの蒸留留出分（以
下溶媒とも記す）とを、 150℃以上の温度で混合状態と
する。プラスチックと溶媒とを 150℃以上の温度で混合
状態にする方法は特には限定されない。
【００２６】例えば、室温でプラスチックと溶媒とを混
合した後、 150℃以上の温度に加熱、昇温しても良い
し、プラスチックと溶媒のどちらか一方または両方を 1
50℃以上の温度に加熱、昇温した後、混合しても良い。
本発明においては、プラスチックと溶媒を混合し、プラ
スチックを溶解および／または膨潤せしめる。
合した後、 150℃以上の温度に加熱、昇温しても良い
し、プラスチックと溶媒のどちらか一方または両方を 1
50℃以上の温度に加熱、昇温した後、混合しても良い。
本発明においては、プラスチックと溶媒を混合し、プラ
スチックを溶解および／または膨潤せしめる。
【００２７】混合系は完全な均一系にならなくてもよ
く、一部に溶解しきれない固形物が残っていてもよい。
本発明においては、前記したように処理温度は 150℃以
上と規定する。本発明によれば、 150℃以上の温度と
し、溶媒中で、プラスチックを溶解および／または膨潤
させることによって、プラスチックの結合の一部が熱に
より切れるか、またはプラスチック分子鎖の絡み合いが
ほぐされ、その結果、冷却後に得られるプラスチック処
理物の強度が低下し、プラスチック処理物の微粉砕が容
易になる。
く、一部に溶解しきれない固形物が残っていてもよい。
本発明においては、前記したように処理温度は 150℃以
上と規定する。本発明によれば、 150℃以上の温度と
し、溶媒中で、プラスチックを溶解および／または膨潤
させることによって、プラスチックの結合の一部が熱に
より切れるか、またはプラスチック分子鎖の絡み合いが
ほぐされ、その結果、冷却後に得られるプラスチック処
理物の強度が低下し、プラスチック処理物の微粉砕が容
易になる。
【００２８】さらに、本発明によれば、異種のプラスチ
ック同士を混合、溶融すると、冷却後に得られるプラス
チック処理物の微粉砕がより容易となる。これは、異種
のプラスチック同士を混合、溶融すると、内部の配列が
不規則になり靱性が損なわれ、その結果、冷却後に得ら
れる固体燃料の強度が低下するためと考えられる。
ック同士を混合、溶融すると、冷却後に得られるプラス
チック処理物の微粉砕がより容易となる。これは、異種
のプラスチック同士を混合、溶融すると、内部の配列が
不規則になり靱性が損なわれ、その結果、冷却後に得ら
れる固体燃料の強度が低下するためと考えられる。
【００２９】処理温度が 150℃未満では、冷却後に得ら
れるプラスチック処理物の硬さは元のプラスチックと殆
ど変わらず、その微粉砕が困難である。処理温度が高い
程、前記した結合の切断などがより多く生じると考えら
れ、冷却後に得られるプラスチック処理物の粉砕性が良
好となるが、処理温度が過剰に高いとプラスチックのガ
ス化や油化によって、冷却後の目的とする固体の収率が
低下する。
れるプラスチック処理物の硬さは元のプラスチックと殆
ど変わらず、その微粉砕が困難である。処理温度が高い
程、前記した結合の切断などがより多く生じると考えら
れ、冷却後に得られるプラスチック処理物の粉砕性が良
好となるが、処理温度が過剰に高いとプラスチックのガ
ス化や油化によって、冷却後の目的とする固体の収率が
低下する。
【００３０】本発明においては、ポリ塩化ビニルなどの
塩素含有プラスチックから脱塩素し、塩化水素を発生さ
せるためにも、 150℃以上の加熱処理を行うことが好適
である。150℃未満の温度では脱塩化水素の反応速度が
遅く、実用的でない。ただし、逆に処理温度が高く、脱
塩化水素の反応速度が速すぎるとプラスチックのガス化
や油化によって、目的とするプラスチック処理物の収率
が低下する。
塩素含有プラスチックから脱塩素し、塩化水素を発生さ
せるためにも、 150℃以上の加熱処理を行うことが好適
である。150℃未満の温度では脱塩化水素の反応速度が
遅く、実用的でない。ただし、逆に処理温度が高く、脱
塩化水素の反応速度が速すぎるとプラスチックのガス化
や油化によって、目的とするプラスチック処理物の収率
が低下する。
【００３１】ポリ塩化ビニルは加熱によって塩化水素を
脱離し、炭素質を生成しやすくなる。上記した塩化水素
の脱離が生じる温度は、通常 250℃以上とされている
が、本発明において石炭系タール、石炭系タールの蒸留
留出分を溶媒として用いた場合は、 200℃以下でも脱塩
化水素が生じ易く、かつ脱塩化水素の速度も速いという
優れた効果が得られる。
脱離し、炭素質を生成しやすくなる。上記した塩化水素
の脱離が生じる温度は、通常 250℃以上とされている
が、本発明において石炭系タール、石炭系タールの蒸留
留出分を溶媒として用いた場合は、 200℃以下でも脱塩
化水素が生じ易く、かつ脱塩化水素の速度も速いという
優れた効果が得られる。
【００３２】したがって、本発明において処理温度は 1
50℃以上と規定するが、その上限は450℃とすることが
好ましく、より好ましくは 200〜400 ℃、さらに好まし
くは250〜380 ℃の温度範囲である。150℃以上の温度で
保持することにより、脱塩化水素が確実に行え、また、
脱溶媒後の固体が脆くなり、得られるプラスチック処理
物の粉砕が容易となるので好ましい。しかし保持時間が
長すぎるとプラスチックの分解、ガス化が進行して目的
とするプラスチック処理物の収率が低下したり、設備の
処理能力が低下するなどの問題が生じる。
50℃以上と規定するが、その上限は450℃とすることが
好ましく、より好ましくは 200〜400 ℃、さらに好まし
くは250〜380 ℃の温度範囲である。150℃以上の温度で
保持することにより、脱塩化水素が確実に行え、また、
脱溶媒後の固体が脆くなり、得られるプラスチック処理
物の粉砕が容易となるので好ましい。しかし保持時間が
長すぎるとプラスチックの分解、ガス化が進行して目的
とするプラスチック処理物の収率が低下したり、設備の
処理能力が低下するなどの問題が生じる。
【００３３】上記した 150℃以上の温度で保持する時間
は、好ましくは10分〜６時間、より好ましくは20分〜３
時間である。熱処理を行っている間は、攪拌や、空気ま
たは不活性ガスを用いたバブリングを行った方が脱塩化
水素などが効率的に行われるので好ましい。プラスチッ
クおよび溶媒を 150℃以上の温度に昇温した後は、 150
℃以上の温度で一定時間保持するか、または溶媒の還流
を行うか、それらの両者を行うことが好ましい。
は、好ましくは10分〜６時間、より好ましくは20分〜３
時間である。熱処理を行っている間は、攪拌や、空気ま
たは不活性ガスを用いたバブリングを行った方が脱塩化
水素などが効率的に行われるので好ましい。プラスチッ
クおよび溶媒を 150℃以上の温度に昇温した後は、 150
℃以上の温度で一定時間保持するか、または溶媒の還流
を行うか、それらの両者を行うことが好ましい。
【００３４】混合と加熱の工程は別々に行ってもよい
が、同一の容器を用いて連続して行ってもよく、当然の
ことながら連続して行った方が経済的である。また、こ
れらの処理はバッチ式で行っても、連続式で行ってもよ
い。 〔不溶分の除去工程：〕本発明においては、前記した混
合、加熱工程で得られた熱処理物（：処理液）（：混合
物）から不溶分を除去することが、より好ましい。
が、同一の容器を用いて連続して行ってもよく、当然の
ことながら連続して行った方が経済的である。また、こ
れらの処理はバッチ式で行っても、連続式で行ってもよ
い。 〔不溶分の除去工程：〕本発明においては、前記した混
合、加熱工程で得られた熱処理物（：処理液）（：混合
物）から不溶分を除去することが、より好ましい。
【００３５】前記した混合、加熱処理の後工程として、
遠心分離法、静置分離法、濾過法などによる固液分離工
程を組み込んだ場合は、プラスチック中にガラス、金属
などの無機物や紙類などを含んでいても処理可能であ
り、例えば、金属キャップがついたままのボトル類をも
処理可能である。また、不溶分を除去することによっ
て、金属などの無機物が除去され、後工程における粉砕
が容易となるばかりでなく、含塩素量の少ないプラスチ
ック処理物が得られる。
遠心分離法、静置分離法、濾過法などによる固液分離工
程を組み込んだ場合は、プラスチック中にガラス、金属
などの無機物や紙類などを含んでいても処理可能であ
り、例えば、金属キャップがついたままのボトル類をも
処理可能である。また、不溶分を除去することによっ
て、金属などの無機物が除去され、後工程における粉砕
が容易となるばかりでなく、含塩素量の少ないプラスチ
ック処理物が得られる。
【００３６】すなわち、ポリ塩化ビニルなどの塩素含有
プラスチックを脱塩化水素する場合、炭化物が生じ易
く、また、この炭化物中には塩素成分が含まれ易く、前
記した混合、加熱処理の後工程において不溶分を除去す
ることによって、得られるプラスチック処理物中の含塩
素量をより一層低減できる。 〔冷却、固化工程：〕熱処理後の混合物を常温に冷却す
るとプラスチック処理物の塊が得られる。
プラスチックを脱塩化水素する場合、炭化物が生じ易
く、また、この炭化物中には塩素成分が含まれ易く、前
記した混合、加熱処理の後工程において不溶分を除去す
ることによって、得られるプラスチック処理物中の含塩
素量をより一層低減できる。 〔冷却、固化工程：〕熱処理後の混合物を常温に冷却す
るとプラスチック処理物の塊が得られる。
【００３７】冷却方法、冷却速度は特には限定されない
が、冷却速度が速い方が、得られるプラスチック処理物
が粉砕し易いものになる。本発明においては、例えば、
前記した混合、加熱処理後の処理物、または混合、加熱
処理、不溶分除去後の処理物を抜き出し、強制通風、水
中投下などの強制冷却法によって、前記した混合、加熱
処理時の温度から100 ℃以下の温度迄冷却する時間を、
冷却開始時から10分以内とすることが好ましい。
が、冷却速度が速い方が、得られるプラスチック処理物
が粉砕し易いものになる。本発明においては、例えば、
前記した混合、加熱処理後の処理物、または混合、加熱
処理、不溶分除去後の処理物を抜き出し、強制通風、水
中投下などの強制冷却法によって、前記した混合、加熱
処理時の温度から100 ℃以下の温度迄冷却する時間を、
冷却開始時から10分以内とすることが好ましい。
【００３８】〔粉砕工程：〕プラスチック処理物の塊
は、使用対象に応じた所定の大きさに粉砕するのが好ま
しい。本発明の処理方法で得られた塊の粉砕は、未処理
のプラスチックの粉砕よりも極めて容易である。
は、使用対象に応じた所定の大きさに粉砕するのが好ま
しい。本発明の処理方法で得られた塊の粉砕は、未処理
のプラスチックの粉砕よりも極めて容易である。
【００３９】したがって、あらゆるタイプの粉砕機で粉
砕可能であり、例えばジョークラッシャー、ロールクラ
ッシャー、ボールミル、遠心ミルなどを用いることがで
きる。粉砕後の粒度は使用対象に応じて決めればよく、
所定の粒度となるように粒度調節を行えば、例えば、鉄
鉱石などの鉱石還元剤、すなわち、高炉用還元剤などの
原燃料や、ボイラー、キルンなどの燃焼用燃料として使
用できる。
砕可能であり、例えばジョークラッシャー、ロールクラ
ッシャー、ボールミル、遠心ミルなどを用いることがで
きる。粉砕後の粒度は使用対象に応じて決めればよく、
所定の粒度となるように粒度調節を行えば、例えば、鉄
鉱石などの鉱石還元剤、すなわち、高炉用還元剤などの
原燃料や、ボイラー、キルンなどの燃焼用燃料として使
用できる。
【００４０】さらに、本発明の処理方法で得られたプラ
スチック処理物は、粉砕性が優れると共に粉砕時および
粉砕後の粒子同士の二次凝集が生じにくいため、上記し
た用途以外にも、微粉で燃焼性に優れた固体燃料、還元
剤として使用できる。
スチック処理物は、粉砕性が優れると共に粉砕時および
粉砕後の粒子同士の二次凝集が生じにくいため、上記し
た用途以外にも、微粉で燃焼性に優れた固体燃料、還元
剤として使用できる。
【００４１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 （実施例１）内容積５ｌのステンレス製反応器に、コー
クス炉における石炭系タールの蒸留留出分であるクレオ
ソート油 200ｇと、ポリエチレン（フィルム状）、ポリ
プロピレン（板状）、ポリスチレン（板状）、ポリ塩化
ビニル（板状）、ポリエチレンテレフタレート（繊維
状）をそれぞれ約10cm角または約10cm長に切断したもの
を各 200ｇ投入し、反応器外壁のヒーターによって昇温
を開始した。
明する。 （実施例１）内容積５ｌのステンレス製反応器に、コー
クス炉における石炭系タールの蒸留留出分であるクレオ
ソート油 200ｇと、ポリエチレン（フィルム状）、ポリ
プロピレン（板状）、ポリスチレン（板状）、ポリ塩化
ビニル（板状）、ポリエチレンテレフタレート（繊維
状）をそれぞれ約10cm角または約10cm長に切断したもの
を各 200ｇ投入し、反応器外壁のヒーターによって昇温
を開始した。
【００４２】なお、上記した５種類のプラスチックの上
記配合量における混合物の成分分析値は、Ｃ：73wt％、
Ｈ：９wt％、Ｏ：７wt％、Cl：11wt％であった。昇温開
始後、反応器内の温度が 180℃を超えたところでプラス
チックの大部分が半溶融となり、さらに昇温を続けると
粘稠な液になり、プラスチックは膨潤、溶解した状態に
なった。
記配合量における混合物の成分分析値は、Ｃ：73wt％、
Ｈ：９wt％、Ｏ：７wt％、Cl：11wt％であった。昇温開
始後、反応器内の温度が 180℃を超えたところでプラス
チックの大部分が半溶融となり、さらに昇温を続けると
粘稠な液になり、プラスチックは膨潤、溶解した状態に
なった。
【００４３】さらに、 200℃を超えた頃から塩化水素ガ
スが発生した。その後 330℃まで昇温し、同温度で２ｈ
保持した。２ｈ保持後の混合物を抜き出し、強制通風に
よる冷却によって常温に冷却した結果、黒色の固体が得
られた。得られた黒色の塊状の固体５ｇを回転刃式粉砕
機に装入して粉砕したところ、容易に粉砕され、粉砕時
間16秒で平均粒径が１mmの微粉固体が得られた。
スが発生した。その後 330℃まで昇温し、同温度で２ｈ
保持した。２ｈ保持後の混合物を抜き出し、強制通風に
よる冷却によって常温に冷却した結果、黒色の固体が得
られた。得られた黒色の塊状の固体５ｇを回転刃式粉砕
機に装入して粉砕したところ、容易に粉砕され、粉砕時
間16秒で平均粒径が１mmの微粉固体が得られた。
【００４４】本実施例において使用したプラスチックの
種類、形状、寸法、反応器への投入量（：添加量）、そ
の他の処理条件および得られた塊の成分分析値、粉砕試
験などの試験結果を表１に示す。表１に示されるよう
に、本実施例（：実施例１）において得られたプラスチ
ック処理物は、塩素の含有量が少なく、粉砕性に優れ、
さらには、粉砕時および粉砕後の粒子同士の二次凝集が
見られなかった。
種類、形状、寸法、反応器への投入量（：添加量）、そ
の他の処理条件および得られた塊の成分分析値、粉砕試
験などの試験結果を表１に示す。表１に示されるよう
に、本実施例（：実施例１）において得られたプラスチ
ック処理物は、塩素の含有量が少なく、粉砕性に優れ、
さらには、粉砕時および粉砕後の粒子同士の二次凝集が
見られなかった。
【００４５】（実施例２〜15、比較例１、２）溶媒の種
類、添加量、熱処理条件などを表１のように変化させた
以外は実施例１と同様に処理して、固体状の塊を得た。
なお、実施例15においては、プラスチックと、石炭系タ
ールの蒸留留出分であるクレオソート油とを混合状態で
熱処理後、熱処理と同じ温度で熱濾過を行い、固形の不
溶分を除去した後、冷却、固化した。
類、添加量、熱処理条件などを表１のように変化させた
以外は実施例１と同様に処理して、固体状の塊を得た。
なお、実施例15においては、プラスチックと、石炭系タ
ールの蒸留留出分であるクレオソート油とを混合状態で
熱処理後、熱処理と同じ温度で熱濾過を行い、固形の不
溶分を除去した後、冷却、固化した。
【００４６】次に、上記で得られた各々の塊状の固体
を、実施例１と同じ粉砕機を用いて粉砕し、粉砕時間と
平均粒径を測定した。得られた試験結果を、試験条件と
併せて表１に示す。表１に示されるように、本実施例２
〜実施例15において得られたプラスチック処理物は、塩
素の含有量が少なく、粉砕性に優れ、さらには、粉砕時
および粉砕後の粒子同士の二次凝集が見られなかった。
を、実施例１と同じ粉砕機を用いて粉砕し、粉砕時間と
平均粒径を測定した。得られた試験結果を、試験条件と
併せて表１に示す。表１に示されるように、本実施例２
〜実施例15において得られたプラスチック処理物は、塩
素の含有量が少なく、粉砕性に優れ、さらには、粉砕時
および粉砕後の粒子同士の二次凝集が見られなかった。
【００４７】なお、上記した実施例１〜15、比較例１、
２で用いたクレオソート油、ナフタレン洗浄油、粗ナフ
サ油（：いずれも石炭系タールの蒸留留出分）の組成、
沸点を表２に示す。 （比較例３）ポリエチレン（フィルム状）、ポリプロピ
レン（板状）、ポリスチレン（板状）、ポリ塩化ビニル
（板状）、ポリエチレンテレフタレート（繊維状）を約
１cm角または約10cm長に切断したもの各10ｇを、一緒に
回転刃式粉砕機に装入し粉砕を試みた。
２で用いたクレオソート油、ナフタレン洗浄油、粗ナフ
サ油（：いずれも石炭系タールの蒸留留出分）の組成、
沸点を表２に示す。 （比較例３）ポリエチレン（フィルム状）、ポリプロピ
レン（板状）、ポリスチレン（板状）、ポリ塩化ビニル
（板状）、ポリエチレンテレフタレート（繊維状）を約
１cm角または約10cm長に切断したもの各10ｇを、一緒に
回転刃式粉砕機に装入し粉砕を試みた。
【００４８】しかし、フィルム状、繊維状のプラスチッ
クが回転刃に絡み付き、粉砕ができなかった。以上の結
果から、本発明の処理方法によって得られたプラスチッ
ク処理物は、粉砕が容易で、かつ塩素の含有量が少な
く、固体燃料、鉱石用還元剤などとして優れていること
がわかる。
クが回転刃に絡み付き、粉砕ができなかった。以上の結
果から、本発明の処理方法によって得られたプラスチッ
ク処理物は、粉砕が容易で、かつ塩素の含有量が少な
く、固体燃料、鉱石用還元剤などとして優れていること
がわかる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
【表６】
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、従来の生プラスチック
を直接粉砕する方式における諸問題が大幅に改善され
る。すなわち、本発明によれば下記〜の優れた効果
が得られる。 ：例えば１〜２mm角へのプラスチックの直接微粉砕は
不要になり、10cm角程度への予備粉砕で十分である。
を直接粉砕する方式における諸問題が大幅に改善され
る。すなわち、本発明によれば下記〜の優れた効果
が得られる。 ：例えば１〜２mm角へのプラスチックの直接微粉砕は
不要になり、10cm角程度への予備粉砕で十分である。
【００５６】：冷却、固化して得られるプラスチック
処理物は脆く、微粉砕が極めて容易であると共に、粉砕
時および粉砕後の粒子同士の二次凝集が生じにくく、空
気輸送などにおける輸送性に優れた微粉のプラスチック
処理物を得ることができる。 ：フィルム状、繊維状のプラスチックでも他のプラス
チックと同時に処理できる。
処理物は脆く、微粉砕が極めて容易であると共に、粉砕
時および粉砕後の粒子同士の二次凝集が生じにくく、空
気輸送などにおける輸送性に優れた微粉のプラスチック
処理物を得ることができる。 ：フィルム状、繊維状のプラスチックでも他のプラス
チックと同時に処理できる。
【００５７】：ポリ塩化ビニルなどの塩素含有プラス
チックも同時に処理することができる。 ：本発明の処理方法で得られるプラスチック処理物
は、粉砕性に優れ、塩素を実質的に含有しない微粉を得
ることができ、燃焼性に優れた無公害の燃料、還元剤な
どとして用いることができる。
チックも同時に処理することができる。 ：本発明の処理方法で得られるプラスチック処理物
は、粉砕性に優れ、塩素を実質的に含有しない微粉を得
ることができ、燃焼性に優れた無公害の燃料、還元剤な
どとして用いることができる。
【００５８】また、本発明の処理方法によれば連続処理
を行うことが可能であるため、複雑かつ高価な装置を用
いる必要がなく、また、大きな反応容器を用いれば大量
処理も可能であり、経済性にも優れている。
を行うことが可能であるため、複雑かつ高価な装置を用
いる必要がなく、また、大きな反応容器を用いれば大量
処理も可能であり、経済性にも優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−140474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−99172（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−16160（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 11/00 - 11/28 B29B 17/00 - 17/02 B09B 3/00 - 5/00 C10L 5/00 - 11/08
Claims (8)
- 【請求項１】 プラスチック： 100重量部と、石炭系タ
ールおよび／または石炭系タールの蒸留留出分：５〜40
重量部とを、 150℃以上の温度で混合状態とし、プラス
チックを溶解および／または膨潤させた後、冷却、固化
することを特徴とするプラスチックの処理方法。 - 【請求項２】 プラスチック： 100重量部と、石炭系タ
ールおよび／または石炭系タールの蒸留留出分：５〜40
重量部とを、 150℃以上の温度で混合状態とし、プラス
チックを溶解および／または膨潤させた後、冷却、固化
し、その後、粉砕を施すことを特徴とするプラスチック
の処理方法。 - 【請求項３】 プラスチックを溶解および／または膨潤
させて得られた処理物を、前記混合状態時の処理温度か
ら冷却開始後10分以内に100 ℃以下に冷却、固化するこ
とを特徴とする請求項１または２記載のプラスチックの
処理方法。 - 【請求項４】 前記石炭系タールの蒸留留出分が、粗ナ
フサ油、ナフタレン洗浄油、クレオソート油およびアン
トラセン油の中から選ばれる１種以上であることを特徴
とする請求項１〜３いずれかに記載のプラスチックの処
理方法。 - 【請求項５】 前記プラスチックが、該プラスチック中
に塩素含有プラスチックを含むプラスチックであること
を特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のプラスチッ
クの処理方法。 - 【請求項６】 プラスチックを溶解および／または膨潤
させて得られた処理物中の不溶分を除去し、その後、冷
却、固化することを特徴とする請求項１〜５いずれかに
記載のプラスチックの処理方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６いずれかに記載のプラスチ
ックの処理方法で得られたプラスチック処理物である固
体燃料。 - 【請求項８】 請求項１〜６いずれかに記載のプラスチ
ックの処理方法で得られたプラスチック処理物である鉱
石用還元剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176798A JP3359559B2 (ja) | 1997-11-12 | 1998-02-13 | プラスチックの処理方法および該処理方法で得られる固体燃料、鉱石用還元剤 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31079197 | 1997-11-12 | ||
| JP9-310791 | 1997-11-12 | ||
| JP3176798A JP3359559B2 (ja) | 1997-11-12 | 1998-02-13 | プラスチックの処理方法および該処理方法で得られる固体燃料、鉱石用還元剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11197630A JPH11197630A (ja) | 1999-07-27 |
| JP3359559B2 true JP3359559B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=26370281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176798A Expired - Fee Related JP3359559B2 (ja) | 1997-11-12 | 1998-02-13 | プラスチックの処理方法および該処理方法で得られる固体燃料、鉱石用還元剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359559B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4998657B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2012-08-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | プラスチックの炉内への吹き込み方法 |
| WO2007026918A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Jfe Steel Corporation | 混合プラスチックの微粉およびその製造方法 |
| JP5212974B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-06-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 熱硬化性樹脂の可溶化処理法およびその処理に用いる溶媒 |
| JP4775485B2 (ja) * | 2008-09-12 | 2011-09-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 廃プラスチック粉砕物の製造方法および固体燃料または鉱石還元材 |
| JP5147074B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-02-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | バイオマス由来のタールからなる樹脂の可溶化溶媒 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5238594B2 (ja) * | 1973-01-19 | 1977-09-29 | ||
| JPS5636594A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-09 | Fumio Mizutani | Production of solid fuel |
| JPH11140474A (ja) * | 1997-11-04 | 1999-05-25 | Kawasaki Steel Corp | プラスチック固体燃料の製造方法 |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP3176798A patent/JP3359559B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11197630A (ja) | 1999-07-27 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |