JP4001479B2

JP4001479B2 - 使用済み合わせガラスからポリビニルブチラール樹脂を回収する方法

Info

Publication number: JP4001479B2
Application number: JP2001360849A
Authority: JP
Inventors: 幸久星野; 弘寿小竹; 隆之和田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: JP2003160737A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用及び建築用の使用済み合わせガラスから回収される中間膜に含まれる樹脂を再利用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境改善や資源の再利用化の推進が唱えられ、建築物や車両等のスクラップから発生する使用済み合わせガラスについても、ガラスと中間膜とに分離し、これらを再利用する試みが行われている。
【０００３】
例えば特許第３１３７５０４号では、合わせガラスから中間膜を分離する方法として、中間膜を水槽に入れて攪拌機で回転させ、中間膜を膨潤させながら水との速度差を特定条件として中間膜に剪断力を付与する方法が開示されている。
【０００４】
さらに、特開平６−２１９７９３号公報では、合わせガラスを−１０℃以下に冷却して中間膜のガラスとの接着力を低下させた後、この合わせガラスにハンマー等で衝撃を与えてガラスを破砕すると同時に中間膜を分離、回収する方法と装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、これらの従来技術では回収されたガラス部分の再利用は可能であるが、中間膜部分についてはガラス片が完全に除去されないため、そのまま中間膜として再利用するには品質上問題があり、産業廃棄物として処分せざるを得ない状況にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、自動車用及び建築用の使用済み合わせガラスから中間膜中に含まれる樹脂を回収し、再利用する方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、使用済みの合わせガラスから、ガラスを剥離除去して回収される中間膜をメタノール、エタノール等の溶媒に溶解し、濾過等の処理によって未溶解物を除去した後に溶媒を除いて、ポリビニルブチラール樹脂を回収する方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に使用される建築用及び自動車用の合わせガラスは、ＪＩＳＲ３２１１（１９９８）に定義されるように、２枚のガラス板とその２枚のガラス板間の中間膜より構成される。ガラス板の色相、種類、厚みやサイズは限定されないが、一般的には厚みが１〜２０ｍｍの範囲のものが使用される。
【０００９】
合わせガラス用中間膜は、一般的には熱可塑性樹脂を主成分とし、さらに必要に応じて可塑剤、紫外線吸収剤や酸化防止剤等が配合される。主成分である熱可塑性樹脂としては、従来よりポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が公知であるが、そのなかでも特にポリビニルブチラール樹脂が好適に用いられている。
【００１０】
本発明は、使用済み合わせガラス用中間膜から回収された樹脂組成物をそのまま、もしくは他の材料と混合して再利用するものであるが、一般に中間膜から回収された樹脂組成物はガラス粉等の夾雑物を含むため、その再利用は制限される場合が多い。本発明者らは、合わせガラスに使用される中間膜の場合、ポリビニルブチラール樹脂が圧倒的に多いことに着目し、使用済み中間膜に含まれる樹脂組成物の大部分はメタノールに溶解する一方、その再利用を困難にしているガラス等の無機物やエチレン酢酸ビニル共重合体やポリウレタン樹脂等の樹脂などがメタノールに溶解しないことを利用し、本発明に至った。
【００１３】
本発明におけるポリビニルブチラール樹脂を使用済みの合わせガラスから回収する方法は、ガラス粉等の夾雑物が除去されることに注目し、使用済み合わせガラスからガラスを剥離除去して回収される中間膜をメタノール、エタノール等の溶媒に溶解し、濾過等の処理によって未溶解物を除去した後に溶媒を除いて、ポリビニルブチラール樹脂を回収する方法である。
【００１４】
本発明において用いられる樹脂組成物はメタノール不溶解物の含有量が１質量％未満である。メタノール不溶解分の測定は、特に限定されるものではないが、通常メタノール９５質量部に樹脂５質量部を溶解して、樹脂の５質量％メタノール溶液を作成し、これを公称目開き１μｍ定量用濾紙によって濾過して、濾紙上の残分をメタノール洗浄・乾燥した後の重量を測定して、計算される。濾過の方法として、常圧、加圧、減圧、遠心等様々な手段があるが、本発明においてはその手段に関して特に限定しない。
【００１５】
本発明において、合わせガラスから回収された樹脂組成物のメタノール未溶解物は１質量％未満であるが、特に０．３質量％以下が好ましい。メタノール未溶解物が多ければ、ガラス粉等の夾雑物が多く、樹脂組成物としての特性が低下する。
【００１６】
本発明における樹脂組成物では、使用済み合わせガラスから回収された樹脂組成物を１０質量％以上含有する。この場合、特に上限は限定されず、回収された樹脂組成物をそのまま使用することも含まれる。
【００１７】
本発明における樹脂組成物は使用済み合わせガラスから回収された樹脂を他の樹脂と混合して使用することも可能である。新規のポリビニルブチラール樹脂と混合することも可能である他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリオキシエチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオキシメチレン樹脂などの使用済み合わせガラスから回収された樹脂組成物と相溶する樹脂やポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、塩ビ樹脂など相溶しない樹脂と混合して使用することも可能であり、特に限定されない。
【００１８】
また、本発明における樹脂組成物ではＮＢＲ、ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＩＰＳ、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリオレフィンなどのエラストマーと混合することも可能である。
【００１９】
本発明における樹脂組成物は、使用済み合わせガラスから回収された樹脂組成物の他にタルク、クレー、マイカ、シリカ、カオリン、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、ガラス繊維、炭素繊維などの充填剤や重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、アジド化合物、アゾ化合物等の発泡剤、銀系、有機系等の抗菌・防カビ剤、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の界面活性剤を中心とした帯電防止剤、顔料、染料などの着色剤、炭化水素系、脂肪酸系、アルコール系、アミド系等の滑剤、芳香族エステル系、脂肪族エステル系、アルコール系、エポキシ系などの可塑剤、フェノール系、燐系、アミン系など酸化防止剤や光安定剤など従来公知の添加剤を使用することが可能である。特に、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、マグネシウムアルミネート、ホウ酸などの金属水酸化物を１０質量％以上含むことが好ましい。また、塩素系、臭素系等の難燃剤も使用することができるが、燃焼時の有害物発生を考慮するとハロゲン元素を含まない難燃剤、特にＴＰＰ、ＴＣＰ、ＴＸＰ、ＣＤＰ、ＸＤＰ、ＨＣＡ等のリン系難燃剤を使用することが好ましい。
【００２０】
本発明における樹脂組成物の使用形態は特に限定されるものではないが、厚さが１０〜１００００μｍ、特に５０〜５０００μｍのシート状に成形して使用されることが好ましい。これは使用済み合わせガラスから回収された樹脂組成物は中間膜に要求される諸特性を満足させるために添加された可塑剤を含有しており、このため強靱だが柔軟な性質がある。他の材料を混合して特性を補うことも可能であるが、この強靱で柔軟な特性を活用するにはシート状に成形して利用するのが好ましい。
【００２１】
本発明に懸かるシート状成型物に燃燃性を付与するには、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物５〜７０質量％、特に１０〜５０質量％とＴＰＰ、ＴＣＰ、ＴＸＰ、ＨＣＡ等のリン系難燃剤やベンゾグアニジン等の非ハロゲン系難燃剤を０．１〜２０質量％、特に１〜１０質量％を一緒に混合して使用することが好ましい。金属水酸化物が多すぎれば、シートの柔軟性が不足し、少なければ難燃性が劣る。一方、難燃剤が多ければ、シートの強靱性が不足し、少なければ難燃性が劣る。
【００２２】
以下、図面について説明する。第１図は本発明の実施例に用いた装置の全体説明図、第２図は脱水・乾燥装置のケーシングとスクリューの関係を示す図、第３図はかき取り型（セルフクリーニング型）スクリューのかみ合いの模式図、第４図は圧送手段であるモーノポンプと脱水・乾燥装置の接続部付近の拡大図である。
【００２３】
第１図において、１は樹脂溶液貯槽、２，４はポンプ、３は溶媒貯槽、５は圧送手段であるモーノポンプ、６は同方向回転二軸のスクリュー押出機型の脱水・乾燥装置で、Ａ〜Ｍの分割されたケーシングを連結したものである。Ａは原料供給ケーシング、Ｂ，Ｄ，Ｈはスリットケーシング、Ｆは圧入孔Ｐを有する圧入ケーシング、Ｊ，Ｌはベント孔Ｖ１，Ｖ２を有するベントケーシング、他は単なるケーシングで、ケーシングＭに乾燥樹脂を取り出すダイスが取り付けてある。
【００２４】
スクリューは、第２図、第３図に示されるように二軸同方向回転で互いにかき取るセルフクリーニング形式となっており、ケーシングＡ〜Ｍと同様に分割式となっている。尚、第４図のイ、ロ、ハは溶媒の供給位置を示すものである。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２６】
（使用済み合わせガラスから樹脂の回収）
ジャケット付き溶解槽にメタノールを４００ｋｇ仕込み、撹拌しながら使用済み合わせガラスから機械的にガラスを破砕・剥離させただけの中間膜１００ｋｇを投入した。その後、４０℃まで昇温し、５時間かけて中間膜を溶解後、公称目開き５μｍのカートリッジフィルターにて窒素加圧２ｋｇ／ｃｍ2で該溶液を濾過し、ガラス片を除去した。次いで、図１に示す装置を用い、濾過した樹脂溶液を貯槽１から供給速度３００ｋｇ／Ｈｒ、水を貯槽３から供給速度８０ｋｇ／Ｈｒで、それぞれポンプ２及び４により、水を第４図の供給位置ロから供給した。
【００２７】
供給開始と共に第１図に示す脱水・乾燥装置６のスクリューを回転数３００ｒｐｍで回転させ、ベント用ケーシングＪ、Ｌのベント孔Ｖ１，Ｖ２に直結した真空ポンプを作動させた。開始後１０分で定常状態となり、ケーシングＭの先端より水分１．３質量％の樹脂を６０ｋｇ／Ｈｒで排出した。全てを処理して得られた樹脂は８９ｋｇであり、樹脂の回収率は８９質量％であった。
【００２８】
なお、ケーシングの温度は次のように設定し、また温度６０℃の温水をケーシングＦの圧入孔Ｐから６０ｋｇ／Ｈｒで供給した。

【００２９】
一方、スリットから排出された水は、ケーシングＢで２００ｋｇ／Ｈｒ、ケーシングＤで１７０ｋｇ／Ｈｒであり、ケーシングＨではスチームのみで水の吐出がなかった。
【００３０】
◎特性評価
得られた樹脂５ｇをメタノール９５ｇに溶解し、公称目開き１μｍの定量用濾紙で減圧濾過した。濾紙残分を５０ｇのメタノールで２回洗浄した後、１０５℃の乾燥機中で３時間乾燥し、濾過残分を秤量した。この結果、濾過残分は０．００２ｇであり、メタノール不溶解物は０．０４質量％だった。また、５質量％メタノール溶液は着色及び濁りが認められなかった。
【００３１】
（実施例１）
回収した樹脂を卓上プレス機によって、１００℃、９．８ＭＰａ／３０分の条件で成形し、厚さが１ｍｍ（１０００μｍ）で１０ｃｍ×１０ｃｍのシートを作成した。このシートは無色透明で柔軟性があり、良好だった。また、ＪＩＳＫ７１２７に従って引張応力及び破断点伸びを測定した。その結果、引張応力１０５ＭＰａ、伸び率は２２０％だった。
【００３２】
（実施例２）
森山製作所製加圧式ニーダーに回収した樹脂６００ｇ、水酸化アルミニウム（ハイジライトＨ−４２Ｍ；昭和電工社製）６００ｇ、ＮＢＲ（ＪＳＲＰＮ−３０Ａ；ＪＳＲ社製）２４０ｇ、ＴＣＰ（住友化学社製）１００ｇを配合し、ジャケット温度１５０℃で１０分間混練し、樹脂組成物を作成した。この樹脂組成物を実施例１と同様にして、厚さ１ｍｍのシートを作成し、引張応力と破断点伸びを測定した。また、ＪＩＳＫ７２０１に準拠して酸素指数を測定した。その結果、引張応力１５８ＭＰａ、伸び率は１７０％、酸素指数３０と良好な物性と難燃性を確認した。
【００３３】
【発明の効果】
本発明にかかる樹脂組成物は、これまで焼却処分されていた使用済み合わせガラス中の中間膜に含まれる樹脂を、経済的に有利な方法で再使用するものであり、マテリアルリサイクルとして効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いた装置の全体説明図。
【図２】脱水・乾燥装置のケーシングとスクリューの関係を示す図。
【図３】かき取り型（セルフクリーニング型）スクリューのかみ合いの模式図。
【図４】圧送手段であるモーノポンプと脱水・乾燥装置の接続部付近の拡大図。

Claims

使用済み合わせガラスからガラスを剥離除去して回収される中間膜をメタノールまたはエタノールに溶解し、濾過処理によって未溶解物を除去した後に溶媒を除いて、ポリビニルブチラール樹脂を回収する方法。