JP4677939B2

JP4677939B2 - 熱硬化性樹脂の分解・回収方法

Info

Publication number: JP4677939B2
Application number: JP2006084229A
Authority: JP
Inventors: 尚治中川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: JP2007254683A

Description

本発明は、多価アルコールと不飽和脂肪酸からなる不飽和ポリエステルの不飽和脂肪酸に架橋材を架橋させることにより形成された、不飽和脂肪酸と架橋材の共重合体である架橋部を有する熱硬化性樹脂又はそれに無機物が含有された熱硬化性樹脂を超亜臨界有機溶媒により分解，回収する熱硬化性樹脂の分解・回収方法に関する。

従来、ＦＲＰ等の不飽和ポリエステル樹脂にスチレンを架橋させた熱硬化性樹脂は、リサイクルが困難であるために、埋め立て又は焼却処分されていた。しかし、熱硬化性樹脂を埋め立てると、埋め立て後の地盤が不安定となり、また埋め立て用地を確保し難いという問題があった。また、熱硬化性樹脂を焼却すると、二酸化炭素等の有害ガスや悪臭が発生し、環境汚染が懸念されるだけではなく、焼却炉が損傷してしまうという問題があった。このため、熱硬化性樹脂を再資源化するための技術の開発が急速に進められている。

このような背景から、最近、亜臨界分解処理によってスチレン架橋部の熱分解温度以下の温度で熱硬化性樹脂を分解することにより、スチレン架橋部をスチレンマレイン酸共重合体として回収する方法が提案された（例えば特許文献１参照）。この方法では、始めに、ＫＯＨ等のアルカリを添加した亜臨界水を用いてグリコール，フマル不飽和脂肪酸の不飽和ポリエステルにスチレンを架橋させた熱硬化性樹脂を熱分解温度以下の温度で加水分解することにより、スチレンマレイン酸共重合体のカリウム塩とグリコール・モノマーの水溶液を生成する。次に、水溶液に塩酸等の酸を加えてｐＨ値を調整することによりカリウム塩を析出させた後、固液分離することにより固体状のスチレンマレイン酸共重合体を回収する。
国際公開第０５／９２９６２号パンフレット

ところで、スチレンマレイン酸共重合体は、熱硬化性樹脂を成型する際に収縮を低減する低収縮剤の原料として利用できる可能性があるが、そのためにはスチレンマレイン酸共重合体をスチレンに溶解させる必要がある。しかしながら、スチレンマレイン酸共重合体はスチレンに対して不溶性であるので、低収縮剤の原料として利用するためには、スチレンマレイン酸共重合体を形成するカルボン酸の末端をエステル化することによりスチレンマレイン酸共重合体をスチレンに可溶な状態にしなければならない。また、グリコールを回収するためには、グリコール・モノマーを蒸発乾固させることにより水と分離した後、ＫＣｌを除去するために乾固したグリコールをメタノールで溶解し、固液分離によりＫＣｌを分離除去し、グリコールのメタノール溶液として回収する必要がある。このため、従来の熱硬化性樹脂の分解・回収方法では、目的物を回収するために多くのプロセスが必要となることから、目的物を容易に回収，再利用することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、目的物を回収するためのプロセスを大幅に簡略化することが可能な熱硬化性樹脂の分解・回収方法を提供することにある。

上記課課題を解決するために、本発明に係る熱硬化性樹脂の分解・回収方法の特徴は、多価アルコールと不飽和脂肪酸からなる不飽和ポリエステルの不飽和脂肪酸に架橋材を架橋させることにより形成された、不飽和脂肪酸と架橋材の共重合体である架橋部を有する熱硬化性樹脂を、架橋部の熱分解温度以下の超亜臨界状態の水酸基を有する有機溶媒によって分解することにより、架橋部の有機溶媒エステル化合物と多価アルコールを生成するステップと、架橋部の有機溶媒エステル化合物と多価アルコールを固液分離することにより、多価アルコールを液相、架橋部の有機溶媒エステル化合物を固相として分離するステップと、分離された架橋部の有機溶媒エステル化合物に架橋材を加えることにより、有機溶媒エステル化合物を有機溶媒エステル化合物の架橋材溶液として回収するステップとを有することにある。

本発明に係る熱硬化性樹脂の分解・回収方法によれば、目的物を回収するための大幅に簡略化し、目的物を容易に回収，再利用することができる。

以下、図１，２を参照して、熱硬化性樹脂が無機物を含有しない場合と含有する場合とに分けて本発明の実施形態となる熱硬化性樹脂の分解・回収方法について説明する。なお、本発明において、分解の対象となる熱硬化性樹脂は、多価アルコールと不飽和脂肪酸からなる不飽和ポリエステルの不飽和脂肪酸に架橋材を架橋させることにより形成された不飽和脂肪酸と架橋材の共重合体である架橋部を有する熱硬化性樹脂である。また、上記多価アルコールとしては、エチレングリコールやプロピレングリコール，ジエチレングリコール，ジブロピレングリコール等のグリコール類を例示することができるが、これらに限定されるものではない。また、上記不飽和脂肪酸としては、無水マレイン酸，マレイン酸，フマル酸，フタル酸等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。また、上記架橋剤としては、スチレン，メタクリル酸メチル等の重合性ビニルモノマーを例示することができるが、これらに限定されるものではない。また、上記無機物としては、ガラス繊維や炭酸カルシウム，水酸化アルミニウム等の無機充填材を例示することができるが、これらに限定されてるものではない。また、本実施形態では、水酸基を有する有機溶媒としてメタノール、架橋材としてスチレンを用いるが、これに限定されるものではない。

〔熱硬化性樹脂が無機物を含有しない場合の処理〕
熱硬化性樹脂が無機物を含有しない場合、本発明の実施形態となる熱硬化性樹脂の分解・回収方法では、始めに、図１に示すように、超亜臨界状態（超臨界状態又は亜臨界状態を意味する）のメタノールによって熱硬化性樹脂を架橋部の熱分解温度以下の温度で分解することにより、架橋部の有機溶媒エステル化合物であるスチレンマレイン酸共重合体メチルエステルと多価アルコールであるグリコールを生成する。次に、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステルとグリコールを固液分離することにより、グリコールのメタノール溶液を液相、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステルを固相として分離する。そして最後に、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステルに架橋材としてのスチレンを加えることによりスチレンマレイン酸共重合体メチルエステルを低収縮剤として利用可能なスチレンマレイン酸共重合体メチルエステルのスチレン溶液として回収する。なお、グリコールのメタノール溶液は、不飽和ポリエステル樹脂原料として樹脂化の製造プロセスにおいて再利用することができる。

〔熱硬化性樹脂が無機物を含有する場合の処理〕
熱硬化性樹脂が無機物を含有する場合、本発明の実施形態となる熱硬化性樹脂の分解・回収方法では、始めに、図２に示すように、超亜臨界状態のメタノールによって無機物を含有する熱硬化性樹脂を架橋部の熱分解温度以下の温度で分解することにより、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステル，無機物，及びグリコールを生成する。次に、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステル及び無機物とグリコールを固液分離することにより、グリコールのメタノール溶液を液相、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステル及び無機物を固相として分離する。次に、架橋材としてのスチレンをスチレンマレイン酸共重合体メチルエステルと無機物に加えることによりスチレンマレイン酸共重合体メチルエステルをスチレンに溶解させた後、固液分離することにより、スチレンマレイン酸共重合体メチルエステルのスチレン溶液を液相、無機物を固相として回収する。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の実施形態となるプラスチックの分解・回収方法の流れを示す図である。本発明の実施形態となるプラスチックの分解・回収方法の応用例の流れを示す図である。

Claims

多価アルコールと不飽和脂肪酸からなる不飽和ポリエステルの不飽和脂肪酸に架橋材を架橋させることにより形成された、不飽和脂肪酸と架橋材の共重合体である架橋部を有する熱硬化性樹脂を、架橋部の熱分解温度以下の超亜臨界状態の水酸基を有する有機溶媒によって分解することにより、架橋部の有機溶媒エステル化合物と多価アルコールを生成するステップと、
架橋部の有機溶媒エステル化合物と多価アルコールを固液分離することにより、多価アルコールを液相、架橋部の有機溶媒エステル化合物を固相として分離するステップと、
分離された架橋部の有機溶媒エステル化合物に架橋材を加えることにより、有機溶媒エステル化合物を有機溶媒エステル化合物の架橋材溶液として回収するステップと
を有することを特徴とする熱硬化性樹脂の分解・回収方法。
請求項１に記載の熱硬化性樹脂の分解・回収方法であって、前記架橋材はスチレンであることを特徴とする熱硬化性樹脂の分解・回収方法。
請求項１又は２に記載の熱硬化性樹脂の分解・回収方法であって、前記有機溶媒エステル化合物の架橋材溶液を熱硬化性樹脂用の低収縮剤として再利用することを特徴とする熱硬化性樹脂の分解・回収方法。
請求項１乃至３のうち、いずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の分解・回収方法であって、前記熱硬化性樹脂は無機物を含有し、前記固液分離処理後、架橋材を加えることにより架橋部の有機溶媒エステル化合物を溶解した後に再度固液分離し、無機物と有機溶媒エステル化合物の架橋材溶液を回収することを特徴とする熱硬化性樹脂の分解・回収方法。