JP5610383B2 - Method and apparatus for separating composite plastics containing polyolefins - Google Patents
Method and apparatus for separating composite plastics containing polyolefins Download PDFInfo
- Publication number
- JP5610383B2 JP5610383B2 JP2010036598A JP2010036598A JP5610383B2 JP 5610383 B2 JP5610383 B2 JP 5610383B2 JP 2010036598 A JP2010036598 A JP 2010036598A JP 2010036598 A JP2010036598 A JP 2010036598A JP 5610383 B2 JP5610383 B2 JP 5610383B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- polyolefins
- alkali
- aqueous solution
- polyamide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Polyamides (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
本発明は、ポリオレフィン類にポリエステル樹脂やポリアミド樹脂を含む複合プラスチックからポリオレフィン類と他のプラスチック（ポリエステル樹脂あるいはポリアミド樹脂）を化学的に分離するポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法とその分離装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for separating a composite plastic containing polyolefins and a separation apparatus for chemically separating polyolefins and other plastics (polyester resin or polyamide resin) from composite plastics containing polyester resins and polyamide resins in polyolefins. .
従来、石油を原料として大量生産されているプラスチックは日常生活に密着した不可欠な材料の一つになっている。これらのプラスチックは、単体で使用する以外にも、数種類の異種プラスチックをラミネート等の様々な方法で組み合わせて複合化し高機能化した複合プラスチックが広く使用されている。このようなプラスチック製品の廃棄物において、複合プラスチックでは異種材料が混合しており、また、単体プラスチックでも廃棄の際などに異種材料が混ざっていることがあり、リサイクルを考えた場合、そのまま溶融加熱して成形しても性能や外観等が低下し、マテリアルリサイクルには適しておらず、エネルギーリカバリーである燃料として使用するか、或いは、低品位製品へ利用するしかないのが現状である。そこで、プラスチックの再利用を目的としてこのような複合プラスチックやプラスチックの混合物を分離する様々な手法が検討されている。 Conventionally, plastics that are mass-produced using petroleum as a raw material have become one of the indispensable materials closely related to daily life. In addition to using these plastics alone, composite plastics obtained by combining several different types of plastics by various methods such as laminating to make them highly functional are widely used. In such plastic product waste, dissimilar materials are mixed in composite plastics, and even dissimilar materials may be mixed even when single plastics are discarded. However, even if it is molded, the performance, appearance, etc. are deteriorated, and it is not suitable for material recycling. At present, it can only be used as a fuel for energy recovery, or can be used for a low-grade product. Therefore, various techniques for separating such composite plastics and plastic mixtures have been studied for the purpose of recycling plastics.
例えば、特許文献１には、「比重分別装置および比重分別方法、ならびにそれらを用いて得られたプラスチック部材」という名称で、比重差を利用して混合したプラスチック材料をプラスチック組成物の系統に分離することができる比重分別装置および比重分別方法に関する発明が開示されている。
この特許文献１に開示された発明において比重分離方法は、比重の異なる複数種のプラスチック廃材で構成された混合物の破砕片を液槽に投入し、この混合物を比重分離液中に少なくとも１回以上沈降させ、この混合物の沈降のうち少なくとも１回は回転軸が液面に平行な回転体によって行われる工程と、浮上成分を液槽の外部に取り出す工程と、液底に沈む沈降成分を液槽の外部に取り出す工程とを有するものである。
詳細には、液槽に投入される比重の異なる複数種のプラスチック廃材で構成された混合物の破砕物は、比重分離液の比重より軽いものは液面に浮上し、重いものは液中に沈降するので、それぞれ液槽から取り出すことによってプラスチック廃材を比重の相違から系統別に分別することができる。また、投入される破砕物には、比重分離液よりも比重は重いが、気泡が付着していたり、比重の軽い破砕物に乗っていたりして液面に浮上するものもあるが、このような浮上物は、回転軸が液面に平行な回転体に接して摩擦することによって気泡が除去されたり、解きほぐされたりして、液中に沈降させることができる。例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機及びエアコンの家電製品においては、ポリオレフィン系プラスチック組成物とポリスチレン系プラスチック組成物の含有量が多く、また、一般的なポリオレフィン系プラスチック組成物の比重は０．８９〜０．９１、一方、ポリスチレン系プラスチック組成物の比重は１．０４〜１．０５であり、さらに、ポリオレフィン系プラスチック組成物やポリスチレン系プラスチック組成物以外のプラスチック組成物の比重は１．１０〜２．００であるので、比重差を利用してこれらのプラスチック組成物を系統別に分離し、再利用することを可能としている。
For example, in Patent Document 1, a specific gravity separation apparatus and a specific gravity separation method, and a plastic member obtained by using them are separated into plastic composition systems using a specific gravity difference. An invention relating to a specific gravity separation device and a specific gravity separation method that can be performed is disclosed.
In the invention disclosed in Patent Document 1, the specific gravity separation method is a method in which a fragment of a mixture composed of a plurality of types of plastic waste materials having different specific gravity is put into a liquid tank, and the mixture is put into the specific gravity separation liquid at least once. Settling, and at least one of the settling of the mixture is performed by a rotating body whose rotation axis is parallel to the liquid level, the step of taking out the floating component to the outside of the liquid tank, and the settling component sinking to the liquid bottom in the liquid tank A step of taking out the outside.
Specifically, for the mixture crushed material composed of multiple types of plastic waste materials with different specific gravities that are put into the liquid tank, those that are lighter than the specific gravity of the specific gravity separation liquid float on the liquid surface, and heavy ones settle in the liquid. Therefore, the plastic waste material can be separated by system from the difference in specific gravity by taking out each from the liquid tank. In addition, some of the crushed materials are heavier than the specific gravity separation liquid, but there are also bubbles that are attached to the crushed material that has lighter specific gravity or floats on the liquid surface. Such a levitated object can be settled in the liquid by removing or unraveling the bubbles by the friction of the rotating shaft in contact with the rotating body parallel to the liquid surface. For example, in household appliances such as televisions, refrigerators, washing machines, and air conditioners, the contents of polyolefin plastic compositions and polystyrene plastic compositions are large, and the specific gravity of general polyolefin plastic compositions is 0.89 to 0.91, while the specific gravity of the polystyrene plastic composition is 1.04 to 1.05, and the specific gravity of the plastic composition other than the polyolefin plastic composition and the polystyrene plastic composition is 1.10 to 2. Since it is 0.00, it is possible to separate these plastic compositions by system using the specific gravity difference and reuse them.
また、特許文献２には、「廃棄物の処理方法」という名称で、廃棄物を静電分離にかけてプラスチックを素材別に回収して再利用できる廃棄物の処理方法に関する発明が開示されている。
この特許文献２に開示された発明は、混合プラスチック破砕物を乾燥した後、静電分離にかけて、帯電性の良いプラスチックと帯電性の低いプラスチックに分けるものである。
詳細には、テレビや冷蔵庫などの家電製品の廃棄物を、まず、磁気選別機、渦電流選別機やステンレス選別機などを用いて金属とプラスチックに分別し、続いて、プラスチックについて、静電分離機を用いて、帯電性の良いポリスチレン系プラスチック及び塩化ビニル系プラスチックと、帯電性の低いその他のプラスチックとに分別する。そして、ポリスチレン系プラスチックと塩化ビニル系プラスチックについては、さらに、静電分離機にかけたり、比重選別機にかけたりすることによって、ポリスチレン系プラスチックと塩化ビニル系プラスチックに分別できるので、再利用可能な有用なポリスチレン系プラスチックを回収することができる。
Patent Document 2 discloses an invention relating to a waste processing method, which is called “waste processing method” and can be used by electrostatically separating the waste and collecting and recycling plastics by material.
In the invention disclosed in Patent Document 2, after the mixed plastic crushed material is dried, it is subjected to electrostatic separation to divide it into a plastic with good chargeability and a plastic with low chargeability.
Specifically, waste from household electrical appliances such as televisions and refrigerators is first separated into metal and plastic using a magnetic sorter, eddy current sorter, stainless steel sorter, etc., followed by electrostatic separation of the plastic. Using a machine, it is separated into polystyrene plastic and vinyl chloride plastic with good chargeability and other plastics with low chargeability. For polystyrene plastics and vinyl chloride plastics, they can be separated into polystyrene plastics and vinyl chloride plastics by applying them to electrostatic separators or specific gravity sorters, so that they can be reused. Polystyrene plastic can be recovered.
そして、特許文献３には、「ＰＥＴ樹脂廃棄物の化学的処理方法」という名称で、化学的な手法を用いてポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという。）樹脂廃棄物から高純度及び高収率のテレフタル酸を得ることができるＰＥＴ樹脂廃棄物の化学的処理方法に関する発明が開示されている。
この特許文献３に開示された発明は、ＰＥＴを主成分とする樹脂廃棄物をアルカリ存在下で１４０〜２００℃の温度範囲に保持して加水分解するものである。
ＰＥＴ樹脂廃棄物としては、ＰＥＴボトル、オーディオテープやプリペイドカードなどのＰＥＴ樹脂と異物との複合物が挙げられる。そして、このようなＰＥＴ樹脂廃棄物を乾式や水冷式などの方式でフレーク状やチップ状に粉砕し、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどを用いた濃度が１０〜５０重量％のアルカリ水溶液中に投入し、温度を１４０〜２００℃にして、ＰＥＴの加水分解を行うと、分解生成物であるテレフタル酸を回収することができる。ここで、反応温度を１４０〜２００℃の範囲に設定するのは、１４０℃以下ではＰＥＴの加水分解が進行しにくく、また、２００℃以上では、含有する異物が分解しやすくなり、テレフタル酸の純度を低下させる原因となるためである。また、ＰＥＴ樹脂廃棄物に含有する異物として、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂やポリスチレン樹脂が混入してもこれらの樹脂は熱分解や加水分解を受けないために分離が可能であり、さらに、アルカリに可溶なアルミニウムやポリビニルアルコールなどは、テレフタル酸を析出させる際に分離が可能になっている。
And in patent document 3, it is the name of "the chemical processing method of PET resin waste", and it is high purity and high yield from a polyethylene terephthalate (henceforth PET) resin waste using a chemical method. An invention relating to a chemical treatment method of PET resin waste from which terephthalic acid can be obtained is disclosed.
The invention disclosed in Patent Document 3 hydrolyzes resin waste containing PET as a main component in the presence of alkali in a temperature range of 140 to 200 ° C.
Examples of PET resin waste include composites of PET resin and foreign substances such as PET bottles, audio tapes and prepaid cards. Then, such PET resin waste is pulverized into flakes and chips by a dry or water-cooled method, and the resulting solution is poured into an alkaline aqueous solution having a concentration of 10 to 50% by weight using potassium hydroxide or sodium hydroxide. When the PET is hydrolyzed at a temperature of 140 to 200 ° C., the decomposition product terephthalic acid can be recovered. Here, the reaction temperature is set in the range of 140 to 200 ° C. The hydrolysis of PET is difficult to proceed at 140 ° C. or lower, and the contained foreign matter is easily decomposed at 200 ° C. or higher. This is because it causes a decrease in purity. Moreover, even if vinyl chloride resin, polyethylene resin or polystyrene resin is mixed in as a foreign substance contained in PET resin waste, these resins are not subject to thermal decomposition or hydrolysis, and can be separated. Soluble aluminum, polyvinyl alcohol, and the like can be separated when terephthalic acid is precipitated.
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、分離できるプラスチック廃棄物は単純に単体同士が混合されたものであり、ラミネートシートや自動車内装材や人工芝などのように異種樹脂を融着させた複合プラスチックには適合できないという課題があった。また、プラスチックの比重差はわずかであるので、単純な混合物でも分離精度は低く、元の用途に再利用できる量の確保が困難であり、マテリアルリサイクル率が低いという課題もあった。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, the plastic waste that can be separated is simply a mixture of single substances, and different types of resins such as laminate sheets, automobile interior materials, and artificial turf are fused. There was a problem that it could not be adapted to the composite plastic. In addition, since the specific gravity difference of plastics is small, there is a problem that the separation accuracy is low even with a simple mixture, it is difficult to secure an amount that can be reused in the original application, and the material recycling rate is low.
また、特許文献２に記載された従来の技術では、特許文献１に記載された従来の技術と同様に、対象のプラスチック廃棄物は単純な混合物であり、複合プラスチックには適用が困難であるという課題があった。また、静電分離では大まかな系統別の分離となり、再利用可能な材料を得るためには他の分離手法を組み合わせる必要があり、煩雑であるという課題もあった。 In addition, in the conventional technique described in Patent Document 2, as in the conventional technique described in Patent Document 1, the target plastic waste is a simple mixture and is difficult to apply to composite plastics. There was a problem. In addition, electrostatic separation is roughly separated by system, and in order to obtain a reusable material, it is necessary to combine other separation methods, and there is a problem that it is complicated.
そして、特許文献３に記載された従来の技術では、ＰＥＴ樹脂を主成分とする廃棄物からＰＥＴ樹脂を再生するための樹脂原料を製造するものであり、異種樹脂を含む複合プラスチックにおいて再利用可能な樹脂成分を分離することはできないという課題があった。 The conventional technique described in Patent Document 3 manufactures a resin raw material for recycling PET resin from waste mainly composed of PET resin, and can be reused in composite plastics containing different types of resins. There was a problem that it was not possible to separate various resin components.
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、ポリオレフィン類にポリエステル樹脂やポリアミド樹脂を含む複合プラスチックからポリオレフィン類やその他の有用な樹脂又は樹脂原料を化学的に分離するポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in response to such conventional circumstances, and polyolefins that chemically separate polyolefins and other useful resins or resin raw materials from composite plastics containing polyester resins and polyamide resins in polyolefins are provided. An object of the present invention is to provide a method for separating a composite plastic containing the same.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明であるポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法は、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックを、１Ｎ〜５Ｎの濃度の酸を含む水溶液に浸漬して１２０℃から１６０℃の温度で加熱してポリアミドを分解して酸を含む水溶液に可溶なカプロラクタム又はジカルボン酸とジアミンの酸塩を生成する工程と、濾過して酸を含む水溶液に不溶なポリオレフィン類を分離する工程とを有するものである。
上記構成のポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法では、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックを、１Ｎ〜５Ｎの濃度の酸を含む水溶液に浸漬して１２０℃から１６０℃の温度で加熱すると、ポリアミドは分解してカプロラクタム又はジカルボン酸とジアミンの酸塩を生成し、酸を含む水溶液に可溶化するように作用し、また、ポリオレフィン類は酸によって分解せずに固形の状態で残存するので、濾過すると分離されるように作用する。
なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、ポリアミドとは、ポリアミド樹脂を含む概念である。
In order to achieve the above object, a method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the first aspect of the present invention includes immersing a composite plastic containing polyolefins and polyamide in an aqueous solution containing an acid having a concentration of 1N to 5N. Heating at a temperature of 120 ° C. to 160 ° C. to decompose the polyamide to produce a caprolactam or dicarboxylic acid and diamine acid salt that is soluble in an acid-containing aqueous solution, and filtration to dissolve the acid in an aqueous solution containing the acid. And a step of separating polyolefins.
In the method for separating a composite plastic containing polyolefins having the above structure, a composite plastic containing polyolefins and polyamide is immersed in an aqueous solution containing an acid having a concentration of 1N to 5N and heated at a temperature of 120 ° C. to 160 ° C. Decomposes to produce caprolactam or dicarboxylic acid and diamine acid salt, solubilizing it in an aqueous solution containing acid, and polyolefins remain in a solid state without being decomposed by acid. Then, it acts to be separated.
In addition, in this-application specification and a claim, a polyamide is a concept containing a polyamide resin.
そして、請求項２に記載の発明であるポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法は、ポリオレフィン類とポリエステルとポリアミドを含む複合プラスチックを、１Ｎ〜５Ｎの濃度のアルカリを含む水溶液に浸漬して１２０℃から１６０℃の温度で加熱し，ポリエステルを分解してアルカリを含む水溶液に可溶なカルボン酸のアルカリ塩とアルコールを生成する工程と、濾過してアルカリを含む水溶液に不溶なポリオレフィン類とポリアミドを分離する工程と、分離したポリオレフィン類とポリアミドを、１Ｎ〜５Ｎの濃度の酸を含む水溶液に浸漬して１２０℃から１６０℃の温度で加熱し，ポリアミドを分解して酸を含む水溶液に可溶なカプロラクタム又はジカルボン酸とジアミンの酸塩を生成する工程と、濾過して酸を含む水溶液に不溶なポリオレフィン類を分離する工程とを有するものである。
上記構成のポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法では、ポリオレフィン類とポリエステルとポリアミドを含む複合プラスチックを、１Ｎ〜５Ｎの濃度のアルカリを含む水溶液に浸漬して１２０℃から１６０℃の温度で加熱すると、ポリエステルは加水分解してカルボン酸のアルカリ塩とアルコールを生成してアルカリを含む水溶液に可溶化し、一方、ポリオレフィン類とポリアミドは反応せずに固形の状態で残存するので、濾過すると、アルカリを含む水溶液に可溶化したポリエステルの分解生成物成分と、ポリオレフィン類とポリアミドのアルカリを含む水溶液に不溶な固形物とが分離されるという作用を有する。そして、分離されたポリオレフィン類とポリアミドの固形分を、１Ｎ〜５Ｎの濃度の酸を含む水溶液に浸漬して１２０℃から１６０℃の温度で加熱すると、ポリアミドは分解してカプロラクタム又はジカルボン酸とジアミンの酸塩を生成し、酸を含む水溶液に可溶化するという作用を有する。そして、加熱下の酸を含む水溶液に反応しないポリオレフィン類は固形状態で残存するので濾過すると分離されるという作用を有する。
In the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the second aspect of the invention, the composite plastic containing polyolefins, polyester and polyamide is immersed in an aqueous solution containing an alkali having a concentration of 1N to 5N at 120 ° C. To a temperature of 160 ° C. to decompose the polyester to produce an alkali salt and alcohol of a carboxylic acid soluble in an aqueous solution containing an alkali, and a polyolefin and a polyamide insoluble in an aqueous solution containing an alkali by filtration. The separation step, the separated polyolefins and polyamide are immersed in an aqueous solution containing an acid having a concentration of 1N to 5N and heated at a temperature of 120 ° C to 160 ° C to decompose the polyamide and be soluble in the aqueous solution containing the acid A step of forming a salt of caprolactam or dicarboxylic acid and diamine, and an aqueous solution containing acid by filtration And a step of separating the insoluble polyolefins to.
In the method for separating a composite plastic containing polyolefins having the above structure, a composite plastic containing polyolefins, polyester and polyamide is immersed in an aqueous solution containing an alkali having a concentration of 1N to 5N and heated at a temperature of 120 ° C. to 160 ° C. The polyester is hydrolyzed to produce an alkali salt of carboxylic acid and an alcohol and solubilized in an aqueous solution containing alkali. On the other hand, polyolefins and polyamide remain in a solid state without reacting. The decomposition product component of the polyester solubilized in the aqueous solution containing water and the solids insoluble in the aqueous solution containing the polyolefins and polyamide alkali are separated. When the solids of the separated polyolefins and polyamide are immersed in an aqueous solution containing an acid having a concentration of 1N to 5N and heated at a temperature of 120 ° C. to 160 ° C., the polyamide decomposes and caprolactam or dicarboxylic acid and diamine The acid salt is produced and solubilized in an aqueous solution containing an acid. And since polyolefins which do not react with an aqueous solution containing an acid under heating remain in a solid state, they have an action of being separated by filtration.
本発明の請求項１に記載のポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法では、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックにおいて、酸によるポリアミドの加水分解を利用して、ポリアミドを化学的に分解して１Ｎ〜５Ｎの濃度の酸を含む溶液に可溶化し、酸と反応しないポリオレフィン類を固体として残存させて、固液濾過により、再利用可能なポリオレフィン類を簡単に回収することを可能にしている。また、加熱温度を１２０℃から１６０℃の温度範囲に設定することによって、ポリオレフィン類の熱分解及び融着を抑止し、且つ、ポリアミドの加水分解を促進している。 In the method of separating a composite plastic comprising polyolefins according to claim 1 of the present invention, in a composite plastic comprising polyolefins and polyamides, by utilizing the hydrolysis of the polyamide with an acid, chemically decomposing the polyamide 1N Solubilized in a solution containing an acid having a concentration of ˜5N, polyolefins that do not react with the acid remain as solids, and reusable polyolefins can be easily recovered by solid-liquid filtration. In addition, by setting the heating temperature in a temperature range of 120 ° C. to 160 ° C., thermal decomposition and fusion of polyolefins are suppressed, and hydrolysis of polyamide is promoted.
そして、本発明の請求項２に記載のポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法では、ポリオレフィン類とポリエステルとポリアミドを含む複合プラスチックにおいて、まず、アルカリを用いてポリエステルを加水分解して１Ｎ〜５Ｎの濃度のアルカリを含む水溶液に可溶化してポリエステルを分離し、次に、酸を用いてポリアミドを加水分解して１Ｎ〜５Ｎの濃度の酸を含む溶液に可溶化してポリアミドを分離し、最終的にアルカリや酸と反応しないポリオレフィン類を固体として残存させて回収することを可能にしている。また、反応温度を１２０℃から１６０℃の範囲に設定して、高効率の作業を実現している。 In the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to claim 2 of the present invention, in the composite plastic containing polyolefins, polyester and polyamide, first, the polyester is hydrolyzed with alkali to give a 1N-5N Solubilized in an aqueous solution containing a concentration of alkali to separate the polyester, then hydrolyzed the polyamide with acid to solubilize in a solution containing an acid with a concentration of 1N to 5N to separate the polyamide, and finally In particular, polyolefins that do not react with alkalis or acids can be recovered as a solid. In addition, the reaction temperature is set in the range of 120 ° C. to 160 ° C. to realize highly efficient work.
以下に、本発明の第１の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法を図１に基づき説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法の工程を示す概念図である。
図１において、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法は、特に、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックの分離方法である。
まず、ステップＳ１−１では粗破砕を行う。この工程では、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックを１ｍｍから２０ｍｍ程度に粗破砕する。この粗破砕を行うことによって、反応容器への投入や反応容器からの排出が容易となり、また、反応容器への充填率も上がる。さらに、分離回収後のポリオレフィン類の再利用時のペレット化においても有利となる。但し、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックが反応容器に投入可能であれば、形状は特に限定されず、必ずしも粗破砕する必要はないのでステップＳ１−１の粗破砕工程は省略してもよい。
Below, the separation method of the composite plastic containing polyolefins which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG .
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the steps of a method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment is particularly a method for separating a composite plastic containing polyolefins and polyester.
First, rough crushing is performed in step S1-1. In this step, a composite plastic containing polyolefins and polyester is roughly crushed to about 1 mm to 20 mm. By carrying out this rough crushing, the charging into the reaction vessel and the discharge from the reaction vessel are facilitated, and the filling rate into the reaction vessel is also increased. Furthermore, it is advantageous in pelletization when the polyolefins after separation and recovery are reused. However, the shape is not particularly limited as long as a composite plastic containing polyolefins and polyester can be charged into the reaction vessel, and the rough crushing step of step S1-1 may be omitted because the shape is not necessarily limited.
次に、ステップＳ１−２では、アルカリを添加する。この工程では、ステップＳ１−１で粗破砕して反応容器に投入したポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックに、アルカリを含む水溶液を添加する。使用するアルカリは、特に限定されないが、コスト及びアルカリ強度を考慮すると、水酸化ナトリウムが好適である。また、アルカリの濃度は３Ｎから５Ｎの範囲が好ましい。
アルカリを含む水溶液の添加によって、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックのうちポリエステルが加水分解を始め、ポリエステルは徐々に分解してカルボン酸のアルカリ塩とアルコールを生成し、アルカリを含む水溶液に可溶化する。なお、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックのうちポリオレフィン類はアルカリと反応しないので、固形のまま残存する。
Next, in step S1-2, an alkali is added. In this step, an aqueous solution containing an alkali is added to the composite plastic containing polyolefins and polyester roughly crushed in Step S1-1 and charged into the reaction vessel. The alkali to be used is not particularly limited, but sodium hydroxide is preferable in consideration of cost and alkali strength. The alkali concentration is preferably in the range of 3N to 5N.
By adding aqueous solution containing alkali, polyester begins to hydrolyze in composite plastics containing polyolefins and polyester, and polyester gradually decomposes to produce alkali salt of carboxylic acid and alcohol, solubilized in aqueous solution containing alkali To do. Of the composite plastics containing polyolefins and polyesters, polyolefins do not react with alkali and remain solid.
次に、ステップＳ１−３では、加熱する。この工程では、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックとアルカリを含む水溶液が投入された反応容器を１２０℃から１６０℃の範囲の温度に加熱する。反応容器中では、ポリエステルのアルカリによる加水分解が徐々に進行しているが、加熱によってこの分解反応が促進される。なお、攪拌を行うと、浮遊する試料をアルカリを含む水溶液中に沈降できるので全体的に分解反応を進めることが可能である。また、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン類は、融点以下の１２０℃から１６０℃の温度範囲の加熱では熱分解や融着をしないので、特性の低下がなく、また、塊にならないので回収も容易となる。
なお、１２０℃より低い温度で加熱してもポリエステルのアルカリによる加水分解の促進がなされず、１６０℃より高い温度で加熱するとポリオレフィン類の融点に近づいて溶融してしまい、プラスチックの原形をとどめることが困難となり、後の工程でポリオレフィン類を固体として分離することが困難となるためである。
Next, in step S1-3, heating is performed. In this step, a reaction vessel charged with a composite plastic containing polyolefins and polyester and an aqueous solution containing alkali is heated to a temperature in the range of 120 ° C to 160 ° C. In the reaction vessel, hydrolysis of the polyester by alkali is gradually progressing, but this decomposition reaction is accelerated by heating. When stirring is performed, the floating sample can be precipitated in an aqueous solution containing an alkali, so that the decomposition reaction can be advanced as a whole. In addition, polyolefins such as polyethylene and polypropylene do not undergo thermal decomposition or fusion when heated in the temperature range of 120 ° C. to 160 ° C., which is lower than the melting point. Become.
It should be noted that even when heated at a temperature lower than 120 ° C, hydrolysis of the polyester by alkali is not promoted, and when heated at a temperature higher than 160 ° C, it melts close to the melting point of the polyolefins, so that the original shape of the plastic remains. This is because it becomes difficult to separate the polyolefins as solids in a later step.
そして、ステップＳ１−４では、固液分離する。この工程では、アルカリによるポリエステルの加水分解反応が終了した後、固体して残存するポリオレフィン類と、アルカリを含む水溶液に可溶化したカルボン酸のアルカリ塩とアルコールを遠心濾過機などを用いて固液分離する。 In step S1-4, solid-liquid separation is performed. In this process, after the hydrolysis reaction of the polyester with the alkali is completed, the solid polyolefin and the carboxylic acid alkali salt and alcohol solubilized in the aqueous solution containing the alkali are solid-liquid using a centrifugal filter or the like. To separate.
続いて、固体として分離されるポリオレフィン類をステップＳ１−５において水洗する。この工程では、ポリオレフィン類に付着するアルカリやポリエステルの分解生成物であるカルボン酸のアルカリ塩とアルコールを水に浸けて洗浄する。
そして、ステップＳ１−６で、さらに固液分離すると、固体として、ポリオレフィン類を得ることができる。このポリオレフィン類の水分を乾燥すると、再利用可能な樹脂原料となる。一方、液体としては、アルカリやポリエステルの分解生成物であるカルボン酸のアルカリ塩とアルコールが溶解した洗浄水が得られる。
Subsequently, the polyolefin separated as a solid is washed with water in step S1-5. In this step, an alkali salt of carboxylic acid which is a decomposition product of alkali or polyester adhering to polyolefins and alcohol are immersed in water and washed.
And if solid-liquid separation is further carried out at step S1-6, polyolefins can be obtained as a solid. When the water content of the polyolefin is dried, it becomes a reusable resin material. On the other hand, as the liquid, washing water in which an alkali salt of carboxylic acid, which is a decomposition product of alkali or polyester, and alcohol are dissolved is obtained.
ステップＳ１−７では、ステップＳ１−４の固液分離で得られる液体とステップＳ１−６の固液分離で得られる液体を冷却する。この工程では、液体中に存在するポリエステルの分解生成物であるカルボン酸のアルカリ塩が冷却によって結晶として析出する。なお、ステップＳ１−４の固液分離で得られる液体とステップＳ１−６の固液分離で得られる液体には、ポリエステルを分解可能なアルカリが残存しているので、ステップＳ１−７へ進まずポリエステルの分解生成物を回収せずに、ステップＳ１−２におけるアルカリの添加として連続使用する工程にすることも可能である。 In step S1-7, the liquid obtained by solid-liquid separation in step S1-4 and the liquid obtained by solid-liquid separation in step S1-6 are cooled. In this step, an alkali salt of carboxylic acid, which is a decomposition product of polyester present in the liquid, precipitates as crystals upon cooling. In addition, since the alkali which can decompose | disassemble polyester remains in the liquid obtained by solid-liquid separation of step S1-4 and the liquid obtained by solid-liquid separation of step S1-6, it does not progress to step S1-7. Without recovering the decomposition product of the polyester, it is also possible to use a continuous process as the addition of alkali in step S1-2.
そして、ステップＳ１−８では、固液分離を行い、固体としてカルボン酸のアルカリ塩を、液体として、アルコールが溶解したアルカリを含む水溶液を得る。カルボン酸のアルカリ塩は水洗して、ステップＳ１−９において中和すると、高純度のカルボン酸となり、ポリエステルの再生原料として使用できる。一方、アルコールが溶解したアルカリを含む水溶液は、ステップＳ１−１０において蒸留すると、アルコールが回収され、同じく、ポリエステルの再生原料として使用できる。なお、ステップＳ１−８で固液分離した液体には、アルカリが含まれているので、ステップＳ１−１０へ進まず、ステップＳ１−２におけるアルカリの添加として使用することもできる。この際、含有するアルコールは、アルカリによるポリエステルの加水分解反応を阻害するものではない。 In step S1-8, solid-liquid separation is performed to obtain an aqueous solution containing an alkali salt of carboxylic acid as a solid and an alkali in which alcohol is dissolved as a liquid. When the alkali salt of carboxylic acid is washed with water and neutralized in step S1-9, it becomes a highly pure carboxylic acid, which can be used as a recycled raw material for polyester. On the other hand, when the aqueous solution containing the alkali in which the alcohol is dissolved is distilled in step S1-10, the alcohol is recovered and can be used as a recycled material for the polyester. In addition, since the liquid solid-separated at step S1-8 contains alkali, it does not advance to step S1-10 but can also be used as addition of alkali at step S1-2. At this time, the alcohol contained does not inhibit the hydrolysis reaction of the polyester with alkali.
このように構成された本実施の形態では、ポリオレフィン類を含む複合プラスチックの、特にポリオレフィン類とポリエステルを含むプラスチックにおいて、アルカリを用いてポリエステルを選択的に分解して取り除き、ポリオレフィン類を分離することを可能にしている。分離されたポリオレフィン類は再利用が可能であり、そのままの状態又はリペレット化してリサイクル製品の原料となる。一方、ポリエステルについてもアルカリによって分解されて最終的にカルボン酸とアルコールが得られるので、ポリエステルの再生原料として利用することができ、高いマテリアルリサイクル率を備える分離方法であるといえる。 In this embodiment configured as described above, in a composite plastic containing polyolefins, particularly in plastics containing polyolefins and polyesters, the polyesters are selectively decomposed and removed using alkali to separate the polyolefins. Is possible. The separated polyolefins can be reused, and are used as raw materials for recycled products as they are or after being re-pelletized. On the other hand, since polyester is also decomposed by alkali to finally obtain carboxylic acid and alcohol, it can be used as a raw material for polyester regeneration and can be said to be a separation method having a high material recycling rate.
以下に、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法における複合プラスチックについて検討した結果を実施例１として図２乃至図７及び表１及び表２を用いて説明する。なお、本実施例では、ポリエステルとして、ＰＥＴとポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴという。）を用いて実施した。 Hereinafter, the results of studying composite plastics in the method for separating composite plastics containing polyolefins according to the present embodiment will be described as Example 1 with reference to FIGS. 2 to 7 and Tables 1 and 2. FIG. In this example, PET and polybutylene terephthalate (hereinafter referred to as PBT) were used as the polyester.
図２は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＥＴの分解反応の機構を示す概念図である。
図２において、ＰＥＴは、水酸化ナトリウムの存在下では、容易に加水分解し、フタル酸ナトリウムとエチレングリコールを生成する。なお、フタル酸ナトリウムは加水分解によってフタル酸となるが、水酸化ナトリウムにより速やかに中和されて塩を生成する。また、図示していないが、ＰＢＴにおいても同様にアルカリ存在下では速やかに加水分解し、酸成分の塩とアルコールを生成する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the mechanism of the PET decomposition reaction in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment.
In FIG. 2, PET is easily hydrolyzed in the presence of sodium hydroxide to produce sodium phthalate and ethylene glycol. Sodium phthalate is converted to phthalic acid by hydrolysis, but is quickly neutralized with sodium hydroxide to form a salt. In addition, although not shown, PBT is also rapidly hydrolyzed in the presence of alkali to produce an acid component salt and alcohol.
図３は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＥＴの分解率と反応時間の関係を示すグラフ図である。また、図４は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＢＴの分解率と反応時間の関係を示すグラフ図である。
図３において、ＰＥＴ１ｇに対して１５ｍｌの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、１５０℃に保持すると、ＰＥＴは加水分解し、時間とともに分解率が増大している。また、水酸化ナトリウム水溶液の濃度１Ｎ（Ｎは規定度を意味している。）と２Ｎでは、２Ｎの方がＰＥＴの分解率が大きくなっている。
また、図４において、ＰＢＴ１ｇに対して１５ｍｌの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、１５０℃に保持すると、図３に示すＰＥＴと同様に、ＰＢＴは時間とともに分解率が増大している。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the decomposition rate of PET and the reaction time in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the decomposition rate of PBT and the reaction time in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment.
In FIG. 3, when 15 ml of sodium hydroxide aqueous solution is added to 1 g of PET and kept at 150 ° C., the PET is hydrolyzed and the decomposition rate increases with time. Moreover, in the concentration of 1N (N means normality) and 2N of the sodium hydroxide aqueous solution, the decomposition rate of PET is larger in 2N.
In FIG. 4, when 15 ml of an aqueous sodium hydroxide solution is added to 1 g of PBT and kept at 150 ° C., the decomposition rate of PBT increases with time, as in the case of PET shown in FIG.
次に、図５は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＥＴの分解率と添加量の関係を示すグラフ図である。
図５において、５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１５ｍｌ中にＰＥＴを添加し、１５０℃の温度で５時間保持したときのＰＥＴの分解率は、ＰＥＴの添加量が５ｇを超えると低下し始めており、５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液では５ｇ程度のＰＥＴが分解可能であることがわかる。
Next, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the decomposition rate of PET and the addition amount in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment.
In FIG. 5, when PET is added to 15 ml of 5N sodium hydroxide aqueous solution and kept at a temperature of 150 ° C. for 5 hours, the decomposition rate of PET starts to decrease when the added amount of PET exceeds 5 g. It can be seen that about 5 g of PET can be decomposed with an aqueous sodium hydroxide solution.
また、図６は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＥＴの分解率とアルカリ濃度の関係を示すグラフ図である。
図６において、ＰＥＴ１ｇに対して水酸化ナトリウム水溶液の濃度を変化させて、１５０℃で３時間に保持すると、ＰＥＴの分解率は水酸化ナトリウム水溶液の濃度の増加とともに増大する傾向があるが、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が３Ｎより大きくなると分解率はほぼ１００％に達していることがわかる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the PET decomposition rate and the alkali concentration in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment.
In FIG. 6, when the concentration of the sodium hydroxide aqueous solution is changed with respect to 1 g of PET and kept at 150 ° C. for 3 hours, the decomposition rate of PET tends to increase as the concentration of the sodium hydroxide aqueous solution increases. It can be seen that the decomposition rate reaches almost 100% when the concentration of the aqueous sodium oxide solution is higher than 3N.
そして、図７は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＥＴの分解率と反応温度の関係を示すグラフ図である。
図７において、５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に５時間保持すると、ＰＥＴは、１５０℃では完全に分解し、１２０℃では５０％程度の分解率が得られており、より低温においても時間をかけることによってＰＥＴは分解可能であることがわかる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the decomposition rate of PET and the reaction temperature in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to this embodiment.
In FIG. 7, when kept in a 5N aqueous sodium hydroxide solution for 5 hours, PET is completely decomposed at 150 ° C., and a decomposition rate of about 50% is obtained at 120 ° C., and it takes time even at lower temperatures. Shows that PET can be decomposed.
また、ＰＥＴ３ｇを３Ｎ、４Ｎ及び５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して１５０℃で３時間保持したときフタル酸回収量を測定した結果を表１に示す。 Table 1 shows the results of measuring the amount of phthalic acid recovered when 3 g of PET was immersed in 3N, 4N and 5N sodium hydroxide aqueous solutions and held at 150 ° C. for 3 hours.
表１において、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が高くなると、ＰＥＴの分解生成物であるフタル酸ナトリウムが結晶として析出する量が増加していることがわかる。 In Table 1, it can be seen that as the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution increases, the amount of sodium phthalate, which is a decomposition product of PET, precipitates as crystals.
最後に、ポリオレフィン類として、ポリエチレン（以下、ＰＥという。）とポリプロピレン（以下、ＰＰという。）について、水酸化ナトリウム水溶液に対する重量変化を測定した結果を表２に示す。 Finally, as a polyolefin, Table 2 shows the results of measuring the weight change with respect to an aqueous sodium hydroxide solution for polyethylene (hereinafter referred to as PE) and polypropylene (hereinafter referred to as PP).
表２において、ＰＥ及びＰＰのいずれについても２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に１５０℃で３時間浸漬しても重量変化が認められず、水酸化ナトリウム水溶液とは反応せず、分解はないものと考えられる。 In Table 2, it is considered that neither PE nor PP was changed in weight even when immersed in 2N aqueous sodium hydroxide solution at 150 ° C. for 3 hours, did not react with the aqueous sodium hydroxide solution, and did not decompose. It is done.
次に、本発明の第２の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法を図８に基づき説明する。（特に、請求項１に対応）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法の工程を示す概念図である。
図８において、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法は、特に、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックの分離方法である。
まず、ステップＳ２−１では粗破砕を行う。この工程では、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックを１ｍｍから２０ｍｍ程度に粗破砕する。この粗破砕によって、反応容器への投入や反応容器からの排出が容易となり、反応容器への充填率も向上できる。但し、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックが反応容器に投入可能であれば、形状は特に限定されず、必ずしも粗破砕する必要はないのでステップＳ２−１の粗破砕工程は省略することができる。
Next, a method for separating a composite plastic containing polyolefins according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. (In particular, corresponding to claim 1 )
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the steps of a method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 8, the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment is particularly a method for separating a composite plastic containing polyolefins and polyamide.
First, rough crushing is performed in step S2-1. In this step, a composite plastic containing polyolefins and polyamide is roughly crushed to about 1 mm to 20 mm. By this rough crushing, charging into the reaction vessel and discharging from the reaction vessel are facilitated, and the filling rate into the reaction vessel can be improved. However, the shape is not particularly limited as long as a composite plastic containing polyolefins and polyamide can be charged into the reaction vessel, and the rough crushing step of step S2-1 can be omitted because it is not necessarily required to roughly crush.
次に、ステップＳ２−２では、酸を添加する。この工程では、ステップＳ２−１で粗破砕して反応容器に投入したポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックに、酸を含む水溶液を添加する。使用する酸は、強酸が好ましく、特に限定されないが、コスト面を考慮すると硫酸が好適である。但し、硝酸は高濃度や高温時にはニトロ化反応等が起きて危険性が高いので不適である。また、酸の濃度は１Ｎから５Ｎの範囲が好ましい。酸を含む水溶液を添加すると、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックのうちポリアミドが加水分解し、例えばポリアミド６ではカプロラクタムが生成し、ポリアミド６６ではアジピン酸とヘキサメチレンジアミン塩酸塩が生成し、これらはポリアミドの再生原料となる。これらの分解生成物は酸を含む水溶液に可溶化し、一方、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックのうちポリオレフィン類は酸と反応しないので、固体の状態で酸を含む水溶液中に残存する。 Next, in step S2-2, an acid is added. In this step, an aqueous solution containing an acid is added to the composite plastic containing polyolefins and polyamide that have been roughly crushed in Step S2-1 and charged into the reaction vessel. The acid to be used is preferably a strong acid and is not particularly limited, but sulfuric acid is preferred in consideration of cost. However, nitric acid is not suitable because it has a high risk of nitration reaction at high concentrations and high temperatures. The acid concentration is preferably in the range of 1N to 5N. When an aqueous solution containing an acid is added, the polyamide in the composite plastic containing polyolefins and polyamide is hydrolyzed. For example, polyamide 6 produces caprolactam, and polyamide 66 produces adipic acid and hexamethylenediamine hydrochloride. Recycled raw material for polyamide. These decomposition products are solubilized in an aqueous solution containing an acid. On the other hand, among the composite plastics containing a polyolefin and a polyester, the polyolefin does not react with the acid, and therefore remains in the aqueous solution containing the acid in a solid state.
次に、ステップＳ２−３では、加熱する。この工程では、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックと酸を含む水溶液が投入された反応容器を１２０℃から１６０℃の範囲の温度に加熱する。加熱すると、反応容器中での酸によるポリアミドの分解反応が促進される。なお、攪拌を行うと、浮遊する試料を酸を含む水溶液中に沈降できるので分解反応時間を短縮できる。なお、ポリオレフィン類は、融点以下の１２０℃から１６０℃の温度範囲の加熱では熱分解や融着をしないので、特性の低下がなく、また、塊にならないので回収も容易となる。
なお、本実施の形態のステップＳ２−３の工程における１２０℃から１６０℃という温度範囲も、１２０℃より低い温度で加熱してもポリエステルのアルカリによる加水分解の促進がなされず、１６０℃より高い温度で加熱するとポリオレフィン類の融点に近づいて溶融してしまい、プラスチックの原形をとどめることが困難となり、後の工程でポリオレフィン類を固体として分離することが困難となるためである。
Next, in step S2-3, heating is performed. In this step, a reaction vessel charged with a composite plastic containing polyolefins and polyamide and an aqueous solution containing an acid is heated to a temperature in the range of 120 ° C to 160 ° C. When heated, the decomposition reaction of the polyamide by the acid in the reaction vessel is promoted. When stirring is performed, the floating sample can be precipitated in an aqueous solution containing an acid, so that the decomposition reaction time can be shortened. Polyolefins are not thermally decomposed or fused by heating in a temperature range of 120 ° C. to 160 ° C., which is lower than the melting point.
Note that the temperature range from 120 ° C. to 160 ° C. in the process of step S2-3 of the present embodiment is also not accelerated by the alkali of the polyester even when heated at a temperature lower than 120 ° C., and is higher than 160 ° C. This is because when heated at a temperature, it approaches the melting point of the polyolefin and melts, making it difficult to keep the original shape of the plastic, and making it difficult to separate the polyolefin as a solid in a later step.
そして、ステップＳ２−４では、固液分離する。この工程では、酸によるポリアミドの加水分解反応の終了後、固体して残存するポリオレフィン類と、酸を含む水溶液に可溶化したポリアミドの分解生成物を遠心濾過機などを用いて固液分離する。 In step S2-4, solid-liquid separation is performed. In this step, after the hydrolysis reaction of the polyamide with the acid, the solid polyolefins and the decomposition product of the polyamide solubilized in the aqueous solution containing the acid are subjected to solid-liquid separation using a centrifugal filter or the like.
続いて、固体として分離されるポリオレフィン類をステップＳ２−５において水洗する。この工程では、ポリオレフィン類に付着する酸やポリアミドの分解生成物を水を用いて洗浄する。
そして、ステップＳ２−６で、さらに固液分離すると、固体として、ポリオレフィン類を得ることができる。このポリオレフィン類の水分を乾燥すると、再利用可能な樹脂原料となる。一方、液体としては、酸とポリアミドの分解生成物が溶解した洗浄水が得られる。
Subsequently, the polyolefin separated as a solid is washed with water in step S2-5. In this step, acid or polyamide decomposition products adhering to the polyolefins are washed with water.
And if solid-liquid separation is further carried out in step S2-6, polyolefins can be obtained as a solid. When the water content of the polyolefin is dried, it becomes a reusable resin material. On the other hand, as the liquid, washing water in which the decomposition product of acid and polyamide is dissolved is obtained.
ステップＳ２−７では、ステップＳ２−４の固液分離で得られる液体とステップＳ２−６の固液分離で得られる液体に酢酸エチルやトルエンなどの有機溶媒を添加する。この工程では、液体中に存在するポリアミドの分解生成物を添加する有機溶剤に溶解させて抽出することができる。なお、ステップＳ２−４の固液分離で得られる液体とステップＳ−６の固液分離で得られる液体には、ポリアミドを分解可能な酸が残存しているので、ステップＳ２−７へ進まず、ステップＳ２−２における添加する酸として再使用することもできる。 In step S2-7, an organic solvent such as ethyl acetate or toluene is added to the liquid obtained by solid-liquid separation in step S2-4 and the liquid obtained by solid-liquid separation in step S2-6. In this step, the decomposition product of polyamide present in the liquid can be dissolved in an organic solvent to be added and extracted. In addition, since the acid which can decompose | disassemble polyamide remains in the liquid obtained by solid-liquid separation of step S2-4 and the liquid obtained by solid-liquid separation of step S-6, it does not progress to step S2-7. Further, it can be reused as the acid to be added in step S2-2.
そして、ステップＳ２−８では抽出作業を行い、有機溶剤層として、添加した有機溶剤に溶解したポリアミドの分解生成物が得られ、水層として、酸を含む水溶液が得られる。有機溶剤層は、さらに、ステップＳ２−９に進み、蒸留して有機溶剤を除去すると、ポリアミドの分解生成物が得られ、この分解生成物はポリアミドの再生原料として用いることができる。一方、水層は、酸を含む水溶液であるので、ステップＳ２−２の酸の添加として再使用することができる。 In step S2-8, an extraction operation is performed to obtain a decomposition product of polyamide dissolved in the added organic solvent as an organic solvent layer, and an aqueous solution containing an acid is obtained as an aqueous layer. When the organic solvent layer further proceeds to step S2-9 to remove the organic solvent by distillation, a polyamide decomposition product is obtained, and this decomposition product can be used as a polyamide raw material. On the other hand, since the aqueous layer is an aqueous solution containing an acid, it can be reused as an acid addition in step S2-2.
このように構成された本実施の形態では、ポリオレフィン類を含む複合プラスチックのうち、特にポリオレフィン類とポリアミドを含むプラスチックにおいて、酸を用いてポリアミドを選択的に分解して取り除き、再利用可能なポリオレフィン類を分離することを可能にしている。さらに、ポリアミドの分解生成物を抽出などの操作によって分離し、ポリアミドの再生原料として回収することも可能であり、プラスチック廃棄物を有効的にマテリアルリサイクルできる分離方法であるといえる。 In this embodiment configured as described above, among the composite plastics including polyolefins, in particular, in the plastics including polyolefins and polyamide, the polyamide can be selectively decomposed and removed by using acid to recycle the polyolefin. Makes it possible to separate Furthermore, it is possible to separate the decomposition product of the polyamide by an operation such as extraction and recover it as a polyamide raw material, which can be said to be a separation method capable of effectively material recycling of plastic waste.
以下に、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法における複合プラスチックについて検討した結果を実施例２として図９及び図１０と、表３乃至表５を用いて説明する。なお、以下、ポリアミド６６をＰＡ６６といい、ポリアミド６をＰＡ６という。 Hereinafter, the results of studying composite plastics in the method for separating composite plastics containing polyolefins according to the present embodiment will be described as Example 2 with reference to FIGS. 9 and 10 and Tables 3 to 5. FIG. Hereinafter, polyamide 66 is referred to as PA66, and polyamide 6 is referred to as PA6.
図９は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＡ６６の分解反応の機構を示す概念図である。また、図１０は、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法におけるＰＡ６の分解反応の機構を示す概念図である。
図９において、ＰＡ６６は、酸存在下では、加水分解し、アジピン酸とヘキサメチレンジアミン塩酸塩を生成する。
また、図１０において、ＰＡ６は、ＰＡ６６と同様に、酸存在下では加水分解によって、カプロラクタムを生成する。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the mechanism of the decomposition reaction of PA66 in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment. FIG. 10 is a conceptual diagram showing the mechanism of the decomposition reaction of PA6 in the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment.
In FIG. 9, PA66 hydrolyzes in the presence of an acid to produce adipic acid and hexamethylenediamine hydrochloride.
Moreover, in FIG. 10, PA6 produces | generates a caprolactam by hydrolysis in presence of an acid similarly to PA66.
また、ペレット状のＰＡ６、０．２ｇを濃度を変化させた硫酸及び塩酸それぞれ１５ｍｌに浸漬し、１５０℃で３時間保持したときの分解率を測定した結果を表３及び表４に示す。 Tables 3 and 4 show the results of measuring the decomposition rate when 0.2 g of pellet-shaped PA6 was immersed in 15 ml of sulfuric acid and hydrochloric acid with different concentrations and held at 150 ° C. for 3 hours.
表３及び表４において、ＰＡ６は、１Ｎ以上の濃度の硫酸及び塩酸いずれに対しても１００％の分解率を示しており、完全に分解することが示唆される。 In Tables 3 and 4, PA6 shows a decomposition rate of 100% with respect to both sulfuric acid and hydrochloric acid having a concentration of 1N or more, suggesting that it is completely decomposed.
そして、ポリオレフィン類として、ＰＥとＰＰについて、塩酸及び硫酸に対する耐性を測定した結果を表５に示す。 Table 5 shows the results of measuring resistance to hydrochloric acid and sulfuric acid for PE and PP as polyolefins.
表５において、ＰＥ及びＰＰのいずれについても１Ｎの塩酸及び２Ｎの硫酸に１５０℃で３時間浸漬しても重量変化が認められず、塩酸及び硫酸とは反応しないことがわかる。 In Table 5, it can be seen that no change in weight was observed for either PE or PP even when immersed in 1N hydrochloric acid and 2N sulfuric acid at 150 ° C. for 3 hours, and did not react with hydrochloric acid or sulfuric acid.
次に、本発明の第３の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法を図１１に基づき説明する。（特に、請求項２に対応）
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法の工程を示す概念図である。
図１１において、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法は、特に、ポリオレフィン類とポリエステルとポリアミドを含む複合プラスチックの分離方法であり、ステップＳ１のポリエステルの分解工程とステップＳ２のポリアミドの分解工程で構成されている。ステップＳ１のポリエステルの分解工程は、前述の第１の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法と同様の操作を行うものであり、詳細な説明は省略するが、ポリオレフィン類とポリエステルとポリアミドを含む複合プラスチックにおいて、アルカリに耐性のないポリエステルをアルカリを添加して選択的に分解して溶解させて、一方、アルカリに耐性のあるポリオレフィン類とポリアミドを固体として残存させて分離する。
続いて、ステップＳ２のポリアミドの分解工程では、酸に耐性のないポリアミドを酸を添加して選択的に分解して溶解させて、耐性のあるポリオレフィン類を固体として残存させ分離する。本実施の形態においては、最終的には、再利用可能な材料として、ポリオレフィン類と、ポリエステルの再生原料であるカルボン酸及びアルコールと、ポリアミドの再生原料を得ることができる。なお、ステップＳ１のポリエステルの分解工程とステップＳ２のポリアミドの分解工程は、入れ替えて行うことも可能である。
Next, a method for separating a composite plastic containing polyolefins according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. (In particular, corresponding to claim 2 )
FIG. 11 is a conceptual diagram showing the steps of a method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 11, the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment is a method for separating a composite plastic containing polyolefins, polyester and polyamide, in particular. The polyester decomposition step in step S1 and the step in step S2 It consists of a polyamide decomposition process. The step of decomposing the polyester in step S1 is the same operation as the method for separating a composite plastic containing polyolefins according to the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted. In a composite plastic containing polyamide and polyamide, an alkali-resistant polyester is selectively decomposed and dissolved by adding alkali, while the alkali-resistant polyolefin and polyamide remain as solids and are separated.
Subsequently, in the step of decomposing the polyamide in step S2, a polyamide that is not resistant to acid is selectively decomposed and dissolved by adding an acid to leave and separate the resistant polyolefins as solids. In the present embodiment, finally, as reusable materials, polyolefins, carboxylic acids and alcohols that are polyester regeneration materials, and polyamide regeneration materials can be obtained. It should be noted that the polyester decomposition step in step S1 and the polyamide decomposition step in step S2 can be interchanged.
このように構成された本実施の形態では、ポリオレフィン類、ポリエステル及びポリアミドを含む複合プラスチックを、まず、アルカリで処理してポリエステルを分解して分離し、続いて、酸で処理してポリアミドを分解して分離し、アルカリと酸のいずれにも耐性のあるポリオレフィン類を簡単に分離することができる。そして、分離したポリオレフィン類は再利用が可能となり、さらに、ポリエステル及びポリアミドの分解生成物も再生原料として調整し、再使用することを可能にしている。 In this embodiment configured as described above, a composite plastic containing polyolefins, polyester and polyamide is first treated with alkali to decompose and separate the polyester, and then treated with acid to decompose the polyamide. Thus, polyolefins resistant to both alkali and acid can be easily separated. The separated polyolefins can be reused, and further, the decomposition products of polyester and polyamide can be prepared as recycled raw materials and reused.
以下に、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法における複合プラスチックについて検討した結果を実施例３として表６乃至表８を用いて説明する。 Below, the result of having examined the composite plastic in the separation method of the composite plastic containing polyolefins according to the present embodiment will be described as Example 3 with reference to Tables 6 to 8.
ＰＡ６とＰＡ６６について５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１５ｍｌに浸漬し、１５０℃で３時間保持したときの重量を測定した結果を表６に示す。 Table 6 shows the results of measuring the weight of PA6 and PA66 when immersed in 15 ml of 5N sodium hydroxide aqueous solution and kept at 150 ° C. for 3 hours.
表６において、ＰＡ６及びＰＡ６６のいずれも５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に対して重量変化がなく、分解は認められず、アルカリに対する耐性が確認できた。 In Table 6, neither PA6 nor PA66 showed a change in weight with respect to the 5N aqueous sodium hydroxide solution, no decomposition was observed, and resistance to alkali could be confirmed.
また、ＰＥＴ及びＰＢＴについて１Ｎと５Ｎの硫酸１５ｍｌに浸漬し、１５０℃で３時間保持したときの重量を測定した結果を表７に示す。 Table 7 shows the results of measuring the weight of PET and PBT when immersed in 15 ml of 1N and 5N sulfuric acid and kept at 150 ° C. for 3 hours.
表７において、ＰＥＴ及びＰＢＴのいずれも１Ｎと５Ｎの硫酸に浸漬前後の重量変化がなく、分解は認められず、５Ｎまでの硫酸に対する耐性が確認できた。
表６及び表７の結果より、ポリオレフィン類とポリエステルとポリアミドを含む複合プラスチックの分離方法において、アルカリとして５Ｎまでの水酸化ナトリウム水溶液を添加した場合にはポリアミドは分解することなく耐性があり、酸として５Ｎまでの硫酸を添加した場合にはポリエステルは分解することなく耐性があるので、アルカリと酸の添加工程は順不同に行うことが可能である。
In Table 7, neither PET nor PBT had any change in weight before and after immersion in 1N and 5N sulfuric acid, no decomposition was observed, and resistance to sulfuric acid up to 5N could be confirmed.
From the results of Tables 6 and 7, in the method for separating a composite plastic containing polyolefins, polyester and polyamide, when an aqueous sodium hydroxide solution of up to 5N is added as an alkali, the polyamide is resistant without being decomposed, and acid. When sulfuric acid up to 5N is added, since the polyester is resistant without being decomposed, the steps of adding alkali and acid can be performed in any order.
また、ポリオレフィン類以外の樹脂についても、水酸化ナトリウム水溶液、硫酸及び塩酸に浸漬して重量変化を測定した。なお、試料は各１ｇ、液量はそれぞれ１５ｍｌとし、１５０℃で３時間保持した。結果を表８に示す。 Moreover, about resin other than polyolefin, the weight change was measured by immersing in sodium hydroxide aqueous solution, a sulfuric acid, and hydrochloric acid. The sample was 1 g each, the liquid volume was 15 ml each, and held at 150 ° C. for 3 hours. The results are shown in Table 8.
表８において、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂及びポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂のいずれも水酸化ナトリウム水溶液、硫酸及び塩酸に浸漬しても重量変化がなく分解しないことがわかる。また、塩化ビニル（ＰＶＣ）においても若干の変色が認められたものの重量変化はなく、分解しなかった。したがって、複合プラスチックにおいて、ポリオレフィン類に代わってＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ＰＳ及びＰＶＣ樹脂のいずれかが含まれる場合においてもアルカリや酸を用いた分離が可能であることが示唆される。 In Table 8, any of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin, and polystyrene (PS) resin does not change in weight and does not decompose even when immersed in aqueous sodium hydroxide, sulfuric acid and hydrochloric acid. I understand. Moreover, although some discoloration was recognized also in vinyl chloride (PVC), there was no weight change and it did not decompose | disassemble. Therefore, it is suggested that the composite plastic can be separated using an alkali or an acid even when any of ABS, PMMA, PS and PVC resin is contained instead of the polyolefin.
次に、本発明の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置について図１２を参照しながら説明する。
図１２は、本発明の実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置を示す概念図である。
図１２において、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックの分離装置１は、特に、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックの分離装置であり、反応容器２、遠心濾過機５、水洗槽７、反応液貯槽９及び沈殿槽１１を有している。
反応容器２は、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックを投入可能な投入口３と、アルカリ貯槽１２に連結されるアルカリ供給経路のバルブ１４ａからアルカリを含む水溶液を反応液貯槽９、ポンプ１３ａ及びバルブ１４ｂを介して注入可能な注入口１５と、攪拌機４を備えており、反応容器２内では、投入されるポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックとアルカリを含む水溶液が攪拌機４で攪拌されてポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックに含まれるポリエステルがアルカリによって加水分解して、アルカリを含む水溶液に可溶なカルボン酸のアルカリ塩とアルコールを生成する。なお、図示していないが、反応容器２には温度調整機能を備えた加熱装置が具備されており、反応容器２内は１２０℃から１６０℃に加熱されて反応が進められている。
Next, a separation apparatus for composite plastics containing polyolefins according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG .
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a separation apparatus for a composite plastic containing polyolefins according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 12, a separator 1 for composite plastic containing polyolefins and polyester is a separator for composite plastic containing polyolefins and polyester, particularly, a reaction vessel 2, a centrifugal filter 5, a water washing tank 7, and a reaction liquid storage tank. 9 and a sedimentation tank 11.
The reaction vessel 2 has an inlet 3 through which a composite plastic containing polyolefins and polyester can be introduced, and an aqueous solution containing an alkali from a valve 14a in an alkali supply path connected to the alkali storage tank 12, a reaction liquid storage tank 9, a pump 13a and a valve. 14b, and a stirrer 4. The reaction vessel 2 has a polyolefin, a composite plastic containing polyester, and an aqueous solution containing an alkali stirred by the stirrer 4 to obtain polyolefins. And the polyester contained in the composite plastic containing polyester are hydrolyzed by alkali to produce an alkali salt of carboxylic acid and an alcohol soluble in an aqueous solution containing alkali. Although not shown, the reaction vessel 2 is provided with a heating device having a temperature adjusting function, and the reaction vessel 2 is heated from 120 ° C. to 160 ° C. to carry out the reaction.
反応が終了すると、加熱装置による加熱を停止して冷却する。反応容器２内の温度が１００℃程度で内圧が１気圧になったら、バルブ１４ｃを開いて反応容器２内の内容物を遠心濾過機５に送る。遠心濾過機５では、遠心力を利用して固体と液体を分離する。固体は、アルカリに耐性のあるポリオレフィン類であり、予め遠心濾過機５に装着されるフレキシブルコンテナ（フレコン）６に貯められ、一方、液体は反応液貯槽９へ送られる。
フレコン６に貯められる固体は、遠心濾過機５から引き上げられて、水洗槽７に挿入されて、水道８から供給される水によって洗浄される。洗浄された固体は図示していないが乾燥されて再利用可能な再生樹脂となる。そして、排水はポンプ１３ｂを起動して、バルブ１４ｄを開くことで再び水洗槽７に戻されて洗浄水として再使用され、最終的には、バルブ１４ｄを閉じて、バルブ１４ｅを開いてポンプ１３ｂを用いて反応液貯槽９に送られる。
When the reaction is completed, the heating by the heating device is stopped and the reaction is cooled. When the temperature in the reaction vessel 2 is about 100 ° C. and the internal pressure becomes 1 atm, the valve 14 c is opened and the contents in the reaction vessel 2 are sent to the centrifugal filter 5. In the centrifugal filter 5, the solid and the liquid are separated using centrifugal force. Solids are polyolefins that are resistant to alkali, and are stored in advance in a flexible container (Flexon) 6 attached to the centrifugal filter 5, while the liquid is sent to a reaction liquid storage tank 9.
The solid stored in the flexible container 6 is pulled up from the centrifugal filter 5, inserted into the water rinsing tank 7, and washed with water supplied from the water supply 8. Although the washed solid is not shown, it is dried to become a reusable recycled resin. The drainage is started again by opening the pump 13b and opening the valve 14d to be returned to the washing tank 7 and reused as washing water. Finally, the valve 14d is closed and the valve 14e is opened to open the pump 13b. Is sent to the reaction liquid storage tank 9.
反応液貯槽９に貯められる液体は、ポリエステルの分解生成物であるカルボン酸のアルカリ塩とアルコールとアルカリを含む水溶液であり、アルカリが残存しているので、さらにアルカリ供給源としてポンプ１３ａによって反応容器２に戻されて再使用される。この際、再使用されるアルカリを含む水溶液は完全に冷却されていないので、反応容器２内での加熱のエネルギーを削減することができる。なお、撹拌機１０は、ポリエステルの分解生成物とアルカリの分離を促進している。
そして、反応液貯槽９には沈殿槽１１が連結されており、反応液貯槽９から沈殿槽１１にバルブ１４ｆを開いて送液されると徐々に冷却されてポリエステルの分解生成物のうちカルボン酸のアルカリ塩が結晶として析出してくる。図示していないが、沈殿するカルボン酸のアルカリ塩は固液濾過装置によって分離され、さらに、酸を用いて中和するとポリエステルの再生原料となるカルボン酸を得ることができる。なお、本実施の形態では、カルボン酸のアルカリ塩を沈殿槽１１において結晶として析出させて分離してから中和するので、アルカリを含む水溶液に溶解したカルボン酸のアルカリ塩の状態で中和する場合と比べると、使用する酸の量が少量でよく、また、廃液量も削減することができる。
また、沈殿槽１１中の液体は、ポリエステルの分解生成物であるアルコールとアルカリを含む水溶液であり、図示していないが、蒸留装置を設置して、蒸留操作を行うとポリエステルの再生原料となるアルコールを回収することができる。なお、アルカリの再利用を目的としてポンプ１３ｃによって反応液貯槽９へ戻してもよい。
なお、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置では、アルカリ貯槽１２から反応容器２へアルカリを直接送出する配管が設けられておらず、常に反応液貯槽９を介してアルカリが送出されるが、アルカリ貯槽１２から反応容器２へアルカリを送出する配管を設けてもよい。純度の高いアルカリを注入する必要がある場合などに効率的に反応を促進させることができる。
The liquid stored in the reaction liquid storage tank 9 is an aqueous solution containing an alkali salt of carboxylic acid, which is a decomposition product of polyester, an alcohol, and an alkali. Alkali remains, so that the reaction vessel is further pumped by a pump 13a as an alkali supply source. Returned to 2 and reused. At this time, since the aqueous solution containing the alkali to be reused is not completely cooled, the heating energy in the reaction vessel 2 can be reduced. The stirrer 10 promotes the separation of the polyester decomposition product and the alkali.
Then, a precipitation tank 11 is connected to the reaction liquid storage tank 9, and when the liquid 14 is sent from the reaction liquid storage tank 9 to the precipitation tank 11 by opening the valve 14f, the reaction liquid storage tank 9 is gradually cooled and carboxylic acid among the decomposition products of polyester. The alkali salt of this precipitates as crystals. Although not shown, the precipitated alkali salt of the carboxylic acid is separated by a solid-liquid filtration device, and further neutralized with an acid, a carboxylic acid serving as a recycled polyester material can be obtained. In the present embodiment, the alkali salt of carboxylic acid is precipitated as crystals in the precipitation tank 11 and neutralized after being separated, so that it is neutralized in the state of alkali salt of carboxylic acid dissolved in an aqueous solution containing alkali. Compared to the case, the amount of acid used may be small, and the amount of waste liquid can be reduced.
Moreover, the liquid in the precipitation tank 11 is an aqueous solution containing alcohol and alkali, which are decomposition products of polyester. Although not shown, when a distillation apparatus is installed and a distillation operation is performed, it becomes a recycled polyester raw material. Alcohol can be recovered. In addition, you may return to the reaction liquid storage tank 9 with the pump 13c for the purpose of reuse of an alkali.
In the composite plastic separator containing polyolefins according to the present embodiment, there is no pipe for directly sending alkali from the alkali storage tank 12 to the reaction vessel 2, and alkali is always supplied through the reaction liquid storage tank 9. Although it is sent out, a pipe for sending the alkali from the alkali storage tank 12 to the reaction vessel 2 may be provided. The reaction can be efficiently promoted when it is necessary to inject a high purity alkali.
次に、アルカリを含む水溶液に代わって酸を含む水溶液を用いる場合について説明する。
アルカリを含む水溶液に代わって酸を含む水溶液を用いる場合は、ポリオレフィン類を含む複合プラスチックの特にポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックを対象とした分離装置となる。図１のポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置１において、アルカリ貯槽１２は酸貯槽となり、貯槽や反応容器２や配管には酸に対する耐性のある材料を用いたり、あるいは酸に触れる面を耐蝕性のあるライナーなどで強化する必要がある。また、沈殿槽１１に代わって、抽出装置を設置する必要がある。
反応容器２内では、加熱下において、投入されるポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックのポリアミドが酸と反応して加水分解し、酸を含む水溶液に可溶な分解生成物を生成する。そして、反応終了後には、反応容器２内の内容物は遠心濾過機５に送られて、酸と反応せずに固体の状態で残存するポリオレフィン類と、酸を含む水溶液に可溶化したポリアミドの分解生成物とが、遠心力によって固体と液体を分離される。固体のポリオレフィン類は、前述のアルカリを含む水溶液の場合と同様に、水洗、乾燥工程を経て再利用可能な再生樹脂となる。
一方、液体は反応液貯槽９を経由して抽出装置へ送られる。抽出装置では、まず、トルエンや酢酸エチルなどの有機溶剤が添加される。液体に含まれるポリアミドの分解生成物は添加される有機溶剤に溶解するので、抽出作業を行い、続いて、蒸留して有機溶剤を除去すると、ポリアミドの分解生成物を分離することができる。この分解生成物は、ポリアミドの再生原料として使用することができる。なお、酸を含む水溶液は、前述のアルカリを含む水溶液と同様に循環して繰り返し使用できる。
Next, a case where an aqueous solution containing an acid is used instead of an aqueous solution containing an alkali will be described.
When an aqueous solution containing an acid is used instead of an aqueous solution containing an alkali, the separation apparatus is intended for a composite plastic containing polyolefins, particularly a composite plastic containing polyolefins and polyamide. In the separator 1 for composite plastics containing polyolefins shown in FIG. 1, the alkali storage tank 12 is an acid storage tank, and the storage tank, the reaction vessel 2 and the piping are made of a material resistant to acid, or the surface in contact with the acid is corrosion resistant. It is necessary to reinforce it with a liner with a certain amount. Moreover, it is necessary to install an extraction device in place of the sedimentation tank 11.
In the reaction vessel 2, the polyamide of the composite plastic containing polyolefins and polyamide to be charged reacts with the acid and hydrolyzes under heating to produce a decomposition product soluble in the aqueous solution containing the acid. After completion of the reaction, the contents in the reaction vessel 2 are sent to the centrifugal filter 5 where the polyolefins that remain in a solid state without reacting with the acid and the polyamide solubilized in the aqueous solution containing the acid are obtained. Decomposition products separate solids and liquids by centrifugal force. As in the case of the aqueous solution containing an alkali as described above, the solid polyolefin becomes a recycled resin that can be reused through a washing and drying process.
On the other hand, the liquid is sent to the extraction device via the reaction liquid storage tank 9. In the extraction apparatus, first, an organic solvent such as toluene or ethyl acetate is added. Since the decomposition product of the polyamide contained in the liquid is dissolved in the added organic solvent, the decomposition product of the polyamide can be separated by performing an extraction operation and subsequently removing the organic solvent by distillation. This decomposition product can be used as a recycled material for polyamide. In addition, the aqueous solution containing an acid can be repeatedly circulated and used similarly to the aqueous solution containing an alkali described above.
このように構成された本実施の形態においては、アルカリを含む水溶液を用いると、ポリオレフィン類とポリエステルを含む複合プラスチックをアルカリを用いて効率良く分解して、固体と液体に分離し、固体を速やかに回収して再利用可能なポリオレフィン類をリサイクル材料として提供することができる。また、沈殿槽や蒸留装置を設けることによって液体からはポリエステルの再生原料であるカルボン酸とアルコールを効率良く回収することができる。
また、酸を含む水溶液を用いると、ポリオレフィン類とポリアミドを含む複合プラスチックを分解して、分離した固体から再利用可能なポリオレフィン類を回収することができ、さらに、抽出装置を設けることによって液体からはポリアミドの再生原料を回収することができ、廃棄プラスチックから多数の再利用材料を分離可能な装置を構成している。さらに、液体を循環させてアルカリを含む水溶液又は酸を含む水溶液として連続使用する構成であるのでランニングコストを削減することも可能である。
In this embodiment configured as described above, when an aqueous solution containing an alkali is used, a composite plastic containing polyolefins and polyester is efficiently decomposed using an alkali to separate the solid into a liquid, and the solid quickly. Polyolefins that can be recovered and reused can be provided as recycled materials. In addition, by providing a precipitation tank and a distillation apparatus, it is possible to efficiently recover carboxylic acid and alcohol, which are regenerated raw materials for polyester, from the liquid.
In addition, when an aqueous solution containing an acid is used, it is possible to decompose a composite plastic containing polyolefins and polyamide and recover reusable polyolefins from the separated solid, and further from the liquid by providing an extraction device. Constitutes a device capable of recovering recycled polyamide materials and capable of separating a large number of recycled materials from waste plastic. Furthermore, since the liquid is circulated and continuously used as an aqueous solution containing an alkali or an aqueous solution containing an acid, the running cost can be reduced.
以下、本実施の形態に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置を用いてポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離を行った実施例について説明する。 Hereinafter, the Example which isolate | separated the composite plastic containing polyolefin using the separation apparatus of the composite plastic containing polyolefin concerning this Embodiment is demonstrated.
ＰＰ板にＰＥＴ製フェルトが融着している自動車内装材の端材を１Ｌの高温高圧容器に投入し、３Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を添加した。高温高圧容器内を攪拌することにより試料が水酸化ナトリウム水溶液に沈降でき、温度を１２０℃から１５０℃に上昇させ、１５０℃から１２０℃に冷却する約１時間でＰＥＴは完全に分解した。
図１３は、ＰＥＴ樹脂フェルトが融着したＰＰとＰＥＴの複合プラスチックの実物写真である。また、図１４は、ＰＥＴ樹脂フェルトを分解処理して分離されたＰＰの実物写真である。
図１３では、試料には起毛したＰＥＴ樹脂フェルトが認められるが、図１４では、起毛のＰＥＴ樹脂フェルトは目視では確認できない。
次に、図１５は、ＰＥＴ樹脂フェルトが融着したＰＰとＰＥＴの複合プラスチックのＩＲチャートである。また、図１６は、ＰＥＴ樹脂フェルトを分解処理して分離されたＰＰのＩＲチャートである。
図１５では、ＰＥＴに特徴的な１７００ｃｍ−１付近のカルボニル基の伸縮振動による吸収が認められるが、図１６では、この吸収が消失しており、本実施に係るポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置で分離処理を行うことによってＰＥＴを分解させて除去し、ＰＰを得ることが可能であることがわかる。
An end material of an automobile interior material in which a felt made of PET is fused to a PP plate was put into a 1 L high-temperature and high-pressure vessel, and a 3N sodium hydroxide aqueous solution was added. By stirring the inside of the high-temperature and high-pressure vessel, the sample could settle in the sodium hydroxide aqueous solution, and the PET was completely decomposed in about 1 hour when the temperature was raised from 120 ° C. to 150 ° C. and cooled from 150 ° C. to 120 ° C.
FIG. 13 is an actual photograph of a PP / PET composite plastic fused with a PET resin felt. FIG. 14 is an actual photograph of PP separated by decomposing PET resin felt.
In FIG. 13, brushed PET resin felt is observed in the sample, but in FIG. 14, the brushed PET resin felt cannot be visually confirmed.
FIG. 15 is an IR chart of a composite plastic of PP and PET to which a PET resin felt is fused. FIG. 16 is an IR chart of PP separated by decomposing PET resin felt.
In FIG. 15, absorption due to stretching vibration of a carbonyl group near 1700 cm −1 characteristic of PET is observed, but in FIG. 16, this absorption disappears, and separation of the composite plastic containing polyolefins according to this embodiment is separated. It can be seen that it is possible to obtain PP by decomposing and removing PET by performing a separation process with an apparatus.
以上説明したように、本発明の請求項１及び請求項２に記載された発明は、ポリオレフィン類を含む複合プラスチックのうちポリオレフィン類以外のプラスチックを選択的に分解して、有用なポリオレフィン類や再生樹脂原料を分離できるポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離方法とその装置を提供可能であり、プラスチック廃材の処分方法及び装置に利用可能である。 As described above, the invention described in claim 1 and claim 2 of the present invention selectively decomposes plastics other than polyolefins out of composite plastics containing polyolefins, and is useful polyolefins and recycled. It is possible to provide a separation method and apparatus for composite plastics containing polyolefins that can separate resin raw materials, and can be used for a disposal method and apparatus for plastic waste.
１…ポリオレフィン類を含む複合プラスチックの分離装置 ２…反応容器 ３…投入口 ４…攪拌機 ５…遠心濾過器 ６…フレキシブルコンテナ（フレコン） ７…水洗槽 ８…水道 ９…反応液貯槽 1０…攪拌機 １１…沈殿槽 １２…アルカリ貯槽 １３ａ〜１３ｃ…ポンプ １４ａ〜１４ｆ…バルブ １５…注入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Separation apparatus of the composite plastic containing polyolefins 2 ... Reaction container 3 ... Input port 4 ... Stirrer 5 ... Centrifugal filter 6 ... Flexible container (flexible container) 7 ... Flush tank 8 ... Water supply 9 ... Reaction liquid storage tank 10 ... Stirrer 11 ... precipitation tank 12 ... alkaline storage tank 13a-13c ... pump 14a-14f ... valve 15 ... inlet
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010036598A JP5610383B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Method and apparatus for separating composite plastics containing polyolefins |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010036598A JP5610383B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Method and apparatus for separating composite plastics containing polyolefins |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011168755A JP2011168755A (en) | 2011-09-01 |
| JP5610383B2 true JP5610383B2 (en) | 2014-10-22 |
Family
ID=44683200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010036598A Active JP5610383B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Method and apparatus for separating composite plastics containing polyolefins |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5610383B2 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014097441A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Mitsui Zosen Plant Engineering Inc | Washing treatment method of pet flake |
| JP6188068B2 (en) * | 2013-10-16 | 2017-08-30 | 地方独立行政法人山口県産業技術センター | Coating film removing method and coating film removing apparatus |
| JP6558752B2 (en) * | 2015-04-14 | 2019-08-14 | 地方独立行政法人山口県産業技術センター | Polyolefin recycling method from polyolefin composite materials |
| US10843429B2 (en) | 2018-05-21 | 2020-11-24 | O2 Partners, Llc | Biodegradable, industrially compostable, and recyclable injection molded microcellular flexible foams |
| CN112512771A (en) | 2018-05-21 | 2021-03-16 | O2伙伴有限责任公司 | Biodegradable and industrially compostable injection molded microcellular flexible foam and method for producing the same |
| JP7458420B2 (en) * | 2019-05-21 | 2024-03-29 | オーツー・パートナーズ・エルエルシー | Biodegradable, industrially compostable and recyclable injection molded microcellular flexible foam |
| JP6976486B2 (en) * | 2019-12-12 | 2021-12-08 | ポリプラスチックス株式会社 | Thermoplastic resin composition |
| CN112476849B (en) * | 2020-11-09 | 2023-06-02 | 湖南中塑新能源有限公司 | Multistage salt washing system for regenerating plastic particles |
| WO2022265111A1 (en) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | 恵和興業株式会社 | Separation and recovery device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233622B2 (en) * | 1974-01-24 | 1977-08-30 | ||
| US5977193A (en) * | 1991-06-21 | 1999-11-02 | Basf Corporation | Reclaiming epsilon-caprolactam from nylon 6 carpet |
| US5326791A (en) * | 1991-12-20 | 1994-07-05 | Exxon Research And Engineering Company | Process for separation of hydrolyzable from non-hydrolyzable waste plastics for recovery of starting materials and other conversion processes, respectively |
| JPH05337940A (en) * | 1992-04-08 | 1993-12-21 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Treating method and regenerating method of coated plastic molded body |
| JPH0892411A (en) * | 1994-09-19 | 1996-04-09 | Mitsubishi Chem Corp | Recovery of polyolefin |
| JPH1121374A (en) * | 1997-07-07 | 1999-01-26 | Unitika Ltd | Chemical treating method for pet resin waste |
| JPH11302208A (en) * | 1998-04-22 | 1999-11-02 | Akira Oku | Recovery of terephthalic acid and ethylene glycol from polyethylene terephthalate |
| JP3911860B2 (en) * | 1998-07-21 | 2007-05-09 | 東レ株式会社 | How to recycle nylon 6 products |
-
2010
- 2010-02-22 JP JP2010036598A patent/JP5610383B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011168755A (en) | 2011-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5610383B2 (en) | Method and apparatus for separating composite plastics containing polyolefins | |
| US5022985A (en) | Process for the separation and recovery of plastics | |
| US9469049B2 (en) | Method and installation for separating individual valuable materials from mixed, in particular milled, plastic waste | |
| US7959807B2 (en) | Method for recovering useful components from dyed polyester fiber | |
| KR101533674B1 (en) | Effective recovery of lithium from lithium ion battery waste | |
| KR101561528B1 (en) | Method for chemical recycling of pet wastes | |
| JP5883585B2 (en) | Separation and recovery method for composite plastic waste and universal type separation and recovery device used therefor | |
| JP2006205160A (en) | Method of reclaiming multilayered film waste | |
| CA2417819C (en) | Method for separating and recovering target polymers and their additives from a material containing polymers | |
| JP2000053802A (en) | Process for recycling pet bottle | |
| JP2018187808A (en) | Method for sorting and collecting composite material and sorting and collecting apparatus used for the same | |
| JP2009286867A (en) | Method for recovering aliphatic polyamide from composite of aliphatic polyamide fiber base fabric | |
| WO2007066533A1 (en) | Method and facility for the treatment of scrap polyvinyl chloride resin | |
| JP2006110531A (en) | Process for separating valuable materials from mixed plastics containing pvc(polyvinylidene chloride as well) and pet, and plastics/aluminum composite films | |
| KR101552868B1 (en) | Method for chemical recycling of pet wastes | |
| CN102952289A (en) | Method and device for separating polyolefin-containing composite plastics | |
| JP2005336320A (en) | Method for recovering inorganic substance from plastic | |
| KR20130020439A (en) | Method of separation and the separation unit of compound plastic including polyolefin | |
| US7538143B2 (en) | Method for the treatment of waste containing polyamide with the reprocessing of the depolymerisation residue | |
| JP2002219440A (en) | Method for treating waste and treating equipment | |
| JP2009120766A (en) | Method for recovering dimethyl terephthalate and ethylene glycol | |
| JP2001192492A (en) | Method for producing refined thermoplastic polyester | |
| WO2022265112A1 (en) | Separation/collection method for resin mixture | |
| JP2002317071A (en) | Method for recycling hybrid-type plastic | |
| JP2023001085A (en) | Separation and recovery method for resin mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130107 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130207 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130207 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130304 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131213 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140516 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140711 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140801 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140825 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5610383 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |