JPH04332791A - プラスチックス粉末燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、輸送や貯蔵等に際し
ての配管類の閉塞や静電気による発火爆発の危険性がな
く、取扱いが簡便で、噴霧燃焼も可能なプラスチックス
粉末燃料に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のプラスチックス製品は種々の分野
において大量に利用され、その生産量は年々増加の一途
を辿っており、これに付随して大量のプラスチックス廃
棄物が排出され（例えば、近年の我国のプラスチックス
の生産量は年間１２００万トンを越えており、プラスチ
ックス廃棄物の排出量は年間５００万トン以上と言われ
ている）、その処理問題は大きな社会的経済的問題とな
っている。

【０００３】このような問題の解決策の一つとして、プ
ラスチックス廃棄物を燃料として再利用する方法が提案
されている。しかしながら、プラスチックス廃棄物を、
単に破砕したり、ブリケットやペレット状に溶融成形し
たりして固形燃料として利用する場合には、次の様な問
題がある： （ｉ）プラスチックスの高い発熱量と過大な燃焼速度に
起因して、燃焼炉が短期間に損耗劣化するだけでなく、
部分的な酸素不足による不完全燃焼が多発する。 （ｉｉ）プラスチックスの溶融流動化に起因して、燃焼
炉壁にプラスチックスが固着し、燃焼が阻害される。 （ｉｉｉ）粒径が比較的大きいために、輸送や貯蔵にお
ける取扱いが不便なだけでなく、バーナによる噴霧燃焼
ができない。 （ｉｖ）輸送や貯蔵等に際して、配管類の閉塞や静電気
による発火爆発の危険性がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記諸問
題を解決し、プラスチックス廃棄物の有用な燃料として
の有効利用を可能にするためになされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、表面固
有抵抗が１×１０１２Ω以下のプラスチックス粉末燃料
に関する。

【０００６】本発明に使用されるプラスチックス粉末は
可燃性のものであれば熱可塑性でも熱硬化性でも特に限
定されないが、例えば （ａ）ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレ
ン、エチレン酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系重
合体、ポリスチレンなどのエチレン系付加重合体、（ｂ
）アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（
ＡＢＳ樹脂）、アクリルニトリル−スチレン共重合体（
ＡＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル酸（エステル）など
のアクリル系樹脂、 （ｃ）ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン−
スチレン共重合体などの合成ゴムまたは天然ゴム、（ｄ
）ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド（ナイロ
ン−６，ナイロン−６，６）などの縮合系重合体および
（ｅ）塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩化ビニル系
樹脂 などの熱可塑性樹脂並びに （ｆ）フェノール樹脂および （ｇ）ユリア樹脂、メラミン樹脂 などの熱硬化性樹脂が挙げられる。特に産業系プラスチ
ックス廃棄物中多く排出されるポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフィン系廃プラスチックスやポリ
スチレンの他、塩化ビニル系廃プラスチックスや廃タイ
ヤがよく適用される。また、種々のプラスチックス成型
体が一時的または長期間使用された後に廃棄された廃プ
ラスチックス、あるいは種々のプラスチックス成型時に
発生するオフ成型品、バリ部分、裁断残部または耳部分
など、または一般ごみから分別されたプラスチックスの
減容固化物（ブリケットやペレットなど）なども使用で
きる。

【０００７】本発明において使用するプラスチックス粉
末の粒径は、通常は２０００μ以下、好ましくは１００
０μ以下、就中、５００μ以下であり、該粒径が２００
０μよりも大きくなると、上記の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の
問題点を十分に解消することが困難となる。プラスチッ
クス粉末の形態は特に限定的ではないが、望ましい形態
は球状、楕円状またはキュービック状であり、長径と短
径の比が１０以上の棒状または短冊状の粒子は望ましく
ない。

【０００８】プラスチックスの微粉末は通常破砕したプ
ラスチックスを粉砕して得られるが、フィルムや発泡ス
チロールなどの軟質な熱可塑性廃プラスチックスは圧縮
溶融固化やロータリーキルン方式により減容固化したペ
レット状のものを粉砕しても得られる。乾式粉砕法とし
てはハンマーミル、ビンミルおよびジェットミルなどが
用いられ、湿式粉砕法としてはボールミル、振動ボール
ミルおよび遠心ボールミル等が用いられる。特に、微粉
末を調製する場合には、ジェットミルや振動ボールミル
が好適である。

【０００９】上記のプラスチックス粉末の表面固有抵抗
は１×１０１２Ω以下、好ましくは１×１０１１Ω以下
である。該表面固有抵抗が１×１０１２Ωよりも大きく
なると、上記の問題点（ｉｖ）の十分な解決が困難とな
る。即ち、プラスチックス粉末の表面固有抵抗が１×１
０１２Ωよりも大きくなると、該粉末は比較的容易に帯
電して配管類等の壁面等に付着凝集して該配管等を閉塞
するようになり、また、帯電による静電気に起因する発
火爆発の危険性が高くなる。

【００１０】プラスチックス表面は通常１０７〜１０１
８Ωの表面固有抵抗を有するが、プラスチックスの種類
によって表面固有抵抗は異なる。一般にポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスチレンなどの炭化水素系プラス
チックス粉末が最も帯電し易くその表面固有抵抗は１０
１５〜１０１８Ωであり、ポリ塩化ビニル、メタクリレ
ート系樹脂、ポリウレタンなどは１０１３〜１０１６Ω
であり、ナイロン、ポリエステルなどは１０１２〜１０
１４Ωであり、酸素、窒素元素の多いメラミン樹脂、ユ
リア樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などは１０８
〜１０１４Ωである。

【００１１】従って、表面固有抵抗が１×１０１２Ω以
下の前記プラスチックス粉末はそのまま粉末燃料として
使用しても前記諸問題をもたらすことはないが、該抵抗
が１×１０１２Ωよりも大きなプラスチックス粉末もし
くは該粉末を含有するプラスチックス粉末を使用する場
合には、帯電防止剤を用いる表面処理により表面固有抵
抗を低減させることによって対処することができる。帯
電防止剤としては、各種のアニオン界面活性剤、カチオ
ン界面活性剤、ノニオン界面活性剤および両性イオン界
面活性剤等が好適である。

【００１２】アニオン界面活性剤としてはロート油、脂
肪酸金属塩、脂肪酸アルカノールアミン塩、硫酸化アミ
ド油、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホ
ン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレン
アルキル硫酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸塩
、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸エ
ステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸
エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テルリン酸エステル塩などが挙げられる。

【００１３】カチオン界面活性剤としては長鎖アルキル
アミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアル
キルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルエチル
アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルキ
ノリウム塩、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルイ
ミダゾリンなどが挙げられる。

【００１４】ノニオン界面活性剤としてはポリオキシエ
チレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルア
ミド類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチ
レンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン
モノ脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン−ポリオキ
シプロピレングリコール共重合体、ポリオキシエチレン
−ポリオキシプロピレングリコールエチレンジアミンな
どが挙げられる。

【００１５】両性界面活性剤としてはＮ−アルキルトリ
グリシン、ジメチルアルキルベタイン、アルキルベタイ
ン、Ｎ−アルキルβ−アミノプロピオン酸塩、２−アル
キルイミダゾリン誘導体、Ｎ−アルキルタウリン塩、ア
ミノエチルイミダゾリン有機酸塩などが挙げられる。

【００１６】特に表面固有抵抗の高い炭化水素系ポリマ
ー、ＡＢＳ樹脂やポリ塩化ビニルに対してはジアルキル
スルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、長鎖ア
ルキルアミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、
アルキルピリジニウム硫酸塩、ポリオキシエチレン脂肪
酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキル
エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ジメ
チルアルキルベタイン、アルキルベタイン、２−アルキ
ルイミダゾリン誘導体などの界面活性剤が有効である。

【００１７】帯電防止剤の添加方法はプラスチックス粉
末を粉砕調製後、界面活性剤を含む水溶液に浸漬したり
、界面活性剤を含む水とともに湿式粉砕後、脱水乾燥し
たり、あるいは熱可塑性プラスチックスを加熱固化時に
界面活性剤を練り込み後、粉砕しても得られる。

【００１８】プラスチックス粉末に対する帯電防止剤の
添加量は、プラスチックス粉末の粒径や表面固有抵抗等
によって左右され、特に限定的ではないが、例えば、プ
ラスチックス粉末の平均粒径１００ミクロンの場合でプ
ラスチックス粉末当たり０．０１〜２．０重量％、好ま
しくは０．１〜１．０重量％である。帯電防止剤を添加
することにより、プラスチックス粉末燃料の表面固有抵
抗を１０１２Ω以下に低減でき、かつ帯電防止効果を長
時間維持できる。

【００１９】本発明によるプラスチックス粉末燃料は、
粒径が通常は２０００μ以下であるので、ストーカ等の
固定炉床が燃焼できるだけでなく、バーナによる噴霧燃
焼にも供することができる。また、該プラスチックス粉
末燃料は、重油、微粉炭、石炭−水スラリー（ＣＷＭ）
または石炭−油スラリー（ＣＯＭ）等と混合して燃焼す
ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例１ 電気絶縁用部品に使用された廃フェノール樹脂成型品を
５ｍｍ以下に破砕し、ボールミルにより粉砕し最大粒径
３００ミクロン、平均粒径５０ミクロンの廃プラスチッ
クス粉末燃料を得た。発熱量は３４００ｋｃａｌ／ｋｇ
であった。この粉末燃料の表面固有抵抗は約３×１０１
０Ωであり、内径１５ｍｍのスチール製直角曲管内を空
気流で流送して管壁に衝突させたが、帯電付着はなく粒
子の凝集もなかった。この粉末燃料を火炉容積０．５ｍ
３の燃料試験炉において過剰空気量１０％でスチームバ
ーナにより噴霧燃焼させたところ、ばいじん量約６ｍｇ
／Ｎｍ３、ＮＯｘ９０ｐｐｍで良好な連続燃焼を示した
。

【００２１】実施例２ プラスチックス成型工場より排出した長さ約１５ｍｍ、
径約８ｍｍの廃ポリプロピレンペレットを２５０ミクロ
ン以下に粉砕し、平均粒径７０ミクロンの廃プラスチッ
クス粉末を得た。この粉末の表面固有抵抗は約７×１０
１６Ωであり、内径１５ｍｍのスチール製直角曲管内を
空気流で流送して管壁と衝突させると、帯電付着して粒
子が凝集した。これを帯電防止剤として５％のステアリ
ルトリメチルアンモニウムクロリド水溶液に１０分浸漬
し、脱水乾燥して発熱量１０５００ｋｃａｌ／ｋｇの廃
プラスチックス粉末燃料を得た。この表面固有抵抗は約
４×１０９Ωであり、実施例１と同様に管壁に衝突させ
たが、帯電付着はなかった。得られた廃プラスチックス
粉末燃料を実施例１と同様に過剰空気量１５％で噴霧燃
焼させたところ、ばいじん量約８ｍｇ／Ｎｍ３、ＮＯｘ
１１０ｐｐｍで良好な連続燃焼を示した。

【００２２】実施例３〜１２ 帯電防止剤として表１に示す化合物を使用する以外は、
実施例２と同様にして廃プラスチックス粉末の表面処理
をおこなった。得られたプラスチックス粉末の表面固有
抵抗を表１に示す。また、これらのプラスチックス粉末
は、実施例２で処理して得られたプラスチックス粉末と
同様の帯電付着防止効果と噴霧燃焼特性を示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明は、一般および産業系プラスチッ
クス廃棄物を用いてプラスチックス粉末燃料を提供する
ものであり、これにより、環境破壊の一因ともなってい
るプラスチックス廃棄物を燃料資源として有効に再利用
することができる。本発明により得られるプラスチック
ス粉末燃料は輸送、貯蔵において凝集せず、配管を詰ま
らせず、また燃焼においてもバーナにより噴霧燃焼する
ことができ、さらに重油、微粉炭、石炭−水スラリー（
ＣＷＭ）、石炭−油スラリー（ＣＯＭ）等と混合して燃
焼することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面固有抵抗が１×１０１２Ω以下の
   プラスチックス粉末燃料。
2. 【請求項２】　　帯電防止剤によって表面処理された請
   求項１記載のプラスチックス粉末燃料。