JPH06106534A - 塗膜付合成樹脂廃材の連続加水分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 材料的な強度を劣化させることなく再生する
ための加水分解装置において加水分解を促進することの
できる装置を提供する。 【構成】 粉砕材供給口１３ｆ、粉砕材排出口１３ｇ、
蒸気供給口１３ｈおよび蒸気排出口１３ｉを有する円筒
状のケーシング１３ｃ内部には、スクリュー羽根１３ｅ
を具備する回転軸１３ｄが設置される。回転軸は中空で
あって蒸気の流路を構成している。蒸気は回転軸の周囲
に設けられた蒸気噴出口から噴出されて加水分解室内雰
囲気を合成樹脂が溶融しない温度に維持し、さらにマイ
クロ波発生装置１３ｚ１・・・１３ｚｎからマイクロ波
を照射により塗膜だけが昇温して、塗膜をより迅速に加
水分解して低分子化することができる。従って粉砕材か
ら生産された部品の材料的強度は新材から生産されたも
のと同等の強度となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗膜付合成樹脂廃材の加
水分解装置に係わり、特に粉砕材を連続的に処理するこ
とが可能な加水分解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年環境保全の観点から合成樹脂廃材を
再生利用することが求められているが、廃材を溶融して
再成形することが普通である。しかしながら、我が国に
おいては製品の美観を維持するために合成樹脂材の表面
に熱硬化性塗料の塗装を施すことが一般的であるため、
廃材を溶融しても塗料は分解されず、そのまま再成形し
た場合には塗膜が混在するために材料的な強度が劣化す
ることを避けることができない。

【０００３】例えば廃材でバンパを作成した場合には、
寒冷地における衝突耐力は新材で作成されたものに比較
して低下する。塗膜を除去すれば材料的な強度の低下は
避けられるが、塗膜を除去することは困難が伴う。即ち
塗膜をショットブラスト等で機械的に除去することが可
能であるが、部品の形状が複雑な場合には塗膜の除去に
時間を要するだけでなく完全に除去することもできない
ため、大量処理には不向きである。

【０００４】塗膜を有機塩で剥離することも提案されて
いるが、有機塩を使用するために環境問題を克服するこ
とはできない。上記問題点を解決するために、本出願人
は塗膜付合成樹脂廃材を加水分解処理後塗膜を除去せず
に溶融混練して再利用する方法を提案している（特願平
３−１９２４３１）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら処理時間
を短縮するためには、例えば１８０°Ｃである比較的高
温の雰囲気で短時間に加水分解を行う必要があるが合成
樹脂が溶融することは避けることはできない。従って加
水分解が完了して一旦冷却後に反応容器から合成樹脂を
取り出す場合には、合成樹脂は凝固してしまうため再利
用する時に粉砕する必要があり連続的な処理を行うこと
は困難である。

【０００６】溶融状態で後工程をおこなう場合は、合成
樹脂流路を所定の雰囲気に保持する必要があり、省エネ
ルギという社会的な要請に反する。本発明はかかる問題
点に鑑みなされたものであって、材料的な強度を劣化さ
せることなく塗膜付合成樹脂廃材を連続的に加水分解す
る連続加水分解装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる塗膜付合
成樹脂廃材の連続加水分解装置は、粉砕材供給口と粉砕
材排出口および蒸気供給口と少なくとも１つの蒸気排出
口とを有する円筒状の加水分解槽ケーシングと、加水分
解槽ケーシング中に粉砕材供給口から供給される粉砕材
を粉砕材排出口に搬送するスクリュー羽根と、から構成
され、加水分解槽ケーシングと回転軸との間に形成され
る加水分解室に少なくとも１つのマイクロ波照射装置が
設置される。

【０００８】

【作用】本発明によれば、連続的に加水分解を行うため
には加水分解室の温度および圧力を蒸気により粉砕材の
溶融温度以下に保持する必要があるが、マイクロ波照射
により塗膜の温度が上昇し加水分解が促進される。

【０００９】

【実施例】図１は塗膜付合成樹脂廃材の連続再生装置の
フローシートである。塗膜付合成樹脂廃材は、例えばポ
リプロピレン（以下ＰＰと記す。）製バンパ１００であ
って、表面にはポリエステル・メラミンあるいはアクリ
ル・メラミン塗料が塗布されているものとする。

【００１０】なお合成樹脂は熱可塑性樹脂であれば、Ｐ
Ｐに限定されることはなく変性ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール
樹脂、ポリフェニレンオキサイドあるいは変性ポリフェ
ニレンオキサイドであってもよい。また塗装される塗料
は、加水分解されて低分子化されるウレタン系あるいは
アミノ樹脂系の塗料であればよい。

【００１１】粉砕装置１１０は、粗粉砕機１１１と細粉
砕機１１２とから構成されており、塗装されたバンパ１
００は、粗粉砕機１１１によって所定長さの片状に粉砕
され、その後細粉砕機１１２によって粉砕され約５ミリ
メートル角以下の粉砕材となる。この粉砕材は、第１の
計量送り出し装置１２０に供給されるが、吸引ファン１
２ａ、輸送管１２ｂ、サイクロン１２ｃ、ロータリフィ
ーダ１２ｄ、ストックビン１２ｅ、送りスクリュ１２ｆ
および定量送りスクリュ１２ｇから構成される。

【００１２】即ち粉砕材は、吸引ファン１２ａで吸引さ
れて輸送管１２ｂ内よりサイクロン１２ｃに空送され
る。サイクロン１２ｃに貯蔵された粉砕材は、サイクロ
ン１２ｃの底部に設置されたロータリーフィーダ１２ｄ
によって粉砕材ストックビン１２ｅに排出される。粉砕
材ストックビン１２ｅに排出された粉砕材は、粉砕材ス
トックビン１２ｅの底部に設置された送りスクリュ１２
ｆによって一方に熱められ、定量送りスクリュ１２ｇに
よって加水分解装置１３０に一定量づつ送り込まれる。

【００１３】図２は加水分解装置１３０の断面図であっ
て、供給側シールロータリーフィーダ１３１、加水分解
槽１３２および排出側シールロータリーフィーダ１３３
から構成される。供給側シールロータリーフィーダ１３
１および排出側シールロータリーフィーダ１３３は同一
構造を有しており、円筒形のケーシング１３ａと凹部を
有するロータ１３ｂとから構成されている。

【００１４】ロータリーフィーダでは、ケーシング１３
ａの上部に設けられた材料供給口から供給された粉砕材
は、図示されないモータによって駆動されるロータ１３
ｂに設けられた凹部によってケーシング１３ａの下部に
設けられた粉砕材排出口に定量的に搬送される。即ちロ
ータの回転速度を調整することによって、加水分解槽１
３２に供給されるあるいは加水分解槽１３２から排出さ
れる粉砕材の量を調整することができる。

【００１５】加水分解槽１３２は粉砕材を加水分解する
ための装置であって、円筒形のケーシング１３ｃの軸に
沿って中空の回転軸１３ｄが設置されている。回転軸１
３ｄの周囲にはスクリュー羽根１３ｅが設置されてお
り、図示しないモータにより回転軸１３ｄが回転する
と、材料供給口１３ｆから供給された粉砕材が排出口１
３ｇに輸送される。

【００１６】さらに回転軸１３ｄの周囲には蒸気噴出口
が開口し、蒸気供給口１３ｈから中空の回転軸１３ｄ内
の蒸気流路を通して供給された蒸気が噴出されるが、こ
の蒸気によって材料供給口１３ｆから供給された粉砕材
が材料排出口１３ｇに輸送される間に粉砕材表面の塗装
塗膜が加水分解され低分子化される。加水分解槽１３２
には、蒸気供給口１３ｈから中空の回転軸１３ｄを介し
て導入された蒸気は回転軸周囲に設けられた蒸気噴出口
１３ｋから蒸気が供給されて、粉砕材表面の塗装塗膜が
連続的に加水分解され低分子化される。

【００１７】なお加水分解槽１３２中の温度および圧力
は特に制限されないが、加水分解に要する時間を短縮す
るとともに、加水分解後の粉砕材の取り扱いを容易にす
るために、粉砕材が溶融しない範囲でできる限り高温と
することが望ましい。これは粉砕材が溶融してしまうと
スクリュー羽根１３ｅで粉砕材を輸送することができな
くなるからである。また、加水分解後の粉砕材の周囲に
は、加水分解され低分子化された塗膜が全体に付着した
状態となる。

【００１８】なお加水分解槽１３２中の圧力は、蒸気排
出口１３ｉに接続されるリリーフバルブ１３ｊによって
制御される。さらにケーシング１３ｃに沿って、少なく
とも１つのマイクロ波発生装置１３ｚ１、１３ｚ２・・
・１３ｚｎが設置されている。熱可塑性樹脂であるＰＰ
粉砕材自体は、加水分解室に照射されたマイクロ波を透
過してしまうため合成樹脂廃材の温度は上昇しない。従
って蒸気によって定まる加水分解室の温度および圧力が
合成樹脂の溶融温度以下に保持されている限り、合成樹
脂廃材は溶融することはなく下流シールロータリーフィ
ーダ１３３による粉砕材の排出が可能となる。

【００１９】一方合成樹脂廃材の表面に塗装された塗膜
は、マイクロ波を吸収して温度が上昇するため加水分解
が促進される。排出口１３ｇまで移送されてきた粉砕材
は、下流シールロータリーフィーダ１３３のロータ１３
ｂの凹部によって搬送され乾燥装置１４０に供給され
る。乾燥装置１４０は、乾燥炉１４１、ロータリーフィ
ーダ１４２、バグフィルタ１４３および吸引ファン１４
４とから構成される。

【００２０】乾燥炉１４１で熱風発生炉（図示せず。）
で発生された熱風により、粉砕材に数％（重量％）含ま
れる水分が０．２％以下にまで除去される。水分を含む
大気は吸引ファン１４４で吸引され大気に放出される。
なお大気に放出される前にバグフィルタ１４３で微粉化
された塗料および粉砕材が除去される。

【００２１】乾燥炉１４１の底部に溜まった粉砕材は、
ロータリーフィーダ１４２により排出され、第２の計量
送り出し装置１５０に供給される。第２の計量送り出し
装置１５０は、第１の計量送り出し装置１２０と同じく
吸引ファン１５ａ、輸送管１５ｂ、サイクロン１５ｃ、
ロータリフィーダ１５ｄ、ストックビン１５ｅ、送りス
クリュ１５ｆおよび定量送りスクリュ１５ｇから構成さ
れ、加水分解された粉砕材を溶融混練装置１６０に供給
する。

【００２２】溶融混練装置１６０は二軸混練機１６１と
押し出しダイ１６２とから構成されている。二軸混練機
１６１では、加水分解された塗膜を例えば数１０マイク
ロメータ以下に細粒化して樹脂中に練り込むために粉砕
材が溶融混練される。溶融混練された押し出し材は、例
えば直径４ミリメートルの押し出しダイ１６２から押し
出され線状材となり、ペレット材製造装置１７０に供給
される。ペレット材製造装置１７０は、冷却水槽１７１
と切断機１７２とから構成される。

【００２３】押し出しダイ１６２から押し出された線状
材は、冷却水槽１７１で冷却されて硬化する。その後、
切断機１７２で例えば２ミリメートルである所定の長さ
に切断されて円柱状のペレット材となる。このペレット
材は例えば図示しないバンパ製造工程で原材料として使
用される。

【００２４】マイクロ波照射の効果を確認するために、
以下の実験を実施した。 合成樹脂…塗膜付ＰＰ 加水分解槽内蒸気温度…１６０゜Ｃ 加水分解槽内蒸気圧力…５．５ｋｇ／ｃｍ² ｇ 加水分解時間…３０分 マイクロ波照射を行なわなかった粉砕材を使用したテス
トピース（Ａ）、およびマイクロ波照射を行った粉砕材
を使用したテストピース（Ｂ）を製作して低温脆化温度
を調査した。

【００２５】その結果を塗膜のついていないＰＰ材（バ
ージン材）の低温脆化温度を基準とする低温脆化温度低
下率で示せば、以下の通りである。 テストピース（Ａ）の低温脆化温度の低下率… −２５
％ テストピース（Ｂ）の低温脆化温度の低下率… −２％ この試験結果からマイクロ波を照射することによって、
塗膜の加水分解による低分子化が促進され低温脆化温度
はバージン材とほゞ同じとなることが理解できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、加水分解槽内の温度を
蒸気によって粉砕材である合成樹脂が溶融しない範囲に
維持した場合でも、マイクロ波照射をすることにより粉
砕材表面の塗装塗膜の温度が上昇し、塗膜の加水分解に
要する時間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】塗膜付合成樹脂廃材の連続再生装置のフローシ
ートである。

【図２】加水分解槽の断面図である。

【符号の説明】

１３ｃ…ケーシング １３ｄ…回転軸 １３ｅ…スクリューフィーダ １３ｆ…粉砕材供給口 １３ｇ…粉砕材排出口 １３ｈ…蒸気供給口 １３ｉ…蒸気排出口 １３ｊ…リリーフ弁 １３ｚ１、１３ｚ２・・・１３ｚｎ…マイクロ波発生装
置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉砕材供給口と粉砕材排出口、および蒸
   気供給口と少なくとも１つの蒸気排出口とを有する円筒
   状の加水分解槽ケーシングと、 加水分解槽ケーシング中に粉砕材供給口から供給される
   粉砕材を粉砕材排出口に搬送するスクリュー羽根と、か
   ら構成され、 加水分解槽ケーシングと回転軸との間に形成される加水
   分解室に少なくとも１つのマイクロ波照射装置を設置し
   た塗膜付合成樹脂廃材の連続加水分解装置。