JPH10237215A

JPH10237215A - 樹脂廃棄物の分解処理方法および分解処理装置

Info

Publication number: JPH10237215A
Application number: JP4631997A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Harada; 一成原田; Tomiaki Furuya; 富明古屋; Kunihiko Sasaki; 佐々木　　邦彦; Kimihiro Tadauchi; 仁弘忠内; Naohiko Oyasato; 直彦親里; Satoshi Kanazawa; 悟史金澤; Takeshi Gotanda; 武志五反田; Yuko Baba; 優子馬場; Hideo Kitamura; 英夫北村; Izuru Komatsu; 出小松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂廃棄物を、効率的に分解しかつ再利用可
能な有用物質を得るための分解処理方法および分解処理
装置を提供する。【解決手段】本発明の方法では、樹脂廃棄物を、酸や
塩基のような反応促進剤を含む超臨界状態の水により処
理し、あるいは臨界圧以上に加圧された超臨界状態の窒
素中で加熱処理し、低分子量成分に分解する。また本発
明の装置は、樹脂廃棄物を冷却脆化させる冷却器と、粉
砕器と、粉砕された樹脂と反応媒体との混合器と、混合
されたスラリーを収容し、超臨界状態に保持された反応
媒体により樹脂の分解反応を行なわせる反応槽と、樹脂
分解生成物と反応媒体とを分離する分離器と、分離され
た反応媒体の循環機構とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂廃棄物の分解
処理方法および分解処理装置に係わり、特に熱可塑性樹
脂または熱硬化性樹脂の廃棄物を、超臨界状態の流体に
より分解処理し、再利用可能な有用物質を生成・回収す
る方法、およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の生産量の飛躍的な増大
に伴い、廃棄される機器の量も増加の一途をたどってい
る。従来から、不要になった電子機器はゴミとして埋立
てられているが、廃棄量の増加に埋立てのための最終処
分場の確保が追いつかなくなっている。

【０００３】一方行政的な動向に目を向けると、リサイ
クル法（資源の再利用の促進に関する法律）や改定廃掃
法（廃棄物の処理および清掃に関する法律）、容器包装
法などが順次施行され、各種電子機器に含まれる回路基
板やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等の
樹脂廃棄物の処理において、環境汚染の防止と資源の有
効活用が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、従来からそのまま埋立て廃棄され
ることが多く、埋立場用地の限界が問題となっている樹
脂廃棄物を、効率的に分解しかつ再利用可能な有用物質
を得るための分解処理方法および分解処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明の樹
脂廃棄物の分解処理方法は、樹脂廃棄物を、反応促進剤
を含む超臨界状態の水に接触させ、低分子量成分に分解
することを特徴とする。

【０００６】また、本発明の第２の発明の樹脂廃棄物の
分解処理方法は、樹脂廃棄物を、臨界圧以上に加圧され
た不活性ガス中で加熱し、低分子量成分に分解すること
を特徴とする。

【０００７】さらに、本発明の樹脂廃棄物の分解処理装
置は、樹脂廃棄物をその脆化温度以下の温度に冷却する
冷却器と、前記冷却器により冷却された樹脂廃棄物を粉
砕する粉砕器と、前記粉砕器により粉砕された樹脂廃棄
物と反応媒体とを混合する混合器と、前記樹脂廃棄物と
反応媒体との混合物を収容し、前記樹脂廃棄物の分解反
応を行なわせる反応槽と、前記反応槽内の反応媒体を臨
界圧以上に加圧する加圧機構と、前記反応槽内の反応媒
体を臨界温度以上に加熱する加熱機構と、前記反応槽内
で生成した樹脂分解物と前記反応媒体とを分離する分離
器と、前記分離器により分離された反応媒体を前記混合
器に再び供給する循環機構とを備えたことを特徴とす
る。

【０００８】本第１の発明においては、処理媒体とし
て、分解反応を促進する物質を含有しかつ臨界温度（ 3
74.2℃）以上、臨界圧（22.12MPa）以上の高温・高圧の
超臨界状態に保たれた水が使用される。

【０００９】分解処理される樹脂としては、例えば酸無
水物により架橋・硬化されたエポキシ樹脂のような、エ
ステル結合を有する熱硬化性樹脂が挙げられ、このよう
な樹脂の分解反応を促進する物質（反応促進剤）として
は、酸または塩基が挙げられる。特に、ｐＨが 3以下の
酸の水溶液またはｐＨが11以上のの塩基の水溶液を、前
記した水の臨界温度以上、臨界圧以上に保持した超臨界
状態の水溶液を使用することが望ましい。なお、このよ
うな酸または塩基を含む超臨界状態の水（水溶液）は、
極めて腐食性が高いので、安全性を守り反応阻害を防止
する観点から、インコネルやハステロイＣのような耐腐
食性の良好なニッケル系合金により分解反応の容器を構
成することが望ましい。

【００１０】酸無水物により架橋されたエポキシ樹脂
は、架橋部分の付け根に存在するエステル基が、以下の
化学反応式で示されるように、水と反応する。また、こ
の加水分解反応は、酸または塩基の水溶液の使用により
促進される。

【００１１】

【化１】一般に、エポキシ樹脂のような熱硬化樹脂には充填剤が
練り込まれており、この充填剤が、樹脂と水との接触面
積を減少させ、樹脂に対する水の浸透性を低下させる。
また、炭素鎖からなる高分子部分と水分子との親和性が
低いため、水分子がエステル基にたどり着くことが困難
になっている。

【００１２】本発明においては、水がその臨界温度以
上、臨界圧以上の超臨界状態となっているので、上記し
た加水分解反応が促進される。すなわち、水は、常温常
圧では無極性の油と混じり合わないが、液体と気体の両
方の特徴を持った超臨界状態では水の溶解性が著しく向
上し、通常では見られない高い溶解性を示す。同様に、
超臨界状態では、炭素鎖からなる高分子部分への浸水性
も向上し、水分子がエステル結合部分により接触するこ
とが可能になり、加水分解反応が促進される。

【００１３】本第２の発明においては、処理媒体とし
て、臨界圧以上に加圧された不活性ガスが使用され、超
臨界状態の不活性ガス雰囲気で樹脂廃棄物が加熱処理さ
れることにより、低分子に分解される。不活性ガスとし
ては、人体に対する安全性と安価であることから、窒素
が挙げられ、その臨界圧（ 3.39MPa）以上に加圧して使
用することが望ましい。

【００１４】一般に、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂の加熱において、常圧
で温度のみを上げていくと、樹脂が分解し低分子化して
いくが、 400℃程度の温度では、分解反応が定常的な状
態になるまでに 5〜10時間と極めて長い時間がかかる。
450℃では30分〜 1時間、 500℃では 5分程度と、加熱
温度を上げることで、分解反応に要する時間は大幅に短
縮されるが、 500℃では樹脂のガス化や炭化が進行し、
有用成分である軽質油の生成量が低下してしまう。

【００１５】これに対して超臨界状態の窒素中の加熱分
解では、圧力が増大する方向のガスの生成（ガス化）反
応を抑制することができる。また、媒体の圧力が高く密
度が大きいため、反応分子の衝突頻度が増大し、低温で
も比較的反応速度を大きくとることが可能である。さら
に、超臨界状態の窒素中では、液体状態と気体状態との
区別がないため、常圧のときに比べて樹脂の分解反応を
はるかに進行させることができ、その結果低分子量成分
である軽質油の生成量を増やすことができる。さらに、
このような本第２の発明の分解処理においては、処理媒
体である超臨界状態の窒素に、水、メタノ一ル、二酸化
炭素、酸素から選ばれる少なくとも１種類の流体を添加
することにより、樹脂の分解反応を促進し、より低温で
効率的な処理を行なうことができる。また、このような
流体の添加により、分解生成物として、アルコールやア
ルデヒド類等の有価物を軽質油とともに得ることができ
るという利点がある。

【００１６】本発明の分解処理装置においては、以下に
示すようにして、樹脂廃棄物の分解処理が連続的に行な
われ、再使用可能な有用成分が分離回収される。

【００１７】すなわち、ＰＥＴ等の樹脂廃棄物は、冷却
器により樹脂の脆化温度以下に冷却されてから、粉砕器
により粒径がμm オーダーの粉体状に粉砕された後、混
合器により、水やメタノールのような分解反応の媒体と
混合される。

【００１８】ここで、粉砕に先立って樹脂をその脆化温
度以下に冷却するのは、脆化により樹脂の粉砕を容易に
するためと、粉砕器への樹脂の詰まり、引掛かり等を無
くし、連続的な運転を可能にするためである。一般に、
ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂には粘り気（粘性）があるた
め、冷却せずにそのまま粉砕器にかけると、摩擦熱によ
り樹脂が軟化して粉砕器に詰まり、引掛かり等の不都合
が生じるおそれがあるが、樹脂を冷却して脆くすること
により、これらを回避することができる。また、こうし
てμm オーダーに微粉砕した樹脂を液状の反応媒体と混
合してスラリー状にするのは、樹脂を反応槽内に連続的
に輸送・供給するためである。

【００１９】次いで、得られたスラリー状の混合物は、
分解反応槽に送られる。反応槽内では、加熱機構および
加圧機構により、反応媒体がその臨界温度以上、臨界圧
以上に加熱・加圧されており、この超臨界状態の反応媒
体により、樹脂廃棄物の分解がなされる。反応槽内で生
成した樹脂分解物は、分離器により反応媒体と分離さ
れ、有用物として再使用される。また、反応媒体は循環
機構により混合器に再び戻され、反応媒体として再使用
される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。

【００２１】まず、樹脂廃棄物を超臨界状態の流体
（水、窒素など）により分解処理する前段の処理とし
て、回路基板上のハンダを除去、回収する装置および方
法について説明する。

【００２２】このハンダの除去、回収装置は、図１に示
すように、レーザー室１内に設置されたサンプルステー
ジ２と、サンプルステージ２のＸ、Ｙ、Ｚ方向の移動を
制御可能なコンピュータシステム３と、レーザーを発す
るレーザー光源４と、レーザー光源４から発せられたレ
ーザーを、サンプルステージ２に設置された回路基板５
上のハンダに照射するための集光レンズ６と、レーザー
の照射位置を確認するための電子的監視装置７と、この
監視装置７と接続されたモニター８と、レーザー室１内
にＡｒガスを噴霧・供給するＡｒガス噴霧装置９と、Ａ
ｒガス中に含まれるハンダを吸着して回収するハンダ回
収塔１０とを備えている。

【００２３】さらに詳細に説明すると、レーザー室１は
ステンレス製で、側方（図では左方）からレーザーが照
射されるようになっており、サンプルステージ２はジェ
ラルミン製で、30cm四方までの回路基板５試料を取り扱
うことが可能となっている。レーザーはレーザー光源４
から集光レンズ６を通してレーザー室１内に導入される
が、レーザー照射の際には遮光ドア１１が完全に閉まる
まで照射が行われないように、安全装置が備えられてい
る。また、レーザー室１の両側面に、Ａｒガスの噴霧口
１２と吸引口１３とがそれぞれ設けられており、噴霧口
１２はＡｒガス噴霧装置９に、吸引口１３はハンダ回収
塔１０にそれぞれ接続されている。電子的監視装置７に
よる回路基板５の画像は、モニター８に映され、モニタ
ー画像上の十字印がレーザー照射位置となり、さらに正
確にレーザーの照射を行なうために、 200倍までの拡大
画像とすることができるようになっている。レーザー光
源４から発せられるレーザーは、ハンダがそのエネルギ
ーを吸収することで溶融可能であり、かつ溶融ハンダが
高速で噴出可能な出力を持つレーザーであれば良く、例
えばＹＡＧレーザー、ルビーレーザー等を使用すること
ができる。また、発振モードは、可能な限り時間幅が狭
く尖頭出力の高いレーザーパルスを得ることが望まし
く、具体的にはＱ−スイッチパルス、ジャイアントパル
ス、マルチスパイク等が良い。Ａｒガスの噴霧速度は、
レーザー照射により溶融し超微粒子となって噴出したハ
ンダが、Ａｒガスにより効率良く取り込まれ、かつハン
ダ回収塔１０への導入が円滑に行われるような流速にす
ることが望ましく、好ましくは 2〜5l/min程度に調整す
る。ハンダ回収塔１０のガス導入部には、吸引されたハ
ンダの超微粒子が飛散しないように、孔径が 0.1〜 1μ
m 程度のシリカ繊維濾紙のフィルター１４が三層に配置
され、さらにハンダ回収塔１０の上部に設置された空気
弁１５の前にも、フィルター１４が配置され、ハンダの
大気中への放出が防止されている。

【００２４】この装置において、回路基板５上のハンダ
に直接レーザーを照射すると、ハンダはレーザーのエネ
ルギーを吸収して溶融し、溶融ハンダは高速で噴出する
が、噴出物は急冷されて超微粒子となる。予めレーザー
室１内をＡｒガス雰囲気に保ち、さらにＡｒガスを噴霧
してハンダの超微粒子を取り込みそのままハンダ回収塔
１０に吸引導入することにより、ハンダが回収される。
このようにして回路基板５上のハンダが全て除去・回収
されることにより、回路基板５上の実装部品を効率良く
容易に外すことが可能となる。

【００２５】こうしてハンダが除去され実装部品が取り
外された回路基板を構成するエポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂、あるいはＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴのような一般の熱可
塑性樹脂廃棄物に対して、超臨界状態の流体（例えば酸
または塩基の水溶液、メタノール、窒素等の不活性ガ
ス）により分解処理がなされる。

【００２６】分解処理装置としては、例えば以下に示す
連続処理装置が使用される。

【００２７】すなわち、この装置は、図２に示すよう
に、樹脂廃棄物を大きさをほぼ揃えて粗く砕くための粗
破砕器１６と、液体窒素による冷却部１７と粉砕部１８
とからなる微粉砕器１９と、微粉砕された樹脂廃棄物と
反応媒体とを混合する混合器２０と、混合されたスラリ
ー状の混合物を送り込むコンプレッサー２１と、ヒータ
ー２２を備えた反応槽２３と、反応槽２３に加圧した窒
素ガスを導入する窒素ガスボンベ２４と、生成ガスと液
状物とを分離する気液分離器２５ａと、油状あるいは固
体状の樹脂分解物と反応媒体とを分離する油水分離器２
５ｂと、分離された反応媒体を混合器２０に再び供給す
るポンプ２６と、液状の成分と固体状の成分とを分離す
る固液分離器２７とを備えている。なお、符号２８は熱
交換器を示す。

【００２８】この装置によれば、樹脂廃棄物は、まず粗
破砕器１６により粗く砕かれてから、冷却部１７で液体
窒素により脆化温度以下に冷却された後、粉砕部１８で
μmオーダーの粒径に微粉砕される。次いで、得られた
粉体状の樹脂廃棄物は、混合器２０により水、メタノー
ル等の反応媒体と均一に混合された後、スラリー状の混
合物がコンプレッサー２１で反応槽２３内に連続的に投
入される。反応槽２３内の反応媒体は、ヒーター２２に
より臨界温度以上の温度に加熱され、かつ窒素ガスボン
ベ２４からの窒素の導入により臨界圧以上に加圧される
ことにより、超臨界状態となり、この超臨界状態の反応
媒体により樹脂の分解処理がなされる。そして、反応槽
２３からの排出物は、気液分離器２５ａによりガス状成
分が分離された後、油水分離器２５ｂにより油状あるい
は固体状の樹脂分解物と反応媒体とに分離され、さらに
固液分離器２７により、固体状の成分と液状の成分とに
分離される。樹脂の分解生成物である液状の成分は、有
価物として再使用可能である。また、油水分離器２５で
分離された反応媒体はポンプ２６により循環され、混合
器２０に送り込まれて再び使用に供される。

【００２９】

【実施例】本発明の具体的実施例について説明する。な
お、以下に示す実施例は、本発明を具体化した例を示し
たものであり、本発明は実施例に限定されるものではな
い。まず、樹脂廃棄物を超臨界状態の流体により分解
処理する前段の処理として、回路基板上のハンダを、以
下に示すようにして除去、回収した。

【００３０】すなわち、約 80gのハンダで 120個余りの
部品が実装された、縦20cm、横25cmのガラスエポキシ樹
脂製の回路基板において、図１に示す装置を使用してハ
ンダの除去、回収を行なった。この回路基板５をレーザ
ー室１内のサンプルステージ２上に載せた後、Ａｒガス
噴霧口１２を開いて、Ａｒガス噴霧装置９から2l/minの
流速でＡｒガスをレーザー室１内に導入した。その後、
Ａｒガス吸引口１３も開き、この状態で約 1時間放置す
ると、レーザー室１は十分にＡｒガスで満された。電子
的監視装置７で撮影された回路基板の画像をモニター８
により確認し、レーザーの照射位置と照射順を決定し
た。

【００３１】次いで、遮光ドア１１を閉め、レーザー光
源４を連続発振ＹＡＧ（波長：1.06μm ）、発振モード
をＱスイッチ超音波光変調法として、発振周波数1000H
z、出力0.016J、パルス半値幅 110ns、尖頭出力0.15MW
のレーザーを、回路基板５上のハンダに、まず表面側か
ら順に照射を行なった。部品実装に用いられているハン
ダは、回路基板５の表面では約 5mmの長さのものが 1mm
間隔で並んでいたため、モニター８上の画像を50倍の拡
大画像とし、回路基板５の樹脂層にレーザーが照射され
ないように行なった。このようなハンダへの照射では、
長さ 5mmのハンダを溶融するのに 2秒程度の時間が必要
であった。表面のハンダを全て除去した後、回路基板５
をレーザー室１から取り出して観察したところ、樹脂層
の損傷はほとんどなく、ハンダだけが溶融、噴出した様
態が見られ、回路基板５上にハンダを確認することがで
きなかった。

【００３２】このようなハンダの除去により、回路基板
から外れ落ちる部品もあるが、ほとんどの部品はスルー
ホールを介して回路基板の裏面側でハンダ付けされてい
るため、次に回路基板の裏面側のハンダに対してレーザ
ーの照射を行なった。裏面では、直径約 1mmのハンダ塊
が 1.5mm間隔で並んでいたため、表面側と同様に、50倍
の拡大画像としてレーザーの照射を行なった。ハンダ塊
１個につき 1秒間レーザーを照射すると、ハンダは溶融
して噴出した後、ハンダ回収塔１０に回収された。それ
と同時に、回路基板上の部品が次々と外れ落ちたので、
部品が全て外れた時点でレーザーの照射を停止した。ハ
ンダ回収塔１０のＡｒガス導入部に配置したフィルタ−
１４を外し、吸着されたハンダを定量したところ、 73.
5gであった。また、空気弁１５の前に配置されたフィル
タ−１４に吸着されたハンダは、検出限界以下であっ
た。

【００３３】また、レーザー源および発振モードを表１
に示すように変え、同様にして回路基板を処理し、ハン
ダの回収量を測定した。測定結果を表１に示す。この結
果から、回路基板上のハンダ（約 80g）のほとんどが除
去され、ハンダ回収塔で回収されたことがわかった。

【００３４】

【表１】次に、こうしてハンダが除去され実装部品が取り外され
た後の廃回路基板に対して、超臨界状態の酸または塩基
の水溶液により分解処理を行なった。

【００３５】実施例１回路基板を構成しているエポキシ樹脂の廃棄物を 1mm程
度の粗さに破砕した後、その 10gを、図３に示すよう
に、ハステロイＣで形成された容積50ccの反応容器２９
に入れ、さらに1Nの硝酸溶液20ccを注ぎ蓋をした後、ヒ
ータ一３０を備え、加熱温度が温度計３１でモニターさ
れるように構成されたサンドバス３２の中に入れた。な
お、反応容器２９は窒素ガスボンベ３３と接続されてお
り、室温で反応容器２９内の圧力が所望の圧力に到達す
るまで、窒素ガスが供給されるようになっている。ま
た、反応容器２９内の空気は、予め真空ポンプ３４によ
り抜き出し、窒素ガスにより置換されている。図中、符
号３５は圧力計を示している。

【００３６】こうして、反応容器２９内の硝酸溶液を 3
80℃、 25MPaの超臨界状態に保ち、30分間反応させた。
また、比較のために、エポキシ樹脂を実施例１と同様に
破砕したものを、水とともに反応容器２９に入れ、 25M
Pa、温度 380℃で30分間反応させた。次いで、実施例１
および比較例１で反応容器内にそれぞれ得られた生成物
を、ガス状成分と、油状の分解物（分解油）および固形
物である残留樹脂にそれぞれ分離し、各成分の重量を測
定し収率を求めた。結果を表２に示す。

【００３７】

【表２】表２の結果から明らかなように、廃回路基板のようなエ
ポキシ樹脂廃棄物を超臨界状態の硝酸溶液により分解処
理した実施例１では、樹脂のほとんど全量が分解し、95
wt％の高い収率で油状分解物が得られたが、比較例１で
は、反応液に黒色化が見られ、樹脂に若干の重量減少が
見られたが、ほとんどは未分解のままであった。また、
同じ反応容器を使用し、このような分解処理実験を 1ヶ
月間続けたが、反応容器に腐食や劣化は全く見られなか
った。

【００３８】実施例２〜５ 1Nの硝酸溶液に代えて表３に示す酸または塩基の水溶液
を使用した以外は、実施例１と同様にして（温度 380
℃、圧力 25MPa）、エポキシ樹脂廃棄物の分解処理を行
なった。次いで、反応容器内に得られた生成物を、ガス
状成分と分解油および固形物である残留樹脂にそれぞれ
分離し、各物質の重量を測定し収率を求めた。結果を表
３に示す。

【００３９】

【表３】表３の結果から明らかなように、エポキシ樹脂廃棄物を
超臨界状態の酸または塩基の水溶液により分解処理した
実施例２〜５では、樹脂の大部分が分解し、高い収率で
油状分解物が得られた。反応媒体としては、塩基よりも
酸の水溶液の方が分解率が高く、酸の水溶液では、塩酸
よりも硝酸の方が分解率が高かった。また塩基に関して
は、水酸化ナトリウム水溶液よりも水酸化カリウム水溶
液の方が分解率が高かった。

【００４０】次に、ＰＰやＰＥ等の熱可塑性樹脂の廃棄
物を、超臨界状態の窒素中で分解処理した具体的例につ
いて説明する。

【００４１】実施例６ＰＰやＰＥ等の樹脂の廃棄物を 1cm程度の粗さに破砕し
た後、その 10gを反応容器に入れて蓋をし、ヒータ一を
備え加熱温度が温度計でモニターされるように構成され
たサンドバスの中へ入れた。なお、反応容器は窒素ガス
ボンベと接続されており、室温で反応容器内の圧力が所
望の圧力に到達するまで、窒素ガスが供給されるように
なっている。また、反応容器内の空気は、予め真空ポン
プにより抜き出し、窒素ガスにより置換されている。

【００４２】こうして、反応容器内に、臨界圧力（ 3.3
9MPa）を越える 10MPaに加圧した窒素を供給するととも
に、反応容器内を 450℃に加熱し、このような超臨界状
態の窒素雰囲気で樹脂廃棄物を30分間反応させた。ま
た、比較のために、ＰＰやＰＥ等の樹脂の粗破砕物を反
応容器に入れ、常圧、 450℃の窒素雰囲気で30分間反応
させた。次いで、実施例６および比較例２で反応容器内
にそれぞれ得られた生成物を、ガス状成分と軽質油、重
質油、および固形物である残留樹脂（炭化物）にそれぞ
れ分離し、各物質の重量を測定した。測定結果を表４に
示す。

【００４３】

【表４】表４の結果から明らかなように、ＰＥ等の樹脂廃棄物を
超臨界状態の窒素雰囲気で分解処理した実施例６では、
ガス状成分の発生が少なく、有用な軽質油の収量（収
率）が多くなっている。これに対して、常圧の窒素雰囲
気で処理した比較例２では、ガス状成分の発生が多いば
かりでなく、未分解のままで残留した樹脂（固形物）が
多く、軽質油の収率が低い。

【００４４】実施例７〜１１反応を促進する物質として、水、メタノ一ル、二酸化炭
素、酸素をそれぞれ選び、これらの流体を、処理媒体で
ある窒素ガスにそれぞれ表５に示す割合で添加した（な
お、実施例１１では処理媒体である窒素ガスのみとし
た。）。そして、これらの流体を含む窒素ガスを 350
℃、 10MPaに加熱・加圧し、この雰囲気で30分間反応さ
せた。

【００４５】次いで、実施例７〜１１で得られた生成物
を、ガス状成分と軽質油、重質油、および固形物である
残留樹脂（炭化物）にそれぞれ分離し、各物質の重量を
測定した。測定結果を表５に示す。

【００４６】

【表５】表５の結果から明らかなように、反応を促進する流体を
超臨界状態の窒素に添加することにより、より低温での
樹脂の分解が可能となり、分解率が向上した。また、実
施例１０について、得られた油の成分分析も行なったと
ころ、樹脂の熱分解生成物である炭化水素成分に加え
て、アルデヒド、アルコール類という有用成分が 2.5割
含まれていることがわかった。

【００４７】実施例１２図２に示す処理装置を用い、超臨界状態の水を反応媒体
として、樹脂廃棄物の連続的分解処理を行なった。

【００４８】まず、反応槽２３内および所定の配管内に
窒素ガスボンベ２４から窒素ガスを導入して置換を行な
った後、キャップ部を外した清涼飲料水用ＰＥＴボトル
の廃棄物を粗破砕器１６に投入した。そして、混合器２
０における樹脂廃棄物と水との混合比を重量比で 6:5と
するとともに、反応槽２３内の温度および圧力を、水の
臨界温度および臨界圧以上の 400℃、 40MPaに設定し、
反応槽２３内に樹脂廃棄物を10分間滞留させて分解を行
なった。

【００４９】反応槽２３から排出された分解生成物か
ら、気液分離器２５ａによりガス状の成分を分離した
後、油水分離器２５ｂにより油状あるいは固体状の物質
と反応媒体である水とを分離し、さらに固液分離器２７
により固体状の成分（残留樹脂）と液状の分解生成物と
を分離した。

【００５０】次いで、生成物をガスクロマトグラフィー
により分析した。分析結果を以下に示す。

【００５１】この分析結果から、ＰＥＴの廃棄物が超臨界状態の水に
より完全に分解され、反応成分であるジカルボン酸が高
い収率で回収されることがわかった。また、この装置に
より１ヶ月間連続運転を行なったが、樹脂の詰まり等に
より微粉砕器１９やコンプレッサー２１が停止すること
が１度もなく、順調に稼働された。

【００５２】実施例１３図２に示す処理装置を用い、超臨界状態のメタノールを
反応媒体として、ＰＥＴボトル廃棄物の連続分解処理を
行なった。

【００５３】混合器２０における樹脂廃棄物とメタノー
ルとの混合比（重量比）を 5:5とするとともに、反応槽
２３内の温度および圧力を、メタノールの臨界温度およ
び臨界圧以上の 300℃、8MPaに設定し、反応槽２３内に
樹脂廃棄物を20分間滞留させて分解処理した。

【００５４】反応槽２３から排出された分解生成物か
ら、実施例１２と同様にして油状あるいは固体状の物質
と反応媒体であるメタノールとを分離し、さらに固体状
の成分（残留樹脂）と液状の分解生成物とを分離した
後、分離された各成分の分析を行ない収率を求めた。分
析結果を以下に示す。

【００５５】この分析結果から、超臨界状態のメタノールによりＰＥ
Ｔの廃棄物が完全に分解され、再利用可能な有用成分で
あるジカルボン酸とグリコールがほぼ高い収率で回収さ
れることがわかった。また、１ヶ月間連続運転を行なっ
たが、樹脂の詰まり等による微粉砕器１９やコンプレッ
サー２１の停止が１度もなく、順調に稼働された。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本第１
の発明によれば、回路基板を構成するエポキシ樹脂のよ
うな熱硬化性樹脂の廃棄物を、酸または塩基が添加され
た超臨界水中で処理することにより、低分子量成分に分
解することができ、再使用可能な油状の分解生成物を高
い収率で得ることができる。

【００５７】また、本第２の発明によれば、安価で人体
に危険性のない窒素のような不活性ガスを使用し、超臨
界状態の不活性ガス雰囲気で加熱分解反応を行なわせる
ことにより、ガス成分の発生を抑え、有用な軽質油を高
い収率で得ることができる。さらに、超臨界状態の不活
性ガス中に、水、メタノ一ル、二酸化炭素、酸素から選
ばれる反応を促進する流体を添加することにより、より
低温での分解処理が可能になり、加えてアルコールやア
ルデヒド類等の有価物を生成回収することができる。

【００５８】さらに、本発明の分解処理装置によれば、
樹脂廃棄物を超臨界状態の流体により連続的に分解処理
することができるうえに、装置の構成が簡略化されてい
るので、１回ごとに室温からの加熱が必要であったバッ
チ式の分解装置に比べて、装置コスト、運転費、操作手
順等を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分解処理における前処理として、回路
基板上のハンダを除去、回収する装置の概略を示す図。

【図２】本発明の樹脂廃棄物の連続分解処理装置の一実
施例を概略的に示す図。

【図３】本発明の樹脂廃棄物の分解処理方法の一実施例
を概略的に示す図。

【符号の説明】

１７………液体窒素による冷却部１９………微粉砕器２０………混合器２１………コンプレッサー２３………反応槽２４、３３………窒素ガスボンベ２９………反応容器３２………サンドバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者忠内仁弘神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者親里直彦神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者金澤悟史神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者五反田武志神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者馬場優子神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者北村英夫神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者小松出神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂廃棄物を、反応促進剤を含む超臨界
状態の水に接触させ、低分子量成分に分解することを特
徴とする樹脂廃棄物の分解処理方法。
【請求項２】樹脂廃棄物を、臨界圧以上に加圧された
不活性ガス中で加熱し、低分子量成分に分解することを
特徴とする樹脂廃棄物の分解処理方法。
【請求項３】前記不活性ガスに、水、メタノ一ル、二
酸化炭素、酸素から選ばれる１種以上の流体を添加し、
前記樹脂廃棄物の分解反応を促進することを特徴とする
請求項２記載の樹脂廃棄物の分解処理方法。
【請求項４】樹脂廃棄物をその脆化温度以下の温度に
冷却する冷却器と、前記冷却器により冷却された樹脂廃
棄物を粉砕する粉砕器と、前記粉砕器により粉砕された
樹脂廃棄物と反応媒体とを混合する混合器と、前記樹脂
廃棄物と反応媒体との混合物を収容し、前記樹脂廃棄物
の分解反応を行なわせる反応槽と、前記反応槽内の反応
媒体を臨界圧以上に加圧する加圧機構と、前記反応槽内
の反応媒体を臨界温度以上に加熱する加熱機構と、前記
反応槽内で生成した樹脂分解物と前記反応媒体とを分離
する分離器と、前記分離器により分離された反応媒体を
前記混合器に再び供給する循環機構とを備えたことを特
徴とする樹脂廃棄物の分解処理装置。