WO2024034190A1 - 樹脂の分解処理方法および分解処理装置 - Google Patents

樹脂の分解処理方法および分解処理装置 Download PDF

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resin
cylinder
decomposition treatment
thermoplastic resin
supply section
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至世 今井田
大吾 佐賀
廣志 畝田
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株式会社日本製鋼所
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    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a resin decomposition treatment method and a decomposition treatment apparatus.
  • plastic products are used in a very wide range of fields, and the amount used is enormous.
  • preparing a decomposition treatment device that can withstand such subcritical and supercritical conditions requires, for example, the manufacture of a dedicated device, which increases the initial cost and increases the total treatment cost. It ends up.
  • one of the objects of the present invention is to provide a resin decomposition treatment method and a decomposition treatment apparatus that can efficiently perform resin decomposition treatment in order to promote resin recycling as described above.
  • a resin decomposition treatment method includes (a) supplying a thermoplastic resin from a resin supply section to a cylinder; (b) dissolving the supplied thermoplastic resin in the cylinder; A step of heating and pressurizing the resin to melt and plasticize it; (c) a step of supplying the heated and pressurized fluid from the fluid supply section to the melted and plasticized thermoplastic resin and mixing it; (d) supplying A step of decomposing the thermoplastic resin that has been melted and plasticized by exposing it to a subcritical state or a supercritical state using the fluid produced by The step of extruding from an extrusion section provided at the tip of the.
  • the cylinder is cooled with cooling water between the resin supply section and the fluid supply section.
  • a resin decomposition treatment apparatus includes: a cylinder; a resin supply section that supplies a thermoplastic resin to be decomposed to the cylinder; and a screw for conveying the molten plasticized thermoplastic resin, supplying heated and pressurized fluid into the cylinder in order to decompose the molten plasticized thermoplastic resin in a subcritical or supercritical state.
  • FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of the resin decomposition processing apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a side view illustrating a screw disposed in a cylinder of the decomposition processing apparatus of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a backflow occurrence state in the decomposition processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining a backflow occurrence state in the decomposition processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the resin decomposition processing apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a safety hopper that can be attached to a resin supply section.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the sizes of the lower end opening and the cover in a horizontal cut plane of the lower end opening.
  • the present inventors can use the existing extrusion device as is or make it suitable for the decomposition treatment without preparing a special processing container for the decomposition treatment of the resin. We thought that it might be possible to perform the decomposition process of resin continuously and efficiently with a slight modification.
  • An extrusion device normally supplies a thermoplastic resin as a raw material from one side of a cylindrical cylinder, gradually heats and kneads it within the cylinder, and transports the molten and plasticized resin with a screw.
  • the molten and plasticized resin is sufficiently kneaded while being conveyed within the cylinder, and is extruded from a die provided at the tip of the cylinder as a uniformly mixed resin material. Since the inside of this cylinder is heated and pressurized, the equipment can be used as is even in the above-mentioned resin decomposition process, and the fluid in the subcritical or supercritical state can be mixed with the resin in the cylinder. It was assumed that decomposition treatment would be possible.
  • the present invention provides a decomposition treatment device that can continue the decomposition treatment of the resin without causing backflow of the molten plasticized resin and perform the decomposition treatment with peace of mind. Therefore, we conducted various studies and discovered a resin decomposition treatment method and decomposition treatment device that can suppress backflow.
  • the resin decomposition treatment apparatus and decomposition treatment method in this embodiment will be described in detail.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a resin decomposition processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a screw disposed in a cylinder of the resin decomposition processing apparatus shown in FIG. 1, when viewed from the side.
  • the resin decomposition treatment apparatus 10 shown in FIG. 1 is an apparatus used to decompose a resin to be decomposed by exposing it to a fluid in a subcritical or supercritical state.
  • This resin decomposition processing apparatus 10 includes a resin supply section 11, a cylinder 12 having a screw, a fluid supply section 13 that supplies fluid to the cylinder 12, an extrusion section 14, and a rotational drive mechanism that drives the screw of the cylinder 12. 15, and a cooling mechanism 16.
  • the resin supply unit 11 supplies resin to be decomposed to the cylinder 12.
  • a thermoplastic resin is supplied as the resin to be decomposed.
  • the thermoplastic resin to be supplied is in various forms such as pellets, powder, flakes, etc., and is fed from above into the resin supply section 11 having a hopper using a feeder or the like and supplied into the cylinder 12. .
  • the supplied thermoplastic resin is pellets will be explained as an example.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the cylinder 12 so that the internal structure of the cylinder 12 of the resin decomposition processing apparatus 10 of FIG. 1 can be seen. Note that the cylinder 12 in FIG. 2 also shows a fluid supply hole 12b in which the fluid supply section 13 is arranged.
  • twin screw extrusion equipment By rotating this screw 12a, the supplied resin is gradually conveyed inside the cylinder 12 toward the extrusion section 14 side (downstream side). If a twin screw having two screws is used as the screw 12a, a twin screw extrusion device can be constructed. Twin-screw extrusion equipment has the flexibility to freely change operating conditions such as screw rotational speed and barrel temperature setting, and also has various advantages such as high conveyability and continuous processability.
  • the cylinder 12 is, for example, configured by connecting a plurality of cylinder blocks, and each cylinder block is provided with a space inside which can transport thermoplastic resin.
  • a screw 12a is provided in this space, and the screw 12a is connected to a rotational drive mechanism 15. The screw 12a is rotated by the rotary drive mechanism 15, and the resin to be decomposed can be transported in the cylinder 12.
  • the cylinder 12 is provided with a heater so that its temperature can be adjusted.
  • the thermoplastic resin to be decomposed is conveyed from the resin supply section 11 toward the extrusion section 14, and at this time, it is gradually heated by the heater to easily obtain a melted and plasticized thermoplastic resin. It will be done. Furthermore, the melted and plasticized thermoplastic resin thus obtained can be easily transported within the cylinder 12 and further transported downstream.
  • the molten resin in the cylinder 12 and the fluid supplied from the fluid supply section 13 are pressurized by the screw 12a and reach a subcritical state or a supercritical state.
  • thermoplastic resin is further conveyed in the cylinder 12 while remaining in this subcritical or supercritical state, while the decomposition process of the thermoplastic resin proceeds.
  • the fluid supply section 13 supplies heated and pressurized fluid into the cylinder 12.
  • This fluid supply section 13 is arranged so that the thermoplastic resin is supplied into the cylinder 12 after being melted and plasticized within the cylinder 12 .
  • the melted and plasticized thermoplastic resin is exposed to the fluid in a subcritical or supercritical state and decomposed.
  • the fluid supplied from the fluid supply unit 13 may be in a subcritical state or a supercritical state within the cylinder 12, and immediately before being supplied to the cylinder 12, the fluid may be in a subcritical state or a supercritical state. It doesn't have to be. Note that if the supplied fluid is brought into a subcritical state or a supercritical state before being supplied to the cylinder 12, and if it is supplied into the cylinder 12 while maintaining that state, the melted and plasticized heat will be released immediately after the fluid is supplied. This is preferable because decomposition of the plastic resin is started.
  • thermoplastic resin melted and plasticized as described above, but at this time, the inside of the cylinder 12 is heated and pressurized, so the fluid supplied here resists the pressure and flows inside the cylinder 12. supplied to That is, this fluid is pressurized to have a pressure greater than the pressure inside the cylinder 12 in which the fluid supply section 13 is provided, and is supplied from the fluid supply section 13 into the cylinder 12 .
  • the temperature of the supplied fluid is equal to or higher than the temperature of the melted and plasticized thermoplastic resin in the fluid supply section 13 in order to bring it into a subcritical state or a supercritical state. It is also preferable that the temperature is also high.
  • the fluid supply section 13 is provided with a heating means that can heat the supplied fluid to a predetermined heating state.
  • FIG. 1 shows a diagram in which the fluid supply section 13 is connected to a heated water production device 13a.
  • the heated water production device 13a produces fluid heated to a predetermined state, and the obtained fluid can be supplied from the fluid supply section 13 into the cylinder 12 through piping using a pump such as a plunger pump. good.
  • the extrusion section 14 is a member that discharges the decomposed product of the thermoplastic resin conveyed within the cylinder 12 to the outside of the decomposition treatment apparatus 10, and has an extrusion hole or an extrusion aperture.
  • the extrusion section 14 may be of any structure as long as it can discharge the decomposed products to the outside while maintaining the pressure inside the device.
  • this extrusion section 14 may be connected to a container for raw material recovery, or may be connected to a different processing device so that the decomposed product of the extruded thermoplastic resin is further subjected to a predetermined treatment. Good too.
  • the rotational drive mechanism 15 is a device for rotating the screw 12a provided within the cylinder 12.
  • the thermoplastic resin to be decomposed is conveyed within the cylinder 12 by the screw rotated by the rotation drive mechanism 15 .
  • twin-screw extrusion device in which two screws are provided in the cylinder 12 or a single-screw extrusion device in which one screw is provided may be used.
  • the two screws are arranged parallel to each other and rotate.
  • the two shafts may be arranged so as to mesh with each other, or may be arranged so as not to mesh with each other.
  • the number of screws is set to two, the material conveyance efficiency is high and the kneading performance is high, so when the screw diameter is the same, it is better to have two screws than a single screw with one screw. It is preferable to use two screws because the extrusion amount can be increased.
  • the extending direction of the cylinder 12 and the extending direction of the screw within the cylinder 12 are the same.
  • the cooling mechanism 16 cools a predetermined region of the cylinder 12.
  • This cooling mechanism 16 is provided on the outer periphery of the cylinder 12 so as to cool the space between the resin supply section 11 and the fluid supply section 13.
  • any known cooling mechanism can be used as long as it can cool the outer peripheral surface of the cylinder 12.
  • a cooling jacket may be provided on the outer periphery of the cylinder 12.
  • This cooling jacket includes one that can be connected to a chiller (cooling water circulation device) and constantly circulate and supply cooling water at a predetermined temperature to the cooling jacket to cool the cylinder 12 to a predetermined temperature.
  • the outer periphery of the cylinder 12 on the resin supply section 11 side can be cooled, so the supplied thermoplastic resin and the melted plasticized thermoplastic resin are cooled on the resin supply section 11 side, and the inside of the cylinder 12 is cooled. pressure can be reduced. Therefore, in the cylinder 12, it is possible to suppress a backflow in which the melted and plasticized thermoplastic resin is ejected from the resin supply section 11.
  • thermoplastic resin is supplied from the resin supply section 11 to the cylinder 12 (step (a); resin supply step).
  • the thermoplastic resin to be decomposed is supplied into the cylinder 12, which is the main body of the decomposition treatment apparatus.
  • the resin product to be decomposed to be supplied here is not particularly limited as long as it is made of thermoplastic resin, and the types of resin include, for example, polyamide (PA) resin, polycarbonate (PC) resin, and polyethylene terephthalate. (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, etc. Particularly preferred is nylon resin.
  • PA polyamide
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • nylon resin particularly preferred is nylon resin.
  • thermoplastic resin is heated and pressurized in the cylinder 12 to melt and plasticize it (step (b); melt and plasticize step).
  • thermoplastic resin supplied in the resin supply step is heated and pressurized while being conveyed inside the cylinder 12 toward the extrusion section 15 by the screw 12a.
  • the cylinder 12 is gradually heated to a high temperature while being conveyed by a heater provided on the outer periphery of the cylinder 12, and is gradually pressurized while being conveyed by a pressure pump that can pressurize the inside of the cylinder 12. ing.
  • a pressure pump that can pressurize the inside of the cylinder 12.
  • the resin temperature is 250 to 400° C. and the resin pressure is 15 to 22 MPa, for example.
  • the resin temperature is 300 to 350° C. and the resin pressure is 15 to 18 MPa, for example.
  • the fluid supplied here is mixed with the molten plasticized thermoplastic resin.
  • the fluid supplied at this time includes a fluid that can be brought into a subcritical state or a supercritical state in order to decompose the melted plasticized resin, such as water and alcohol such as methanol, with water being preferred.
  • a supercritical state refers to a state in which the liquid has activity in a region that exceeds its critical point, like an intermediate state between a liquid and a gas, and a subcritical state has activity in a region slightly lower than the supercritical state. It refers to the liquid phase state that it has.
  • the conditions for a subcritical state and a supercritical state differ depending on the fluid used, but in the case of water, the subcritical state is, for example, a pressure that exceeds the saturation pressure at 150 to 350°C (for example, the saturation pressure at 300°C is The saturation pressure at 8.59 MPa and 350° C. may be 16.54 MPa), and the supercritical state may be, for example, 374° C. or higher and 22 MPa or higher.
  • the subcritical state or supercritical state may be set before or after supplying the melted and plasticized thermoplastic resin, and in this fluid supply process, the supplied fluid is adjusted to the desired conditions. , adjust the heating and pressurizing conditions. Note that it is preferable to bring the fluid into a subcritical state or a supercritical state before supplying the fluid into the cylinder 12. By doing so, when the fluid is supplied into the cylinder 12, the melted and plasticized thermoplastic resin is mixed with the fluid, and the decomposition process can be started at the same time as the mixing.
  • thermoplastic resin melted and plasticized in the cylinder 12 is mixed with the fluid in a subcritical state or supercritical state, and thereby decomposed (step (d); decomposition step ).
  • This decomposition step is preferably carried out for a sufficient time to decompose the thermoplastic resin, and this depends on the length of the cylinder 12 and the conveying speed due to the rotation of the screw 12a, etc. for the mixing time with the subcritical or supercritical fluid. Can be adjusted.
  • the time for the decomposition treatment is preferably 2 to 5 minutes, more preferably 5 to 10 minutes, and even more preferably 10 to 15 minutes.
  • thermoplastic resin exposed to the subcritical or supercritical state in this way, the bonds are broken and the resin becomes a decomposed product that is decomposed (depolymerized) into the monomer that is the raw material.
  • the decomposed product of the thermoplastic resin obtained in this decomposition step is extruded from the extrusion part 14 provided at the tip of the cylinder 12 (step (e); extrusion step).
  • the decomposition products of the extruded resin are recovered.
  • This decomposed product can be reused as a raw material in resin production.
  • an impurity removal step may be performed during recovery.
  • thermoplastic resin charged into the cylinder 12 is, for example, in the form of granular pellets for easy handling, and after being charged, it is heated and heated as described above. It is pressurized and melted and plasticized. At this time, as shown in FIG. 3, the solid pellets 50 supplied from the resin supply section 11 become a semi-molten state while being conveyed downstream, and then become a completely melted molten resin 51.
  • a cooling mechanism 16 is provided on the outer periphery of the cylinder 12, as shown in FIG.
  • This cooling mechanism 16 is provided on the outer periphery of the cylinder 12 between the resin supply section 11 and the fluid supply section 13, thereby preventing the inside of the cylinder 12 from becoming excessively high temperature.
  • the cooling mechanism 16 is capable of cooling the cylinder 12 to 3 to 130°C or to a temperature of the resin inside the cylinder 12 of 20 to 200°C. By setting the temperature to this level, backflow can be effectively suppressed.
  • the cylinder block in which this measurement sensor is provided be provided in the cylinder block on the side of the resin supply section 11 where most of the resin is made of pellets. In this way, when there is a fluctuation in the numerical value measured by the measurement sensor in the cylinder block on the side of the resin supply section 11, it is possible to accurately detect the occurrence of backflow and start a suppression operation by cooling.
  • a threshold value may be set based on the measurement value in order to control the operation of the cooling mechanism 16 by the control unit, or a threshold value may be set based on the measurement value by monitoring the change over time.
  • a threshold value may be set based on a fluctuation value. This threshold value may be appropriately set depending on the resin or fluid used, the conditions of the decomposition process, etc.
  • the threshold values based on the measured values are, for example, resin temperature of 50 to 225°C, resin pressure of 1 to 8 MPa, cylinder temperature of An example is a case where the temperature is set at 25 to 250°C. Further, as threshold values based on fluctuation values, for example, a case where the resin temperature is set to 5 to 30%, the resin pressure is set to 5 to 30%, and the cylinder pressure is set to 5 to 30% can be exemplified.
  • the resin decomposition processing apparatus 10 is started up and started operating (S1). Upon starting the operation, the cylinder 12 is heated to a predetermined temperature, and the driving of the screw 12a is also started. Next, cooling of the cylinder 12 is started by the cooling mechanism 16 (S2).
  • Pellets 50 are started to be supplied to the resin supply section 11 as the resin to be decomposed (S3), and after confirming that the resin is sufficiently melted and plasticized and is being conveyed through the cylinder 12, it is heated from the fluid supply section 13. Then, supply of pressurized fluid is started (S4).
  • pressure increase is started to bring the pressure inside the cylinder 12 to a predetermined pressure (S5). Thereafter, it is confirmed that the pressure has reached the specified pressure (S6), and the resin decomposition process is started. After starting the operation of the decomposition process, it is confirmed whether there are any signs of backflow (S7), and if there are no signs, the operation is continued (S8). Here, if there is a sign of backflow, the cooling temperature of the cylinder 12 by the cooling mechanism 16 is lowered and the process is repeated until the sign disappears (S9).
  • the cylinder 12 Since the cylinder 12 is constantly cooled by the cooling mechanism 16, the pressure on the resin supply section 11 side is not reduced excessively, so that backflow can be suppressed (prevented). The operation continues until the resin decomposition process is completely completed, and then the decomposition process apparatus is stopped.
  • Safety hopper Note that the resin decomposition processing apparatus 10 described above may be provided with a safety hopper in order to suppress the influence on surrounding workers and the like even if backflow occurs.
  • An example of this safety hopper is a safety hopper 21 as shown in FIG. 6, for example.
  • This safety hopper 21 has a resin input port 22, a connection structure 23 for connecting to the resin supply section 11, and a lower end opening 22a of the resin input port 22 arranged therein.
  • the cover 24 covers the periphery of the lower end opening 22a of the resin inlet 22 and has an opening at a position different from the upper end opening 22b of the resin inlet 22.
  • the resin inlet 22 is a member that guides the injected resin to the resin supply section 11 when the resin is injected. For example, when resin such as pellets is introduced from the upper end opening 22b of the resin input port 22, it moves downward due to the action of gravity, passes through the lower end opening 22a, and then moves downward due to falling, etc. Resin is supplied to the resin supply section 11 . At this time, it is preferable that the lower end opening 22a be located vertically above the opening of the resin supply section 11 through which the resin is supplied.
  • connection structure 23 is a part that connects and fixes the resin supply section 11 and the safety hopper 21, and is arranged around the opening of the resin supply section 11 through which resin is supplied, and is fixed. Ru.
  • This connection structure 23 has a hole corresponding to the opening of the resin supply section 11, so that the resin introduced from the resin input port 22 can be reliably supplied to the resin supply section 11.
  • the cover 24 is a member that covers the area from the connecting structure 23 to the lower end opening 22a of the resin inlet 22, and further has an opening 24a at a position different from the upper end opening 22b of the resin inlet 22. be.
  • the lower end opening 22a of the resin inlet 22 is arranged, but the upper end opening 22b is not arranged. That is, in the safety hopper, the upper end opening 22b is exposed to the outside, but the lower end opening 22a is not exposed to the outside. By doing so, the resin can be easily introduced from the upper end opening 22b, and the introduced resin can be reliably supplied to the resin supply section 11 via the inside of the cover 24.
  • the cover 24 prevents the poured resin from spilling outside, and all of the resin is supplied to the resin supply section 11, thereby suppressing the loss of the resin to be processed.
  • this safety hopper 21 is to prevent the backflow from affecting or causing damage to workers, etc., even if the molten resin 51 flows backward from the resin decomposition processing device 10.
  • the molten resin 51 flows backwards and spews out from the resin decomposition processing device 10
  • the molten resin 51 is forced out from the opening of the resin supply section 11 while pushing the pellets 50 back toward the resin supply section 11. It gushes out vigorously.
  • the safety hopper 21 is not provided, the molten resin 51 and the like will be spouted upward from the opening of the resin supply section 11.
  • the molten resin that has spouted upward may be scattered around the resin supply section 11, potentially causing damage such as burns.
  • the cover 24 allows the molten resin 51 to be spouted in the opening direction of the opening 24a. That is, the direction in which the molten resin 51 is ejected can be controlled in any direction.
  • the opening 24a of the cover 24 is preferably provided so that its opening direction is directed in a direction different from that of the resin inlet 22, for example, in the horizontal direction or downward.
  • the direction of the opening is directed toward a space where workers cannot enter, and a scattering prevention plate or enclosure is installed in the direction of the opening, thereby preventing the impact of the spouting of the molten resin 51 on the outside. can be suppressed.
  • the resin inlet 22 and the opening 24a are arranged so that their opening directions are perpendicular to each other.
  • the area of the cover 24 (the area of the lower end opening 22a) is It is preferable to provide a large amount of
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the sizes of the lower end opening 22a and the cover 24 in a horizontal cut plane of the lower end opening 22a.
  • the area of the cover 24 (excluding the area of the lower end opening 22a) is preferably 3 times or more, more preferably 4 times or more, and 8 times or more as large as the area of the lower end opening 22a. More preferably, it is 16 times or more, particularly preferably 16 times or more.
  • the molten resin 51 will be larger than the resin inlet 22 than the cover 24. It is preferable that the liquid be ejected by being guided by 24.
  • Resin decomposition processing device 11 Resin supply section 12 Cylinder 12a Screw 12b Fluid supply hole 13 Fluid supply section 14 Extrusion section 15 Rotation drive mechanism 16 Cooling mechanism

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Abstract

安全で、効率的に樹脂の分解処理を実施できる樹脂の分解処理方法および分解処理装置を提供する。　シリンダ１２、シリンダ１２に熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給部１１、供給された熱可塑性樹脂および溶融可塑化した熱可塑性樹脂を搬送するスクリュ１２ａ、溶融可塑化された熱可塑性樹脂を亜臨界状態または超臨界状態で分解処理するために、加熱および加圧状態の流体を、シリンダ内に供給する流体供給部１３、シリンダ１２の先端に設けられ、熱可塑性樹脂の分解物をシリンダの外部に排出する押出部１４、スクリュ１２ａを回転駆動する回転駆動機構１５、シリンダ１２を冷却することができる冷却機構１６、を有する樹脂の分解処理装置１０。

Description

樹脂の分解処理方法および分解処理装置
　本発明は、樹脂の分解処理方法および分解処理装置に関する。
　現在、プラスチック製品は非常に幅広い分野で使用されており、その使用量は膨大なものとなっている。一方で、プラスチック製品の廃棄処理にはコストがかかり、また、自然環境下に放置される等により河川や海域等にその成分が流出したりすることにより環境への影響も問題となっている。
　そのため、各種樹脂は、それをリサイクルにより資源を有効利用することが種々検討されてきており、例えば、２軸押出機を用いてアクリル樹脂を熱分解することにより得られるモノマーを回収、再利用する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、近年では、樹脂の分解処理方法として、亜臨界状態または超臨界状態の流体に晒すことでモノマーを得る方法も研究されている。
特開平１１－１０６４２７号公報
　ところで、亜臨界状態や超臨界状態を利用する場合、用いる液体（流体）に応じて所定の温度および圧力とする必要があり、通常、高温および高圧条件となるため、その用途に用いられる分解処理装置は、密閉等されたものが検討される。
　一方で、そのような亜臨界状態や超臨界状態に耐えうる分解処理装置を用意するとなると、例えば、専用の装置を作製しなければならない等、初期コストが嵩み、トータルの処理コストも高くなってしまう。
　そこで、本発明の目的の一つは、上記のような樹脂のリサイクルを促進するために効率的に樹脂の分解処理を実施できる樹脂の分解処理方法および分解処理装置を提供することである。
　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
　本願において開示される一実施の形態によれば、樹脂の分解処理方法は、（ａ）熱可塑性樹脂を、樹脂供給部からシリンダに供給する工程、（ｂ）シリンダ内で、供給された熱可塑性樹脂を加熱および加圧して、溶融可塑化する工程、（ｃ）加熱および加圧された流体を、流体供給部から溶融可塑化された熱可塑性樹脂に供給し、混合する工程、（ｄ）供給された流体により、溶融可塑化された熱可塑性樹脂を亜臨界状態または超臨界状態に晒すことで分解する工程、および（ｅ）（ｄ）工程で得られた熱可塑性樹脂の分解物を、シリンダの先端に設けられた押出部から押出す工程、を有する。
　ここで、この分解処理方法では、樹脂供給部から流体供給部の間において、シリンダを冷却水により冷却する。
　本願において開示される一実施の形態によれば、樹脂の分解処理装置は、シリンダ；シリンダに、分解処理の対象である熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給部、シリンダにおいて、供給された熱可塑性樹脂および溶融可塑化した熱可塑性樹脂を搬送するスクリュ、溶融可塑化された熱可塑性樹脂を亜臨界状態または超臨界状態で分解処理するために、加熱および加圧状態の流体を、シリンダ内に供給する流体供給部、シリンダの先端に設けられ、熱可塑性樹脂の分解物をシリンダの外部に押出す押出部、および樹脂供給部と流体供給部との間に設けられ、シリンダを冷却することができる冷却機構を有する。
　本願において開示される一実施の形態によれば、効率的に実施できる樹脂の分解処理方法および分解処理装置を提供できる。
実施の形態１の樹脂の分解処理装置の概略構成を示す側面図である。 図１の分解処理装置のシリンダ内に配置されたスクリュを説明するための側面視したときの図である。 図１の分解処理装置における、逆流発生状態を説明するための図である。 図１の分解処理装置における、逆流発生状態を説明するための図である。 実施の形態１の樹脂の分解処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。 樹脂供給部に取り付けることができる、安全ホッパの概略構成を示した斜視図である。 下端開口部の水平面での切断面における、下端開口部とカバーの大きさの関係を説明する図である。
　以下、実施の形態を実施例や図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　＜検討の経緯＞
　まずは、本願発明の検討の経緯について説明する。
　上記のように、亜臨界状態または超臨界状態の流体により樹脂を分解処理する場合には、通常は、その処理条件に耐えうる密閉された処理容器を用意して行うことが多い。しかしながら、本発明者らは、樹脂材料を形成する際に用いられる樹脂押出装置を、この樹脂の分解処理に用いることができないか検討した。
　すなわち、本発明者らは、このような樹脂の押出装置を利用することで、樹脂の分解処理に特殊な処理容器を用意することなく、既存の押出装置をそのまま、または、分解処理に適するようにわずかな改変で、樹脂の分解処理を連続的かつ効率的に行うことができるのではないかと考えた。
　押出装置は、通常、筒状のシリンダの一方から原料となる熱可塑性樹脂を供給し、これをシリンダ内で徐々に加熱、混練し、溶融可塑化した樹脂をスクリュで搬送する。そして、溶融可塑化した樹脂は、シリンダ内を搬送されるうちに十分に混練され、均一に混ざった樹脂材料としてシリンダの先端に設けられたダイスから押し出される。このシリンダ内は、加熱、加圧された条件となるため、上記樹脂の分解処理においても、装置をそのまま利用し、シリンダ内において亜臨界状態や超臨界状態の流体と樹脂とを混合することで分解処理が可能であることが想定された。
　実際に、本発明者らはそのような条件での樹脂の分解処理を試してみたところ、シリンダ内で亜臨界状態を維持することができ、また、樹脂の分解処理も行うことができることを確認した。
　ところが、この分解処理を継続したところ、押出装置の樹脂供給部から、溶融可塑化した樹脂および溶融前の樹脂が逆流して噴出することがあった。これは、押出装置の樹脂供給部側は、通常、密閉されておらず、大気に解放された状態であり、シリンダ内で溶融可塑化した溶融樹脂の圧力が、樹脂供給部側の溶融前樹脂の圧力よりも大きくなってしまうためと考えられる。
　そこで、押出装置を使用して亜臨界状態による樹脂の分解処理を行う際においても、溶融可塑化した樹脂が逆流することなく、樹脂の分解処理を継続、安心して実施できる分解処理装置を提供するため、各種検討を行い、逆流を抑制し得る樹脂の分解処理方法および分解処理装置を見出した。以下、本実施の形態における樹脂の分解処理装置および分解処理方法について、詳細に説明する。
　＜実施の形態＞
　［樹脂の分解処理装置］
　図１は、本実施の形態の樹脂の分解処理装置の構成例を示す図である。図２は、図１に示した樹脂の分解処理装置のシリンダ内に配置されたスクリュを説明するための図であり、側面視したときの図である。
　図１に示した樹脂の分解処理装置１０は、分解対象の樹脂を亜臨界状態または超臨界状態の流体に晒して分解処理するために使用される装置である。
　この樹脂の分解処理装置１０は、樹脂供給部１１と、スクリュを有するシリンダ１２と、シリンダ１２に流体を供給する流体供給部１３と、押出部１４と、シリンダ１２のスクリュを駆動する回転駆動機構１５と、冷却機構１６と、を有する。
　樹脂供給部１１は、分解対象の樹脂を、シリンダ１２へ供給するものである。本実施の形態では、分解対象の樹脂として、熱可塑性樹脂が供給される。供給される熱可塑性樹脂としては、ペレット、粉末、フレーク等の種々の形態のものが用いられ、例えば、フィーダー等によりホッパを有する樹脂供給部１１に上部から投入され、シリンダ１２内へ供給される。以下、供給される熱可塑性樹脂がペレットの場合を例に説明する。
　シリンダ１２は、内部にスクリュ１２ａを有する。図２には、図１の樹脂の分解処理装置１０のシリンダ１２の内部構造がわかるように、シリンダ１２を断面視した図を示している。なお、図２のシリンダ１２には、流体供給部１３が配置される流体供給孔１２ｂも示している。
　このスクリュ１２ａを回転させることにより、供給された樹脂が、シリンダ１２の内部を押出部１４側（下流側）に徐々に搬送される。このスクリュ１２ａとしては２本のスクリュを設けた二軸スクリュを用いると、二軸押出装置を構成できる。二軸押出装置は、スクリュの回転速度やバレル設定温度などの運転条件が自由に変更できる柔軟性があり、また、高い搬送性、連続処理性などの種々の利点を有する。
　シリンダ１２は、例えば、複数のシリンダブロックが連結されて構成され、各シリンダブロックには、内部に熱可塑性樹脂を搬送可能な空間が設けられている。この空間には、スクリュ１２ａが設けられており、スクリュ１２ａは、回転駆動機構１５に接続されている。この回転駆動機構１５によりスクリュ１２ａを回転させて、シリンダ１２において分解対象の樹脂を搬送できる。
　また、シリンダ１２は、その温度を調節できるようにヒータが設けられている。分解対象である熱可塑性樹脂は、樹脂供給部１１から押出部１４側に向かって搬送されるが、その際、上記ヒータにより徐々に加熱されて、溶融可塑化された熱可塑性樹脂が容易に得られる。また、このように得られた溶融可塑化された熱可塑性樹脂はシリンダ１２内を容易に搬送可能となり、さらに下流側に搬送される。
　また、シリンダ１２内の溶融樹脂及び流体供給部１３から供給された流体はスクリュ１２ａにより昇圧され、亜臨界状態または超臨界状態に達する。
　途中、後述する流体供給部１３により流体が供給されると、溶融可塑化された熱可塑性樹脂と流体とが混合され、このとき上記したようにシリンダ１２に設けられているヒータおよびスクリュによってシリンダ１２内が所定の温度および圧力に調節され、亜臨界状態または超臨界状態となる。そして、この亜臨界状態または超臨界状態のまま、さらにシリンダ１２内を搬送しながら、熱可塑性樹脂の分解処理を進行させるようにする。
　流体供給部１３は、シリンダ１２内に加熱および加圧された流体を供給するものである。この流体供給部１３は、熱可塑性樹脂がシリンダ１２内で溶融可塑化された後に、シリンダ１２内に供給されるように配置される。
　この流体供給部１３から供給される流体により、その下流側において、溶融可塑化された熱可塑性樹脂が亜臨界状態または超臨界状態の流体に晒されて、分解される。なお、流体供給部１３から供給する流体は、シリンダ１２内で亜臨界状態または超臨界状態となるようにすればよく、シリンダ１２への供給の直前においては、亜臨界状態または超臨界状態とまでなっていなくてもよい。なお、この供給される流体は、シリンダ１２への供給前に亜臨界状態または超臨界状態としておき、その状態を維持したままシリンダ１２内へ供給すると、流体の供給直後から溶融可塑化された熱可塑性樹脂の分解が開始されるため、好ましい。
　上記のように溶融可塑化された熱可塑性樹脂に添加されるが、このときシリンダ１２内は加熱および加圧されているため、ここで供給される流体は、その圧力に抗してシリンダ１２内へ供給される。すなわち、この流体は、流体供給部１３が設けられたシリンダ１２内の圧力よりも大きな圧力を有するように加圧され、流体供給部１３からシリンダ１２内へ供給される。
　また、上記したように流体が供給された後、亜臨界状態または超臨界状態とするため、供給される流体は、流体供給部１３における溶融可塑化された熱可塑性樹脂の温度と同等またはそれよりも高い温度であることが好ましい。
　したがって、流体供給部１３は、供給する流体を所定の加熱状態とできる加熱手段が設けられていることが好ましい。例えば、図１には、流体供給部１３が加熱水製造装置１３ａに接続されている図を示している。このように加熱水製造装置１３ａにより、所定の加熱状態とした流体を製造し、得られた流体を、プランジャポンプ等のポンプにより配管を通して流体供給部１３からシリンダ１２内へ供給できるようにすればよい。
　押出部１４は、シリンダ１２内を搬送されてきた熱可塑性樹脂の分解物を分解処理装置１０の外部に排出する部材であり、押出用の孔または押出口の絞りを有する。押出部１４は装置内の圧力を保持しつつ、分解物を外部に排出できるような構成とできるものであればよい。
　なお、この押出部１４には、原料回収用の容器と接続されていてもよいし、押出された熱可塑性樹脂の分解物をさらに所定の処理に付すように、異なる処理装置と接続されていてもよい。
　回転駆動機構１５は、シリンダ１２内に設けられるスクリュ１２ａを回転させるための装置である。回転駆動機構１５により回転されたスクリュにより、分解対象物の熱可塑性樹脂がシリンダ１２内を搬送される。
　なお、シリンダ１２内にスクリュが２本設けられた二軸押出装置でも、１本のスクリュが設けられた単軸押出装置でもよい。二軸押出装置の場合、２本のスクリュは、互いに平行に配置されて回転する。２本の軸は互いに噛み合うように配置されてもよいし、噛み合っていないように配置されていてもよい。スクリュの数を２本とした場合には、原料の搬送効率が高い事、また混練性能が高い事、などから、スクリュ口径が同一の場合、スクリュが１本の単軸よりもスクリュが２本の二軸の方が押出量を高くでき好ましい。また、シリンダ１２の延在方向と、シリンダ１２内のスクリュの延在方向とは同じである。
　本実施の形態において、冷却機構１６は、上記シリンダ１２の所定の領域を冷却するものである。この冷却機構１６は、樹脂供給部１１と流体供給部１３との間を冷却するように、シリンダ１２の外周に設けられる。
　この冷却機構１６としては、シリンダ１２の外周面を冷却することができるものであれば公知の冷却機構を適用することでき、例えば、シリンダ１２の外周に冷却ジャケットを設ける場合が挙げられる。この冷却ジャケットには、チラー（冷却水循環装置）と接続し、所定の温度の冷却水を、常時該冷却ジャケットに循環・供給して、シリンダ１２を所定の温度に冷却できるものが挙げられる。
　この冷却機構１６を設けることにより、樹脂供給部１１側のシリンダ１２外周を冷却できるため、供給する熱可塑性樹脂や溶融可塑化された熱可塑性樹脂が樹脂供給部１１側で冷却され、シリンダ１２内部の圧力を低減することができる。そのため、シリンダ１２において、溶融可塑化された熱可塑性樹脂が樹脂供給部１１から噴出するような逆流を抑制することができる。
　［樹脂の分解処理方法］
　次に、本実施の形態の樹脂の分解処理方法について、上記説明した図１の樹脂の分解処理装置１０を用いる場合を例に、各工程を説明する。
　まず、熱可塑性樹脂を、樹脂供給部１１からシリンダ１２に供給する（（ａ）工程；樹脂供給工程）。この工程は、分解対象の熱可塑性樹脂を、分解処理装置の本体であるシリンダ１２の内部へ供給するものである。
　なお、ここで供給する分解対象の樹脂製品は、熱可塑性樹脂製のものであれば特に限定されず、その樹脂の種類としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等が挙げられる。特に、ナイロン樹脂が好ましい。
　次いで、シリンダ１２内で、供給された熱可塑性樹脂を加熱および加圧して、溶融可塑化する（（ｂ）工程；溶融可塑化工程）。ここで、上記樹脂供給工程で供給された熱可塑性樹脂は、スクリュ１２ａにより、シリンダ１２内を押出部１５へ向かって搬送されながら、加熱および加圧される。
　ここで、シリンダ１２の外周に設けられたヒータにより搬送されながら徐々に高温となるように、また、シリンダ１２の内部を加圧できる加圧ポンプにより搬送されながら徐々に加圧されるようになっている。このように加熱および加圧されて、熱可塑性樹脂は溶融可塑化された状態で、スクリュ１２ａにより容易に搬送できる。
　用いる樹脂種によって異なるが、次に説明する流体供給工程の前に、例えば、樹脂温度が２５０～４００℃、樹脂圧力が１５～２２ＭＰａの条件となるように、加熱および加圧することが好ましい。なお、流体供給工程の直前までに１５０～２５０℃、１５～２０ＭＰａとすることが好ましい。より具体的には、分解対象の樹脂としてナイロン樹脂を含んでいる場合、例えば、樹脂温度が３００～３５０℃、樹脂圧力が１５～１８ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
　次いで、加熱および加圧された流体を、流体供給部１３からシリンダ１２内の溶融可塑化された熱可塑性樹脂に供給する（（ｃ）工程：流体供給工程）。ここで供給された流体は溶融可塑化された熱可塑性樹脂と混合される。
　このとき供給される流体は、溶融可塑化された樹脂を分解するために、亜臨界状態または超臨界状態とすることが可能な流体、例えば、水、メタノール等のアルコールが挙げられ、水が好ましい。超臨界状態は、その液体の臨界点を超えた領域において、液体と気体の中間状態のようになった活性を有する状態を指し、亜臨界状態は、超臨界状態よりもやや低い領域における活性を有する液相状態を指す。
　用いる流体によって、亜臨界状態、超臨界状態の条件は異なるが、水の場合、亜臨界状態は、例えば、１５０～３５０℃で飽和圧力以上となる圧力（例えば、３００℃のときの飽和圧力は８．５９ＭＰａ、３５０℃のときの飽和圧力は１６．５４ＭＰａ）とすればよく、超臨界状態は、例えば、３７４℃以上、かつ、２２ＭＰａ以上とすればよい。
　ここで、亜臨界状態または超臨界状態とするのは、溶融可塑化された熱可塑性樹脂に供給する前でも後でもよく、この流体供給工程においては、供給する流体が所望の条件となるように、加熱および加圧状態を調整する。なお、供給前に亜臨界状態または超臨界状態としておき、この流体をシリンダ１２内へ供給することが好ましい。このようにすることで、シリンダ１２内へ流体を供給すると、溶融可塑化された熱可塑性樹脂は流体と混合されるが、混合と同時に分解処理を開始できる。
　そして、上記流体が供給された後、シリンダ１２内で溶融可塑化された熱可塑性樹脂は、亜臨界状態または超臨界状態の流体と混合され、これによって分解される（（ｄ）工程；分解工程）。この分解工程は、熱可塑性樹脂が十分に分解し得る時間行うことが好ましく、これは亜臨界状態または超臨界状態の流体との混合時間をシリンダ１２の長さとスクリュ１２ａの回転による搬送速度等により調整できる。
　上記分解処理の時間としては、例えば、２～５分が好ましく、５～１０分がより好ましく、１０～１５分がさらに好ましい。
　このように亜臨界状態または超臨界状態に晒された熱可塑性樹脂は、その結合が切断されて、原料であるモノマーにまで分解（解重合）された樹脂の分解物となる。
　そして、この分解工程で得られた熱可塑性樹脂の分解物を、シリンダ１２の先端に設けられた押出部１４から押出す（（ｅ）工程；押出工程）。押し出された樹脂の分解物は回収される。この分解物は、再度、樹脂製造の際に、原料として再利用することができる。
　なお、再利用にあたっては、分解物中に含まれる不純物を除去することが好ましく、回収にあたって、不純物除去工程を行ってもよい。
　次に、本実施の形態に特徴的である冷却工程について説明する。
　上記（ａ）工程～（ｅ）工程を行ったとき、シリンダ１２に投入される熱可塑性樹脂は、例えば、ハンドリングしやすいように粒状のペレットになっており、投入後、上記したように加熱および加圧されて溶融可塑化される。このとき、図３に示したように、樹脂供給部１１から供給された固形状のペレット５０が下流側に搬送されながら半溶融状態となり、次いで完全に溶融された溶融樹脂５１となる。
　このとき、このペレット５０側の圧力と溶融樹脂５１側の圧力とのバランスが取れている場合は、継続した運転が可能で、分解処理を効率よく行うことができる。しかし、このバランスが崩れ、溶融樹脂５１側の圧力がペレット５０側の圧力よりも高くなった場合、溶融樹脂５１が、ペレット５０を樹脂供給部１１側へ押し戻しつつ逆流し、ついには、溶融樹脂５１とペレット５０が混合された状態で樹脂供給部１１から外部に噴出する場合がある。
　本実施の形態においては、このような逆流を抑制するために、図１に示したように、シリンダ１２の外周に冷却機構１６を有する。この冷却機構１６は、樹脂供給部１１と流体供給部１３との間のシリンダ１２の外周に設けられており、これによりシリンダ１２の内部が過度に高温にならないようにできる。
　このとき、冷却機構１６により、シリンダ１２を３～１３０℃またはシリンダ１２内の樹脂温度を２０～２００℃とするように冷却できることが好ましい。このような温度にすることで、効果的に逆流を抑制できる。
　なお、このとき、図３で示したシリンダ１２において、樹脂供給部１１から流体供給部１３までのシリンダブロックに、樹脂温度計、樹脂圧力計およびシリンダ温度計から選ばれる少なくとも１つの測定センサを設けるようにしてもよい。この場合、分解処理装置の運転当初は冷却機構１６を稼働させずに、逆流が発生する予兆を検知したときに、冷却機構１６を稼働させることとしても、逆流を効果的に抑制できる。
　なお、この測定センサを設けるシリンダブロックは、大部分がペレットとなっている樹脂供給部１１側のシリンダブロックに設けることが好ましい。このように樹脂供給部１１側のシリンダブロックにおいて測定センサで測定された数値の変動があった場合、逆流が発生していることを正確に検知し、冷却による抑制動作を開始できる。
　例えば、図３に示した状態で分解処理を継続していたが、溶融樹脂５１側の圧力が高くなり、図４に示したように樹脂供給部１１側に溶融樹脂が逆流を開始した場合、測定センサの測定値の変動を検知する。この変動の検知により逆流が生じていると判断した場合、この測定センサに接続された制御部が、冷却機構１６を稼働させ、シリンダ１２を冷却する。これにより、シリンダ１２内の溶融樹脂の圧力が低下し、溶融樹脂５１がペレット５０と共に樹脂供給部１１側に逆流し、噴出するような事態を抑制できる。
　なお、測定センサでの測定値としては、その制御部により冷却機構１６の動作を制御するために、その測定値による閾値を設定しておいてもよいし、その経時変化をモニターして、その変動値による閾値を設定しておいてもよい。この閾値は、使用する樹脂や流体、分解処理の条件等により適宜設定すればよい。
　分解対象の熱可塑性樹脂としてポリアミドを用い、供給する流体として水を使用する分解処理の場合、測定値による閾値として、例えば、樹脂温度が５０～２２５℃、樹脂圧力が１～８ＭＰａ、シリンダ温度が２５～２５０℃と設定する場合が例示できる。また、変動値による閾値として、例えば、樹脂温度は５～３０％、樹脂圧力は５～３０％、シリンダ圧力は５～３０％と設定する場合が例示できる。
　［分解処理装置の動作］
　本実施の形態の樹脂の分解処理装置および分解処理方法について、上記説明したが、この樹脂の分解処理装置１０の一連の動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
　まず、樹脂の分解処理装置１０を立ち上げ、運転を開始する（Ｓ１）。運転開始によりシリンダ１２は所定の温度に加熱され、スクリュ１２ａの駆動も開始される。次いで、冷却機構１６によりシリンダ１２の冷却を開始する（Ｓ２）。
　分解対象の樹脂として、ペレット５０を樹脂供給部１１に供給を開始し（Ｓ３）、樹脂が十分に溶融可塑化し、シリンダ１２中を搬送されていることを確認して、流体供給部１３から加熱および加圧された流体の供給を開始する（Ｓ４）。
　さらに、シリンダ１２内の圧力を所定の圧力とするために昇圧を開始する（Ｓ５）。その後、圧力が規定圧力に到達したことを確認し（Ｓ６）、樹脂の分解処理を開始する。分解処理の運転開始後、逆流の予兆がないか確認し（Ｓ７）、予兆がなければ運転を継続する（Ｓ８）。ここで、逆流の予兆があった場合、冷却機構１６によるシリンダ１２の冷却温度を下げて予兆が無くなるまで繰り返す（Ｓ９）。
　冷却機構１６により、シリンダ１２が常時冷却されているため、樹脂供給部１１側の圧力を過度に低下させることがないため、逆流を抑制（防止）できる。そのまま、樹脂の分解処理が全て終了するまで運転を継続し、全て終了したところで、分解処理装置を停止する。
　［安全ホッパ］
　なお、上記説明した樹脂の分解処理装置１０には、仮に逆流が発生した際にも、周囲の作業員等への影響を抑制するために、安全ホッパを設けることもできる。この安全ホッパとしては、例えば、図６に示したような安全ホッパ２１が例示できる。
　この安全ホッパ２１は、樹脂投入口２２と、樹脂供給部１１と接続するための接続構造２３と、樹脂投入口２２の下端開口部２２ａをその内部に配置し、接続構造２３から樹脂投入口２２の下端開口部２２ａの周囲を覆いつつ、さらに、樹脂投入口２２の上端開口部２２ｂとは異なる位置に開口を有するカバー２４と、を有して構成されている。
　樹脂投入口２２は、樹脂を投入したとき、樹脂供給部１１まで投入された樹脂を導く部材である。例えば、樹脂投入口２２の上端開口部２２ｂからペレット等の樹脂が投入されると、重力の作用により、下方に移動し、下端開口部２２ａを通過して、さらに落下等により下方に移動して樹脂供給部１１に樹脂が供給される。このとき、下端開口部２２ａが樹脂供給部１１の樹脂が供給される開口の鉛直方向上方に位置するように配置することが好ましい。
　そのまま鉛直方向下方に落下し、接続構造２３は、樹脂供給部１１と安全ホッパ２１とを接続、固定する部分であり、樹脂供給部１１の樹脂が供給される開口の周囲に配置され、固定される。この接続構造２３はその樹脂供給部１１の開口部に併せて孔が開いており、樹脂投入口２２から投入された樹脂が、樹脂供給部１１に確実に供給できるようになっている。
　カバー２４は、上記のように、接続構造２３から樹脂投入口２２の下端開口部２２ａの周囲を覆いつつ、さらに、樹脂投入口２２の上端開口部２２ｂとは異なる位置に開口２４ａを有する部材である。
　このカバー２４の内部に、樹脂投入口２２の下端開口部２２ａが配置されるが、上端開口部２２ｂは配置されない。すなわち、安全ホッパにおいて、上端開口部２２ｂは外部に露出しているが、下端開口部２２ａは外部に露出していない。このようにすることで、樹脂の投入は上端開口部２２ｂから容易に行うことができ、投入された樹脂は、カバー２４の内部を経由して、樹脂供給部１１に確実に供給できる。
　カバー２４により、投入された樹脂は、外部にこぼれることなどがなく、全て樹脂供給部１１に供給され、処理対象の樹脂のロス等を抑制できる。
　また、この安全ホッパ２１は、仮に樹脂の分解処理装置１０から溶融樹脂５１が逆流した場合にも、その逆流による作業員等への影響、被害等を生じさせることがないようにすることを目的に設置される。
　樹脂の分解処理装置１０から、溶融樹脂５１が逆流して噴出するような事態が生じた場合、溶融樹脂５１は、ペレット５０を樹脂供給部１１側に押し戻しながら、樹脂供給部１１の開口部から勢いよく噴出する。このとき、安全ホッパ２１を設けていないと、樹脂供給部１１の開口部から上方に向かって溶融樹脂５１等が噴出してしまう。このように噴出すると、通常、その上方には樹脂供給のためのフィーダー等が配置されているため、樹脂供給作業に影響を与える。また、周囲に作業員がいた場合、上方に噴出した溶融樹脂は樹脂供給部１１の周囲にまき散らされ、火傷等の被害を受ける場合も考えられる。
　一方、安全ホッパ２１を設けていると、溶融樹脂５１が噴出した場合でも、カバー２４により、その開口２４ａの開口方向に溶融樹脂５１が噴出するようにすることができる。すなわち、溶融樹脂５１の噴出方向を任意の方向に制御できる。
　そして、このカバー２４の開口２４ａは、その開口方向を樹脂投入口２２とは異なる方向、例えば、水平方向や下方、へ向かうように設けることが好ましい。このようにすることで、その開口方向を作業員が立ち入らない空間に向けるようにしたり、また、開口方向に飛散防止の板や囲いを設けたりして、溶融樹脂５１の噴出による外部への影響を抑えることができる。このとき、樹脂投入口２２と開口２４ａはそれら開口方向が直交する方向に位置するように配置することが好ましい。
　なお、溶融樹脂５１の噴出による影響をより抑制するために、樹脂投入口２２の下端開口部２２ａの水平面において、下端開口部２２ａの面積に対して、カバー２４の面積（下端開口部２２ａの面積を除く）が大きくなるように設けることが好ましい。
　図７には、下端開口部２２ａの水平面での切断面における、下端開口部２２ａとカバー２４の大きさの関係を説明する図である。ここで、カバー２４の面積（下端開口部２２ａの面積を除く）は、下端開口部２２ａの面積の３倍以上であることが好ましく、４倍以上であることがより好ましく、８倍以上であることがさらに好ましく、１６倍以上であることが特に好ましい。
　上記のように下端開口部２２ａの面積とカバー２４の面積とを所定の関係とすることにより、溶融樹脂５１が逆流して噴出するような場合でも、溶融樹脂５１が樹脂投入口２２よりもカバー２４により導かれて噴出するようにでき好ましい。
　以上、本発明について、実施の形態および実施例により具体的に説明したが、本発明はこれら実施の形態および実施例に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
１０　樹脂の分解処理装置
１１　樹脂供給部
１２　シリンダ
１２ａ　スクリュ
１２ｂ　流体供給孔
１３　流体供給部
１４　押出部
１５　回転駆動機構
１６　冷却機構

Claims (15)

  1. 　以下の工程を含む、樹脂の分解処理方法：
    （ａ）シリンダ内で、熱可塑性樹脂を加熱および加圧して、溶融可塑化する工程；
    （ｂ）前記（ａ）工程の後、加熱および加圧された流体を、前記熱可塑性樹脂と混合する工程；
    （ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記流体により、前記熱可塑性樹脂を亜臨界状態または超臨界状態に晒すことで分解する工程；および
    （ｄ）前記（ｃ）工程で得られた前記熱可塑性樹脂の分解物を、冷却水によって前記シリンダを冷却しながら、該シリンダの押出部から押出す工程。
  2. 　請求項１記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記（ｂ）工程において、前記加熱および加圧された流体は、亜臨界状態または超臨界状態として前記シリンダに供給される、樹脂の分解処理方法。
  3. 　請求項１記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記冷却水による冷却は、前記（ａ）工程と同時または前記（ａ）工程よりも前に開始される、樹脂の分解処理方法。
  4. 　請求項１記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記冷却水による冷却は、前記（ａ）工程において、前記熱可塑性樹脂の温度、前記熱可塑性樹脂の圧力および前記シリンダの温度から選ばれる少なくとも１つを測定し、その測定値に応じて開始される、樹脂の分解処理方法。
  5. 　請求項１記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記冷却により、前記シリンダの温度を１５０℃以下とする、樹脂の分解処理方法。
  6. 　請求項１記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記冷却水の温度が、０．５～５０℃である、樹脂の分解処理方法。
  7. 　請求項６記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記冷却水は、前記シリンダの外周に循環して供給される冷却水である、樹脂の分解処理方法。
  8. 　請求項１記載の樹脂の分解処理方法において、
    　前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂である、樹脂の分解処理方法。
  9. 　以下を含む、樹脂の分解処理装置：
    　シリンダ；
    　前記シリンダ内に配置され、熱可塑性樹脂を混練及び搬送可能なスクリュ；
    　前記シリンダに設けられた、前記熱可塑性樹脂の分解物を前記シリンダの外部に押出すための押出部；および
    　前記シリンダを冷却するための冷却機構。
  10. 　請求項９記載の樹脂の分解処理装置において、
    　前記冷却機構は、前記シリンダの外周に冷却水を循環させるように構成されている、樹脂の分解処理装置。
  11. 　請求項９記載の樹脂の分解処理装置において、
    　前記樹脂供給部と前記流体供給部との間に設けられた前記シリンダにおいて、前記熱可塑性樹脂の温度を測定する樹脂温度計、前記熱可塑性樹脂の圧力を測定する樹脂圧力計および前記シリンダの温度を測定するシリンダ温度計から選ばれる少なくとも１つを有し、その測定値の変化に応じて、前記冷却機構による冷却を開始する制御部を有する、樹脂の分解処理装置。
  12. 　以下を含む、樹脂の分解処理装置：
    　熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給部を有するシリンダ；
    　前記シリンダ内に配置され、前記熱可塑性樹脂を混練及び搬送可能なスクリュ；
    　前記シリンダに設けられた、前記熱可塑性樹脂の分解物を前記シリンダの外部に押出すための押出部；および
    　前記樹脂供給部の上方に配置されたホッパ、
    　ここで、前記ホッパは、
    　　前記樹脂供給部を覆うように設けられた、開口部を有するカバーと、
    　　前記カバーの上部に設けられた樹脂投入口を含み、
    　　前記開口部と前記樹脂投入口は異なる方向に位置している。
  13. 　請求項１２に記載の分解処理装置において、
    　前記ホッパの前記開口部と前記樹脂投入口は、開口方向が直交する方向に位置している、樹脂の分解処理装置。
  14. 　請求項１２に記載の分解処理装置において、
    　前記ホッパの前記樹脂投入口は前記樹脂供給部の鉛直上方に位置している、樹脂の分解処理装置。
  15. 　請求項１２記載の樹脂の分解処理装置において、
    　前記カバーは、前記樹脂投入口の下端開口部が設けられた水平面において、前記下端開口部の面積に対して、前記カバーの面積（前記下端開口部の面積は除く）が３倍以上である、樹脂の分解処理装置。
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