JPH093239A - スチレン系合成樹脂廃棄物の処理及び再資源化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スチレン系合成樹脂廃棄物を溶剤に溶解し、
遠心分離して異物を除去し、分離液を蒸留分離処理し
て、溶剤を回収するとともにポリスチレンを回収する。 【効果】 スチレン系合成樹脂廃棄物を溶剤に溶解して
減容化し、高品質のポリスチレンを回収するとともに、
前記溶剤を高回収率で回収して再使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スチレン系合成樹脂廃
棄物特に発泡スチロール廃棄物の処理方法に関するもの
で、スチレン系合成樹脂廃棄物を処理して再生ポリスチ
レンペレットとして再資源化するためのスチレン系合成
樹脂廃棄物の処理及び再資源化方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】スチレン系合成樹脂は、各種工業製品・
部品や容器・包装材などに広範囲に亘って使用されてい
る。したがって、流通のあらゆる段階においてこれらは
廃棄物となり、産業廃棄物及び一般廃棄物としてますま
す増加する傾向にある。スチレン系合成樹脂のうち発泡
スチロールは、軽量で、耐衝撃性・断熱性・耐水性に優
れているなどの特性により魚箱・青果物箱、家電品・Ｏ
Ａ機器などの梱包材、食品トレーや断熱用建材などに多
く用いられている。しかしながら、発泡スチロールは体
積が１０倍〜７０倍に膨張されており、廃棄物となった
ときには収集運賃が割高となり取り扱いにくいゴミとし
て問題視されている。

【０００３】これらスチレン系合成樹脂廃棄物の大部分
は、焼却処分されるかそのまま埋立処分されており、地
球環境を守るため再資源化に努めていくことが重要課題
となっている。発泡スチロール廃棄物の再資源化につい
ては、粉砕してモルタル混和材、軽量コンクリートなど
の建築材料や土壌改良材として利用する方法、熱溶融し
てインゴットあるいはペレットとして回収する方法、溶
剤に溶解したのちペレットあるいは接着剤として回収す
る方法、焼却して熱回収する方法などが実施あるいは提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のスチレン系合成
樹脂廃棄物特に発泡スチロール廃棄物の処理処分及び再
資源化方法における課題は、次のようにまとめることが
できる。 （ａ）処理処分 焼却処分 発熱量が高くまた不完全燃焼による未燃カーボンが発生
しやすいなど一般ゴミを対象とした焼却炉では焼却処分
は困難である。 埋立処分 発泡スチロール廃棄物の場合、見掛比重が小さいため収
集運搬費が割高となり、また埋立処分場で大きな容積を
占める。

【０００５】（ｂ）再資源化 発泡スチロール廃棄物の再資源化方法における課題は、
次の通りである。 粉砕 異物混入、汚れのないものが対象であり、需要も限られ
ている。 熱減容 熱による溶融減容法は、押出機内にて溶融・脱泡してペ
レット化する方式と電熱式、熱風加熱式、遠赤外線加熱
式など種々の減容機によりインゴット化する方法に大別
される。これらの方式では、いずれも混入する異物の除
去が難しく再生品の用途開発を困難にしている。また３
００℃近くまで加熱される場合もあり、この場合熱分解
による分子量低下や酸化が起こり、再生品の物性低下は
避けられない。運転上も熱分解でのスチレンモノマー発
生による悪臭発生があり、作業環境を悪化させている。 溶剤溶解法 例えば、特開平６−３２９３８では、スチレン系合成樹
脂廃棄物を溶剤に溶解し、この溶解液を濾過して異物を
除去したのち蒸留分離してポリスチレンを回収している
が、溶解液は濾過する前に加熱されている。これは、溶
解液の粘度が高くて濾過を効率的に行なうことが難しい
ので、あらかじめ加熱したのち濾過する方法がとられて
いると考えられる。さらに、このような濾過法において
は、濾材が異物によって目詰まりを起こすため、濾材の
洗浄あるいは取り替えが必要であり、実用面においては
大きな負荷となっている。 焼却熱回収 焼却処分にて述べた通り焼却が困難である上、熱回収に
よる経済的メメットが小さい。

【０００６】本発明は、これらの従来のスチレン系合成
樹脂廃棄物特に発泡スチロール廃棄物の処理処分、再資
源化における問題点である焼却・埋立処分の困難さ、収
集コストの高さ、異物・汚れの混入、悪臭の発生、再生
品品質の低下などを解消し、良好な作業環境のもと品質
の高い再生ポリスチレンを経済的に得ることのできるス
チレン系合成樹脂廃棄物の処理及び再資源化方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、スチレ
ン系合成樹脂廃棄物を溶剤を含む減容機内にて溶剤に溶
解し、この溶解液を調整槽に移して濃度を調整した後、
遠心分離処理により溶解液中の異物を除去し、分離液を
４０〜６０トールの減圧下に２１０〜２６０℃の温度に
て蒸留分離処理することにより溶剤を回収するとともに
溶解ポリスチレンを再生ペレットとして回収することを
特徴とする。さらに、上記方法において、スチレン系合
成樹脂廃棄物を溶剤に溶解した溶解液を、常温で遠心分
離処理することを特徴とする。

【０００８】以下に本発明を図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明のうち溶剤にてスチレン系合成樹脂
廃棄物を溶解し減容化を行なう減容機の機能を表わす系
統図であり、図２は減容機にて得られた溶解液を処理
し、溶剤及び再生ポリスチレンを回収するための設備の
フローシートである。図１に示される減容機は、スチレ
ン系合成樹脂廃棄物の投入口、溶剤を貯留し投入された
スチレン系合成樹脂廃棄物を溶解するための溶解槽及び
溶解した溶解液を輸送用コンテナーに排出するための排
出口より構成される。また、減容機内には投入したスチ
レン系合成樹脂廃棄物の溶解・減容化を効率よく行なう
ため破砕機構を設けることが望ましい。

【０００９】この減容機は、通常卸売市場、家電配送セ
ンター、スーパーマーケット、工場などスチレン系合成
樹脂廃棄物の発生する場所に設置される。溶解・減容処
理にあたっては、溶解槽に溶剤を充填したのち、溶剤中
にて溶解・減容化を行なうようスチレン系合成樹脂廃棄
物を投入口より投入する。溶剤としては、ｄ−リモネン
やジペンテンなどのテルペン類、メチルエチルケトン、
ジエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ヘキサ
ノンなどのケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、塩化エチレン、
トリクロロエチレン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化
水素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソアミルなどの
エステル類などを用いることができる。これら溶剤によ
る溶解処理は常温にて可能であるが、溶解速度を早める
ため溶解槽中の溶剤を加熱するためのヒーターを溶解槽
外面に設けることもできる。また、このようにして溶剤
中へスチレン系合成樹脂廃棄物を溶解させる場合、溶解
量が多すぎると溶解速度が極めて遅くなるほか、溶解液
の粘度が極めて高くなり排出、送液などのハンドリング
が困難になる。逆に、溶解量が少なすぎると処理効率が
低下するため、スチレン系合成樹脂廃棄物の溶解濃度は
２０〜３０重量％とすることが好ましい。このようにし
て得られた溶解液は輸送用コンテナーに排出され、図２
の処理設備に輸送されたのち、集中的に処理される。

【００１０】図２に示される処理設備は、溶解液を受け
入れ混合して濃度調整を行なう調整槽：１、この溶解液
を加圧送液するフィードポンプ：２、溶解液から異物を
除去する遠心分離機：３、遠心分離機からの清澄溶解液
を一時保持するオーバーフロータンク：４、この清澄溶
解液を加圧圧送するフィードポンプ：５、溶解液より溶
剤とポリスチレンを分離する蒸留器：６、溶融ポリスチ
レンをストランドとして押し出す押出ポンプ：７、スト
ランドを冷却する冷却槽：８、このストランドをペレッ
ト化するペレタイザー：９、蒸発した溶剤を凝縮するコ
ンデンサー：１０、蒸留器を真空にて運転するための真
空ポンプ：１１、回収した溶剤を貯留する回収溶剤タン
ク：１２及び回収溶剤を排出するための回収溶剤ポン
プ：１３より主に構成される。スチレン系合成樹脂廃棄
物溶解液の処理にあたっては、まず複数の輸送用コンテ
ナーに入っている溶解液が調整槽１に投入される。調整
槽１において溶解液は攪拌され、濃度調整が行なわれ
る。そして、この溶解液は常温状態のまま遠心分離機３
に送液され、この遠心分離機３において異物（固形物）
が除去される。遠心分離処理においては分離効率を上げ
るため溶解液を加熱し粘度を低下させることが考えられ
るが、常温における遠心分離処理においても固形物は十
分に除去可能であり、安全面などより常温状態にて処理
することが望ましい。

【００１１】異物を除去された溶解液は、次いで真空ポ
ンプ１１により４０〜６０トールに減圧された蒸留器６
へ送液され、この蒸留器６にて溶剤とポリスチレンとに
分離される。蒸留器は溶剤の分離を効率的に行ない、分
離されたポリスチレンを溶融状態にて排出するため高温
熱媒体により２１０〜２６０℃に加熱される。分離され
た溶剤は、コンデンサー１０により液化され、回収溶剤
タンク１２に貯留されたのち、回収溶剤ポンプにて排出
される。この回収溶剤は減容機の設置場所に輸送され、
スチレン系合成樹脂廃棄物の溶解・減容化用の溶剤とし
て再使用される。一方、蒸留器６より排出される溶融ポ
リスチレンは、ダイスを備えた押出ポンプ７によりスト
ランドとして押し出される。このストランドは、冷却槽
８にて水冷された後、ペレタイザー９にてペレット化さ
れる。これによりスチレン系合成樹脂廃棄物は、高品質
の再生ポリスチレンペレットとして回収される。

【００１２】

【作用】本発明のスチレン系合成樹脂廃棄物の処理及び
再資源化方法によれば、次のような作用が得られる。 （ａ）減容機をスチレン系合成樹脂廃棄物の発生場所に
設置することにより小規模な発生場所においても溶解・
減容化を行なうことができる。また、この溶解液を輸送
用コンテナーに排出し、輸送することにより輸送コスト
を大幅に低減できる。 （ｂ）溶解液を収集し、濃度調整したのち一括集中処理
することができる。すなわち、溶解液よりの溶剤及び再
生ポリスチレンの回収を大規模な処理設備にて安価に行
なうことができる。 （ｃ）遠心分離機を使用することにより、スチレン系合
成樹脂廃棄物に混入している異物を効率的に除去するこ
とができ、高品質な再生ポリスチレンを回収することが
できる。特に、発泡スチロールに貼付されているラベ
ル、付着している魚の鱗や微細なゴミなどの異物を前も
って取り除く必要がなく、人手をかけずに処理可能であ
る。また、溶解液をあらかじめ加熱することなしにこれ
らの異物を機械的に除去することができ、高品質な再生
ポリスチレンを極めて効率的に得ることができる。

【００１３】（ｄ）発泡スチロール廃棄物には水分や塩
類が付着している場合があり、これらは濾過機では除去
できないが、遠心分離機を使用することにより容易に除
去することができる。 （ｅ）蒸留分離処理においてポリスチレンは２１０〜２
６０℃に加熱され、溶融状態にて排出されるが、蒸留器
の運転は４０〜６０トールの減圧下にて行なわれるため
高温下でも酸化が起こりにくく、また滞留時間が短いた
め熱分解による分子量低下が小さい。したがって、ポリ
スチレンの物性低下も小さく、高品質な再生ポリスチレ
ンが得られる。 （ｆ）溶解に使用された溶剤は大部分が蒸留分離により
回収され、再度溶解用に利用される。したがって、処理
コストを低減できる。 （ｇ）溶解用溶剤として天然系の溶剤であるｄ−リモネ
ンやジペンテンを用いることにより、環境及び人体に悪
影響を及ぼさずに良好な作業環境のもとスチレン系合成
樹脂廃棄物を処理できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。 実施例１ ラベルや魚の鱗などの大きな異物の付着している使用済
み発泡スチロール製魚箱をｄ−リモネンに溶解して３０
重量％溶液としたのち、テスト用ボウル型連続式遠心分
離機を用いて、１，２００Ｇの遠心力のもと常温にて８
０リットル／ｈの供給量で処理し、異物の除去テストを
行なった。その結果、ラベルや魚の鱗などの異物は容易
に分離・除去され、得られた処理液には極めて微細なゴ
ミによると思われる濁りは見られたが、目に見えるよう
な異物は観察されなかった。

【００１５】実施例２ テスト用ボウル型連続式遠心分離機を用い、使用済み発
泡スチロール製魚箱に付着しているゴミなどの細かい異
物の除去率を調べた。使用済み発泡スチロール製魚箱を
ｄ−リモネンに溶解して２５重量％及び３０重量％溶解
液としたのち、５メッシュの金網で濾過して大きな異物
を除去した。各溶解液中に含まれる異物の量は、ポリス
チレンに対する重量比でそれぞれ０．８８％と０．７２
％であった。これら溶解液を常温のまま遠心分離機にフ
ィードし、得られた処理液中の異物の量を測定した。実
験の条件及び結果は表１の通りであった。

【００１６】

【表１】

【００１７】さらに、この実験結果を濾過による異物の
除去テストと比較した。前記の遠心分離テストで調整し
た３０重量％溶解液（５メッシュ金網で濾過）をテトロ
ン製の濾布を用いて濾過を行ない、異物の除去率を調べ
た。濾布の目開きと異物除去率の関係は表２の通りであ
った。

【００１８】

【表２】

【００１９】この結果、ボウル型連続式遠心分離機によ
る異物の除去率は、３７μの濾布による濾過と同程度で
あることがわかった。この濾過テストにおいては、常温
では溶解液の粘度が高くて濾過が順調に行なえなかった
ため７０℃程度まで加熱する必要があった。また、使用
済み発泡スチロール製魚箱を７０℃に加熱したｄ−リモ
ネンに溶解して２０重量％にした溶解液（異物の量は、
ポリスチレンに対して０．８％であった。）を使い、目
開き５３μの金網にて濾過テストを行なった。その結
果、濾材が目詰まりを起こすまでに処理できる量は、濾
材１ｍ² 当り１００リットル程度であり、実用上問題が
あることがわかった。このように、遠心分離処理は従来
より考えられている濾過処理に比べて非常に有用である
ことがわかった。

【００２０】実施例３ 実施例１及び２において遠心分離処理して得られた３０
重量％の溶解液を集め、これを蒸留器に送液して４０〜
６０トール、２１０〜２６０℃で蒸留分離を行なって、
ｄ−リネモン及びポリスチレンの回収を行なった。回収
された再生ポリスチレンペレットを圧縮成形して厚さ２
ｍｍのプレートを作製し、目視観察を行なったところ、
目に見えるような異物の混入は観察されなかった。ま
た、回収された再生ポリスチレンペレットの物性を測定
した。結果は、表３に示す通りであった。

【００２１】

【表３】

【００２２】このように、再生ポリスチレンは非常に高
品質であり、ポリスチレン原料として再利用可能なもの
であった。一方、回収されたｄ−リネモンは、物性上何
ら変化はなく、溶剤として再使用可能であった。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のスチレン系
合成樹脂廃棄物の処理及び再資源化方法によれば、スチ
レン系合成樹脂廃棄物を安全、容易かつ効率的に溶解・
減容化して、安価な輸送コストで収集運搬でき、また、
収集した溶解液より高い回収率にて高品質の再生ポリス
チレンを得ることができる。さらに、溶解・減容化に使
用した溶剤を高回収率にて回収し再使用することができ
るため経済的な処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のうち溶剤にてスチレン系合成樹脂廃棄
物を溶解し減容化を行なう減容機の機能を表わす系統図
である。

【図２】減容機にて得られた溶解液を処理し、溶剤及び
再生ポリスチレンを回収するための設備のフローシート
である。

【符号の説明】

１ 調整槽 ２ フィードポンプ ３ 遠心分離機 ４ オーバーフロータンク ５ フィードポンプ ６ 蒸留器 ７ 押出ポンプ ８ 冷却槽 ９ ペレタイザー １０ コンデンサー １１ 真空ポンプ １２ 回収溶剤タンク １３ 回収溶剤ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 貞則 東京都品川区東品川２丁目３番11号 宇部 興産株式会社東京本社内 (72)発明者 藤岡 健二 山口県宇部市大字沖宇部字沖の山525−14 宇部サイコン株式会社宇部工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン系合成樹脂廃棄物を溶剤を含む
   減容機内にて溶解し、この溶解液を調整槽に移して濃度
   を調整した後、遠心分離処理により溶解液中の異物を除
   去し、分離液を４０〜６０トールの減圧下に２１０〜２
   ６０℃の温度にて蒸留分離処理することにより溶剤を回
   収するとともに溶解ポリスチレンを再生ペレットとして
   回収することからなるスチレン系合成樹脂廃棄物の処理
   及び再資源化方法。
2. 【請求項２】 スチレン系合成樹脂廃棄物を溶剤に溶解
   した溶解液を、常温で遠心分離処理することを特徴とす
   る請求項１記載のスチレン系合成樹脂廃棄物の処理及び
   再資源化方法。