JP2002173552A - 熱硬化性樹脂の分解方法、その分解装置、およびその制御プログラム - Google Patents
熱硬化性樹脂の分解方法、その分解装置、およびその制御プログラムInfo
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Abstract
熱硬化性樹脂を最後まで確実に分解できる熱硬化性樹脂
の分解方法を提供する。 【解決手段】 熱硬化性樹脂を分解剤により分解処理す
る方法である。熱硬化性樹脂を予熱温度T0まで昇温して
熱硬化性樹脂を予熱する予熱工程、予熱された熱硬化性
樹脂に、この樹脂を分解する分解剤を添加して混練物を
得、この混練物を混練温度T1まで加熱して分解剤と熱硬
化性樹脂とを反応させて分解剤を消費する混練工程、及
び、分解剤が消費された混練物を最高温度T2まで更に昇
温して、熱硬化性樹脂を分解する分解工程を具備し、予
熱温度T0は分解剤の沸点以下であり、混練温度T1は、予
熱温度T0以上かつ熱硬化性樹脂の熱分解温度より低く、
最高温度T2は熱硬化性樹脂の分解温度より低く、熱硬化
性樹脂の予熱は、以下に示される温度T0及び時間tの条
件下で行われることを特徴とする。 100℃≦T0<260℃、 0.5min≦t≦7min
Description
解方法、その装置およびその加熱制御プログラムに関す
る。
廃家電が挙げられる。近年、この廃家電などの再利用に
対する要望が高まっており、これらの廃家電はそれぞれ
の部品毎にその再利用方法が研究されている。例えば廃
冷蔵庫処理においては、断熱材としてウレタン発泡樹脂
が使用されており、このウレタン樹脂についても、その
再利用が検討されている。
は、古くから様々な方法が報告されている。例えば特開
平6−184513号公報には、アミノエタノールを分
解剤として軟質硬質ポリウレタンフォームである熱硬化
性樹脂を150℃〜280℃にて一定温度で分解する方
法が記載されている。
11時間、230℃でも2時間を要するので分解時間が
大幅にかかり、場合によっては熱硬化性樹脂を最後まで
完全に分解することができなかった。これは、分解剤が
有効に働いていなかったためと考えられる。すなわち、
このような温度範囲で加熱分解をいきなり開始した場合
には、アミノエタノール等の分解剤の沸点以上の温度で
加熱が開始される。このため、混練される前に分解剤が
揮発してしまい、分解剤と熱硬化性樹脂が一定の比率で
混練されず、熱硬化性樹脂の分解反応が起こりにくくな
るという現象が起こるからである。
題に鑑みて為されたものであり、熱硬化性樹脂の分解に
要する時間を短縮し、熱硬化性樹脂を最後まで確実に分
解することができる熱硬化性樹脂の分解方法を提供する
ことを目的とする。
性樹脂を分解する分解装置を提供することを目的とす
る。
方法の制御プログラムを提供することを目的とする。
に、本発明は、熱硬化性樹脂を分解剤により分解処理す
る方法において、熱硬化性樹脂を予熱温度T0まで昇温
して、前記熱硬化性樹脂を予熱する予熱工程、前記予熱
された熱硬化性樹脂に、この樹脂を分解する分解剤を添
加して混練物を得、この混練物を混練温度T1まで加熱
して前記分解剤と前記熱硬化性樹脂とを反応させること
により前記分解剤を消費する混練工程、および前記分解
剤が消費された前記混練物を最高温度T2までさらに昇
温して、前記熱硬化性樹脂を分解する分解工程を具備
し、前記予熱温度T0は前記分解剤の沸点以下であり、
前記混練温度T1は、前記予熱温度T0以上かつ前記熱
硬化性樹脂の熱分解温度より低く、前記最高温度T2
は、前記熱硬化性樹脂の分解温度より低く、前記熱硬化
性樹脂の予熱は、以下に示される温度T0、および時間
tの条件下で行なわれることを特徴とする分解方法を提
供する。
る分解装置であって、前記熱硬化性樹脂が収容される小
部屋、前記小部屋を加熱する温度制御可能なヒーター、
前記小部屋に分解剤を供給する分解剤供給器、前記小部
屋内の分解剤の残留量を検知するモニター、前記分解剤
の残留量に基づいて、前記ヒーターを制御する温度コン
トローラーを具備することを特徴とする分解装置を提供
する。
めの加熱を制御するプログラムであって、コンピュータ
ーに、前記熱硬化性樹脂が収容された小部屋を、温度T
0で加熱するよう指示すること、前記小部屋の温度T0
が100℃以上260℃以下、かつ加熱時間が0.5m
in以上7min以下であるかどうかを判別するよう指
示すること、前記小部屋の温度T0が100℃以上26
0℃以下、かつ加熱時間が0.5min以上7min以
下の場合には、前記小部屋に前記熱硬化性樹脂を分解す
るための分解剤を加えるよう指示よう指示すること、前
記小部屋を前記熱硬化性樹脂の熱分解温度未満で加熱す
るよう指示すること、前記小部屋内の分解剤の残留量を
検出するよう指示すること、前記分解剤の残留量が10
%未満かどうかを判別するよう指示すること、前記分解
剤の残留量が10%以上の場合には、前記熱硬化性樹脂
の熱分解温度より低い温度を維持して加熱を継続するよ
う指示すること、および前記分解剤の残留量が10%未
満の場合には、その時点の温度をT1とし、前記T1よ
り高い温度T2まで最高温度を高めるよう指示すること
を実行させるための制御プログラムを提供する。
を用いて熱硬化性樹脂を化学的に分解するに当たって
は、分解剤を添加する前に、熱硬化性樹脂を予め予熱し
ておくのが有効であることを見出して、本発明をなすに
至った。すなわち、本発明の熱硬化性樹脂の分解方法に
おいては、熱硬化性樹脂は、まず予熱温度T0で加熱し
て予熱が行なわれる。ここで熱硬化性樹脂事体の温度が
高められるので、熱硬化性樹脂の流動性が高まる。
温度を上昇させて混練を行なうことによって分解剤の消
費をほぼ終了させる。混練工程中には、分解剤は熱硬化
性樹脂中のカルボニル結合に付加して中間体が形成され
る。この中間体生成の後に処理温度をさらに上昇させ
て、熱硬化性樹脂の分解が行なわれる。
予め加熱して、その後に添加される分解剤との混練をス
ムーズに行ないやすくする。通常、分解剤は、混練工程
のはじめの段階で熱硬化性樹脂に添加される。従来のよ
うに室温の熱硬化性樹脂に分解剤を混入した場合には、
混練が効率よく行なわれないため、熱硬化性樹脂の分解
に多くの時間が必要とされていた。しかしながら、本発
明においては、予め熱硬化性樹脂を加熱しておくので、
これによって、熱硬化性樹脂と分解剤との混練を効率よ
く行なうことが可能となった。
0、混練温度T2および最高温度T3は、以下のように
設定することができる。
である。さらに、予熱工程の予熱温度T0をx軸上に、
また予熱時間tをy軸上にそれぞれ表わした場合、予熱
工程は、以下の条件を満たすように、条件が設定され
る。
で、予熱が行なわれる。予熱工程は、温度および時間が
上述した範囲内となるように制御しつつ行なわれる。
熱硬化性樹脂を充分に予熱することが困難となる。一
方、予熱時間が7minを越えると、樹脂が硬化してし
まうおそれがある。
で行なわれる。
されるAの範囲内の条件で予熱が行なわれることが好ま
しい。
分解する分解剤が添加される。さらに、温度を前述のT
0以上に高めて、混練が行なわれる。混練工程中の温度
は、分解剤の沸点以下であり、熱硬化性樹脂の熱分解温
度以下であることが好ましい。また、複数種類の分解剤
を使用する場合には、T1は全ての分解剤の沸点より低
い温度とすることが望まれる。その理由は、温度T1が
分解剤の沸点以上であると、分解剤と熱硬化性樹脂とが
一定の比率で混練されず、混練される前に分解剤が揮発
してしまう。こうして、熱硬化性樹脂の分解反応が起こ
りにくくなるからである。
の熱分解温度以下であることが望ましい。なぜなら、温
度T1が熱硬化性樹脂の熱分解温度より高い場合には、
熱硬化性樹脂と分解剤との混練が起こる前に前に熱硬化
性樹脂自身の熱分解反応が開始するおそれがある。これ
によって、炭化水素系のガスが発生し、熱硬化性樹脂の
分解反応を阻害するからである。
と熱分解反応が始まって、炭化水素系のガスが発生す
る。このため、混練温度T1は200℃以下であること
が好ましい。一方、混練温度T1の下限は、100℃以
上とする。100℃未満で加熱された場合には、発泡し
た熱硬化性樹脂に含まれるフロンやハロゲン化炭化水素
のハロゲンが、熱硬化性樹脂のウレタン結合と先に反応
してしまう。こうして、熱硬化性樹脂の分解を阻害する
おそれがある。このような不都合を避けるためには、温
度T1での混練工程中にこれらのガスを抜き出すことが
好ましい。
とができ、その最終温度T1は、予熱温度T0と実質的
に等しい温度とすることができる。混練工程中およびそ
の最終温度T1が、予熱温度T0±15℃程度であれ
ば、最終温度T1は予熱温度T0と実質的に等しいとい
うことができる。
剤とを反応させることによって、分解剤が消費される。
ターしつつ、混練を行なうことが好ましく、混練工程の
終了時には、分解剤の残留量が10%未満であることが
望ましい。分解剤の残留量が10%を越えている場合に
は、引き続いて行なわれる分解工程において、熱硬化性
樹脂を充分に分解することが困難となる。分解剤の残留
量が10%未満となった時点の温度を、混練工程の最終
温度T1ということができる。
の温度を最高温度T2までさらに高めることによって、
熱硬化性樹脂の分解が開始される。
残留量に基づいて加熱を制御し、T1から最高温度T2
まで昇温することが好ましい。このときの最高温度T2
は、混練工程の最終温度T1より高く設定されるが、こ
こで生じる分解生成物の熱分解温度以下であることが好
ましい。さらに、最高温度T2は、分解剤の沸点より高
い温度であっても構わない。これに関して、以下に具体
例を示して説明する。
熱硬化性樹脂としてのウレタン樹脂を、分解剤としての
アルカノールアミンを用いて本発明の方法により分解す
る際の混練工程および分解工程における反応を示す。
であり、具体的にはアルキル基またはアリール基であ
り、R3、R4、R5、R6およびR7は、水素原子または
1価の有機基であり、具体的には−CH2CH2OHであ
り、R5は2価の有機基(アルキル基)であり、nおよ
びmは正の整数である。
を分解する場合、混練工程中には、反応式(1a)に示
すように、ウレタン樹脂Aにおけるウレタン結合のカル
ボニルの炭素原子に、分解剤であるアルカノールアミン
Bの窒素原子が攻撃して付加する。これによって、中間
体Cが生成する。
温度T2まで加熱することによって、反応式(1b)に
示すように中間体Cが分解されて、分解生成物Dが生じ
る。このように、ウレタン樹脂に分解剤としてのアルカ
ノールアミンが付加した生じた中間体Cは、元の分解剤
Bであるアルカノールアミンとは異なった化合物とな
る。したがって、その後の工程、すなわち分解工程の最
高温度T2は、分解剤として用いられるアルカノールア
ミンBの沸点以上であってもよい。
H2CH2OH)、ジエタノールアミン(HOCH2CH2NHCH2CH2O
H)、およびトリエタノールアミン(N(C2H5OH)3))を
用いて、本発明の方法によりウレタン樹脂を分解する際
の反応式を、それぞれ以下に示す。
場合も混練工程において、ウレタン樹脂に分解剤が付加
した中間体が生成される。
て用いる場合を以下に示す。
前述と同様のウレタン樹脂を、分解剤としてのポリオー
ルを用いて、本発明の方法により分解する際の混練工程
および分解工程における反応を示す。
であり、具体的にはアルキル基またはアリール基であ
り、R8およびR9は、2価のアルキル基でありnは0以
上の正の整数である。
る場合、混練工程では、反応式(2a)に示すように、
ウレタン樹脂Aにおけるウレタン結合のカルボニルの炭
素原子に、分解剤である水酸基を有する化合物Eの水酸
基の酸素原子が付加する。これによって、中間体Fが生
成する。
温度T2まで加熱することによって、反応式(2b)に
示すように中間体Fが分解されて、分解生成物Gが生じ
る。このように、ウレタン樹脂に水酸基を有する化合物
が付加して生じた中間体Fは、元の分解剤である水酸基
を有する化合物Eとは異なった化合物となる。このた
め、その後の工程、すなわち分解工程の最高温度T2
は、分解剤として用いられる水酸基を有する化合物の沸
点以上であってもよい。
T1でなければならない。さらに最高温度T2は、分解
剤の沸点以上であることが、分解時間を短縮する点から
非常に望ましい。分解工程の最高温度T2と、混練工程
の最終温度T1との温度差は、20℃以上であることが
望ましい。
下であることが望ましい。300℃を越えると、熱硬化
性樹脂の分解剤による化学的分解反応とは別の熱分解反
応が始まるおそれがある。それによって、炭化水素系の
ガスやダイオキシン等の有害ガスが発生するおそれがあ
る。
脂の分解方法は、予熱工程、混練工程および分解工程を
具備し、各工程では、所定の温度で加熱が行なわれる。
こうした3つの工程は、単一の混練機や反応機のような
装置内で、予熱温度T0から最高温度T2まで昇温する
ことによって行なうことができる。単一の装置を用いる
場合には、出口側の分解物の状態を見ながら温度制御が
できるという点で有利である。
いて行なってもよい。この場合には、1段目の装置でT
0まで加熱して熱硬化性樹脂の予熱を行ない、2段目の
装置では、分解剤を加えて最終温度T1での混練を行な
う。さらに、3段目以降の装置において、最高温度T2
まで加熱して、熱硬化性樹脂を分解する。このように複
数の装置を用いることによって、2段目の装置での脱フ
ロンなどが同時に行なうことも可能である。
である熱硬化性樹脂としては、カルボニル結合を有する
樹脂が好ましい。例えば、ウレタン結合を有する樹脂、
ウレア結合を有する樹脂、または不飽和ポリエステルな
どであり、特にウレタン樹脂が望ましい。ウレタン樹脂
としては、ウレタン結合、尿素結合などを有する任意の
ウレタン樹脂を用いることができ、例えば、軟質ウレタ
ン、硬質ウレタン、半硬質ウレタン、ウレタンエラスト
マー、およびウレタンゴムなどが挙げられる。
無水物硬化エポキシ樹脂、アミン硬化エポキシ樹脂、フ
ェノール硬化エポキシ樹脂、フェノール硬化エポキシ樹
脂、ウレア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アル
キド樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂お
よび架橋ポリエチレンなどの合成樹脂を使用した製品が
挙げられる。
前に粉砕されていることが望ましい。酸無水物硬化エポ
キシ、不飽和ポリエステルを分解剤としてのアルカノー
ルアミンとともに混練する際の反応を下記反応式(3)
に示す。さらに、ウレアをアルカノールアミンとともに
混練する場合の反応を、下記反応式(4)に示す。
は、水素原子または1価の有機基であり、具体的には−
CH2CH2OHであり、R5は2価の有機基(アルキル
基)であり、R1、R2、R10およびR11は2価の有機基
であり、例えばアルキル基、2価のフェニル基であり、
nおよびmは正の整数である。
により分解が行なわれる場合には、分解剤との混練工程
中に中間体が生成される。
化性樹脂の分解処理剤として使用され、分解処理剤とし
ては、アミン化合物単独、水酸基を有する化合物単独、
さらには、アミン化合物と水酸基を有する化合物とを組
み合わせて用いることができる。
肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、および
複素環式アミン等を挙げることができる。より具体的に
は、直鎖状脂肪族アミンとしては、エチレンジアミン、
テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2
−エチルヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノ
ールアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−プロピルア
ミン、n−アミルアミン、イソーブチルアミン、および
メチルジエチルアミン等が挙げられる。環状脂肪族アミ
ンとしては、シクロヘキシルアミン、ピペラジン、ピペ
リジン等が挙げられ、芳香族アミンとしては、アニリ
ン、トルイジン、キシリレンジアミン、ベンジルアミン
およびクロロアニリンなどを挙げることができる。ま
た、複素環式アミンとしては、ピリジン、ピコリン、N
−メチルモルフォリン、エチルモルフォリン、およびピ
ラゾール等が挙げられる。これらのアミン類は、単独で
または2種以上を混合して使用することができる。
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4
―ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、ポリオキシエチレングリコール、
ポリオキシプロピレングリコール等の二価のアルコー
ル、グリセリン等の三価のアルコール、およびポリエチ
レングリコール等の重合体が挙げられる。
配合割合は、非化学量論組成とすることができる。具体
的には、熱硬化性樹脂と分解剤との配合割合(熱硬化性
樹脂:分解剤)は、重量で1:3〜1:20であること
が好ましい。分解剤の割合が少なすぎる場合には、熱硬
化性樹脂を充分に分解することが困難になる。一方、分
解剤が多すぎる場合には、出口付近で分解剤の揮発によ
り大量のガスが発生するおそれがある。なお、熱硬化性
樹脂と分解剤との配合割合(熱硬化性樹脂:分解剤)
は、重量で1:5〜1:7であることが、より好まし
い。
にかかる分解装置を示した。この図に沿って分解装置を
説明する。
3内に収容され、スクリュー4により粉砕される。な
お、スクリュー4は、モーター2により駆動され、この
モーター2は、制御盤7によって制御される。
の反応容器20は、C0〜C7の8つの小部屋(バレ
ル)に分離されている。各バレルには、加熱制御手段6
−0〜6−7が設けられており、これによって任意に温
度を設定することができる。加熱手段は、ヒーター、熱
電対、および冷却水供給管等から構成される。
して第1のバレルC0に供給される。この第1のバレル
の内部温度は、加熱制御手段6−0によって、予熱温度
T0に設定される。こうして、小部屋C0内では、熱硬
化性樹脂の予熱が行なわれ、バレルC0における工程が
予熱工程となる。
1に搬送される。この第2のバレルC2には、分解剤注
入口15を介して、分解剤添加手段24から分解剤が注
入される。分解剤添加手段24は、コントローラー21
により制御され、図3に示すように、はかり10、分解
剤を収納した分解剤用タンク11、分解剤用配管12、
注入ポンプ13、および分解剤用配管ヒーター14を含
む。
との混練が開始される。熱硬化性樹脂と分解剤との混練
を行なう混練行程は、C1以降の任意のバレルを用いて
行なうことができる。混練工程における最終温度T1
は、前述の予熱温度T0以上であり、かつ熱硬化性樹脂
の分解温度より低い。すでに説明したように、混練工程
中には、熱硬化性樹脂と分解剤との反応が生じて分解剤
が消費される。
る場合には、GC(ガスクロマトグラフ)、GC/MS
(ガスクロマトグラフ質量分析計)等を所定のバレルに
設けておき、その残留量を制御盤7にフィードバックす
る。制御盤7は、分解剤の残留量に基づいて、後段のバ
レルの温度をさらに高めるよう制御することができる。
スクリュー1によって、吐出ノズル9まで押し出され
る。このスクリュー1が、収納容器20に延びているの
で、内容物を吐出ノズル9まで押し出すことができる。
物は、バレルC2以降に順次、押出される。
ベント口16−1〜16−5、および17がそれぞれ設
けられている。最終のバレルC7のベント口17には、
コンデンサ18および真空ポンプ19が接続されてい
る。真空ポンプ19は、排気系23につながれており、
これらの装置によって反応あるいはウレタン樹脂から発
生したフロンガス、ハイドロカーボンガス等を除去する
ことができる。また、最終の小部屋C7の突出ノズル9
からは、分解生成物が排出されて、受け器22に収容さ
れる。
御手段6−0〜6−7は、温度制御手段(制御盤)7に
よって制御される。具体的には、予熱工程を行なうバレ
ルC0の内部温度T0を分解剤の沸点以下で加熱する。
また、混練工程を行なう任意のバレルを熱分解性樹脂の
熱分解温度より低い温度で加熱して、最終バレルの温度
を最終温度T1とする。さらに、混練工程後の分解工程
が行なわれるバレルにおいては、その最高温度を、前述
のT1より高い温度T2に設定する。
分解剤とを混練しつつ加熱する押出機を用いることがで
きる。こうした押出機の投入口5から吐出ノズル9まで
の温度を、上述したようにT0からT2まで昇温させれ
ばよい。この場合、一軸でも二軸でもよい。また、連続
式ニーダーやモノポンプなど、加熱とともに混練を行な
うことが可能な任意の装置を用いることができる。特に
これらの混練機は、分解反応を連続的に処理することが
できるため、大量の熱硬化性樹脂の分解に適している。
したように所定の条件で温度を制御しつつ行なわれる。
ここで、図4には、こうした温度制御のプログラムの流
れを表わすフローチャートを示す。
ーから投入して、温度T0で予熱を行なう。この際、温
度T0および時間が所定の範囲内であるかどうか判別
し、条件が満たされるまで予熱を継続する。
る。混練中には、分解剤の残留量をモニターして、残留
量が10%未満となるまで混練が行なわれる。残留量が
10%未満となった場合には、最高温度T2まで温度を
さらに高め、熱硬化性樹脂の分解が行なわれる。
た装置においては、第1のバレルC0内で予熱工程が行
なわれる。図2の装置においてこうした制御を行なう場
合には、バレルC1の内部の温度および時間が制御盤7
にフィードバックされる。また、混練工程が行なわれる
バレルC1以降の任意のバレル内における分解剤の残留
量が、制御盤7にフィードバックされる。制御盤7で
は、そうして得られたデータに基づいて、バレルの温度
の制御を行なう。
て本発明を詳細に説明する。
出機中で、使用済み冷蔵庫断熱材ウレタン樹脂と、分解
剤としてのアミン化合物とを混練・加熱して、ウレタン
樹脂の分解を行なった。
内部温度を170℃に設定した。押出機の原料投入口5
から、ウレタン樹脂を1.6kg/hでバレルC0に投
入した。ここで、1分間、加熱を行なってウレタン樹脂
を予熱した。
送される。バレルC1の内部温度は190℃に設定し
た。このバレルC1の分解剤注入口15には、分解剤と
してのジエタノールアミンを0.32kg/hで、投入
口5から供給した。ここで用いたDEAの沸点温度は1
80℃である。また、ウレタン樹脂と分解剤との配合割
合(樹脂:分解剤)は、5:1である。
5に示されるように設定した。この図5に示すように、
混練工程のバレルC1からC3のうち、バレルC1内が
190℃、バレルC2内が194℃、バレルC3内が1
98℃で徐々に温度が上昇するように設定されている。
原料が投入されるバレルC0が予熱工程となる。分解剤
であるDEAは、バレルC1中で90%消費されてい
た。
分解剤の沸点以下の温度領域で90%以上の分解剤が消
費されていることが望ましい。
経て、吐出ノズル9から受け器22に排出される。な
お、混練器から分解生成物を取り出す際には、真空ポン
プにより発泡剤を除去した。
ろ、混練時間を4分45秒の混練の後には、分解生成物
は固形分の残存しない黄色透明の粘調な液体となってお
り、完全に分解することが確認できた。
物の状態を評価した。具体的には、吐出ノズルから排出
された粘稠な液体を金属バットの上にとり、それをヘラ
を用いてかぎとって、白い布に引き延ばした。約10c
m四方に引き延ばした分解生成物を目視により観察し、
ウレタンの粒の存在状態によって三段階で評価した。
きるもの 本実施例1で得られた分解生成物について、この目視に
よる評価については、○とした。
て、バレルC0を190℃とし、バレルC1〜C7の温
度を190℃一定に保った以外は、前述の実施例1と同
様の条件で試験を行なった。
ン樹脂の粉末が、目視により確認された。この評価は△
とした。
て、バレルC0を80℃とし、バレルC2以降の温度を
210℃に設定した以外は、前述の実施例1と同様の条
件で試験を行なった。
口からは目視により未分解物のウレタン樹脂の粉末がは
っきりと多量に確認された。この評価は×とした。
い、バレC0を90℃とし、バレルC2以降の温度を2
30℃に設定した以外は、前述の実施例1と同様の条件
で試験を行なった。
目視により未分解物のウレタン樹脂の粉末がはっきりと
多量に確認された。この評価は×とした。
て、バレルC0からC7の温度を、予熱時間とともに下
記表1にまとめる。なお、表示温度は、それぞれのバレ
ルにおける材料自体の温度で表示した。
る温度が予熱温度T0であり、混練工程であるバレルC
1〜C3のうち、バレルC3における温度が混練温度T
1である。また、分解工程であるバレルC5〜C7の温
度のうち、最高温度がT2に相当する。
物の評価を、処理時間とともに下記表2にまとめる。分
解剤の消費量は、(混練工程終了時点での分解剤の消費
量)/(混練工程での分解剤の投入量)を百分率で表わ
した。また、処理時間とは、予熱工程と、混練工程と分
解工程とに要する合計時間を表示したものである。
0.1時間と非常に短時間で、ウレタン樹脂を確実に処
理できることが判明した。
度を下記表3に示すように設定した以外は、前述の実施
例1と同様の装置を用いて同様の条件で試験を行なっ
た。
7の温度を、予熱時間とともに下記表3にまとめる。な
お、表示温度は、それぞれのバレルにおける材料自体の
温度で表示した。
る温度が予熱温度T0であり、混練工程であるバレルC
1〜C3のうち、バレルC3における温度が混練温度T
1である。また、分解工程であるバレルC5〜C7の温
度のうち、最高温度がT2に相当する。すなわち、実施
例2〜6は、混練工程における反応容器内の温度を、バ
レルC1〜C3で一定にした以外は、前述の実施例1の
場合と同様である。ここでの温度履歴を、図6のグラフ
に示す。
の評価を、処理時間とともに下記表4にまとめる。
施例2〜6)のいずれも分解時間を大幅に短縮すること
ができ、しかも良好な分解物が得られた。
に、分解剤および混合比を変化させて、ウレタン樹脂の
分解試験を行なった。分解剤、熱硬化性樹脂、および混
合比(樹脂:分解剤)を下記表5にまとめる。
アミン(MEA)、トリエタノールアミン(TEA)で
ある。モノエタノールアミンの沸点は171℃であり、
トリエタノールアミンの沸点は360℃である。
0からC7の温度を、予熱時間とともに下記表6にまと
める。なお、表示温度は、それぞれのバレルにおける材
料自体の温度で表示した。
る温度が予熱温度T0であり、混練工程であるバレルC
1〜C3のうち、バレルC3における温度が混練温度T
1である。また、分解工程であるバレルC5〜C7の温
度のうち、最高温度がT2に相当する。
消費量、および分解生成物の評価を、処理時間とともに
下記表7にまとめる。
施例7〜21)のいずれも分解時間を大幅に短縮するこ
とができ、しかも良好な分解物が得られた。
度を下記表8に示すように設定した以外は、前述の実施
例7と同様の条件で、ウレタン樹脂の分解試験を行なっ
た。
よび分解生成物の評価を、処理時間とともに下記表9に
まとめる。
口からは目視により未分解物のウレタン樹脂の粉末が若
干確認されたので、これらの評価は△とした。特に比較
例4の場合には、分解物中のフロンも残存していた。
わせた分解剤を用いて、実施例1と同様の二軸押出機に
より熱硬化性樹脂の分解試験を行なった。熱硬化性樹脂
としては、使用済み冷蔵庫断熱材ウレタン樹脂を用い、
実施例25および26では、さらにABSを加えた。
コールを表わす。
らC7の温度を、予熱時間とともに下記表1にまとめ
る。なお、表示温度は、それぞれのバレルにおける材料
自体の温度で表示した。
る温度が予熱温度T0であり、混練工程であるバレルC
1〜C3のうち、バレルC3における温度が混練温度T
1である。また、分解工程であるバレルC5〜C7の温
度のうち、最高温度がT2に相当する。
の消費量、および分解生成物の評価を、処理時間ととも
に下記表12にまとめる。
形成分の残存を確認することができなかった。
Aを用いて、使用済みエポキシ樹脂やウレタン、フェノ
ール樹脂を下記表13に示すように組み合わせて、実施
例1と同様の二軸押出機を用いて分解した。
らC7の温度を、予熱時間とともに下記表1にまとめ
る。なお、表示温度は、それぞれのバレルにおける材料
自体の温度で表示した。
る温度が予熱温度T0であり、混練工程であるバレルC
1〜C3のうち、バレルC3における温度が混練温度T
1である。また、分解工程であるバレルC5〜C7の温
度のうち、最高温度がT2に相当する。
の消費量、および分解生成物の評価を、処理時間ととも
に下記表15にまとめる。
あり、固形成分の残存を確認することはできなかった。
00gとポリオール50gとを攪拌・混合した。さら
に、MDI80gを添加して攪拌し、混合液を調製し
た。
放置したところ、発泡硬化し樹脂組成物が得られた。こ
の樹脂組成物の密度は180kg/m3であり、発泡倍
率約5倍の発泡ウレタンが生成した。
成物40gを60℃に温調し、エポキシ樹脂(旭電化
(株)社製:エピコート 4100E)を10g加えて
攪拌した。
た後、120℃のオーブン内で1晩硬化させたところ、
ゴム状の樹脂成型物が生成した。
成物40gを60℃に温調し、エポキシ樹脂(旭電化
(株)社製:エピコート 4100E)を10g加えて
攪拌した。
た後、120℃のオーブン内で1晩硬化させたところ、
ゴム状の樹脂成型物が生成した。
物40gを60℃に温調し、エポキシ樹脂(旭電化
(株)社製:エピコート 4100E)を20g加えて
攪拌した。
た後、120℃のオーブン内で1晩加熱した。その結
果、混合液は硬化せず、液体のままだった。150℃に
温度を高めたところで、硬化は確認されなかった。
によれば、熱硬化性樹脂の分解に要する時間を短縮し、
熱硬化性樹脂を分解することが可能な熱硬化性樹脂の製
造方法、およびその分解装置が提供される。また本発明
によれば、熱硬化性樹脂を短時間で確実に分解するため
の温度制御プログラムが提供される。
ウレタン樹脂の分解に極めて有効に用いられ、その工業
的価値は絶大である。
び時間の条件を表わすグラフ図。
構成を表わす概略図。
を制御するプログラムのフロー図。
説明する図。
説明する図。
Claims (19)
- 【請求項1】 熱硬化性樹脂を分解剤により分解処理す
る方法において、 熱硬化性樹脂を予熱温度T0まで昇温して、前記熱硬化
性樹脂を予熱する予熱工程、 前記予熱された熱硬化性樹脂に、この樹脂を分解する分
解剤を添加して混練物を得、この混練物を混練温度T1
まで加熱して前記分解剤と前記熱硬化性樹脂とを反応さ
せることにより前記分解剤を消費する混練工程、および 前記分解剤が消費された前記混練物を最高温度T2まで
さらに昇温して、前記熱硬化性樹脂を分解する分解工程
を具備し、 前記予熱温度T0は前記分解剤の沸点以下であり、 前記混練温度T1は、前記予熱温度T0以上かつ前記熱
硬化性樹脂の熱分解温度より低く、 前記最高温度T2は、前記熱硬化性樹脂の分解温度より
低く、 前記熱硬化性樹脂の予熱は、以下に示される温度T0、
および時間tの条件下で行なわれることを特徴とする分
解方法。 100℃≦T0<260℃ 0.5min≦t≦7min - 【請求項2】 前記熱硬化性樹脂の予熱は、以下に示さ
れる温度T0、および時間tの条件下で行なわれること
を特徴とする請求項1に記載の熱硬化性樹脂の分解方
法。 100℃≦T0≦230℃ 0.5min≦t≦7min 3.375≦(0.0125T0+t)≦8.25 - 【請求項3】 前記熱硬化性樹脂と分解剤との混練は、
前記分解剤の残留量をモニターしつつ、この残留量が1
0%未満となるまで行なわれることを特徴とする請求項
1または2に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項4】 .前記熱硬化性樹脂と分解剤との配合割
合(熱硬化性樹脂:分解剤)は、重量で1:3〜1:2
0であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
1項に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項5】 前記熱硬化性樹脂と分解剤との配合割合
(熱硬化性樹脂:分解剤)は、重量で1:5〜1:7で
あることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項
に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項6】 前記混練工程中の温度は実質的に一定に
保たれ、前記混練最終温度T1は、前記予熱温度T0と
実質的に等しいことを特徴とする請求項1ないし5のい
ずれか1項に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項7】 前記混練最終温度T1は、前記予熱温度
T0より高いことを特徴とする請求項1ないし6のいず
れか1項に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項8】 前記分解剤は、前記混練工程中に前記熱
硬化性樹脂と反応して、この熱硬化性樹脂に付加し、中
間体を生じることを特徴とする請求項1ないし7のいず
れか1項に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項9】 前記混練工程中に生成される中間体の沸
点は、前記分解剤の沸点より高いことを特徴とする請求
項8に記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項10】 前記熱硬化性樹脂はカルボニル結合を
有する樹脂を含むことを特徴とする請求項8または9に
記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項11】 前記カルボニル結合を有する樹脂はウ
レタン樹脂、ウレア樹脂および不飽和ポリエステルから
なる群から選択される少なくとも1種であり、前記中間
体は、前記カルボニル結合の炭素原子に前記分解剤が付
加することにより生じることを特徴とする請求項10に
記載の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項12】 前記分解剤はアミン化合物を含み、前
記中間体は、このアミン化合物の窒素原子が前記カルボ
ニル結合の炭素原子に付加することによって形成される
ことを特徴とする請求項11に記載の熱硬化性樹脂の分
解方法。 - 【請求項13】 前記アミン化合物はアルカノールアミ
ンであることを特徴とする請求項12に記載の熱硬化性
樹脂の分解方法。 - 【請求項14】 前記アルカノールアミンは、モノエタ
ノールアミンであることを特徴とする請求項13に記載
の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項15】 前記アルカノールアミンは、ジエタノ
ールアミンであることを特徴とする請求項13に記載の
熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項16】 前記アルカノールアミンは、トリエタ
ノールアミンであることを特徴とする請求項13に記載
の熱硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項17】 前記分解剤は水酸基を有する化合物を
含み、前記中間体は、この水酸基の酸素原子が前記カル
ボニル結合のカルボニルの炭素原子に付加することによ
って形成されることを特徴とする請求項11に記載の熱
硬化性樹脂の分解方法。 - 【請求項18】 請求項1に記載の方法により熱硬化性
樹脂を分解する分解装置であって、 前記熱硬化性樹脂が収容される小部屋、 前記小部屋を加熱する温度制御可能なヒーター、 前記小部屋に分解剤を供給する分解剤供給器、 前記小部屋内の分解剤の残留量を検知するモニター、お
よび前記分解剤の残留量に基づいて、前記ヒーターを制
御する温度コントローラーを具備することを特徴とする
分解装置。 - 【請求項19】 熱硬化性樹脂の分解のための加熱を制
御するプログラムであって、コンピューターに、 前記熱硬化性樹脂が収容された小部屋を、温度T0で加
熱するよう指示すること、 前記小部屋の温度T0が100℃以上260℃以下、か
つ加熱時間が0.5min以上7min以下であるかど
うかを判別するよう指示すること、 前記小部屋の温度T0が100℃以上260℃以下、か
つ加熱時間が0.5min以上7min以下の場合に
は、前記小部屋に前記熱硬化性樹脂を分解するための分
解剤を加えるよう指示よう指示すること、 前記小部屋を前記熱硬化性樹脂の熱分解温度未満で加熱
するよう指示すること、 前記小部屋内の分解剤の残留量を検出するよう指示する
こと、 前記分解剤の残留量が10%未満かどうかを判別するよ
う指示すること、 前記分解剤の残留量が10%以上の場合には、前記熱硬
化性樹脂の熱分解温度より低い温度を維持して加熱を継
続するよう指示すること、および前記分解剤の残留量が
10%未満の場合には、その時点の温度をT1とし、前
記T1より高い温度T2まで最高温度を高めるよう指示
することを実行させるための制御プログラム。
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| JP2001294850A JP3851798B2 (ja) | 2000-09-28 | 2001-09-26 | 熱硬化性樹脂の分解方法、その分解装置、およびその制御プログラム |
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| JP2000296354 | 2000-09-28 | ||
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|---|---|---|---|---|
| JP2013053260A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Hitachi Ltd | ポリウレタン分解液及びポリウレタン分解液形成方法 |
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2001
- 2001-09-26 JP JP2001294850A patent/JP3851798B2/ja not_active Expired - Fee Related
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