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JP7820757B2 - Method for separating inorganic substances from waste plastic materials, method for regenerating plastic materials from waste plastic materials, and method for producing plastic materials - Google Patents
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JP7820757B2 - Method for separating inorganic substances from waste plastic materials, method for regenerating plastic materials from waste plastic materials, and method for producing plastic materials - Google Patents

Method for separating inorganic substances from waste plastic materials, method for regenerating plastic materials from waste plastic materials, and method for producing plastic materials

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JP7820757B2 JP2021182186A JP2021182186A JP7820757B2 JP 7820757 B2 JP7820757 B2 JP 7820757B2 JP 2021182186 A JP2021182186 A JP 2021182186A JP 2021182186 A JP2021182186 A JP 2021182186A JP 7820757 B2 JP7820757 B2 JP 7820757B2
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Description

本発明は、廃プラスチック材料からの無機物の分離方法、廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法、及びプラスチック材料の製造方法に関し、より具体的には、廃プラスチック材料からのプラスチック材料の再生、又はプラスチック材料の製造において、支障となりうる、顔料やフィラー等の無機物を効果的に除去するための各種方法及び製造方法に関する。 The present invention relates to a method for separating inorganic substances from waste plastic materials, a method for recycling plastic materials from waste plastic materials, and a method for manufacturing plastic materials. More specifically, the present invention relates to various methods and manufacturing methods for effectively removing inorganic substances such as pigments and fillers that can be an obstacle in the recycling of plastic materials from waste plastic materials or the manufacturing of plastic materials.

一般に、プラスチック製品には、意匠性や機能性の付与を目的として様々な無機物が含まれている。例えば、食品包装材として用いられるプラスチック製品には、アルミ膜が蒸着されており、また、商品の包装デザインのための着色用途の顔料や、フィラーとしての無機物が含まれている。プラスチック製品に含まれる、このような無機物の種類や含有量は製品ごとに多岐にわたるため、廃プラスチック材料をそのまま素材化する、マテリアルリサイクルを実施する上での妨げとなりうる。 Plastic products generally contain a variety of inorganic substances to impart design and functionality. For example, plastic products used as food packaging have an aluminum film vapor-deposited on them, and also contain pigments for coloring the product packaging design, as well as inorganic substances as fillers. The types and amounts of these inorganic substances contained in plastic products vary widely from product to product, which can hinder material recycling, which involves directly recycling waste plastic materials.

一方、ケミカルリサイクルの分野においては、従来、セメント製造時の焼却灰としての利用や、高炉還元剤・コークス炉化学原料としての利用等が試みられてきたが、これらの技術では廃プラスチック材料は最終的に二酸化炭素となるため、資源循環性の観点から問題があった。このため、近年では、廃プラスチック材料の更なる有効利用のための方策として、よりプラスチック材料に近い物質を生産する、燃焼を伴わない油化のようなケミカルリサイクル技術の重要性も高まっている。 Meanwhile, in the field of chemical recycling, attempts have been made to use waste plastic as incineration ash during cement production, as a reducing agent for blast furnaces, and as a chemical raw material for coke ovens. However, these technologies ultimately result in the waste plastic material turning into carbon dioxide, which poses a problem from the perspective of resource recycling. For this reason, in recent years, chemical recycling technologies such as oilification without combustion, which produce substances more similar to plastic materials, have become increasingly important as a way to make more effective use of waste plastic materials.

廃プラスチック材料を構成するプラスチック材料としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びポリスチレン(PS)等の炭化水素系のプラスチック材料が大半を占めており、これらは単純に加熱することで油化が可能であるが、生成油と無機系の残渣を分離するためには、通常、油化に必要な温度(400℃)よりも高温まで加熱することでプラスチック材料の分解物を完全に蒸気化し、無機物を含まない蒸気とすることで無機物とを分離する方法が行われている(例えば、特許文献1及び2参照)。しかし、油化に必要な温度以上に加熱を行うことは経済的にもエネルギー収支的にも好ましくなく、かといって蒸気化しなければ無機物と生成油との分離も困難となる。 The majority of plastic materials that make up waste plastics are hydrocarbon-based plastic materials such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS), which can be converted into oil by simply heating them. However, to separate the resulting oil from the inorganic residue, a typical method is to heat the decomposition product to a temperature higher than the temperature required for oil conversion (400°C), completely vaporizing the decomposition product of the plastic material, resulting in inorganic-free vapor, which is then separated from the inorganic matter (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, heating to a temperature higher than the temperature required for oil conversion is undesirable both economically and in terms of energy balance, and failing to vaporize the product makes it difficult to separate the inorganic matter from the resulting oil.

また、加熱により廃プラスチック材料を溶融して流動化すれば、スクリーン等を通過させることにより、粗大な無機物は除去できるが(例えば、特許文献3参照)、大半の無機物は微粒子として廃プラスチック材料中に高度に分散しており、このような微粒子は、スクリーン等を通過させる方法では除去できない。 Furthermore, if waste plastic materials are melted and fluidized by heating, coarse inorganic matter can be removed by passing the material through a screen or the like (see, for example, Patent Document 3), but most inorganic matter is highly dispersed in the waste plastic materials as fine particles, and such fine particles cannot be removed by passing the material through a screen or the like.

よって、本発明は、従来の方法に比較してエネルギー消費量が低く、廃プラスチック材料中に高度に分散した無機物の微粒子も除去可能な、廃プラスチック材料からの無機物の分離方法等を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a method for separating inorganic substances from waste plastic materials that consumes less energy than conventional methods and is capable of removing inorganic fine particles highly dispersed in waste plastic materials.

特表2013-523944号公報Special Publication No. 2013-523944 特開平5-245463号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-245463 特開平9-268297号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-268297

本発明の発明者らは、上記課題にかんがみ、鋭意研究を行った。その結果、所定量以下の炭化水素油中、所定温度条件下で流動化した廃プラスチック材料に、炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程を有する、廃プラスチック材料からの無機物の分離方法によれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は、以下の態様を包含するものである。 The inventors of the present invention conducted extensive research in light of the above-mentioned problems. As a result, they discovered that the above-mentioned problems can be solved by a method for separating inorganic matter from waste plastic material, which includes a phase separation step in which a highly polar solvent that is immiscible with hydrocarbon oil is added to waste plastic material that has been fluidized in a predetermined amount or less of hydrocarbon oil under predetermined temperature conditions, thereby causing phase separation of the inorganic matter, and thus completed the present invention. Specifically, the present invention encompasses the following aspects.

[1] プラスチック成分及び無機物を含む廃プラスチック材料から無機物を分離する方法であって、1000質量部以下の炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した、100質量部の廃プラスチック材料に、上記炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程を有する、廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [1] A method for separating inorganic matter from waste plastic material containing plastic components and inorganic matter, comprising a phase separation step of adding a highly polar solvent that is immiscible with hydrocarbon oil to 100 parts by mass of waste plastic material fluidized in 1,000 parts by mass or less of hydrocarbon oil at a temperature within the range of 25°C to 250°C, thereby separating the inorganic matter into phases.

[2] 上記炭化水素油が、炭素数8以上で融点が150℃以下の炭化水素を20容量%以上100容量%以下含み、上記高極性溶媒が、水酸基、エーテル基、エステル基、スルホキシル基、スルホニル基、アミノ基、アミド基、及びニトリル基から選ばれる少なくとも1種の極性基を有し、120℃以上の沸点を有する有機溶媒;及び水からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [2] The method for separating inorganic matter from waste plastic material described in [1], wherein the hydrocarbon oil contains 20% to 100% by volume of hydrocarbons having 8 or more carbon atoms and a melting point of 150°C or less, and the highly polar solvent is at least one selected from the group consisting of an organic solvent having a boiling point of 120°C or higher and having at least one polar group selected from hydroxyl groups, ether groups, ester groups, sulfoxyl groups, sulfonyl groups, amino groups, amide groups, and nitrile groups; and water.

[3] 上記相分離工程の前に、上記廃プラスチック材料を加熱して、上記炭化水素油中で流動化させる、加熱工程を有する、[1]又は[2]に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [3] The method for separating inorganic substances from waste plastic material described in [1] or [2], further comprising a heating step of heating the waste plastic material to fluidize it in the hydrocarbon oil prior to the phase separation step.

[4] 上記加熱工程の後、上記相分離工程に先立って、流動化した廃プラスチック材料をろ過することにより、流動化した廃プラスチック材料から、粗大な固形粒子を分離するろ過工程、を有する、[3]に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [4] The method for separating inorganic matter from waste plastic material described in [3], which includes a filtration step, after the heating step and prior to the phase separation step, of filtering the fluidized waste plastic material to separate coarse solid particles from the fluidized waste plastic material.

[5] 上記加熱工程を、330℃以上420℃以下の温度で、1時間以上20時間以下、不活性ガス中で行う、[3]又は[4]に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [5] A method for separating inorganic substances from waste plastic materials according to [3] or [4], wherein the heating step is carried out in an inert gas atmosphere at a temperature of 330°C or higher and 420°C or lower for 1 hour or higher and 20 hours or lower.

[6] 上記プラスチック成分が、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及びポリ塩化ビニル(PVC)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、[3]から[5]のいずれかに記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [6] The method for separating inorganic matter from waste plastic material described in any one of [3] to [5], wherein the plastic component includes at least one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), and polyvinyl chloride (PVC).

[7] 上記廃プラスチック材料がポリ塩化ビニルを含み、上記加熱工程において、塩化水素を気化して除去する、[6]に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [7] The method for separating inorganic substances from waste plastic material described in [6], wherein the waste plastic material contains polyvinyl chloride, and hydrogen chloride is removed by vaporization in the heating step.

[8] 上記廃プラスチック材料がポリスチレンを含み、上記加熱工程において、スチレンモノマーを気化して回収する、[6]に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [8] The method for separating inorganic substances from waste plastic material described in [6], wherein the waste plastic material contains polystyrene, and the styrene monomer is vaporized and recovered in the heating step.

[9] 流動化した上記廃プラスチック材料の重量平均分子量Mwが1,000以上8,000以下である、[1]から[8]のいずれかに記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 [9] A method for separating inorganic substances from waste plastic material according to any one of [1] to [8], wherein the weight-average molecular weight Mw of the fluidized waste plastic material is 1,000 or more and 8,000 or less.

[10] プラスチック成分及び無機物を含む廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法であって、1000質量部以下の炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した、100質量部の廃プラスチック材料に、上記炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程と、炭化水素油中の上記プラスチック成分を回収する回収工程と、上記回収した上記プラスチック成分から、プラスチック材料を再生する再生工程を有する、廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法。 [10] A method for regenerating plastic materials from waste plastic materials containing plastic components and inorganic matter, comprising: a phase separation step of adding a highly polar solvent immiscible with the hydrocarbon oil to 100 parts by mass of waste plastic material fluidized in 1,000 parts by mass or less of hydrocarbon oil at a temperature in the range of 25°C to 250°C to phase separate the inorganic matter; a recovery step of recovering the plastic components from the hydrocarbon oil; and a regeneration step of recovering plastic materials from the recovered plastic components.

[11] プラスチック成分及び無機物を含む廃プラスチック材料を使用したプラスチック材料の製造方法であって、1000質量部以下の炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した、100質量部の廃プラスチック材料に、上記炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程と、炭化水素油中の上記プラスチック成分を回収する回収工程と、上記回収した上記プラスチック成分から、プラスチック材料を製造するプラスチック材料製造工程と、を有する、プラスチック材料の製造方法。 [11] A method for producing a plastic material using waste plastic material containing plastic components and inorganic matter, the method comprising: a phase separation step in which a highly polar solvent immiscible with the hydrocarbon oil is added to 100 parts by mass of waste plastic material fluidized in 1,000 parts by mass or less of hydrocarbon oil at a temperature within a range of 25°C to 250°C to cause phase separation of the inorganic matter; a recovery step in which the plastic components are recovered from the hydrocarbon oil; and a plastic material production step in which a plastic material is produced from the recovered plastic components.

本発明の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法は、炭化水素油中で廃プラスチック材料を流動化させ、廃プラスチック材料を構成するプラスチック成分が気化するまで熱分解を行うことがないので、従来の方法に比較して低いエネルギー消費量で実施できる。また、炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させるので、廃プラスチック材料中に高度に分散した無機物の微粒子であっても、効果的に除去することが可能である。 The method for separating inorganic matter from waste plastic material of the present invention fluidizes the waste plastic material in hydrocarbon oil and does not perform thermal decomposition until the plastic components that make up the waste plastic material are vaporized, so it can be carried out with less energy consumption than conventional methods. Furthermore, because a highly polar solvent that is immiscible with hydrocarbon oil is added to cause phase separation of the inorganic matter, it is possible to effectively remove even inorganic fine particles that are highly dispersed in the waste plastic material.

試験例1における、加熱処理された廃プラスチック材料の示差走査熱量計(DSC)による分析の結果を示す図面である。1 is a diagram showing the results of analysis of heat-treated waste plastic material in Test Example 1 using a differential scanning calorimeter (DSC). 試験例2における、加熱処理されたHDPEの示差走査熱量計(DSC)による分析の結果を示す図面である。1 is a diagram showing the results of analysis of heat-treated HDPE in Test Example 2 using a differential scanning calorimeter (DSC). 試験例2における、HDPE-20%PSの発生ガス分析-質量分析(EGA-MS)測定の結果を示す図面である。1 is a diagram showing the results of evolved gas analysis-mass spectrometry (EGA-MS) measurement of HDPE-20% PS in Test Example 2.

<廃プラスチック材料からの無機物の分離方法>
以下、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法につき、詳細に説明する。
<Method for separating inorganic substances from waste plastic materials>
The method for separating inorganic substances from waste plastic materials according to this embodiment will be described in detail below.

本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法は、炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した廃プラスチック材料に、炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程を有する。また、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法は、上述の相分離工程の前に、廃プラスチック材料を加熱して、上記炭化水素油中で流動化させる、加熱工程、及び/又は流動化した廃プラスチック材料をろ過することにより、流動化した廃プラスチック材料から、粗大な固形粒子を分離するろ過工程、を、それぞれ有することが好ましい。本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法は、炭化水素油中で廃プラスチック材料を流動化させ、廃プラスチック材料を構成するプラスチック成分が気化するまで熱分解を行うことがないので、従来の方法に比較して低いエネルギー消費量で実施できる。なお、得られたプラスチック成分は、最低限度の低分子量化しか施されていないため、そのままプラスチック原料として使用しうる他、石油化学プロセス中の重質油分解プロセスに投入して化学原料化することも可能である。さらに、炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させるので、廃プラスチック材料中に高度に分散した無機物の微粒子であっても、効果的に除去することが可能である。 The method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment includes a phase separation step in which a highly polar solvent immiscible with hydrocarbon oil is added to waste plastic material fluidized at a temperature in the range of 25°C to 250°C, thereby causing phase separation of the inorganic matter. Furthermore, the method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment preferably includes, prior to the phase separation step, a heating step in which the waste plastic material is heated to fluidize it in the hydrocarbon oil, and/or a filtration step in which the fluidized waste plastic material is filtered to separate coarse solid particles from the fluidized waste plastic material. The method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment fluidizes the waste plastic material in hydrocarbon oil and does not perform thermal decomposition until the plastic components constituting the waste plastic material are vaporized, thereby consuming less energy than conventional methods. Furthermore, since the resulting plastic components have only been minimally reduced in molecular weight, they can be used as plastic raw materials directly, or they can be input into a heavy oil cracking process in a petrochemical process to produce chemical raw materials. Furthermore, a highly polar solvent that is immiscible with hydrocarbon oil is added to cause phase separation of inorganic substances, making it possible to effectively remove even inorganic fine particles that are highly dispersed in waste plastic materials.

[加熱工程]
加熱工程は、廃プラスチック材料を、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件において、炭化水素油中で流動化した状態のものとするために、廃プラスチック材料を加熱する工程である。本発明は、如何なる理論にも拘束されるものではないが、廃プラスチック材料を加熱することにより、廃プラスチック材料に含まれるプラスチック成分が熱分解を起こすことにより、高分子鎖が切断され、廃プラスチック材料が所定の温度で流動化した状態となる。
[Heating process]
The heating step is a step of heating the waste plastic material to make it fluidized in the hydrocarbon oil at a temperature condition in the range of 25° C. to 250° C. Although the present invention is not bound by any theory, by heating the waste plastic material, the plastic components contained in the waste plastic material undergo thermal decomposition, resulting in scission of polymer chains and making the waste plastic material fluidized at a predetermined temperature.

上記の加熱工程は、330℃以上420℃以下の温度で、1時間以上20時間以下、不活性ガス中で行うことが好ましい。より具体的には、加熱工程の加熱温度は、350℃、375℃、400℃等であり、加熱時間は5時間、10時間、15時間である。不活性ガスとしては、窒素ガスや、アルゴンガス等の希ガス類を挙げることができる。加熱工程を上記の条件で実施することにより、廃プラスチック材料に含まれるプラスチック成分の、揮発性化合物等への過度な熱分解や、プラスチック成分の酸化反応を抑制しつつ、プラスチック成分を低分子量化して廃プラスチック材料を取り扱い容易な態様で流動化させることができる。 The heating process is preferably carried out in an inert gas at a temperature of 330°C to 420°C for 1 hour to 20 hours. More specifically, the heating temperature in the heating process is 350°C, 375°C, 400°C, etc., and the heating time is 5 hours, 10 hours, or 15 hours. Examples of inert gases include nitrogen gas and rare gases such as argon gas. By carrying out the heating process under the above conditions, it is possible to suppress excessive thermal decomposition of the plastic components contained in the waste plastic material into volatile compounds, etc., and oxidation reactions of the plastic components, while reducing the molecular weight of the plastic components and fluidizing the waste plastic material in an easily handleable manner.

加熱工程を実施するにあたっては、廃プラスチック材料を構成するプラスチック成分を低分子量化するため、触媒を用いてもよい。好適な触媒としては、例えば、βゼオライト、天然ゼオライト等を挙げることができる。これらの触媒を利用することにより、廃プラスチック材料を構成するプラスチック成分を、より低温でも均一に低分子量化することができる。触媒の使用量は、廃プラスチック材料100質量部に対して、5質量部以上200質量部以下とすることが好ましい。 When carrying out the heating process, a catalyst may be used to lower the molecular weight of the plastic components that make up the waste plastic material. Suitable catalysts include, for example, beta zeolite and natural zeolite. By using these catalysts, the plastic components that make up the waste plastic material can be uniformly lowered in molecular weight even at lower temperatures. The amount of catalyst used is preferably 5 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the waste plastic material.

なお、本実施形態においては、廃プラスチック材料に含まれるプラスチックは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及びポリ塩化ビニル(PVC)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、廃プラスチック材料に含まれるプラスチック成分の種類に応じて、適宜、加熱工程等における処理条件を変更することが好ましい。通常、一般廃棄物の場合、廃プラスチック材料は、上記の5成分を含む、多種多様なプラスチック材料の混合物として提供されるため、廃プラスチック材料を完全に流動化するために加熱工程において一部のプラスチック材料が分解・気化することがあってもよい。また、産業廃棄物の場合、特定のプラスチック成分からなり、分子量分布も一定範囲内の、比較的均質な廃プラスチック材料が得られることがあり、そのような場合には、廃プラスチック材料を構成するプラスチック成分の種類と分子量に応じた、加熱工程の処理条件とすることが好ましい。なお、一般廃棄物である廃プラスチック材料から、無機物を分離する際には、ラボスケールの分離装置を使用してもよいが、例えば、製油所等の各種プラントにおいて、工業的レベルで実施することもできる。 In this embodiment, the plastic contained in the waste plastic material preferably includes at least one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), and polyvinyl chloride (PVC). It is preferable to appropriately change the processing conditions for the heating process, etc., depending on the type of plastic component contained in the waste plastic material. In the case of municipal waste, waste plastic material is typically provided as a mixture of a wide variety of plastic materials containing the five components listed above. Therefore, in order to fully fluidize the waste plastic material, it is acceptable for some plastic materials to decompose and vaporize during the heating process. In the case of industrial waste, relatively homogeneous waste plastic material consisting of specific plastic components and with a molecular weight distribution within a certain range may be obtained. In such cases, it is preferable to set the processing conditions for the heating process according to the type and molecular weight of the plastic components that make up the waste plastic material. When separating inorganic substances from waste plastic material that is municipal waste, a laboratory-scale separation device may be used, but it can also be carried out on an industrial level in various plants, such as oil refineries.

廃プラスチック材料は、上記に列挙したプラスチックに加えて、廃プラスチック材料の総量の20質量%を超えない割合、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下の、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリウレタン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリメタクリル酸メチル等を含んでいてもよい。上記の割合でこれらのプラスチックが混在していたとしても、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法を好適に実施することができる。 In addition to the plastics listed above, the waste plastic material may contain polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polyamide, polyurethane, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polymethyl methacrylate, etc., in a proportion not exceeding 20% by mass of the total amount of the waste plastic material, preferably 15% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less. Even if these plastics are mixed in the above proportions, the method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment can be carried out effectively.

加熱工程において、揮発性成分が発生する場合、そのような揮発性成分の有用性に応じ、当該揮発性成分を除去したり、回収したりすることが好ましい。例えば、上記廃プラスチック材料がポリ塩化ビニルを含む場合、加熱工程において、ポリ塩化ビニルを加熱する際に発生する塩化水素を気化して除去することが好ましい。これにより、廃プラスチック材料を流動化した後に、流動化した廃プラスチック材料の塩素含量を低減することができる。また、上記廃プラスチック材料がポリスチレンを含む場合、加熱工程において生じるスチレンモノマーを気化して回収することが好ましい。回収したスチレンモノマーは、ポリスチレンの製造等に再利用することもできる。 If volatile components are generated during the heating process, it is preferable to remove or recover these volatile components depending on their usefulness. For example, if the waste plastic material contains polyvinyl chloride, it is preferable to vaporize and remove the hydrogen chloride generated when heating the polyvinyl chloride during the heating process. This allows the chlorine content of the fluidized waste plastic material to be reduced after fluidizing the waste plastic material. Furthermore, if the waste plastic material contains polystyrene, it is preferable to vaporize and recover the styrene monomer generated during the heating process. The recovered styrene monomer can also be reused, for example, in the production of polystyrene.

加熱工程を経ることにより流動化した廃プラスチック材料の重量平均分子量Mwは、1,000以上8,500以下であることが好ましく、より具体的には、2,600、4,000、及び8,000等である。廃プラスチック材料の重量平均分子量が上記の範囲内のものであることにより、廃プラスチック材料が、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法の処理温度の範囲内において、炭化水素と混和した状態で十分に流動化し、又は廃プラスチック材料単独で流動化し、上記廃プラスチック材料からの無機物の分離が容易になる。なお、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法を適用する廃プラスチック材料が、加熱工程を経る前の段階において、上記範囲内の重量平均分子量のものである場合、加熱工程を実施せずに、後述する相分離工程を実施してもよい。 The weight-average molecular weight Mw of the waste plastic material fluidized by the heating step is preferably 1,000 or more and 8,500 or less, more specifically, 2,600, 4,000, 8,000, etc. By having the weight-average molecular weight of the waste plastic material within this range, the waste plastic material will be sufficiently fluidized in a state mixed with hydrocarbons or will be fluidized on its own within the treatment temperature range of the method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment, making it easier to separate inorganic matter from the waste plastic material. Note that if the waste plastic material to which the method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment is applied has a weight-average molecular weight within the above range before undergoing the heating step, the phase separation step described below may be carried out without carrying out the heating step.

[ろ過工程]
ろ過においては、流動化した廃プラスチック材料をろ過することにより、流動化した廃プラスチック材料から、粗大な固形粒子を分離する。このようなろ過工程は、当業者が通常採用しうるフィルター、スクリーン等を用いて実施することが好ましく、当該フィルター、スクリーンとしては、目開きが0.3mm以上3mm以下であることが好ましく、より具体的には、1.2mm、1.4mm、及び2.0mm等の目開きを有する、メッシュフィルター等を用いることがより好ましい。このメッシュフィルターは、廃プラスチック材料からの無機物の分離方法の実施温度においても変形等を生じない程度に耐熱性を有することが好ましく、例えば、ステンレス製メッシュフィルター等の金属製メッシュフィルターであることがより好ましい。
[Filtration process]
In the filtration, the fluidized waste plastic material is filtered to separate coarse solid particles from the fluidized waste plastic material. This filtration step is preferably carried out using a filter, screen, etc. that can be commonly used by those skilled in the art. The filter or screen preferably has a mesh size of 0.3 mm or more and 3 mm or less, and more specifically, it is more preferable to use a mesh filter or the like having a mesh size of 1.2 mm, 1.4 mm, 2.0 mm, etc. This mesh filter preferably has heat resistance to such an extent that it does not deform even at the temperature at which the method for separating inorganic substances from waste plastic material is performed. For example, a metal mesh filter such as a stainless steel mesh filter is more preferable.

[相分離工程]
上述のとおり、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法は、炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した廃プラスチック材料に、炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程を有する。ここで、炭化水素油中で、廃プラスチック材料が流動化する際の、炭化水素油の使用量は、廃プラスチック材料100質量部に対して、炭化水素油を1000質量部以下、好ましくは、20質量部以上250質量部以下、例えば、25質量部、100質量部、233質量部の使用量とすることが好ましい。炭化水素油の使用量を上記の範囲内ものとすることにより、廃プラスチック材料から無機物を分離可能な程度に、廃プラスチック材料を流動化できるとともに、炭化水素油の使用量が過大となることによるエネルギー消費量の増大を防止できる。なお、炭化水素油を使用しなくても廃プラスチック材料が、上記所定の温度で十分に流動化する場合は、炭化水素油を使用しなくてもよい。
[Phase separation process]
As described above, the method for separating inorganic matter from waste plastic material of this embodiment includes a phase separation step in which a highly polar solvent immiscible with hydrocarbon oil is added to waste plastic material fluidized in hydrocarbon oil at a temperature in the range of 25°C to 250°C to phase separate the inorganic matter. Here, when fluidizing the waste plastic material in hydrocarbon oil, the amount of hydrocarbon oil used is preferably 1,000 parts by mass or less, preferably 20 parts by mass to 250 parts by mass, for example, 25 parts by mass, 100 parts by mass, or 233 parts by mass, per 100 parts by mass of the waste plastic material. By using an amount of hydrocarbon oil within the above range, the waste plastic material can be fluidized to an extent that inorganic matter can be separated from the waste plastic material, while preventing an increase in energy consumption due to excessive use of hydrocarbon oil. Note that if the waste plastic material is sufficiently fluidized at the above-mentioned predetermined temperature without using hydrocarbon oil, hydrocarbon oil may not be used.

(炭化水素油)
相分離工程において用いることができる炭化水素油としては、25℃以上250℃以下の範囲内の温度で、液体として存在する炭化水素油であれば、特に限定されるものではないが、例えば、炭素数8以上で融点が150℃以下の炭化水素を20容量%以上100容量%以下、好ましくは50容量%以上100容量%以下含むものを挙げることができる。炭化水素油は、単一種の分子からなるものであっても、多数種の混合物であってもよく、ASTM D2892のTBP法(True Boiling Point法)にて蒸留した沸点を目安として150℃から250℃の灯油留分、250℃から380℃の軽油留分の炭化水素油等を使用することができる。これらの炭化水素油に含まれる個別の分子種としては、具体的には、鎖式飽和炭化水素として、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン(n-セタン)、イソセタン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、イコサン、エイコサン、ヘンイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、及びペンタコサン;鎖式不飽和炭化水素として、オクテン、オクチン、ノネン、ノニン、デセン、デシン、ウンデセン、ウンデシン、ドデセン、ドデシン、トリデセン、トリデシン、テトラデセン、テトラデシン、ペンタデセン、ペンタデシン、ヘキサデセン、ヘキサデシン、ヘプタデセン、ヘプタデシン、オクタデセン、オクタデシン、ノナデセン、ノナデシン、イコセン、イコシン、エイコセン、エイコシン、ヘンイコセン、ヘンイコシン、ヘンエイコセン、ヘンエイコシン、ドコセン、ドコシン、トリコセン、トリコシン、テトラコセン、テトラコシン、ペンタコセン、及びペンタコシン;環式飽和炭化水素として、シクロオクタン、及びデカヒドロナフタレン、環式不飽和炭化水素として、1,5-シクロオクタジエンを挙げることができる。これらの炭化水素を含む炭化水素油は、本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法の実行時において、液体の性状を維持することができ、かつ最終的に再生したプラスチック材料からの分離の際にも、多量のエネルギーを必要としない傾向にあるので、本実施形態において好適に利用することができる。
(hydrocarbon oil)
The hydrocarbon oil that can be used in the phase separation step is not particularly limited as long as it is a hydrocarbon oil that exists as a liquid at a temperature in the range of 25°C to 250°C, but examples thereof include those containing 20% to 100% by volume, preferably 50% to 100% by volume, of hydrocarbons having 8 or more carbon atoms and a melting point of 150°C or less. The hydrocarbon oil may be composed of a single type of molecule or a mixture of multiple types. Using the boiling points distilled by the TBP (True Boiling Point) method of ASTM D2892 as a guide, hydrocarbon oils such as kerosene fractions of 150°C to 250°C and diesel fractions of 250°C to 380°C can be used. Specific examples of individual molecular species contained in these hydrocarbon oils include: chain saturated hydrocarbons such as octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane (n-cetane), isocetane, heptadecane, octadecane, nonadecane, icosane, eicosane, heneicosane, heneicosane, docosane, tricosane, tetracosane, and pentacosane; and chain unsaturated hydrocarbons such as octene, octyne, nonene, nonyne, decene, decene, undecene, undecyne, dodecene, dodecyne, tridecene, tridecyne, tetracosane, and tetracosane. Examples of the hydrocarbon oils include toradecene, tetradecene, pentadecene, pentadecene, hexadecene, hexadecene, heptadecene, heptadecene, octadecene, octadecene, nonadecene, nonadecene, icosene, icosine, eicosene, eicosine, henicosene, henicosene, heneicosine, heneicosene, heneicosine, docosene, docosine, tricosene, tricosine, tetracosene, tetracosine, pentacosene, and pentacosine; examples of the saturated cyclic hydrocarbons include cyclooctane and decahydronaphthalene; and examples of the unsaturated cyclic hydrocarbons include 1,5-cyclooctadiene. Hydrocarbon oils containing these hydrocarbons can maintain their liquid properties during the method for separating inorganic matter from waste plastic materials according to this embodiment, and tend not to require a large amount of energy when finally separated from the recycled plastic material, and are therefore suitable for use in this embodiment.

(高極性溶媒)
相分離工程において用いることができる高極性溶媒としては、上記炭化水素油と混和せず、廃プラスチック材料に含まれる無機物との一定程度の親和性を有する溶媒である限りにおいて、特に限定されるものではない。そのような高極性溶媒としては、例えば、水酸基、エーテル基、エステル基、スルホキシル基、スルホニル基、アミノ基、アミド基、及びニトリル基から選ばれる少なくとも1種の極性基を有し、120℃以上の沸点を有する有機溶媒;及び水からなる群から選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。これらの高極性溶媒のうち、水酸基、エーテル基、エステル基、スルホキシル基、スルホニル基、アミノ基、アミド基、及びニトリル基から選ばれる少なくとも1種の極性基の具体例を挙げれば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリアルキレングリコール;ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、スルホラン、N-メチルピロリドン等を挙げることができる。上述した高極性溶媒の中でも、取り扱い性の観点や炭化水素油との混和性の観点等から、ポリアルキレングリコール、水が好ましい。また、無機物の分離を促進するため、無機物の溶解能を有する酸、塩基、キレート剤等を溶媒に添加することもできる。具体的には、水やポリアルキレングリコールに対し、フッ化水素酸、シュウ酸、フッ化アンモニウムを添加することができる。
(Highly polar solvent)
The highly polar solvent that can be used in the phase separation step is not particularly limited, as long as it is immiscible with the hydrocarbon oil and has a certain degree of affinity for the inorganic substances contained in the waste plastic material. Examples of such highly polar solvents include at least one selected from the group consisting of organic solvents having a boiling point of 120°C or higher and containing at least one polar group selected from hydroxyl, ether, ester, sulfoxyl, sulfonyl, amino, amide, and nitrile groups; and water. Specific examples of these highly polar solvents containing at least one polar group selected from hydroxyl, ether, ester, sulfoxyl, sulfonyl, amino, amide, and nitrile groups include polyalkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene glycol; dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, sulfolane, and N-methylpyrrolidone. Among the above-mentioned highly polar solvents, polyalkylene glycol and water are preferred from the viewpoints of ease of handling and miscibility with hydrocarbon oil. In addition, to promote separation of inorganic substances, acids, bases, chelating agents, etc. capable of dissolving inorganic substances can be added to the solvent. Specifically, hydrofluoric acid, oxalic acid, and ammonium fluoride can be added to water or polyalkylene glycol.

相分離工程において使用される高極性溶媒の沸点は、120℃以上であることが好ましく、より具体的には、197℃(例えば、エチレングリコールの場合)、244℃(例えば、ジエチレングリコールの場合)、189℃(例えば、ジメチルスルホキシドの場合)等である。高極性溶媒の沸点を上記の範囲内のものとすることにより、廃プラスチック材料を流動化できる温度範囲における、相分離工程の操作がより容易なものとなる。また、高極性溶媒の使用量は、上記炭化水素油100質量部に対して、20質量部以上300質量部以下とすることが好ましく、より具体的には、60質量部、133質量部、及び220質量部である。高極性溶媒の使用量を上記の範囲内のものとすることにより、廃プラスチック材料中に混入している無機物を高い割合で、かつ効率的に分離することが可能となる。 The boiling point of the highly polar solvent used in the phase separation process is preferably 120°C or higher, more specifically, 197°C (e.g., in the case of ethylene glycol), 244°C (e.g., in the case of diethylene glycol), 189°C (e.g., in the case of dimethyl sulfoxide), etc. By ensuring that the boiling point of the highly polar solvent falls within the above range, the phase separation process can be more easily carried out within the temperature range in which the waste plastic material can be fluidized. Furthermore, the amount of highly polar solvent used is preferably 20 to 300 parts by mass per 100 parts by mass of the hydrocarbon oil, more specifically, 60, 133, and 220 parts by mass. By ensuring that the amount of highly polar solvent used falls within the above range, it is possible to separate a high proportion of inorganic matter contained in the waste plastic material efficiently.

<廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法及びプラスチック材料の製造方法>
本実施形態の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法は、これに、炭化水素油中の上記プラスチック成分を回収する回収工程;及び回収したプラスチック成分から、プラスチック材料を再生する再生工程、又はプラスチック材料を製造するプラスチック材料製造工程を付加することにより、廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法や、プラスチック材料の製造方法として構成することができる。以下、当該実施形態に係る、廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法、及びプラスチック材料の製造方法について詳細に説明する。
<Method for regenerating plastic materials from waste plastic materials and method for producing plastic materials>
The method for separating inorganic substances from waste plastic material of this embodiment can be configured as a method for regenerating plastic materials from waste plastic material or a method for manufacturing plastic materials by adding a recovery step of recovering the plastic components in the hydrocarbon oil and a regeneration step of regenerating plastic materials from the recovered plastic components, or a plastic material manufacturing step of manufacturing plastic materials. The method for regenerating plastic materials from waste plastic material and the method for manufacturing plastic materials according to this embodiment will be described in detail below.

[回収工程]
回収工程においては、炭化水素油中の上記プラスチック成分を回収する。炭化水素油中のプラスチック成分を回収するに当たっては、得られたプラスチック成分の質量平均分子量、プラスチック成分の当該炭化水素油中での溶解度や、当該炭化水素油の融点や沸点に応じ、例えば、プラスチック成分が溶解した炭化水素油を冷却することにより、溶解しているプラスチック成分を析出して分離方法や、プラスチック成分が溶解した炭化水素油を加熱/減圧して炭化水素油の少なくとも一部を蒸発させる方法等を採用することができ、またこれらを併用することもできる。なお、通常、プラスチック成分が溶解した炭化水素油を冷却することにより、溶解しているプラスチック成分を析出させる場合、上記炭化水素油の融点以上の温度であって、上記プラスチック成分の融点以下の温度に冷却した場合、プラスチック成分のみを分離することも可能となりうる。
[Recovery process]
In the recovery step, the plastic components are recovered from the hydrocarbon oil. Depending on the mass-average molecular weight of the resulting plastic components, the solubility of the plastic components in the hydrocarbon oil, and the melting point and boiling point of the hydrocarbon oil, methods such as cooling the hydrocarbon oil containing the dissolved plastic components to separate the dissolved plastic components, or heating/reducing the pressure of the hydrocarbon oil containing the dissolved plastic components to evaporate at least a portion of the hydrocarbon oil can be used, or these methods can be used in combination. Typically, when the dissolved plastic components are separated by cooling the hydrocarbon oil containing the dissolved plastic components, it may be possible to separate only the plastic components by cooling the hydrocarbon oil to a temperature above the melting point of the hydrocarbon oil but below the melting point of the plastic components.

[再生工程、プラスチック材料製造工程]
本実施形態の廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法は、回収したプラスチック成分から、プラスチック材料を再生する再生工程を有する。また、本実施形態のプラスチック材料の製造方法は、プラスチック材料を製造するプラスチック材料製造工程を有する。この再生工程は、廃プラスチック材料から、プラスチック材料を再生する際に実施される工程であるため、プラスチック材料の原料が廃プラスチック材料に限定されている点に特徴を有するが、最終的にプラスチック材料が生成するという点において、プラスチック材料を製造するプラスチック材料製造工程との間に実質的な差違はない。また、本実施形態のプラスチック材料の製造方法もまた、プラスチック材料を製造する際に用いる原料が、廃プラスチック材料となるため、本実施形態のプラスチック材料の製造方法は、廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法とも表現できるものである。
[Recycling process, plastic material manufacturing process]
The method for regenerating plastic materials from waste plastic materials of this embodiment includes a regeneration step of regenerating plastic materials from recovered plastic components. Furthermore, the method for producing plastic materials of this embodiment includes a plastic material production step of producing plastic materials. This regeneration step is a step carried out when regenerating plastic materials from waste plastic materials, and is characterized in that the raw materials for the plastic materials are limited to waste plastic materials. However, there is no substantial difference between this method and a plastic material production step for producing plastic materials in that a plastic material is ultimately produced. Furthermore, since the raw materials used in producing the plastic material in this embodiment are also waste plastic materials, the method for producing plastic materials of this embodiment can also be described as a method for regenerating plastic materials from waste plastic materials.

再生工程、及びプラスチック材料製造工程においては、上記回収工程で回収されたプラスチック成分を、必要に応じ、当業者に周知の方法により精製し、これに各種反応物質や触媒等を添加して重合し、プラスチック材料を得る。得られたプラスチック材料は、当業者に周知の方法によって、適宜成型し、石油原料から得られるプラスチック材料と実質的に同様の用途に利用することができる。一般的なプラスチック材料の製造方法については、実用プラスチック成形加工便覧(日本プラスチックス成型工業連合会編、1963年)、プラスチック成形材料商取引便覧(株式会社化学工業日報社、2022年版)等に詳細が説明されており、その内容は、引用により本明細書の一部として組み込まれる。 In the recycling process and plastic material manufacturing process, the plastic components recovered in the recovery process are refined, if necessary, by methods known to those skilled in the art, and then various reactants, catalysts, etc. are added to the mixture to polymerize it, yielding a plastic material. The resulting plastic material can be molded appropriately by methods known to those skilled in the art and used for applications substantially similar to those of plastic materials obtained from petroleum feedstocks. General methods for manufacturing plastic materials are explained in detail in the Practical Plastic Molding Processing Handbook (edited by the Japan Plastics Molding Industry Association, 1963) and the Plastic Molding Material Business Handbook (Chemical Daily Co., Ltd., 2022 edition), the contents of which are incorporated herein by reference.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will now be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples described below.

<試験例1;廃プラスチック材料の加熱処理>
廃プラスチック材料(プラスチック製容器包装の破砕物)の加熱処理は、ガラス製内筒に入れた15gの廃プラスチック材料をアルゴン雰囲気下で、ステンレス製容器中で表1記載の温度、時間で加熱することで行った。なお、触媒を使用する場合は、1.5gの粒状触媒を廃プラスチック材料と共にガラス製内筒に加えた。また、反応中に生じるガス生成物は随時ガスバックに捕集した。反応中の圧力は大気圧とした。反応後に生じた固形物(以後、「前処理物」と記載することがある)、オイル、ガスの重量を、それぞれ計量した。なお、「回収ロス」は、処理前の廃プラスチック材料の重量と、得られた前処理物、オイル、及びガスの総重量の差分を示し、処理前の廃プラスチック材料の重量に対する、得られた前処理物、オイル、及びガスの総重量の割合を「回収割合」とした。得られた前処理物について、示差走査熱量計(DSC)、及びゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)により、融点、分子量を測定した。なお、平均分子量は、ポリエチレンのQファクターを17.7、ポリスチレンのQファクターを41.3として、GPCにより得られたポリスチレン換算の分子量を、各Qファクターの比率から、それぞれ、ポリエチレン換算、及びポリプロピレン換算に計算し直した。結果を図1及び表1に示す。
<Test Example 1: Heat treatment of waste plastic material>
The heat treatment of waste plastic materials (crushed plastic containers and packaging) was carried out by heating 15 g of waste plastic materials placed in a glass inner tube in a stainless steel container under an argon atmosphere at the temperature and time listed in Table 1. When a catalyst was used, 1.5 g of granular catalyst was added to the glass inner tube along with the waste plastic materials. Gas products generated during the reaction were collected in a gas bag as needed. The pressure during the reaction was atmospheric. The weights of the solids (hereinafter sometimes referred to as "pretreated material"), oil, and gas generated after the reaction were each weighed. The "recovery loss" refers to the difference between the weight of the waste plastic material before treatment and the total weight of the resulting pretreated material, oil, and gas. The ratio of the total weight of the resulting pretreated material, oil, and gas to the weight of the waste plastic material before treatment was defined as the "recovery rate." The melting point and molecular weight of the resulting pretreated material were measured using differential scanning calorimetry (DSC) and gel permeation chromatography (GPC). The average molecular weight was calculated by recalculating the polystyrene-equivalent molecular weight obtained by GPC into polyethylene-equivalent and polypropylene-equivalent molecular weights, respectively, based on the ratio of the Q factors, assuming the Q factor of polyethylene to be 17.7 and the Q factor of polystyrene to be 41.3. The results are shown in Figure 1 and Table 1.

表1より明らかなように、廃プラスチック材料に加熱処理を施すことにより、プラスチック成分が低分子量化され、重量平均分子量がより低下していることが把握できる。また、図1の結果からも明らかなように、加熱処理を施した廃プラスチック材料は、示差走査熱量分析における吸熱ピークがより低温域に移行しており、融点が低下していることが読み取れる。 As is clear from Table 1, by subjecting waste plastic material to heat treatment, the plastic components are reduced in molecular weight, further reducing the weight-average molecular weight. Furthermore, as is clear from the results in Figure 1, the endothermic peak in differential scanning calorimetry analysis of heat-treated waste plastic material shifts to a lower temperature range, indicating a lower melting point.

<試験例2;加熱処理後の塩素及びスチレンの残存率の検討>
15gの高密度ポリエチレン(HDPE)と、2%のポリ塩化ビニルの混合物(HDPE-2%PVC)及び15gの高密度ポリエチレン(HDPE)と、20%のポリスチレン(PS)の混合物(HDPE-20%PS)を、試験例1に準じて加熱処理を行ない、反応後に生じた固形物、オイル、ガスの重量、それぞれ計量するとともに、HDPE-2%PVCについて、前処理物中の塩素残存率を計測した。なお、塩素残存率は、ナトリウムビフェニル法により無機化後、塩化物イオン選択電極にて定量した。ナトリウムビフェニル法の詳細については、日本化学会誌,1988,(12),p.2021-2025に記載されており、本文献の内容は、参照により本明細書の一部に組み込まれる。以上の結果を表2及び図2にまとめた。
<Test Example 2: Examination of the residual rate of chlorine and styrene after heat treatment>
A mixture of 15 g of high-density polyethylene (HDPE) and 2% polyvinyl chloride (HDPE-2% PVC) and a mixture of 15 g of high-density polyethylene (HDPE) and 20% polystyrene (PS) (HDPE-20% PS) were subjected to heat treatment in accordance with Test Example 1. The weights of the solids, oil, and gas produced after the reaction were weighed, and the residual chlorine rate in the pretreated HDPE-2% PVC was measured. The residual chlorine rate was determined using a chloride ion-selective electrode after mineralization using the sodium biphenyl method. Details of the sodium biphenyl method are described in Journal of the Chemical Society of Japan, 1988, (12), pp. 2021-2025, the contents of which are incorporated herein by reference. The results are summarized in Table 2 and Figure 2.

さらに、HDPE-20%PSについては、発生ガス分析-質量分析(EGA-MS)測定、20℃/minにて発生するガスを分析した。結果を図3に示す。 Furthermore, HDPE-20% PS was analyzed by evolved gas analysis-mass spectrometry (EGA-MS) to analyze the gas evolved at 20°C/min. The results are shown in Figure 3.

図2に示されるように、加熱処理を施した廃プラスチック材料は、示差走査熱量分析における吸熱ピークがより低温域に移行しており、融点が低下していることが読み取れる。また、表2に示したように、HDPE-2%PVCにおける塩素残存率は、計算上得られる値に対して減少しており、加熱処理中に塩化水素がガスとして放出されたことが示唆される。さらに、図3に示されるように、HDPE-20%PSから得られた前処理物については、スチレンモノマー(m/z=104)のピークが、400℃で5時間加熱処理した処理物では検出量が減少しており、加熱処理により生じるガスを回収することにより、スチレンモノマーが回収できる可能性が示唆された。 As shown in Figure 2, the endothermic peak in differential scanning calorimetry analysis of heat-treated waste plastic material shifted to a lower temperature range, indicating a lower melting point. Furthermore, as shown in Table 2, the residual chlorine rate in HDPE-2% PVC was lower than the calculated value, suggesting that hydrogen chloride was released as gas during heat treatment. Furthermore, as shown in Figure 3, for the pre-treated material obtained from HDPE-20% PS, the detected amount of the styrene monomer (m/z = 104) peak decreased in the treated material heat-treated at 400°C for 5 hours, suggesting that styrene monomer may be recovered by collecting the gas generated by heat treatment.

<試験例3;無機物を除去した廃プラスチック材料中の無機物の元素分析>
廃プラスチック材料を375℃で5時間加熱処理した前処理物11.6gを、120℃で溶融後、目開き1.4mmのふるい上に流し込んだ。ふるい上に残った固形分0.6gを回収した(「ふるい上」)。次いで、ふるいを透過した10.0gのうちの1.0gを炭化水素油としてのセタン3mLに溶解し、次いで高極性溶媒としてのジエチレングリコ-ル4mLを加えて120℃で3時間攪拌し、セタン層0.9g(「セタン層」)と、ジエチレングリコール上部層0.3g(「極性溶媒層」)に分離した。各画分を900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での無機物の分布割合を調べた。結果を表3に示す。
<Test Example 3: Elemental analysis of inorganic substances in waste plastic material from which inorganic substances have been removed>
11.6 g of the pre-treated waste plastic material, which had been heat-treated at 375°C for 5 hours, was melted at 120°C and poured onto a 1.4 mm mesh sieve. 0.6 g of the solids remaining on the sieve were recovered ("on the sieve"). Next, 1.0 g of the 10.0 g that permeated the sieve was dissolved in 3 mL of cetane as a hydrocarbon oil, followed by the addition of 4 mL of diethylene glycol as a highly polar solvent and stirring at 120°C for 3 hours, resulting in separation into a 0.9 g cetane layer ("cetane layer") and a 0.3 g diethylene glycol upper layer ("polar solvent layer"). Each fraction was calcined at 900°C for 2 hours and subjected to elemental analysis by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the distribution of inorganic matter in each fraction, calculated on a total basis. The results are shown in Table 3.

表3から分かるように、Na、Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe、及びBaの全ての元素が、ふるい上に残存した固形分として回収された。このうち、特に、Alの回収割合が高く、Alについて、ろ過により効果的に分離されたことが分かる。また、表3から、Na、Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe、及びBaの全ての元素が、極性溶媒中に回収された。このうち、Na、Mg、Si、Ca、Fe、及びBaについては、極性溶媒中に最も多く分配されたことが分かる。 As can be seen from Table 3, all of the elements Na, Mg, Al, Si, Ca, Ti, Fe, and Ba were recovered as solids remaining on the sieve. Of these, the recovery rate of Al was particularly high, indicating that Al was effectively separated by filtration. Table 3 also shows that all of the elements Na, Mg, Al, Si, Ca, Ti, Fe, and Ba were recovered in the polar solvent. Of these, Na, Mg, Si, Ca, Fe, and Ba were most significantly distributed in the polar solvent.

<試験例4;廃プラスチック材料からの無機物除去試験1>
廃プラスチック材料を375℃で5時間加熱処理した前処理物25.3gに、炭化水素油としてのセタン59.0gを加え、120℃で溶解後、目開き850μmのふるい上に流し込んだ。ふるい上に残った固形分1.9g(「ふるい上」)と、ふるいを通過した画分80.7g(「セタン層」)を回収し、画分1の1.9gと画分2の1.6gをそれぞれ900℃で2時間焼成した。得られた灰分について、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での無機物の分布割合を調べた。結果を表4に示す。
<Test Example 4: Test 1 for removing inorganic substances from waste plastic material>
25.3 g of pre-treated waste plastic material, which had been heat-treated at 375°C for 5 hours, was mixed with 59.0 g of cetane (a hydrocarbon oil) and dissolved at 120°C. The mixture was then poured onto a sieve with 850 μm mesh openings. 1.9 g of solids remaining on the sieve ("on the sieve") and 80.7 g of the fraction that passed through the sieve ("cetane layer") were collected, and 1.9 g of fraction 1 and 1.6 g of fraction 2 were each calcined at 900°C for 2 hours. The resulting ash was subjected to elemental analysis by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the distribution of inorganic matter in each fraction, calculated on a total basis. The results are shown in Table 4.

<試験例5;廃プラスチック材料からの無機物除去試験2>
[試験例5-1]
試験例4で得られたセタン層のうち3.4g(このうち、セタンは2.5g相当)を120℃で融解し、これに高極性溶媒としてのエチレングリコ-ル3mLに投入し、120℃で攪拌した。これを層分離して得られたセタン層(「セタン層」)とエチレングリコール層(「極性溶媒層」)とを、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量と各元素の分布割合を調べた。以上の操作は2回行った。
<Test Example 5: Test 2 for removing inorganic substances from waste plastic materials>
[Test Example 5-1]
3.4 g of the cetane layer obtained in Test Example 4 (of which 2.5 g was cetane) was melted at 120°C, and this was added to 3 mL of ethylene glycol as a highly polar solvent, followed by stirring at 120°C. The resulting cetane layer ("cetane layer") and ethylene glycol layer ("polar solvent layer") were separated and calcined at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount, and the distribution of each element. The above operation was performed twice.

[試験例5-2]
高極性溶媒としてのエチレングリコール3mLに代えて、ジエチレングリコール3mLを用いた点以外は、試験例5-1に準じ、ふるいに残存した固形分、セタン層(「セタン層」)、ジエチレングリコール層(「極性溶媒層」)をそれぞれ分離し、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。以上の操作は2回行った。
[Test Example 5-2]
The procedure of Test Example 5-1 was repeated, except that 3 mL of diethylene glycol was used instead of 3 mL of ethylene glycol as the highly polar solvent. The solids remaining on the sieve, the cetane layer ("cetane layer"), and the diethylene glycol layer ("polar solvent layer") were separated and calcined at 900°C for 2 hours, and the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount, was determined by elemental analysis using inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). The above procedure was repeated twice.

[試験例5-3]
高極性溶媒としてのエチレングリコール3mLに代えて、ジメチルスルホキシド(DMSO)3mLを用いた点以外は、試験例5-1に準じ、ふるいに残存した固形分、セタン層(「セタン層」)、DMSO層(「極性溶媒層」)をそれぞれ分離し、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。以上の操作は1回行った。
[Test Example 5-3]
The procedure of Test Example 5-1 was repeated, except that 3 mL of dimethyl sulfoxide (DMSO) was used instead of 3 mL of ethylene glycol as the highly polar solvent. The solids remaining on the sieve, the cetane layer ("cetane layer"), and the DMSO layer ("polar solvent layer") were separated and calcined at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount. The above operation was performed once.

[試験例5-4]
高極性溶媒としてのエチレングリコール3mLに代えて、エチレングリコール中2Mフッ化水素酸溶液(2M-HF-EG)4mLを用い、攪拌時の温度を90℃とした点以外は、試験例5-1に準じ、ふるいに残存した固形分、セタン層(「セタン層」)、2M HF層(「極性溶媒層」)をそれぞれ分離し、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。以上の操作は1回行った。なお、焼成中、るつぼと灰分が反応し、極性溶媒層では正確な灰分の計測はできなかった。
[Test Example 5-4]
The procedure of Test Example 5-1 was repeated, except that 4 mL of a 2 M hydrofluoric acid solution in ethylene glycol (2 M-HF-EG) was used instead of 3 mL of ethylene glycol as the highly polar solvent, and the temperature during stirring was 90°C. The solids remaining on the sieve, the cetane layer ("cetane layer"), and the 2 M HF layer ("polar solvent layer") were each separated and calcined at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount. The above operation was performed once. Note that the ash reacted with the crucible during calcination, making it impossible to accurately measure the ash content in the polar solvent layer.

[試験例5-5]
高極性溶媒としてのエチレングリコール3mLに代えて、水2mLと4M NaOH 2mLを用い、攪拌時の温度を100℃とした点以外は、試験例5-1に準じ、ふるいに残存した固形分、セタン層(「セタン層」)、水層(「極性溶媒層」)をそれぞれ分離し、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。以上の操作は1回行った。なお、焼成中、るつぼと灰分が反応し、焼成灰は得られたものの、正確な回収率は計測できなかった。
[Test Example 5-5]
Except for using 2 mL of water and 2 mL of 4M NaOH instead of 3 mL of ethylene glycol as the highly polar solvent and changing the temperature during stirring to 100°C, the procedure of Test Example 5-1 was followed. The solids remaining on the sieve, the cetane layer ("cetane layer"), and the water layer ("polar solvent layer") were each separated and calcined at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount. The above operation was performed once. Note that during calcination, the crucible reacted with the ash, and although calcined ash was obtained, an accurate recovery rate could not be measured.

[試験例5-6]
試験例4で得られたセタン層のうち3.4g(このうち、セタンは2.5g相当)を120℃で融解し、これに高極性溶媒としての3Mシュウ酸水溶液4mLに投入し、100℃で攪拌した。これを層分離し、セタン層に更に2回ジエチレングリコール(DEG)3mLを加えてセタン層とジエチレングリコール層を層分離した。得られたセタン層(「セタン層」)、ジエチレングリコール層、及び水層(「極性溶媒層」)を、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。以上の操作は1回行った。なお、ジエチレングリコール層を焼成したところ、得られた灰分は0.1mg程度であった。
[Test Example 5-6]
3.4 g of the cetane layer obtained in Test Example 4 (of which 2.5 g was cetane) was melted at 120°C and added to 4 mL of a 3 M aqueous oxalic acid solution as a highly polar solvent, followed by stirring at 100°C. The resulting mixture was separated into layers, and 3 mL of diethylene glycol (DEG) was added to the cetane layer twice more to separate the cetane and diethylene glycol layers. The resulting cetane layer ("cetane layer"), diethylene glycol layer, and water layer ("polar solvent layer") were calcined at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount. This procedure was performed once. When the diethylene glycol layer was calcined, the amount of ash obtained was approximately 0.1 mg.

[試験例5-7]
高極性溶媒としてのエチレングリコール3mLに代えて、2M NHF水溶液4mLを用い、攪拌時の温度を100℃とした点以外は、試験例5-1に準じ、ふるいに残存した固形分、セタン層(「セタン層」)、水層(「極性溶媒層」)をそれぞれ分離し、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。以上の操作は1回行った。なお、焼成中、るつぼと灰分が反応し、極性溶媒層では正確な灰分の計測はできなかった。
[Test Examples 5-7]
Except for using 4 mL of a 2M NH 4 F aqueous solution instead of 3 mL of ethylene glycol as the highly polar solvent and changing the temperature during stirring to 100°C, the procedure of Test Example 5-1 was followed. The solids remaining on the sieve, the cetane layer ("cetane layer"), and the water layer ("polar solvent layer") were each separated and calcined at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was performed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount. The above operation was performed once. Note that the ash reacted with the crucible during calcination, making it impossible to accurately measure the ash in the polar solvent layer.

[試験例5-8]
試験例4で得られたセタン層のうち3.4g(このうち、セタンは2.5g相当)を120℃で融解し、これに高極性溶媒としての2M フッ化水素酸水溶液4mLに投入し、90℃で攪拌した。これに更にセタン3mL及び2M フッ化水素酸水溶液4mLを加え、純粋で洗浄した後のセタン層(「セタン層」)を、900℃で2時間焼成し、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES)による元素分析を行って各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。なお、焼成中、るつぼと灰分が反応し、極性溶媒層では正確な灰分の計測はできなかった。
[Test Examples 5-8]
3.4 g of the cetane layer obtained in Test Example 4 (of which 2.5 g was cetane) was melted at 120°C, and this was added to 4 mL of a 2 M aqueous solution of hydrofluoric acid as a highly polar solvent, followed by stirring at 90°C. 3 mL of cetane and 4 mL of a 2 M aqueous solution of hydrofluoric acid were further added to this, and the cetane layer ("cetane layer"), after washing with pure water, was fired at 900°C for 2 hours, and elemental analysis was carried out by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) to determine the amount of ash recovered in each fraction, calculated as the total amount. Note that the ash reacted with the crucible during firing, making it impossible to accurately measure the ash content in the polar solvent layer.

[試験例5-9]
試験管に廃プラスチック材料1.0gと、エチレングリコ-ル(EG)3mLを加え、170℃で加熱・攪拌した。固形分(「溶融プラスチック層」)と、エチレングリコール層を分離し、900℃で2時間焼成し、各画分における全量換算での灰分の回収量を調べた。
[Test Example 5-9]
1.0 g of waste plastic material and 3 mL of ethylene glycol (EG) were added to a test tube and heated and stirred at 170°C. The solid content ("molten plastic layer") and the ethylene glycol layer were separated and calcined at 900°C for 2 hours, and the amount of ash recovered in each fraction was determined on a total basis.

以上の結果を表5及び表6に示す。
The results are shown in Tables 5 and 6.

表5から明らかなように、本発明の方法を採用することにより、極性溶媒層に無機物が分配されて、廃プラスチック材料に含まれる無機物がプラスチック成分から効果的に分離された。また、表6から分かるように、Na、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、Fe、Zn、及びBaの全ての元素が、ふるい上に残存した固形分として回収された。このうち、特に、Alの回収割合が溶媒に関係なく高く、Alについて、ろ過により効果的に分離されたことが分かる。また、表6から、Na、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、Fe、Zn、及びBaの全ての元素が、極性溶媒中に回収された。このうち、Mg、Si、P、Ca、Ti、Fe、及びZnについては、多くの溶媒で極性溶媒中に最も多く分配されたことが分かる。 As is clear from Table 5, by adopting the method of the present invention, inorganic substances were distributed in the polar solvent layer, effectively separating the inorganic substances contained in the waste plastic material from the plastic components. Furthermore, as can be seen from Table 6, all of the elements Na, Mg, Al, Si, P, Ca, Ti, Fe, Zn, and Ba were recovered as solids remaining on the sieve. Of these, the recovery rate of Al was particularly high regardless of the solvent, indicating that Al was effectively separated by filtration. Furthermore, Table 6 shows that all of the elements Na, Mg, Al, Si, P, Ca, Ti, Fe, Zn, and Ba were recovered in the polar solvent. Of these, Mg, Si, P, Ca, Ti, Fe, and Zn were most significantly distributed in the polar solvent when using many solvents.

<試験例6;無触媒下でのHDPE等の加熱処理物の合成>
高密度ポリエチレン(HDPE;Mw=150,000)、低密度ポリエチレン(PE(L);Mw=4,000)、超高分子量ポリエチレン(PE(UH);Mw=3,000,000)、リニアポリエチレン(LLDPE;Mw=50,000)、及びポリプロピレン(PP Mw=200,000)、それぞれ15.0gを、触媒を使用せずに375℃から425℃で2.5時間から10時間加熱し、前処理物、オイル、ガスの収量をそれぞれ求めた。結果を表6に示す。これらの前処理物について、セタンへの溶解性を試験した。結果を表7に示すが、表中、混合率とは、前処理物の重量に対する添加したセタンの重量の比率を示す。また、上記の前処理物を、ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)により分子量分析を行った。ポリエチレンのQファクターを17.7、ポリプロピレンのQファクターを26.4、ポリスチレンのQファクターを41.3として、GPCにより得られたポリスチレン換算の分子量を、各Qファクターの比率から、それぞれ、ポリエチレン換算、及びポリプロピレン換算に計算し直した。結果を表7及び表8に示す。
Test Example 6: Synthesis of heat-treated HDPE or the like without a catalyst
15.0 g of each of high-density polyethylene (HDPE; Mw = 150,000), low-density polyethylene (PE(L); Mw = 4,000), ultra-high molecular weight polyethylene (PE(UH); Mw = 3,000,000), linear polyethylene (LLDPE; Mw = 50,000), and polypropylene (PP; Mw = 200,000) was heated at 375°C to 425°C for 2.5 to 10 hours without using a catalyst, and the yields of pretreated material, oil, and gas were determined. The results are shown in Table 6. These pretreated materials were tested for solubility in cetane. The results are shown in Table 7, where the "mixing ratio" refers to the weight ratio of added cetane to the weight of the pretreated material. The pretreated materials were also subjected to molecular weight analysis by gel permeation chromatography (GPC). The Q factor of polyethylene was 17.7, the Q factor of polypropylene was 26.4, and the Q factor of polystyrene was 41.3. The molecular weights calculated in terms of polystyrene by GPC were recalculated based on the ratio of the Q factors into polyethylene and polypropylene equivalents, respectively. The results are shown in Tables 7 and 8.

表7から分かるように、HDPE、LLDPEはいずれも400℃で低分子量化した一方で、PPは375℃でも十分に低分子量化した。また、表8より、各プラスチック材料は、加熱処理を施すことにより、セタンへの溶解度が向上したことが示された。 As can be seen from Table 7, both HDPE and LLDPE were reduced in molecular weight at 400°C, while PP was sufficiently reduced in molecular weight even at 375°C. Furthermore, Table 8 shows that the solubility of each plastic material in cetane was improved by heat treatment.

Claims (9)

プラスチック成分及び無機物を含む廃プラスチック材料から無機物を分離する方法であって、
100質量部の廃プラスチック材料を、330℃以上420℃以下の温度で、1時間以上20時間以下、不活性ガス中で加熱して、1000質量部以下の炭化水素油中で流動化させ、前記プラスチック成分を低分子量化する、加熱工程と、
前記炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した、前記廃プラスチック材料に、前記炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程
を有
前記高極性溶媒が、水酸基、エーテル基、エステル基、スルホキシル基、スルホニル基、アミノ基、アミド基、及びニトリル基から選ばれる少なくとも1種の極性基を有し、120℃以上の沸点を有する有機溶媒;及び水からなる群から選ばれる少なくとも1種である、廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。
A method for separating inorganic matter from waste plastic material containing plastic components and inorganic matter, comprising:
a heating step in which 100 parts by mass of waste plastic material is heated in an inert gas at a temperature of 330°C or higher and 420°C or lower for 1 hour or longer and 20 hours or shorter to fluidize the waste plastic material in 1,000 parts by mass or lower of hydrocarbon oil, thereby reducing the molecular weight of the plastic component;
a phase separation step of adding a highly polar solvent that is immiscible with the hydrocarbon oil to the waste plastic material fluidized in the hydrocarbon oil at a temperature in the range of 25°C to 250°C, thereby separating inorganic substances into phases ;
and
A method for separating inorganic substances from waste plastic materials, wherein the highly polar solvent is at least one selected from the group consisting of an organic solvent having at least one polar group selected from a hydroxyl group, an ether group, an ester group, a sulfoxyl group, a sulfonyl group, an amino group, an amide group, and a nitrile group, and having a boiling point of 120°C or higher; and water .
前記炭化水素油が、炭素数8以上で融点が150℃以下の炭化水素を20容量%以上100容量%以下含む、請求項1に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 2. The method for separating inorganic substances from waste plastic materials according to claim 1, wherein the hydrocarbon oil contains 20% by volume to 100% by volume of hydrocarbons having 8 or more carbon atoms and a melting point of 150°C or less. 前記加熱工程の後、前記相分離工程に先立って、
流動化した廃プラスチック材料をろ過することにより、流動化した廃プラスチック材料から、粗大な固形粒子を分離するろ過工程、を有する、請求項1又は2に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。
After the heating step and prior to the phase separation step,
3. The method for separating inorganic substances from waste plastic material according to claim 1 or 2 , further comprising a filtration step of filtering the fluidized waste plastic material to separate coarse solid particles from the fluidized waste plastic material.
前記プラスチック成分が、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及びポリ塩化ビニル(PVC)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項からのいずれか1項に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 4. The method for separating inorganic substances from waste plastic materials according to claim 1 , wherein the plastic component comprises at least one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate ( PET ), and polyvinyl chloride (PVC). 前記廃プラスチック材料がポリ塩化ビニルを含み、
前記加熱工程において、塩化水素を気化して除去する、請求項に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。
the waste plastic material comprises polyvinyl chloride;
5. The method for separating inorganic substances from waste plastic materials according to claim 4 , wherein hydrogen chloride is removed by vaporization in the heating step.
前記廃プラスチック材料がポリスチレンを含み、
前記加熱工程において、スチレンモノマーを気化して回収する、請求項に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。
the waste plastic material comprises polystyrene;
5. The method for separating inorganic substances from waste plastic materials according to claim 4 , wherein styrene monomer is vaporized and recovered in the heating step.
流動化した前記廃プラスチック材料の重量平均分子量Mwが1,000以上8,000以下である、請求項1からのいずれか1項に記載の廃プラスチック材料からの無機物の分離方法。 7. The method for separating inorganic substances from waste plastic material according to claim 1 , wherein the fluidized waste plastic material has a weight average molecular weight Mw of 1,000 or more and 8,000 or less. プラスチック成分及び無機物を含む廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法であって、
100質量部の廃プラスチック材料を、330℃以上420℃以下の温度で、1時間以上20時間以下、不活性ガス中で加熱して、1000質量部以下の炭化水素油中で流動化させ、前記プラスチック成分を低分子量化する、加熱工程と、
前記炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した、前記廃プラスチック材料に、前記炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程と、
炭化水素油中の前記プラスチック成分を回収する回収工程と、
前記回収した前記プラスチック成分から、プラスチック材料を再生する再生工程と、
を有する、廃プラスチック材料からプラスチック材料を再生する方法。
A method for regenerating plastic materials from waste plastic materials containing plastic components and inorganic substances, comprising:
a heating step in which 100 parts by mass of waste plastic material is heated in an inert gas at a temperature of 330°C or higher and 420°C or lower for 1 hour or longer and 20 hours or shorter to fluidize the waste plastic material in 1,000 parts by mass or lower of hydrocarbon oil, thereby reducing the molecular weight of the plastic component;
a phase separation step of adding a highly polar solvent that is immiscible with the hydrocarbon oil to the waste plastic material fluidized in the hydrocarbon oil at a temperature in the range of 25°C to 250°C, thereby separating inorganic substances into phases;
a recovery step of recovering the plastic component in the hydrocarbon oil;
a recycling step of recycling plastic materials from the recovered plastic components;
The method for regenerating plastic materials from waste plastic materials comprises:
プラスチック成分及び無機物を含む廃プラスチック材料を使用したプラスチック材料の製造方法であって、
100質量部の廃プラスチック材料を、330℃以上420℃以下の温度で、1時間以上20時間以下、不活性ガス中で加熱して、1000質量部以下の炭化水素油中で流動化させ、前記プラスチック成分を低分子量化する、加熱工程と、
前記炭化水素油中、25℃以上250℃以下の範囲内の温度条件で流動化した、前記廃プラスチック材料に、前記炭化水素油とは混和しない高極性溶媒を添加して無機物を相分離させる相分離工程と、
炭化水素油中の前記プラスチック成分を回収する回収工程と、
前記回収した前記プラスチック成分から、プラスチック材料を製造するプラスチック材料製造工程と、
を有する、プラスチック材料の製造方法。
A method for producing a plastic material using waste plastic material containing plastic components and inorganic substances,
a heating step in which 100 parts by mass of waste plastic material is heated in an inert gas at a temperature of 330°C or higher and 420°C or lower for 1 hour or longer and 20 hours or shorter to fluidize the waste plastic material in 1,000 parts by mass or lower of hydrocarbon oil, thereby reducing the molecular weight of the plastic component;
a phase separation step of adding a highly polar solvent that is immiscible with the hydrocarbon oil to the waste plastic material fluidized in the hydrocarbon oil at a temperature in the range of 25°C to 250°C, thereby separating inorganic substances into phases;
a recovery step of recovering the plastic component in the hydrocarbon oil;
a plastic material production process for producing a plastic material from the recovered plastic components;
A method for producing a plastic material, comprising:
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