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プラスチック複合材料の処理方法及び処理装置 コモンズ

国内特許コード P130009452
整理番号 N12102
掲載日 2013年7月2日
出願番号 特願2013-051125
公開番号 特開2014-177523
出願日 平成25年3月14日(2013.3.14)
公開日 平成26年9月25日(2014.9.25)
発明者
  • 水口 仁
  • 塚田 祐一郎
  • 鈴木 悠介
  • 高橋 宏雄
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 プラスチック複合材料の処理方法及び処理装置 コモンズ
発明の概要 【課題】繊維強化プラスチックあるいはプラスチック複合製品等の分解処理後に残留物が残る被処理物を処理対象とする場合であっても、半導体を容易に再利用することができ、被処理物の分解処理も効率的に行うことができるプラスチック複合材料の処理方法及び処理装置を提供する。
【解決手段】粒体状に形成された基材の表面に半導体が被着されてなる酸化物触媒体10を加熱により熱活性化し、被処理物40と接触させることにより被処理物を分解する。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要



これまで、有機物、ポリマー、ガス体等の被処理物を分解する方法として、半導体を真性領域となる温度(350~500℃)に加熱して被処理物に接触させることにより、被処理物を分解する方法について提案してきた(特許文献1等)。この分解作用は、温度上昇と共に半導体内に生成される大量の電子・正孔キャリヤーの内、強力な酸化力を持つ正孔が被処理物(有機化合物)に接触すると、被処理物から結合電子を奪い、カチオンのラジカルを化合物内に生成し、化合物全体を不安定化し、ラジカル開裂を誘起して、化合物をエチレンやプロパンのような小分子に裁断し、裁断された小分子が空気中の酸素と反応して、炭酸ガスと水に完全分解されるメカニズムである(非特許文献1、2)。





この半導体の熱活性を利用する分解方法は、有機化合物の分解にきわめて有効であり、ポリマーの分解(特許文献1)や有害ガスを含む気体の浄化(特許文献2、3、4)等に好適に用いることができる。この分解方法では有機化合物を選択的に分解することから、廃棄処理が問題となっている繊維強化プラスチック(FRP)等のプラスチック複合材料からなる廃棄物や、廃ポリマー等の一般のプラスチック製品の廃棄物の処理に効果的に利用することができる。





例えば、被処理物が板状のものであれば、多孔質基板に半導体触媒を担持して形成した触媒ブロックで被処理物を挟むようにして分解することができ、被処理物が複雑な形状のものの場合は、半導体の分散液に被処理物を浸漬し、被処理物の表面に7μm程度の半導体の被膜を形成し、被処理物全体を350~500℃に加熱して分解することができる。また、有害化合物を含む気体を処理する場合は、触媒担持ハニカムに被処理気体を通過させる方法(特許文献4)、金属等の球体の表面に半導体被膜を形成した酸化物触媒体に被処理気体を接触させて通過させる方法(特許文献3)によって処理することができる。

産業上の利用分野



本発明は、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維強化プラスチック、金属部品や電子部品をモールド成形したプラスチック複合製品等のプラスチック複合材料の分解処理方法及び分解処理装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
熱活性化された半導体の酸化作用を利用して、プラスチック複合材料である被処理物を分解処理するプラスチック複合材料の処理方法であって、
粒体状に形成された基材の表面に半導体が被着されてなる酸化物触媒体を作用体として使用し、酸化物触媒体に前記被処理物を接触させることにより被処理物を分解することを特徴とするプラスチック複合材料の処理方法。

【請求項2】
前記酸化物触媒体を用いて被処理物を分解した後、
分解処理後に残留する被処理物の残留物と分解処理に使用した酸化物触媒体との混合物から、メッシュ体を用いるふるい分けにより、酸化物触媒体を分別することを特徴とする請求項1記載のプラスチック複合材料の処理方法。

【請求項3】
前記酸化物触媒体として、球体状に形成された基材の表面に半導体が被着されてなる粒体物を使用することを特徴とする請求項1または2記載のプラスチック複合材料の処理方法。

【請求項4】
前記酸化物触媒体として、セラミックボールからなる基材の表面に金属粒子を高速噴射して金属層を形成し、該金属層を酸化処理して酸化物半導体が被着形成されてなる粒体物を使用することを特徴とする請求項3記載のプラスチック複合材料の処理方法。

【請求項5】
粒体状に形成された基材の表面に半導体が被着されてなる酸化物触媒体を利用して、プラスチック複合材料である被処理物を分解処理するプラスチック複合材料の処理装置であって、
前記酸化物触媒体とともに前記処理物を収容し、酸化物触媒体を加熱して半導体の熱活性作用による酸化作用を被処理物に作用させることにより被処理物を分解する加熱炉を備えることを特徴とするプラスチック複合材料の処理装置。

【請求項6】
前記加熱炉には、半導体が担持された通気性を有する触媒担持ブロックと、該触媒担持ブロックを加熱して半導体を熱活性化するヒータとを備える気体の浄化装置が付設されていることを特徴とする請求項5記載のプラスチック複合材料の処理装置。

【請求項7】
前記被処理物を分解処理した後に残留する被処理物の残留物と、分解処理に使用した酸化物触媒体との混合物から、メッシュ体を用いるふるい分けにより、酸化物触媒体を分別する分別装置を備えることを特徴とする請求項5または6記載のプラスチック複合材料の処理装置。

【請求項8】
前記酸化物触媒体として、セラミックボールからなる基材の表面に酸化物半導体が被着されてなる粒体物を使用することを特徴とする請求項5~7のいずれか一項記載のプラスチック複合材料の処理装置。




国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 公開
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