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公開番号2024048832
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154954
出願日2022-09-28
発明の名称(メタ)アクリル酸メチルの再生システムおよび(メタ)アクリル酸メチルの再生方法
出願人住友化学株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C08J 11/12 20060101AFI20240402BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】配管の閉塞、さらには発火爆発を防止する。
【解決手段】(メタ)アクリル系重合体を含む(メタ)アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップから(メタ)アクリル酸メチルを再生する再生システム1は、投入部12と、ガス抜き出し部14とを有している熱分解装置10と、(メタ)アクリル酸メチルを含むガスを導入して、(メタ)アクリル酸メチルを含むガスに含まれる未分解成分を含む残渣を捕捉して、未分解成分を含む残渣として除去するための第1の捕捉タンク52と、第1の捕捉タンクにより処理された(メタ)アクリル酸メチルを含むガスを精製するための精製器および(メタ)アクリル酸メチルを含むガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれるガス処理装置70とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップから（メタ）アクリル酸メチルを再生する再生システムであって、
前記スクラップを投入するための投入部と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すためのガス抜き出し部とを有している熱分解装置と、
前記ガス抜き出し部に第１の連結管により連結されており、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを導入して、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスに含まれる未分解成分を捕捉して、未分解成分を残渣として除去するための第１の捕捉タンクと、
前記第１の捕捉タンクに第２の連結管により連結されており、該第１の捕捉タンクにより処理された（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを精製するための精製器および（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれるガス処理装置と
を備える、再生システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記熱分解装置が、押出機、ニーダーまたは流動床加熱機である、請求項１に記載の再生システム。
【請求項３】
前記熱分解装置が押出機である、請求項２に記載の再生システム。
【請求項４】
前記第１の捕捉タンクが、前記（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを、（メタ）アクリル樹脂組成物の軟化点以上かつ（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの発火点未満の温度まで保温、加熱することができる温度調節部を有している、請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システム。
【請求項５】
前記第１の捕捉タンクから未分解成分を含む残渣を導出するための第１の残渣導出用連結管であって、残渣の流通を調節するための第１の残渣用開閉弁を備える第１の残渣導出用連結管により連結されており、前記第１の捕捉タンクで捕捉された未分解成分を含む前記残渣であって、前記第１の捕捉タンクから導出された未分解成分を含む残渣を貯蔵するための貯蔵タンクを含む残渣貯蔵装置を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システム。
【請求項６】
前記第１の捕捉タンクから未分解成分を含む前記残渣を導出するための第２の残渣導出用連結管であって、未分解成分を含む前記残渣の流通を調節するための第２の残渣用開閉弁を備える第２の残渣導出用連結管により前記第１の捕捉タンクに連結されており、前記第１の捕捉タンクから導出された未分解成分を含む前記残渣を導入して、貯留するための第２の捕捉タンクをさらに備えており、
前記残渣貯蔵タンクが、前記第２の捕捉タンクに連結されており、前記第２の捕捉タンクで捕捉された未分解成分を含む前記残渣であって、前記第２の捕捉タンクから第３の残渣導出用連結管により導出された未分解成分を含む前記残渣を貯蔵するための貯蔵タンクであり、前記第２の捕捉タンクから未分解成分を含む前記残渣を導出するための第３の残渣用連結管であって、未分解成分を含む前記残渣の流通を調節するための第３の残渣用開閉弁を有する第３の残渣導出用連結管により連結されている、請求項５に記載の再生システム。
【請求項７】
前記第２の捕捉タンクが、前記（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを、（メタ）アクリル樹脂組成物の軟化点以上、かつ、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの発火点未満の温度まで保温または加熱することができる温度調節部を有している、請求項６に記載の再生システム。
【請求項８】
前記第１～第３の残渣導出用連結管の少なくとも１つが、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを流通させる管部と（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスの温度を調節するための温度調節部とを含む、請求項５に記載の再生システム。
【請求項９】
前記第２の捕捉タンクに連結されており、前記第２の捕捉タンクに不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給部と、
前記第１の不活性ガス供給部と前記第２の捕捉タンクとを連結する第１の不活性ガス用連結管であって、第１の不活性ガス用開閉弁を有する第１の不活性ガス用連結管と、
前記第１の捕捉タンクと前記第２の捕捉タンクとを連結している第２の不活性ガス用連結管であって、第２の不活性ガス用開閉弁を有する第２の不活性ガス用連結管と
をさらに備える、請求項６に記載の再生システム。
【請求項１０】
前記残渣貯蔵装置が、前記貯蔵タンクの外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている残渣を冷却するための冷却部と、前記貯蔵タンク内に不活性ガスを供給するための第２の不活性ガス供給部と、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク外に不活性ガスを含む気体を排出するための気体排出部とを有しているか、または、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク内に冷却水を供給するための冷却水供給部を有している、請求項５に記載の再生システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、（メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法に関する。
続きを表示（約 5,800 文字）【背景技術】
【０００２】
（メタ）アクリル酸メチル（ＭＭＡ）を重合した重合体であるポリ（メタ）アクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は、透明性に優れており、さらには耐候性にも優れている。よって、ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、自動車用部品、看板標識、表示装置等を構成する部材の材料として、広く用いられている。
【０００３】
そして、近年の資源価格の高騰、さらには環境問題に対する意識の高まりに伴って、上記のとおりの種々の用途に用いられたポリ（メタ）アクリル酸メチルを含む製品（成形体）は回収されてリサイクル（再資源化）が図られている。
【０００４】
ポリ（メタ）アクリル酸メチルのリサイクルの方法としては、例えば、回収された成形体に対し、再度、成形工程を実施して新たな成形体を製造するマテリアルリサイクル、回収された成形体を熱処理して、ポリ（メタ）アクリル酸メチルを熱分解（解重合）することにより（メタ）アクリル酸メチルを回収し、回収された（メタ）アクリル酸メチル（再生ＭＭＡという場合がある。）を用いて新たな成形体を製造するケミカルリサイクル、および回収された成形体を燃料として燃焼させ、燃焼エネルギーを直接的に熱源として、さらには燃焼エネルギーを用いて発電して利用するサーマルリサイクルが挙げられる。
【０００５】
ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、３００℃程度の比較的低い温度で加熱することによって、（メタ）アクリル酸メチルを高収率で回収することができ、不純物の低減が可能であるため、ケミカルリサイクルによりリサイクルされることが好ましい。
【０００６】
ケミカルリサイクルにおいて、例えば、密閉されたシリンダを有する２軸押出機にアクリル樹脂のスクラップを供給し、４００～６００℃に加熱して熱分解し、２軸押出機の先端部から吐出される分解ガスを残渣タンクを介してクーラーの負圧効果と真空ポンプによって吸引し、クーラーで分解ガスを凝縮して液状モノマーとする態様が知られている（特許文献１参照。）。また、合成高分子材料をシリンダに供給して、シリンダ内で連続的に加熱することにより得られた低分子量の気体状熱分解物をシリンダ外に導出して濃縮する態様が知られている（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平１１－１０６４２７号公報
米国特許第３９５９３５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１および２にかかる技術によっては、加熱処理後にシリンダ外に導出された分解ガスにミスト状の未分解樹脂（未分解成分）が同伴され、その未分解樹脂が配管中で堆積してしまい配管が閉塞してしまう場合があり、さらには分解ガスは、通常、可燃性であるため、配管が閉塞した場合、分解ガスが系外に漏洩し発火爆発してしまうおそれもある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を進めたところ、未分解成分を含む残渣を捕捉して除去するための所定の構成を設けることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、下記〔１〕～〔２１〕を提供する。
〔１〕（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップから（メタ）アクリル酸メチルを再生する再生システムであって、
前記スクラップを投入するための投入部と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すためのガス抜き出し部とを有している熱分解装置と、
前記ガス抜き出し部に第１の連結管により連結されており、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを導入して、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスに含まれる未分解成分を捕捉して、未分解成分を残渣として除去するための第１の捕捉タンクと、
前記第１の捕捉タンクに第２の連結管により連結されており、該第１の捕捉タンクにより処理された（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを精製するための精製器および（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれるガス処理装置と
を備える、再生システム。
〔２〕前記熱分解装置が、押出機、ニーダーまたは流動床加熱機である、〔１〕に記載の再生システム。
〔３〕前記熱分解装置が押出機である、〔２〕に記載の再生システム。
〔４〕前記第１の捕捉タンクが、前記（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを、（メタ）アクリル樹脂組成物の軟化点以上かつ（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの発火点未満の温度まで保温、加熱することができる温度調節部を有している、〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔５〕前記第１の捕捉タンクから未分解成分を含む残渣を導出するための第１の残渣導出用連結管であって、残渣の流通を調節するための第１の残渣用開閉弁を備える第１の残渣導出用連結管により連結されており、前記第１の捕捉タンクで捕捉された未分解成分を含む前記残渣であって、前記第１の捕捉タンクから導出された未分解成分を含む残渣を貯蔵するための貯蔵タンクを含む残渣貯蔵装置を備える、〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔６〕前記第１の捕捉タンクから未分解成分を含む前記残渣を導出するための第２の残渣導出用連結管であって、未分解成分を含む前記残渣の流通を調節するための第２の残渣用開閉弁を備える第２の残渣導出用連結管により前記第１の捕捉タンクに連結されており、前記第１の捕捉タンクから導出された未分解成分を含む前記残渣を導入して、貯留するための第２の捕捉タンクをさらに備えており、
前記残渣貯蔵タンクが、前記第２の捕捉タンクに連結されており、前記第２の捕捉タンクで捕捉された未分解成分を含む前記残渣であって、前記第２の捕捉タンクから第３の残渣導出用連結管により導出された未分解成分を含む前記残渣を貯蔵するための貯蔵タンクであり、前記第２の捕捉タンクから未分解成分を含む前記残渣を導出するための第３の残渣用連結管であって、未分解成分を含む前記残渣の流通を調節するための第３の残渣用開閉弁を有する第３の残渣導出用連結管により連結されている、〔５〕に記載の再生システム。
〔７〕前記第２の捕捉タンクが、前記（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを、（メタ）アクリル樹脂組成物の軟化点以上、かつ、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの発火点未満の温度まで保温または加熱することができる温度調節部を有している、〔６〕に記載の再生システム。
〔８〕前記第１～第３の残渣導出用連結管の少なくとも１つが、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを流通させる管部と（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスの温度を調節するための温度調節部とを含む、〔５〕～〔７〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔９〕前記第２の捕捉タンクに連結されており、前記第２の捕捉タンクに不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給部と、
前記第１の不活性ガス供給部と前記第２の捕捉タンクとを連結する第１の不活性ガス用連結管であって、第１の不活性ガス用開閉弁を有する第１の不活性ガス用連結管と、
前記第１の捕捉タンクと前記第２の捕捉タンクとを連結している第２の不活性ガス用連結管であって、第２の不活性ガス用開閉弁を有する第２の不活性ガス用連結管と
をさらに備える、〔６〕～〔８〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔１０〕前記残渣貯蔵装置が、前記貯蔵タンクの外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている残渣を冷却するための冷却部と、前記貯蔵タンク内に不活性ガスを供給するための第２の不活性ガス供給部と、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク外に不活性ガスを含む気体を排出するための気体排出部とを有しているか、または、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク内に冷却水を供給するための冷却水供給部を有している、〔５〕～〔９〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔１１〕前記残渣貯蔵装置が、前記冷却部、第２の不活性ガス供給部および気体排出部を有している、〔１０〕に記載の再生システム。
〔１２〕前記冷却部が、内部に冷媒体を流通させることができるジャケットを含む、〔１１〕に記載の再生システム。
〔１３〕前記冷媒体が水である、〔１２〕に記載の再生システム。
〔１４〕前記第２の不活性ガス供給部が、前記貯蔵タンクの頂部から不活性ガスを供給することができる機能部であり、
前記気体排出部が、前記貯蔵タンクの頂部から気体を排出させることができる機能部である、〔１０〕に記載の再生システム。
〔１５〕前記不活性ガスが窒素ガスである、〔１０〕に記載の再生システム。
〔１６〕前記第１の連結管が、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを流通させる管部と（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスの温度を調節するための温度調節部とを含む、〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔１７〕前記第１の連結管が、少なくとも２つの温度調節部を有しており、前記ガス抜き出し部の最も近傍に配置される第１の温度調節部が（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを冷却するための温度調節部であり、該第１の温度調節部よりも前記第１の捕捉タンク側に配置される第２の温度調節部を含む該第１の温度調節部以外の温度調節部が（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを加熱するための温度調節部である、〔１４〕に記載の再生システム。
〔１８〕前記第１の連結管の内径の平均値が、前記第２の連結管の内径の平均値よりも大きくされている、〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載の再生システム。
〔１９〕〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載の再生システムを用いる、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法において、
前記熱分解装置により前記スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを生成する熱分解工程と、
（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを第１の捕捉タンクに導入して、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスに含まれる未分解成分を含む残渣を捕捉して、未分解成分を含む残渣として除去する除去工程と、
前記第１の捕捉タンクにより処理された（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを、第２の連結管により前記第１の捕捉タンクから導出して、精製器および冷却器からなる群から選ばれる前記ガス処理装置に導入して処理する処理工程と
を含む、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法。
〔２０〕〔１９〕に記載の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法において、
前記再生システムが、前記第１の捕捉タンクに連結されており、該第１の捕捉タンクで捕捉された未分解成分を含む前記残渣であって、該第１の捕捉タンクから導出された未分解成分を含む前記残渣を貯蔵するための貯蔵タンクを含む残渣貯蔵装置をさらに備え、
前記除去工程により除去された未分解成分を含む前記残渣を、前記第１の捕捉タンクから前記残渣貯蔵装置に導入して貯蔵する貯蔵工程をさらに含む、再生方法。
〔２１〕〔９〕に記載の再生システムを用いる、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法において、
前記熱分解装置により前記スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを生成する熱分解工程と、
（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを、第１の連結管により第１の捕捉タンクに導入して、（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスに含まれる未分解成分を含む前記残渣を捕捉して、未分解成分を含む前記残渣として除去する除去工程と、
前記第１の捕捉タンクにより処理された（メタ）アクリル酸メチルを含む前記ガスを、第２の連結管により前記第１の捕捉タンクから導出して、精製器および冷却器からなる群から選ばれる前記ガス処理装置に導入して処理する処理工程と、
前記第３の残渣用開閉弁を閉じた状態で前記第２の残渣用開閉弁を開け、かつ第１の不活性ガス供給弁を閉じた状態で第２の不活性ガス用開閉弁を開けることにより、前記第１の捕捉タンクから未分解成分を含む前記残渣を第２の残渣導出用連結管により第２の捕捉タンクに導出して、未分解成分を含む前記残渣を第２の捕捉タンクに貯留する仮貯蔵工程と、
前記第２の残渣用開閉弁および前記第３の残渣用開閉弁を閉じた状態で第１の不活性ガス用開閉弁および第２の不活性ガス用開閉弁を開けることにより、前記第１の不活性ガス供給部より供給された不活性ガスを第２の捕捉タンクから第１の捕捉タンクへ流通させ、第２の捕捉タンクに充満している可燃性ガスを不活性ガスに置換し、第２の捕捉タンク内を無害化して貯蔵するために準備を行う貯蔵準備工程と、
第２の残渣用開閉弁、第２の不活性ガス用開閉弁を閉じた状態で第３の残渣用開閉弁を開け、第１の不活性ガス用開閉弁を開けることにより、未分解成分を含む液体状の残渣を第３の残渣用開閉弁を有する第３の残渣導出用連結管により第２の捕捉タンクから残渣貯蔵装置に排出して導入する貯蔵工程と
を含む、再生方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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