新規層間剥離技術による複合プラスチックフィルムリサイクルシステムの構築

利用新型分层技术构建复合塑料薄膜回收系统

• 批准号: 22H03806
• 负责人: 佐藤 修
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03806/
• 关键词: 物質循環システム; プラスチックリサイクル; 水熱処理; 超臨界二酸化炭素利用; 層剥離; 低環境負荷技術

使用済みの容器包装用の樹脂製品は、一般家庭から排出されるプラスチックごみの約2/3（PETボトルを含めると９割）を占めている。近年は、高機能性を付与するため、異種ポリマーフィルムを貼り合わせラミネート（多層）フィルムやペースプラスチックフィルムにアルミ・アルミナ・シリカ等の無機素材を蒸着させた複合フィルムの使用量が急増しており、これらを効率的にリサイクルするプロセスが求められている。本研究では、①超臨界二酸化炭素処理による低温条件下での各ポリマー層分離、②超臨界二酸化炭素／水処理による無機素材剥離、③マテリアルリサイクルに向けた分離処理済の基盤プラスチックの物性評価、④ケミカルリサイクルに向けた基盤プラスチック（PET、ナイロン）の加水分解を行い、分離および剥離効果の検証を行う。更に、⑤得られた知見を基に、プロセスシミュレーターによる各モデル工程のエネルギー収支計算を行い、環境調和型の複合プラスチックフィルムリサイクルシステムとしての提案を行うものである。研究１年目の令和４年度は、現有設備を活用し、課題④の基盤プラスチック（PET、ナイロン）の加水分解実験から着手した。これまで報告例のなかった攪拌効果によるPET樹脂処理量の増加（水/樹脂比の削減）を検討、副生成物であるモノエステル体の量との相関関係についても分析を行った。また課題①の複合フィルムからの無機素材剥離についても、100℃～200℃の水熱処理から検討を開始、水熱処理後に超音波処理を併用することで、剥離を効率的に促進できることを見出した。

包装容器的使用树脂产品占了从普通家庭排放的塑料废物的2/3（包括宠物瓶，包括90％）。近年来，为了提供高功能，将无机材料（例如铝，氧化铝，二氧化硅）沉积到层压层（多层）膜和速度塑料膜上的复合膜量正在迅速增加，并且需要对这些膜的效率回收这些过程。在这项研究中，1）通过超临界二氧化碳处理在低温条件下将每个聚合物层分开，2）通过超临界二氧化碳/水处理剥离无机材料，3）3）3）评估基础塑料的物理性能，这些物理性质已分离并处理了材料复发的材料和4）基础质体（PET质量质量，nylic of PETRASTIC，nylcity of Petrastion of Petrastion，deyy of Perigation and deyy of teyy of Pery and）的液体（nylic）的水解。 影响。此外，根据获得的知识，使用过程模拟器计算每个模型过程的能量平衡，并将该提案作为环境和谐的复合塑料膜回收系统进行。在2022年研究的第一年，我们开始使用现有设备，并从第4期中的基础塑料（PET，尼龙）进行水解实验开始。我们调查了由于搅拌效应而导致的宠物树脂的数量增加（降低了水/树脂比），但迄今尚未报告，并且还没有报道过与MonoeSters的相关量，该量还与MonoeSters的数量进行了分析。此外，关于问题1中复合膜的无机材料的剥离，我们开始在100°C至200°C下进行热液处理研究，并发现在热液处理后可以通过使用超声处理有效地促进剥离。

项目成果

Hydrolysis behaviour of polyester resins in high-temperature liquid water

聚酯树脂在高温液态水中的水解行为

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayuki Shirai;Kenkichi Taniguchi;Etty N. Kusumawati;Hidetaka Nanao;Aritomo Yamaguchi;Osamu Sato
• 通讯作者: Osamu Sato

Hydrolysis of polyethylene terephthalate in high-temperature liquid water

聚对苯二甲酸乙二醇酯在高温液态水中的水解

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayuki Shirai;Kenkichi Taniguchi;Etty N. Kusumawati;Hidetaka Nanao;Aritomo Yamaguchi;Osamu Sato;Masayuki Shirai;大久保龍之介,谷口賢吉,エッティクスマワティ,七尾英孝,山口有朋,佐藤修,白井誠之
• 通讯作者: 大久保龍之介,谷口賢吉,エッティクスマワティ,七尾英孝,山口有朋,佐藤修,白井誠之

高温水を用いたプラスチック類のケミカルリサイクル技術

利用高温水的塑料化学回收技术

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐藤修;日吉範人;山口有朋
• 通讯作者: 山口有朋

Chemicals production from unused resources using water and carbon dioxide as environmentally benign media

使用水和二氧化碳作为环境友好介质，利用未使用的资源生产化学品

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayuki Shirai;Kenkichi Taniguchi;Etty N. Kusumawati;Hidetaka Nanao;Aritomo Yamaguchi;Osamu Sato;Masayuki Shirai
• 通讯作者: Masayuki Shirai