從樹脂廢料制造或回收氫的方法、以及從樹脂廢料制造氫的裝置的制作方法

專利名稱：從樹脂廢料制造或回收氫的方法、以及從樹脂廢料制造氫的裝置的制作方法
從前的技術使用、消費物品時產生廢棄物。從前鐵、銅等金屬類、舊服裝、廢紙等被回收再利用。但是，近年來隨著生活水準的提高，合成樹脂(以下簡稱“樹脂”)、化學藥品、纖維、金屬(鐵、鋁等)屑等被大量生產、消費和廢棄。近年來，從資源的有效利用的觀點提倡再利用這樣的廢棄物乃至廢料，1991年公布、施行「關于促進再生資源的利用的法律」。對于地方公共團體也面向促進廢棄物的再循環而推出種種對策。
樹脂廢料付諸材料再循環、化學再循環、熱再循環等的再循環。材料再循環是使樹脂廢棄物再利用乃至再生成樹脂。化學再循環使用化學分解。熱再循環是通過焚燒處理進行的發電。從資源循環的環境負荷的觀點考慮，優選的順序依次為材料再循環、化學再循環、熱再循環。但是，從實施材料再循環的觀點考慮，樹脂材料伴隨時間的劣化是不可避免的，因此永遠不滅保持其物性是不可能的。又，伴隨制品制造、使用、再循環，污染、含有雜質、以及由于熱或光或氧等引起的物性下降是不可避免的。另一方面，樹脂材料的使用方法高度化·高功能化，進行著樹脂之間的混合、合金化、與多個材料的復合化。在此，例如，如果要進行材料的再循環，則在基本原材料的制造或加工事業所內進行為宜。高次加工事業所、銷售機構、購貨者遠離使用和制造時，提高伴隨收集回收的環境負荷，同時減低作為上述資源的價值。象以上那樣，最終材料回收存在極限，不得不依靠化學再循環、熱再循環的再資源化(2000年7月10日株式會社CMC發行「塑料再循環技術」第220～223頁，特開平2-273557、特開平3-106632、特開平3-179088、特開平3-207618、特開平3-247634)。
采用上述的樹脂廢料的再循環的再資源化，有時過多投入資源以及能源來完成，以其樹脂、石油為主體的資源制造新品的方式對環境負荷少的情況也不少。作為它們的再循環、再資源化提高資源效率的方法，曾經提出從樹脂廢料中回收氫(WO96/31736)。但是，該法的現狀是單純依靠熱反應、反應溫度必須要高，使能源效率降低。于是，考慮使用催化劑，但是在廢料中含有各種元素，容易失去活性。又，鉑族元素等在活性上有效，但是從成本上沒有實用性。又，催化劑使用環境污染物質等的重金屬等，產生新的環境負荷。為了解決這些課題，使用便宜且安全的一次性類型的催化劑是有效的。
本發明根據上面所述進行研究的結果發現，通過將含水氧化鐵顆粒或者氧化鐵顆粒或該顆粒的混合物作為催化劑或者催化劑的前體使用，能夠達到本發明目的。
又，本發明又通過使用分散劑使上述催化劑或者催化劑的前體的活性或者上述反應的效率提高。
發明的公開有關本發明的第1發明的從樹脂廢料制造或回收氫的方法，是使含有樹脂的廢棄物在含水氧化鐵顆粒或者氧化鐵顆粒或該顆粒的混合物的存在下與水反應，從提高了生成氣體的氫含量的樹脂廢料制造或回收氫的方法，又，是從相對于上述含有樹脂的廢棄物添加0.01～50重量百分數的上述含水氧化鐵顆粒或者氧化鐵顆粒或該顆粒的混合物而構成的樹脂廢料制造或回收氫的方法。又，是上述含水氧化鐵顆粒或者氧化鐵顆粒或該顆粒的混合物的比表面積在5m2/g以上的從樹脂廢料中制造或回收氫的方法。
即本發明的第1發明涉及以下內容(1).一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應。
(2).根據上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
(3).根據上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒的比表面積或表面積為5m2/g以上。
(4).根據上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
(5).根據上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應壓為0.001～1000個大氣壓。
(6).根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
(7).根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
(8).一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹脂與水反應，從反應混合物中采集氫。
(9).根據上述(8)所記載的氫的回收方法，其特征在于樹脂是含有樹脂的廢棄物。
(10).含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹脂廢料制造或回收氫的用途。
(11).一種搭載了含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹脂廢料制造或回收氫的裝置。
采用以上那樣的構成，在從樹脂廢料中制造或回收氫時不會使能源效率降低、不提高環境負荷，能夠便宜地回收氫。由此，能夠將作為廢棄物不便處理的高分子廢料再資源化利用，對地球環境作出貢獻。
有關本發明的第2發明的從樹脂廢料制造或回收氫的方法，是在分散劑與含水氧化鐵顆粒或氧化鐵顆粒或者該顆粒的混合物存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應，從提高了生成氣體的氫含量的樹脂廢料制造或回收氫的方法；又，是上述分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面的、從樹脂廢料制造或回收氫的方法；又，是分散劑相對于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量為0.1～500重量％的、從樹脂廢料制造或回收氫的方法。
即，本發明的第2發明涉及以下內容(12).一種氫的制造方法，其特征在于在分散劑和含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應。
(13).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面。
(14).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑相對于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量為0.1～500重量％。
(15).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
(16).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
(17).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
(18).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應壓為0.001～1000大氣壓。
(19).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
(20).根據前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
(21).一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹脂與水反應，從反應混合物中采取氫。
(22).根據前述(21)所記載的氫的回收方法，其特征在于樹脂是含有樹脂的廢棄物。
(23).分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹脂廢料制造或回收氫的用途。
(24).一種搭載了分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹脂廢料制造或回收氫的裝置。
根據以上那樣的構成，在從樹脂廢料中制造或回收氫時不會使能源效率降低、不提高環境負荷，能夠便宜地回收氫。由此，能夠將作為廢棄物不便處理的高分子廢料再資源化利用，對地球環境作出貢獻。
有關本發明的第3發明的從樹脂廢料制造或回收氫的方法，是在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應的氫的制造方法中，是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物混合并使之反應的制造或回收氫的方法；又，是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物熔融混合制造或回收氫的方法。
即，本發明的第3發明涉及以下內容(25).一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應的氫的制造方法中，使含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物混合，使之反應。
(26).根據上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于上述含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
(27).根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物和樹脂組成物的樹脂量的使用量為0.01～50重量％。
(28).根據上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
(29).根據上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
(30).根據上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應壓為0.001～1000大氣壓。
(31).根據上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
(32).根據上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
33.一種氫的制造裝置，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應的氫的制造裝置中，使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物混合，進行反應。
34.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
35.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物和樹脂組成物的樹脂量的使用量為0.01～50重量％。
36.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積在5m2/g以上。
37.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
38.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應壓為0.001～1000大氣壓。
39.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
40.根據上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
41.一種制造或回收氫的方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹脂與水反應，從反應混合物采集氫。
42.根據上述(41)所記載的制造或回收氫的方法，其特征在于樹脂是含有樹脂的廢棄物。
43.含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物的用于從樹脂廢料制造或回收氫的用途。
44.一種搭載了含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物的從樹脂廢料制造或回收氫的裝置。
采用以上那樣的構成，在從樹脂廢料中制造或回收氫時不會使能源效率降低、不提高環境負荷，能夠便宜地回收氫。由此，能夠將作為廢棄物不便處理的高分子廢料再資源化利用，對地球環境作出貢獻。
實施發明的最佳形態在第1發明、第2發明、以及第3發明中，將含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒或者該顆粒的混合物作為催化劑或催化劑的前體使用。作為含水氧化鐵，可以使用針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)、δ-FeOOH。又，作為氧化鐵，可以使用赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)以及赤鐵礦或磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵，又可以使用它們的混合物。顆粒的形狀可以使用粒狀、針狀、片狀、紡錘狀等任何的形狀。上述的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒或者該顆粒的混合物的比表面積為5m2/g以上250m2/g以下為宜。在不足上述下限時，表面的活性部位的暴露量少，催化劑單位重量的催化劑活性降低；在超過上述上限時，作為上述顆粒的一次顆粒的分散性很難得到，表面的活性部位的暴露量少，催化劑單位重量的催化劑活性降低。
作為有關第2發明的分散劑，可以適宜地使用表面活性劑、例如陰離子系表面活性劑、陽離子系表面活性劑、非離子系表面活性劑、兩性離子系表面活性劑等、脂肪酸(例如油酸、亞油酸、亞麻酸等)可以適宜地使用。作為陰離子系表面活性劑，可以列舉脂肪酸鹽、高級醇硫酸酯鹽、液體脂肪油硫酸酯鹽、脂肪族胺以及脂肪族酰胺的硫酸鹽、脂肪族醇磷酸酯鹽、二元性脂肪酸酯的磺酸鹽、脂肪酸酰胺磺酸鹽、甲醛縮合的萘磺酸鹽等。作為陽離子表面活性劑，可以列舉脂肪族胺鹽、季銨鹽、烷基吡啶嗡鹽等。作為非離子系表面活性劑，可以列舉聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基酯、山梨糖醇酐烷基酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐烷基酯等。脂肪酸鹽的脂肪酸的例示與上述相同。又，除了上述各種表面活性劑以外，還可以使用有機硅烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑、鋁酸酯偶合劑、鋯酸酯偶合劑等的各種偶合劑等。
有關第2發明的分散劑的使用量，對于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒，以0.1～500重量％為宜，更好是在1～100重量％，最好是在2～50重量％。又，本發明的分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面上為宜。通過提高該粘附率來提高上述催化劑顆粒的該樹脂的分散性。由此，增大上述催化劑與該樹脂的表面，提高單位重量催化劑的催化活性。
表面上粘附有分散劑的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒，用本來熟知的手段例如通過將分散劑與含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相混合能容易地制造。此時，如果使分散劑在適宜的溶劑(例如水、甲苯、二甲苯、苯等)中溶解，與含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒混合，混合后很好地在減壓下餾出溶劑，可以得到表面粘附分散劑的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒。
有關第1發明、第2發明、第3發明的樹脂廢料、以及有關第3發明的含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物的樹脂屬于熱塑性樹脂和熱硬化性樹脂的哪一種都沒有關系，但是伴隨升溫與催化劑接觸性能夠提高的熱塑性樹脂為宜。作為這些樹脂，可以列舉高密度聚乙烯、線狀低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子聚乙烯、水交聯聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁烯、ABS樹脂、ACS樹脂、AES樹脂、ABS/PVC摻合物、醇酸樹脂、氨基樹脂、雙馬來三氯雜苯樹脂、ASA樹脂、纖維素塑料、氯化聚醚、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹脂、乙基-α-烯烴共聚合物、乙基-醋酸乙烯-氯乙烯共聚合物、乙基-氯乙烯共聚合物、EVA樹脂、呋喃樹脂、聚酰胺亞胺、聚異丙巴比妥、聚丙烯諷、聚丁二烯、聚苯并咪唑、環氧樹脂、烯烴乙基醇共聚合物、芳香族聚酯、甲基丙烯-共聚合物、丁腈樹脂、石油樹脂、聚甲醛樹脂、酚醛樹脂、聚酰胺樹脂、強化聚酰胺樹脂、變性聚酰胺樹脂、聚丁基對苯二酰丙基酯、聚碳酸酯、PC/ABS摻合物、PC/AES摻合物、聚醚醚酮、聚醚亞胺、聚醚酮、聚醚丙烯、聚醚石諷、聚硫醚石諷、聚乙烯對苯二酰丙基酯、聚乙烯丙基酯、聚酰亞胺、熱塑性聚酰亞胺、聚酰胺馬二來酰胺、聚酮、甲基丙烯樹脂、聚甲基戊烯、原菠烷樹脂、聚苯撐醚、聚環氧乙烯、聚苯撐硫醚聚石諷、不飽和聚酯樹脂、乙烯酯系環氧樹脂、聚乙酸乙烯、二甲苯樹脂、聚苯乙烯、SAN樹脂、苯乙烯共聚合物、丁二烯-苯乙烯樹脂、聚乙烯縮醛、聚胺酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯變性聚氯乙烯、聚氯吡啶、乙酸纖維素、賽璐吩、硝酸纖維素、乙酰基纖維素、苯酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺、呋喃樹脂、二烯丙基丙基酯、鳥糞胺樹脂、酮樹脂、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚對乙烯基苯酚、AAS樹脂、聚丙烯腈、聚乙烯丁縮醛等。
在第1發明乙基第2發明中，上述催化劑與上述樹脂廢料盡量配制得接觸面積大一些為宜。為此，上述催化劑顆粒微細化、其顆粒很好地分散在上述樹脂廢料上為宜。因此，上述樹脂廢料例如使用切斷機、破碎機、粉碎機等進行微粒化也可以，但是上述樹脂廢料在高溫具有流動性的狀態下可以使上述催化劑顆粒分散在上述樹脂廢料上。又，通過將上述樹脂廢料用溶劑溶解、使上述催化劑顆粒分散在上述樹脂廢料的溶液中然后去除溶劑，能夠使上述催化劑顆粒分散在上述樹脂廢料中。為了使樹脂廢料溶解使用的溶劑根據樹脂的種類而不同，按照從前充分確立的技術也可以。例如，可以列舉檸檬烯、乙酸異戊酯、丙酸苯偶酰、鉻酸酯或者它們的混合物等。又，根據要求，在本發明的反應之前以公知的手段從樹脂廢料中事先回收鐵、銅等有用的金屬以及金、銀等貴金屬也可以。為此，使用磁選機、粒選機也可以。
在第1發明以及第2發明中，含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量，對上述樹脂廢料以0.01～50重量％為宜，更好是在0.1～40重量百分數。在不足上述的下限時，不能看到足夠的催化效果；又，在超過上述的上限時，催化劑的量過多，從經濟性的觀點以及環境負荷的觀點并不理想。
在第3發明中，于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒存在下使含有樹脂的廢棄物與水發生反應的制造方法，是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與含有上述樹脂的廢棄物混合發生反應，又是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與含有上述樹脂的廢棄物熔融混合。對于它們的混合，進行所謂混料的強烈的共同混合為宜。為了高效率地完成這一混合，將含有上述樹脂的廢棄物的樹脂或含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物的樹脂在軟化狀態或熔融狀態進行混合為宜。為此，提高該混合系的溫度為宜。所以，對該混合系設置加熱手段、或者利用伴隨上述強烈的共同混合的能源損失的熱量為宜。進行所謂的混合，可以使用2輥和3輥捏合機、開式捏合機、連續捏合機、加壓捏合機、擠壓機等，又對這些機器可以使用輔助加熱手段。
作為實施本發明的裝置，在反應系統連接上述混合手段、裝備混合手段或者裝備加熱混合手段，混合物被直接擠壓出來而供給是有效的。
本發明的含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂的組成物，其含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒在樹脂中很好地分散為宜。為此，上述樹脂例如使用切斷機、破碎機、粉碎機等進行微粒化也可以，又通過將上述樹脂廢料用溶劑溶解、使上述催化劑顆粒分散在上述樹脂廢料的溶液中然后去除溶劑使上述催化劑顆粒分散在上述樹脂中也可以。為了溶解樹脂使用的溶劑根據樹脂的種類而不同，按照從前充分確立的技術也可以。例如，可以列舉檸檬烯、乙酸異戊酯、丙酸苯偶酰、鉻酸酯或者它們的混合物等。又，作為上述樹脂，也可以使用樹脂廢料的樹脂。根據要求，在本發明的反應之前以公知的手段從樹脂廢料中事先回收鐵、銅等有用的金屬以及金、銀等貴金屬也可以。為此，使用磁選機、粒選機也可以。含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒對整個含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂的組成物的含有比例通常在0.01～99重量％左右，較好的是5～70重量％左右，最好在10～50重量％左右。
在第3發明中，含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂的組成物與上述樹脂廢料盡量均勻混合為宜。為此，上述樹脂廢料例如使用切斷機、破碎機、粉碎機等進行微粒化也可以，又根據要求，在本發明的反應之前以公知的手段從樹脂廢料中事先回收鐵、銅等有用的金屬以及金、銀等貴金屬也可以。為此，使用磁選機、粒選機也可以。
在本發明中含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量對含有樹脂的廢棄物與樹脂組成物的樹脂量的使用量在0.01～50重量％，較好是在0.1～40重量％。在不足上述的下限時，不能看到足夠的催化效果；又，在超過上述的上限時，催化劑的量過多，從經濟性的觀點以及環境負荷的觀點并不理想。
在第1發明、第2發明以及第3發明的化學反應中，是從上述樹脂廢料中得到熱態的氫。這些反應伴隨上述樹脂廢料的碳分與水的反應，例如有生成一氧化碳或二氧化碳等的氧化的碳分與水的反應。供給該反應的水以冰、水、水蒸氣的形式供給，也可以以上述樹脂廢料中含有的形式供給，還可以以上述催化劑顆粒的物理吸水、化學吸水、結晶水的形式供給。上述的化學反應是吸熱反應，隨著反應的進行反應系的溫度降低。在此，為了進行反應，要求向反應系統補充補給熱量。為此，可以由反應系統外部的熱量補給裝置進行反應。即，通過同時使發熱反應的上述樹脂廢料發生氧化反應，能夠阻止反應系統的溫度降低。在以上的氫生成反應中，通過上述樹脂廢料的熱分解反應也可以使其包括生成氫以及脫氫生成物的反應。
作為第1發明、第2發明以及第3發明的反應條件，反應溫度為300～3000℃、反應壓力為0.001～1000個大氣壓力。在不足上述參數的下限時，反應效率降低，在超過上述參數的上限時反應條件苛刻，裝置的實用性降低。
由第1發明、第2發明以及第3發明使其生成的氫從反應氣體中分離出來可以作為例如化學原料合成氨的原料。又，上述分離出的氫氣可以由燃料電池變換成電能，作為清潔能源使用。
又，從反應氣體采取氫的方法例如使用活性炭的方法等從前已經充分地確立，在本發明中按照這樣的熟知的發明也可以(例如特開平2-281096)。
實施例首先說明第1發明的實施例。
(實施例1)針鐵礦(α-FeOOH、形狀紡錘型、比表面積81m2/g)顆粒30重量份很好分散在聚乙烯70重量份的試料3.8重量份與玻璃毛細管中加入的水6.5重量份裝入硬質玻璃管內抽真空并密封。將其放在不銹鋼管中在600℃的電爐內放置20分鐘后急冷。分析冷卻后的玻璃管內的氣體成分。經過確認，生成了氫27體積份、甲烷18體積份、乙烯7體積份等主要氣體。
(比較例1)除了在實施例1中往玻璃毛細管中加入的水以外，進行同樣的操作。經過確認，生成了氫16體積份、甲烷13體積份、乙烯6體積份等主要氣體。
(比較例2)在實施例1中除去針鐵礦粒子以外，進行同樣的操作。經過確認，生成了氫2體積份、甲烷13體積份、乙烯14體積份等主要氣體。
其次，說明第2發明的實施例。
(實施例2)在油酸5重量份溶解到甲苯95重量份的溶液中，加入針鐵礦(α-FeOOH、形狀紡錘型、比表面積81m2/g)顆粒100重量份，一邊充分地混合一邊使甲苯充分地蒸發。將油酸粘附處理的針鐵礦顆粒21重量份、聚乙烯79重量份在乳缽內充分混合得到試料。將該試料3.8重量份與玻璃毛細管內加入的水6.5重量份裝入硬質玻璃管內抽真空并密封。將其放在不銹鋼管中在600℃的電爐內放置20分鐘后急冷。分析冷卻后的玻璃管內的氣體成分。經過確認，生成了氫31體積份、5 甲烷20體積份、乙烯7體積份等主要氣體。
(比較例3)將針鐵礦(α-FeOOH、形狀紡錘型、比表面積81m2/g)顆粒30重量份與聚乙烯70重量份經過充分分散的試料1.1重量份、和3.8重量份的聚乙烯片廢料經過120℃熔融混合的試料、以及裝入玻璃毛細10 管中的水3.8重量份裝入硬質玻璃管內抽真空并密封。將其放在不銹鋼管中在600℃的電爐內放置20分鐘后急冷。分析冷卻后的玻璃管內的氣體成分。經過確認，生成了氫21體積份、甲烷12體積份、乙烯5體積份等主要氣體。
(比較例4)15 除了在實施例3中將針鐵礦顆粒分散的聚乙烯試料1.1重量份和3.8重量份的聚乙烯片廢料在乳缽中輕輕混合的試料以外，進行同樣的操作。經過確認，生成了氫12體積份、甲烷11體積份、乙烯6體積份等主要氣體。
權利要求
1.一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應。
2.根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
3.根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒的比表面積或表面積為5m2/g以上。
4.根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
5.根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于反應壓為0.001～1000個大氣壓。
6.根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
7.根據權利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
8.一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹脂與水反應，從反應混合物中采集氫。
9.根據權利要求8所記載的氫的回收方法，其特征在于樹脂是含有樹脂的廢棄物。
10.含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹脂廢料制造或回收氫的用途。
11.一種搭載了含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹脂廢料制造或回收氫的裝置。
12.一種氫的制造方法，其特征在于在分散劑和含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應。
13.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面。
14.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑相對于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量為0.1～500重量％。
15.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
16.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
17.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
18.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于反應壓為0.001～1000大氣壓。
19.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
20.根據權利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
21.一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹脂與水反應，從反應混合物中采取氫。
22.根據權利要求21所記載的氫的回收方法，其特征在于樹脂是含有樹脂的廢棄物。
23.分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹脂廢料制造或回收氫的用途。
24.一種搭載了分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹脂廢料制造或回收氫的裝置。
25.一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應的氫的制造方法中，使含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物混合，使之反應。
26.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于上述含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
27.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物和樹脂組成物的樹脂量的使用量為0.01～50重量％。
28.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
29.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
30.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于反應壓為0.001～1000大氣壓。
31.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
32.根據權利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
33.一種氫的制造裝置，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應的氫的制造裝置中，使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物混合，進行反應。
34.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物與上述含有樹脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
35.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對于含有樹脂的廢棄物和樹脂組成物的樹脂量的使用量為0.01～50重量％。
36.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積在5m2/g以上。
37.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應溫度為300～2000℃。
38.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應壓為0.001～1000大氣壓。
39.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
40.根據權利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
41.一種制造或回收氫的方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹脂與水反應，從反應混合物采集氫。
42.根據權利要求41所記載的制造或回收氫的方法，其特征在于樹脂是含有樹脂的廢棄物。
43.含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物的用于從樹脂廢料制造或回收氫的用途。
44.一種搭載了含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹脂組成物的從樹脂廢料制造或回收氫的裝置。
全文摘要
本發明是一種從樹脂廢料中高效率回收氫的方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹脂的廢棄物與水反應。
文檔編號C10B53/00GK1483070SQ02803396
公開日2004年3月17日 申請日期2002年10月2日 優先權日2001年10月3日
發明者渡邊春夫, 羽生和隆, 隆 申請人:索尼公司