JP2003026854A - 架橋ポリマーのマテリアルリサイクル物 - Google Patents
架橋ポリマーのマテリアルリサイクル物Info
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Abstract
には優れた省エネルギー性を発揮でき、且つその分子鎖
切断作業により得られたリサイクル熱可塑性物質は優れ
た貯蔵安定性、熱可塑性及び再利用加工性を有するもの
であることを特徴とする架橋ポリマーのマテリアルリサ
イクル物を提供すること。 【解決手段】超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコー
ル、又は高温高圧アルコールにより架橋ポリマーの架橋
部分を分子鎖切断して成るリサイクル熱可塑性物質に、
前記超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコール、又は
高温高圧アルコールとして用いた低級アルコールより炭
素数が多い高級アルコールを再架橋防止剤として添加し
て成ることを特徴とする架橋ポリマーのマテリアルリサ
イクル物にある。
Description
リアルリサイクル物に関するものである。更に詳述すれ
ば本発明は架橋ポリマーを超臨界アルコール若しくは亜
臨界アルコール、又は高温高圧アルコールによって架橋
部分を分子鎖を切断して得られる架橋ポリマーのマテリ
アルリサイクル物に関するものである。
たけ工場外へ排出しないようにすることが強く求められ
ている。また、発生した産業廃棄物は再生資源として有
効に活用することも強く求められている。
は電気的特性、化学的特性、機械的特性等が優れてお
り、しかも従来のクラフト紙絶縁電力ケーブル等に比較
して安価であることから広く実用されるようになってき
ている。
ルの製造では、まず導体上にポリエチレンや架橋剤等を
混和して成る架橋性ポリエチレン混和物を押し出し被覆
し、次にその押し出し被覆層を電子線照射架橋するか若
しくは加熱架橋するか若しくは水架橋することにより、
架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルとするようになって
いる。
製造作業においては産業廃棄物、例えば架橋性ポリエチ
レン混和物屑や架橋ポリエチレン屑等が発生する。ここ
において架橋性ポリエチレン混和物は未架橋物である
が、架橋ポリエチレンは架橋物である。
の主成分がポリエチレンである。このポリエチレンは典
型的な熱可塑性炭化水素系ポリマーであり、従ってロー
ル練り作業性、押し出し作業性、モールド加工性等が極
めて容易である。
性樹脂であり、従ってロール練り作業性、押し出し作業
性、モールド加工性等が極めて困難である。このような
訳で架橋ポリエチレン屑はその再利用品への加工が難し
い。
低分子炭化水素樹脂、例えばワックス等へ分解して再利
用するか、焼却処分するか、埋め立て処分するか等を行
っていた。
低分子炭化水素樹脂、例えばワックス等へ分解して再利
用する方法は高温で熱分解することから危険で、且つ熱
エネルギー損失が大きいという難点がある。
ルギーで熱可塑性ポリエチレンへ変換することができる
架橋ポリエチレン屑の非架橋化処理方法の開発が望まれ
ていた。
体、例えば超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコー
ル、又は高温高圧アルコールにより架橋ポリマー屑を非
架橋化処理する方法が注目されている。
の超臨界流体を用いた非架橋化処理方法は、架橋ポリエ
チレン屑のシラノール縮合部分を超臨界アルコール等に
より分子鎖切断し、それによってリサイクル熱可塑性物
質へ変換するものである。
通常の熱可塑性ポリマーと同様に優れた熱可塑性を有す
ることから、容易に再使用したり、再利用したりするこ
とが可能である。
マーのシラノール縮合部分を超臨界アルコール等により
分子鎖切断処理して得られたリサイクル熱可塑性物質
は、その分子鎖切断処理した末端基が化学的に活性なア
ルコキシル基であるため貯蔵安定性が悪いという難点が
あった。
に活性なアルコキシル基リサイクル熱可塑性物質は、分
子鎖切断処理時間経過と共に活性なアルコキシル基を介
して架橋反応が進行し、それによって架橋ポリマーへ逆
戻りしてしまうのである。
るメタノールを用いた超臨界メタノールによって架橋箇
所を分子鎖切断処理して得られたリサイクル熱可塑性物
質は、その末端基のアルコキシル基の活性が大きく、そ
の結果得られたリサイクル熱可塑性物質は切断処理経過
時間と共に架橋反応が急速に進行してしまうという難点
があった。当然、熱硬化性を有する架橋ポリエチレンは
再使用したり、再利用したりすることが困難である。
箇所を分子鎖切断処理したときばかりでなく、他の架橋
ポリマーでも同様である。
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、架橋ポリマーの架橋箇所を分子鎖切断する
ときには優れた省エネルギー性を発揮でき、且つその分
子鎖切断作業により得られたリサイクル熱可塑性物質は
優れた貯蔵安定性、熱可塑性及び再利用加工性を有する
ものであることを特徴とする架橋ポリマーのマテリアル
リサイクル物を提供することにある。
ろは、超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコール、又
は高温高圧アルコールにより架橋ポリマーの架橋部分を
分子鎖切断して成るリサイクル熱可塑性物質に、前記超
臨界アルコール若しくは亜臨界アルコール、又は高温高
圧アルコールとして用いた低級アルコールより炭素数が
多い高級アルコールを再架橋防止剤として添加して成る
ことを特徴とする架橋ポリマーのマテリアルリサイクル
物にある。
テリアルリサイクル物の実施の形態について説明する。
エチレン、架橋ポリプロピレン、架橋塩素化ポリエチレ
ン、架橋エチレン共重合体、シリコーン樹脂、架橋ゴ
ム、架橋シリコーンゴム、架橋シリコーン樹脂等があ
る。
はブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴ
ム、エチレンプロピレンゴム等がある。
としてはエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチル
アクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート
共重合体、エチレンプロピレン共重合体、エチレンブテ
ン共重合体、エチレンオクテンゴム等がある。
が臨界点よりも高い温度、圧力になった状態のアルコー
ルをいう。この超臨界アルコールの密度は通常状態のア
ルコール気体よりも大きく、その分子の運動量は通常状
態のアルコール気体と同程度である。
は臨界点近傍で臨界温度よりも低い温度領域のアルコー
ルである。この亜臨界アルコールの反応性は超臨界アル
コールの反応性に準じたものである。
とは臨界点以上の温度で、且つ臨界圧力以下の状態のア
ルコールをいう。
亜臨界アルコール、又は高温高圧アルコールに用いられ
るアルコールとしては低級アルコール(r−OH)、例
えばメタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノ
ール等がある。
H)とは超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコール、
又は高温高圧アルコールとして用いられた低級アルコー
ル(r−OH)より炭素数が多いアルコールをいう。
タノールのときの高級アルコール(R−OH)とは、エ
タノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、
ヘキサノール、ドテカノール、テトラデカノール、ペン
タエリスリトール、グリセロール、ポリエチレングリコ
ール等がある。
ノールのときの高級アルコール(R−OH)とは、プロ
パノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、
ドテカノール、テトラデカノール、ペンタエリスリトー
ル、グリセロール、ポリエチレングリコール等がある。
パノールのときの高級アルコール(R−OH)とは、ブ
タノール、ペンタノール、ヘキサノール、ドテカノー
ル、テトラデカノール、ペンタエリスリトール、グリセ
ロール、ポリエチレングリコール等がある。
ルコールとを組み合わせて使用されるようになってい
る。
−OH)としては、より望ましくはリサイクル熱可塑性
物質の融点より高い沸点を有するものであることが好ま
しい。
た超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコール、又は高
温高圧アルコールによりシラン架橋ポリマーの架橋部分
を分子鎖切断して得られるリサイクル熱可塑性物質は、
その切断末端基が低級アルコール置換アルコキシシラン
(−Si−O−r)である。そしてこのリサイクル熱可
塑性物質の低級アルコール置換アルコキシシラン(−S
i−O−r)は、他のアルコール、ここでは高級アルコ
ール(R−OH)を添加することにより交換反応が起こ
り、その結果化学的に安定な高級アルコール置換アルコ
キシシラン(−Si−O−R)となるのである。
リサイクル物はその分子鎖切断末端基が添加した高級ア
ルコール(R−OH)によって化学的に安定な高級アル
コール置換アルコキシシラン(−Si−O−R)となっ
ており、それによって再架橋反応が効果的に抑止できる
のである。
サイクル熱可塑性物質は様々な分子量のものがある。例
えば、リサイクル熱可塑性物質としてはその架橋ポリマ
ーの原料未架橋ポリマーと同レベルの分子量分布のもの
やその架橋ポリマーの原料未架橋ポリマーより遥かに低
分子のワックス状のもの等がある。
リサイクル熱可塑性物質100重量部に対して1〜50
重量部であることが好ましい。これは1重量部以下では
貯蔵安定性の向上効果が小さく、逆に添加量が50重量
部以上では再利用するために押し出し作業したりしたと
きの押し出し作業性の悪化、発泡、ブリード等のトラブ
ルが発生するためである。
ルの添加方法としては任意の方法でよく、例えば押出機
による押し出し処理、ロールによる混練処理、ニーダー
による混練処理、ドライブレンド処理、含浸処理等があ
る。
サイクル物の実施例を比較例と共に説明する。 (実施例1)まず、架橋度60%のシラン架橋ポリエチ
レンを50gを秤量、採取した、次に、そのシラン架橋
ポリエチレンを容量500mlの高圧容器内に投入し、
それから容器内の空気を置換した。
た。
るようにエタノールを注入し、架橋箇所の分子鎖切断す
ることにより中間製品である実施例1のリサイクル熱可
塑性物質を得た。
ある実施例1のリサイクル熱可塑性物質を取り出し、そ
れから真空乾燥した。
施例1のリサイクル熱可塑性物質100重量部、ドデカ
ノール2重量部をそれぞれ秤量、採取し、それからそれ
らをドライブレンドした。
入し、それから押し出しすることにより混練した。
ト化することにより実施例1の架橋ポリマーのマテリア
ルリサイクル物を得た。 (実施例2)架橋ポリエチレンの代わりに架橋酢酸ビニ
ル共重合体を用い、またドデカノールの添加量を30重
量部とした以外は実施例1と同様にすることにより、実
施例2の架橋ポリマーのマテリアルリサイクル物を得
た。 (実施例3)まず、先に得られた真空乾燥した実施例1
の中間製品である実施例1のリサイクル熱可塑性物質を
採取した。
物質をグリセロールへ所定時間溝漬けすることによりマ
テリアルリサイクル物を得た。
乾燥することにより実施例3の架橋ポリマーのマテリア
ルリサイクル物を得た。 (実施例4)まず、先に得られた真空乾燥した実施例1
の中間製品である実施例1のリサイクル熱可塑性物質を
採取した。
物質をペンタエリスリトールへ溝漬けすることによりマ
テリアルリサイクル物を得た。
乾燥することにより実施例4の架橋ポリマーのマテリア
ルリサイクル物を得た。 (実施例5)まず、先に得られた真空乾燥した実施例1
の中間製品である実施例1のリサイクル熱可塑性物質を
採取した。
物質をグリセロール90%、デカノール10%の混合液
へ溝漬けすることによりマテリアルリサイクル物を得
た。
乾燥することにより実施例5の架橋ポリマーのマテリア
ルリサイクル物を得た。 (実施例6)架橋ポリエチレンの代わりにシラン架橋酢
酸ビニル共重合体を用いた以外は実施例1と同様にする
ことにより、実施例6の架橋ポリマーのマテリアルリサ
イクル物を得た。 (実施例7)ドデカノールの添加量を50重量部とした
以外は実施例1と同様にすることにより、実施例2の架
橋ポリマーのマテリアルリサイクル物を得た。 (比較例1)まず、架橋度60%のシラン架橋ポリエチ
レンを50gを秤量、採取した。
500mlの高圧容器内に投入し、それから容器内の空
気を置換した。
た。
るようにエタノールを注入し、架橋箇所の分子鎖切断す
ることにより比較例1のリサイクル熱可塑性物質を得
た。
物質は、実施例1の中間製品であるリサイクル熱可塑性
物質と同一である。 (比較例2)まず、先に得られた真空乾燥した実施例1
の中間製品である実施例1のリサイクル熱可塑性物質を
採取した。なお、この実施例1の中間製品であるリサイ
クル熱可塑性物質は、比較例1のリサイクル熱可塑性物
質と同一である。
イクル熱可塑性物質をメタノールへ所定時間溝漬するこ
とによりマテリアルリサイクル物を得た。
乾燥することにより比較例2の架橋ポリマーのマテリア
ルリサイクル物を得た。 (比較例3)まず、架橋度60%のシラン架橋酢酸ビニ
ル共重合体を50gを秤量、採取した。
を容量500mlの高圧容器内に投入し、それから容器
内の空気を置換した。
た。
るようにエタノールを注入し、架橋箇所の分子鎖切断す
ることにより比較例3の架橋ポリマーのマテリアルリサ
イクル物を得た。 (試験方法) 貯蔵安定性(促進再架橋性試験) まず、実施例及び比較例の架橋ポリマーのマテリアルリ
サイクル物をそれぞれ50℃のスチーム雰囲気下におい
て10日間放置した。
ポリマーのマテリアルリサイクル物についてそれぞれ架
橋度を測定した。
マテリアルリサイクル物をそれぞれ50℃のスチーム雰
囲気下において10日間放置し、取り出したものを用意
した。
投入し、それから押し出した。
ものを×で示した。 (試験結果)これらの試験結果を表1に示した。
ンを超臨界エタノールでその架橋箇所の分子鎖切断をし
て成る比較例1のリサイクル熱可塑性物質は、50℃の
スチーム雰囲気下において10日間の再架橋処理を行う
と50%のゲル分率となるまで架橋が進行してしまう。
当然、このようにゲル分率が上がったものは架橋ポリエ
チレンへ逆戻りし、その結果押し出し加工品の外観が悪
い。
タノールでその架橋箇所の分子鎖切断をした後、その超
臨界エタノールより炭素数が少ない低級アルコールのメ
タノールへ所定時間溝漬して成るマテリアルリサイクル
物である比較例2の架橋ポリマーのマテリアルリサイク
ル物では、本発明の架橋防止効果が全くなく、そのため
50℃のスチーム雰囲気下において10日間の再架橋処
理を行うと50%のゲル分率となるまで架橋が進行して
しまう。
臨界エタノールでその架橋箇所の分子鎖切断をして成る
比較例3のリサイクル熱可塑性物質も、50℃のスチー
ム雰囲気下において10日間の再架橋処理を行うと50
%のゲル分率となるまで架橋が進行してしまう。当然、
このようにゲル分率が上がったものは架橋酢酸ビニル共
重合体へ逆戻りし、その結果押し出し加工品の外観が悪
い。
ーのマテリアルリサイクル物は50℃のスチーム雰囲気
下において10日間の再架橋処理を行ってもゲル分率が
10%以下であり、優れた貯蔵安定性を発揮した。その
ため架橋ポリマーのマテリアルリサイクル物を50℃の
スチーム雰囲気下において10日間の再架橋処理をして
も優れた熱可塑性を維持でき、それにより押し出し加工
品の外観が良好である。
イクル物は架橋ポリマーの架橋箇所を分子鎖切断すると
きには優れた省エネルギー性を発揮でき、しかもその分
子鎖切断作業により得られたリサイクル熱可塑性物質は
優れた貯蔵安定性、熱可塑性及び再利用加工性を有する
ものであり、工業上有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコー
ル、又は高温高圧アルコールにより架橋ポリマーの架橋
部分を分子鎖切断して成るリサイクル熱可塑性物質に、
前記超臨界アルコール若しくは亜臨界アルコール、又は
高温高圧アルコールとして用いたアルコールより炭素数
が多いアルコールを添加して成ることを特徴とする架橋
ポリマーのマテリアルリサイクル物。 - 【請求項2】前記炭素数が多いアルコールはリサイクル
熱可塑性物質の融点より高い沸点を有するものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の架橋ポリマーのマテリア
ルリサイクル物。 - 【請求項3】前記炭素数が多いアルコールの添加量はリ
サイクル熱可塑性物質100重量部に対して1〜50重
量部であることを特徴とする請求項1記載の架橋ポリマ
ーのマテリアルリサイクル物。 - 【請求項4】前記架橋ポリマーは架橋ポリエチレン、架
橋ポリプロピレン、架橋塩素化ポリエチレン、架橋エチ
レン共重合体、シリコーン樹脂、架橋ゴム、架橋シリコ
ーンゴム、架橋シリコーン樹脂の中から選ばれた1種で
あることを特徴とする請求項1記載の架橋ポリマーのマ
テリアルリサイクル物。
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JP2001221355A JP4534395B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 架橋ポリマーのマテリアルリサイクル物の製造方法 |
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