JP2004231873A

JP2004231873A - ポリオレフィン系樹脂の再生利用方法

Info

Publication number: JP2004231873A
Application number: JP2003024377A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Miyanaga; 俊明宮永
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】廃プラスチックからの回収ポリオレフィン系樹脂を、バージン樹脂並みの機械的物性を有する再生ペレットとして再生利用。
【解決手段】廃プラスチックから選別回収したポリオレフィン系樹脂１００重量部に、無機フィラー３〜５０重量部及び／又はエラストマー０．３〜３０重量部を配合しペレット化する。ポリオレフィン系樹脂の選別回収方法は水浸漬比重差を利用した樹脂選別方法がよい。無機フィラーは、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、クレー、カオリン又はマイカの少なくとも一種、エラストマーは、エチレン−プロピレンエラストマー又はエチレン−プロピレン−ブタジエンエラストマーである。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオレフィン系樹脂の再生利用方法に関し、更に詳しくは、一度使用され廃棄されたプラスチックのうち、廃ポリオレフィン系樹脂を再び樹脂成形用ペレットとして再生利用する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−３０２５１号公報
【特許文献２】特開２００１−３０２８０９号公報
【０００３】
近年、各種リサイクル法の施行により、プラスチックのリサイクルが真剣に試みられている。中でも、廃プラスチックのマテリアルリサイクル利用は、真の循環型社会システムの構築という視点で非常に重要であるため、廃プラスチックから再び射出成形用ペレットを製造方法や、再生ペレット製造するための配合処方検討が行われている。
【０００４】
特許文献１には、複数の樹脂種と複数色調が混在するプラスチック成形品を、樹脂種別と色調別に選別し、粉砕、洗浄、異物除去を連続的に行い、再使用可能な回収プラスチック粉砕片を得るプラスチックリサイクルシステムを提案している。しかしながら、廃プラスチックは、一度使用されて劣化している場合が多いことや、たとえ同じ樹脂種を選別回収できたとしても、その回収樹脂は各樹脂メーカのさまざまなグレードの混在物となるために、これを溶融混練して再生ペレット化した場合、得られたペレットの機械的物性はバージン樹脂に比較して１〜２割程度低下するという欠点が避けられない。
【０００５】
また、特許文献２には、無機フィラーを配合したポリオレフィン系樹脂のリサイクル使用するにあたり、ハイドロタルサイト類化合物と特定のフェノール系酸化防止剤及びホスファイト系酸化防止剤を配合し、熱酸化安定性、臭気、色相安定性が良好なポリオレフィン系樹脂組成物を提案している。しかしながら、これは化学的安定性を改善するものであって、機械的物性を改善するものではない。また、無機フィラー配合ポリオレフィン系樹脂を対象とし、多種多様なポリオレフィン系樹脂の混合物に対して適用できるものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、廃プラスチックから回収されたポリオレフィン系樹脂を再び樹脂成形用ペレットとしてリサイクル使用するにあたり、再生ペレットがバージン樹脂並みの機械的物性を発揮するポリオレフィン系樹脂の再生利用方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、その解決策を見出すべく鋭意検討した結果、廃プラスチックから回収されたポリオレフィン系樹脂に、無機フィラー及び／又はエラストマーを所定割合で配合し、これをペレット化すると、得られる再生ペレットがバージン並みの機械的物性を発現することを発見し、本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、廃プラスチックから選別回収されたポリオレフィン系樹脂１００重量部に、無機フィラー３〜５０重量部又はエラストマー０．３〜３０重量部を配合し、これをペレット化することを特徴とするポリオレフィン系樹脂の再生利用方法である。
【０００９】
また、本発明は、廃プラスチックから選別回収されたポリオレフィン系樹脂１００重量部に、無機フィラー３〜５０重量部及びエラストマー０．３〜３０重量部を配合し、これをペレット化することを特徴とするポリオレフィン系樹脂の再生利用方法である。
【００１０】
前記ポリオレフィン系樹脂の再生利用方法において、ポリオレフィン系樹脂の選別回収方法は、水浸漬比重差を利用した樹脂選別方法であり、再生されるポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのポリマーアロイ、ポリエチレンとポリプロピレンのポリマーブレンド又はエチレン−プロピレン共重合物の一種又は二種以上であり、無機フィラーは、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、クレー、カオリン又はマイカの一種又は二種以上であり、エラストマーは、エチレン−プロピレンエラストマー及び／又はエチレン−プロピレン−ブタジエンエラストマーであることがよい。
【００１１】
以下、本発明の詳細を詳しく説明する。
本発明でリサイクルされるポリオレフィン系樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合樹脂や、エチレン、プロピレン等のオレフィンと他のビニルモノマーとの共重合体樹脂などが挙げられる。また、これらのポリオレフィン系樹脂の二種以上のポリマーブレンドやポリマーアロイであってもよい。また、廃棄物に由来するため、ポリオレフィン系樹脂以外の成分、例えばポリオレフィンフィルムとラミネートされた他の樹脂フィルム、収集時に混入する塩ビ系等の他の樹脂等が含まれることがあるが、少量であれば差し支えない。好ましくは、ポリオレフィン系樹脂を全体の９０重量％以上含有するものがよい。
【００１２】
廃プラスチックからポリオレフィン系樹脂の選別回収方法は、特に制限しないが、好ましくは、水浸漬比重差を利用した樹脂選別方法（例えば、株式会社エヌ・ティー・エス社発行「廃家電品・廃コンピューターの処理とリサイクル」記載参照）がよい。ポリオレフィン系樹脂は比重が１．０以下であり、水浸漬条件下で水に浮いて他樹脂との分離が容易である。
【００１３】
通常、廃プラスチックをそのまま押出機などにより再生ペレット化すると、樹脂劣化や各種プラスチック混在のため、得られたペレットの物性低下が起きる。本発明は、回収ポリオレフィン系樹脂に、無機フィラーやエラストマーを配合し、これをペレット化することによって、使用目的とする部材の物性値に調整した再生ペレットを得るものである。例えば、曲げ強度を改善するには、ガラス繊維等のアスペクト比の高い無機フィラーが好ましく、剛性率や衝撃強度のバランスを保つには、タルク、カオリン等の無機フィラーが好ましく、諸物性バランスを保ちながらコスト低減を図りたい場合は炭酸カルシウムが好ましい。また、引っ張り破断伸びやＩＺＯＤ衝撃強度を改善するには、エチレン−プロピレンエラストマー等のエラストマーが好ましい。要求物性が複数にわたる場合は、これらの無機フィラーとエラストマーを併用し、その配合比率を調整して所望の物性を発揮させることが好ましい。このように、本発明は、廃プラスチックから回収されたポリオレフィン系樹脂を原料として自由なコンパウンド設計が可能である。
【００１４】
回収ポリオレフィン系樹脂に配合する無機フィラーは、汎用樹脂の強化フィラー又は増量フィラーとして使用されるものであればよく、例えばタルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、クレー、カオリン、マイカなどが代表的である。これらの無機フィラーは、一種だけを配合してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの無機フィラーのうち、炭酸カルシウムとタルクは、再生ペレットの機械的強度発現性から好ましいものである。
【００１５】
回収ポリオレフィン系樹脂に対する無機フィラーの配合割合は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、無機フィラー３〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部である。無機フィラーの配合割合が３重量部より少ないと機械的物性の改善効果が低く、５０重量部を超えるとプラスチックとしての軽量性が損なわれる。
【００１６】
また、回収ポリオレフィン系樹脂に配合するエラストマーは、汎用樹脂の強化エラストマーとして使用されるものであればよく、例えば、エチレン−プロピレンエラストマー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ブタジエンエラストマー（ＥＰＤＭ）などが代表的である。これらのエラストマーのうち、エチレン−プロピレンエラストマーは、再生ペレットの物性発現性などから好ましいものである。
【００１７】
回収ポリオレフィン系樹脂に対するエラストマーの配合割合は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、エラストマー０．３〜３０重量部、好ましくは０．５〜２０重量部である。エラストマーの配合割合が０．３重量部より少ないと引っ張り破断伸びやＩＺＯＤ衝撃強度が改善されず、３０重量部を超えると汎用プラスチックとしての価格性が劣るために好ましくない。
【００１８】
廃プラスチックから回収したポリオレフィン系樹脂には、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂が混在している。したがって、ＥＰＲ等のエラストマーを存在させると、エラストマーがエチレン部とプロピレン部をつなぐ相溶化剤的な役割をするために、再生ペレットの内部構造がより均一化され、諸物性バランスのよい再生ペレットが得られる。
【００１９】
ポリオレフィン系樹脂に無機フィラーやエラストマーを配合して再生ペレットを製造するには、公知の方法・装置を採用すればよい。例えば、ペレット化装置としては、減容粒子化樹脂と無機フィラーやエラストマーを溶融混練し、ストランドとして押出し、これを所定の長さに切断する樹脂押出機が一般的である。樹脂押出機は、特に制限はないが、スクリュー長さ（Ｌ）とスクリュー直径（Ｄ）の比率（Ｌ／Ｄ）が２０〜４５である単軸押出機や２軸押出機が良好に使用できる。
【００２０】
本発明の再生ペレットを製造する際、酸化防止剤、難燃化剤、顔料等の添加剤を少量配合することもできる。このようにして得られた再生ペレットは、バージン樹脂から製造したバージンペレットと遜色のない機械的物性を発揮し、フィルム製品や成形品など各種用途に再利用することができる。
【００２１】
【実施例】
実施例１〜８、比較例１〜７
回収ポリオレフィン系樹脂として、家電製品協会の家電リサイクル試験プラントで発生した家電製品の廃プラスチックから、水浸漬による比重差選別したポリオレフィン系樹脂を使用した。無機フィラーとして、林化成社製のタルク（５０００Ｓ）、同和カルファイン社製の炭酸カルシウム（ＫＳ１３００）、日本板硝子社製のガラス繊維（ＴＰ−６０）及び林化成社製のクレー（サチントンＳ）を使用した。エラストマーとして、ＪＳＲ社製のエチレン−プロピレンエラストマー（ＥＰＲ−ＥＰ０２Ｐ）を使用した。また、物性値比較用のバージン樹脂には、家電製品でよく使用されているモンテルＳＤＫサンライズ社製のポリプロピレン（ＰＭＢ６０Ａ）を使用した。
これらの樹脂及び無機フィラー、エラストマーを、田辺プラスチック社製４０ｍｍ単軸押出機によりペレット化し、得られた再生ペレットを射出成形により試験片を製作し、この試験片について常法により物性を評価した。
評価物性値のバランスから総合評価を行い、物性値バランスがバージンポリプロピレン樹脂以上に優れているものを「◎」、バージンポリプロピレン並みに優れているものを「○」、バージンポリプロピレンと比較して一部物性バランスが劣るものを「△」、バージンポリプロピレンと比較して全般的に劣るものを「×」とした。結果を表１及び表２に示す。
表中、配合割合は重量部、曲げ強度及び曲げ弾性率はＭＰａ、引張破断伸びは％、ＩＺＯＤ衝撃強度はＫＪ／ｍ^２である。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
表１及び表２から、廃プラスチックから選別回収したポリオレフィン系樹脂に無機フィラー及び／又はエラストマーを配合して得られた再生ペレットは、バージンポリプロピレンとほぼ同等の物性値を発現していることが確認された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、廃プラスチックから選別回収されたポリオレフィン系樹脂に、所定量の無機フィラー及び／又はエラストマーを配合すると、汎用の樹脂押出機により、合理的且つ容易に再生ペレットを製造することができ、プラスチックの循環型利用に大いに貢献できる。

Claims

廃プラスチックから選別回収されたポリオレフィン系樹脂１００重量部に、無機フィラー３〜５０重量部又はエラストマー０．３〜３０重量部を配合し、これをペレット化することを特徴とするポリオレフィン系樹脂の再生利用方法。
廃プラスチックから選別回収されたポリオレフィン系樹脂１００重量部に、無機フィラー３〜５０重量部及びエラストマー０．３〜３０重量部を配合し、これをペレット化することを特徴とするポリオレフィン系樹脂の再生利用方法。
ポリオレフィン系樹脂の選別回収方法が、水浸漬比重差を利用した樹脂選別方法である請求項１又は２記載のポリオレフィン樹脂の再生利用方法。
ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのポリマーアロイ、ポリエチレンとポリプロピレンのポリマーブレンド又はエチレン−プロピレン共重合物の一種又は二種以上である請求項１〜３のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂の再生利用方法。
無機フィラーが、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、クレー、カオリン又はマイカの一種又は二種以上である請求項１〜４のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂の再生利用方法。
エラストマーが、エチレン−プロピレンエラストマー及び／又はエチレン−プロピレン−ブタジエンエラストマーである請求項１〜５のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂の再生利用方法。