JP2007130885A - プラスチック廃材の再資源化方法、およびそれを用いたプラスチック成形体の製造方法、プラスチック成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数種のプラスチックから構成されたプラスチック系混合物を含むプラスチック廃材を再資源化する方法であって、制御により達成すべきプラスチック系混合物に含まれる異物の混入量、粒径を決定する工程と、前記工程での決定に基づき、プラスチック系混合物に添加すべき添加剤の種類、量を決定する工程と、プラスチック系混合物に、前記工程で決定された種類、量の添加剤を添加し加熱溶融した後、成形してプラスチック成形体を得る工程であって、前記プラスチック系混合物に含まれる異物が前記決定された混入量、粒径となるように制御する工程を含むプラスチック廃材の再資源化方法。
【選択図】図1
Description
また、本発明は、複数種のプラスチックから構成されたプラスチック系混合物を含むプラスチック廃材を再資源化する方法であって、比重分離により、前記プラスチック廃材から所望のプラスチックを選別する選別工程と、前記選別工程で選別したプラスチックを加熱溶融し、成形してプラスチック成形体を得る成形工程とを少なくとも含み、前記成形工程は、前記選別したプラスチックに混入する金属を除去するための除去工程と、前記金属を除去するためのフィルタの目開き量に応じて、前記選別したプラスチックに添加する添加剤の種類および/または量を変えて、添加する添加工程を含むことを特徴とする、プラスチック廃材の再資源化方法も提供する。
本発明は、複数種のプラスチックから構成されたプラスチック系混合物を含むプラスチック廃材を再資源化する方法であって、制御により達成すべきプラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径を決定する工程と、前記工程での決定に基づき、プラスチック系混合物に添加すべき添加剤の種類および/または量を決定する工程と、プラスチック系混合物に、前記工程で決定された種類および/または量の添加剤を添加し加熱溶融した後、成形してプラスチック成形体を得る工程であって、前記プラスチック系混合物に含まれる異物が前記決定された混入量および/または粒径となるように制御する工程を含むことを特徴とする、プラスチック廃材の再資源化方法である。ここで、異物とは、プラスチック系混合物に含まれる再資源化するプラスチック以外の物質を指し、加熱溶融温度以上の融点を持つ、ゴム、金属、塵、埃なども含むものとする。
使用後の家電4品目(テレビ、エアコン、冷蔵庫、洗濯機)を回収した(ステップ101)。前記家電4品目を解体し、コンプレッサ、熱交換器などの大型の金属部品や、洗濯機の水槽、冷蔵庫の野菜ケースなどの大型のプラスチック成形品を回収した(ステップ102)。次に、大型の金属部品や大型プラスチック成形品を取り外した該家電4品目を通常の破砕機を利用して、粒度が60mm程度になるよう粗破砕した(ステップ104)。次に、通常の渦電流選別機を用いて金属形破砕物とプラスチック系破砕物に選別した後、プラスチック系破砕物を通常の密閉式風力選別機に投入し、ポリウレタン断熱材や発泡スチロールなどの軽量側プラスチック混合物、金属、ゴム、微粉などを除去した。回収した重量側プラスチック混合物からさらに、粒度の大きいプラスチック粗片を選択的に取り出した。次に、通常の破砕機を利用して15mm程度に微破砕した。次に、液体を用いて比重差により軽量側プラスチックと重量側プラスチックとに分別した(ステップ104)。なお、本実施例では、湿式比重分離に用いる液体に比重1の水を用いて、軽量側プラスチック混合物である、ポリオレフィン系プラスチック混合物を主成分とするプラスチック系混合物を選別・回収した。得られたプラスチック系混合物を洗浄後、乾燥した(ステップ105)。
実施例1と同様の手順で回収した製品を再資源化するとき、再資源化するプラスチックに含まれる異物の混入量および粒径と前記異物の制御能との関係をデータベースに整理した。異物の混入量および粒径の制御は、ペレット状のプラスチック原料を加熱溶融して220mm×220mm×1mmのプレスシートを作成し、塵埃計測図表などを参考に、目視観察することにより、行なった。表2にペレット状の前記プラスチック原料に含まれる異物の混入量およびその大きさとフィルタの目開き量の関係を示す。
再資源化したプラスチックが家電4品目の部材に採用できるような物性および特性をもつことを可能にするために、異物の混入量と熱酸化劣化との関連を調査した。表3に回収した前記家電4品目から作成したペレット状のプラスチック原料に混入する異物の量と、ペレット状のプラスチック原料から作製したASTM準拠の物性測定用試験片の酸化劣化特性との関係を示す。
再資源化したプラスチックが家電4品目の部材に採用できるような特性をもつことを可能とするために、実験例2を参考にして、フィルタの目開き量と酸化劣化特性との関係とその改質について調査した。表4に酸化劣化特性を改善するための添加剤の種類と添加量との関係を示す。
冷蔵庫の部品の1つに再資源化したプラスチックを採用するために、スクリーンメッシュの目開き量および添加剤の種類および量とこれらを採用して作成したASTM準拠の物性測定用試験片を用いて、表5に示す物性を測定した。表5において、冷蔵庫の部品の要求特性と前記物性測定用試験片の物性値と比較し適合性を調査した。ここで、冷蔵庫部品の要求特性とは、最低限必要な部品の特性値であって、バージン材などの仕様書記載の規格値とは異なり、全ての特性値を満足する必要がある。たとえば、表5において、スクリーンメッシュの目開き量0.50mmを採用し、さらにフェノール系酸化防止剤0.1wt%およびリン系酸化防止剤0.2wt%を添加した物性値は伸び(%)およびアイゾット衝撃値を満たしておらず冷蔵庫部品の要求特性を満たしていないことが分かる。また、スクリーンメッシュの目開き量0.40mmを採用し添加剤を添加しない場合は熱酸化劣化特性を満たしていないことが分かる。ここで、局所劣化とは熱酸化劣化試験を行なった後に局所的に現れる劣化であり外観特性に含まれる。表5に示す冷蔵庫部品の局所劣化の要求特性「<2」は出現した局所劣化が2箇所以下であることを示している。また、表5はプラスチック廃材の再資源化支援のためのデータベースの一部を表現している。表5に示すようなメッシュ径および添加剤の種類および/または量と、これらを採用して作成される製品の物性値および特性値をデータベースに表現することにより、データベースを参照しながら容易にスクリーンメッシュの目開き量と添加剤を決定することができる。
回収した家電4品目から図1に示したフローでポリオレフィン系プラスチックを分離回収し所定の相容化剤を配合して、株式会社テクノベル製の2軸押出成形機(スクリュー径φ25mm、L/D=26)を用い、回転数155rpmでリサイクルペレットを調製した。なお、異物の除去は押出加工時のスクリーンメッシュで行い、試料を調製した。その後射出成形により試験片を作成し、引張強度などの物性を測定し評価検討した。また、調製した試験片を所定時間140℃で熱酸化劣化試験を行なった後、引張強度などの機械物性を測定し評価検討した。さらに、分離回収したポリオレフィン系プラスチックの押出加工時のスクリーンメッシュの目開き量による物性と生産性への影響を検討した。
Claims (20)
- 複数種のプラスチックから構成されたプラスチック系混合物を含むプラスチック廃材を再資源化する方法であって、
制御により達成すべきプラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径を決定する工程と、
前記工程での決定に基づき、プラスチック系混合物に添加すべき添加剤の種類および/または量を決定する工程と、
プラスチック系混合物に、前記工程で決定された種類および/または量の添加剤を添加し加熱溶融した後、成形してプラスチック成形体を得る工程であって、前記プラスチック系混合物に含まれる異物が前記決定された混入量および/または粒径となるように制御する工程を含むことを特徴とする、プラスチック廃材の再資源化方法。 - 前記プラスチック系混合物を加熱溶融する際に、前記プラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径の制御を行なうことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記プラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径の制御が、フィルタの目開き量によって行なわれるものである、請求項2に記載の方法。
- 前記制御により達成すべきプラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径が、再資源化されたプラスチックを用いた製品の要求特性に応じて決定され、当該異物の混入量および/または粒径の制御によって再資源化するプラスチックの品質を制御することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記プラスチック系混合物に添加すべき添加剤の種類および/または量の決定が、プラスチック系混合物中における異物の混入量および/または粒径の分布に基づき決定されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記制御により達成すべきプラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径の決定、ならびに、前記プラスチック系混合物に添加すべき添加剤の種類および/または量の決定が、プラスチック系混合物中の異物の混入量および/または粒径と、添加すべき添加剤の種類および/または添加量との関係についての情報を予め蓄積したデータベースを利用してなされるものである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記添加剤が、金属不活性化剤、相容化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶化核剤および充填剤のうちから選ばれる少なくともいずれかである、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記プラスチック廃材は、テレビ、エアコン、洗濯機、冷蔵庫からなる群から選ばれる製品であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記制御により達成すべきプラスチック系混合物に含まれる異物の混入量および/または粒径が、前記プラスチック廃材を構成する製品構成比および/またはプラスチック構成比に応じて決定されるものである、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 前記フィルタの目開き量が0.075mm以上1mm以下であることを特徴とする請求項3〜9のいずれかに記載の方法。
- 複数種のプラスチックから構成されたプラスチック系混合物を含むプラスチック廃材を再資源化する方法であって、
比重分離により、前記プラスチック廃材から所望のプラスチックを選別する選別工程と、
前記選別工程で選別したプラスチックを加熱溶融し、成形してプラスチック成形体を得る成形工程とを少なくとも含み、
前記成形工程は、前記選別したプラスチックに混入する金属を除去するための除去工程と、前記金属を除去するためのフィルタの目開き量に応じて、前記選別したプラスチックに添加する添加剤の種類および/または量を変えて、添加する添加工程を含むことを特徴する、プラスチック廃材の再資源化方法。 - 前記金属は、少なくとも銅および/または鉄を含み、前記添加剤は、金属不活性化剤および/または酸化防止剤であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記フィルタの目開き量は、0.20mm以上0.53mm以下であることを特徴とする請求項11または12に記載の方法。
- 前記添加剤としてフェノール系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤を用い、プラスチック系混合物100重量部に対してフェノール系酸化防止剤の添加量が0.01重量部〜5重量部、リン系酸化防止剤の添加量が0.01重量部〜5重量部であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 前記添加剤として金属不活性化剤を用い、プラスチック系混合物100重量部に対して金属不活性化剤の添加量が5重量部以下であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
- 再資源化するプラスチックの系統が、ポリオレフィン系プラスチック、ポリスチレン系プラスチック、その他のプラスチックであることを特徴とする、請求項1〜15のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜16のいずれかに記載の方法を用いてプラスチック成形体を得る、プラスチック成形体の製造方法。
- 請求項17に記載の方法により製造されたプラスチック成形体。
- ペレット状であることを特徴とする請求項18に記載のプラスチック成形体。
- エアコン、テレビ、冷蔵庫および洗濯機によりなる群から選ばれる製品に用いられることを特徴とする、請求項18または19に記載のプラスチック成形体。
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