JP2009242545A

JP2009242545A - ポリ乳酸系発泡体のリサイクル前処理方法

Info

Publication number: JP2009242545A
Application number: JP2008090256A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Furukawa; 友紀古川; Shinichi Fukunaga; 真一福永
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】大きな破砕機を使用しなくても、破砕減容が困難なポリ乳酸系発泡体や、副成分を含むポリ乳酸系樹脂発泡体を容易に減容して反応押出機に導入し、該発泡体のモノマーリサイクルを容易にする方法を提供すること。
【解決手段】ポリ乳酸系発泡体を８０℃〜１００℃、相対湿度８０％以上の条件下で処理したのち、粉砕することを特徴とするポリ乳酸系発泡体のリサイクル前処理方法に従って、前処理を行ってから、リサイクル処理を実施すること。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリ乳酸系発泡体のリサイクル前処理方法に関する。

ポリ乳酸は、非石油系樹脂、生分解性樹脂のなかでも特に量産化が進み、ポピュラーな樹脂であるだけでなく、通常の使用条件においては顕著な生分解性が認められず、安定して使用できる数少ない樹脂である。物性的にもポリスチレン（ＰＳ）に近く、ポリスチレン発泡ビーズ、発泡シート等の代替としても開発が進んでおり、包装資材用途にも使われてきている。

しかし、発泡体は軽量かつ断熱性、緩衝性があり、重宝な反面、廃棄物となるとかさばってしまうため、日本のような狭い国土の国においては埋め立てに使うわけにもいかず、廃棄物処理は重要な課題である。

ポリ乳酸は熱履歴を繰り返し受けることで徐々に劣化（分子量低下）などが起こるため、マテリアルリサイクルやリユースといった手法は適用が難しい。このため、主たるリサイクル方法は、サーマルリサイクル、モノマーリサイクルなどに限定される。特にモノマーリサイクルは、最近の研究で酸化マグネシウム系触媒を用いることで反応押出しながら減圧留去し、ラクチドモノマーのみを効率的に回収する方法が開発されている。この方法は、非加水分解性の樹脂とのブレンド物からも効率的にラクチドを回収すると言われており、将来的にはモノマーリサイクルが主流となるものと思われる。

ポリ乳酸発泡体も耐熱性等の欠点を克服するためにフィラー類や他樹脂をブレンドしているケースがあり、このモノマーリサイクルプロセスは最適なリサイクル方法と言える。

しかし、発泡体は非常にかさばる上、大きな破砕機が必要で、破砕してもなかなか細かくならない上、破砕減容しても１０倍発泡程度にしかならないため、反応押出設備に導入することが難しい。

また、特許文献１では、１００〜１３０℃の水蒸気を暴露することにより、減容することが可能としているが、局所的に高温の水蒸気が当たるため、表面近傍のみがメルトダウンしてしまって内部に水蒸気が浸透せず、不均一で破砕減容が困難であり、反応押出設備に導入することができなかった。
特開２００４−１２３８１０号公報

本発明の目的は、大きな破砕機を使用しなくても、破砕減容が困難なポリ乳酸系発泡体や、副成分を含むポリ乳酸系樹脂発泡体を容易に減容して反応押出機に導入し、該発泡体のモノマーリサイクルを容易にする方法を提供すること。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリ乳酸系発泡体を特定の温度、特定の相対湿度下で処理したのち、粉砕すると容易に粉砕できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の第一は、ポリ乳酸系発泡体を８０℃〜１００℃、相対湿度８０％以上の条件下で処理したのち、粉砕することを特徴とするポリ乳酸系発泡体のリサイクル前処理方法に関する。

本発明によれば、大きな破砕機を使用しなくても、破砕減容が困難なポリ乳酸系発泡体や、副成分を含むポリ乳酸系樹脂発泡体を容易に減容して反応押出機に導入し、該発泡体のモノマーリサイクルを容易にする方法を提供することができる。

以下、本発明をより具体的に説明する。本発明ポリ乳酸系発泡体のリサイクル処理方法は、ポリ乳酸系発泡体を特定の温度、特定の相対湿度下で処理したのち、粉砕することを特徴とする。

本発明がリサイクル前処理の対象とするポリ乳酸系樹脂発泡体は、ポリ乳酸系樹脂を基材樹脂とするポリ乳酸系発泡粒子を融着してなる発泡成形体であり、押出発泡、射出発泡、ビーズ発泡等、その発泡技術の別を問わない。また、該ポリ乳酸系樹脂はポリ乳酸を主成分とするが、ポリ乳酸の分解条件で分解しないポリ乳酸以外の成分が混入していても、架橋剤によって架橋されていても、無機物質等が混入していてもなんら影響を受けない。該基材樹脂中にはポリ乳酸系樹脂が５０重量％以上含まれることが好ましく、より好ましくは７０重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上である。

＜リサイクル前処理工程＞
リサイクル処理対象のポリ乳酸系樹脂発泡体を加水分解処理すれば良いが、該処理はポリ乳酸系樹脂の加水分解による低分子化を伴い、水中での熱処理は表面近傍の加水分解のみを進行させるので、蒸気を使用して加熱することが好ましい。また、蒸気が高温すぎる（高圧高温蒸気あるいは過熱水蒸気）場合、樹脂がメルトダウンしてしまって内部に蒸気が浸透せず、不均一な処理になり、破砕減容が困難になるので、相対湿度８０〜１００％の雰囲気下で８０℃〜１００℃の温度で加熱処理することが好ましい。処理温度にもよるが、例えば８０℃、相対湿度１００％で処理する場合、処理時間は少なくとも２４時間以上あれば、手でも容易に破砕減容（粉末化）ができるようになる。

＜リサイクル処理工程＞
上記で得られた粉末化されたポリ乳酸系樹脂発泡体は、例えば反応押出機に導入し、公知の方法に従ってモノマーリサイクルできる。

以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例において「部」や「％」は重量基準である。

（実施例１）
まず、Ｄ体比率１０％、ＭＩ値３．７ｇ／１０分のポリ乳酸１００重量部とポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン（株）製、ＭＲ−２００）２．０重量部を、二軸押出機（東芝機械製、ＴＥＭ３５Ｂ）を用いて、シリンダー温度１８５℃で溶融混練し、水中カッターを用いて約１ｍｍφ（約１．５ｍｇ）のビーズ状のポリ乳酸系樹脂粒子を得た。

得られたポリ乳酸系樹脂粒子１００重量部に対して、水１００重量部、発泡剤として脱臭ブタン（ノルマルブタン／イソブタン重量比＝７／３）１２重量部、食塩１０重量部、分散助剤としてポリオキシエチレンオレイルエーテル０．３重量部をオートクレーブに仕込み、８４℃で９０分間保持した。十分に冷却後取出し、乾燥して、ポリ乳酸系発泡性粒子を得た。得られたポリ乳酸系発泡性粒子の含浸率は５．５％であった。

該ポリ乳酸系発泡性粒子を予備発泡機（ダイセン工業製、ＢＨＰ−３００）に約１．５ｋｇ投入し、９０℃の蒸気に４０〜６０秒間保持した。得られたポリ乳酸系発泡粒子を風乾した後、篩を使用し融着粒子を分別した。分取されたポリ乳酸系発泡粒子の発泡倍率は４０倍であった。

発泡成形機（ダイセン工業製、ＫＲ−５７）に３００×４５０×２０ｍｍの金型を設置し、上記で得られた発泡粒子を圧縮率０％で充填し、スチーム圧０．１ＭＰａで１０〜２０秒処理して型内成形を実施し、発泡成形体を得た。

得られた発泡成形体を８０℃、相対湿度１００％で、２４時間処理したところ、２軸押出機のフィーダーに入る程度に手で容易に粉砕できた。

（比較例１）
実施例１で得られた発泡成形体を湿熱処理せずに、そのまま手で粉砕しようとしたが、２軸押出機のフィーダーに入るような大きさにはできなかった。

（比較例２）
市販のＰＬＡ発泡容器（発泡成形品）を湿熱処理せずに、そのまま手で粉砕しようとしたが、２軸押出機のフィーダーに入るような大きさにはできなかった。

Claims

ポリ乳酸系発泡体を８０℃〜１００℃、相対湿度８０％以上の条件下で処理したのち、粉砕することを特徴とするポリ乳酸系発泡体のリサイクル前処理方法。