JP2011251477A - 繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法、およびそれによって得られた再生成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維強化熱可塑性樹脂の再生利用を行うに当たり、繊維強化樹熱可塑性樹脂の使用理由の大きな要因である、高い剛性を保持したまま、繰り返しリサイクル可能な繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再生成形体を得ることにより、繊維強化熱可塑性樹脂廃材のリサイクル率を高める。
【解決手段】加熱溶融し、押出成形機により押出する工程を経た繊維強化熱可塑性樹脂廃材に、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂を混合させて繊維強化熱可塑性樹脂廃材を再資源化する方法であって、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を前記押出成形機により押出する工程において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御することを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法、およびそれによって得られた再生成形体。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を再生利用するための発明である。より詳しくは、廃棄された製品より回収された繊維強化熱可塑性樹脂廃材の物性を回復させ、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂と同等以上の物性に回復させる再資源化方法、ならびに該再資源化方法によって得られる再生成形体に関するものである。

近年、わが国では所得水準の向上に伴い、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品、パーソナルコンピューターなどの情報機器、プリンタ、ファックスなど事務用機器といった製品が高い普及率で一般家庭に備えられるようになった。その結果、これらの製品の廃棄量も年々増加する傾向にある。また、これらの製品にはプラスチックからなる部材が多く使用されており、製品の廃棄量増加に伴うプラスチック廃材も増加している。

これまで、プラスチック廃材は主に焼却や埋め立てにより処分されてきた。しかし、塩素化合物を含むプラスチック廃材の焼却処理によるダイオキシンの生成、飛散といった環境汚染、さらには嵩の大きいプラスチック廃材の埋立処理場不足が大きな問題となっている。

また、プラスチックは原油などの埋蔵化石燃料を基礎原料として合成されるものが多く、これら埋蔵化石燃料の枯渇、また埋蔵化石燃料の燃焼による二酸化炭素および硫黄酸化物による地球温暖化は、持続可能な社会の構築に向けて早急に対処すべき課題であり、その解決の一助となるためにも、プラスチックからなる製品の再資源化の推進が強く要求されてきている。

ここでこのような状況を受けて２００１年４月に家電リサイクル法が施行された。家電リサイクル法においては、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機の家電４品目のリサイクルが義務づけられ、２００９年４月からは薄型テレビ、衣類乾燥機が追加された。また、それぞれの製品の再商品化率については、エアコン７０％以上、ブラウン管式テレビ５５％以上、薄型テレビ５０％以上、冷蔵庫６０％以上、洗濯機（衣類乾燥機含む）６５％以上の法定基準値が定められている。

そして上述のような家電リサイクル法の施行を受けて、プラスチック廃材の回収は進みつつあり、家電メーカー数社が自社製品に使用されたプラスチック廃材を再利用するための研究に取り組んでいる。このように、ある成形部品に由来するプラスチック廃材を、再び新しい成形部品に再利用する方法はマテリアルリサイクルと呼ばれる手法であり、特に熱可塑性樹脂からなるプラスチック廃材は加熱溶融して再度成形することにより比較的容易にマテリアルリサイクルすることが可能である。また、この手法は廃棄処分場の削減にもつながり、地球環境保護の立場から最も望ましいものとされている。

ところで、近年、自動車部品、航空機部品、住宅機器、家電製品などに用いられるプラスチックに、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維で強化された熱可塑性樹脂（繊維強化熱可塑性樹脂）の使用が増加している。たとえば、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、弾性率の高いガラス繊維を混合することで、剛性を上げることができるため、乾燥機付洗濯機の水槽など高い剛性、耐熱性が要求される部材などに幅広く使用されている。

しかしながら、繊維強化熱可塑性樹脂は成形および再生の工程で繊維の折損が起こるため、加熱溶融して再度成形を行なった場合、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂（バージン材）と比較して機械的強度や耐衝撃性が低下する。したがって、繊維強化熱可塑性樹脂廃材のリサイクルとしては、要求特性の高い熱可塑性樹脂部材に用いられる熱可塑性樹脂の代替用途ではなく、要求特性の低い熱可塑性樹脂部材の原料として用いられるカスケードリサイクルか、燃料として再利用するサーマルリサイクルが主流となっている。

このような問題を克服するため、たとえば、特開平１０−８７８７２号公報（特許文献１）では、繊維強化熱可塑性樹脂廃材のリサイクル方法としてケミカルリサイクルが検討されている。しかしながら、特許文献１に開示されたような反応器内で超臨界水または亜臨界水と接触・反応させ、繊維を分離・回収する方法は、３００〜５００℃という高い温度で反応させるため、大規模な装置と多大なエネルギーを必要とする。また、１００％リサイクルできるマテリアルリサイクルとは異なり、ケミカルリサイクルでは収率１００％で繊維を回収することは極めて困難なため、地球環境保護の観点やコスト面の優位性から見ても、繊維強化熱可塑性樹脂廃材のリサイクル方法として最善の方法であるとは言い難い。

一方で、特開２００５−３１４６７２公報（特許文献２）では、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材のマテリアルリサイクル方法についても提案されている。この特許文献２に開示された方法は、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材に原料熱可塑性樹脂とガラス繊維を混合することによって、バージン材の物性に近づけようとするものである。

しかしながら、この特許文献２に開示された再資源化方法では、物性が低下したガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材を混合する限り、バージン材と同等、もしくはそれ以上の物性に回復するのは困難である。また、上述したとおりガラス繊維強化熱可塑性樹脂は、加熱溶融して再度成形を行なった場合、ガラス繊維の折損を受ける。そのため、特許文献２のように、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材に原料熱可塑性樹脂とガラス繊維を混合しただけでは、加熱溶融によって折損したガラス繊維が残り、ガラス繊維長分布は、バージン材と比べ、短繊維方向に幅広くなる。このようなガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材を用いると、得られる成形体の物性にバラつきが生じやすい。また、各社の製品が混じる実際のリサイクル工程を鑑みると、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材の中には様々なガラス繊維長分布を持った廃材が含まれることが予想される。よって、リサイクル工程の中で、ガラス繊維長分布を一定に制御し、安定した品質を持つガラス繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法が求められる。

特開平１０−８７８７２号公報 特開２００５−３１４６７２公報

したがって、本発明の目的は、繊維強化熱可塑性樹脂の再生利用を行なうに当たり、繊維強化熱可塑性樹脂の使用理由の大きな要因である高い剛性を保持したまま、繰り返しリサイクル可能な繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再生成形体を得ることにより、繊維強化熱可塑性樹脂廃材のリサイクル率を高めることにある。

本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意研究した結果、繰り返しリサイクルを行なっても、繊維強化熱可塑性樹脂廃材の物性のバラつきを最小限にとどめるためには、成形および再生の段階で繊維が折損し、幅広くなる繊維長分布を均一に制御することが効果的であるとの知見を得た。さらに加えて、繊維長分布を均一に制御した繊維強化熱可塑性樹脂廃材と当該繊維強化熱可塑性樹脂廃材の平均繊維長よりも長い平均繊維長を持つバージン材とを混合することで、特に剛性においてバージン材と同等、もしくはそれ以上の物性を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、加熱溶融し、押出成形機により押出する工程を経た繊維強化熱可塑性樹脂廃材に、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂を混合させて繊維強化熱可塑性樹脂廃材を再資源化する方法であって、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を前記押出成形機により押出する工程において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御することを特徴とする。

また本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を前記押出成形機により押出する工程において、スクリーンメッシュに通すことにより、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御することが好ましい。

本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、前記未使用の繊維強化熱可塑性樹脂に含まれる繊維の平均繊維長は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長よりも長いことが好ましい。

本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、繊維と熱可塑性樹脂に高い親和性を持ち、繊維と熱可塑性樹脂との密着性を高めることで、繊維強化熱可塑性樹脂廃材の耐衝撃性を向上させる樹脂改質剤を添加する工程を含むことが好ましい。

本発明は、上述した本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法により得られる再生成形体についても提供する。

本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長分布を制御するという手法を用いることにより、得られる再生成形体の品質を保ちながら、繰り返しマテリアルリサイクルすることを可能にする、効率的な再資源化方法である。

また本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法を用いて得られる、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材再生成形体は、バージン材と同等もしくはそれ以上の機械的強度、耐衝撃性をもち、繊維強化熱可塑性樹脂廃材が本来使用されていた用途にマテリアルリサイクルできる繊維強化熱可塑性樹脂廃材再生成形体である。

本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法の好ましい一例を示すフローチャートである。 それぞれのスクリーンメッシュに通した場合に得られたペレットに含まれるガラス繊維のガラス繊維長分布を示すグラフである。

以下、実施の形態を示して本発明をより詳細に説明する。
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を加熱溶融し、押出成形機により押出する工程を経た繊維強化熱可塑性樹脂廃材に、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂を混合することを特徴の１つとする。

本発明における繊維強化熱可塑性樹脂廃材は、家電製品や自動車部品などの熱可塑性樹脂部材として使用された公知の繊維強化熱可塑性樹脂廃材がなんら制限なく用いられる。たとえば、自動車のバンパーや乾燥機付洗濯機の水槽に使用されるガラス繊維強化ポリオレフィン系樹脂やエアコンのファン部品に使用されるガラス繊維強化スチレン系樹脂などがある。そして、これら繊維強化熱可塑性樹脂廃材には、自体公知の熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、金属不活性化剤、中和剤、難燃剤、顔料など種々の添加剤が配合されていることが一般的であり、さらにエチレン−α−オレフィン共重合体、スチレン系エラストマーなどの異種樹脂やタルク、炭酸カルシウム粒子、マイカなど繊維以外の公知のフィラーも配合される場合がある。

本発明において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材中の繊維の含有率は、５〜５０重量％の範囲内であることが好ましい。繊維の割合が５重量％未満であると、繊維による強度や弾性率の向上の効果が小さい。また繊維の割合が５０重量％を超えると、繊維の物性に依存し、樹脂としての物性を保つことが難しい場合がある。また、流動性が悪化し、成形品が外観不良を起こす可能性がある。なお、繊維強化熱可塑性樹脂廃材中の繊維の含有率は、たとえば、重量既知の繊維強化熱可塑性樹脂廃材をるつぼなどに入れて灰化するまで加熱し、強燃残渣として残る繊維重量を測定することで知ることができる。

ここで、図１は、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法の好ましい一例を示すフローチャートである。本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、たとえば、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を得るまでに、まず、市場から繊維強化熱可塑性樹脂廃材を備えた製品を回収し（ステップＳ１０１）、次いでその繊維強化熱可塑性樹脂廃材を備えた製品を手解体などにより解体し（ステップＳ１０２）、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を分離するというような工程を経ることが好ましい。そして、分離された繊維強化熱可塑性樹脂廃材は、押出成形機に供給し得る程度に破砕され（ステップＳ１０３）、水などにより洗浄されて（ステップＳ１０４）、汚れや不純物を概ね取り除かれ、脱水、乾燥される（ステップＳ１０５）。なお、図１に示す繊維強化熱可塑性樹脂廃材を得るまでの工程は、あくまで一例を示すものであり、図１に示した全ての工程を備える必要はなく、また、この工程に限定するものではない。

次に、図１に示す例では、たとえば、繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再生成形体を得るために、脱水、乾燥された繊維強化熱可塑性樹脂廃材を均一に混合し（ステップＳ１０６）、押出成形機にて加熱溶融させて押出し（ステップＳ１０７）、一定形状のペレット（ペレット状原料）に加工する（ステップＳ１０８）。

本発明における繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を前記押出成形機により押出する工程（ステップＳ１０７）において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御することを大きな特徴とする。当該押出する工程において繊維長を制御する方法としては、スクリーンメッシュに通すようにすることが好ましい。

本発明においては、スクリーンメッシュの目開きが０．１〜０．６ｍｍの範囲内のものを用いて繊維の繊維長を制御することがさらに好ましい。目開きが０．１ｍｍ未満のスクリーンメッシュを用いると、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維が激しく折損され、折損された繊維による物性低下を招く可能性がある。また、目開きが０．６ｍｍを超えるスクリーンメッシュを用いると、ノッチ効果による物性低下や、局所劣化を引き起こす可能性のある異物が混入する傾向が大きく増加する。なお、生産性の観点からは、スクリーンメッシュの目開きは０．２〜０．４ｍｍの範囲内であることがより好ましい。

したがって本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法に用いられる押出成形機は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御するためのスクリーンメッシュを設置することができるものが好適に用いられ、さらに加熱溶融、押出成形ができる装置であれば、特に限定されず、単軸式押出成形機、二軸式押出成形機あるいは多軸式押出成形機など、任意の従来公知の装置を好適に用いることができる。なお、押出混練時の剪断による繊維の折損を最小限に留めるには、単軸式押出成形機を用いるのが特に好ましい。

また、本発明における押出成形工程（ステップＳ１０７）において、加熱溶融された繊維強化熱可塑性樹脂廃材がペレット状の繊維強化熱可塑性樹脂に成形される場合には、上述した押出成形機に加えて、シートカット、ストランドカット、ホットエアカット、アンダーウォーターカットなどのいずれの切断機を用いてもよい。

ここで、図１には、繊維強化熱可塑性樹脂廃材を均一に混合する（ステップＳ１０６）にあたり、添加剤を配合する例が示されている。このように自体公知の添加剤を配合させることで、再生成形体の耐久性や機械的物性をより一層向上させることができる。

添加剤としては、フェノール系熱安定剤、リン系熱安定剤、硫黄系熱安定剤、無機系および有機系の中和剤、ヒンダードアミン系の安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤、無機系および有機系の分散剤、無機系および有機系の着色剤、銅害防止剤、抗菌剤、造核剤などが挙げられる。また、エラストマーなどの異種樹脂やタルク、炭酸カルシウム粒子、マイカなどの公知のフィラーも配合することもできる。

なお、種々の添加剤やフィラーを繊維強化熱可塑性樹脂廃材に配合するタイミングは、特に限定されないが、図１に示す例のように繊維強化熱可塑性樹脂廃材と添加剤やフィラーを均一混合し（ステップＳ１０６）、押出成形機により押出成形する（ステップＳ１０７）ようにすることが好ましい。

また、本発明において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材は、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル系樹脂など種々の熱可塑性樹脂を主成分とするものが挙げられ、これらを何ら制限なく用いることができる。

また、本発明における繊維強化熱可塑性樹脂廃材に、再資源化の過程で低下する耐衝撃性を向上させるために、樹脂改質剤を添加することが好ましい。ここで、樹脂改質剤とは、熱可塑性樹脂と繊維との密着性や繊維の分散性を高め、耐衝撃性を向上させる樹脂改質剤である。具体的には、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂の場合、ユーメックス １００１（三洋化成工業（株）製）、ユーメックス １０１０（三洋化成工業（株）製）、ユーメックス ２０００（三洋化成工業（株）製）などが好適に用いられる。また、スチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂の場合、エポクロス ＲＰＳ−１００５（日本触媒（株）製）、ポリビニル系樹脂、アクリル系樹脂の場合、メタブレン Ｗ−４５０Ａ（三菱レイヨン（株）製）などが好適に用いられる。

樹脂改質剤を添加するタイミングは、特に限定されず、上述した種々の添加剤やフィラーを配合するタイミングと同じでもよいし、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法の工程の流れにおいて、異なるタイミングで実施してもよい。

本発明において、図１に示すように、加熱溶融し、押出成形機により押出する工程（ステップＳ１０７）を経た繊維強化熱可塑性樹脂廃材（図１に示す例ではステップＳ１０８におけるペレット状原料）に、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂（バージン材）を混合し（ステップＳ１０９）、成形体（再生成形体）を得る（ステップＳ１１０）。繊維強化熱可塑性樹脂廃材に対するバージン材の混合率は、２０〜９０重量％であることが好ましく、３０〜７０重量％であることがより好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂廃材に対するバージン材の混合率が２０重量％未満である場合には、元来繊維強化熱可塑性樹脂廃材が使用されていた用途の物性にまで回復させることは困難な傾向にあるためである。また、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に対するバージン材の混合率が９０重量％を超える場合には、得られる繊維強化熱可塑性樹脂廃材の成形体はほとんどバージン材からなるものとなり、再生利用という本来の目的から逸れるため好ましくない。

本発明において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材、バージン材に含まれる繊維の平均繊維長は、０．３〜３．０ｍｍの範囲が好ましく、０．４〜２．０ｍｍの範囲がより好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂廃材、バージン材に含まれる繊維の平均繊維長が０．３ｍｍ未満になると、繊維自体が異物となり、物性が低下する可能性がある。また、繊維強化熱可塑性樹脂廃材、バージン材に含まれる繊維の平均繊維長が３．０ｍｍを超えると、押出時に押出成形機のダイやスクリーンメッシュに繊維が詰まり、生産性が低下する。また、成形時の配向により、成形体に異方性が出る可能性がある。

本発明においては、バージン材に含まれる繊維の平均繊維長は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長よりも長いことが好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長よりも長い平均繊維長を有するバージン材を混合することで、元来繊維強化熱可塑性樹脂廃材が使用されていた用途の物性にまで回復させることができるためである。バージン材に含まれる繊維の平均繊維長と繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長との差は、０．２〜２．９ｍｍの範囲であることが好ましく、０．３〜１．９ｍｍの範囲であることがより好ましい。バージン材に含まれる繊維の平均繊維長と繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長との差が０．２ｍｍ未満である場合、バージン材に含まれる繊維とスクリーンメッシュによって均一に制御された繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維との長短バランスによる剛性向上の効果が低い。また、バージン材に含まれる繊維の平均繊維長と繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長との差が２．９ｍｍを超えると、上述した生産性の低下と成形時の配向により異方性が出るという理由により、好ましくない。

本発明は上述した本発明の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法により得られた成形体（再生成形体）についても提供する。本発明の再生成形体は、繊維強化熱可塑性樹脂のバージン材と同等以上の機械的強度、耐衝撃性を有するものであり、家電製品、ＯＡ機器および自動車などの構造部品や装置部品など、元来繊維強化熱可塑性樹脂が使用されていた用途に好適に再利用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。実施例ではオレフィン系樹脂であるポリプロピレンを例に挙げたが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〈物性の評価〉
（１）物性測定試験片の作製
繊維強化熱可塑性樹脂を射出成形し、ＡＳＴＭ準拠の物性試験片を得た。射出成形は、成形温度２１０℃、金型温度４０℃で行なった。

（２）引張強度および引張弾性率の測定方法
ＡＳＴＭ準拠の物性測定用試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて、引張強度および引張弾性率を測定した。

（３）曲げ強度および曲げ弾性率の測定方法
ＡＳＴＭ準拠の物性測定用試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７２０３に準じて、曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。

（４）アイゾット衝撃強度の測定方法
ＡＳＴＭ準拠の物性測定用試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１０に準じて、アイゾット衝撃強度を測定した。

実施例に使用した材料は以下の通りである。
・繊維強化熱可塑性樹脂：ＧＦ２０１０Ａ（カルプ工業（株）製）（ガラス繊維強化ポリプロピレン）
・樹脂改質剤：ユーメックス １００１（三洋化成工業（株）製）
＜実施例１＞
ガラス繊維強化熱可塑性樹脂を押出成形機を用いて、０．１〜０．６ｍｍの範囲で、それぞれ目開きの異なる４種類のスクリーンメッシュを配設し、２１０℃の溶融混練にてペレット化した。以下、バージン材を「Ｖ」、得られた目開きが０．５７ｍｍのスクリーンメッシュ（スクリーンメッシュ３０）を用いて押出したペレットを「Ａ１」、目開きが０．３３ｍｍのスクリーンメッシュ（スクリーンメッシュ５０）を用いて押出したペレットを「Ｂ１」、目開きが０．２０ｍｍのスクリーンメッシュ（スクリーンメッシュ８０）を用いて押出したペレットを「Ｃ１」、目開きが０．１３ｍｍのスクリーンメッシュ（スクリーンメッシュ１２０）を用いて押出したペレットを「Ｄ１」と呼称する。

また、ペレットＡ１を目開きが０．５７ｍｍのスクリーンメッシュ（スクリーンメッシュ３０）を用いて、再度２１０℃の溶融混練にてペレット化し、「Ａ２」を得た。さらに、３回繰り返しペレット化して「Ａ３」を、４回繰り返しペレット化して「Ａ４」を、５回繰り返しペレット化したものを「Ａ５」を得た。また、ペレットＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に７０重量％のバージン材を混合して、「Ａ１Ｖ」、「Ｂ１Ｖ」、「Ｃ１Ｖ」、「Ｄ１Ｖ」をそれぞれ得た。

次に、バージン材Ｖ、ペレットＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５のそれぞれを１ｍｇ量りとり、るつぼを用いて、ポリプロピレンを炭化させ、ガラス繊維のみが残るまで焼いた。そうして調製したガラス繊維をマイクロスコープにて観察し、３００本以上のガラス繊維の繊維長を測定した。表１に押出成形機に配設されたスクリーンメッシュの目開きと、得られたペレットに含まれるガラス繊維の平均繊維長の関係を示す。

表１に示されるように、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂を押出成形機にてスクリーンメッシュを通すと、平均ガラス繊維長はスクリーンメッシュの目開きより短くなった。また、繰り返し押出を行なったペレットＡ３、Ａ４、Ａ５では、平均ガラス繊維長がほぼ同じ値に近似された。

また図２は、それぞれのスクリーンメッシュに通した場合に得られたペレットに含まれるガラス繊維のガラス繊維長分布を示すグラフであり、縦軸は割合（％）、横軸はガラス繊維長（ｍｍ）である。図２に示されるように、０．１〜１．４ｍｍの間に広がっていたバージン材のガラス繊維長分布は、スクリーンメッシュを通すことによって、０．７ｍｍ以下の範囲に制御された。なお、スクリーンメッシュの目開きを０．１〜０．６ｍｍの間に設定した場合、ガラス繊維長分布の範囲は０．７ｍｍ以下に収束された。

＜実施例２＞
実施例１で用いたバージン材Ｖ、ペレットＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ１Ｖ、Ｂ１Ｖ、Ｃ１Ｖ、Ｄ１Ｖから作製したＡＳＴＭ準拠の物性測定用試験片の物性を示す。

表２に示されるように、ペレットＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１でバージン材Ｖと比較して物性値が低下したが、ペレットＡ１Ｖ、Ｂ１Ｖ、Ｃ１Ｖ、Ｄ１Ｖでは、物性値が回復し、特に曲げ強度、曲げ弾性率において、バージン材Ｖと同等にまで回復した。繊維強化熱可塑性樹脂廃材をバージン材と同等以上の機械的強度に回復させるためには、含まれる繊維の繊維長を制御することと、バージン材を混合すること、２つの相乗効果が重要である。

＜実施例３＞
次に、ペレットＡ１に樹脂改質剤を５重量％添加し、均一混合後、目開きが０．５７ｍｍのスクリーンメッシュ（スクリーンメッシュ３０）を用いて、再度２１０℃の溶融混練にてペレット化し、「Ｅ」を得た。また、ペレットＡ２にバージン材を７０重量％混合して「Ａ２Ｖ」、Ｅにバージン材を７０重量％混合して「ＥＶ」をそれぞれ得た。バージン材Ｖ、ペレットＡ２、Ｅ、Ａ２Ｖ、ＥＶから作製したＡＳＴＭ準拠の物性測定用試験片の物性を表３に示す。

表３のように、ペレットＥＶではすべての物性値において、バージン材Ｖと比較して同等、もしくはそれ以上の値を示した。ポリオレフィン系樹脂を主成分とする繊維強化熱可塑性樹脂廃材の場合、樹脂改質剤の添加は、耐衝撃性をバージン材と同等もしくはそれ以上の値にまで回復させるのに効果的である。繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれるガラス繊維の繊維長の制御、バージン材の混合、樹脂改質剤の添加の３つにより、廃材でありながら、機械的強度、耐衝撃性ともバージン材と同等もしくはそれ以上の値を持つ新規材料を開発できた。

Claims (5)

1. 加熱溶融し、押出成形機により押出する工程を経た繊維強化熱可塑性樹脂廃材に、未使用の繊維強化熱可塑性樹脂を混合させて繊維強化熱可塑性樹脂廃材を再資源化する方法であって、
   繊維強化熱可塑性樹脂廃材を前記押出成形機により押出する工程において、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御することを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法。
2. 繊維強化熱可塑性樹脂廃材を前記押出成形機により押出する工程において、スクリーンメッシュに通すことにより、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の繊維長を制御することを特徴とする、請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法。
3. 前記未使用の繊維強化熱可塑性樹脂に含まれる繊維の平均繊維長は、繊維強化熱可塑性樹脂廃材に含まれる繊維の平均繊維長よりも長いことを特徴とする、請求項１または２に記載の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法。
4. 繊維強化熱可塑性樹脂廃材に、繊維と熱可塑性樹脂に高い親和性を持ち、繊維と熱可塑性樹脂との密着性を高めることで、繊維強化熱可塑性樹脂廃材の耐衝撃性を向上させる樹脂改質剤を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂廃材の再資源化方法により得られる再生成形体。

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