JP2015061751A - 再生樹脂および再生樹脂の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】経年変化により、表面が黄変した樹脂成形品を、意匠性を損なわずにバージン材料と同等の色調に回復させて再利用することが可能な再生材料の製造方法及びその製造方法によって得られた再生材料の提供。【解決手段】黄変した樹脂成形品を粉砕する工程と、該樹脂成形品の表面を研磨または切削当の物理的手段、または科学的手段のよって黄変を除去する工程と、前記黄変を除去された成形品の表面の色調を測定する工程とを有し、前記色調の値に基づいて、前記黄変を除去する工程を終了する再生材料の製造方法及びその再生材料。【選択図】図１

Description

本発明は、再生樹脂、特に経年劣化によって表面が黄変した成形品を用いた再生樹脂およびその製造方法に関する。

近年、環境保護意識の高まりと共に石油化学製品をリユースやリサイクルする動きが強まっている。家庭電化製品、情報機器、通信機器や自動車など多くの製品に使用されている樹脂成形品は、経時変化、光や熱などによる条件下での変化等により表面が黄色く変色してしまう。以下、黄変するとも記す。

この現象は、組成中にブタジエンを含むＡＢＳ樹脂やＰＣ／ＡＢＳ樹脂、ＨＩＰＳ樹脂、特にＡＢＳ樹脂で顕著に起こりやすい。このため、使用後に部品としてリサイクルする場合には、特に未使用樹脂で作製した樹脂成形品と並べて設置する場合に、色の違いが目立ち、意匠性の問題から利用できなくなることが多かった。

特許文献１乃至３には、ロール機により樹脂成形品に付着した塗料や、保護コート層、金属層等を除去する方法が記載されている。

特許文献４には、剥離溶剤を用いて塗膜を膨潤剥離する方法が記載されている。

特開２０００−３２７８９６号 公報 特開２０１０−１７９６０３号 公報 特開２０１１−１４８１６６号 公報 特開２００５−１１９１３４号 公報

しかしながら、特許文献１乃至４は、樹脂成形品の表面に付着した塗料や接着剤、紙ラベル等、樹脂成形品を構成する樹脂とは異なる材料（異物）を除去するものであり、樹脂の黄変そのものを除去するものではない。

黄変そのものを除去しようとする場合、黄変を除去する工程を適切に終了することができず、再生樹脂を製造した場合のリサイクル効率が低かった。

本発明は、回収された成形品の黄変を除去する場合に、黄変除去する工程を適切に終了させることで、過剰な黄変除去を抑制した黄変除去方法を提供することを目的とする。

よって、本発明は、回収された成形品を粉砕する工程と、前記成形品の表面の黄変を除去する工程と、前記黄変を除去された成形品の表面の色調を測定する工程を有し、
前記色調の値に基づいて、前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする黄変除去方法を提供する。

本発明によれば、回収された成形品の黄変を除去する場合に、黄変除去する工程を適切に終了させることで、過剰な黄変除去を抑制した黄変除去方法を提供できる。そして、それを用いた、リサイクル効率が高く、かつ着色剤を用いずとも、未使用樹脂と同等の外観を有する再生樹脂の製造方法を提供できる。

（ａ）本実施形態に係る画像形成装置の一例の外観図である。（ｂ）本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略図である。

本発明は、黄変除去した成形品を用いて再生樹脂を製造する方法である。黄変除去する場合に、表面の色調を測定することで、黄変除去する工程を適切なタイミングで終了することができる。適切なタイミングで終了することで成形品の厚さが薄くなることを抑制することができる。

本実施形態において黄変とは、樹脂が、経時変化、光や熱などによる条件下での変化等により、未使用樹脂と比較して色が黄色く変色してしまうことを指す。黄変は、樹脂を有する成形品に見られるものである。

本実施形態においては、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系における樹脂成形品表面の色調測定において、未使用樹脂の表面との色差Δｂ^＊が１．０より大きくなったものことを黄変していると表現する。

黄変した成形品は、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＨＩＰＳ樹脂およびポリカーボネートとＡＢＳとのアロイ樹脂が挙げられる。ポリカーボネートとＡＢＳとのアロイ樹脂は、ＰＣ／ＡＢＳとも書くことができる。

黄変した成形品として、回収された成形品、回収された樹脂を用いる。回収された成形品は、画像形成装置の筐体、カメラ部品、パソコン筐体及び内部部品、テレビ筐体及び内部部品、ウォータボトル等が挙げられる。回収された樹脂は、上記の回収された成形品から得られる樹脂である。

回収された成形品は、市場で数年使用された成形品が挙げられ、５年乃至７年程度の使用年数の成形品が挙げられる。回収された成形品は、未使用樹脂に比べて、衝撃強度や難燃性が低下している。

さらに、回収された成形品は、未使用樹脂に比べて黄変している。そのため、回収された成形品、当該成形品から得られる樹脂は、未使用樹脂に比べて劣化していると表現されることもある。

本発明に係る黄変除去方法において、黄変を除去する工程は、物理的に除去する方法や化学的に除去する方法が挙げられる。

物理的に黄変を除去する方法は、研磨、掘削、切削、研削等が挙げられる。

具体的には、サンドペーパーによる研磨、アルミナやガラスビーズをメディアとするブラストが挙げられる。また、成形品の粉砕後に粉砕物を撹拌し、これら粉砕物同士が接触しあうことで研磨してもよい。

粉砕後の粉砕物を撹拌する方法は、スクリューで撹拌する方法、撹拌羽根を使用する方法等が挙げられる。

一方、化学的に黄変を除去する方法は、液体を付与する方法が挙げられる。液体を付与する方法は、浸漬、かけ流してもよい。

液体は、酸化溶液、還元溶液のいずれを用いてもよく、より具体的には、次亜塩素酸アルカリ金属塩を有する液体、過炭酸アルカリ金属塩を有する液体、過酸化水素、二酸化チオ尿素を有する液体等が挙げられる。金属塩のアルカリ金属種はナトリウムが好ましい。

化学的に黄変を除去する場合は、化学反応が進みやすい温度である４０℃以上とすることが好ましい。特に好ましくは、４０℃以上６０℃以下である。

本発明に係る色調を測定する工程は、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系における、成形品あるいはその粉砕物の表面のｂ^＊値を測定する工程、または成形品あるいはその粉砕物の表面のｂ^＊値と未使用樹脂を成形した成形品の表面のｂ^＊値との色差Δｂ^＊（＝ｂ^＊１−ｂ^＊２）を測定する工程である。ここで、ｂ＊１は黄変除去後の成形体の表面のｂ^＊値であり、ｂ^＊２は未使用樹脂を成形した成形体の表面のｂ^＊値である。

研磨後に測定されたΔｂ^＊が規定の範囲内と判断された場合、研磨を終了することで、成形品の厚さが薄くなることを抑制することができる。

また、研磨後に測定されたΔｂ^＊の絶対値が規定の範囲内と判断された場合、研磨を終了することもできる。

市場の成形品は、主にグレー、白、ライトグレー、ダークグレーの４色が用いられている。

グレー、白、ライトグレー、ダークグレーのそれぞれのｂ^＊値を測定した結果、グレー、白、ライトグレー、ダークグレーのｂ^＊値は各々０．０，３．３，４．４，５．９であった。

本発明に係る黄変除去方法は、Δｂ^＊が１．０以下になったものを黄変除去したものとみなす。ここでのｂ^＊は黄変除去の工程後における色調の値である。

すなわち、未使用樹脂を成形した成形品の色がグレーの場合は、黄変除去した成形品の表面のｂ^＊値が１．０以下のものが黄変除去されたものである。

未使用樹脂を成形した成形品の色が白の場合は、黄変除去した成形品の表面のｂ^＊値が４．３以下のものが黄変除去されたものである。

未使用樹脂を成形した成形品の色がライトグレーの場合は、黄変除去した成形品の表面のｂ^＊値が５．４以下のものが黄変除去されたものである。

未使用樹脂を成形した成形品の色がダークグレーの場合は、黄変除去した成形品の表面のｂ^＊値が６．９以下のものが黄変除去されたものである。

黄変除去後のｂ^＊値を満たすものは、黄変除去を終了し、ｂ^＊値を満たさないものは、黄変除去を継続することで適切なタイミングまで黄変の除去をする。

本実施形態に係る再生樹脂の製造方法は、黄変除去された成形品と、未使用樹脂とを混合する工程と、混合工程によって得られた混合物を成形する工程とを有する。

成形品と未使用樹脂とを混合する工程には、溶融混練する工程が挙げられるがこれに限定されない。

本実施形態に係る再生樹脂の製造方法は、混合する工程の前に、成形品を粉砕する粉砕工程を有してもよい。粉砕工程によって得られる粉砕物は、その平均粒径は１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

平均粒径の範囲がこの範囲であることが好ましいのは、未使用樹脂ペレットとの混合のしやすさや、混練機への供給のしやすさが理由に挙げられる。

未使用樹脂と粉砕物とを混合する場合は、混合したのちに溶融混練をしてもよい。また、未使用樹脂と粉砕物とを溶融混練しながら、混合する形態であってもよい。

溶融混練の方法に特に制限はなく、ブレンダー等であらかじめ混合した後、一軸押出機、二軸混練押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、プラストグラフ、ニーダーなどにより混合して調整することができる。中でも二軸混練押出機により混合し、ペレット化するのが好ましい。

本実施形態に係る再生樹脂は、射出成形、押出成形、サンドイッチ成形、二色成形、コアバック成形、圧縮成形、ブロー成形、真空成形、回転成形等の成形方法によって成形される。中でも射出成形により成形されるのが好ましい。

本実施形態に係る再生樹脂は、難燃剤、着色剤、内部離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、各種フィラー、ドリップ防止剤などの添加剤をさらに有してよい。

本実施形態に係る再生樹脂を有する成形品は、画像形成装置の筐体に用いることができる。画像形成装置は、感光体を有し、その感光体を収容する筐体を有している。

また、意匠性に影響を与えない場合は、外装材として用いることもできる。

画像形成装置とは、例えば図１に記載するものが挙げられる。図１（ａ）は、画像形成装置の一例の外観図である。外装材は、図１（ａ）に記載されている。図１（ｂ）は、画像形成装置の一例の内部を示す概略図である。内部部品は、図１（ｂ）に記載されている。

粉砕工程及び研磨工程を経た樹脂成形品の粉砕物を成形することにより、表面に凹凸性の意匠（シボ）が加工された樹脂成形品を再生することができる。

以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明が、これら実施例の記載によって何らの制約を受けるものではない。

数年の使用の後、黄変した事務機の外装に使用されていたＰＣ／ＡＢＳ樹脂（ＳＡＢＩＣ社製Ｃ６６００）からなるグレー色の樹脂成形品を粉砕し評価用試料とした。

プラスチックペレット表面処理機（サタケ社製ＰＢＡ２５Ａ）を用い、評価用試料同士を攪拌しぶつけ合うことで研磨した。その後、レッグアスピレータ（サタケ社製ＳＬＡ７５０ＡＳ）を用いて、風力選別を行った。これらの処理を１サイクルとして、粉砕材の平均サイズを５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍと仮定し、処理後の収率を重量測定することにより、研磨深さを概算した。

色測定は、分光光度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社製５００ＪＰ）を用いて行い、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるｂ^＊値を指標とした。評価用試料の表面のｂ^＊値と、同じ色の新品部品の表面のｂ^＊との差を「Δｂ^＊」と定義した。

（実施例１）
評価用試料の表面を２サイクル研磨した後、成形した。

（実施例２）
評価用試料の表面を３サイクル研磨した後、全体の２０重量部となるように未使用樹脂と混合し、成形した。

（実施例３）
評価用試料の表面を３サイクル研磨した後、全体の５重量部となるように未使用樹脂と混合し、成形した。

（参考例１）
評価用試料の表面を３サイクル研磨した後、成形した。

（参考例２）
評価用試料の表面を４サイクル研磨した後、成形した。

（比較例１）
評価用試料の表面を１サイクル研磨した後、成形した。

（比較例２）
評価用試料の表面を研磨せずに、成形した。

表１に実施例１乃至３、参考例１及び２、比較例１及び２の表面ｂ^＊、Δｂ^＊及び評価結果をまとめて示す。表１に示した結果より、この試料の場合、１サイクルでは研磨後の表面Δｂ^＊は１以上であるので研磨を継続する必要があり、２サイクル研磨すればΔｂ^＊を１未満にすることができ、新品部品同等の色味に戻すことができる。

研磨工程を２サイクル以上（例えばこの場合は３及び４サイクル）継続させても、新品部品同等のままであり、必要以上に無駄な研磨をしてしまう事がわかる。

つまり、研磨前のΔｂ^＊の測定結果に基づいて研磨を継続するかどうか決定すれば、過不足なく研磨することができる。

本発明により、黄変した樹脂成形品の黄変を除去し、意匠性を損なうことなく再利用することが可能になる。

Claims (12)

1. 回収された成形品を粉砕する工程と、前記成形品の表面の黄変を除去する工程と、前記黄変を除去された成形品の表面の色調を測定する工程とを有し、
   前記色調の値に基づいて、前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする黄変除去方法。
2. 前記色調を測定する工程は、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系の測定手段を用い、
   前記黄変を除去する工程後における成形品の表面のｂ^＊値が１．０以下の場合に、前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする請求項１に記載の黄変除去方法。
3. 前記色調を測定する工程は、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系の測定手段を用い、
   前記黄変を除去する工程後における成形品の表面のｂ^＊値が４．３以下の場合に、前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする請求項１に記載の黄変除去方法。
4. 前記色調を測定する工程は、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系の測定手段を用い、
   前記黄変を除去する工程後における成形品の表面のｂ^＊値が５．４以下の場合に、前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする請求項１に記載の黄変除去方法。
5. 前記色調を測定する工程は、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系の測定手段を用い、
   前記黄変を除去する工程後における成形品の表面のｂ^＊値が６．９以下の場合に、前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする請求項１に記載の黄変除去方法。
6. 前記色調を測定する工程は、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊表色系の測定手段を用い、
   前記黄変を除去する工程後における成形品の表面のｂ^＊値をｂ^＊１とし、未使用樹脂の表面のｂ^＊値をｂ^＊２とした場合、ｂ^＊１−ｂ^＊２の値が１．０以下の場合に前記黄変を除去する工程を終了させることを特徴とする請求項１に記載の黄変除去方法。
7. 前記黄変を除去する工程は、前記成形品の表面を研磨する工程であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の黄変除去方法。
8. 前記回収された成形品として、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂とのアロイ樹脂、ＨＩＰＳ樹脂のいずれかを用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の黄変除去方法。
9. 黄変を除去された成形品と、未使用樹脂とを混合する工程と、
   前記混合工程により得られた混合物を成形する工程とを有する再生樹脂の製造方法であって、
   前記黄変を除去された成形品は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の黄変除去方法により黄変除去された成形品であることを特徴とする再生樹脂の製造方法。
10. 前記成形する工程は、射出成形、押出し成形のいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の再生樹脂の製造方法。
11. 黄変を除去された成形品を成形する工程を有する再生樹脂の製造方法であって、
    前記黄変除去された成形品は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の黄変除去方法により黄変除去された成形品であることを特徴とする再生樹脂の製造方法。
12. 感光体と、前記感光体を収容するための筐体とを有する画像形成装置であって、
    前記筐体は、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の方法で得られた再生樹脂であることを特徴とする画像形成装置。

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