JP2019202499A - 熱可塑性樹脂組成物の製造方法、熱可塑性樹脂組成物の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂製品の材料として熱可塑性樹脂組成物の廃材の物性のばらつきを十分に低減可能な方法を提供する。【解決手段】本発明における熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練する工程と、溶融混練された回収材料から、メッシュにより異物を除去する工程と、溶融混練された回収材料から、磁石により磁性金属を除去する工程とを含む。異物および磁性金属を除去する前の溶融混練された回収材料の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上、１０００Ｐａ・ｓ未満である。【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物の製造方法および熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。

熱可塑性樹脂は、添加物の添加によって種々の特性を付与することができ、様々な分野において有用な材料として利用されている。一方、近年では、環境保全の観点から、廃棄物の減量が求められており、そのための一手段として、熱可塑性樹脂製の使用済みの製品（以下、「廃材」とも言う）を回収し、それを熱可塑性樹脂製の新たな製品の原料として再利用することが知られている。

廃材は、一般に、熱可塑性樹脂の種類ごとに回収される。個々の廃材は、元の用途に応じた特有の物性を有している。このため、廃材は、一般に、樹脂の種類は同じだが異なる物性を有する。よって、廃材を熱可塑性樹脂製の新たな製品の原料として再利用する場合には、廃材による物性のばらつきの影響を抑制する必要がある。

廃材における物性のばらつきを抑制する技術として、未使用の樹脂（バージン材）を混合する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、再生樹脂組成物を製造するにあたり、成形品粉砕物と、成形品粉砕物と同種の未使用の樹脂を混合している。これにより、元の用途に応じた特有の物性のばらつきを抑制して、再生樹脂組成物の物性を維持している。

また、廃材は、一般に、種々の異物が混入している。異物を含んだ廃材をそのまま熱可塑性樹脂製の新たな製品の原料として再利用した場合、原料としての初期物性が低下したり、製品の耐久性が低下することがある。この問題を解決する技術として、メッシュを使用する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術では、廃材に含まれる異物を目開き０．０４ｍｍ以上０．６ｍｍ以下のメッシュを使用して、異物を除去している。

特開２００６−３３５８９０号公報 特開２００５−００８８１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、未使用の樹脂を混合するため、廃材の利用効果が小さくなってしまう。また、特許文献２に記載の技術では、目開きの小さいメッシュを使用すると、目詰まりが生じてしまい、生産性が低下してしまう場合がある。このように、従来の技術では、廃材の利用効果を維持しつつ、熱可塑性樹脂製の新たな製品の原料としての物性のばらつきを抑制し、原料の生産性を維持することに検討の余地がある。

本発明は、物性のばらつきを有する熱可塑性樹脂製の原料を用いて、原料の物性のばらつきによる製品の物性のばらつきを十分に低減可能な熱可塑性樹脂組成物を連続して製造する方法を提供することを課題とする。また、本発明は、当該製造方法を行うための製造装置を提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するための一態様として、熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練する工程と、溶融混練された前記回収材料から、メッシュにより前記異物を除去する工程と、溶融混練された前記回収材料から、磁石により前記磁性金属を除去する工程と、を含み、前記異物および前記磁性金属を除去する前の溶融混練された前記回収材料の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上、１０００Ｐａ・ｓ未満である。

本発明は、上記の課題を解決するための一態様として、熱可塑性樹脂組成物の製造装置は、異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練する溶融混練部と、前記溶融混練部で溶融混練した回収材料から前記異物および前記磁性金属を除去する異物除去部と、を有し、前記異物除去部は、前記回収材料から前記異物を除去するためのメッシュと、前記回収材料から前記磁性金属を除去するための磁石と、を含む。

本発明によれば、熱可塑性樹脂組成物を連続して製造でき、熱可塑性樹脂製の製品のばらつきが十分に低減される。

図１Ａ、Ｂは、押出混練機の模式図である。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

［熱可塑性樹脂組成物の製造方法］
本実施の一形態に係る熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂を含む回収材料から再生品の熱可塑性樹脂組成物を製造する方法である。熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、溶融混練する工程と、異物を除去する工程と、磁性金属を除去する工程と含む。熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、上記工程の前に、分別する工程と、粉砕する工程と、選別する工程とをさらに含んでいてもよい。また、磁性金属を除去した後に、冷却する工程と、ペレット化する工程とを含んでいてもよい。

分別する工程では、回収材料を後述する熱可塑性樹脂の種類毎に分別する。回収材料を熱可塑性樹脂の種類毎に分別する方法は、特に限定されない。本実施の形態では、手作業で回収材料を熱可塑性樹脂の種類毎に分別する。熱可塑性樹脂の例には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ＰＣ／ＡＢＳアロイ、ＰＣ／ＰＢＴアロイが含まれる。熱可塑性樹脂は、単独で含まれていてもよいし、２種類以上が含まれていてもよい。熱可塑性樹脂は、市場から回収された使用済みの熱可塑性樹脂製品である廃材や、市場に出回る前に回収された未使用の熱可塑性樹脂製品である未使用品を含む。

粉砕する工程では、熱可塑性樹脂毎に分別した回収材料を粉砕する。回収材料を粉砕するための装置および粉砕後の回収材料の大きさは、特に限定されない。

選別する工程では、粉砕された回収材料から異物を選別する。前述したように、回収材料は、廃材や未使用品を含むため、熱可塑性樹脂製品のネジ、ボス受け、バネ、ラベルなどの比較的大きな異物も混入することがある。そこで、選別する工程では、前述した比較的大きな異物を回収材料から選別して、比較的大きな異物を含まない回収材料を得る。その後、湿式比重選別により、他の熱可塑性樹脂などを選別して、回収材料における熱可塑性樹脂の純度を高める。

溶融混練する工程では、比較的大きな異物を含まない準備された回収材料を溶融混練する。まず、溶融混練するための溶融混練機（請求項にいう熱可塑性樹脂組成物の製造装置）について説明する。図１Ａは、溶融混練機の概略を示す模式図であり、図１Ｂは、図１Ａの破線で囲まれた領域を溶融混練機の上側から見た模式図である。

図１Ａ、Ｂに示されるように、溶融混練装置１０は、溶融混練部１１と、異物除去部１２とを有する。本実施の形態で使用される溶融混練装置１０は、回収材料を連続で溶融混練できる装置である。本実施の形態では、溶融混練部１１と、異物除去部１２とは一体として構成されているが、溶融混練部１１と、異物除去部１２とは別体として構成され、両者は連結されていてもよい。また、溶融混練装置１０は、冷却粉砕部１３をさらに有していてもよい。

溶融混練部１１は、回収材料を溶融混練する。溶融混練部１１は、溶融混練部本体２１と、投入口２２と、スクリュー２３と、温度センサー２４とを有する。

溶融混練部本体２１は、筒状に形成されている。溶融混練部本体２１の上流側には、回収材料を投入するための投入口２２が配置されている。また、溶融混練部本体２１の内部には、スクリュー２３が配置されている。

投入口２２は、回収材料を一時的に貯留すると共に、溶融混練部本体２１内に回収材料を投入する。投入口２２の大きさ（容量）は、特に限定されない。投入口２２の大きさは、回収材料を連続で溶融混練部本体２１に投入するために、溶融混練している間、回収材料が入る大きさであればよい。回収材料の投入口２２への投入は、断続的にバッチ式で投入してもよいし、連続的に投入してもよい。投入口２２に投入された回収材料は、連続的に溶融混練部本体２１に投入される。

スクリュー２３は、溶融混練部本体２１の内部に配置されている。スクリュー２３は、図外の駆動装置により、軸を回転軸として回転可能に構成されている。スクリュー２３の形状および数は、特に限定されない。スクリュー２３の形状および数は、公知の混練機のものを採用できる。

温度センサー２４は、溶融混練された回収材料の温度を測定する。一般に、溶融混練された回収材料（樹脂組成物）の状態を把握するためには、ＭＦＲ値などで表される溶融粘度が使用される。しかしながら、本実施の形態では、回収材料を溶融混練した後に、そのまま異物および磁性金属を除去するため、溶融混練した後の回収材料の溶融粘度を測定できない。そこで、本実施の形態では、溶融混練した後の回収材料の温度を測定することで、溶融混練した後の回収材料の溶融粘度を推測している。温度センサー２４の種類は、溶融混練した回収材料の温度を測定できれば特に限定されない。

異物除去部１２は、溶融混練された回収材料から異物を除去する。異物除去部１２は、異物除去部本体３１と、メッシュ３２と、磁石３３と、吐出口３４とを有する。

異物除去部本体３１は、溶融混練された回収材料の流路となる。異物除去部本体３１の上流端は、溶融混練部本体２１の下流端に接続されており、溶融混練された回収材料がそのまま流れ込むようになっている。異物除去部本体３１の下流端には、吐出口３４が配置されており、異物および磁性金属が除去された回収材料が吐出口３４から外部に吐出されようになっている。

メッシュ３２は、溶融混練された回収材料から異物を除去する。メッシュ３２は、異物除去部本体３１の長軸に直交する断面の全面に配置されている。メッシュ３２は、所定の時間毎に自動で交換する装置であってもよいし、手動で交換する装置であってもよい。メッシュ３２の目開きは、特に限定されない。本実施の形態では、メッシュ３２の目開きは、１５０μｍ以上５５０μｍ未満が好ましい。メッシュ３２の目開きが１５０μｍ未満の場合、溶融混練された回収材料の流れが阻害されてしまい、熱可塑性樹脂組成物の生産性が低下することがある。一方、メッシュ３２の目開きが５５０μｍ超の場合、所望の異物を除去できない。前述したように、溶融混練された回収材料からネジなどの比較的大きな異物は除去されているため、ここでは、比較的小さな異物を除去する。

また、メッシュ３２の枚数は、特に限定されない。メッシュ３２は、１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。なお、複数枚のメッシュ３２を使用する場合には、メッシュ３２の破損防止の観点から、前述した目開き１５０μｍ以上５５０μｍ未満の第１メッシュと、目開きが５５０μｍ以上の第２メッシュとを使用することが好ましい。

磁石３３は、溶融混練された回収材料から磁性金属を除去する。本実施の形態では、磁石３３は、異物除去部本体３１のメッシュ３２よりも下流側に配置されている。磁石３３は、単一で使用してもよいし、複数個使用してもよい。磁石３３は、磁性金属を磁石に対して適切に引き寄せる観点から、回収材料の流動方向対して磁極が直交するように配置されていることが好ましい。また、複数の磁石３３を使用する場合、磁石３３は、回収材料の流動方向に直交する方向において、磁極が交互となるように配置される。磁石３３は、永久磁石であってもよいし、電磁石であってもよい。永久磁石の例には、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石が含まれる。磁石３３は、磁性金属を強力に引き寄せるとともに、引き寄せられた磁性金属を容易に引き離すことができる観点から、電磁石が好ましい。

なお、磁石３３が永久磁石の場合、回収材料の流動方向において、磁石３３の上流側と、磁石３３の下流側とには、磁力を増強させる観点から、それぞれ非磁性体３５が接触して配置されていることが好ましい。非磁性体は、複数の磁石３３を挟み込むように配置される。非磁性体３５の例には、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６が含まれる。非磁性体は、１種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。例えば、ネオジム磁石単体の磁束密度は５０００ガウス程度であるが、図１Ｂに示されるように、複数個の磁石をその磁極が交互となるように配置し、その上流側と下流側とに非磁性体３５を配置したときの磁束密度は１００００ガウス以上になる。

吐出口３４は、異物除去部１２の下流端に配置されている。異物および磁性金属が除去された熱可塑性樹脂組成物は、吐出口３４から外部にストランド状に吐出される。

冷却粉砕部１３は、吐出口３４から吐出された熱可塑性樹脂組成物（樹脂ストランド）を冷却してペレット状に成形する。冷却粉砕部１３は、冷却部４１と、切断部４２とを含む。

冷却部４１は、吐出口３４から吐出された熱可塑性樹脂組成物（樹脂ストランド）を冷却できれば、特に限定されない。冷却部４１は、熱可塑性樹脂組成物を空冷する装置でもよいし、熱可塑性樹脂組成物を水冷する装置でもよい。本実施の形態では、冷却部４１は、水が充填された水槽である。

切断部４２は、冷却された熱可塑性樹脂組成物を切断してペレット状にできれば、特に限定されない。本実施の形態では、切断部４２は、ペレダイサーである。

なお、前述した例では、メッシュ３２は、磁石３３よりも上流側に配置されているが、メッシュ３２および磁石３３が逆に配置されていてもよい。すなわち、回収材料の流動方向において、磁石３３がメッシュ３２よりも上流側に配置されていてもよい。

本実施の形態に係る熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、例えば上述したような溶融混練装置を使用する。

溶融混練する工程では、回収材料を投入口２２に投入して溶融混練する。回収材料は、熱可塑性樹脂のみから構成されていてもよいし、他の添加剤をさらに含有していてもよい。添加剤の例には、着色剤、難燃剤、滑剤、相溶化剤、酸化防止剤および紫外線吸収剤が含まれる。添加剤は、単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。

着色剤の例には、無機顔料や有機顔料などの樹脂用着色剤が含まれる。難燃剤の例には、リン酸エステルなどのリン系化合物やブロモ化合物が含まれる。滑剤の例には、高級脂肪酸の金属塩類や高級脂肪酸アミド類が含まれる。相溶化剤の例には、ランダムコポリマー系、グラフトコポリマー系、ブロックポリマー系の相溶化剤が含まれる。酸化防止剤の例には、ヒンダードフェノール系、含硫黄有機化合物系、含リン有機化合物系の酸化防止剤が含まれる。紫外線吸収剤の例には、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系の紫外線吸収剤が含まれる。

添加剤の含有量は、添加剤を添加することによる効果を発揮する観点から、０．３質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。また、添加剤の含有量は、溶融混練に影響をおよぼさない観点から、２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましい。

溶融混練された回収材料は、溶融混練部本体２１から異物除去部本体３１へ流れる。このとき、溶融混練された回収材料の温度を測定することで、異物および磁性金属を除去する前の溶融混練された回収材料の粘度を推定する。

回収材料の温度に基づく、回収材料の溶融粘度の推定は、まず、回収材料の溶融粘度と、回収材料の温度との関係を示すデータを準備する。溶融粘度および温度の関係を示すデータは、熱可塑性樹脂毎であって、かつ含有されている添加剤毎に準備する。溶融混練前の回収材料の樹脂組成および添加剤の有無は、溶融混練前に調べておく。このように、データを予め準備しておくことにより、溶融混練された回収材料の温度を測定することで溶融混練された回収材料の溶融粘度を予測できる。

このとき、溶融混練された回収材料の溶融粘度が、５０Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ未満となるように溶融混練部の温度を調整する。当該溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ未満の場合、回収材料の粘度が高くなり、異物および磁性金属を適切に除去できない。一方、当該溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上の場合、回収材料の粘度が低くなりすぎてしまい、熱可塑性樹脂組成物の所望の物性を得られない。

異物を除去する工程では、溶融混練された回収材料から異物を除去する。ここでは、溶融混練した回収材料から、メッシュ３２により比較的小さな異物を除去する。前述したように、回収材料は、熱可塑性樹脂毎に選別し、粉砕されて比較的大きな異物を除去した後に、溶融混練される。よって、溶融混練された回収材料には、粉砕器由来の微細な金属片（例えば、刃こぼれした刃先、摩耗片など）が混入していることがある。これらの微細な金属片は、熱可塑性樹脂組成物の物性に大きな影響をおよぼしてしまう。そこで、本実施の形態では、これらの微細な異物を除去している。

具体的には、異物除去部本体３１における回収材料の流動方向に直交する断面全体を遮るようにメッシュ３２を配置し、当該異物除去部本体３１に溶融混練した回収材料を流すことで、メッシュ３２に微細な異物をトラップする。最後に、微細な金属片をトラップしたメッシュ３２を異物除去部本体３１から取り出すことで、回収材料から異物を除去する。

磁性金属を除去する工程では、溶融混練された回収材料から磁性金属を除去する。ここでは、溶融混練した回収材料から、磁石により、磁性金属を除去する。前述したように、溶融混練した回収材料には、粉砕器由来の微細な金属片（例えば、刃こぼれした刃先、摩耗片など）が混入していることがある。これらの微細な金属片は、一般に磁性金属である。そこで、本実施の形態では、これらの微細な金属片を除去している。

具体的には、磁界が発生している状況で、当該異物除去部本体３１に溶融混練した回収材料を流すことで、磁石３３に磁性金属が引き寄せられる。最後に、磁性金属が引き寄せられた磁石３３を異物除去部本体３１から取り出すことで、回収材料から磁性金属を除去する。

冷却する工程では、吐出口３４から吐出した熱可塑性樹脂組成物を冷却する。熱可塑性樹脂組成物の冷却方法は、空冷してもよいし、放冷してもよいし、水冷であってもよい。熱可塑性樹脂組成物の冷却方法は、冷却効率の観点から、水冷が好ましい。また、冷却温度後の熱可塑性樹脂組成物の温度も適宜設定できる。例えば、熱可塑性樹脂組成物の冷却温度は、３０℃である。

ペレット化する工程では、冷却工程により固化した熱可塑性樹脂組成物をペレット化する。ペレット化された熱可塑性樹脂組成物は、樹脂成形品の原材料に用いることができる。よって、熱可塑性樹脂組成物は、例えば、射出成形の原材料に用いられるようにペレット化する工程にて切断され、適当な大きさのペレットとなる。

このように製造された熱可塑性樹脂組成物のアイゾット衝撃強度は、回収材料の熱可塑性樹脂がポリカーボネートの場合には、２０ｋＪ／ｍ^２以上であり、回収材料の熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタラートの場合には、３ｋＪ／ｍ^２以上であり、回収材料の熱可塑性樹脂がアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体の場合には、１５ｋＪ／ｍ^２以上であり、回収材料の熱可塑性樹脂がポリエチレンの場合には、２５ｋＪ／ｍ^２以上である。各熱可塑性樹脂組成物のアイゾット衝撃強度が所定の値未満では、所定の物性を得られない。

熱可塑性樹脂組成物のアイゾット衝撃強度の測定法は、得られた熱可塑性樹脂組成物で試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ７１１０に準拠して測定できる。

また、このように製造された熱可塑性樹脂組成物の最短長さが５００μｍ以下の磁性金属の含有量は、５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。当該含有量が５０ｐｐｍ超の場合、熱可塑性樹脂組成物の所望の物性が得られないおそれがある。

磁性金属の含有量は、熱可塑性樹脂を溶媒に溶解させ、不溶の磁性金属と、熱可塑性樹脂が溶解した溶媒とを濾別する。次いで、濾別された磁性金属の重量を測定することで、磁性金属の含有量を求めることができる。また、磁性金属の大きさは、濾別された磁性金属を顕微鏡などで観察することで確認できる。

以上の説明から明らかなように、異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練する工程と、溶融混練された回収材料から、メッシュにより異物を除去する工程と、溶融混練された回収材料から、磁石により磁性金属を除去する工程と、を含み、異物および磁性金属を除去する前の溶融混練された回収材料の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ未満である。よって、上記製造方法によれば、連続して、熱可塑性樹脂製品の材料として回収材料を再利用可能な程度に、回収材料の物性のばらつきを十分に低減することができる。

［熱可塑性樹脂１の準備］
廃プラスチックを熱可塑性樹脂毎（ＰＣ、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＰＥ）に選別した。次いで、熱可塑性樹脂がＰＣの廃プラスチックを粉砕して、粉砕物とした。次いで、得られた粉砕物を湿式比重選別により選別した。次いで、選別した粉砕物を洗浄および乾燥させた粉砕物を準備した。次いで、粉砕物から大きな異物を選別して、熱可塑性樹脂がＰＣの熱可塑性樹脂１を準備した。

［熱可塑性樹脂２〜４の準備］
熱可塑性樹脂がＰＥＴ、ＡＢＳ、ＰＥである各廃プラスチックを使用したこと以外は、熱可塑性樹脂１と同様にして、熱可塑性樹脂がそれぞれＰＥＴ、ＡＢＳ、ＰＥである熱可塑性樹脂２〜４をそれぞれ準備した。

［製造装置の準備］
製造装置として、前述した溶融混練部および異物除去部を含む製造装置１００と同様の構成を有する装置を準備した。

［実験１］
真空乾燥機を用いて熱可塑性樹脂１を８０℃、４時間乾燥させた。次いで、製造装置の投入口から連続して１０時間、１０ｋｇ／時の量で投入して溶融混練するとともに、異物および磁性金属を除去した。溶融混練時のシリンダー温度は、２７０℃とした。目開きが５１０μｍのメッシュを使用した。磁石として永久磁石を使用した。

溶融混練された熱可塑性樹脂１は、吐出口から押し出された後、３０℃の水に浸漬されて急冷された。そして、急冷された樹脂組成物１は、ペレタイザーによりペレット状に粉砕された。こうして、ペレット状の樹脂組成物１を得た。

一方、投入口に供給すべき熱可塑性樹脂１と、ペレット状の樹脂組成物１をサンプリングして、熱可塑性樹脂１の磁性金属の含有量を測定した。磁性金属の含有量は、まず、熱可塑性樹脂１ｇを１００ｇのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に漬けて３分間撹拌し、熱可塑性樹脂を溶解させた。次いで、不溶物と、熱可塑性樹脂が溶解した溶媒とを濾別した。次いで、ネオジウム磁石を用いて濾別された不溶物中の磁性金属を吸着させ、吸着した磁性金属の重量を測定することで、熱可塑性樹脂１中の磁性金属の含有量をそれぞれ算出した。

なお、溶融粘度値は、溶融混練した後の熱可塑性樹脂１の温度を温度センサーで測定し、予め準備した、溶融粘度および温度の関係を示すデータから推測した。

［実験２、７］
溶融粘度が異なる熱可塑性樹脂１を使用したこと以外は、実験１と同様にして、実験２、７をして樹脂組成物２、７を得た。

［実験３］
１５４μｍの目開きのメッシュを使用したこと以外は、実験１と同様にして、実験３をして樹脂組成物３を得た。

［実験４］
永久磁石４個使用し、４個の永久磁石の磁極が交互となるように配置したこと以外は、実験１と同様にして、実験４をして樹脂組成物４を得た。

［実験５］
樹脂組成物が流れる方向において、磁石の上流側および下流側に非磁性体を配置したこと以外は、実験４と同様にして、実験５をして樹脂組成物５を得た。

［実験６］
磁石として電磁石を使用したこと以外は、実験５と同様にして、実験６をして樹脂組成物６を得た。

［実験８〜１０］
熱可塑性樹脂２〜４をそれぞれ使用したこと以外は、実験１と同様にして、実験８〜１０をして樹脂組成物８〜１０をそれぞれ得た。

［実験１１、１２］
異物および磁性金属を除去する前の溶融混練された樹脂組成物の溶融粘度が２３Ｐａ・ｓと、１３２０Ｐａ・ｓとであった樹脂組成物を使用したこと以外は、実験１と同様にして、実験１１、１２をして樹脂組成物１１、１２をそれぞれ得た。

各装置の特徴的な構成と、回収材料、樹脂組成物の各パラメーターとを表１に示す。

［評価］
（試験片の作製）
ペレット状の樹脂組成物１〜１２のそれぞれを８０℃で４時間乾燥させた後、射出成形機（Ｊ５５ＥＬＩＩ、株式会社日本製鋼所製）によって、「ＪＩＳ Ｋ７１６１」、「ＪＩＳ Ｋ７１１０」で規定されている所定の形状を有する試験片（ダンベル型）を成形した。熱可塑性樹脂がＰＣ、ＰＥＴの樹脂組成物では、シリンダー温度を２７０℃とし、金型温度を８０℃とした。また、熱可塑性樹脂がＡＢＳ、ＰＥの樹脂組成物では、シリンダー温度を１９０℃とし、金型温度を５０℃とした。

（停止時間の評価）
停止時間の評価は、以下の基準で評価した。停止時間の評価は、熱可塑性樹脂として、ＰＣ、ＰＥＴ、ＡＢＳ樹脂、ＰＥいずれであっても同じである。
○：停止時間の割合が５％未満
×：停止時間の割合が５％以上

（破断伸びの評価）
破断伸びの評価は、ＪＩＳ Ｋ７１６１に準じて破断伸び（％）を測定し、以下の基準で評価した。
熱可塑性樹脂としてＰＣを回収材料に含む実験１〜７、実験１１、１２については、以下の基準で評価した。
◎：８０％以上
○：７０％以上８０％未満
△：６０％以上７０％未満
×：６０％未満
熱可塑性樹脂としてＰＥＴを回収材料に含む実験８については、以下の基準で評価した。
◎：１５０％以上
○：１００％以上１５０％未満
△：７０％以上１００％未満
×：７０％未満
熱可塑性樹脂としてＡＢＳ樹脂を回収材料に含む実験９については、以下の基準で評価した。
◎：２５％以上
○：２０％以上２５％未満
△：１５％以上２０％未満
×：１５％未満
熱可塑性樹脂としてＰＥを回収材料に含む実験１０については、以下の基準で評価した。
◎：２００％以上
○：１５０％以上２００％未満
△：１００％以上１５０％未満
×：１００％未満
このように、評価基準が熱可塑性樹脂毎に異なるのは、熱可塑性樹脂毎にその特性が異なり、一義に規定できないためである。

（衝撃強度の評価）
衝撃強度の評価は、ＪＩＳ Ｋ７１１０に準じて衝撃強度（ｋＪ／ｍ^２）を測定し、以下の基準で評価した。
熱可塑性樹脂としてＰＣを回収材料に含む実験１〜７、実験１１、１２については、以下の基準で評価した。
◎：１５ｋＪ／ｍ^２以上
○：１０ｋＪ／ｍ^２以上１５ｋＪ／ｍ^２未満
△：８ｋＪ／ｍ^２以上１０ｋＪ／ｍ^２未満
×：８ｋＪ／ｍ^２未満
熱可塑性樹脂としてＰＥＴを回収材料に含む実験８については、以下の基準で評価した。
◎：３ｋＪ／ｍ^２以上
○：２ｋＪ／ｍ^２以上３ｋＪ／ｍ^２未満
△：１．５ｋＪ／ｍ^２以上２ｋＪ／ｍ^２未満
×：１．５ｋＪ／ｍ^２未満
熱可塑性樹脂としてＡＢＳ樹脂を回収材料に含む実験９については、以下の基準で評価した。
◎：１５ｋＪ／ｍ^２以上
○：１０ｋＪ／ｍ^２以上１５ｋＪ／ｍ^２未満
△：８ｋＪ／ｍ^２以上１０ｋＪ／ｍ^２未満
×：８ｋＪ／ｍ^２未満
熱可塑性樹脂としてＰＥを回収材料に含む実験１０については、以下の基準で評価した。
◎：２５ｋＪ／ｍ^２以上
○：２０ｋＪ／ｍ^２以上２５ｋＪ／ｍ^２未満
△：１０ｋＪ／ｍ^２以上２０ｋＪ／ｍ^２未満
×：１５ｋＪ／ｍ^２未満

結果を表２に示す。

表２に示されるように、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ未満の実験１１では、停止時間が長く、連続生産性が低かった。これは、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が低すぎてストランドが途中で切断してしまい、停止時間が長くなってしまったことによるものと考えられる。また、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓ超の実験１２では、衝撃強度が低く、かつ伸び率も低かった。これは、溶融粘度が低すぎたため、磁性金属が適切に除去できず、熱可塑性樹脂組成物中に磁性金属が残留したためと考えられる。

一方、異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練した後で、異物および磁性金属を除去する前の回収材料の粘度が５０Ｐａ・ｓ以上、１０００Ｐａ・ｓ未満の実験１〜１０では、連続生産性が高く、破断伸びおよび衝撃強度も十分であった。これは、溶融混練後で、異物および磁性金属を除去する前の回収材料の粘度が所定の範囲内であったため、異物および磁性金属を適切に除去できたためと考えられる。

前述の製造方法によれば、回収材料の再利用や、所期の物性から外れた物性を有する新規樹脂材料の有効活用など、樹脂材料の有効活用の拡充が期待される。よって、当該製造方法によれば、樹脂組成物およびそれを原料とする製品における生産性のさらなる向上と、当該熱樹脂組成物および製品の製造に伴う環境への負荷のさらなる低減との両立が期待される。

１０ 溶融混練装置
１１ 溶融混練部
１２ 異物除去部
１３ 冷却粉砕部
２１ 溶融混練部本体
２２ 投入口
２３ スクリュー
２４ 温度センサー
３１ 異物除去部本体
３２ メッシュ
３３ 磁石
３４ 吐出口
３５ 非磁性体
４１ 冷却部
４２ 切断部

Claims (13)

1. 異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練する工程と、
   溶融混練された前記回収材料から、メッシュにより前記異物を除去する工程と、
   溶融混練された前記回収材料から、磁石により前記磁性金属を除去する工程と、を含み、
   前記異物および前記磁性金属を除去する前の溶融混練された前記回収材料の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ未満である、
   熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
2. 前記異物を除去する工程では、目開きが１５０μｍ以上５００μｍ未満の前記メッシュを使用する、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
3. 前記磁性金属を除去する工程では、
   前記磁石を複数個使用し、
   複数の前記磁石は、溶融混練した前記回収材料の流動方向に対して、磁極が垂直に、かつ磁極が交互となるように配置されている、
   請求項１または請求項２に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
4. 前記磁性金属を除去する工程では、前記磁石の前記流動方向の前後に接触した非磁性体が配置されている、請求項３に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
5. 前記磁性金属を除去する工程では、前記磁石として電磁石を使用する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
6. 異物および磁性金属を有する回収材料を熱可塑性樹脂の種類毎に分別する工程と、
   熱可塑性樹脂の種類毎に選別された前記回収材料を粉砕する工程と、
   粉砕された前記回収材料から異物を選別する工程と、をさらに含む、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
7. 前記異物および前記磁性金属を除去した後の溶融混練された前記回収材料のアイゾット衝撃強度は、
   前記回収材料の熱可塑性樹脂がポリカーボネートの場合には、２０ｋＪ／ｍ^２以上であり、
   前記回収材料の熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタラートの場合には、３ｋＪ／ｍ^２以上であり、
   前記回収材料の熱可塑性樹脂がアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体の場合には、１５ｋＪ／ｍ^２以上であり、
   前記回収材料の熱可塑性樹脂がポリエチレンの場合には、２５ｋＪ／ｍ^２以上である、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
8. 前記異物および前記磁性金属を除去した後の溶融混練された前記回収材料における、最短長さが５００μｍ以下の前記磁性金属の含有量は、５０ｐｐｍ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
9. 異物および磁性金属を含む回収材料を溶融混練する溶融混練部と、
   前記溶融混練部で溶融混練した回収材料から前記異物および前記磁性金属を除去する異物除去部と、を有し、
   前記異物除去部は、
   前記回収材料から前記異物を除去するためのメッシュと、
   前記回収材料から前記磁性金属を除去するための磁石と、を含む、
   熱可塑性樹脂組成物の製造装置。
10. 前記メッシュの目開きは、１５０μｍ以上５００μｍ以下である、請求項９に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造装置。
11. 前記異物除去部は、複数の前記磁石を有し、
    前記複数の磁石は、溶融混練した前記回収材料の流動方向に対して、磁極が垂直に、かつ磁極が交互となるように配置されている、
    請求項９または請求項１０に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造装置。
12. 前記異物除去部は、前記複数の磁石の前記流動方向の前後に接触して配置された非磁性体をさらに有する、請求項１１に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造装置。
13. 前記磁石は、電磁石である、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造装置。

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