JP2668137B2 - ポリウレタン樹脂廃材の再生方法 - Google Patents
ポリウレタン樹脂廃材の再生方法Info
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- JP2668137B2 JP2668137B2 JP19096589A JP19096589A JP2668137B2 JP 2668137 B2 JP2668137 B2 JP 2668137B2 JP 19096589 A JP19096589 A JP 19096589A JP 19096589 A JP19096589 A JP 19096589A JP 2668137 B2 JP2668137 B2 JP 2668137B2
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- waste
- polyurethane resin
- diol
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はジオール含有ポリオール廃液をバインダー原
料として利用できるポリウレタン樹脂廃材の再生方法に
関するものである。
料として利用できるポリウレタン樹脂廃材の再生方法に
関するものである。
＜従来の技術＞ 従来、ポリウレタン樹脂廃材は、他の熱可塑性樹脂と
は異なり、これを再度利用して成形品に成形することは
困難とされ、ほとんどが埋設あるいは焼却処理されてい
た。しかし最近、省資源、コストダウン、公害防止の要
請からこの種の樹脂廃材の再利用が叫ばれ、そのための
方法を提案されている。ポリウレタン樹脂廃材の再生方
法に関する提案は例えば特開昭56−46726、同57−2363
6、同57−45026、特公昭63−12766、同63−35404号公報
等に見られ、それらは再生品の表面状態、物性、生産性
等を向上させるために、主原料（廃材粉砕物）の粒度分
布、バインダー、配合比、成形条件等を工夫したもので
あるが、従来の一般的なポリウレタン樹脂廃材の再生方
法は、ポリウレタン樹脂廃材を粉砕し、トリオール系ポ
リオールとポリイソシアネートから調整されるウレタン
バインダーを添加混合したうえ、温度50〜150℃、プレ
ス圧10〜150kg/cm2程度で加熱加圧成形するというもの
であった。
は異なり、これを再度利用して成形品に成形することは
困難とされ、ほとんどが埋設あるいは焼却処理されてい
た。しかし最近、省資源、コストダウン、公害防止の要
請からこの種の樹脂廃材の再利用が叫ばれ、そのための
方法を提案されている。ポリウレタン樹脂廃材の再生方
法に関する提案は例えば特開昭56−46726、同57−2363
6、同57−45026、特公昭63−12766、同63−35404号公報
等に見られ、それらは再生品の表面状態、物性、生産性
等を向上させるために、主原料（廃材粉砕物）の粒度分
布、バインダー、配合比、成形条件等を工夫したもので
あるが、従来の一般的なポリウレタン樹脂廃材の再生方
法は、ポリウレタン樹脂廃材を粉砕し、トリオール系ポ
リオールとポリイソシアネートから調整されるウレタン
バインダーを添加混合したうえ、温度50〜150℃、プレ
ス圧10〜150kg/cm2程度で加熱加圧成形するというもの
であった。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上記従来の再生方法においては、ポリオール廃液を利
用することができないという問題があった。その理由は
該廃液にジオールが混在するためである。更に詳しく説
明すると、従来から用いられているトリオール系ポリオ
ールは網目構造のウレタン結合を形成して廃材チップ同
士を三次元的に結び付けるのに対し、ジオールのそれは
直鎖上の結合でしかなく、このためジオール含有ポリオ
ール廃液を利用すると、成形が不可能であるか又は脆弱
な再生成形品しか得られない。
用することができないという問題があった。その理由は
該廃液にジオールが混在するためである。更に詳しく説
明すると、従来から用いられているトリオール系ポリオ
ールは網目構造のウレタン結合を形成して廃材チップ同
士を三次元的に結び付けるのに対し、ジオールのそれは
直鎖上の結合でしかなく、このためジオール含有ポリオ
ール廃液を利用すると、成形が不可能であるか又は脆弱
な再生成形品しか得られない。
更に別の問題として、ポリウレタン樹脂廃材は熱硬化
性樹脂であるため、その廃材の利用範囲は限られてお
り、プラスチック部品、特にゴムの代替え品として再生
利用されているのが物性的に劣るという問題があった。
性樹脂であるため、その廃材の利用範囲は限られてお
り、プラスチック部品、特にゴムの代替え品として再生
利用されているのが物性的に劣るという問題があった。
本発明は上記各問題を解決するためになされたもの
で、その解決しようとする第一の課題はトリオール系ポ
リオールに替えて、ジオール、特にジオール系ポリオー
ル廃液を利用できるようにすることであり、第二の課題
は上記廃材から得られる再生品の物性を向上させること
である。従って、ジオールから調製される有用なバイン
ダー及びそれを使用するのに最適な成形条件を見い出す
ことにより、上記課題を解決できるポリウレタン樹脂廃
材の再生方法を提供することが本発明の目的である。
で、その解決しようとする第一の課題はトリオール系ポ
リオールに替えて、ジオール、特にジオール系ポリオー
ル廃液を利用できるようにすることであり、第二の課題
は上記廃材から得られる再生品の物性を向上させること
である。従って、ジオールから調製される有用なバイン
ダー及びそれを使用するのに最適な成形条件を見い出す
ことにより、上記課題を解決できるポリウレタン樹脂廃
材の再生方法を提供することが本発明の目的である。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成できる本発明のポリウレタン樹脂廃材
の再生方法は、ポリウレタン樹脂廃材の粉砕物に、ジオ
ールとイソシアネートを、又はそれらから調製したプレ
ポリマーをバインダーとして添加混合したうえ、圧力16
0〜300kg/cm2、温度130〜160℃にて加熱加圧成形するこ
とを特徴とする。
の再生方法は、ポリウレタン樹脂廃材の粉砕物に、ジオ
ールとイソシアネートを、又はそれらから調製したプレ
ポリマーをバインダーとして添加混合したうえ、圧力16
0〜300kg/cm2、温度130〜160℃にて加熱加圧成形するこ
とを特徴とする。
即ち本発明は、未反応の−NCO基が５〜15％残存する
様にジオールとイソシアネートからバインダーとなるプ
レポリマーを生じさせ、それを用いて上記廃材の粉砕物
を、通常条件よりも比較的高圧高温条件のもとで加熱加
圧成形を行なうことを特徴とする。
様にジオールとイソシアネートからバインダーとなるプ
レポリマーを生じさせ、それを用いて上記廃材の粉砕物
を、通常条件よりも比較的高圧高温条件のもとで加熱加
圧成形を行なうことを特徴とする。
本発明方法の好ましい態様は第１図のフローチャート
に示すことができ、この図に従って更に詳しく説明す
る。
に示すことができ、この図に従って更に詳しく説明す
る。
まず主原料となるポリウレタン樹脂廃材は各成形工場
より発生するバンパー、シートなどの不良品やライナ
ー、ゲート、バリ屑などである。
より発生するバンパー、シートなどの不良品やライナ
ー、ゲート、バリ屑などである。
粉砕工程では上記廃材を10μ〜5mmほどの粒径に粉砕
するのが好ましい。粉砕は極力微粒化するほど得られる
再生品の表面が良好となるが10μ以下であると粉砕コス
トがアップし経済性に欠けるうえ、バインダーの添加量
を増加させる必要がある。他方、5mm以上の粒径である
と再生品の表面状態が粗悪となる。
するのが好ましい。粉砕は極力微粒化するほど得られる
再生品の表面が良好となるが10μ以下であると粉砕コス
トがアップし経済性に欠けるうえ、バインダーの添加量
を増加させる必要がある。他方、5mm以上の粒径である
と再生品の表面状態が粗悪となる。
バインダー調製工程ではイソシアネートとジオールを
混合し、好ましくは遊離−NCO基が５〜15％のプレポリ
マーが作られるようにする。この値は、バインダーのポ
ットライフ（可使時間）と反応条件にもよるが、上記範
囲であれば本発明の再生方法を良好に実施することがで
きる。遊離−NCO基の含有率は、イソシアネートとジオ
ールの配合比によって調整することができる。また必要
に応じ、メチレンクロライド等の溶剤やDOP等の可塑剤
を加えて粘度を調整する。
混合し、好ましくは遊離−NCO基が５〜15％のプレポリ
マーが作られるようにする。この値は、バインダーのポ
ットライフ（可使時間）と反応条件にもよるが、上記範
囲であれば本発明の再生方法を良好に実施することがで
きる。遊離−NCO基の含有率は、イソシアネートとジオ
ールの配合比によって調整することができる。また必要
に応じ、メチレンクロライド等の溶剤やDOP等の可塑剤
を加えて粘度を調整する。
なおここで使用するジオール及びイソシアネートは新
液でも廃液でもよい。しかし、バインダーの原料はでき
れば廃材と同じものを用いると相溶性が最も良く、新品
に限らず廃液のポリオールやイソシアネートも充分利用
が可能であることから、同一成型工程で生じるそれら廃
液を利用するのが有利である。
液でも廃液でもよい。しかし、バインダーの原料はでき
れば廃材と同じものを用いると相溶性が最も良く、新品
に限らず廃液のポリオールやイソシアネートも充分利用
が可能であることから、同一成型工程で生じるそれら廃
液を利用するのが有利である。
上記のようにして調整されるバインダーは廃材粉砕物
に１液タイプとして添加しても或は２液タイプとして添
加してもよい。
に１液タイプとして添加しても或は２液タイプとして添
加してもよい。
粉砕物に対するバインダーの添加量を多くすると、物
性の向上は見られても反応時間を長く取るためにコスト
的にまた作業条件的に廃材利用のメリットが少なくな
る。また添加量が少なすぎると物性が悪化し製品として
成り立たない。従って粉砕物に対するバインダーの添加
量は５〜20wt％が好ましい。
性の向上は見られても反応時間を長く取るためにコスト
的にまた作業条件的に廃材利用のメリットが少なくな
る。また添加量が少なすぎると物性が悪化し製品として
成り立たない。従って粉砕物に対するバインダーの添加
量は５〜20wt％が好ましい。
バインダーを混合した廃材を計量する工程を経て成形
工程へと移るが、ここでの成形条件は、さきの特定のバ
インダーとの関連で、プレス圧160〜300kg/cm2、プレス
温度130〜160℃、プレス時間60〜270秒の条件が最も経
済的で、物性（弾性、伸び）の優れた成形品が得られ
る。
工程へと移るが、ここでの成形条件は、さきの特定のバ
インダーとの関連で、プレス圧160〜300kg/cm2、プレス
温度130〜160℃、プレス時間60〜270秒の条件が最も経
済的で、物性（弾性、伸び）の優れた成形品が得られ
る。
この様にして得られる製品はトランクマット、マット
ガード、ステップ等で、廃材と同じ原料のバインダーに
て接着すると一般のウレタンバインダーに較べて20〜40
％物性が向上する。
ガード、ステップ等で、廃材と同じ原料のバインダーに
て接着すると一般のウレタンバインダーに較べて20〜40
％物性が向上する。
＜作用＞ 本発明の再生方法によればジオールをバインダーに利
用でき、しかも高弾性の再生品を製造できるが、これは
以下の作用によるものと考えられる。
用でき、しかも高弾性の再生品を製造できるが、これは
以下の作用によるものと考えられる。
ポリウレタン樹脂廃材中には未反応の結合用ウレタン
手というべきものが存在している。その廃材を粉砕する
と第６図に示す様に多数のウレタン手を粉砕物表面に出
すことができる。
手というべきものが存在している。その廃材を粉砕する
と第６図に示す様に多数のウレタン手を粉砕物表面に出
すことができる。
本発明における上記条件にて成形すると、従来法では
反応しなかった結合用ウレタン手が活性化され、それら
は第７図に示すように中間にジオールHO−Ｒ−OHを挟ん
で互いに結合する。ジオールが入ることで、より弾性の
ある結合となり、再生品がよりゴムに近いものとなる。
反応しなかった結合用ウレタン手が活性化され、それら
は第７図に示すように中間にジオールHO−Ｒ−OHを挟ん
で互いに結合する。ジオールが入ることで、より弾性の
ある結合となり、再生品がよりゴムに近いものとなる。
＜実施例＞ 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例１ 再生ゴムを造るときに利用されるコンダックスミル
で、ウレタンバンパー廃材を粉砕し、粒径7000μ以下の
粉砕物にする。その際、連続した粒度分布となるように
且つ粒径420〜800μの範囲に分布する量が50％となるよ
うに粉砕する。
で、ウレタンバンパー廃材を粉砕し、粒径7000μ以下の
粉砕物にする。その際、連続した粒度分布となるように
且つ粒径420〜800μの範囲に分布する量が50％となるよ
うに粉砕する。
この廃材粉砕物に、バンパー製造工程で発生したキャ
リブレーション廃液を回収して調製したバインダーを、
重量比で14％に相当する量添加する。該バインダーは一
液タイプであり、廃液のポリオールとイソシアネートか
ら、遊離−NCO基が10％となるように製造されたプレポ
リマーである。なお上記ポリオール廃液及びイソシアネ
ート廃液の性状・組成は次表に示す通りである。
リブレーション廃液を回収して調製したバインダーを、
重量比で14％に相当する量添加する。該バインダーは一
液タイプであり、廃液のポリオールとイソシアネートか
ら、遊離−NCO基が10％となるように製造されたプレポ
リマーである。なお上記ポリオール廃液及びイソシアネ
ート廃液の性状・組成は次表に示す通りである。
上記廃材粉砕物とウレタンバンパーを、均一な固液混
合を行なうためのゴムバックを下部に備えたミキサーで
２分間混合する。得られた混合物を次の条件： プレス圧力:200kg/cm2 プレス温度:145℃ プレス時間:180秒 にて加熱加圧成形し、再生品（平板状試験片）を製造し
た。
合を行なうためのゴムバックを下部に備えたミキサーで
２分間混合する。得られた混合物を次の条件： プレス圧力:200kg/cm2 プレス温度:145℃ プレス時間:180秒 にて加熱加圧成形し、再生品（平板状試験片）を製造し
た。
実施例２ ジオール系ポリオール廃液を用いる代わりに新品のジ
オール（廃材のポリウレタン樹脂の製造に用いたジオー
ルとは異なるジオール：旭硝子（株）製「EX−200」）
を用いる以外は実施例１と同様にして再生品を製造し
た。
オール（廃材のポリウレタン樹脂の製造に用いたジオー
ルとは異なるジオール：旭硝子（株）製「EX−200」）
を用いる以外は実施例１と同様にして再生品を製造し
た。
比較例１ 新品のジオールの代わりに新品のトリオールを用いる
以外は実施例２と同様にして同じ再生品を製造した。な
お新品のポリオールはOH価56％、分子量3000である。
以外は実施例２と同様にして同じ再生品を製造した。な
お新品のポリオールはOH価56％、分子量3000である。
比較例２ 加熱加圧成形条件を、 プレス圧力:40kg/cm2 プレス温度:120℃ プレス時間:180秒 とする以外は実施例１と同様にして同じ再生品の製造を
試みた。しかし廃材粉砕物はバインダーで接着固化せ
ず、成形は失敗に終った。
試みた。しかし廃材粉砕物はバインダーで接着固化せ
ず、成形は失敗に終った。
比較試験 実施１、実施例２、比較例１及び従来法（新品のトリ
オールから調製したバインダーを用い、通常プレス条件
で成形）で得られた再生品について70℃における引張り
強度及び伸びを調べた。それらの結果をそれぞれ第２図
及び第３図に示す。
オールから調製したバインダーを用い、通常プレス条件
で成形）で得られた再生品について70℃における引張り
強度及び伸びを調べた。それらの結果をそれぞれ第２図
及び第３図に示す。
それらの図から、従来の一般的バインダーを用いる
（比較例１及び従来法）よりは、ジオールから調製した
バインダーを用いた方（実施例１及び実施例２）が、再
生品の弾性及び強度を増すことができ、また廃材と異な
る原料のバインダーを用いる（実施例２）よりは、同じ
原料のバインダーを用いた方（実施例１）が物性を向上
させ得ることが判かる。
（比較例１及び従来法）よりは、ジオールから調製した
バインダーを用いた方（実施例１及び実施例２）が、再
生品の弾性及び強度を増すことができ、また廃材と異な
る原料のバインダーを用いる（実施例２）よりは、同じ
原料のバインダーを用いた方（実施例１）が物性を向上
させ得ることが判かる。
検討試験例 ジオールから調製したバインダーを用いても一般的な
プレス条件で成形すると再生品を製造できないことが前
記比較例２から確かめられたが、これに関連して、どの
程度のプレス圧力及びプレス温度が適当であるかを以下
のようにして調べた。
プレス条件で成形すると再生品を製造できないことが前
記比較例２から確かめられたが、これに関連して、どの
程度のプレス圧力及びプレス温度が適当であるかを以下
のようにして調べた。
ｉ）プレス圧力 様々なプレス圧力で再生品を成形し、得られた成形品
の引張り強度とプレス圧力との関係を調べた。なおここ
での成形は他の条件を、プレス温度:145℃、プレス時
間:180秒、バインダー添加量:10％と一定にして行なっ
た。
の引張り強度とプレス圧力との関係を調べた。なおここ
での成形は他の条件を、プレス温度:145℃、プレス時
間:180秒、バインダー添加量:10％と一定にして行なっ
た。
結果を第４図に示す。該図からプレス圧力が160kg/cm
2以上であれば良好な成形が可能であることが判かる。
しかし圧力を高くするほどそれだけコストアップとなる
ので、好適なプレス圧力の範囲は160〜300kg/cm2といえ
る。
2以上であれば良好な成形が可能であることが判かる。
しかし圧力を高くするほどそれだけコストアップとなる
ので、好適なプレス圧力の範囲は160〜300kg/cm2といえ
る。
ii）プレス温度 様々なプレス温度で再生品を成形し、得られた成形品
の引張り強度とプレス温度との関係を調べた。なおここ
での成形は他の条件を、プレス圧力:200kg/cm2、プレス
時間:180秒、バインダー添加量:10％と一定にして行な
った。
の引張り強度とプレス温度との関係を調べた。なおここ
での成形は他の条件を、プレス圧力:200kg/cm2、プレス
時間:180秒、バインダー添加量:10％と一定にして行な
った。
結果を第５図に示す。該図からプレス温度が130℃以
上であれは良好な成形が可能であることが判かる。しか
し温度が160℃を越えるとウレタンが焦げ始め、製品表
面が悪化し品質の低下が見られる。そのため好適なプレ
ス温度の範囲は130〜160℃といえる。
上であれは良好な成形が可能であることが判かる。しか
し温度が160℃を越えるとウレタンが焦げ始め、製品表
面が悪化し品質の低下が見られる。そのため好適なプレ
ス温度の範囲は130〜160℃といえる。
＜発明の効果＞ 本発明のポリウレタン樹脂廃材の再生方法によれば以
下のような効果をもたらす。
下のような効果をもたらす。
まず従来利用できなかったジオール系ポリオール廃液
をポリウレタン樹脂廃材の再生に利用することができ、
そのための廃液処分コストが不要になるとともに、ポリ
オール新液を用いないですむ分、廃材再生コストの低減
が図れる。
をポリウレタン樹脂廃材の再生に利用することができ、
そのための廃液処分コストが不要になるとともに、ポリ
オール新液を用いないですむ分、廃材再生コストの低減
が図れる。
また、高弾性、高引張り強さを有する再生品が得られ
ることから、ほとんどのゴム製品の代替品を造ることが
でき、ポリウレタン樹脂廃材の再利用範囲を拡大するこ
とができる。
ることから、ほとんどのゴム製品の代替品を造ることが
でき、ポリウレタン樹脂廃材の再利用範囲を拡大するこ
とができる。
さらに、成形時に必要な金型離型剤を除く全ての原材
料を、同じポリウレタン製品成形工場からまかなえるた
め、省資源及び公害防止対策上、非常に有利になるとと
もに、廃材を相溶性の良い同種類のバインダーで接着で
きるため、再生品の物性を向上させることができる。
料を、同じポリウレタン製品成形工場からまかなえるた
め、省資源及び公害防止対策上、非常に有利になるとと
もに、廃材を相溶性の良い同種類のバインダーで接着で
きるため、再生品の物性を向上させることができる。
第１図は本発明のポリウレタン樹脂廃材の再生方法の一
態様をフローチャート化して示す図、 第２図は各実施例、比較例及び従来法で製造された再生
品の引張り強度試験結果を対比させて示すグラフ、 第３図は同じく伸び試験結果に係るグラフ、 第４図はジオールから調製したバインダーを用いた際
の、成形再生品の引張り強度と成形プレス圧との関係を
示すグラフ、 第５図は同じく引張り強度と成形プレス温度との関係を
示すグラフ、 第６図及び第７図はそれぞれ廃材粉砕物の成形前及び成
形後の状態を模式的に示す図である。
態様をフローチャート化して示す図、 第２図は各実施例、比較例及び従来法で製造された再生
品の引張り強度試験結果を対比させて示すグラフ、 第３図は同じく伸び試験結果に係るグラフ、 第４図はジオールから調製したバインダーを用いた際
の、成形再生品の引張り強度と成形プレス圧との関係を
示すグラフ、 第５図は同じく引張り強度と成形プレス温度との関係を
示すグラフ、 第６図及び第７図はそれぞれ廃材粉砕物の成形前及び成
形後の状態を模式的に示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 神林 博 愛知県名古屋市熱田区千年１丁目16番30 号 井上エムテーピー株式会社船方工場 内 (72)発明者 戸田 健一郎 愛知県小牧市小木字実丁3128番地 トー ケン樹脂化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−23638（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ポリウレタン樹脂廃材の粉砕物に、ジオー
ルとイソシアネートを、又はそれらから調整したプレポ
リマーをバインダーとして添加混合したうえ、圧力160
〜300kg/cm2、温度130〜160℃にて加熱加圧成形するこ
とを特徴とするポリウレタン樹脂廃材の再生方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283689 | 1989-03-24 | ||
| JP1-72836 | 1989-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH037739A JPH037739A (ja) | 1991-01-14 |
| JP2668137B2 true JP2668137B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=13500894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19096589A Expired - Fee Related JP2668137B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-07-24 | ポリウレタン樹脂廃材の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668137B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200157306A1 (en) * | 2017-08-07 | 2020-05-21 | Basf Se | Isocyanate-functional polymer components and polyurethane articles formed from recycled polyurethane articles and associated methods for forming same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19835728B4 (de) * | 1998-08-07 | 2007-01-11 | Het Elastomertechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Kunststoffabfällen und Polyurethanen |
-
1989
- 1989-07-24 JP JP19096589A patent/JP2668137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200157306A1 (en) * | 2017-08-07 | 2020-05-21 | Basf Se | Isocyanate-functional polymer components and polyurethane articles formed from recycled polyurethane articles and associated methods for forming same |
| US12054589B2 (en) * | 2017-08-07 | 2024-08-06 | Basf Se | Isocyanate-functional polymer components and polyurethane articles formed from recycled polyurethane articles and associated methods for forming same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH037739A (ja) | 1991-01-14 |
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