JP4146992B2

JP4146992B2 - 再生プラスチック材料及び成形体

Info

Publication number: JP4146992B2
Application number: JP2000342617A
Authority: JP
Inventors: 祥生曽; 肇神原; 広美柳瀬; 陽子上野; 寛之西村; 隆文川口; 真理子加藤; 真一川崎; 昌宏山田
Original assignee: Kansai Research Institute KRI Inc; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Kansai Research Institute KRI Inc; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JP2001220473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のポリマーを相溶化させてポリマーアロイを得る上で有用な相溶化剤に関する。また、本発明は、廃棄されたプラスチックをリサイクルするためのプラスチックリサイクル用改質剤、及び前記改質剤を用いたプラスチック材料リサイクル方法に関する。さらに、本発明は、前記相溶化剤及び／又は前記改質剤が配合されたプラスチック材料、及び前記改質剤が配合された再生プラスチック材料に関する。さらに、本発明は、前記プラスチック材料又は前記再生プラスチック材料からなるプラスチック成形体にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保護、資源の有効利用すなわち再資源化、廃棄物処理問題などの観点から、廃棄プラスチックの再生利用は重要な課題となっている。
現在、廃棄プラスチックの中で最も再生利用されているのは、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂である。廃棄ポリオレフィン系樹脂の再生利用の拡大が特に重要である。
【０００３】
廃棄プラスチックの完全な分別回収は困難であり、再生過程においては、通常複数種のポリマーが混合される。そのため、再生されたプラスチックのポリマー物性は低下する。プラスチック再生時にオイルなどの可塑剤を多量に配合して物性低下防止を図っているが、元の物性を回復することは困難である。
【０００４】
また、再生時に混合される複数種のポリマーが互いに非相溶の異種ポリマーであれば、均一な分散が得られず、再生されたプラスチックのポリマー物性は大きく低下する。このように、再生されたプラスチックのポリマー物性は低いため、低い物性値であっても使用可能な限られた用途にしか、再生プラスチックを利用することができない。
【０００５】
互いに非相溶の異種ポリマーの分散を良好にするために、相溶化剤が用いられる。相溶化剤としては、従来、ランダムコポリマー系、グラフト・ブロックコポリマー系などの相溶化剤、反応相溶化剤などが知られている。反応相溶化剤とよばれるものは、二重結合、カルボキシル基、エポキシ基などを有するポリマーであって、成形加工工程で相溶化させようとするポリマーの一方または両方と反応してグラフトまたはブロック構造に基づく界面活性剤的な働きをして相溶化剤として機能する（参考文献：「ポリマーアロイ」基礎と応用、高分子学会編、１９９３年発行）。
また、特開平８−３０２２１７号公報には、オキサゾリン環を有する相溶化剤が記載されている。
【０００６】
しかしながら、従来の相溶化剤は相溶化効果が不十分であり、異なる種類の廃棄プラスチックの再生に用いた場合、物性低下の抑制や成形不良の改良効果は必ずしも充分ではない。このため、廃棄プラスチックの再利用には限界がある。
【０００７】
このような事情から、廃棄プラスチックをリサイクルし再資源化するに当たり、異種ポリマーが混合された場合、とりわけ互いに非相溶の異種ポリマーが混合された場合であっても、ポリマー物性低下が生じない技術の開発が要望されている。ポリマー物性を維持できれば、再生プラスチック材料を種々の用途に展開することが可能であり、有効な再利用が達成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、複数のポリマーを相溶化させてポリマーアロイを得る上で有用な相溶化剤を提供することにある。また、本発明の目的は、廃棄されたプラスチックをリサイクルするに際して、プラスチックの物性を低下させないプラスチックリサイクル用改質剤、及び前記改質剤を用いたプラスチック材料リサイクル方法を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、前記相溶化剤及び／又は前記改質剤が配合されたプラスチック材料、及び前記改質剤が配合された再生プラスチック材料を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、前記プラスチック材料又は前記再生プラスチック材料から構成されたプラスチック成形体、特にガス機器用プラスチック部品を提供することにもある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討し、アイオノマーが異種ポリマーの相溶化に優れた効果を有することを見いだした。この効果をもとに、廃棄ポリオレフィンと廃棄エンジニアリングプラスチックとの相溶性を改善することにより、良い力学性質を有する再生プラスチック材料が得られることを本発明者らは見いだし、本発明に至った。
【００１０】
本発明には、以下の発明が含まれる。
(1) リサイクルすべき使用済みポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、リサイクルすべき使用済みポリプロピレン（ＰＰ）と、アイオノマー樹脂とを含む再生プラスチック材料であって、
前記リサイクルすべき使用済みポリエチレンテレフタレートは、回収されたＰＥＴボトルから調製された使用済みＰＥＴフレークであり、
前記アイオノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマーであり、
前記使用済みポリエチレンテレフタレートと、前記使用済みポリプロピレンとを、ＰＥＴ／ＰＰ＝８０／２０〜５０／５０の配合重量比で含み、
前記使用済みポリエチレンテレフタレートと、前記使用済みポリプロピレンとの合計１００重量部に対して、アイオノマー樹脂０．５〜２０重量部を含んでいる再生プラスチック材料。
(2) (1) に記載の再生プラスチック材料から構成された再生プラスチック成形体。
(3) (1) に記載の再生プラスチック材料から構成されたガス機器用プラスチック部品。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明において、相溶化剤としてエチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマー樹脂を用いる。
本発明において、プラスチックリサイクル用改質剤とは、前記アイオノマー樹脂を主成分として含むものである。
【００１３】
アイオノマー樹脂としては、種々のタイプのものがある。典型的なアイオノマーは、（ａ）ホスト高分子の主鎖に部分的に側鎖イオン基が存在するものである（側鎖型）。別のタイプのアイオノマーは、（ｂ）両末端に例えばカルボン酸基が存在するホスト高分子あるいはオリゴマーに金属イオンが中和することより高分子化したものである（テレケリック型）。また別のタイプのアイオノマーは、（ｃ）主鎖に陽イオンを有し、そこに陰イオンが結合したものである（アイオネン）。
【００１４】
【化１】

【００１５】
ホスト高分子のイオン基に対する対イオンとしては、Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺等のアルカリ金属イオン、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺、Ｂａ²⁺等のアルカリ土類金属イオン、Ｚｎ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｍｎ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃｏ²⁺、Ｃｏ³⁺、Ｆｅ³⁺、Ｃｒ³⁺等の遷移金属イオンが用いられる。また、陽イオンホスト高分子に対しては、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、Ｉ^-等の陰イオンが用いられる。
【００１６】
このようなアイオノマー樹脂としては、例えば、エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマー、エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマー、プロピレン−メタクリル酸共重合体アイオノマー、プロピレン―アクリル酸共重合体アイオノマー、ブチレン−アクリル酸共重合体アイオノマー、エチレン−ビニルスルホン酸共重合体アイオノマー、スチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマー、スルホン化ポリスチレンアイオノマー、フッ素系アイオノマー、テレケリックポリブタジエンアクリル酸アイオノマー、スルホン化エチレン−プロピレン−ジエン共重合体アイオノマー、水素化ポリペンタマーアイオノマー、ポリペンタマーアイオノマー、ポリ（ビニルピリジウム塩）アイオノマー、ポリ（ビニルトリメチルアンモニウム塩）アイオノマー、ポリ（ビニルベンジルホスホニウム塩）アイオノマー、スチレン−ブタジエンアクリル酸共重合体アイオノマー、ポリウレタンアイオノマー、スルホン化スチレン−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンサルフェイトアイオノマー、酸−アミンアイオノマー、脂肪族系アイオネン、芳香族系アイオネン等が挙げられる。
【００１７】
これらアイオノマー樹脂は、互いに非相溶の異種ポリマーを相溶化させる効果を有する。これらアイオノマー樹脂の１種を相溶化剤又はプラスチックリサイクル用改質剤として用いてもよく、必要に応じて２種以上を混合して用いてもよい。
【００１８】
本発明において、これらアイオノマー樹脂のうち、エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマーが用いられる。これは、脂肪族ポリマーと芳香族ポリマーの相溶性、及び極性ポリマーと非極性ポリマーの相溶性を向上させる場合に特に有効である。エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマーとして、より具体的には、ハイミラン1554、ハイミラン1555、ハイミラン1557、ハイミラン1601、ハイミラン1605、ハイミラン1650、ハイミラン1652、ハイミラン1652 SR 、ハイミラン1652 SB 、ハイミラン1702、ハイミラン1705、ハイミラン1706、ハイミラン1707、ハイミラン1855、ハイミラン1856（以上、三井・デュポンポリケミカル株式会社製）が挙げられる。
【００１９】
本発明において、相溶化させるべき及び／又はリサイクルすべきプラスチックには、特に限定されることなく、種々のプラスチック、ゴムなどの高分子材料を含む材料が含まれる。
【００２０】
高分子材料として具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＣＳ樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、塩素化ポリエーテル、塩素化ポリエチレン、アリル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−α―オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、ＥＶＡ樹脂、ＦＲＰ、アイオノマー、メタクリル−スチレン共重合体、ニトリル樹脂、ポリエステル〔ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）〕、オレフィンビニルアルコール共重合体、石油樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリアリルスルフォン、ポリベンゾイミダゾール、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリケトン、メタクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、ＳＡＮ樹脂、ブタジエン−スチレン樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリ酢酸ビニル、キシレン樹脂、熱可塑性エラストマー、ＥＰＤＭ、ＣＲ、ＢＲ、ニトリルゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。これらは、例示であって、他の種々のポリマーも含まれる。
【００２１】
本発明の相溶化剤及び／又はプラスチックリサイクル用改質剤は、互いに非相溶の異種ポリマー（例えば、脂肪族ポリマーと芳香族ポリマー、極性ポリマーと非極性ポリマー）を相溶化させる効果に優れ、上記のうちの任意の複数種のポリマーを相溶化させることができる。もちろん、互いに相溶性の異種ポリマーは、本発明の相溶化剤及び／又はプラスチックリサイクル用改質剤を用いて相溶化する。
従って、廃棄量が多く再生利用の要望が強いポリオレフィン系樹脂やエンジニアリングプラスチックの再生に、本発明の相溶化剤及び／又はプラスチックリサイクル用改質剤を用いる利点が大きい。
【００２２】
ポリオレフィン系樹脂には、主として、ポリプロピレン、極低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等及びそれらの混合物が含まれる。エンジニアリングプラスチックには、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアセタールポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスチレン、ポリイミド等及びそれらの混合物が含まれる。
【００２３】
本発明の相溶化剤及び／又はプラスチックリサイクル用改質剤が好ましく適用される互いに非相溶の異種ポリマーの組合せとしては、例えば、ポリオレフィン系樹脂とエンジニアリングプラスチックの組合せが挙げられる。より具体的には、例えば、ＰＥとＰＥＴ、ＰＰとＡＢＳ、ＰＰとＰＳの組合せが挙げられる。もちろん、これらの他にも、多様な組合せが存在する。２種の異種ポリマーのみならず、３種以上の異種ポリマーの組合せにも適用される。
【００２４】
従来、これらの再生において、廃棄プラスチック中に異種ポリマーの混入があるため、十分高い物性を有する再生プラスチック材料は得られなかった。本発明の相溶化剤及び／又はプラスチックリサイクル用改質剤によって、異種ポリマーを含む廃棄プラスチックの相溶化が達成でき、十分高い物性を有する再生プラスチック材料が得られる。
【００２５】
本発明のプラスチック材料リサイクル方法において、リサイクルすべきプラスチックに、前記プラスチックリサイクル用改質剤を配合して、再生プラスチックを得る。通常、リサイクルすべき廃棄プラスチックには、複数種のポリマーが含まれている。
【００２６】
前記改質剤の配合量は、リサイクルすべきプラスチックの種類や、それに混入している他種ポリマーの種類や量によって、適宜決定するとよい。他種ポリマーが、リサイクルすべき主たるプラスチックと同系統のポリマー（すなわち、比較的相溶性のあるポリマー）であれば、前記改質剤の配合量は比較的少なくてもよいであろう。一方、他種ポリマーが、リサイクルすべき主たるプラスチックと非相溶のポリマーであれば、同系統のポリマーの場合に比べると、前記改質剤の配合量は多くなるであろう。また、主たるプラスチックへの他種ポリマーの混入量が多くなると、一般的に前記改質剤の配合量も多くする必要がある。
【００２７】
例えば、特に限定されることなく、リサイクルすべきプラスチック１００重量部に対して、前記改質剤０．１〜１００重量部を配合することにより良好な相溶性が得られる場合が多く、前記改質剤０．５〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部、より好ましくは１〜５重量部を配合することにより良好な相溶性が得られる場合も多い。前記改質剤が０．１重量部未満では、改質剤量が少ないので、相溶化効果が得られにくい。一方、前記改質剤を１００重量部も用いれば、通常は十分な相溶化効果が得られ、これより多い量を用いることはコストアップにつながる。また、前記改質剤の配合量によって、ポリマーアロイのモルフォロジーの制御も可能である。モルフォロジーの制御によって、ポリマー素材としての応用範囲も広くなる。
【００２８】
プラスチックリサイクル用改質剤として、前記相溶化剤のみを用いてもよく、さらに、例えば、老化防止剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、安定剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、変性剤、着色剤、カップリング剤、防腐剤、防カビ剤、各種無機充填剤（炭酸カルシウム、シリカ、アルミナなど）等の添加剤を適宜配合してもよい。
【００２９】
配合方法は、特に限定されることなく、通常の溶融混練方法により行うことができる。例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、インターミックス、１軸押出機、２軸押出機などの混練機で混練すると良い。混練は、前記混練機のうちから選ばれる１種の混練機を用いて行ってもよく、又は２種以上の混練機を用いて行ってもよい。そして、慣用の成形法、例えば、射出成形法、押し出し成形法等により、前記改質剤が配合された再生プラスチック材料が得られる。所定の形状に成形することによって、各種プラスチック成形体が得られる。例えば、ガス機器用の各種プラスチック部品が得られる。
【００３０】
得られた再生プラスチック材料は、アイオノマー樹脂の配合により、異種ポリマーが良好に相溶化されている。その結果、ポリマー物性が非常に優れており、種々の用途に、例えば再生前と同じ用途にも再生プラスチック材料を利用することができる。ポリマー物性を低下させない点に、本発明の大きな利点がある。
【００３１】
本発明は、リサイクルすべき廃棄プラスチックの再生のみならず、未使用の複数のプラスチック材料を混合相溶化・改質する場合にも、同様に適用することができる。さらに、リサイクルすべき廃棄プラスチックと未使用の１種又は複数のプラスチック材料とを混合相溶化・再生する場合にも、同様に適用することができる。従来、ポリマーアロイ化が困難であった互いに非相溶の異種ポリマーを混合相溶化させたい場合に、本発明の利点がある。前記相溶化剤及び／又は前記改質剤が配合されたプラスチック材料は、アイオノマー樹脂の配合により、異種ポリマーが良好に相溶化されている。その結果、ポリマー物性が非常に優れており、アロイ化前のそれぞれのポリマー物性を上回ることもある。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
［実施例１〜６、比較例１〜６］−参考例
ここでは、未使用のポリエチレン（ＰＥ）と未使用のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の相溶化、改質を行った。実施例１では、ＰＥ（ニポロンハード 2500、東ソー製）９５重量部、ＰＥＴ（ダイヤナイトＰＡ−５００、三菱レイヨン製）５重量部及び相溶化剤ハイミラン 1706（三井・デュポンポリケミカル製）５重量部を、２軸押出機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ１５−３０ＭＧ）を用いて溶融混練し、押し出した。続いて、ホットプレスを用いて、３００℃、１０ＭＰａで５分間加圧し、これを室温まで冷却して、厚さ１ｍｍの試験片を作製した。
【００３４】
＜押出条件＞
温度設定：フィード２４０℃、混練部２９０℃、ヘッド２６０℃
回転数：６０ｒｐｍ
【００３５】
実施例２〜６では、ＰＥ、ＰＥＴ及び相溶化剤の配合重量比を表１に示すように変化させた以外は、実施例１と同様にして、試験片をそれぞれ作製した。
比較例１〜６では、相溶化剤を用いずに、ＰＥ及びＰＥＴの配合重量比を表１に示すように変化させた以外は、実施例１と同様にして、試験片をそれぞれ作製した。
【００３６】
得られた各試験片につき、ＪＩＳＫ７１１３に準じて引張強度（ＭＰａ）、ＪＩＳＫ７１１３に準じて引張弾性率（ＧＰａ）を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１より、ＰＥ／ＰＥＴ重量比が同一の場合、相溶化剤５重量部を配合することにより、試験片の引張強度と引張弾性率は向上した。実施例１〜４では、ＰＥ単独のもの（比較例１）よりも、引張強度と引張弾性率は向上した。すなわち、ＰＥ／ＰＥＴ合計に対して３０重量％未満のＰＥＴ混入量であれば、本発明の相溶化剤５重量部を添加することにより、元のＰＥ単独のものよりも物性を向上させることができた。また、実施例５〜６から、ＰＥＴ混入量がＰＥ／ＰＥＴ合計に対して４０重量％と多くなると、相溶化剤５重量部の配合では、元のＰＥ単独のものに比べやや劣ったが、相溶化剤１０重量部の配合では、物性を回復することができた。
これに対して、比較例２〜６では、相溶化剤を用いていないので、元のＰＥ単独の物性は回復されなかった。
【００３９】
次に、いくつかの試験片サンプルの破断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。観察は、真空下８ｍＡの電流で３分間、金を蒸着後、電圧１２ｋＶで行った。図１は、比較例３の試験片サンプル、図２は、実施例２の試験片サンプル、図３は、比較例６の試験片サンプル、図４は、実施例５の試験片サンプル、図５は、実施例６の試験片サンプルのそれぞれの破断面のＳＥＭ写真である。
【００４０】
図１（比較例３）では、ＰＥＴはＰＥ中にあまり分散されていなかった。これに対して、図２（実施例２）では、ＰＥＴはＰＥ中に良く分散されていた。
図３（比較例６）では、ＰＥＴが大きな球形粒子のまま存在し、ＰＥ中への分散性が不良であった。これに対して、図４（実施例５）では、ＰＥＴ含量が多いため、ＰＥＴの球形粒子が存在したが、図３に比べるとＰＥ中に良く分散されていた。図５（実施例６）では、相溶化剤 (Compatilizer) 量が多く、ＰＥＴはＰＥ中に非常に良く分散されていた。
以上より、本発明の相溶化剤の相溶化効果、ポリマー物性向上効果が明らかとなった。
【００４１】
［実施例７、比較例７］−参考例
ここでは、未使用のポリプロピレン（ＰＰ）と未使用のポリスチレン（ＰＳ）の相溶化、改質を行った。実施例７では、ＰＰ（ノバテックＢＣ０３ＬＳ、日本ポリケム製）８０重量部、ＰＳ（ＮＳ−２８０、出光石油化学製）２０重量部及び相溶化剤ハイミラン 1706（三井・デュポンポリケミカル製）５重量部を、２軸押出機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ１５−３０ＭＧ）を用いて溶融混練し、押し出した。続いて、ホットプレスを用いて、２５０℃、１０ＭＰａで５分間加圧し、これを室温まで冷却して、厚さ１ｍｍの試験片を作製した。
比較例７では、相溶化剤を用いなかった以外は、実施例７と同様にして、試験片を作製した。
【００４２】
＜押出条件＞
温度設定：フィード１６０℃、混練部２１０℃、ヘッド１６５℃
回転数：６０ｒｐｍ
【００４３】
得られた各試験片につき、実施例１と同様にして、引張強度、引張弾性率を測定した。これらの結果を表２に示す。表２より、ＰＰ／ＰＳ＝８０／２０重量比に相溶化剤５重量部を配合することにより、試験片の引張強度と引張弾性率は向上した。本発明の相溶化剤の相溶化効果、ポリマー物性向上効果が明らかとなった。
【００４４】
【表２】

【００４５】
［実施例８、比較例８］−参考例
ここでは、未使用のポリプロピレン（ＰＰ）と未使用のアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）の相溶化、改質を行った。実施例８では、ＰＰ（ノバテックＢＣ０３ＬＳ、日本ポリケム製）８０重量部、ＡＢＳ（ダイヤペットＨＦ−５、三菱レイヨン製）２０重量部及び相溶化剤ハイミラン 1706（三井・デュポンポリケミカル製）５重量部を、２軸押出機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ１５−３０ＭＧ）を用いて溶融混練し、押し出した。続いて、ホットプレスを用いて、２５０℃、１０ＭＰａで５分間加圧し、これを室温まで急冷して、厚さ１ｍｍの試験片を作製した。
比較例８では、相溶化剤を用いなかった以外は、実施例８と同様にして、試験片を作製した。
【００４６】
＜押出条件＞
温度設定：フィード１６０℃、混練部２１０℃、ヘッド１６５℃
回転数：６０ｒｐｍ
【００４７】
得られた各試験片につき、実施例１と同様にして、引張強度、引張弾性率を測定した。これらの結果を表３に示す。表３より、ＰＰ／ＡＢＳ＝８０／２０重量比に相溶化剤５重量部を配合することにより、試験片の引張強度と引張弾性率は向上した。本発明の相溶化剤の相溶化効果、ポリマー物性向上効果が明らかとなった。
【００４８】
【表３】

【００４９】
上記実施例では、未使用の異種ポリマーにおける相溶化、改質を示した。相溶化すべきポリマーの種類に応じて最適なアイオノマー樹脂を選択し、最適な配合量を決定するとよい。
【００５０】
実施例９〜１４において、以下の試料を用いた。
(1) 使用済みＰＥＴフレークの調製
回収されたＰＥＴボトルを水で洗浄して、粉砕機によりフレーク状に粉砕した。これを水で洗浄して、乾燥し、使用済みＰＥＴフレークを得た。
(2) 使用済みＰＥフレークの調製
回収されたＰＥ容器を水で洗浄して、粉砕機によりフレーク状に粉砕した。これを水で洗浄して、乾燥し、使用済みＰＥフレークを得た。
(3) 使用済みＰＰフレークの調製
回収されたＰＰ容器を水で洗浄して、粉砕機によりフレーク状に粉砕した。これを水で洗浄して、乾燥し、使用済みＰＰフレークを得た。
(4) アイオノマー：ハイミラン1706（三井・デュポンポリケミカル社製）
(5) デンカＡＢＳ：ＧＲ−０５００（電気化学工業（株）製）
【００５１】
［実施例９〜１１、比較例９］−参考例
ここでは、使用済みＰＥＴと使用済みＰＥを用いて再生プラスチック材料を作成した。実施例９では、上記使用済みＰＥＴフレーク８０重量部、使用済みＰＥフレーク２０重量部、及びハイミラン1706 ５重量部を、２軸押出機（株式会社プラスチック工学研究所製、ＢＴ−３０−Ｌ、Ｌ／Ｄ＝３０）を用いて溶融混練し、ストランド状に押し出し、チップを得た。
＜押出条件＞
温度設定：フィード２６０℃、混練部３００℃、ヘッド２６０℃
回転数：６０ｒｐｍ
【００５２】
得られたチップを射出成形（射出成形機：日本製鋼所株式会社製、Ｎ１００ＢII、Ｌ／Ｄ＝２２）して、ＪＩＳＫ−７１１３に準拠した試験片幅１／２インチ×長さ８．５インチ×厚み１／８インチのもの(A) と、幅１／４インチ×長さ５インチ×厚み１／２インチのもの(B) を作成した。
＜射出成形条件＞
温度設定：フィード２６０℃、ノズル２８０℃、金型６０℃
射出圧力：３５〜４０ｋｇ／ｃｍ²
【００５３】
実施例１０、１１では、使用済みＰＥＴ、使用済みＰＥ及びハイミラン1706の配合重量比を７０／３０／５（実施例１０）、６０／４０／５（実施例１１）に変化させた以外は、実施例９と同様にして、試験片をそれぞれ作製した。
比較例９では、ハイミラン1706を用いなかった以外は、実施例９と同様にして、使用済みＰＥＴ及び使用済みＰＥを溶融混練し押し出した。しかし、押し出された樹脂の性状が悪く、ストランド状に押し出すことができなかった。押し出された樹脂を用いて、実施例９と同様にして、射出成形し試験片を作製した。
【００５４】
（再生プラスチック材料の評価）
・引張特性の測定
得られた各試験片(A) につき、ＪＩＳＫ−７１１３に準じて引張強度（ＭＰａ）及び引張伸び率（％）を測定した。チャック間距離：１１５ｍｍ、引張速度：５０ｍｍ／分、測定雰囲気：温度２３℃、相対湿度５０％
・アイゾット衝撃強度（ノッチ有り）の測定
得られた各試験片(B) につき、ＪＩＳＫ−７１１３に準じてアイゾット衝撃強度（Ｊ／ｍ）を測定した。ノッチ形状：４５°Ｖノッチ
【００５５】
参照のために、上記使用済みＰＥＴフレーク、使用済みＰＥフレーク、デンカＡＢＳそれぞれ単独のものを、実施例９と同様にして、射出成形し各試験片を作製し、同様の測定を行った。これらの結果を表４にまとめて示す。
【００５６】
【表４】

【００５７】
表４より、実施例９〜１１の再生材料では、使用済みＰＥＴ単独のものよりも、引張強度はやや劣るが、アイゾット衝撃強度、引張伸びは著しく向上した。これらの再生材料は、新品のデンカＡＢＳと同等の引張強度を有するので、例えばデンカＡＢＳが用いられている成形品用の材料として適用できる。ＰＥＴ／ＰＥの配合比により得られる再生材料の物性が変化するので、目的とする成形品に応じて、ＰＥＴ／ＰＥ配合比を選択するとよい。
【００５８】
これに対して、比較例９ではアイオノマー樹脂を用いていないので、再生材料の物性は劣っていた。比較例９の操作において、押し出された樹脂の性状が悪く、ストランド状に押し出すことができなかったので、工業的な規模でのリサイクルは困難である。
【００５９】
なお、使用済みＰＥＴ単独の再生材料や、使用済みＰＥ単独の再生材料は、実験レベルにおいて完全な分別回収の結果得られたものである。実際の再生過程においては、完全な分別回収は困難であり、通常複数種のポリマーが混合されるので、使用済みＰＥＴ単独の再生材料や、使用済みＰＥ単独の再生材料が得られることは期待できない。次の実施例における使用済みＰＰ単独の再生材料についても同様である。
【００６０】
次に、各衝撃試験片サンプルの破断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。図６は実施例９の試験片サンプル、図７は比較例９の試験片サンプルのそれぞれの破断面のＳＥＭ写真である。
【００６１】
図６（実施例９）では、ＰＥはＰＥＴ中に非常に良く分散されていた。これに対して、図７（比較例９）では、ＰＥはＰＥＴ中にあまり分散されておらず、ＰＥの球形粒子が観察された。
【００６２】
［実施例１２〜１４、比較例１０］
ここでは、使用済みＰＥＴと使用済みＰＰを用いて再生プラスチック材料を作成した。
実施例１２では、上記使用済みＰＥＴフレーク８０重量部、使用済みＰＰフレーク２０重量部、及びハイミラン1706 ５重量部を、実施例９と同様にして溶融混練し、ストランド状に押し出し、チップを得た。実施例９と同様にして得られたチップを射出成形して、実施例９と同様の２種の試験片を作成した。
【００６３】
実施例１３、１４では、使用済みＰＥＴ、使用済みＰＰ及びハイミラン1706の配合重量比を７０／３０／５（実施例１３）、５０／５０／５（実施例１４）に変化させた以外は、実施例１２と同様にして、試験片をそれぞれ作製した。
比較例１０では、ハイミラン1706を用いなかった以外は、実施例１２と同様にして、使用済みＰＥＴ及び使用済みＰＰを溶融混練し押し出した。しかし、押し出された樹脂の性状が悪く、ストランド状に押し出すことができなかった。押し出された樹脂を用いて、実施例１２と同様にして、射出成形し試験片を作製した。
【００６４】
実施例９と同様にして、再生プラスチック材料の評価を行った。参照のために、上記使用済みＰＰフレーク単独のものを、実施例９と同様にして、射出成形し試験片を作製し、同様の測定を行った。これらの結果を表５にまとめて示す。
【００６５】
【表５】

【００６６】
表５より、実施例１２の再生材料では、使用済みＰＥＴ単独のものとほぼ同等の引張強度が得られ、アイゾット衝撃強度、引張伸びも著しく向上した。この再生材料は、例えば元のＰＥＴ材料が用いられていた成形品用の材料もしくは類似の材料として適用できる。
実施例１３、１４の再生材料では、使用済みＰＥＴ単独のものよりも、引張強度はやや劣るが、アイゾット衝撃強度、引張伸びは向上した。これらの再生材料は、新品のデンカＡＢＳと同等の引張強度を有するので、例えばデンカＡＢＳが用いられている成形品用の材料として適用できる。また、実施例１４の再生材料は、例えば元のＰＰ材料が用いられていた成形品用の材料もしくは類似の材料としても適用できる。ＰＥＴ／ＰＰの配合比により得られる再生材料の物性が変化するので、目的とする成形品に応じて、ＰＥＴ／ＰＰ配合比を選択するとよい。
【００６７】
これに対して、比較例１０ではアイオノマー樹脂を用いていないので、再生材料の物性は劣っていた。比較例１０の操作において、押し出された樹脂の性状が悪く、ストランド状に押し出すことができなかったので、工業的な規模でのリサイクルは困難である。
【００６８】
次に、各衝撃試験片サンプルの破断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。図８は実施例１２の試験片サンプル、図９は比較例１０の試験片サンプルのそれぞれの破断面のＳＥＭ写真である。
【００６９】
図８（実施例１２）では、ＰＰはＰＥＴ中に非常に良く分散されていた。これに対して、図９（比較例１０）では、ＰＰはＰＥＴ中にあまり分散されていおらず、ＰＰの球形粒子が観察された。
【００７０】
リサイクルすべき使用済みプラスチックの種類に応じて最適なアイオノマー樹脂を選択し、最適な配合量を決定するとよい。また、目的とする成形品に応じて、使用済みプラスチックの配合比を選択するとよい。
【００７１】
［実施例１５〜１６、比較例１１］−参考例
ここでは、使用済みＰＥＴと未使用ＰＥを用いて再生プラスチック材料を作成した。
実施例１５では、実施例９で用いたのと同じ使用済みＰＥＴフレーク８０重量部、未使用ＰＥ（ニポロンハード 2500、東ソー製）２０重量部、及びハイミラン1706 ５重量部を、実施例９と同様にして溶融混練し、ストランド状に押し出し、チップを得た。実施例９と同様にして得られたチップを射出成形して、実施例９と同様の２種の試験片を作成した。
【００７２】
実施例１６では、使用済みＰＥＴ、未使用ＰＥ及びハイミラン1706の配合重量比を７０／３０／５に変化させた以外は、実施例１５と同様にして、試験片をそれぞれ作製した。
比較例１１では、ハイミラン1706を用いなかった以外は、実施例１５と同様にして、使用済みＰＥＴ及び未使用ＰＥを溶融混練し押し出した。しかし、押し出された樹脂の性状が悪く、ストランド状に押し出すことができなかった。押し出された樹脂を用いて、実施例１５と同様にして、射出成形し試験片を作製した。
【００７３】
実施例９と同様にして、再生プラスチック材料の評価を行った。これらの結果を表６にまとめて示す。
【００７４】
【表６】

【００７５】
次に、各衝撃試験片サンプルの破断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。図１０は実施例１５の試験片サンプル、図１１は比較例１１の試験片サンプルのそれぞれの破断面のＳＥＭ写真である。
【００７６】
図１０（実施例１５）では、ＰＥはＰＥＴ中に非常に良く分散されていた。これに対して、図１１（比較例１１）では、ＰＥはＰＥＴ中にあまり分散されていおらず、ＰＥの球形粒子が観察された。
【００７７】
リサイクルすべき使用済みプラスチックの種類に応じて最適なアイオノマー樹脂を選択し、最適な配合量を決定するとよい。また、目的とする成形品に応じて、使用済みプラスチックと未使用プラスチックの配合比を選択するとよい。
【００７８】
［実施例１７〜１８、比較例１２］−参考例
ここでは、使用済みＰＥＴと未使用ＰＰを用いて再生プラスチック材料を作成した。
実施例１７では、実施例９で用いたのと同じ使用済みＰＥＴフレーク８０重量部、未使用ＰＰ（J105P 、グランドポリマー製）２０重量部、及びハイミラン１７０６（三井・デュボンケミカル製）５重量部を、実施例９と同様にして溶融混練し、ストランド状に押し出し、チップを得た。実施例９と同様にして得られたチップを射出成形して、実施例９と同様の２種の試験片を作成した。
【００７９】
実施例１８では、使用済みＰＥＴ、未使用ＰＰ及びハイミラン１７０６の配合重量比を７０／３０／５に変化させた以外は、実施例１７と同様にして、試験片をそれぞれ作成した。
比較例１２では、ハイミラン１７０６を用いなかった以外は、実施例１７と同様にして、使用済みＰＥＴ及び未使用ＰＰを溶融混練し押し出した。しかし、押し出された樹脂の性状が悪く、ストランド状に押し出すことができなかった。押し出された樹脂を用いて、実施例１７と同様にして、射出成形し試験片を作成した。
【００８０】
実施例９と同様にして、再生プラスチック材料の評価を行った。これらの結果を表７にまとめて示す。
【００８１】
【表７】

【００８２】
表７より、実施例１７の再生材料では、使用済みＰＥＴ単独のものとほぼ同等の引張強度が得られ、アイゾット衝撃強度、引張伸びも著しく向上した。この再生材料は、例えば元のＰＥＴ材料が用いられていた成形品用の材料もしくは類似の材料として適用できる。
実施例１８の再生材料では、使用済みＰＥＴ単独のものよりも、引張強度はやや劣るが、アイゾット衝撃強度、引張伸びは向上した。これらの再生材料は、新品のデンカＡＢＳと同等の引張強度を有するので、例えばデンカＡＢＳが用いられている成形品用の材料として適用できる。また、実施例１８の再生材料は、例えば元のＰＰ材料が用いられていた成形品用の材料もしくは類似の材料としても適用できる。ＰＥＴ／ＰＰの配合比により得られる再生材料の物性が変化するので、目的とする成形品に応じて、ＰＥＴ／ＰＰ配合比を選択するとよい。
【００８３】
次に、各衝撃試験片サンプルの破断面の走査電子顕微鏡（SEM ）観察を行った。図１２は実施例１７の試験片サンプル、図１３は比較例１２の試験片サンプルのそれぞれの破断面のＳＥＭ写真である。
【００８４】
図１２（実施例１７）では、ＰＰはＰＥＴ中に非常に小さいな粒子となって、良く分散されていた。これに対して、図１３（比較例１２）では、ＰＰはＰＥＴ中にあまり分散されていおらず、比較的大きなＰＰの球形粒子が観察された
【００８５】
［実施例１９〜２０、比較例１３］−参考例
ここでは、使用済みＰＥＴとＰＥ製ガス管廃材を用いて再生プラスチック材料を作成した。
実施例１９では、実施例９で用いたのと同じ使用済みＰＥＴフレーク８０重量部、ＰＥ製ガス管（大阪樹脂工業製）の廃材２０重量部、及びハイミラン１７０６５重量部を、実施例９と同様にして溶融混練し、ストランド状に押し出し、チップを得た。実施例９と同様にして得られたチップを射出成形して、実施例９と同様の２種の試験片を作成した。
【００８６】
実施例２０では、使用済みＰＥＴ、前記ガス管廃材及びハイミラン１７０６の配合重量比を９０／１０／５に変化させた以外は、実施例１９と同様にして、試験片をそれぞれ作成した。
比較例１３では、ガス機器用ＡＢＳアロイ（ＡＢＳ／ＰＢＴ、ＸＴＢ−５８３、三菱レーヨン製、新品）を用いて、実施例１９と同様にして、射出成形して、実施例９と同様の２種の試験片を作成した。
【００８７】
実施例９と同様にして、再生プラスチック材料の評価を行った。これらの結果を表８にまとめて示す。
【００８８】
【表８】

【００８９】
表８より、実施例２０の再生材料では、ガス機器用ＡＢＳアロイのものより引張強度、アイゾット衝撃強度、引張伸び及びヤング率は向上した。この再生材料は、例えばガス機器用ＡＢＳアロイが用いられていた成形品用の材料もしくは類似の材料として適用できる。
【００９０】
次に、各衝撃試験片サンプルの破断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。図１４は実施例１９の試験片サンプル、図１５は比較例１３の試験片サンプルのそれぞれの破断面のＳＥＭ写真である。
【００９１】
図１４では、島相であるＰＥの破断した部分にもう一層小さい分散相が見られ、また、ＰＥＴとＰＥの相間の密着性が良いことも認められ、相溶化の効果が現れている。
【００９２】
［実施例２１］−参考例
実施例９で用いたのと同じ使用済みＰＥＴフレーク８０重量部、ＰＥ製ガス管（大阪樹脂工業製）の廃材２０重量部、ハイミラン１７０６５重量部、及び着色剤ブラックＰＢＦ−６４０（ＬＤＰＥベース、レジノカラー工業株式会社製）を、実施例９と同様にして溶融混練し、ストランド状に押し出し、チップを得た。得られたチップを射出成形して、ガス機器用のつまみを作成した。
【００９３】
図１６は、（ａ）つまみの概略を示す斜視図であり、（ｂ）ａ図中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。つまみ(1) は、直径５０ｍｍの円形基板(2) 上につまみ部(3) を有し、基板(2) の裏面にはガス機器の調整軸の外形状に合致する軸受け(4) を有する。
【００９４】
上記の着色剤を用いることによって、ガス機器用ＡＢＳアロイ（着色品）から製造されるガス機器つまみ（現行品）とほぼ同等に調色することができた。
ＪＩＳＫ−７１０５に準じて、本実施例で得た成形品の６０度鏡面光沢度を測定したところ、９２．３％であった。ガス機器用ＡＢＳアロイ製のガス機器つまみ（現行品）の表面光沢は９９．４％であり、本実施例の成形品は現行品と同程度の表面光沢を有していた。
このように、使用済みＰＥＴと元々黄色系統色のＰＥ製ガス管の廃材とを用いて、現行品と同等の色調と光沢を有するガス機器つまみが得られた。
【００９５】
実施例２１における再生チップの成形適合性を、ガス機器用ＡＢＳアロイを基準として、検討した（表９）。実施例２１における再生チップを用いて、ガス機器用ＡＢＳアロイと同等の条件で射出することができた。この再生チップは、良好な成形適合性を有する。
【００９６】
【表９】

【００９７】
この実施例では、上記形状のガス機器用のつまみを作成したが、他の種々のガス機器用部品を作成できることは明らかである。また、ガス機器用部品のみならず、種々のプラスチック成形体を作成できることも明らかである。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のポリマーを相溶化させてポリマーアロイを得る上で有用な相溶化剤が提供される。また、本発明によれば、廃棄されたプラスチックをリサイクルするに際して、プラスチックの物性を低下させないプラスチックリサイクル用改質剤、及び前記改質剤を用いたプラスチック材料リサイクル方法が提供される。
さらに、本発明によれば、前記相溶化剤及び／又は前記改質剤が配合されたプラスチック材料、及び前記改質剤が配合された再生プラスチック材料が提供される。
【００９９】
本発明は、互いに相溶性の異種ポリマーにも適用できるが、とりわけ、互いに非相溶の異種ポリマー（例えば、脂肪族ポリマーと芳香族ポリマー、極性ポリマーと非極性ポリマー）を相溶化させたい場合に特に有効である。
本発明の再生プラスチック材料の物性は良好であり広い分野・用途に利用可能であるので、本発明は、廃棄プラスチックの再生利用に大いに貢献する。
【０１００】
さらに、本発明によれば、前記プラスチック材料又は前記再生プラスチック材料から構成されたプラスチック成形体、特にガス機器用プラスチック部品が提供される。ガス機器用プラスチック部品としては、ガスコンロ、ガス給湯器等のつまみ、スイッチボタン、ケーシング等が挙げられる。その他の種々の部品として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例３の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図２】実施例２の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図３】比較例６の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図４】実施例５の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図５】実施例６の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図６】実施例９の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図７】比較例９の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図８】実施例１２の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図９】比較例１０の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１０】実施例１５の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１１】比較例１１の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１２】実施例１７の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１３】比較例１２の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１４】実施例１９の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１５】比較例１３の試験片サンプル破断面のＳＥＭ写真である。
【図１６】本発明の成形体の一例を示す。（ａ）ガス機器用つまみの概略を示す斜視図であり、（ｂ）ａ図中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
(1) つまみ
(2) 円形基板
(3) つまみ部
(4) 軸受け

Claims

リサイクルすべき使用済みポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、リサイクルすべき使用済みポリプロピレン（ＰＰ）と、アイオノマー樹脂とを含む再生プラスチック材料であって、
前記リサイクルすべき使用済みポリエチレンテレフタレートは、回収されたＰＥＴボトルから調製された使用済みＰＥＴフレークであり、
前記アイオノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体アイオノマーであり、
前記使用済みポリエチレンテレフタレートと、前記使用済みポリプロピレンとを、ＰＥＴ／ＰＰ＝８０／２０〜５０／５０の配合重量比で含み、
前記使用済みポリエチレンテレフタレートと、前記使用済みポリプロピレンとの合計１００重量部に対して、アイオノマー樹脂０．５〜２０重量部を含んでいる再生プラスチック材料。
請求項１に記載の再生プラスチック材料から構成された再生プラスチック成形体。
請求項１に記載の再生プラスチック材料から構成されたガス機器用プラスチック部品。