JP4152577B2 - 熱硬化性樹脂を用いた成形品およびその製造方法 - Google Patents
熱硬化性樹脂を用いた成形品およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や家具等のクッション材等として用いられた熱硬化性樹脂のリサイクル方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastic)や熱硬化性ウレタン等の熱硬化性樹脂は、小型船舶の補強材や自動車のクッション材等として多用されているため、製品寿命の過ぎた小型船舶や自動車等を解体する現場において廃棄物として大量に発生する。従って、従来から資源を有効に利用するため、廃棄物となった熱硬化性樹脂を成形品の材料としてリサイクルする各種の方法が試みられている。
【０００３】
即ち、例えば特開平９−６６５２７号公報には、熱硬化性樹脂からなる廃棄物を粉砕し、この粉砕物を熱可塑性樹脂と混練することにより所定粒径に造粒してペレット化する。この後、ペレットを射出成形に使用し、ペレット中の熱可塑性樹脂に流動性を発揮させ、熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂と共に金型内に流動させることによって、熱硬化性樹脂の粉砕物を熱可塑性樹脂に分散した成形品とする方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法で成形品を製造した場合には、加熱により可塑化する熱可塑性樹脂と、加熱により硬化する熱硬化性樹脂とが全く逆の性質を有して混ざり合うことがないため、成形品の表面に存在する粉砕物が異物として外部から視認されるという問題がある。そして、このような外観品質の低下に加え、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の粉砕物との接合力が弱いため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と比較して強度が大幅に低下する結果、適用可能な用途が一部の狭い分野に限られるという問題もある。
【０００５】
従って、本発明は、良好な外観品質であると共に熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を有した成形品およびその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品において、コア層が、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる熱硬化性樹脂の廃棄物又は不良品として回収した熱硬化性樹脂の回収物からなり、粒径が４００μｍ以下の粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを混合して形成されているとともに、前記スキン層が、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層用の熱可塑性樹脂に対して相溶性を有して一体に密着していることを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層が熱可塑性樹脂からなるスキン層で両側面を挟まれた状態になっているため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質にすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮することになる。さらに、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用した場合でも、上述のように熱可塑性樹脂のみからなる成形品と殆ど同程度の品質の成形品を得ることができるため、熱硬化性樹脂のリサイクルにとって好適な成形品となる。また、上記の構成によれば、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用することによって、熱硬化性樹脂のリサイクルによる資源の有効利用を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品の製造方法において、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる廃棄物又は不良品として回収した回収物の何れかである熱硬化性樹脂の粒径を４００μｍ以下とした粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを溶融混練して所定粒径のペレットとする混練工程と、前記ペレットをコア層樹脂とし、該ペレットの熱可塑性樹脂に対して相溶性がある熱可塑性樹脂をスキン層樹脂として複数層射出成形品を行うことによって、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層に前記スキン層が一体的に密着した成形品とする成形工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層の両側面を熱可塑性樹脂からなるスキン層で挟み込んだ状態になるため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質の成形品とすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮した成形品とすることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の熱硬化性樹脂を用いた成形品の製造方法であって、前記ペレットは、前記熱硬化性樹脂が３０％〜６０％未満の混合率であることを特徴としている。上記の構成によれば、実用的な強度の成形品を高いリサイクル効率で得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図４に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る熱硬化性樹脂のリサイクル方法は、複数層射出成形機で実施される。複数層射出成形機は、図１に示すように、型締ベース１と射出ユニット載置台２とを有している。型締ベース１の両端部には、支持部材３ａ・３ｂが縦設されており、支持部材３ａ・３ｂ間には、棒状のガイド部材４…が各コーナー部に横設されている。また、図中右側に位置する一方の支持部材３ａには、金型開閉シリンダ５がシリンダロッド５ａを他方側の支持部材３ｂに対向させるように設けられており、シリンダロッド５ａの先端部には、ガイド係合部材６が設けられている。そして、ガイド係合部材６の各コーナー部には、上述のガイド部材４…が摺動自在に貫挿されており、このガイド係合部材６は、ガイド部材４…に沿って移動することによって、金型開閉シリンダ５のシリンダロッド５ａによる進退方向を規制するようになっている。
【００１４】
上記のガイド係合部材６には、型盤７を介して移動金型８が設けられている。移動金型８には、射出ユニット連結装置１０の背面に接合された固定金型９が対向されている。射出ユニット連結装置１０は、前面の外周部が他方側の支持部材３ｂに固設されている。これにより、固定金型９は、射出ユニット連結装置１０を介して他方側の支持部材３ｂに固設された状態となっており、移動金型８と固定金型９とは、移動金型８が金型開閉シリンダ５により固定金型９に当接して型締めされることによりキャビティ部１１を内部に形成するようになっている。
【００１５】
上記のキャビティ部１１には、成形品の内部を構成するコア層と、このコア層を被覆するスキン層とからなる２種類の樹脂が射出ユニット連結装置１０を介して同時に圧入されるようになっている。コア層の樹脂には、廃棄された熱硬化性樹脂や生産過程で発生した熱硬化性樹脂製品の不良品を粉砕した粉砕物と、熱可塑性樹脂とを混練して所定粒径にペレット化したものが用いられている。尚、廃棄された熱硬化性樹脂としては、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填材（炭酸カルシウムやタルク等）とを含んだＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastic)樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂等を挙げることができる。
【００１６】
上記のコア層の樹脂（コア層樹脂）およびスキン層の樹脂（スキン層樹脂）は、第１射出ユニット１２および第２射出ユニット１３からそれぞれ供給されるようになっている。第１射出ユニット１２は、支持部材３ｂの上面に固設されたスライド機構１４に設けられている。スライド機構１４は、第１射出ユニット１２のノズル部１２ａの軸心が型締め方向に対して直交するように第１射出ユニット１２を昇降可能に支持しており、キャビティ部１１への樹脂の供給時に第１射出ユニット１２のノズル部１２ａを射出ユニット連結装置１０の側面に当接させるようになっている。一方、第２射出ユニット１３は、ノズル部１３ａの軸心が型締め方向に対して平行となるように射出ユニット載置台２上に進退移動可能に設けられており、キャビティ部１１への樹脂の供給時にノズル部１３ａが射出ユニット連結装置１０の前面に当接されるようになっている。
【００１７】
上記のノズル部１２ａ・１３ａが当接される射出ユニット連結装置１０は、図３に示すように、固定金型９に接合される金型接合盤１５と、支持部材３ｂに固設される固定盤１６とを有している。金型接合盤１５と固定盤１６とは、図２にも示すように、所定間隔を離隔して対向するように複数のボルト１７…を介して締結されている。そして、図３に示すように、これらの金型接合盤１５および固定盤１６の間には、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆うように両樹脂を集合しながらキャビティ部１１に供給する樹脂層形成機構１８が設けられている。
【００１８】
上記の樹脂層形成機構１８は、図４にも示すように、雄側積層部材１９と雌側積層部材２０と樹脂導入部材２１と流路開閉部材２２とを有している。雄側積層部材１９は、固定盤１６の中心部において貫設されており、先端部が第２射出ユニット１３のノズル部１３ａに当接するように設定されている。雄側積層部材１９の先端部には、ノズル部１３ａの先端部に面状に当接するように凹湾曲部１９ａが形成されており、凹湾曲部１９ａの中心部（底部）には、ノズル部１３ａからの樹脂を導通させるスキン層用流路１９ｂの一端が開口されている。そして、このスキン層用流路１９ｂは、雄側積層部材１９の軸心方向に形成された後、軸心を中心として複数方向（例えば４方向）に分岐され、他方側の壁面の複数箇所において開口するように形成されている。
【００１９】
上記のスキン層用流路１９ｂが複数箇所に開口される雄側積層部材１９の他方側には、円錐形状に形成された傾斜凸部１９ｃが形成されている。そして、この傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面には、上述のコア層用流路１９ｄが開口されている。また、傾斜凸部１９ｃの頂部には、コア層用流路１９ｄの一端が開口されており、コア層用流路１９ｄは、雄側積層部材１９（傾斜凸部１９ｃ）の軸心方向に形成された後、金型接合盤１５および固定盤１６の中心位置において直角方向に曲折され、スキン層用流路１９ｂの分岐路の間を通過して側壁面に開口するように形成されている。また、このコア層用流路１９ｄの曲折部には、閉鎖路１９ｅが連通されており、閉鎖路１９ｅは、コア層用流路１９ｄの曲折方向とは反対方向の側壁面に開口するように形成されている。
【００２０】
上記の構成を有した雄側積層部材１９は、雌側積層部材２０に嵌合されている。雌側積層部材２０は、金型接合盤１５の中心部において貫設されており、この雌側積層部材２０の固定金型９側の先端部には、集合路２０ａの一端が開口されている。集合路２０ａは、上述の傾斜凸部１９ｃ方向に形成された後、傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面に対して一定の間隔を維持するように口径を拡大しながら雄側積層部材１９の端面で閉塞されるように形成されている。また、雌側積層部材２０の側面壁には、コア層用流路２０ａおよび閉鎖路２０ｂの一端が開口されており、これらのコア層用流路２０ａおよび閉鎖路２０ｂの他端は、上述の雄側積層部材１９のコア層用流路１９ｄおよび閉鎖路１９ｅに連通されている。そして、このようにしてコア層用流路２０ａと曲折後のコア層用流路１９ｄと閉鎖路１９ｅと閉鎖路２０ｂとが連通されることによって、直線状の貫通孔が雄側積層部材１９および雌側積層部材２０にかけて型締め方向とは直角方向に形成されるようになっている。
【００２１】
上記の雌側積層部材２０の一方側の側壁面には、管形状の樹脂導入部材２１がコア層用流路２０ａに連通するように固設されている。樹脂導入部材２１は、図３に示すように、金型接合盤１５および固定盤１６間において雌側積層部材２０側の中心部から外周部に到達するように形成されており、外周部側の端部には、アダプター部材２３が設けられている。そして、このアダプター部材２３には、上述の第１射出ユニット１２のノズル部１２ａが当接されるようになっている。
【００２２】
一方、雌側積層部材２０の他方側の側壁面には、例えば油圧シリンダからなる流路開閉部材２２が設けられている。流路開閉部材２２は、図４に示すように、進退移動可能な閉栓部材２２ａを有しており、閉栓部材２２ａは、閉鎖路２０ｂ・１９ｅに液密状態に挿通されている。そして、流路開閉部材２２は、閉栓部材２２ａを進出させることによりコア層用流路１９ｄを曲折部において閉栓状態にするようになっている一方、閉栓部材２２ａを後退させることによりコア層用流路１９ｄを開栓状態にするようになっている。また、閉栓部材２２ａの先端部は、コア層用流路１９ｄの曲折半径に対応した湾曲面とされており、コア層用流路１９ｄを開栓状態としたときに、曲折部における樹脂の流動抵抗を低減させるようになっている。
【００２３】
上記の構成において、熱硬化性樹脂のリサイクル方法について説明する。
先ず、自動車や小型船舶、家具等の廃品や製造過程での不良品から熱硬化性樹脂の成形品が分別および回収される。そして、回収された成形品がクラッシャやモノカッタ、シュレッダ等の粗砕機およびカッタミル等の破砕機に投入されることにより粉砕される。この後、粉砕された熱硬化性樹脂が分級機に投入され、４００μｍ以下のものとそれ以外のものとに分級される。尚、分級のしきい値を４００μｍとした理由は、４００μｍ以上では、ウレタン樹脂においては気泡間の膜が粉砕されないために気泡内に発泡ガスが残留し、成形時に発泡を起こすことがあるからであると共に、熱可塑性樹脂との混練時のバラツキが大きくなるからである。また、熱硬化性樹脂においては残留物が異物となってノッチ効果のために衝撃強度が大幅に低下するからである。
【００２４】
次に、４００μｍ以下の熱硬化性樹脂に対して熱可塑性樹脂が所定の割合で混合される。尚、混合率は、熱硬化性樹脂が３０〜６０％の範囲になることが望ましい。これは、３０％以下では経済的メリットが不十分となり、６０％以上では実用的な強度が得られないからである。そして、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とが混練機において混練され、熱可塑性樹脂が溶融されることによって、熱可塑性樹脂中に熱硬化性樹脂が分散された状態のペレットが形成される（混練工程）。
【００２５】
次に、上記のペレットがコア層用樹脂として第１射出ユニット１２の図示しないホッパに投入される。また、ペレットに使用された熱可塑性樹脂に対して相溶性のある熱可塑性樹脂がスキン層樹脂として第２射出ユニット１３の図示しないホッパに投入される。尚、コア層樹脂の熱可塑性樹脂とスキン層樹脂の熱可塑性樹脂とは、表１に示すように、同一の材質であることが好ましいが、"○"の組み合わせであっても良い。そして、図３に示すように、第１射出ユニット１２および第２射出ユニット１３のノズル部１２ａ・１３ａがアダプター部材２３および雄側積層部材１９にそれぞれ当接されることによって、射出成形の準備が完了する。
【００２６】
【表１】
【００２７】
この後、図示しない成形開始ボタン等の押圧により射出成形の開始が指示されると、複数層射出成形機は、図１に示すように、金型開閉シリンダ５により移動金型８を固定金型９方向に移動させ、固定金型９に対して所定の押圧力で移動金型８を押し付けて型締めを行う。そして、型締めにより金型８・９内にキャビティ部１１が形成されると、第２射出ユニット１３にスキン層樹脂を装填して加熱し、溶融状態となったスキン層樹脂をコア層樹脂に先立って吐出させる。
【００２８】
上記のスキン層樹脂は、図４に示すように、ノズル部１３ａを介して射出ユニット連結装置１０における雄側積層部材１９のスキン層用流路１９ｂに流入し、スキン層用流路１９ｂにおいて複数方向に分岐されながら進行する。そして、スキン層樹脂がスキン層用流路１９ｂをさらに進行することによって、雄側積層部材１９の傾斜凸部１９ｃと雌側積層部材２０のコア層用流路２０ａとの隙間に流出し、傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面を完全に覆いながら固定金型９方向に流動する。
【００２９】
一方、スキン層樹脂が吐出されてから所定の待ち時間が経過すると、流路開閉部材２２の閉栓部材２２ａを後退させることによって、コア層用流路１９ｄを開栓状態にする。そして、第１射出ユニット１２に熱硬化性樹脂を含んだコア層樹脂を装填して加熱し、溶融状態となったコア層樹脂をスキン層樹脂の吐出圧よりも低い圧力で吐出させる。コア層樹脂は、樹脂導入部材２１を介して雌側積層部材２０および雄側積層部材１９のコア層用流路２０ａ・１９ｄに流入し、閉栓部材２２ａにより進行方向が曲折された後、傾斜凸部１９ｃの先端部から流出する。この際、傾斜凸部１９ｃの先端部には、先立って吐出されたスキン層樹脂が傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面に沿って集合している。従って、傾斜凸部１９ｃの先端部から流出したコア層樹脂は、周囲をスキン層樹脂に完全に被覆されながら、スキン層樹脂と共にコア層用流路２０ａを通過して固定金型９のキャビティ部１１に圧入されることになる。尚、コア層樹脂は、６０％以下に充填されていることが望ましい。これは、６０％を越えると、厚肉品では６０％以上の充填も可能であるが、一般の成形品ではコア層の充填量が同値以下しか入らないからである。また、熱硬化性（粉砕）樹脂と熱可塑性樹脂とを混練した材料は強度物性が低下するために、コア層の充填量を増加させると、サイドイッチ成形品でも強度の低下が著しくなるからである。
【００３０】
この後、スキン層樹脂およびコア層樹脂を所定量単位で圧入し、１回分の射出成形が完了すると、流路開閉部材２２の閉栓部材２２ａを進出させることによって、コア層用流路１９ｄを閉栓状態にし、待機状態になる。そして、次の射出成形の開始が指示されたときに、上述の一連の動作を再度繰り返すことになる。
【００３１】
次に、本実施形態の方法で熱硬化性樹脂をリサイクルして成形品を実際に製造することによって、製造の適否や表面状態等を調査した。
【００３２】
具体的には、廃棄された熱硬化性樹脂であるウレタン樹脂を４００μｍ以下に微粉砕し、この粉砕物を熱可塑性樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂に３０％添加して溶融混練することによってペレットを形成した。そして、このペレットをコア層樹脂にすると共に、ポリプロピレン樹脂をスキン層樹脂にして上述の複数層射出成形機にセットし、コア層樹脂が３０％充填された状態のサンドイッチ構造の成形品を製造した。この成形品の外観を目視したところ、表面がポリプロピレン樹脂で完全に被覆された表面性状の優れたものになっていることが確認された。また、コア層樹脂が３０％充填された２ｍｍ厚の成形品に対して落下衝撃テストを実施したところ、合格品であることも確認された。
【００３３】
次に、ポリプロピレン樹脂にウレタン樹脂を６０％添加して形成されたペレットを用いて同様の成形を実施したところ、流動性が劣るため、コア層樹脂を２０％以上充填することができないことが確認された。尚、この場合には、上記のペレットにポリプロピレン樹脂を３０％添加することによって、コア層樹脂を３０％充填できることが確認された。
【００３４】
また、ウレタン樹脂を微粉化する場合において、ウレタン樹脂の微粉粒径が９００μｍのように大きい場合には、ウレタン樹脂の気泡内に含まれるガスにより射出成形時に第１射出ユニット１２のスクリュー内で後発泡が発生することによって、成形が困難になることも確認された。
【００３５】
次に、浴槽の成形時に発生した不良品であるＦＲＰ樹脂を粉砕機にかけて微粉砕を行った後に、この粉砕物の３０％をポリプロピレン樹脂と溶融混練してペレットを形成した。そして、このペレットをコア層樹脂として用いてサンドイッチ構造の成形品を製造したところ、表面がポリプロピレン樹脂で完全に被覆された表面性状の優れたものになっていることが確認された。尚、浴槽に使用されるＦＲＰ樹脂は、一般には１５〜２５ｍｍのガラス繊維（２０〜４０％）、炭酸カルシウム、タルク等の粉末（２０〜４０％）、不飽和ポリエステル樹脂（１０〜３０％）およびその他（カーボン等）の充填材をシート状に形成したものである。また、ＦＲＰ樹脂の微粉砕にあたって高速回転（６００ｒｐｍ程度）の粉砕機を使用したところ、ガラス繊維を２ｍｍ以下、カーボン等の充填材を１ｍｍ以下、その他の構成材料を２００〜６００μｍに粉砕できることが確認された。
【００３６】
次に、本実施形態の方法で熱硬化性樹脂をリサイクルして成形品を実際に製造した場合における成形品の物性を調査した。
【００３７】
即ち、１００μｍ以下にＦＲＰ樹脂を微粉砕した粉砕物をポリプロピレン樹脂に３０％添加してペレット化したものをコア層樹脂とし、ポリプロピレン樹脂をスキン層樹脂として図１の複数層射出成形機にセットした。尚、第１射出ユニット１２には、スクリュー径が７５ｍｍの（株）神戸製鋼所製（品名：ＲＳ４７型）の射出成形機を使用し、第２射出ユニット１３には、スクリュー径が１０５ｍｍの三菱重工業（株）製の８５０トン射出成形機を使用した。
【００３８】
そして、平均肉厚が２ｍｍおよび重量が１２００ｇのサインドイッチ構造の成形品を製造し、この成形品の引っ張り強さ（ＭＰａ）、引っ張り破断強さ（ＭＰａ）、引っ張り破断伸び（％）、引っ張り弾性率（ＭＰａ）、曲げ強さ（ＭＰａ）、曲げ弾性率、およびアイゾット衝撃値（ＫＪ／ｍ2 ）を測定した。また、比較のため、ポリプロピレン樹脂を用いて同一サイズおよび形状の成形品を製造し、この成形品に対しても同様の測定項目で測定した。この測定結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
この結果、サイドイッチ構造の本実施形態の成形品は、引っ張り強さおよび曲げ強さがポリプロピレン樹脂のみからなる成形品と殆ど同じ測定値であることが確認された。また、アイゾット衝撃値および引っ張り破断伸び（％）は、低下することが確認された。これは、ＦＲＰ樹脂の粉砕物が充填材として添加されているからであると推測される。この結果、本実施形態の方法で製造された成形品は、浴槽や天井等のような住宅設備に好適なものであることが明らかになった。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品において、コア層が、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる熱硬化性樹脂の廃棄物又は不良品として回収した熱硬化性樹脂の回収物からなり、粒径が４００μｍ以下の粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを混合して形成されているとともに、前記スキン層が、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層用の熱可塑性樹脂に対して相溶性を有して一体に密着していることを特徴としている。
【００４２】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層が熱可塑性樹脂からなるスキン層で両側面を挟まれた状態になっているため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質にすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮することになる。さらに、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用した場合でも、上述のように熱可塑性樹脂のみかる成形品と殆ど同程度の品質の成形品を得ることができるため、熱硬化性樹脂のリサイクルにとって好適な成形品となる。また、上記の構成によれば、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用することによって、熱硬化性樹脂のリサイクルによる資源の有効利用を図ることができる。
【００４３】
請求項２の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品の製造方法において、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる廃棄物又は不良品として回収した回収物の何れかである熱硬化性樹脂の粒径を４００μｍ以下とした粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを溶融混練して所定粒径のペレットとする混練工程と、前記ペレットをコア層樹脂とし、該ペレットの熱可塑性樹脂に対して相溶性がある熱可塑性樹脂をスキン層樹脂として複数層射出成形品を行うことによって、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層に前記スキン層が一体的に密着した成形品とする成形工程とを有することを特徴としている。
【００４４】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層の両側面を熱可塑性樹脂からなるスキン層で挟み込んだ状態になるため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質の成形品とすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮した成形品とすることができる。
【００４６】
請求項３の発明は、請求項２に記載の熱硬化性樹脂を用いた成形品の製造方法であって、前記ペレットは、前記熱硬化性樹脂が３０％〜６０％未満の混合率であることを特徴としている。上記の構成によれば、実用的な強度の成形品を高いリサイクル効率で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数層射出成形機の概略構成図である。
【図２】射出ユニット連結装置の平面図である。
【図３】図２における射出ユニット連結装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】射出ユニット連結装置の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 型締ベース
２ 射出ユニット載置台
３ａ・３ｂ 支持部材
４ ガイド部材
５ 金型開閉シリンダ
６ ガイド係合部材
７ 型盤
８ 移動金型
９ 固定金型
１０ 射出ユニット連結装置
１１ キャビティ部
１２ 第１射出ユニット
１３ 第２射出ユニット
１４ スライド機構
１５ 金型接合盤
１６ 固定盤
１７ ボルト
１８ 樹脂層形成機構
１９ 雄側積層部材
２０ 雌側積層部材
２１ 樹脂導入部材
２２ 流路開閉部材
２３ アダプター部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や家具等のクッション材等として用いられた熱硬化性樹脂のリサイクル方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastic)や熱硬化性ウレタン等の熱硬化性樹脂は、小型船舶の補強材や自動車のクッション材等として多用されているため、製品寿命の過ぎた小型船舶や自動車等を解体する現場において廃棄物として大量に発生する。従って、従来から資源を有効に利用するため、廃棄物となった熱硬化性樹脂を成形品の材料としてリサイクルする各種の方法が試みられている。
【０００３】
即ち、例えば特開平９−６６５２７号公報には、熱硬化性樹脂からなる廃棄物を粉砕し、この粉砕物を熱可塑性樹脂と混練することにより所定粒径に造粒してペレット化する。この後、ペレットを射出成形に使用し、ペレット中の熱可塑性樹脂に流動性を発揮させ、熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂と共に金型内に流動させることによって、熱硬化性樹脂の粉砕物を熱可塑性樹脂に分散した成形品とする方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法で成形品を製造した場合には、加熱により可塑化する熱可塑性樹脂と、加熱により硬化する熱硬化性樹脂とが全く逆の性質を有して混ざり合うことがないため、成形品の表面に存在する粉砕物が異物として外部から視認されるという問題がある。そして、このような外観品質の低下に加え、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の粉砕物との接合力が弱いため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と比較して強度が大幅に低下する結果、適用可能な用途が一部の狭い分野に限られるという問題もある。
【０００５】
従って、本発明は、良好な外観品質であると共に熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を有した成形品およびその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品において、コア層が、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる熱硬化性樹脂の廃棄物又は不良品として回収した熱硬化性樹脂の回収物からなり、粒径が４００μｍ以下の粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを混合して形成されているとともに、前記スキン層が、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層用の熱可塑性樹脂に対して相溶性を有して一体に密着していることを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層が熱可塑性樹脂からなるスキン層で両側面を挟まれた状態になっているため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質にすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮することになる。さらに、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用した場合でも、上述のように熱可塑性樹脂のみからなる成形品と殆ど同程度の品質の成形品を得ることができるため、熱硬化性樹脂のリサイクルにとって好適な成形品となる。また、上記の構成によれば、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用することによって、熱硬化性樹脂のリサイクルによる資源の有効利用を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品の製造方法において、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる廃棄物又は不良品として回収した回収物の何れかである熱硬化性樹脂の粒径を４００μｍ以下とした粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを溶融混練して所定粒径のペレットとする混練工程と、前記ペレットをコア層樹脂とし、該ペレットの熱可塑性樹脂に対して相溶性がある熱可塑性樹脂をスキン層樹脂として複数層射出成形品を行うことによって、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層に前記スキン層が一体的に密着した成形品とする成形工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層の両側面を熱可塑性樹脂からなるスキン層で挟み込んだ状態になるため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質の成形品とすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮した成形品とすることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の熱硬化性樹脂を用いた成形品の製造方法であって、前記ペレットは、前記熱硬化性樹脂が３０％〜６０％未満の混合率であることを特徴としている。上記の構成によれば、実用的な強度の成形品を高いリサイクル効率で得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図４に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る熱硬化性樹脂のリサイクル方法は、複数層射出成形機で実施される。複数層射出成形機は、図１に示すように、型締ベース１と射出ユニット載置台２とを有している。型締ベース１の両端部には、支持部材３ａ・３ｂが縦設されており、支持部材３ａ・３ｂ間には、棒状のガイド部材４…が各コーナー部に横設されている。また、図中右側に位置する一方の支持部材３ａには、金型開閉シリンダ５がシリンダロッド５ａを他方側の支持部材３ｂに対向させるように設けられており、シリンダロッド５ａの先端部には、ガイド係合部材６が設けられている。そして、ガイド係合部材６の各コーナー部には、上述のガイド部材４…が摺動自在に貫挿されており、このガイド係合部材６は、ガイド部材４…に沿って移動することによって、金型開閉シリンダ５のシリンダロッド５ａによる進退方向を規制するようになっている。
【００１４】
上記のガイド係合部材６には、型盤７を介して移動金型８が設けられている。移動金型８には、射出ユニット連結装置１０の背面に接合された固定金型９が対向されている。射出ユニット連結装置１０は、前面の外周部が他方側の支持部材３ｂに固設されている。これにより、固定金型９は、射出ユニット連結装置１０を介して他方側の支持部材３ｂに固設された状態となっており、移動金型８と固定金型９とは、移動金型８が金型開閉シリンダ５により固定金型９に当接して型締めされることによりキャビティ部１１を内部に形成するようになっている。
【００１５】
上記のキャビティ部１１には、成形品の内部を構成するコア層と、このコア層を被覆するスキン層とからなる２種類の樹脂が射出ユニット連結装置１０を介して同時に圧入されるようになっている。コア層の樹脂には、廃棄された熱硬化性樹脂や生産過程で発生した熱硬化性樹脂製品の不良品を粉砕した粉砕物と、熱可塑性樹脂とを混練して所定粒径にペレット化したものが用いられている。尚、廃棄された熱硬化性樹脂としては、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填材（炭酸カルシウムやタルク等）とを含んだＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastic)樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂等を挙げることができる。
【００１６】
上記のコア層の樹脂（コア層樹脂）およびスキン層の樹脂（スキン層樹脂）は、第１射出ユニット１２および第２射出ユニット１３からそれぞれ供給されるようになっている。第１射出ユニット１２は、支持部材３ｂの上面に固設されたスライド機構１４に設けられている。スライド機構１４は、第１射出ユニット１２のノズル部１２ａの軸心が型締め方向に対して直交するように第１射出ユニット１２を昇降可能に支持しており、キャビティ部１１への樹脂の供給時に第１射出ユニット１２のノズル部１２ａを射出ユニット連結装置１０の側面に当接させるようになっている。一方、第２射出ユニット１３は、ノズル部１３ａの軸心が型締め方向に対して平行となるように射出ユニット載置台２上に進退移動可能に設けられており、キャビティ部１１への樹脂の供給時にノズル部１３ａが射出ユニット連結装置１０の前面に当接されるようになっている。
【００１７】
上記のノズル部１２ａ・１３ａが当接される射出ユニット連結装置１０は、図３に示すように、固定金型９に接合される金型接合盤１５と、支持部材３ｂに固設される固定盤１６とを有している。金型接合盤１５と固定盤１６とは、図２にも示すように、所定間隔を離隔して対向するように複数のボルト１７…を介して締結されている。そして、図３に示すように、これらの金型接合盤１５および固定盤１６の間には、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆うように両樹脂を集合しながらキャビティ部１１に供給する樹脂層形成機構１８が設けられている。
【００１８】
上記の樹脂層形成機構１８は、図４にも示すように、雄側積層部材１９と雌側積層部材２０と樹脂導入部材２１と流路開閉部材２２とを有している。雄側積層部材１９は、固定盤１６の中心部において貫設されており、先端部が第２射出ユニット１３のノズル部１３ａに当接するように設定されている。雄側積層部材１９の先端部には、ノズル部１３ａの先端部に面状に当接するように凹湾曲部１９ａが形成されており、凹湾曲部１９ａの中心部（底部）には、ノズル部１３ａからの樹脂を導通させるスキン層用流路１９ｂの一端が開口されている。そして、このスキン層用流路１９ｂは、雄側積層部材１９の軸心方向に形成された後、軸心を中心として複数方向（例えば４方向）に分岐され、他方側の壁面の複数箇所において開口するように形成されている。
【００１９】
上記のスキン層用流路１９ｂが複数箇所に開口される雄側積層部材１９の他方側には、円錐形状に形成された傾斜凸部１９ｃが形成されている。そして、この傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面には、上述のコア層用流路１９ｄが開口されている。また、傾斜凸部１９ｃの頂部には、コア層用流路１９ｄの一端が開口されており、コア層用流路１９ｄは、雄側積層部材１９（傾斜凸部１９ｃ）の軸心方向に形成された後、金型接合盤１５および固定盤１６の中心位置において直角方向に曲折され、スキン層用流路１９ｂの分岐路の間を通過して側壁面に開口するように形成されている。また、このコア層用流路１９ｄの曲折部には、閉鎖路１９ｅが連通されており、閉鎖路１９ｅは、コア層用流路１９ｄの曲折方向とは反対方向の側壁面に開口するように形成されている。
【００２０】
上記の構成を有した雄側積層部材１９は、雌側積層部材２０に嵌合されている。雌側積層部材２０は、金型接合盤１５の中心部において貫設されており、この雌側積層部材２０の固定金型９側の先端部には、集合路２０ａの一端が開口されている。集合路２０ａは、上述の傾斜凸部１９ｃ方向に形成された後、傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面に対して一定の間隔を維持するように口径を拡大しながら雄側積層部材１９の端面で閉塞されるように形成されている。また、雌側積層部材２０の側面壁には、コア層用流路２０ａおよび閉鎖路２０ｂの一端が開口されており、これらのコア層用流路２０ａおよび閉鎖路２０ｂの他端は、上述の雄側積層部材１９のコア層用流路１９ｄおよび閉鎖路１９ｅに連通されている。そして、このようにしてコア層用流路２０ａと曲折後のコア層用流路１９ｄと閉鎖路１９ｅと閉鎖路２０ｂとが連通されることによって、直線状の貫通孔が雄側積層部材１９および雌側積層部材２０にかけて型締め方向とは直角方向に形成されるようになっている。
【００２１】
上記の雌側積層部材２０の一方側の側壁面には、管形状の樹脂導入部材２１がコア層用流路２０ａに連通するように固設されている。樹脂導入部材２１は、図３に示すように、金型接合盤１５および固定盤１６間において雌側積層部材２０側の中心部から外周部に到達するように形成されており、外周部側の端部には、アダプター部材２３が設けられている。そして、このアダプター部材２３には、上述の第１射出ユニット１２のノズル部１２ａが当接されるようになっている。
【００２２】
一方、雌側積層部材２０の他方側の側壁面には、例えば油圧シリンダからなる流路開閉部材２２が設けられている。流路開閉部材２２は、図４に示すように、進退移動可能な閉栓部材２２ａを有しており、閉栓部材２２ａは、閉鎖路２０ｂ・１９ｅに液密状態に挿通されている。そして、流路開閉部材２２は、閉栓部材２２ａを進出させることによりコア層用流路１９ｄを曲折部において閉栓状態にするようになっている一方、閉栓部材２２ａを後退させることによりコア層用流路１９ｄを開栓状態にするようになっている。また、閉栓部材２２ａの先端部は、コア層用流路１９ｄの曲折半径に対応した湾曲面とされており、コア層用流路１９ｄを開栓状態としたときに、曲折部における樹脂の流動抵抗を低減させるようになっている。
【００２３】
上記の構成において、熱硬化性樹脂のリサイクル方法について説明する。
先ず、自動車や小型船舶、家具等の廃品や製造過程での不良品から熱硬化性樹脂の成形品が分別および回収される。そして、回収された成形品がクラッシャやモノカッタ、シュレッダ等の粗砕機およびカッタミル等の破砕機に投入されることにより粉砕される。この後、粉砕された熱硬化性樹脂が分級機に投入され、４００μｍ以下のものとそれ以外のものとに分級される。尚、分級のしきい値を４００μｍとした理由は、４００μｍ以上では、ウレタン樹脂においては気泡間の膜が粉砕されないために気泡内に発泡ガスが残留し、成形時に発泡を起こすことがあるからであると共に、熱可塑性樹脂との混練時のバラツキが大きくなるからである。また、熱硬化性樹脂においては残留物が異物となってノッチ効果のために衝撃強度が大幅に低下するからである。
【００２４】
次に、４００μｍ以下の熱硬化性樹脂に対して熱可塑性樹脂が所定の割合で混合される。尚、混合率は、熱硬化性樹脂が３０〜６０％の範囲になることが望ましい。これは、３０％以下では経済的メリットが不十分となり、６０％以上では実用的な強度が得られないからである。そして、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とが混練機において混練され、熱可塑性樹脂が溶融されることによって、熱可塑性樹脂中に熱硬化性樹脂が分散された状態のペレットが形成される（混練工程）。
【００２５】
次に、上記のペレットがコア層用樹脂として第１射出ユニット１２の図示しないホッパに投入される。また、ペレットに使用された熱可塑性樹脂に対して相溶性のある熱可塑性樹脂がスキン層樹脂として第２射出ユニット１３の図示しないホッパに投入される。尚、コア層樹脂の熱可塑性樹脂とスキン層樹脂の熱可塑性樹脂とは、表１に示すように、同一の材質であることが好ましいが、"○"の組み合わせであっても良い。そして、図３に示すように、第１射出ユニット１２および第２射出ユニット１３のノズル部１２ａ・１３ａがアダプター部材２３および雄側積層部材１９にそれぞれ当接されることによって、射出成形の準備が完了する。
【００２６】
【表１】
この後、図示しない成形開始ボタン等の押圧により射出成形の開始が指示されると、複数層射出成形機は、図１に示すように、金型開閉シリンダ５により移動金型８を固定金型９方向に移動させ、固定金型９に対して所定の押圧力で移動金型８を押し付けて型締めを行う。そして、型締めにより金型８・９内にキャビティ部１１が形成されると、第２射出ユニット１３にスキン層樹脂を装填して加熱し、溶融状態となったスキン層樹脂をコア層樹脂に先立って吐出させる。
【００２８】
上記のスキン層樹脂は、図４に示すように、ノズル部１３ａを介して射出ユニット連結装置１０における雄側積層部材１９のスキン層用流路１９ｂに流入し、スキン層用流路１９ｂにおいて複数方向に分岐されながら進行する。そして、スキン層樹脂がスキン層用流路１９ｂをさらに進行することによって、雄側積層部材１９の傾斜凸部１９ｃと雌側積層部材２０のコア層用流路２０ａとの隙間に流出し、傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面を完全に覆いながら固定金型９方向に流動する。
【００２９】
一方、スキン層樹脂が吐出されてから所定の待ち時間が経過すると、流路開閉部材２２の閉栓部材２２ａを後退させることによって、コア層用流路１９ｄを開栓状態にする。そして、第１射出ユニット１２に熱硬化性樹脂を含んだコア層樹脂を装填して加熱し、溶融状態となったコア層樹脂をスキン層樹脂の吐出圧よりも低い圧力で吐出させる。コア層樹脂は、樹脂導入部材２１を介して雌側積層部材２０および雄側積層部材１９のコア層用流路２０ａ・１９ｄに流入し、閉栓部材２２ａにより進行方向が曲折された後、傾斜凸部１９ｃの先端部から流出する。この際、傾斜凸部１９ｃの先端部には、先立って吐出されたスキン層樹脂が傾斜凸部１９ｃの傾斜壁面に沿って集合している。従って、傾斜凸部１９ｃの先端部から流出したコア層樹脂は、周囲をスキン層樹脂に完全に被覆されながら、スキン層樹脂と共にコア層用流路２０ａを通過して固定金型９のキャビティ部１１に圧入されることになる。尚、コア層樹脂は、６０％以下に充填されていることが望ましい。これは、６０％を越えると、厚肉品では６０％以上の充填も可能であるが、一般の成形品ではコア層の充填量が同値以下しか入らないからである。また、熱硬化性（粉砕）樹脂と熱可塑性樹脂とを混練した材料は強度物性が低下するために、コア層の充填量を増加させると、サイドイッチ成形品でも強度の低下が著しくなるからである。
【００３０】
この後、スキン層樹脂およびコア層樹脂を所定量単位で圧入し、１回分の射出成形が完了すると、流路開閉部材２２の閉栓部材２２ａを進出させることによって、コア層用流路１９ｄを閉栓状態にし、待機状態になる。そして、次の射出成形の開始が指示されたときに、上述の一連の動作を再度繰り返すことになる。
【００３１】
次に、本実施形態の方法で熱硬化性樹脂をリサイクルして成形品を実際に製造することによって、製造の適否や表面状態等を調査した。
【００３２】
具体的には、廃棄された熱硬化性樹脂であるウレタン樹脂を４００μｍ以下に微粉砕し、この粉砕物を熱可塑性樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂に３０％添加して溶融混練することによってペレットを形成した。そして、このペレットをコア層樹脂にすると共に、ポリプロピレン樹脂をスキン層樹脂にして上述の複数層射出成形機にセットし、コア層樹脂が３０％充填された状態のサンドイッチ構造の成形品を製造した。この成形品の外観を目視したところ、表面がポリプロピレン樹脂で完全に被覆された表面性状の優れたものになっていることが確認された。また、コア層樹脂が３０％充填された２ｍｍ厚の成形品に対して落下衝撃テストを実施したところ、合格品であることも確認された。
【００３３】
次に、ポリプロピレン樹脂にウレタン樹脂を６０％添加して形成されたペレットを用いて同様の成形を実施したところ、流動性が劣るため、コア層樹脂を２０％以上充填することができないことが確認された。尚、この場合には、上記のペレットにポリプロピレン樹脂を３０％添加することによって、コア層樹脂を３０％充填できることが確認された。
【００３４】
また、ウレタン樹脂を微粉化する場合において、ウレタン樹脂の微粉粒径が９００μｍのように大きい場合には、ウレタン樹脂の気泡内に含まれるガスにより射出成形時に第１射出ユニット１２のスクリュー内で後発泡が発生することによって、成形が困難になることも確認された。
【００３５】
次に、浴槽の成形時に発生した不良品であるＦＲＰ樹脂を粉砕機にかけて微粉砕を行った後に、この粉砕物の３０％をポリプロピレン樹脂と溶融混練してペレットを形成した。そして、このペレットをコア層樹脂として用いてサンドイッチ構造の成形品を製造したところ、表面がポリプロピレン樹脂で完全に被覆された表面性状の優れたものになっていることが確認された。尚、浴槽に使用されるＦＲＰ樹脂は、一般には１５〜２５ｍｍのガラス繊維（２０〜４０％）、炭酸カルシウム、タルク等の粉末（２０〜４０％）、不飽和ポリエステル樹脂（１０〜３０％）およびその他（カーボン等）の充填材をシート状に形成したものである。また、ＦＲＰ樹脂の微粉砕にあたって高速回転（６００ｒｐｍ程度）の粉砕機を使用したところ、ガラス繊維を２ｍｍ以下、カーボン等の充填材を１ｍｍ以下、その他の構成材料を２００〜６００μｍに粉砕できることが確認された。
【００３６】
次に、本実施形態の方法で熱硬化性樹脂をリサイクルして成形品を実際に製造した場合における成形品の物性を調査した。
【００３７】
即ち、１００μｍ以下にＦＲＰ樹脂を微粉砕した粉砕物をポリプロピレン樹脂に３０％添加してペレット化したものをコア層樹脂とし、ポリプロピレン樹脂をスキン層樹脂として図１の複数層射出成形機にセットした。尚、第１射出ユニット１２には、スクリュー径が７５ｍｍの（株）神戸製鋼所製（品名：ＲＳ４７型）の射出成形機を使用し、第２射出ユニット１３には、スクリュー径が１０５ｍｍの三菱重工業（株）製の８５０トン射出成形機を使用した。
【００３８】
そして、平均肉厚が２ｍｍおよび重量が１２００ｇのサインドイッチ構造の成形品を製造し、この成形品の引っ張り強さ（ＭＰａ）、引っ張り破断強さ（ＭＰａ）、引っ張り破断伸び（％）、引っ張り弾性率（ＭＰａ）、曲げ強さ（ＭＰａ）、曲げ弾性率、およびアイゾット衝撃値（ＫＪ／ｍ2 ）を測定した。また、比較のため、ポリプロピレン樹脂を用いて同一サイズおよび形状の成形品を製造し、この成形品に対しても同様の測定項目で測定した。この測定結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
この結果、サイドイッチ構造の本実施形態の成形品は、引っ張り強さおよび曲げ強さがポリプロピレン樹脂のみからなる成形品と殆ど同じ測定値であることが確認された。また、アイゾット衝撃値および引っ張り破断伸び（％）は、低下することが確認された。これは、ＦＲＰ樹脂の粉砕物が充填材として添加されているからであると推測される。この結果、本実施形態の方法で製造された成形品は、浴槽や天井等のような住宅設備に好適なものであることが明らかになった。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品において、コア層が、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる熱硬化性樹脂の廃棄物又は不良品として回収した熱硬化性樹脂の回収物からなり、粒径が４００μｍ以下の粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを混合して形成されているとともに、前記スキン層が、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層用の熱可塑性樹脂に対して相溶性を有して一体に密着していることを特徴としている。
【００４２】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層が熱可塑性樹脂からなるスキン層で両側面を挟まれた状態になっているため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質にすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮することになる。さらに、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用した場合でも、上述のように熱可塑性樹脂のみかる成形品と殆ど同程度の品質の成形品を得ることができるため、熱硬化性樹脂のリサイクルにとって好適な成形品となる。また、上記の構成によれば、コア層に充填される熱硬化性樹脂に廃品や不良品から回収したものを使用することによって、熱硬化性樹脂のリサイクルによる資源の有効利用を図ることができる。
【００４３】
請求項２の発明は、コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品の製造方法において、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる廃棄物又は不良品として回収した回収物の何れかである熱硬化性樹脂の粒径を４００μｍ以下とした粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを溶融混練して所定粒径のペレットとする混練工程と、前記ペレットをコア層樹脂とし、該ペレットの熱可塑性樹脂に対して相溶性がある熱可塑性樹脂をスキン層樹脂として複数層射出成形品を行うことによって、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層に前記スキン層が一体的に密着した成形品とする成形工程とを有することを特徴としている。
【００４４】
上記の構成によれば、熱硬化性樹脂を含むコア層の両側面を熱可塑性樹脂からなるスキン層で挟み込んだ状態になるため、コア層の表面に熱硬化性樹脂が存在していても、この熱硬化性樹脂をスキン層で確実に覆い隠して良好な外観品質の成形品とすることができる。また、コア層およびスキン層に用いられている熱可塑性樹脂の樹脂同士が相溶性を有しているため、コア層とスキン層とが一体化したものになる。この結果、コア層の溶融粘張力が熱硬化性樹脂によりスキン層に対して１／３〜１／５程度に低下していても、このコア層に一体的に密着したスキン層が保護するため、熱可塑性樹脂のみからなる成形品と同程度の強度を発揮した成形品とすることができる。
【００４６】
請求項３の発明は、請求項２に記載の熱硬化性樹脂を用いた成形品の製造方法であって、前記ペレットは、前記熱硬化性樹脂が３０％〜６０％未満の混合率であることを特徴としている。上記の構成によれば、実用的な強度の成形品を高いリサイクル効率で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数層射出成形機の概略構成図である。
【図２】射出ユニット連結装置の平面図である。
【図３】図２における射出ユニット連結装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】射出ユニット連結装置の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 型締ベース
２ 射出ユニット載置台
３ａ・３ｂ 支持部材
４ ガイド部材
５ 金型開閉シリンダ
６ ガイド係合部材
７ 型盤
８ 移動金型
９ 固定金型
１０ 射出ユニット連結装置
１１ キャビティ部
１２ 第１射出ユニット
１３ 第２射出ユニット
１４ スライド機構
１５ 金型接合盤
１６ 固定盤
１７ ボルト
１８ 樹脂層形成機構
１９ 雄側積層部材
２０ 雌側積層部材
２１ 樹脂導入部材
２２ 流路開閉部材
２３ アダプター部材
Claims (3)
- コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品において、
コア層が、繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる熱硬化性樹脂の廃棄物又は不良品として回収した熱硬化性樹脂の回収物からなり、粒径が４００μｍ以下の粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを混合して形成されているとともに、
前記スキン層が、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層用の熱可塑性樹脂に対して相溶性を有して一体に密着している
ことを特徴とする熱硬化性樹脂を用いた成形品。 - コア層樹脂の周囲をスキン層樹脂で覆いながら両樹脂がキャビティ内に供給されて得られる複数層射出成形品の製造方法において、
繊維強化熱硬化性樹脂や、不飽和ポリエステルとガラス繊維と充填剤とを含んだＦＲＰ樹脂や、熱硬化性ウレタン樹脂のクッション材よりなる廃棄物又は不良品として回収した回収物の何れかである熱硬化性樹脂の粒径を４００μｍ以下とした粉砕物と、熱可塑性樹脂からなるスキン層と相溶性があるコア層用の熱可塑性樹脂とを溶融混練して所定粒径のペレットとする混練工程と、
前記ペレットをコア層樹脂とし、該ペレットの熱可塑性樹脂に対して相溶性がある熱可塑性樹脂をスキン層樹脂として複数層射出成形品を行うことによって、前記コア層の熱硬化性樹脂を覆い隠すように前記コア層に前記スキン層が一体的に密着した成形品とする成形工程と
を有することを特徴とする熱硬化性樹脂を用いた成形品の製造方法。 - 前記ペレットは、前記熱硬化性樹脂が３０％〜６０％未満の混合率であることを特徴とする請求項２に記載の熱硬化性樹脂を用いた成形品の製造方法。
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