JP4581634B2 - ポリアミド樹脂のリサイクル方法 - Google Patents
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Description
自動車の樹脂材料でリサイクルが進んでいるのはバンパー部分である。バンパーは取り外しやすくかつ大きな部品であるため、特許文献1および特許文献2にみられるようにポリプロピレン製バンパーのリサイクルが提案、実用化されている。
その他樹脂成形品のリサイクルの取組みとしては、汚れや劣化による物性低下が少ない内装、外装部品を中心に行われている。
中でも不凍液が接触する水周り部品に使用されている樹脂材料については、エチレングリコールがリサイクル材に残存してしまうと、樹脂とガラス繊維との接着に悪影響を及ぼし、機械強度の低下を招く。
また、エチレングリコールが浸透した樹脂部品をそのまま粉砕し、得られたリサイクルペレツトを用いて成形を行う方法、または粉砕品を溶融混錬し、得られたリサイクルペレットを用いて成形を行う方法では、射出成形機等のシリンダー内においてエチレングリコールにより材料の劣化とそれに伴う物性の低下、 有害ガスの発生等の成形上の問題等が発生しやすく、好ましくない。
そこで本発明者らは、上記問題点を解決する方法について鋭意検討を行なったところ、特定の液剤を添加して溶融混錬を行うことで、洗浄工程を経ることなくエチレングリコール含有量の少ないリサイクル材を得られることがわかり、かかる課題の解決に有効であることを見いだし本発明に到達した。
(1)エチレングリコールが含浸されたポリアミド樹脂成形品を用いてポリアミド樹脂原料を製造する方法において、
(A)エチレングリコールが含浸されたポリアミド樹脂成形品を平均粒子径0.5〜20mmに粉砕し、
(B)粉砕された樹脂成形品100重量部に対して溶解度パラメータが9.5〜24(cal/cm3)1/2であり、大気圧における沸点が60〜135℃である液体化合物1〜10重量部を加えて溶融混錬し、該液体化合物とエチレングリコールを吸引除去することによりエチレングリコール含有量を減少させることを特徴とするポリアミド樹脂原料の製造方法、
(2)液体化合物が水であることを特徴とする(1)のポリアミド樹脂原料の製造方法、
(3)ポリアミド樹脂成形品が自動車水回り部品であることを特徴とする(1)または(2)のポリアミド樹脂原料の製造方法、
を提供するものである。
以下に本発明の詳細を説明する。なお本発明において「重量」とは「質量」を、%は重量%を意味する。
本発明者の、エチレングリコールが含浸されたポリアミド樹脂成形品から再びポリアミド樹脂原料を製造するポリアミド樹脂原料の製造方法は、
(A)エチレングリコールが含浸されたポリアミド樹脂成形品を平均粒子径0.5〜20mmに粉砕する工程、
(B)粉砕品100重量部に対して溶解度パラメータが9.5〜24(cal/cm3)1/2、大気圧における沸点が60〜135℃である液体化合物1〜10重量部を加えて溶融混錬し、ベント部で該液体化合物とエチレングリコールを吸引除去する工程からなり、再びポリアミド樹脂原料を製造する方法である。ここで、ポリアミド樹脂原料とは、ペレットの状態のものを指す。
また、前記のポリアミド樹脂成形品には、補強材、充填剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、着色剤、各種安定剤等が配合されていても良く、補強材、充填剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、着色剤、各種安定剤としては、例えば補強用の繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミツク繊維、鉱物繊維等の無機繊維、ステンレス、黄銅、ニッケル等の金属繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ポリフェニレンベンゾチアゾール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、液晶芳香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド(アラミド)繊維等の有機繊維、充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、 酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、珪酸、珪酸カルシウム、マイカ、ガラス、ガラスバルーン、石英バルーン、黒鉛、ホウ素、アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、ボリア、窒化ホウ素、窒化珪素、窒化アルミニウム、シリカ、ベリリウム、酸化ベリリウム等の無機粉末、アスベスト、チタン酸カリウム、炭素、黒鉛、 ホウ素、アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、ボリア、石英、シリカ、ベリリウム、窒化ホウ素等の無機ウイスカ、アラミドパイプ、マイクロセルロース、熱硬化性樹胎粉末等があり、離型剤や無機フイラーとしては、高級脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、流動パラフイン、硫酸バリウム、シラス、酸化アンチモン等があり、その他に結晶化促進剤としてはアルキレングリコール誘導体、ポリアルキレングリコール誘導体、アイオノマー、雲母、二酸化チタン等がある。
溶解度パラメータが9.5〜24(cal/cm3)1/2、大気圧における沸点が60〜135℃である液体化合物の具体例としては、ジオキサン、シクロペンタノン、ピリジン、ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトニトリル、ニトロメタン、メタノール、ホルムアミド、水等が挙げられるが、安全性、汎用性、経済性から水を用いるのが好ましい。また、これらの液体化合物は単独で用いても良く、2種類以上を混合して用いても良い。
評価方法
(1)一般機械特性
以下の標準方法に従って測定した。
引張強さ、引張伸び
ASTM D638に準拠して行った。1号ダンベル型試験片(試験片厚み:1/8インチ(3.2mm))を用い、試験速度10mm/minで23℃にて試験を行った。
ASTM D790に準拠して行った。曲げ試験片(試験片厚み:1/4インチ(6.4mm))を用い、試験速度3mm/minで23℃にて試験を行った。
ASTM D256に準拠して行った。衝撃試験片(試験片厚み:1/8インチ(3.2mm)、カットノッチ)を用いて23℃にて試験を行った。
除湿乾燥ペレットを6N塩酸に溶解し、不溶成分をろ過した後、溶液をGC(ガスクロマトグラフ、島津製作所C−R4A)を用いてペレットに残留したエチレングリコール量を定量した。測定は5回行いその平均値を求めた。
除湿乾燥ペレットを300℃雰囲気下、30min放置し、処理前後の重量減少率を測定した。測定は5回行いその平均値を求めた。
試験片を130℃日産純正LLC50wt%水溶液にて500h処理し、引張り強さを測定した。テストピースは、ASTM D638に準拠し、1号ダンベル型試験片(試験片厚み:1/8インチ(3.2mm))を用い、試験速度10mm/minで23℃にて試験を行った。測定は5回行いその平均値を求めた。
下記回収品および添加剤、ポリアミド、ガラス繊維を表1、2に示す割合で配合し、日本製鋼所社製二軸押出機TEX−44で290℃にて溶融混練後ペレット化した。混練方法は表1のとおり実施し、エチレングリコールを含む揮発成分をベント口からの脱気により除去した。得られたペレットを80℃、12時間の条件で除湿乾燥した。乾燥したペレットの残留エチレングリコール量、加熱減量評価した。また、乾燥したペレットを用いて日精樹脂工業射出成形機PS60E9ASEでシリンダー温度:280℃、金型温度:80℃にて試験片を成形し一般機械特性、耐LLC性評価を行った。
下記回収品および添加剤、ポリアミド、ガラス繊維を表1に示す割合で配合し、日本製鋼所社製二軸押出機TEX−44で290℃にて溶融混練後ペレット化した。混練方法は表1のとおり実施し、ベント口は解放し脱気は行わなかった。得られたペレットを80℃、12時間の条件で除湿乾燥した。乾燥したペレットの残留エチレングリコール量、加熱減量評価した。また、乾燥したペレットを用いて日精樹脂工業射出成形機PS60E9ASEでシリンダー温度:280℃、金型温度:80℃にて試験片を成形し一般機械特性、耐LLC性評価を行った。
ラジエータータンク市場回収品(ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612の3種類)の表面を水で洗浄し、表1に記載の平均粒子径になるように、それぞれ粉砕した。
なお、それぞれのラジエータータンク回収品におけるガラス繊維量(るつぼにペレット5gを入れてガスバーナーで10分加熱後、700℃2h灰化させて測定)、ポリアミド樹脂1重量%の98%濃硫酸溶液中、オストワルド粘度計を用いて25℃で測定した相対粘度、残留エチレングリコール量(評価方法を参照)は次のとおりである。
ナイロン66製:ガラス繊維量30.4%、相対粘度2.20、残留エチレングリコール量2.52%
ナイロン610製:ガラス繊維量30.1%、相対粘度2.25、残留エチレングリコール量2.15%
ナイロン612製:ガラス繊維量30.4%、相対粘度2.12、残留エチレングリコール量1.96%
ポリアミド樹脂1:“アミラン”CM3001N(東レ社製)
ポリアミド樹脂2:“アミラン”CM3007(東レ社製)
ガラス繊維1:T−275H(日本電気硝子社製,平均繊維径:10.5μm)
ガラス繊維2:T−289(日本電気硝子社製,平均繊維径:13μm)
水:蒸留水
エチルアルコール:シグマアルドリッチジャパン製99.5v/v%1級
シクロペンタノン:シグマアルドリッチジャパン製99+%
テトラヒドロフラン:シグマアルドリッチジャパン製98%1級
塩化メチレン:シグマアルドリッチジャパン製98%1級
n−ヘキサノール:シグマアルドリッチジャパン製97%1級。
Claims (3)
- エチレングリコールが含浸されたポリアミド樹脂成形品を用いてポリアミド樹脂原料を製造する方法において、
(A)エチレングリコールが含浸されたポリアミド樹脂成形品を平均粒子径0.5〜20mmに粉砕し、
(B)粉砕された樹脂成形品100重量部に対して溶解度パラメータが9.5〜24(cal/cm3)1/2であり、大気圧における沸点が60〜135℃である液体化合物1〜10重量部を加えて溶融混錬し、該液体化合物とエチレングリコールを吸引除去することによりエチレングリコール含有量を減少させることを特徴とするポリアミド樹脂原料の製造方法。 - 液体化合物が水であることを特徴とする請求項1記載のポリアミド樹脂原料の製造方法。
- ポリアミド樹脂成形品が自動車水回り部品であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリアミド樹脂原料の製造方法。
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