JP4976275B2 - バリヤープラスチック小塊を含むベースプラスチックからなる層 - Google Patents
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Description
しかし、これまで、これらのリサイクルされたプラスチック、及びリサイクルされたプラスチック全般の再使用のレベルは、実際はそれらが物品の中間層にのみ用いられるとして限定され、これは特に内側層の機械的強度の理由のため及び、外側層に関しては、美的理由のために、且つ複数の付属品が信頼できる方法でタンクに溶接されるのを保証できるようにするためである。中間層におけるリサイクルされたプラスチックのそのような使用は、例えば、同じく本出願企業の代表する仏国特許出願公開第2765828号明細書で推奨されている。
実際、廃棄物の使用のレベルを上げることができると(中間層及び外部層の両方にそれを用いることができる結果として)、特に大きなスケールの製造及び/又は高価な材料を伴う製造の場合に、しばしば実質的な節約を達成することができる。
従って、本発明は、分散された形状で、ベースプラスチックと不相溶性であるバリヤープラスチックを含む1μm以下の直径の小塊を含むベースプラスチックからなる層に関する。
特に、ポリオレフィン、ポリ(ビニルハライド)、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド及びそれらのコポリマーが用いられ得る。ポリマー又はコポリマーの混合物もまた、ポリマーと無機、有機及び/又は天然充填剤、例えば、限定する訳ではないが:炭素、塩及び他の無機誘導体、天然繊維、ガラス繊維及びポリマー繊維などとの混合物と同様に用いることができる。良好な結果が、ナノコンポジット(又はナノメートルサイズの充填剤を有するポリマー)でも得られている。
このために、上記で用いた“プラスチックからなる”という用語は、前記プラスチックの全質量の80%よりも多く、及び特に90%よりも多くからなることを意味すると理解されることに注目すべきである。
優れた結果が高密度ポリエチレン(HDPE)で得られており、これは特に中空体が燃料タンクであるときの場合である。
この層Bにおけるバリヤープラスチックの含有率は、一般的に5質量%よりも少ない。実際には、この含有率は一般的に1%よりも少なく、実際にはさらに0.5%よりも少ない。
上記の結果は、本発明のこの別の態様に従う多層構造が燃料タンクであるとき、それは好ましくは、本質的にEVOH(エチレン-ビニルアルコールコポリマー)からなる少なくとも1つの層及び1μm以下の直径を有するEVOH小塊を含むHDPE(高密度ポリエチレン)から本質的になる1つの層を含む。
本発明のこの別の態様に従う接着性プラスチックは、バリヤープラスチック及びベースプラスチックの性質に応じて選択される。接着性プラスチックとしては、相溶化されたポリオレフィン及び特に相溶化されたポリエチレンが頻繁に用いられる。相溶化は、特にグラフトによって、特に無水カルボン酸、例えば無水マレイン酸を用いたグラフトによって得ることができる。接着性プラスチックは、好ましくは無水マレイン酸でグラフトされたポリオレフィン、特に無水マレイン酸でグラフトされたポリエチレンから本質的になる。
本発明のこの別の態様に従う構造では、バリヤー層を2つの外部層の1つのいずれか(構造のいずれかの側面に位置する)にするか、又は2つの外部層間に含まれる中間層にするのが可能である。後者の態様が有利であり、バリヤープラスチックはしばしばベースプラスチックよりも弱い。バリヤープラスチック層が2つのベースプラスチック層間にはさまれているとき、そこには一般的に接着性の2つの層(バリヤー層の各側面に1つ)があり、各々は構造の1〜2%、実際にはさらに3%のオーダーの厚みを有する。
本発明の別の異なる態様では、接着性プラスチックの別々の層に頼る代わりに、仏国特許出願公開第2776228号明細書に記載のように後者がベースプラスチックと簡単に混合される。
経済的観点から、分散された形状でバリヤープラスチックを含むベースプラスチック層が、類似の構造(すなわち、バリヤープラスチック層及び分散されたバリヤープラスチックを含む又は含まないベースプラスチック層を有する)を有する製造スクラップ又は任意に前処理(特にそれらを精製する目的のため)に付された廃棄物である類似構造の断片を含むのが有利である。
本発明のこの別の態様は、それが大量のリサイクルされたプラスチック(製造スクラップ又はかつての構造の廃棄物)を用いることの可能性を提供するために有利である。いくつかの用途のために、良好な妥協(経済的利点/機械的特性)が、この中間層におけるバリヤープラスチックの含有率が1〜8質量%であるときに得られる。これは、8質量%以上のバリヤープラスチックでは、多層構造の機械的特性(及び特に低温衝撃強さ)がある種の用途に不適切となるためである。
本発明の層及び/又は多層構造は、任意の公知な方法、一般的には押出、射出成形、スラッシ成形、熱成形などにより調製することができる。特に、この層は、押出によって調製することができる。上記の少なくとも1つの層を含む多層中空体には、成形方法が高度に好適であり、及び特には押出吹込成形と呼ばれる方法である。
この方法では、ベースプラスチックにおけるバリヤープラスチックの分散は、押出吹込成形による工程中に行うことができる。しかし、この分散は、相溶化剤(例えば上記接着剤と類似の性質のもの)及び/又は適切な混合装置(ミキサーノズル、静的なミキサー)を用いてさえ、加工パラメーターを変動させることだけでは、行うのが時々困難となる。対照的に、本出願企業は、驚くべきことに、前記層が予め静電気的分離処理に付されている類似多層構造の断片を含むときに、この分散が難なく行われることを見出し、これは上記相溶化剤及び/又は上記混合装置の不存在下でさえそうであった。
中空体の前記一部を断片化する段階;
得られた断片を、少なくとも1つの静電気的分離段階に付し、バリヤープラスチックの乏しい断片の少なくとも1つの流れ(A)及びバリヤープラスチックがより豊富な断片の1つの流れ(B)を得る段階;
流れ(A)から生じる断片を含む外部層を含む多層パリソンを押出によって製造する段階;
前記パリソンを吹込成形する段階、
を含む方法からなる。
流れ(A)から生じる断片は、外部層としてそのままで用いられ得るか、又は任意の添加剤、補強剤など、及び/又は未使用のベースプラスチック(まだ使用されていないもの)と混合され得る。後者の別の態様(未使用のプラスチックで希釈する)が好ましい。実際には、20%以上、及びさらに30%以上であるが、80%以下、実際にはさらに60%以下の希釈度が、高度に好適である[“希釈度”という用語は、(断片+未使用の樹脂)混合物に対する断片の質量%を意味すると理解される]。
上記の方法では、もちろん、バリヤープラスチックがより豊富な流れ(B)を用いることができるのも有利である。この場合、有利には、流れ(B)はパリソンの中間層に用いられる。それは、そのままか又は未使用のプラスチックで希釈して用いることができる。一般的には、この流れから生じる材料をそのまま用いることができるが、但しバリヤープラスチックのその含有率は過剰に高くはない。特に多層燃料タンクの場合、8質量%以下の含有率が良好な結果を与えることが見出されている。従って、有利な別の態様によれば、上記の方法においては、流れ(B)が8質量%以下のバリヤープラスチックの含有率を有し、且つパリソンがこの流れ(B)から生じる断片に基づく中間層を含む。
断片化の結果、1mm以上、好ましくは2mm以上、実際にはさらに5mm以上のそれらの最も大きな寸法を有する断片が、好ましくは存在する。一般的には、この寸法は、15mm以下、好ましくは12mm以下、実際にはさらに8mm以下である。
一般的に多層構造(及び特に燃料タンク)に用いられるプラスチックの含有率を考慮すると、この流れ(C)におけるバリヤープラスチックの含有率は、一般的に50%以下、好ましくは40%以下、実際にはさらに30%以下である。
従って、該方法の別の態様では、静電気的分離中に、少なくとも1つの第三の流れ(C)を生成し、そのバリヤープラスチックの含有率は10%以上であり、及びこの流れ(C)を、バリヤープラスチックを豊富にすることができる次の処理段階に付す。そのような処理段階は、仏国特許出願第03/03209号明細書に開示されているように、バリヤープラスチックの選択的溶解及び後者の再沈殿からなり得る。
(式中:
P=HDPE、
A=PE-g-MA(無水マレイン酸でグラフトされたHDPE)に基づく接着剤、
B=EVOHバリヤー、
R1及びR2=静電気的分離によって処理された同様の構造を有する断片であり、各々が流れ(A)及び(B)の上記定義に対応し、且つ各々が1質量%以下のEVOH含有率及び1〜8質量%のEVOH含有率を有する。)
の製造中に得られている。
実際、P/A/B/A/R/Pタイプ(R=静電気的処理に付されていない同様の構造を有する断片)の同様のタンクは、北米及び欧州の両方で約10年間販売されており、ますます要求される蒸発性標準を満たしている。これらのタンクにおける種々の層の相対的厚みは、典型的に(構造の質量%で):40/2/3/2/40/13である。
さらに、最大80%(層の全質量に対して)の割合でタンクの内側層に粉砕再生材料を含むと、構造の特性を害すること無く、リサイクルされたプラスチックの再利用の最大全濃度を75%に導くことができ、これは依然としてベースプラスチックにおけるバリヤープラスチックの分散の質による場合である。
タイプP+R1/A/B/A/R2/Pの燃料タンクの5つの継続的世代(0、1、2、3及び4)を:
P+R1=世代0(R1=0)として未使用のHDPE(グレードEltex(登録商標)RSB714)に基づく内側層であり、及び以下の世代のために53.8%の未使用のHDPEで希釈された46.2質量%の流れR1(以下に定義される)を含み、この層は全構造の42%を構成する、
A=PE-g-MA(Admer L2100)に基づく接着剤の層であり、及び各々は構造の2質量%を構成する、
B=構造の2.75質量%を構成するEVOH層(Eval F101)、
R2=流れR2(以下に定義される)に基づく層であり、及び構造の40質量%を構成する、
P=未使用のHDPEに基づく外側層であり、構造の残りを構成する、
により、以下の方法:
1.押出吹込成形:
6つの押出機(層当たりに1つ)を含むBekum BAT1000プラント、その処理量は330kg/時間であり、及びその幾何的特性は以下である:
1.内側層及び粉砕再生材料:100mm、L/D 24;
2.外側層:50mm、L/D=20;
3.接着剤及びバリヤー層:38mm、L/D=20、
0.1mmの厚みのPTFEシートで被覆されたゲート切断領域を有するNSタイプ(9kg、容量75L)の型、
1つの世代から別の世代への60質量%までのリサイクル度における人工的増加、
製造サイクルの持続時間:156秒の運転時間(型における88秒を含む)及び150秒の吹込成形装置の出口から粉砕まで(ゲート切断、秤量及び粉砕機にスクラップを運ぶ段階)、
2.断片化:SMS 60180タイプのHerbold粉砕機、8mmスクリーン、
3.静電気的分離:Hamosによって販売されているEKS-L摩擦電気分離器;この装置は、前段階で生成された断片を3つの流れに分離し、粉塵及び微粉の分離後のその分析は、以下の結果を与えた:
HDPEが豊富な流れR1は0.24%のEVOH含み、及び全流れの30%を構成する、
流れR2は1.17%のEVOHを含み、及び全流れの60%を構成する、
流れR3は残りのEVOH(すなわち、約20%)を含み、及び全流れの10%を構成する、
4.上記段階1に従う新規押出吹込成形、前段階で生成された流れR1及びR2は再利用されるが、流れR3は再利用せずに廃棄される、
5.新規断片化など、
で製造した。
Claims (4)
- ベースプラスチックと不相溶性であるバリヤープラスチックを含む1μm以下の直径を有する小塊を、分散した形状で含むベースプラスチックの少なくとも1つの外部層を含む多層パリソンの押出吹込成形の少なくとも1つの段階を含む多層構造の製造方法であって、
前記方法が、少なくとも1つのバリヤープラスチック層及び1つのベースプラスチック層を含む多層中空体の少なくとも一部をリサイクルする方法を組み込んでおり、前記リサイクルする方法は、以下の段階:
−前記中空体の前記一部を断片化する段階;
−得られた断片を、少なくとも1つの静電気的分離段階に付し、1重量%未満のバリヤープラスチックの含有量を有する、バリヤープラスチックの乏しい断片の少なくとも1つの流れ(A)と、1重量%以上かつ8重量%以下のバリヤープラスチックの含有量を有する、バリヤープラスチックがより豊富な断片の1つの流れ(B)と、を得る段階;
−流れ(A)から生じる断片を含む外部層を有する多層パリソンを、押出によって製造する段階;及び
−前記パリソンを吹込成形する段階、
を含む、多層構造の製造方法。 - 静電気的分離中に、少なくとも1つの第三の流れ(C)が生成され、この流れ(C)のバリヤープラスチックの含有率が10重量%以上であり、かつこの流れ(C)が、バリヤープラスチックを豊富にすることのできるその後の処理段階に付す、請求項1に記載の方法。
- 吹込成形された前記パリソンが、流体を含むことを意図される中空体から本質的になり、かつ前記外部層が、前記流体と接触する前記中空体の内側層である、請求項1に記載の方法。
- 前記中空体が燃料タンクであり、かつバリヤープラスチックがEVOH(エチレン−ビニルアルコールコポリマー)であるとともにベースプラスチックがHDPE(高密度ポリエチレン)である、請求項3に記載の方法。
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