JP6168830B2 - ポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法、再生ポリカーボネート系樹脂成形体の製造方法、及び再生ポリカーボネート系樹脂成形体 - Google Patents
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Description
本発明におけるポリカーボネート系樹脂廃材は、家庭等で長期間使用され不要になったポリカーボネート系樹脂(PC樹脂)を備えた製品の廃棄物などから回収されたもので、例えば、液晶テレビ、プラズマテレビなどのTVや、エアコン、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品、複写機、プリンター、スキャナーなどのOA機器などである。
図3は、本発明に係る一実施形態のポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法について説明するためのフローチャートである。なお、フローチャートにおけるSは、各工程を表す。
まず、図2のようにして回収されたポリカーボネート系樹脂廃材に、エポキシ基、オキサゾリン基及びマレイン酸基から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む相溶化剤及びカルボジイミド基を含むカルボジイミド化合物、アクリル系エラストマーを添加し混合物を得る(S201)。
次に、混合工程(S201)で得た混合物を溶融混練し、溶融混合物を得る(S202)。ここで、溶融混練の加熱温度は、混合物全体が溶融する最も低い温度をT℃とした場合、T℃以上であることが好ましく、(T+10)℃以上であることがより好ましい。また、加熱温度は、(T+120)℃以下であることが好ましく、(T+60)℃以下であることがより好ましい。混合物は、溶融混練の加熱温度をT℃以上とすることで、混合物全体が十分に溶融し、混練性が向上し、成形しやすくなる。また、溶融混練工程における加熱温度を(T+120)℃以下とすることで、本発明の再資源化方法で得られる再生ポリカーボネート系樹脂の熱劣化は抑制される。
続いて、溶融混練工程(S202)で溶融させた状態にある溶融混合物を押出成形機にて押出成形し、押出成形体を得る(S203)。押出成形機は、特に制限されるものではないが、例えば、単軸押出成形機あるいは多軸式押出成形機を用いる。
次に、押出成形工程(S203)を経て再生された押出成形体を造粒して、ペレット状の再生ポリカーボネート系樹脂に成形する(S204)。ペレット状の再生ポリカーボネート系樹脂は、シートカット、ストランドカット、ホットエアカット、アンダーウォーターカット等の造粒方法を用いることが好ましく、特に、後の射出成形工程(S205)で特定の形状へ成形する際に再生ポリカーボネート系樹脂の供給が円滑に行えて大量に処理できるアンダーウォーターカット法がより好ましい。なお、再生ポリカーボネート系樹脂は、その形状に特に制限はなく、ペレット状だけでなく、シート状、フィルム状、パイプ状等の形状であってもよい。後に使用する射出成形機の種類、使用の態様又は求められる特性等から適宜決定すればよいが、均一な溶融混練が容易である点でペレット状が好ましい。ペレットの粒径は、1.0mm以上かつ8.0mm以下の範囲が好ましく、2.0mm以上かつ5.0mm以下がより好ましい。ペレットの粒径が1.0mm未満の場合には、ペレットが浮遊するため作業性が低下しやすく、ペレットの粒径が8.0mmを超えると、射出成形機のシリンダ内で十分に溶融しないため、均一な混錬が困難になりやすい。
そして、造粒成形工程(S204)を経て得られたペレット状の再生ポリカーボネート系樹脂を射出成形機に投入し、再生ポリカーボネート系樹脂成形体として再生する(S205)。射出成形機として、例えばスクリュインライン式射出成形機、プランジャ式射出成形機等を用いる。
<評価方法>
(1)曲げ弾性率(MPa)
ASTM準拠の物性測定用試験片を用い、JIS K 7171に準じて測定した。
(2)アイゾット衝撃強度(kJ/m2)
ASTM準拠の物性測定用試験片を用い、JIS K 7110に準じて測定した。
(3)面衝撃強度(cm)
ASTM準拠の物性測定用試験片を用い、JIS K 7211の規定に準拠して測定した。なお、表中の「>200」は、面衝撃強度が200cm以上、「<5.0」は5.0cm以下であることを示す。
ASTM準拠の物性測定用試験片を80℃95%RHの恒温恒湿槽に投入し、投入時間毎にJIS K7203に準じて曲げ強度を測定し、試験前の試験片の曲げ強度から90%の曲げ強度になるまでの時間を試験片の寿命とし、耐久性の指標とした。
(5)異物混入量(個/100cm2)
100mm×100mm×1.0mmの熱プレスシートを用い、きょう雑物測定図表(JIS P8208)に準じて、異物混入量を測定した。
(6)吐出量(kg)
スクリュー径25mm、スクリュー有効長L/D=26の二軸溶融混練押出機にて加熱成形を行い、スクリーンメッシュに目詰まりが発生するまでの再生ポリカーボネート系樹脂の吐出量を測定した。
ポリカーボネート系樹脂廃材(A):液晶テレビに使用されたPC+ABS樹脂(PC70%、ABS30%)から回収したポリカーボネート系樹脂廃材であり、非溶融異物として金属、シリコーン系樹脂、炭化水素系ゴム、ニトリルゴム及びウレタン系樹脂を合わせて、5.0%と、溶融異物として炭化水素系樹脂、アクリル系樹脂及びアミド系樹脂を合わせて3.0%とを異物として含む試料を使用した。
相溶化剤(B):アクリロニトリル/スチレン/グリシジルメタクリレート共重合体(マープルーフ(登録商標)G1005SA;日油株式会社製)
カルボジイミド化合物(C):カルボジイミド化合物(カルボジライト(登録商標)LA1;日清紡ケミカル株式会社製)
エラストマー(D):グリシジルメタクリレート/シリコーンコアシェルゴム(メタブレン(登録商標)S2200;三菱レイヨン株式会社製)
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:1:0.1:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:20:0.1:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.05:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.2:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:1:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:1の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:5の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合し、0.08mmのスクリーンメッシュを用いて押出成形したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合し、0.1mmのスクリーンメッシュを用いて押出成形したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合し、0.5mmのスクリーンメッシュを用いて押出成形したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:0.05:0.1:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:30:0.1:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.001:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:3:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:0.01の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:8の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合し、0.04mmのスクリーンメッシュを用いて押出成形したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合し、1.0mmのスクリーンメッシュを用いて押出成形したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)に何も添加しなかったこと以外は実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、エラストマー(D)を100:10:2の分量で混合したこと以外は、実施例1と同様に行った。
混合工程において、ポリカーボネート系樹脂廃材(A)、相溶化剤(B)、カルボジイミド化合物(C)、エラストマー(D)を100:10:0.1:2の分量で混合し、スクリーンメッシュを装着しないで押出成形したこと以外は、実施例1と同様に行った。
未使用のバージン材を押出口にスクリーンメッシュを装着していないスクリュー径25mm、スクリュー有効長L/D=26の二軸溶融混練押出機(株式会社テクノベル製)に投入し、設定温度250℃で溶融混練し溶融混合物を得た。さらに、得られた溶融混合物を上記二軸溶融混練押出機にて押出成形し、押出成形体を得た。得られた押出成形体をペレタイザーでカットし、ペレット状の再生ポリカーボネート系樹脂を得た。得られたペレット状の再生ポリカーボネート系樹脂から10トン射出成型機(日精樹脂工業株式会社製)を用いて、設定温度260℃、金型温度60℃、冷却時間30秒の射出成形条件でASTM準拠の物性測定用試験片を作製した。
Claims (5)
- ポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法であって、
前記ポリカーボネート系樹脂廃材に、前記ポリカーボネート系樹脂廃材100重量%に対して、1重量%以上かつ10重量%以下のエポキシ基、オキサゾリン基及びマレイン酸基から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む相溶化剤と、0.1重量%以上かつ0.2重量%以下のカルボジイミド化合物と、
2.0重量%以上かつ3.0重量%以下のアクリル系エラストマーを添加し混合物を得る混合工程と、
前記混合物を溶融混練して溶融混合物を得る溶融混合工程と、
前記溶融混合物を目開きサイズが0.08mm以上かつ0.5mm以下のスクリーンメッシュを用いて押出成形し押出成形体を得る押出成形工程を含むポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法。 - 前記ポリカーボネート系樹脂廃材が、芳香族ポリカーボネート樹脂及びアクリロニトリル/ブタジエン/スチレン系樹脂からなるポリマーアロイであることを特徴とする請求項1に記載のポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法。
- 前記カルボジイミド化合物は、分子内に2個のカルボジイミド基を有することを特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載のポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法。
- 前記アクリル系エラストマーは、グリシジルメタクリレート/シリコーンのコア・シェル型エラストマーまたはメチルメタクリレート/ブタジエン/スチレンのコポリマーを主成分とすることを特徴とする請求項1から3のいずれかの1つに記載のポリカーボネート系樹脂廃材の再資源化方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載の再資源化方法を用いた、再生ポリカーボネート系樹脂成形体の製造方法。
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