JP6727674B1 - 樹脂廃材成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記樹脂廃材は、熱可塑性樹脂と無機物質粉末とを50:50〜10:90の質量比で含む、
樹脂廃材成形体の製造方法。
本発明の樹脂廃材成形体の製造方法(以下、「本発明の製造方法」ともいう。)は、樹脂廃材に、ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを、該樹脂廃材に対して0.004質量%以上0.200質量%以下添加する添加工程を含む。該樹脂廃材は、熱可塑性樹脂と無機物質粉末とを50:50〜10:90の質量比で含む。
本発明の製造方法において、ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(以下、「本発明の改質剤」ともいう。)は、樹脂廃材の改質剤として機能し、樹脂廃材の均一な溶融特性や、成形加工性の向上に寄与する。その作用は定かではないが以下のように推察される。
すなわち、ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンの作用により、溶融樹脂において、樹脂の水素引抜反応(水素移動反応)が生じ、樹脂の構成分子が切断される。その結果、溶融樹脂のメルトマスフローレイトが大きくなり、均一な溶融特性や成形加工性の向上が実現されるものと考えられる。
本発明の製造方法における樹脂廃材は、熱可塑性樹脂と無機物質粉末とを50:50〜10:90の質量比で含む。本発明の製造方法における樹脂廃材は、無機物質粉末が高充填された熱可塑性樹脂に相当する。
熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、任意の樹脂製品に含まれるものであっても良い。熱可塑性樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチル−1−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の金属塩(アイオノマー)、エチレン−アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン等の官能基含有ポリオレフィン系樹脂;
ナイロン−6、ナイロン−6,6、ナイロン−6,10、ナイロン−6,12等のポリアミド系樹脂;
ポリエチレンテレフタレート及びその共重合体、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂等の熱可塑性ポリエステル系樹脂;
芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート等のポリカーボネート樹脂;
アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン(AS)共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体等のポリスチレン系樹脂;
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリ塩化ビニル系樹脂;
ポリフェニレンスルフィド;
ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のポリエーテル系樹脂等。
なお、上記「主成分とする」とは、オレフィン成分単位がポリオレフィン系樹脂中に50質量%以上含まれることを意味し、その含有量は好ましくは75質量%以上であり、より好ましくは85質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上である。
具体的には、例えば、エチレン−プロピレンランダム共重合体、ブテン−1−プロピレンランダム共重合体、エチレン−ブテン−1−プロピレンランダム3元共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体等が挙げられる。
「中密度ポリエチレン」とは、0.930g/cm3以上0.942g/cm3未満の密度を有するポリエチレンである。
「低密度ポリエチレン(LDPE)」とは、0.910g/cm3以上0.930g/cm3未満の密度を有するポリエチレンである。
「超低密度ポリエチレン(ULDPE)」とは、0.910g/cm3未満の密度を有するポリエチレンである。
「直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)」とは、0.911g/cm3以上0.940g/cm3未満の密度(好ましくは0.912g/cm3以上0.928g/cm3未満の密度)を有するポリエチレンである。
無機物質粉末としては、特に限定されず、通常の樹脂製品等に含まれるものであっても良い。無機物質粉末は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、又はホウ酸塩;
金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の酸化物;
上記塩又は酸化物の水和物等。
熱可塑性樹脂と、無機物質粉末との配合比(質量%)は、熱可塑性樹脂:無機物質粉末=50:50〜10:90の比率であれば特に限定されない。この配合比は、40:60〜20:80の比率であることが好ましく、40:60〜25:75の比率であることがさらに好ましい。本発明によれば、このように無機物質粉末の割合が相対的に高い樹脂廃材であっても、従来の方法の様な溶融特性のばらつきが生じ難く、安定した成形加工を実現でき、成形品の表面の荒れが抑制された、外観に優れる成形品を得ることができる。
樹脂廃材には、必要に応じて、樹脂製品に配合される任意の成分が含まれていても良い。この様な成分としては、例えば、色剤、滑剤、カップリング剤、流動性改良材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、安定剤、帯電防止剤、可塑剤等やそれらの組み合わせが挙げられる。これらの成分は、樹脂製品の用途や性質等に応じて任意の量で含まれ得る。
樹脂廃材成形体は、樹脂廃材に、ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを、前記樹脂廃材に対して0.004質量%以上0.200質量%以下添加する添加工程を経て得られる成形品である。
以下の方法に基づき、樹脂廃材成形体を製造した。
樹脂廃材として、以下の何れかの粉砕物を用いた。なお、何れの粉砕物も5〜8mm程度の径に調整した。
(樹脂廃材A)「LIMEX」(株式会社TBM製)の粉砕物:該粉砕物は熱可塑性樹脂(ポリプロピレン)と無機物質粉末(重質炭酸カルシウム)とを40:60の質量比で含む。また、該粉砕物に含まれる炭酸カルシウムの空気透過法による平均粒子径は、2.2μmである。
(樹脂廃材B)「LIMEX」(株式会社TBM製)の粉砕物:該粉砕物は熱可塑性樹脂(ポリプロピレン)と無機物質粉末(重質炭酸カルシウム)とを10:90の質量比で含む。また、該粉砕物に含まれる炭酸カルシウムの空気透過法による平均粒子径は、2.2μmである。
(樹脂廃材C)ポリプロピレンからなる樹脂廃材の粉砕物
改質剤として、以下の何れかを用いた。
(改質剤a)1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン:商品名「パーカドックス14−40C」、化薬アクゾ株式会社製
(改質剤b)スチレン系熱可塑性エラストマー:商品名「エラストマーAR−140」、アロン化成株式会社製
上記樹脂廃材に改質剤を添加し、タンブラーで60分、185℃で混練した。該工程は、本発明における添加工程及び混練工程に相当する。
改質剤は、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、又は、スチレン系熱可塑性エラストマーが、樹脂廃材に対して下記表の「改質剤の添加量」の項に示す割合となるように添加した。
混練後、得られた組成物を同方向回転二軸混練押出機(フリージアマクロス株式会社製)のホッパーに投入し、200℃でストランド状に成形し、2mm径程度に切揃え、樹脂廃材成形体を得た。
上記「(樹脂廃材への改質剤の添加)」の項で行った混練完了直後の樹脂廃材溶融物、及び、上記「(樹脂廃材の成形)」の項で得られた樹脂廃材成形体について以下の評価を行った。
混練完了直後の樹脂廃材溶融物のメルトマスフローレイト及びそのばらつきをISO1133:2005(JIS K 7140−1)に準拠して、温度230℃、質量2.16kgで評価した。その結果を下記表中の「溶融特性」の項に示す。「溶融特性」において「大(又は小)」とは、メルトマスフローレイトのばらつきが大きいこと(又は小さいこと)を意味する。メルトマスフローレイトのばらつきが小さいほど溶融特性が安定しており加工特性に優れることを意味する。
得られた樹脂廃材成形体の表面を目視観察し、表面の荒れの有無を評価した。その結果を下記表中の「表面特性」の項に示す。「表面特性」において「有(又は無)」とは、樹脂廃材成形体の表面に荒れが有ること(又は無いこと)を意味する。樹脂廃材成形体の表面に荒れが無いことは成形品の外観に優れることを意味する。
Claims (8)
- 樹脂廃材に、ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンを、前記樹脂廃材に対して0.004質量%以上0.200質量%以下添加する添加工程を含み、
前記樹脂廃材は、熱可塑性樹脂と無機物質粉末とを40:60〜10:90の質量比で含む、
樹脂廃材成形体の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂を含む、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記無機物質粉末が、炭酸カルシウムを含む、請求項1から3の何れかに記載の製造方法。
- 前記添加工程における前記ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンの添加量が、前記樹脂廃材に対して0.012質量%以上0.080質量%以下である、請求項1から4の何れかに記載の製造方法。
- 前記ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンが、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンである、請求項1から5の何れかに記載の製造方法。
- 前記炭酸カルシウムの空気透過法による平均粒子径が、0.5μm以上13.5μm以下である、請求項4に記載の製造方法。
- 前記添加工程後、二軸混練押出機で混練する混練工程を含む、請求項1から7の何れかに記載の製造方法。
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