JPH02215514A - ポリエチレンテレフタレート樹脂製品の廃棄物の利用処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は所謂ハイテク産業の廃棄物の処理から一歩進め
たその利用方法、就中年々増加の傾向をたどっている電
気磁気材料、写真材料等のフィルム、シート及びブロー
成形品等のＰＥＴ廃棄物について。

未だにそれらの分野において困っている処理利用方法に
関するものである。

［従来の技術］ （ａ）ＰＥＴ樹脂は薄く延伸したフィルムシートの形に
おいて、透明性２機械的熱的性質、化学的電気的物性が
非常に優れているため、写真材料、電磁気素材など、所
謂ハイテク産業の必須材料として年々使用量が増大して
いる。ところがこれらのハイチり部門においては、素材
として、高度の機能を要求されることから、多くの工程
を経て最終製品になるまでの品質管理工程で厳しくチエ
ツクされるため不適格品とされ、廃棄物とされるものが
極めて多い。

しかして、我国においては、それらの不適格品の割合は
１０［％］を越すものと推定され総量は年間重量で数百
トン以上に昇り、嵩高なものであるからその体積は真人
なものとなっている。従ってそれらの廃棄物の処理には
各分野において非常に困っており、幾つかの従来技術が
あるけれども、下記のようにいずれも不充分なものばか
りで、この廃棄物処理には現状までのところ、依然とし
て多くの困鷺があり。

未解決のままである。

（ｂ）３年以上以前の従来技術 特許出願された例として、特願昭５７−２０３１９．特
願昭５８−１６６０１９．特願昭５９−９１０２８等が
ある。これらの内容をまとめて概説すると、フィルムな
いしはシートの塗布物、蒸着物を物理的及び又は化学的
処理によって、フィルム、テープから分離して両者の再
利用をはかるものである。

（Ｑ）最近３年以内の従来技術 イ）特公開昭６３−１９４９０５は合成樹脂のテープ又
はシートの廃棄物を加熱、かくはん、冷却、固化、粉砕
して、嵩比重を上げることにより、その廃棄物による埋
め立て、或は何らかの再利用のための運搬に便ならしむ
るものである。

口）特公昭６３−１９９７３９は磁性体を塗布した廃プ
ラスチックを加熱し、−旦熔融し、冷却同化粉砕し、改
質材とアスファルトを加えてシート状に成形される再生
プラスチックの製造方法である。第５図はこの従来技術
の工程フローシートを例示するもので。

先ずテープ等の廃棄物２５は溶融錫２６で加熱熔融され
、熔融樹脂はトレイ２７に流し込まれ、室温で冷却固化
される。

次に、この固形ＰＥＴは大きすぎるので、スタンプミル
２７′により荒粉砕され粉砕固形樹脂２８となり。

衝撃式粉砕機２９で粉末化され、セパレータ３１により
２０［メツシュ］の粉末となり、下部に貯蔵される。

粉砕の際に発生する微粉はバッグフィルタ３０内に溜る
カシこれも次の原料となる。

次に、混練機３２でポリスチレン乾溜油３３と加熱混練
され、更に混線機３４によりアスファルトおよび酸化鉄
３５と加熱混練され１分出しロール３６を介し、板状の
再生プラスチックシート３７となる。この再生プラスチ
ックシート３７は制振材、遮音材として自動車用、建材
用等に使用される。

ハ）特公開昭６３−１９９７４０は、磁性体を塗布した
廃プラスチックに重量比で５乃至５０％の改質材を混合
し、更に重量比で１０乃至６０％のアスファルトを加え
シート状に成形する処理方法であり、実施例で見るとア
スファルトを加えるとき加熱している。この処理製品の
用途は自動車関係、建設関係に使用する制振板であり、
制振性能の表示法として、酸化第二鉄が重量で約２０％
の含有の場合に、損失係数が０．０３９であったと記載
されている。

［本発明の目的：解決すべき問題点］ 上記（ｂ）に説明した３年以上以前の従来技術は、廃棄
フィルムの表面のみを処理する方法によっては。

経済的に品質のよいものは得ることができない、従って
、結局は使用することが出来ず埋立や焼却などに頼らざ
るを得なくなり、それも非常に嵩高なものであるために
処理が困難で、輸送費も高くつき、経済的処理方法とし
て全く成り立たないという問題点がある。

また上記（ｃ）のイ）の方法は、嵩比重を約７倍に上昇
させることにより輸送費を節減し、埋立てなどに利用す
るが、これは最初に熔融し更に粉砕をするので工賃が割
高となり、経済的に成り立たない。

その上埋立地の確保も年々難しくなっているので。

将来的にも殆んど見込みがないという問題点も有してい
る。

含まれていないから、処理目的の廃プラスチックが磁気
テープである場合が多いために、非常に嵩高となり、同
一量の処理時間は極めて長くなり、単位時間当り処理量
は、従来までの設備では僅か６　［ｋｇ／ｈｒ］程度に
過ぎない。このままの方式で全体処理量を上げようとす
れば、設備全体の大きさは厖大となり甚だ不経済となる
という問題点がある。

また、前記熔融したものを、冷却、固化、粉砕すること
は大きなエネルギーを消費する工程であるから、これま
た不経済な要因を有するという欠点もある。

更にまた、かつ最後の工程部分でシート状に成形する前
に混合する条件が不十分であるため、処理後のものを再
生品として利用しようとしても、均一性に欠けるという
問題点もある。

（Ｃ）のハ）の方法は、廃プラスチックそのものを最初
に粉砕ないし破砕する工程がないから、それが磁気テー
プの廃棄物であるときは、嵩高で非常に能率が悪く、処
理量が時間当り僅かであるという問題点がある。また処
理の結果物の用途は防水シート又は制振シートであるが
、特許請求の範囲１発明の詳細な説明、実施例の記載で
見る限り、混合の手段が明確でなく、内部に樹脂がその
ままで残ったり１部分的には長時間加熱のため高分子が
分解するため均一性がなく、また嵩高なままでアスファ
ルトと加熱混合するから、長時間を要するので、プラス
チックテープは分解し低分子化するため、制振性能を表
わす損失係数が０．０３９と小さく、制振性能が低いと
いう問題点がある。また工程が不連続であって非能率で
あるという欠点もある。・ 本発明は、上記従来技術の諸問題点諸欠点を除去し、高
能率、高処理能力、かつ処理によって得られたものが、
従来以上に格段に利用価値の高いものが得られるという
画期的処理生産方法を創始し、これを提供することを目
的とする。

［本発明の構成二問題点解決の手段］ 本発明は、先ずＰＥＴ４１１脂製品の廃棄物を粉砕機に
より粗砕して粗砕片となし、次にその粗砕片１０乃至９
０重量［％］に熱可塑性成形材及び又は改質材料を９０
乃至１０重量［％］の範囲の間で、場合に応じた所定の
比率で加え混合しつつスクリュー式加熱押出機に投入し
て、加熱し、均一に混線して出口より押出し、必要に応
じた成型機により成形冷却固化し、所望の形状の複合材
を連続的に得ることを、その特徴とするものである。

上記本発明の構成について詳細な説明を加えると、先ず
適用されるＰＥＴ樹脂廃棄物はテープ状のものを始めと
し、板状、びん状、塊状のものにも適用しうる。また前
記粉砕機によって被処理物が破砕されるおよその寸法は
、望ましくは３［馳■］より１５　［ｍｍ１位にする。

熱可塑性成形材にはポリスチレン、ポリスチロール、ポ
リエチレン、ポリアミド、アスファルトなどの１種以上
を用いる。ＰＥＴの破砕物と熱可塑性材料等との混合重
量比は、処理の結果物の用途より合目的に選択する。破
砕物が１０［％］未溝になると廃棄物の量が減り過ぎて
本発明の目的に沿わず、処理結果物の性能の低下及び結
果物の製造コストを上昇する事となり経済的に不利であ
る。また破砕片が９０［％］を越えると熱可塑性材料と
の混合に複合効果が発揮されない、改質材は処理の結果
物の利用目的により熱間強度、硬度、粘度を改善、調整
するとき必要に応じ加える。混線と加熱はスクリュー式
加熱押出機を用いるが、ＰＥＴに加える熱可塑性材料が
樹脂である場合は大抵の場合、固形状のペレット、粉末
、破砕物であるため、ＰＥＴ破砕片とこれ等を予め混合
比に応じて混合したものを該押出機の入口ホッパーより
投入しスクリューの回転により加熱、熔融、混練して先
端部より押出し冷却、固化して連続的に複合材を得る。

又加える熱可塑性材料が粘性のアスファルトの場合は、
先ずＰＥＴ破砕片を該スクリュー人ロホッパより投入し
、スクリューの回転と共に加熱熔融し前方にＰＥＴ熔融
物を送り、途中の上部管から加熱熔融したアスファルト
及び必要に応じて加えた改質材を該スクリュー式押出機
内部に注入して後の部分のスクリューで加熱混練する。

これは混線を均一にし、被処理物の変質を防止するため
にＰＥＴ破砕物の加熱時間を短くシ、シかも連続的に従
って大量に彼処゛理物を処理して良質、かつ均質な利用
可能の生産物を得るためである。また必要な型の成形機
とは１例えば熱可塑性樹脂とＰＥＴどの複合材の場合５
通常押出し後冷却に際しペレット状、又はカット粉砕さ
れた粒状になって居るためこれを用いて射出成形機、圧
縮成形機、押出成形機により必要な形状を得る成形機で
ある。又アスファルト及び必要に応じ加えられた改質機
とＰＥＴの複合材料の場合は１例えば制振材として利用
するものにおいて更に優れた制振効果を増すための充填
材を加えて更に混線する混線機、圧延ロール、裁断機。

切断機を含む一連の工程により必要形状シート成形品を
得る成形機である。

［作用］ 従来技術にはない作用を中心に説明する。

本発明の処理方法において先ず最初に粉砕ないし破砕工
程が入るのは従来技術にはないが、これによってテープ
類であれば嵩高である大きな欠点が除去され同一重量物
の占める体積は数分の−となり、これによって同一規模
の工程ならば、能力は約１０倍にアップすると共に、破
砕物の寸法を３［−馬］より１５［菌属］にするので粗
砕物の混合が容易となるため。

発生時、場所により異なる各種各様の廃棄物の組成の均
一化が計れる。従って当然加える他の成形材料を加えて
得られる複合材の組成のバラツキが減少する０次に本発
明処理方法ではスクリュー式加熱押出機を使用するため
ホッパーに投入された破砕ＰＥＴは僅か数分で加えられ
た熱可塑性材料と均一に熔融。

混練されて排出されるため、ＰＥＴ破砕片の加熱時間は
従来法と比較して格段に短時間であるため高温における
ＰＥＴの物性の熱劣化は殆んど見られない。

特に廃棄物に於いては表面に種々の塗布物や異物が存在
することが多く、高温状態においてはこれ等の熱可塑性
樹脂やアスファルトと均一に混練される事となり、相溶
性のある熱可塑性樹脂の場合は有機質アロイとなってお
り、アスファルトと複合した場合は相溶性のないＰＥＴ
がミクロに分散し、しかも熱劣化を起していないため境
界が明確なまま残存する組織構造と成る。

此れにより本発明処理方法により製造された複合材料は
従来品と比較して優れた物性、特に制振性等の作用を有
する事が判明した。

廃ＰＥＴと熱可塑性樹脂は本発明処理方法によりアロイ
化量るものが多く１組合せにより相互に優劣点を補充し
得る作用があり、実施例１に於けるが如く、耐熱性向上
による寸法安定性が認められた。これにより、本発明処
理方法により製造された材料が制振材として用いられた
場合には１機械的撮動波の伝播に際し、上記境界のとこ
ろで特に減衰するという作用がある。この減衰状態は市
販のペンオシログラフにより実験し確認することができ
る。これを第４図に表わすと、横軸が時間、縦軸が振動
波の振幅であり、振幅はａ、ｐ　Ａｌｌ　ａｘｅ　　・
・・ａ、と減少していくので（１）式に損失係数ηを表
わすことができる。ｎは波数を表わす。

本発明処理方法によれば短時間の熔融状態から冷却後も
ＰＥＴ高分子がミクロに、かつ均一に分散しているので
、結果物に振動波が当るとＰＥＴ高分子と異質であり、
かつそれを囲繞する熱可塑性材料との境界面において振
動波が、従来物よりも高率で吸収され大部分が消滅する
ために、該結果物の（１）式で表わされる損失係数ηは
従来物の数倍と飛躍的に大となる作用を有するものであ
る。

［実施例１］ 本実施例はＰＥＴ樹脂と熱可塑性成形材を混合したもの
である。

第１図に示す如く１種々の形状のＰＥＴ樹脂（磁される
。粉砕機３は５［ｍ■］のスクリーン（図示せず）を備
えたものである。粉砕機３で粉砕されて送られた７０　
［ｋｇ］のＰＥＴ樹脂粗砕片６に３０　［ｋｇ］の熱可
塑性成形材たるポリスチロール樹脂７を加え、これ等を
混合機８で混合し、ベントタイプスクリュー式加熱押出
機２のホッパ９内に投入す、る、該スクリュー式加熱押
出機２はスクリュー１０と、これを囲む加熱シリンダ１
１　（本例では６０　（ｍ■］内径のもの）と、内部を
加熱するヒータ１２，１３と、先端側に設けられたフィ
ルタ１４　（本例では８０［メツシュ］のもの）および
スタチックミキサ１５等とから構成されるものである。

なおヒータ１２，１３は加熱シリンダ１１の内部をその
入口部で２４０　［”Ｃ］　、中間部および出口部で２
５０　［’Ｃ］に加熱保持するように設定されている１
以上のスクリュー式加熱押出機２内に投入されたＰＥＴ
樹脂樹脂粗砕材上びポリスチロール樹脂７はスクリュー
１０により先端側に送られながら加熱され、熔融、混練
される。８０［メツシュ］のフィルタ１４とスタチック
ミキサ１５により更に一層の混線が行われ、先端部から
押出され、コンベア１６により水槽１７内に送られ適宜
温度に冷却される０次にペレタイザ１８により延引され
ながらカッタ１９によりペレット状にカツテングされＰ
ＥＴ樹脂とポリスチロール樹脂とが相溶したアロイ複合
体２０が連続的に得られる。アロイ複合体２０と従来品
とを比較するため１両者を２１５　［”Ｃ］乃至２４０
［’Ｃ］に設定された射出成形機４に別箇に入れ、同一
の射出圧力、射出時間、冷却時間等のすべての条件を同
一とし、重量３．７　［ｇｌ、厚み１．７　［ｍｍ］、
縦６３［＋ａｍ］　、横４５　［ｉａ■］の医療用測定
器具の成形品２１を作った。

第１表はこれ等の成形品２１を１００　［’Ｃ］の水に
３０分つけその収縮率［％］を求めたものである。なお
従来品としては単体のポリスチロール樹脂を用い実施例
としては前記した如く、ＰＥＴ樹脂７０［％］とポリス
チロール樹脂３０［％］を混合したものを用いた。

第１表 前記条件の煮沸試験で収縮率は、１．５［％］が合格基
準とされている。第１表に示す如く、従来品は７［％］
前後の収縮率があるのに対し、実施例のものは１．５［
％］以下の結果が得られた。すなわち耐熱性が著しく向
上していることが判明した。更に本実施例は無価値の廃
棄物を利用できるため経済的効果も著しく、約２０％の
コストダウンを図ることもできた。

［実施例２］ 本実施例は第２図（ｂ）に示す如く、ベントタイプスク
リュー式加熱押出機２内に投入され、ある程度熔融、混
練されたＰＥＴ樹脂材にその途中工程においてアスファ
ルトを混入せしめるものである１図においてホッパ９内
にはＰＥＴ樹脂廃棄物のＰＥＴＩＩ脂粗砕片６とＡＢＳ
樹脂７ａとの混合物が投入される。

両者の混合比率は２０：２である。加熱シリンダ１１は
実施例１の場合と同じく、入口部２４０　［”Ｃ］　、
中間部および出口部２５０　［”Ｃ］の温度に保持され
ている。

加熱シリンダ１１の中間位置には約２３０　［”Ｃ］乃
至２４０［℃］に加熱されて熔融したアスファルト２２
を収納するタンク２３が連結し、その開口部２４からＰ
ＥＴｌ脂粗砕片６とＡＢＳ樹脂７ａの混合量の約半分の
量のアスファルト２２を滴下する。これ等王者の混合物
はスクリュー式加熱押出機２の中間部から出口部にかけ
て混練される。混線時に発生するガスはベント穴明部４
７から排出される。以下前記実施例１と同様にその先端
側からフィルタ１４．スタチックミキサ１５を介し、押
し出し、第２図（ａ）に示す如く、この三元複合物３８
に対し重量比で１／２の鉄分を含む風砕スラグ３９及び
これ等合計量の約−割の改質軟化剤としてナフテン酸４
０を二軸押出機４１に均等になるように投入して押出し
、これ等混合物をニーダ４２により混練し、更にコーン
型二輪フィーダ４３を経て、押出機４４により押出し、
コンベア４５により運搬し、これを更に圧延ロール４６
を経て厚み１．６　［ｍ＋ｗ］の自動車用制振シートを
得た。

このシートの１５０［”Ｃ］、　３０［分］の鉄板に対
する焼付性は良好であり、特に制振性においてはＰＥＴ
樹脂とアスファルトは相溶性がなく、ＰＥＴ樹脂の結晶
がミクロに分散しているため、その境界面において伝波
してくる振動を充填材の存在と相まって熱として吸収す
る事が出来、高い制振効果を上げる事が出来、自動車用
制振材としてまた建設用制振遮音材として使用される。

第３図は横軸に添加した酸化第二鉄のパーセントを表示
し、縦軸に振動に対する損失係数をとったものである。

この損失係数の大きいものが制振効果が大きいものであ
る１図において、曲線イ（２点鎖線で示す）はアスファ
ルトだけの材料に酸化第二鉄を添加したものであり、曲
線口（点線で示す）は磁性廃プラスチック６０　［ｋｇ
コを２９０［℃］で２［ｈ］加熱し。

これを室温で固化したのち２０［メツシュ］に粉砕し。

この粉末５０　［ｋｇｌにボＩＪエチレン乾留油２０［
：ｋｇｌを加えて再加熱し、これにアスファルト５０［
ｋｇｌと充填材として酸化第二鉄を加えて混練してシー
ト材としたものの制振効果を示すものである６曲線１（
実線で示す）は本実施例のものに酸化第二鉄を添加して
制振材とした場合の制振効果を示す線図である０図から
明らかな如く、本実施例によるものは従来品に較べ優れ
た制振効果を有することがわかる。なおアスファルトの
みを用いた制振材は流動性が大きすぎて制振材の曲面、
角等にタレ切れ、落ち込みが生ずるため、これに繊維質
のアスベスト、硝子ファイバ。

岩綿、パルプ等を添加せねばならず、この技術は複雑〆
な工程を必要とし、高価のものとなる。この点からみて
も本実施例は比較的簡単な手段により制振効果を上げる
ことができ、自動車用制振材及び建設用制振材として広
く適用される。

［本発明の効果］ （１）本発明の処理方法は従来技術と最初の工程から大
きく異なり、一番最初にＰＥＴ廃物の破砕工程を配置し
たので処理物の嵩高が従来の数分の−と減少し、その結
果同一規模の工程装置であれば、時間当り処理量は、従
来が約６［ｋｇ／ｈｒｌであるに対し１００［ｋｇ／ｈ
ｒコ乃至５００［ｋｇ／ｈｒｌと大きくなり処理方法と
しての優秀な結果を示している。

（２）本発明の処理方法ではＰＥＴ廃棄物の破砕の寸法
が望ましい範囲であるために熱可塑性成形材との混合が
均一となり、しかも混練の工程でスクリュー式加熱押出
機を配置する事により、スクリューでの混合で処理物が
非常に均一となり、かつアスファルト等粘稠物は中途よ
り熔融状で加えられ加熱混線されるので均一に混合され
る効果を有する。

他の熱可塑性樹脂と複合することにより、混合される樹
脂の寸法費定性、耐熱性１機械的強度を非常に向上させ
た。

き下げと、それに加えて製造結果物の性能を大巾に向上
し１例えば制振材の同一制振効果に対する軽量化など波
及的効果は大きく結果物の価格を上昇せしめるので、前
記東位量処理能力増加、コストの引下げの画面より非常
に大巾の経済的メリットが得られるという大きな効果を
生ずる。

（４）本発明では従来物と異なり特に加熱時間が短いの
でＰＥＴの高分子が分解する事なく、そのままの状態を
保ちつつ加えられるアスファルト、改質材。

充填材と均一に混合分散されているから、制振材に成形
された場合には該ＰＥＴ高分子と該可塑性材料との境界
面において、振動波が高能率で吸収される結果、損失係
数は従来物の数倍となり、制振材としての性能は格段に
向上するという画期的効果を発揮する。

（５）本発明の処理方法は最初に破砕工程を入れること
により同一規模の工程製造法と比較し処理能力を１０倍
以上にアップすることにより処理コストの引

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の処理工程のフローシート、
第２図（ａ）は第２図（ｂ）による複合材を用いて制振
シートを作る処理工程のフローシー１−１第２図（ｂ）
は本発明の他の実施例の熔融、混線方法を示すための部
分断面図、第３図は本発明及び従来法による制振材の制
振効果の差を示す線図、第４図は損失係数を求めるため
の振動波の振幅の説明図、第５図は従来技術の処理工程
のフローシートである。 １・・・ＰＥＴ樹脂、２・・・ベントタイプスクリュー
式加熱押出機、３・・・粉砕機、４・・・射出成形材、
５・・・ＰＥＴ屑置場、６・・・ＰＥＴ樹脂粗砕材、７
・・・熱可塑性樹脂、８・・・混合材、９・・・ホッパ
、１０・・・スクリュー、１１・・・加熱シリンダ、１
２，１３・・・ヒータ、１４・・・フィルタ、１５・・
・スタチックミキサ、１６・・・コンベア、１７嚇・・
水槽、１８・＠Φペレタイザ、１９・・・カッタ、２０
・・・アロイ複合体。 ２１・・・成形品、２２・・・アスファルト、２３・・
・タンク、２４・・・開口部、３８・・・三元複合物、
３９・・・風砕スラグ、４０・・・ナフテン酸、４１・
・・二軸押出機、４２・・・ニーダ、４３・・・コーン
型二軸フィーダ、４４・・・押出機、４５・・・コンベ
ア、４６・・・圧延ロール、４７・・・ベント穴明部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＥＴ樹
   脂と称する。）製品の廃棄物を粉砕機により粗砕して粗
   砕片となし、該粗砕片１０乃至９０重量［％］に熱可塑
   性成形材及び又は改質材料を９０乃至１０重量［％］の
   範囲の間の所定の比率で加え混合しつつスクリュー式加
   熱押出機に投入して、加熱し、均一に混練して出口より
   押出して冷却固化し、所望の形状の複合材を連続的に得
   ることを特徴とするＰＥＴ樹脂製品の廃棄物の利用処理
   方法。
2. （２）ＰＥＴ樹脂製品の廃棄物を粉砕機により粗砕して
   、該粗砕片２０乃至９０重量［％］に、アスファルト又
   は必要によりアスファルト及び柔軟性調節用改質剤の混
   合物を９０乃至２０重量［％］を加え２００乃至２７０
   ［℃］で加熱して均一に混練し、成形して制振用材料を
   製造することを特徴とするＰＥＴ樹脂製品の廃棄物の利
   用処理方法。