JPH04338511A - ガラス繊維強化プラスチック成形物のリサイクル用連続シートの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス繊維強化プラスチ
ック成形物のリサイクル用連続シートの製造方法に関し
、特にガラス繊維長が３ｍｍ以上であるガラス繊維で強
化されたプラスチックのリサイクル方法に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】従来より、ガラス繊維強
化熱可塑性プラスチック製シートであるスタンパブルシ
ートは、複合材料として広く使用されている。このスタ
ンパブルシートは、ガラス繊維強化熱可塑性プラスチッ
クをシート状体に成形し、このシート状体を加熱して可
塑化させ、スタンピング法等により成形することにより
得られる。このため、スタンパブルシートは、平均３ｍ
ｍ以上のガラス繊維長さのガラス繊維が切断されること
なく、からみ合ってその内部に存在しているので、優れ
た耐衝撃性を発揮する。一方、スタンパブルシート等の
ような複合材料をリサイクルして使用する場合、従来か
ら次のような方法が実施されている。

【０００３】第１の方法として、使用後の成形物、成形
不良品、および／またはシート状体から所定形状の製品
を取り除いた残り（以下、トリムロスシートと省略する
）等の廃材をクラッシャー等を用いて粗かく粉砕し、必
要に応じてさらに微粉砕し、これを押出機に投入してペ
レットとして回収し、得られたペレットを射出成形もし
くは押出成形用の材料として使用する方法がある。

【０００４】しかしながら、第１の方法では、粉砕工程
および押出機によりペレット化する工程においてプラス
チック中のガラス繊維は通常直径１ｍｍφ以下にまで切
断されてしまう。したがって、第１の方法によりペレッ
ト化された材料は、平均３ｍｍ以上のガラス繊維長のガ
ラス繊維がからみ合ってその機能を発揮することを特徴
とするスタンパブルシートとしては再使用することがで
きない。また、粉砕工程は一般にコストが高いので、リ
サイクル材として利用しても材料価格の大幅な低減には
寄与することができない。

【０００５】第２の方法として、使用後の成形物、成形
不良物、トリムロスシートを粉砕せずに、赤外線熱処理
装置等によりガラス繊維強化プラスチックの融点以上に
加熱し、この材料をバッチ式にスタンピングプレスで板
状体に成形して直接スタンパブルシートを得る方法であ
る（第３０回ＦＲＰ総合講演会前刷集、２２７（１９８
５））。

【０００６】第２の方法は、ガラス繊維が切断されず、
スタンパブルシートが直接得られる点で優れているが、
バッチ式でしか処理することができず、シート断片しか
得られないので、製造における自動化、合理化が困難で
ある。

【０００７】また、第２の方法は、リサイクルに供され
る成形物内のガラス繊維が不均一に分散されている場合
や分散されているガラス繊維により成形物に異方性が発
生している場合、得られたリサイクルシートにガラス繊
維の不均一分布や異方性がそのまま残存し、リサイクル
シートの品質が低下する恐れがある。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、ガラス繊維が均一に分布し、異方性が生じないリ
サイクル用シートを連続的に、しかもガラス繊維を切断
することなく効率よく得ることができるガラス繊維強化
プラスチック成形物のリサイクル用連続シートの製造方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス繊維強
化プラスチックからなる成形物およびその廃材を該ガラ
ス繊維強化プラスチックの軟化点以上に加熱し、これを
バンクが形成されるようにして少なくとも一つのロール
もしくはエンドレスベルトに通し、連続的にシート状体
を得ることを特徴とするガラス繊維強化プラスチック成
形物のリサイクル用連続シートの製造方法を提供する。 ここで、軟化点は、例えばＡＳＴＭ　　Ｄ１５２５に準
じ、１ｋｇ荷重で規定されるビカット軟化点を用いるこ
とができる。バンクとは、カレンダー成形等で混練ロー
ルやカンレンダーロールの投入側にできる材料のたまり
のことである。

【００１０】ガラス繊維強化プラスチックの軟化点以上
に加熱しても材料の可塑化が不充分であり、材料同士を
充分に融着一体化することができない場合は、ロールま
たはエンドレスベルトを加熱して可塑化を促進させても
よい。このとき、ロールもしくはエンドレスベルトのク
リアランスは任意に設定できる。また、必要に応じてロ
ールを多段に設定してシート状体に加工してもよい。

【００１１】また、可塑化してロール等に投入するた材
料が成形物である場合、形状によってはロール等に供給
するのが困難なことがある。その場合、最終的にロール
等に通す前に、あらかじめ予備ロールにより略シート化
しておき、これをさらにロール等に投入してシート化し
てもよい。

【００１２】ロール等は互いに等速で回転させてもよい
し、材料の融着一体化を促進させるために互いに異なる
回転速度で回転させてもよい。また、可塑化した材料が
ロール等に付着した場合にスクレーバーを用いてロール
等から材料を剥離してもよい。なお、ロール等に投入す
る材料量と取り出すシートの量は、ほぼ同じになるよう
に調整することが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明のガラス繊維強化プラスチック成形物の
リサイクル用連続シートの製造方法によれば、ガラス繊
維強化プラスチックの軟化点以上に加熱して可塑化した
材料をバンクが形成されるようにして少なくとも一つの
ロールまたはエンドレスベルトに通している。

【００１４】ロール等に投入するリサイクル材料の実質
的な厚みよりもロール等のクリアランスを狭くすると、
材料の一部はロールの投入側にバンクとなってしばらく
滞留した後ロールニップ（間隙）もしくはエンドレスベ
ルトの間に流入する。このとき、材料の不均一性、特に
ガラス繊維の不均一な分布および配向が解消される。こ
れにより、成形物の端部やリブ部にガラス繊維含有率の
低い箇所（樹脂リッチ部）が発生した場合、材料の流動
方向に沿ってガラス繊維が配向した場合、さらに所望方
向のみの強度を高くするため意図的にガラス繊維を配向
させた場合の不均一なもしくは異方性を有する成形物を
そのままリサイクル用シートに加工したときにおいても
、リサイクル用シートに不均一性もしくは異方性が残存
することを防止できる。また、バンクが形成するように
することにより、断続的に投入される材料を連続的シー
トとして取り出すことができる。投入材料の２０％以上
がバンクとしてニップに一担滞留するようにしてシート
化することにより、異方性が低下して無配向化される。 さらに、リサイクル材からなるシートとバージン材から
なるシートを使用することによりリサイクル割合を自由
に調整することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。 実施例１

【００１６】繊維長が１３ｍｍの無配向ガラス繊維を４
０重量％含有するガラス繊維強化ポリプロピレンからな
るシートを通常のホットフローモールディング法により
平均板厚４ｍｍ、深さ２５ｍｍ、外形寸法１５０×１５
０ｍｍの箱型成形品に成形した。

【００１７】次に、図１に示すように、この成形品１０
を加熱炉（日本ガイシ社製、遠赤外線ヒーター、商品名
インフラスタイン）１１のベルト１２上に所定の間隔を
おいて載置して通した。なお、この加熱炉１１は熱風循
環併用タイプであり、その内部にはベルト１２上の成形
品を上下方向から加熱するように複数のヒーター１３が
設置されている。このとき、加熱炉１１を出た成形品１
０の温度が１８０〜１９０℃となるようにベルトの走行
速度を調節した。

【００１８】次いで、図２に示すように、加熱され可塑
化された成形品１０を表面温度が８０および１００℃で
あるロール（直径１５０ｍｍφ、表面クロムメッキ仕上
げ）１４および１５のロール間隔（ニップ）１６にバン
ク１７が形成されるようにして投入した。投入された成
形品は、ロールギャップを通過した後にロール１５の表
面に付着する。このロール１５に付着した成形品１０を
ロール１５の下方に設置されたスクレーバー１８でロー
ル１５から剥離し、約１ｍｍ厚のシート１９として連続
的に取り出した。このシート１９を冷却ロール２０に通
過してコイル２１に巻き取った。このようにしてコイル
２１を２つ得た。なお、ロール上には、取り出すシート
１９の幅を規定するためにあらかじめガイド（図示せず
）が取り付けられている。また、シート加工の条件は、
シート幅１００ｍｍ、ロールギャップ１ｍｍ、ロール回
転周速１ｍ／分とした。

【００１９】次いで、得られた２つのコイル２１を図３
に示すように設置し、さらに、バージン材からなる厚さ
１ｍｍのシートを巻き取った２つのコイル２２を設置し
てそれぞれのシートをダブルベルトプレス（サンドビッ
ク社製）２３に供給した。供給されたシートは、内部の
ホットゾーン２４、コールドゾーン２５を通過して積層
されてバージン材／リサイクル材／バージン材の構成を
有する厚さ約３．７ｍｍ積層シート２６に成形された。 得られた積層シート２６について機械的強度を測定した
ところ、バージン材のみからなる同じ厚さのシートと同
程度の結果が得られた。 実施例２

【００２０】実施例１と同じ材料を用いてホットフロー
モールディング法により平均板厚１０ｍｍ、奥行き７５
ｍｍ、高さ×３００ｍｍ、幅×１５００ｍｍ長のリブ付
き型枠を作製した。この成形品を長さ５００ｍｍピッチ
で切断し、これを図４に示すように実施例１と同様にし
て加熱炉１１に通した。加熱炉１１を出た成形品の温度
を表面で２００℃、内部で１８０℃となるようにベルト
の走行速度を調節した。

【００２１】次いで、図５に示すように、加熱され可塑
化された成形品２７をロール１４，１５を通して略シー
ト化した。このとき、ロールギャップを４ｍｍとし、ロ
ール表面温度を実施例１と同様に設定した。

【００２２】この略シート化したシート断片２８を図６
に示すように所定枚数ストックした後、ロールギャップ
を１ｍｍに設定して、実施例１と同様にしてシート断片
２８を約１ｍｍ厚のシート１９に加工し、コイル２１に
巻き取った。

【００２３】得られたコイル２１およびバージン材から
なる厚さ１ｍｍのシートのコイル２２を図３に示すよう
に設置して実施例１と同様にして加工して積層シート２
６を成形した。得られた積層シート２６について機械的
強度を測定したところ、バージン材のみからなる同じ厚
さのシートと同程度の結果が得られた。 実施例３

【００２４】繊維長が２５ｍｍのガラス繊維を４０重量
％含有するガラス繊維強化ポリプロピレンからなり、ガ
ラス繊維が一方向に配向しているシートであって、配向
方向の引張強さ（ＭＤ）とその垂直方向の引張強さ（Ｔ
Ｄ）の比（ＭＤ／ＴＤ）が２．０である材料をホットフ
ローモールディング法により実施例１と同様の箱型成形
品を作製した。この成形品を実施例１と同様にしてシー
トとして取り出しコイルに巻き取った。このとき、ロー
ルギャップおよびシート幅を調整して、取り出すシート
の幅が１００ｍｍであり、厚みが３．５ｍｍ（試料１）
、３．０ｍｍ（試料２）、２．０ｍｍ（試料３）および
１．０ｍｍ（試料４）であり、バンクとして一担ニップ
に滞留する材料の割合がそれぞれ１２．５％、２５％、
５０％および７５％となるようにした。また、ガラス繊
維の配向方向は、シートの長手方向に一致させた。得ら
れた各々のシートから長手方向（ＭＤ）および垂直方向
（ＴＤ）の引張強さを測定した。その結果を下記表１に
示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかなように、投入材料の２０
％以上がバンクとしてニップに一担滞留するようにして
シート化したシート（試料２〜４）は、異方性が低下し
て無配向化されており、また、データのばらつきも小さ
く特性が安定したものであった。これに対して、投入材
料の２０％未満がバンクとしてニップに一担滞留するよ
うにしてシート化したシート（試料１）は、異方性が残
存しており、データのばらつきも大きいものであった。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した如く本発明のガラス繊維強
化プラスチック成形物のリサイクル用連続シートの製造
方法は、ガラス繊維が均一に分布し、異方性が生じない
リサイクル用シートを連続的に、しかもガラス繊維を切
断することなく効率よく得ることができる。また、リサ
イクル材からなるシートとバージン材からなるシートを
使用することによりリサイクル割合を自由に調整するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の方法に使用される加熱炉の
概略説明図。

【図２】本発明の一実施例の方法に使用されるロールの
概略説明図。

【図３】本発明の一実施例の方法に使用されるダブルベ
ルトプレスの概略説明図。

【図４】本発明の他の実施例の方法に使用される加熱炉
の概略説明図。

【図５】本発明の他の実施例の方法に使用されるロール
の概略説明図。

【図６】本発明の他の実施例の方法においてシートをス
トックした状態を示す図。

【符号の説明】

１０，２７…成形品、１１…加熱炉、１２…ベルト、１
３…ヒーター、１４，１５…ロール、１６…ニップ、１
７…バンク、１８…スクレーバー、１９…シート、２０
…冷却ロール、２１，２２…コイル、２３…ダブルベル
トプレス、２４…ホットゾーン、２５…コールドゾーン
、２６…積層シート、２８…シート断片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガラス繊維強化プラスチックからなる
   成形物およびその廃材を該ガラス繊維強化プラスチック
   の軟化点以上に加熱し、これをバンクが形成されるよう
   にして少なくとも一つのロールまたはエンドレスベルト
   に通し、連続的にシート状体を得ることを特徴とするガ
   ラス繊維強化プラスチック成形物のリサイクル用連続シ
   ートの製造方法。