JPH09248824A - 使用済み熱可塑性樹脂の再生方法 - Google Patents

使用済み熱可塑性樹脂の再生方法

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JPH09248824A
JPH09248824A JP6090296A JP6090296A JPH09248824A JP H09248824 A JPH09248824 A JP H09248824A JP 6090296 A JP6090296 A JP 6090296A JP 6090296 A JP6090296 A JP 6090296A JP H09248824 A JPH09248824 A JP H09248824A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
molecular weight
fluidity
resin
recycling
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Withdrawn
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JP6090296A
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English (en)
Inventor
Shiro Takeda
志郎 武田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂製品の再利用時に機械的特性が
低下することを防止すること。 【解決手段】 熱可塑性樹脂の使用済み品を再使用する
とき、その元の熱可塑性樹脂と同種でかつそれより流動
性が実質的に低いか平均分子量が実質的に高い熱可塑性
樹脂を上記使用済み品と相溶または混合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂の再
使用(リサイクル)方法に関し、より詳しくは、未使用
熱可塑性樹脂とほぼ同等の物性を示し、かつ、多数回の
リサイクルが可能な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題が具現化するとともに資
源の節約、廃棄物の減量化が要求され、その対策のひと
つとして、使用済み熱可塑性樹脂のリサイクルが実施さ
れている。ここで使用済みとは、製品が使用されなくな
り廃却されようとしている状態、製品を作るときの端
材、例えばランナーなどが廃却されようとしている状態
にあるものを指す。
【0003】使用済み熱可塑性樹脂のリサイクルに関す
る典型的な従来の実施例は米国のUL規格(UL746
D)に記載があるように、未使用樹脂(バージン材:V
材)と使用済み熱可塑性樹脂(スクラップ材:S材)を
混合してリサイクル材(R材)を得、R材を用いて新し
く製品を作ることで、規格ではS材の混合比率は25%
以下に制限されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の規格はR材の物
性がV材の物性より決定的な劣化が起きないようにし、
許容範囲内に留めるためのものであり、逆に表現すれば
25%以上の混合比率ではR材の物性がかなり低下する
ことを意味する。実際、本発明者の基礎実験によれば、
S材のみ、或いは30%以上の混合比率では引っ張り強
度のような機械的強度の明らかな低下が見られ、一方成
形加工時の流動性が向上する。そして、そのような物性
の変化は分子量の低下に基づくとされており、多くの熱
可塑性樹脂の機械的強度は分子量が大きくなるにつれて
高くなることからも理論的根拠が明らかである〔甲野
覚、北村英雄、小池 誠;沖電気研究開発、Vol.6
1(3),67−70(1994)参照〕。そして、V
材の分子量が低下したS材をV材に混合すれば、どのよ
うな混合比率であってもR材の分子量はV材より小さく
なる。したがって、許容範囲内であれR材の機械的強度
はV材より低下する。
【0005】また、複数回のリサイクルを行えば、混合
比率を一定とすれば混合比率に関わらず次第に平均分子
量が小さくなっていくのでリサイクルの回数にも限界を
生ずることは明らかである。そのため、R材使用対象製
品はV材の使用対象製品より機械的強度が低くてもよい
ような製品となり、完全な意味でのリサイクルとは言え
ない状況になり易い。
【0006】本発明の目的は、R材の物性がV材の物性
とほぼ同一であり、したがって、R材をV材の使用対象
製品にも適用でき、かつ、多数回のリサイクルを可能に
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、熱可塑性樹脂の使用済み品を再使用する
とき、その元の熱可塑性樹脂(第1の熱可塑性樹脂)と
同種でかつそれより流動性が実質的に低いか平均分子量
が実質的に高い熱可塑性樹脂(第2の熱可塑性樹脂)を
上記使用済み品と相溶または混合することを特徴とする
使用済み熱可塑性樹脂の再生方法を提供する。
【0008】未使用の熱可塑性樹脂V材をV1 材とす
る。そのV1 材を用いて成形加工等により製品ができ、
その製品の廃却材あるいは製造時の端材をS1 材とす
る。V1材の平均分子量をMV1とし、S1 材の平均分子
量をMS1とする。当然MS1はMV1より小さいし、aMS1
+bMV1はやはりMV1より小さい。ここで、aとbは1
より小さな正数、かつ、a+b=1でそれぞれS1 材と
1 材の混合比率である。しかし、MV1より大きな分子
量MV2のV2 材を準備しておけばaMS1+bMV2=MV1
を満足する混合比率が存在する。なお、混合でなく、共
通溶媒中で溶解し、あるいは、相溶させてペレット化し
てもよい。
【0009】また、MV1はV1 材を合成するときに機械
的強度、耐薬品性などの物性がある程度満足でき、成形
など加工時の流動性が優れていることのバランスを考え
て選択されており、単品で使用するときには最善の状態
にあるが、分子量が多少大きくても流動性が全くない状
態にはならない。したがって、MV1より多少大きなM V2
は存在する。
【0010】MV1,MV2,MS1および混合後の平均分子
量と機械的強度を測定して最適の混合比率を求めること
も可能だが、実際に短時間で最適の混合比率を求めるに
は分子量の代わりに流動性を指針にする方が現実的であ
る。その熱可塑性樹脂に関しての予備実験をして例えば
スパイラルフロー値とaの関係を予め求めておけば正確
にaを求めることができる。分子量低下の程度がそれ程
大きくない場合はスパイラルフロー値などの流動性の値
から容易に求めることができる。
【0011】V2 材は単分散の分子量分布を有するもの
だけではなく、2つもしくは幾つかの分子量分布の樹脂
の混合物あるいは相溶物であってもよく、必要要件はV
1 材より大きな平均分子量を有するV材を使用すること
である。特に重要な意味を持つものはV1 材とV2 材の
混合V材である。即ち、UL746Dに合格するために
はS1 材の混合比率は25%以下でなければならず、1
つのV2 材をUL746Dに合うように設定するよりも
1 材とV2 材の混合によって得る方が混合比率に対す
る自由度が高くなる。また、準備しておくV2 材は1種
類で済む。
【0012】このように、R材の流動性あるいは分子量
をV材に合わせ込むことにより、機械的強度などの物性
をもV材と同等にできるのでV材と同じ製品にも適用で
きるだけでなく、多数回のリサイクルを行うことができ
る。但し、平均分子量はほぼ同じであるが分子量分布は
少し異なる。即ち、少しずつではあるが分子量分布の低
分子量側が広くなっていくので未確認だが無限回と言う
わけではない。したがって、大量処理(相溶または混
合)する前の機械的強度の確認は常に実施した方がよ
い。
【0013】V1 材とV2 材の流動性あるいは平均分子
量は差があれば効果がある。その差の程度は、限定する
わけではないが、例えば、流動性がV1 材からS材にな
ると1.2〜3倍ほどになるので、S1 材を25%添加
してもとの流動性を維持するためには、V2 材の流動性
はV1 材の流動性の95%以下が好ましいことになる。
より好ましくは85%以下、特に80%以下が好まし
い。95%以下の流動性(即ち流動性の差が5%以上)
であれば一定の効果がある。
【0014】平均分子量でも差が一般に5%以上、好ま
しくは10%以上、より好ましくは20%あるいは25
%以上50%以下であればよい。ABS樹脂に関してい
えば、スパイラルフロー流動長が50cmのV1 材を成形
して得られるS材の流動長は70cm程度なので、V2
の流動長としては一般的には48cm以下が有効であり、
45cm以下が好適であり、特に42〜20cmがよい。
【0015】本発明において適用しうる熱可塑性樹脂は
成形などの加工時に、或いは製品使用期間中に分子量低
下が生じるものであれば全て適用可能で、例えば、ポリ
アクリルニトリル、ポリアセタール、ポリエチレン、ポ
リブタジエン、ポリアクリルニトリルブタジエンスチレ
ン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチレン、ポリ四
フッ化エチレン、ポリビニリデンクロライド、ポリイソ
ブチレン、ポリメチルメタクリレートなどの単一熱可塑
性樹脂もしくはそれらの複合熱可塑性樹脂である。
【0016】また、その熱可塑性樹脂が酸化チタン粉末
や炭酸カルシウム粉末のような無機充填材、カーボンブ
ラック、顔料、色素、ガラス繊維あるいは難燃剤などを
混合してあっても適用可能である。但し、適用可能では
あるが同一熱可塑性樹脂であっても多品種の製品が混在
しているときは全ての添加物の定性、定量分析は困難で
あるので、同一熱可塑性樹脂、かつ、同一添加物(同一
組成)であるときに容易に可能となる。
【0017】本発明の再生方法は、再生品の再生にも物
性が許容される限り何回でも適用できることは明らかで
ある。
【0018】
【実施例】以下、実施例によって説明するが、本発明は
実施例によって制限されるものではない。 〔実施例1〕アクリルニトリルブタジエンスチレン樹脂
を用いた古いパソコンの筐体30個を粉砕、乾燥後、ペ
レット化した。この材料をS1 材とする。元々この筐体
に用いたバージンペレットをV1 材、リサイクル時に用
いるためのバージンペレットをV2 材とする。各ペレッ
トの分子量、スパイラルフロー流動長および曲げ強さの
測定を行った。いずれも5回の測定を行い、平均値を表
1に示す。
【0019】 表1 各ペレットの物性 項 目 1 2 1 平均分子量 25200 28500 22300 流動長(cm) 50.5 39.0 69.5 曲げ強さ(kgf/cm2) 700 750 580 図1にV1 材とV2 材にS1 材を混合したときのS1
の混合比率aと流動性の関係を示す。スパイラルフロー
流動長Lはaに比例して大きくなっており、V 1 材のL
に等しいLを示すV2 材とS1 材の混合比率はa=0.
377のときである。
【0020】この混合比率でS1 材とV2 材を混合、乾
燥して平均分子量、スパイラルフロー流動長および曲げ
強さを測定した結果、それぞれ、24800、52.5
cm、690kgf /cm2 であり、V1 材とほぼ同じ物性値
を得た。 〔実施例2〕実施例1で得たリサイクル材をR1 材とす
る。R1 材を用いて筐体を成形し、それを破砕、乾燥後
ペレット化した材料をS2 材とした。実施例1の結果、
1 材はほんの僅かだがV1 材より流動性がよく、機械
的強度が低下していたので、a=0.35としてS2
とV2 材を混合してR2 材を得た。同様に4回のリサイ
クルを行ったが、R2 材、R3 材、R4 材ともにほぼV
1 材と同様の物性を示した。 〔実施例3〕表1に示したS1 材、V1 材およびV2
を用いて、a=0.25となる条件を求める実験を行っ
た。図2はV1 材と同じ流動性L=50.5cmになるa
を決めておき、そのときのV1 材およびV2 材の組成を
グラフ上で求めるための作図法を示すものであり、例と
してS1 材の混合比率0.25を得るための方法が図示
してある。S1 材の流動特性点(a=1,L=69.
5)と(a=0.25,L=50.5)の点を通る直線
を引き、切片(a=0)のLを求め、V1 材のL=5
0.5とV2 材のL=39.0の差11.5を比例配分
すればよい。
【0021】作図ではなく、計算によって組成を求める
こともできる。S1 材とV1 材の混合系では流動特性は
L≒19a+50.5で表され、S1 材とV2 材の混合
系ではL≒30.5a+39で表される。両者とも直線
に近似できるから切片をc、傾斜をdとする50.5=
0.25c+dと69.5=1c+dの連立方程式を解
けばよく、解はL≒25.3a+44.2である。本発
明で用いる2つの材料の混合系の流動性は混合比率に比
例して変化すると近似できるから、切片44.2が得ら
れるV1 材とV2 材の混合比率はV1 材0.548/V
2 材0.452である。
【0022】V1 材0.548×0.75とV2 材0.
452×0.75、およびS1 材0.25の比率で混合
したRm 材を作り、物性を測定した結果、ほぼV1 材と
同等の性能を示すことを確認した。以上の結果、V2
の平均分子量にもよるが、任意の混合比率でリサイクル
材料の流動性を制御できることが分かった。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性樹脂のリサイ
クルにおいて、バージン材料とほぼ同等の物性が得ら
れ、したがって、リサイクル材料をバージン材料の使用
対象製品にも適用でき、かつ、多数回のリサイクルを可
能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スクラップ材の混合比率aと流動性の関係を示
す。
【図2】S1 材の混合比率0.25を得るための作図法
である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂の使用済み品を再使用する
    とき、その元の熱可塑性樹脂(第1の熱可塑性樹脂)と
    同種でかつそれより流動性が実質的に低いか平均分子量
    が実質的に高い熱可塑性樹脂(第2の熱可塑性樹脂)を
    上記使用済み品と相溶または混合することを特徴とする
    使用済み熱可塑性樹脂の再生方法。
  2. 【請求項2】 使用済み品の再使用時に、さらに、元の
    熱可塑性樹脂と同一の樹脂(第1の熱可塑性樹脂)を相
    溶または混合する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記第2の熱可塑性樹脂が、分子量分布
    が実質的に異なる複数の樹脂の混合物である請求項1ま
    たは2記載の方法。
  4. 【請求項4】 上記再生方法で得られた材料の使用済み
    品(第2の使用済み品)に、第1及び/又は第2の熱可
    塑性樹脂を相溶または混合する請求項1,2または3に
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 上記再生方法で複数回再生された材料の
    使用済み品に、第1及び/又は第2の熱可塑性樹脂を相
    溶または混合する請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 再生して得られる熱可塑性樹脂の流動性
    が前記第1の熱可塑性樹脂の流動性を有する請求項1〜
    5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の方法で
    再生された熱可塑性樹脂を用いた製品。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002079303A1 (fr) * 2001-03-28 2002-10-10 Sony Corporation Procede de recuperation de resine
JP2016216558A (ja) * 2015-05-18 2016-12-22 株式会社エクセルシャノン 樹脂サッシの製造方法

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