WO2006085400A1 - 廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑制方法 - Google Patents

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Kei Shioya
Tetuya Miyayama
Miho Tani
Ichirou Kazama
Masaru Yaguchi
Kunihiro Terano
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Kabushiki Kaisha Meiji Gomu Kasei
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Definitions

  • the present invention relates to a method for suppressing hydrochloric acid generated when using a discarded plastic product as a recycled plastic material.
  • plastic container and packaging wastes based on the Containers and Packaging Recycling Law are collected without being separated for each container, plastic containers of various materials are included. Therefore, since recycled plastic materials are a mixture of various materials, their bending strength, impact strength, and welding strength are all lowered when they are commercialized. This point is different from waste plastic materials of general plastic products that are sorted and collected according to material.
  • plastic container and packaging waste and other general plastic products When reusing plastic container and packaging waste and other general plastic products as recycled plastic materials, they may be sorted by material.
  • sorting materials first, the collected waste plastics, so-called “plastic waste”, are cut out if they are bags, and the materials are visually sorted by hand, and these are pulverized, Then, they are sorted by near infrared rays, washed, and subjected to wet specific gravity sorting etc. and dewatered and dried to make recycled plastic materials. However, it is impossible to completely sort every material by these sorting.
  • the step of carrying out the agglomeration or pelletizing process (primary step)
  • the product made into the agglomerate or pellet is a product Process (secondary process) which performs injection molding or extrusion as.
  • the crushed plastic waste hereinafter referred to as “fluff”
  • the crushed plastic waste is crushed and pelletized into an agrome shape obtained by grinding or a twin-screw extruder.
  • an agglomerated shape it is generally molded at about 100 to 130 ° C.
  • pelletization by a twin screw extruder it is generally formed at 140 to 180 ° C.
  • the product is injection molded as a secondary process, it is generally molded at a high temperature of 200 to 250 ° C.
  • the raw material to be used is a fluff which has been subjected to washing and dewatering steps.
  • dewatering and drying steps such as centrifugal dewatering
  • water remains in between the films.
  • hydrochloric acid from the hydrochloric acid-containing polymer mixed in the fluff. Because of this, when using recycled plastic materials as raw materials, harmful hydrochloric acid is extremely likely to be generated, which causes problems as a condition.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-19101.
  • the method for producing dechlorinated waste plastic described in the above-mentioned patent publication uses the application as a boiler fuel, a blast furnace raw material or a sedative for steel making, and is used for these applications.
  • the remaining metal oxides, metal carbonates, etc. are regarded as harmless as long as
  • the object of the present invention is to provide a method for suppressing the hydrochloric acid generated when using the plastic container and packaging waste and the waste of general plastic products as recycled plastic materials, or when pelletizing is carried out.
  • the present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, according to the present invention, the method of suppressing hydrochloric acid generated during the recycling of waste plastic is used when using waste plastic such as plastic container packaging waste and other general plastic product waste as a recycling plastic material.
  • the recycled plastic material is mixed with at least 0.1% by weight of an acid acceptor.
  • the acid acceptor is preferably a master batch obtained by mixing an acid acceptor and a base resin.
  • the base resin it is preferable to use an ethylene acrylic acid ethyl copolymer or low density polyethylene.
  • Examples of the acid acceptor include magnesium oxide, hydrotalcite, calcium carbonate and carbonate.
  • One or more of gumnesium, calcium hydroxide and magnesium caerate can be used.
  • the acid acceptors may be used alone or in combination of two or more. When mixing two or more acid acceptors, it is more preferable to mix the magnesium oxide in a larger proportion than in the case of the hydrotalcite where it is preferable to mix the magnesium oxide and the hydrotalcite. .
  • the ratio of the acid acceptor to the base resin is preferably 40% by weight or less.
  • hydrochloric acid generated during molding can be suppressed by adding an acid acceptor at the time of recycling, disposal of plastic container and packaging wastes and general plastic products that could not be used because of PVC contamination.
  • Waste plastics such as materials can be used as recycled plastic materials, or can be pelletized.
  • the smell can be removed by adding an acid acceptor at the time of recycling, it can be used for food-related containers and the like.
  • removal of water can suppress foaming and increase the specific gravity of pellets. Therefore, the storage area of the recycled plastic material can be reduced, the transportation efficiency can be improved, and the mechanical strength of the molded product can be enhanced.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a can showing a test method.
  • FIG. 2 A photograph of a pellet without adding an acid acceptor.
  • FIG. 3 A photograph of a pellet to which an acid acceptor has been added.
  • FIG. 4 A photograph showing the residual water content of the pellet immediately after molding.
  • the plastic bag on the left contains pellets added with an acid acceptor, and the plastic bag on the right contains an acid acceptor. It contains the Shinray pellet.
  • FIG. 5 (a) is a photograph showing the dispersion state of an acid acceptor in a molded article to which an acid acceptor of powder is directly added.
  • FIG. 5 (b) is a photograph showing the dispersion of an acid acceptor in a molded article to which an acid acceptor has been added as a master batch.
  • FIG. 6 A photograph showing the dispersion state of an acid acceptor when granulated using a super mixer
  • FIG. 7 A photograph showing the dispersion state of an acid acceptor when it is made a master batch by a twin screw extruder.
  • waste plastic When waste plastic is used as a recycled plastic material, at least 0.1% by weight of an acid acceptor is mixed as a master batch with the recycled plastic material. In this way, by mixing 0.1% by weight or more of the acid acceptor as a master batch, even if waste plastic is used as a recycled plastic material, no wrinkles can be generated in the manufacturing machine.
  • Acid acceptor (stabilizer) for City Dust (hereinafter referred to as “CD”), which is a waste of plastic container and packaging waste containing 0.1% of PVC and / or waste of general plastic products.
  • CD Acid acceptor
  • Three kinds of sample materials are prepared by adding 1 wt%, 0.1 wt%, and 0.01 wt% of magnesium oxide (MgO) to each of them as tumbling.
  • MgO magnesium oxide
  • comparative materials prepare CD and polypropylene (PP) with no acid acceptor added. Next, each sample material and the comparative material were separately molded at 220 ° C. using a 50 t injection molding machine to obtain five kinds of test samples.
  • the acidity of the above sample was measured. As shown in FIG. 1, the sample 3 after injection was immediately placed in the can body 2 having the open / close lid 1 and the lid 1 was closed and left at normal temperature for 8 hours or more. On the back of the lid 1, a reagent 4 for measuring pH, such as litmus paper, was attached in advance, and the lid 1 was left closed as described above, and the acidity of the reagent 4 was measured. The measurement was performed by extracting the pH degree of the color matched to the standard color by contrasting the standard color of the reagent with the changed color.
  • the generation of hydrochloric acid can be suppressed by mixing the acid acceptor at 1% by weight or more. It should be noted that the mixing of the above acid acceptors is effective not only in the case of using plastic container and packaging wastes and wastes of general plastic products as recycled plastic materials, but is also effective in pelletizing. is there. In addition, although the display of the results is omitted, the same effect can be obtained also with hydrotalcite (Mg 6 A 12 ( ⁇ H) 16 C 3 3 4 H 20) and magnesium zinc (Mg Zn). The same effect can also be obtained by using a 2500t injection molding machine, a (50) -shaft extruder, or a ⁇ 30 twin-screw extruder.
  • Example 2 Next, the case where ion chromatography is used to measure acidity more accurately will be described.
  • the shape of the acid acceptor is generally powder. Therefore, powders of magnesium oxide, hydrotalcite, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide and magnesium caerate were used as acid acceptors.
  • the powder While the powder is tumbled in the powder state, the powder has high dispersibility and thus has poor dispersibility. In addition, powder has a low bulk density and is bulky, so it is preferable for plastic material recycling.
  • Various materials such as low density polyethylene (LDPE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), nylon, polyvinyl chloride (PVC), etc. are mixed in the CD.
  • an acid acceptor as a powder has a problem that it is not only easy to handle but also has high cohesion, and thus a large amount of additive is required. Also, the acid acceptor does not melt and remains as foreign matter in the molded product, and although generation of hydrochloric acid can be suppressed, so-called addition of foreign matter causes deterioration in the impact resistance of the molded product, etc. There is a problem of becoming a problem. .
  • resin fluidity must be considered along with the choice of base resin. Fluidity of EEA and LDPE as base resin is also various. Force MFR is preferably 5 or more.
  • CD and acid acceptor were mixed and purged by a molding machine.
  • the cylinder temperature of the molding machine was 200 to 220 ° C., and the residence time in the cylinder was 180 seconds.
  • As the acid acceptor magnesium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide and magnesium carbonate were used. Magnesium oxide was also measured for the masterbatch.
  • An ethylene acrylic acid ethyl copolymer (EEA) was used as the master batch base resin.
  • the purged resin was frozen with liquid nitrogen and pulverized to give a sample.
  • the lower limit was calculated as 3 g of the blank test detection limit as the detection lower limit ig and was set to 5 g / g.
  • the generation of hydrochloric acid can be suppressed to a low level by mixing only 0.1% by weight. It was found that the amount of generated hydrochloric acid can be suppressed low by adding a very small amount of an acid acceptor by measurement by force ion chromatography, which was difficult to measure accurately in Example 1 which was measured using a reagent.
  • Example 3 the measurement of hydrochloric acid was performed by a more accurate method.
  • evaluations were made as to the case where powder of magnesium oxide and powder of hydrotalcite were used alone as the acid acceptor and the case of using them as a mixture.
  • fluff was washed, centrifuged, and dried in a drying oven at 50 ° C. for 10 minutes, dried for 20 minutes, and dried for 30 minutes.
  • acid acceptor a magnesium oxide powder and a hydrotalcite powder were used alone or a mixture of these, and a low density polyethylene (LDPE) base resin was used as a master batch.
  • LDPE low density polyethylene
  • the dried raw material was introduced into a twin-screw extruder (diameter 50 mm, co-directional twin-screw, L / D-28), and the extrusion outlet force was used to measure the hydrochloric acid concentration of the gas generated.
  • the cylinder temperature of the twin-screw extruder was 140 to 160 ° C.
  • Example 2 although it has been described that the dispersibility is improved by using the acid acceptor as the masterbatch, the following effects can be obtained by further adding the acid acceptor as the master batch. I understand. That is, when fluff is made into pellets using a twin-screw extruder as the primary process, as shown in FIGS. 2 and 3, when the acid acceptor masterbatch is added to make pellets and the acid acceptor masterbatch is not added. In the case of using pellets in the above, the condition of each pellet that came out differs.
  • Figure 4 compares the degree of cloudiness of the plastic bag with the pellet sealed.
  • the bag on the left side of FIG. 4 is a bag of pellets added with an acid acceptor masterbatch, and the bag on the right of FIG. 4 is a bag of pellets to which no acid acceptor masterbatch is added.
  • the acid acceptor masterbatch is a mixture of 75% by weight of magnesium oxide powder and 25% by weight of hydrotalcite powder as an acid acceptor, and the base resin is low density polyethylene (LDPE) and ethylene atari. It was prepared by changing the amount of acid acceptor added to the base resin, using a glutamic acid ethyl copolymer (EEA).
  • EAA glutamic acid ethyl copolymer
  • the acid acceptor is prepared as a master batch by a twin screw extruder if the addition amount is 40% by weight or less, and if it exceeds the addition amount by weight 0% by weight, it is formed by a super mixer. It made as a grain thing. The reason for using a super mixer is that a twin-screw extruder can not be used as a masterbatch if the amount of acid acceptor added exceeds 40% by weight.
  • fluff of recycled plastic material is pelletized with a twin screw extruder and I used what I did.
  • the odor was evaluated.
  • the odor was also found to be weak by adding an acid acceptor, and the odor was weaker than in the case.
  • test plate without acid acceptor added to recycled plastic material a test plate using magnesium oxide as acid acceptor, and magnesium oxide and hydite as a acid acceptor at a ratio of 75: 25
  • the size of the test plate is 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ 2 mm.
  • a third party 10 people who were not involved in the invention at all, evaluated which plate had the strong odor. Of the three, the one with strong odor was rated as 3; the one with middle odor was rated with 2; the least odor among 3 with 1; and the one with no odor as 0. The evaluation results are shown in Table 5.
  • the smell is strong: 3 Smell: 2 In this, the smell is small: 1 No smell at all: 0
  • a waste plastic can be used as a recycled plastic material by mixing at least 0.1% by weight of an acid acceptor with the recycled plastic material.

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Abstract

 プラスチック製容器包装廃棄物やその他の一般プラスチック製品の廃棄物等の廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用する際に、前記リサイクルプラスチック材に0.1重量%~40重量%の受酸剤を混合し、前記受酸剤は、ベースレジンと混合したマスターバッチとされている。ベースレジンには、エチレンアクリル酸エチル共重合体または低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。前記受酸剤には、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、ケイ酸マグネシウムのうち、いずれかの1または2以上を用いることができる。   プラスチック製容器包装廃棄物や一般プラスチック製品の廃棄物をリサイクルプラスチック材として使用する際や、またはペレット化する際に塩酸の発生を押さえることができる。

Description

明 細 書
廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑制方法
技術分野
[0001] この発明は、廃棄されたプラスチック製品をリサイクルプラスチック材として使用する 際に発生する塩酸の抑制方法に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進に関する法律 (以下、容器包 装リサイクル法という)の施行に伴い、容器包装リサイクル法に基づく容器包装廃棄 物の再商品化によるリサイクル材の利用が望まれている。また、近年の自然環境保護 の意識の高まりとともに、前記容器包装リサイクル法に基づく容器包装廃棄物以外の 一般プラスチック製品の廃プラスチック材カ^サイクル材として再利用されるようになつ てきており、プラスチック製品のリサイクルの動きも強くなつている。これらの容器包装 リサイクル法に基づく容器包装廃棄物や一般プラスチック製品の廃棄物は、繰り返し 再生して使用することが可能であり、このようなリサイクルプラスチック材が多くの分野 で利用されている。
[0003] 容器包装リサイクル法に基づくプラスチック製容器包装廃棄物は、各容器毎に分別 されることなく収集されるため、各種材質のプラスチック容器が含まれることになる。従 つて、リサイクルプラスチック材は、多種材質の混合物であるから、これを再商品化し た場合には、曲げ強度、衝撃強度、溶着強度がいずれも低くなる。この点が、材質毎 に分別されて収集される一般プラスチック製品の廃プラスチック材と異なる。
[0004] プラスチック製容器包装廃棄物や、その他の一般プラスチック製品の廃棄物等を、 リサイクルプラスチック材として再利用する際には、材質毎に選別することもある。材 質を選別する場合には、まず、回収されてきた廃プラスチック類、いわゆる『プラスチ ック類ゴミ』を袋物であれば裁断し、材質を目視によって手選別し、これらを粉碎し、さ らに近赤外線によって選別し、これを洗浄し、湿式比重選別等を経て脱水'乾燥を行 つてリサイクルプラスチック材とする。し力しながら、これらの選別によっても材質毎に 完全に選別することはできなレ、。 [0005] 選別したリサイクルプラスチック材を原材料として使用するには、二つの工程がある 即ち、アグロメ化もしくはペレツトイ匕を行う工程 (一次工程)と、次にそのアグロメもしく はペレットにしたものを製品として射出成形もしくは押出し成形を行う工程(二次工程 )である。一次工程では廃プラスチック類を破砕した物(以下、フラフという)を磨り潰し たアグロメ形状もしくは二軸押出機等を用レ、てペレット形状化する。アグロメ形状とす る場合は 100〜130°C程度で成形し、二軸押し出し機によるペレット化の場合は 140 〜180°Cで成形されることが一般的である。また、二次工程として製品を射出成形す る場合は、 200〜250°Cの高温で成形されることが一般的である。
[0006] 一般に、使用する原材料は洗浄、脱水工程を経たフラフが用いられているが、フラ フは遠心脱水等の脱水 ·乾燥工程を経ても、フィルムの間に水分が残留してレ、ること が多い。また、フラフに水分が多く含まれている場合や、成形温度が高い場合はフラ フに混在する塩酸含有ポリマーからの塩酸の発生を促進することが一般的に知られ ている。このようなことから、リサイクルプラスチック材を原材料として使用するときは、 有害な塩酸が極めて発生しやすレ、条件となってレ、るとレ、う問題がある。
[0007] 環境保護のために、国の施策において前記プラスチック製容器包装廃棄物や一般 プラスチック製品の廃棄物等の再利用を勧めている。このために、国は、マテリアルリ サイクル、ケミカルリサイクル、サーマルリサイクル等の各種リサイクルに補助金を支給 してレ、るが、マテリアルリサイクルは充分進んでレ、るとは言えなレ、。
[0008] マテリアルリサイクルが充分に進んでいない理由の 1つは、次の点にあるものと思わ れる。即ち、従来のリサイクルプラスチック材のほとんどには、ポリ塩化ビュル (PVC) が混在している。 PVCには熱及び紫外線による塩酸の発生を押さえるために成型の 際に安定剤が配合されるが、安定剤は時間が経つにつれてその機能が失われてくる 。従って、従来のプラスチック製品の廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として 使用すると、成型の際に塩酸が発生し、金型を含めた製造機械を鲭びさせるという問 題がある。
[0009] そこで、特開 2001— 191051号公報に記載されているように、脱塩素化廃プラス チックの製造方法が提案されている。この方法は、粉砕した廃プラスチック類に含有 塩素の当量以上の金属酸化物、金属炭酸塩等を添加混合し、ポリ塩化ビニルの熱 分解により生成する塩ィ匕水素を金属塩ィ匕物としてプラスチック溶融物内に固定化し、 ボイラー燃料、高炉用還元剤或いは製鋼用鎮静剤として使用できるようにしたもので ある。
特許文献 1 :特開 2001— 191051号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] し力 ながら、上記公開公報に記載されている脱塩素化廃プラスチックの製造方法 は、用途をボイラー燃料、高炉原料或いは製鋼用鎮静剤として使用するものであつ て、これらの用途に使用する限り残留する金属酸化物、金属炭酸塩等も無害であると するものである。
[0011] これらの廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用した場合に、金型を含 めた製造機械の鲭びを防止できるかどうかは不明である。このように、廃プラスチック には PVCが混在してレ、るために、塩酸により塩酸が発生し機械を鲭びさせるとレ、う問 題があるにもかかわらず、塩酸の発生を押さえる方法は未だ見つかっていない。
[0012] この発明は、前記プラスチック製容器包装廃棄物や一般プラスチック製品の廃棄物 をリサイクルプラスチック材として使用したり、またはペレツ H匕するときに発生する塩 酸の抑制方法を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
[0013] この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明に係 る廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑制方法は、プラスチック製容器 包装廃棄物やその他の一般プラスチック製品の廃棄物等の廃プラスチックをリサイク ルプラスチック材として使用する際に、前記リサイクルプラスチック材に 0. 1重量%以 上の受酸剤を混合するものである。前記受酸剤は、受酸剤とベースレジンとを混合し たマスターバッチとすることが好ましレ、。
[0014] 前記ベースレジンとしては、エチレンアクリル酸ェチル共重合体または低密度ポリ エチレンを用いることが好ましい。
[0015] 前記受酸剤には、酸化マグネシウム、ハイド口タルサイト、炭酸カルシウム、炭酸マ グネシゥム、水酸化カルシウム、ケィ酸マグネシウムのいずれかの 1または 2以上を用 レ、ることができる。前記受酸剤は、単独で用いることができるが、 2以上を混合して用 レ、ることもできる。 2以上の受酸剤を混合する場合には、酸化マグネシウムとハイド口 タルサイトとを混合することが好ましぐハイド口タルサイトよりも酸化マグネシウムの割 合を多くして混合することが一層好ましい。また、ベースレジンに対する受酸剤の割 合は、 40重量%以下であることが好ましい。
[0016] 上記構成とすることによって、プラスチック製容器包装廃棄物や一般プラスチック製 品の廃棄物等の廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用しても、塩酸の 発生が押さえられ、金型等の製造機械を鲭びさせることがない。特に、受酸剤をマス ターバッチとした場合には、パウダーのまま添加する場合に比べて分散性を高めるこ とができ、分散性を高めた分だけ添加量を抑えることができる。
[0017] さらに、種々研究を重ねた結果、リサイクルプラスチック材に受酸剤を添加すること によって、臭いや水分を除去する効果があることも分かった。フラフからペレットにす る場合に、水分を除去することによって、塩酸の発生を抑制することができるとともに 、水分による発泡が抑制されペレットの比重を大きくすることができる。
発明の効果
[0018] リサイクル時に受酸剤を添加することにより成型の際に発生する塩酸を抑制すること ができるから、 PVCが混入するために使用できなかったプラスチック製容器包装廃棄 物や一般プラスチック製品の廃棄物等の廃プラスチックをリサイクルプラスチック材と して使用したり、またはペレツトイ匕をすることができる。
[0019] さらに、リサイクル時に受酸剤を添加することにより臭いを除去することができるから 、食品関係の容器等にも使用することができる。また、水分の除去によって発泡を抑 制し、ペレットの比重を大きくすることができる。従って、リサイクルプラスチック材の保 管面積が減少するとともに、運搬の効率化を図ることができ、成型品の力学的強度を 高めることができる。
[0020] 廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用しても製造機械に鲭を発生させ ないという目的を、きわめて簡単な構成で、しかも安価に実現した。
図面の簡単な説明 [0021] [図 1]試験方法を示す缶の説明図である。
[図 2]受酸剤を添加しなレ、ペレットの写真である。
[図 3]受酸剤を添カ卩したペレットの写真である。
[図 4]成形直後のペレットの残留水分を示す写真であり、左側のビニール袋は受酸剤 を添カ卩したペレツトを収納したものであり、右側のビニール袋は受酸剤を添カ卩しなレヽ ペレットを収納したものである。
[図 5(a)]パウダーの受酸剤を直接添加した成型品における受酸剤の分散状態を示す 写真である。
[図 5(b)]マスターバッチとした受酸剤を添加した成型品における受酸剤の分散状態を 示す写真である。
[図 6]スーパーミキサーにより造粒物した場合の受酸剤の分散状態を示す写真である
[図 7]二軸押出機によりマスターバッチとした場合の受酸剤の分散状態を示す写真で ある。
符号の説明
[0022] 1 :蓋
2 :缶本体
3:サンプノレ
4 :試薬
発明を実施するための最良の形態
[0023] 廃プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用する際に、リサイクルプラスチッ ク材に、 0. 1重量%以上の受酸剤をマスターバッチとして混合するものである。このよ うに、 0. 1重量%以上の受酸剤をマスターバッチとして混合することにより、廃プラス チックをリサイクルプラスチック材として使用しても製造機械に鲭を発生させることがな レ、。
実施例 1
[0024] 次に、上記構成に係るこの発明の一実施例を説明する。酸性度試験の評価は次の ようにして行った。 [0025] PVCが 0. 1 %混在するプラスチック製容器包装廃棄物及び/又は一般プラスチッ ク製品の廃棄物であるシティダスト(以下「CD」という。)に対して、受酸剤(安定剤)と して酸化マグネシウム(MgO)を 1重量%、 0. 1重量%、0. 01重量%を各々加えて タンブリングした 3種類のサンプル材料を作成する。また、比較材料として、受酸剤を 加えていない CDと、ポリプロピレン (PP)を用意する。次に、前記各サンプル材料と 比較材料を個別に 50t射出成形機を使用し、 220°Cで成型して 5種類の試験サンプ ルを得た。
[0026] 上記サンプルの酸性度を測定した。図 1に示すように、開閉蓋 1を有する缶本体 2 に前記射出後のサンプル 3を直ちに缶本体 2の中に入れて、蓋 1を閉じて常温下に 8 時間以上放置した。前記蓋 1の裏には予めリトマス試験紙のような pHを測る試薬 4を 貼り、上記のように、蓋 1を閉じた状態で放置し、試薬 4の酸性度を測定した。測定は 、試薬の標準色と変化した色を対比することにより、標準色と一致した色の pH度を抽 出することによって行った。
測定結果を表 1に示す。
[0027] [表 1]
Figure imgf000008_0001
(注:単位は重要%)
[0028] 表 1から明らかなように、受酸剤を 1重量%以上混合することで塩酸の発生を抑制 できる。なお、上記受酸剤の混合は、プラスチック製容器包装廃棄物や一般プラスチ ック製品の廃棄物をリサイクルプラスチック材として使用する場合に限らず、ペレット 化する場合にも有効であることは当然である。また、結果を表示するのを省略したが、 ハイド口タルサイト(Mg6A12 (〇H) 16C〇3 '4H2〇)、マグネシウム亜鉛(MgZn)も 同様の効果が得られる。また、 2500t射出成形機や () 50—軸押出機、 φ 30二軸押 出機にぉレ、ても同様の効果が得られる。
実施例 2 [0029] 次に、酸性度をより正確に測定するために、イオンクロマトを使用した場合について 説明する。受酸剤の形状は、パウダーが一般的である。そこで、受酸剤として、酸化 マグネシウム、ハイド口タルサイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシ ゥム、ケィ酸マグネシウムの各パウダーを用いた。
[0030] し力 ながら、パウダーの状態でタンブリングすると、パウダーは凝集性が高いため に分散性が悪い。また、パウダーは、嵩比重が小さくて嵩張るため、プラスチックマテ リアルリサイクルに用いるには好ましくなレ、。 CDの中には、低密度ポリエチレン (LDP E)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、ポリ塩化ビニ ル (PVC)等の各種材質が混在してレ、る。
[0031] 即ち、 CDには、異なる融点の材質が混在している。これらの混在している材質の中 に PVCがあり、 PVCが塩酸を発生させる原因と考えられている。従来は、 CDをリサイ クルプラスチック材として使用する場合には、 CDと添着剤(通常はオイル)とをタンブ リングし、その後再度受酸剤をタンブリングすることで塩酸を抑制する方法が取られて いた。し力 ながら、タンブリングする際にホッパー内等でブリッジを起こすという問題 があった。
[0032] 受酸剤をパウダーで使用することは、ハンドリング性が劣るだけでなぐ凝集性が高 レ、ことからどうしても添加量を多く必要とするという問題がある。また、受酸剤は溶融し なレ、から成型品内に異物として残ることになり、塩酸の発生を抑制できるものの、いわ ゆる異物の添カ卩によって成型品の耐衝撃性等の低下を招くことになるという問題があ る。。
[0033] そこで、上記問題を解決するために、受酸剤を少ない量で効果的に添加するため にどうすればよいかという観点から検討し、マスターバッチとすることにより解決するこ とができた。マスターバッチとするためには、融点が問題になる。 CDの中でも PVCは 、他の混在している材質と比較すると融点が低い。 PVCから発生する塩酸を抑える ためには、受酸剤のマスターバッチが低温域で PVCと同時に、あるいは PVCより前 に溶融 ·分散してレ、ることが必要である。
[0034] 即ち、受酸剤をマスターバッチとするベースレジンは、 PVCより融点の低い材質を 選択することが必要である。そこで、実施例では、融点の低い材質として、エチレンァ クリル酸ェチル共重合体 (EEA)と低密度ポリエチレン (LDPE)を用いた。表 2に示 すように、受酸剤をパウダーのまま用いるよりもマスターバッチとすることによって同じ 量を添加しても CDから発生する塩酸の抑制効果がきわめて高いことが確認された。
[0035] また、塩酸の抑制効果を高めるためには、マスターバッチの分散性が要求される。
そのために、ベースレジンの選定と共に、レジンの流動性(MFR)も考慮しなければ ならない。ベースレジンとしての EEAや LDPEの流動性も種々である力 MFRは 5 以上であることが好ましい。
[0036] さらに、マスターバッチの製造に際しては、受酸剤の分散性を高めることが必要で ある。そこで、ベースレジンには、ペレットよりもパウダーを用レ、、パウダーであるべ一 スレジンとパウダーである受酸剤とをタンブリングすることが好ましい。このように、ベ ースレジン、受酸剤ともパウダーを用いることによってマスターバッチを製造する際に 、成形圧力や温度力 Sかかる前にパウダーレジンを受酸剤に充分馴染ませ、分散させ ること力 Sできる。
[0037] (評価試料作成方法)
次に、実施例における評価試料の作成方法について説明する。まず、 CDと受酸剤 を混合し、成形機でパージした。成形機のシリンダー温度は 200〜220°C、シリンダ 一内滞留時間は 180秒であった。前記受酸剤としては、酸化マグネシウム、ハイド口 タルサイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、ケィ酸マグネシ ゥムを用いた。酸化マグネシウムについては、マスターバッチについても測定した。マ スターバッチのベースレジンには、エチレンアクリル酸ェチル共重合体(EEA)を用 いた。
[0038] (測定方法)
パージした樹脂を液体窒素で凍結しこれを粉砕して試料とした。
[0039] (発生塩酸の捕集)
捕集液には 3ml (l . 8mM Na2C03/l . 7mM NaHC〇3)を用レ、、加熱方法 は、試料燃焼装置として QF02 (三菱化学社製)を用い、加熱温度 240°C、加熱時間 3分、雰囲気;酸素 Zアルゴン; 250Zl00ml/min、試料量は 0. 3〜0. 4gの条件 で行った。 [0040] (測定)
測定には、正確に測定できるイオンクロマトを使用し、カラム; ASA— SC、流速; 1. 5m/min、溶離液 . 8mM Na2C03/ l . 7mM NaHC03の条件で行った。 分析結果を表 2に示す。
[0041] [表 2]
CDに対する塩酸発生定量分析結 W
Figure imgf000011_0001
定 下限は空試験検出 变の 3倍を検出下限igとして算出し 5 g/gとした 上記測定結果から、受酸剤を用いない比較例に比べて、受酸剤を用いた場合には 、 0. 1重量%混合しただけでも塩酸の発生量を低く抑えることができる。試薬を用い て測定した実施例 1では正確な測定が困難であった力 イオンクロマトにより測定する ことによって受酸剤をきわめて少量添加するだけで塩酸の発生量を低く抑えることが できることが分かった。 実施例 3
[0043] 実施例 3では、さらに正確な方法で塩酸の測定を行った。この実施例では、受酸剤 として、酸化マグネシウムのパウダー、ハイド口タルサイトのパウダーを単独で用いた 場合と、これらを混合して用いた場合について評価した。
[0044] (評価試料作成方法)
まず、ペレット化する前の原材料として、フラフを洗浄'遠心脱水し、 50°Cの乾燥炉 で 10分乾燥したものと 20分乾燥したもの及び 30分乾燥したものを用意した。受酸剤 は、酸化マグネシウムのパウダー、ハイド口タルサイトのパウダーのそれぞれ単独とこ れらの混合物を用い、ベースレジンに低密度ポリエチレン(LDPE)を用いてマスター バッチとした。
[0045] (測定方法)
前記乾燥した原材料を二軸押出機 (径 50mm、同方向二軸型、 L/D— 28)に投 入し、押し出し出口力 発生するガスの塩酸濃度を測定した。二軸押出機のシリンダ 一温度は 140〜: 160°Cであった。
[0046] (測定)
測定には、正確に測定できる検知管を用いて、押し出し出口における塩酸の濃度 を測定した。測定結果を表 3に示す。
[0047] [表 3]
L D P Eマスターバッチ 〔単位: ppm〕
Figure imgf000013_0001
上記測定結果から、受酸剤を添加した場合には、添加しない比較例に比して塩酸 の発生量が著しく少ないことが分かる。また、受酸剤として、酸化マグネシウムとハイド 口タルサイトを比較した場合には、酸化マグネシウムがハイド口タルサイトよりも効果が あり、さらに、酸化マグネシウム単独よりもハイド口タルサイトと混合した方がより効果が あることが分かった。
実施例 4
[0049] (受酸剤のマスターバッチ化)
上記実施例 2において、受酸剤をマスターバッチとすることによって分散性がよくな ることは述べたが、さらに、マスターバッチとした受酸剤を添加することによって次のよ うな効果があることが分かった。即ち、一次工程としてフラフから二軸押出機を用いて ペレットとした場合、図 2、 3に示すように受酸剤マスターバッチを添加してペレットとし た場合と、受酸剤マスターバッチを添加しないでペレットとした場合では、それぞれ出 来上がったペレットの状態が異なる。
[0050] 受酸剤マスターバッチを添加していない場合、ペレット内部に塩酸ガスや水分の揮 発に起因すると思われる発泡現象による穴が見られる(図 2参照)が、受酸剤マスター ノ ツチを添加したものは発泡が抑制されており、穴は見られない(図 3参照)。このよう に、受酸剤マスターバッチを添加した場合には、ペレットの比重が大きくなり、保管の 際の面積が小さくて足り、嵩が小さくなつて運搬の効率化を図ることができ、かつ成形 品の力学的強度も高まることが考えられる。
[0051] (水分の除去)
また、受酸剤マスターバッチを添カ卩した場合と添カ卩してレ、なレ、場合のペレットの水 分の残留状況について評価した。評価方法は、成形直後のペレットをビニール袋に 密閉して、ビニール袋の内部の曇りの程度を目視することによって評価した。図 4は、 ペレットを密閉したビニール袋の曇りの程度を写真で比較したものである。図 4の左 側の袋は、受酸剤マスターバッチを添カ卩したペレットの袋であり、図 4の右側の袋は、 受酸剤マスターバッチを添加しないペレットの袋である。
[0052] 図 4に示すように、受酸剤マスターバッチを添加しない場合には、ビニール袋の内 面が水蒸気の発生によって曇り、全体がぼけてペレットを確認することができない。一 方、受酸剤マスターバッチを添加した場合には、ビニール袋内面に水蒸気の発生に よる曇りがなぐペレットを確認することができる。このように、ビニール袋の曇りの有無 は、受酸剤マスターバッチがフラフ内に残留した水分の除去にも効果があることを示 している。
実施例 5
[0053] (受酸剤の添加方法)
次に受酸剤の添カ卩方法について詳細に検討した。原料としては、コンテナーの粉 碎材を用いた。受酸剤は樹脂マスターバッチとしてから添加した方力 パウダーで直 接添加するよりも分散性がよくなることは、既に述べたが、その比較例を図 5に示す。
[0054] 図 5に明らかなように、受酸剤のパウダーを直接添加した場合は、受酸剤の分散不 良と思われる凝集塊が白レ、斑点として多く見られるが(図 5 (a)参照)、受酸剤を樹脂 マスターバッチとして添加した場合は、凝集塊は皆無で白い斑点は認められない(図 5 (b)参照)。この分散性の違いにより、同じ受酸剤添加量でも樹脂マスターバッチで 添加したほうがより有効に発生塩酸の抑制効果が得られると考えられる。
実施例 6
[0055] (ベースレジンと受酸剤の割合)
上記実施例から受酸剤を添加した場合に塩酸の発生が抑制され、さらに受酸剤を 組み合わせて混合することによって一層抑制効果が得られることが分かった。次に、 受酸剤とベースレジンとの混合割合につレ、て評価した。受酸剤の混合割合の評価は 、発生塩酸の濃度を測定することによって行った。
[0056] (評価試料作成方法)
まず、受酸剤のマスターバッチを作成した。受酸剤マスターバッチは、受酸剤として 酸化マグネシウムのパウダー 75重量%とハイド口タルサイトのパウダー 25重量%を混 合したものを用い、ベースレジンには、低密度ポリエチレン(LDPE)とエチレンアタリ ル酸ェチル共重合体 (EEA)を用い、ベースレジンに対する受酸剤の添加量を変更 して作成した。
[0057] そして、受酸剤は、添加量が 40重量%以下であれば二軸押出機でマスターバッチ として作成し、添力卩量カ 0重量%を越えた場合には、スーパーミキサーによって造 粒物として作成した。スーパーミキサーを用いる理由は、受酸剤の添加量が 40重量 %を越えると、二軸押出機ではマスターバッチとすることができないからである。一方 、原材料としては、リサイクルプラスチック材のフラフを二軸押出機にてペレット形状と したものを使用した。
[0058] (測定方法)
前記リサイクルプラスチック材のペレットと受酸剤マスターバッチ 3PHRを、単軸押 出機 (径 50、 LZD = 28、シリンダー温度 170〜200°C)に投入し、押し出し出口力 ら発生するガス中の塩酸濃度を測定した。
[0059] (測定)
測定には、正確に測定できる検知管を単軸押出機の出口に設置し、押し出し出口 における塩酸の濃度を測定した。測定結果を表 4に示す。
[0060] [表 4]
〔単位: ppmj
Figure imgf000016_0001
受酸剤:酸化マグネシウム: M Dタルサ仆 =75: 25
[0061] ベースレジンに対する受酸剤の割合を多くすれば塩酸の発生の抑制効果があるよ うに思われるが、上記測定結果から、受酸剤の割合を多くしても必ずしも塩酸の発生 を抑制できるものではなぐ 40重量%以上になると極端に低下するのがわかる。測定 結果からは、 ££八60重量%と受酸剤 40重量%の組み合わせで二軸押出機を用い てマスターバッチとしたものが最も発生塩酸の抑制効果が高かった。
[0062] (受酸剤の分散性)
二軸押出機でマスターバッチ化したものと、スーパーミキサーで造粒物としたものの 、受酸剤の分散性の差を CCDカメラで拡大観察した。受酸剤の割合が 40重量%以 上になると、二軸押出機でのマスターバッチは作成できないので、スーパーミキサー により造粒物としたが、図 6に示すように、充分な分散が得られず凝集塊となっている 。スーパーミキサーで作成したものは受酸剤同士が分散しておらず、マスターバッチ のものに比べ、約 50倍もの大きさの凝集塊が認められた。一方、二軸押出機でマス ターバッチとした場合には、図 7に示すように、受酸剤の凝集塊はほとんど見られずよ く分散していることが分かる。
実施例 7
[0063] (臭い)
さらに、臭いについて評価した。臭いについても、受酸剤を添加することにより添加 しなレ、場合より臭レ、が弱くなつてレ、ることが分かった。
[0064] (評価試料の作成)
評価試料として、リサイクルプラスチック材に受酸剤を添加しないテストプレートと、 受酸剤として酸化マグネシウムを使用したテストプレートと、受酸剤として酸化マグネ シゥムとハイド口タルサイトを 75: 25の割合で混合したテストプレートをそれぞれ作成 した。テストプレートの大きさは、 100mm X 100mm X 2mmである。
[0065] (評価方法)
この発明には全く関与していない第三者、 10人が、どのプレートの臭いが強いか官 能評価を行った。評価は、 3つの中で臭いが強いものを 3, 中間に臭うものを 2, 3つ の中で最も臭いが弱いものを 1,全く臭わないものを 0として評価した。評価結果を表 5に示す。
[0066] [表 5] 〔単位: ppm〕
Figure imgf000018_0001
この中では臭いが強い : 3 臭う : 2 この中では臭いが少ない : 1 全く臭わない : 0
[0067] 上記官能評価の結果から、受酸剤無しが受酸剤ありよりも臭いが強いことが分かつ た。また、受酸剤としては酸化マグネシウム単独よりも酸化マグネシウムとハイド口タル サイトを混合した方が臭レ、を軽減させてレ、ることが分かる。
産業上の利用可能性
[0068] リサイクルプラスチック材に、 0. 1重量%以上の受酸剤を混合することによって、廃 プラスチックをリサイクルプラスチック材として利用するころができる。

Claims

請求の範囲
[1] プラスチック製容器包装廃棄物やその他の一般プラスチック製品の廃棄物等の廃 プラスチックをリサイクルプラスチック材として使用する際に、前記リサイクルプラスチッ ク材に 0. 1重量%以上の受酸剤を混合し、前記受酸剤は、ベースレジンと混合して なるマスターバッチとして混合する廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑 制方法。
[2] ベースレジンのパウダー力 S、エチレンアクリル酸ェチル共重合体または低密度ポリ エチレンである請求項 1に記載の廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑 制方法。
[3] 受酸剤に、酸化マグネシウム、ノ、イド口タルサイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシゥ ム、水酸化カルシウム、ケィ酸マグネシウムのうち、いずれかの 1または 2以上を用い る請求項 1または請求項 2に記載の廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の 抑制方法。
[4] 受酸剤が、酸化マグネシウムとハイド口タルサイトとを混合してなる請求項 1または請 求項 2に記載の廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑制方法。
[5] 受酸剤が、酸化マグネシウムとハイド口タルサイトとを混合してなり、ハイド口タルサイ トよりも酸化マグネシウムの割合を多くして混合する請求項 1または請求項 2に記載の 廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑制方法。
[6] ベースレジンに対する受酸剤の割合は、 40重量%以下である請求項 1または請求 項 2に記載の廃プラスチックのリサイクル時に発生する塩酸の抑制方法。
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