(57)【要約】【課題】廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルするまでの時間を短縮し、かつ、製造コストがかからない硬質ウレタン成形品の製造方法を提供すること。【解決手段】廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕して得た硬質ウレタン粉に接着剤を混合して混練する工程２と、工程２により得た混合物を下型に充填する工程３と、工程３により下型に充填された混合物を加圧して圧縮することにより成形物を得る工程４と、工程４により得た成形物の表面に塗料を塗布する工程７と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕して得た硬質ウレタン粉に接着剤を混合して混練する混練工程と、
前記混練工程により得た混合物を所定の型に充填する充填工程と、
前記充填工程により前記所定の型に充填された前記混合物を加圧して圧縮することにより成形物を得る圧縮工程と、
前記圧縮工程により得た前記成形物の表面に塗料を塗布する塗布工程と、
を有することを特徴とする硬質ウレタン成形品の製造方法。
【請求項２】
前記接着剤は、ＭＤＩ系ウレタンプレポリマー接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の硬質ウレタン成形品の製造方法。
【請求項３】
前記塗料は、フタル酸樹脂塗料であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の硬質ウレタン成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルして硬質ウレタン成形品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、硬質ポリウレタンフォームは、断熱材や芯材などとして様々な分野で使用されている。このため、断熱材や芯材を使用している製品が廃棄されると、それに伴って硬質ポリウレタンフォームも廃棄されていた。そこで、生活環境の保全および資源の有効利用の観点から、硬質ポリウレタンフォームのリサイクルが課題になっている。そのリサイクルの方法として、廃棄された冷蔵庫から分離された硬質ポリウレタンフォームから、ポリウレタン原料を製造する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルすることは、産業廃棄物を減少させる上で好ましいことであるが、リサイクルによって製造された成形品の製造単価が高くなってしまっては、その成形品の需要が無くなるため、リサイクルを実現することが困難になる。
ところで、前述した従来の製造方法は、廃棄された冷蔵庫から分離した硬質ポリウレタンフォームを圧縮ウレタン粉末にする工程と、その圧縮ウレタン粉末にグリコール類またはアミン類を混合し、加熱して液状化する工程と、その液状化物から不純物固体粒を除去する工程と、その不純物固体粒が除去された液状化物を超臨界もしくは亜臨界状態で所定時間保持して分解反応させる工程と、その分解反応後の排出液を脱水して二酸化炭素を除去し、ポリオールやアミン類などの混合物からなるポリウレタン原料を得る工程と、を有する（特許公報第３７〜５３段落、図１）。また、その得たポリウレタン原料を使って成形品を製造する場合は、さらに成形工程が必要になる。
つまり、従来の製造方法は、特許公報の図１に示されるように、廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルするまでには、多くの工程と、多くの化学物質と、多くの装置とを必要とし、リサイクルするまでに長時間を要し、かつ、製造コストがかかるため、リサイクルした成形品の製造単価が高くなるので、硬質ポリウレタンフォームのリサイクルを実現することが困難である。
【０００５】
そこで、この発明は、上記の諸問題を解決するために創出されたものであって、廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルするまでの時間を短縮し、かつ、製造コストがかからない硬質ウレタン成形品の製造方法を提供することにより、硬質ポリウレタンフォームのリサイクルを容易に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明は、廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕して得た硬質ウレタン粉に接着剤を混合して混練する混練工程と、混練工程により得た混合物を所定の型に充填する充填工程と、充填工程により所定の型に充填された混合物を加圧して圧縮することにより成形物を得る圧縮工程と、圧縮工程により得た成形物の表面に塗料を塗布する塗布工程と、を有することを第１の特徴とする。
【０００７】
混練工程では、廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕して得た原料に接着剤を混合して混練し、充填工程では、混練工程により得た混合物を所定の型に充填する。圧縮工程では、所定の型に充填された混合物を加圧して圧縮することにより成形物を得る。塗布工程では、圧縮工程により得た成形物の表面に塗料を塗布する。
つまり、従来よりも少ない工程と、少ない化学物質と、少ない装置とにより、硬質ポリウレタンフォームから硬質ウレタン成形品を製造することができる。
【０００８】
また、本発明は、前述した第１の特徴において、接着剤は、ＭＤＩ系ウレタンプレポリマー接着剤であることを第２の特徴とする。
【０００９】
混練工程において、廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕して得た硬質ウレタン粉にＭＤＩ系ウレタンプレポリマー接着剤を混合して混練するため、硬度の高い硬質ウレタン成形品を製造することができる。
【００１０】
また、本発明は、前述した第１または第２の特徴において、塗料は、フタル酸樹脂塗料であることを第３の特徴とする。
【００１１】
フタル酸樹脂塗料は、ウレタン系塗料やアクリルウレタン系塗料などと比較して、乾燥に必要な時間を短くすることができ、かつ、乾燥に必要な環境温度を低くすることができるため、フタル酸樹脂塗料を塗布することにより、製造効率を高めることができる。
しかも、アクリル塗料などと比較して成形物の表面に対する密着度を高くすることができるため、硬質ウレタン成形品の耐久性を高めることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を実施すれば、廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルするまでの時間を短縮し、かつ、製造コストがかからない硬質ウレタン成形品の製造方法を提供することにより、硬質ポリウレタンフォームのリサイクルを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法において使用する製造装置および製造工程の模式図であり、（ａ）は下型に材料が充填された状態を示す製造装置の縦断面図、（ｂ）は上型が下型に下降する様子を示し、（ｃ）は上型が下型に充填された材料を加圧、圧縮した状態を示し、（ｄ）は製造された成形物の縦断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法により製造された硬質ウレタン成形品の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法について図を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法において使用する製造装置および製造工程の模式図であり、（ａ）は下型に材料が充填された状態を示す製造装置の縦断面図、（ｂ）は上型が下型に下降する様子を示し、（ｃ）は上型が下型に充填された材料を加圧、圧縮した状態を示し、（ｄ）は製造された成形物の縦断面図を示す。図２は、本実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法を示す工程図である。図３は、本実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法により製造された硬質ウレタン成形品の斜視図である。
なお、以下の実施形態では、板状の硬質ウレタン成形品を製造する場合を説明する。
【００１５】
［製造装置］
最初に、本実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法において使用する製造装置について説明する。
図１に示すように、製造装置１は、上型（雄型）２および下型（雌型）３を備える。下型３は、板状の硬質ウレタン成形品（図３）の外形に対応した形状の凹部３ａを有する。また、下型３の底面３ｂには、加熱された蒸気Ｗを凹部３ａに導入するための蒸気導入孔４が複数貫通形成されている。また、上型２は、下型３の凹部３ａの形状に合致した形状に形成されている。上型２は、油圧動力源（図示せず）によって昇降する昇降装置（図示せず）接続されており、その昇降装置によって下型３に対する加圧と、下型３からの離型とを行う。
【００１６】
［製造方法］
次に、本実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法について説明する。
最初に、粉砕装置（図示せず）を使用し、廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕し、硬質ウレタン粉を生成する（図２の工程１）。この実施形態では、硬質ウレタン粉の密度は、約２５ｋｇ／ｍ3である。
続いて、工程１により生成された硬質ウレタン粉に接着剤を混合しながら混練する（工程２）。この実施形態では、チップブレンダーまたはモルタルミキサーを使って硬質ウレタン粉と接着剤とを混練した。混練する量が少ない（たとえば、５〜１０ｋｇ）の場合や簡易に混練したい場合は、モルタルミキサーを使うと使い勝手が良く、効率的に混練することができる。また、混練する量が多い（たとえば、２０ｋｇ以上）の場合は、チップブレンダーを使うと効率良く混練することができる。
また、硬質ウレタン成形品の硬度を高くするために、接着剤として、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系ウレタンプレポリマー接着剤を使用した。また、接着剤が均一に分散するようにするため、溶剤を使用して接着剤を希釈した。この実施形態では、溶剤として塩化メチレンを使用し、接着剤の粘度が５０〜１５０ｍＰａ・ｓであり、樹脂成分が６０〜７０％となるように希釈した。
【００１７】
続いて、工程２における混練により生成された材料５を製造装置１の下型３の凹部３ａに充填する（工程３、図１（ａ））。この実施形態では、凹部３ａに充填された材料５を約１／２に圧縮するため、凹部３ａに充填する材料５の体積は、製造する硬質ウレタン成形品の体積の約２倍に相当する量である。
続いて、材料５に混練されている接着剤を反応させるための加熱された水蒸気（スチーム）を下型３の各蒸気導入孔４から材料５に導入しながら、上型２を下降させ（図１（ｂ）において矢印Ｆで示す方向）、下型３の凹部３ａに充填されている材料５を加圧し、圧縮成形する（工程４、図１（ｃ））。この実施形態では、１０５℃の水蒸気を材料５に導入した。凹部３ａ内における水蒸気の温度は、１１０〜１２０℃であると推定した。また、この実施形態では、下型３の凹部３ａに充填された材料５の体積が約１／２に減少するまで推力１０トンにて加圧する。また、肉厚３０ｍｍ以下の成形物６を製造する場合は、加圧時間は３０〜９０秒である。また、成形物６の密度は、０．１５〜０．１７ｇ／ｃｍ3である。
続いて、下型３の凹部３ａから成形物６を取り出す（工程５、図１（ｄ））。
【００１８】
続いて、工程５において下型３の凹部３ａから取り出した成形物６を所望の大きさおよび形状に切り出す（工程６）。この実施形態では、成形物６の切断にバンドソーを用いることにより効率的に切断することができる。また、成形物６が薄肉（たとえば、２０ｍｍ以下）の場合は、トムソン型などの型を用いて打ち抜くこともできる。
続いて、工程６において切り出した成形物６の各表面に、スプレーを用いて塗料を吹き付け塗装する（工程７）。この実施形態では、乾燥に必要な時間を短くすることができ、かつ、乾燥に必要な環境温度を低くすることができるという理由から、塗料として、フタル酸樹脂塗料を使用した。
続いて、工程７において塗料が吹き付け塗装された成形物を乾燥させる（工程８）。この実施形態では、常温下にて約１０分乾燥させ、塗料に含まれる溶剤を蒸発させた。これにより、各表面に塗膜が形成された硬質ウレタン成形品が完成する。
【００１９】
図３は、完成した硬質ウレタン成形品７の一例を示す。この硬質ウレタン成形品７は、縦長の板状に形成されており、各表面に塗膜７ａが形成されている。硬質ウレタン成形品７は、たとえば、幅Ｗが１００ｍｍ、高さＨが２５ｍｍ、奥行きＤが２１０ｍｍである。このように完成した硬質ウレタン成形品７は、断熱性が高い、硬度が高い、軽量である、難燃性を有する、所望の色に塗装することができる、などの多くの特質を有するため、断熱材や芯材の他、造形用のブロック、建材（たとえば、防音ボードなど）、家具（たとえば、椅子など）、浮き輪（たとえば、ビートバンなど）、サーフボードなどとして好適に使用することができる。たとえば、硬質ウレタン成形品７は、硬質ウレタン粉の密度や接着剤の種類などを変更することにより、所望の硬度にすることができる。たとえば、硬質ウレタン粉の密度を低くすることにより、パーティクルボード程度の硬度にすることができ、硬質ウレタン粉の密度を高くすることにより、合成木材程度の硬度にすることができる。このように、硬質ウレタン成形品７は、少なくともパーティクルボード程度の硬度を有するため、室内装飾用のボードとして使用した場合に、そのボードに釘やタッカーの針を打ち込んだり、ネジをねじ込んだりした場合であっても、釘やネジが緩くなったり、タッカーの針が抜けるおそれがない。
【００２０】
［実施形態の効果］
（１）上述した実施形態に係る硬質ウレタン成形品の製造方法を実施すれば、従来よりも少ない工程と、少ない化学物質と、少ない装置とにより、硬質ポリウレタンフォームから硬質ウレタン成形品を製造することができる。
したがって、廃棄された硬質ポリウレタンフォームをリサイクルするまでの時間を短縮し、かつ、製造コストがかからない硬質ウレタン成形品の製造方法を提供することにより、硬質ポリウレタンフォームのリサイクルを容易に実現することができる。
（２）しかも、廃棄された硬質ポリウレタンフォームを粉砕して得た硬質ウレタン粉にＭＤＩ系ウレタンプレポリマー接着剤を混合して混練するため、硬度の高い硬質ウレタン成形品を製造することができる。
（３）さらに、成形物に塗装する塗料としてフタル酸樹脂塗料を使用するため、ウレタン系塗料やアクリルウレタン系塗料などと比較して、乾燥に必要な時間を短くすることができ、かつ、乾燥に必要な環境温度を低くすることができるため、製造効率を高めることができる。
しかも、アクリル塗料などと比較して成形物の表面に対する密着度を高くすることができるため、硬質ウレタン成形品の耐久性を高めることもできる。
（４）さらに、硬質ウレタン粉に混合するＭＤＩ系ウレタンプレポリマー接着剤の溶剤として塩化メチレンを使用するため、製造される硬質ウレタン成形品の難燃性を高めることができる。
【００２１】
〈他の実施形態〉
（１）製造する硬質ウレタン成形品が必要とする硬度に応じて、弾性の異なる接着剤を使用することもできる。たとえば、ＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）系接着剤、ＴＤＩ系およびＭＤＩ系の接着剤をブレンドした接着剤などを使用することができる。
（２）接着剤を希釈する溶剤として、酢酸メチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シンナーなどを使用することもできる。
（３）塗料としてウレタン系塗料、アクリルウレタン系塗料などを使用することもできる。アクリルウレタン系塗料を成形物に塗装した場合、塗膜の硬度が高い硬質ウレタン成形品を製造することができる。
【００２２】
（４）塗装方法として、ローラーを使用する塗装方法、あるいは、成形物を塗料に含浸させる塗装方法を用いることもできる。
（５）前述した実施形態では、板状の硬質ウレタン成形品を製造する場合を説明したが、これに限定されず、他の形状の硬質ウレタン成形品を製造する場合は、その硬質ウレタン成形品の外形に対応した形状の上型２および下型３を用意し、その硬質ウレタン成形品に見合った塗料を塗装する。
（６）前述した実施形態では、成形物６の表面に塗料を吹き付ける工程７と、塗料を乾燥させる工程８とを説明したが、硬質ウレタン成形品によっては、必ずしも工程７および工程８は必要ではない。
【００２３】
［特許請求の範囲と実施形態との対応関係］
工程２が請求項１に記載の混練工程に、工程３が充填工程に、工程４が圧縮工程に、工程７が塗布工程にそれぞれ対応する。また、下型３が請求項１に記載の所定の型に、材料５が混合物にそれぞれ対応する。
【符号の説明】
【００２４】
１    製造装置
２    上型
３    下型
３ａ  凹部
３ｂ  底面
４    蒸気導入孔
５    材料
６    成形物
７    硬質ウレタン成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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