(57)【要約】【課題】長期使用での異物混入による、廃家電製品から回収したポリプロピレン樹脂の物性低下に際して、機械物性を回復させ、マテリアルリサイクルを可能にするための方法および再生ポリプロピレン樹脂を提供する。【解決手段】回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤からなる再生ポリプロピレン樹脂に関する。さらに、前記反応基が、活性シラン基であることが好ましい。さらに、前記樹脂系相溶化剤が、回収ポリプロピレン樹脂との相溶化作用、および異物との相互作用を有することが好ましい。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤からなる再生ポリプロピレン樹脂。
【請求項２】
前記反応基が、活性シラン基である請求項１記載の再生ポリプロピレン樹脂。
【請求項３】
前記樹脂系相溶化剤が、回収ポリプロピレン樹脂との相溶化作用、および異物との相互作用を有する請求項１記載の再生ポリプロピレン樹脂。
【請求項４】
前記樹脂系相溶化剤を再生ポリプロピレン樹脂中に、０．２重量％以上含有する請求項１または２記載の再生ポリプロピレン樹脂。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子・電気機器の基幹材料である樹脂の再利用に関するものである。詳しくは、回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤からなる再生ポリプロピレン樹脂に関する。さらに、回収ポリプロピレン樹脂中の異物により物性低下が起こる再生ポリプロピレン樹脂の特性改善方法、および前記再生ポリプロピレン樹脂を用いた樹脂マテリアルリサイクル方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境問題、資源・エネルギー問題に伴い、容器リサイクル法、家電リサイクル法が法定化されるなど、リサイクルの重要性が高まっている。金属・ガラスのマテリアルリサイクル技術は実用レベルでほぼ確立されたといえるが、廃樹脂は、焼却、埋め立て処理がされているのが現状であり、樹脂のマテリアルリサイクルは技術・コストを含めた問題点が克服できていない。将来的には、家電リサイクル法における再商品化率の引き上げが予想され、樹脂のマテリアルリサイクルが必須となると思われる。
【０００３】
廃樹脂は、リサイクルセンターに集められた家電製品を手解体、破砕、分別、洗浄などの工程を経た後、得られる。しかし、これら回収工程では、再生樹脂から異物を完全に除去することは困難である。再生樹脂中の異物は、樹脂強度・伸び・衝撃値など物性低化の原因となる。そのため、要求特性の低い部品などへの適用といったカスケードリサイクルが主体となり、同一製品から同一製品への適用といったクローズドリサイクル用途への展開が困難であった。
【０００４】
廃樹脂を溶媒に溶かして異物を取り除く方法が提案されている。例えば、スチレン系樹脂からなる廃樹脂を加温下の良溶媒に溶解させて溶液を形成し、この溶液をろ過して異物を除去し、減圧乾燥、溶融押出の工程を経て再生用樹脂を得るという方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この技術により再生ポリプロピレン樹脂から異物を取り除くためには、熱キシレンが必要で、かつポリプロピレンの溶解性が低いことから専用のプラントが必要となり、また、有機溶媒を大量使用するため、危険性が非常に高く、廃液処理に関する２次公害が発生するという問題点がある。
【０００５】
また、バージン材との混合によって製品の品質を保持する方法が数多く提案されている。例えば、廃樹脂２０〜３０％にバージン材を７０〜８０％の混合比からなる再生成形品を製造することが提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、これらの方法においては、バージン材の混合に伴い物性は向上するものの、物性の低下したリサイクル材を混合する限り、バージン材同等の物性には至らないという欠点がある。
【０００６】
さらに、相溶化剤やカップリング剤を用いた樹脂改質方法が提案されている。例えば、廃樹脂に低粘度ポリマー、カップリング剤と有機過酸化物を混練して、機械的特性の改善を図ることが提案されている（特許文献３参照）。しかし、カップリング剤は、異物には結合するが、回収樹脂がポリプロピレン、ポリエチレンなど反応基を有しない高分子鎖とは反応しない。そのため、異物混入樹脂の改質効果は不充分であった。また、リサイクル改質剤を調整するための工程が必要であり、工程数やコスト面が問題となっていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３２９３８号公報（２頁２欄、段落番号［０００６］）
【特許文献２】
特開２０００−１５９９００号公報（２頁２欄、段落番号［０００８］）
【特許文献３】
特開２００１−７２７９６号公報（３頁３欄、段落番号［０００６］）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、異物混入による再生ポリプロピレン樹脂の物性低下に際して、機械物性を回復させるための方法および再生ポリプロピレン樹脂を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応機を有する樹脂系相溶化剤からなる再生ポリプロピレン樹脂により、機械物性が低下した再生ポリプロピレン樹脂をバージン樹脂と同等以上に向上できることを見いだし、本発明を提案するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の再生ポリプロピレン樹脂は、回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤からなる再生ポリプロピレン樹脂である。
【００１１】
本発明の第２の再生ポリプロピレン樹脂は、第１の再生ポリプロピレン樹脂において、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤の反応基が、活性シラン基である再生ポリプロピレン樹脂である。
【００１２】
本発明の第３の再生ポリプロピレン樹脂は、第１の再生ポリプロピレン樹脂において、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤が、回収ポリプロピレン樹脂との相溶化作用、および異物との相互作用を有する再生ポリプロピレン樹脂である。
【００１３】
本発明の第４の再生ポリプロピレン樹脂は、第１または２の再生ポリプロピレン樹脂において、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤を再生ポリプロピレン樹脂中に、０．２重量％以上含有する再生ポリプロピレン樹脂である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤からなる再生ポリプロピレン樹脂に関する。
【００１５】
本発明で用いられる樹脂系相溶化剤は、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有するものなので、異物との相互作用により機械的性質を向上させる点でポリプロピレン樹脂のリサイクルにおいて非常に好適に用いることができる。
【００１６】
つぎに、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤について詳細に説明する。
【００１７】
樹脂系相溶化剤に用いられるポリプロピレン樹脂は、ホモポリプロピレン重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体などがあげられる。なかでも、回収ポリプロピレン樹脂への分散性の点で、ホモポリプロピレン重合体が好ましい。
【００１８】
樹脂系相溶化剤に用いられるポリプロピレン樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は７（ｇ／１０分）以上が好ましい。ＭＦＲが７（ｇ／１０分）未満では回収ポリプロピレン樹脂中への分散性が悪くなる傾向がある。
【００１９】
前記樹脂系相溶化剤に用いられるポリプロピレン樹脂骨格中の反応基は、活性シラン基、チタネート基、塩化クロム基があげられる。なかでも、１原子あたりに結合可能な官能基数の点で、活性シラン基が好ましい。
【００２０】
ここで、活性シラン基とは、シリコン原子にアルコキシ基、アセトキシ基、メルカプト基、マレイン酸基などのうちの１種類が結合したものをいい、なかでも、金属くずのような異物との相互作用性の点で、アルコキシ基が好ましい。
【００２１】
前記反応基は、ポリプロピレン樹脂骨格中に存在することが好ましいが、ここで、骨格中とは、反応基がポリプロピレンの炭素原子に化学的に結合していることをいう。
【００２２】
このような樹脂系相溶化剤として、ＸＰＭ−８００ＨＭ（三菱化学（株）社製）、ポリプロピレン系シラン架橋ポリマーがあげられる。
【００２３】
また、前記樹脂系相溶化剤には、エチレン−α−オレフィン共重合体、スチレン系エラストマーなどの公知の樹脂、ゴム成分やガラス、タルクなどのフィラーを含有してもよい。
【００２４】
前記樹脂系相溶化剤を再生ポリプロピレン樹脂中に、０．２重量％以上含有することが好ましく、０．５重量％以上がより好ましく、１重量％以上がとくに好ましい。含有量の上限は、３０重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましい。含有量が０．２重量％未満では、物性向上の効果が少ない傾向があり、３０重量％を越えると前記樹脂系相溶化剤同士の反応が起こり、架橋構造をとりリサイクルが不可能となる傾向がある。
【００２５】
つぎに、回収ポリプロピレン樹脂とは、熱可塑性廃樹脂から取り出したポリプロピレン樹脂をいうが、かならずしもこれらには限られない。
【００２６】
回収ポリプロピレン樹脂におけるポリプロピレン樹脂とは、ホモポリプロピレン、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体などがあげられる。なかでも、樹脂系相溶化剤との相溶性の点で、ホモポリプロピレンが好ましい。
【００２７】
回収ポリプロピレン樹脂に、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤を含有させることにより、再生ポリプロピレン樹脂の物性を著しく向上させることができる。
【００２８】
市場から回収された回収ポリプロピレン樹脂には多くの異物が付着しており、これらの異物が応力の集中部となり、回収ポリプロピレン樹脂の機械特性は低下する。本発明に用いるポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤は、これら物性劣化した回収ポリプロピレン樹脂に含まれている金属などの異物と反応し、機械物性を著しく向上させるものである。ここで、異物とは回収ポリプロピレン樹脂中に含まれる異物をいい、具体的には金属片、メッキくず、繊維、他種樹脂、塗装片があげられる。なかでも、とくに異物が金属片、メッキくずのような無機物質であると前記樹脂系相溶化剤との相互作用が大きくリサイクル効果がある。
【００２９】
前記樹脂系相溶化剤は、回収プロピレン樹脂との相溶化作用、および異物との相互作用を有することが好ましい。
【００３０】
回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤を含有するときには、触媒を併用することが好ましい。触媒の具体例としては、ＸＰＭ−８００ＨＭ用触媒（三菱化学（株）社製）があげられる。触媒の含有量は、再生ポリプロピレン樹脂中に、２〜１０重量％が好ましく、４〜６重量％がより好ましい。触媒の含有量が２重量％未満では機械的性質の改善の効果が小さくなる傾向があり、１０重量％をこえると樹脂系相溶化剤同士が架橋する傾向がある。
【００３１】
回収ポリプロピレン樹脂に前記樹脂系相溶化剤を含有するには、回収ポリプロピレン樹脂をホッパーに投入する工程で行なうことができる。この他にも、単軸もしくは二軸の溶融混練機を用いていったん再生ペレットを得た後に、射出成形機のホッパーに投入し、成形することも可能である。すなわち、回収ポリプロピレン樹脂に対する前記樹脂系相溶化剤の添加は、溶融成形の工程と添加剤混合工程を具備していれば、一部の工程はなくても、また、記載以外の工程が併設されていてもよい。
【００３２】
また、再生ポリプロピレン樹脂の耐久性や機械物性を安定させるため、酸化防止剤、光安定剤、銅害防止剤、抗菌剤、帯電防止剤、着色剤などの添加剤や、回収ポリプロピレン樹脂と相溶するバージン樹脂を添加することもできる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明をさらに具体的に説明するため、以下に実施例および比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例で用いられた評価および物性の測定は以下に示す方法で行なった。
【００３４】
（１）引張強度および引張伸び
ＩＳＯ５２７に準じて測定した。
（２）曲げ強度および曲げ弾性率
ＩＳＯ１７８に準じて測定した。
（３）シャルピー衝撃値
ＩＳＯ１７９に準じて測定した。
【００３５】
（試料作製方法）
使用済み洗濯機を解体し、ポリプロピレン樹脂からなる洗濯槽を取り出し、破砕、水洗、乾燥の工程を経て、フレーク状の回収ポリプロピレン樹脂（以下、ｒＰＰという）を得た。
【００３６】
つぎに、ｒＰＰ　１００重量部に対し、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基として活性シラン基を有する樹脂系相溶化剤（三菱化学（株）社製「ＸＰＭ−８００ＨＭ」）５重量部、およびＸＰＭ−８００ＨＭ用触媒０．２５重量部をドライブレンドし、射出成形機のホッパーに投入し、成形温度２３０℃、金型温度４０℃の条件でＩＳＯ準拠の物性測定用試験片を成形し、物性測定を行なった。結果を表１に示した。比較のためｒＰＰおよびバージンポリプロピレン樹脂の特性を合わせて示した。なお、前記ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基として活性シラン基を有する樹脂系相溶化剤に用いたポリプロピレン樹脂のＭＦＲは１６（ｇ／１０分）であった。
【００３７】
【表１】
2004131605.tif 000002
【００３８】
実施例１は、比較例１［回収ポリプロピレン樹脂（ｒＰＰ）］に比べ物性が改善されていた。また、比較例２［バージンポリプロピレン樹脂（ｖＰＰ）］と比べ物性が同等以上になっていた。特に、曲げ弾性率の向上が大きかった。実施例１のリサイクル性を確認するため再溶融を行ない、均一に溶融することを確認した。比較例１の物性低下は、試験片の破断面観察から金属類や異種樹脂のような異物が原因と推察される。また、実施例１で用いた前記樹脂系相溶化剤は、ｒＰＰとの相溶化作用、および異物との相互作用を有しているものであった。
【００３９】
つぎに、ｒＰＰ　１００重量部に対しＸＰＭ−８００ＨＭ、およびＸＰＭ−８００ＨＭ用触媒の含有量を変化させたほかは実施例１と同様にして物性測定用試験片を作製し、各機械特性を測定した。結果を表２に示した。
【００４０】
【表２】
2004131605.tif 000003
【００４１】
実施例２〜５は、比較例１に比べ、全ての物性が向上していた。また、比較例２（ｖＰＰ）と比べると、実施例６以外で曲げ弾性率が向上していた。実施例２〜５のリサイクル性は、実施例１と同様の方法で行ない、均一に溶融することを確認した。実施例６は、ＸＰＭ−８００ＨＭの含有量が少ないが、引張伸びの値が向上した。実施例７は、ＸＰＭ−８００ＨＭの含有量が多く、弾性率は充分に高くなり、引張伸び、シャルピー衝撃値も充分に改善された。また、リサイクル性について実施例１と同様の方法で行なった結果、一部に架橋構造が見られたが、再度のリサイクルが可能であることがわかった。
【００４２】
以上の結果より、回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤を所定量含有してなる本発明に関わる再生ポリプロピレン樹脂、再生ポリプロピレン樹脂の改質方法、およびリサイクル方法は、再生ポリエステル樹脂の物性の改善に非常に有効であり、再生ポリエステル樹脂材料の製品適用への可能性を充分に示唆するものであることが確認された。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の再生ポリプロピレン樹脂によれば、回収ポリプロピレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤からなるので、物性が低下した回収ポリプロピレン樹脂をバージン樹脂と同等以上に改善された再生ポリプロピレン樹脂が提供できる。
【００４４】
本発明の第２の再生ポリプロピレン樹脂によれば、第１の再生ポリプロピレン樹脂において、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤の反応基が、活性シラン基であるので、樹脂物性の向上が期待できるため、回収ポリプロピレン樹脂のマテリアルリサイクル率の向上に大いに貢献し、再商品化率の向上とコストダウンが図ることができる。
【００４５】
本発明の第３の再生ポリプロピレン樹脂によれば、第１の再生ポリプロピレン樹脂において、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤が、回収ポリプロピレン樹脂との相溶化作用、および異物との相互作用を有するので、物性の向上が優れている。
【００４６】
本発明の第４の再生ポリプロピレン樹脂によれば、第１または２の再生ポリプロピレン樹脂において、ポリプロピレン樹脂骨格中に反応基を有する樹脂系相溶化剤を再生ポリプロピレン樹脂中に、０．２重量％以上含有しているので、物性向上の効果が優れている。