(57)【要約】【課題】未硬化のＳＭＣ材料を、廃棄又はリサイクルに適するように効率よく硬化させるＳＭＣ材料の処理方法、及び該方法によって得られるＳＭＣ処理物を提供する。【解決手段】ＳＭＣの製造工程や、ＦＲＰ成形工程で発生する、不要となった未硬化のＳＭＣ材料を、５０〜１００℃の温水に浸漬させて硬化させる。浸漬は４〜１２時間であることが好ましく、また、硬化後のＳＭＣ材料を、更に平均粒径５０ｍｍ以下に破砕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】
未硬化のシートモールディングコンパウンド材料を、５０〜１００℃の温水に浸漬させて硬化させることを特徴とするシートモールディングコンパウンド材料の処理方法。
【請求項２】
前記浸漬が４〜１２時間である請求項１記載のシートモールディングコンパウンド材料の処理方法。
【請求項３】
前記硬化したシートモールディングコンパウンド材料を、更に平均粒径５０ｍｍ以下に破砕する請求項１又は２に記載のシートモールディングコンパウンド材料の処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の処理方法によって得られるシートモールディングコンパウンド処理物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣという）の製造工程や、ＦＲＰの成形工程で発生する、不要となった未硬化のＳＭＣ材料の処理方法、及び該方法によって得られるＳＭＣ処理物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱硬化性樹脂組成物にガラス繊維を強化材として配合させたＳＭＣは、ＦＲＰ成形品を得るための材料として広く使用されている。このＳＭＣは、成形前には未硬化の状態であり、これを加熱・加圧により硬化させて成形することにより所望のＦＲＰ成形品を得るものである。
【０００３】
このＳＭＣからＦＲＰを成形する工程においては、まず、熱硬化性樹脂組成物にガラス繊維を強化材として配合させるＳＭＣ自体の製造工程において、不要となった未硬化の熱硬化性樹脂組成物がペースト等の状態で発生し、また、ＳＭＣの屑、切れ端、不良品や、不要となったＳＭＣのシートが未硬化の状態で発生する。更に、ＳＭＣを用いたＦＲＰの成形工程においても、ＳＭＣの屑、切れ端、不良品や、不要となったＳＭＣのシートが未硬化の状態で発生する。従来、これらの不要なＳＭＣ材料は、未硬化物を焼却して、又は未硬化物を廃液として処理していた。
【０００４】
しかし、上記のようなＳＭＣの製造工程やＦＲＰの成形工程で発生した不要なＳＭＣ材料は、未硬化の状態であるため、ＳＭＣを構成する熱硬化性樹脂組成物のモノマー成分である、不飽和ジカルボン酸やグリコール等の不飽和ポリエステル原料や、スチレンモノマー等の架橋剤が含まれている。このため、未硬化の状態でＳＭＣ材料を廃棄することは環境上好ましくない。
【０００５】
また、近年、ＳＭＣ等からのＦＲＰ成形品は、使用後にリサイクルをすることも行なわれており、硬化物が焼却により高い熱量を発生することを利用して、熱エネルギーとしてサーマルリサイクルをすることや、セメント原料や土木・窯用素原料としてマテリアルリサイクルをすることも提案されている。
【０００６】
このため、未硬化のＳＭＣ材料は、上記の廃棄やリサイクルに適するように硬化処理を行なう必要がある。このような従来の硬化処理方法としては、ＳＭＣの成形工程と同様なプレス工程を経て、加熱、加圧によって完全に硬化させる方法や、未硬化のＳＭＣ材料に高温蒸気等を付与して完全に硬化させる方法が用いられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記の従来のＳＭＣ材料を硬化させる方法においては、ＳＭＣ材料を完全に硬化させる工程が煩雑で、時間やコストがかかるといった問題があった。
【０００８】
すなわち、成形型を使用してプレスで硬化させる方法においては、型を事前に温め、少量づつしか硬化させることができないという点で作業性や処理効率が低い。また、高温蒸気で硬化させる方法においては、硬化に少なくとも１２時間以上、大きさによっては２４時間程度を要するので処理時間が長いという問題点があった。また、蒸気では熱が均一に伝わらない場合があり、硬化が不完全になりやすいという問題もあった。
【０００９】
したがって本発明は、未硬化のＳＭＣ材料を、廃棄又はリサイクルに適するように効率よく硬化させるＳＭＣ材料の処理方法、及び該方法によって得られるＳＭＣ処理物を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＳＭＣ材料の処理方法は、未硬化のＳＭＣ材料を、５０〜１００℃の温水に浸漬させて硬化させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の処理方法によれば、硬化に５０〜１００℃の温水を用いるので、成形型でプレスさせる場合に比べて一度に大量の硬化処理が可能となる。また、高温蒸気で硬化させる方法に比べて均一な加熱が可能となるので、硬化を完全に行なうことができる。
【００１２】
本発明の処理方法においては、前記浸漬が４〜１２時間であることが好ましい。これによれば、従来の高温蒸気での硬化に比べて加熱時間を短縮できるので、硬化処理の効率を更に向上することができる。
【００１３】
また、本発明の処理方法においては、前記硬化したＳＭＣ材料を、更に平均粒径５０ｍｍ以下に破砕することが好ましい。更に、本発明のＳＭＣ処理物は、上記の平均粒径５０ｍｍ以下に破砕する方法によって得られるＳＭＣ処理物である。これによれば、破砕によって取扱いが容易になるので廃棄性が向上する。また、リサイクルの際にもそのまま、原料や燃料として使用することが可能であり、セメント等のリサイクル原燃料として好適に用いることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。本発明のＳＭＣ材料の処理方法は、未硬化のＳＭＣ材料を、５０〜１００℃の温水に浸漬させて硬化させることを特徴としている。
【００１５】
まず、本発明の処理対象である未硬化のＳＭＣ材料について説明すると、本発明における未硬化のＳＭＣ材料とは、ＳＭＣの製造に使用する熱硬化性樹脂を主体としたペースト状の組成物、及び、このペースト状の熱硬化性樹脂組成物にガラス繊維を強化材として配合させたＳＭＣを意味し、いずれも未硬化のものである。ここで、未硬化とは完全に硬化していない状態をも含むことを意味する。また、上記のＳＭＣとしては、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）も含むものである。
【００１６】
ＳＭＣ材料を構成するマトリックス樹脂となる、上記の熱硬化性樹脂組成物としては、硬化して熱硬化性樹脂となる化合物を主成分として含んでいればよい。このような熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示できる。また、硬化して熱硬化性樹脂となる化合物としては、例えば、不飽和ポリエステルの場合、不飽和二塩基酸、二塩基酸、多価アルコールがモノマーとして挙げられ、スチレンなどのビニルモノマー等が架橋剤や硬化剤として挙げられる。
【００１７】
なお、熱硬化性樹脂組成物中には、必要に応じて充填材や重合開始剤、離型剤、着色剤、低収縮剤、増粘剤およびその他の公知の添加剤を適宜含有していてもよい。特に充填材は、用途に応じて種々の割合で混合使用されるが、通常の混合比率は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して２００質量部以下であることが好ましい。充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ガラス微粉末、ガラスバルーンなどが使用可能であり、なかでも、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムを使用することが好ましい。
【００１８】
上記の熱硬化性樹脂組成物は常法にしたがって混合使用され、最終的な組成物はペースト状となる。
【００１９】
熱硬化性樹脂組成物に配合してＳＭＣの強化材となるガラス繊維としては特に限定されないが、フィラメント径が直径で６〜１６μｍであるフィラメントを多数集束させて得られる、番手が５００〜８０００ｇ／ｋｍ（Ｔｅｘ）のガラス繊維が好ましく用いられる。ガラス繊維は連続繊維でもよく、カットしたものを用いてもよい。
【００２０】
ＳＭＣの製造方法としては特に限定されず、例えば以下のような方法により製造することができる。
【００２１】
まず、タンク内に上記の熱硬化性樹脂組成物を仕込み、樹脂タンクから供給された樹脂組成物をドクターナイフにより、例えばポリエチレンフィルムなどの２枚の熱可塑性樹脂フィルム上に塗布して樹脂層を形成する。なお、樹脂層を形成する方法としては、カーテンコート、シャワーコートおよびスプレーコートなどを使用してもよい。
【００２２】
次いで、上記２枚のうちの、一方の熱可塑性樹脂フィルムの上記樹脂層上に、ケーキから引き出された連続ガラス繊維をそのまま、又はロービングカッター等により切断しながら、ガラス繊維供給装置によって、樹脂層の両端縁から連続ガラス繊維がはみ出さないように、無方向に均一に散布させる。
【００２３】
次いで上記２枚の熱可塑性樹脂フィルムの樹脂層が形成された内面同士を重ね合わせ、脱泡・含浸ロールにてガラス繊維強化材に樹脂組成物を含浸および混入させた後、巻取ロールにより巻取るか、箱状の容器にてつづら折りをして収納して、熟成および増粘を行い、未硬化のＳＭＣを得ることができる。
【００２４】
そして、上記の未硬化のＳＭＣは従来公知の成形方法によって、ＦＲＰとして成形される。
【００２５】
以上のＳＭＣの製造工程、及びそれを用いたＦＲＰの成形工程において、本発明の処理対象である未硬化のＳＭＣ材料が発生する。具体的には、上記ペースト状の組成物としては、ＳＭＣの製造工程において余分の熱硬化性樹脂組成物として発生し、ＳＭＣとしては、ＳＭＣの製造工程やＦＲＰの成形工程において、切り出し屑や、使用されずに半硬化状態となったもの等として発生する。
【００２６】
次に、ＳＭＣ材料の硬化方法について説明すると、本発明においてはこの未硬化のＳＭＣ材料を、５０〜１００℃の温水に浸漬させて硬化させることを特徴としている。これにより、成形型でプレスさせる場合に比べて一度に大量の硬化処理が可能となる。また、高温蒸気で硬化させる方法に比べて均一な加熱が可能となるので、硬化を完全に行なうことができる。
【００２７】
浸漬温度としては、５０〜１００℃の範囲であり、好ましくは６０〜８０℃である。浸漬温度が５０℃未満であると硬化に時間を要するだけでなく、完全に硬化されない場合が生じるので好ましくない。また、１００℃を越えると温水が煮沸状態となるので作業安全上好ましくない。
【００２８】
浸漬時間としては特に限定されず、ＳＭＣの大きさや浸漬温度によって適宜設定可能であるが、４〜１２時間とすることが好ましい。本発明においては、上記の５０〜１００℃の温水で硬化させることにより、４〜１２時間で完全に硬化を終了させることができる。したがって、硬化時間を１２時間以上とする従来の高温蒸気による硬化方法に比べ、処理時間を大幅に時間が短縮することが可能になり、経済的である。
【００２９】
ＳＭＣ材料を温水に浸漬させる方法としては特に限定されず、例えば、温水を入れた容器に、上記の未硬化のＳＭＣ材料を浸漬する方法を用いることができる。
【００３０】
また、表面に熱可塑性樹脂フィルムが付与されているＳＭＣを処理する場合には、このフィルムを剥がした後に浸漬処理してもよく、剥がさずにそのまま浸漬処理してもよいが、作業性の観点から、フィルムを剥がさずにそのまま処理することが好ましい。
【００３１】
本発明においては、得られたＳＭＣ硬化物は、破砕機等により破砕してＳＭＣ処理物とすることが好ましい。これにより、取扱いが容易になるので廃棄性が向上し、また、リサイクルをする場合においても、そのままリサイクル原料として利用することができる。破砕したＳＭＣ処理物の大きさとしては、廃棄の目的や、リサイクルの目的によって適宜設定できるが、平均粒径が５０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、破砕をする場合は、上記の浸漬処理により付与された水分を、乾燥によりあらかじめ除去してもよく、そのまま乾燥させずに破砕してもよい。
【００３２】
上記の方法で処理された本発明のＳＭＣ処理物は、そのまま焼却、埋立て等によって廃棄処理してもよいが、環境負荷を低減する観点からはリサイクルをすることが好ましい。
【００３３】
リサイクル方法としては限定されないが、例えば、セメント原燃料等に好ましく利用できる。これにより、可燃性樹脂成分は燃料として利用でき、残渣成分のガラス繊維と、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどの充填材は、セメント原料として利用できるので二次廃棄物の発生を防止でき、環境への負荷を低減することができる。
【００３４】
また、セメント原燃料以外にも、例えばコンクリート製品へＳＭＣ処理物を分散させて再資源化することもできる。更に、道路舗装用アスファルトバインダーの中にＳＭＣ処理物を分散させてアスファルト舗装材として使用し再資源化することもできる。
【００３５】
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３６】
【実施例】
実施例
＜未硬化ＳＭＣの製造＞
モノマーとしてフマル酸を４０部、プロピレングリコールを４０部、架橋剤としてスチレンモノマーを２０部、充填材として炭酸カルシウム１００部を常法により混合し、硬化後のマトリックス樹脂を不飽和ポリエステルとした、熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００３７】
次に、上記の熱硬化性樹脂組成物を、２枚の厚さ３０ミクロンのポリエチレンフィルム上に、ドクターナイフにより２６００ｇ／ｍ２となるように塗布して樹脂層を形成した。
【００３８】
上記２枚のうちの一方のポリエチレンフィルムの樹脂層上に、フィラメント径１５μｍ、ストランド１本あたりの番手が６００Ｔｅｘ、切断長２５ｍｍであるガラス繊維を９００ｇ／ｍ２となるように無方向に均一散布した。その後、上記２枚の熱可塑性樹脂フィルムの樹脂層が形成された内面同士を重ね合わせ、脱泡・含浸ロールにてガラス繊維強化材に樹脂組成物を含浸させ、幅１０００ｍｍで３０ｍ巻取り、直径３０ｃｍの巻取ロール状の未硬化ＳＭＣを得た。
【００３９】
＜未硬化ＳＭＣの硬化＞
上記の未硬化ＳＭＣの巻取ロールをポリエチレンフィルム付きのまま、８０℃の温水で１０時間浸漬して硬化させた。浸漬には、大きさが１００×１００×１５０ｃｍの容器を用いた。
【００４０】
＜破砕＞
上記の硬化後のＳＭＣを、フィルムを剥がさずに破砕機により破砕して、平均粒径２０ｍｍ角のＳＭＣ処理物を得た。
【００４１】
比較例
ＳＭＣの硬化条件を４０℃×２４時間とする以外は、実施例と同様の条件で、未硬化ＳＭＣの製造及び硬化を行なった。
【００４２】
試験例
実施例及び比較例の硬化後のＳＭＣについて、１０箇所切断してＳＭＣの中央部が硬化しているか目視により観察した。その結果、実施例においてはすべての切断面において中央部まで完全に硬化していることが確認でき、破砕も容易に行なうことができた。
【００４３】
一方、比較例の硬化物においては、２４時間浸漬後においても、中央部まで完全に硬化しておらず、一部未硬化の状態であった。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、未硬化のＳＭＣ材料を廃棄又はリサイクルに適するように効率よく硬化させるＳＭＣ材料の処理方法、及び該方法によって得られるＳＭＣ処理物を提供できる。したがって、廃棄処理も容易であり、セメント原料等へのリサイクルにも好適である。