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廃プラのマテリアルリサイクル；リバースパレット
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PalletSystem○正行本正雄（中部大学）非松浦英樹（（株）富山環境整備）

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１．はじめに金型へ乗せる試料の量を一定にした。ポリエチレン、ポリ本研究では、容器包装材のリサイクルにより製造されている富山環境整備株式会社製「リバースパレット」と容器包装材のバージン材であるポリエチレン、ポリプロピレンを実験試料とし、引張試験、熱重量減少試験、燃焼試験及び核磁気共鳴分光法を行った。引張試験ではパレットは様々な環境で使用されるため、試験片を１０℃、２５℃の状態で４時間以上保管し、室温を１０℃、２５℃にして試験を行っプロピレンはペレット状であるため、９９とした。リバース
パレットはパレットから切り出したもの及び粉末を試験片に成形できる分だけ使用した。ポリエチレンのペレットは日本ポリエチレン株式会社ノバテックTMHDHJ560、ポリプロピレンは日本ポリプロ株式会社ノバテックTMPP
MGO3Bである｡プレス成形には､東洋精機製作所製Mini
TestPressを使用した。

た。破断した試験片は断面を光学顕微鏡にて観察した。熱重量減少試験では試料の熱分解に伴う重量現象から、分解挙動の変化を比較した。燃焼試験では試料の単位時間あたりの発熱速度を測定し比較した。核磁気共鳴分光法は試料の分子構造の比較とリバースパレットに含まれる不純物の解析を行った。
２．リバースシステム（株）富山環境整備が行っているオリジナルリサイクルシステム（リバースシステム）は、プラスチック廃棄物をFig.１PhotoofSpecimen再製品化するリサイクルシステムで、廃プラスチックを材料にする施設（原料化施設）と再生材料を製品化する再製品製造施設（リバースエ場）からなっており、リバースパ

3.2引張試験

ポリプロピレンの引張特性とその温度依存性について立命館大学の酒井らの研究では破断形態と温度の関係で試験温度に関し23℃を境界にして、それより高い温度域では繊維状を示し、２３℃以下では脆性的な破断形態を示す事がわかっている。この結果を元にパレットの使用環境の点から試験室及び試験片温度を１０℃、２５℃に設定した。試験速度
は立命館大学の酒井らの研究及び徳島大学の松居らの研究を参考にし、本研究室の引張試験機PS‑5000及びペンレコーダーＲ−３０２を考慮して５ｍｍ/mｉｎとした。試験はJIS

レットはここで作られる。家庭から分別収集したプラスチック容器包装を原料化施設で破砕・洗浄．乾燥・造粒し、パレットの材料（ペレットミル）を製造する。ペレットミ
ルをプラスチック溶融機にて220℃から250℃で溶かしてゲル状にし、１０００トン及び３０００トンプレスでプレス成型して完成する。リバースエ場ではリバースパレットの他にリバースボード、リバースベンチ、リバースＯＡフロアなどが製造されている

K7113及びK7100に準じて行う。

３．実験装置と方法

3.3ＮｌＨＲ測定

3.1試験片の作成

ポリエチレン、ポリプロピレン、リバースパレット、リ本研究では､試験片は厚さ２ｍｍの２号形試験片とした。

バースパレット：ポリエチレン５０：５０、リバースパレット：

これまでに材料をポリプロピレン、厚さ２，３ｍｍの１号形ポリプロピレン５０：５０の試料を板状に成形後､切削し粉状試験片および厚さ２，３ｍｍの２号形試験片を各３回、室温25℃の条件下で本研究室の引張試験機にて試験を行ったが、引張試験機の測定範囲内で破断したのは厚さ２ｍｍの２号形試験片のみであったため、このサイズの試験片を使う。プレス成型条件を表４に示す｡試験片を作るに当たり、にしたものを使用した。通常、ＮＭＲは使える試料に事実上制限がないなら、用いる試料の体積はかなり大きくてもよく、正確な量は問題にならない。本実験機JNM‑ECA400FT

NMR装置はスペーサーと呼ばれる下敷きを試験管の最下部に挿入し、試験管規定値まで試料を充填する。そして試料
7９

の上からさらにスペーサーを挿入するという方法である。にピークが見られ、それぞれCH3基、２４．３ppm及び30.7ppmのピークはCH2基、ＣＨ基である。強度は24.3ppmのCH2基

観測中心はlOOppm、観測範囲は25kHz、積算回数は256回である。

が最も高く、１５０を超えた。リバースパレット：ポリプロ

４．実験結果4.1引張試験

43.4ppmにピークが見られる。リバースパレット：ポリエ

4.1.1ポリエチレン

ＣＨ基である。強度は24.3ppmのCH2基が最も高く、１１０をピレン５０：５０の試料では、19.4ppm、２４．３ppm、31.4ppm，チレン５０：５０の試料と同様に、それぞれCH3基、ＣH2基、温度条件10℃での試験において、標線間距離上ではほとんど変化が見られず、平均伸び率は0.12％であった。最大超えた。

引張強さは22.8〜23.5m⑪a、平均最大引張強さは23.41征ａであり、実験開始から３５〜４５秒で脆性的に破断した。
温度条件２５℃での試験において標線間距離上の伸びは小さく、伸び率が2.04％となった。最大引張強さは20.5〜21.51V⑲a、平均最大引張強さは20.91"ａであり、脆性的に破断した。
4.1.2ポリプロピレン

温度条件１０℃での試験において、最大荷重時の伸びは26.5〜27.0ｍｍであり、平均伸び率は7.60％となった。最大引張強さは31.0〜32.8Ⅲ征aで､平均最大引張強さは31.61Ｖ⑲ａで､実験開始から８０〜９５秒で脆性的に破断し、降伏点が観察された。破断時の引張強さは26.8〜30.3ＭＰａで平均破断強さは28.4m ａであった。破断時の伸びは28.0〜31.0ｍｍで平均伸び率は１８％となった。試験片には標線間距離上に若干の白濁化が観察された。
温度条件２５℃での試験において、最大荷重時の伸びは27.0〜27.5ｍｍで、伸び率が9.20％となった。最大引張強さ
は25.9〜27.3m a、平均最大引張強さは26.6h征ａで、最大引張強さはどの試験片も開始から約６０秒であった｡破断はFig.２ＮＭＲChart
５．考察
5.1引張試験延伸的であり､試験片が裂けるようにゆっくりと破断した。
破断時の引張強さは約2.71〜11.41V⑱ａであり、破断時の伸びは37.5〜44.0ｍｍで、平均伸び率は６６％となった。試験片には標線間距離上に白濁化が観察された。

ポリエチレン、ポリプロピレン、リバースパレットの最大引張強さは１０℃での条件の方が大きい値となったが、伸び率は２５℃の条件の方が大きい値となった。ポリプロピレンに観察された試験片の白濁化は分子鎖が軸方向に伸ばされ整列することで起こる「ネッキング」であると考えられる。試験片の破断面を光学顕微鏡で観察した結果より、破断面から２５℃の条件下ではポリエチレンでは破断面の繊維質状のものが大きくなり、ポリプロピレンでは標線間距離全体が白濁化、リバースパレットでは表面が白っぽくなった。このような変化が２５℃の条件下で顕著に現れたのは、高温下では鎖状分子を構成する原子の熱運動が活発になったためであると考えられる。リバースパレットの最大引張4.1.3リバースパレット

温度条件１０℃での試験におけるリバースパレットは全ての試験片の破断面に不純物が見られた。標線間距離上の伸びは小さく、平均伸び率は0.84％であった。最大引張強さは10.0〜14.2A a、平均最大引張強さは12.91 ａで、実験開始から１５〜３４秒で脆性的に破断した。図５４より実験開始から破断までの荷重及び時間が試験片により大きく変化した。

温度条件２５℃での試験における標線間距離上の伸びは強さ、破断時間が試験片により大きく変化したのは、破断面にさまざまな大きさ､種類の不純物が見られたことから、小さく、伸び率が0.60％となった。最大引張強さは8.48〜10.3鞭a、平均最大引張強さは9.481V⑱ａで、実験開始から15〜24秒の間で脆性的に破断した。図２より実験開始から不純物が強度に大きな要因となることがわかった。
5.2NMR測定

破断までの荷重及び時間が試験片により大きく変化した。

ポリエチレンは構造上ＣH2のみであり、測定したＮＭＲスペクトルにはCH2基の範囲でピークが１つである。ポリプロピレンの構造はＣＨ、CH2、CH3であるため、測定したNMRスペクトルには３つのピークがある○このことからリバース

4.2Ｎl服測定

ポリエチレンでは、３１．１ppmにピークがあり、ＣH2基によるものであり、強度の値は３００を超えた。ポリプロピレン
では、２０．２ppm，２４．８ppm、４２．６ppmにピークがあり、それパレット100％の試料にはポリエチレンのCH2基のピークとポリプロピレンのCH3基、ＣH2基、ＣＨ基の４つのピークがぞれCH3基、ＣH2基、ＣＨ基によるものであった。強度はCH2ある。

基が最も高く、１７０を超えた。一例として図２に測定したリバースパレット１００％の結果を示す｡20.4ppm､24.8ppm、31.1ppm、４２．６ppm、128ppmにピークが見られる。２０．４ppm

128ppmのピークはアルケンまたは芳香族のものであることから、上記で示したようにポリスチレンはベンゼン環を含む芳香族化合物である。128ppmで見られた不純物はポリスチレンではないかと考えられる。また文献23)から128ppmのみにポリスチレンの影響と考えられるピークが１つある
ため、アイソタクチックのようなポリスチレンと推定されのピークはCH3基､24.8ppm及び31.1ppmのピークはCH2基、42.6ppmのピークはＣＨ基である。強度は24.8ppmのCH2基が最も高く、９０を超えた。128ppmのピークはアルケンまたは芳香族の不純物である。リバースパレット：ポリエチレる。

ン50:５０の試料では、１９．４ppm､２４．３ppm､３０．７ppm､４３．１ppm
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