平成9年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

廃F R Pのリサイクル技術とその用途技術開発（第3報）
佐藤 壱・末光宜雄。江田善昭・北坂 学・這越克己＊
工業化学部 ＊大分大学工学部応用化学科

Recycling Technique of DisposalFRP
AtsushiSATO，Nobuo SUEMITSU，YoshiaklEDA，Manabu KITASÅ監A，EatumlHAYAXOSHI＊＊Department of Applied Chemistry，Faculty of Engineering，0まta University
ヒEヨ

熱硬化性廃プラスチック（廃F P R）粉砕物を熱可塑性廃プラスチック（P P）のフィラー（充填材）として用い，その物性評価を行った．

7年度う 8年変は粉砕したF P Rの特性及びP Pと廃F R P粉砕物の物理特性等の評価を行った．9
年度は，F R P粉末を添加したP P樹脂に電磁遮蔽効果を持たせるための実験を行った．その結果，カーボン添加量15vol％以上で電磁遮蔽効果があった．のペレット製品となるための用途が広範囲に拡大される．

1．はじめにFRP製品製造企業。廃棄物処理業界・ゴミ処理を行う

本県には，プラスチック製品製造企業が 50社以上あ地方公共団体にとっては，この開発効果は極めて大きい。

り，リサイクルが困難な熱硬化性樹脂製品製造の企業が多く仁処理対策には大変苦慮している。
特にFRPの再利用技術はプラスチックの中でも処理

2．実験方法が困難であり，企業にとって解決すべき重要な課題であ

今回の実験では（株）東九州道船所の主に廃船のボデる．一般にFRP船に用いられるFRPの主材料は5 ガ

ィー，浴槽等に使用されていたFRPを解体，破壊し，ラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂であり，これらの材アサオカ（株）のFRP粉末化装置で微粉砕したものを料は多種多様な種渠がある．ガラス繊維はその組成によ使用した．P Pは日本ポりオレフィン（株）製顆粒状って種類があるが，FRP船に使用されるガラス繊維は，（SHG47ト2），カーボンは日立化成製高結晶化カーボン

無アルカリガラスでEガラスと呼ばれ，ガラス繊維と不を用いた．

飽和ポリエステル樹脂とを強く密着させるために，表面2．1 F R P粉末を添加したP P樹脂ペレットの作製
FRP混合物はシリンダー温度1700Cとし，PPとF処理剤が塗られている．不飽和ポリエステル樹脂の種類もきわめて多種多様であり，同系の樹脂でもメーカーにRPは体積割合で混合し，FRP含有率11．1vol％，25．0

より配合の相違で強度や光沢等が自由に変化できる．不vol％で行い，比較対象用として軽質炭酸カルシウムを

飽和ポリエステル樹脂は分類の仕方も様々であるが，一5％，10％，20％添加したペレットを用いた。

例として組成で分類すると，オルソフクル酸系樹脂とイ2．2 カーボン添加樹脂ペレットの作製

ソフタル酸系樹脂がある．不飽和ポリエステル樹脂生成のための縮合反応にはぅ 酸として無水マレイン酸や無水粉末PPと高結晶化カーボン（日立化成製）をへンセフタル酸，アルコールとしてエチレングリコールやプロルミキサーで†昆合（400C−2800RP汚−10分）しチ 微粉FRP

ピレングリコールが良く使用される．

を加え更に5分間混合した．2軸ベレタイサーによりス
クリュー温度170〜1850Cでペレットを作成した．

本研究では仁微粉辞した熱硬化性廃プラスチック（廃FRP）を，熱可塑性廃プラスチック（PP）のフィラ2．3 試験片の作成

射出成型機 は（株）日本製鋼所製JSWJlOOEIトPをーとして用い，射出成型閏ペレットを作製し，射出成型用プラスチック材料の開発及びこの横脂を用いた製品開使用した．

発を行った。また，開発した樹脂に付加闇値を付けるた成形は以下の条件で行った．

め，カーボンを深如し，電磁遮蔽効果の実験を行った．

本研究の成果が実用化できれば，廃FRPが熱可塑性

射出圧力

ト

（1段目）

（2段目）

60％

20％

平成9年度 研究報告 大分県産業科学技循センタ剛20％

射出速蜜40％

保 圧50％

背 圧30％

3，1．2 引張り弾性率（kgf／m悶2）

金型温度40◇C

結果は，Fig．2のとおりであった量

FRP含有率が高いと強度は低下したが，無水マレイン酸変性PPの添加量によって変化すると思われる．

FRP含有率が多くなるほど弾性率は高くなった，FR

シリンダー温度 1700C㌘より軽質炭酸カルシウムをフィラーとした方が高く，

2．4 言式験片の物性試験
2−4．1引張り強さ（k9f／獅m2）

未処理及び無水マレイン酸変性PPタ ステアリン酸処理

試験方法はタンザク型を用いチャ夕闇距離50弧夕 引張

では変化が認められなかった．

、、 ．こり速度5弧／災inで求めた。

三− ミ

2．卑．2 引張り弓削生率（k9ヂ／m用2）

結果は，Fig。3のとおりであった。

試験方法はタンザク型を用いチャ夕闇距離50乱温，引張無水マレイン酸変性PPを漆如したものが最も強く，また添加量が多いはど強くなった♭ ステアリン酸処理はり速度5弧／如甘で加重が5〜10kgfの問で求めた．

未処理よりも弱かった．

2。4．2 曲げ強さ（k9f／m獅Z）3．1．4 曲げ弾性率（k9干／m隅2）

試験方法はタンザク型を用い支点間距離5伽町，曲げ速

結果はぎig．4のとおりであった白 FRP含有率が多く度2弧／minで行った，
2．4．3 曲げ弾性率（k9ヂ／椚m2）

なるほど弾性率は高くなった旨 FRP粉末より軽質炭酸

試験方法はタンザク型を用い支点間距離5紬払曲げ速度

カルシウムをフィラーとした方が弾性率は高く，未処理3皿／minで荷重1〜2kgfの間で求めた．

1

空気比較式比重測定器で行った．

3

試料の採取量は15〜20g・で行った。

42．4．5 碩さ（バ】コール硬さ）5

バーコール計GYZJ935を使用したe7

2．4七6 衝撃値（k9f／mm2）

8

エナジワイズ，切り吹きなしでシヤルビー測定機で測9︵N≡＼；三仙潔コ雌竺m22︵ノ︼222．4。4 比 重⑳SCMO寺SCM2盛S2M〇二S2M2◆CaC0310つJ2け4．8 電磁遮蔽勧果の測定

測定装置：アドバンテスト製 シールド効果評価器（T⑪SOMO9SOM2骨S2MOロS2M2024毘17301A） スヘクトロアナライザ州∩︶
一且1収縮率を求めた．

︵N≡＼ちこ掛丑散コ崇高

2

タンザクを作製した金型の寸法とさ 成型品の寸法から

0ごじ

2．4．7 収縮率（％）

30

Fig．1 引張り強さ

一⊥定した衝撃波填エネルギーを単位面積当たりで表示した。

20

FRP添加量（柑橘）ヰCaCO35

試験片の大きさは150mmx150mnx2。5mmで行った七03．1 F R P粉末滞加のP P樹脂ペレットの実験結果
結果はぎまg奪1のとおりであった．

ハu

314 【

︵J7 8

軽質炭酸カルシウムよりも弱かった，遜S紬舶￣ミニ、Jニ
ヰ〇aCロ32をステアリン酸2wt・％で処理した方が未処理より強いが）⇔SOM23t％タ3雨％では無添加より20％程度強くなった。FRP母S〇MOAT

5 6率呈161㌔−01％では∫ 無水マレイン酸変性PPの‡恭加量2w

ぎig♭3 引張り弾性率

3ぎ記P含有率が多くなるほど強受は，低下するが含有30へトリを示す事

20︵J3 4は無水マレイン酸変性PPを表し，数値は含有量（＼701％）︵℃岩＼喜テ慧若一竜

以下のぎまg中の説明の記号でき Sはステアリン酸，M

10FRP添加量（択汗射︵U OU

3．1 1引張り強さ（k9f′／mm2）︵U OO 460U

ふ 92
6 7 183．実験結果

1020FRP添加量（vc‡％）

ぎig巳3 曲げ強さ

309平成9年度 研究報告 大分県産業科学技術センタ仙1上及び無水マレイン酸変性PPタ ステアリン酸処理では変化が認められなかった。

23．1．5 比 重（言式験片）㊥SOMO

9÷＝∵∵二儲S2M〇
ニS2卜，ペ28︹UヰC責：037O︵n︶結果は，ぎ皇g．6のとおりであったb 無水マレイン酸変10
FRP添加量（∨〇；％）302こ〉︵卜U性PP処理は未処理と殆ど差がなかったが，ステアリン

53．1．6 硬さ（パ冊コール硬さ）

nU4小さかった．

︵U31701％までは1以下であった 理論値よりは0．01〜0．02︵㌔ ︶ 描 選 挙

結果は｝ Fig。5のとおりであった。F毘Pの比重はま．
57，軽質炭酸カルシウムは2．70であり，FRP含有率25

酸処理では低かった唇 軽質炭酸カルシウムが最も高かっ

7た廿

3∴8 衝撃値（k9ず／獅m2）

yまg．7 収縮率8

結果は，官主g．8のとおりであった．

結果は》ぎig．7のとおりであった．

含有率が少ない試料は披填せず測定不可能であった．

93．1．7 収縮率（％）

軽質炭酸カルシウムを添加した樹脂の収縮率が最も大各処理の影響は殆どなかった． FRP含有率が多くな

きく，その他は大きな差はなかった。
2二45隆S2M〕／ミニ∵ニ6◎S〔〉MO与SDM2
慮S2fJD己S2M2
せCaC03︹U01︵hU

1e S〇M2︵∈∈＼﹂餌ご型鮒養● ご∴■二三・ニ︹＝︺︵hU420831

さ11︵N≡＼ちこ掛由哀掌姦

341120︵Uヱ

るほど小さくなった．

6

ヰC己CO31

FRP添加量（柑橘）O097

へU 2O8︹U

4丁ぎig．4 曲げ弾性率

10820

3〇2D10FRP添加量（vc【％）9Fig．8 衝撃値

23．2 カーボンを添加した樹脂の実験結果

3⑧SOM〔）全てFRPのギ恭加量はil。呈＼，01％で行った

令SOM245僅S2MO3。2．1引張り強きき 引張り弾性率（k9ヂ／mm2）

こS2「J2せCaCO3

引張り強さき 引張り弾性率の測定結果はタ yまg．9のとおりであったぞ

6

引張り強さはさ カーボン無添加で2．32監gf／mm三であっ∴たが〉添加量約2師01％では2蒙ヱ服gざ／mm2と若干低下したE

FRP添加量（〉0【ワ；）引張り弾性率は，カー・ボン添加量の増加とともに直線空気比較式

ぎig．5 比 重的に高くなり，伸びにくくなった。

7凪 ■302−0CFRP添加量（∨0㌔）

9510152025カーボン添加量、）〇更C℃）

7 8

Fig−9 引張り強さ（最大強斐〉，弾性率Fig．6 バーコール硬さ

9【−15 肌ハ∪20︹UごU81D

2 25やCaC□3︵U n︶

6〈≡S2M20竃 S2rvう〇・ り5445⑬ 〉

5＝ ∴∴■∴づ亭プ

2ま︵等モ芯g潮藍按﹁︼皿竺ひ4⑬S鉦邦︑／

3r02r6︵十Uモ忘芭軋悪コ璧芯

／′⑬／︹U

12れ皆ミー﹇・童心ヽ

7 ︵宮﹂︶
1ふ9 2 3 4∴

平成9年度 研究報告 大分県産業科学技術センタ仙123．2。2 曲げ強き，曲げ弾性率（k9ヂ／mm2）3

測定結果はぎig．10のとおりであった．

56であった．また，曲げ弾性率は，カーボン添加に対して78直線的に増加した．

︵笥︶畔薫饉頸 味 攣

4

曲げ強さは，カーボン添加量に関係なく約3．5Ⅹgf／mm…

●20MH z
督 50Mトj z
ぢ2〔〕OMH z

9士500Mトz

10025︑．J

34Fig．10 曲げ強さ（最大強度），曲げ弾性率53．2。3 電界遮蔽効果の測定結果

6

測定結果はぎiglllのとおりであった。

カーボンの添加量が増加するはビタ 遮蔽効果があった。

3．2．4 磁界遮蔽効果の測定結果

測定結果はFig曇12のとおりであった．カーボンの漆加

4．麦とめ

1rOl％以上の添加で高周波100かIHz以下で効果があること発泡体で摩擦し，表面電位計で試験片の電位を測り，最が分かった。

高値を表面電位とする比較試験で行った。

カーボン漆加量15vol％以上では静電気を殆ど帯びな

測定結果は，Fig．13のとおりであった−

かったため，エCケース等に使用が可能である。

カーボン涼加量が10％以上で，表面電位は1監Ⅴ以下となった。また，表面電位がOVになるまでの穏和時間にもよるが，カーボン添加量ユ5vol％以上では帯電しにくいペレットができた。
12●／︵等︶緑薫魔弾酷轟／／㊥ 2Cトノ1H z■▲：■／儲 ／眉キ1〇CV廿＝
三 50D「∨けz／メン／

6藍一ノーー／L

戒三孝一ニ←○

Fig．13 表面電位

カーボン添加ペレットの電磁遮蔽効果については，15表面電位の測定は，ダンベル試験片をポリウレタンの925等に利用が可能である．

3．2・．5 表面電位8 ＿1020

混合ペレットの用途は下水管や析，マンホールの内蓋量の増加による磁界遮蔽効果の差は殆ど無かった．

775︵u︺

れた．

10カーボン添加量（〉0】？0）8

加量約20＼701％では周波数が500トiHzでほぼ完全に遮蔽さ

557

また，周波数は低いほど遮蔽効果があり，カーボン添4J：︵︶害せ細憧爛

0 5 10 15 20
カーボン添加量（vo蟻）

3

∴

23．0
800710 †5
力仙ボン添加量（朕汗㍍Fig．12 磁界遮蔽効果

1⊥2︵芋≡＼もさ静坐捌mヒ窃

4う

3．6︑︑ゝ

さ︹バ︶4︵J3︵芋書＼もさ勅潔ト︶窃

2〇†C

152025

カーボン添加量（、ノ0≡：8）

Fig覇11電界遮蔽効果

ニー1