平成8年廣 研究報告 大分県産♯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 藍第2報ラ佐藤 壱・末光宜雄一江注善昭一木村彰宏＊
工業化学部・＊大分大学工学部応用化学科

RecycLingTechniqueofDisposalFRP
AtsushiSATO，NobuoSUEM王TSてJ，Yoshi盆iEDÅA女i旭○ⅨⅢ正URA＊‡n血s旺1扇Chemic威Divsion＊DepartmentofAppiiedChemistry，Facul年OfEn如eering，OitaUniversi巧T
要

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年度は粉砕したF P Rの熱分析，ガラス繊維量の測定，比重測定∴加水分解物質の同定夕 及びP Pと廃F R P粉砕物の各種混合比のペレットを水冷法で作製し物理特性等の評価を行った，その結果水冷でペレットを作製するとF R Pが加水分解することがわかった．8年度はホットカット法と空冷法で試験片を作製し，物性評価したがタ 物性の差が無かったので今後は空冷法でペレットを作製することにした．今回は微粉F R PとP Pの分散性及び親和性を検討するためき 無水マレイン酸変性P Pの添加及び表面をステアリン酸処理した微粉F R Pを用いフィラーとしての添加効果を調べた．比較フィラーとして表面を脂肪酸で処理した軽質炭酸カルシウムを使用した．無水マレイン酸変性P P添加の効果としては引張り強度，曲げ強さが強くなった．またステアリン酸による表面処理により分散性は向上しているが，強変に対して向上は認められなかった。
1．はじめに
本研究では，微粉砕した熱硬化性廃プラスチック

本県には，プラスチック製品製造企業が 50社以上あり，リサイクルが困難な熱硬化性樹脂製品製造（廃F R P）を，熱可塑性廃プラスチック（P P）の企業が多く，処理対策には大変苦慮している．のフィラーとして用い，射出成型用ペレットを作製し，射出成型用プラスチック材料の開発及びこの樹

特にF R Pの再利用技術はプラスチックの中でも脂を用いた製品開発を行う．

処理が困難であり，企業にとって解決すべき重要な本研究の成果が実用化できればタ 廃F R Pが熟可課題である．一般にF R P船に用いられるF R Pの主材料はタ ガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂で塑性のペレット製品となるための用途が広範囲に拡あり， これらの材料は多種多様な種類がある．ガラ大される。F R P製品製造企業・廃棄物処理業界8

ス繊維はその組成によって種類があるがj F R P船

ゴミ処理を行う地方公共団体にとってはタ この開発に使用されるガラス繊維は，無アルカリガラスでE効果は極めて大きい。

ガラスと呼ばれ，ガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂とを強く密着させるためにタ 表面処理剤が塗ら芝． 素敵方法れている．不飽和ポリエステル樹脂の種類もきわめ

今回の実験では（株〉 東九州造船所の廃棄物で主て多種多様であり，同系の樹脂でもメーカーによりに廃船のボディー，浴槽等に使用されていたF R P

配合の相違で強度や光沢等が自由に変化できるe 不を解体，破壊したものをアサオカ（株）のF R P粉

飽和ポリエステル樹脂は分類の仕方も様々であるが，末化装置で微粉砕したものを使用したp P P及び無一例として組成で分類すると，オルソフクル酸系樹

水マレイン酸変性P Pは日本ポりオレフィン（株〉

脂とイソフタル酸系樹脂がある。不飽和ポリエステ製顆粒状（ShIG47卜2）7（ジュイアロマーER320P）

ル樹脂生成のための縮合反応には，酸として無水マをステアリン酸は和光純薬工業（株）製試薬特級をレイン酸や無水フタル酸，アルコールとしてエチレ鞘いた七ングリコールやプロピレングリコールが良く使用さ

2．1 粉末F R P養面にステアリン酸処理
ステアリン酸はC二？H3∈C O O H融点約？00Cれる．

−14一

平成8年度 研究報告 大分県産婆科学妓禰センタ…

で，粉末F R Pに対して重量で2％添加しヘンセルミキサーで800Cに上昇後5分間混合した．

2・5．8 賦■片内部の樹脂やガラス■＃書の分散

北海道立工業技術センターで測定して頂いた。日立建機（株）製超音波探査映像装置HITÅCHI−7000で2．2 無水マレイン酸変性P Pの添加

FR P含有率20（Vol％）のダンベル試験片を測定

マレイン酸はC2H乞（C00H）2 融点約1330Cである。無水マレイン酸変性P Pは，P Pとマした．

レイン酸が結合し，脱水反応により一部にラジカル

2．5．9 色についてがある．粉末P Pに対して重量で2．3％涼加しへダンベル試験片を分光測色計（ミノルタ製 Ch卜50

ンセルミキサーで常温で5分間混合した，8d〉 でき Lab値を測定した，

2．3 ペレットの作製

FRP混合物はシリンダー温度170やCとし，P3。 実験結果

P及びP Pと無水マレイン酸変性P Pの混合はダイ3．1引張り強さ（短f／覗2）の温度を1600Cとした。異臭はしなかった．FR

結果はFig−1のとおりであった．

Pの混合物は体積割合で含有率（ⅤⅣ％）10，20％で行いj 比較対象用として軽質炭酸カルシウム

ン酸，Mは無水マレイン酸変性PPを表し，数を5，10，20％とした．

値は含有量 川t％）を示す．

以下のざi宮中の説明の記号で，Sはステアリ

2．41試験片の作成

F R P含有率が多くなるほど強度は，低下する

射出成型機 は（楳）日本製鋼所製（JiOO−S）型をが含有率10 いYol％）では，無水マレイン酸変性使用した。ペレットによって流動性や粘度等が異なるため，ひけやバリ等のない理想的な試験片が作成

P Pの添加量2，3（Wt％）では無添加より20％程度強くなった．FR Pをステアリン酸2（Wtできる夕 景通な射出圧力∵速度で作製した。

％）で処理した方が未処理より強いが，軽質炭酸2、5 試糠片の穐性拭■カルシウムよりも弱かった．

2．5．1引積り躊さ（短f．m■こ）FRP含有率が多いと強度は低下しているが，試験方法はタンザク型をノ弔いチャク問距離50監邑，無水マレイン酸変性P Pの添加量によって変引張り速度5乱温血inで求めた．
2．5．2 引張り弾性率（短f／刑罰2）化すると思われる。

試験方法はタンザク型を用いチャク閤距離50皿，3．2 引護り書性事（嶋∵・Ⅲこ）
結果は，Flg−2のとおりであった．

引張り速度5皿皿／′minで加重が5〜10kgfの間で求めF R P含有率が多くなるほど弾性率は高くなった．

た．

2．5．2曲け強さ（厄−．・mれ：）F昆Pより軽質炭酸カルシウムをフィラーとした方

試験方法はタンザク型を用い支点問距離5銅町が高く，未処理及び無水マレイン酸変性PP，ステアリン酸処理では変化が認められなかったこ 軽質炭

曲げ速度2孤独′mlnで行った．
2．5．3 曲げ弾性率（短 ∴mれヱ）酸カルシウムよりも伸び易くなった。

試験方法はタンザク型を用い支点間距離50温温曲げ

3，3 曲げ強さ（惚管／閥2）
F R P含有率がユ0 い 01？も）で最も高かった．

速度3軋隠ノ最nで荷重1〜2kgぎの閤で求めた．

結果は，F土g−3のとおりであった．無水マレイン

2．5．4 比i酸変性PPを涼如したものが最も強く，また漆加量が多いほど強くなった。ステアリン酸処理は未処理

空気比較式比重測定器で行った．（試料の採取量は15〜20g）

2．5．5 護さ（バーコール硬さ）よりも弱かった．

バーコール計GYZJ935を使用した．

3．4 曲げ弾性串（短●れれこ）
結果はFig−4のとおりであった．F毘P含有率が2．5．6 蘭書彊（厄 ・研トノ珊こ）多くなるほど弾性率は高くなった，FR Pより軽質

エッジワイズ，切り吹きなしでシヤルビー測定機

炭酸カルシウムをフィラーとした方が高くタ 未処理で測定した衝撃破壊エネルギ叫を単位面積当たりで及び無水マレイン酸変性P P，ステアリン酸処理で表示した．

は変化が認められなかった。軽質炭酸カルシウムよ2．5．7 収嫡率（％）

りも曲がり易くなった．

タンザクの金型の採寸とタ 成型品との採寸から収縮率を求めた。

一15−

平成8年度 研究報告 大分県産業科学技術センター▼一○・・SOMO・−−…
・○‥
S（）MO・葛＝ SOM2

SOM2＝一e− S2MO

6−−−一昌一 S2M2

532−8⊥S2M2‥」レ‥SOM373「生− S2M3

4一丸−−・CaC03

3頭→トー C8C03

3船「仝r S2M31︵盲2＼︼ご こ 杓 頒

222−◎− S2MO3︵篭∈＼−址∠︶．。．．4．．−SOM321330 2 4 6 8 10「2141618 20 22っ︶

0 2 4 6 8 1012141618 20 22

FRP含有率〈V／Ⅵ％

FRP含有率（V／Ⅵ％

Fig−3 曲げ強さ

3Flg−1引張り強さ

・●＝SOMO・○＝SOVO

・セ・− SOM2

言出菖静鯉患コ潔芯‥8＝ SOM2・▲＝SOM3−▲−−SOM3−−−∈ト S2MO→；ト S2VO−∈トS2M2

一ぢトS2M2「皇−− S2M31』・S2M3−■舟・・− CaC03ヰーーー C8C03

D 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

0 2 4 6 8 「012「4「6「8 20 22FRP含有率（V／V）％

FRP含有率（V′丹）％

ng−4 曲げ弾性率

Flg−2 引張り弾性率−○・−SOMO

3．5 比重（試験片）

・雇・・SOM2‥ふ‥SO M3

結果は，Flg−5のとおりであった．F R Pの比重−㊤− S2MOは1．57で軽質炭酸カルシウムは2．70であった，その一与・・S2MZためF RPの方が小さく，F RP含有率20（Vol帰日l・05＋ C∂C03r皇−− S2M3％）までは1以下であった．理論値よりは0．01〜0．

02小さかった．FR P含有率が多くなるはど大きくなった。
0 2 4 6 8 1012141618 20 22

3．6 覆さ（バーコール覆さ）

FRP含有率（〉／〉）％

結果は，Fig−6のとおりであった．無水マレイン

Rg−5 比重酸変性P P処理は未処理と殆ど差がなかったが，ス・・●・−SOMO

テアリン酸処理では低かった．軽質炭酸カルシウム，−▲−・SOM3・亀・・SOM2

一台− SZMO†最±・⁚﹁リ︑が最も高かった．
3．7 衝撃値（短†・蘭／蘭2）

一← CaC03
5

含有率が少ない試料は破壊せず測定不可能であっ−1ヨーS2M2−−一会・・S2M3044た．各処理の影響は殆どなかった。FRP含有率が︵︶多くなるほど小さくなった．

0 2 4 6 B lO12141618 20 22

3．8 収縮率（％）

FRP含有率（V／V）％

Fig−6 バーコール硬ざ

結果は，Flg−7のとおりであった虚含有率10（Vol・％）では無水マレイン酸変性P P＝○−−SOMO
川儀一− SOM2が大きく，ステアリン酸処理，軽質炭酸カルシウム…▲−｝SOM3−昌一S2M29

差がなかった一

一一旨−−− S2MO0︵芭掛攫望は小さくなった．しかし含有量20（Vol％）では「金一 S2M3ヰ CaC03︵03．9 試験片内部の樹脂やガラス繊維時の分散処理の順に分散が良くなっている．（北海道立工業O技術センター測定者 小林氏の所見）

7▲U

未処理，無水マレイン酸変性PP，ステアリン酸

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

FRP含有率（V／〉）％Fig−7 収縮率−∴こ−

平成8年度 研究報告 大分県産♯科学技術センター
3．10 色について明度（い直）は軽質炭酸カルシウムが最も高かった．黄色さ（b値）は軽質炭酸カルシウムが最も高かったが，各処理の影響は殆どなかった．

ヰp まとめ

今回の実験により無水マレイン酸変性PPの使用及びF R P表面にステアリン酸処理することによって，次のようなことがわかった．

1。無水マレイン酸変性PP添加の効果としては，引張り強さ，曲げ強さが強くなっていた．これはFRPの樹脂と無水マレイン酸変性PPの混合物が一部架橋硬くなっていると思われる．

2・ステアリン酸によるFRPの表面処理により，分散性は向上したが，強度に対して向上は認められなかった．

これらの結果より，FR P含有率10〜20％までは比較的強度の低下は少なく，PP製品の増量剤としての役割は充分に果たし得ると考えられる℡

今後の課題として下記の点について検討を行う．
1．線画の形状の観察
2．スパイラルフローによる流動性の測定

3．1700C付近で分解ガスの測定
4．製品での成形性5。ペレットに付加価値付けるため，カーボン等を添加し電磁遮蔽効果の検討

6．F毘P含有率が多くなったときの表面処理等の効
果

当研究は国庫補助事業の戦略的地域技術形成事業で行っている．各分野の先生方に技術的なご指導や，ご助言頂きありがとうございました，合わせて，研修生及び共同研究者として研究を行った東九州造船㈱の幸松清見氏，由布合成㈱の須藤信幸氏に感謝を申し上げます．

ーユ7−