JP2010105244A - プラスチック廃材の再資源化方法、プラスチック成形体の製造方法およびプラスチック成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック廃材を連続的に破砕作業を行ったとしても材料切り替え時にプラスチック樹脂が混入してもリサイクル性がほとんど低下せず、リサイクル工程を短縮でき、かつ大部分を有効にリサイクルできるプラスチック廃材の再資源化方法を提供する。
【解決手段】ポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、ＡＢＳで構成されたプラスチック廃材、変性ポリフェニレンエーテル樹脂で構成されたプラスチック廃材、ＡＢＳとポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリカーボネート樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ならびに、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳとポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材を、連続的に破砕する工程を含むプラスチック廃材の再資源化方法およびプラスチック成形体。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック廃材の再資源化方法に関する。また、本発明はプラスチック成形体の製造方法およびプラスチック成形体にも関する。

近年、わが国では所得水準の向上に伴ない、エアコンディショナ（本明細書において、以下、「エアコン」とも記載する。）、テレビジョン受信機（本明細書において、以下、「テレビ」とも記載する。）、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサなどの情報機器、プリンタ、ファックスなどの事務用機器、その他の各種の家具、文具、玩具などが、一般家庭に高い普及率で備えられるようになっており、家庭生活における利便性は飛躍的に向上しつつある。その結果、これらの家電製品をはじめとする製品の廃棄量も年々増加する傾向にある。従来は、これらの家電製品などの廃材の再資源化は、鉄くずの回収ルートを通して行なわれる場合が多かった。

しかし、近年では、家電製品をはじめとする各種製品の部材の構成材料が変化し、鉄をはじめとする金属からなる部材が減少し、プラスチックからなる部材の割合が増加する傾向にある。プラスチックは、鉄をはじめとする金属よりもデザインの自由度が大きく、構成成分の調製や添加剤の使用などにより金属では実現の難しい種々の特性を発揮し、軽量で、耐久性が高いなどの多くの利点を有するためである。

近年の家電製品をはじめとする各種製品の廃材は、各種構成部材の材質構成が複雑化しており、鉄や銅をはじめとする有価金属からなる部材の割合が少なくなり、有価性が低く、かつ従来の処理方法では多大の手間と経費がかかるプラスチックからなる部材の割合が多くなっている。また、従来の鉄くずの回収ルートでは、このような廃材を再資源化しても採算が取れないため、対応が難しい状況になりつつある。

これらのプラスチックからなる部材は、原油などの埋蔵化石燃料を基礎原料として合成されるものが多く、資源の有効活用の観点から、これらのプラスチックからなる部材の再資源化の推進が近年強く要求されてきている。

また、原油などの埋蔵化石燃料の燃焼による二酸化炭素および硫黄酸化物の放出による地球温暖化、酸性雨といった環境破壊や、塩素化合物を含むプラスチックの焼却処理によるダイオキシンの生成、飛散といった環境汚染、さらには嵩の大きいプラスチックを含む廃棄物の増大によるゴミ埋立処理場の不足といった問題を抑制するという観点からも、これらのプラスチックからなる部材を備えた製品の廃棄物の再資源化が重要かつ緊急の課題となってきつつある。なお、本明細書においては、プラスチックからなる部材を、「プラスチック部材」とも呼称する。また、本明細書においては、プラスチック部材の廃棄物を「プラスチック廃材」とも呼称する。

上記の状況を受けて、２００１年４月に家電リサイクル法が施行された。家電リサイクル法においては、エアコン、テレビ、冷蔵庫および洗濯機の家電製品４品目のリサイクルが義務付けられ、それぞれの製品の再商品化率については、エアコン６０％以上、テレビ５５％以上、冷蔵庫５０％以上、洗濯機５０％以上の法定基準値が定められている。

そして、上記の家電リサイクル法の施行を受けて、プラスチック廃材の回収は進みつつある。回収されたプラスチック廃材の再資源化方法としては、プラスチック廃材を燃料として使用する、いわゆるサーマルリサイクルに関する方法が従来から多く活用されている。しかし、このような方法によれば、燃焼による炭酸ガスの発生などの問題があるため、社会的要請に充分に沿った方法であるとはいえない。

そこで、回収されたプラスチック廃材から、たとえば手作業で解体し、プラスチックの系統ごとにプラスチック部材を分離して、それらのプラスチック部材を再度、製品の部材またはその原料に加工して使用するプラスチック廃材の再資源化方法が提案されている。このような再資源化方法は、上記のサーマルリサイクルと対比して、マテリアルリサイクルと言われている。

上述のようにしてプラスチックの系統ごとに分離されたプラスチック部材は、加熱溶融して再度成形することにより比較的容易にマテリアルリサイクルすることが可能である。そのため、現在、プラスチック廃材のマテリアルリサイクルの比率を高めることを目的として、プラスチック廃材のマテリアルリサイクルによる再資源化方法の研究開発が、各方面で多大な努力を払って行なわれている。

しかしながら、プラスチック廃材、特に、家電製品および事務用機器などに使用されていたプラスチック廃材は、厳しい環境で長期間使用されることが多いため、廃材となった時点ですでに特性が低下しており、変色または退色などの外観上の特性の低下だけでなく、強度、柔軟性などの物性も低下し、耐久性に乏しい材料になっていることが多い。そのため、プラスチック廃材は、要求特性の高いプラスチック部材に用いられるプラスチックのバージン材の代替とはならず、要求特性の低いプラスチック部材の原料として用いられることが多い。

現在のところ、プラスチック廃材のマテリアルリサイクルとしては、このようなカスケードリサイクルが主流となっている。そのため、プラスチック廃材から再生されるプラスチック成形体の用途が限られてしまい、サーマルリサイクルされているプラスチック廃材が大量にあるという問題がある。ここで、本明細書において、「バージン材」とは、未使用のプラスチックのことを意味するものとする。また、本明細書において、特性の低下したプラスチック廃材を、要求特性の高いプラスチック部材に用いられるバージン材の代替用途ではなく、要求特性の低いプラスチック部材の原料として用いることを、「カスケードリサイクル」と記載するものとする。

このような問題を克服するため、上記のプラスチック廃材からのマテリアルリサイクルにより得られるプラスチック成形体の特性を向上させ、要求特性の高いプラスチック部材としても使用可能な水準に到達させるべく、多くの研究開発がなされている。たとえば、プラスチック廃材（マテリアルリサイクル材料）にバージン材を混合することによって特性を保持する方法が、数多く提案されている（たとえば、特開２０００−１５９９００号公報（特許文献１）、特開２００１−２６７１９号公報（特許文献２）、特開２００３−１６０７２４号公報（特許文献３）などを参照。）。たとえば、プラスチック廃材を樹脂の種類、添加剤の種類で選別し選別に応じて処理することで再使用可能な高純度の廃プラスチックを得る方法が提案されている（特開２００４−１２２６６１号公報（特許文献４））。
特開２０００−１５９９００号公報 特開２００１−２６７１９号公報 特開２００３−１６０７２４号公報 特開２００４−１２２６６１号公報

上記のように、市場から回収されたプラスチック廃材を主原料とするマテリアルリサイクルによる再資源化方法であって、得られるプラスチック成形体の用途が広く、プラスチック部材またはその原料としても使用可能な特性を有する成形体を得る方法が望まれている。また、効率的かつ低コストのプラスチック廃材の再資源化方法の開発が強く望まれている。しかし、そのような再資源化方法は未だ知られていない。

また、最近は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、電子ペーパーなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が身の回りの製品に搭載されてきており、たとえば、テレビ、パーソナルコンピュータ、モニター、ビデオ、カメラ、携帯電話、カーナビゲーション、情報携帯端末、小型ゲーム機など、様々な分野で幅広く利用されてきている。ＦＰＤの市場規模はその省電力、省スペース、軽量といった特性から、近年の高度情報化社会の進展に伴い急激に増加している。これに伴い、これらＦＰＤの廃棄量も年々増加していくことが予想され、リサイクル活動などの環境活動において、リサイクル性向上等の要求が強くなってきている。

ところが、これらＦＰＤは比較的新しい製品であること、また、現状は比較的廃棄物の量が少ないこともあり、ブラウン管テレビのようなリサイクルは実用化されていない。廃棄されたＦＰＤは廃棄物の処理施設で破砕されて、シュレッダーダストとともに埋め立て処理あるいは焼却処理されているのが現状である。

加えて液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどに代表される薄型テレビにおいては、近い将来、家電リサイクル法の適用品目として追加される動きもある。この場合、資源の有効活用や再商品化率向上などの観点から、当該製品のキャビネットなどに使用されているプラスチック廃材の再資源化方法の開発についても強く望まれている。

たとえば、薄型テレビの一例である液晶テレビのキャビネットにおいては、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）とポリスチレン樹脂（ＰＳ）のアロイ材（ＰＰＥ＋ＰＳ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）のアロイ材（ＰＣ＋ＡＢＳ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）が主に使用されている。そこで、上記材料をマテリアルリサイクルするためには、バージン材と遜色ない物性が要求されるため、再資源化する際は高純度なリサイクル材の回収が重要となる。高純度なリサイクル材を回収するためには、異材質物の除去が必要であり、異材質物としては、たとえば、異種プラスチック類、キャビネットに取り付けられたシール、ロゴバッチ、振動防止用テープ、コード結束用バンドなどが挙げられる。特に、リサイクルプラントによる処理工程において異物が混入する過程としては破砕時であり、たとえば、上記のようなキャビネット材料を無作為に破砕することでも４種類ものプラスチック樹脂が破砕片には混ざった状態で存在することになる。

上記でも述べたが、再商品化率向上のためにはこれらキャビネットのリサイクルは必須であるが、異種プラスチックが混入した状態ではリサイクルは非常に困難であるため複雑な分離工程が必要となる。また、プラスチック材種に分け時間毎に切り替えるなどの工程を行った場合でも、材料切り替え当初には切り替え前のプラスチック樹脂の混入を避けることは困難である。さらに、プラスチック材料別に破砕機を設置することは、リサイクルプラントにとってコスト、スペース等の点から有効な手段とはいえない。

上記の現状に基づき、本発明が解決しようとする課題は、キャビネットなどのプラスチック廃材を連続的に破砕作業を行ったとしても材料切り替え時において切り替え前のプラスチック樹脂が混入してもリサイクル性がほとんど低下せず、プラスチック樹脂のリサイクル工程を短縮でき、かつキャビネットの大部分を有効にリサイクルできるプラスチック廃材の再資源化方法を提供することである。

また、本発明が解決しようとする課題は、より詳しくは、キャビネット材として使用されている、ＰＰＥ＋ＰＳ、ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＳ、ＡＢＳを適切に破砕することにより、効率的にプラスチック廃材を再資源化できる方法を提供することである。

さらに、本発明の別の課題は、プラスチック廃材から、マテリアルリサイクルにより、多用な用途に応じた特性を有するプラスチック成形体を提供することにある。

本発明者らは、ＰＰＥ（またはＰＰＥ＋ＰＳ）とＰＳの組み合わせが完全相溶である点、ＰＣ（またはＰＣ＋ＡＢＳ）とＡＢＳ（またはポリメタクリル酸エステル樹脂（ＰＭＭＡ）またはＡＢＳとＰＭＭＡのアロイ材（ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ））およびＰＣ（またはＰＣ＋ＡＢＳ）とＰＳの組み合わせは非相溶であるが両方になじみ易い添加剤により物性低下が改善できる点、ＰＰＥ（またはＰＰＥ＋ＰＳ）とＡＢＳまたはＰＰＥ（またはＰＰＥ＋ＰＳ）とＰＣ（またはＰＣ＋ＡＢＳ）またはＡＢＳとＰＳの組み合わせにおいては非相溶でありかつ、両方になじみ易い添加剤などがほとんど無いため、物性低下の改善が困難な点に着目し、破砕の順序を決定すれば、非相溶かつ物性の回復が困難な樹脂同士の混入を防ぐことができ、１台の破砕機で連続的に破砕を行うことができるため設備コストの削減、異種樹脂の分離などのリサイクル工程の短縮を図ることができることより上記課題を解決できるとの着想を得、鋭意検討を重ねた。本発明は以下の通りである。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法は、ポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、ポリスチレン樹脂とポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリカーボネート樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ならびに、ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材を、連続的に破砕する工程を含むことを特徴とする。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法においては、ポリスチレン樹脂とポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材とポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、および／または、ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材と、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材とを連続的に破砕することが、好ましい。

また本発明のプラスチック廃材の再資源化方法においては、ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材とポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、および／または、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材とを、連続的に破砕することが、好ましい。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法において、ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリスチレン系樹脂で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材の順序で繰り返し連続的に破砕することが、好ましい。

本発明におけるプラスチック廃材は、ブラウン管テレビ、液晶ディスプレイテレビ、プラズマディスプレイテレビ、有機ＥＬディスプレイテレビ、無機ＥＬディスプレイテレビ、フィールドエミッションディスプレイテレビから選ばれる少なくともいずれかであることが、好ましい。

本発明はまた、上述した本発明のプラスチック廃材の再資源化方法を含む、プラスチック成形体の製造方法についても提供する。

本発明はさらに、上述した本発明のプラスチック成形体の製造方法により製造された、プラスチック成形体についても提供する。

本発明のプラスチック成形体は、マテリアルリサイクルされる製品に用いられるものであることが好ましい。

本発明のプラスチック成形体は、マテリアルリサイクルされる製品が、家電製品と、ＯＡ機器と、電機電子部品とからなる群より選ばれる少なくともいずれかであることが、好ましい。ここにおいて、マテリアルリサイクルされる製品が、フラットパネルディスプレイが搭載された製品の部品であることが好ましく、また、フラットパネルディスプレイが搭載された製品は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイおよび電子ペーパーから選ばれる少なくともいずれかであることが、好ましい。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法によれば、破砕工程において、材料切り替え時当初に発生する混合プラスチック破砕片を分別または廃棄する必要が無いため、効率よくマテリアルリサイクルすることができ、連続的に破砕機を運転することができかつ、リサイクル工程を短縮できるため、リサイクルコストを低減するとともに再商品化率を向上することができる。

また、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法によれば、１台の破砕機で運用することができるため、設備コストや設置スペースの問題を解決することができる。

また、本発明のプラスチック成形体の製造方法によれば、プラスチック廃材を主原料とするマテリアルリサイクルを行うことで、多様な用途に適した特性を有するプラスチック成形体を提供できる。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法におけるプラスチック廃材としては、テレビからの廃棄物であることが好ましい。テレビとしては、ブラウン管テレビ、液晶ディスプレイテレビ、プラズマディスプレイテレビ、有機ＥＬディスプレイテレビ、無機ＥＬディスプレイテレビ、フィールドエミッションディスプレイテレビであることが好ましい。上記テレビのキャビネットから回収されたプラスチックの材質としては、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）とポリスチレン樹脂（ＰＳ）からなるアロイ材（ＰＰＥ＋ＰＳ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）からなるアロイ材（ＰＣ＋ＡＢＳ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）とポリメタクリル酸エステル樹脂（ＰＭＭＡ）からなるアロイ材（ＰＣ＋ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）とポリメタクリル酸エステル樹脂（ＰＭＭＡ）からなるアロイ材（ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）が使用されているケースが多い。なお、本明細書中でいう「アロイ材」とは、複数のポリマーを混合することで、新たな特性を持たせた高分子である、いわゆるポリマーアロイを指す。

図１は、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法の好ましい一例を示すフローチャートである。また、図２は、本発明におけるプラスチック廃材の破砕順序の好ましい一例を示すフローチャートである。以下、プラスチック廃材が具体的に使用済み製品である液晶テレビのキャビネットである場合を例に挙げ、図１または図２を参照しながら、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法について詳細に説明する。

まず、使用済みの液晶テレビからキャビネットを回収する（ステップＳ１）。キャビネットは通常、複数本のビスで固定されているため、ドライバーを用いてビスを外すことによりキャビネットを取り外すことができる。液晶テレビのキャビネットは、ＰＰＥ＋ＰＳ、ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＣ＋ＰＭＭＡ、ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ、ＰＳ、ＡＢＳの廃材（それぞれ、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材、ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材、ＰＳ廃材、ＡＢＳ廃材）を含み、当該ステップＳ１ではこれらの廃材が回収される。

次に、キャビネットとは異なる材質のもの（「異材質物」と称する）を除去する（ステップＳ２）。異材質物としては、たとえば、キャビネットに取り付けられたシール、ロゴバッチ、振動防止用テープ、コード結束用バンドなどが挙げられる。また前部のキャビネットには塗装が施されていることが多いが該塗膜も異材質物である。これら異材質物の混入は物性低下要因となるため除去することが好ましい。キャビネットから異材質物を除去する方法としては、切削、研磨などの機械的方法や、薬品を用いた除去など、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を適宜使用することができる。

次に、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材、ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材、ＰＳ廃材、ＡＢＳ廃材を材質ごとに仕分けする（ステップＳ３）。仕分けは、たとえば、キャビネットに記載された材質表示を確認しながら行う。

次に、仕分けされたキャビネットを１０ｍｍ程度に破砕する（ステップＳ４）。本発明のプラスチック廃材の再資源化方法は、当該工程において、各材質ごとのプラスチック廃材を連続的に破砕することを特徴とする。すなわち、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法は、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）で構成されたプラスチック廃材（ＰＳ廃材）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）で構成されたプラスチック廃材（ＡＢＳ廃材）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）とポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）とのアロイ材（変性ポリフェニレンエーテル樹脂）で構成されたプラスチック廃材（ＰＰＥ＋ＰＳ廃材）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）とポリカーボネート樹脂（ＰＣ）とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材（ＰＣ＋ＡＢＳ廃材）、ポリカーボネート樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材（ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材）、ならびに、ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材（ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材）を、連続的に破砕する工程を含むことを特徴とする。このような本発明のプラスチック廃材の再資源化方法によれば、破砕工程において、材料切り替え時当初に発生する混合プラスチック破砕片を分別または廃棄する必要が無いため、効率よくマテリアルリサイクルすることができ、連続的に破砕機を運転することができかつ、リサイクル工程を短縮できるため、リサイクルコストを低減するとともに再商品化率を向上することができる。また、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法によれば、１台の破砕機で運用することができるため、設備コストや設置スペースの問題を解決することができる。

また、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法における破砕工程では、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材とＰＳ廃材、および／または、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材またはＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材とＡＢＳ廃材とを連続的に破砕することが好ましい。上述してきたようにプラスチック廃材が使用済み製品である液晶テレビのキャビネットである場合には、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材とＰＳ廃材、および／または、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材とＡＢＳ廃材を連続的に破砕する（破砕順序が隣り合わせになる）ことが好ましい。すなわち、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材を破砕した後には続けてＰＳ廃材を破砕し、逆に、ＰＳ廃材を破砕した後には続けてＰＰＥ＋ＰＳ廃材を破砕することが好ましい。また、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材を破砕した後には続けてＡＢＳ廃材を破砕し、逆に、ＡＢＳ廃材を破砕した後には続けてＰＣ＋ＡＢＳ廃材を破砕することが好ましい。

さらに好ましくは、（１）ＰＰＥ＋ＰＳ廃材、（２）ＰＳ廃材、（３）ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材またはＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材、（４）ＡＢＳ廃材、（５）ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材またはＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材、（６）ＰＳ廃材、（７）ＰＰＥ＋ＰＳ廃材の順序で、繰り返し連続的に破砕する。

ここで、図２は、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法における破砕工程の好ましい一例を示すフローチャートである。図２に示す例では、まず、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材を破砕し（ステップＳ１１）、続けてＰＳ廃材を破砕し（ステップＳ１２）、さらにその後、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材またはＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材（図２に示す例ではＰＣ＋ＡＢＳ廃材）を破砕し（ステップＳ１３）、続けてＡＢＳ廃材を破砕する（ステップＳ１４）。このとき、破砕する１つの材質については、ある程度の破砕量または破砕時間を設けることが好ましい。

また、破砕品を回収する容器（フレコンバックなどが好ましい）は破砕品を切り替える時と同時に取り替えることが好ましい。図２に示す例では、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材（ステップＳ１１）からＰＳ廃材（ステップＳ１２）へ切り替える時、ＰＳ廃材からＰＣ＋ＡＢＳ廃材（ステップＳ１３）へ切り替える時、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材からＡＢＳ廃材（ステップＳ１４）へ切り替える時に、同時に、容器を取り替えることが好ましい。

また、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材の破砕段階において同時にＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材およびＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材を投入してもかまわないし、また、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材の次にＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材およびＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材の破砕を行うことが好ましい。なお、破砕処理を行う材料は順序どおりであればどの材料から開始してもかまわない。

また、前記ＰＳ廃材からＰＣ＋ＡＢＳ廃材を切り替える時、切り替え当初はＰＣ＋ＡＢＳ廃材にＰＳ廃材がコンタミとして混入する。そのため、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材に切り替え当初は新規フレコンバック等で破砕片を回収し、適当な破砕時間が経過した後に別途フレコンバック等でＰＣ＋ＡＢＳ廃材の破砕片を回収することがより好ましい。なお、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材からＰＳ廃材へ切り替える場合も同様であることがより好ましい。

なお、上記以外の破砕手順、破砕順序を踏んだ場合、たとえば、図１の工程（ステップＳ３）を省略しキャビネットを破砕した場合、５種類の樹脂が混入した破砕片が得られる。この破砕片はそのままリサイクルすることが非常に困難になり分離工程が必要となるが、分離工程は非常に複雑なものとなる。また、ＰＰＥ＋ＰＳにＰＣ＋ＡＢＳまたはＡＢＳが混入した場合、または、ＰＳにＡＢＳが混入した場合、そのまま成形を行うと物性低下は避けられず、かつこれらに有効な相溶化剤がほとんど無いため、物性の回復を行うことが困難となる。その結果、リサイクルコストの上昇や再商品化率の低下を招く。

その後、キャビネット破砕物を洗浄し、付着している汚れ、埃、異物などを除去する（ステップＳ５）。洗浄には、従来公知の適宜の方法を特に制限されることなく用いることができる。

次に、洗浄したキャビネット破砕物を乾燥する（ステップＳ６）。乾燥条件としては、たとえば、８０℃で４〜６時間程度という条件が例示されるが、これに限定されるものではない。また、乾燥設備についても、恒温器、除湿乾燥機、熱風乾燥機などが挙げられるが、これについても特に限定はされない。

次に、乾燥後の樹脂材料（ＰＰＥ＋ＰＳ、ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＣ＋ＰＭＭＡ、ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ、ＰＳ、ＡＢＳ）について、少量を抜き取りロット検査を行う（ステップＳ７）。これにより、ＰＰＥ＋ＰＳ廃材、ＰＣ＋ＡＢＳ廃材、ＰＣ＋ＰＭＭＡ廃材、ＰＣ＋ＡＢＳ＋ＰＭＭＡ廃材、ＰＳ廃材、ＡＢＳ廃材の特性を把握し、特性改善処方を組むことが可能となる。検査項目としては、たとえば、引張強度、伸び、曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃強度などの機械物性や流動特性、難燃特性などが挙げられる。検査方法、装置としては、たとえば引張強度についてはＪＩＳ Ｋ７１１３の規定に準拠した引張破断点降伏強さとして、オートグラフＡＧ−１（島津製作所製）を用いて、伸びについてはＪＩＳ Ｋ７１１３の規定に準拠した引張破断点伸びとして、オートグラフＡＧ−１（島津製作所製）を用いて、それぞれ測定することができる。曲げ強度についてはＪＩＳ Ｋ７２０３の規定に準拠してオートグラフＡＧ−１（島津製作所製）を用いて、曲げ弾性率についてはＪＩＳ Ｋ７２０３の規定に準拠してオートグラフＡＧ−１（島津製作所製）を用いて、また、ノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度についてはＪＩＳ Ｋ７１１０の規定に準拠して測定してＩＺＯＤ衝撃試験機（（株）東洋精機製作所製）を用いて、デュポン面衝撃試験についてはＪＩＳ Ｋ７２１１の規定に準拠してデュポン面衝撃性試験機（（株）東洋精機製作所製）を用いて、それぞれ測定することができる。さらに、流動特性についてはＪＩＳ Ｋ７２１０の規定に準拠してメルトフローテスター（ＣＥＡＳＴ社製）、難燃特性についてはＵＬ９４Ｖの規定に準拠した方法を用いて測定することができる。

次に、ロット検査の結果により、特性改善処方を決定する（ステップＳ８）。ここにおいては、たとえば、ＰＣ＋ＡＢＳに対してＡＢＳが混入（コンタミ）している場合、または逆の場合、添加する相溶化剤の種類、物性回復剤（エラストマーや難燃剤など）の種類および量などを決定する。上記添加剤類は従来公知のものを使用すればよい。また、廃材の劣化度合いに応じては、バージン材の添加量を決定する。ここで、相溶化剤、エラストマー、難燃剤などは市販品を使用すればよい。また、ＰＰＥ＋ＰＳに対してＰＳが混入（コンタミ）している場合、または逆の場合は両樹脂は完全相溶であるため、相溶化剤の添加は不要であり、特性改善処方としては、従来公知の方法を適宜施せばよい。

次に、各樹脂、相溶化剤、エラストマー、難燃剤、バージン材などの混合物を加熱溶融し、ペレット状の成形用樹脂原料を製造する（ステップＳ９）。ペレット製造は、押出成形機により行なうことができる。押出成形機は、特に限定されるものではなく、たとえば単軸押出成形機、二軸押出成形機あるいは多軸式押出成形機などを好ましく使用することができる。

上記混合物をペレット状に成形してマテリアルリサイクルする場合には、押出成形した後に、シートカット、ストランドカット、ホットエアカット、アンダーウォーターカットなどの方法により造粒することができる。また、後で射出成形により特定の形状に成形する場合には、樹脂原料の供給が円滑に行え、大量に処理できる点で、アンダーウォーターカット法が特に好ましい。

ペレットの粒径は１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましい。また、ペレットの粒径は８ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましい。ペレットの粒径が１ｍｍ未満の場合には、浮遊するため作業性が低下しやすく、ペレットの粒径が８ｍｍを超えると、成形機のシリンダ内で充分に溶融しないため、均一な混練が困難になりやすい。

上述した成形用樹脂原料の形状は、ペレット状に限定されず、たとえばシート状、フィルム状、パイプ状などの形態とすることができる。したがって、押出成形機の種類、使用の態様あるいは求められる特性などから適宜決定することができる。また、上述した成形用樹脂原料には、熱安定剤や光安定剤、帯電防止剤、滑剤、フィラ、銅害防止剤、抗菌剤、着色剤などの添加剤を、必要により、本発明の効果を害しない範囲の量で添加することができる。

次に、ペレット状の樹脂原料を射出成形機で加熱溶融し、プラスチック成形体を製造する（ステップＳ１０）。射出成形機としては、特に限定されるものではないが、たとえばスクリューインライン式射出成形機またはプランジャ式射出成形機などが挙げられる。

本発明は、上述した本発明のプラスチック廃材の再資源化方法を含むプラスチック成形体の製造方法についても提供する。本発明のプラスチック成形体の製造方法における上述した本発明のプラスチック廃材の再資源化方法以外の工程は、適宜公知の工程を組み合わせることができ、特に制限されるものではない。さらに、本発明は、上述した本発明のプラスチック成形体の製造方法により製造されたプラスチック成形体についても提供する。

本発明のプラスチック成形体は、マテリアルリサイクルされる製品に用いられるものであることが好ましく、この場合、マテリアルリサイクルされる製品は、家電製品と、ＯＡ機器と、電機電子部品とからなる群より選ばれる少なくともいずれかであることが好ましい。またマテリアルリサイクルされる製品は、フラットパネルディスプレイが搭載された製品の部品であってもよく、この場合、フラットパネルディスプレイが搭載された製品は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイおよび電子ペーパーから選ばれる少なくともいずれかであることが、好ましい。

以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実験例１＞
単一樹脂またはアロイ材が有する物性と他の樹脂が混入（コンタミ）した場合の物性の変化を調べるため、ＰＰＥ＋ＰＳ（ザイロンＴＶ０８Ｊ、旭化成ケミカルズ製）、ＰＣ＋ＡＢＳ（サイコロイＣ６６００、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスティクス製）、ＡＢＳ（テルランＧＰ３５、ＢＡＳＦ製）のバージン材ペレットをそれぞれ用意した。次に、これらバージン材ペレットを用いて、相溶化剤により物性回復が可能な系（ＡＢＳとＰＣ＋ＡＢＳのブレンド品）と相溶化剤が無いため物性回復が困難な系（ＰＰＥ＋ＰＳとＰＣ＋ＡＢＳとのブレンド品、ＰＳとＡＢＳとのブレンド品、およびＰＰＥ＋ＰＳとＡＢＳとのブレンド品）を用意した。ブレンド品全体の重量を１００として、それぞれ、１００／０、９５／５、９０／１０、５０／５０、１０／９０、５／９５、０／１００のブレンド比率で均一に混合した、ＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＰＥ＋ＰＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＳ／ＡＢＳおよびＰＰＥ＋ＰＳ／ＡＢＳのペレットを用意した。

次に、ブレンド品を除湿乾燥機（（株）松井製作所製）にて乾燥後、スクリュー径２５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２６の二軸溶融混練押出機（（株）テクノベル製））を用いて設定温度（ＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＳ／ＡＢＳおよびＰＰＥ＋ＰＳ／ＡＢＳは２３０℃、ＰＰＥ＋ＰＳ／ＰＣ＋ＡＢＳは２５０℃）で加熱溶融混練すると共に押出成形し、ペレタイザーを用いてカットし、ペレット状のプラスチック成形体を得た。次に、除湿乾燥機（（株）松井製作所製）にて乾燥後、ブレンド品のペレットを１０トン射出成形機（日精樹脂工業（株）製）のホッパーに投入し、成形温度（ＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ、ＰＳ／ＡＢＳおよびＰＰＥ＋ＰＳ／ＡＢＳは２３０℃、ＰＰＥ＋ＰＳ／ＰＣ＋ＡＢＳは２５０℃）、金型温度６０℃、冷却時間３０秒の射出成形条件で、ＡＳＴＭ準拠の物性測定用試験片を作製した。そして、これら各試験片を用いて、後述する引張強度、伸び、曲げ強度、曲げ弾性率、ノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度を測定した。

〔物性測定方法〕
（１）引張強度（ＭＰａ）および伸び（％）
ＪＩＳ Ｋ７１１３の規定に準拠して、引張破断点降伏強さ、引張破断点伸びとしてそれぞれ測定した。なお、「引張強度」、「伸び」とは、材料を一定の速度で引張、応力と歪との関係を求めるもので、伸長された材料は、はじめに弾性変形をし、その後塑性変形をはじめ、極大強度に達し、さらに降伏点を超えるとネッキングを生じ、破断に至る。応力の一番大きいところ（最大点応力）を「引張強度」、破断したときの歪（破断点伸び）を「伸び」としている。

（２）曲げ強度（ＭＰａ）および曲げ弾性率（ＭＰａ）
ＪＩＳ Ｋ７２０３の規定に準拠してそれぞれ測定した。なお、「曲げ強度」、「曲げ弾性率」とは、２点で支えた試験片の中心に応力をかけることにより、応力と歪との関係を求めるものである。応力の一番大きいところを「曲げ強度」、応力−歪曲線の傾きを「曲げ弾性率」としている。

（３）ノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度（ｋＪ／ｍ²）
ＪＩＳ Ｋ７１１０の規定に準拠して測定した。

（４）面衝撃強度（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｋ７２１１の規定に準拠して測定した。

実験例１の物性測定結果を表１（ＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳブレンド品）、表２（ＰＰＥ＋ＰＳ／ＰＣ＋ＡＢＳブレンド品）、表３（ＰＳ／ＡＢＳブレンド品）および表４（ＰＰＥ＋ＰＳ／ＡＢＳブレンド品）に示す。表１では、ＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ＝５０／５０、１０／９０、５／９５の系、つまりＰＣ＋ＡＢＳがリッチでＡＢＳがコンタミとして混入している系では物性の低下はほとんど確認されなかった。一方、逆の系であるＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ＝９５／５、９０／１０では、ノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度において、ＡＢＳ単体に比べ物性が低下した。また、表２では、ＰＰＥ＋ＰＳとＰＣ＋ＡＢＳの全てのブレンド系において、引張伸びとノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度とデュポン面衝撃強度の低下が著しかった。表３では、どのブレンド系においても引張伸びやノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度の低下はほとんどないものの、デュポン面衝撃強度の低下が著しかった。表４では、ＰＰＥ＋ＰＳ／ＡＢＳ＝９５／５の系ではデュポン面衝撃強度が著しく低下しており、９０／１０、５０／５０、１０／９０、５／９５の系では引張伸び、ノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度、デュポン面衝撃強度のいずれもが著しく低下した。

＜実験例２＞
次に、表１におけるＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳブレンド品のノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度がＡＢＳ単体の物性に比べ低下した比率（９５／５、９０／１０）にて、相溶化剤を添加することによる物性の回復を試みた。ＰＣ＋ＡＢＳとＡＢＳのバージン材を上記ノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度が低下するブレンド比率にて混合したものに、相溶化剤（メタブレンＣ２２３Ａ三菱レイヨン製）を１０重量部（ブレンド品、ここではＡＢＳ／ＰＣ＋ＡＢＳ、の重量を１００とした時の重量比率）添加し実験例１と同様の操作を行った。

実験例２の結果を表５に示す。相溶化剤を添加することによってノッチ付ＩＺＯＤ衝撃強度が添加前に比べ増加していることが確認できる。

今回開示された実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法によれば、効率よくマテリアルリサイクルすることができ、多様な用途に応じた特性を有するプラスチック成形体を得ることが可能となる。また、プラスチック廃材を再生する際、リサイクル工程の短縮、再商品化率の向上さらに、本発明のプラスチック成形体の製造方法により、プラスチック廃材を主原料とするマテリアルリサイクルを行ない、多様な用途に適した特性を有するプラスチック成形体を提供することができる。

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法の好ましい一例を示すフローチャートである。 本発明のプラスチック廃材の再資源化方法における破砕工程の好ましい一例を示すフローチャートである。

Claims (11)

1. ポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、ポリスチレン樹脂とポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリカーボネート樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ならびに、ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材を、連続的に破砕する工程を含む、プラスチック廃材の再資源化方法。
2. ポリスチレン樹脂とポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材とポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、および／または、ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリメタクリル酸エステル樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材と、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材とを連続的に破砕する、請求項１に記載のプラスチック廃材の再資源化方法。
3. ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材とポリスチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、および／または、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材とを、連続的に破砕する、請求項１または２に記載のプラスチック廃材の再資源化方法。
4. ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリスチレン系樹脂で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂で構成されたプラスチック廃材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材、ポリスチレン樹脂とポリカーボネート樹脂とのアロイ材で構成されたプラスチック廃材の順序で繰り返し連続的に破砕する、請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチック廃材の再資源化方法。
5. プラスチック廃材が、ブラウン管テレビ、液晶ディスプレイテレビ、プラズマディスプレイテレビ、有機ＥＬディスプレイテレビ、無機ＥＬディスプレイテレビ、フィールドエミッションディスプレイテレビから選ばれる少なくともいずれかである、請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチック廃材の再資源化方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のプラスチック廃材の再資源化方法を含む、プラスチック成形体の製造方法。
7. 請求項６に記載のプラスチック成形体の製造方法により製造された、プラスチック成形体。
8. マテリアルリサイクルされる製品に用いられる、請求項７に記載のプラスチック成形体。
9. マテリアルリサイクルされる製品が、家電製品と、ＯＡ機器と、電機電子部品とからなる群より選ばれる少なくともいずれかである、請求項８に記載のプラスチック成形体。
10. マテリアルリサイクルされる製品が、フラットパネルディスプレイが搭載された製品の部品である、請求項８に記載のプラスチック成形体。
11. フラットパネルディスプレイが搭載された製品が、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイおよび電子ペーパーから選ばれる少なくともいずれかである、請求項１０に記載のプラスチック成形体。

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