JP2015108126A - フッ素樹脂のリサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
加熱済みＰＴＦＥ樹脂成形品の機械加工過程で大量に発生する切削屑・端屑などの廃材から変形化処理を施すことなく再生原料とし、それを未加熱ＰＴＦＥ樹脂と混合し、特定の成形法にて加熱成形することによって、未加熱ＰＴＦＥ樹脂のみからなるものと同等若しくは近似の機械的物性の成形品を得ることが可能なフッ素樹脂のリサイクル方法を提供する。
【解決手段】
加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得る。
【選択図】 図１
加熱済みＰＴＦＥ樹脂成形品の機械加工過程で大量に発生する切削屑・端屑などの廃材から変形化処理を施すことなく再生原料とし、それを未加熱ＰＴＦＥ樹脂と混合し、特定の成形法にて加熱成形することによって、未加熱ＰＴＦＥ樹脂のみからなるものと同等若しくは近似の機械的物性の成形品を得ることが可能なフッ素樹脂のリサイクル方法を提供する。
【解決手段】
加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得る。
【選択図】 図１
Description
本発明は、フッ素樹脂のリサイクル方法に係わり、更に詳しくは加熱済みＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂成形品の廃材を未加熱ＰＴＦＥ樹脂と混合して再原料化し、特定の成形法にて加熱成形することによって、未加熱ＰＴＦＥ樹脂のみからなるものと同等若しくは近似の機械的物性の成形品を得ることが可能なフッ素樹脂のリサイクル方法に関するものである。
従来から、加熱済みＰＴＦＥ樹脂成形品の機械加工過程で大量に発生する切削屑・端屑などの廃材の処理が問題となっている。経験的に、未加熱ＰＴＦＥ樹脂に対して加熱済みＰＴＦＥ樹脂廃材が３０％程度発生している。ＰＴＦＥ樹脂は、溶融時の粘度が高いことから、熱溶融流動性を利用した廃材のリサイクルが不可能である。また、ＰＴＦＥ樹脂廃材を粉末化して成形用原料として再利用すると成形品の機械的物性が著しく低下してしまう。そのため、従来は加熱済みＰＴＦＥ樹脂廃材の殆どが産業廃棄物として廃棄処理されていた。
そこで、特許文献１では、加熱済の非溶融加工性フッ素樹脂（廃材）を、予め未加熱の非溶融加工性フッ素樹脂（未使用原料）の微細体よりも最大直線長さが大きい形状の微細体若しくはそれらの形状を含む微細体に変形化処理して再生原料とし、その後、未使用原料に混合して再生原料とし、従来通りの成形加工法、例えばフリーシンター法、フリーベーキング法、ホットコイニング法、ホットモールディング法及びアイソスタティックモールディング法等で成形して成形品を得ることにより、引張り強度を未使用原料のみからなる成形品の６５％以上にすることが可能なリサイクル方法が開示されている。また、特許文献１では、フッ素樹脂廃材を未加熱でフイブリル化性の非溶融加工性フッ素樹脂（未使用原料）に混合する場合には、フッ素樹脂廃材を、予め未加熱の非溶融加工性フッ素樹脂の微細体よりも最大直線長さが及びアスペクト比が大きい形状の微細体に変形化処理して再生原料とするというものである。ここで、廃材由来の再生原料粉末４０重量％と未使用原料粉末６０重量％を混合することで、未加熱ＰＴＦＥ樹脂と同等若しくは近似の機械的物性を持つ成形品が得られている。
しかしながら、特許文献１の方法では、加熱済みＰＴＦＥ樹脂成形品の粉砕物に変形処理を施す必要があり、コストが高くなることから実用的でなかった。粉砕物に処理を施すことなく、未加熱ＰＴＦＥ樹脂と同等若しくは近似の機械的物性を持つ成形品を得ることが課題である。
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、加熱済みＰＴＦＥ樹脂成形品の機械加工過程で大量に発生する切削屑・端屑などの廃材から変形化処理を施すことなく再生原料とし、それを未加熱ＰＴＦＥ樹脂と混合し、特定の成形法にて加熱成形することによって、未加熱ＰＴＦＥ樹脂のみからなるものと同等若しくは近似の機械的物性の成形品を得ることが可能なフッ素樹脂のリサイクル方法を提供する点にある。
本発明は、前述の課題解決のために、加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得ることを特徴とするフッ素樹脂のリサイクル方法を構成した（請求項１）。
ここで、前記フッ素樹脂がＰＴＦＥ樹脂であることが好ましい（請求項２）。
また、前記加熱済みフッ素樹脂粉砕物は、フッ素樹脂成形品の機械加工過程で発生する切削屑・端屑などの廃材からなることも好ましい（請求項３）。
そして、前記加熱済みフッ素樹脂粉砕物の平均粒径は、１００μｍ以下であるとより好ましい（請求項４）。
具体的には、前記成形法が高圧フリーシンター法であり、通常の予備成形圧力よりも高い１５０〜２００ＭＰａの予備成形条件で予備成形品を得た後、通常の焼成温度条件で焼成して混合系フッ素樹脂成形品を得るのである（請求項５）。
あるいは、前記成形法がホットプレス法であり、通常の予備圧力条件で予備成形品を得た後、焼成し、その後に溶融状態からプレスしながら冷却して混合系フッ素樹脂成形品を得るのである（請求項６）。
更に、前記混合系フッ素樹脂原料に、成形性を高める添加剤、機械的物性を改善する充填剤、着色用の顔料を選択的に混合することも好ましい（請求項７）。
以上にしてなる本発明のフッ素樹脂のリサイクル方法は、加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得るので、加熱済みＰＴＦＥ樹脂成形品の機械加工過程で大量に発生する切削屑・端屑などの廃材から変形化処理を施すことなく再生原料として利用することができ、産業廃棄物の発生量を極力抑制できるばかりでなく、リサイクルによる省資源化に寄与し、ひいては省エネルギー、温暖化ガス排出抑制に寄与するのである。
特に、前記成形法が高圧フリーシンター法であり、通常の予備成形圧力よりも高い１５０〜２００ＭＰａの予備成形条件で予備成形品を得た後、通常の焼成温度条件で焼成して混合系フッ素樹脂成形品を得る、あるいは前記成形法がホットプレス法であり、通常の予備圧力条件で予備成形品を得た後、焼成し、その後に溶融状態からプレスしながら冷却して混合系フッ素樹脂成形品を得ることにより、未加熱ＰＴＦＥ樹脂のみからなるものと同等若しくは近似の機械的物性の成形品を得ることができるのである。ここで、高圧フリーシンター法において、通常より高い予備成形圧力で成形することにより、粉砕粒子同士の密着度が高まり、成形品の機械的物性が向上すると推測できる。また、ホットプレス法により、フッ素樹脂の溶融温度以上で加熱し、加圧したまま冷却することにより、粉砕粒子同士の密着度が高まり、成形品の機械的物性が向上すると推測できる。
本発明のフッ素樹脂のリサイクル方法は、加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得ることを特徴としている。
ここで、本発明の「未加熱フッ素樹脂」とは、焼成していない未使用のフッ素樹脂原料を意味し、例えば、市販の重合上がり（いわゆる、バージン）の成形用の非溶融フッ素樹脂を用いることが可能である。
また、「非溶融フッ素樹脂」とは、融点以上に加熱されても、溶融流動性を示さず、溶融流動性によらない成形加工法に使用されるものであり、代表的にはＰＴＦＥ樹脂があるが、それ以外でも、溶融流動性によらない成形加工法によるフッ素樹脂は、本発明の対象とすることが可能である。例えば、ＰＴＦＥ樹脂及びＣｎＦ２ｎ＋１Ｃ＝ＣＦ２（ｎ＝１〜１２）、ＣｎＦ２ｎ＋１Ｏ〔ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ〕ｍＣＦ＝ＣＦ２（ｎ＝１〜５、ｍ＝０〜１０）、ＣｌＣＦ＝ＣＦ２等の共単量体とのＰＴＦＥ共重合樹脂が挙げられる。共単量体は、一般的には、少量（例えば、２％未満）であっても、成形性及び成形品の耐クリープ性と透明性を向上させて、しかも、本発明の効果が享受されるので、成形性を高める添加剤として混合可能である。
本発明の混合系フッ素樹脂原料は、非溶融フッ素樹脂の複合材に配合される充填剤（例えば、カーボン、グラファイト、二硫化モリブデン、ブロンズ粉若しくはガラス繊維等）を含むことが可能で、この場合には、加熱済みのフッ素樹脂粉末と、未加熱のフッ素樹脂粉末体及び充填剤との混合物と混合することにより、本発明の効果を増大させることが可能である。充填剤は、非溶融フッ素樹脂での成形加工での充填剤混合許容量が配合されても本発明の効果が維持される。
加熱済みフッ素樹脂廃材から再生原料粉末を得るには、公知の粉砕方法で廃材を粉砕する。例えば、加熱済みフッ素樹脂廃材を予め適宜な方法で小さなサイズに粗粉砕した後、冷凍粉砕装置で平均粒径１００μｍ以下に微粉砕する。ここで、平均粒径１００μｍより大きいと未加熱フッ素樹脂の粒径よりも大きくなって機械的物性が大幅に低下するので好ましくない。
通常のフリーシンター法は、成形用の未加熱フッ素樹脂粉末を常温の金型に均一に充填し、予備成形圧力が例えば１０〜３０ＭＰａ等により圧縮成形して予備成形品を形成し、この予備成形品を熱風循環炉等で樹脂の融点以上（例えば３６０℃）で一定時間（例えば、４〜１０時間）焼成し、冷却によって加工用素材（切削用素材であるビレット）を形成して、それを機械加工して所望形状の成形品に仕上げる成形加工法である。
本発明における加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末は、特に変形化処理を行わず、単に所定の粒度に微粉砕したものである。そして、再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得るのである。ここで、再生原料粉末が３０重量％を超えると、十分な機械的物性が得られなくなる。
本発明に係る高圧フリーシンター法は、通常の予備成形圧力よりも高い１５０〜２００ＭＰａの予備成形条件で予備成形品を得た後、通常の焼成温度条件で焼成して混合系フッ素樹脂成形品を得る成形法である。また、本発明に係るホットプレス法は、通常の予備圧力条件で予備成形品を得た後、通常の焼成温度よりも高い３７０〜３８０℃の焼成条件で焼成し、焼成後に溶融状態からプレスしながら冷却して混合系フッ素樹脂成形品を得る成形法である。本発明に係るホットプレス法において、通常の焼成温度よりも高い３７０〜３８０℃の焼成条件で焼成する理由は、加熱炉内で加熱した金型をプレス機にセットするまでに通常の焼成温度３６０℃を下回らないようにするためであり、溶融状態で加圧し冷却保持することが特徴である。
＜未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（未使用原料粉末）＞
本実施形態で使用した未加熱（未焼成）ＰＴＦＥ樹脂は、テフロン７Ｊ（三井デュポンクロロケミカル社製）であり、平均粒径は約５０μｍである。
本実施形態で使用した未加熱（未焼成）ＰＴＦＥ樹脂は、テフロン７Ｊ（三井デュポンクロロケミカル社製）であり、平均粒径は約５０μｍである。
＜加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末（再生原料粉末）の調製＞
上記の未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（テフロン７Ｊ）を金型に充填し、常温で５０ＭＰａにて予備成形したものを、３６０℃で５時間焼成し、成形品（φ９０ｍｍ×１５０ｍｍ）を作製した。この成形品を旋盤による機械加工してできた厚さ０．１ｍｍ程度のテープ状加工屑を冷凍粉砕して、平均粒径が約３５μｍの再生原料粉末を作製した。
上記の未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（テフロン７Ｊ）を金型に充填し、常温で５０ＭＰａにて予備成形したものを、３６０℃で５時間焼成し、成形品（φ９０ｍｍ×１５０ｍｍ）を作製した。この成形品を旋盤による機械加工してできた厚さ０．１ｍｍ程度のテープ状加工屑を冷凍粉砕して、平均粒径が約３５μｍの再生原料粉末を作製した。
＜混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末の調製＞
上記未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（テフロン７Ｊ）を７０重量％、加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末を３０重量％の量的比率にてミキサーで２分間混合して、混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末を調製した。
上記未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（テフロン７Ｊ）を７０重量％、加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末を３０重量％の量的比率にてミキサーで２分間混合して、混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末を調製した。
＜高圧フリーシンター法＞
図１は、本発明で採用した高圧フリーシンター法の概要を示している。先ず、常温の金型１に前述の混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末を充填し、予備成形圧力２００ＭＰａ、圧力保持時間５分間で予備成形品（φ５０ｍｍ×６０ｍｍ）を得る。この予備成形品２を脱型後、フリーの状態で熱風循環炉３にて３６０℃、５時間焼成する。それから、焼成後の成形品を打ち抜きにて引張試験用ダンベル試験片を作製した。
図１は、本発明で採用した高圧フリーシンター法の概要を示している。先ず、常温の金型１に前述の混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末を充填し、予備成形圧力２００ＭＰａ、圧力保持時間５分間で予備成形品（φ５０ｍｍ×６０ｍｍ）を得る。この予備成形品２を脱型後、フリーの状態で熱風循環炉３にて３６０℃、５時間焼成する。それから、焼成後の成形品を打ち抜きにて引張試験用ダンベル試験片を作製した。
比較試験のため、本発明の未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末７０重量％、加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末３０重量％の混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末の他に、未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（未使用原料粉末）１００％、加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末（再生原料粉末）１００％からなる原料粉末を用意した。そして、それぞれの原料粉末を用いて通常のフリーシンター法（予備成形圧力５０ＭＰａ、５分間（常温））と、本発明の高圧フリーシンター法（予備成形圧力１５０ＭＰａ、５分間（常温））と、本発明の高圧フリーシンター法（予備成形圧力２００ＭＰａ、５分間（常温））とで予備成形品を作製し、その後の焼成条件は通常の３６０℃、５時間と共通である。つまり、次の９種類の試験片(1-1)〜(1-9)を作製した。
・試験片(1-1)：未使用原料粉末１００％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(1-2)：未使用原料粉末１００％、高圧のフリーシンター法（１５０ＭＰａ）
・試験片(1-3)：未使用原料粉末１００％、高圧フリーシンター法（２００ＭＰａ）
・試験片(1-4)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(1-5)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、高圧フリーシンター法（１５０ＭＰａ）
・試験片(1-6)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、高圧フリーシンター法（２００ＭＰａ）
・試験片(1-7)：再生原料粉末１００％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(1-8)：再生原料粉末１００％、高圧フリーシンター法（１５０ＭＰａ）
・試験片(1-9)：再生原料粉末１００％、高圧フリーシンター法（２００ＭＰａ）
・試験片(1-2)：未使用原料粉末１００％、高圧のフリーシンター法（１５０ＭＰａ）
・試験片(1-3)：未使用原料粉末１００％、高圧フリーシンター法（２００ＭＰａ）
・試験片(1-4)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(1-5)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、高圧フリーシンター法（１５０ＭＰａ）
・試験片(1-6)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、高圧フリーシンター法（２００ＭＰａ）
・試験片(1-7)：再生原料粉末１００％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(1-8)：再生原料粉末１００％、高圧フリーシンター法（１５０ＭＰａ）
・試験片(1-9)：再生原料粉末１００％、高圧フリーシンター法（２００ＭＰａ）
＜機械的物性の試験方法＞
（１）比重測定
・測定法：水中置換法
（２）ＤＳＣ測定
・装置：ＤＳＣ６２２０（ＳＩＩ社製）
・昇温速度：５℃／分
・融点：１ｓｔrun（昇温）の吸熱ピーク温度
・融解熱量：１ｓｔrun（昇温）の融解開始温度から終了温度までのＤＳＣ曲線の積分値
（３）引張測定
・試験片：各成形品から機械加工にて厚さ２．５ｍｍの円板を作製し、円板からマイクロダンベル（全長４０ｍｍ、平行部寸法２０ｍｍ×４．５ｍｍ）を作製した。
・試験速度：２００ｍｍ／分
（１）比重測定
・測定法：水中置換法
（２）ＤＳＣ測定
・装置：ＤＳＣ６２２０（ＳＩＩ社製）
・昇温速度：５℃／分
・融点：１ｓｔrun（昇温）の吸熱ピーク温度
・融解熱量：１ｓｔrun（昇温）の融解開始温度から終了温度までのＤＳＣ曲線の積分値
（３）引張測定
・試験片：各成形品から機械加工にて厚さ２．５ｍｍの円板を作製し、円板からマイクロダンベル（全長４０ｍｍ、平行部寸法２０ｍｍ×４．５ｍｍ）を作製した。
・試験速度：２００ｍｍ／分
図２には、横軸に伸び（ひずみ）（％）、縦軸に引張応力（ＭＰａ）として各試験片(1-1)〜(1-9)の引張試験の結果を示し、表１には各試験片(1-1)〜(1-9)の比重、融点、融解温度、引張弾性率、引張最大応力、引張破断伸びの一覧を示している。尚、表１の値は、ｎ＝５〜６の試験片の平均値を示し、図２は代表的な１つの試験片の測定結果を示している。
この結果より、本発明に係る高圧フリーシンター法（試験片(1-5)：予備成形圧力１５０ＭＰａ、試験片(1-6)：予備成形圧力２００ＭＰａ）を採用した再生成形品（再生原料３０％）の機械的物性は、未使用原料を用いた成形品（試験片(1-1)：予備成形圧力５０ＭＰａ）の機械的物性と同等若しくは近似していることが分かった。試験片(1-4)の再生原料粉末３０％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）の再生成形品の場合、伸び−引張応力曲線の傾向が本発明の高圧フリーシンター法（試験片(1-5)、試験片(1-6)）の再生成形品と略同じであるが、引張最大応力と引張破断伸びにおいて若干劣っていることがわかる。比重測定より、再生原料粉末は予備成形圧力が大きくなることで高密度化することが分かり、その結果、予備成形圧力が大きくなると粒子同士の密着度が向上し、焼成中の緩和が小さくなると考えられる。また、引張測定により、予備成形圧力が大きくなることで、引張最大応力、引張破断伸びが向上することが分かり、予備成形圧力が大きくなることでより緻密化したためと考えられる。
＜ホットプレス法＞
図３は、本発明で採用したホットプレス法の概要を示している。先ず、常温の金型１に前述の混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末を充填し、予備成形圧力３０ＭＰａ、圧力保持時間５分間で予備成形品（φ９３ｍｍ×φ５２ｍｍ×６０ｍｍ）を得る。金型１に予備成形品２を入れたままの状態で、熱風循環炉３にて３８０℃、５時間焼成する。それから、金型１をプレス機にセットして予備成形品２が溶融状態で３０ＭＰａの圧力で本成形しながら冷却し、金型内の温度が２００℃以下になるまで約１時間加圧し続ける。成形品を脱型後、成形時の歪みをとるためアニール処理（２００℃で６時間）を行う。その後、成形品の打ち抜きにて引張試験用ダンベル試験片を作製した。
図３は、本発明で採用したホットプレス法の概要を示している。先ず、常温の金型１に前述の混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末を充填し、予備成形圧力３０ＭＰａ、圧力保持時間５分間で予備成形品（φ９３ｍｍ×φ５２ｍｍ×６０ｍｍ）を得る。金型１に予備成形品２を入れたままの状態で、熱風循環炉３にて３８０℃、５時間焼成する。それから、金型１をプレス機にセットして予備成形品２が溶融状態で３０ＭＰａの圧力で本成形しながら冷却し、金型内の温度が２００℃以下になるまで約１時間加圧し続ける。成形品を脱型後、成形時の歪みをとるためアニール処理（２００℃で６時間）を行う。その後、成形品の打ち抜きにて引張試験用ダンベル試験片を作製した。
比較試験のため、本発明の未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末７０重量％、加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末３０重量％の混合系ＰＴＦＥ樹脂原料粉末の他に、未加熱ＰＴＦＥ樹脂粉末（未使用原料粉末）１００％、加熱済みＰＴＦＥ樹脂粉末（再生原料粉末）１００％からなる原料粉末を用意した。
そして、これらの原料粉末を用いて前述のホットプレス法を用いて成形品を得た。また、比較のためこれら原料粉末を用いて予備成形圧力５０ＭＰａの通常のフリーシンター法による成形品も用いた。つまり、次の６種類の試験片(2-1)〜(2-6)を作製した。
・試験片(2-1)：未使用原料粉末１００％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(2-2)：未使用原料粉末１００％、ホットプレス法
・試験片(2-3)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(2-4)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、ホットプレス法
・試験片(2-5)：再生原料粉末１００％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(2-6)：再生原料粉末１００％、ホットプレス法
・試験片(2-2)：未使用原料粉末１００％、ホットプレス法
・試験片(2-3)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(2-4)：再生原料粉末３０％、未使用原料粉末７０％、ホットプレス法
・試験片(2-5)：再生原料粉末１００％、通常のフリーシンター法（５０ＭＰａ）
・試験片(2-6)：再生原料粉末１００％、ホットプレス法
尚、試験片(2-1)は試験片(1-1)と同一、試験片(2-3)は試験片(1-4)と同一、試験片(2-5)は試験片(1-7)と同一である。また、機械的物性の試験方法と試験片の形状は前記同様である。図４には、横軸にひずみ（％）、縦軸に引張応力（ＭＰａ）として各試験片(2-1)〜(2-6)の引張試験の結果を示し、表２には各試験片(2-1)〜(2-6)の比重、融点、融解温度、引張弾性率、引張最大応力、引張破断伸びの一覧を示している。尚、表２の値は、ｎ＝５〜６の試験片の平均値を示し、図４は代表的な１つの試験片の測定結果を示している。
この結果より、本発明に係るホットプレス法を採用した再生成形品の機械的物性は、未使用原料を用いた成形品の機械的物性と同等若しくは近似していることが分かった。比重測定より、再生原料粉末は高温でホットプレスすることで高密度化することが分かり、これは溶融状態で加圧されることで緩和が起こらず、顕著に緻密化したためであると考えられる。また、引張測定により、高温でホットプレスすることで引張破断伸びが向上することが分かり、これは溶融状態で加圧されることでより緻密化したためと考えられる。
１ 金型
２ 予備成形品
３ 熱風循環炉
２ 予備成形品
３ 熱風循環炉
Claims (7)
- 加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下（但し、０重量％は含まず）と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得ることを特徴とするフッ素樹脂のリサイクル方法。
- 前記フッ素樹脂がＰＴＦＥ樹脂である請求項１記載のフッ素樹脂のリサイクル方法。
- 前記加熱済みフッ素樹脂粉砕物は、フッ素樹脂成形品の機械加工過程で発生する切削屑・端屑などの廃材からなる請求項１又は２記載のフッ素樹脂のリサイクル方法。
- 前記加熱済みフッ素樹脂粉砕物の平均粒径は、１００μｍ以下である請求項１〜３何れか１項に記載のフッ素樹脂のリサイクル方法。
- 前記成形法が高圧フリーシンター法であり、通常の予備成形圧力よりも高い１５０〜２００ＭＰａの予備成形条件で予備成形品を得た後、通常の焼成温度条件で焼成して混合系フッ素樹脂成形品を得る請求項１〜４何れか１項に記載のフッ素樹脂のリサイクル方法。
- 前記成形法がホットプレス法であり、通常の予備圧力条件で予備成形品を得た後、焼成し、その後に溶融状態からプレスしながら冷却して混合系フッ素樹脂成形品を得る請求項１〜４何れか１項に記載のフッ素樹脂のリサイクル方法。
- 前記混合系フッ素樹脂原料に、成形性を高める添加剤、機械的物性を改善する充填剤、着色用の顔料を選択的に混合する請求項１〜６何れか１項に記載のフッ素樹脂のリサイクル方法。
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- 2014-10-14 JP JP2014209745A patent/JP2015108126A/ja active Pending
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