JP2005305876A - Method for manufacturing frp recycle molded article - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a new recycle molded article in which the whole amount of an FRP waste material is reused when it is re-processed by using a thermoplastic resin as a binder. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the FRP recycle molded article is characterized by comprising a process for grinding the FRP waste material into a size of a mean diameter of 0.1-30 mm, a process for adding the thermoplastic resin binder to this, mixing them, and filling the mixture into a kneading machine, a process for kneading and melting the mixture by a frictional heat caused by high speed rotation of the kneading machine, a process for filling the melted substance into a mold for forming a plastic molded article, and a process for curing the melted substance under pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＦＲＰ廃材のリサイクル材を使用した新たなＦＲＰリサイクル成形品に関するものであり、ＦＲＰ廃材の破砕物を用いて新たなＦＲＰリサイクル成形品を製造するものである。   The present invention relates to a new FRP recycled molded product using a recycled material of FRP waste material, and manufactures a new FRP recycled molded product using a crushed material of FRP waste material.

ＦＲＰプラスチック成形品は性状的に耐久性が高く、各種の製品として広く実用化されており、浴槽、浴室パネル、防水パン、浄化槽等の住宅用部材、パイプ、水槽等の建築用品部材、プ−ル、スライダ−、船舶、小型ボート、自動車部材、ヘルメット等の各種成形品が開発されている。   FRP plastic molded products are highly durable and widely used as various products. Household materials such as bathtubs, bathroom panels, waterproof pans, septic tanks, building supplies such as pipes and water tanks, Various types of molded articles such as steel rods, sliders, ships, small boats, automobile members, and helmets have been developed.

しかるに、かかる成形品が不要になった際（廃材）には、この優れた性状が逆に災いし分解したり、腐らせたりすることができず、ほとんど再利用もされず、焼却又は埋め立て処分することによって廃棄なされている。しかるに、この種のプラスチック成形品は成形の際に種々の薬品の配合がなされるため、焼却時に黒煙、有毒ガス、ダイオキシン等が発生すると指摘されている。更に、燃焼温度が高いため、焼却炉の寿命を縮めることがあり、場合によっては特別な焼却炉を必要とすることもある。特に、ガラス繊維にて強化されたＦＲＰプラスチック成形品はガラス繊維が残るため、破砕だけされて埋め立て処分されている。   However, when such a molded product is no longer needed (waste material), this excellent property can be damaged, decomposed, rotted, and hardly reused, and incinerated or landfilled. It is discarded by doing. However, it has been pointed out that black smoke, toxic gas, dioxin and the like are generated during incineration because various types of chemicals are blended in this type of plastic molded product. Furthermore, because of the high combustion temperature, the life of the incinerator may be shortened, and in some cases, a special incinerator may be required. In particular, FRP plastic molded products reinforced with glass fibers are crushed and disposed of by landfill because glass fibers remain.

ＦＲＰ廃材の利用法としては、セメント原燃料化としてのリサイクル技術が確立されているが、一部は燃やされるので完全なマテリアルリサイクルにはなっていない。一方、マテリアルリサイクルとしては、微粉砕して再度プラスチック等の充填剤としてリサイクルする技術の提案されているが、微粉砕するのに多額の費用がかかり経済的な面で実用化に至っていない。   As a method of using FRP waste materials, recycling technology has been established as a raw material for cement, but some materials are burned, so they are not completely recycled. On the other hand, as material recycling, a technique for finely pulverizing and reusing it as a filler such as plastic has been proposed, but it has been expensive to pulverize and has not been put into practical use in terms of economy.

そこで、ＦＲＰ廃材を素材のまま再利用する方法として、例えば、特許文献１〜２にて提案されるように、ＦＲＰ廃材の粉砕物に廃発泡スチロール、廃プラスチック、建設廃材含む木くずを混合して新たな成形品とする方法が提案されている。   Therefore, as a method of reusing the FRP waste material as it is, for example, as proposed in Patent Documents 1 and 2, waste styrene foam, waste plastic, and waste wood including construction waste material are mixed with the pulverized FRP waste material. There has been proposed a method for forming a molded article.

特開平０９−０５７７５３号JP 09-057553 A 特開平１０−２９０９６９号JP-A-10-290969

しかし、これらのＦＲＰ廃材の破砕物と他の廃材を混ぜ合わせた成形品では、完全な混ぜ合わせが難しく、得られた成形品の物性が安定しなかったり、表面が粗いという問題点があった。   However, in the molded product obtained by mixing these FRP waste materials and other waste materials, it is difficult to completely mix them, and the physical properties of the obtained molded products are not stable or the surface is rough. .

一方、特許文献３には他のリサイクル手段が提案されており、熱硬化性ＦＲＰ廃材の破砕物と熱可塑性プラスチック廃材の破砕物との混合物を得、これを加熱することで後者の破砕物を溶融し、ブロックやプレート状の成形品を得ようとするものであり、床材、舗装材に用いられる成形品が提案されている。   On the other hand, Patent Document 3 proposes another recycling means, which obtains a mixture of crushed material of thermosetting FRP waste and crushed material of thermoplastic plastic waste, and heats this to obtain the latter crushed material. It is intended to obtain a block or plate-shaped molded product by melting, and a molded product used for a flooring material or a paving material has been proposed.

特開２００２−２７５８１３号JP 2002-275813

かかる技術は十分優れた技術ではあるものの、その破砕の大きさを揃えたり、両者の混合割合が難しく、完全なものではなかった。   Although this technique is a sufficiently excellent technique, the size of the crushing is uniformed and the mixing ratio of the two is difficult, and it is not perfect.

更に、特許文献４〜５は熱可塑性樹脂のリサイクル手段が提案されており、熱可塑性樹脂廃材の破砕物を回転摩擦熱によってゲル状に溶融し、これをプラスチック成形型内に充填してプラスチック廃材からの成形品を得る方法が提案されている。   Further, Patent Documents 4 to 5 propose a means for recycling thermoplastic resin. A crushed product of thermoplastic resin waste material is melted into a gel by rotational frictional heat and filled into a plastic mold so that the plastic waste material is obtained. A method of obtaining a molded product from is proposed.

特開平１０−１５１６２９号JP 10-151629 A 特開平１１−２２６９５６号JP-A-11-226956

かかる技術はＦＲＰ成形品のような熱硬化性樹脂に適用する考えはほとんどなく、これに適用すべき具体的な形態については参考になる記載はない。   Such a technique is hardly considered to be applied to a thermosetting resin such as an FRP molded product, and there is no reference description regarding a specific form to be applied thereto.

本発明は以上の従来技術に鑑みてなされたものであり、ＦＲＰ廃材の再処理の際、そのＦＲＰ廃材の全量が再利用されるべく鋭意研究を重ね、熱可塑性樹脂をバインダ−として採用することによって新たな成形品を得るようにしたものである。   The present invention has been made in view of the above prior art, and when reprocessing FRP waste, repeated research is conducted so that the entire amount of FRP waste is reused, and a thermoplastic resin is employed as a binder. Thus, a new molded product is obtained.

本発明の要旨は、ＦＲＰ廃材を平均径０．１〜３０ｍｍ（通常は０．５〜２０ｍｍ）の大きさに破砕する工程、これに熱可塑性樹脂バインダ−を加えて混合し混練機に充填する工程、混練機の高速回転による摩擦熱にて混練溶融する工程、溶融物をプラスチック成形品を形成する金型内に充填する工程、加圧下に溶融物を硬化させる工程、からなることを特徴とするＦＲＰリサイクル成形品の製法を提供するものである。   The gist of the present invention is that a FRP waste material is crushed into an average diameter of 0.1 to 30 mm (usually 0.5 to 20 mm), and a thermoplastic resin binder is added to the mixture and mixed to be filled in a kneader. Characterized in that it comprises a step, a step of kneading and melting by frictional heat by high-speed rotation of a kneader, a step of filling the melt into a mold for forming a plastic molded product, and a step of curing the melt under pressure. The manufacturing method of the FRP recycling molded product to be performed is provided.

本発明によれば、今まで十分でなかったＦＲＰ廃材の廃棄が、廃棄分別作業等が不要でそのまま再利用可能となったものであり、熱可塑性樹脂の成形性の良さを利用し、新たなＦＲＰプラスチック成形品を得ることとなったもので、その実用価値は高い。   According to the present invention, disposal of FRP waste material that has not been sufficient up to now can be reused as it is without the need for waste separation work and the like. The FRP plastic molded product was obtained, and its practical value is high.

先ず、本発明のＦＲＰ廃材の破砕からＦＲＰリサイクル成形品を得る工程を示すと、例えば、ＦＲＰ廃材を重機等で粗破砕する、粉砕機で粗粉砕する、メッシュにて分級する工程等からなる。そして、分級された粉砕物に熱可塑性樹脂バインダ−を混合し、混練機に充填し、高速回転による摩擦熱にて混練溶融する夫々の工程、そして、この溶融物を金型内に充填し、加熱下に溶融物を硬化させる各工程を通るものである。   First, a process for obtaining an FRP recycled molded product from the crushing of the FRP waste material according to the present invention includes, for example, a process of roughly crushing the FRP waste material with a heavy machine or the like, roughly crushing with a crusher, or classifying with a mesh. Then, a thermoplastic resin binder is mixed with the classified pulverized product, filled in a kneader, and kneaded and melted by frictional heat by high-speed rotation, and the melt is filled in a mold, The process passes through each step of curing the melt under heating.

ＦＲＰ樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。   Examples of the FRP resin include thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, urethane resins, and epoxy resins.

ここで得られた成形品は再生ＦＲＰを用いるものであり、これによってＦＲＰの完全な再利用が完成することになる。   The molded product obtained here uses regenerated FRP, which completes complete reuse of FRP.

本発明のＦＲＰ廃材とは、繊維強化材と熱硬化性樹脂との混合硬化成形物であり、好ましくはガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形品であり、更に好ましくは、ガラス繊維強化材と不飽和ポリエステル樹脂との成形品である。この成形品を破砕したのが、ＦＲＰ成形品の破砕物である。その破砕方法はいかなる方法でもかまわないが、通常の破砕機で破砕できる安価な粗粉砕片を用いる方が好ましい。該破砕物の平均直径は、好ましくは０．１〜３０mmで、平均の厚みは、好ましくは０．５〜２０ｍｍである。   The FRP waste material of the present invention is a mixed cured molded product of a fiber reinforcing material and a thermosetting resin, preferably a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product, and more preferably a glass fiber reinforcing material and an unsaturated material. Molded product with polyester resin. This molded product was crushed into a FRP molded product. The crushing method may be any method, but it is preferable to use an inexpensive coarsely pulverized piece that can be crushed with a normal crusher. The average diameter of the crushed material is preferably 0.1 to 30 mm, and the average thickness is preferably 0.5 to 20 mm.

ＦＲＰ廃材の主体は熱硬化性樹脂で、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等であり、通常は不飽和ポリエステル樹脂である。具体例としては、例えば浴槽、浴室パネル、防水パン、洗面化粧台、洗面ボール、台所カウンター、浄化槽等の住宅用部材、パイプ、水槽、等の工業用部材、各種電気部品等、船舶、小型ボート、自動車部材、ヘルメット、マネキン、椅子等の各種成形品が挙げられる。   The main component of the FRP waste material is a thermosetting resin, such as an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a melamine resin, or an epoxy resin, and is usually an unsaturated polyester resin. Specific examples include, for example, bathtubs, bathroom panels, waterproof pans, vanity tables, wash bowls, kitchen counters, housing components such as septic tanks, industrial members such as pipes and water tanks, various electrical components, ships, small boats, etc. And various molded articles such as automobile members, helmets, mannequins, chairs, and the like.

破砕物中の繊維強化材とは、無機繊維で、例えば、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維であり、通常はガラス繊維である。このガラス繊維はそのまま次の成形品の補強材となり、リサイクルされることになる。   The fiber reinforcing material in the crushed material is an inorganic fiber, such as a glass fiber, a metal fiber, or a ceramic fiber, and is usually a glass fiber. This glass fiber becomes a reinforcing material for the next molded product as it is and is recycled.

熱可塑性樹脂バインダ−としては、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＳ、更には、ＡＢＳ、ナイロン、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂全般が利用可能である。勿論、熱可塑性樹脂バインダ−として、上記の市販のペレットが用いられるが、この他には、熱可塑性樹脂成形品を任意の方法で粉砕したもの、或いは場合によっては成形品をそのまま利用できることは言うまでもない。後者の例としては、菓子袋、ラ−メン袋、雑貨品の廃袋、その他家庭用品、工業用品類の廃棄物からなるＰＰ製、ＰＥ製の廃棄物を適当な大きさに粉砕し、チップ状、粒状、燐片状等にしたものが用いられる。更に、これに各種の必要な配合材料や着色材料等が加えられる。   As the thermoplastic resin binder, PP, PE, PET, PS, and further thermoplastic resins such as ABS, nylon and vinyl chloride can be used. Of course, the above-mentioned commercially available pellets are used as the thermoplastic resin binder, but it goes without saying that a thermoplastic resin molded product pulverized by an arbitrary method, or in some cases, the molded product can be used as it is. Yes. Examples of the latter include confectionery bags, ramen bags, miscellaneous goods waste bags, PP and PE wastes made from household and industrial wastes, and crushed into chips of appropriate size. A shape, granular shape, flake shape or the like is used. Furthermore, various necessary blending materials and coloring materials are added to this.

ＦＲＰ廃材の破砕物と熱可塑性樹脂バインダ−との混合割合は、９５〜３０：５〜７０（重量比）であり、ニ−ダ−、押出機等の混合装置で混合する。   The mixing ratio of the crushed FRP waste material and the thermoplastic resin binder is 95-30: 5-70 (weight ratio), and is mixed by a mixing device such as a kneader or an extruder.

ＦＲＰ粉砕物と熱可塑性樹脂バインダ−は、高速回転混練機に充填し高速回転による摩擦熱にて混練溶融することになるが、その混練機の例としては特許文献４に記載されている。この混練機には、好ましくはプラスチック廃材を粉砕するための粉砕装置、材料を収容すると共に計量して供給するための材料計量混合供給装置が備えられ、供給された材料を内部摩擦熱により溶融させる高速回転機を持ち、又、この高速回転機から溶融物を搬送する装置、成形材料を所定形状に成形する金型装置、金型内より製品を取り出す搬出装置、更には、これらの各装置を制御するための制御盤等を備えたものである。   The FRP pulverized product and the thermoplastic resin binder are filled in a high-speed rotary kneader and kneaded and melted by frictional heat generated by high-speed rotation. An example of the kneader is described in Patent Document 4. This kneader is preferably equipped with a pulverizing device for pulverizing plastic waste material, and a material metering and mixing supply device for containing and weighing the material, and the supplied material is melted by internal frictional heat. It has a high-speed rotating machine, a device that conveys the melt from this high-speed rotating machine, a mold device that molds the molding material into a predetermined shape, a carry-out device that takes out the product from the mold, and each of these devices. A control panel or the like for control is provided.

ここで得られた成形品はそのままで完成品とはなるが、最も好ましい使用法は、これを再度ＦＲＰ成形品の一部に用いるものであり、これによって完全な再利用が完成することになる。このリサイクルの工程を例えばＦＲＰプラスチック成形品の製造工程を例にとって説明すると、上記した工程により板状の成形品を得、この板状品はハンドレイアップ法によって製造する際の補強材とされるもので、通常は木材が用いられるがこの代替品として用いることになる。勿論、予め補強材として最適なようにその厚さや形状等が特定された金型内にて成形されたものであり、予備成形品として得られることになる。   The molded product obtained here becomes the finished product as it is, but the most preferable usage is to use it again as a part of the FRP molded product, thereby completing the complete reuse. . This recycling process will be described by taking, for example, the manufacturing process of an FRP plastic molded product as an example. A plate-shaped molded product is obtained by the above-described process, and this plate-shaped product is used as a reinforcing material when manufactured by the hand lay-up method. Usually, wood is used, but it will be used as an alternative. Of course, it is molded in a mold whose thickness, shape and the like are specified in advance so as to be optimal as a reinforcing material, and is obtained as a preformed product.

さて、成形型にゲルコ−トする工程、次いで上記予備成形品を所定の位置に置く工程、オ−バ−レイする工程、加熱炉に入れ、硬化する工程、脱型して完成品を得る工程からなる。この場合、合板を使用するよりも最適な形として予備成形品が得られているため、部品装着の間違いがなく、手間が省けるという特徴がある。又、この予備成形品は完成品が型より脱型し易いような形状が予め取られ得るもので、更に、断熱材や電磁シ−ルド材等を予備成形品を得る段階でインサ−トしておくことができるため、機能的な成形品が容易に成形できることともなる。尚、合板を用いた場合にはそりが発生したり木質であるため腐ってしまうことがあるが、かかる欠点もないという特徴がある。   Now, the step of gel coating on a mold, the step of placing the preformed product in a predetermined position, the step of overlaying, the step of placing in a heating furnace and curing, the step of demolding to obtain a finished product Consists of. In this case, since the preform is obtained as an optimum shape rather than using a plywood, there is a feature that there is no mistake in component mounting and labor can be saved. In addition, this preform can be pre-shaped so that the finished product can be easily removed from the mold, and further, a heat insulating material or an electromagnetic shield material is inserted at the stage of obtaining the preform. Therefore, a functional molded product can be easily molded. When plywood is used, warpage may occur or it may rot because it is woody, but there is a feature that there is no such disadvantage.

本発明にて得られた成形品は、例えば、ハンドレイアップ、スプレイアップ、レジントランスファ−モ−ルディング各成形法に用いられ、特に、木製補強を通常使用しているＦＲＰ成形に適している。具体的な工程としては、本発明のＦＲＰ破砕物及び樹脂混合物を金型内に充填する際に、ガラスマット及び／又はガラスクロスのプレプリグをその表面（片面乃至は両面）に貼ること、及び／又は混合物中に挿入することが考えられる。   The molded product obtained in the present invention is used for, for example, hand lay-up, spray-up, and resin transfer molding methods, and is particularly suitable for FRP molding that usually uses wooden reinforcement. As specific steps, when the FRP crushed material and the resin mixture of the present invention are filled in the mold, a glass mat and / or a glass cloth prepreg is pasted on the surface (one side or both sides), and / or Alternatively, it can be inserted into the mixture.

（ＦＲＰ廃材・Ａ）
汎用ＦＲＰ製バスユニット成形品（べ−ジュ色）を破砕し、直径８ｍｍ穴のメッシュ通過物を得た。 (FRP waste / A)
A general-purpose FRP bus unit molded product (veige color) was crushed to obtain a mesh passing material having an 8 mm diameter hole.

（熱可塑性樹脂バインダ−・Ｂ、・Ｃ）
熱可塑性樹脂バインダ−・Ｂとして汎用ＰＰの市販ペレット、熱可塑性樹脂バインダ−・Ｃとして菓子袋、ラ−メン袋、雑貨品の廃袋、家庭用品や工業用品の廃棄物からなるＰＰ製とＰＥ製の廃棄物を粉砕し、チップ状としたものを用いた。 (Thermoplastic resin binder-B, C)
PP and PE made of general-purpose PP commercial pellets as thermoplastic resin binder B, confectionery bags, ramen bags, miscellaneous goods waste bags, household and industrial waste as thermoplastic resin binders C The product waste was pulverized into chips.

（配合・Ａ）
ＦＲＰ廃材・Ａを６０重量部、熱可塑性樹脂バインダ−・Ｂを４０重量部配合した。 (Blend / A)
60 parts by weight of FRP waste material / A and 40 parts by weight of thermoplastic resin binder / B were blended.

（配合・Ｂ）
ＦＲＰ廃材・Ａを５０重量部、熱可塑性樹脂バインダ−・Ｂを５０重量部配合した。 (Blend / B)
50 parts by weight of FRP waste material / A and 50 parts by weight of thermoplastic resin binder / B were blended.

（実施例１） （成形方法）
特許文献４に形成された混練機により上記配合物の混合時間を６０秒行い、得られた団子状のものを、２００ｍｍ×２００ｍｍ×４ｍｍの平板を成形する金型（室温）に入れ、直ちに１０ＭＰａの押圧常温プレスで２分間保持した後、開圧して表１の物性を有する成形品・ａ、・ｂ、・ｃを得た。 (Example 1) (Molding method)
The kneading machine formed in Patent Document 4 was used to mix the above compound for 60 seconds, and the resulting dumpling was placed in a mold (room temperature) for forming a 200 mm × 200 mm × 4 mm flat plate and immediately 10 MPa. After being held for 2 minutes by pressing at room temperature, the pressure was released to obtain molded articles having the physical properties shown in Table 1, a, b, c.

なお、比較例として配合・Ｂのみをもって成形品・ｄを得た。   In addition, as a comparative example, a molded product d was obtained with only the blend B.

（実施例２） 配合・Ｂを用いて縦８８ｃｍ、横１２８ｃｍの防水パンを成形した。なお、防水パンの平板部には上下層に形成されるオ−バ−コ−ト材が剥離しないように所望の間隔をもって複数の穴を開けた。又、上下層にコ−トするハンドレイアップ法やスプレ−アップ法とより接着することと、防水パンの補強のために防水パン成形時に上下層にガラスマット又は不織布を一体になるようにした。尚、成形法は実施例１の方法と同じである。 (Example 2) A waterproof pan having a length of 88 cm and a width of 128 cm was formed using Formulation B. A plurality of holes were formed at desired intervals in the flat plate portion of the waterproof pan so that the overcoat material formed on the upper and lower layers did not peel off. In addition, glass mats or non-woven fabrics are integrated into the upper and lower layers when forming waterproof pans for bonding with the hand lay-up method and spray-up method for coating the upper and lower layers and for reinforcing the waterproof pan. . The molding method is the same as that of Example 1.

本発明によれば、基本的に埋め立て処分しかできなかったＦＲＰ廃材が再度プラスチック成形品として生まれ変わることになり、しかも、ＦＲＰプラスチック成形品の予備成形品として用いられる場合には、完全なマテリアルリサイクルとして有力な手法となったものでその利用の範囲は極めて広い。   According to the present invention, the FRP waste material that could basically only be disposed of by landfill will be reborn as a plastic molded product, and when used as a preformed product of an FRP plastic molded product, as a complete material recycling It has become a powerful method and its range of use is extremely wide.

Claims (3)

ＦＲＰ廃材を平均径０．１〜３０ｍｍの大きさに破砕する工程、これに熱可塑性樹脂バインダ−を加えて混合し混練機に充填する工程、混練機の高速回転による摩擦熱にて混練溶融する工程、溶融物をプラスチック成形品を形成する金型内に充填する工程、加圧下に溶融物を硬化させる工程、からなることを特徴とするＦＲＰリサイクル成形品の製法。   A step of crushing FRP waste material to an average diameter of 0.1 to 30 mm, a step of adding a thermoplastic resin binder to this, mixing and filling it into a kneader, and kneading and melting by frictional heat due to high-speed rotation of the kneader A process for producing an FRP recycled molded product comprising: a step, a step of filling a melt into a mold for forming a plastic molded product, and a step of curing the melt under pressure. ＦＲＰ廃材が、熱硬化性樹脂に繊維強化材を混合して硬化したＦＲＰ成形品である請求項１記載のＦＲＰリサイクル成形品の製法。   The method for producing an FRP recycled molded product according to claim 1, wherein the FRP waste material is an FRP molded product obtained by mixing a fiber reinforced material with a thermosetting resin and curing. 熱可塑性樹脂バインダ−が、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳである請求項１記載のＦＲＰリサイクル成形品の製法。   The method for producing an FRP recycled molded product according to claim 1, wherein the thermoplastic resin binder is PE, PP, or PS.