技術開発

弊社の技術開発の一例をご紹介いたします

樹脂変性発泡技術

容器包装リサイクル材や、一部の低品位な再生樹脂を発泡押出成形に供した場合、マトリックスとなる樹脂の溶融粘度の不均一さや異樹脂混入により発泡セルの成長が阻害されることから発泡押出が不可能であることが多い。

 

また、発泡押出が出来たとしても製品内部に大きなボイド(空洞)が発生したり、成形品の表面に制御できないヒケや過剰ガスによる膨れが生じ、成形安定性は良好とは言えないことがほとんどです。

 

そこで、バージン樹脂を添加することでマトリックスとなる樹脂そのものの欠陥を薄めたり、異樹脂に対しては適切な相容化を添加することなどが一般に行われますが、コスト面やリサイクル率にとっては不利になる問題を抱えています。

 

弊社ではこれら現状を鑑み、第三成分を少量添加しつつ押出機内にて連続的に化学的架橋・変性させることで溶融張力を増大させ、安定した成形と超微細な発泡セルを有する中低倍発泡を可能としました。(リアクティブプロセッシング)

 

 

 写真右(上)・・・容器包装リサイクル材の相容化樹脂ブレンドによる物理的改質

          成形品断面(発泡倍率1.8倍)

 写真右(下)・・・容器包装リサイクル材の化学的改質による微細発泡

          成形品断面(発泡倍率2.0倍)

リアクティブプロセッシングによる再生PET樹脂の変性改質

我が国におけるPETボトルリサイクルは、これまで繊維や卵パックに代表されるシート成型品など再生利用の用途が限られていました。というのも、使用済みPETボトルを溶解して再生ペレットを製造すると加水分解等によりPET樹脂の特性であるIV値(固有粘度)が下がってしまい、高いIV値を必要とするボトルや押出用途などには再生不可能でした。

 

使用済みPETボトルを回収し、洗浄・粉砕して得られるPETフレークのIV値は、品質が良いとされるA級品でも0.65~0.75にまで低下しており、A級品の一部がようやくシート成型品に、A級品の残りとB級品の一部が繊維に、B級品の残りとその他C級品に至っては再利用できないというのが現状です。

 

そこで劣化したPET樹脂のIV値を回復する方法として、固相重合プラントや再縮合プラントにて短くなった高分子鎖を延長させる方法や、混練押出機内で無水酸や多官能基型モノマーを触媒の存在下で化学反応により高分子鎖を橋架け、見た目の分子量を上げる方法(リアクティブプロセッシング)などが行われていますが、前者では経済性の問題、後者では部分ゲル化や反応制御(時間・反応率)の難しさがあり再現性に劣るといった問題がありました。

 

弊社では、これら現状に鑑みて、よりPETボトルのリサイクル率アップを図るべく省エネルギー効率と経済性の観点から技術開発を行って参りました。そこで基本的にはリアクティブプロセッシングの延長線上でPETフレークからダイレクトに連続して押出成形が行えるように反応時間を押出機のシリンダー内の滞留時間(約5分間)以下にすべく鋭意検討した結果、ある特定の官能性ポリマーの組み合わせにより発現させることに成功しました。これにより、ボトルや押出成形を行う際に予め改質・ペレット化する必要がなく省エネルギーと経済性の両立することが可能となりました。

 

さらに本手法による改質PET樹脂はIV値だけでなく、溶融張力・歪硬化性にも優れており、発泡剤との組み合わせにより発泡押出成形も可能です。またPETは結晶性樹脂でありながら良好な溶融粘度を有するため、木目調カラーを用いて木目調の発現も可能です。弊社では、これら反応改質技術をマスターバッチに凝縮して販売していくことにより、ボトル・押出成形のみならず、シート・繊維分野における使用可能なPETフレークの割合を増やすことでPETボトルリサイクルの裾野の拡大を図って行きたいと考えております。

 

従来のリアクティブプロセッシングに対し下記の特徴があります。

特徴 ①PET樹脂の初期酸化を抑制し、金属との密着性を

    抑え成形性を向上させます

   ②高い反応効率を有するとともに反応に伴う副生成物

    の発生がありません

   ③未反応のモノマーや重合開始剤、触媒などの残留に

    よる弊害がありません

   ④独自の分散技術により粘度安定性に優れています 

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