特開 2024-159001 インサート成形体再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024159001

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】インサート成形体再生方法

(51)【国際特許分類】

   B29B 17/02 20060101AFI20241031BHJP

   B29B 17/04 20060101ALI20241031BHJP

   C08J 11/02 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

B29B17/02

B29B17/04 ZAB

C08J11/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074704

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】512218577

【氏名又は名称】豊通ケミプラス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003845

【氏名又は名称】弁理士法人籾井特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】茅野 真吾

(72)【発明者】

【氏名】森山 英行

(72)【発明者】

【氏名】山内 寛之

【テーマコード（参考）】

4F401

【Ｆターム（参考）】

4F401AA24

4F401AA28

4F401BA10

4F401BA13

4F401CA14

4F401CA32

4F401CA41

4F401CA48

4F401EA25

4F401EA40

(57)【要約】

【課題】インサート成形品に用いられている樹脂の耐熱性に関わらず、エネルギー消費を抑えつつ樹脂と金属部品とを分離することが可能なインサート成形体再生方法を提供する。
【解決手段】インサート成形体の再生方法は、破砕ステップおよびエッチングステップを少なくとも含む。破砕ステップにおいて、金属部品の埋設箇所を露出させるためにインサート成形体が砕かれる。エッチングステップにおいて、破砕ステップ後に、インサート成形体をエッチング液に接触させることによって金属部品がエッチングされる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性樹脂と、この熱可塑性樹脂に一部または全部が埋設された金属部品とを有するインサート成形体の再生方法であって、
前記金属部品の埋設箇所を露出させるためにインサート成形体を砕く破砕ステップと、
前記破砕ステップにて砕かれたインサート成形体をエッチング液に接触させることによって前記金属部品をエッチングするエッチングステップと、
を少なくとも含む
インサート成形体再生方法。

【請求項2】

前記エッチングステップにおいて、前記金属部品を溶解させるとともに、
前記エッチングステップ後に、エッチング液に溶解した金属を析出させる金属回収ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のインサート成形体再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱可塑性樹脂と、この熱可塑性樹脂に一部または全部が埋設された金属部品と、を有するインサート成形体を再生するためのインサート成形体再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、熱可塑性樹脂と金属部品（インサート金具）とを含むインサート成形品は、使用後にそのままの状態で産業廃棄物として処分されることが多かった。近年では、廃棄物の減量化や資源の有効活用のために、熱可塑性樹脂と金属部品とを分別する試みがされるようになってきている。

【0003】

ところが、インサート成形体においては、熱可塑性樹脂と金属部品とが強固に一体化されているため、衝撃を与える等の単純な機械的方法では、使用済みのインサート成形体を、熱可塑性樹脂と金属部品とに分別することが困難になる場合があった。

【0004】

そこで、従来技術の中には、加熱処理によって金属部品と熱可塑性樹脂とを分離する技術（例えば、特許文献１および２参照。）や、電気化学的処理によって金属部品と熱可塑性樹脂とを分離する技術が用いられることがあった（例えば、特許文献３参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３９２２７９９号公報

【特許文献2】特開２０００－２１８５６４号公報

【特許文献3】特許第４１６７１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の従来技術のような、熱エネルギーや電気エネルギーが必要な処理では、処理時間が長くなればなるほど多くのエネルギーを消費することになり好ましくない。

【0007】

特に、近年広く用いられるようになったエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等と呼ばれる樹脂のように耐熱性等が高いものを対象に処理を行う場合には、より多くのエネルギーを消費してしまうというデメリットが考えられる。

【0008】

本発明の目的は、インサート成形品に用いられている樹脂の耐熱性に関わらず、エネルギー消費を抑えつつ樹脂と金属部品とを分離することが可能なインサート成形体再生方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明に係るインサート成形体再生方法は、熱可塑性樹脂と、この熱可塑性樹脂に一部または全部が埋設された金属部品（インサート金具）とを有するインサート成形品を再生するものである。例えば、製造工程において不良品となったインサート成形品や、最終製品として使用された後の使用済みインサート成形品等が処理の対象となる。

【0010】

このインサート成形体再生方法は、破砕ステップとエッチングステップとを少なくとも含む。

【0011】

破砕ステップでは、金属部品の埋設箇所を露出させるためにインサート成形体が砕かれる。破砕ステップにおいて、インサート成形品を適当な大きさに砕く破砕装置（例えば、ロールクラッシャやジョークラッシャ）が用いられる。

【0012】

エッチングステップでは、破砕ステップ後に、インサート成形体をエッチング液に接触させることによって金属部品がエッチングされる。

【0013】

金属部品をエッチングするためのエッチング液の例としては、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸、過酸化水素水、フッ酸、塩化第二鉄液等を適宜混合させたエッチング液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0014】

エッチング液を用いて金属部品を完全に溶解させても良いし、金属部品の一部を溶かすことによって容易に樹脂から分離できるのであれば、一部のみを溶かしても良い。

【0015】

この構成においては、分離・再生処理すべきインサート成形品において金属部品が樹脂に埋設していて露出していない状況であっても、破砕ステップによって金属部品の露出部分が拡大する。このため、エッチングステップで必要となる処理時間が短縮化される。その結果、いわゆるケミカルアタックによる熱可塑性樹脂の劣化の発生が抑制される。

【0016】

特に、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックのような耐熱性が高い樹脂が採用されている場合であっても、再生処理に必要なエネルギーが少なくて済む。

【0017】

上述のインサート成形品再生方法のエッチングステップにおいて、金属部品を溶解させるとともに、エッチングステップ後に、エッチング液に溶解した金属を析出させる金属回収ステップをさらに含むようにしても良い。

【0018】

この構成においては、熱可塑性樹脂だけでなく金属部品についても資源として再活用される。

【発明の効果】

【0019】

この発明によれば、インサート成形品に用いられている樹脂の耐熱性に関わらず、エネルギー消費を抑えつつ樹脂と金属部品とを分離することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るインサート成形体再生処理の概要を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る破砕ステップおよびエッチングステップの概要を示す図である。

【図3】エッチングステップにおいて各種エッチング液を用いた場合の銅の溶解レートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るインサート成形体再生処理の概要を示している。再生処理の対象となるインサート成形体１０は、図１（Ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂１２と、少なくとも１つ以上の金属部品１４（インサート金具）とを有する。

【0022】

この実施形態では、複数の金属部品１４がそれぞれ、可塑性樹脂１２に一部または全部が埋設された状態で配置されている。ただし、金属部品１４の数や配置は、これに限定されるものではない。また、金属部品１４としては、銅や鉄が用いられることが多いが、これら以外の金属（例えば、ニッケル、クロム、錫、鉛、ルテニウム、アルミニウム、インジウム等）であっても処理することが可能である。

【0023】

インサート成形体１０を再生する際、通常、金属部品１４の埋設箇所を露出させるためにインサート成形体１０を砕く破砕ステップが行われる（Ｓ１）。

【0024】

Ｓ１の破砕ステップにおいて、例えば、図２（Ａ）に示すような破砕装置２０が用いられる。破砕装置２０は、ホッパ等の投入部２２、インサート成形体１０に圧力を加えて砕く破砕部２４、砕かれた破片（熱可塑性樹脂１２、金属部品１４）を搬送する搬送部２６、搬送された破片を回収するための回収部２８を備えている。

【0025】

この実施形態においては、処理後のインサート成形体１０の破片の粒度が、長手方向で３ｃｍを超えることがないように破砕部２４のギャップ幅が設定されている。ただし、ギャップ幅は所望の粒度に応じて適宜調整することが可能である。

【0026】

Ｓ２のエッチングステップでは、破砕ステップによって所望のサイズの破片になったインサート成形体１０をエッチング液に接触させることによって、金属部品１４がエッチングされる。

【0027】

エッチングステップでは、例えば、図２（Ｂ）に示すようなエッチング装置３０が用いられる。エッチング装置３０は、薬液を供給するための液供給部３２、インサート成形品１０を浸漬するためのエッチング槽３４、エッチング槽３４内においてインサート成形品１０を支持するための支持カゴ３５、エッチング槽３４内に液流を発生させるためのバブリング部３６、およびエッチング槽３４から排出される液を収容するための排液部３８を備える。

【0028】

エッチング槽３４において、金属部品１４をエッチングするためのエッチング液は、対象となる金属の種類によって適宜選択すると良い。通常、エッチングすべき金属の種類に応じて、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸、過酸化水素水、フッ酸、塩化第二鉄液等を適宜混合させつつエッチング液が調合される。

【0029】

Ｓ３の洗浄ステップでは、エッチング装置３０において分離された熱可塑性樹脂１２や金属部品１４（溶け残りがある場合に限る）が水洗される。必要な場合には、水洗の前に、弱酸または弱アルカリ液にて洗浄を行っても良いし、水洗後に、脱水処理や乾燥処理も行うようにしても良い。

【0030】

Ｓ４の回収ステップは、任意的処理である。この回収ステップを行う場合には、上述のＳ２のエッチングステップにおいて、金属部品１４が完全にエッチング液中に溶解されている。

【0031】

その上で、エッチング液中に溶解した金属を析出させることによって、金属が回収されて資源として有効活用されることになる。通常、金属成分を含有するエッチング液に還元剤等を添加することによって金属を析出させて分離回収することが可能になる。

【実施例0032】

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に銅製の金属部品が埋設されたインサート成形品に対して、各種のエッチング液を用いて銅製の金属部品をエッチングしている。

【0033】

インサート成形品は、長手方向の長さが４０ｃｍ程度、重量１０００ｇ程度のものを選択し、これをジョークラッシャによって破砕後の粒径の最大が３ｃｍになるようにし、６０分間、摂氏４０度に温度調整されたエッチング液においてエッチング処理を行った。

【0034】

そのときの結果は、図３に示す表のとおりであった。この表が示すように硫酸に過酸化水素水を加えたエッチング液や、２０重量％程度の硫酸および硝酸からなる混酸エッチング液において、良好な溶解レートが得られている。

【0035】

表には示していないが、液温を上げるにつれて、より高い溶解レートが得られた。ただし、突沸等を防止するという安全性の側面から、液温は９０℃程度までに抑えることが好ましい。

【0036】

エッチング液を調合する際には、各液の酸化作用やｐHへの影響等を考慮しつつ、使用する液を選択すると良い。

【0037】

以上のように、本発明によれば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド６Ｔ、ナイロン６Ｔ等の耐熱性の高い熱可塑性樹脂に埋設された金属部品を有するインサート成形品であっても、金属エッチングという簡易な手法によって省エネルギー性を担保しつつ、分離再生をすることが可能になる。

【0038】

通常、耐熱性の高い熱可塑性樹脂に埋設された金属部品の分離は困難であるが、本発明では、破砕と金属エッチングとを好適に組み合わせることによって、熱可塑性樹脂と金属部品とを好適に分離して回収することが可能になる。

【0039】

上述の実施形態の説明は、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、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、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。

【符号の説明】

【0040】

１０－インサート成形体
１２－熱可塑性樹脂
１４－金属部品
２０－破砕装置
２２－投入部（ホッパ）
２４－破砕部
２６－搬送部（搬送ベルト）
２８－回収部
３０－エッチング装置
３２－液供給部
３４－エッチング槽
３５－支持カゴ
３６－バブリング部
３８－排液部

【図1】

【図2】

【図3】