ポリウレタンボードリサイクルにおける新たなブレークスルー

1. 接着成形

この方法は最も広く使用されているリサイクル技術です。軟質ポリウレタンフォームを粉砕機で数センチメートルの大きさに粉砕し、反応性ポリウレタン接着剤をミキサーに噴霧します。使用される接着剤は、一般的にポリウレタンフォーム配合物、またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート（PAPI）をベースとしたNCO末端プレポリマーです。PAPIベースの接着剤を接着・成形に使用する場合は、蒸気混合も導入できます。廃ポリウレタンを接着する工程では、廃ポリウレタン90%と接着剤10%を加え、均一に混合するか、染料を加えて加圧します。

接着成形技術は、優れた柔軟性を備えているだけでなく、最終製品の機械的特性にも大きなばらつきがあります。ポリウレタン製品の最も成功したリサイクル方法は、軟質フォームの残材などの廃棄フォームを接着して再生ポリウレタンフォームを製造することです。これは主にカーペットの裏地、スポーツマット、遮音材などの製品に使用されます。軟質フォーム粒子と接着剤は、一定の温度と圧力で車の底パッドなどの製品に成形できます。より高い圧力と温度を使用することで、ポンプハウジングなどの硬質部品も成形できます。

硬質ポリウレタンフォームや反応射出成形（RIM）ポリウレタンエラストマーも同様の方法でリサイクルできます。廃棄物粒子をイソシアネートプレポリマーと混合し、熱間プレス成形することで、パイプライン加熱システム用のパイプブラケットの製造などに活用できます。

熱硬化性ポリウレタンソフトフォームおよびRIMポリウレタン製品は、100～200℃の温度範囲で一定の熱軟化および可塑性を示します。高温高圧下では、廃ポリウレタンは接着剤を使用せずに互いに接着することができます。リサイクル製品をより均一にするために、廃ポリウレタンを粉砕し、加熱・加圧して成形する必要があることがよくあります。

成形条件は、廃ポリウレタンの種類とリサイクル製品によって異なります。例えば、廃ポリウレタン軟質フォームは、1～30MPaの圧力と100～220℃の温度範囲で数分間ホットプレスすることで、ショックアブソーバー、マッドガードなどの部品を製造できます。

この方法は、RIM型ポリウレタン自動車部品のリサイクルに効果的に適用されています。例えば、自動車のドアパネルやインストルメントパネルは、約6%のRIMポリウレタン粉末と15%のガラス繊維で製造できます。

ポリウレタン軟質フォームは、低温粉砕または粉砕工程によって微粒子化することができ、その分散液をポリウレタンフォームなどの製造用ポリオールに添加することで、廃棄ポリウレタン材料の回収だけでなく、製品コストの効果的な削減にもつながります。MDI系冷間硬化軟質ポリウレタンフォームの破砕粉末含有量は15%に制限されており、TDI系熱間硬化フォームの破砕粉末含有量は最大25%です。

1 つのプロセスは、事前に細断された廃フォーム廃棄物をソフトフォームポリエーテルポリオールに加え、適切なミルで湿式粉砕して、ソフトフォームの製造用の微粒子を含む「リサイクルポリオール」混合物を形成することです。

廃棄RIMポリウレタンは粉砕して粉末にし、原料と混合することでRIMエラストマーに製造できます。廃棄ポリウレタン硬質フォームとポリイソシアヌレート（PIR）フォーム廃棄物は粉砕後、5%のリサイクル材料を混合して硬質フォームを製造することもできます。