ポリウレタンボードの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。柔らかいポリウレタンフォームをグラインダーで数センチメートルの破片に粉砕し、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の組み合わせ、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ベースの接着剤を使用して接着および成形を行う場合、蒸気混合を導入することもできます。廃ポリウレタンを接着するプロセスでは、廃ポリウレタン90％と接着剤10％を加えて均一に混合するか、染料を加えてから混合物を加圧します。

接着成形技術は、柔軟性に優れているだけでなく、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あり、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。軟質フォームの粒子と接着剤は、一定の温度と圧力で自動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を成形できます。

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、同じ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などの製造に利用できます。

熱硬化性ポリウレタン軟質フォームおよびRIMポリウレタン製品は、100～200℃の温度範囲で一定の熱軟化特性と可塑性を有します。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。再生製品の均一性を高めるためには、多くの場合、廃ポリウレタンを粉砕してから加熱・加圧成形する必要があります。

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、ポリウレタン軟質フォームの廃材は、1～30MPaの圧力と100～220℃の温度範囲で数分間熱プレスすることで、ショックアブソーバー、マッドガード、その他の部品を製造できます。

この方法は、RIMタイプのポリウレタン製自動車部品のリサイクルに成功裏に適用されている。例えば、自動車のドアパネルや計器パネルは、約6％のRIMポリウレタン粉末と15％のグラスファイバーを用いて製造することができる。

ポリウレタン軟質フォームは、低温粉砕または研削処理によって微粒子にすることができ、その微粒子の分散液をポリオールに添加してポリウレタンフォームなどの製品を製造する。これにより、廃ポリウレタン材料を回収できるだけでなく、製品コストも効果的に削減できる。MDI系冷硬化型軟質ポリウレタンフォームにおける破砕粉末の含有量は15%に制限され、TDI系熱硬化型フォームでは最大25%まで添加できる。

一つの方法として、あらかじめ細かく刻んだ廃発泡体を軟質発泡体ポリエーテルポリオールに添加し、適切な粉砕機で湿式粉砕して、軟質発泡体の製造に適した微粒子を含む「再生ポリオール」混合物を形成する方法がある。

廃RIMポリウレタンは粉末状に粉砕し、原材料と混合してRIMエラストマーに加工することができる。廃ポリウレタン硬質フォームとポリイソシアヌレート（PIR）フォームの廃材を粉砕した後、5％のリサイクル材を配合して硬質フォームを製造することも可能である。