JPH11320579A - リサイクル複合材料の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 大量に排出される合成樹脂製の建築廃材
等の産業廃棄物を容易に再生利用できるリサイクル複合
材料の成形方法の提供。 【解決手段】 溶融温度が３０℃以上異なる低融点合成
樹脂の破砕物と高融点合成樹脂の破砕物及び／又は非溶
融物質の破砕物との混合物を金型に充填し、金型を自由
運動させながら、金型外部より加熱して低融点合成樹脂
を溶融させて、上記高融点合成樹脂及び／又は非溶融物
質を空隙を含む状態で低融点合成樹脂により接着固化さ
せてリサイクル複合材料より有用成形品を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、木片、金属片や石等の
非溶融の異物が含まれている融点に差のある２種類以上
の、合成樹脂材料の成形方法に関する。また、合成樹脂
原料の成形方法に関する。さらに、本発明は、大量に排
出される合成樹脂製の建築廃材等の産業廃棄物を容易に
再生利用できるリサイクル複合材料の成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂の成形方法には、射出成
形、押出成形、注型成形、圧縮成形、発泡成形等数多く
の従来技術があるが、それぞれ一長一短あり、製品の形
状、構造、用途、目的等に合わせて成形方法を使い分け
しているのが現状である。この中には、主に中空成形品
を作るのに多用され、少量の材料の使用で済む粉末成形
法も知られている。粉末成形法は、またの名をエンゲル
法とも呼ばれ、樹脂ペ−ストを原料とする回転成形にも
類似する方法であり、静止成形法と回転成形法に大別さ
れるが、粉末樹脂を使用し、いずれも加熱金型の内面又
は外面に粉末を接触させ、溶融、流動後冷却して成形品
を得る方法であり、金型が安価なため、少量生産が可能
で、また大型成形品を作ることができる経済的な方法と
して活用されている。

【０００３】しかしながら、上記成形方法は、いずれの
場合もバ−ジン原料を使用することを前提とする技術で
あり、成形条件の厳しさから、仮に合成樹脂の再生材料
を使用するとしても、特定の合成樹脂材料を選択して、
物性の明確化したリサイクル材料を、しかも極く少量し
か使用することができなかった。一方、日用品を始め、
電化製品、家庭用品、建材等あらゆる種類の合成樹脂製
品が氾濫しているが、これらの製品は単一の合成樹脂の
みより形成されているわけではなく、合成樹脂自体多種
類の樹脂の組み合わせであり、さらに他の部材もアル
ミ、鉄のような金属材料等、ガラス、セメント、石のよ
うな無機材料等、ありとあらゆる材料の組み合わせから
なっており、その廃棄物のリサイクル対策は今や大きな
社会問題であり、製品メ−カ−側、行政側ともに抜本的
な対策に頭を悩ましているところである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で、合成
樹脂リサイクル製品を成形しようとすると、融点や溶融
粘度が著しく異なる異樹脂が分別されずに混合物、若し
くは複合物の状態であったり、あるいは合成樹脂中に金
属や石、その他溶融しにくい固形物等の異物が混入して
いるので、例えば押出成形や射出成形では、樹脂にとっ
て好ましい温度条件での成型が困難となり望ましい製品
が得られず、またあるいはスクリューが金属砕片やセメ
ント、石砕片等の非溶融の異物を噛んで回転不能となっ
たり、 スクリューを著しく傷つけるので、これらの成
形法を使用することは極めて不適当である。また、回転
成形や粉末成形を適用すると、これらの成形では原材料
の流動性が成形性に大きく影響するので、融点や溶融粘
度が異なる樹脂混合物や樹脂複合物を原材料とした場
合、溶融樹脂の流動性が均一でなくなり、また、原材料
中に金属や石、その他溶融しにくい固形物等の異物が含
まれているとその異物の存在によっても溶融樹脂の流動
性が均一でなくなるため、金型壁に付着する成形物の層
の厚みが不均一になるし、得られた樹脂層自体にも異物
が付着した状態となる。このため得られた成形品の形
状、用途も限定されて、もともとこれらの回転成形や粉
末成形法は中空成形品にしか適用できない成形方法であ
る上に、非溶融の異物を含む合成樹脂原料から利用価値
の高い合成樹脂製品の成形には到底適用できなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記事情
に鑑みて研究開発したもので、リサイクル複合材料の成
形において、溶融温度が３０℃以上異なる低融点合成樹
脂の破砕物と高融点合成樹脂の破砕物及び／又は非溶融
物質の破砕物との混合物を密封金型に密に充填し、該金
型に適宜の自由運動を与えながら、外部から加熱して低
融点合成樹脂を溶融させ、溶融した低融点合成樹脂によ
り高融点合成樹脂砕片及び／又は非溶融物質砕片を接着
固化させることにより高融点合成樹脂や金属、石等の硬
質の異物が混入していても利用価値の高い製品を成形す
ることに成功した。本発明の成形方法によれば、製造設
備を傷めることなく、また異樹脂や異物の成形性に対す
る影響も無く、成形品の形状も自由に選択できる上に金
型代も比較的安価であり、成形物は適度の空隙を有する
ため軽量であって取り扱いが容易である。また適度の空
隙の存在によってハニカム構造に近い構造となって、ハ
ニカム構造と同程度の重量、体積当たりの強度も十分で
ある。本発明によれば、空隙の程度は、原材料とする低
融点合成樹脂の破砕物と高融点合成樹脂粗の破砕物及び
／又は非溶融物質の破砕物との混合比や破砕物の破砕径
を適度に変えることによって調節可能である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、溶融温度が３０℃以上
異なる低融点合成樹脂の破砕物と高融点合成樹脂の破砕
物及び／又は非溶融物砕片との混合物を金型に充填した
後、外部加熱することによって、異樹脂及び／又は非溶
融異物砕片を含む成形品を製造するものである。上記低
融点合成樹脂としては、ポリエチレン、ボリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、エチレンー酢酸ビ
ニル共重合体、エチレンーアクリル酸エステル共重合体
等があり、上記高融点合成樹脂としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナブタレート、ポリアミ
ド系樹脂、ポリウレタン系樹脂等がある。これらの上記
２種の合成樹脂は、ある程度の空隙を保って溶融固化す
るためには溶融温度が３０℃以上異なっていることが必
要である。

【０００７】それぞれの合成樹脂破砕物の混合物を、あ
るいは必要に応じてこれらの混合物に木質、ガラス、金
属、コンクリート、砕石、ガラス繊維強化不飽和ポリエ
ステル系樹脂、エポキシ系樹脂、尿素樹脂、ゴム等の非
溶融物質の破砕物を加えて、これら混合物を密封金型に
充填し、金型に回転、反転往復、上下傾斜往復運動又は
これらの組み合わせ連動を与えながら外部から均一加熱
して低融点合成樹脂を十分溶融させて、高融点合成樹脂
破砕物及び／又は非溶融物質の破砕物によって成形され
る空隙を含む状態で低融点合成樹脂の熱溶融により接着
固化させてリサイクル材料成形品を製造する。本願発明
の上記方法によれば、異物の成形物又は製造設備への影
響も皆無で、成形物の成形性は良好、なおかつ強度も高
い成形品を製造することができる。

【０００８】本発明を適用して得られる成形品として
は、壁材や屋根材等の建材、土壌改良材、植物生育培地
又は容器、パレット、漁礁等の数多くの工業用品又は日
用品を挙げることができ、格別限定されるわけではな
い。本発明によれば、合成樹脂原料を金型へ密に充填す
るが、前記非溶融の異物が成形性に与える悪影響も無
く、成形物に空隙を設けることができ、この空隙率は複
合材料の配合によって自由にコントロールでき、また成
形物の内部を殆ど非中空にすることも可能である。また
成形物の空隙を低融点合成樹脂と同種か、又はそれに近
い融点を有する合成樹脂に化学発泡剤等を配合して得ら
れる発泡層で満たすことも可能である。この発泡層によ
り消音、断熱効果が期待できるため、得られる成形品の
用途を更に広げることができる。

【０００９】本発明では、リサイクル材料として低融点
合成樹脂と同種か、又はそれ以上の融点を有する合成樹
脂をベ−スとした発泡体、例えば発泡ポリウレタン、発
泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレ
ンを破砕し構成材料として使用しても良い。また、原材
料を含む材科を金型に密に充填するのではなく、多少の
余裕を持たせて充填し、中空の製品を得ることも可能で
ある。原材料として合成樹脂リサイクル原料を使用する
ときには、従来、必要工程であった分別作業を省くこと
ができ、コストの削減に結び付けることができる。ま
た、今まで焼却や埋め立て処理をしていた廃棄合成樹脂
を有効利用することができ、環境負荷の低減にも役立て
ることができる。さらに、上記他の樹脂成形方法のよう
に押出圧による樹脂圧がかからないため金型にはそれ程
強度が求められないので、金型自体を軽量化することが
でき、金型に要する経費も少なく、工程のロ−コスト化
につながる。さらにまた、本願発明では経済的な観点か
ら、合成樹脂原料として、リサイクル材料を使用するこ
とを適当とするものであるが、目的製品や用途に応じて
バ−ジン原料を使うことを妨げるものではない。

【００１０】本発明では、原料として低融点合成樹脂材
料として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）やポリプロピ
レン（ＰＰ）等の直径０．３〜０．６ｃｍ程度の破砕物
を用い、高融点合成樹脂材料としてポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）等の直径１．０〜１．５ｃｍの破砕
物を用いて成形物を作ると、その成形物の構成樹脂問に
空隙が生じ、その結果、透水性を有する成形物が得られ
る。

【００１１】

【実施例】実施例により本発明を更に詳細に説明する
が、これら実施例は何ら本発明を限定するものでもな
い。

【００１２】〔実施例１〕（四方差しパレットの成形） 荷役、輸送、保管の際に物品を一定の単位にまとめて積
載するために用いる、四辺どの方向からでも機械荷役が
可能な、四方差しパレット（荷台）を成形した。 １．原材料の調製；低融点合成樹脂として、使用済みの
液体用容器の高密度ポリエチレン破砕物（破砕径０．３
〜ｌ．５ｃｍ、かさ密度０．４２〜０．４６ｇ／ｃ
ｍ³ ）と製造不良のゴミ袋の低密度ポリエチレン破砕物
（破砕径０．４〜０．７ｃｍ、かさ密度０．２５〜０．
３２ｇ／ｃｍ³ ）の重量比１：ｌの混合物を用いた。
高融点合成樹脂として、強度や耐久性の故に現行技術で
は廃棄処理が困難であるガラス繊維強化不飽和ポリエス
テル（ＦＲＰ）廃棄物の破砕物（破砕径１．５〜２．０
ｃｍ、かさ密度０．６４〜０．８２ｇ／ｃｍ³ ）を用い
た。この破砕物には、ガラス繊維が付着していた。 ２．成形工程；上記低融点合成樹脂混合物と上記廃ＦＲ
Ｐ破砕物を重量比で２：ｌで混合し、パレット成形用金
型内へ密状態に充填し、金型蓋をしっかりと固定した。
該金型を２軸回りに回転させた状態で、金型温度を２０
０℃として約３０分間加熱した。加熱後に、金型を水噴
霧処理を２０分行った後、さらに強制空冷を１０分行っ
で冷却を終え、バレット製品を金型より取出した。得ら
れたパレットは従来の廃棄物パレットに比し、強度的に
は変わらず、内部に空隙の存在の故に単位容積当たり軽
量で、経済的であった。また、このパレット原料中に強
化材としてスチール製棒や角材などを埋設することによ
って、従来のパレットより強固な成形物が得ることがで
きた。

【００１３】〔実施例２〕（防音壁板の成形） ｌ．合成樹脂原料の調製；便用原料は低融点合成材脂と
して、使用済み液体用容器のキャップの中密度ポリエチ
レン破砕物（破砕径０．８〜１．６ｃｍ、かさ密度０．
２６〜０．３２ｇ／ｃｍ³ ）と生活雑貨廃品のポリプロ
ピレンの破砕物（破砕径０．３〜０．５ｃｍ、かさ密度
０，４７〜０，６０ｇ／ｃｍ³ ）の重量比２：１の混合
物に、さらに発泡剤を練り込んだポリプロピレンコンパ
ウンドを１０wt％混入させた。 ２．充填材の調製；高融点合成樹脂として、現在の技術
では廃棄処理が困難な自動車用・家庭用ソファーのクッ
ション材に使用されているポリウレタン系合成樹脂廃棄
物の破砕物（破砕径０．１〜０．３ｃｍ、かさ密度０．
０５〜０．１０ｇ／ｃｍ³ ）を用いた。 ３．成形工程；低融点合成樹脂混合物と廃ポリウレタン
系合成樹脂破砕物を重量比で５：１で混合し、防音壁板
金型内へ密に充填し、金型蓋をしっかりと固定した。金
型を１軸回りに回転させつつ回転方向と９０度ずれた方
向に揺動させた状態で、金型表面温度が１８０℃で、約
３０分間加熱した後、金型に水噴霧処理を２０分、強制
空冷を１０分行って冷却し、製品を金型より取出した。
得られた製品は自動車や工場からの騒音などに対して有
効な防音壁であった。本実施例では廃ポリウレタンを使
用したが、低融点合成樹脂の選択によっては、他にも発
泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレ
ン等廃棄物の破砕物を使用することができる。これら樹
脂特有の発泡した状態が樹脂の表面積を非常に大きくさ
せ、消音及び断熱効果に大きな効果があった。

【００１４】〔実施例３〕（植木鉢（プランター）の成
形） 家庭のベランダや庭先、公園での緑化等に使用される植
木鉢（プランター）を製造した。 １．原材料の調製；低融点合成樹脂として使用済み液体
用容器の高密度ポリエチレン破砕物（破砕径０．３〜
１．５ｃｍ、かさ密度０．４２〜０．４６ｇ／ｃｍ³ ）
とポリ袋製造時に発生するエチレンー酢酸ビニル共重合
体のフィルムの破砕物（破砕径０．４〜０．７ｃｍ、か
さ密度０．２５〜０．３２ｇ／ｃｍ³ ）の重量比２：１
の混合物を用いた。 ２. 充填材の調製；非溶融物質として、エポキシ系樹脂
の接着剤が大量に付着したポリエチレン製容器の破砕物
（破砕径０．３〜１．５ｃｍ、かさ密度０．６７〜０．
９２ｇ／ｃｍ³ ）と接着剤で固化され、リサイクルが困
難な木質ボードの破砕物（破砕径０．１〜０．３ｃｍ、
かさ密度０．１７〜０．２２ｇ／ｃ ｍ³ ）の重量比
３：１の混合物を用いた。 ３．成形工程；上記低融点合成樹脂混合物と上記非溶融
物質混合物を重量比で２：１で混合し、植木鉢金型内へ
密に充填し、金型蓋をしっかりと固定した。金型を２軸
回りに回転させた状態で、金型表面温度が２００℃で、
約３０分問加熱した。４．該加熱金型を水噴霧処理を２
０分行った後、強制空冷を１０分行ない、製品を金型よ
り取出した。得られたプランタ−は、土壌の通気性及び
透水性がよく根腐れを起こさず、従来の素焼き鉢に匹敵
した。しかも本実施例のプランタ−は、原材料の破砕径
や配合比率を変化させることによって任意の大きさの空
隙を設定することができるので、生育植物に応じたプラ
ンタ−が形成できるという点で素焼き鉢より優れたもの
であった。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、原材料を含む材科中に
いかなる異物が混入していようと成形可能であり、破砕
物の分別作業を極力省くことができる。パレット等の強
度の求められる製品を成形可能で、原材科の低融点合成
樹脂と高融点合成樹脂及び／又は非溶融異物の混合比や
それらの破砕径の調整によって空隙が成形体に形成さ
れ、必要に応じて透水性、通気性を有する物を得ること
ができる。また、原材料を金型に密に充填するのではな
く、多少の余裕を持たせて充填し、中空の製品を得るこ
とも可能であり、さらに原材料中に発泡合成樹脂等を含
ませることにより断熱材、防音材というような付加価値
の高い製品を簡易に形成することもできる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融温度が３０℃以上異なる低融点合成
   樹脂の破砕物と高融点合成樹脂の破砕物及び／又は非溶
   融物質の破砕物との混合物を金型に充填し、金型を自由
   運動させながら、金型外部より加熱して低融点合成樹脂
   を溶融させて、上記高融点合成樹脂及び／又は非溶融物
   質を空隙を含む状態で低融点合成樹脂により接着固化さ
   せることを特徴とするリサイクル複合材料の成形方法。
2. 【請求項２】 低融点合成樹脂が、ポリエチレン、ポリ
   プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、エチレン
   −酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル
   共重合体であることを特徴とする請求項１のリサイクル
   複合材料の成形方法。
3. 【請求項３】 高融点合成樹脂が、ポリエチレンテレフ
   タレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド系樹
   脂、ポリウレタン系樹脂であり、非溶融物質が木質、ガ
   ラス、金属、コンクリ−ト、砕石、ガラス繊維強化不飽
   和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、尿素樹脂、ゴ
   ムであることを特徴とする請求項１のリサイクル複合材
   料の成形方法。
4. 【請求項４】 上記合成樹脂原料に対し化学発泡剤、又
   は発泡合成樹脂材料を添加混合することを特徴とする請
   求項１のリサイクル複合材料の成形方法。
5. 【請求項５】 上記原料が、リサイクル材料であること
   を特徴とする請求項１のリサイクル複合材料の成形方
   法。
6. 【請求項６】 自由運動が、金型に回転、反転往復、上
   下傾斜往復運動又はこれらの組み合わせ運動であること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のリサイ
   クル複合材料の成形方法。