JP4125942B2

JP4125942B2 - プラスチック廃棄物を利用した混合材料及びその製造装置並びにその製造方法

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Publication number: JP4125942B2
Application number: JP2002309236A
Authority: JP
Inventors: 文昭友永; 和男山田; 博人山崎; 英一郎鹿嶋
Original assignee: 山口県; 株式会社サンポリ
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP2004143278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック廃棄物を利用した混合材料及びその製造装置並びにその製造方法に係わり、特にマテリアルリサイクルが困難であった異種プラスチック廃棄物を分別することなく再生させるプラスチック廃棄物を利用した混合材料及びその製造装置並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、近年のプラスチック製品の大量消費に伴い、その製造過程や家庭から排出されるプラスチック廃棄物が増加している。このプラスチック廃棄物の中でも単一成分で構成されるプラスチック廃棄物は、製造過程においては最終製品の特性に影響がない程度の量は製品に再使用されたり、また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルのように再資源として種々の製品に再利用されている。しかしながら、二種類以上の異種のプラスチック廃棄物が混合している場合は、主にサーマルリサイクルとして利用されており、マテリアルリサイクルについては各々の樹脂の物理的性質が異なるために困難であった。
【０００３】
このような課題を克服するため、異種のプラスチックを利用した混合材料とその製造方法として、例えば、特許文献１には、「熱成形可能な重合体ブレンド組成物」として「重合体ブレンド中、オレフィン重合体少なくとも５０重量％、スチレン重合体１０〜４８重量％、および該ブレンド中のオレフィン重合体とスチレン重合体の融和剤として機能することができる熱可塑性スチレン系ブロック重合体ゴム２〜４０重量％含有せしめたことを特徴とする熱成形可能な重合体ブレンド組成物」が開示されている。
この特許文献１に開示された発明では、耐薬品性、延性及び展性等を有し、かつ低コストであるオレフィン重合体と耐衝撃性、低温性及び熱成形性等を有したスチレン重合体と融和剤によって融和させ、両者の特性を兼ね備えた重合体ブレンド組成物を得ることできる。また、この重合体ブレンド組成物の製造では、製造過程で生じるトリム材を使用することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、「熱可塑性廃プラスチック混合物のリサイクル原料製造及び利用法」として、「廃プラスチックは様々な形態や種類がありその中で最も多く排出される熱可塑性樹脂を細かく粉砕、攪拌、混合したものを押し出し機に投入し、１６０℃〜３００℃まで徐々に熱を加え、溶融しながら混練りし、直接型に流し込み、冷却して塊状にした固形物を作る」方法が開示されている。
この特許文献２に開示された発明では、様々な熱可塑性プラスチック廃棄物を形状及び種類を選ばず、粉砕、攪拌、混合したものを押出し機に連続投入し融点の低いものより溶融し、混練しながら徐々に融点の高い物を溶融し練り込み、ノズルより直接金型へ流し込み冷却し、塊状の固形物を作り、混合再生プラスチックとして利用することができる。
【０００５】
そして、特許文献３には、「廃棄物の再資源化方法」として、「紙，布等の繊維性廃棄物，プラスチック廃棄物，ガラス，礫片等の無機廃棄物を配合した後、前記プラスチック廃棄物中の熱可塑性プラスチックの溶融温度以上、前記繊維性廃棄物の熱劣化温度以下の温度に加温した加圧成型装置を用いて所望の成型品を得ることを特徴とする廃棄物の再資源化方法」が開示されている。
この特許文献３に開示された発明では、繊維性廃棄物と熱可塑性プラスチック廃棄物の熱特性の相違を利用して、従来は焼却処分されていたシュレッダ裁断紙屑等の繊維性廃棄物を溶融した熱可塑性プラスチック廃棄物に混合することによって機械的強度の高い再生プラスチック成型品を得ており、紙屑やプラスチック廃棄物の発生量の低減を可能にしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５７−２８１４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６２４０号公報
【特許文献３】
特開平６−７１６４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術においては、まず、特許文献１に記載された従来の技術では、オレフィン重合体とスチレン重合体の両者に効果がある融和剤を用いてブレンドさせたもので、使用する樹脂がある程度特定されており、多種多様なプラスチック廃棄物に適用できないという課題があった。
また、特許文献２及び特許文献３に記載された従来の技術においては、異種の熱可塑性プラスチック廃棄物の混合物を全て溶融させる方法では、異種のポリマーが混じりあわないために相分離を起こし、最終製品において脆化等の品質の低下を招くという課題があった。また、各々のポリマーの熱特性が異なるために溶融時の加熱により熱劣化や熱分解を生じるという課題もあった。さらに、特許文献２における溶融物を直接金型へ流し込む成形方法では、製品の形状が限定されるという課題もあった。
【０００８】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、多種多様であるプラスチック廃棄物を用いて安定した品質を有するプラスチック廃棄物を利用した混合材料及びその製造装置並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明であるプラスチック廃棄物を利用した混合材料は、オレフィン系プラスチック廃棄物と、このオレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物とからなるプラスチック廃棄物を利用した混合材料において、少なくともその一部を溶融させたオレフィン系プラスチック廃棄物の中に、溶融されずに原形をとどめた状態で異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を重量比で４０〜７０％含有させて成形されるものである。
上記構成のプラスチック廃棄物を利用した混合材料は、溶融させたオレフィン系プラスチック廃棄物の中にオレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物が均一に含有されるという作用を有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明であるプラスチック廃棄物を利用した混合材料は、請求項１に記載のプラスチック廃棄物を利用した混合材料において、オレフィン系プラスチック廃棄物と異種プラスチック廃棄物の破砕物との接着性を向上させるための相溶化剤を含有するものである。
上記構成のプラスチック廃棄物を利用した混合材料においては、請求項１に記載の発明の作用に加えて、相溶化剤はオレフィン系プラスチック廃棄物と異種プラスチック廃棄物の接着性を向上させるという作用を有する。
【００１１】
請求項３記載の発明であるプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置は、オレフィン系プラスチック廃棄物を供給する第１の供給部と、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を供給する第２の供給部と、この２つの供給部に連結されてオレフィン系プラスチック廃棄物と異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を混練し押出口から送出するシリンダーとを備えたプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置であって、シリンダーは、第２の供給部と押出口の間の距離が第１の供給部と押出口の間の距離よりも短く、第１の供給部から供給されるオレフィン系プラスチック廃棄物を溶融して、この溶融したオレフィン系プラスチック廃棄物に第２の供給部から供給される異種プラスチック廃棄物を取り込み、異種プラスチック廃棄物を溶融させることなく原形をとどめた状態で混練して混合材料を押出口から送出するものである。
上記構成のプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置においては、オレフィン系プラスチック廃棄物とオレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物は二段階にわたって供給され、さらに、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物の混練時間はオレフィン系プラスチック廃棄物の混練時間よりも短くなるという作用を有する。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明であるプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法は、破砕されたオレフィン系プラスチック廃棄物を１６０〜２００℃に加熱された押出機に投入し溶融混練する工程と、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも融点が高い異種プラスチック廃棄物を破砕して溶融混練されたオレフィン系プラスチック廃棄物中で、溶融されずに原形をとどめた状態で混練する工程と、オレフィン系プラスチック廃棄物と異種プラスチック廃棄物が混練された材料を所定の形状に成形する工程とを有するものである
上記構成のプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法においては、オレフィン系プラスチック廃棄物が溶融する温度においてオレフィン系プラスチック廃棄物を溶融させ、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物を溶融させないようにするという作用を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の第１の実施の形態を図１及び図２に基づき説明する。（請求項１に対応）
図１は本発明の第１の実施の形態に係るポリエチレン−ポリスチレン混合材料の外形図であり、図２はポリエチレン−ポリスチレン混合材料と類似したポリエチレン−ポリアミド混合材料を示す写真である。図１において、本第１の実施の形態におけるポリエチレン−ポリスチレン混合材料１は、ポリエチレン２をマトリックスとし、ポリエチレン２中にポリスチレン破砕物３が包含されている。ポリエチレン２の溶融温度は約１４９℃（射出成形温度）であり、ポリスチレン破砕物の溶融温度は約１６３℃（射出成形温度）である。なお、ポリスチレン破砕物３の割合は重量比で４０〜５０％である。
【００１４】
ポリエチレン−ポリスチレン混合材料１のマトリックスとなるポリエチレン２は、製造工程において溶融された状態でポリスチレン破砕物３と混練されるので、ポリエチレン２溶融物はポリスチレン破砕物３を容易にかつ均一に包み込むことができる。従って、この均一な構造により成形されたポリエチレン−ポリスチレン混合材料１は機械的性質等において安定した物性を有している。
【００１５】
また、ポリエチレン２は溶融された状態でポリスチレン破砕物３と接するので両者間の接着は容易になる。さらに、ポリスチレン破砕物３はポリエチレン２の溶融温度では表面が軟化するので、接着は一層容易になり接着力も強固になる。従って、冷却後のポリエチレン−ポリスチレン混合材料１においても、ポリエチレン２とポリスチレン破砕物３の接着性は良好なものとなる。
【００１６】
そして、ポリエチレン−ポリスチレン混合材料１はプラスチックから構成されるので、最終的にサーマルリサイクルされる場合においても金属等の分別の必要がなく作業効率がよい。また、シート状等の廃棄物に比べると減容化されているので輸送やハンドリングにおいて有利である。
【００１７】
なお、ポリエチレン２はバージン樹脂を始めとして、不要となったポリエチレンフィルム等の廃棄物を使用することができる。また、共重合されたポリエチレンや変性されたポリエチレンでもよい。さらには、ポリプロピレンなどのオレフィン系のプラスチックであればよい。
また、ポリスチレン破砕物２は、ポリエチレンと同様に、バージン樹脂はもとより、不要となった廃棄物を使用することができる。ポリスチレン以外にも、アクリルニトリルブタジエンスチレン（以下、ＡＢＳという。）、ポリアミド等の熱可塑性プラスチックのバージン樹脂及び廃棄物や、混練に支障のない程度であれば熱硬化性プラスチックやゴムの廃棄物を含んでも問題はない。さらには、これらのプラスチックの混合物を使用することもできる。
【００１８】
図２において、白く見える部分は図１に示されるポリエチレン−ポリスチレン混合材料と同様に、マトリクスとなっているポリエチレンであり、黒く見える部分はポリアミドである。
【００１９】
次に、本発明に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の第２の実施の形態を図３及び図４に基づき説明する。（請求項１に対応）
図３は本発明の第２の実施の形態に係るポリエチレン−ＡＢＳ混合材料の実物写真である。図３において、本第２の実施の形態におけるポリエチレン−ＡＢＳ混合材料４は、ポリエチレン２をマトリックスとし、ポリエチレン２中にＡＢＳ破砕物５が包含されている。
【００２０】
図４は、本第２の実施の形態に係るポリエチレン−ＡＢＳ混合材料の引張強度とＡＢＳ含有量の関係を示すグラフである。図４において、引張強度はＡＢＳ含有量が５０％のとき最大１１．９ＭＰａを示し、その後、ＡＢＳ含有量の増加とともに低下している。一般に、引張試験では試料中の最も弱い部分に亀裂を生じて破断に至ると考えられるので、このような混合材料においては成分同士の接着界面の状態が引張強度に反映される。従って、ポリエチレン−ＡＢＳ混合材料４においては、引張強度が最大を示すＡＢＳ含有量５０％の試料は接着性が最も良好な材料であるといえる。
【００２１】
また、ポリエチレン単体の成形体の引張強度を測定すると９．５ＭＰａであったため、この値と比較すれば、ＡＢＳ含有量によってポリエチレン−ＡＢＳ混合材料４の方が優れた引張強度を示している。これは、ポリエチレン２とＡＢＳ破砕物５の接着性が良好であるとともに、ＡＢＳ樹脂本来の機械的性質が反映された結果と言え、複合材料として新たな特性を付加できることを示している。
【００２２】
続いて、本発明に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の第３の実施の形態を図５を用いて説明する。（請求項２に対応）
図５は本発明の第３の実施の形態に係るポリエチレン−ポリアミド混合材料の相溶化剤の使用による引張強度の変化を示すグラフである。なお、ポリエチレン−ポリアミド混合材料の割合は重量比でポリエチレンが６０％、ポリアミドが４０％であり、相溶化剤を重量比で３％添加している。
図５において、相溶化剤を添加しない無添加試料の引張強度は７．９ＭＰａであるのに対して、種類の異なる相溶化剤Ａ及び相溶化剤Ｂを添加した試料の引張強度は最大で１３．０ＭＰａであり、相溶化剤の添加によって引張強度が向上していることがわかる。
【００２３】
ポリアミドの溶融温度は約２４３℃（射出成形温度）と比較的高融点のプラスチックであり、ポリエチレンの溶融温度では軟化しにくいため、ポリスチレンやＡＢＳ等のプラスチックに比べるとポリエチレンとの接着性が劣る。そこで、例えば、マレイン化ポリエチレンなどの市販の相溶化剤を添加することによってポリエチレンとポリアミドの接着性を改良するので、引張強度を向上させることができる。
また、相溶化剤は混練するプラスチックの極性の有無などの性質を考慮して選択するとよく、その割合は、マトリックスであるポリエチレンに対して重量比で１〜５０％、コストなどを考慮すれば好ましくは２〜５％程度加えるとよい。
【００２４】
このように構成された本実施の形態においては、ポリエチレン２が溶融してポリスチレン等のプラスチック廃棄物の破砕物を包み込み、構造が均一で材料強度が強いプラスチック廃棄物を利用した混合材料を得ることができる。
また、この混合材料では、各々のプラスチックの特性を生かして設計することが可能である。
さらに、相溶化剤を使用するとポリアミド等の高融点で軟化しにくいプラスチックとポリエチレンとの接着力を改良し、安定した材料強度を有する混合材料を得ることができる。
【００２５】
以下に、本発明に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置の実施の形態について図６及び図７を参照しながら説明する。（請求項３に対応）
図６は本発明の実施の形態に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置の一部を断面で示す外形図である。図６において、本実施の形態におけるプラスチック廃棄物を利用した混合材料製造装置６は、シリンダー７の内部に単軸のスクリュー８を有し、このスクリュー８にはスクリュー回転用モーター９が接続されている。
【００２６】
そして、シリンダー７の上部にはポリエチレンなどのオレフィン系プラスチック廃棄物を供給する第１の樹脂ホッパー１０が設けられ、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点であるポリアミド等の異種プラスチック廃棄物を供給する第２の樹脂ホッパー１１が設けられている。なお、第２の樹脂ホッパー１１と樹脂押出口１４の距離は、第１の樹脂ホッパー１０と樹脂押出口１４の距離よりも短く設計されている。また、第１の樹脂ホッパー１０及び第２の樹脂ホッパー１１にはそれぞれ第１の樹脂定量供給フィーダー１２及び第２の樹脂定量供給フィーダー１３が具備されており、第１、第２の樹脂の供給量が制御される。
【００２７】
スクリュー８は単軸でもよいが、混練を十分に行うためには二軸以上を設置する方が好ましい。また、多軸スクリューにする場合は、スクリュー間のクリアランスを大きくすると、剪断力による固形粒子の破砕分散が起きにくくなるので、安定した混合材料の製造が容易になる。
【００２８】
図７は本実施の形態に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置から取り出した混合材料を成形する圧縮成形機の外形図である。図７において、圧縮成形機１６は、台座１７と台座１７に固定された一対の支柱１８，１８と一対の金型１９，１９で構成されている。
【００２９】
この一対の金型１９，１９には多数の種類があり、所望の成形体の形状を型取る金型を選択し、設置することができる。また、図示していないが、圧縮成形機１６には駆動源である油圧を供給する設備が設置されている。なお、圧縮成形機１６に加熱装置を設置すると、室温に冷却された試料等の加熱圧縮成形を行うことができる。
【００３０】
次に、混合材料製造装置６及び圧縮成形機１６の使用方法について説明する。まず、重量比で６０％の量の破砕したポリエチレン廃棄物を製造装置６の第１の樹脂ホッパー１０に投入する。同様に、重量比で４０％の量のポリアミド廃棄物も破砕し、第２の樹脂ホッパー１１に投入する。破砕したポリエチレン廃棄物は第１の樹脂定量供給フィーダー１２によって適量が加熱されたシリンダー７中に送出される。そして、シンリンダー７内では、ポリエチレン廃棄物は溶融しながらスクリュー８の回転によって混練される。
【００３１】
続いて、混練されたポリエチレン破砕物が第２の樹脂ホッパー１２の設置位置付近に送られると、第２の樹脂定量供給フィーダー１３によって破砕されたポリアミド廃棄物の適量がシリンダー７中に送出される。そして、ポリアミド破砕物は溶融したポリエチレン中に取り込まれ、混練されて混合樹脂１５として樹脂押出口１４より押出されるのである。このとき、ポリアミド廃棄物はシリンダー７中で混練される時間が短いので、溶融されずに原形をとどめた状態で混合樹脂１５中に含有される。
【００３２】
混合材料製造装置６から押出された混合樹脂１５は、適当な大きさに切断され、圧縮成形機１６に運ばれ、冷却しないうちに所望の形状に成形される。この混合樹脂１５を用いて、厚さ１０ｍｍで重量４ｋｇの箱状の製品を成形し、冷却後の収縮率を測定すると、２．３％であり、ポリエチレン単体の同様の成形体の収縮率が３．６％であるのに対して大きく減少していた。
これは、溶融した樹脂が冷却時により安定した構造を取ろうとして収縮する現象がポリエチレン単体の場合では顕著であるのに対して、この混合樹脂１５では、溶融しない状態で混合樹脂１５に取り込まれるポリアミド破砕物が支点となり、ポリエチレンの収縮を抑制していると考えられる。従って、溶融しない状態でプラスチック廃棄物の破砕物を混合させることは熱収縮の低減に効果的であるといえる。また、ポリアミド破砕物は溶融しないために相分離を生じず、機械的性質などにおいて安定した品質を有する混合材料を得ることができる。
【００３３】
また、不要となった自動車から排出されるプラスチックやゴム等を主成分とするシュレッダーダストとポリエチレン破砕物を混合し、第１の樹脂ホッパーに投入してシリンダーで加熱混練すると強い悪臭を生じたが、ポリエチレン破砕物を第１の樹脂ホッパーへ、シュレッダーダストを第２の樹脂ホッパーへそれぞれ投入してシリンダーで加熱混練すると悪臭が減少した。このことはシュレッダーダストが溶融ポリエチレンに包含されることにより、直接シリンダーに接触せず、過熱や分解が抑制されたためと考えられる。
【００３４】
但し、混練能力が低い単軸スクリューの混合材料製造装置を用いたり、多軸スクリューを有する混合材料製造装置でもシリンダー温度等の製造条件を変更することにより、混合した廃棄プラスチックを一度に投入して混練しても良好な混合材料を得ることができる場合もある。
【００３５】
このように構成された本実施の形態においては、混合材料製造装置６では、ポリエチレン廃棄物は第１の樹脂ホッパー１０より投入されてシリンダー内で十分に溶融混練されるが、ポリアミド廃棄物は、樹脂押出口１４との距離が短い位置にある第２の樹脂ホッパー１１より投入されるので混練時間が短くなり完全に溶融することなく、混練樹脂１５中に原形をとどめることができる。従って、熱収縮が小さく、また、安定した品質を有する混合材料を得ることができる。
【００３６】
以下に、本発明に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法の実施の形態について図８を参照しながら説明する。（請求項４に対応）図８は、本実施の形態に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法の工程図である。
図８において、ステップＳ１は、ポリエチレン廃棄物を破砕する工程を示している。このステップＳ１では、不要となったポリエチレン廃棄物を細かく破砕する。ここでは、ポリエチレン廃棄物を使用しているが、オレフィン系プラスチック廃棄物であれば何でもよく、また、廃棄物でないバージン樹脂でもよい。
【００３７】
次にステップＳ２は、ポリアミド廃棄物を破砕する工程を示している。このステップＳ２では、ポリアミド等のオレフィン系プラスチックよりも高融点を有するプラスチック廃棄物を細かく破砕する。
【００３８】
ステップＳ３は、ポリエチレン破砕物を溶融混練する工程を示している。このステップＳ３では、温度１６０〜２００℃の範囲で溶融させながら混練する。この工程においてポリエチレン破砕物を溶融させると、ステップＳ５においてポリアミド破砕物を均一に包み込んで混練させることができる。また、溶融しているのでポリアミド破砕物との接着が容易になる。なお、ポリエチレン破砕物は完全に溶融される必要はなく、少なくともその一部が溶融していればよい。
【００３９】
ステップＳ４は、相溶化剤を添加する工程を示している。このステップＳ４では、ステップＳ３において溶融混練されているポリエチレン中に相溶化剤を添加する。相溶化剤は、次のステップＳ５において混練されるポリアミド破砕物とポリエチレン破砕物の接着力を改良することができる。また、添加する相溶化剤の割合は重量比で１〜５０％、好ましくは２〜５％であり、その種類は混合するプラスチックの性質に合わせて選択することができる。なお、ポリエチレンとの接着力が良好なプラスチック廃棄物を用いる場合は、相溶化剤は添加しなくてもよい。
なお、ポリアミド破砕物はポリエチレン破砕物に混合してステップＳ３において投入することもできる。
【００４０】
ステップＳ５は、ポリアミド破砕物を混練する工程を示している。このステップＳ５では、前述の通りステップＳ３において溶融混練されているポリエチレン中にポリアミド破砕物を混練させる。この場合、ポリアミド破砕物の混練時間を短く取ることによれば、溶融されないで原形をとどめた状態で溶融したポリエチレンと混練される。
なお、ステップＳ３においてポリアミド破砕物をポリエチレン破砕物に混合させて混練してもよいが、その場合には混練時間が長くなることによって、ポリアミド破砕物が溶融し相分離を起こして材料強度が劣る場合もあるのでその点に留意する必要がある。
【００４１】
ステップＳ６は、混練樹脂を押出す工程を示している。このステップＳ６では、ステップＳ５において混練されたポリエチレン破砕物とポリアミド破砕物の混練樹脂を取り出して、適当な大きさに切断する。
【００４２】
最後にステップＳ７は成形する工程を示している。このステップＳ７においては、圧縮成形機などを用いてステップＳ６において切断された混練樹脂を所望の形状に成形する。この混練樹脂は冷却しにくいので熱成形が容易となる。但し、混練樹脂が冷却した場合は、オーブン等の加熱装置を用いて再加熱すると圧縮成形機などによって成形することが可能である。成形加工後は徐冷又は急冷のいずれの方法によって冷却してもよい。この混練樹脂では、ポリアミド破砕物が溶融していないため徐冷した場合冷却時間が短縮できる。
【００４３】
このように構成されたプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法においては、ポリエチレン破砕物を溶融させてからポリアミド破砕物を短時間で混練させるので、ポリアミド破砕物は溶融したポリエチレン中に均一に分散され、また、溶融せずに原形をとどめるので相分離を生じない材料強度の優れた混合材料を製造することができる。また、ポリアミド以外の熱分解しやすい樹脂を用いた場合でも、混練時間が短時間であるために有毒なガス等の発生を防ぐことができる。さらに、相溶化剤を加えることで混合するプラスチック間の接着性を改良することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１及び請求項２に記載のプラスチック廃棄物を利用した混合材料においては、オレフィン系プラスチック廃棄物が溶融した状態でオレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物を包み込むので、構造が均一で安定した材料強度を有するプラスチック廃棄物を利用した混合材料を得ることができる。
【００４５】
また、本発明の請求項２に記載のプラスチック廃棄物を利用した混合材料においては、相溶化剤によってオレフィン系プラスチック廃棄物と異種プラスチック廃棄物の接着性が改良され、材料強度を向上することができる。
【００４６】
そして、本発明の請求項３に記載のプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置においては、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物の混練時間を短くすることによって異種プラスチック廃棄物は原形をとどめるので、熱収縮が小さく品質の安定したプラスチック廃棄物を利用した混合材料を製造することができる。
【００４７】
最後に、本発明の請求項４に記載のプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法においては、多種多様であるプラスチック廃棄物を分別することなく、かつ安全に良質のプラスチック廃棄物を利用した混合材料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るポリエチレン−ポリスチレン混合材料の外形図である。
【図２】本第１の実施の形態に係るポリエチレン−ポリアミド混合材料を示す写真である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るポリエチレン−ＡＢＳ混合材料を示す写真である。
【図４】本第２の実施の形態に係るポリエチレン−ＡＢＳ混合材料の引張強度とＡＢＳ含有量の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るポリエチレン−ポリアミド混合材料の相溶化剤の使用による引張強度の変化を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置の一部を断面で示す外形図である。
【図７】本実施の形態に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置から取り出した混合材料を成形する圧縮成形機の外形図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法の工程図である。
【符号の説明】
１…ポリエチレン−ポリスチレン混合材料２…ポリエチレン３…ポリスチレン破砕物４…ポリエチレン−ＡＢＳ混合材料５…ＡＢＳ破砕物６…混合材料製造装置７…シリンダー８…スクリュー９…スクリュー回転用モーター１０…第１の樹脂ホッパー１１…第２の樹脂ホッパー１２…第１の樹脂定量供給フィーダー１３…第２の樹脂定量供給フィーダー１４…樹脂押出口１５…混練樹脂１６…圧縮成形機１７…台座１８…一対の支柱１９…金型

Claims

オレフィン系プラスチック廃棄物と、このオレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物とからなるプラスチック廃棄物を利用した混合材料において、少なくともその一部を溶融させた前記オレフィン系プラスチック廃棄物の中に、溶融されずに原形をとどめた状態で前記異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を重量比で４０〜７０％含有させて成形されることを特徴とするプラスチック廃棄物を利用した混合材料。
請求項１記載のプラスチック廃棄物を利用した混合材料において、前記オレフィン系プラスチック廃棄物と前記異種プラスチック廃棄物の破砕物との接着性を向上させるための相溶化剤を含有することを特徴とするプラスチック廃棄物を利用した混合材料。
オレフィン系プラスチック廃棄物を供給する第１の供給部と、オレフィン系プラスチック廃棄物よりも高融点の異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を供給する第２の供給部と、この２つの供給部に連結されて前記オレフィン系プラスチック廃棄物と異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を混練し押出口から送出するシリンダーとを備えたプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置であって、前記シリンダーは、前記第２の供給部と前記押出口の間の距離が前記第１の供給部と前記押出口の間の距離よりも短く、前記第１の供給部から供給されるオレフィン系プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を溶融して、この溶融したオレフィン系プラスチック廃棄物に前記第２の供給部から供給される前記異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を取り込み、前記異種プラスチック廃棄物の小片又は破砕物を溶融させることなく原形をとどめた状態で混練して前記混合材料を前記押出口から送出することを特徴とするプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造装置。
破砕されたオレフィン系プラスチック廃棄物を１６０〜２００℃に加熱された押出機に投入し溶融混練する工程と、前記オレフィン系プラスチック廃棄物よりも融点が高い異種プラスチック廃棄物を破砕して前記溶融混練されたオレフィン系プラスチック廃棄物中で、溶融されずに原形をとどめた状態で混練する工程と、前記オレフィン系プラスチック廃棄物と前記異種プラスチック廃棄物が混練された材料を所定の形状に成形する工程とを有することを特徴とするプラスチック廃棄物を利用した混合材料の製造方法。