特許第6504775号(P6504775)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6504775ペレット状再生プラスチック材及びペレット状再生プラスチック材の製造方法
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  • 特許6504775-ペレット状再生プラスチック材及びペレット状再生プラスチック材の製造方法 図000005
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6504775
(24)【登録日】2019年4月5日
(45)【発行日】2019年4月24日
(54)【発明の名称】ペレット状再生プラスチック材及びペレット状再生プラスチック材の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08J 11/06 20060101AFI20190415BHJP
   C08K 3/34 20060101ALI20190415BHJP
   C08L 101/00 20060101ALI20190415BHJP
【FI】
   C08J11/06ZAB
   C08K3/34
   C08L101/00
【請求項の数】5
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2014-192615(P2014-192615)
(22)【出願日】2014年9月22日
(65)【公開番号】特開2016-60901(P2016-60901A)
(43)【公開日】2016年4月25日
【審査請求日】2017年9月8日
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】390037154
【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001586
【氏名又は名称】特許業務法人アイミー国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石川 雅彦
(72)【発明者】
【氏名】久保田 貴之
【審査官】 小久保 敦規
(56)【参考文献】
【文献】 特開2004−223926(JP,A)
【文献】 特開2006−007138(JP,A)
【文献】 特開2000−024620(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29B 11/16
B29B 15/08− 17/04
C08J 3/00− 3/28
C08J 5/04− 5/10
C08J 5/24
C08J 11/00− 99/00
C08K 3/00− 13/08
C08L 1/00−101/14
B09B 1/00− 5/00
B09C 1/00− 1/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなり、その形態が乾燥したペレット状であり、
前記廃材と前記プラスチックとの質量割合は、前記廃材:前記プラスチック=20:80〜40:60である、ペレット状再生プラスチック材。
【請求項2】
前記コンクリート成分を含む建材の廃材は、窯業系サイディング廃材を含む、請求項1に記載のペレット状再生プラスチック材。
【請求項3】
コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材を準備する工程と、
プラスチックを準備する工程と、
前記廃材と前記プラスチックとを溶融混合する工程と、
溶融混合物をペレット状に加工し、乾燥する工程とを備え、
前記溶融混合する工程では、前記廃材:前記プラスチック=20:80〜40:60の質量割合で前記廃材と前記プラスチックとを溶融混合する、ペレット状再生プラスチック材の製造方法。
【請求項4】
前記プラスチックを準備する工程では、リサイクルプラスチックを含むプラスチックを準備する、請求項3に記載のペレット状再生プラスチック材の製造方法。
【請求項5】
前記廃材を準備する工程では、窯業系サイディング廃材を準備する、請求項3または4に記載のペレット状再生プラスチック材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、再生プラスチック材及び再生プラスチック材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
セメントを含む窯業系サイディング材は、外壁などに用いられる際に、カット時の切粉、端材などの廃材が発生してしまう。このような廃材を利用する技術として、例えば、特開2006−176361号公報(特許文献1)、特開2006−44991号公報(特許文献2)、特開平9−193117号公報(特許文献3)などが挙げられる。
【0003】
特許文献1には、廃材を粉砕した後、この粉砕物をCa(カルシウム)リッチ材とSi(珪素)リッチ材とに分離し、Caリッチ材にCa化合物を添加すると共にこれを焼成することにより、リサイクルセメントを製造する方法が開示されている。
【0004】
特許文献2には、窯業系建材の廃材を主原料として製造したリサイクルセメントにシリカ系材料を添加することによって、再度窯業系建材を製造する方法が開示されている。
【0005】
特許文献3には、セメント板廃材を粒径300μm以下に粉砕し、この粉砕物をマットにフォーミングして150kg/cm以上の高圧でプレスした上でオートクレーブ養生を行うことによりセメント板を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−176361号公報
【特許文献2】特開2006−44991号公報
【特許文献3】特開平9−193117号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
窯業系サイディング材の廃材(窯業系サイディング廃材)などのコンクリート成分を含む建材の廃材は、産業廃棄物として処理されるので、利用されることが望まれている。それに加えて、本発明者は、陶磁器系廃材及びケイ酸カルシウム板の廃材についても、利用されることが望まれていることに着目した。そこで、本発明者は、上記特許文献1〜3の用途の他に、環境負荷を低減するために、これらの廃材を利用する技術を鋭意研究した結果、本発明を完成させた。
【0008】
本発明は、環境負荷を低減する再生プラスチック材及び再生プラスチック材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者が、環境負荷を低減することを目的として、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材を利用する手段を鋭意研究した結果、プラスチックと混合することにより、特性の良好な再生プラスチック材を実現できることを見出した。
【0010】
すなわち、本発明の再生プラスチック材は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなる。
【0011】
本発明の再生プラスチック材において好ましくは、コンクリート成分を含む建材の廃材は、窯業系サイディング廃材を含む。
【0012】
本発明の再生プラスチック材において好ましくは、廃材とプラスチックとの質量割合は、廃材:プラスチック=20:80〜30:70である。
【0013】
本発明の再生プラスチック材の製造方法は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材を準備する工程と、プラスチックを準備する工程と、廃材とプラスチックとを溶融混合する工程とを備える。
【0014】
本発明の再生プラスチック材の製造方法において好ましくは、上記プラスチックを準備する工程では、リサイクルプラスチックを含むプラスチックを準備する。
【0015】
本発明の再生プラスチック材の製造方法において好ましくは、上記廃材を準備する工程では、窯業系サイディング廃材を準備する。
【発明の効果】
【0016】
本発明の再生プラスチック材及び再生プラスチック材の製造方法によれば、環境負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明の再生プラスチック材の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態における再生プラスチック材を説明する。本実施の形態の再生プラスチック材は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材と、プラスチックとを備え、廃材とプラスチックとが溶融混合(具体的には溶融混練)されてなる。つまり、廃材とプラスチックとは溶融結合されている。再生プラスチック材は、溶融されたプラスチックと廃材とが混合されてなるものでもよく、プラスチックと廃材とが混合された混合物が溶融されてなるものでもよい。
【0019】
廃材は、補強材の役割である。廃材は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材の少なくとも1つであり、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
【0020】
コンクリート成分を含む建材の廃材は、例えば、窯業系サイディング廃材、メース(押出し成形セメント)の廃材、ALC(オートクレーブ養生した軽量気泡コンクリート:autoclaved lightweight aerated concrete)の廃材などであり、窯業系サイディング廃材を含むことが好ましい。陶磁器系廃材は、例えば、瓦、タイル、レンガなどである。
【0021】
廃材の粒径は、1mm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましい。廃材の粒径がこの範囲の場合には、再生プラスチック材の表面に廃材が露出することを低減でき、外観が良好になる。なお、粒径とは、最大の長さを意味する。
【0022】
プラスチックは、バージンプラスチックであってもよく、リサイクルプラスチックであってもよく、リサイクルプラスチックとバージンプラスチックとの混合であってもよい。バージンプラスチックとは、未使用のプラスチック、つまり新規材料である。リサイクルプラスチックは、使用済みのプラスチックと、新規材料の規格外品であるオフグレード品とを含む。環境負荷を低減する観点からは、プラスチックは、リサイクルプラスチックを含むことが好ましい。
【0023】
プラスチックを構成する材料は特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)及びABS樹脂(ABS)の少なくとも1つを含むことが好ましい。
【0024】
再生プラスチック材において、廃材とプラスチックとの質量割合は、廃材:プラスチック=20:80〜30:70であることが好ましい。
【0025】
続いて、図1を参照して、本実施の形態の再生プラスチック材の製造方法について説明する。
【0026】
図1に示すように、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材を準備する(ステップS1)。この工程(ステップS1)では、例えば、以下のように実施する。
【0027】
まず、窯業系サイディング廃材、メース廃材、ALC廃材などのコンクリート成分を含む建材の廃材、瓦などの陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材の少なくとも1つの廃材を準備する。コンクリート成分を含む廃材を準備する場合には、窯業系サイディング廃材を含む廃材を準備することが好ましい。
【0028】
次いで、廃材を粉砕する。この工程では、廃材を1mm以下に粉砕することが好ましく、500μm以下に粉砕することがより好ましい。このような粒径に粉砕すると、製造する再生プラスチックの特性を向上することができる。また、再生プラスチック材の成形性を高めることができる。
【0029】
廃材が窯業系サイディング廃材の切粉などである場合には、廃材の粒径は小さい。この場合、粉砕する工程を省略してもよい。
【0030】
廃材が窯業系サイディング廃材などの有機系建材の廃材の場合には、廃材を乾燥してもよい。この乾燥する工程は、粉砕する工程前に実施してもよく、粉砕する工程を実施した後に実施してもよい。
【0031】
また、プラスチックを準備する(ステップS2)。この工程(ステップS2)では、例えば、以下のように実施する。
【0032】
まず、バージンプラスチック及び/またはリサイクルプラスチックを準備する。さらなる環境負荷の観点からは、リサイクルプラスチックを含むプラスチックを準備することが好ましく、再生プラスチックの良好な特性の観点からは、バージンプラスチックを含むプラスチックを準備することが好ましい。
【0033】
次に、ステップS1で準備した廃材とステップS2で準備したプラスチックとを溶融混合する(ステップS3)。この工程では、プラスチックを溶融した後に、溶融プラスチックと廃材とを混合してもよく、廃材とプラスチックを混合した後に溶融してもよい。混合は、混練を含む。つまり、この工程(ステップS3)では、上記廃材と上記プラスチックとを溶融混練することが好ましい。この工程(ステップS3)を実施することにより、廃材とプラスチックとは溶融結合される。
【0034】
なお、廃材とプラスチックとを溶融混合する方法は、特に限定されず、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等の一般公知の方法を用いる。
【0035】
この工程(ステップS3)において、廃材とプラスチックとを溶融混合する際の質量割合は特に限定されないが、廃材:プラスチック=20:80〜30:70であることが好ましい。
【0036】
次に、廃材とプラスチックとの混合物を成形する(ステップS4)。この工程(ステップS4)では、例えば、溶融混合する工程(ステップS3)で得られた混合物をペレット状に加工することにより、ペレット状の再生プラスチック材を製造できる。
【0037】
さらに、得られたペレット状成形物を、押出成形、射出成形、シート成形などの方法により、所定の形状の成形体としての再生プラスチック材を製造できる。成形体としては、例えば、スペーサなどに好適に用いられる。
【0038】
なお、廃材とプラスチックとの混合物を、ペレット状に加工せずに、所定の形状の成形体としての再生プラスチック材として製造してもよい。
【0039】
この工程では、廃材として窯業系サイディング廃材などの有機系建材を用いた場合には、押出成形、射出成形、シート成形などによる成形に先立って、ペレット状成形物を乾燥する工程を実施することが好ましい。乾燥する工程を実施する場合には、ペレットの含水率が0.1%以下になるように乾燥することが好ましい。これにより、製造される再生プラスチック材の曲げ弾性率などの特性をさらに向上できる。このため、再生プラスチック材は、曲げの歪み及び変位が低いことが望まれる用途(例えば基礎スペーサ)に好適に用いられる。
【0040】
以上説明したように、本実施の形態の再生プラスチック材は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなる。本実施の形態の再生プラスチック材の製造方法は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材を準備する工程(ステップS1)と、プラスチックを準備する工程(ステップS2)と、廃材とプラスチックとを溶融混合する工程(ステップS3)とを備える。
【0041】
本実施の形態の再生プラスチック材及びその製造方法によれば、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材からなる群より選ばれた少なくとも1つの廃材を、プラスチックに混合することにより、特性の良好な再生プラスチック材を実現できる。これにより、廃棄物として処理されるコンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材の少なくとも1つの廃材を再生プラスチック材として再利用できるので、環境負荷を低減することができる。
【0042】
本実施の形態の再生プラスチック材において好ましくは、コンクリート成分を含む建材の廃材は、窯業系サイディング廃材を含む。本実施の形態の再生プラスチック材の製造方法において好ましくは、廃材を準備する工程(ステップS1)では、窯業系サイディング廃材を準備する。
【0043】
窯業系サイディング廃材は、建築現場で発生し、産業廃棄物として処理されるものであるので、再生プラスチック材として再利用することにより、環境負荷を低減することができる。
【0044】
本実施の形態の再生プラスチック材において好ましくは、プラスチックは、リサイクルプラスチックを含む。本実施の形態の再生プラスチック材の製造方法において好ましくは、プラスチックを準備する工程(ステップS2)では、リサイクルプラスチックを含むプラスチックを準備する。
【0045】
リサイクルプラスチックは廃棄物であるので、リサイクルプラスチックを再生プラスチック材として再利用することにより、環境負荷をより低減することができる。
【0046】
本実施の形態の再生プラスチック材において好ましくは、廃材とプラスチックとの質量割合は、廃材:プラスチック=20:80〜30:70である。本実施の形態の再生プラスチック材の製造方法において好ましくは、溶融混合する工程(ステップS3)では、廃材:プラスチック=20:80〜30:70の質量割合で廃材とプラスチックとを溶融混合する。
【0047】
廃材を20%以上(廃材:プラスチック=20以上:80以下)とする場合、再生プラスチック材の曲げ弾性率を向上できる。廃材を30%以下(廃材:プラスチック=30以下:70以上)とする場合、廃材とプラスチックとの混合が容易なので、再生プラスチックを容易に製造できる。廃材を混入する比率を高くしても、特性が良好な再生プラスチック材を容易に実現できるので、廃材の利用率を高めることができる。
【実施例1】
【0048】
本実施例では、コンクリート成分を含む建材の廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなる再生プラスチック材の効果を調べた。
【0049】
(本発明例1〜6)
上述した本発明の実施の形態にしたがって、本発明例1〜6の再生プラスチック材を製造した。
【0050】
具体的には、まず、廃材を準備した(ステップS1)。廃材として、コンクリート成分を含む建材の廃材である窯業系サイディング廃材の面材粉を用いた。この廃材の粒径は、500μmであった。なお、廃材の粒径は、レーザー回折法で測定して得られた数値であった。
【0051】
また、プラスチックを準備した(ステップS2)。本発明例1〜6のプラスチックとしては、下記の表1に記載のように、バージンプラスチック及び/またはリサイクルプラスチックを準備した。バージンプラスチックは、ポリプロピレン((株)プライムポリマー社製の「Homo J106G」)であり、リサイクルプラスチックは、プラスチック廃棄物を粉砕し、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリスチレンを得、ポリプロピレン:ポリエチレン:ポリスチレン=6:1:3の質量割合で溶融混練して得られたエチレン系プラスチックの複合体であった。
【0052】
次いで、二軸押出機を用いて、プラスチックを溶融し、溶融したプラスチックに、廃材を混合した(ステップS3)。本発明例1〜6の廃材とプラスチックとの質量割合を下記の表1に記載する。
【0053】
次に、廃材とプラスチックとの混合物を混練して、再生プラスチック材としてペレット状に成形した後、そのペレット状成形物を射出成形して試験片を製造した(ステップS4)。以上の工程(ステップS1〜S4)を実施することにより、本発明例1〜6の再生プラスチック材としてのペレット状成形物及びその試験片を製造した。
【0054】
(比較例1)
比較例1は、本発明例1〜5で用いたリサイクルプラスチックと同様のプラスチックであった。
【0055】
(比較例2)
比較例2は、本発明例1〜5で用いたリサイクルプラスチックと同様のリサイクルプラスチックと、本発明例5及び6で用いたバージンプラスチックと同様のプラスチックを、本発明例1〜6と同じ装置を用いて溶融混合した。
【0056】
(比較例3)
比較例3は、本発明例5及び6で用いたバージンプラスチックと同様のプラスチックであった。
【0057】
(評価方法)
本発明例1〜6の再生プラスチック材及び比較例1〜3のプラスチック材を用いて製造した試験片について、メルトフローレート(MFR:Melt Flow Rate)、曲げ応力、曲げ弾性率、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度を測定した。その結果を下記の表1に記載する。
【0058】
MFRは、JIS K 7210に準拠して測定した。測定条件は、荷重2.16kg、試験温度230℃、及び余熱240秒とした。
【0059】
曲げ応力及び曲げ弾性率は、JIS K7171に準拠して測定した。曲げ試験速度は、2mm/minとした。
【0060】
引張応力及び引張弾性率は、JIS K7161に準拠して測定した。引張試験速度は、1mm/minとした。
【0061】
アイゾット衝撃強度は、JIS K7110に準拠して測定した。ノッチタイプであり、振り子式衝撃試験機を用い、衝撃エネルギーを2.75Jとした。
【0062】
【表1】
【0063】
(評価結果)
表1に示すように、廃材とリサイクルプラスチックとが溶融及び混合されてなる本発明例1〜4は、12.39g/10min以上15.06g/10min以下のMFRを有し、33.56N/mm以上34.17N/mm以下の曲げ応力を有し、1322.64N/mm以上1543.38N/mm以下の曲げ弾性率を有し、21.57N/mm以上23.92N/mm以下の引張応力を有し、996.06N/mm以上1127.20N/mm以下の引張弾性率を有し、2.73KJ/m以上3.43KJ/m以下のアイゾット衝撃強度を有していた。廃材とリサイクルプラスチックとが溶融混合されてなる本発明例1〜4は、廃材を用いなかったリサイクルプラスチックで構成された比較例1と比較して、MFR、曲げ応力、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度は同程度であり、曲げ弾性率が向上していた。
【0064】
また、プラスチックとしてバージンブラスチックとリサイクルプラスチックとを用いた場合、表1に示すように、廃材とプラスチックとが溶融混合されてなる本発明例5は、廃材を用いずに2種のプラスチックで製造された比較例2と比較して、MFR、曲げ応力、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度は同程度であり、曲げ弾性率が向上していた。
【0065】
また、プラスチックとしてバージンプラスチックを用いた場合、表1に示すように、廃材とプラスチックとが溶融混合されてなる本発明例6は、廃材を用いずにバージンプラスチックで構成された比較例3と比較して、MFR、曲げ応力、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度は同程度であり、曲げ弾性率が向上していた。
【0066】
これらの結果から、プラスチック(バージンプラスチック及び/またはリサイクルプラスチック)にコンクリート成分を含む建材の廃材を溶融混合すると、元のプラスチックに比べて特性を向上した再生プラスチック材が得られることがわかった。
【0067】
また、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20以上:80以下であった本発明例2〜4は、曲げ弾性率が1386.54N/mm以上であり、非常に高い特性を有していた。また、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=30以下:70以上の本発明例1〜3は、プラスチックと廃材との混練が容易であり、製造の手間を省くことができた。これらの結果から、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20:80〜30:70であった本発明例2及び3は、特性が高いと共に、製造が容易であり、非常に優れた結果を有していることがわかった。
【0068】
また、プラスチックとしてバージンブラスチックとリサイクルプラスチックとを用いた本発明例5、及びプラスチックとしてバージンプラスチックを用いた本発明例6は、プラスチックとしてリサイクルプラスチックを用いた本発明例1〜4と同様の挙動を示していた。このことから、プラスチックとしてバージンブラスチックとリサイクルプラスチックとを用いた場合、及びプラスチックとしてバージンプラスチックを用いた場合にも、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20:80〜30:70とすることにより、特性が高いと共に、製造が容易であり、非常に優れた結果を有していることがわかった。
【0069】
ここで、本実施例では、コンクリート成分を含む建材の廃材として、窯業系サイディング廃材を用いた。本発明者は、窯業系サイディング廃材の代わりに、メース、ALCなどの廃材を用いた場合、及び、窯業系サイディング、メース、ALCなどの廃材を2種以上混合した場合にも、同様の効果を有するという知見を得ている。
【実施例2】
【0070】
本実施例では、コンクリート成分を含む建材の廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなる再生プラスチック材の効果について調べた。
【0071】
実施例1で得られた本発明例1〜6及び比較例1のペレット状成形物を射出成型して、スペーサを製造した。射出成型する前にペレット状成形物を乾燥しなかったスペーサと、射出成型する前にペレット状成形物を乾燥したスペーサとを製造した。
【0072】
本発明例1〜6及び比較例1の2種類(乾燥工程の有無)のスペーサについて、種々の荷重を加えたときのそれぞれの変位量を調べる圧縮試験をした。
【0073】
その結果、本発明例1〜6のスペーサは、比較例1のスペーサよりも、同じ荷重を加えたときの変位量が小さかった。また、ペレット状成形物を乾燥する工程を実施した本発明例1〜6のスペーサは、ペレット状成形物を乾燥する工程を実施しなかった本発明例1〜6のスペーサよりも、同じ荷重を加えたときの変位量が小さかった。
【0074】
本実施例によっても、廃材とプラスチックとを溶融混合してなる再生プラスチック材を用いて成型された成形体の特性を向上できることがわかった。また、廃材が窯業系サイディング廃材などの有機系建材の廃材を含んでいる場合には、ペレット状成形物を乾燥する工程を実施することにより、さらに特性を向上できることがわかった。
【実施例3】
【0075】
本実施例では、陶磁器系廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなる再生プラスチック材の効果を調べた。
【0076】
(本発明例7〜9)
本発明例7〜9の再生プラスチックのそれぞれは、本発明例2〜4と同様に製造したが、廃材を準備する工程(ステップS1)で陶磁器系廃材を準備した点及びプラスチックを準備する工程(ステップS2)でリサイクルプラスチックを準備した点において異なっていた。
【0077】
具体的には、廃材を準備する工程(ステップS1)では、陶磁器系廃材として瓦を準備した。この廃材の粒径は、500μmであった。なお、廃材の粒径は、レーザー回折法で測定して得られた数値であった。
【0078】
また、プラスチックを準備した(ステップS2)。本発明例7〜9のプラスチックとしては、リサイクルプラスチックを準備した。リサイクルプラスチックは、プラスチック廃棄物を粉砕して得られるポリプロピレンであった。
【0079】
次いで、二軸押出機を用いて、プラスチックを溶融し、溶融したプラスチックに、廃材を混合した(ステップS3)。本発明例7〜9の廃材とプラスチックとの質量割合を下記の表2に記載する。
【0080】
次に、廃材とプラスチックとの混合物を混練して、再生プラスチック材としてペレット状に成形した後、そのペレット状成形物を射出成形して試験片を製造した(ステップS4)。以上の工程(ステップS1〜S4)を実施することにより、本発明例7〜9の再生プラスチック材としてのペレット状成形物及びその試験片を製造した。
【0081】
(比較例4)
比較例4は、本発明例7〜9で用いたリサイクルプラスチックと同様のプラスチックであった。
【0082】
(評価方法)
本発明例7〜9の再生プラスチック材及び比較例4のプラスチック材を用いて製造した試験片について、実施例1と同様に、メルトフローレート(MFR)、曲げ応力、曲げ弾性率、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度を測定した。その結果を下記の表2に記載する。
【0083】
【表2】
【0084】
(評価結果)
表2に示すように、廃材とリサイクルプラスチックとが溶融及び混合されてなる本発明例7〜9は、12.26g/10min以上17.20g/10min以下のMFRを有し、31.07N/mm以上36.33N/mm以下の曲げ応力を有し、1812.43N/mm以上2172.17N/mm以下の曲げ弾性率を有し、18.79N/mm以上23.51N/mm以下の引張応力を有し、1441.43N/mm以上1725.04N/mm以下の引張弾性率を有し、3.02KJ/m以上3.42KJ/m以下のアイゾット衝撃強度を有していた。廃材とリサイクルプラスチックとが溶融混合されてなる本発明例7〜9は、廃材を用いなかったリサイクルプラスチックで構成された比較例4と比較して、MFR、曲げ応力、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度は同程度であり、曲げ弾性率が向上していた。
【0085】
これらの結果から、プラスチックに陶磁器系廃材を溶融混合すると、元のプラスチックに比べて特性を向上した再生プラスチック材が得られることがわかった。
【0086】
また、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20以上:80以下であった本発明例7〜9は、曲げ弾性率が比較例4に比べて非常に高かった。また、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=30以下:70以上の本発明例7及び8は、プラスチックと廃材との混練が容易であり、製造の手間を省くことができた。これらの結果から、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20:80〜30:70であった本発明例7及び8は、特性が高いと共に、製造が容易であり、非常に優れた結果を有していることがわかった。
【0087】
ここで、本実施例では、陶磁器系廃材として、瓦を用いた。本発明者は、瓦の代わりに、タイル、レンガなどの廃材を用いた場合、及び、瓦、タイル、レンガなどの廃材を2種以上混合した場合にも、同様の効果を有するという知見を得ている。
【0088】
また、本実施例では、プラスチックとしてリサイクルプラスチックを用いた。本発明者は、リサイクルプラスチックの代わりに、または、リサイクルプラスチックとともに、バージンプラスチックを用いた場合にも、同様の効果を有するという知見を得ている。
【実施例4】
【0089】
本実施例では、ケイ酸カルシウム板の廃材と、プラスチックとが溶融混合されてなる再生プラスチック材の効果を調べた。
【0090】
(本発明例10〜12)
本発明例10〜12の再生プラスチックのそれぞれは、本発明例2〜4と同様に製造したが、廃材を準備する工程(ステップS1)でケイ酸カルシウム板の廃材を準備した点及びプラスチックを準備する工程(ステップS2)でリサイクルプラスチックを準備した点において異なっていた。
【0091】
具体的には、廃材を準備する工程(ステップS1)では、ケイ酸カルシウム板の廃材を準備した。この廃材の粒径は、500μmであった。なお、廃材の粒径は、レーザー回折法で測定して得られた数値であった。
【0092】
また、プラスチックを準備した(ステップS2)。本発明例10〜12のプラスチックとしては、本発明例7〜9(実施例3参照)と同様のリサイクルプラスチック(ポリプロピレン)を準備した。
【0093】
次いで、二軸押出機を用いて、プラスチックを溶融し、溶融したプラスチックに、廃材を混合した(ステップS3)。本発明例10〜12の廃材とプラスチックとの質量割合を下記の表3に記載する。
【0094】
次に、廃材とプラスチックとの混合物を混練して、再生プラスチック材としてペレット状に成形した後、そのペレット状成形物を射出成形して試験片を製造した(ステップS4)。以上の工程(ステップS1〜S4)を実施することにより、本発明例10〜12の再生プラスチック材としてのペレット状成形物及びその試験片を製造した。
【0095】
(評価方法)
本発明例10〜12の再生プラスチック材を用いて製造した試験片について、実施例1と同様に、メルトフローレート(MFR)、曲げ応力、曲げ弾性率、引張応力、引張弾性率及びアイゾット衝撃強度を測定した。その結果を下記の表3に記載する。
【0096】
【表3】
【0097】
(評価結果)
表3に示すように、ケイ酸カルシウム板の廃材とリサイクルプラスチックとが溶融及び混合されてなる本発明例10〜12は、4.64g/10min以上14.14g/10min以下のMFRを有し、37.34N/mm以上39.56N/mm以下の曲げ応力を有し、1992.73N/mm以上2588.46N/mm以下の曲げ弾性率を有し、22.78N/mm以上25.30N/mm以下の引張応力を有し、1589.47N/mm以上1966.73N/mm以下の引張弾性率を有し、1.77KJ/m以上2.94KJ/m以下のアイゾット衝撃強度を有していた。廃材とリサイクルプラスチックとが溶融混合されてなる本発明例10〜12は、廃材を用いなかったリサイクルプラスチックで構成された比較例4と比較して、MFR及びアイゾット衝撃強度はやや劣っていたものの、曲げ応力、引張応力及び引張弾性率は同程度であり、曲げ弾性率が向上していた。
【0098】
これらの結果から、プラスチックにケイ酸カルシウム板の廃材を溶融混合すると、元のプラスチックに比べて、MFR及びアイゾット衝撃は低下したものの、その低下は製品としての再生プラスチック材に影響のない程度であり、製品としての再生プラスチック材に大きな影響のある特性である曲げ弾性率が向上することがわかった。
【0099】
また、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20以上:80以下であった本発明例10〜12は、曲げ弾性率が比較例4に比べて非常に高かった。また、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=30以下:70以上の本発明例10及び11は、プラスチックと廃材との混練が容易であり、製造の手間を省くことができた。これらの結果から、廃材とプラスチックとの質量割合が、廃材:プラスチック=20:80〜30:70であった本発明例10及び11は、特性が高いと共に、製造が容易であり、非常に優れた結果を有していることがわかった。
【0100】
ここで、本実施例では、プラスチックとしてリサイクルプラスチックを用いた。本発明者は、リサイクルプラスチックの代わりに、または、リサイクルプラスチックとともに、バージンプラスチックを用いた場合にも、同様の効果を有するという知見を得ている。
【0101】
また、実施例1、3及び4のそれぞれでは、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材について調べた。本発明者は、コンクリート成分を含む建材の廃材、陶磁器系廃材、及びケイ酸カルシウム板の廃材の少なくとも2つを混合した廃材を用いた場合にも、同様の効果を有するという知見を得ている。
【0102】
今回開示された実施の形態及び実施例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。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。
図1