特開 2022-147871 バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体の衝撃試験装置およびそのリサイクル方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022147871

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体の衝撃試験装置およびそのリサイクル方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/30 20060101AFI20220929BHJP

   G01N 3/307 20060101ALI20220929BHJP

   B29B 17/02 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01N3/30 N

G01N3/307

B29B17/02 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021049319

(22)【出願日】2021-03-23

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度 環境省 脱炭素社会を支えるプラスチック等資源循環システム構築実証事業（電子機器および住宅設備（インテリア）製品への多糖類系高機能バイオプラスチックの適用とリサイクルシステムの実証事業）産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106297

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 克博

(72)【発明者】

【氏名】志村 緑

(72)【発明者】

【氏名】田中 修吉

(72)【発明者】

【氏名】小澤 拓馬

(72)【発明者】

【氏名】木野 高秀

【テーマコード（参考）】

2G061

4F401

【Ｆターム（参考）】

2G061AA13

2G061AB04

2G061BA01

2G061CA10

2G061CB01

2G061EB07

4F401AA15

4F401AA22

4F401BA13

4F401CA38

4F401CA46

4F401CA78

(57)【要約】

【課題】より安価で簡便にリサイクル樹脂成形体を選別でき、多様なリサイクル樹脂成形体の選別に適用できる衝撃試験装置を提供する。
【解決手段】衝撃試験装置１は、直進移動するロッド２１を有するリニアアクチュエータと２０、リニアアクチュエータ２０のロッド２１に連結されたストライカアセンブリ３０とを有する。ストライカアセンブリ３０は、ばねを介してロッド２１に連結されているストライカを有し、ストライカによって、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体に衝撃力を付与する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直進移動するロッドを有するリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータのロッドに連結され、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体に衝撃力を付与するストライカと、を有し、
前記ストライカは、１つまたは複数の弾性体を介して前記ロッドに連結されている、リサイクル樹脂成形体の衝撃試験装置。

【請求項2】

前記ロッドに固定された第１部材と、
前記ロッドの移動方向に前記第１部材と間隔を開けて配置され、かつ、前記第１部材との間隔を変更可能に連結された第２部材をさらに有し、
前記ストライカは前記第２部材に固定され、
前記弾性体は、前記第1部材と前記第２部材との間に配置された、前記第１部材と前記第２部材との間隔が小さくなることにより弾性変形可能な部材である、
請求項１に記載の衝撃試験装置。

【請求項3】

前記弾性体がばねである、請求項１または２に記載の衝撃試験装置。

【請求項4】

前記ばねがコイルばねである、請求項１～３のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【請求項5】

複数の前記弾性体を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【請求項6】

前記ばねの荷重が１００Ｎ～４３９０Ｎであり、かつ、ストライカの先端部の直径が３ｍｍ～４０ｍｍである、請求項１～５のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【請求項7】

ロッドの移動速度が、１．０ｍ／ｓ～６．０ｍ／ｓである、請求項１～６のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【請求項8】

前記バイオプラスチックが、セルロース系樹脂を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【請求項9】

前記ストライカおよび弾性体の少なくとも一方が交換可能である、請求項１～８のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の衝撃試験装置を用いてバイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体を選別する工程を含む、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体のリサイクル方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成型体の衝撃試験装置およびそのリサイクル方法に関する。

【背景技術】

【0002】

資源有効活用の観点から、電子機器、家電などの耐久性製品に使われる熱可塑性樹脂は、製品使用後にマテリアルリサイクルし、新たな製品として市場に出すことが望ましい。近年、ＣＯ_２排出による地球温暖化や石油資源枯渇などの地球環境問題の解決に寄与する樹脂として、植物成分を原料とするバイオプラスチックが注目されている。バイオプラスチックは、包装、容器、繊維などの一般製品に加え、電子機器、自動車、建材、家具等の耐久製品への利用も開始されている。

【0003】

しかし、バイオプラスチックをリサイクルする際、製品の使用状況（環境、期間など）によって樹脂の劣化度合は大きくばらつくため、回収した樹脂を一律にマテリアルリサイクルすることは困難であり、劣化度合によって樹脂を選別する必要がある。樹脂の劣化度合を把握する方法として、例えば、分子量測定、強度測定、光学測定等が行われている。

【0004】

例えば、特許文献１には、光学式識別装置により選別された選別品を含む複合ポリ乳酸系熱可塑性樹脂組成物を成形してなるマテリアルリサイクル携帯電話筺体が記載されている。また、特許文献２には、ＦＴ－ＩＲ（赤外線スペクトル）測定により使用済みプラスチック材料を選別する工程を含む、使用済みプラスチック材料のリサイクル方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２４６３７１号公報

【特許文献2】特許第４０８８９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１および２に記載のリサイクル樹脂成形体の選別に用いられる装置は高価であり、測定に複雑な作業を要するという問題があった。また、特許文献１ではポリ乳酸系熱可塑性樹脂が選別対象であり、特許文献２では選別対象の一部が透明樹脂部であることが求められ、樹脂の種類、外観により選別可能な成形体が限定されていた。したがって、より安価で簡便にリサイクル樹脂成形体を選別でき、多様なリサイクル樹脂成形体の選別に適用できる装置の開発が求められていた。

【0007】

本発明の一態様は、上記事情に鑑み、安価でかつ測定が簡便な、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体の衝撃試験装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態の一態様は、
直進移動するロッドを有するリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータのロッドに連結され、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体に衝撃力を付与するストライカと、を有し、
前記ストライカは、１つまたは複数の弾性体を介して前記ロッドに連結されている、リサイクル樹脂成形体の衝撃試験装置に関する。

【発明の効果】

【0009】

本実施形態によれば、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体の強度を簡単に測定でき、かつ安価な衝撃試験装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による衝撃試験装置の正面図である。

【図2】図１に示す衝撃試験装置の側面図である。

【図3】図1に示すストライカアセンブリの、ばねが荷重を受けていない状態での正面図である。

【図4】図1に示すストライカアセンブリの、ばねが荷重を受けている状態での正面図である。

【図5】図３に示すストライカアセンブリを分解した状態で示す正面図である。

【図6】ストライカアセンブリの他の形態を示す正面図である。

【図7】ストライカアセンブリのさらに他の形態の、第１部材の上方側から見たストライカおよびばねの配置を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜衝撃試験装置＞
図１および２を参照すると、樹脂成形体に衝撃（面衝撃）を与えることによって、その成形体がリサイクル可能であるかどうかを選別するのに使用される、本発明の一実施形態による衝撃試験装置１が示されている。衝撃試験装置１は、フレーム１０と、フレーム１０に固定されたベース部材１１と、リニアアクチュエータ２０と、ストライカアセンブリ３０と、試験体固定具４０と、を有する。リニアアクチュエータ２０は、直進移動するロッド２１を有しており、ストライカアセンブリ３０は、リニアアクチュエータ２０のロッド２１に取り付けられている。

【0012】

リニアアクチュエータ２０は、ロッド２１を一定速度で直進移動させることのできる任意のアクチュエータであってよく、リニアアクチュエータ２０として、例えば、空圧シリンダ、油圧シリンダおよび電動シリンダなどのシリンダ機構を用いることができる。ロッド２１の移動速度は、衝撃力を与える対象となる試験体が樹脂材料であることを考慮すると、１．０～６．０ｍ／ｓの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２．０～５．０ｍ／ｓの範囲内であり、具体的には、例えば３．０ｍ／ｓであってよい。リニアアクチュエータ２０がこの移動速度の範囲で使用されることから、本形態では、リニアアクチュエータ２０として、構造が簡単であり、かつ取扱いが容易である空圧シリンダを好ましく用いることができる。また、本形態の衝撃試験装置１の用途では、ロッド２１の移動速度が上記の範囲内でよいので、比較的小型のリニアアクチュエータ２０を用いることができる。したがって、装置全体の寸法も、高さ：１０００ｍｍ前後、幅：６００ｍｍ前後、奥行き：５００ｍｍ前後と小型の装置を実現することができる。

【0013】

ストライカアセンブリ３０は、図３に示すように、第１部材３１、第２部材３２、弾性体であるばね３３、連結部材３４、ストライカ３５およびストッパ３６を有する。

【0014】

第１部材３１は、リニアアクチュエータ２０のロッド２１に固定されている。連結部材３４は、棒状の部材であり、その長手方向である軸方向をロッド２１の移動方向と一致させて配置されている。連結部材３４の一端部には、連結部材３４より大径の円柱部およびフランジを有するストッパ部材３６が、ボルト等の固定具により着脱自在に取り付けられている。第１部材３１には、ストッパ部材３６の円柱部が挿入される貫通孔が形成され、連結部材３４は、第１部材３１に対してロッド２１の移動方向と平行に移動可能に設けられている。連結部材３４の他端部には、ロッド２１の移動方向に第１部材３１と間隔をあけて配置される第２部材３２が固定されている。したがって、第２部材３２は、第１部材３１に対して連結部材３４が移動することで、第１部材３１との間隔を変えることができる。第１部材３１と第２部材３２との最大間隔は、ストッパ部材３６のフランジによって制限される。

【0015】

ばね３３は、第１部材３１と第２部材３２との間に配置されており、第１部材３１と第２部材３２との間隔が小さくなることにより弾性変形可能な弾性体として機能する。そのような弾性体として、本形態では、連結部材３４の外周を取り巻くように配置された圧縮コイルばねを用いている。しかし、弾性体としては、第１部材３１と第２部材３２との間隔が小さくなることにより弾性変形するものであれば、板ばね、皿ばね、トーションバーおよびゴム部材などを用いることもできる。

【0016】

ストライカ３５は、リニアアクチュエータ２０のロッド２１が前進することによって試験体と衝突し、これによって試験体に衝撃力を付与する棒状の２１部品であり、ボルト等の固定具によって第２部材３２に着脱可能に固定されている。試験体に衝突するストライカ３５の部分である先端部は、試験体と衝突したときに試験体にせん断力が作用しないように、半球形に形成されることが好ましい。また、ストライカ３５が試験体に衝突したときに最初に試験体に衝突するストライカ３５の部分である衝突点がロッド２１の中心軸の延長線上に位置するように、ストライカ３５が配置されることが好ましい。このような構成により、ロッド２１を前進させたとき、ストライカ３５による衝撃力を試験体に効果的に付与することができる。

【0017】

再び図１および図２を参照すると、試験体固定具４０は、試験体を固定するための構造を有し、ストライカアセンブリ３０の移動方向においてストライカ３５と対向する位置でフレーム１０に固定されている。

【0018】

以上のとおり構成された衝撃試験装置１は、以下のように使用される。

【0019】

まず、リニアアクチュエータ２０のロッド２１を後退させた状態で、試験体固定具４０に樹脂成形体である試験体Ｍを固定する（図３参照）。次いで、リニアアクチュエータ２０を駆動し、ロッド２１を一定の速度で前進させ、ストライカ３５を試験体Ｍに衝突させる（図４参照）。これにより、試験体Ｍに衝撃力が付与される。ユーザは、試験が終了した試験体Ｍの損傷状態等を目視で確認し、その損傷状態から試験体Ｍがリサイクル可能であるかどうかを判断することができる。具体的には、試験体Ｍが損傷しなければ、その試験体はリサイクル可能であるが、試験体Ｍが損傷すれば、その試験体Ｍはリサイクル不可であると判断することができる。

【0020】

しかし、成形体が損傷する衝撃力は、成形に用いた樹脂の材料およびリサイクル回数といった樹脂仕様によって異なる。そこで、衝撃試験装置１は、成形体に与える衝撃力を樹脂仕様に応じて変更できることが好ましい。

【0021】

本形態の衝撃試験装置１では、ストライカ３５は、ロッド２１に対して相対的に移動可能に支持されており、かつ、ロッド２１とストライカ３５との間にばね３３が配置されている。ストライカ３５が試験体に衝突すると、ストライカ３５は試験体からの反力を受け、この反力によってばね３３が圧縮され、これによって、試験体Ｍに与えられるエネルギーの一部が吸収される。したがって、ばね３３を変更することによって、試験体Ｍに与える衝撃力の大きさを調整することができる。また、ストライカ３５の寸法（例えば、先端の半球形状の部分の直径）によっても試験体に与えられる衝撃力の大きさが変わるので、ストライカ３５を変更することによっても、試験体Ｍに与える衝撃力の大きさを調整することができる。

【0022】

そこで本形態では、前述のとおり、第１部材３１と第２部材３２との最大間隔を制限するストッパ部材３６が、第１部材３１と第２部材３２とを連結する連結部材３４に着脱可能に設けられている。そのため、図５に示すように、連結部材３４からストッパ部材３６を取り外すことによって、第２部材３２を第１部材３１から分離することができる。また、第２部材３２が分離されることによって、ばね３３を連結部材３４から引き抜くことができる。さらに、ストライカ３５も、固定具を取り外すことによって第２部材３２から取り外すことができる。

【0023】

本形態の衝撃試験装置１では、ストライカアセンブリ３０は、上記のように分解可能に構成されている。それにより、仕様の異なる複数種類のばね３３および寸法の異なる複数種類のストライカ３５を予め用意しておき、試験体の材質等に応じて適切なばね３３およびストライカ３５を選択して使用することができる。ここで、ばねの仕様としては、材質、線径および各部寸法などが挙げられるが、ばねの選択の簡便性を考慮すると、これらのばねで実測したばね荷重の値を、ばね３３を選択する際の指標として利用するのが好ましい。

【0024】

ばね荷重は、加圧力計を用いて測定することができる。加圧力計を用いたばね荷重の測定は、以下の手順で行うことができる。まず、加圧力計のセンサ部を、衝撃試験装置１の試験体固定具４０に取り付ける。センサ部の取り付け位置は、実際に試験体固定具４０に試験体を固定して衝撃試験装置１を作動させたときにストライカ３５が試験体と衝突する位置となるよう、試験体の厚さに応じて調整する。また、ばね荷重を測定したいばねをストライカアセンブリ３０に組み込む。本形態のようにストライカアセンブリ３０に複数個のばねが使用される場合は、複数個のばねを組み込む。加圧力計のセンサ部の試験体固定具４０への取り付けおよびストライカアセンブリ３０へのばねの組み込みの完了後、衝撃試験装置１を作動させて加圧力計のセンサ部にストライカを衝突させ、このときに加圧力計で測定された加圧力の値を、ばね荷重とする。

【0025】

上記のようにばね荷重を測定したとき、ばね荷重は、１００Ｎ以上であることが好ましく、１５０Ｎ以上であることがより好ましく、さらに好ましくは２００Ｎ以上、よりさらに好ましくは２５０Ｎ以上である。ばね荷重が１００Ｎ未満では、試験体に与える衝撃力が弱すぎ、リサイクルの可否を選別できない可能性がある。一方、ばね荷重は４３９０Ｎ以下であることが好ましく、より好ましくは３５００Ｎ以下、さらに好ましくは３０００Ｎ以下である。ばね荷重が４３９０Ｎを超えると、試験体に与える衝撃力が強すぎ、リサイクルの可否を選別できない可能性がある。

【0026】

また、ストライカ３５の寸法としては、例えば、ストライカ３５の先端部が半球形状である場合、その直径とすることができる。一例として、ストライカ３５の直径は、３ｍｍ～４０ｍｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ～３０ｍｍの範囲内である。

【0027】

このように、ストライカアセンブリ３０は、ばね３３およびストライカ３５により試験体に与える衝撃力の大きさを調整できるように構成されるので、調整可能な範囲の自由度を大きくすることができる。

【0028】

図１～図４に示した形態では、ストライカアセンブリ３０が２個のばね３３を有する形態を示した。この場合、試験体に安定した衝撃力を付与するためには、ストライカ３５に力が作用したときに２個のばね３３が均等に圧縮されるように２個のばね３３を配置することが好ましい。具体的には、上述した形態では、ストライカアセンブリ３０をリニアアクチュエータ２０のロッド２１の移動方向から見たとき、２個のばね３３の中心軸を結ぶ線分の中点にストライカ３５が配置されている。

【0029】

ばね３３の数および配置は任意であってよい。例えば、図６に示す形態では、１個のばね３３が、ロッド２１と同軸上に配置される。この場合、連結部材３４と第1部材３１とを、ボルト等の固定具によって着脱自在に固定することができる。さらに、第２部材３２を、貫通孔が形成されることによって連結部材３４が挿入される第１の部分３２ａと、ロッド２１の直進移動方向において第１の部分３２ａと間隔をあけて位置する第２の部分３２ｂとを有する構造とすることができる。これによって、第2部材３２を連結部材３４に対して移動可能とし、かつ、第２の部分３２ａにストライカ３５を着脱自在に取り付けることができる。連結部材３４には、第1部材３１と第2部材３２との最大間隔を制限するフランジ状のストッパが固定される。第１の部分３２ａと第２の部分３２ｂとの間隔は、ストライカ３５が試験体に衝突し、ばね３３が圧縮されたとしても第１の部分３２ａと第２の部分３２ｂとの間にある部材が互いに干渉しない間隔とされる。

【0030】

また、図７には、３個のばね３３を有する場合の、ばね３３およびストライカ３５の配置を模式的に示している。この場合も、試験体に安定した衝撃力を付与するためには、ストライカ３５に力が作用したときに３個のばね３３が均等に圧縮されるように３個のばね３３を配置することが好ましい。ばね３３の数は４個以上であってもよく、４個以上のばね３３を配置する場合も上記の考えを適用してばね３３を配置することができる。例えば、ばね３３の数をＮ（Ｎは３以上の整数）としたとき、リニアアクチュエータ２０のロッド２１の移動方向から見て、正Ｎ角形の中心にストライカ３５を配置し、かつ、その正Ｎ角形の角部に、ストライカ３５からの距離が等しくなるようにＮ個のばね３３を配置することができる。

【0031】

＜リサイクル可能な樹脂成形体の選別＞
製品に使用される樹脂成形体は、熱や光などによって劣化が生じ、機械的強度が低下する。製品の使用期間、使用環境、リサイクル回数などによって樹脂成形体の劣化度合は変わってくるため、樹脂成形体をマテリアルリサイクルするには、各成形体の劣化度合を把握し選別することが求められる。樹脂成形体の劣化度合を把握するには分子量測定や強度測定が有効であるが、測定は煩雑であり設備サイズが大きくコストも高い。本形態による衝撃試験装置は簡便で設備サイズが小さく安価であることから、製品を回収する現場で用いるのに適している。以下、図１～４に示した衝撃試験装置を用いた、リサイクル可能な樹脂成形体の選別について説明する。

【0032】

まず、選別試験条件を決定するために、選別の対象となる製品に適用可能な強度を有する成形体を用意する。ここで、劣化度合の異なる成形体を数種用意し、劣化度合による製品適用可能の閾値を把握できると、樹脂成形体のリサイクル率が上がるので好ましい。例えば、樹脂混練を複数回行うことで熱履歴の異なる樹脂ペレットを数種準備し、それらを用いて成形体を作成し製品適用試験を実施する。そして、製品に適用可能であった成形体と適用不可であった成形体を選定する（閾値サンプル）。また、例えば、熱履歴の異なる樹脂ペレットを数種準備し、バージン材とある割合で混ぜた樹脂ペレットを用意する。そして、それらを用いて成形体を作成し製品適用試験を実施することで閾値サンプルを選定することもできる。次いで、これらの閾値サンプルについて、上述した衝撃試験装置１による衝撃試験を実施する。この際、閾値サンプルで適用不可の成形体は損傷するが適用可能な成形体は損傷しない結果が得られるような、ばね３３、ストライカ３５またはこれらの組合せを得る。得られたばね３３、ストライカ３５またはこれらの組合せを、選別試験条件として決定する。衝撃試験によるサンプルの損傷の有無は、サンプルに穴があいたかどうか、すなわち、ストライカがサンプルを貫通したかどうかを判断基準とすることができる。

【0033】

選別試験条件が決定されたら、選別現場において、選別の対象となる成形体について、この試験サンプルの衝撃試験を、決定した選別試験条件で実施する。衝撃試験の結果、試験サンプルに損傷が生じていれば、その成形体はリサイクル不可と判断する。一方、試験サンプルに損傷が生じていなければ、その成形体はリサイクル可能と判断する。

【0034】

＜バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体＞
本実施形態の衝撃試験装置を用いて選別する対象は、特に限定されないが、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体（単に「成形体」とも記載）であるのが好ましい。

【0035】

成形体の形状は特に限定されず、例えば略板状、箱状等であってよい。また、成形体は平面視において、例えば、略矩形状、円状、楕円状等であってよい。成形体のサイズは特に限定されないが、ストライカ径より大きい面が好ましい。成形体の厚みにより面衝撃エネルギーが異なるため、厚みは、選別する対象樹脂成形体と測定条件により調整するのが好ましい。一態様において、成形体は、例えば厚み０．５～１０ｍｍであるのが好ましい。成形体の表面は、平滑であってもよいし、規則的または不規則的な凹凸を有する粗面であってもよい。

【0036】

一態様において、選別される成形体は、使用済みの回収製品より解体された成形体であっても良いし、使用済みのリサイクル樹脂成形体を粉砕後溶融してそれを所定の形状に成形したものであってもよいし、使用済みの製品を所定の形状に破砕したものであってもよい。

【0037】

本実施形態において、リサイクル樹脂成形体はバイオプラスチックを含む。成形体は、バイオプラスチックに加えて、必要に応じて、着色剤（例えばカーボンブラック）等の添加剤等を含んでもよい。特に限定はされないが、成形体は、バイオプラスチックを好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上含む。

【0038】

バイオプラスチックは、廃棄時に環境への負荷の少ない生分解性樹脂、または再生可能な資源から製造されるバイオマス由来の樹脂であるのが好ましい。バイオプラスチックとしては、例えば、ポリヒドロキシブチレート、ポリ（ヒドロキシブチレート／ヒドロキシヘキサノエート）、セルロース系樹脂などの多糖類系樹脂、キトサン、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸などが挙げられ、これらを一種単独で含んでも二種以上含んでもよい。

【0039】

本実施形態の一態様においては、リサイクル樹脂成形体が、セルロース系樹脂などの多糖類系樹脂を含むバイオプラスチックを含むのが好適である。デンプン等の食用成分を原料とするバイオマスプラスチックが知られているが、将来の食料不足への懸念から、非食用の植物成分を原料とする多糖類系樹脂、特に木材、わら等を原料とするセルロース系樹脂が注目されている。以下、本実施形態の一態様としてセルロース系樹脂の説明を記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0040】

セルロース系樹脂はセルロースのヒドロキシ基がアシル化されたアシル化セルロースであってもよい。セルロースは、木材等に含まれるリグニンやヘミセルロースを、薬剤を用いて除くことで得られる。または、綿はほぼセルロースでできているため、このまま用いることができる。セルロースは、β－１，４グルコースが重合した高分子であるが、ヒドロキシ基に由来する水素結合によって強力な分子間力を持つため熱可塑性がない。また、特殊な溶媒を除き、溶媒溶解性も低い。さらに、親水性基であるヒドロキシ基を多く有するため吸水性が高く、耐水性が低い。このため、セルロース系樹脂は、セルロースのヒドロキシ基の水素原子をアセチル基等の短鎖アシル基で置換してセルロースの分子間力を下げたアシル化セルロースであってもよい。また、アセチル基のような短鎖有機基だけでは熱可塑性や耐水性は不十分である場合等は、短鎖有機基に加えて、より炭素数の多い長鎖有機基をセルロースに導入することが行われる場合もある。導入された長鎖有機基が疎水性の内部可塑剤として機能し、セルロース系樹脂の熱可塑性や耐水性が改良される。成形体は、セルロース系樹脂に所望の添加剤（例えば可塑剤、着色剤等）を加えた樹脂組成物を成形したものであってもよい。本実施形態の一態様において、成形体は、セルロース系樹脂を好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量以上含むのが好ましい。

【0041】

また、本実施形態の一態様は、上記衝撃試験装置を用いてバイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体を選別する工程を含む、リサイクル方法に関する。

【実施例0042】

以下、具体例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0043】

選別試験条件を決定するための試験サンプルＡとして、リサイクル回数が異なるセルロース系樹脂ＮｅＣｙｃｌｅ（スタンダードタイプ、ＮＥＣプラットフォームズ社製）の成形体（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み１ｍｍまたは２ｍｍの平板状成形体）を用意した。各試験サンプルについてＪＩＳ Ｋ７２１１－２：２００６に従い、高速衝撃試験機（島津ＨＹＤＲＯ ＳＨＯＴ ＨＩＴＳ（島津製作所製））を用いて測定したパンクチャー点での衝撃エネルギー値を面衝撃エネルギー値Ｅ（Ｊ）とした。各試験サンプルの面衝撃エネルギー値Ｅを表１に示す。面衝撃エネルギー値Ｅは、樹脂のリサイクル性と相関性がある。表中、「リサイクル回数」とは、成形体を粉砕後、混練機で再度溶融しペレット化した回数を表す。また、表中、試験サンプルＡの表記は、「試験サンプルＡ（厚み）－（リサイクル回数）」を意味する。

【0044】

比較する試験サンプルＸ（閾値サンプル）として、劣化が進んでリサイクルに適さない樹脂成形体を（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み１ｍｍまたは２ｍｍの平板状成形体）を用意して、上記試験サンプルと同様に面衝撃エネルギーＥを測定した。表中、試験差プルＸの表記は、「試験サンプルＸ（厚み）」を意味する。結果を表１に示す。

【0045】

【表1】

【0046】

以下の例においては、図１および図２に示した衝撃試験装置（装置サイズは、高さ：１１２７ｍｍ、幅：５８０ｍｍ、奥行き：５００ｍｍ）を用いた。ロッド２１の移動速度は３．０ｍ／ｓとし、ストライカ３５およびばね３３を下記のように選定して測定を行い、成形体の選別ができるかどうか試験を行った。

【0047】

＜例１＞
ばね１（株式会社アキュレイト製圧縮コイルばね、型番：ＤＣ６７２、材質：ＳＷＰ－Ｂ）および先端が直径２０ｍｍの半球形状になるように形成したストライカを装置に設置し、試験サンプルＡ１－０、Ａ１－５、Ａ１－１０、Ｘ１について、それぞれ、面衝撃試験を実施した。なお、面衝撃試験に先立ち、本例の面衝撃試験条件にてばね１のばね荷重を予め測定したところ、ばね荷重は２７０Ｎであった。ばね荷重の測定は、加圧力計（日本アビオニクス株式会社製デジタル加圧力計、型番：ＦＧ－３００）を用い、前述した手順に従って行った。また、ばね荷重の測定に際し、先端が直径２０ｍｍの半球形状になるように形成したストライカを用いた。各試験サンプルについての面衝撃試験の実施後、下記の基準により成形体の破損状態を判定した（以下の例においても同様）。

【0048】

〇：面衝撃により試験サンプルが破損しなかった（穴が開かなかった）。
×：面衝撃により試験サンプルが破損して穴が開いた。

【0049】

結果を表２に示す。表２に示すとおり、試験サンプルＡ１－０、Ａ１－５およびＡ１－１０は破損せず、試験サンプルＸ１は破損したことから、リサイクル樹脂の選別が可能であった。

【0050】

＜例２＞
ばね１（株式会社アキュレイト製圧縮コイルばね、型番：ＤＣ６７２、材質：ＳＷＰ－Ｂ）および先端が直径５．８ｍｍの半球形状になるようにテーパー状に形成したストライカを装置に設置し、試験サンプルＡ２－０、Ａ２－５、Ａ２－１０、Ｘ２を用いた以外は例１と同様にして、面衝撃試験を実施した。結果を表２に示す。

【0051】

表２に示すとおり、試験サンプルＡ２－０、Ａ２－５およびＡ２－１０は、破損せず、試験サンプルＸ２は破損したことから、リサイクル樹脂の選別が可能であった。

【0052】

＜例３＞
ばね２（株式会社アキュレイト製圧縮コイルばね、型番：Ｃ２６６、材質：ＳＵＳ３０４ＷＰＢ）および径２０ｍｍのストライカを装置に設置し、試験サンプルＡ１－０、Ａ１－５、Ａ１－１０、Ｘ１を用いた以外は例１と同様にして、面衝撃試験を実施した。本例においても、ばね２のばね荷重を例１と同様に測定したところ、ばね荷重は９０Ｎであった。結果を表２に示す。

【0053】

表２に示すとおり、試験サンプルに与える衝撃力が弱すぎるため、いずれの試験サンプルも破損せず、試験サンプルを選別することはできなかった。

【0054】

＜例４＞
ばね３（株式会社アキュレイト製圧縮コイルばね、型番：Ｐ５６７、材質：ＳＷＰ－Ｂ）および直径５．８ｍｍの半球形状になるように形成したストライカを装置に設置し、試験サンプルＡ１－０、Ａ１－５、Ａ１－１０、Ｘ１を用いた以外は例１と同様にして、面衝撃試験を実施した。本例においても、ばね３のばね荷重を例１と同様に測定したところ、ばね荷重は４４００Ｎであった。結果を表２に示す。

【0055】

表２に示すとおり、試験サンプルに与える衝撃力が強すぎるため、いずれの試験サンプルも破損してしまい、試験サンプルを選別することはできなかった。

【0056】

【表2】

【0057】

上記例１および例２のように、ストライカとばね荷重の選定を適切に行うことにより、リサイクル樹脂の選別を簡便に行うことができた。

【0058】

以上、実施形態及び実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0059】

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、本出願の開示事項は以下の付記に限定されない。

【0060】

（付記１）
直進移動するロッドを有するリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータのロッドに連結され、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体に衝撃力を付与するストライカと、を有し、
前記ストライカは、１つまたは複数の弾性体を介して前記ロッドに連結されている、リサイクル樹脂成形体の衝撃試験装置。

【0061】

（付記２）
前記ロッドに固定された第１部材と、
前記ロッドの移動方向に前記第１部材と間隔を開けて配置され、かつ、前記第１部材との間隔を変更可能に連結された第２部材をさらに有し、
前記ストライカは前記第２部材に固定され、
前記弾性体は、前記第1部材と前記第２部材との間に配置された、前記第１部材と前記第２部材との間隔が小さくなることにより弾性変形可能な部材である、
付記１に記載の衝撃試験装置。

【0062】

（付記３）
前記弾性体がばねである、付記１または２に記載の衝撃試験装置。

【0063】

（付記４）
前記ばねがコイルばねである、付記１～３のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【0064】

（付記５）
複数の前記弾性体を有する、付記１～４のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【0065】

（付記６）
前記ばねの荷重が１００Ｎ～４３９０Ｎであり、かつ、ストライカの先端部の直径が３ｍｍ～４０ｍｍである、付記１～５のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【0066】

（付記７）
ロッドの移動速度が、１．０ｍ／ｓ～６．０ｍ／ｓである、付記１～６のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【0067】

（付記８）
前記バイオプラスチックが、セルロース系樹脂を含む、付記１～７のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【0068】

（付記９）
前記ストライカおよび弾性体の少なくとも一方が交換可能である、付記１～８のいずれか一項に記載の衝撃試験装置。

【0069】

（付記１０）
付記１～９のいずれか一項に記載の衝撃試験装置を用いてバイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体を選別する工程を含む、バイオプラスチックを含むリサイクル樹脂成形体のリサイクル方法。

【符号の説明】

【0070】

１ 衝撃試験装置
１０ フレーム
２０ リニアアクチュエータ
２１ ロッド
３０ ストライカアセンブリ
３１ 第１部材
３２ 第２部材
３３ ばね
３４ 連結部材
３５ ストライカ
３６ ストッパ部材
４０ 試験体固定具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】