特開 2024-142720 シート状成形品の製造方法及びシート状成形品のリサイクル方法

(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】P2024142720

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】シート状成形品の製造方法及びシート状成形品のリサイクル方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 11/06 20060101AFI20241003BHJP

   B29B 17/04 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

C08J11/06

B29B17/04 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055012

(22)【出願日】2023-03-30

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 展示会への出展 令和４年１０月１２日～令和４年１０月１４日 ＴＯＫＹＯ ＰＡＣＫ２０２２－２０２２東京国際包装展－Ｔｏｋｙｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ２０２２

(71)【出願人】

【識別番号】591257432

【氏名又は名称】株式会社ヨシザワ

(74)【代理人】

【識別番号】100177921

【弁理士】

【氏名又は名称】坂岡 範穗

(74)【代理人】

【識別番号】100228038

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 めぐみ

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 健

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 勝信

【テーマコード（参考）】

4F401

【Ｆターム（参考）】

4F401AA10

4F401AC20

4F401AD04

4F401BA07

4F401CA14

4F401DC02

4F401DC06

4F401EA81

4F401FA01Z

4F401FA05Z

(57)【要約】

【課題】産業廃棄物の一つである衛生関連用品を利用しつつ、押出成形が可能であり、中空構造を備えるシート状成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】衛生関連用品を、衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着しない方式で粉砕して粉砕物を作製する粉砕工程と、液媒及び親水性物質を混合し、懸濁液を作製する懸濁液作製工程と、粉砕物、懸濁液、及びマトリクス樹脂を混合し、混合物を作製する第１混合物作製工程と、第１混合物をベント部を備える混練機に投入し、マトリクス樹脂と衛生関連用品に含まれる合成樹脂からなる複合樹脂が溶融する温度で加熱混錬しつつベント部を開いて、複合樹脂の熱流動温度における液媒の残留率が１％以下になるよう液媒の揮発分を外部に排出して樹脂複合材料を作製する樹脂複合材料作製工程と、樹脂複合材料を異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする成形工程と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

肌に接する表面材、水分を吸収する吸収体、及び前記吸収体に吸収された水分が外部に漏出しないようにする防水体を備える衛生関連用品を、前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着しない方式で粉砕して粉砕物を作製する粉砕工程と、
液媒及び親水性物質を混合し、懸濁液を作製する懸濁液作製工程と、
前記粉砕物、前記懸濁液、及びマトリクス樹脂を混合し、混合物を作製する第１混合物作製工程と、
前記第１混合物をベント部を備える混練機に投入し、前記マトリクス樹脂と前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂からなる複合樹脂が溶融する温度で加熱混錬しつつ前記ベント部を開いて、前記複合樹脂の熱流動温度における前記液媒の残留率が１％以下になるよう前記液媒の揮発分を外部に排出して樹脂複合材料を作製する樹脂複合材料作製工程と、
前記樹脂複合材料を異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする成形工程と、
を備えることを特徴とするシート状成形品の製造方法。

【請求項2】

肌に接する表面材、水分を吸収する親水性物質を含む吸収体、及び前記吸収体に吸収された水分が外部に漏出しないようにする防水体を備える衛生関連用品を、前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着しない方式で粉砕して粉砕物を作製する粉砕工程と、
前記粉砕物、液媒、及びマトリクス樹脂を混合し、混合物を作製する第２混合物作製工程と、
前記第２混合物をベント部を備える混練機に投入し、前記マトリクス樹脂と前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂からなる複合樹脂が溶融する温度で加熱混錬しつつ前記ベント部を開いて、前記複合樹脂の熱流動温度における前記液媒の残留率が１％以下になるよう前記液媒の揮発分を外部に排出して樹脂複合材料を作製する樹脂複合材料作製工程と、
前記樹脂複合材料を異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする成形工程と、
を備えることを特徴とするシート状成形品の製造方法。

【請求項3】

前記成形工程における成形温度が１９０℃以上２３０℃以下である請求項１又は２に記載のシート状成形品の製造方法。

【請求項4】

前記樹脂複合材料のＭＦＲの値が、１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおいて、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上３．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である請求項１又は２に記載のシート状成形品の製造方法。

【請求項5】

前記粉砕物５０重量部に対する前記マトリクス樹脂が１５０重量部以上９５０重量部以下であり、
熱溶着又は超音波溶着で接合可能である請求項１又は２に記載のシート状成形品の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載の前記シート状成形品の廃棄物、前記シート状成形品を利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材のリサイクル方法であって、
前記シート状成形品の廃棄物、前記シート状成形品を利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材を粉砕して第２粉砕物を作製する第２粉砕工程と、
前記第２粉砕物をペレット化して再生ペレットを作製する再生ペレット作製工程と、
前記再生ペレットを異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする第２成形工程と、
を備えることを特徴とするシート状成形品のリサイクル方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業廃棄物を利用して製造されるシート状成形品の製造方法及びシート状成形品のリサイクル方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の実現にあたり、プラスチックごみの環境負荷低減を目的として、産業廃棄物を利用した複合材料が開発されている。例えば、実開平７－１７５２１号公報に、産業廃棄物の一種であるラミネート容器用クズと生理製品クズの粉末と製紙スラッジとを主成分とし、粘着剤を混合した産業廃棄物利用ボードが開示されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平７－１７５２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されている技術では、型枠内に原料を流し込み、厚さ２０ｍｍのボードを形成し、その後、高温高圧下でプレスして厚さ１０ｍｍの産業廃棄物利用ボードを作製している。しかし、紙等に代表されるセルロース系の材質と合成樹脂との複合材料からなる産業廃棄物に、新たに合成樹脂（マトリクス樹脂、特許文献１にいう粘着剤）を加えてリサイクルすることは、産業廃棄物に既に含まれている合成樹脂とマトリクス樹脂の熱流動性の違いから均一な合成樹脂の連続相（複合樹脂の連続相）を形成するのが難しい。また、産業廃棄物に既に含まれている合成樹脂とセルロース系の材質とが固着し凝集しやすく、セルロース系の材質を均一に分散させた成形品を得ることは非常に難しい。したがって、特許文献１に係る技術では、複合樹脂の連続相を形成できず、凝集が生じる可能性が高い。このように凝集が生じた場合でも、上述のとおりプレス加工であれば成形することは可能であるが、例えば、押出成形などの製造方法においては、凝集が生じた状態では成形が難しいという課題があった。特に、中空構造を有するものを成形品として得ることは困難である。

【0005】

また、得られた成形品は、やはりセルロース系の材質と合成樹脂との複合材料からなる産業廃棄物となるため、再リサイクルするためには、一度目のリサイクルと同様の問題やセルロース系の材質と合成樹脂とを分離する技術が必要となり、リサイクルコストが上昇するという課題がある。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、産業廃棄物の一つである衛生関連用品を利用しつつ、押出成形が可能であり、中空構造を備えるシート状成形品の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、本発明の製造方法で製造されるシート状成形品の廃棄物、当該シート状成形品を利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材のリサイクルが可能なシート状成形品のリサイクル方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のシート状成形品の製造方法は、
肌に接する表面材、水分を吸収する吸収体、及び前記吸収体に吸収された水分が外部に漏出しないようにする防水体を備える衛生関連用品を、前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着しない方式で粉砕して粉砕物を作製する粉砕工程と、
液媒及び親水性物質を混合し、懸濁液を作製する懸濁液作製工程と、
前記粉砕物、前記懸濁液、及びマトリクス樹脂を混合し、混合物を作製する第１混合物作製工程と、
前記第１混合物をベント部を備える混練機に投入し、前記マトリクス樹脂と前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂からなる複合樹脂が溶融する温度で加熱混錬しつつ前記ベント部を開いて、前記複合樹脂の熱流動温度における前記液媒の残留率が１％以下になるよう前記液媒の揮発分を外部に排出して樹脂複合材料を作製する樹脂複合材料作製工程と、
前記樹脂複合材料を異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする成形工程と、
を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明のシート状成形品の製造方法によれば、衛生管理用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着することがない。また、衛生管理用品に含まれている合成樹脂とマトリクス樹脂からなる複合樹脂が連続相を形成しやすくなり、セルロース系の材質は複合樹脂の連続相に分散しやすくなる。その結果、凝集が発生しないので、押出成形が可能であり、複雑な中空構造を備えるシート状成形品を製造することが可能となる。

【0009】

本発明のシート状成形品の製造方法は、
肌に接する表面材、水分を吸収する親水性物質を含む吸収体、及び前記吸収体に吸収された水分が外部に漏出しないようにする防水体を備える衛生関連用品を、前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着しない方式で粉砕して粉砕物を作製する粉砕工程と、
前記粉砕物、液媒、及びマトリクス樹脂を混合し、混合物を作製する第２混合物作製工程と、
前記第２混合物をベント部を備える混練機に投入し、前記マトリクス樹脂と前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂からなる複合樹脂が溶融する温度で加熱混錬しつつ前記ベント部を開いて、前記複合樹脂の熱流動温度における前記液媒の残留率が１％以下になるよう前記液媒の揮発分を外部に排出して樹脂複合材料を作製する樹脂複合材料作製工程と、
前記樹脂複合材料を異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする成形工程と、
を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明のシート状成形品の製造方法によれば、親水性物質を含む吸収体を備える衛生関連用品に液媒を加えるのみで、上記の発明と同様の作用効果を奏することができる。

【0011】

本発明のシート状成形品の製造方法の好ましい例は、
前記成形工程における成形温度が１９０℃以上２３０℃以下である。

【0012】

本発明のシート状成形品の製造方法の好ましい例によれば、成形性が良好であり、発泡や熱劣化による変色を生じないシート状成形品の製造方法を提供することができる。

【0013】

本発明のシート状成形品の製造方法の好ましい例は、
前記樹脂複合材料のＭＦＲの値が、１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおいて、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上３．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である。

【0014】

本発明のシート状成形品の製造方法の好ましい例によれば、成形性が良好なシート状成形品の製造方法を提供することができる。

【0015】

本発明のシート状成形品の製造方法の好ましい例は、
前記粉砕物５０重量部に対する前記マトリクス樹脂が１５０重量部以上９５０重量部以下であり、
熱溶着又は超音波溶着で接合可能である。

【0016】

本発明のシート状成形品の製造方法の好ましい例によれば、熱溶着又は超音波溶着で接合可能であり、合成樹脂を用いた一般的なプラスチック段ボールと同等の加工性を有するシート状成形品の製造方法を提供することができる。

【0017】

本発明のシート状成形品のリサイクル方法は、
前記シート状成形品の廃棄物、前記シート状成形品を利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材を粉砕して第２粉砕物を作製する第２粉砕工程と、
前記第２粉砕物をペレット化して再生ペレットを作製する再生ペレット作製工程と、
前記再生ペレットを異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品にする第２成形工程と、
を備えることを特徴とする。

【0018】

本発明のシート状成形品のリサイクル方法によれば、凝集を生じることなく、これらの廃棄物を再度溶融してリサイクルすることが可能である。また、セルロース系の材質と合成樹脂とを分離する技術が必要とないため、リサイクルコストを低減することが可能である。

【発明の効果】

【0019】

上述したように、本発明に係るシート状成形品の製造方法によれば、産業廃棄物の一つである衛生関連用品を利用しつつ、押出成形が可能であり、さらに中空構造を備えるシート状成形品の製造方法を提供することができる。また、製造されたシート状成形品の廃棄物、シート状成形品を利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材を再リサイクルすることが可能なシート状成形品のリサイクル方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係るシート状成形品を製造する製造装置を説明する図である。

【図2】混練機を説明する断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るシート状成形品の製造方法の工程図である。

【図4】シート状成形品の斜視図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るシート状成形品の製造方法の工程図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るシート状成形品のリサイクル方法の工程図である。

【図7】懸濁液作製のための液媒及び親水性物質の重量比を示す表である。

【図8】本発明に係るシート状成形品の配合、成形条件及び物性評価結果を示す表である。

【図9】本発明の一実施形態に係るシート状成形品の圧縮強度の評価結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明のシート状成形品の製造方法及びシート状成形品のリサイクル方法について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0022】

ここで、先に用語の説明をする。本実施形態に係る衛生関連用品とは、肌に接する表面材と、水分を吸収する吸収体と、当該水分が外部に漏出しないようにする防水体を備える衛生製品であり、セルロース系の材質と合成樹脂を含む一般的な材料で構成される紙おむつや吸水シート、生理用品などをいう。また、衛生関連用品には、衛生関連用品の製造工程時の端材や未使用廃棄物のほか、洗浄された使用済み廃棄物等も含めるものとする。また、本実施形態に係るマトリクス樹脂とは、シート状成形品２（図４参照）の母組織を形成する合成樹脂であって、産業廃棄物に対して新たに加える合成樹脂のことを指す。さらに、本実施形態では、シート状成形品２の一つとして、プラスチック段ボールを挙げているが、他の梱包材料や断熱材等の製品にも用いることができる。

【0023】

次に、図１及び図２を参照して、本実施形態のシート状成形品２を製造する製造装置１を説明する。この製造装置１は粉砕機（図示せず）と、混合機１０と、混練機２０と、押出機４０とを備える。

【0024】

粉砕機は、衛生関連用品を粉砕するものである。本実施形態で用いられる粉砕機としては、衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが、粉砕時の熱等によって変性して固着しないものであればよい。この粉砕機として例えば、ピンミル式のものが用いられる。また、上述の固着が発生しないのであれば、他の粉砕機も用いることができる。

【0025】

混合機１０は、複数のホッパ、及びホッパの中に適宜設けられる撹拌機（図示せず）を備える。本実施形態では、粉砕物用ホッパ１１、懸濁液用ホッパ１２、マトリクス樹脂用ホッパ１３、及び混合物用ホッパ１４を備える。粉砕物用ホッパ１１は、衛生関連用品を粉砕して得られる粉砕物を入れるものである。懸濁液用ホッパ１２は、後述する液媒と親水性物質とを混合して得られる懸濁液を入れるものである。この懸濁液用ホッパ１２は、液媒のみを入れる場合もある。マトリクス樹脂用ホッパ１３は、例えばペレット状にされたマトリクス樹脂を入れるものである。混合物用ホッパ１４は、上述の各々のホッパから供給される粉砕物、懸濁液又は液媒、及びマトリクス樹脂を混合し、混合物を作製するものである。

【0026】

混練機２０は、本実施形態では、例えば二軸押出機の仕様を一部変更したものを採用しており、投入部２１、駆動部２２、シリンダ２３、スクリュー２４、ベント部３０ａ，３０ｂ、及び造粒部２５を備える。投入部２１は、外部から材料となるものを投入するものである。駆動部２２はシリンダ２３の中に配置されるスクリュー２４を駆動させるものである。このシリンダ２３とスクリュー２４の回転で混合物が加熱混練される。また、シリンダ２３には投入された混合物を適切な温度に保つための温度調節部（図示せず）が備えられる。

【0027】

ベント部３０ａ，３０ｂは、加熱混練される混合物（溶融混合物）から余分な液媒の揮発分等を排出するものであり、本実施形態では上流側のベント部３０ａと下流側のベント部３０ｂの２つを備えている。

【0028】

上流側のベント部３０ａは、シリンダ孔３１、フィルタ３２、押え板３３、圧力調整弁３６、圧力計３７を備える。シリンダ孔３１は、シリンダ２３の上部壁面を貫通する孔である。フィルタ３２は、シリンダ２３の中の溶融混合物がベントアップすることを防止するために、溶融混合物の液体成分と固体成分を通過させず、気体成分のみ通過させる特性を備えるものである。押え板３３は、フィルタ３２の上部に設けられるもので、圧力調整弁３６に連通するベント孔３４と、圧力計３７に連通する測定孔３５を備える。圧力調整弁３６は、溶融混合物から気化される液体成分の量を調整するものである。圧力計３７は、ベント部３０ａ，３０ｂの中の圧力を測定するものである。

【0029】

下流側のベント部３０ｂは、上流側のベント部３０ａの構成に加えて、液体トラップ３８と真空ポンプ３９を備えており、下流側のベント部３０ｂの内部を陰圧にすることができる。このように、主に上流側のベント部３０ａは大気圧より高い圧力において溶融混合物に含まれる液体成分を除去し、下流側のベント部３０ｂは大気圧より低い圧力において溶融混合物に含まれる液体成分を除去する。もっとも、ベント部３０ａ，３０ｂの目的は余分な液媒の揮発分等の排出であり、その目的が達成されるならベント部３０ａ，３０ｂの数や構成は限定されない。例えば、ベント部の数は１つでもよいし、逆に上流側から下流側にかけて、さらに複数のベント部を設け、圧力傾斜を上流から下流へ細かく設定することも可能である。また、ベント部３０ａ，３０ｂが設けられる箇所のスクリュー径を適宜変更して、当該部分における溶融混合物の圧力を調整することもできる。

【0030】

造粒部２５は、シリンダ２３の先端から排出される溶融混合物を冷却して切断し、例えばペレット状の樹脂複合材料とするものである。

【0031】

押出機４０は、本実施形態では公知の押出成形機が採用され、投入部４１、駆動部４２、シリンダ４３、スクリュー（図示せず）、ダイ４４、冷却部（図示せず）、コンベア４５等を備える。投入部４１は、混練機２０で作られた樹脂複合材料を投入するものである。駆動部４２は、シリンダ４３の中に配置されるスクリューを駆動させるものである。また、シリンダ４３には混練される樹脂複合材料の温度を適切な値に保つ温度調節部（図示せず）が設けられる。ダイ４４は、シリンダ４３とスクリューとで加熱混練された樹脂複合材料を、所望の中空構造を備えるシート状成形品２に成形するものである。冷却部は、ダイ４４から吐出されるシート状成形品２を冷却するものである。コンベア４５は、ダイ４４から吐出されるシート状成形品２を搬送するものである。コンベア４５で搬送されたシート状成形品２は、製品として所望の大きさに切断される。

【0032】

［シート状成形品の製造方法］
［第１実施形態］
上述した製造装置１の構成に加え、図３を参照して本発明の第１実施形態に係るシート状成形品の製造方法を説明する。本実施形態のシート状成形品の製造方法は、図３に示すように、粉砕工程Ｓ１０１と、懸濁液作製工程Ｓ１０２と、第１混合物作製工程Ｓ１０３と、樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４と、成形工程Ｓ１０５と、を備える。なお、材料の１つであるマトリクス樹脂は、予めマトリクス樹脂用ホッパ１３に入れてあるものとする（図１矢印ｃ）。

【0033】

粉砕工程Ｓ１０１は、衛生関連用品を粉砕して粉砕物を作製する工程である。粉砕方式は、上述のとおり、衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが、粉砕時の熱等で固着しない方式であれば、特に限定されない。本実施形態では、粉砕中の熱を抑えることが可能なピンミル式の粉砕機を用いている。一方で、磨砕式など熱が比較的発生しやすい粉砕方法では、衛生関連用品に含まれている合成樹脂とセルロース系の材質とが固着し、凝集が発生しやすい。作製された粉砕物は粉砕物用ホッパ１１に投入される（図１矢印ａ）

【0034】

次に、懸濁液作製工程Ｓ１０２において、液媒と親水性物質とを混合し、懸濁液を作製する。懸濁液は、その種類によって、ゾルやゲルの性状を示す場合もある。これらの液媒と親水性物質とは、懸濁液用ホッパ１２で混合され懸濁液となる（図１矢印ｂ）。

【0035】

液媒は、水のほか、後述する親水性物質と相溶性のあるものが選ばれる。エチレングリコール、ポリオール類や分子量が４００以下のポリエチレングリコールなどが好適に用いられる。上記液媒は、単体で使用しても良いし、二種以上混合して使用することも可能である。

【0036】

親水性物質は、液媒を取り込み、種々の相互作用（水素結合、ファンデルワールス力、静電的相互作用など）で網目構造を形成し膨潤する性質を持ち、さらに衛生関連用品に含まれるセルロース系の材質及び複合樹脂の両者と親和性の良いものから好適に選ばれる。

【0037】

この親水性物質の例として、粘土鉱物系物質、ペクチン、カラギナン、キサンタンガム、ガラクトマンナン類、アラビアガム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ゼラチン、吸水性樹脂や吸水剤（ゲル化剤）、増粘剤などを用いることができる。

【0038】

また、無機系化合物も好適に用いられる。水酸化ドロマイトやその他の水酸化物、金属酸化物の水和物、塩化カルシウム・塩化マグネシウムなどの塩化物又は、チオ硫酸ナトリウムなどの硫化物などの無機化合物などが挙げられる。

【0039】

親水性物質は、他の機能も併せもつ場合もある。例えば、水酸化ドロマイトは、シート状成形品２に消臭性、抗菌性及び難燃性などの機能を付与することができる。よって、親水性物質は、親水性物質としての機能だけでなくシート状成形品２に付与したい機能を考慮した上で、単体で使用しても良いし、二種以上混合して使用することも可能である。

【0040】

この中でも、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）は、セルロース骨格を含有することによる剛性を保ちつつ、靭性のあるシート状成形品２が得られる。また、液媒をエチレングリコール、親水性物質をカオリナイトとすると、複合樹脂の連続相が効率的に形成される。理由は、上述のとおり、エチレングリコールとカオリナイトは相溶性がよいためである。

【0041】

このように調整された懸濁液は、上述のとおり膨潤することで、マトリクス樹脂の量を低減することに寄与する。また、懸濁液は、親水性物質の上記性質上、衛生関連用品に含まれるセルロース系の材質と複合樹脂の両者と親和性がよく、橋架け的に相互作用し、衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質が固着することを防ぐ。その結果、複合樹脂は、均一な連続相を形成し、セルロース系の材質は複合樹脂の連続相へ分散しやすくなる。

【0042】

また、上記懸濁液に、さらに添加剤として機能性微粒子など加えてもよい。例えば、カーボンブラックを添加することにより、導電性をもったシート状成形品２を得ることができる。

【0043】

続いて、第１混合物作製工程Ｓ１０３において、上述の粉砕物、懸濁液、及びマトリクス樹脂とを撹拌混合し、第１混合物を作製する（図１矢印ｄ，ｅ，ｆ）。このとき、第１混合物の中の、少なくとも粉砕物の表面が濡れる量の懸濁液を添加することが好ましい。これは、粉砕物が懸濁液によって湿潤されていないと、樹脂複合材料をシート状成形品２に成形したときに固着物による凝集が生じるからである。なお、懸濁液の量が多すぎても、後述する樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４において、樹脂複合材料に含まれる液媒の残留率を１％以下にするために混練機２０のベント部３０ａ，３０ｂの数を増やしたり、混練機２０から出てきた樹脂複合材料を再度混練機２０に投入することで対応できる。

【0044】

マトリクス樹脂は、再リサイクル用途を考えないのであれば、熱硬化性樹脂の使用や併用も可能であるが、再リサイクルを行うためには熱可塑性樹脂が適している。ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、アクリル・ブチレン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）等の合成樹脂、生分解性プラスチックなどの熱可塑性樹脂が挙げられ、一般に押出成形が可能なものであれば、特に制限なく用いることができる。上記熱可塑性樹脂は、単体で使用してもよいし、二種以上混合して使用してもよい。また、これら熱可塑性樹脂の再生品を使用することも可能である。

【0045】

続いて、樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４において、上述の第１混合物をベント部３０ａ，３０ｂを備える混練機２０に投入し（図１矢印ｇ）、樹脂複合材料を得る。本実施形態では、樹脂複合材料をペレット化したものを用いている。ここでは、マトリクス樹脂と前記衛生関連用品に含まれる合成樹脂からなる複合樹脂が溶融する温度で加熱混錬しつつ前記ベント部３０ａ，３０ｂを開いて、複合樹脂の熱流動温度における液媒の残留率が１％以下、好ましくは０．３％以下になるよう液媒の揮発分を外部に排出して樹脂複合材料を作製する。これは、液媒の残留率が１％を超えると、成形工程Ｓ１０５において成形品に発泡を生じやすくなるからである。

【0046】

加熱混錬は、一般的な混練機２０や押出機を用いることにより実施することができるが、上述したベント部３０ａ，３０ｂを備える二軸押出機により実施することが好ましい。材料を十分に混練することが可能であるとともに、ベント部３０ａ，３０ｂを備えることで効率的に樹脂複合材料を作製することができるからである。シリンダ２３の設定温度は、材料同士を十分に混練するために、複合樹脂が溶融する温度であることが好ましい。本実施形態では、複合樹脂の溶融温度である１９０℃以上２３０℃以下で加熱混練している。これは、１９０℃未満であると複合樹脂の流動性が悪くなるとともに、マトリクス樹脂と衛生関連用品に含まれる合成樹脂とが連続相を形成しにくくなるからである。また、２３０℃を超えると、衛生関連用品に含まれるセルロースが変色するおそれがあるためである。

【0047】

こうして作製された樹脂複合材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおいて、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上３．０ｇ／１０ｍｉｎ以下のものが好ましく、より好ましくは、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下のものが好ましい。樹脂複合材料のＭＦＲの値が１．０ｇ／１０ｍｉｎ未満であれば、後述する成形工程において、流動性が低すぎて、成形時の圧力負荷やばらつきが大きくなり、成形が困難である。樹脂複合材料のＭＦＲの値が３．０ｇ／１０ｍｉｎより大きければ流動性が高すぎて成形性が悪く、シート状成形品２において中空構造を維持できない。

【0048】

成形工程Ｓ１０５において、樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４で得られた樹脂複合材料を押出機４０の投入部４１より投入する（図１矢印ｈ）。そして、異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品２を作製する（図１矢印ｉ）。本実施形態では、樹脂複合材料は中空成形用の異形ダイ４４を通って押出成形され、中空構造を有するシート状の成形品を得ることができる。成形温度であるシリンダ４３の設定温度は、１９０℃以上２３０℃以下の範囲であることが好ましい。上記樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４における加熱混練時のシリンダ２３の設定温度と同様の理由である。合成樹脂を用いた一般的なプラスチック段ボールなどに使用するシート状成形品２のシリンダ４３の設定温度は、約２２０℃から２５０℃程度であり、本発明のシート状成形品２は比較的低温での成形が可能である。

【0049】

ここで、図４に本実施形態に係る中空構造を備えるシート状成形品２の例として、プラスチック段ボールの斜視図及び拡大斜視図を示している。本実施形態におけるシート状成形品２は、ライナー３，４と呼ばれる一対の板状シートを上下に有し、当該上下ライナー３，４間に等間隔で配置されるリブ５によって中空構造を形成するものである。本実施形態におけるシート状成形品２の厚さ（ｔ）は、一方のライナー３上面からもう一方のライナー４の底面までの距離のことを指す。本実施形態におけるシート状成形品の厚さ（ｔ）は、１ｍｍから２０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは、２ｍｍから９ｍｍの範囲である。シート状成形品の厚さ（ｔ）が、１ｍｍより小さければ、本発明に係るシート状成形品を梱包材などの完成品に使用した場合に、耐荷重性がなく、シート状成形品の厚さ（ｔ）が、２０ｍｍよりも大きければ、重くなりすぎて運搬性が悪く、完成品である梱包材としての機能を欠いたものとなるからである。以上、Ｓ１０１～Ｓ１０５の工程により、産業廃棄物を利用したシート状成形品２を得ることができる。

【0050】

［第２実施形態］

【0051】

図５を参照して本発明の第２実施形態に係るシート状成形品の製造方法を説明する。本実施形態のシート状成形品の製造方法は、図５に示すように、粉砕工程Ｓ１０１と、第２混合物作製工程Ｓ２０３と、樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４と、成形工程Ｓ１０５と、を備える。本実施形態において、第１実施形態と同じ装置及び工程には、同じ符号を付して説明を省略する。

【0052】

粉砕工程Ｓ１０１は、第１実施形態と同じである。次に、第１実施形態の工程で説明した懸濁液作製工程Ｓ１０２を省略し、粉砕工程Ｓ１０１から第２混合物作製工程Ｓ２０３へ進む。これは、本実施形態では第１実施形態の懸濁液に替えて液媒を用いているためである。理由として、衛生関連用品の吸収体には、上述した親水性物質の一つである吸水性樹脂が含まれているものがある。当該吸水性樹脂は、第１実施形態で説明した親水性物質としての働きをすることが可能である。このため、新たに親水性物質を加えることなく液媒を加えるのみで、上述したマトリクス樹脂の低減、衛生関連用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質との固着防止、複合樹脂の均一な連続相の形成やセルロース系の材質の分散性向上など、懸濁液の機能を発揮することができるからである。よって、懸濁液作製工程Ｓ１０２を省略することが可能となる。このとき、懸濁液用ホッパ１２には液媒のみが入れられる。

【0053】

第２混合物作製工程Ｓ２０３は、上述のとおり第１実施形態の第１混合物作製工程Ｓ１０３の懸濁液を液媒に代えて、粉砕物、液媒及びマトリクス樹脂とを混合物用ホッパ１４で撹拌混合し、第２混合物を作製するものである。ここでも、第２混合物の中の少なくとも粉砕物の表面が濡れる量の懸濁液を添加することが好ましい。成形工程Ｓ１０５は、第１実施形態と同じである。

【0054】

なお、このように吸収体に既に親水性物質が含まれている場合においても、第１実施形態のように新たに親水性物質をさらに加えることで、上述した懸濁液の機能をさらに強化することができる。この場合は、第１実施形態のシート状成形品２の製造装置１及びシート状成形品の製造方法に従ってシート状成形品２を作製する。

【0055】

上述した第１実施形態及び第２実施形態において、粉砕物とマトリクス樹脂との比率は重量比で１：１程度であれば、シート状成形品２の製造は十分可能である。但し、シート状成形品２を、熱溶着又は超音波溶着で接合可能なシート状成形品２とすること、及び後述するシート状成形品のリサイクル方法によってリサイクル可能とするには、粉砕物とマトリクス樹脂との比率を適切な値にする必要がある。このため、仮に樹脂複合材料作製工程Ｓ１０４で作製された樹脂複合材料において、マトリクス樹脂の含有率が不足する場合、成型工程Ｓ１０５の前に追加のマトリクス樹脂を添加するマトリクス樹脂追加工程（図示せず）を行うことになる。これは、樹脂複合材料とともに追加のマトリクス樹脂を押出機４０の投入部４１に入れて混合することでなされる（図１矢印ｊ）。

【0056】

このマトリクス樹脂追加工程における粉砕物とマトリクス樹脂との比率は、本実施形態の樹脂複合材料１０重量部以上５０重量部以下に対して、追加のマトリクス樹脂は、５０重量部以上９０重量部以下であることが好ましい。これは、追加のマトリクス樹脂が５０重量部より少ないと、シート状成形品２を熱溶着又は超音波溶着で接合することができず、後述するリサイクル方法も困難になるからである。一方で、追加のマトリクス樹脂が９０重量部より多いと、衛生関連用品の利用率が下がるからである。さらに、これを言い換えると、全体として、粉砕物５０重量部に対してマトリクス樹脂が１５０重量部以上９５０重量部以下であることが好ましいということであり、マトリクス樹脂追加工程を追加せずとも、第１混合物作製工程Ｓ１０３又は第２混合物作成工程Ｓ２０３で、マトリクス樹脂を上記の量となるよう多めに入れても良い。

【0057】

このようにして得られたシート状成形品２の加工は、合成樹脂を用いた一般的なプラスチック段ボールに使用するシート状成形品２と同等に取り扱うことが可能である。型抜き等の切削加工、熱曲げ等の曲げ加工、リベット等を用いた接合のほか、熱溶着や超音波溶着等によるつなぎ加工など、どれも公知の方法を用いることができる。

【0058】

例えば一例として、超音波溶着について、周波数１９ｋＨｚ、振幅１８μｍ（８０％～１００％出力）、発振時間１．０～１．５秒、押さえ圧力０．３～０．４ＭＰａ、冷却時間１．５～２．０秒の条件で溶着することが可能であり、これはポリプロピレンなどの合成樹脂を用いた一般的なプラスチック段ボールに使用する超音波溶着の条件と変わらず、本実施形態で製造されるシート状成形品２は加工性も良好であるといえる。

【0059】

［シート状成形品のリサイクル方法］
次に、図６を参照して、第１及び第２実施形態で製造されたシート状成形品２の廃棄物、当該シート状成形品２を利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材（以下、「端材等」と称することがある。）を用いるシート状成形品のリサイクル方法を説明する。本実施形態のシート状成形品のリサイクル方法は、図６に示すように、第２粉砕工程Ｓ３０１と、再生ペレット作製工程Ｓ３０４と、第２成形工程Ｓ３０５と、を備える。

【0060】

第２粉砕工程Ｓ３０１は、粉砕機（図示せず）で端材等を粉砕して第２粉砕物（スクラップ）を作製する工程である。

【0061】

再生ペレット作製工程Ｓ３０４は、第２粉砕工程Ｓ３０１で得られた第２粉砕物を、ペレット化して再生ペレットを作製するものである。ここでは、公知の混練機やペレタイザー等が用いられる。

【0062】

第２成形工程Ｓ３０５は、再生ペレット作製工程Ｓ３０４で得られた再生ペレットを、異型押出法により成形して中空構造を備えるシート状成形品２を作製するものである。ここでは、上記シート状成形品の製造装置１の押出機４０と同様に、公知の押出成形機を使用することができる。

【実施例0063】

先ず、図７に示すように、懸濁液として懸濁液Ｎｏ．１、懸濁液Ｎｏ．２、懸濁液Ｎｏ．３の３種類を調製した。なお、懸濁液とは別に液媒のみの例として、水３：エチレングリコール２（重量比）を混合したものを調製した（図８参照）。

【0064】

次に、図８に示すように、上述した第１実施形態と第２実施形態で得られた樹脂複合材料について、実施例１～６と比較例１～３の試験を行った。これらの実施例と比較例を以下の項目において評価し、その結果及び考察を示す。なお、ここではマトリクス樹脂としてポリプロピレンを用いている。
（１）樹脂複合材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳＫ－７２１０－１に準拠して、１９０℃、荷重２．１６ｋｇでメルトフローレート（ＭＦＲ）の値を測定した。
ここでは、実施例１～５について測定した。結果として実施例３の値が１．４で最も低く、実施例２の値が２．３で最も高かった。
（２）樹脂複合材料の物性評価
（ａ）曲げ弾性率（２３℃）
樹脂複合材料にて幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊を作製し、ＪＩＳ Ｋ７０７４に準拠した条件にて、曲げ弾性率を測定した。
ここでは、実施例１～５について測定した。一般的なポリプロピレンの曲げ弾性率の平均値である１２９１ＭＰａと比較して、全てのサンプルで２０００ＭＰａを超えており、良好な結果を得られた。
（ｂ）シャルピー衝撃強度（２３℃）
樹脂複合材料にて幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ－７１１１に準拠して、シャルピー衝撃強度を測定した。
ここでは、実施例１～５について測定した。一般的なポリプロピレンのシャルピー衝撃強度の平均値である７．８ｋｊ／ｍ２に比較して、７．６～９．３ｋｊ／ｍ２の範囲にあり良好な結果を得られた。
（３）成形性評価
樹脂複合材料を、厚さ２ｍｍのプラスチック段ボールに成形して、目視で評価した。
ここでは、実施例と比較例の全てにおいて評価を行った。結果として、実施例１～５は凝集や発泡等がなく良品として判断した。実施例６は若干の発泡があるものの、成形は可能である。比較例はその全てにおいて不良品となり、プラスチック段ボールとして使用できるものではなかった。
（４）考察
比較例１の結果から、粉砕工程において、熱が発生しやすい磨砕式の粉砕方式を選択すると、衛生関連用品に含まれている合成樹脂とセルロース系の材質が固着し、その後に親水性物質と液媒からなる懸濁液を添加しても、固着による凝集を防ぐことができないことがわかる。また、比較例２の結果からは、成形工程において、成形温度が高すぎることにより、発泡によって、中空構造の成形性が悪化するとともに変色が生じることがわかる。また、比較例３の結果から、粉砕物とマトリクス樹脂のみで親水性物質と液媒が含まれていなければ、セルロース系材質の凝集を生じ、中空構造への成形性が確保できないことがわかる。実施例６は液媒のみを添加した結果であり、発泡が生じているものの、中空構造への成形は可能であり、不良ではないと判断した。

【0065】

次に、熱溶着又は超音波溶着で接合可能なシート状成形品２、及び上述したシート状成形品のリサイクル方法が可能なシート状成形品２について、図９を参照して説明する。実施例７は、実施例３（図８参照）で得られた樹脂複合材料に、マトリクス樹脂追加工程にてポリプロピレンのペレットを加え、成形工程Ｓ１０５で厚さ５ｍｍのプラスチック段ボールに成形したものである。このとき、樹脂複合材料３０重量部に対して、追加のポリプロピレンのペレットは、７０重量部加えた。言い換えると、ポリプロピレンのペレットを２３３重量部追加しており、元々の樹脂複合材料に含まれるポリプロピレン５０重量部（実施例３）と合わせて２８３重量部となる。対する粉砕物は５０重量部である。また、比較例としてポリプロピレン１００％で成形した厚さ５ｍｍのプラスチック段ボールを用意した。

【0066】

これらのプラスチック段ボールについてＪＩＳ Ｚ ０４０３－１及びＪＩＳ Ｚ ０４０３－２に準拠して圧縮強度を測定したところ、平面方向、垂直方向ともに粉砕物を混ぜた実施例７の方が高い強度を示した。これは、プラスチック段ボールに含まれる樹脂複合材料の割合が増えることにより、セルロース骨格を含有する比率も増えるため、剛性を保ちつつ、靭性のあるシート状成形品２を得ることができ、強度の向上が図られたと考える。よって、樹脂複合材料の割合を多くすると、圧縮強度も向上する。また、実施例７に係るプラスチック段ボールを用いて梱包箱等を製造するとき、一般的な熱溶着又は超音波溶着で接合可能であり、留め金具等を使用せずに製造することができた。さらに、プラスチック段ボールの廃棄物、当該プラスチック段ボールを利用した完成品の廃棄物、またはそれらの製造時に排出された端材を粉砕した後にペレット化して、押出機で再度プラスチック段ボールを製造することができた。

【0067】

以上、説明したように、本実施形態のシート状成形品の製造方法によれば、衛生管理用品に含まれる合成樹脂とセルロース系の材質とが固着することがなく、凝集が発生しない。よって、押出成形が可能であり、複雑な中空構造を備えるシート状成形品を製造することが可能となる。また、成形性がよく、一般的なプラスチック段ボールと同等かそれ以上の加工性や強度等の特性を備えた成形品を得ることができる。また、成形されたプラスチック段ボールは、セルロースを含むことから見た目が紙又は木のような自然な色合いになり、肌触りも紙や木を触っているような暖かみのある感触となる。さらに、本実施形態のシート状成形品のリサイクル方法によれば、セルロース系の材質と合成樹脂からなる産業廃棄物のリサイクル時に起こる凝集の問題を解決しつつ、廃棄物を再度溶融して再リサイクルすることが可能である。また、セルロース系の材質と合成樹脂とを分離する技術が必要とないため、リサイクルコストを低減することが可能である。

【0068】

なお、上述したシート状成形品の製造方法及びシート状成形品のリサイクル方法は、本発明の例示にすぎず、発明の趣旨を逸脱しない範囲においてその構成を適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0069】

１・・製造装置、２・・シート状成形品、３，４・・ライナー、５・・リブ、
１０・・混合機、１１・・粉砕物用ホッパ、１２・・懸濁液用ホッパ、１３・・マトリクス樹脂用ホッパ、１４・・混合物用ホッパ、
２０・・混練機、２１・・投入部、２２・・駆動部、２３・・シリンダ、２４・・スクリュー、２５・・造粒部、
３０ａ，３０ｂ・・ベント部、３１・・シリンダ孔、３２・・フィルタ、３３・・押え板、３４・・ベント孔、３５・・測定孔、３６・・圧力調整弁、３７・・圧力計、３８・・液体トラップ、３９・・真空ポンプ、
４０・・押出機、４１・・投入部、４２・・駆動部、４３・・シリンダ、４４・・ダイ、４５・・コンベア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】