特開 2024-175255 樹脂押出成形物、樹脂押出成形物の製造方法

(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】P2024175255

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】樹脂押出成形物、樹脂押出成形物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/20 20060101AFI20241211BHJP

   C08L 27/06 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

C08J3/20 Z CEV

C08L27/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092890

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000010065

【氏名又は名称】フクビ化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100196058

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰雄

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 司

【テーマコード（参考）】

4F070

4J002

【Ｆターム（参考）】

4F070AA02

4F070AA22

4F070AB26

4F070AC16

4F070AC43

4F070AC72

4F070AE01

4F070AE02

4F070FA03

4F070FA17

4F070FB06

4F070FC05

4J002AB00Z

4J002BD03W

4J002BD03X

4J002BD03Y

4J002DE236

4J002FD027

4J002FD02U

4J002FD048

4J002FD068

4J002GL00

(57)【要約】

【課題】低コストで容易に製造可能な、塩ビ壁紙を含む樹脂押出成形物、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】ポリ塩化ビニル樹脂、紙、炭酸カルシウムを含有する塩ビ壁紙からなるクロス材と、それぞれにポリ塩化ビニル樹脂を含む第１樹脂材と第２樹脂材とを混合した吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲の再生成形材料から形成されてなることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリ塩化ビニル樹脂、紙、炭酸カルシウムを含有する塩ビ壁紙からなるクロス材と、それぞれにポリ塩化ビニル樹脂を含む第１樹脂材と第２樹脂材とを混合した吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲の再生成形材料から形成されてなることを特徴とする樹脂押出成形物。

【請求項2】

前記第１樹脂材に含まれるポリ塩化ビニル樹脂は、リサイクル樹脂またはバージン樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂押出成形物。

【請求項3】

前記クロス材は、全体を１００質量％として、ポリ塩化ビニル樹脂を２５～４５質量％、紙を１５～３５質量％、炭酸カルシウムを１０～５０質量％、可塑剤を１０～３０質量％の範囲で含むことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂押出成形物。

【請求項4】

前記第２樹脂材に含まれるポリ塩化ビニル樹脂は、更に耐衝撃改良剤、加工助剤、光安定剤、熱安定剤のうち、少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂押出成形物。

【請求項5】

請求項１または２に記載の樹脂押出成形物の製造方法であって、
破砕した前記クロス材と、粒子状の前記第１樹脂材とを混合して再生原料を形成する再生原料形成工程と、
前記再生原料を吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲になるように調整する吸水率調整工程と、
前記再生原料に前記第２樹脂材を混合して再生成形材料を形成する再生成形材料形成工程と、
前記再生成形材料を押出成形によって成形して、前記樹脂押出成形物を得る成形工程と、を含むことを特徴とする樹脂押出成形物の製造方法。

【請求項6】

前記再生成形材料に含まれる前記クロス材と、前記第１樹脂材および前記第２樹脂材の合計との比率は、質量比で５：５～２：８の範囲であることを特徴とする請求項５に記載の樹脂押出成形物の製造方法。

【請求項7】

前記第１樹脂材は軟質ポリ塩化ビニル樹脂を含み、前記第２樹脂材は硬質ポリ塩化ビニル樹脂を含むことを特徴とする請求項５に記載の樹脂押出成形物の製造方法。

【請求項8】

前記再生原料は、粒子状に造粒されることを特徴とする請求項５に記載の樹脂押出成形物の製造方法。

【請求項9】

前記第２樹脂材は前記再生成形材料形成工程に用いる前に、予め吸水率が調整されることを特徴とする請求項５に記載の樹脂押出成形物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リサイクルされたクロス材を用いた樹脂押出成形物、および樹脂押出成形物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

住宅等の内装材として広く用いられている壁紙は、樹脂材料と、紙（セルロース）と、炭酸カルシウム粉末とを含むものから構成されている。このうち、樹脂材料として塩化ビニル樹脂を用いた壁紙（以下、塩ビ壁紙と称する場合がある）は、紙層と、塩化ビニル層とが固着したシート材であり、変色防止のために炭酸カルシウム粉末を含んでいる。

【0003】

こうした塩ビ壁紙のうち、家屋の改装や解体等で排出されるクロス廃材や、塩ビ壁紙の製造、加工時に発生するクロス端材は、紙層と塩化ビニル層との分離が困難であるために、従来から纏めて埋め立て処分や焼却処分などが行われてきた。しかしながら、環境保全の観点から、回収した塩ビ壁紙をリサイクル原料として用いることが考えられている。

【0004】

例えば、特許文献１には、塩ビ壁紙と樹脂体との混錬体を用いて、壁紙を含む成形物を製造する方法が開示されている。また、特許文献２には、塩ビ壁紙と木片と塩化ビニル樹脂とを含む複合合成樹脂組成物が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第７１９０６８４号公報

【特許文献2】特開２００１－３４２３１５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、特許文献１に開示された壁紙を含む成形物を製造方法では、粉砕した塩ビ壁紙を投入した回転装置を特定の条件で稼働させて綿状粉砕体を形成し、この綿状粉砕体と樹脂体とを混合して成形することで成形物を得るなど、工程が複雑で、処理コストが高いという課題があった。

【0007】

また、特許文献２に開示された複合合成樹脂組成物は、原料として塩ビ壁紙と樹脂体の他に、木片が必要であるため、安価な木質廃材などが得られない場合、製造コストが高く、また、木材の種類によっては得られた複合合成樹脂組成物が重くなるという課題があった。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストで容易に製造可能な、塩ビ壁紙を含む樹脂押出成形物、およびその製造方法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】

【0009】

本発明の樹脂押出成形物は、以下の構成を有する。
（１）本発明の第１態様に係る樹脂押出成形物は、ポリ塩化ビニル樹脂、紙、炭酸カルシウムを含有する塩ビ壁紙からなるクロス材と、それぞれにポリ塩化ビニル樹脂を含む第１樹脂材と第２樹脂材とを混合した吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲の再生成形材料から形成されてなることを特徴とする。

【0010】

（２）本発明の第２態様に係る樹脂押出成形物は、第１態様において、前記第１樹脂材に含まれるポリ塩化ビニル樹脂は、リサイクル樹脂またはバージン樹脂であることを特徴とする。

【0011】

（３）本発明の第３態様に係る樹脂押出成形物は、第１または第２態様において、前記クロス材は、全体を１００質量％として、ポリ塩化ビニル樹脂を２５～４５質量％、紙を１５～３５質量％、炭酸カルシウムを１０～５０質量％、可塑剤を１０～３０質量％の範囲で含むことを特徴とする。

【0012】

（４）本発明の第４態様に係る樹脂押出成形物は、第１から第３のいずれか１つの態様において、前記第２樹脂材に含まれるポリ塩化ビニル樹脂は、更に耐衝撃改良剤、加工助剤、安定剤のうち、少なくとも１種を含有することを特徴とする。

【0013】

本発明の樹脂押出成形物の製造方法は、以下の構成を有する。
（５）本発明の第５態様に係る樹脂押出成形物の製造方法は、第１から第４態様のいずれか１つの樹脂押出成形物の製造方法であって、破砕した前記クロス材と、粒子状の前記第１樹脂材とを混合して再生原料を形成する再生原料形成工程と、前記再生原料を吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲になるように調整する吸水率調整工程と、前記再生原料に前記第２樹脂材を混合して再生成形材料を形成する再生成形材料形成工程と、前記再生成形材料を押出成形によって成形して、前記樹脂押出成形物を得る成形工程と、を含むことを特徴とする。

【0014】

（６）本発明の第６態様に係る樹脂押出成形物の製造方法は、第５態様において、前記再生成形材料に含まれる前記クロス材と、前記第１樹脂材および前記第２樹脂材の合計との比率は、質量比で５：５～２：８の範囲であることを特徴とする。

【0015】

（７）本発明の第７態様に係る樹脂押出成形物の製造方法は、第５または第６態様において、前記第１樹脂材は軟質ポリ塩化ビニル樹脂を含み、前記第２樹脂材は硬質ポリ塩化ビニル樹脂を含むことを特徴とする。

【0016】

（８）本発明の第８態様に係る樹脂押出成形物の製造方法は、第５ないし第７のいずれか１つの態様において、前記再生原料は、粒子状に造粒されることを特徴とする。

【0017】

（９）本発明の第９態様に係る樹脂押出成形物の製造方法は、第５ないし第８のいずれか１つの態様において、前記第２樹脂材は前記再生成形材料形成工程に用いる前に、予め吸水率が調整されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、低コストで容易に製造可能な、塩ビ壁紙を含む樹脂押出成形物、およびその製造方法を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態の樹脂押出成形物の製造方法を段階的に示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の樹脂押出成形物、およびその製造方法について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を特定の範囲に限定するものではない。

【0021】

［樹脂押出成形物］
本発明の第１実施形態の樹脂押出成形物は、ポリ塩化ビニル樹脂、紙、炭酸カルシウム、可塑剤を含有する塩ビ壁紙からなるクロス材と、ポリ塩化ビニル樹脂を含む樹脂材（後述する第１樹脂材および第２樹脂材）とを混合した吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲の再生成形材料から形成されてなる。

【0022】

ここで用いるクロス材を構成する塩ビ壁紙は、例えば、家屋の改装、解体等で排出されるクロス廃材や、新しい塩ビ壁紙のサイズカットなどによって発生するカット片などのクロス端材などが挙げられる。本実施形態では、これらのリサイクル回収された塩ビ壁紙を用いている。

【0023】

クロス材を構成する塩ビ壁紙は、例えば、基材となる紙層と、これを被覆した塩化ビニル層から成り、紙層の比率は一般的に、塩ビ壁紙全体に対しては２０～３０質量％である。塩化ビニル層の組成は、塩化ビニル樹脂と、その充填剤である炭酸カルシウムや可塑剤などから構成されている。

【0024】

より具体的には、クロス材を構成する塩ビ壁紙は、全体を１００質量％として、ポリ塩化ビニル樹脂を２５～４５質量％、紙を１５～３５質量％、炭酸カルシウムを１０～５０質量％、可塑剤を１０～３０質量％の範囲で含んでいればよい。

【0025】

第１樹脂材を構成するポリ塩化ビニル樹脂は、廃棄されたポリ塩化ビニル樹脂を回収したリサイクル樹脂、または新規に製造されたバージン樹脂のいずれであっても良い。リサイクル樹脂としては、例えば、クロス材を分離して得られるポリ塩化ビニル樹脂を使用することができる。

【0026】

第１樹脂材を構成するポリ塩化ビニル樹脂は、少なくとも軟質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｓ－ＰＶＣ）を含み、更に、硬質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｒ－ＰＶＣ）が混合されたものであっても良い。

【0027】

第２樹脂材を構成するポリ塩化ビニル樹脂は、少なくとも硬質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｒ－ＰＶＣ）を含み、更に、軟質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｓ－ＰＶＣ）が混合されたものであっても良い。

【0028】

本実施形態の樹脂押出成形物は、上述したクロス材と第１樹脂材と第２樹脂材とを混合した吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲の再生成形材料を押出成形によって成形することで得られる。吸水率は０．５質量％以下が好ましく、更に０．４質量％以下であることが好ましい。こうした樹脂押出成形物の具体的な形状例としては、ハウジング（容器）、パイプ、排水溝のカバー部材、建築材料などが挙げられる。

【0029】

［樹脂押出成形物の製造方法］
図１は、本発明の一実施形態の樹脂押出成形物の製造方法を段階的に示したフローチャートである。

【0030】

上述した実施形態の樹脂押出成形物を製造する際には、まず、リサイクル回収した塩ビ壁紙（クロス材）を、混合するポリ塩化ビニル樹脂（樹脂材）に対して均一に混合可能な程度のサイズに破砕する（破砕工程Ｓ１）。破砕後のクロス材のサイズは、例えば、２～２０ｍｍ程度、好ましくは３～８ｍｍ程度であればよい。クロス材の破砕は、シート材料を破砕可能な一般的な破砕機（粉砕機、裁断機）を用いることができる。

【0031】

クロス材を構成する塩ビ壁紙は、全体を１００質量％として、ポリ塩化ビニル樹脂を２５～４５質量％、紙を１５～３５質量％、炭酸カルシウムを１０～５０質量％、可塑剤を１０～３０質量％の範囲で含んでいればよい。

【0032】

次に、この破砕した塩ビ壁紙（クロス材）に、ポリ塩化ビニル樹脂を含む粒子状の第１樹脂材を混合して再生原料を形成する（再生原料形成工程Ｓ２）。塩ビ壁紙（クロス材）に混合する第１樹脂材としてのポリ塩化ビニル樹脂は、例えば、粒子径が例えば１～２０ｍｍ程度の粒子状のものを用いればよい。また、混合するポリ塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）は、リサイクル樹脂またはバージン樹脂のいずれであってもよい。リサイクル樹脂を用いる場合には、後工程で着色可能な範囲を広くするために、できるだけ無色に近いものを選択することが好ましい。

【0033】

また、第１樹脂材として用いるポリ塩化ビニル樹脂は、少なくとも軟質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｓ－ＰＶＣ）を含み、更に、硬質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｒ－ＰＶＣ）が混合されたものであっても良い。

【0034】

再生原料形成工程Ｓ２における、再生原料を構成するクロス材と第１樹脂材との混合比率は、例えば、質量比で３：７～９：１の範囲であればよい。５：５～７：３の範囲が好ましい。

【0035】

次に、塩ビ壁紙（クロス材）とポリ塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）とを混合してなる再生原料を、溶融式造粒機などを用いて、再生原料の溶融温度以上に加熱して、ペレット化する（造粒工程Ｓ３）。なお、この造粒工程Ｓ３は、再生原料形成工程Ｓ２で得られた再生原料の形状によっては、特に行わなくても良い。

【0036】

次に、造粒工程Ｓ３で形成されたペレット状の再生原料の吸水率が０．０１質量％以上１．０質量％以下の範囲になるように調整する（吸水率調整工程Ｓ４）。吸水率は０．５質量％以下が好ましく、更に０．４質量％以下であることがより好ましい。再生原料の吸水率の調整は、水分が上述した範囲よりも大きい場合に、加熱によって水分を減少させればよい。こうした吸水率調整工程Ｓ４は、例えば、赤外線加熱装置や熱風式加熱装置を用いて行えばよい。

【0037】

次に、吸水率調整工程Ｓ４で吸水率が調整されたペレット状の再生原料にポリ塩化ビニル樹脂を含む第２樹脂材を混合して再生成形材料を形成する（再生成形材料形成工程Ｓ５）。再生原料に混合する第２樹脂材としてのポリ塩化ビニル樹脂は、例えば、粒子径が例えば１～２０ｍｍ程度の粒子状のものを用いればよい。また、混合するポリ塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）は、リサイクル樹脂またはバージン樹脂のいずれであってもよい。リサイクル樹脂を用いる場合には、後工程で着色可能な範囲を広くするために、できるだけ無色に近いものを選択することが好ましい。

【0038】

また、第２樹脂材として用いるポリ塩化ビニル樹脂は、少なくとも硬質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｒ－ＰＶＣ）を含み、更に、軟質ポリ塩化ビニル樹脂（Ｓ－ＰＶＣ）が混合されたものであっても良い。

【0039】

また、第２樹脂材として用いるポリ塩化ビニル樹脂は、再生成形材料形成工程Ｓ５において再生原料に混合する前に、予め吸水率を調整しておくことも好ましい。例えば、第２樹脂材として用いるポリ塩化ビニル樹脂の吸水率を０．１％程度にしておけばよい。こうした第２樹脂材の吸水率の調整は、例えば、赤外線加熱装置や熱風式加熱装置を用いて行えばよい。

【0040】

再生成形材料形成工程Ｓ５において、再生原料と第２樹脂材との混合比率は、３０～６５（質量％）：７０～３５（質量％）の範囲、好ましくは３５～５０（質量％）：５０～６５（質量％）の範囲であればよい。

【0041】

こうして得られる再生成形材料に含まれるクロス材と、第１樹脂材および第２樹脂材の合計との比率は、質量比で５：５～２：８の範囲であればよく、更に４：６～２：８の範囲が好ましい。クロス材の比率が２：８よりも低いと、再生利用できる塩ビ壁紙の量が低くなり、塩ビ壁紙のリサイクル効率が低下する。また、クロス材の比率が５：５よりも高いと、成形した樹脂押出成形物の実用的な強度が得られない懸念がある。

【0042】

なお、再生成形材料形成工程Ｓ５で得られる再生成形材料は、溶融式造粒機などを用いて、再生成形材料を溶融温度以上に加熱して、ペレット化してもよい。

【0043】

次に、再生成形材料形成工程Ｓ５で得られた再生成形材料を用いて、任意の形状の樹脂押出成形物を成形する（成形工程Ｓ６）。再生成形材料を用いた成形にあたっては、樹脂押出成形物の形状を象った金型を備えた押出成形機を用いる。例えば、ペレット状の再生成形材料を溶融温度以上に加熱されたシリンダに導入し、スクリューによって金型に向けて溶融した再生原料を押し出すことによって、本実施形態の樹脂押出成形物を得ることができる。

【0044】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【実施例0045】

本発明の樹脂押出成形物の具体的な成形例を以下に示す。
クロス材としては、樹脂層：３５質量％、炭酸カルシウム：２５質量％、可塑剤（フタル酸エステル）：１５質量％、紙層（セルロース）：２５質量％の組成の塩ビ壁紙廃材を用いた。

【0046】

（本発明例１）クロス材（塩ビ壁紙）７０質量％に軟質塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）３０質量％を加えて混合して得られた再生原料の吸水率を０．２５質量％なるように乾燥させた。この乾燥後の再生原料５０質量％と、塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）５０質量％とを加えて混合し、吸水率を０．１８質量％になるように乾燥させた再生成形材料を得た。この再生成形材料を用いて、ハウジング形状の樹脂押出成形物を成形した。成形原料全体に含まれる塩ビ壁紙廃材は３５質量％である。
（本発明例２）クロス材（塩ビ壁紙）７０質量％に軟質塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）３０質量％を加えて混合して得られた再生原料の吸水率を０．２５質量％なるように乾燥させた。この乾燥後の再生原料６５質量％と、塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）３５質量％とを加えて混合し、吸水率を０．２０質量％になるように乾燥させた再生成形材料を得た。この再生成形材料を用いて、ハウジング形状の樹脂押出成形物を成形した。成形原料全体に含まれる塩ビ壁紙廃材は４６質量％である。
（本発明例３）クロス材（塩ビ壁紙）７０質量％に軟質塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）３０質量％を加えて混合して得られた再生原料の吸水率を０．３０質量％なるように乾燥させた。この乾燥後の再生原料３５質量％と、塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）６５質量％とを加えて混合し、吸水率を０．１６質量％になるように乾燥させた再生成形材料を得た。この再生成形材料を用いて、ハウジング形状の樹脂押出成形物を成形した。成形原料全体に含まれる塩ビ壁紙廃材は２５質量％である。
（本発明例４）クロス材（塩ビ壁紙）９０質量％に軟質塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）１０質量％を加えて混合して得られた再生原料の吸水率を０．３０質量％なるように乾燥させた。この乾燥後の再生原料５０質量％と、塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）５０質量％とを加えて混合し、吸水率を０．２１質量％になるように乾燥させた再生成形材料を得た。この再生成形材料を用いて、ハウジング形状の樹脂押出成形物を成形した。成形原料全体に含まれる塩ビ壁紙廃材は３５質量％である。
（比較例１）クロス材（塩ビ壁紙）７０質量％に軟質塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）３０質量％を加えて混合して得られた再生原料の吸水率を０．２５質量％なるように乾燥させた。この乾燥後の再生原料８０質量％と、塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）２０質量％とを加えて混合し、吸水率を０．２２質量％になるように乾燥させた再生成形材料を得た。この再生成形材料を用いて、ハウジング形状の樹脂押出成形物を成形した。成形原料全体に含まれる塩ビ壁紙廃材は５６質量％である。
（比較例２）クロス材（塩ビ壁紙）７０質量％に軟質塩化ビニル樹脂（第１樹脂材）３０質量％を加えて混合して得られた再生原料５０質量％（乾燥工程無し）と、塩化ビニル樹脂（第２樹脂材）５０質量％とを加えて混合し、吸水率が０．６１質量％の再生成形材料を得た。この再生成形材料を用いて、ハウジング形状の樹脂押出成形物を成形した。成形原料全体に含まれる塩ビ壁紙廃材は３５質量％である。

【0047】

以上のそれぞれの樹脂押出成形物の表面観察による気泡の状態の観察、および曲げ試験ごの目視観察を行った。
「気泡の状態」○：気泡無し、△：表面に僅かに気泡がある、×：略表面全面に気泡がある。
「曲げ試験結果」○：裂け、ちぎれは見られない △：僅かに裂けが見られる ×：長さ２ｍｍ以上の大きな裂け・ちぎれが見られる。
これらの結果を表１に纏めて示す。

【0048】

【表1】

【0049】

表１によれば、本発明例１～４の樹脂押出成形物は、比較例１、２の樹脂押出成形物と比較して、気泡の発生が少なく、曲げ試験による耐性も良好であった。よって、本発明の樹脂押出成形物、及びその製造方法の効果が確認できた。

【図1】