JP2001002929A - ウッドプラスチック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種類の樹脂が混合し、個別の分離が困難な
樹脂系廃棄物を再生することで得られ、しかも通常の樹
脂と同様に利用可能なウッドプラスチックを提供する。 【解決手段】 少なくとも２つ以上の異なる種類の樹脂
１２,１４と、リグニン成分含有物質１６を混合させて
高温高圧の状態下におくことでリグニン１８を抽出し、
前記異なる種類の樹脂１２,１４と混合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウッドプラスチ
ックに関し、更に詳細には、異なる種類の樹脂と、木片
等のリグニン成分含有物質とを所定条件下で混合して得
られるウッドプラスチックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、ゴミ排出量の増大による環境悪化
が社会問題としてなっている。殊に利用される産業分野
が広範に及び、しかも排出量が膨大なプラスチック等の
樹脂系廃棄物の排出量の削減が、前記環境問題解決の一
手段として考えられている。そしてこの排出量削減を達
成する極めて有望な方策の１つとして、前記樹脂系廃棄
物の再生利用が考えられている。

【０００３】しかしながら、実際に樹脂系廃棄物を再生
利用するには幾つかの克服すべき課題があり、このため
再生利用の促進が妨げられているのが現状である。すな
わち、樹脂系廃棄物は再生利用する際には、可能な限り
高精度および高効率に分離分別することが必要である
が、現実にはそれを満足する技術が確立されておらず、
また利用コストも高いものとなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した高い精度で分
離分別することによる再生利用法の欠点を補うべく、異
なった樹脂系廃棄物を混合する等の処理を施して、再び
樹脂原料とする再生方法も提案されている。しかし、異
なる樹脂は、通常互いに親和性がないので、そのまま混
合等の再生処理を施そうとすると、再生成形品の表面的
な外観が大きく損なわれ、また強度を大幅に低下させて
しまう。そこで前記親和性を高め、異なる樹脂同士を、
その物性を損なうことなく混合するために、該樹脂同士
を化学的に結合させるバインダを利用した各種の相溶化
技術が提案されている。

【０００５】しかしながら、前記相溶化技術を実際に利
用する際には、混合する樹脂の種類、量比を特定させる
必要があり、これも容易に採用できる手段とは言い難
い。この点については、相溶化剤の混合比率を高めるこ
とで対応が可能となるが、その一方で必要充分な量を越
えて相溶化剤を混合してしまうと以下の欠点を内在する
ことになる。例えば代表的な相溶化剤であるリグニンを
挙げて説明すれば、予め該リグニンを含有している物質
(木片等)からこれを抽出する必要があると共に、この抽
出したリグニンを別途混合対象の樹脂に充分に混合する
必要があり、製造工程がきわめて煩雑となる。また前記
リグニンを含有する木片等を、混合対象の樹脂に混合さ
せて利用する方法も考えられる。この場合は前記リグニ
ン抽出工程が必要なくなるが、その一方で前記木片およ
び樹脂との充分な混合のために、該木片の細粉化(３０
〜５０メッシュ程度)および充分な乾燥のための粉砕・
乾燥工程が必要となり、やはり製造工程が煩雑となって
しまう欠点が指摘される。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、前述した従来の技術に内在し
ている前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案
されたものであって、多種類の樹脂が混合していて、個
別の分離が困難な樹脂系廃棄物を再生することで得ら
れ、しかも通常の樹脂と同様に利用可能なウッドプラス
チックを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するため本発明のウッドプラスチックは、
少なくとも２つ以上の異なる種類の樹脂と、リグニン成
分含有物質の混合物を高温高圧の状態下において、前記
リグニン成分含有物質から水蒸気を発生させ、この水蒸
気により前記リグニン成分含有物質から抽出したリグニ
ンを、前記異なる種類の樹脂と混合させることで得られ
ることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るウッドプラス
チックについて、好適な実施例を挙げて、添付図面を参
照しながら以下説明する。本願の発明者は、異なる種類
の樹脂に対してリグニン成分含有物質を所定量加えて混
合物とし、押出等の所定の加工を施すことで該異なる種
類の樹脂を相互に結合させ得ることを知見したものであ
る。そして得られる加工物は、新品のプラスチック等の
樹脂原料と同様に容易に所望形状に成形可能であると共
に、所要の可撓性を有し、非常に広範な範囲に利用可能
であることを見い出したものである。すなわち、前記加
工物は、板材、パレットまたは装飾材等の様々な形状の
製品へ応用可能な広い汎用性を有していることが確認さ
れている。

【０００９】前記異なる種類の樹脂としては、例えば医
療分野、建築分野、自動車および家電製造分野等の各産
業分野から排出されるポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂およびＰ
ＶＣ樹脂に代表される熱可塑系プラスチック等が幅広く
使用可能であり、また廃棄樹脂に限定されず樹脂のバー
ジン材も使用可能である。また廃棄樹脂を利用する際に
は、他種類の樹脂等が混入していても殊に問題はない。

【００１０】前記リグニン成分含有物質としては、例え
ば木屑または竹屑等が使用されるが、木屑に較べて繊維
質をより多く含む竹屑がより好適に使用される。その他
に破砕チップ、パルプ、木材加工工程から生じる廃材等
の木粉も使用可能である。前記竹屑をリグニン成分含有
物質として使用した場合には、該竹屑内に豊富に含まれ
る繊維質が前記異なる種類の樹脂を物理的に結合させる
役割を果し、かつ強度を向上させる補強材として機能す
るので、他のリグニン成分含有物質を使用したものに較
べて、更に高い強度を有する再生成形品を得ることが可
能である。

【００１１】そして図１に示す如く、前記異なる種類の
樹脂(Ａ樹脂１２およびＢ樹脂１４とする)およびリグニ
ン成分含有物質１６は、予め混合ホッパ等で所定の割合
で混合されて混合物１９(再生原料)とされ、該混合物１
９を押出機で押出加工(後述)等することで、再生利用が
容易なペレット形状等の加工物２０に加工される。この
加工物２０は、新品の樹脂ペレットと同様に射出成形等
により再生成形物に成形可能である。前記異なる種類の
樹脂およびリグニン成分含有物質１６に施される前処理
としては、押出加工が可能な程度に粉砕することだけで
あり、従来必要であったリグニンの別途添加、木材の微
粉化および乾燥等の処理は不要である。すなわち各物質
については、殆ど余分な加工を必要とせず、かつ再生原
料化されるまで屋外に晒したまま保存することも可能で
あり、煩雑な前処理工程および保管場所等の考慮は必要
ない。

【００１２】前記混合物に対して、例えば二酸化チタ
ン、炭酸カルシウム等に代表される無機充填剤、顔料な
どの着色剤、炭素繊維等の補強剤、難燃化剤、紫外線吸
収剤等の耐侯剤、滑剤、雛型剤、可塑剤、流動性改良
剤、帯電防止剤、エラストマー、発泡剤、熟安定剤、そ
の他の安定剤および当該分野で公知の他の成分等を所定
量添加、最終加工物へ加工することで、再生成形物(ウ
ッドプラスチック)に様々な付加価値を与えることも可
能である。

【００１３】異なる種類の樹脂(Ａ樹脂１２およびＢ樹
脂１４)およびリグニン成分含有物質１６からなる混合
物１９は、例えば特公平７−５８４２号公報に記載され
る方法で混練・加熱され、押出成形により加工物２０に
加工される。前記混合物１９は、図２に示す如く、押出
加工される際に加熱されて高温高圧状態におかれる(図
２(ａ)参照)。この結果、木屑や竹屑等の前記リグニン
成分含有物質１６に含まれる水分１７が蒸発して、水蒸
気１７ａとなり、このため前記混合物１９は水分存在下
で高温高圧に晒されることになる(図２(ｂ)参照)。この
ような状態下に前記混合物１９中に混合されているリグ
ニン成分含有物質中１６からリグニン１８が抽出される
と共に、混練の進行により各物質１２、１４、１６およ
び１８が充分に混ぜ合わされる(図２(ｃ)参照)。この
際、前記リグニン成分含有物質１６には、水分１７の蒸
発およびリグニン１８の抽出により多数の空隙１６ａを
生ずるに至る。

【００１４】前記リグニン１８は、前記異なる種類の樹
脂(Ａ樹脂１２およびＢ樹脂１４)に対し相溶化剤として
作用する物質であって、前記混合物１９に混合されてい
る各物質を相互に結合する化学的結合力を与える。また
同時に水分１７の蒸発により生じた前記リグニン成分含
有物質１６の物理的な空隙１６ａには、熱によって溶融
状態となった前記Ａ樹脂１２または／およびＢ樹脂１４
が入り込むので、前記混合物１９から得られる加工物２
０に物理的結合力を与えることになる(図２(ｄ)参照)。

【００１５】この結果、本発明に係るウッドプラスチッ
クは、化学的結合力および物理的結合力の双方の相乗作
用により、非常に強固な結合力を備え、通常の樹脂材料
に比較しても、各物性値で遜色のない優れた品質を有す
るものとなる。

【００１６】

【具体例】本発明に係るウッドプラスチックの好適な具
体例として、自動車製造業や家電製造業等の産業分野か
ら排出され、樹脂を含有するシュレッダーダストを例に
挙げて説明する。

【００１７】本具体例では再生原料として、異なる種類
の樹脂を含有するシュレッダーダスト(後述)および新品
の熱可塑性樹脂、並びにリグニン成分含有物質を充分に
混合して得られる混合物を利用している。前記シュレッ
ダーダストとして、自動車製造業からのシュレッダーダ
ストＳＤ-Ａ、家電製造業からのシュレッダーダストＳ
Ｄ-Ｂを使用する。前記ＳＤ-ＡおよびＳＤ-Ｂの組成
を、夫々下記の表１および表２に示す。前記シュレッダ
ーダストは、テレビや冷蔵庫等の家電製品や自動車の製
造および廃棄に伴って、不燃物である金属、ガラス、可
燃物であるプラスチックおよび木材といった様々な種類
の廃棄物から有用物を回収した後の粉砕に伴う発生物を
指称する。このシュレッダーダストは、以下のように様
々な種類の物質を含み、しかも排出量が年間１２０万ト
ンにも達しているので、早急に安全かつ安定した処理方
法の確率が望まれている。 このＳＤ-ＡおよびＳＤ-Ｂに代表されるシュレッダーダ
ストは、前記再生原料中において骨材または増量剤とし
ての役割を果たすものである。またこのシュレッダーダ
ストは、予めチップ状または２〜３mm程度の小片に破砕
されている。このシュレッダーダストの小片化により、
再生原料への再資源化が容易になる。殊に小片径が２〜
３mm程度の場合、製品への加工性を高めるペレット等へ
の押出工程も容易となるため、再生原料に付加価値を与
え得る。なお本願に係る発明では、前記シュレッダーダ
ストを微粉末にまで粉砕する必要はない。

【００１８】前記熱可塑性樹脂として、例えばポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢＳまたはそ
れらの混合物等が適宜選択的に使用されるが、本実施例
においては、住友化学工業(株)が製造する 商品名 「Ｐ
ＰＸ１０１Ａ」を使用した。この「ＰＰＸ１０１Ａ」は、
粉末状であって骨材としての前記シュレッダーダストの
周りを覆い、所謂つなぎとしての役割を果たすものであ
る。このつなぎとして用いられる熱可塑性樹脂の混合量
および種類は、前記シュレッダーダスト中に含まれるプ
ラスチック量と、最終製品に要求される物性値とによっ
て決定される。すなわち、通常ポリエチレンをベースと
して成形される製品については、同様にポリエチレンを
混合することを基本として、その混合量については製品
に要求されるのと同程度の物性値を獲得できる程度まで
混合するものである。

【００１９】また前記リグニン成分含有物質として、木
屑に較べて繊維質をより多く含む竹屑が好適に使用され
る。ここで前記竹屑内に含まれる繊維質は、前記シュレ
ッダーダストおよび熱可塑性樹脂をつなぎ、かつ強度を
向上させる補強材としての効果を有するので、前述の如
くその粉砕の程度は該繊維質を破壊しない程度に行なわ
れる。

【００２０】

【製造装置例】前記各物質からの再生原料を製造する製
造装置３０のシステムは、図３に示す如く、振動フィ
ーダ４２および造粒機４４によりシュレッダーダストを
均一にした後、微粉砕器(商品名 ウルトラロータ)４６
により遠心力を用いて所定の大きさにシュレッダーダス
トを粉砕する処理工程４０と、この処理工程４０を経
たシュレッダーダストと、他の原料である熱可塑性樹脂
およびリグニン成分含有物質とを混合機５２により混合
し、混練機５４により混練する混合・混練工程５０と、
この混合・混練工程５０を経た再生原料をペレット押
出成形機６２によりペレット形状に押出加工して高い加
工性を付与する成形工程６０とから構成されている。ま
た製造装置３０は、前記全工程４０、５０および６０か
ら外部に粉塵等を放出しないよう、サイクロン等の集塵
機が複数基備えられている。なお本製造装置の例では、
時間当たりのシュレッダーダストの処理量が３００kgに
設定されている。

【００２１】

【実験例】以下複数の実験例を挙げるが、本発明はこれ
ら実験例に開示された内容に限定されるものではない。

【００２２】(実験例)前記ＳＤ-ＡまたはＳＤ-Ｂを３０
重量％、可塑性樹脂として粉末状の住友化学工業(株)製
造に係る 商品名 「ＰＰＸ１０１Ａ」を５０重量％、リグ
ニン成分含有物質として竹屑を２０重量％の割合で混合
ホッパ等により混合して混合物とし、この混合物を再生
原料とした。またこの再生原料中には、シュレッダーダ
スト中に含まれる塩素系プラスチックからの塩化水素の
発生を抑制する塩化水素発生防止剤としてのジンクステ
アレートが１重量％程度添加されている。

【００２３】次に前記原料を混練機により充分に混練
し、押出機で押出加工を施してペレットを得た。そして
最後に前記ペレットを用いて、縦９０mm、横１０mm、厚
さ４mmの板状の試作片を作成し、下の表３に示す曲げ強
度、曲げ弾性率およびアイゾット衝撃等の樹脂の性質を
決定する各物性値を測定した。

【００２４】(比較例)上記実験の比較のために、シュレ
ッダーダストのつなぎとして使用される樹脂(商品名「
ＰＰＸ１０１Ａ」)だけを使用して同様の処理を行ない、
縦９０mm、横１０mm、厚さ４mmの板状の試作片を作製
し、該試験片から下の表３に示す密度、曲げ強度、曲げ
弾性率、アイゾット衝撃および吸水率を測定した。

【００２５】

【００２６】この再生原料は、例えば資材等の搬送手段
として用いられるパレットの原料として利用されるもの
であるが、表３から判るように、ＳＤ-ＡまたはＳＤ-Ｂ
を混合した原料から作製された試験片の各物性測定値
は、樹脂のみから作製された試験片の各測定数値と較べ
てアイゾット衝撃値以外は下回る値となっているが、実
際の使用において必要充分な値であり、また使用に耐え
得るものである。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係るウッ
ドプラスチックによれば、他種類の樹脂を混合・相溶化
する相溶化剤として、リグニンを含有する木片等を乾燥
・粉砕等の予備的な加工なしに使用し得るので、従来必
要であった前記予備的な加工の必要がなくなり、煩雑な
手間や製造コストをかけることなく、結合強度が強く、
使用用途に耐え得るウッドプラスチックを容易に製造し
得る長所を有する。

【００２８】また樹脂としてシュレッダーダストを混合
した際には、製造工程および製品の廃棄に伴い、かつ各
種廃棄物が混合した状態で発生するシュレッダーダスト
を、骨材・増量材として用いることで今まで再生使用時
に必要であった分別等の技術的に困難な工程を回避する
と共に、その全量を再利用できる効果を奏する。また前
記シュレッダーダストを構成する廃棄物の種類および混
合割合に関係なくかつ小片への粉砕以外の前処理を必要
としないので、如何なるシュレッダーダストにも対応可
能であり、前処理に掛かる処理コストを低減し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る再生原料を製造する製造
装置例を示す概略図である。

【図２】本発明の実施例に係る再生原料を製造する製造
装置例を示す概略図である。

【図３】本発明の実施例に係る再生原料を製造する製造
装置例を示す概略図である。

【符号の説明】

１２ 樹脂Ａ(異なる種類の樹脂) １４ 樹脂Ｂ(異なる種類の樹脂) １６ リグニン成分含有物質 １７ａ 水蒸気 １８ リグニン １９ 混合物

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F070 AA13 AA15 AA18 AA22 AA50 AA53 AA68 AC96 BA02 BA04 BA09 FA06 FB05 4J002 AA004 AC004 AH00Y BB03W BB03X BB12W BB12X BC03W BC03X BN15W BN15X CK02W CK02X DE116 DE146 FA016 FA086 FD016 GL00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つ以上の異なる種類の樹脂
   (12,14)と、リグニン成分含有物質(16)の混合物(19)を
   高温高圧の状態下において、前記リグニン成分含有物質
   (16)から水蒸気(17a)を発生させ、 この水蒸気(17a)により前記リグニン成分含有物質(16)
   から抽出したリグニン(18)を、前記異なる種類の樹脂(1
   2,14)と混合させることで得られることを特徴とするウ
   ッドプラスチック。
2. 【請求項２】 前記リグニン成分含有物質(16)は、一例
   として竹屑である請求項１記載のウッドプラスチック。
3. 【請求項３】 前記異なる種類の樹脂(12,14)は、一例
   としてポリウレタン等の樹脂系廃棄物である請求項１ま
   たは２記載のウッドプラスチック。
4. 【請求項４】 前記異なる種類の樹脂(12,14)は、一例
   としてシュレッダーダスト等の樹脂混合物である請求項
   １〜３の何れかに記載のウッドプラスチック。