JP2004223926A

JP2004223926A - 廃材を原料とする製品の製造方法

Info

Publication number: JP2004223926A
Application number: JP2003015460A
Authority: JP
Inventors: Masashi Koizumi; 昌士小泉; Yasuo Kawase; 泰穂河瀬
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: JP4049680B2

Abstract

【課題】無機質建材などの廃材とプラスチック廃材との両者の利点を生かし、これらを再利用可能な資源として利用して新たな製品を製造し、これによって大量に発生する廃材を有効に再利用することを課題とする。
【解決手段】無機質材料を粉砕してなる粉粒体と、熱可塑性合成樹脂とを、該熱可塑性合成樹脂の融点近傍の温度に加熱しながら強制的に混合・混練し、このようにして得た原料を型に充填し、冷却固化した後脱型する。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は廃材を原料とする製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年増え続ける建材、プラスチック製品などの廃材の処理が社会問題化している。
例えば、繊維補強セメント板など無機質建材の廃材の場合は、そのまま埋め立て地に投棄することが行われていたが、新たな埋立地が少なくなった現状では投棄しつづけるには限界があり、従ってこれら廃棄物を再資源化することが要請されている。
【０００３】
そこで、無機質系建材の廃材の場合は細かく粒状に粉砕して新たな製品の原材料中に充填材として添加して再利用することが提案されている（特許文献１）。
また、プラスチック製品の廃材の場合は、前記無機質製品とは異なって燃焼廃棄ができるという利点があるが、燃焼により発生するガスの処理が問題となり、これらの処理設備に莫大な設備を必要とし、しかもこれらの稼動が安全であるか否かは経年変化を観察しないと有効な判断ができないなど環境衛生の面で種々問題がある。
【０００４】
そこで、これらプラスチック製品の廃材については、これら廃材を粉砕してセメント材料に骨材として添加することにより再資源化することが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１０８５６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特許第２７５８１１４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無機質建材、プラスチック製品の廃材についての上記したような再利用の場合は、窯業系無配合材料に対して骨材などの添加材としての使用に限られ、大量に使用するのが困難で、廃材の発生総量から見れば使用量が少なく、これのみで廃材全体を処理するのは到底困難である問題があった。
【０００８】
この発明は、上記問題を解消し、無機質建材などの廃材とプラスチック廃材との両者の利点を生かし、これらを再利用可能な資源として利用して新たな製品を製造し、これによって大量に発生する廃材を有効に再利用することを課題としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、上記課題を解決するため請求項１の発明は、無機質材料を粉砕してなる粉粒体と、熱可塑性合成樹脂とを、該熱可塑性合成樹脂の融点近傍の温度に加熱しながら強制的に混合・混練し、このようにして得た原料を型に充填し、冷却固化した後脱型することを特徴とするものである。
【００１０】
従って、この発明の方法によれば、無機質材料を粉砕してなる粉粒体を充填材、溶融されるプラスチックの廃材をバインダとして、これらの混練物を注型して製品としてしまうので、出来上がった製品は強度が強く、しかも耐水性に富み、例えば建材や土工製品などとしての利用価値が高く、また、このような製品とした場合は、大量に消費でき廃棄物の再利用の利用分野が広い。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１における無機質材料を粉砕してなる粉粒体が、窯業系無機質建材の廃材を粉砕したものである。
窯業系無機質建材の廃材は、製造段階から建築物解体時に至る間に発生し、また、集積すると量も大量となる。
これらを粉砕し原料として再利用すれば、廃材が再利用可能な資源となるので環境保護が有効に達成される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１における無機質材料を粉砕してなる粉粒体が、フライアッシュ、ペーパースラッジ灰、焼却灰、その溶融スラグなどの焼却灰であるものである。
このような産業廃棄物であっても成形素材として大量の再利用が可能となる。また、これら材料は粉粒状をなすため、窯業系無機質建材のように粉砕する必要がなく、製造コストも低く抑えることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１、２または３における熱可塑性合成樹脂が、熱可塑性合成樹脂製品の廃材であることを特徴とするものである。
この場合は熱可塑性合成樹脂の廃材の有効利用が図られ、特に無機質製品の廃材と合わせて使用すればさらに廃物の有効利用が図られる。
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４における無機質材料を粉砕してなる粉粒体の含有量が全体の６５〜８５質量％、残部質量％が熱可塑性合成樹脂とされているものである。
【００１４】
無機質材料を粉砕してなる粉粒体の含有量をこれだけ多くすれば、建材などの廃材の有効利用が促進され、また、加熱下での混練により強度も十分高いものが得られるので、製品としての性能も保証されるといった効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施例】
次にこの発明の実施例を説明する。
実施例１
繊維補強セメント製の外装壁板の廃材、スレート系屋根材の廃材、粘土瓦の廃材、ガラス屑、陶器屑など無機質系の廃材を、粒径４ｍｍ以下となるまでハンマーミルなどの粉砕機で粉砕し粉粒体とした。
【００１６】
次にポリプロピレン樹脂からなる製品の廃材を用意し、適当な大きさになるように疎裁断した。
前記無機質系廃材の粉粒体７０質量％と熱可塑性合成樹脂からなる製品の廃材を残部質量％として両者をニーダーへ投入し、加熱しつつ混練した。
ニーダー内でポリプロピレン樹脂が完全に溶融するまで温度を上昇させつつ混練を続け、添加した樹脂が完全に溶融すると共に無機質系の廃材の粉粒体とが均一混合されたのを確認後、混練した材料を方形状の型内に注入してプレスし、次いで型を水冷して脱型することにより長さ２０ｃｍ、幅２０ｃｍ、厚さ１ｃｍの試験板を多数成形した。
【００１７】
実施例２
実施例１における無機質系粉の添加量を７７質量％、ポリプロピレン樹脂の添加量を残部質量％とした他は実施例１と同様にして試験板を多数成形した。
実施例３
実施例１における無機質系粉粒体の添加量を８０質量％、ポリプロピレン樹脂の添加量を残部質量％とした他は実施例１と同様にして試験板を多数成形した。
【００１８】
これら実施例１〜３で得たブロックについて曲げ強度、比重、吸水率、ビス保持力、吸水寸法変化率を測定したところ表１の通りとなった。
【００１９】
【表１】

【００２０】
表１より明らかなように，曲げ強度は無機質粉粒体の添加量の最も多い実施例３のものでも曲げ強度は１１．８Ｍｐａ、同添加量の最も少ない実施例１のものは２９．４Ｍｐａと実施例３の２倍以上の強度を発揮することが判明した。
比重も１．４以下で、焼成粘土あるいはセメントにより成形した製品の比重が２以上であるのに比べると軽量であることも判明した。
【００２１】
さらに吸水率も低く、吸水寸法変化率も非常にひくく、特に実施例１は殆ど吸水しないこと、及び吸水による寸法変化も殆どないことが判明した。
なお、ビス保持力は、ねじ込んだ木ねじを引き抜くために要した力を測定したもので、十分な保持力を発揮することが判明した。
次に実施例３について２０℃の室温と１００℃に加熱したときの硬度をデュロメータで測定したところ表２の結果となった。
【００２２】
【表２】

【００２３】
なお、表２において比較例として掲げたものはポリプロピレン樹脂１００％の同型の成形品の硬度を示している。
表２より明らかなように、実施例３は比較例に対していずれの場合も硬度が高く、特に高温時での硬度が高いことが判明した。
実施例４
次に、実施例１における熱可塑性合成樹脂からなる製品の廃材として、ポリプロピレンの他、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリルニトリル・ブダジエン・スチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂などからなる製品の廃材を疎裁断した物を用いた他は、実施例１と同様にして製品を成形したところ、表３に示すように実施例１〜３に準ずる性能の製品が得られた。
【００２４】
【表３】

【００２５】
なお、この場合において、ニーダー内で混合した樹脂を型に注入する際の成形性を試験したところ、表４に示すように、メルトインデックス（ＭＩ）が１０以上の流れやすい樹脂を用い、型内への回り込みをよくすることが望ましいことが判明した。
【００２６】
【表４】

【００２７】
また、上記において、無機質系粉粒体は、表５に示すように、粒径が４ｍｍ以下で、粒径０．１ｍｍ以下の微粉を２０％以上含むものを用いることが望ましいことが判明した。
これは、表５の「曲げ強度」の欄から明らかなように、微粉の量が２０％より少ないと粉粒体同士の隙間が多くなりすぎ、必要強度とするにはより多くの樹脂が必要となるためで、微粉量はできるだけ多いほうが良いことが判明した。ただし、２０％を遥かに越える微粉量とするには粉砕機をそれだけ長時間駆動しなければならないので、経済性を勘案して合理的な範囲とすることが好ましい。
【００２８】
【表５】

【００２９】
また、実施例１あるいは実施例４で使用した無機質粉粒体と合成樹脂との混練物を材料として外壁材、外壁用コーナー材、窓周囲の装飾枠部材、手摺の装材、破風板、鼻隠し、胴差、屋根材、屋根用役物及び付属部材、野地板、合板代替品としての型枠、内装壁材、天井材、床材、軒天材、間仕切り材、フロア材等の建材や、ケーブルトラフ、排水溝、雨水枡などの土工材、さらには車止め、標識杭、インターロッキングブロックなどを成形したところ、これらはすべて十分に実用可能な強度、性能を有していた。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の製造方法によれば、無機質建材や焼却灰などの廃材とプラスチック製品の廃材とを原料として有用な製品が大量生産可能となり、廃棄物の処理の負担が大幅に軽減される。
また、製品も強度に優れ軽量であると共に、耐水性にも優れ吸水率も低く、建材としても非常に有用であるなどの効果を有する。
【００３１】
さらに、内部に無機質粉砕された粉粒体を含むので紫外線透過率が少なく、内部にバインダとして含まれる樹脂成分の紫外線劣化も防げるので屋外設置品としても耐候性の良い製品とすることができる等の効果を有する。

Claims

無機質材料を粉砕してなる粉粒体と、熱可塑性合成樹脂とを、該熱可塑性合成樹脂の融点近傍の温度に加熱しながら強制的に混合・混練し、このようにして得た原料を型に充填し、冷却固化した後脱型することを特徴とする廃材を原料とする製品の製造方法。
請求項１における無機質材料を粉砕してなる粉粒体が、窯業系無機質建材の廃材を粉砕したものである廃材を原料とする製品の製造方法。
請求項１における無機質材料を粉砕してなる粉粒体が、フライアッシュ、ペーパースラッジ灰、焼却灰、その溶融スラグなどの焼却灰である廃材を原料とする製品の製造方法。
請求項１、２または３における熱可塑性合成樹脂が、熱可塑性合成樹脂製品の廃材であることを特徴とする廃材を原料とする製品の製造方法。
請求項１、２、３または４における無機質材料を粉砕してなる粉粒体の含有量が全体の６５〜８５質量％、残部質量％が熱可塑性合成樹脂とされている廃材を原料とする製品の製造方法。