JP2006175718A - 成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 一部の機器の性能が低かったりトラブルが生じたりしても生産効率の低下を少なくすることができる成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】 熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２とを加熱混練した混練材料５をシート材料３に押し出し成形し、このシート材料３を保管する工程と、保管後のシート材料３を遠赤外線により加熱した後、プレス成形する工程とを具備する。押し出し成形するまでの工程とプレス成形する工程とを切り離して分離することによって、各工程のサイクルを合わせる必要が無くなって各工程が互いに影響を与え合わないようにすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、屋根材や壁材などの無機質建材の廃材を有効に利用することができる成形品の製造方法に関するものである。

従来より、熱可塑性樹脂を溶融させた直後にプレス加工を施して所望の形状の成形品を製造することが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。そして、この技術は無機質建材の廃材を利用した成形品の製造にも用いられている。

図３は、無機質建材の廃材を利用した成形品の製造方法の一例を示すものであり、混練ニーダ１０と成形プレス機１１とを用いるものである。すなわち、熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２とを混練ニーダ１０で溶融混合した後、この混練材料１２を成形プレス機１１で所望の形状にプレス成形して成形品Ａを得るものである。
特開平６−２８５８８８号公報

しかし、上記の方法では、混練ニーダ１０による混練材料５の製造・供給能力と、成形プレス機１１によるプレス成形サイクルとを連動させて合わせなければならず、一方の性能が低いとそれに伴って他方の動作も低くなるために、全体として生産効率が性能の低い方に合わせなければならないという問題があった。特に、混練ニーダ１０と成形プレス機１１の一方が故障により停止するなどのトラブルが発生すると、成形品Ａの製造が全くできなくなるという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、一部の機器の性能が低かったりトラブルが生じたりしても生産効率の低下を少なくすることができる成形品の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の成形品Ａの製造方法は、熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２とを加熱混練した混練材料５をシート材料３に押し出し成形し、このシート材料３を保管する工程と、保管後のシート材料３を遠赤外線により加熱した後、プレス成形する工程とから成ることを特徴とするものである。

本発明にあっては、シート材料３を押し出し成形した後で保管する前に、シート材料３の型抜き工程を備えることができる。

また、本発明にあっては、型抜き工程で発生するシート材料３の端材４を熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２と共に混練することができる。

本発明にあっては、シート材料３を押し出し成形した後にプレス成形するまでの間において保管するので、シート材料３を押し出し成形する機器の性能がプレス成形する機器の性能よりも低かったりシート材料３の押し出し成形でトラブルが生じたりしても、保管後のシート材料３をプレス成形する工程はその影響をほとんど受けないで継続的に行うことができ、逆に、プレス成形する機器の性能がシート材料３を押し出し成形する機器の性能よりも低かったりプレス成形でトラブルが生じたりしても、シート材料３を押し出し成形する工程はその影響をほとんど受けないで継続的に行ってシート材料３を保管しておくことができ、一部の機器の性能が低かったりトラブルが生じたりしても生産効率の低下を少なくすることができるものである。

また、シート材料３を押し出し成形した後で保管する前に、シート材料３を所望の形状に型抜きすることにより、プレス成形のみでシート材料３を所望の形状に成形する場合に比べて、プレス成形の時に生じる成形屑１７を少なくすることができるものである。

また、型抜き工程で発生するシート材料３の端材４を熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２と共に混練することにより、熱履歴の少ない端材４を利用して混練材料５を調製することができ、プレス成形の時に生じる成形屑１７を混練材料５に配合する場合に比べて、均質な混練材料５を得ることができるものであり、成形品Ａの物性等の低下を少なくしながら端材４を無駄なく利用することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明において熱可塑性樹脂１としては、バージンの熱可塑性樹脂１を用いたりあるいは熱可塑性樹脂１の成形品からなるプラスチック製品の廃材を用いることもできる。プラスチック製品の廃材も後述の無機質建材の廃材と同様に発生量は大量であるので、プラスチック製品を原料として使用すれば、廃材の有効利用が可能になるものである。熱可塑性樹脂１としては特に制限されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレンなど任意のものを用いることができる。

本発明において無機質建材（窯業系無機質建材）の廃材２としては、スレート板や繊維セメント板などと称される屋根材や壁材などの外装材等の廃材であって、セメントやシリカなどの骨材及びガラス繊維などの補強繊維などから構成されるものである。無機質建材の廃材２は、その製造段階から建築物の解体段階に至るまで発生し、累積発生量は大量となる。このような無機質建材の廃材２を原料として使用すれば、廃材２の有効利用が可能になって、環境保護を有効に達成することができるものである。無機質建材の廃材２は粉砕等して粉粒物として用いるのが好ましく、その粒径は特に制限されるものではないが、平均粒径が０．０１〜７ｍｍの範囲とするのが好ましい。

また、無機質建材の廃材２を粉砕したものの他に、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、ＦＲＰ廃材、人造大理石廃材などを用いることもできる。これらの産業廃棄物などの廃材にあっても、大量の有効再利用が可能になるものである。また、これらはもともと粉粒状であるため、粉砕を行なうことが不要であり、製造コストを低く抑えることができるものである。

そして、本発明の成形品Ａの製造方法は、シート材料３を押し出し成形した後保管する工程（図１（ａ）から（ｂ）までの工程）と、保管後のシート材料３をプレス成形する工程（図１（ｃ）から（ｅ）までの工程）とからなるものである。

まず、シート材料３を押し出し成形した後保管する工程を説明する。図１（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２及び必要に応じてその他の産業廃棄物を二軸の混練ニーダ１０等を用いて均一になるまで加熱混練することによって、混練材料５を調製する。ここで、熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２の配合割合は適宜調整可能であるが、例えば、質量比で熱可塑性樹脂１：無機質建材の廃材２＝３０〜４０：７０〜６０とすることができる。また、混練時の温度は熱可塑性樹脂１の溶融温度以上であればよく、例えば、ポリプロピレンを用いる場合は２００℃程度にすることができる。次に、図１（ｂ）に示すように、上記の混練材料５を押し出し成形機１５に投入し、これを押し出し成形することによって、板状のシート材料３を形成する。ここで、押し出し成形の条件は混練材料５の組成やシート材料３の厚みなどによって適宜調整可能である。このようにして押し出し成形されたシート材料３を常温にまで自然にあるいは強制的に冷却した後、次工程のプレス成形工程で使用するまで保管される。

次に、図１（ｃ）に示すように、保管後のシート材料３をプレス成形する工程を説明する。保管されたシート材料３を加温装置１６で赤外線により加熱する。シート材料３はプレス成形により塑性変形可能な軟化する温度にまで加熱されるものであり、使用する熱可塑性樹脂１の種類や混練材料５の組成などのよって異なるが、例えば、熱可塑性樹脂１がポリプロピレンで熱可塑性樹脂１：無機質建材の廃材２の配合比率が質量比で３５：６５の場合は、シート材料３の芯部が１８０℃になるまで加熱するのが好ましい。また、シート材料３の幅が２００ｍｍ、長さが１０００ｍｍ、厚み１０ｍｍの場合は、加温装置１６のヒータ１６ａ、１６ｂを上下に３００ｍｍの間隔をあけて配置し、シート材料３をその中間に位置するように載置し、ヒータ１６ａ、１６ｂの設定温度３００℃で約８分間加熱することができるが、このような加熱条件もシート材料３の大きさやヒータ１６ａ、１６ｂの性能等によって適宜設定可能である。また、本発明では赤外線によりシート材料３を加熱するために、シート材料３の芯部を加熱しやすくなって、冷却保管したシート材料３であってもその芯部の温度上昇を速くして短時間で加熱することができると共に高い温度で加熱してもシート材料３の表面が焼けないようにすることができる。

このようにしてシート材料３を加熱した後、図１（ｄ）に示すように、成形プレス機１１でプレス成形する。成形プレス機１１としては、例えば、上型１１ａと下型１１ｂとからなるものを用いることができる。成形条件はシート材料３の大きさや組成によって適宜設定可能である。そして、このプレス成形によりシート材料３を打ち抜いたり変形させたりして、図１（ｅ）に示すように、所望の形状の成形品Ａを形成することができる。尚、図では二枚のシート材料３、３を一体化して成形品Ａを形成しているが、このような成形に限定されるものではない。このプレス成形ではシート材料３を所望の形状に打ち抜いたりバリが発生したりして成形屑１７が生じるが、この成形屑１７は混練ニーダ１０に戻して混練材料５の材料として利用することができ、材料の無駄（成形品Ａにならない部分）を極力少なくすることができる。

そして、本発明では、熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２とを加熱混練して得られる混練材料５をシート材料３に押し出し成形するまでの工程と、シート材料３を所望の形状にプレス成形する工程との間に、シート材料３を保管するので、押し出し成形するまでの工程とプレス成形する工程とを切り離して分離することによって、各工程のサイクル合わせる必要が無くなって各工程が互いに影響を与え合わないようにすることができ、シート材料３の作り溜めなどができると共に各工程で起きたトラブル等に対応しやすい製造工程にすることができる。

尚、本発明で得られる成形品Ａは、コーナー飾り部材、外壁材、屋根材、外構部材、門扉、窓周り部材などの外回り建材や飾り部材などの内装建材などをして使用することができる。

図２に本発明の他の実施の形態を示す。この成形品Ａの製造方法は図１のものにおいて、シート材料３を押し出し成形した後で保管する前に、シート材料３の型抜き工程（図２（ｃ）の工程）を備えるものである。すなわち、図２のものでは、図２（ａ）〜（ｃ）で示すように、シート材料３を押し出し成形した後で保管する前に、シート材料３を最終の成形品Ａの形状あるいはそれに近い形状にまで型抜き加工（粗型抜き加工）して型抜きシート材料３ａを形成し、これを保管するものである。また、図２（ｄ）〜（ｆ）で示すように、保管後の型抜きシート材料３ａを図１のものと同様に加温装置１６で加熱した後、成型プレス機１１でプレス成形して所望の形状の成形品Ａを形成するものである。その他の構成は図１のものと同様である。

図１のものでは、シート材料３をプレス成形する工程のみでシート材料３を所望の形状に型抜き加工するので、このプレス成形工程で多量の成形屑１７が発生し、この成形屑１７が無駄にならないように混練材料５の材料として使用しているが、成形屑１７は冷却保管された後再度加熱されたシート材料３から得られるものであり、混練材料５とは異なった熱履歴が与えられたものである。従って、熱履歴の異なる成形屑１７を多量に混練材料５の材料として利用していくと、成形品Ａの製造に伴って徐々に混練材料５及びシート材料３の性状などが変化していき、均質な成形品Ａを得ることが難しくなる。

そこで、図２に示す実施の形態では、シート材料３を押し出し成形した後で保管する前に、シート材料３を最終の成形品Ａの形状あるいはそれに近い形状にまで型抜き（粗型抜き）することによって、熱履歴の異なる成形屑１７の発生を少なくすることができ、これを混練材料５の材料として利用しても、成形品Ａの品質の変化を抑えることができるものである。

また、型抜き工程で得られた端材（成形品Ａにならない部分）４を熱可塑性樹脂１と無機質建材の廃材２と共に混練して混練材料５の材料として利用することによって、材料の無駄を少なくすることができるのは勿論のこと、混練材料５からの熱履歴がほとんどない端材４を混練材料５の材料として利用することによって、成形屑１７を利用する場合に比べて混練材料５及びシート材料３の性状などの変化を抑えることができ、成形品Ａの品質の変化を抑えることができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）〜（ｅ）は各工程の概略図である。 本発明の他の実施の形態の一例を示し、（ａ）〜（ｆ）は各工程の概略図である。 従来例を示し、（ａ）〜（ｃ）は各工程の概略図である。

符号の説明

１ 熱可塑性樹脂
２ 無機質建材の廃材
３ シート材料
４ 端材
５ 混練材料

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂と無機質建材の廃材とを加熱混練した混練材料をシート材料に押し出し成形し、このシート材料を保管する工程と、保管後のシート材料を遠赤外線により加熱した後、プレス成形する工程とから成ることを特徴とする成形品の製造方法。
2. シート材料を押し出し成形した後で保管する前に、シート材料の型抜き工程を備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
3. 型抜き工程で発生するシート材料の端材を熱可塑性樹脂と無機質建材の廃材と共に混練して成ることを特徴とする請求項２に記載の成形品の製造方法。

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