JP2017036405A - 合成樹脂混合成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異種混合されたプラスチック廃棄物を有効に利用して成形される軽量且つ高強度で安定した品質の合成樹脂混合成形品を提供する。【解決手段】異種の合成樹脂廃棄物を含む混合物を硬化した合成樹脂混合成形品１であって、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、外表面２近傍の外層部３は、外層部３より内側の内層部４に比べて高密度であり、内層部４は、細孔が分散する多孔状に形成されている。加熱混練される混合物に高吸水性樹脂を含むことにより、合成樹脂混合成形品１の内部に細孔が略均一的に分散して形成され、軽量且つ高強度で安定した品質の合成樹脂混合成形品１が得られる。また、廃棄物から分離回収される高吸水性樹脂やその他各種プラスチック等が混合された廃棄物を有効に再利用することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂混合成形品に関し、特に、廃棄物等から回収される異種の合成樹脂を混合して溶融成形してなる合成樹脂混合成形品に関する。

従来、廃棄物に含まれる種々の合成樹脂、即ちプラスチック廃棄物を回収して再利用（リサイクル）する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、異種のプラスチック廃棄物を含む溶融混練用の複合廃プラスチック混合物及びそれを溶融成形してなる成形物が開示されている。同文献に記載された複合廃プラスチック混合物は、特定の割合で混合されるポリオレフィン系樹脂及びポリエチレンテレフタレートを含む。そして、その複合廃プラスチック混合物には、その他雑多のプラスチック廃棄物が混合される。

この複合廃プラスチック混合物を溶融、混練、成形することによって、棒状、板状、ブロック状等の各種形状の成形物が得られる。これにより、工場や家庭等から排出される相溶性がない異種のプラスチックが混合されたプラスチック廃棄物を、焼却や埋め立て処理することなく、各種の構造材等として再利用することができる。

また、特許文献２には、予め所定の大きさに細断された熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が混在するプラスチック廃棄物を、加熱溶融して、混練、圧送するプラスチック廃棄物再生用押出機が開示されている。

同文献のプラスチック廃棄物再生用押出機は、投入されるプラスチック混合物に含まれる熱可塑性樹脂を加熱溶融し混練すると共に、熱硬化性樹脂をすり潰して細粒化し、当該熱硬化性樹脂の細粒が溶融熱可塑性樹脂内に均一に分散するよう混練し、圧送する。これにより、熱可塑性樹脂等の細粒が熱可塑性樹脂内に均一に配合されたプラスチック再生品が得られる。

特開２００２−５９４２４号公報（第２−４頁） 特開２００２−３０１７１６号公報（第３−４頁、第１図）

しかしながら、上記した従来技術では、成形品の品質を安定させ、強度を確保しつつ軽量化を図る観点において改善の余地があった。

具体的には、特許文献１若しくは特許文献２に開示された従来技術のように、異種のプラスチック廃棄物を混合して、溶融、混練、成形する方法では、成形品の内部に不均一な空隙が生じるという問題点があった。

例えば、特許文献１に開示された従来技術では、図４に示すように、その成形品の内部に比較的大きな空隙（図４において濃色に表れる。）が形成される場合もある。このような不均一で比較的大きな空隙は、成形品の強度を低下させる要因となるので、成形品を構造材等として利用する場合には好ましくない。また、空隙が不均一であるので、成形品の品質（特に、強度）が安定しない。更には、不均一な空隙は、成形品に歪みを生じさせる要因になる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、異種混合されたプラスチック廃棄物を有効に利用して成形される軽量且つ高強度で安定した品質の合成樹脂混合成形品を提供することにある。

本発明の合成樹脂混合成形品は、異種の合成樹脂廃棄物を含む混合物を硬化した合成樹脂混合成形品であって、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、外表面近傍の外層部は、該外層部より内側の内層部に比べて高密度であり、前記内層部は、細孔が分散する多孔状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の合成樹脂混合成形品は、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含む異種の合成樹脂廃棄物を含む混合物を硬化した芯材と、オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含む合成樹脂廃棄物からなる第２の混合物を硬化した表面材と、を有し、前記芯材の外表面が前記表面材で覆われて二重構造に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の合成樹脂混合成形品の製造方法は、異種の合成樹脂廃棄物を混合して混合物を作成する混合工程と、前記混合物を加熱溶融して混練する加熱混錬工程と、前記加熱混錬工程で加熱混練された前記混合物を金型に注入して冷却する成形工程と、を具備する合成樹脂混合成形品の製造方法であって、前記混合物は、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、前記成形工程において、前記合成樹脂混合成形品の内層部は、細孔が分散する多孔状に形成されることを特徴とする。

また、本発明の合成樹脂混合成形品の製造方法は、異種の合成樹脂廃棄物を混合して混合物を作成する混合工程と、前記混合物を加熱溶融して混練する加熱混錬工程と、前記加熱混錬工程で加熱混練された前記混合物を金型に注入して冷却し芯材を成形する成形工程と、異種の合成樹脂廃棄物を混合して第２の混合物を作成する第２の混合工程と、前記第２の混合物を加熱溶融して混錬する第２の加熱混錬工程と、前記第２の加熱混錬工程で加熱混練された前記第２の混合物を金型に注入して冷却し表面材を成形する第２の成形工程と、を具備し、前記混合物は、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、前記第２の混合物は、オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含み、前記第２の成形工程では、前記成形工程で成形され硬化した芯材の外表面を、前記第２の加熱混錬工程で加熱混錬された前記第２の混合物で包み込み、前記芯材の外表面が前記表面材で覆われる二重構造の合成樹脂混合成形品が成形されることを特徴とする。

本発明の合成樹脂混合成形品によれば、加熱混練される混合物は、少なくともオレフィン系樹脂を含む。オレフィン系樹脂が溶融、再硬化してバインダとして機能し、雑多のプラスチック廃棄物（合成樹脂廃棄物）及びその他の廃棄物を一体的に強く結合させることができる。そのため、各種のプラスチック等が混合された廃棄物を有効に再利用することができる。

また、前記の加熱混練される混合物は、少なくとも高吸水性樹脂を含む。高吸水性樹脂に含まれる水分は、合成樹脂混合成形品の成形工程における冷却時に発泡機能を発揮すると考えられ、これにより、合成樹脂混合成形品の内部に細孔（比較的小さな気泡、空隙）が略均一的に分散して形成される。即ち、合成樹脂混合成形品の内層部は、形状的に略均質な多孔状となる。そして、合成樹脂混合成形品の外表面近傍の外層部は、内層部よりも細孔が少なく高密度、高強度に形成される。

このように、本発明によれば、内層部に従来技術のような不均一で比較的大きな空隙等がなく、軽量且つ高強度で安定した品質の合成樹脂混合成形品が得られる。
また、本発明では、廃棄物から分離回収される使用済みの高吸水性樹脂を利用することができる。そのため、従来は再利用が難しかった廃棄物に含まれる高吸水性樹脂について、有効利用を図ることができる。

また、前記混合物に混合される高吸水性樹脂は、水分を含んだ状態であることが望ましい。また、混合物に混合される高吸水性樹脂は、含水率が３０〜７０質量％であっても良い。これにより、高吸水性樹脂に含まれる水分によって発泡の効果を高めて、合成樹脂混合成形品の内層部に、略均一な細孔を安定的に形成することができる。

また、前記混合物は、オレフィン系樹脂を２０〜６０質量％、水分を含む高吸水性樹脂を水分も含めた質量で２０〜７０質量％、含んでも良い。これにより、混合物の結合力を確保しつつ略均一な細孔を形成し、軽量且つ高強度な合成樹脂混合成形品を得ることができる。

また更に、本発明の合成樹脂混合成形品は、上記した本発明の合成樹脂混合成形品を芯材として、その外表面に該外表面を覆う表面材を設け、二重構造に形成されても良い。具体的には、オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含む合成樹脂廃棄物の混合物（第２の混合物）を加熱混練して成形される表面材で前記芯材の外表面を覆うことにより、合成樹脂混合成形品を二重構造にしても良い。これにより、合成樹脂混合成形品の強度を更に高め、変形を抑えることができる。

また、前記混合物を加熱混練して芯材が成形され硬化した後に、前記第２の混合物を加熱混練して芯材を包み込む表面材が成形されても良い。これにより、軽量且つ高強度な合成樹脂混合成形品を効率良く製造することができる。

本発明の実施形態に係る合成樹脂混合成形品の外観及び断面を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂混合成形品の横断面を示す図面代用写真である。 本発明の他の実施形態に係る合成樹脂混合成形品の外観及び断面を示す斜視図である。 従来技術の合成樹脂混合成形品の横断面を示す図面代用写真である。

以下、本発明の実施形態に係る合成樹脂混合成形品を詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る合成樹脂混合成形品１（以下、適宜「成形品１」と言う。）の外観及び断面を示す斜視図である。

成形品１は、異種のプラスチック廃棄物を粉砕、混合、加熱溶融、混練して成形される再生品であり、使用目的に応じて各種の形状に成形される。成形品１は、例えば、図１に示すように、略角柱状等に成形されても良い。また、成形品１は、板状、円柱状、棒状、ブロック状、ペレット状等、その他の各種形状に成形されても良い。

なお、成形品１は、各種の構造材等やその他の広範な用途に利用することができる。例えば、成形品１は、屋外等に設定される構造物用の建材や、トラック等の床板、パレット、地表に敷設されるＵ字溝材、防音フェンス、棚や杭、ごみ箱、植木鉢その他園芸用品等に利用することができる。また、成形品１を燃料として利用しても良い。

図１に示す如く、成形品１の外表面２の近傍となる外層部３は高密度に形成され、内層部４は多孔状に形成される。即ち、内層部４には、多数の細孔５（例えば、５ｍｍ程度の空隙）が略均一に分散して形成される。外層部３は、細孔５が形成されず内層部４よりも高密度であり、多孔状の内層部４を取り囲む。このような形態により、成形品１は、軽量且つ高強度であるという特徴を有する。

成形品１は、異種のプラスチック廃棄物を含む混合物を加熱溶融し、混練することにより成形される。加熱混練される混合物は、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、更にその他の雑多の廃棄物を含んでも良い。

オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、ポリヘキセン−１等が挙げられる。ポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等が、ポリプロピレンとしては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体等が夫々挙げられる。

混合物にオレフィン系樹脂を含むことにより、オレフィン系樹脂が溶融、再硬化してバインダとして機能し、雑多のプラスチック廃棄物及びその他の廃棄物を一体的に強く結合させることができる。そのため、工場や家庭等から排出される各種のプラスチック等が混合された廃棄物を、焼却や埋め立て処理することなく、有効に再利用することができる。

ここで、混合物に含まれるオレフィン系樹脂の比率は、加熱混錬される前の質量を基準として、混合物の全体に対して、２０〜６０質量％、更に好ましくは、３０〜５０質量％が良い。

オレフィン系樹脂の配合が２０質量％よりも少ないと、混合物に含まれる他のプラスチック廃棄物等を結合させる力が不十分となり、成形品１が形崩れし易くなる。また、成形品１を各種の構造材等に利用する場合には、オレフィン系樹脂の配合比率は３０質量％以上が好ましい。オレフィン系樹脂の配合が３０質量％よりも少ないと、構造材等としての強度を確保することが難しくなる。

他方、オレフィン系樹脂の配合比率を高くすると成形品１の強度を高めることができるので、オレフィン系樹脂の配合比率を６０質量％より高くすることも可能である。しかしながら、その他雑多の廃棄物を混合して有効に再利用する観点、及び成形品１の軽量化を図る観点から、オレフィン系樹脂の配合比率は、６０質量％以下が好ましい。

なお、詳細は後述するが、加熱混錬工程において混合物から水分が除去されるため、成形品１に含まれるオレフィン系樹脂の比率は、前述の混合物に含まれるオレフィン系樹脂の比率とは異なる値になる。具体的には、成形品１に含まれるオレフィン系樹脂の比率は、成形後の質量を基準として、成形品１の全体に対して、２５〜７０質量％、更に好ましくは、４０〜６０質量％である。

混合物に含まれる高吸水性樹脂（Super Absorbent Polymer）は、自重の５００〜１０００倍以上の水分を吸収する能力を有する重合体である。高吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸塩系ポリマーの架橋体等が挙げられる。その他、高吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸塩系、ポリスルホン酸塩系、無水マレイン酸塩系、ポリアクリルアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリエチレンオキシド系、ポリアスパラギン酸塩系、ポリグルタミン酸塩系、ポリアルギン酸塩系、デンプン系、セルロース系等が挙げられる。

高吸水性樹脂に含まれる水分は、成形品１の成形工程における冷却時に発泡機能を発揮すると考えられる。そのため、混合物に高吸水性樹脂を混合することにより、成形品１の内層部４に比較的小さな細孔５（気泡）が略均一的に分散して形成される（図２参照：図２において細孔５は、濃色に表れる。）。

このように、加熱混練される混合物に高吸水性樹脂を含むことにより、成形品１の内層部４は、形状的に略均質な多孔状となる。つまり、本発明によれば、成形品１の内層部４に従来技術のような不均一で比較的大きな空隙等がなく、そのため、軽量且つ高強度で安定した品質の成形品１が得られる。

前述のとおり、混合物に配合される高吸水性樹脂は、水分を含んだ状態であることが望ましい。これにより、高吸水性樹脂に含まれる水分によって発泡の効果を高めて、合成樹脂混合成形品の内部に、略均一な細孔を安定的に形成することができる。

具体的には、混合物に混合される高吸水性樹脂の含水率は、３０〜７０質量％、更に好ましくは、４０〜６０質量％が良い。高吸水性樹脂の含水率が低いと成形品１の細孔５を均一的に形成する効果が得難い。他方、含水率が高すぎると、成形品１の強度が低下し、混合物を溶融加熱する際に多くのエネルギーが必要になると共に、成形時の押出成形機内の圧力が高くなり過ぎるので好ましくない。

ここで、混合物に含まれる高吸水性樹脂の比率は、加熱混錬される前の質量を基準として、混合物の全体に対して、水分も含めた質量で２０〜７０質量％、更に好ましくは、３０〜６０質量％、成形品１を構造材等として利用する場合には、３０〜５０質量％、成形品１を燃料として利用する場合には、５０〜７０質量％が良い。

高吸水性樹脂の配合が２０質量％よりも少ないと、発泡の効果が不十分となり、成形品１の内層部４を均質な多孔状に形成する効果が低下すると共に、成形品１の軽量化が難しくなる。他方、高吸水性樹脂が７０質量％を超えると、混合物を結合させる力が弱くなり、成形品１が形崩れし易くなる。また、高吸水性樹脂の配合が５０質量％を超えると、構造材等としての強度を確保することが難しくなるが、燃料としては好適である。

このように、加熱混錬される混合物に好適な含水率の高吸水性樹脂を好適な比率で配合することにより、混合物の結合力を確保しつつ略均一な細孔を形成し、軽量且つ高強度な成形品１を得ることができる。

なお、加熱混錬工程において混合物から水分が除去されるため、成形品１に含まれる高吸水性樹脂の比率は、前述の混合物に含まれる高吸水性樹脂の比率とは異なる値になる。具体的には、成形品１に含まれる高吸水性樹脂の比率は、成形後の質量を基準として、成形品１の全体に対して、１０〜６０質量％、更に好ましくは、１０〜５０質量％、成形品１を構造材等として利用する場合には、１０〜４０質量％、成形品１を燃料として利用する場合には、２０〜６０質量％が良い。

また、成形品１の原料として使用される高吸水性樹脂は、廃棄物から分離回収される使用済みの高吸水性樹脂を利用することができる。そのため、従来は再利用が難しかった衛生用品等の廃棄物に含まれる高吸水性樹脂について、有効利用を図ることができる。

具体的には、病院や老人ホーム等から大量に廃棄される紙おむつや、その他の衛生用品等の廃棄物から分離回収される高吸水性樹脂を再利用することができる。これら使用済み衛生用品廃棄物は、粉砕されて、水等と混合され、沈殿、浮遊物回収、ろ過等により、汚物や他の原料（ポリエチレン等の他の樹脂材料やパルプ等）が分離されて、消毒、脱水、乾燥等の工程を経て、高吸水性樹脂が回収される。

なお、本実施形態に係る成形品１では、前述のとおり、水分を含有する高吸水性樹脂を原料として用いることができる。そのため、衛生用品廃棄物から高吸水性樹脂を分離回収する処理において、高吸水性樹脂を完全に乾燥させる必要がない。よって、高吸水性樹脂を乾燥させるための工程を簡易化できると共に、乾燥のためのエネルギー消費を削減することができる。

また、本実施形態に係る成形品１では、加熱溶融される混合物にその他の雑多の廃棄物を混合することができる。そのため、衛生用品廃棄物から回収されるその他の廃棄物、例えば、紙おむつのフィルム材として利用されているポリエチレン等のプラスチック廃棄物、紙おむつに使用されているパルプ材、病院等から排出されるゴム手袋等を成形品１の原料となる混合物に混ぜても良い。これにより、病院等から排出される廃棄物の有効利用を促進することができる。

加熱混錬される混合物に配合可能なその他の雑多のプラスチック廃棄物としては、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリロニトリル共重合体系樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、並びにポリビニルアルコール、ポリ乳酸、脂肪酸ポリエステル系樹脂、３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸との共重合体、テレフタル酸エステル系樹脂等の生分解性樹脂、並びにポリイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ケイ素樹脂及びジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。

但し、加熱混錬される混合物は、塩化ビニル樹脂を含まない。塩化ビニル樹脂は他の樹脂と比較して化学的性質が大きく異なり、混合物に塩化ビニル樹脂が含まれていると、製造工程における安全性確保が難しく、且つ成形品１の品質を劣化させるからである。具体的には、混合物に塩化ビニル樹脂が含まれていると、後述する加熱混練工程において塩化ビニル樹脂が熱分解して塩素系の有害なガスが発生する。また、加熱混練工程において塩化ビニル樹脂が炭化して成形品１の強度を低下させる要因となる。

また、加熱混錬される混合物には、アルミ薄等の金属廃棄物、木材、焼却灰等のその他の廃棄物を混合しても良い（但し、細片に粉砕したもの）。このように、本実施形態に係る成形品１は、種々の廃棄物を原料として有効利用することができるので、特に、分離回収が困難な、異種が混合されて排出される廃棄物の再利用に適している。

次に、本実施形態に係る成形品１の製造方法について詳細に説明する。
先ず、原料となるプラスチック廃棄物を準備する。具体的には、オレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、その他の雑多の廃棄物と、の配合比率が分かるように廃棄物を分別し、計量する。なお、更に細かく分別する必要がないので、この分別は容易である。

次に、オレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、その他の雑多の廃棄物と、を前述した所定の比率で配合して混合物を作成する（混合工程）。なお、プラスチック廃棄物の混合は溶融混練の前に行っても良く、後述する溶融混練と同時に行っても良い。

また、プラスチック廃棄物を混合する際には、それらのプラスチック廃棄物は、そのまま用いられても良いが、例えば、押出成形機のホッパーに投入できる程度の大きさに、予め粉砕ないし裁断されることが望ましい。特に、プラスチック廃棄物に熱硬化性樹脂が含まれる場合、熱硬化性樹脂を３０ｍｍ以下の大きさに粉砕しておくと良い。

なお、本実施形態に係る成形品１の製造では添加剤等を必要としなしないが、溶融混練を効率良く行わせるため、得られる成形品の強度を上昇させるため、その他の目的で、必要に応じて加熱溶融される混合物に種々の添加剤を配合しても良い。添加剤としては、例えば、発泡剤、ビスブレーカー、金属石鹸、パラフィン・ワックス類、動植物油、石油類等の他、顔料、強化材等が挙げられる。

次に、混合物を押出成形機に投入して、加熱溶融し、混練する（加熱混錬工程）。溶融混練時の温度は、混合物の組成により変動するが、通常は２００〜３２０℃の温度範囲である。溶融混練時の押出成形機のスクリュー回転数は、６５〜１４０ｒｐｍの範囲で調整することができ、特に、混合物に熱硬化性樹脂が含まれている場合には、押出成形機のスクリュー回転数を５５〜９０ｒｐｍ程度にし、ゆっくりと溶融混練するのが好ましい。

押出成形機により溶融混練された混合物は、溶融された状態で押出成形機から押し出されて、角筒状、円筒状、その他所定形状の金型の内部に充填される。そして、溶融混錬された混合物が注入された金型を約１５〜２５℃の水が入った水槽に浸して急速に冷却することにより、溶融した混合物が冷却されて再硬化し、成形品１が成形される（成形工程）。金型から所定形状に硬化、成形された成形品１を取り出し、成形品１が完成する。

ここで、溶融された状態で金型の内部に注入された混合物が上記の成形工程において急速に冷却されることにより、金型に接する外表面２近傍から混合物に含まれるオレフィン系樹脂が硬化し、成形品１の外層部３は高密度に形成される。そして、外層部３に遅れて内層部４で混合物が硬化し、内層部４は多孔状に形成される。

本実施形態では、混合物に水分を含む高吸水性樹脂が配合されているので、溶融した混合物が急速に冷やされ再硬化して成形される成形品１の内層部４には、前述のとおり、細孔５が略均一に分散して形成される。このように、異種のプラスチック廃棄物を有効に利用して、軽量且つ高強度な成形品１を効率良く製造することができる。

［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下に挙げる実施例によって何ら限定されるものではない。

［実施例１］（試料１及び試料２）
ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が混合されたプラスチック廃棄物を約５０ｋｇ（５０質量％）、使用済み紙おむつから分離回収された含水率約６０質量％の高吸水性樹脂を約３０ｋｇ（３０質量％）、その他の廃棄物として、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体樹脂及びポリエチレンテレフタレート等が混合された廃棄物を約２０ｋｇ（２０質量％）を夫々約２０〜３０ｍｍの大きさに粉砕した後、混合して混合物を得た。

その混合物をストローク２ｍの押出成形機に投入し、約２５０℃の温度で加熱しながら約４分間混練し、その混練物を円筒状の金型に注入して約１５℃の温度で冷却して、略円柱状の合成樹脂混合成形品を得た。この合成樹脂混合成形品の大きさは、直径約Φ８０ｍｍ×長さ約１８００ｍｍである。

このようにして得られた成形品から、直径約Φ８０ｍｍ×長さ約５００ｍｍの試料１及び試料２を切り出し、各々について、曲げ試験を行い、最大荷重を求めた。なお、曲げ試験は、株式会社東京衡機製作所製の万能材料試験機（ＲＵＧ５００−ＴＫ２１）を用いて、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離３００ｍｍの条件にて行った。

表１は、上記曲げ試験結果の一例である。表１に示すように、試料１及び試料２は、屋外等で利用される各種構造材等としての使用に適した十分な強度を有していることがわかる。

［実施例２］（試料３）
混合物の配合比率を変えて、上記と同等の方法によって、７０ｍｍ×７０ｍｍ×長さ約１８００ｍｍの略角柱状の合成樹脂混合成形品を成形し、試料３を得た。加熱混練される混合物の配合比率は、ポリオレフィン系樹脂が混合されたプラスチック廃棄物が約４０ｋｇ（４０質量％）、使用済み紙おむつから分離回収された含水率約６０質量％の高吸水性樹脂が約３０ｋｇ（３０質量％）、その他雑多の廃棄物が約３０ｋｇ（３０質量％）である。

試料３を切断して、その横断面を観察した。図２は、試料３の横断面を示す図面代用写真である。図２に示すように、試料３の内部には、５ｍｍ程度の細孔（図２において濃色に表れる。）が略均一に形成されていることが分かる。

［比較例］
図４は、比較のために従来技術の合成樹脂混合成形品の横断面を示す図面代用写真である。この従来技術の合成樹脂混合成形品は、ポリオレフィン系樹脂が混合されたプラスチック廃棄物約４０ｋｇ（４０質量％）と、その他雑多の廃棄物約６０ｋｇ（６０質量％）と、を混合して成形された成形品である。

前述のとおり、従来技術の成形品では、内部の空隙が不均一であり、図４に示すように、比較的大きな空隙（図４において濃色に表れる。）が形成される場合がある。このような不均一で比較的大きな空隙は、成形品の強度を低下させる要因となるので、成形品の品質（特に、強度）が安定しない。

図２に示す試料３の横断面と、図４に示す従来技術の成形品の横断面とを比較すると明らかなように、試料３では、従来技術のような大きな空隙が発生せず、略均一な細孔が分散しており、品質が安定している。また、このようにして得られた試料３は、高吸水性樹脂を配合せずに成形された図４に示す従来技術の成形品と比較して全体として約３０〜４０％軽量であった。

［第２の実施形態］
次に、図３を参照して、実施形態を変形した例として、合成樹脂混合成形品１０１（以下、適宜「成形品１０１」と言う。）について詳細に説明する。
図３は、成形品１０１の外観及び断面を示す斜視図である。なお、図３において、既に説明した実施形態と同一若しくは同様の作用、効果を奏する構成要素については、同一の符号を付している。

成形品１０１は、既に説明した成形品１からなる芯材１０と、芯材１０の外表面２を覆う表面材２０と、を有し、二重構造に形成されている。表面材２０は、オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含む合成樹脂廃棄物の混合物（第２の混合物）を加熱混練して成形される。

即ち、芯材１０となる成形品１の外表面２を表面材２０で包み込むことにより、成形品１０１を二重構造にしている。これにより、二重構造の成形品１０１は、成形品１よりも強度が高く、全体をオレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方で形成する単一構造に比べて、変形し難く、且つ軽量である。

二重構造の成形品１０１の製造方法は、先ず、前述の実施形態のように、芯材１０となる成形品１を製造する。次に、表面材２０の原料となる第２の混合物として、オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含む合成樹脂廃棄物の混合物を準備する（第２の混合工程）。なお、プラスチック廃棄物は、押出成形機に投入される前に所定の大きさに裁断されることが望ましく、また、プラスチック廃棄物の混合は、溶融混練の前若しくは溶融混練と同時に行われる。

次に、第２の混合物を押出成形機に投入して、加熱溶融し、混練する（第２の加熱混錬工程）。溶融混練の温度、その他の条件は、既に説明した成形品１の加熱混錬工程と同様であり、第２の混合物の組成に応じて好適に調整される。

押出成形機により溶融混練された第２の混合物は、溶融された状態で押出成形機から押し出されて、予め内部に成形品１がセットされた金型の内部に注入される（第２の成形工程）。詳しくは、金型の内部には、芯材１０が、その周囲に第２の混合物が充填される空隙を設けて予めセットされており、第２の混合物は芯材１０の外表面２を覆うように注入される。

そして、第２の成形工程において、セットされた芯材１０の周囲に溶融混錬された第２の混合物が注入された金型を冷却することにより、溶融した第２の混合物が冷却されて再硬化し、芯材１０とその外表面２を覆う表面材２０とが一体となった成形品１０１が成形される。

これにより、軽量且つ高強度な二重構造の成形品１０１を効率良く製造することができる。なお、成形品１０１の形状は、図３の例に限定されるものでなく、成形品１０１の用途に応じて、円柱状、板状、棒状、ブロック状等、その他種々の形態を採用し得る。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１、１０１ 合成樹脂混合成形品
２ 外表面
３ 外層部
４ 内層部
５ 細孔
１０ 芯材
２０ 表面材

Claims (7)

1. 異種の合成樹脂廃棄物を含む混合物を硬化した合成樹脂混合成形品であって、
   少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、
   外表面近傍の外層部は、該外層部より内側の内層部に比べて高密度であり、
   前記内層部は、細孔が分散する多孔状に形成されていることを特徴とする合成樹脂混合成形品。
2. 少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含む異種の合成樹脂廃棄物を含む混合物を硬化した芯材と、
   オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含む合成樹脂廃棄物からなる第２の混合物を硬化した表面材と、を有し、
   前記芯材の外表面が前記表面材で覆われて二重構造に形成されていることを特徴とする合成樹脂混合成形品。
3. 異種の合成樹脂廃棄物を混合して混合物を作成する混合工程と、
   前記混合物を加熱溶融して混練する加熱混錬工程と、
   前記加熱混錬工程で加熱混練された前記混合物を金型に注入して冷却する成形工程と、を具備する合成樹脂混合成形品の製造方法であって、
   前記混合物は、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、
   前記成形工程において、前記合成樹脂混合成形品の内層部は、細孔が分散する多孔状に形成されることを特徴とする合成樹脂混合成形品の製造方法
4. 異種の合成樹脂廃棄物を混合して混合物を作成する混合工程と、
   前記混合物を加熱溶融して混練する加熱混錬工程と、
   前記加熱混錬工程で加熱混練された前記混合物を金型に注入して冷却し芯材を成形する成形工程と、
   異種の合成樹脂廃棄物を混合して第２の混合物を作成する第２の混合工程と、
   前記第２の混合物を加熱溶融して混錬する第２の加熱混錬工程と、
   前記第２の加熱混錬工程で加熱混練された前記第２の混合物を金型に注入して冷却し表面材を成形する第２の成形工程と、を具備し、
   前記混合物は、少なくともオレフィン系樹脂と、高吸水性樹脂と、を含み、
   前記第２の混合物は、オレフィン系樹脂及びスチレン系樹脂の何れか一方を９０質量％以上含み、
   前記第２の成形工程では、前記成形工程で成形され硬化した芯材の外表面を、前記第２の加熱混錬工程で加熱混錬された前記第２の混合物で包み込み、前記芯材の外表面が前記表面材で覆われる二重構造の合成樹脂混合成形品が成形されることを特徴とする合成樹脂混合成形品の製造方法。
5. 前記混合物に混合される前記高吸水性樹脂は、水分を含んだ状態であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の合成樹脂混合成形品の製造方法。
6. 前記混合物は、オレフィン系樹脂を２０〜６０質量％、高吸水性樹脂を水分も含めた質量で２０〜７０質量％、含むことを特徴とする請求項５に記載の合成樹脂混合成形品の製造方法。
7. 前記混合物に混合される前記高吸水性樹脂は、含水率が３０〜７０質量％であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の合成樹脂混合成形品の製造方法。