JP2021147672A

JP2021147672A - 廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2021147672A
Application number: JP2020049374A
Authority: JP
Inventors: 秀信三宅; Hidenobu Miyake; 正良武田; Masayoshi Takeda
Original assignee: Hiroshima Prefecture; Hiroshima Recycle Initiative NPO
Current assignee: Hiroshima Prefecture; Hiroshima Recycle Initiative NPO
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-27
Anticipated expiration: 2040-03-19
Also published as: JP7324445B2

Abstract

【課題】廃棄鉄系金属粉末を混合物全域に均等に存在させ、輪郭線が崩れない成形品を造り出すことができる廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】リサイクル成形体の１０〜３０重量％を占める熱可塑性の廃棄プラスチックを予め定めた溶融温度で加熱し溶融状態にする廃プラ溶融工程と、リサイクル成形体の７０〜９０重量％を占める、粒径２ｍｍ以下を含有する廃棄鉄系金属粉末を、少なくとも２回以上の複数回に分けて、溶融状態の廃棄プラスチック中に投入し、該投入ごとに前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散するように予め定めた低速回転で混錬する複数回投入・混錬繰り返し工程と、を備える廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法により課題解決できた。【選択図】図１

Description

本発明は、産業廃棄物として廃棄される鉄系金属粉末及び廃棄されるプラスチックのリサイクルに関し、廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体及びその製造方法に関する。

廃棄される鉄系金属粉末及び廃棄されるプラスチックは、それらのほとんどが産業廃棄物としてリサイクルされず埋め立て処分されている。また、鉄とプラスチックとはそれ自体同士では接着しないので、鉄とプラスチックとを接着するエポキシ等の種々の接着剤が市販されている。

廃棄鉄系金属粉末及び廃棄されるプラスチックのリサイクルとして、特許文献１には、金属粉体９１〜９９重量％及び熱可塑性廃棄プラスチック１〜９重量％を含む混合物を、混練して、金属粉体の摩擦熱で前記廃棄プラスチックを溶融させ、次いで圧縮、成型を行なう金属粉体ブリケットの製造方法が開示されている。

また、特許文献２には、粉体８０〜９７質量％および熱可塑性廃棄プラスチック３〜２０質量％を含む混合物を混練しつつ、１００〜１１０℃まで乾燥・加熱し、引続き熱可塑性廃棄プラスチックを粉体内に分散させ、軟化温度まで加温装置で混練・加温し、次いで線圧２〜５ｔ／ｃｍで加圧、成型を行うことにより、高品質の粉体塊成物を得る廃棄プラスチックをバインダーとする粉体塊成物の製造方法が開示されている。

特開平９−２４１７６６号公報特開２００２−２３５１２２号公報

特許文献１の発明は、９１〜９９重量％の金属粉末と１〜１０重量％の廃棄プラスチックを混合させ高速で混錬させて、前記金属粉末や前記廃棄プラスチックを粉砕しながら摩擦熱を発生させ、溶融した廃棄プラスチックが金属粒子の内部に浸透しバインダー効果を有するようになったら混錬された混合物を排出ゲートから排出するので、金属粉末同士が塊状になった部位は排していないので、稜線や輪郭線を有する成形体ができない。よって、特許文献１の発明では廃鉄屑・廃プラを成形型に流し込んで、稜線や輪郭線が崩れないリサイクル成形品を製造することができないという問題があった。

特許文献２の発明は、ブリケット成型機及び押し出し装置を使用するのでブリケットなる粉体塊成物であるので、粉体が塊になっていればよいので稜線や輪郭線を有する成形体は製造できない。よって、特許文献２の発明は廃鉄屑・廃プラを成形型に流し込んで、稜線や輪郭線が崩れないリサイクル成形品を製造することができないという問題があった。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、廃棄鉄系金属粉末を混合物全域に均等に存在させ、稜線や輪郭線が崩れない、鉄の重さの特性を生かしたリサイクル成形品を造り出すことができる廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体及びその製造方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法は、廃棄鉄系金属粉末及び廃棄プラスチックを含有するリサイクル成形体を製造する廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法であって、前記リサイクル成形体の１０〜３０重量％を占める熱可塑性の前記廃棄プラスチックを予め定めた溶融温度で加熱し溶融状態にする廃プラ溶融工程と、前記リサイクル成形体の７０〜９０重量％を占める、粒径２ｍｍ以下を含有する廃棄鉄系金属粉末を、少なくとも２回以上の複数回に分けて、前記溶融状態の廃棄プラスチック中に投入し、該投入ごとに前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散するように予め定めた低速回転で混錬する複数回投入・混錬繰り返し工程と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法は、請求項１において、前記複数回投入・混錬繰り返し工程における混錬羽根の回転数を１０〜６０ｒｐｍとすることを特徴とする。

請求項３に記載の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法は、請求項１又は２において、前記複数回投入・混錬繰り返し工程において、前記廃棄鉄系金属粉末を、前記廃棄プラスチックの溶融温度と同じ温度で加熱した後に、溶融状態の前記廃棄プラスチック中に投入することを特徴とする。

請求項４に記載の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体は、２ｍｍ以下を含有する廃棄鉄系金属粉末を７０〜９０重量％、及び、前記廃棄プラスチックを１０〜３０重量％含有し、かつ前記廃棄鉄系金属粉末の粒子が均一に分散されていることを特徴とする。

請求項１、４又は５に記載の発明は、産業廃棄物として埋め立て処分をしていた廃棄鉄系金属粉末と廃棄プラスチックをリサイクル成形品として再生利用を実現させることができるという効果を奏する。また、廃棄鉄系金属粉末を混合物全域に均等に存在させ、稜線や輪郭線が崩れない廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形品を造り出すことができるので、安定性の高い稜線や輪郭線がはっきりとした成形品を製造できるという効果を奏する。

請求項２に記載の発明は、低速回転で混錬することにより、溶融状態の熱可塑性の廃棄プラスチックの中に廃棄鉄系金属粉末を均一に分散させることができるという効果を奏する。

請求項３に記載の発明は、高温状態の廃棄鉄系金属粉末を投入するので、投入された常温の廃棄鉄系金属粉末によって溶融状態の高温の熱可塑性の廃棄プラスチックの温度が低下し混錬時間が長くなるという問題が解消され、廃棄鉄系金属粉末を投入後の混錬時間を短縮できるという効果を奏する。

本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法のフロー図である。廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体の断面のＣＴ画像図で、（ａ）が実施例ＡのＣＴ画像図で、（ｂ）が比較例１のＣＴ画像図である。廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体としてテント用支柱支持具の概要図で、２つに分割されて成形された状態の説明図である。テント用支柱支持具の概要図で、（ａ）が左右の成形体を組み合わせた状態の説明図で、（ｂ）がテントの支柱に廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体であるテント用支柱支持具を使用した説明図である。廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体の使用例を示す図で、（ａ）はのぼり旗の支柱の支持用として使用した例を示し、（ｂ）はパラソルの支柱の支持用として使用した例を示した図である。

本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法１は、図１に示すように、廃棄鉄系金属粉末及び廃棄プラスチックを含有するリサイクル成形体を製造する廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法１であって、前記リサイクル成形体の１０〜３０重量％を占める熱可塑性の前記廃棄プラスチックを予め定めた溶融温度で加熱し溶融状態にする廃プラ溶融工程２と、前記リサイクル成形体の７０〜９０重量％を占める、粒径２ｍｍ以下を含有する廃棄鉄系金属粉末を、少なくとも２回以上の複数回に分けて、前記溶融状態の廃棄プラスチック中に投入し、該投入ごとに前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散するように予め定めた低速回転で混錬する複数回投入・混錬繰り返し工程３と、前記複数回投入・混錬繰り返し工程３後の溶融状態の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック混錬体を予め定めた成形型に注入する成形工程４と、を備える。

前記複数回投入・混錬繰り返し工程３は、少なくとも２回以上の複数回に分けて投入・混錬を繰り返すため、図１に示すように、第１回鉄系金属粉末投入・混錬工程３ａ、及び、第２回鉄系金属粉末投入・混錬工程３ｂを必須工程とし、任意に第３回鉄系金属粉末投入・混錬工程３ｃを含めて第４回以降の鉄系金属粉末投入・混錬工程を追加してもよい。

本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法１は、産業廃棄物である廃棄鉄系金属粉末、及び、産業廃棄物である廃棄プラスチックを、稜線や輪郭線が明確な形状を有しかつ重量を有するリサイクル成形体として再生利用を実現させることができる。

前記廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体としては、プレス機の成形型によって任意の製品を製造可能であるが、廃棄鉄系金属粉末の再生利用であるので重量的に重さを必要とするリサイクル成形体が好ましく、例えば図４（ｂ）に示すように、テント２０の支柱の支柱支持具５、図５（ａ）に示すようにのぼり旗２１の支柱の支柱支持具５、図５（ｂ）に示すように海辺で使用するパラソル２２の支柱の支柱支持具５がある。前記廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体は、鉄系金属粉末の重さを有効活用してテント、のぼり旗又はパラソル等の転倒防止用支持具としての効果が期待できる。

前記廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体は、熱可塑性の前記廃棄プラスチックを１０〜３０重量％、及び、前記廃棄鉄系金属粉末を７０〜９０重量％含有する。廃棄鉄系金属粉末の含有量が９０重量％超になると重量的は鉄製鋳物製品の重量に近づくが重くなりすぎて人手による運搬が困難になり、廃棄鉄系金属粉末の含有量が７０重量％未満になると鉄成分の重さを活かす利用がし難い。

また、前記廃棄プラスチックの含有量が３０重量％超になると軽量化されるため廃棄鉄系金属粉末を使用する重量的な特徴を有さなくなり、溶融状態から固まるときに収縮して外径寸法のバラツキが大きくなり、一方廃棄プラスチックの含有量が１０重量％未満なると一つ一つの廃棄鉄系金属粉末を包み込むことができなくなり、廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体の外形の稜線や輪郭線が崩れる。

前記廃棄鉄系金属粉末は、鉄系の金属粉末であればよく、例えば廃棄ショットブラスト鉄系投射材や廃棄切削切屑がある。前記廃棄鉄系金属粉末は、粒径２ｍｍ以下であればよく、好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上、さらに好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上かつ粒径５００μｍ以下を９５重量％以上含有するのがよい。例えば、切削切粉の場合は２ｍｍ以下の大きさとなり、ショットブラスト鉄系投射材の場合は好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上かつ粒径５００μｍ以下を９５重量％以上の大きさとなる。前記廃棄鉄系金属粉末の粒径が２ｍｍ以下であれば成形性がよく、外形の稜線や輪郭線が明確なリサイクル成形体を成形できる。

前記ショットブラスト鉄系投射材の成分は、例えばＦｅ９７重量％でＺｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｃａなどが１重量％未満であり、かさ密度は２．９８ｇ／ｍＬである。また、廃棄切削切屑の成分は、例えばＦｅ９７重量％でＺｎが２重量％、Ｍｎなどが１重量％未満であり、かさ密度は２．７４ｇ／ｍＬである。いずれにしても前記廃棄鉄系金属粉末が９７重量％以上のＦｅを含有しているものが好ましく、かさ密度は大きい方が廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形品の比重を高められるので好ましく、そのためには、粒径が小さいほど好ましい。

前記廃棄プラスチックは、熱可塑性の廃棄プラスチックであればよく、例えば廃棄ポリプロピレン、廃棄ポリエチレン、廃棄ポリスチレン等がある。溶融した前記廃棄プラスチックは粒径２ｍｍ以下の鉄系金属粉末を包み込む。

前記廃プラ溶融工程２は、前記リサイクル成形体の１０〜３０重量％を占める熱可塑性の前記廃棄プラスチックを予め定めた溶融温度で加熱し溶融状態にする工程である。混錬機又は射出機を使用するが、熱可塑性の前記廃棄プラスチックを溶融できる設備であればいずれでもよい。

前記予め定めた溶融温度は、使用する熱可塑性廃棄プラスチックの材質によって異なるが、その材質の融点から熱分解温度までに至らない範囲で任意に設定する。例えば融点プラス５０℃までの範囲内で設定する。前記溶融温度が熱分解温度以上になると廃棄プラスチックの分解反応が徐々に進みリサイクル成形品の物性低下が生じやすい。設定溶融温度は、廃棄ポリプロピレンの場合は融点が１７０℃なので、例えばプラス５０℃の２２０℃に設定する。

本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法１において加熱する温度は、使用する熱可塑性廃棄プラスチックの材質によって異なるが、その材質の融点から熱分解温度までに至らない範囲であれば鉄系金属粉体の重量を有するリサイクル成形体を製造できるので、同じ重量を有する鉄製の鋳物製造の場合は炉温が１２００〜１３００℃であるのに対して、本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法１で例えば２２０℃の低温で製造することができ、省エネ効果が大きい。

次に、混錬機以外で溶融した場合は溶融した前記廃棄プラスチックを混錬機に流し込む。そして、溶融した前記廃棄プラスチックを混錬機になじませるため、１０〜６０ｒｐｍで０．５〜２分予備回転させる。混錬機の温度は前記廃プラ溶融工程２の溶融温度と略同じ温度で制御する。例えば前記廃プラ溶融工程２に廃棄ポリプロピレンを使用した場合は溶融温度が２２０℃であるので２２０℃に加熱することになる。なお、混錬機以外で溶融した場合はこの予備回転は必要ない。

次に、前記複数回投入・混錬繰り返し工程３である。前記複数回投入・混錬繰り返し工程３は、前記リサイクル成形体の７０〜９０重量％を占める、粒径２ｍｍ以下を１００重量％含有する、好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上、さらに好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上かつ粒径５００μｍ以下を９５重量％以上含有する廃棄鉄系金属粉末を、少なくとも２回以上の複数回に分けて、前記溶融状態の廃棄プラスチック中に投入し、該投入回ごとに前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散するように予め定めた低速回転で混錬する。

溶融状態の前記廃棄プラスチック中に前記廃棄鉄系金属粉末を均一に分散させることにより、一つ一つの前記廃棄鉄系金属粉末を前記廃棄プラスチックが包み込むことでき、外形の稜線や輪郭線が明確なリサイクル成形体を成形できる。

前記低速回転は、混錬羽根の回転数を１０〜６０ｒｐｍとして低速で回転させ、回転時間は投入した前記廃棄鉄系金属粉末が均一に分散するまで回転させるため、前記廃棄鉄系金属粉末の投入量により調整するが、１回当り５〜１０分要する。混錬羽根の回転を高速にすると、遠心力で廃棄鉄系金属粉末が外方向に移動し廃棄プラスチック中に均一に分散できないし、粘性のある廃棄プラスチックは回転する混錬羽根から離れ十分な混錬ができないという問題が生ずる。

前記複数回投入・混錬繰り返し工程３は、第１回鉄系金属粉末投入・混錬工程３ａを実施し、その後に第２回鉄系金属粉末投入・混錬工程３ｂを実施し、予め２回に分けることを設定した場合はこれで終了するが、予め３回に分けることを設定した場合はその後に第３回鉄系金属粉末投入・混錬工程３ｃを実施する。１回分の前記廃棄鉄系金属粉末の投入量は投入回数分を均等に投入するので、例えば全２回に分けて投入する場合は約５０％ずつに等量にし、全３回に分けて投入する場合は約１／３ずつに等量に分ける。しかし、必ずしも等量にせずに投入ごとに鉄系金属粉末を均一に分散できる範囲であれば任意の量の割合にしてもよく、例えば鉄系金属粉末を均一に分散できるならば全２回に分けて投入する場合に第１回を４０〜６０重量％とし第２回目を残り分としてもよい。

１回ごとに、前記廃棄鉄系金属粉末を前記溶融状態の廃棄プラスチック中に投入し、前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散するように予め定めた低速回転で混錬する。そのため、混錬速度や混錬時間は廃棄鉄系金属粉末の種類・粒子径・混合割合、廃棄プラスチックの材質・粘性などによって事前にトライして前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散する混錬回転速度と混錬時間と混錬回数を求めておくことが好ましい。

本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法１では、前記廃棄鉄系金属粉末を少なくとも２回に分けて溶融状態の前記廃棄プラスチックに投入し混錬させることを特徴としている。表１に示すように、前記廃棄鉄系金属粉末の全量を溶融状態の前記廃棄プラスチックに一斉投入し混錬させたときに、溶融状態の前記廃棄プラスチック中に塊状の前記廃棄鉄系金属粉末がなかなか分散せず均一に分散させるのに多くの時間を要したためである。少なくとも２回に分けて投入し混錬させることにより短時間で前記廃棄鉄系金属粉末を溶融した前記廃棄プラスチック中に均一に分散させることができる。

次に、廃棄鉄系金属粉末の投入回数を一斉投入とした場合を比較例１とし、前記投入回数を２回に分けた場合を実施例Ａとする。そして、廃棄鉄系金属粉末の投入回数による効果を比較し、その結果を表１に示す。表１における混錬時間は、実施例Ａは廃棄鉄系金属粉末が溶融した廃棄プラスチック中に均一に分散するまでのトータル時間を示すが、比較例１は廃棄鉄系金属粉末が溶融した廃棄プラスチック中になかなか均一状態にならないので約４０分で混錬を中断した。実施例Ａと比較例１は、廃棄鉄系金属粉末である廃棄ショットブラスト投射材の配合割合、投入回数及び混錬時間が異なるが、それ以外の温度などは同じとした。リサイクル成形体に対する廃棄鉄系金属粉末の含有量が８０重量％の比較例１及び前記含有量が８６重量％の実施例Ａともに縦１００ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み５ｍｍの試験体を使用した。また、粒径１００μｍ以下を８０重量％以上かつ粒径５００μｍ以下を９５重量％以上含有する廃棄ショットブラスト投射材を使用した。曲げ強さは曲げ試験機（型式ＡＧ−１００ｋＮＥ株式会社島津製作所）を使用して求めた。

表１の実施例Ａと比較例１を平板上の試験体１０（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚み５ｍｍ）にして、該試験体１０の内部の鉄の分布状況を、Ｘ線ＣＴ分析装置（ｉｎｓｐｅＸｉo ＳＭＸ−２２５ＣＴＦＰＤＨＲ島津製作所製）で観察し、その結果を図２に示す。実施例Ａの断面を図２（ａ）に示し、比較例１の断面を図２（ｂ）に示した。図２から、実施例Ａでは全体的にきれいに分散しているのに対して、比較例１では多数の空洞（黒い箇所）も見られ均一に分散されていないことがわかる。よって、廃棄ショットブラスト鉄系投射材を２回に分けて投入した方が、一斉投入より廃棄ショットブラスト鉄系投射材が均一に分散していることが示されている。

また、表１から、廃棄鉄系金属粉末が溶融した廃棄プラスチック中に均一になるまでの混錬時間は、実施例Ａは約１５分であるが、従来の一斉投入の場合は約４０分経過しても廃棄鉄系金属粉末が集合状態で塊状が分散せず均一状態にならず、本発明の実施例Ａの方が、廃棄鉄系金属粉末が早く均一になり混錬時間を大幅に低減できることが示唆されている。そして、溶融した廃棄プラスチック中への廃棄鉄系金属粒子の投入は、全量を１回で投入するよりも、２回に分けて投入する方が曲げ強さの物性が高いことが示された。

次に、廃棄鉄系金属粉末として粒径２ｍｍ以下の切削切粉を使用して試験体を製作し曲げ強さの試験を実施した。切削切粉の試験は表２に示すように、廃棄鉄系金属粉末の含有量は比較例２が８０重量％で比較例３が９０重量％で、廃棄鉄系金属粉末の投入回数は比較例１と同じく一斉投入である。比較例２及び３ともに混錬時間を約３０分とし、縦１００ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み５ｍｍの試験体を使用した。その結果を表２に示す。曲げ強さは曲げ試験機（型式ＡＧ−１００ｋＮＥ株式会社島津製作所）を使用して求めた。

表２から、粒径２ｍｍ以下の切削切粉の曲げ強さが１２．２Ｎ／ｍｍ^２であり、廃棄切削切粉含有量が多いほど曲げ強さが低くなることが示されている。また、表１に記載した廃棄ショットブラスト投射材の２回投入の場合の曲げ強さは、廃棄ショットブラスト鉄系投射材の場合の表１、又は切削切粉の場合の表２に記載された一斉投入の場合より高いことが示されている。これは一斉投入の場合は廃棄鉄系金属粉末が均一に分散しないためである。

次に、前記複数回投入・混錬繰り返し工程３において、前記廃棄鉄系金属粉末を、前記廃棄プラスチックの溶融温度と同じ温度で加熱した後に、溶融状態の前記廃棄プラスチック中に投入する。これにより、常温の廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチックの温度を低下させないので、混錬時間の短縮化ができる。

また、前記廃プラ溶融工程２における溶融温度は前記廃棄プラスチックを、熱分解させないように、前記廃棄プラスチックの融点から熱分解温度までの範囲で設定し、かつ、前記複数回投入・混錬繰り返し工程３における混錬時間合計を、前記廃棄鉄系金属粉末が溶融した前記廃棄プラスチック中に均一に分散できる時間である１０〜３０分とする。

次に、前記成形工程４である。前記成形工程４は、前記複数回投入・混錬繰り返し工程３後の溶融状態の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック混錬体を予め定めたプレス成形型に注入し成形する工程である。

例えば、図３に示すような支柱支持具５を造るプレス成形型に、溶融状態の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック混錬体を充填するまで注入し、充填後に冷却加圧する。前記冷却時間は５〜１５分かかる。

前記冷却後にプレス成形型からリサイクル成形体を取り出す。例えば図３に示すような廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体である支柱支持具５ａ又は５ｂを取り出す。支柱支持具５ａ及び５ｂを合体させて図４（ａ）に示すような支柱支持具５を完成させる。

実施例は、廃棄鉄系金属粉末を廃棄ショットブラスト鉄系投射材とし、廃棄プラスチックを廃棄ポリプロピレンとして、廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体の廃棄鉄系金属粉末の配合割合を８６重量％、７０重量％、９０重量％と変え、廃棄鉄系金属粉末の溶融した廃棄プラスチック中への投入回数を２回又は３回で実施した。その結果を表３に示す。

表３に示すそれぞれの実施例は、縦１００ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み５ｍｍの試験体を使用し、曲げ強さ及び曲げ弾性率は曲げ試験機（型式ＡＧ−１００ｋＮＥ株式会社島津製作所）を使用して求めた。

表３から、廃棄鉄系金属粉末の割合を高めると比重、曲げ強さ又は曲げ弾性率が高くなり、廃棄プラスチックの割合を高めると比重、曲げ強さ又は曲げ弾性率が低くなることが示されている。また、廃棄鉄系金属粉末の投入数が２回と３回との違いは、廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体のリサイクル体の曲げ強さや曲げ弾性率にあまり表れていないことが示されている。よって、廃棄鉄系金属粉末の投入回数を３回以上にすると、混錬時間が長くなり生産性が低下するので、２回に分けて投入し混錬させるのが好ましい。

また、表３の実施例５の試験体は、廃棄鉄系金属粉末の割合が７０重量％で表１の比較例１の廃棄鉄系金属粉末の割合が８０重量％より少ないにもかかわらず、実施例５が比重２．１８で曲げ強さ３０．４Ｎ／ｍｍ^２であるのに対して、比較例１が比重２．６６で曲げ強さ２３．３Ｎ／ｍｍ^２であり、一斉投入すると、廃棄鉄系金属粉末の割合が高くても均一に分散していないと曲げ強さは投入を２回に分けた場合より低くなるということがわかる。このことは、、廃棄鉄系金属粉末を均一に分散させることがリサイクル成形体の物性を高める効果を有することを示唆している。

表３から、本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体は、比重が２〜４、曲げ強さが５〜４０Ｎ／ｍｍ^２、曲げ弾性率が２５００〜７５００Ｎ／ｍｍ^２であるリサイクル成形体を造り出すことができる。

次に、本発明の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体は、粒径２ｍｍ以下を１００重量％含有する、好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上含有する、さらに好ましくは粒径１００μｍ以下を８０重量％以上含有しかつ粒径５００μｍ以下を９５重量％以上含有する廃棄鉄系金属粉末を７０〜９０重量％、及び、前記廃棄プラスチックを１０〜３０重量％含有し、かつ前記廃棄鉄系金属粉末の粒子が均一に分散されている。

廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体として、例えば図３に示すような支柱支持具５を製造でき、前記支柱支持具５は熱収縮もなく輪郭も明瞭であって成形性がよいことは示された。特に、係止部６ａ、６ｂの先端が先細りの突起形状を輪郭明瞭に成形できるという効果を有する。

廃棄鉄系金属粉末の再生利用であるので重量的に重さを必要とする製品（リサイクル成形体）が好ましく、例えば図４（ｂ）に示すように、テント２０の支柱の支柱支持具５、図５（ａ）に示すようにのぼり旗２１の支柱の支柱支持具５、図５（ｂ）に示すように海辺で使用するパラソル２２の支柱の支柱支持具５がある

前記支柱支持具５は、図３や図４（ａ）に示すように、支柱支持具５ａ、５ｂを係止部６ａ、６ｂで係止させ一体化させて固定でき、図４（ｂ）に示すように前記係止部６ａ、６ｂに加えて溝部７ａ、７ｂにバンド帯（図示なし）で支柱支持具５の上下の部位を締め付け強く固定できる。

次に、廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体（平板状体の試験体）の表面に防錆スプレー（ハヤコートＭａｒｋ２サンハヤト株式会社）を塗布し、塗布した試験体１１ａ（処理あり、縦１００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚み１０ｍｍ）と塗布しなかった試験体１１ｂ（処理なし、縦１００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚み１０ｍｍ）の錆発生を比較した。その結果を表４に示す。

表４から、７日経過後に、防錆スプレー塗布した試験体（処理有）には錆が発生しておらず、一方防錆処理をしなかった試験体（処理無）は１日経過後に表面全体的に小さい錆が発生し、７日後には全域に錆が広がり発生したことが示唆されている。よって、廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体の表面に防錆処理をすることが好ましい。

また、防錆スプレー（ハヤコートＭａｒｋ２サンハヤト株式会社）を塗布した試験体での紫外線の影響を試験した。紫外線耐候性試験であるメタルハライド試験（温度６３℃、湿度５０％、放射照度７５ｍＷ／ｃｍ^２）を実施した。４年間紫外線を照射された環境での試験であったが、その結果は廃棄鉄系金属粉末の粒子の脱落は見られなかった。

１廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法
２廃プラ溶融工程
３複数回投入・混錬売り返し工程
３ａ第１回鉄系金属粉末投入・混錬工程
３ｂ第２回鉄系金属粉末投入・混錬工程
３ｃ第３回鉄系金属粉末投入・混錬工程
４成形工程
５支柱支持具
６係止部
７溝部
１０試験体
１１ａ試験体
１１ｂ試験体
２０テント
２１のぼり旗
２２パラソル

Claims

廃棄鉄系金属粉末及び廃棄プラスチックを含有するリサイクル成形体を製造する廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法であって、
前記リサイクル成形体の１０〜３０重量％を占める熱可塑性の前記廃棄プラスチックを予め定めた溶融温度で加熱し溶融状態にする廃プラ溶融工程と、
前記リサイクル成形体の７０〜９０重量％を占める、粒径２ｍｍ以下を含有する廃棄鉄系金属粉末を、少なくとも２回以上の複数回に分けて、前記溶融状態の廃棄プラスチック中に投入し、該投入ごとに前記廃棄鉄系金属粉末が溶融状態の前記廃棄プラスチック中に均一に分散するように予め定めた低速回転で混錬する複数回投入・混錬繰り返し工程と、を備えることを特徴とする廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法。
前記複数回投入・混錬繰り返し工程における混錬羽根の回転数を１０〜６０ｒｐｍとすることを特徴とする請求項１に記載の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法。
前記複数回投入・混錬繰り返し工程において、前記廃棄鉄系金属粉末を、前記廃棄プラスチックの溶融温度と同じ温度で加熱した後に、溶融状態の前記廃棄プラスチック中に投入することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体製造方法。
粒径２ｍｍ以下を含有する廃棄鉄系金属粉末を７０〜９０重量％、及び、前記廃棄プラスチックを１０〜３０重量％含有し、かつ前記廃棄鉄系金属粉末の粒子が均一に分散されていることを特徴とする廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体。