JP2519649B2 - 廃発泡プラスチックスを原料とする複合材の製造方法 - Google Patents
廃発泡プラスチックスを原料とする複合材の製造方法Info
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- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は包装用途を中心とする発
泡スチロール、発泡ポリプロピレン、スチロールエチレ
ン共重合品、或いは断熱材、コア材用途に用いられる発
泡ポリ塩化ビニール等の熱可塑性発泡プラスチックス
（以下、廃発泡プラスチックスと言う）を原料とした複
合材の製造方法に関する。
泡スチロール、発泡ポリプロピレン、スチロールエチレ
ン共重合品、或いは断熱材、コア材用途に用いられる発
泡ポリ塩化ビニール等の熱可塑性発泡プラスチックス
（以下、廃発泡プラスチックスと言う）を原料とした複
合材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】廃プラスチックスのリサイクル或いは有
効利用は、地球規模での人類の課題であるだけでなく、
地域社会或いは生産活動を行っている企業若しくは流通
等の第３次産業にとっても最重点で取り組まざるを得な
い課題である。特に、包装革命とまで言われた発泡プラ
スチックスによる食品トレイ、携帯用保温容器、家電製
品等のクッション材等は、そのほとんどがワンウェイ用
に設計・製作されており、新品同様の状態で廃棄されて
いるのが現状である。
効利用は、地球規模での人類の課題であるだけでなく、
地域社会或いは生産活動を行っている企業若しくは流通
等の第３次産業にとっても最重点で取り組まざるを得な
い課題である。特に、包装革命とまで言われた発泡プラ
スチックスによる食品トレイ、携帯用保温容器、家電製
品等のクッション材等は、そのほとんどがワンウェイ用
に設計・製作されており、新品同様の状態で廃棄されて
いるのが現状である。
【０００３】現在、この発泡プラスチックス廃棄物のリ
サイクル技術の開発と実施が一部トレイメーカー及び素
材メーカー等で実施されているものの、これらの企業体
等の代表的なリサイクル手法は、加熱溶融して元の原料
ポリマーのペレットに戻すもの、或いは更に一歩進めて
このペレットを発泡プラスチックペレット（バージン
材）に混合して、同一製品へリサイクルする手法等であ
る。
サイクル技術の開発と実施が一部トレイメーカー及び素
材メーカー等で実施されているものの、これらの企業体
等の代表的なリサイクル手法は、加熱溶融して元の原料
ポリマーのペレットに戻すもの、或いは更に一歩進めて
このペレットを発泡プラスチックペレット（バージン
材）に混合して、同一製品へリサイクルする手法等であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】広域的な排出源を有す
る廃棄プラスチックスの処理に関しては、運搬コストが
まず掛かってくるため現地での簡易な減容化が要求され
るものとなり、リサイクル技術は減容化後の廃棄物につ
いて検討することが現実的であると考えられる。
る廃棄プラスチックスの処理に関しては、運搬コストが
まず掛かってくるため現地での簡易な減容化が要求され
るものとなり、リサイクル技術は減容化後の廃棄物につ
いて検討することが現実的であると考えられる。
【０００５】本発明では、一部発泡を残して減容化され
た熱可塑性廃棄発泡プラスチックスが有する焼結性に着
目して、溶融温度未満の加熱条件と軽い圧力による成形
技術を開発した。
た熱可塑性廃棄発泡プラスチックスが有する焼結性に着
目して、溶融温度未満の加熱条件と軽い圧力による成形
技術を開発した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄された発
泡プラスチックス製品を破砕後加熱減容化し、密度０．
４〜０．８となしたものを成形原料として、金型内に補
強用繊維或いはプラスチックスフィルム等の補強用或い
は改質用の素材と共に充填し、廃プラスチックスの軟化
点以下の任意の成形温度及び単位面積当り０．１ｋｇ／
ｍｍ２以下のごく低い成形圧力で圧縮成形することを特
徴とする。
泡プラスチックス製品を破砕後加熱減容化し、密度０．
４〜０．８となしたものを成形原料として、金型内に補
強用繊維或いはプラスチックスフィルム等の補強用或い
は改質用の素材と共に充填し、廃プラスチックスの軟化
点以下の任意の成形温度及び単位面積当り０．１ｋｇ／
ｍｍ２以下のごく低い成形圧力で圧縮成形することを特
徴とする。
【０００７】
【作用】一部発泡を残して減容化された熱可塑性廃棄発
泡プラスチックスが有する焼結性を利用し、溶融温度未
満の加熱条件と軽い圧力による成形を行う。発泡状態は
減少しているが、密度０．４〜０．８となしたものを補
強用繊維或いはプラスチックスフィルム等の補強或いは
改質用の素材と共に廃プラスチックの軟化点以下の成形
温度及び単位面積当り０．１ｋｇ／ｍｍ２以下のごく低
い成形圧力で圧縮成形する。同様の手法を用いれば、例
えば耐薬品性に劣る廃発泡プラスチックスの有する欠点
を耐薬品性の高い他のプラスチックフィルムと複合化さ
せること（表面を他の素材でコーティングすること）で
改善することが出来る。
泡プラスチックスが有する焼結性を利用し、溶融温度未
満の加熱条件と軽い圧力による成形を行う。発泡状態は
減少しているが、密度０．４〜０．８となしたものを補
強用繊維或いはプラスチックスフィルム等の補強或いは
改質用の素材と共に廃プラスチックの軟化点以下の成形
温度及び単位面積当り０．１ｋｇ／ｍｍ２以下のごく低
い成形圧力で圧縮成形する。同様の手法を用いれば、例
えば耐薬品性に劣る廃発泡プラスチックスの有する欠点
を耐薬品性の高い他のプラスチックフィルムと複合化さ
せること（表面を他の素材でコーティングすること）で
改善することが出来る。
【０００８】本発明では、緻密なスキン層と粗な内部コ
アからなるサンドイッチ構造を有する材料を一体成形す
るのであり、成形条件の選択によって、スキン層の構造
及び厚さと内部コアの密度が再現性よく制御可能であ
る。
アからなるサンドイッチ構造を有する材料を一体成形す
るのであり、成形条件の選択によって、スキン層の構造
及び厚さと内部コアの密度が再現性よく制御可能であ
る。
【０００９】しかも、これに繊維素材等を組み込むこと
によって上下に繊維強化層を有するサンドイッチタイプ
の複合材を、単一工程で一挙に製造することが可能とな
る。加熱冷却機能を有する簡易な型を用いて、製品を一
挙に製造出来る。
によって上下に繊維強化層を有するサンドイッチタイプ
の複合材を、単一工程で一挙に製造することが可能とな
る。加熱冷却機能を有する簡易な型を用いて、製品を一
挙に製造出来る。
【００１０】又、型は低圧力下での使用であるため、構
造的にも簡易となり安価に製作可能である。従来品と比
較した場合、はるかに安いコストで軽量且つ高剛性・強
度を有する複合材料を製造することが出来る。尚、着色
も自由でカラフルな製品を得ることが容易である。
造的にも簡易となり安価に製作可能である。従来品と比
較した場合、はるかに安いコストで軽量且つ高剛性・強
度を有する複合材料を製造することが出来る。尚、着色
も自由でカラフルな製品を得ることが容易である。
【００１１】
【実施例】代表的な廃発泡プラスチックス製品である漁
業用トロ箱（発泡スチロール）を取り上げて、本発明の
実施例を示す。全国各地の水揚げ場から膨大な廃トロ箱
が発生することは周知の事実である。１箇所の水揚げ場
から年間数万トン規模以上の廃トロ箱が発生している。
現在一部の地域では、減容機を導入して減容化したもの
を処分しているが、大半の地域では、地域の処理業者に
任せているのが現状である。
業用トロ箱（発泡スチロール）を取り上げて、本発明の
実施例を示す。全国各地の水揚げ場から膨大な廃トロ箱
が発生することは周知の事実である。１箇所の水揚げ場
から年間数万トン規模以上の廃トロ箱が発生している。
現在一部の地域では、減容機を導入して減容化したもの
を処分しているが、大半の地域では、地域の処理業者に
任せているのが現状である。
【００１２】従って、本実施例では上記漁業用トロ箱を
使用するのであり、即ち本発明では減容化された発泡ス
チロール粒（３〜１０ｍｍ径）を対象として説明する。
使用するのであり、即ち本発明では減容化された発泡ス
チロール粒（３〜１０ｍｍ径）を対象として説明する。
【００１３】成形用型枠を図１に従って説明する。底板
３’上に側面枠２’を載せて成形材料を充填した後、上
部スライド型枠１’を載せる構造を有する縦・横１６ｃ
ｍ、高さ５ｃｍの内容積を有する成形用型枠を作成し
た。これを用いて無圧及び低圧成形によって軽量成形体
及び複合材料を製造する。成形条件は、目的とする製品
の形状・数量・コスト等によって選択するのであり、充
填量、成形温度、成形圧力、及び成形時間の組合わせで
様々な組成の成形体を得ることが出来る。例えば、ニー
トレジンに近い成形品が欲しい場合は、成形温度を溶融
点近く（１９０〜２１０°Ｃ）に設定して、１ＭＰａの
圧力をかける。圧縮成形であるためサイクル時間はなが
くなるが、再度ペレットに戻して成形する無駄は省け
る。
３’上に側面枠２’を載せて成形材料を充填した後、上
部スライド型枠１’を載せる構造を有する縦・横１６ｃ
ｍ、高さ５ｃｍの内容積を有する成形用型枠を作成し
た。これを用いて無圧及び低圧成形によって軽量成形体
及び複合材料を製造する。成形条件は、目的とする製品
の形状・数量・コスト等によって選択するのであり、充
填量、成形温度、成形圧力、及び成形時間の組合わせで
様々な組成の成形体を得ることが出来る。例えば、ニー
トレジンに近い成形品が欲しい場合は、成形温度を溶融
点近く（１９０〜２１０°Ｃ）に設定して、１ＭＰａの
圧力をかける。圧縮成形であるためサイクル時間はなが
くなるが、再度ペレットに戻して成形する無駄は省け
る。
【００１４】本発明の特徴は発泡性を利用して軽量な材
料を安価に製造するのであり、成形温度は１３０〜１８
０°Ｃ、成形圧力は無圧に近い１ｋＰａ〜１ＭＰａと空
気圧で十分可能な成形条件であって、成形温度及び成形
時間の選択で自在に成形可能である。
料を安価に製造するのであり、成形温度は１３０〜１８
０°Ｃ、成形圧力は無圧に近い１ｋＰａ〜１ＭＰａと空
気圧で十分可能な成形条件であって、成形温度及び成形
時間の選択で自在に成形可能である。
【００１５】例えば、成形厚さ１５〜２０ｍｍの成形板
を製造する際、１５０°Ｃ×１ｋＰａ×３０分の条件で
密度０．５前後の軽量材を、１６０°Ｃ×１ｋＰａ×３
０分で密度０．６前後の軽量・低・中強度材を、１８０
°Ｃ×１ｋＰａ×３０分で密度０．６５前後の軽量・中
強度材を、１３０°Ｃ×０．５ＭＰａ×５分で密度０．
６、１５０°Ｃ×０．５ＭＰａ×２分で密度０．７、更
に１７０°Ｃ×０．５ＭＰａ×２分で密度０．８の夫々
れ軽量化材料が得られた。
を製造する際、１５０°Ｃ×１ｋＰａ×３０分の条件で
密度０．５前後の軽量材を、１６０°Ｃ×１ｋＰａ×３
０分で密度０．６前後の軽量・低・中強度材を、１８０
°Ｃ×１ｋＰａ×３０分で密度０．６５前後の軽量・中
強度材を、１３０°Ｃ×０．５ＭＰａ×５分で密度０．
６、１５０°Ｃ×０．５ＭＰａ×２分で密度０．７、更
に１７０°Ｃ×０．５ＭＰａ×２分で密度０．８の夫々
れ軽量化材料が得られた。
【００１６】共通した成形概念と成形体の構造について
図２及び図３によって説明する。図２は雌型２に所定量
の廃発泡スチロール減容化品４を装填し、スペーサー３
を介して雄型１で加熱圧縮して成形品５を製造する加工
工程を示す。
図２及び図３によって説明する。図２は雌型２に所定量
の廃発泡スチロール減容化品４を装填し、スペーサー３
を介して雄型１で加熱圧縮して成形品５を製造する加工
工程を示す。
【００１７】図３は図２に於ける成形品を拡大して示し
たもので、成形加工時廃発泡スチロール充填時上下に、
例えばガラス繊維織物等の補強用基材を配置してそのま
ま一体で加熱圧縮成形することによって表面層に繊維補
強層１１及び無発泡スチロールのスキン層１２が共存
し、内部には発泡層がコア１３として残留するサンドイ
ッチ型の複合材料が一体で得られる。
たもので、成形加工時廃発泡スチロール充填時上下に、
例えばガラス繊維織物等の補強用基材を配置してそのま
ま一体で加熱圧縮成形することによって表面層に繊維補
強層１１及び無発泡スチロールのスキン層１２が共存
し、内部には発泡層がコア１３として残留するサンドイ
ッチ型の複合材料が一体で得られる。
【００１８】この時、ポリエチレン等のプラスチックフ
ィルムを最外層に配置しておけば、表皮部分が他のプラ
スチック素材である複合材料が得られて、耐薬品性、耐
摩耗性、非接着性等の特性を付与することが出来る。
ィルムを最外層に配置しておけば、表皮部分が他のプラ
スチック素材である複合材料が得られて、耐薬品性、耐
摩耗性、非接着性等の特性を付与することが出来る。
【００１９】尚、成形温度及び圧力が高くなるにつれて
表面スキン層の形成厚さが増して、強度・弾性率が向上
するのであり、板厚が大きくなると、同一条件でも表面
スキン層と内部コア層の構成比率が変化するため、特性
は変化する。従って、夫々れの形状別に要求される特性
と成形条件を選択する必要がある。
表面スキン層の形成厚さが増して、強度・弾性率が向上
するのであり、板厚が大きくなると、同一条件でも表面
スキン層と内部コア層の構成比率が変化するため、特性
は変化する。従って、夫々れの形状別に要求される特性
と成形条件を選択する必要がある。
【００２０】次に、複合化について代表的な実施例を説
明する。板厚を１８ｍｍ前後とした成形体を得るものと
して、型枠低部に見掛け厚さ０．２５ｍｍ、目付け量２
００ｇ／ｍ２のガラスヤーン平織物を底面積全体に拡げ
て１枚置き、その上に発泡スチロールの減容化粒を高さ
３ｃｍ余充填する。
明する。板厚を１８ｍｍ前後とした成形体を得るものと
して、型枠低部に見掛け厚さ０．２５ｍｍ、目付け量２
００ｇ／ｍ２のガラスヤーン平織物を底面積全体に拡げ
て１枚置き、その上に発泡スチロールの減容化粒を高さ
３ｃｍ余充填する。
【００２１】その上に同じガラスクロスを１枚置いて、
上部スライド型枠を水平にはめ込み、１８０°Ｃ×１ｋ
Ｐａ×３０分の成形条件で成形した。これによって、上
下両面ガラス繊維強化サンドイッチパネル材が一体で形
成され、強度，剛性も１５０％以上向上した。
上部スライド型枠を水平にはめ込み、１８０°Ｃ×１ｋ
Ｐａ×３０分の成形条件で成形した。これによって、上
下両面ガラス繊維強化サンドイッチパネル材が一体で形
成され、強度，剛性も１５０％以上向上した。
【００２２】更に特性を向上させる場合は、ガラス繊維
層を増加させ、成形圧力を若干増大させる手段を併用す
ることによって、容易に実現可能である。又、ポリスチ
ロールは有機溶剤等の耐薬品性に劣るため、その対策と
しては前記ガラス繊維の代わりにポリエチレン或いはポ
リプロピレンフィルム等を用いて同様の成形を実施する
だけで表面特性を大きく変えることが出来る。又、両者
を併用することも可能である。
層を増加させ、成形圧力を若干増大させる手段を併用す
ることによって、容易に実現可能である。又、ポリスチ
ロールは有機溶剤等の耐薬品性に劣るため、その対策と
しては前記ガラス繊維の代わりにポリエチレン或いはポ
リプロピレンフィルム等を用いて同様の成形を実施する
だけで表面特性を大きく変えることが出来る。又、両者
を併用することも可能である。
【００２３】表１は代表的な実施例の機械的特性を示す
ものである。
ものである。
【００２４】表１
【００２５】３次元形状品の成形に際しては、複合化さ
せる素材を袋上に成形（プリフォーム化）しておき、所
定量の減容化発泡プラスチックをその中に充填して金型
内にセットし、そのまま低圧成形することも容易に可能
である。局部的に補強等が必要な場合も補強部材を別に
準備する段階で任意に設定可能である。
せる素材を袋上に成形（プリフォーム化）しておき、所
定量の減容化発泡プラスチックをその中に充填して金型
内にセットし、そのまま低圧成形することも容易に可能
である。局部的に補強等が必要な場合も補強部材を別に
準備する段階で任意に設定可能である。
【００２６】
【発明の効果】従来、繊維強化プラスチックス（ＦＲ
Ｐ）等の複合材料を成形する際、作業工数が掛かり、且
つ作業環境の劣悪な積層工程等を必要としてきたが、本
発明によれば減容化された粒を扱うだけで、クリーン且
つ高サイクル成形を可能とする廃棄物を最大限に利用す
ることの出来るものである。
Ｐ）等の複合材料を成形する際、作業工数が掛かり、且
つ作業環境の劣悪な積層工程等を必要としてきたが、本
発明によれば減容化された粒を扱うだけで、クリーン且
つ高サイクル成形を可能とする廃棄物を最大限に利用す
ることの出来るものである。
【００２７】そして、高い剛性と強度を要求される軽量
パネル、工場等で多用されている搬送用パレット、耐久
性の高い保温用小，中型容器、小型ローボート、水上浮
力体等の耐蝕用途製品、公園等の遊具・ベンチ・花壇・
柵等、又外装用のブロック・タイル、各種ボード類、更
に木材代替材料としても優れた特性を発揮し、且つリサ
イクル製品というイメージが全くしない新規製品として
の販売を可能とする。
パネル、工場等で多用されている搬送用パレット、耐久
性の高い保温用小，中型容器、小型ローボート、水上浮
力体等の耐蝕用途製品、公園等の遊具・ベンチ・花壇・
柵等、又外装用のブロック・タイル、各種ボード類、更
に木材代替材料としても優れた特性を発揮し、且つリサ
イクル製品というイメージが全くしない新規製品として
の販売を可能とする。
【図１】型枠の一例を示す断面図である。
【図２】熱プレス成形工程を示すものでＡは成形前の材
料充填状態から加熱、加圧に入る状態の断面説明図、Ｂ
は成形が完了した状態の断面説明図である。
料充填状態から加熱、加圧に入る状態の断面説明図、Ｂ
は成形が完了した状態の断面説明図である。
【図３】複合材料の断面説明図である。
１ 雄型 ２ 雌型 ３ スペーサー ４ 廃発泡プラスチックス減容化粒 ５ 成形品 １１ 補強用繊維層 １２ スキン層 １３ 内部コア層
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｋ 105:26 105:26 7310−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｗ (56)参考文献 特開 平４−108834（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−19033（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−71703（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−37135（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭47−19631（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭47−19874（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭46−38359（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 廃棄された発泡プラスチックス製品を破
砕後加熱減容化し、密度０．４〜０．８となしたものを
成形原料として、金型内に補強用繊維或いはプラスチッ
クスフィルム等の補強用或いは改質用の素材と共に充填
し、廃プラスチックスの軟化点以下の任意の成形温度及
び単位面積当り０．１ｋｇ／ｍｍ２以下のごく低い成形
圧力で圧縮成形することを特徴とする複合材料の製造方
法。 - 【請求項２】 ガラス繊維或いはポリエチレン又はポリ
プロピレンフィルムなどの複合される素材を袋状に成形
して金型内にセットし、減容化発泡プラスチックの粒状
体の成形原料をその中に充填して行われることを特徴と
する請求項１記載の複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11629593A JP2519649B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 廃発泡プラスチックスを原料とする複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11629593A JP2519649B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 廃発泡プラスチックスを原料とする複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285859A JPH06285859A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2519649B2 true JP2519649B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=14683495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11629593A Expired - Lifetime JP2519649B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 廃発泡プラスチックスを原料とする複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519649B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008070916A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Close The Loop Technologies Pty Ltd | Materials, systems and methods involving plastics material |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5319033A (en) * | 1976-08-05 | 1978-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | Fixing system for heat plate contact type |
| JPS5837135A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-04 | Nippon Steel Corp | 焼結鉱の製造方法 |
| JPH0471703A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-06 | Mitsubishi Materials Corp | リング状部材の圧延方法 |
| JPH04108834A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-09 | Hitachi Chem Co Ltd | 発泡スチロール再生成形品の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP11629593A patent/JP2519649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06285859A (ja) | 1994-10-11 |
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