JP4775877B2 - 廃棄プラスチックを利用した射出成形用材料、その製造方法、及びこの射出成形用材料を利用した成形品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、射出成形用材料に関し、特に、容器包装リサイクル法に基づいて家庭から排出されるプラスチックを利用した射出成形用材料、その製造方法、及びこの射出成形用材料を利用した成形品の製造方法に関するものである。
近年、工場等の事業所や家庭から排出されるゴミの量は増加の一途を辿っており、その処理については、各部署において困難を極めるようになってきている。また、容器包装リサイクル法の施行により、自治体から回収されたプラスチック類については、商品化が義務づけられている。
そこで、このような廃棄プラスチック(以下、単に廃プラということがある)を再利用したり、あるいは再生できるようにすることが種々提案されてきているのであり、そのための改質剤等も種々提案されてきている。
例えば、特許文献1には「再生樹脂組成物及びその再生方法」が、特許文献2には「プラスチック廃棄物の再生方法およびその装置」が、特許文献3には「プラスチックリサイクル用改質剤及びプラスチックマテリアルリサイクル方法」が、特許文献4には「相溶化剤、プラスチックリサイクル用改質剤、再生プラスチック材料及び成形体」が、特許文献5には「廃プラスチックの再利用方法」が、特許文献6には「熱可塑性廃プラスチック混合物のリサイクル原料製造及び利用法」が、そして特許文献7には「廃ペットボトルの資源化材料製造システム」がそれぞれ提案されている。
ところで、廃棄プラスチックといっても千差万別であり、例えばシート化された材料から製品を製造する場合には、その原材料である合成樹脂シートは均一な品質のものであるし、あるいは「ペットボトル」を回収すれば、ほぼ90%以上の純度のポリエチレンテレフタレート(PETまたはペット)が得られるから、これらの再生はし易い。また、廃棄プラスチックの処理を考慮して工業製品を製造することも考慮されており、そのような場合も、比較的純度の高い廃棄プラスチックが得られることになるため、再利用や再生は比較的し易い。このため、特に「PET(ペット)」については、特許文献3や特許文献7に、その再生や再資源化に関する技術が提案されている。
また、複数種類のものが混在している廃棄プラスチックであっても、生ゴミや土等のプラスチック以外のものを含んでおらず、プラスチックとしてある一定の均質化が保たれているものにおいては、特許文献2に示されているような処理方法や、特許文献5に示されているような方法によって鉱石用還元剤や固体燃料として使用することが可能であり、さらには、エポキシ樹脂を混合して透水ブロック材や軽量骨材を形成するといった特許文献6にて提案されているような技術もある。
ところが、上記の特許文献2、特許文献3、特許文献5、特許文献6及び特許文献7にて提案されている技術では、その出発原料である廃プラは、言わば原料としての条件がある程度整っているものであり、再生するにしろ、再資源化するにしろ、比較的容易に実施できるものと考えられる。
これに対して、近年増加の一途を辿っている「都市ゴミ」を考慮してみると、この都市ゴミの中には、紙類や生ゴミと混じった多種類のプラスチックが入っているだけでなく、この廃プラの都市ゴミ中に占める割合も近年では増加してきている。従って、この都市ゴミ中の廃プラを再利用あるいは再生することができれば、ゴミの減量は勿論、資源化にも相当大きな役割を果たすことになることが予想される。
このため、各自治体では、都市ゴミ原料のために種々な手段を講じているのであるが、自治体の中には、上述した容器包装リサイクル法に基づいて、都市ゴミ中のプラスチック類だけを分別回収して処理する手段を講じているところもある。つまり、自治体によっては、ゴミを排出する市民の協力を得る等して、ペットボトルやポリスチレン性トレー類を分別し、その残りのプラスチックを「その他のプラスチック」として分別回収して、この「その他のプラスチック」については、再商品化事業者によるペレット化等の処理を行うようにしているところもある。
また、現在のところ、単に「燃えるゴミ」と「燃えないゴミ」とに分けて処分している自治体もあるが、将来的には、上記「燃えるゴミ」中から再商品化できるプラスチック類を分別しなければならなくなってくると予測される。
以上の現状及び将来予測からすると、都市ゴミとして廃棄されたプラスチック類は、いずれ、その殆どが再資源化されると考えられ、その具体的手法が求められているのである。
以下では、分別されたプラスチックも、燃えるゴミ中に含まれているプラスチックも、再資源化を目的として分別されたものは、「都市ゴミ廃プラ」ということとする。
本発明者等は、この都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチック、つまり「都市ゴミ廃プラ」を再生あるいは再資源化するための研究を行ってきたところ、容器包装リサイクル法に基づいて回収されてきた都市ゴミ廃プラでも、複数種類のものが混在しているものであり、しかも、再利用できるプラスチックとしてある一定の均質化が保たれているものでもない現実を突き付けられたのである。つまり、都市ゴミ廃プラを再生あるいは再資源化しようとする場合には、上記の特許文献2、特許文献3、特許文献5、特許文献6及び特許文献7にて提案されている技術は、全く役に立たないことが判明したのである。
特開平5−4228号公報、要約、段落0004、0005、000 9、0010 特開2000−108125号公報、要約、 特開2001−72796号公報、要約、 特開2001−220473号公報、要約、実施例 特開2001−328118号公報、要約、 特開2002−036240号公報、要約、 特開2004−034674号公報、要約、
そこで、本発明者等が、都市ゴミ中の廃プラを更に詳しく調べてみたところ、次のある一定の特性があることに気付いたのである。
まず、本発明者等の検討によると、都市ゴミ廃プラは、一般家庭から排出されるものが殆どであるため、多種類の廃プラといっても、「ポリエチレン(以下、PEと略称する)」、「ポリスチレン(以下、PSと略称する)」、「ポリプロピレン(以下、PPと略称する)」、「ポリエチレンテレフタレート(PET)」、そして「塩化ビニール」の5種類によってその殆どが占められていることが判明した。
また、これらの5種類のものが混在している都市ゴミ廃プラについては、これを紙類等の他のゴミから選別して砕片化した後水洗し、これを水に漬けて比重の違いによる選別が行われている。この水を使用した選別によって、比重の重いPETと塩化ビニールが選別されることになり、残りは、PE、PS、PPの3種類となる。つまり、多種類の廃プラからなる都市ゴミ廃プラといっても、PE、PS、PPの3種類だけが含まれているものの入手経路が、既に確立されている。
そして、これらのPE、PS、及びPPのそれぞれの割合も、回収方法が異なるため、都市によって少しは異なるけれども、
PE=50〜70%
PS=5〜20%
PP=15〜30%
といったほぼ一定の割合に保たれていることも判明した。
このように、都市ゴミ廃プラの種類が特定されており、かつそれらの割合も一定である理由は、家庭から出される廃プラは、食品用トレーやパック容器、あるいは袋を構成していたフィルム等の包装材が殆どであり、これらの包装材の原料は、上記のプラスチックが殆どであるからと考えられる。
勿論、ペットボトルの材料であるPETや塩化ビニールは、これだけを分別して回収する手段も、またその再生手段も、前述した通り確立されているため、本発明者等は、ここでは考えなくてもよいとした。
そうであれば、都市ゴミ廃プラを再生あるいは再資源化するには、PE、PS、及びPPに着目すればよいことになるが、これらの複数種類の廃プラを同時に再生処理する場合に使えそうな技術としては、上述した特許文献1に「再生樹脂組成物」が、また特許文献4に「相溶化剤」に関する技術が提案されていた。
まず、特許文献4の「相溶化剤」は、その要約の記載からすると、
「複数のポリマーを相溶化させてポリマーアロイを得る上で有用な相溶化剤を提供する。プラスチックをリサイクルするに際して、プラスチックの物性を低下させないプラスチックリサイクル用改質剤を提供する」ことを目的としてなされたもので、「アイオノマー樹脂からなる相溶化剤。アイオノマー樹脂からなる相溶化剤を含むプラスチックリサイクル用改質剤。リサイクルすべきプラスチックに前記改質剤を配合して、再生プラスチックを得るプラスチックマテリアルリサイクル方法。前記相溶化剤及び/又は前記改質剤が配合されたプラスチック材料。前記改質剤が配合された再生プラスチック材料。前記プラスチック材料又は前記再生プラスチック材料から構成されたプラスチック成形体、特にガス機器用プラスチック部品」といった解決手段を有するものである。
この特許文献4の「相溶化剤」は、様々な場合の相溶化実験においてそれぞれ良結果が得られたことが記載されている。従って、この特許文献4の「相溶化剤」は、本発明者等が検討している都市ゴミ廃プラを再生または再資源化するのにあたって一つの有効手段となり得ることが予想される。
ところが、この特許文献4に記載されている内容について更に詳細に検討してみると、この文献4中の「相溶化剤」については、実施例1〜6における未使用のPEとPETとの相溶化実験、実施例7におけるPPとPSとの相溶化実験、実施例9〜11における使用済みのPEとPETとの相溶化実験、実施例12〜14における使用済みのPPとPETとの相溶化実験においての、つまり「2種類」の廃プラを出発原料とする場合の実験についての結果は記載されているが、「PE、PS、PPの3種類の廃プラ」を出発原料とする事実がないため、果たしてそのまま使用できるか否かは不明のままとなっているものである。
一方、特許文献1に記載されている発明は、「廃プラスチックスに改質剤を加え、耐衝撃性、曲げ弾性、外観等の成形材料として優れた物性を備え、自動車部品や電気・電子部品として利用できる再生樹脂組成物を提供すること、及びその再生方法を提供すること」を目的としてなされたものであり、「1種以上の成分からなる廃プラスチックスと、互いに性質の異なる2種の重合体成分からなり、一方の重合体成分が他方の重合体成分中に所定の粒子径にて分散し、少なくとも一方の重合体が官能基を有し、かつ両重合体が化学的に結合している多層構造体、即ちグラフト共重合体やブロック共重合体とを所定温度で溶融混練することからなる」といった構成を有したものである。
そして、この特許文献1の段落0004〜0005には、「複数の成分からなる廃プラスチックをポリマーアロイ化することにより再生利用することが検討されている。しかし、一般に性質の異なる複数のポリマーを単純に混ぜただけではマクロに相分離してしまい、成形材料として使用しうる耐衝撃性、曲げ弾性、外観等の良好な物性を有する再生樹脂組成物は得られない。特に廃プラスチックは劣化により物性が低下しているため、ポリマーアロイによって再生利用することは難しいという問題点があった」としながら、「本発明者はこれらの問題を解決するため鋭意研究した結果、1種以上の廃プラスチツクスに特定の改質剤を溶融混合することにより、再生された樹脂組成物の物性が著しく向上することを見出し本発明を完成するに至った」としているものである。
この「特定の改質剤」をどのようなものに構成するかは、特許文献4の発明も問題としているところであるが、特許文献1の段落0010では、「改質剤とは、互いに性質の異なる、例えば性質の相反する2種の重合体、官能基を含有する共重合体、互いに性質の異なる、例えば性質の相反する2種の重合体成分からなり、一方の重合体成分が他方の重合体成分中に粒子径0.001〜10μmにて分散し、少なくとも一方の重合体が廃プラスチックと反応性または相溶性を示し、かつ両重合体が化学的に結合している多相構造体、及び多官能性化合物等を挙げることができる。また、これらの改質剤は組合わせて用いることもできる」としているものである。
しかしながら、この特許文献1中の「改質剤」は、その定義が非常に抽象的なものであるだけでなく、当該文献1の「表2」に示されている実施例をみると、対象としている廃プラは、PP、PS、あるいはABS単独であり、この特許文献1中の「改質剤」が「PE、PS、PPの3種類の廃プラ」を出発原料とする場合にも利用できるものであるか否かは非常に疑問である。
勿論、当該特許文献1の発明者が指摘している「性質の異なる複数のポリマーを単純に混ぜただけではマクロに相分離してしまい、成形材料として使用しうる耐衝撃性、曲げ弾性、外観等の良好な物性を有する再生樹脂組成物は得られない。特に廃プラスチックは劣化により物性が低下しているため、ポリマーアロイによって再生利用することは難しいという問題点がある」という点に関しては、本発明者等も、出発原料を「PE、PS、PPの3種類の廃プラ」とする再生材料を検討している中で実感しているところであるが、この検討において、特許文献1の「改質剤」も特許文献4の「相溶化剤」もそのまま実際には使用できないことが段々と判明してきた。
そこで、発明者等が更に検討を重ねたところ、出発原料を「PE、PS、PPの3種類の廃プラ」として再生材料を開発するとき、「何」を製造するための再生材料とするかが重要なカギであることに気付いたのである。つまり、廃プラを原料とした再生材料は、所謂バージン材料に較べて種々な物性において劣るものとなることが当然予測できるのであるから、許容できる劣化物性でもよい商品は何か、について検討をした結果、現在も大量に使用されている合成樹脂性の「ゴミ箱」、「コンテナ」、「かご」、「キャリー」あるいは「パレット」等が対象物として最適であることに思い至ったのである。
つまり、合成樹脂性の「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等は、路上やコンクリート床面上に置いたり、機械で運搬したりするものであるから、十分な耐衝撃性や曲げ弾性は必要であるが、「美しく仕上がったもの」である必要はそれ程ないものである。従って、これらの「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等は、「外観」を良好なものにする必要性は少なく、むしろ大型化されたものが必要とされていることから、都市ゴミ廃プラを大量に消費できる可能性があると考えられる。
この点、特許文献1の発明者は、当該文献1の段落0004で述べているように、「外観等の良好な物性を有する」ものを考えているため、表2に示された実施例のように、一種類の廃プラしか対象とすることができない、と考えられる。それだけでなく、特許文献1の発明者等は、特許文献1の段落0009で、「一般廃棄物とは一般家庭から出される廃棄物すべてであり、具体的には産業系廃棄物と同様のものを挙げることができる。さらに産業系廃棄物と、一般廃棄物とが混合していても構わない」と定義しているが、本発明者等が知見した「都市ゴミ廃プラの種類と割合」(上記段落0014の記載参照)については、全く検討を行っていないため、特許文献1の表2に示された実験しかできなかったと考えられる。
そこで、本発明者等は、都市ゴミの中に含まれている廃プラの再生及び再資源化を果たすにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、
(1)都市ゴミ廃プラの種類と割合は略一定している
(2)この都市ゴミ廃プラを再生材料とするにあたって、これによって製造すべき製品は、大型なもので、外観を気にせずに使用される「コンテナ」、あるいは「パレット」、あるいは環境商品をイメージする「ゴミ箱」等とすればよい
(3)従って、都市ゴミ廃プラから再生された材料の物性中では、「美観」に関する点は無視すればよい
(4)ただし、十分な耐衝撃性や曲げ弾性は必要であるが、具体的には、
JIS K7171に基づく曲げ弾性率
900MPa以上
JIS K7110に基づくアイゾット衝撃値
9.0kj/m2以上
であれば十分である
という結論に達し、本発明を完成したのである。
すなわち、本発明の目的とするところは、都市ゴミ廃プラを出発原料として、「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等を製造するに適した射出成形用材料、その製造方法、及びこの射出成形用材料を利用した成形品の製造方法を提供することにある。
以上の課題を解決するために、まず、請求項1に係る発明の採った手段は、
(イ)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化した無改質都市ゴミ廃プラと、
(ロ)この無改質都市ゴミ廃プラ100重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合した改質都市ゴミ廃プラとからなり、
(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練して得られる射出成形用材料」
である。
ここで、使用すべき都市ゴミ廃プラとしては、都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチック、特に容器包装リサイクル法に基づいて回収されたプラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いて得られるものとする必要がある。その理由は、本発明が目的としている射出成形用材料を、次に述べる相溶化剤、フィラー、及び架橋剤の添加によって得るには、原材料であるこの都市ゴミ廃プラを、PE、PS、PPの3種類の廃プラからなるものに特化する必要があるからである。
この都市ゴミ廃プラの特化は、都市ゴミ廃プラを細片化した後に、水を利用した分別により確立されていることは、上述した通りである。また、この都市ゴミ廃プラを構成しているPE、PS、PPの3種類の廃プラの割合は、ほぼ一定していることも、前述した通りである。
以上のように特化した都市ゴミ廃プラはペレット化されるのであるが、このペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)と、この無改質都市ゴミ廃プラ(イ)に、相溶化剤、フィラー、及び架橋剤とを添加混合して混練することにより、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を得るのであるが、その場合、この改質都市ゴミ廃プラ(ロ)が、その100重量部に対して、相溶化剤が3〜10重量部、フィラーが5〜30重量部、及び架橋剤が0.01〜0.1重量部含まれている必要がある。
何故なら、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)に、相溶化剤、フィラー、及び架橋剤とを添加混合して混練することにより得られた改質都市ゴミ廃プラ(ロ)は、相溶化剤、フィラー、及び架橋剤とを剤とフィラーとの混合割合が異なっていても、これらの相溶化剤とフィラーとが混合あるいは混練されていない無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を射出成形時に追加することによって、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)100重量部に対して、相溶化剤が3〜10重量部、フィラーが5〜30重量部、及び架橋剤が0.01〜0.1重量部含まれていることになれば、目的としている相溶化状態が確保でき、目的としている物性を有する製品の成形が可能だからである。
上記の相溶化剤を無改質都市ゴミ廃プラ(イ)に添加する必要があるのは、PE、PS、PPの3種類の廃プラを相溶化させて、本発明に係る射出成形用材料を利用して成形した製品について、必要なアイゾット衝撃値が得られるようにするためであり、フィラーを添加する必要があるのは、本発明に係る射出成形用材料を利用して成形した製品について、必要な曲げ弾性率が得られるようにするためである。そして、架橋剤を添加する必要があるのは、上述した相溶化剤の、都市ゴミ廃プラを構成している各合成樹脂との相溶化作用を促進させるためである。
相溶化剤としては、特許文献1や特許文献4に記載されているものであってもよいが、以下に示す最良形態のものでは、PE、PS、PPの3種類の廃プラの十分な相溶化を果たすために、次式で一般化される、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーを採用した。
Figure 0004775877
この相溶化剤中のスチレン系構造はPSとの相溶性を、またエチレン系構造はPP及びPEとの相溶性を向上させるものであり、また上記式1で一般化して示される相溶化剤そのものがエラストマー的物性を有するから、PE、PS、PPの3種類の廃プラの互いの相溶化が果たされるのである。
この相溶化剤は、上記無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して、3〜10重量部添加する必要があるが、その理由は、この相溶化剤が3重量部未満であると相溶化効果が小さくて製品化したときに十分なアイゾット衝撃強度が得られないからであり、また、相溶化剤が10重量部を越えると過剰な反応が起こって上述したアイゾット衝撃値が大きくなり過ぎ、逆に曲げ弾性率が小さくなって好ましくないからである。
一方、フィラーとしては、粉粒状、平板状、鱗片状、針状、球状または中空状および繊維状等の、種々なものが採用されるが、タルク及び炭酸カルシウムからなるものである。
なお、粉粒状のフィラーとしては、炭酸カルシウム、珪藻土、アルミナ、珪砂、ガラス砂、酸化鉄、金属粉、グラファイト、炭化珪素、窒素珪素、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、カーボンブラックが、平板状もしくは麟片状のフィラーとしては、タルク、雲母、ガラス板、セリサイト、パイロフィライト、アルミフレーク等の金属箔、黒鉛等が、中空状のフィラーとしては、シラスバルーン、金属バルーン、ガラスバルーン、軽石等が、そして鉱物繊維としてのフィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ウィスカー、金属繊維、シリコンカーバイト繊維、アスベスト、ウオストナイト等の例を挙げることができる。
また、これらのフィラーの表面は、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸またはそれらの金属塩、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスまたはそれらの変性物、有機シラン、有機ボラン、有機チタネート等を使用して表面処理を施すことが好ましい。
炭酸カルシウムは、粒度の小さい球状のものとすることにより、都市ゴミ廃プラや相溶化剤の隙間を充填するものとして使用できるものであり、アイゾット衝撃値を高めるものと考えられる。一方、タルクは、通常平板状のものであることが知られているものであり、完成後の射出成形用材料内に存在することによって、曲げ弾性率を高める物として作用すると考えられる。
従って、この請求項1の射出成形用材料は、フィラーの機能をより一層良好なものとすることができて、当該射出成形用材料から製造した製品の物性を要求される値により容易に近づけることができる。
また、この請求項1の射出成形用材料については、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成するにあたって、上記無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して、架橋剤が、0.01〜0.1重量部添加される。
この架橋剤の、後述する最良形態で使用しているものは、次の化2で示される化学式で表されるα、α′−ビス(t−ブチルベルオキシ)−m−ジイソプロピルベンゼンを約40%と、残部の不活性充填剤とからなるものであり、天然ゴムや合成ゴムの加硫剤、あるいはポリエチレン等の各種ポリマーの架橋剤として広く使用されているものである。
Figure 0004775877
この架橋剤は、上述した相溶化剤が都市ゴミ廃プラを構成している各PE、PP、PSとの相溶化を促進する作用を果たすものであり、射出成形用材料として完成されたものの相溶化状態をより一層十分にするものである。
この架橋剤は、都市ゴミ廃プラの100重量部に対して、0.01〜0.1重量部の範囲で添加されることが必要であるが、その理由は、この架橋剤が0.01重量部以下であると十分な架橋が行えないからであり、これに対して、この架橋剤が0.1重量部よりも多くてもそれ以上の架橋効果が得られないだけでなく、当該射出成形用材料から製造された製品に必要な曲げ弾性率やアイゾット衝撃値を付与することができなくなるからである。
本発明の射出成形用材料は、次に述べる請求項2に係る発明のように、都市ゴミ廃プラ、架橋剤、相溶化剤およびフィラーを、温度150〜230℃の範囲で溶融して混合する、つまり混練することによって製造される。混練する方法としては、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、単軸押出機、二軸押出機、ミキシングロール等の通例用いられる混練機により行うことができる。
本発明に係る射出成形用材料を製造するにあたっては、発明の要旨を逸脱しない範囲において、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの無機難燃剤、ハロゲン系、リン系などの有機難燃剤、木粉などの有機の充填剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、カップリング剤、分散剤、発泡剤、架橋剤、着色剤等の添加剤を添加しても差し支えない。
以上のような本発明に係る射出成形用材料は、これを材料として「ゴミ箱」、「コンテナ」、「かご」、「キャリー」あるいは「パレット」等を射出成形することができるのであり、完成された「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等は、その使用をするにあたって必要な曲げ弾性率及びアイゾット衝撃値を有したものとすることができた。
さて、上記課題を解決するために、請求項2に係る発明の採った手段は、
「都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、次の各工程を経て射出成形用材料を形成する方法。
(1)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化して無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する工程;
(2)上記工程でペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して、
スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を、3〜10重量部、
タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを、5〜30重量部、及び、
架橋剤を、0.01〜0.1重量部
を、それぞれ添加して混合する工程;
(3)この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練して改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成する工程;
並びに、
4)無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を50〜70重量部と、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練する工程」
である。
すなわち、この請求項2に係る製造方法は、請求項1に係る射出成形用材料を製造するためのものであり、まず工程(1)で、都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、ポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いて得られるものをペレット化して、改質されていない都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する必要がある。この無改質都市ゴミ廃プラ(イ)は、リサイクルセンター等において現在行われているように、回収プラスチックを粉砕加工し、水に分散させてポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除去することにより簡単に形成される。また、この無改質都市ゴミ廃プラ(イ)は、PE、PS、PPの3種類のものからなっていることは、前述した通りである。
工程(2)においては、上記工程(1)で形成した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を、0.01〜0.1重量部、それぞれ添加して混合する必要がある。その理由は、請求項1の説明で述べた通り、完成された射出成形用材料を程良く相溶化する必要があるからであり、射出成形用材料を材料として射出成形した製品に対して、必要な曲げ弾性率とアイゾット衝撃値とを付与する必要があるからである。また、架橋剤を添加することによって、ウエルド強度を高める、つまり射出成形するときの流動性を高め、さらに相溶化を図ることが予測できたためである。
工程(3)においては、上記の工程(2)で形成された混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練する必要がある。十分な相溶化がなされた改質都市ゴミ廃プラ(ロ)とするためである。
そして、工程(4)において、上記無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を50〜70重量部と、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練する必要がある。
従って、この請求項5に係る射出成形用材料の製造方法によれば、請求項1の射出成形用材料を、通常の装置を使用して製造することができるのである。
この請求項2に記載の射出成形用材料の製造方法では、上記の通り、
「前記混合物内に、架橋剤を、0.01〜0.1重量部さらに添加する工程を含めたこと」
とすることが必要である。その理由は、射出成形用材料の相溶化をより一層十分なものとするためである。
さらに、この請求項2に係る製造方法では、上記のように、
「前記フィラーは、タルク及び炭酸カルシウムからなるものであること」
が必要であるが、その理由は、フィラーによって製品の物性を高めることのできる射出成形用材料を製造するためである。
さらに、上記課題を解決するために、請求項3に係る発明の採った手段は、
(イ)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化した無改質都市ゴミ廃プラと、
(ロ)この無改質都市ゴミ廃プラ50重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合して、これをペレット化した改質都市ゴミ廃プラと、からなり、
(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練して得られる射出成形用材料であって、
この射出成形用材料を利用して射出成形された製品の次の物性を、
JIS K7171に基づく曲げ弾性率 900MPa以上
JIS K7110に基づくアイゾット衝撃値 9.0kj/m 2 以上
とし得るようにしたことを特徴とする射出成形用材料」
である。
この請求項3に係る射出成形材料は、請求項1に係るそれに比して、
(ロ)の改質都市ゴミ廃プラが、前記無改質都市ゴミ廃プラ(イ)の50重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合して、これをペレット化したものであること
射出成形用材料を利用して射出成形された製品の、JIS K7171に基づく曲げ弾性率を900MPa以上とし、JIS K7110に基づくアイゾット衝撃値を9.0kj/m 2 以上とし得るようにしたこと
の2点が異なるものである。
すなわち、この請求項3の射出成形用材料は、これによって「ゴミ箱」、「コンテナ」、「かご」、「キャリー」あるいは「パレット」等の製品を射出成形したとき、この製品の曲げ弾性率が900MPa以上で、かつ、アイゾット衝撃値が9.0kj/m2以上となるようにしたものである。
本発明に係る射出成形用材料から射出成形した製品の曲げ弾性率が900MPa以上で、かつ、アイゾット衝撃値が9.0kj/m2以上であるということは、その製品の剛性が必要以上あり、しかも、この製品が何かにぶつかったとしても簡単に割れたり壊れたりしないものとなる、ということを意味している。
以上のように、本発明に係る射出成形用材料から射出成形した製品の曲げ弾性率が900MPa以上で、かつ、アイゾット衝撃値が9.0kj/m2以上となるようにするには、前提となっている都市ゴミ廃プラを使用することは当然として、これに相溶化剤やフィラー、そして架橋剤を、前述した範囲内で適宜添加して混練すればよいものである。
従って、この請求項3の射出成形用材料によれば、これを材料として射出成形した「ゴミ箱」、「コンテナ」、「かご」、「キャリー」あるいは「パレット」等の製品を、剛性が高くて破損しにくいものとすることができるのである。
上記課題を解決するために、請求項4に係る発明の採った手段は、
都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、次の(1)〜(4)の各工程を経て得られた射出成形用材料を使用する、射出成形品の成形方法。
「(1)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化して無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する工程;
(2)上記工程でペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)の50重量部に対して、
スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を、3〜10重量部、
タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを、5〜30重量部、
及び、
架橋剤を、0.01〜0.1重量部
を、それぞれ添加して混合する工程;
(3)この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練し、ペレット化して改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成する工程:
並びに、
(4)上記(1)の工程で得られた(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、上記(3)の工程で得られた(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるように混合し、これを射出成形機に掛けて前記射出成形品の射出成形を行う工程」
である。
この請求項4に係る発明は、上述してきた射出成形用材料を利用して製品を成形する方法に関するものであり、この成形方法での実質的な部分、つまり射出成形用材料を製造する部分は、上記請求項2のそれと同様となっているものである。この製品の成形方法で重要なことは、第一に、(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50重量部に対して、相溶化剤を3〜10重量部、フィラーを5〜30、架橋剤を、0.01〜0.1重量部重量部それぞれ添加して混合し、この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練して、ペレット化された改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成することであり、第二に、このようにして得られた(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、上記(3)の工程で得られた(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるように混合し、これを射出成形機に掛けて前記射出成形品の射出成形を行うことである。
このようにすることによって、混練のための熱エネルギーを省略することができるため、結果的にコスト低減が図られた製品を射出成形することができるのである。このようなコスト低減が図れるのは、上述したようにすることによって、射出成形機においても行われている混練作業を有効に利用できるからである。
何故なら、射出成形機に掛ける直前に、(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、上記(3)の工程で得られた(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようになるように混合し、これを射出成形機に掛けて前記射出成形品の射出成形を行うということは、これらの混練を射出成形機においてだけ行うということになり、射出成形用材料を製造する段階で混ぜ物のない無改質都市ゴミ廃プラ(イ)50重量部分の混練は行わないということになるからである。そうでないと、改質していない都市ゴミ廃プラ(イ)の50重量部分の混練が、射出成形機による成形前にも行われることになるが、そのためには、加工時間の短縮が必要であり、かつ溶融して混練するための熱エネルギーも必要になる。この点、この請求項4に係る成形品の成形方法では、改質していない都市ゴミ廃プラ(イ)50重量部分の混練を効率的に行えるのである。
従って、この請求項4の成形品の製造方法によれば、成形品の成形を効率的に行うことができて、成形品のコスト低減を図ることができるのである。
以上詳述した通り、請求項1または請項3に係る発明においては、
(イ)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化した無改質都市ゴミ廃プラと、
(ロ)この無改質都市ゴミ廃プラ100重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合した改質都市ゴミ廃プラと、からなり、
(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練して得られる射出成形用材料」
または、
(イ)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化した無改質都市ゴミ廃プラと、
(ロ)この無改質都市ゴミ廃プラ50重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合して、これをペレット化した改質都市ゴミ廃プラと、からなり、
(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練して得られる射出成形用材料であって、
この射出成形用材料を利用して射出成形された製品の次の物性を、
JIS K7171に基づく曲げ弾性率 900MPa以上
JIS K7110に基づくアイゾット衝撃値 9.0kj/m 2 以上
とし得るようにしたことを特徴とする射出成形用材料」
にその構成上の特徴があり、これにより、都市ゴミ廃プラを出発原料として、「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等を製造するに適した射出成形用材料を提供することができるのである。
また、請求項2または請求項4に係る発明においては、
「都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、次の各工程を経て射出成形用材料を形成する方法。
(1)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化して無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する工程;
(2)上記工程でペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して、
スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を、3〜10重量部、
タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを、5〜30重量部、
及び、
架橋剤を、0.01〜0.1重量部
を、それぞれ添加して混合する工程;
(3)この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練して改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成する工程;
並びに、
4)無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を50〜70重量部と、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練する工程」
または、
「都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、次の(1)〜(4)の各工程を経て得られた射出成形用材料を使用する、射出成形品の成形方法。
(1)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化して無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する工程;
(2)上記工程でペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)の50重量部に対して、
スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を、3〜10重量部、
タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを、5〜30重量部、
及び、
架橋剤を、0.01〜0.1重量部
を、それぞれ添加して混合する工程;
(3)この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練し、ペレット化して改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成する工程;
並びに、
(4)上記(1)の工程で得られた(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、上記(3)の工程で得られた(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるように混合し、これを射出成形機に掛けて前記射出成形品の射出成形を行う工程」
にその構成上の特徴があり、これにより、都市ゴミ廃プラを出発原料として、「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等の製品に適した射出成形用材料を提供することができ、または、都市ゴミ廃プラを出発原料とした「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等の射出成形品を製造することができるのである。
また、請求項1〜請求項3に係る発明においては、材料廃プラとして、PE、PP及びPSからなる所謂都市ゴミ廃プラをペレット化した「無改質廃棄プラスチック」(イ)と、この無改質廃棄プラスチックに相溶化剤、フィラー、架橋剤を添加して混合した「改質廃棄プラスチック」(ロ)とからなるようにしたから、回収業者から容易に入手できる都市ゴミ廃プラを利用することができるし、相溶化剤を、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーとしたから、PE、PS、PPの3種類の廃プラの十分な相溶化を果たすことができる。そして、架橋剤を、無改質都市ゴミ廃プラ100重量部に対して、0.01〜0.1重量部添加するようにしたから、ウエルド強度を高める、つまり射出成形するときの流動性を高めることができて、PE、PS、PPの3種類の廃プラの十分な相溶化を図ることができるのである。
特に、請求項4に係る射出成形品の製造方法においては、(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、上記(3)の工程で得られた(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようになるように混合し、これを射出成形機に掛けて前記射出成形品の射出成形を行うようにして、射出成形機においても行われている混練作業を有効に利用できるようにしているから、混練のための熱エネルギーを省略することができ、結果的にコスト低減が図られた製品を射出成形することができるのである。
次に、以上のように構成した各請求項に係る発明を、発明者等が行った比較実験を含めた実施例に従って以下に説明する。
まず、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)であるが、容器リサイクル法に対応して回収されている都市ゴミ(プラスチックゴミ)の中でオレフィン系のものを選別してペレット化したものを採用した。この無改質都市ゴミ廃プラ(イ)は、都市ゴミの中から廃プラだけを取りだして細片化し、これを水洗浄して水に浮くものだけを選別してからペレット化したものである。従って、この無改質都市ゴミ廃プラ(イ)中には、水に沈むPETや塩化ビニールは殆ど含まれてはおらず、この無改質都市ゴミ廃プラ(イ)は、PE、PP、及び(除去できなかった)PSからなっているものである。そして、このような無改質都市ゴミ廃プラ(イ)は、回収業者から容易に入手できるものとなっている。
また、得ようとしている射出成形用材料から、「ゴミ箱」、「コンテナ」、「かご」、「キャリー」あるいは「パレット」等を射出成形することに決定したのであるが、これらは、十分な耐衝撃性や曲げ弾性は必要であるが、「美しく仕上がったもの」である必要はそれ程ないからであり、廃プラを原料とした再生材料は、所謂バージン材料に較べて種々な物性において劣るものとなることが当然予測できたからである。
そして、これらの「ゴミ箱」、「コンテナ」、あるいは「パレット」等は、これを本発明に係る射出成形用材料から射出成形した場合に、その使用の態様からすると、最低限、次の物性を備えている必要がある。
JIS K7171に基づく曲げ弾性率…900MPa以上
JIS K7110に基づくアイゾット衝撃値…9.0kj/m2以上
出願人の決定方法によるウエルド強度…13.0MPa以上
「外観」を良好なものにする必要性…なし
出願人の決定方法によるウエルド強度は、射出成形時にどれだけの流動性と相溶性が必要かを示すものであり、射出成形したときに互いに接合し合う部分(ウエルド部分)での剥離強度の測定、という手段によって測定できるものである。
さて、この実施例における射出成形用材料では、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)に相溶化剤とフィラーとを添加し、また必要に応じて架橋剤を添加するのであるが、相溶化剤としては、特許文献1や特許文献4に記載されているものであってもよいが、本実施例のものでは、PE、PS、PPの3種類の廃プラの十分な相溶化を果たすために、上述した式1で一般化される、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーを採用した。この相溶化剤中のスチレン系構造はPSとの相溶性を、またエチレン系構造はPP及びPEとの相溶性を向上させるものであり、また上記式1で一般化して示される相溶化剤そのものがエラストマー的物性を有して、PE、PS、PPの3種類の廃プラの互いの相溶化が果たされるからである。
以上の相溶化剤のみを無改質都市ゴミ廃プラ(イ)に添加したときのそれぞれの物性を比較試験してみたところ、次の表1で示され結果が得られた。
Figure 0004775877
この表1から分かることは、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)中に相溶化剤を入れれば入れる程、アイゾット衝撃値は向上するが、曲げ弾性率が小さくなり、相溶化剤の添加量は、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して5重量部程度がよいことが分かる。ただし、ウエルド強度については、出願人が意図している値より少し低いので、この改善を行う必要があった。
ウエルド強度を高める、つまり射出成形するときの流動性を高め、さらに相溶化を図るためには、架橋剤を添加すると良いことが予測できたため、発明者等は、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)と相溶化剤との量を変えないで、架橋剤を添加していったらどうなるかを実験してみたところ、次の表2に示したような結果が得られた。
Figure 0004775877
この表2の結果からすると、架橋剤を少しずつ加えていくと、ウエルド強度が目標値に近づき、しかもアイゾット衝撃値も少し向上し、架橋剤の最適添加量は、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して0.05重量部であることが分かった。ただし、架橋剤を加え過ぎると、アイゾット衝撃値は逆に下がりはじめ、曲げ弾性率も低下することも分かった。
以上により、架橋剤の添加量が増えるにつれて、流動性やウェルド強度は向上し、曲げ弾性率は低下する。アイゾット衝撃値に関しては架橋剤を0.05phr添加したとき最もよい結果となった。ここで、アイゾット衝撃値に関しては架橋剤の添加量の増加に伴い向上していくわけではなく0.10phrの添加でまた低下している。このことから無改質都市ゴミ廃プラ(イ):相溶化剤:架橋剤=100:5:0.05は、最もバランスのよい配合である可能性が高い。よって、無改質都市ゴミ廃プラ(イ):相溶化剤:架橋剤=100:10:0.1の配合で練り込んだものを『改質都市ゴミ廃プラ(ロ)』とし、これに無添加の無改質都市ゴミ廃プラ(イ)をさらにブレンドした。無添加の無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を改質都市ゴミ廃プラ(ロ)にブレンドすることによる材料中の相溶化剤と架橋剤の割合を表3に示す。
Figure 0004775877
この表3中において、「都市ごみ100」は無改質都市ゴミ廃プラ(イ)だけを100重量部使用したことを意味し、「都市ごみ改質材100」は、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に、右側()内に示す重量部の相溶化剤や架橋剤を添加したこと(以下、全ルーダーという)を意味している。また、「都市ごみ」が「50」で「都市ごみ改質材」が「50」ということは、純粋な無改質都市ゴミ廃プラ(イ)50重量部と、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)50重量部に、右側()内に示す重量部の相溶化剤や架橋剤を添加して形成した「改質都市ゴミ改質材(ロ)」を添加したこと(以下、部分ルーダーという)を意味しているものである。
以上の結果、材料が同じ配合となる場合は、アイゾット衝撃値に多少の差が見られるが、その他の物性値はほぼ同じ物性値を示すことがわかる。原因の一つとして、全ルーダーと部分ルーダーによる各種添加物の分散性の違いが考えられる。また、配合の違いによる流動性やウェルド強度には大きな違いはみられない。さらに、無改質都市ゴミ廃プラ(イ)は曲げ弾性率、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)はアイゾット衝撃値が良好な材料であるため、当然のことながら、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)のブレンド量の増加に伴い、曲げ弾性率の低下とアイゾットの向上がみられる。
射出成形した製品の物性値のバランスを考えると、曲げ弾性率760MPa、アイゾット衝撃値12.7kj/m2を示した例、つまり、無改質都市ゴミ廃プラ(イ):改質都市ゴミ廃プラ(ロ)=50:50の場合が最もよいと言えるが、曲げ弾性率770MPaでは実用化は難しい。
曲げ弾性率の改善方法の1つとして、材料へのフィラー、例えばタルクのブレンドが考えられる。しかしながら、タルクのブレンドは曲げ弾性率を改善する一方で耐衝撃性の低下を招く可能性が高い。そこで、本グループでは、タルクと炭酸カルシウム(以下炭カル)をブレンドしたフィラーの適用を試みた。炭カルは、耐衝撃性を向上させる機能を有するため、これを使用すれば、タルクのブレンドによって曲げ弾性率を改善しつつ、アイゾット衝撃値の低下を防ぐこと、あるいは改善をもできる可能性がある。
フィラーとして、まず、タルク/炭カル=50/50(wt%)で複合化したものと、タルク/炭カル=75/25(wt%)で複合化したものとを用意した。この場合、タルク、炭カルの平均粒子径がそれぞれ3.2、0.2μmと一般のフィラーと比べて細かくなったものを採用した。細かい粒度のものを使用した理由としては、分散性の向上を期待したからである。
Figure 0004775877
この表4からすると、タルク/炭カル=50/50(wt%)場合は、曲げ弾性率とアイゾット衝撃値は改善できたものの曲げ弾性率に関してはまだ問題が残る結果となった。タルク/炭カル=75/25(wt%)を採用したときの曲げ弾性率は、タルク/炭カル=50/50(wt%)を採用したときと比べて、低下が少ない。これはタルクによる改善効果であると言える。アイゾット衝撃値に関しては、タルク/炭カル=75/25(wt%)としたフィラーよりも50/50とした場合のほうが良好な結果を示しているが、これもやはり炭カルによる効果であると思われる。
そこで、フィラーとして、タルク/炭カル=75/25(wt%)を採用して、無改質の都市ゴミ廃プラ(イ)、上記表3に示す改質を行った都市ゴミ廃プラ(ロ)、及びこれらの割合を変えたものの各試験を行ったところ、次の表5に示す結果が得られた。
Figure 0004775877
表5で示した試験で、曲げ弾性率とアイゾット衝撃値のバランスが最もよかったのは、無改質都市ゴミ廃プラ(イ):改質した都市ゴミ廃プラ(ロ)=50:50の場合で、その物性値は曲げ弾性率920MPa、アイゾット衝撃値12.6kj/m2を示した。改質都市ゴミ廃プラ(ロ)だけを使用した場合と比較すると、アイゾット衝撃値は3.0kj/m2低下したが曲げ弾性率が80MPa向上した。アイゾット衝撃値の12.6kj/m2という数値は、出願人の一般のコンテナあるいはパレット基準を充分に満たす数値であり、さらに曲げ弾性率が向上したことで実用化の目処が立ったのである。

Claims (4)

  1. (イ)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化した無改質都市ゴミ廃プラと、
    (ロ)この無改質都市ゴミ廃プラ100重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合した改質都市ゴミ廃プラと、からなり、
    (イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練して得られる射出成形用材料。
  2. 都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、次の各工程を経て射出成形用材料を形成する方法。
    (1)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化して無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する工程;
    (2)上記工程でペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)100重量部に対して、
    スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を、3〜10重量部、
    タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを、5〜30重量部、
    及び、
    架橋剤を、0.01〜0.1重量部
    を、それぞれ添加して混合する工程;
    (3)この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練して改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成する工程;
    並びに、
    4)無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を50〜70重量部と、改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練する工程。
  3. (イ)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化した無改質都市ゴミ廃プラと、
    (ロ)この無改質都市ゴミ廃プラ50重量部に対して、スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を3〜10重量部、タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを5〜30重量部、架橋剤を0.01〜0.1重量部を添加して混合して、これをペレット化した改質都市ゴミ廃プラと、からなり、
    (イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるようにしてから混練して得られる射出成形用材料であって、
    この射出成形用材料を利用して射出成形された製品の次の物性を、
    JIS K7171に基づく曲げ弾性率 900MPa以上
    JIS K7110に基づくアイゾット衝撃値 9.0kj/m 2 以上
    とし得るようにしたことを特徴とする射出成形用材料。
  4. 都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックから、次の(1)〜(4)の各工程を経て得られた射出成形用材料を使用する、射出成形品の成形方法。
    (1)都市ゴミ中に含まれている廃棄プラスチックからポリエチレンテレフタレート及び塩化ビニールを除いてポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンからなるものとし、これをペレット化して無改質都市ゴミ廃プラ(イ)を形成する工程;
    (2)上記工程でペレット化した無改質都市ゴミ廃プラ(イ)の50重量部に対して、
    スチレン系構造とエチレン系構造とを備えるエラストマーである相溶化剤を、3〜10重量部、
    タルク及び炭酸カルシウムからなるフィラーを、5〜30重量部、
    及び、
    架橋剤を、0.01〜0.1重量部
    を、それぞれ添加して混合する工程;
    (3)この混合物を、150℃〜230℃の温度条件下で混練し、ペレット化して改質都市ゴミ廃プラ(ロ)を形成する工程;
    並びに、
    (4)上記(1)の工程で得られた(イ)の無改質都市ゴミ廃プラ50〜70重量部と、上記(3)の工程で得られた(ロ)の改質都市ゴミ廃プラ50〜30重量部との合計が100重量部となるように混合し、これを射出成形機に掛けて前記射出成形品の射出成形を行う工程。
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