JP7061239B1

JP7061239B1 - 樹脂複合材料の製造方法、樹脂複合材料及び成形品

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Publication number: JP7061239B1
Application number: JP2021559010A
Authority: JP
Inventors: 大野孝
Original assignee: 大野孝
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2022-04-27
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Abstract

充填材の分散性及び生産の効率性に優れる樹脂複合材料の製造技術を提供する。予め水分が含まれる含水性充填材（２５）と吸水性充填材（２６）とを混合し水分を吸水性充填材（２６）に吸着させて第１混合物（２１）にし、第１混合物（２１）と合成樹脂（２７）とを混合し第２混合物（２２）にし、第２混合物（２２）を密閉容器（３３）の内部に投入し合成樹脂（２７）が溶融する温度で加熱混錬し溶融混錬体にし、密閉容器（３３）を開放し溶融混錬体に含まれる水分を外部に排出する。

Description

本発明は、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の実現に貢献する樹脂複合材料の製造技術に関する。

合成樹脂に充填材を分散・複合化させることにより、化石資源から生産される合成樹脂の使用量を低減させ、新機能を発現させる樹脂複合材料の開発が進められている。

合成樹脂に層状ケイ酸塩を混合することで、機械的強度に優れる複合材料が得られることが知られている。そして、そのような樹脂複合材料の製造方法として、所定量の層状ケイ酸塩の存在下で合成樹脂の原料モノマーを重合したり、層状ケイ酸塩と合成樹脂とを溶融混練したりする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

そのような樹脂複合材料において、優れた機械的強度が発現する理由は、合成樹脂のマトリックスにおいて、劈開した層状ケイ酸塩の微細で緻密な分散相が形成されるためと考えられている。一方において、豆腐の製造工程で大量に排出されるオカラを有効利用し、生分解性樹脂複合材料を製造する技術が開示されている（例えば、特許文献２）。

また、バイオマスなどの再凝集しやすい充填材について、合成樹脂の連続相に対し充填材の分散相を微細かつ均一に形成させる技術として、合成樹脂及び充填材に水（液媒）を投入し、密閉容器で合成樹脂の溶融温度以上で混練し、大気開放して気化脱水することにより複合材料を製造する技術が開示されている（例えば、特許文献３）。

さらに、飛散しやすい乾燥した微粉体の充填材について、入熱・混錬する前に、合成樹脂と微粉体と液媒とを混合する技術が開示されている（例えば、特許文献４）。一方において、粘土鉱物系物質について、液媒によりゲル化し、合成樹脂の連続相と充填材の分散相との界面接着性を向上させることにより、諸物性に優れた樹脂複合材料とする技術が開示されている（例えば、特許文献５）。

特開２００４－２６９７２６号公報特開２０１０－２０９３０５号公報特許第４６６０５２８号公報特許第５５８４８０７号公報特許第６６１２９４８号公報

しかし特許文献１の製造方法による層状ケイ酸塩の樹脂複合材料では、単層レベルまで劈開させた層状ケイ酸塩の微細な分散相を、合成樹脂に均一に形成することは困難である。このため、層状ケイ酸塩の配合量が１０重量％を超えると樹脂複合材料の靭性が低下してしまう課題がある。

また特許文献２の製造方法による生分解性樹脂複合材料は、排出直後の湿潤状態のオカラを乾燥処理して粉砕加工する必要があるために生産効率が低いとともに、乾燥により再凝集しているため分散性が悪いという課題があった。さらに、オカラに含まれる脂質には大豆特有の臭いが存在し、この臭いを除去するためには溶剤を用いて脱脂処理する必要があり、生産効率をさらに低下させる課題があった。

また特許文献３、４の技術では、凝集性の強い充填材の配合比率を高める場合、分散相の微細化・均一化を確保するために過剰の液媒（水）を投入する必要に迫られるが、この液媒の排出時に大量の気化熱が混練物から奪われる課題があった。特許文献５の技術では、ゲル化した粘土鉱物系物質は、再凝集することなく分散性が確保されるが、ゲル化物は大量の過剰な水を含むため、加熱溶融により、常温ではゲル化物内で固体を保っていた水が気化するため、配合比率を高めることが難しいという課題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、樹脂複合材料に利用することが困難であると考えられていた高含水廃棄物などの含水充填材の利用を可能とし、以って合成樹脂の使用量を削減し、充填材の分散性及び生産の効率性に優れ機能性の高い樹脂複合材料の製造技術を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂複合材料の製造方法は、予め水分が含まれる含水性充填材と吸水性充填材とを混合し前記水分を前記吸水性充填材に吸着させて第１混合物にする工程と、前記第１混合物と合成樹脂とを混合し第２混合物にする工程と、前記第２混合物を密閉容器の内部に投入し前記合成樹脂が溶融する温度で加熱混錬し溶融混錬体にする工程と、前記密閉容器を開放し前記溶融混錬体に含まれる前記水分を外部に排出する工程と、を含む。

本発明により、樹脂複合材料に利用することが困難であると考えられていた高含水廃棄物などの含水充填材の利用を可能とし、以って合成樹脂の使用量を削減し、充填材の分散性及び生産の効率性に優れ機能性の高い樹脂複合材料の製造技術が提供される。

（Ａ）本発明の第１実施形態に係る樹脂複合材料の製造システムの側面図、（Ｂ）樹脂複合材料をフィルムに成形するインフレーション成型機の側面図。（Ａ）本発明の第２実施形態に係る樹脂複合材料の製造方法を実行する混錬装置のＹ－Ｚ断面図、（Ｂ）同Ｙ－Ｘ断面図。本発明の実施形態に係る樹脂複合材料の製造方法の工程図。本実施形態の効果を確認した実施例と比較例を示す表。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る樹脂複合材料の製造方法を実行する製造システム１０の側面図である。この製造システム１０は、原料供給装置２０と、混錬装置３０とから構成されている。このうち混錬装置３０は、投入部３１と、駆動部３２と、シリンダ３３と、ベント部３４と、造粒部３５と、から構成されている。シリンダ３３の内部には、駆動部３２の駆動力で回転するスクリュー（図示略）が設けられている。

そして原料供給装置２０は、予め水分が含まれる含水性充填材２５を収容する第１容器１５と、吸水性充填材２６を収容する第２容器１６と、含水性充填材２５と吸水性充填材２６とを混合し水分を吸水性充填材２６に吸着させて第１混合物２１にする第１混合槽１１と、ペレット状の合成樹脂２７を収容する第３容器１７と、を備えている。なお、図示を省略しているが、第１混合物２１と合成樹脂２７とを混合して第２混合物２２にする第２混合槽（図示略）をさらに設ける場合もある。さらに、この第２混合物２２を、圧縮体にしてからシリンダ３３の内部に投入する場合もある。

含水性充填材２５として具体的には、豆腐の製造工程で排出されるオカラが挙げられる。このオカラは、大豆から豆乳を搾った後の残渣であり、流通時において水分を７５～８０％程度含んでいる。そして、乾燥させたオカラには、粗蛋白質が２６％、粗脂肪が１３％、可溶無窒素物が３３％、粗繊維が１５％含まれるとのデータが報告されている。ここで、粗繊維の大部分はセルロース系物質であり、可溶無窒素物とは粗繊維を除く炭水化物でありデンプン系物質が多く含まれている。

オカラは、親水性物質として可溶無機窒素物が含まれることにより、セルロース系物質が凝集せず分散状態を保ち、また、３次元構造を持つ蛋白質も水により三次元構造を保ち、合成樹脂の連続層に微分散する。このため、複合化する合成樹脂の使用量を大幅に減らすことができ、薄肉のシート・フィルムに製膜することも可能となる。

含水性充填材２５は、上述したオカラ以外に、茶滓・薬草滓・コーヒー滓などの蒸煮抽出残渣、焼酎・ウィスキーなどの蒸留残渣、日本酒・ビール・ワインなどの醸造残渣、果実・野菜などの搾汁残渣、その他の食品残渣、製紙工場で発生する廃パルプ、化学工場で発生する有機汚泥、家畜糞尿などの有機汚泥、下水汚泥、土木工事で発生するベントナイト汚泥、建築工事で発生する建設高含水汚泥、砂利洗浄汚泥、水酸化アルミ汚泥、金属表面処理汚泥、研磨汚泥、濾過助剤廃棄物、セメント工場排水処理汚泥、浄水（上水）汚泥、堆肥及び藻類系バイオマスなどがある。

またデンプン系物質として、トウモロコシ、小麦及び古米等の穀類、並びに、ジャガイモ、サツマイモ、キャッサバ（タピオカの原料）及びサトイモ等の芋類が挙げられる。穀類を精白した際に出る米糠、小麦ふすまなども好適に用いられる。これらデンプン系物質は、所定量以上の水分の存在下で一般的な混練温度Ｔｚ（７０～２００℃）に置かれると、水分子が入り込んで結晶構造が崩れ非晶構造に転移する糊化現象が起こり、合成樹脂２７のマトリックス中に微細分散する。このため、デンプン系物資は、水分率が低く凝集しているデンプン粒子であっても、密閉容器内では内部に含有する水により糊化するため、含水性充填材２５として用いることができる。

そしてセルロース系物質として、木、稲わら、もみがら、古紙（新聞紙、雑誌、その他の再生パルプ、又はボール紙）、コットン（綿）廃製品等が挙げられる。これらをチップ、繊維、粉体、ミクロフィブリル等の状態にしたものを使用することができる。そしてキチン・キトサン系物質として、カニ、エビ等の甲殻類やイカ等の外皮等が挙げられる。

さらに、上述した含水性充填材２５に水分を補充し、懸濁液の性状を示すように調整される場合もある。具体的には、セルロース系物資などの凝集性の強い物質はホモゲナイザー処理により、これら含水性充填材２５を水溶媒中で微細化し均質な懸濁液を作製することができる。また、ベントナイトや金属水酸化物など、水を加えるだけで容易にゲル化する無機系材質もゲル状の含水性充填材として用いることもできる。

また、ゲル状又は懸濁液状の性状を示す含水性充填材２５を、水以外の液媒により濃縮して用いることもできる。これにより、生産効率を落とすことなく、より高濃度に目的物質を合成樹脂のマトリックスに微分散することができる。この液媒は、充填材と相溶性のあるものが選ばれ、層状粘土鉱物においてはエチレングリコール、セルロース系ナノファイバーにおいてはポリオール類又は分子量が４００以下のポリエチレングリコールが好適に用いられる。

以上のような性状を持つ含水性充填材２５を用いることにより、でんぷん系物質以外の水に溶解しない物質も、本実施形態の加熱により過剰水分を排出する工程において、凝集することなく、水素結合している水分子により分散を保ち、合成樹脂のマトリックスの中に微分散することができる。

さらに、含水性充填材２５には、合成樹脂ばかりでなく、含水性充填材を凝集させない液媒を混合することができる。具体的には、モノマー、オリゴマー、脂肪酸、ポリオール、グリコール、ポリマー粒子を含有するエマルジョン、及びラテックスなどがあげられる。これらの利用が可能となることにより、効率的な資源リサイクルが可能となるとともに、樹脂複合材料の物性調整が容易となる。

吸水性充填材２６は、含水性充填材２５に含まれる過剰な水分を吸着し、樹脂複合材料の生産効率をあげることができる乾燥した物質であればよく、樹脂複合材料の物性向上に資する物質が好適に用いられる。具体的には、水により膨潤する層状ケイ酸塩を含むものが挙げられ、モンモリロナイトを主成分とするベントナイト等の粘土鉱物系物質が好適に用いられる。層状ケイ酸塩は、水分を吸着させて膨潤しゲル化すると単層剥離し、ナノサイズの厚さのシート状になる。この中でも、吸水による増粘性の高いカオリナイトは、合成樹脂の使用量を低減する効果が大きい。このほか、ペクチン、カラギナン、キサンタンガム、ガラクトマンナン類、アラビアガム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）、ゼラチン、吸水性樹脂などの増粘剤・吸水剤（ゲル化剤）を用いることができる。

さらに、水への溶解度が大きい無機系化合物も好適に用いられる。水酸化ドロマイトやその他の水酸化物、金属酸化物の水和物、塩化カルシウム・塩化マグネシウムなどの塩化物又は、チオ硫酸ナトリウムなどの硫化物などの無機化合物などがあげられ、水に溶解するため任意の形状で用いることができる。

また、水に溶解しない物質も、微粉体、繊維状体、綿状体、多孔質体の形状であれば、吸水性充填材２６として好適に用いることができる。具体的には、鉱石、金属、火山灰、産業廃棄物である飛灰・サンダー粉などは微粉体であれば、用いることができる。セルロース系物質では、古紙（新聞紙、雑誌、その他の再生パルプ、又は段ボールは）など繊維が強く凝集しているものは、繊維・綿状に解繊されているものが好適に用いられる。また、繊維状・綿状の形状を持つものは、シルク（絹）廃製品、ウール（毛織物）廃製品等のバイオマス製品だけでなく、マトリックスとなる合成樹脂より熱流動度が高い又は合成樹脂との相溶性が高い高分子化合物由来の繊維・不織布の廃製品等を用いることもできる。なお、多孔質体については、混錬時に微粒化しないものは、粉砕処理をして用いることが望ましい。

なお実施形態で適用される吸水性充填材２６は、例示した物質に限定されるものではなく、水分を吸着することができる乾燥物質であれば良く、これらが配合されることにより、充填材由来の各種機能が発現する。また水酸化ドロマイト（水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムの混合物）の吸水性充填材２６が配合されることにより、樹脂複合材料に消臭性、抗菌性及び難燃性が付与される。

合成樹脂２７は、樹脂複合材料のマトリックスを形成するものであって、加熱により溶融する熱可塑性樹脂や加熱により硬化する熱硬化性樹脂のいずれも採用することができる。熱可塑性樹脂としては、ペレット状に成形された、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系の樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、アクリル・ブチレン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、の他、土中の微生物の力で水と二酸化炭素に分解されるポリブチレンアジペート－ブチレンテレフタレート共重合体（ＰＢＡＴ）やポリ乳酸（ＰＬＡ）等の生分解性プラスチックなど、加熱により熱流動する性質を有し一般に押出成形が可能なものであれば、特に制限なく用いることができる。さらに、これら熱可塑性樹脂は、二種以上混合して使用してもよい。また、これら熱可塑性樹脂の再生品を使用することもできる。

このうちポリブチレンアジペート－ブチレンテレフタレート共重合体（ＰＢＡＴ）やポリ乳酸（ＰＬＡ）等の生分解性プラスチックを実施形態の合成樹脂に採用する場合、土壌に埋設される農業用資材や容器包装用資材の成形用原料に好適な樹脂複合材料が提供される。このような生分解性プラスチックの合成樹脂２７に、タンパク質系物質、多糖類系物質等の含水性充填材２５が配合されることにより、樹脂複合材料の生分解速度を向上させ、海洋分解性を高めることもできる。ＰＢＡＴは、強度のある生分解性樹脂として知られるが、環状の口金を持つインフレーション成形が難しい。しかしながら、これらの充填材と複合化することにより、効率的にインフレーション成形することが可能となる。また、ＰＬＡは、ラテックスを配合することにより、薄肉フィルムの成膜も可能となり、用途が大幅に広がる。

投入部３１は、第１混合物２１と合成樹脂２７とを混合した第２混合物２２を密閉容器であるシリンダ３３の内部に投入する。水分を吸着して膨潤しゲル化した層状ケイ酸塩を含む第１混合物２１とペレット状の合成樹脂２７とを混合すると、ゲル状の層状ケイ酸塩の粘性により、ペレット状の合成樹脂２７の表面に層状ケイ酸塩が展着した第２混合物２２となる。

そしてシリンダ３３は、合成樹脂２７が溶融する温度に設定されている為、スクリューの回転により、第２混合物２２を加熱混錬して溶融混錬体にする。この第２混合物２２の溶融混錬体がさらに加熱混練されることで、含水性充填材２５（オカラ等）及び吸水性充填材２６（層状ケイ酸塩等）が、密閉系における高温高圧状態の水分の作用により再凝集が抑制された状態で、合成樹脂２７の溶融体のマトリックス中に均一分散していく。

ベント部３４は、密閉容器であるシリンダ３３を開放し、第２混合物２２の溶融混錬体に含まれる水分を外部に排出させる。これにより、合成樹脂２７のマトリックスに微細な含水性充填材２５（オカラ等）が均一に分散した樹脂複合材料の溶融体が形成される。このとき吸水性充填材２６（層状ケイ酸塩等）は、そのナノ粒子（ナノシート）が合成樹脂２７の分子鎖と含水性充填材２５（オカラ等）とを橋架け的に結合し、両者の界面接着性が向上するように作用する。

ベント部３４において脱水処理された樹脂複合材料の溶融体は、シリンダ３３の最下流から吐出される。なおこの脱水は、熱流動温度における水分率が１％以下となるように処理されていることが望ましい。そして吐出された樹脂複合材料の溶融体は、造粒部３５において束状に分岐されて冷却凝固させた後に細断してペレット状の樹脂複合材料３６にカットされる。なお、水分率は、薄肉のインフレーション成形においては０．３％以下とすることが望ましいが、このように設定温度における水分率が一定以下に制御されたペレットを用いることにより、水による発泡などによる成形不良を生じることがない。

このペレット状の樹脂複合材料３６は、市場を流通した後に、射出成形機（押出機４２）で加熱して再溶融させてから、金型に注入してバルク状の成形品としたり、延伸加工(例えばインフレーション法、カレンダー加工法、Ｔ－ダイ法、吹き込み法等)して０．２ｍｍ以下のシート又はフィルム状の成形品としたり、発泡させて発泡成形品としたりして、一般的な高分子加工成形品を製造するための原料となる。

図１（Ｂ）は、樹脂複合材料をフィルムに成形するインフレーション成型機４０の側面図である。インフレーション成型機４０は、ペレット状の樹脂複合材料３６を溶融して円筒形状の薄膜フィルムに成形するものである。図１（Ｂ）に示すように、インフレーション成形法は、押出機４２のホッパ４４にペレット状の樹脂複合材料３６を投入する。この押出機４２は、樹脂複合材料３６を加熱溶融し、終端に取り付けられた環状の口金（ダイ）４１をもつ金型から溶融体を筒状に押し出す。

さらに、この筒状の溶融体の内側に空気Ｓを吹き込んで、この溶融体を延伸させた後、冷却リング４３で冷却し、薄膜の円筒状のフィルムに成形する。この成形された円筒状のフィルムは、安定板４５で誘導され、ピンチロール４６にくぐらせ内部の空気をぬいて、さらにガイドロール４７を経由して巻取装置４８で巻き取られる。

含水性充填材２５と吸水性充填材２６と合成樹脂２７とを出発原料として、本実施形態に示す製造方法による樹脂複合材料を、引張強さ、耐衝撃性等の機械的諸特性に優れるフィルムに成形することができる。これは、合成樹脂２７の溶融マトリックスに、ナノ化した吸水性充填材２６を媒介した含水性充填材２５の分散相が、微細にかつ均一にさらに界面接着性を向上させて形成されているためと考えられている。

このため、含水性充填材２５及び吸水性充填材２６のそれぞれが凝集することなく、欠陥部分が存在しないため、フィルムを均等で一様な膜厚に延伸することができる。このため、冷却後、得られたフィルム成形品は、膜厚が均等で、見た目が美しく、延伸度を高めても亀裂やピンホール等の欠陥もなく機械的特性（引裂強度等）も優れたものとなる。

（第２実施形態）
図２（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る樹脂複合材料の製造方法を実行する混錬装置３０のＹ－Ｚ断面図である。図２（Ｂ）は混錬装置３０のＹ－Ｘ断面図（図２（Ａ）のＢ－Ｂ断面図）である。なお、図２の混錬装置３０において、図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

図２に示す混錬装置３０は、ベント部３４（３４₁，３４₂，３４₃）が三段に設置されている。そして溶融混錬体に含まれる水分は、開放弁５１（５１₁，５１₂，５１₃）の絞り量が調整されたベント部３４（３４₁，３４₂，３４₃）から順次排出される。なお、最下流のベント部３４₃には、減圧ポンプ３７及びトラップ３８が設けられている。

図２においては、それぞれに設けられている開放弁５１（５１₁，５１₂，５１₃）の開度を調整して、ベント部３４（３４₁，３４₂，３４₃）の内圧（圧力計５２の値）が、上流からＰ１＞Ｐ２＝Ｐ０＞Ｐ３と傾斜するように設定する。この場合、内圧Ｐ２及びＰ３を設定するための開放弁５１の設定は全開となる。この内圧Ｐ１のように大気圧Ｐ０よりも高圧で脱水することは、溶融混練体に含有する水分量が多い場合、水分の過激な気化を防止し充填材の凝集を抑制するのに有効である。

図２（Ｂ）に示すように、ベント部３４は、スクリュー５５の配置されるバレル孔５６に直交方向から貫通するベント孔５７と、このベント孔５７の開口部に設けられる押え部５８と、このベント孔５７の空間を大気側に連続する第１空間Ｂ１とバレル孔５６に連続する第２空間Ｂ２とに仕切るフィルタ部５３と、から構成されている。

このようにベント部３４が構成されることにより、バレル孔５６を移動する溶融混練物がベント孔５７の開口位置に到達すると、密閉系が開放系に切り替わる。すると溶融混練物に付加する圧力が低下するので、内包される水分が一気に気化・膨張する。この気化・膨張した水分は、他の溶融混練物の液体成分及び固形成分も巻き込んで、ベント孔５７から外に飛び出そうとする。

しかし、この液体成分及び固形成分は、フィルタ部５３を透過することができず、さらにフィルタ部５３の剛性に押し返されてシリンダ３３の下流に向かって押し出されることになる。一方、気化・膨張した水分は、フィルタ部５３を透過して、開放弁５１から外部に排出されることになる。これにより、ベントアップを生じさせることなく、溶融混練物中の水分が除去される。

上述の説明において混錬装置３０は、二軸回転のスクリュー５５による連続式のものを例示しているが、回転スクリューが単軸や三軸以上である場合もあるし、ニーダやバンバリミキサー等のバッチ式のものも採用される。

図３は本発明の実施形態に係る樹脂複合材料の製造方法の工程図である（適宜、図１参照）。なお、この製造方法の実施形態は、上述した製造システム１０の実施形態に限定されるものではない。

予め水分が含まれる含水性充填材２５と吸水性充填材２６とを混合し水分を吸水性充填材２６に吸着させて第１混合物２１にする（Ｓ１１）。次に、第１混合物２１と合成樹脂２７とを混合し第２混合物２２にする（Ｓ１２）。そして、第２混合物２２を、密閉容器３３の内部に投入し合成樹脂２７が溶融する温度で加熱混錬し、溶融混錬体にする（Ｓ１３）。さらに、密閉容器３３を開放し溶融混錬体に含まれる水分を外部に排出する（Ｓ１４）。最後に、水分が外部排出された溶融混錬体を冷却して細断してペレット（樹脂複合材料）にする（Ｓ１５）。

そして、このペレット状の樹脂複合材料３６は、市場を流通した後に、射出成形機で再溶融され、種々の成形品となる。具体的には、農業資材及び包装・梱包資材に用いられるマルチフィルム、苗ポット、ストレッチフィルムなどが挙げられる。また、土木資材、農業資材、及び包装・梱包資材に用いられるフラットヤーンが挙げられる。さらに、異型ダイにより押し出された中空構造を持つシートであって、段ボールの代替物（通称プラダン）が挙げられる。

さらに、ブロー成形による中空の成形品として、浮き・フロート・ブイ等が挙げられる。また、ストランドダイにより押し出された３次元の中空構造をもつ紐状体からなるものであって、寝具（枕、マット等）、椅子・ソファー等の芯材等、ウレタンフォームの代替物として用いられるものが挙げられる。

さらに、合成樹脂２７としてポリプロピレン又は／及びポリエチレンを用い、含水性充填材２５として薬草滓、茶滓及びイチョウ葉のうちいずれか1つ以上含むものを用いる。インフレーション法により押し出された、０．１ｍｍ以下のフィルムを抗菌性フィルムとして活用することができる。

さらに、合成樹脂２７としてポリ乳酸（ＰＬＡ）、又は、ポリプロピレン又は／及びポリエチレンを用い、含水性充填材２５としてトマトの茎を用いる。このようにして作成された樹脂複合材料の成型品は、エチレンガスを吸着し、野菜・果物の鮮度保持に効果が認められる。

又は粘土鉱物系物質を用いる。射出成形又は異型押出により成形された成型品は、難燃性を有する、コンクリート製品の代替物として用いられる。

さらに、含水性充填材２５としてアルミスラッジを用い、吸水性充填材２６として水酸化物又は粘土鉱物系物質を用いる。このようにして作成された成型品は、難燃性を持つ建材用途に用いられる。

さらに、含水性充填材２５として浄水残土を用い、吸水性充填材２６として粘土鉱物系物質を用いる。インフレーション法により０．１ｍｍ以下のフィルムを成形することができ、消臭効果を有する袋が提供される。

さらに、含水性充填材２５、吸水性充填材２６及び合成樹脂２７の構成に加え、エチレングリコール、グリセリン又は廃食用油等の多価アルコール又は脂肪酸を添加して加熱溶融することで、ガスバリア性を持つシート・フィルムが成形される。

さらに、含水性充填材２５として水により乳化した水酸化ドロマイトを用いる。または、吸水性充填材２６として乾燥した水酸化ドロマイトを用いる。このようにして作成された樹脂複合材料の成型品は、抗菌性を有する製品として活用することができる。

次に本実施形態の効果を確認した実施例と比較例を図４の表に基づいて説明する。ここで、比較例はポリエチレンをリペレットしたものである。実施例は、図３で説明した実施形態の方法で、樹脂複合材料を製造したものである。そしてこの実施例の樹脂複合材料は、合成樹脂２７（比較例のポリエチレン）：含水性充填材２５（親水性物質である古紙粉砕物に水を加えゲル又は懸濁液の性状にしたもの）：吸水性充填材２６（水酸化ドロマイト）を、重量比で５０：４０：１０の配合物としたものである。

このように合成樹脂の配合割合が５０%であっても、伸びはほとんど変わらず、古紙の繊維により強度が大幅に向上している。また、水酸化ドロマイトにより、抗菌性、消臭性も発現している。

以上説明した樹脂複合材料の製造技術によれば、合成樹脂２７のマトリックスにおける充填材２５、２６の分散性に優れる樹脂複合材料が提供される。また、含水性充填材２５が発する臭気も吸水性充填材２６が吸収するために特別な脱臭処理をする必要もないので樹脂複合材料の生産の効率性が向上する。

１０…製造システム、１１…第１混合槽、１５…第１容器、１６…第２容器、１７…第３容器、２０…原料供給装置、２１…第１混合物、２２…第２混合物、２５…含水性充填材（充填材）、２６…吸水性充填材（充填材）、２７…合成樹脂、３０…混錬装置、３１…投入部、３２…駆動部、３３…密閉容器、３３…シリンダ、３４…ベント部、３５…造粒部、３６…樹脂複合材料、３７…減圧ポンプ、３８…トラップ、４０…インフレーション成型機、４２…押出機、４３…冷却リング、４４…ホッパ、４５…安定板、４６…ピンチロール、４７…ガイドロール、４８…巻取装置、５１…開放弁、５２…圧力計、５３…フィルタ部、５５…スクリュー、５６…バレル孔、５７…ベント孔、５８…押え部。

Claims

予め水分が含まれる含水性充填材と吸水性充填材とを混合し前記水分を前記吸水性充填材に吸着させて第１混合物にする工程と、
前記第１混合物と合成樹脂とを混合し第２混合物にする工程と、
前記第２混合物を、密閉容器の内部に投入し前記合成樹脂が溶融する温度で加熱混錬し、溶融混錬体にする工程と、
前記密閉容器を開放し前記溶融混錬体に含まれる前記水分を外部に排出する工程と、を含む樹脂複合材料の製造方法。
請求項１に記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記第２混合物を、圧縮体にしてから前記密閉容器の内部に投入する樹脂複合材料の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記含水性充填材は、補充した前記水分又は水以外の液媒によりゲル又は懸濁液の性状を示す樹脂複合材料の製造方法。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記水分を外部に排出する工程は、
前記密閉容器の開放を、大気圧より大きい蒸気圧となるように設定し、さらに大気圧より小さい蒸気圧となるように設定することによるものであって、
熱流動温度における水分率が１％以下となり外部に排出される樹脂複合材料の製造方法。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記含水性充填材は、蒸煮残渣、蒸留残渣、醸造残渣、搾汁残渣、食品工場残渣、食品残渣、製紙廃水又は廃パルプ、化学工場の有機汚泥、畜産業の有機汚泥、下水汚泥、屋外建設業のベントナイト汚泥、砂利洗浄汚泥、水酸化アルミ汚泥、金属表面処理汚泥、研磨汚泥、濾過助剤廃棄物、セメント工場排水処理汚泥、及び、浄水の汚泥、のいずれか１以上を含む樹脂複合材料の製造方法。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記吸水性充填材は、乾燥している無機粉体、セルロース系バイオマス、及び、有機化合物又は無機化合物の繊維状体・綿状体・粉体・多孔質体、のいずれか１以上を含む樹脂複合材料の製造方法。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記含水性充填材は、水以外の液媒により濃縮した濃縮物である樹脂複合材料の製造方法。
合成樹脂の連続相に、
水と水素結合している吸水物質により分散している充填材、を含む樹脂複合材料であって、
前記樹脂複合材料の熱流動温度における水分率が１％以下である樹脂複合材料。
請求項８に記載の樹脂複合材料において、
グリコール、分子量４００以下のポリエチレングリコール、グリセリン、及び、脂肪酸、のいずれか１以上を含む樹脂複合材料。
請求項８又は請求項９に記載の樹脂複合材料において、
前記吸水物質は、粘土鉱物系物質、増粘剤、ゲル化剤、金属水酸化物、金属酸化物、塩化物又は硫化物である樹脂複合材料。
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の樹脂複合材料において、
前記充填材は、セルロース系材質である樹脂複合材料。
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の樹脂複合材料の溶融体の成形品において、熱流動温度における水分率が０．３％以下であって、
Ｔダイ法又はインフレーション法により０．２ｍｍ以下のシート又はフィルムに成型されたシート又はフィルム状の成形品。