JPH02295720A - 熱可塑性ポリマーと、プラスチック積層板の製造からの残留物とを含む複合材料の製造方法及び同方法によって得られる複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性ポリマーと、プラスチック積層板製造
からの残留物とからの複合材料の製造方法，ならびにこ
のようにして製造された複合材料に関する。

積層プラスチックまたは積層板（　ｌａｍｉｎａｔｅａ
　）は互いに重ね合せて、フェノール樹脂を含浸させた
「クラフト」紙の強力シ一トによってまたはメラミン樹
脂を含浸させ，約１５０℃の温度，約１００ｋｇ／ｃＩ
ｒＬ２ノ圧力でのマルテレイルプレスにおいて成形した
外部化粧シートによって実質的に形成されたホイル材料
である。

装飾目的のプラスチック積層板の製造では，廃棄しなけ
ればならない多量の残留物と材料のスクラップが生ずる
。

スクラップ材料は主として、トリミング中に生ずる、プ
レスプレート上に隆起する含浸紙スタックの山（　ｃｏ
ｎｔｏｕｒ　）、または種々な含浸工程で生ずる紙の切
り屑，または次の用途のために接着剤粘着を良くするよ
うに積層板裏側を粉．：砕または研削するときに生ずる
粉末及びチップから成る。

これらの残留物の廃棄は明らかに可能な環境汚染の問題
を提起し、積層板製造者の負担となる費用を高める。

本発明の目的は化粧プラスチック積層板の製造からのス
クラップ及び残留物を廃棄する必要性から生ずる汚染問
題及び非生産性出費の問題を克服することである。

本発明の他の目的は、上記スクラップ及び残留物を熱成
形に適し、良好なテクノロジー特性を有し、それ故に幾
つかの用途を見出すことができ、かなりの商業的価値を
帯びた材料に転換することによって、これらのスクラッ
プと残留物の価値を高めることである。

本発明の説明を進める中に明らかになると思われる本発
明の上記その他の目的と利点は、次の工程： セルロースを少なくとも関重量チ，及び前記セルロース
の含浸に用いる熱硬化性樹脂を少なくとも２０重量％含
む、化粧プラスチック積層板の製造から生ずるスクラッ
プ及び／′または残留物によって構成される材料を微細
な粉末になるまで粉砕する予備工程； 熱可塑性樹脂と上記粉砕スクラップ材料から成り、前記
熱可塑性樹脂が少なくとも加重ｉｌチを占める混合物を
調製する工程； 前記混合物を１３０℃〜２６０℃の範囲内の反応温度に
加熱する工程； 前記混合物を押出成形し，冷却することによって半完成
品を形成する工程 かう成ることを特徴とする、熱可塑性樹脂を主成分とす
る複合材料によって達成される。

本発明のさらに詳細な説明は添付図面をも参照しながら
以下で述べる。

本発明の方法は化粧プラスチック積層板の製造から生ず
る残留物，スクラップ及び廃棄物の再利用を可能にし、
これらの価値を高める。

適当に粉砕した後に、このスクラ７ブ材料は熱可塑性樹
脂と混合して，高いテクノロジー特性を有し、例えば家
具または自動車車体の部品，建造物内の仕切りプレート
，成形によって得られる工業製品のような装飾用材料（
　ｏｒｎａｍｅｎｔａｌｕｐｈｏｌｓｔｅｒｙ）の支持
体として用いられる熱成形可能な複合体製品を形成する
ために特に適していることが判明している。

今までスクラップ及び積層板残留物は用途を全《見出し
ていす，費用や環境汚染の危険性の明らかな問題を伴っ
て廃棄されなければならなかったが、この副生成物の組
成と構造は熱可塑性ポリマーとの混合，加熱及び押出成
形によって良好なテクノロジー特性を有する複合材料の
主成分としてのこの副生成物の非常に有利な利用を可能
にする。

積層板スクラップは非常に多様な形状とサイズを有して
、例えば数ｃｒｒＬ２以上の面積を有する切り屑または
裁断屑（　ｃｕｔｔｉｎｇ　）として、または積層板の
裏面の磨耗によって生ずる粉末またはチップとして生ず
る。

それ故、実施すべぎ最初の作業は、次の処理のために充
分に均質な粒度にするために材料を粉砕することである
。

第１図に関して説明すると、化粧プラスチック積層板の
製造から生ずるスクラップ，残留物または副生成物をハ
ンマーミルのようなミルｌに導き、１閣未満のような粒
度，好ましくは０．３１の平均粒度に粉砕する。このた
めに、粉砕した材料をミル１の出口からスクリーン２に
導き．大きい粒子は再循環路３かもミル１に戻す。

粉砕時にある量の熱が発生し，この熱は材料の水分（存
在する場合には）を少なくとも部分的に乾燥する。

このように粉砕し状態調節した材料４はホノパー５内に
貯え、重力比例配分装置１４を介して混合工程に導く。

第２図の顕微鏡写真はこのように処理した、繊維含量の
高い粉末から成る材料の関倍に拡大した面を示す。この
ような粉末は主として８．８′のような繊維，９．９の
ようなフィブリル，または不規則な形状の粒子の形状で
ある，クラフト化粧紙（ｋｒａｆｔ　ａｎｄ　ｏｒｎａ
ｍｅｎｔａｌ　ｐａｐｅｒ　）から生ずるセルロース少
なくとも関重量チと、紙含浸樹脂の粒子，パール及び１
０　，　１０．　１０のような球状体少な《ともＩ重量
チから成る。粉砕工程中に、非常に脆い樹脂は粉砕して
，高い比強度を有するセルロース繊維及びフィプリルを
部分的に露出し、その結果として大きな比表面積を有す
るセルロースー樹脂凝集体が得られる。紙含浸樹脂は熱
硬化性樹脂，主とし【フェノール樹脂とメラミン樹脂で
あり、前者はクラフト紙の含浸に用いられ、後者は外部
化粧シートの含漫に用いられる。

本発明の方法に出発材料として用いられるスクラップ材
料中において，このような樹脂は積層板プレス加工中に
積層板に最終的硬度と安定性を与える含浸樹脂の重縮合
を生ずる温度及び圧力条件に完全には暴露されないので
、フェノールもしくはその誘導体とホルムアルデヒド間
またはメラミンもしくはその誘導体とホルムアルデヒト
゛間の最終縮合段階にはない。この理由はスクラップ材
料が主として被プレス加工紙スタックの縁のトリミング
から生じ、プレスの高圧にもプレスに存在する温度にも
暴露されないからである。

熱硬化性樹脂のこの中間的重縮合度は加熱及び熱可塑性
ポリマーとの混合中に有利に発揮されるある一定の残留
反応性をスクラップ材料に与えるので、後に説明するよ
うに、この後者の点からも本発明の方法に有利に利用さ
れる特徴である。

製造を予定される複合材料の他の重要な成分は熱可塑性
ポリマーまたは熱可塑性ポリマー混合物である。好まし
い熱可塑性ポリマーはポリエチレン，ポリプ・ロピレン
，ポリ塩化ビニル，アクリロニトリルーブタジエンース
チレ−（ＡＢＳ）　及び７セタール樹脂である。

さらに、幾つかの公知の添加物，例えば３一（３．５−
ジーｔ−メチル−４−ヒドロキシ７エニル）−ｎ−オク
トデシルプロピオネートのような，生成物を一定時間内
に安定化させるための幾種類かの酸化防止剤；例えばス
テアリン酸カルシウムのような，半完成品のシートの形
成を容易にするための幾種類かの滑沢剤；及び例えばタ
ルクのような稀釈剤を用いることができる。

最終生成物の特性を調節し，改良するために、熱可塑性
樹脂一積層板スクラップ混合物の粉末に，例えば発泡剤
，繊維または非品質無機充てん剤，不活性有機充てん剤
，顔料，微小球，耐衝撃剤のような他の成分を積層板ス
クラップと熱可塑性樹脂とから成るベース混合物の安定
性に適合しうる量で加えることができる。

これらの成分は熱可塑性マトリックスの加熱，溶融後に
混合すべきである。これは押出機１６内で実施すること
が好ましく，押出機ｌ６内に熱可塑性樹脂と添加剤を重
力比例配分装置１２．１３（前者は熱可塑性樹脂用，後
者は添加剤゛用）によって適当に配量した後に，供給ホ
ッパ−１８から導入する。

すでに指摘したように，積層板スクラップの粉末は重力
比例配分装置１４によって適当に比例配分した後にホッ
パ−１９によって混合する。

熱可塑性樹脂，積層板スクラップ及び添加剤の相対量は
好ましい最終物質の機械的，物理的，外観的及び費用的
特性に応じて，ならびに用いる熱可塑性樹脂の比重及び
用いる場合には使用添加剤の種類に応じて変化すること
ができる。

しかし、熱可塑性ホリマーは混合物全体の少なくとも２
０重量％を占める。熱可塑性ホリマーの好ましい割合は
混合物全体の約４０重量係である。

成分は用いる熱可塑性ポリマーの種類に応じて，１３０
〜２６０℃，好まし《は１５０〜２２０　℃の範囲内の
温度の押出機内で混合する。

混合時間及び押出機を用いる場合の混合帯の長さは，フ
ェノール樹脂に関して一般に次のように進行すると考え
られる反応の混合物の熱硬化性成分中での完成のために
充分な長さでなければならない： 式中（Ｉ）は中間段階で重合し、レジトールと呼ばれる
フェノールーホルムアルデヒド樹脂であり；（ｎ）はレ
ジットと呼ばれる、非溶解性かつ不溶性の最終生成物で
ある；レジトールのエーテル結合はメチレン結合に変化
してホルムアルデヒドを形成する。

メラミン樹脂についても全《同じプロセスが行われる。

この後者の重合中に、熱硬化性樹脂は熱可塑性成分に対
して大きな親和性を有し、注目すべきテクノロジー性を
特徴とする塑性網状構造をセルロースマトリックス内に
形成する。存在する種々なポリマーの関数として、化学
タイプの対応相互作用が生ずる。例えば，通常の条件下
では非反応性であるポリオレフィンが積層板スクラップ
に対して大きな親和性を示す。この親和性はポリプロピ
レンに対しては，同じ条件下の空気中において生ずるよ
りも多量のギ酸アルデヒドを放出することによって示さ
れる。これは熱可塑性ポリマーの温度の局部的上昇と局
部粘度の低下を結果として伴５重縮合反応の発熱性なら
びに圧力によって強化される湿潤性の上昇によると思わ
れる。

さらに第１図に関して説明すると，押出機１６は内部で
発生するホルムアルデヒドを放出するための排気口加を
有する。

塑性状態の混合物は、適当な形状とサイズを有する半完
成品例えば平面シートを形成するために適したダイ２ｌ
を通して押出され、これらの半完成品は次に圧延カレン
ダー乙に運ばれ、続いて冷却台ｎと切断台冴に運ばれる
。

次のデータは非限定的例として述べる，特定の実施態様
に関するものである。

例　　　１ 次の平均重量組成を有するプラスチック積層板のスクラ
ップを使用した： セルロース（クラフト紙から）６３％ フェノール樹脂（レジトール）　　　　　　　　１８％
フェノール樹脂（レジット）　　　　　　　　　　７％
メラミン樹脂　　　　　　　　　　　　　　６％無機不
活性物　　　　　　　　　　　　　　６チこれらのスク
ラップをハンマーミル内で粉砕し、ふるい分けして次の
粒度な得る： スクリーン網目（　ｔｍ　）　　　　　　　　　　　重
量チ（０．８　　　　　　　　　　　　　５（０．５　
　　　　　　　　　　　　　　　　１８＜０．３　　　
　　　　　　　　　　　　　　１ｏ＜　０．２　　　　
　　　　　　　　　　　　　３４（０．１　　　　　　
　　　　　　　　３３流動度指数（　ｆｌｕｉｄｉｔｙ
　ｉｎｄｅｘ　）　３を有するポリブロピレンホモボリ
マーを熱可塑性ポリマーとして用いた。

さらに、次の成分を含む添加剤混合物を製造した： ステアリン酸カルシウム　　　　　　　　　　２０チタ
′ク　　　　　　　　　　　　　　　　　　７５チ積層
板スクラップ，プロピレン及び上記ノように製造した添
加剤混合物を第１図に示すような重力比例配分装置によ
って連続的に供給し、次の流量を得た： 粉末と積層板スクラップ　　　　　　　６０ｋｇＺ時ポ
リプロピレン　　　　　　　　　　　　４０睦／時添加
剤　　　　　　　　　　　　４０ゆ／時押出機の総流量
は１０４ｋ９７時であり，このようにして次の組成を有
する混合物が生成した：粉末と積層板スクラップ　　　
　　　　　５７．６９％ポリプロピレン　　　　　　　
　　　　　３８．４６チステアリン酸カルシウム　　　
　　　　　０．７８　％タルク　　　　　　　　　　　
　　２．８８俤押出成形温度は２２０℃である。押出成
形プラントはシート用ダイを有し、製造すべきシートの
引張りを阻止するために適当な調整装置を備える。

グイから出るシートをカレンダー圧延し、冷却し、切断
すると、次の用途に用いられる熱成形可能な材料が得ら
れる。

押出成形とカレンダーリングのみによって得られ、射出
成形によって得られたものではない，この材料のサンプ
ルに対して次のテクノロジー試験を実施した： ビカー軟化温度　　　　　　　〉　１５７℃耐引張り応
力性　　　　　　　〉１７７ゆ石２耐曲げ応力性　　　
　　　　　〉２８４ｋｇＡ−ｒＩＬ２曲げ弾性ＥＢ　　
　　　　　　　　）　２９８００　ｋｇ／６ＩｒＬ２吸
水性　　　　　　　　　　　〈１．５係例　　　２ 例１の材料と方法を用いたが、この場合には例１に従っ
て製造した複合材料の粒状切り屑２０重量％な積層板ス
クラップ材料に加えた。

例　　　３ 例１の材料を例１に示した量で用いたが，この場合には
、熱可塑性ボリマーとして、流動度指数１２のポリプロ
ピレンホモポリマーヲ用イタ。

このようにして得られたシートを第１図の切断台ツの代
りに備えたプレート゛粗砕機内で粉砕すると、射出成形
プレスに供給するのに適した複合材料の１辺約３ｍの小
キュープが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するためのプラントの線図
であり； 第２図は本発明の方法に用いる粉砕スクラップ材料の繊
維及びフィプリルの形状を示す顕微鏡写真の７ォトスタ
ット複写である。 ■・・・ミル；　　　　　　　２・・・スクリーン；３
・・・再循環路；　　　　４・・・粉砕した材料；５・
・・ホッパー；　　　　　８，８’・・・繊維；９，９
・・・フィブリル；　　　１０，１０’，１０”−・・
球状体；１４・・・重力比例配分装置。 （外３名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂に基いた複合材料の製造方法において
   、 ・セルロースを少なくとも５０重量％、及び前記セルロ
   ースに含浸するために用いた熱硬化性樹脂を少なくとも
   ２０重量％含む、化粧プラスチック積層板の製造からの
   スクラップ及び／または残留物から成る材料を微細な粉
   末に縮小するまで粉砕する予備工程； ・熱可塑性樹脂と上記粉砕スクラップ材料とを含み、前
   記熱可塑性樹脂が少なくとも２０重量％を占める混合物
   を調製する工程； ・前記混合物を１３０〜２６０℃の範囲内の反応温度に
   加熱する工程；及び ・前記混合物を押出成形し、冷却することによって半完
   成製品を形成する工程 を含むことを特徴とする前記方法。 ２、プラスチック積層板の製造からのスクラップ材料を
   粉砕する前記工程が４ｍｍ未満の粒度すなわち粒径を有
   する粒子から構成される微細な粉末を製造することから
   成ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、前記熱可塑性樹脂が前記混合物中に好ましくは３０
   〜６０重量％の範囲内の割合で存在することを特徴とす
   る請求項１記載の方法。 ４、前記熱可塑性樹脂をポリエチレン、ポリプロピレン
   、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
   チレン（ＡＢＳ）樹脂及びアセタール樹脂から成る群か
   ら選択することを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、前記の混合物を加熱する工程を、前記スクラップ材
   料中に存在する熱硬化性樹脂のより一層の重縮合反応の
   生成を可能にすべく充分に長い時間実施することを特徴
   とする請求項１記載の方法。 ６、実質的に熱可塑性樹脂及び化粧プラスチック積層板
   の製造からの粉砕残留物から成り、熱可塑性樹脂含量が
   少なくとも２０重量％であることを特徴とする、請求項
   １記載の方法によって得られる複合材料。 ７、請求項１〜５のいずれかに記載の方法によって得ら
   れる請求項６記載の複合材料。