JPH047104A - 廃プラスチック再生材の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、産業廃棄物および生活廃棄物として処理さ
れる熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂などの、いわゆる
廃プラスチックを利用して有用な再生材を製造する方法
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、廃プラスチックの再生方法としては、例えば■建
設産業調査会発行の「廃棄物の処理・再利用」　（昭和
５０年２月）に記載されているように、 ■単一材質の廃プラスチックを加熱溶融して、これをペ
レット状あるいはフィルムシート状にする単純再生方法
、 ■混合材質の廃プラスチックを加熱溶融してペレット状
あるいは板状に成形する複合再生方法、■粒状に破砕し
た廃プラスチックに繊維状物質、例えば麻糸、鋸屑等を
混合して板状に圧縮して建材などに利用する再生方法 などが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の廃プラスチックの再生方法のうちで
、廃プラスチックを加熱溶融する方法では、事前にそれ
ぞれの廃材の性質を確実に把握したうえで、分類回収し
なければならないが、廃プラスチックの分類回収は技術
的に煩雑かつ困難が伴なうという問題点があった。

また、廃プラスチックの分類回収を可能にするために高
価な設備を用い、手間をかけて廃プラスチックを分類回
収したとしても、再生には高度な製造技術が必要であり
、しかも安定した品質の再生材の確保は困難であるとい
う問題点があった。

また、廃プラスチックを加熱溶融する方法では、廃プラ
スチックを加熱溶融する際に多量の煙へ５有毒ガスなど
が発生するという問題点があった。

更に、繊維状物質を使用する場合は、再生材がコスト高
になるという欠点があった。

従って、従来は熱可塑性樹脂の一部が耐火骨材、道路補
脩用の補材として再利用されるか、または可燃性の廃プ
ラスチックの一部が固形燃料として再利用されているに
過ぎず、大部分の廃プラスチックはｍ３当り６，０００
円前後の費用を投じて焼却処分または埋立処理をしてい
るのが現状であった。

この発明は、このような問題点を解決するためになさ乙
たもので、簡単な設備と手段で、廃プラスチックの再生
材を安価に製造する方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる廃プラスチック再生材の製造方法は、
回収廃プラスチックを粗粒および細粒に破砕したものを
充填材とし、同じ（粉砕して細粉状としたものを成形用
樹脂とし、この両者を混合したものを加熱し、かつ加圧
成形して固形の再生材を得るものである。

［作用］ この発明においては、粒度調整した細粉状の廃プラスチ
ックが加熱によって溶融状態となって軟化し、粗粒およ
び細粒の廃プラスチックを結合する働きをするので、加
圧成形によって混合物全体が強固な一体物となる。

また、この発明の別の発明においては、混合された発泡
性原料が加熱処理によって発泡膨張して、粗粒と細粒と
からなる廃プラスチック充填材を内部から加圧するので
、全体が強固な一体物となる。

［実施例］ 先ず、この発明の一般的な製造工程について説明すると
、第１工程では回収した廃プラスチックを選別し、破砕
して充填材と成形用樹脂とを準備する。

即ち、原料である回収品は予めフェノール樹脂、ユリア
樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂と、ポリエチレ
ン、塩化ビニル樹脂、発泡スチロールなどの熱可塑性樹
脂とに選別して別工程で使用するのが好ましい。ただし
、多少混在した状態でも差支えない。

回収品中に鉱石類、金属類が混入していると、破砕機を
壊すおそれがあるので、これら原料を大型水槽中に投入
し、比重差を利用してこれらを除去するのがよい。

破砕装置は回転式剪断破砕機、往復式剪断破砕機等、周
知のものを用いればよく、破砕したものを静電誘導によ
る吸着力の差を利用した静電分別法、空気流に対する抵
抗力と自重との合成力の差を利用した風篩式分別法、あ
るいは機械篩等、常法によ−）て粒径３〜１ｍｍの粗粒
と、１〜０．５ｍｍの細粒に区別して充填材として準備
する。

充填材の粒度は５ｍｍを越すと製品（再生材）の表面が
粗雑になり過ぎ、商品価値を低下させる。ただし、コン
クリートブロックなどに用いるような大型再生材を製作
する場合は、３０ｍｍ程度の粗粒を使用することもでき
る。

また、粗粒と細粒を使用することによって、成形時にお
いて熱可塑性結合材を均一分散させ加圧最密充填組織と
することになり、何れか一方では最密充填組織が得られ
難（、更に熱可塑性結合材の溶融分散範囲が大きく、処
理に長時間が必要となる。

次に、成形用樹脂は、前記粗粒または細粒をそのまま使
用することもできるが、回転式剪断機等によって０．１
ｍｍ以下の微粒として採取する。

成形用樹脂は加熱工程において溶融せしめ、前記粗粒と
細粒を結合するバインダーの役目をするので、０．５ｍ
ｍ以下の粒度が、更には０．１ｍｍ以下の粒度が好まし
い。

第２工程では前記の充填材と成形用樹脂を所要の割合に
秤量して、均一に混合する。この混合比率はそれぞれ７
０〜１０重量％、および３０〜９０重量％の範囲とし、
大型製品、小型品あるいは枠用、建設用材などの使用目
的に応じてそれぞれ配合比率を定める。

なお、充填材が７０重量％を越すと再生材の表面が粗面
となって製品価値を低下させ、１０重量％より少ないと
再生品の強度が頗しく低下し、使用中に変形し易（なる
。

混合には一般的に使用されるコンクリートミキサー、モ
ルタルミキサー、アイリッヒミキサー等を使用すればよ
く、１０〜１５分前後、両者が均等に混合されるまで行
なう。

次に、第３工程で前記混合物を所定の温度に加熱してか
ら所要の形状に加圧成形するか、加熱しながら加圧成形
して所定の形状にするか、または最初から所定の形状に
充填したものを加熱処理して製品を得る。

即ち、前記混合物を、孔を開けた鋼板箱などに入れ、熱
風かスチームで１４０〜１８０℃、５時間程度加熱し、
汎用の加圧成形機で３００〜１０００ｇ／ｃｍ２で加圧
し、所定寸法の板状体、棒状体、立方体あるいはキャス
タブルの流し込み用型枠などに成形する。

別法として、加熱装置を備えたホットプレス等で加熱し
ながら成形してもよい。

上記加熱は混合物中の微粒状成形用樹脂を溶融状態にし
て、混合物を高強度の固形体にするためで、加熱温度と
加熱時間は原料の廃プラスチックの種類によって異なり
、例えばポリエチレン樹脂は１８０℃、５時間、またフ
ェノール樹脂は１４０℃、５時間、発泡スチロールの場
合は１３０℃、２時間程度が適切であり、また、ホット
プレスの場合は軟化開始温度および硬化完了温度、時間
を把握して実施する。

また、成形圧は一般には１００〜２００ｇ／ｃｍ”の弱
い圧でよいが、特に建設用厚板のように製品（再生品）
の強度を必要とする場合は５００〜８００　ｇ　７ｃｍ
”もしくはそれ以上でプレスする。

なお、成形后の脱型は、型枠の放冷もしくは空冷によっ
て成形物と型枠間に膨張収縮差による空隙ができるので
、容易である。また、加熱によって成形用樹脂は溶融状
態となるが、燃焼分解することはな（、粒状の充填材は
軟化する程度であるから、有害ガスは全く発生しない。

実」１例」や 某工場から排出された廃プラスチックを目視判定で無機
質材料、耐火材料、ハンダ合金、針金等の夾雑物を除去
したのちフェノール樹脂を選別分離して回転式剪断破砕
機で破砕し、自動篩で３〜１　ｍ　ｍと１ｍｍ以下の粒
子の充填材と、０．５ｍｍ以下の成形用樹脂とに篩分け
して、上記それぞれを１０．６０．３０重量％づつに秤
量したものをアイリッヒミキサーに投入し、１５分間混
合した。

この混合物を大型の孔あき箱に入れて、熱風で１４０℃
、５時間加熱したものを５０Ｘ５０Ｘ１．０００ｍｍ　
（Ｌ）の横長型枠に約２．２ｋｇ投入し、型枠上部の上
梓に２５ｋｇのおもりをのせて、約３０ｇ／ｃｍ２の圧
力で成形し、自然放冷后脱枠して園芸用に用いる角材を
製造した。

製品の強度（圧縮強さ）は第１表に示すように２００ｋ
ｇ／ｃｍ２であった。

第１図はこの実施例で使用した成形機を示す断面図であ
り、図中、１は型枠、２は混合物中の粒状充填材、３は
混合物中の細粉成形用樹脂、４は上枠、５は上枠の上に
載置するおもしである。

叉」１九ｌ 都市ゴミ中の廃プラスチックから目視判定でフェノール
樹脂品とポリエチレン樹脂品を選別したものを大型の水
槽中に投入し、シャワー水洗、分流水洗、比重分類等、
いずれかの方法で鉱石類、金属類、無機質その他の夾雑
物を除去し、回転式剪断破砕機で破砕し、自動篩で３〜
１ｍｍ、１ｍｍ以下のフェノール樹脂の充填材と、０．
５ｍｍ以下の成形用ポリエチレン樹脂とを得て、それぞ
れ２０，５０．３０重量％に秤量したものを水蒸気加熱
の大型ホットプレスの型枠中に約５．０ｋｇ投入し、１
８０℃、５時間加熱后、約５０ｋｇ／ｃｍ”の圧力で成
形してキャスタブル用の流し込み型枠を製造した。

この再生材の圧縮強さは第１表に示すように２１０　ｋ
　ｇ／ｃｍ’であった。

医」１引旦 ナイロン製、ポリエチレン製等の自社発生原料袋の廃材
より一種を選別し、水槽中で水洗して１８０〜１９０℃
、５時間で溶融し、冷却后、汎用の粉砕機で３ｍｍ以下
に粉砕し、これを３〜１ｍｍ、１ｒｒ＋ｍ以下の充填材
に、３ｍｍ以下の成形用樹脂（結合材）に分類して、そ
れぞれ２０．３０．５０重量％に秤量し、１８０℃、５
時間加熱后、コールドプレスで３０ｋｇ／ｃｍ２で加圧
成形した。

この再生材の圧縮強さは２２０　ｋ　ｇ／ｃｍ”であっ
た。

叉」１引Ａ 前記実施例３で調製した３〜１ｍｍの充填材と３ｍｍ以
下の結合材をそれぞれ２０．８０重量％に秤量し、実施
例３と同様に再生材を製造した。

この再生材の圧縮強さは３２０　ｋ　ｇ／ｃｍ”であっ
たが、加圧によって歪曲性、弾力性があり、園芸用の角
祠として適当である。

なお、第１表でそれぞれの実施例の再生材の有用な用途
を記載した。

また、第１表に示す従来例は、原料の粒度調整は行なわ
ず、単に細粉状に粉砕した成形用樹脂３０重量％に鋸屑
７０重量％を配合し、１８０℃、５時間加熱してコール
ドプレスで３０ｋｇに加圧成形して生産したもので、そ
の圧縮強さは４０ｋｇ／ｃｍ”と極めて低い。

１凰旦ｊ 発泡スチロール廃材（魚容器等）を１３０℃、９０分前
後で収縮焼結させ、回転式剪断破砕機で１０ｍｍ以下、
３ｍｍ以下に粉砕して充填材とする。これに購入原料で
ある発泡スチロールを下記配合割合のように配合し、混
線水練り後密閉枠内に充填し、１３０℃、２時間で加熱
処理した。

この製造方法においては水練り用水分が加熱により水蒸
気となり密閉されている枠内を充填させ、温度伝達が容
易となり、未発泡スチロール原料の発泡膨張及び結合に
寄与する、いわゆる内部膨張加圧成形となる。

（配合割合） 廃材焼結スチロール　−１０ｍｍ　　４０重量％／／　
　　　　　　　　　　　−３ｍｍ　　　２５　　　ｔｔ
購入原料　　　　　１．５ｍｍ＄　　３５　　Ｎこの再
生材は比重が０．３程度と非常に軽く、厚み５０ｍｍ程
度とすればプレキャスト用型枠材として利用可能であり
、また市販の発泡スチロールより強度が大きいので、焼
却炉エアー吹出し、砂出し孔などの施工時の詰材料（中
子）として良好な成績であった。

この場合、中子は施工後除去しなくても乾燥（２００℃
前後）で燃焼消滅して孔が開放される利点があり、需要
が期待できる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば再生材製造のための設備
および製造方法とも簡単であるから、大量の廃プラスチ
ックを有効に利用でき、焼却あるいは埋め立て処分の必
要性がなくなり、かつ製造において廃プラスチックの種
類、配合比率、加熱温度、加圧力等の諸条件を調整する
ことによって、品質、形状の異なるもの、更には切断、
切削などによって各種形状のもの等、多用途に適する再
生材を得られる効果がある。

更に、得られた再生品は方向性がなく、自由に加工でき
、かつ自家製の簡単な設備で製造できるので、多目的に
使用し得る再生材を容易にかつ安価に生産することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明で使用する成形機の一例を示す断面図
である。 １・・・型枠　　　　　　２・・−充填材３・・・成形
用樹脂　　　４・・・上梓５・・・おもし 代理人　弁理士　窪　１）法　明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、廃プラスチックを破砕して粗粒および細粒とした充
   填材と、廃プラスチックを粉砕して細粉とした成形用樹
   脂とを混合した後、加熱かつ加圧成形することを特徴と
   する廃プラスチック再生材の製造方法。 ２、前記充填材を７０〜１０重量％、前記成形用樹脂を
   ３０〜９０重量％とした請求項１記載の廃プラスチック
   再生材の製造方法。 ３、前記充填材として粒度が５ｍｍ以下のものを用い、
   前記成形用樹脂として粒度が３ｍｍ以下のものを用いる
   請求項１または２記載の廃プラスチック再生材の製造方
   法。 ４、廃プラスチックを破砕して粒度調整した前記充填材
   と未発泡原料とを混合した後、水蒸気中にて加熱発泡さ
   せて内部より加圧成形することを特徴とする廃プラスチ
   ック再生材の製造方法。