JPH1017672A

JPH1017672A - 複合プラスチック及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1017672A
Application number: JP23831896A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Suzuki; 建一鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】毒性もなく、コストも低く、かつ結果として得
られる新しいプラスチックとその製造方法を提供する。【解決種】脂肪酸グリセロールエステルを主成分として
含む油脂を８０℃から３００℃の間の任意の温度に加熱
し、前記油脂にポリスチレン、ポリエチレン、及びポリ
プロピレン他のプラスチックの内少なくとも一種類のプ
ラスチックを含むプラスチックを加えて溶解させたの
ち、生成したガム状の物質を取り出し、常温まで冷却し
て固形物である複合プラスチックを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の分野利用】本発明は複合プラスチックとその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃発泡スチロールを再生する手段
の一つとして、オレンジ等の皮から抽出したテルペンの
一種であるリモネンを用いて発泡スチロールを溶解して
いたが、リモネンの引火点が３５℃程度と低い為、常温
で溶解する他なく、溶解速度が遅かった。また、溶解し
たゲルからスチロールを取り出す為には、メタノール等
の沈澱剤を加え２００℃程度で減圧蒸留し、その後、エ
チレングリコール等の毒物を用いてメタノールとリモネ
ンを分離するなど、手間とコストがかかり、又毒物であ
るエチレングリコールを扱うなど問題があった。

【０００３】また、他の方法として、廃棄プラスチック
を約４００℃で熱分解して、ガソリン、灯油、軽油他の
混合物である混合油を得る方法があるが、市場で販売す
る為には、更に分留工程を加え各留分に分離する必要が
あり、この為の熱源として石油を必要とする為、コスト
高となり問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題を
解決し、毒性もなく、コストも低く、かつ結果として得
られる新しい複合プラスチックとその製造方法を提供す
る事を目的としている。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為に、
本発明者は、溶剤として脂肪酸グリセロールエステルを
主成分として含む油脂を８０℃から３００℃の間の任意
の温度に加熱し、前記油脂にポリスチレン、ポリエチレ
ン、及びポリプロピレン他のプラスチックポリマーの内
少なくとも一種類のプラスチックを含むプラスチックを
加えて溶解させた後、生成したガム状の物質を取り出
し、常温にまで冷却すると固形物である複合プラスチッ
クが得られる事を見出し、この現象を用いて、新しい複
合プラスチックを得ると共に、その製造方法を確立し
た。

【０００６】

【作用】上記の製造方法は、脂肪酸グリセロールエステ
ルを主成分とする油脂として、綿実油、らっかせい油、
大豆油、ひまわり油、なたね油、ごま油、とうもろこし
油、オリーブ油、あまに油、カボック油、きり油、から
し油、けし油、米油、サフラワー油、つばき油、パーム
油、パーム核油、ひまし油、やし油のような二十種類の
食用油脂の内、少なくとも一種類を含む食用油脂を用い
る事が可能で、この為、溶剤に毒性がなく、かつその引
火点も高く８０℃〜１５０℃程度の加熱では全く引火の
危険も無い為、安全な方法である事が確認された。ま
た、その内の多くの油脂は３００℃に加熱しても引火し
ない。

【０００７】油脂の加熱温度が高いほど、プラスチック
を速く溶解するが、熱源としてゴミ焼却炉の排熱を利用
すると熱源が安価になる事を考慮して８０℃〜１５０℃
の間に油脂の加熱温度を設定するのが適当である。

【０００８】本方法でプラスチックを溶かすと、始めに
一度油脂に溶けた後、すぐにガム状物質となって沈殿を
作る事を見出した。このガム状物質を取り出して常温ま
で冷却した後、その構造を調べたところ、プラスチック
のポリマー分子団から成るポリマー繊維がマトリックス
を形成しており、そのすきまに前記油脂の構成分子団が
充填されている所もあるし、また、ポリマーの各分子間
に前記油脂の構成分子が挟まっている所もあるような、
新しい複合プラスチックである事が判明した。この構造
を図１に示す。１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，は前記
ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン他のプラ
スチックポリマーの内、少なくとも一種類の一分子又
は、分子団から成るポリマー繊維を示す。２は前記油脂
の一分子又は、分子団を示す。１ａ〜１ｅは同種のポリ
マーから成っていてもよいし、二種以上のポリマー例え
ば、１ａはポリスチレン、１ｂはポリプロピレン等から
成っていてもよい。その他のポリマーの組み合わせも可
能なので、本発明の範囲に含まれる。また、前に名称を
挙げた三種のプラスチック以外のプラスチック例えば、
ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド（ナ
イロン）、ポリシクロデキストリン、アイオノマー樹
脂、ポリカーボネート、ポリアヤタール、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリアクリレートの内で、前記油脂に溶けてガム状
物質となるものはすべて、図１に示す構造となるので、
本発明の範囲に含まれる。請求項１１に述べた、「ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹
脂、ＡＳ樹脂、ポリアミド、アクリル樹脂等のプラスチ
ックポリマー」とは上記の樹脂を意味する。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例は次の通りである。先ず容
器に市販のサラダ油を入れる。このサラダ油は、大豆
油、とうもろこし油、菜種油、の混合油であった。

【００１０】このサラダ油を１２０℃に加熱し保温す
る。次に実験の為、一辺３ｃｍの立方体の形に切断した
発泡スチロールを用意し、サラダ油の表面に１０ｃｍの
高さから自然落下させたところ、２秒で溶解した後、直
ちに容器の底にガム状の沈殿が生じた。この工程を数十
回行った。その結果、サラダ油の残部とガム状沈殿物
は、二層に分離しているので固液分離が容易である事が
解った。サラダ油の残部を除去する方法としては、サラ
ダ油を吸い上げても良いし、また、容器の底に予めステ
ンレス網を設けておき、容器の底のバルブを開けて、サ
ラダ油を自然落下させて、サラダ油のみを除去する事が
できる事も解った。除去されたサラダ油はおおむねクリ
ヤーな色調を持ち、溶剤として再度の使用に充分耐える
ものである事が解った。

【００１１】得られたガム状沈殿物は、取り出して常温
に戻すと固化し、その組織を調べたところ、図１に示す
様な構造の複合ポリマーである事が判明した。この複合
ポリマーのみを再度加熱するとしだいに軟化するが、プ
ラスチックとして充分使用に耐えるものである事が解っ
た。加えて、ポリスチロール樹脂よりも割れにくい、新
しい複合ポリマーである事が判明した。

【００１２】第二の実施例としては次の通りである。非
発泡のポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンの
三種類のプラスチックの各について、次の様な実験を行
った。上記プラスチックから５ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの
細片を作り、１２０℃のサラダ油の表面に落下させた。
各細片はプラスチックの種類によって差はあるものの、
おおむね５秒程度で溶解し、器の底にガム状沈殿を作っ
た。前記沈殿を取り出し常温まで冷却して、その構造を
調べたところ、プラスチックの種類によって差異はある
ものの、全て図１に示す構造と同一カテゴリーと見なし
てよい構造の複合ポリマーであった。

【００１３】ここでは、前記三種類のプラスチック一つ
一つを個別の容器に入った油脂の中に入れて実験を行
い、単一のプラスチックが油脂を含むようにしたのであ
るが、必ずしも前記の様にしないで、一つの容器に入っ
た油脂の中に二種類以上のプラスチックを入れ、二種類
以上のプラスチックの混合物が油脂を含んだ様な複合プ
ラスチックを造る事も可能である。このプラスチックの
構造も図１と同一のカテゴリーと見なせる複合ポリマー
であった。また、図１の１ａから１ｅに示すポリマーと
２に示す油脂分子の間に働く力は、ファンデルワールス
力や、水素結合力であると考えられる。

【００１４】次に、パーム油、について第二の実施例と
類似の実験を行ったが、類似の結果が得られた。

【００１５】今度は単一脂肪酸グリセロールエステル、
即ち、その脂肪酸基が、ステアリン酸、オレイン酸、リ
ノール酸、リノレン酸、パルチミン酸であるグリセロー
ルエステルの各について第二の実施例と類似の実験を行
ったが、サラダ油等の場合と類似の結果が得られた。

【００１６】以上の事から帰納できる事は、次の如くで
ある。即ち、脂肪酸グリセロールエステルを主成分とす
る油脂の内、前記二十種類の油脂は、ステアリン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リノレン酸、パルチミン酸の内
の少なくとも一種類を脂肪酸基とするグリセロールエス
テルを含むので、前記プラスチックを溶解する事ができ
るのである。

【００１７】この事から前記の各プラスチックと前記の
各油脂の各についての全ての組合わせを実験せずとも、
類似の結果が得られる事が解る。

【００１８】更に温度は１２０℃ではなく、例えば８０
℃であっても溶解速度が低下するだけで本質的な差は無
いと結論できる。

【００１９】また温度が３００℃であるときは、溶解速
度が非常に速くなりこの点では好都合であるが、ポリマ
ーの分子が切断され低分子量になる傾向も現れ、更に油
脂によっては３００℃以下の引火点を持つものもあるの
で、エネルギーの効率をも考えて、実用的には８０℃〜
１５０℃が推奨される。

【００２０】また油脂に公知の酸化防止剤、例えばエリ
ソルビン酸、エリソルビン酸ナトリウム、クエン酸イソ
プロピル、ジブチルヒドロオキシトルエン、ｄｌ−α−
トコフェロール、ノルジヒドログアヤレチック酸、ブチ
ルヒドロオキシアニソール、没食子酸プロピル、トリベ
ース、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム
等を予め加えておくことにより、油脂は酸化しにくくな
るので、くり返し使用の寿命を延ばす事ができるのは言
うまでもない。請求項９で述べた公知の酸化防止剤と
は、上記の酸化防止剤の少なくとも一つを含む酸化防止
剤であることを意味する。

【００２１】また前記の方法により、生成したガム状物
質を取り出して、例えば図示しない公知のゴム混練ロー
ルと同様な装置を用いて、ガム状物質を加圧、圧延し
て、含有する油脂を絞りとる事も可能で、上記のように
して、油脂を絞りとられたガム状物質を冷却して、その
構造を調べたところ、図１示す構造に比べ、油脂成分が
大幅に減少した構造となっていた。しかしながら、構造
は図１と同一カテゴリーと見なしてよい複合プラスチッ
クであった。

【００２２】ガム状物質を加圧する方法としては、混練
ロールの他に図示しない公知の油絞り器と同様な装置で
ガム状物質を加圧しても、含有する油脂を絞り取れる事
が解った。

【００２３】更に、前記の方法により、得られた固形物
である複合プラスチックを、再度加熱し、ガム状物質に
変化させてから、前記の方法で加圧し、含有する油脂を
絞り取れる事も解った。

【００２４】また、絞り取った油脂はフィルターで濾過
する事により、溶剤として再使用可能である。

【００２５】前記加圧の圧力、温度を調整する事によ
り、得られた複合プラスチックの中の残留油脂の量を任
意に調整可能である。

【００２６】また、破砕又は粉末化したポリスチレン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹
脂、ポリアミド及びアクリル樹脂の内少なくとも一種類
を含む樹脂に、脂肪酸グリヤロールエステルを主成分と
する前記油脂を５から５０重量％加え、公知の加熱混練
押出機（エクストルーダ）を用いて１９０℃以下の温度
で加熱しながら混練し、細孔から押出して線状に引き出
した後、水中をくぐらせて冷却し、公知のペレタイザー
を用いて切断してペレット化する事により、射出成型用
ペレットにする事が出来る。

【００２７】上記のペレットを射出成型機を用いて射出
成型する事により、成型体を得る事が出来る。前記成型
体も図１に示す構造と同一カテゴリーの複合ポリマーで
あった。

【００２８】更に前記脂肪酸グリセロールエステルを主
成分として含む油脂に、テレビン油またはｄ−リモネン
を油脂に対して２０重量％以内で加えておくと、前記プ
ラスチックとの混和性が更に良くなるので、１７０℃以
下の加熱でも十分混和し、エクストルーダの加熱温度を
下げられる事が判明した。これは、テレビン油の主成分
であるα−ピネン、β−ピネン又はｄ−リモネンが前記
プラスチックを溶解する性質があるので混和性がよくな
り、低い温度でも良く混和できるようになる。

【００２９】また、前記脂肪酸グリセロールエステルを
主成分として含む油脂に、テレビン油又はｄ−リモネン
を加えると、テレビン油の主成分であるα−ピネン、β
−ピネン又はｄ−リモネンの分子の周りを溶媒である脂
肪酸グリセロールエステルの分子が包囲した構造の溶液
となるので、テレビン油又はｄ−リモネンの揮発性が抑
制される事が判明した。これは、溶質であるα−ピネ
ン、β−ピネンまたはｄ−リモネンの分子と、脂肪酸グ
リセロールエステルの分子との間にファンデルワールス
結合及び水素結合が生じ新たな分子混合物となっている
為である事も判明した。

【００３０】その為、上記の分子混合物は新たな液体構
造を持つプラスチック用の溶剤という事が出来る。これ
は、溶質であるα−ピネン、β−ピネンまたはｄ−リモ
ネン単独の性質とも異なり、また溶媒である脂肪酸グリ
セロールエステル単独の性質とも異なる新たな溶剤であ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、以下に記載されるような効果を有する。

【００３２】廃棄物としてのプラスチックを再利用でき
るので省石油効果が大である。また、新品のプラスチッ
クをも原料として用いうる。更に、二種以上のプラスチ
ックを原料として用いると新しい性質を持つ複合プラス
チックとなる。

【００３３】更に、新しい複合プラスチックは元のプラ
スチックに無い性質を持っている。例えば、ポリスチレ
ンにポリプロピレンを加えたものは、もとのポリスチレ
ンよりも割れにくく、粘りと適度な固さのある複合プラ
スチックとなった。また溶剤である油脂を少し含んでい
るので、ペレットに加工した後、射出成型機にかける
時、ペレットの流れが改善される。

【００３４】射出成型機にかける事により、含有する油
脂の大部分を除去する事も可能である。

【００３５】射出成型の温度と圧力によっては、含有す
る油脂をかなり残すこともできる。

【００３６】油脂分を或程度含む複合プラスチックは、
土中に埋めると、バクテリアによって油脂の部分が侵食
分解されるので、生物崩壊性プラスチックとなる。

【００３７】元々割れやすいスチロール樹脂などのプラ
スチックは、油脂を含有させた複合スチロール樹脂とす
ることで、元に比べて割れにくいプラスチックとなる。

【００３８】また、油脂を含む前記樹脂は固形燃料とし
て用いる事も出来る。

【００３９】油脂の加熱温度８０℃〜１５０℃は、ゴミ
焼却炉の排熱を利用することのできる温度であるので、
省エネルギーが可能である。

【００４０】食用油脂は長年、人類が食べて来たもので
その無害性は、実証済みである。

【００４１】本発明は以上に述べた実施例のみに止まら
ず、本発明と同一の作用を有し、実質的に同一の方法
で、実質的に同じ効果が得られるここに示さなかった多
くの実施例は、均等の原則に従い、本発明と同一の発明
とみなされることは明白である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の結果得られた複合プラスチ
ックの顕微鏡下の構造を示す微細構造図で、１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、本発明に用いた、各プラスチ
ックの一分子又は、分子団が形造る繊維を示し、２は、
本発明に用いた、各油脂の構成分子又は、分子団を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脂肪酸グリセロールエステルを主成分
として含む油脂を、８０℃から３００℃の間の任意の温
度に加熱し、前記油脂に、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、及びポリプロピレン等のプラスチックポリマーの
内、少なくとも一種類のプラスチックを含むプラスチッ
クを加えて溶解させた後、生成したガム状の物質を取り
出し常温にまで冷却して固形物である複合プラスチック
を得る事を特長とする複合プラスチック及びその製造方
法。
【請求項２】請求項１に於いて、脂肪酸グリセロー
ルエステルを主成分として含む油脂は、綿実油、らっか
せい油、大豆油、ひまわり油、なたね油、ごま油、とう
もろこし油、オリーブ油、あまに油、カボック油、きり
油、からし油、けし油、米油、サフラワー油、つばき
油、パーム油、パーム核油、ひまし油、やし油の内、少
なくとも一種類の油脂を含む油脂である事を特長とする
複合プラスチック及びその製造方法。
【請求項３】請求項１に於いて、得られた固形物で
ある複合プラスチックの構造は、ポリスチレン、ポリエ
チレン、及びポリプロピレン等のプラスチックポリマー
の内、少なくとも一種類のポリマーの分子間に、前記油
脂の構成分子が挟まった構造である事を特長とする複合
プラスチック。
【請求項４】請求項１に於いて、得られた固形物で
ある複合プラスチックの構造は、ポリスチレン、ポリエ
チレン、及びポリプロピレン等のプラスチックポリマー
の内、少なくとも一種類のポリマーの分子の複数個の集
合体からなるポリマー繊維のマトリックスのすきまを、
前記油脂の複数個の構成分子で満たした構造である事を
特長とする複合プラスチック。
【請求項５】請求項１に於いて、生成したガム状物
質を取り出して加圧することにより、ガム状物質が含有
している前記油脂の少なくとも一部をガム状物質中から
除去するようにした事を特徴とする、複合プラスチック
及びその製造方法。
【請求項６】請求項１に於いて、冷却して得られた
固形物である複合プラスチックを加熱し、加圧する事に
より、複合プラスチックが含有している前記油脂の少な
くとも一部を、複合プラスチックから除去するようにし
た事を特徴とする複合プラスチック及びその製造方法。
【請求項７】請求項１に於いて、ポリスチレン、ポ
リエチレン、及びポリプロピレン等のプラスチックポリ
マーは未使用のプラスチック又は、廃棄プラスチックか
ら収集したプラスチックである事を特長とする複合プラ
スチック及びその製造方法。
【請求項８】請求項１に於いて、記載のプラスチッ
クポリマーの内、少なくとも一種類のポリマー分子の、
複数個の集合体から成るポリマー繊維のマトリックスの
隙間、又は、前記ポリマーの分子間を、記載の脂肪酸グ
リセロールエステルを主成分として含む油脂の構成分子
で満たした構造を持つ複合プラスチックを製造する目的
で用いる、脂肪酸グリセロールエステルを主成分とする
油脂。
【請求項９】請求項８に於いて、記載の油脂に公知
の酸化防止剤を加えた事を特長とする脂肪酸グリヤロー
ルエステルを主成分とする油脂。
【請求項１０】脂肪酸グリセロールエステルを主成
分として含む油脂を、８０℃から３００℃の間の任意の
温度に加熱し、前記油脂に、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポ
リアミド、アクリル樹脂等のプラスチックポリマーの
内、少なくとも一種類のプラスチックを含むプラスチッ
クを加えて溶解させた後、生成したガム状物質を取り出
し、常温にまで冷却して固形物である複合プラスチック
を得る事を特長とする複合プラスチック及びその製造に
用いる油脂及び複合プラスチックの製造方法。
【請求項１１】破砕又は粉末化したポリスチレン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹
脂、ポリアミド、及びアクリル樹脂等のプラスチックポ
リマーの内、少なくとも一種類を含む樹脂に、脂肪酸グ
リセロールエステルを主成分として含む油脂を５から５
０重量％加え、１９０℃以下の温度に加熱しながら混練
した事を特長とする複合プラスチック及びその製造方
法。
【請求項１２】請求項１、請求項８及び請求項１１
に於いて、記載の脂肪酸グリセロールエステルを主成分
として含む油脂に、油脂にたいして２０重量％以内のテ
レビン油またはｄ−リモネンを加えた事を特長とする複
合プラスチック及びその製造方法。