(57)【要約】      （修正有）【課題】分別されていない廃棄物をリサイクルして、熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックの内１つ又は両方を含む複合材料の提供。【解決手段】有機物及び任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥並びに任意に粒子化して、乾燥させ、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得る工程と、剪断力下において、前記乾燥粒子廃棄物材料を混合する間に少なくとも約１００℃の温度まで加熱する工程と、を含む処理を行うことによって得られる熱可塑性特性を有する複合材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、以下の１以上により特徴づけられる複合材料：
―約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する、
―０．１μｍを超える拡大暴露構造（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｒｅｖｅａｌｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で見た場合に、材料の異なる構成成分間にギャップを有さない、
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、
―約１．２ｇ／ｍ３を超える密度を有する、
―１ｇｍの複合材料あたり約１ｍｇ（ｍｇ／ｇ）を超えるカリウム含有量を有する、
―約４ＭＰａを超える引張り強度を有する、
―約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する、
―約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する、
―約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する、
―約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する、
―約１．５ＫＪ／ｍ２、１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２または１．８ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する、
―ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する、
―ＤＮＡを含む、
―クロロフィルを含む。
【請求項２】
約１０％〜約９０％の範囲の有機材料を含む、請求項１の複合材料。
【請求項３】
４０％までのプラスチックを含む、請求項１または２の複合材料。
【請求項４】
プラスチック材料を約０〜３０％の範囲、有機材料を約１０〜７０％の範囲、および無機材料を約０〜７０％の範囲で含む、請求項１の複合材料。
【請求項５】
熱可塑性特定を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する、請求項１〜５のいずれかの複合材料。
【請求項６】
熱可塑性特定を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間に本質的にギャップを有さない、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項７】
熱可塑性特定を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、マトリクス中に埋め込まれた粒子を含み、該マトリクスは０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に本質的にそれらの間にギャップを伴わず、該粒子の外表面と密接に結合している、請求項１〜５のいずれかの複合材料。
【請求項８】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項９】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１．２ｇ／ｃｍ３を超える密度を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１０】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１ｍｇ／ｇを超えるカリウム含有量を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１１】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約４ＭＰａを超える引張り強度を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１２】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約６００ＭＰａを超える引張弾性率を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１３】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１４】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１５】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１６】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１．５ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１７】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１８】
熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、ＤＮＡおよびクロロフィルからなる群より選択される少なくとも１種の分子を含む、上記いずれかの請求項に記載の複合材料。
【請求項１９】
廃棄物材料の処理方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥、ならびに任意に粒子化し、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；ならびに
―剪断力下において、乾燥粒子廃棄物材料を混合する間、少なくとも約１００℃の温度まで加熱し、それにより熱可塑性特性を有する複合材料を得ること。
【請求項２０】
温度が約１４０〜約２３０℃の範囲にある、請求項１９の方法。
【請求項２１】
温度が１８０℃〜２２０℃の範囲にある、請求項２０の方法。
【請求項２２】
成型体の製造方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥、ならびに任意に粒子化し、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１００℃〜約２４０℃の範囲の温度まで加熱し、複合材料を得ること；
―該複合材料を成型して成型体を形成すること。
【請求項２３】
廃棄物の圧縮方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥、ならびに任意に粒子化し、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１００℃〜約２４０℃の範囲の温度まで加熱し、複合材料を得ること；
―結果として得られた複合材料をブロックまたは一定の形状の他の成型体に形成すること。
【請求項２４】
温度が約１４０〜約２３０℃の範囲にある、請求項２２または２３の方法。
【請求項２５】
温度が、約１８０〜約２２０℃の範囲にある、請求項２４の方法。
【請求項２６】
剪断力下における加熱が押出成型機中で行われる、請求項１９〜２５のいずれかの方法。
【請求項２７】
実質的に分別されていない廃棄物が粒子化されている、請求項１９〜２６のいずれかの方法。
【請求項２８】
粒子化が造粒機によって行われる、請求項２７の方法。
【請求項２９】
室温において以下の１以上の特性を有する複合材料の調製方法であって：約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する；０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間にギャップを有さない：約１．２ｇ／ｍ３を超える密度を有する：約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する：１ｇｍの複合材料あたり約１ｍｇ（ｍｇ／ｇ）を超えるカリウム含有量を有する：約４ＭＰａを超える引張り強度を有する：約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する：約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する：約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する：約１２Ｊ／ｍノッチを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する：約１．５ＫＪ／ｍ２；１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２または１．８ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する：ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する：ＤＮＡを含む：ならびにクロロフィル含む；
該方法は、以下を含む：
有機材料およびプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を乾燥および粒子化して乾燥された廃棄物材料を得て、そして該乾燥粒子材料を剪断力の下で混合する間、少なくとも約１００℃の温度に加熱し、それによって処理された複合材料を得ること。
【請求項３０】
温度が少なくとも１２０℃である、請求項２９の方法。
【請求項３１】
温度が少なくとも１４０℃である、請求項２９の方法。
【請求項３２】
温度が少なくとも１６０℃である、請求項２９の方法。
【請求項３３】
温度が１８０℃〜２２０℃の範囲にある、請求項２９の方法。
【請求項３４】
互いに接着された２以上の材料を含む成型体であって、ここで、前記材料の少なくとも１つが請求項１〜１８のいずれかの複合材料である成型体。
【請求項３５】
１〜１８のいずれかに記載される複合材料から形成される成型体。
【請求項３６】
請求項１９〜３３のいずれかの方法によって調製された複合材料から形成された成型体。
【請求項３７】
互いに接着された、または混合された２以上の材料を含む成型体であって、ここで、前記材料の少なくとも１種が請求項１〜１８のいずれかの複合材料である成型体。
【請求項３８】
前記２以上の材料の少なくとも１つがプラスチック材料である、請求項３７の成型体。
【請求項３９】
プラスチック材料がポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、分別されていないプラスチック廃棄物またはこれらの混合物である、請求項３８の成型体。
【請求項４０】
実質的に分別されていない廃棄物の、請求項３４〜３９のいずれかに記載される成型体の製造のための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００９年１月１５日付出願の米国仮出願番号第６１／１９３，９８５の優先権の利益を主張する。
【０００２】
発明の分野
本明細書に開示される本発明は、廃棄物の処置（具体的には、一般廃棄物または都市廃棄物）に関し、さらに具体的には実質的に分別されていない廃棄物を有用な製品へと変換する方法、同様に、そのような製品にも関する。
【背景技術】
【０００３】
リサイクルの重要性についての意識および認識が高まっているにもかかわらず、産出された都市廃棄物のわずかのみが実際にリサイクルされている。２００７年において、アメリカ人が２５４００００００トンの都市廃棄物を産出したことが、米国環境保護局によって報告されている。このうち、６３００００００トンのみがリサイクルされ、２２００００００トンが堆肥にされ、そして３２００００００トンがエネルギー産生のために焼却された。これは、１３７００００００トンが（大部分が埋め立てのため）単に捨てられたことを意味する。
【０００４】
限られた量のリサイクルされる廃棄物に関する主な理由は、経済的なものである。簡単に言えば、リサイクルが利益を生みださなければ、それは行われない。リサイクルに関わる著しいコストは、分別、輸送、ならびに分別および輸送プロセスに使用されるエネルギーである。
【０００５】
都市廃棄物から低コストで有用な製品を提供することを目的として、長年に亘って様々な技術が開発されてきた。
【０００６】
米国特許番号第３，８５０，７７は、廃棄物を処理するためのプロセスであって、ここで、廃棄物由来のセルロース部分が廃棄物の大部分から分離（分別）され、セルロースキサンタンへと変換されるプロセスを提供する。セルロースキサンタンは、可溶性であり、廃棄物中へ均一に再分散され、セルロース形態へと再変換される際に廃棄物構成成分に結合する。廃棄物中のセルロースは本質的に無用であり、事実上好ましくないであろうと教示されている。これらは、特許が、廃棄物から一部を除去し、それを変換し、その後それを廃棄物と再度混合し、そしてさらなる処置に際してセルロースが沈殿してバインダーを形成すると教示する理由である。
【０００７】
米国特許番号第４，０１３，６１６は、ポリエチレン等の熱硬化性または熱可塑性樹脂用のフィラーとして粉砕された都市廃棄物または産業廃棄物の使用方法、および有用な製品を作製するための充填された樹脂の使用方法を記載している。当該プロセスは、軽画分および重画分へと廃棄物を予め分別することを必要とする。さらに、当該特許は、本来の廃棄物中のプラスチックは結合剤として好適ではないことを教示している。典型的な都市廃棄物を作り上げている構成成分は、当該特許の表１に明記されている。
【０００８】
米国特許番号第４，７７２，４３０は、高密度の棒状塊またはペレットを得るために、少なくとも１０重量％の熱可塑性材料を含有する固形廃棄物を、押出成型機を用いて圧縮するプロセスを記載している。棒状塊またはペレットは、種種雑多な廃棄物材料の非均質凝集物からなり、処理条件のため、複合物の周辺部分でプラスチックが濃縮されてクラストのようなプラスチックの凝固層を形成する。
【０００９】
米国特許番号第４，９６８，４６３は、プラスチック廃棄物の処分に焦点を合わせた方法であって、ここで、熱可塑性含有量が６５重量％を超え、水含有量が３％未満であることが重要であって、任意にフィラー（これは廃棄物であってもよい）および着色材料を添加する方法を記載している。製品は、３５〜５０Ｎ／ｍｍ２の曲げ破壊応力（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｒｕｐｔｕｒｅ  ｓｔｒｅｓｓ）（曲げ強度）を有することにより特徴づけられ、木材に対して使用される工具により加工が可能である。
【００１０】
米国特許番号第５，２１７，６５５は、最初に、好ましくは金属が除去された、プラスチックおよび線維材料の混合物、例えば、商業、都市または産業廃棄物を粒状にし、その後、当該混合物を押出成型機で継続的に混合する間、約１００〜２０４℃のステージにおいて混合物を加熱することによって得られる複合製品を記載している。この複合材料は、少なくとも５０％の熱可塑性材料を含有してもよく、高い衝撃特性、高い圧縮強度を有し、着色剤でコーティングされてもよく、工業用杭、梁および建設用柱に使用されてもよいと記載されている。
【００１１】
Ｕ．Ｓ．６，０１７，４７５は、廃棄物中のリグノセルロース物質の完全な加水分解のための加水分解剤を利用するプロセスを記載している。当該プロセスは、顕微鏡的に凝集物中に混合された少量の金属、プラスチック等を有する滅菌セルロースパルプ凝集物を生じる。当該凝集物は、純粋なセルロースパルプおよび無機パルプを含有する残りの混合物へと分離可能である。セルロースパルプおよび／または残分を、任意に、プラスチックまたは他の添加物と共にさらに押出して有用な製品を形成してもよい。当該プロセスのいくつかの製品がＷＯ２００５／０９２７０８およびＵＳ２００４／００８００７２に記載されている。
【００１２】
Ｕ．Ｓ．６，２５３，５２７は、互いに結合し、熱可塑性バインダーによってカプセル化された廃棄物またはフィラー粒子の圧縮成型方法を記載している。当該複合材料は、熱可塑性の粒子と廃棄物またはフィラーとを混合することによって調製される（すなわち、粒子を摩擦で加熱するための強力な混合を用いて熱可塑性粒子を溶融状態へと至らせ、ここで、それらは廃棄物またはフィラー粒子をコーティングしてカプセル化する）。溶融物質は、その後圧縮成型される。
【００１３】
米国特許番号第６，４２３，２５４は、約８０％のポリオレフィンおよび約２０％の他の熱可塑性ポリマーを含む様々なタイプの廃棄物材料から製品を製造する方法を記載している。当該廃棄物は、木材、プラスチック、金属、熱安定化剤および発泡剤等の原料と組み合わせて使用されてもよい。
【００１４】
ＫＲ２００３／００１４９２９は、金属が選り分けられた廃棄物から得られる複合材料を記載している。金属は破砕プロセスにおいて問題を生じることから、当該複合材料は、特に金属が選り分けられた後に３０〜７０％の熱可塑性材料を含む。
【００１５】
ＷＯ２００６／０７９８４２は、１０％〜５０％の熱可塑性材料、約２０％の水、ならびに主に綿、接着剤、ゴムおよび金属からなる残部を含有する臨床廃棄物を処理する方法を記載している。当該製品は、成型可能であり、２００〜５００Ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
【００１６】
ＷＯ２００６／０３５４４１は、粉々の廃棄物（ｐｉｅｃｅｓ  ｏｆ  ｗａｓｔｅ）を溶解したプラスチックと共に加熱および混合することによってカプセル化する方法を記載している。
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、実質的に分別されていない廃棄物を、１００℃を超える温度において剪断力に供すると、熱可塑性特性を有する複合材料を生じるという驚くべき知見に基づく。
【００１８】
従って、本発明は、熱可塑性特性を有し、有機物ならびに、任意に無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する複合材料を提供する。
【００１９】
また、本発明は、熱可塑性特性を有し、有機物ならびに、任意に無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、０．１μｍを超える拡大暴露構造（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｒｅｖｅａｌｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で見た場合に、材料の異なる構成成分間に本質的にギャップを有さない複合材料を提供する。従って、この実施態様によれば、特定の物質（例えば、小さな無機粒子、繊維、異なる起源の固体粒子等）は、もしギャップがあれば、それが０．１μｍ未満のサイズ（幅）であるように周囲のメディウムと非常に密接に関連する。理論によって結び付けられることを望むものではないが、これは、前記周囲のメディウム中に含まれる新たな複合材料の接着特性の結果であると考えられる。
【００２０】
また、本発明により、熱可塑性特性を有し、有機物ならびに、任意に無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、前記複合材料が約１２０℃未満、時にはさらに約１１０℃未満、約１００℃未満の温度、およびさらに約９０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する複合材料が提供される。
【００２１】
また、本発明により、熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、以下の１以上により特徴づけられる複合材料が提供される：
―約１２０℃未満、時にはさらに約１１０℃未満、約１００℃未満の温度、およびさらに約９０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する、
―約０．１μｍを超える拡大暴露構造（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｒｅｖｅａｌｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で見た場合に、材料の異なる構成成分間に本質的にギャップを有さない、
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、
―約１．２ｇ／ｍ３を超える密度を有する、
―１ｇｍの複合材料あたり約１ｍｇのカリウム（ｍｇ／ｇ）を超えるカリウム含有量を有する、
―約４ＭＰａを超える引張り強度を有する、
―約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する、
―約８００ＭＰａを超え、さらに１０００ＭＰａの曲げ弾性率を有する、
―約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する、
―約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する、
―約１．５ＫＪ／ｍ２、１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２または１．８ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する、
―ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する（これらの構成成分は、特徴的な臭気を導き、臭気は臭気吸収剤の添加により排除され得る。）；他の揮発性物質、例えば、そのような典型的に放出される有機性または非有機性廃棄物は、複合材料からも放出される、
―ＤＮＡを含む、
―クロロフィルを含む。
【００２２】
以下、全ての％表示は、ｗ／ｗ単位の構成成分の相対量（すなわち、複合材料１００重量単位中の構成成分の重量）に関する。相対量は、最終製品において測定されてもよく、処理（典型的には剪断力下での加熱による処理）前に、複合材料を産生するために使用される出発材料において、または結果として生じる最終の複合材料を得る前に処理の間に採取された試料において測定されてもよい。理解されるように、水分の喪失、処理の間のいくつかの揮発性化合物の形成、および複合材料中の構成成分の含有量と出発材料のそれを比較する場合に考慮されるべき他の因子により、それが処理される前の出発材料中における構成成分の相対量と得られた複合材料の間にはいくらかの（典型的には小さい）変動が存在するかもしれない。
【００２３】
後に数字が続く「約（ａｂｏｕｔ）」なる用語によって以下に示される全ての量および大きさは、示された数字をおよそ１０％超える〜その数字を１０％を下回る可能性のある許容誤差を伴う表示された数字を表わすものとして理解されるべきである。例えば、用語「約１０％」は、９％〜１１％の範囲を含み、用語約１００℃は９０〜１１０℃の範囲を提示するものとして理解されるべきである。
【００２４】
本発明の複合材料は、複合材料の約０〜約４０％の範囲、しかしながら、典型的には約３５％を超えない、またはさらには約３０％のプラスチックを含んでもよい。いくつかの実施態様におけるプラスチックの量は、少なくともｎ％であってもよく、ｎは１〜２０の範囲におけるいずれかの整数である；いくつかの実施態様において、プラスチック材料はｍ％未満の量であってもよく、ｍは１５〜２９の範囲におけるいずれかの整数である。
【００２５】
いくつかの実施態様において、複合材料は、少なくとも１０％の有機物（合成高分子材料以外）を、典型的には少なくとも約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、またはさらに約４０％含んでもよく；いくつかの実施態様において、複合材料は約９０％まで、典型的には約８５％未満、約８０％未満、約７５％未満、またはさらに約７０％未満の有機物を含んでもよい。
【００２６】
いくつかの実施態様によれば、複合材料は、少なくとも約１％、約２％、約５％、約１０％、または少なくとも約１５％の無機物を含み；いくつかの実施態様によって、複合材料は、約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、またはさらに約２０％未満の無機物を含む。
【００２７】
いくつかの実施態様によって、複合材料は押出成型により調製される。
【００２８】
いくつかの実施態様によって、複合材料は射出成型される。
【００２９】
いくつかの実施態様によって、複合材料は回転成型により調製される。
【００３０】
いくつかの実施態様によって、複合材料は圧縮成型される。
【００３１】
いくつかの実施態様によって、複合材料は粒子へと形成される。
【００３２】
具体的な必要性に合わせる特性を有する本発明の複合材料の調製に役立たせるため、または複合材料を異なる有用な成型体へと形成するため、異なる調製方法を使用してもよい。
【００３３】
成型体のさらなる処理または産生のため、粒子形態または他の形態の前記複合材料を、リサイクルされたまたは未使用のプラスチック等の他の材料と共に混合し、その後有用な成型体へと成型してもよい。プラスチック材料は、典型的には、ポリエチレンもしくはポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、分別されていないプラスチック廃棄物またはそれらの混合物である。いくつかの実施態様において、前記複合材料は、様々な異なる物質または材料と共に混合されてもよく、限定されない例は、鉱物（例えば、炭酸カルシウム）、塩、金属粒子または金属片、有機または無機繊維、硝子、カーボン（例えば、活性炭）、砂、岩盤、粘土、砂利およびその他多数である。
【００３４】
本発明のいくつかの実施態様により、複合材料は、分別されていない、または実質的に分別されていない廃棄物（以下に定義される）（例えば、都市、産業またはその他の廃棄物）から調製される。時には、廃棄物は、（剪断力下における加熱によって）複合材料を調製するための原材料として、そのままで使用されてもよい。また、廃棄物を、時には、いくつかの構成成分の除去（例えば金属または他の無機材料）に供して、そのような構成成分による処理設備（例えば、押出成型機）の摩滅を回避してもよい。
【００３５】
また、本発明は、廃棄物材料の処理方法を提供する。この方法は、有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥ならびに任意に粒子化して、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；ならびに剪断力下において、乾燥粒子廃棄物材料を混合する間、少なくとも約１００℃の温度まで加熱することを含む。それによって、熱可塑性特性を有する複合材料が得られる。
【００３６】
剪断力の程度は、複合材料の特性に影響を及ぼす可能性がある。剪断力は、工業用ミキサーまたは攪拌機を混合することにより生じてもよく、押出成型機内で生じてもよく、他の装置または機械において生じてもよい。
【００３７】
前記複合材料は、一定の形状を有する成型体を調製するために使用されてもよい。成型体は、所望の形状を想定するために、約１００℃〜約２４０℃の範囲、または約１４０〜約２３０℃の範囲、またはさらに約１８０〜約２２０℃の範囲の温度において、複合材料を処理するか、または複合材料と他の材料（プラスチックまたは以下に例示される他のもの等）を含む混合物を処理することによって調製されてもよい。前記複合材料は、加熱前に、任意に、粒子化され、ふるいにかけられてもよい。成型体は、複合材料または複合材料を含む混合物の押出成型に続く成型（射出成型、圧縮成型、回転成型等）によって得られてもよい。従って、本発明の形成部分もまた、本明細書に開示される熱可塑性特性を有する複合材料から形成される成型体である。
【００３８】
従って、本発明は、上記複合材料を得ること、任意に複合材料を破砕すること、任意に複合材料をふるいにかけること、任意に複合材料をプラスチックおよび砂等の他の材料と混合すること、複合材料または複合材料を含む混合物を剪断力下において加熱し混合して、これを所望の形状を有する成型体に成型することを含む、本発明の複合材料から作製された成型体を調製する方法をも提供する。
【００３９】
最後に、本発明により、以下：有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥、ならびに任意に粒子化して、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１００℃〜約２４０℃の範囲、または約１４０〜約２３０℃の範囲、またはさらに約１８０〜約２２０℃の範囲の温度まで加熱し、結果として生じる複合材料を得ること；ならびに、結果として生じた複合材料をブロックまたは一定の形状の他の成型体に形成すること、を含む廃棄物の圧縮方法が提供される。
【００４０】
実施態様
本発明によって含まれるいくつかの限定されない実施態様は、下記番号の条項に記載される：
１．  熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、以下の１以上により特徴づけられる複合材料：
―約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する、
―０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間にギャップを有さない、
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、
―約１．２ｇ／ｍ３を超える密度を有する、
―１ｇｍの複合材料あたり約１ｍｇを超えるカリウム含有量（ｍｇ／ｇ）を有する、
―約４ＭＰａを超える引張り強度を有する、
―約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する、
―約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する、
―約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する、
―約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する、
―約１．５ＫＪ／ｍ２、１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２または１．８ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する、
―ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する、
―ＤＮＡを含む、
―クロロフィルを含む。
２．プラスチック材料を約０〜３０％の範囲、有機材料を約１０〜７０％の範囲、および無機材料を約０〜７０の範囲で含む条項１の複合材料。
３．４０％までのプラスチックを含む、番号が付与された条項１または２の複合材料。
４．３５％までのプラスチックを含む、番号が付与された条項３の複合材料。
５．３０％までのプラスチックを含む、番号が付与された条項４の複合材料。
６．プラスチックをｎ％〜ｍ％の範囲（ここで、ｎは１〜１８のいずれかの整数であり、ｍは１９〜２９のいずれかの整数である）を含む、前に番号が付与された条項のいずれかの複合材料。
７．有機材料を約１０％〜約９０％の範囲で含む、前述の番号が付与された条項のいずれかの複合材料。
８．少なくとも１５％の有機物を含む、条項７の複合材料。
９．少なくとも２０％の有機物を含む、条項８の複合材料。
１０．少なくとも２５％の有機物を含む、条項９の複合材料。
１１．少なくとも３０％の有機物を含む、条項１０の複合材料。
１２．少なくとも３５％の有機物を含む、条項１１の複合材料。
１３．少なくとも４０％の有機物を含む、条項１２の複合材料。
１４．約８５％未満の有機物を含む、条項７〜１３のいずれかの複合材料。
１５．約８０％未満の有機物を含む、条項１４の複合材料。
１６．約７５％未満の有機物を含む、条項１５の複合材料。
１７．約７０％未満の有機物を含む、条項１６の複合材料。
１８．無機物を０％〜約５０％の範囲で含む、前述の番号が付与された条項のいずれかの複合材料。
１９．約１％以上の無機物を含む、条項１８の複合材料。
２０．約２％以上の無機物を含む、条項１９の複合材料。
２１．約５％以上の無機物を含む、条項２０の複合材料。
２２．約１０％以上の無機物を含む、条項２１の複合材料。
２３．約１５％以上の無機物を含む、条項２２の複合材料。
２４．約５０％未満の無機物を含む、条項１８〜２３のいずれかの複合材料。
２５．約４０％未満の無機物を含む、条項２４の複合材料。
２６．約３０％未満の無機物を含む、条項２５の複合材料。
２７．約２０％未満の無機物を含む、条項２６の複合材料。
２８．熱可塑性特定を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する複合材料。
２９．相転移が約１１０℃未満の温度においてである、条項２８の複合材料。
３０．相転移が約１００℃未満の温度においてである、条項２９の複合材料。
３１．相転移が約９０℃〜約１００℃の範囲の温度においてである、条項３０の複合材料。
３２．条項１〜２６に規定される１以上の特徴を有する、条項２８〜３１のいずれかの複合材料。
３３．熱可塑性特定を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間に本質的にギャップを有さない複合材料。
３４．熱可塑性特定を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、マトリクス中に埋め込まれた粒子を含み、該マトリクスは０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に本質的にそれらの間にギャップを伴わずに、該粒子の外表面と密接に結合（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ）している複合材料。
３５．条項１〜３２のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、条項３３または３４の複合材料。
３６．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、複合材料。
３７．約４０ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、条項３６の複合材料。
３８．条項１〜３１のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、条項３６または３７の複合材料。
３９．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１．２ｇ／ｍ３を超える密度を有する、複合材料。
４０．約１．２〜１．７ｇ／ｍ３の範囲の密度を有する、条項３９の複合材料。
４１．条項１〜３７のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、条項３９または４０の複合材料。
４２．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１ｍｇ／ｇを超えるカリウム含有量を有する複合材料。
４３．条項１〜４０のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、条項４２の複合材料。
４４．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約４ＭＰａを超える引張り強度を有する複合材料。
４５．約５ＭＰａを超える引張り強度を有する、条項４４の複合材料。
４６．約６ＭＰａを超える引張り強度を有する、条項４５の複合材料。
４７．約７ＭＰａを超える引張り強度を有する、条項４６の複合材料。
４８．約８ＭＰａを超える引張り強度を有する、条項４７の複合材料。
４９．条項１〜４２のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、番号が付与された条項４４〜４８のいずれかの複合材料。
５０．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約６００ＭＰａを超える引張弾性率を有する複合材料。
５１．条項１〜４８のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、条項５０の複合材料。
５２．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する複合材料。
５３．曲げ弾性率が約１０００ＭＰａを超える、条項５２の複合材料。
５４．曲げ弾性率が約２０００ＭＰａを超える、条項５３の複合材料。
５５．曲げ弾性率が約３０００ＭＰａを超える、条項５４の複合材料。
５６．曲げ弾性率が約３５００ＭＰａを超える、条項５５の複合材料。
５７．条項１〜５０のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、番号が付与された条項５２〜５６のいずれかの複合材料。
５８．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する複合材料。
５９．曲げ強度が約９ＭＰａを超える、条項５８の複合材料。
６０．曲げ強度が約１１ＭＰａを超える、条項５９の複合材料。
６１．条項１〜５６のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、番号が付与された条項５８〜６０のいずれかの複合材料。
６２．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する複合材料。
６３．ノッチ付きアイゾッド衝撃が約１３Ｊ／ｍを超える、条項６２の複合材料。
６４．ノッチ付きアイゾッド衝撃が約１５Ｊ／ｍを超える、条項６３の複合材料。
６５．ノッチ付きアイゾッド衝撃が約１７Ｊ／ｍを超える、条項６４の複合材料。
６６．条項１〜６０のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、番号が付与された条項６２〜６５のいずれかの複合材料。
６７．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、約１．５ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する複合材料。
６８．シャルピー衝撃が約１．６ＫＪ／ｍ２を超える、条項６７の複合材料。
６９．シャルピー衝撃が約１．７ＫＪ／ｍ２を超える、条項６８の複合材料。
７０．シャルピー衝撃が約１．８ＫＪ／ｍ２を超える、条項６９の複合材料。
７１．条項１〜６５のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、番号が付与された条項６７〜７０のいずれかの複合材料。
７２．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する複合材料。
７３．熱可塑性特性を有し、かつ有機物を含み、任意に、無機物およびプラスチックのうち１つまたは両方を含み、ＤＮＡを含む複合材料。
７４．番号が付与された条項１〜７０のいずれかに規定される１以上の特徴を有する、条項７２または７３の複合材料。
７５．押出成型によって調製される、前述の番号が付与された条項のいずれかの複合材料。
７６．圧縮または射出成型された、前述の番号が付与された条項のいずれかの複合材料。
７７．実質的に分別されていない廃棄物から調製される、前述の番号が付与された条項のいずれかの複合材料。
７８．分別されていない廃棄物中に包含されるいくつかの無機材料を欠く、実質的に分別されていない廃棄物から調製される、条項７７の複合材料。
７９．分別されていない廃棄物中に包含されるいくつかの金属を欠く、実質的に分別されていない廃棄物から調製される、条項７８の複合材料。
８０．廃棄物材料の処理方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥、ならびに任意に粒子化し、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；ならびに
―剪断力下において、乾燥粒子廃棄物材料を混合する間、少なくとも約１００℃の温度まで加熱し、それにより熱可塑性特性を有する複合材料を得ること。
８０Ａ．廃棄物材料の調製方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む混合物を得ること；ならびに
―剪断力下において、該混合物を少なくとも約１００℃の温度まで加熱し、それにより熱可塑性特性を有する複合材料を得ること。
８１．前記複合材料を粒子化することをさらに含む、条項８０または８０Ａの方法。
８２．温度が少なくとも１２０℃である、条項８０〜８１の方法。
８３．温度が少なくとも１４０℃である、条項８２の方法。
８４．温度が少なくとも１６０℃である、条項８３の方法。
８５．温度が１８０℃〜２２０℃の範囲である、条項８４の方法。
８６．番号が付与された条項１〜７９のいずれかに規定される複合材料の製造のための、条項８０〜８５のいずれかの方法。
８７．条項１〜７９のいずれかに規定される複合材料、または条項８０〜８６に規定される手法において調製される複合材料から形成される成型体。
８８．成型体の製造方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥、ならびに任意に粒子化し、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１００℃〜約２４０℃の範囲の温度まで加熱し、複合材料を得ること；
―該複合材料を成型して成型体を形成すること。
８９．廃棄物の圧縮方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を、乾燥ならびに任意に粒子化し、乾燥され、かつ任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；ならびに
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１００℃〜約２４０℃の範囲の温度まで加熱し、圧縮材料を得ること；ならびに
―結果として得られた複合材料をブロックまたは一定の形状の他の成型体に形成すること。
９０．温度が約１４０〜約２３０℃の範囲にある、条項８８または８９の方法。
９１．温度が約１８０〜約２２０℃の範囲にある、条項９０の方法。
９２．剪断力下における加熱が押出成型機中で行われる、条項８０〜９１のいずれかの方法。
９３．実質的に分別されていない廃棄物が粒子化されている、条項８０〜９２のいずれかの方法。
９４．粒子化が造粒機によって行われる、条項９３の方法。
９５．条項１〜７９のいずれかの複合材料を加熱して、前記複合材料を流動させること、およびそれを所望の形状に形成して前記成型体を得ることを含む、成型体の製造方法。
９６．加熱が１００℃〜２４０℃の範囲の温度までである、条項９５の方法。
９７．複合材料が連続して形成され、所望の形状に成型される、条項８８〜９５のいずれかの方法。
９８．固体状態において以下の１以上の特性を有する複合材料の調製方法であって：約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する；０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間にギャップを有さない；約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する；約１．２ｇ／ｍ３を超える密度を有する；約１ｍｇ／ｇを超えるカリウム含有量を有する（複合材料１ｇｍあたりｍｇカリウム）：約４ＭＰａを超える引張り強度を有する、約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する；約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する；約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する；約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する；約１．５ＫＪ／ｍ２、１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２または１．８ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する：ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する：ＤＮＡを含む：ならびに―クロロフィルを含む；
該方法は、以下を含む：
有機材料およびプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を乾燥および粒子化して乾燥された廃棄物材料を得て、そして該乾燥粒子材料を剪断力下において混合する間、少なくとも約１００℃の温度に加熱し、それによって処理された複合材料を得ること。
９９．温度が少なくとも１２０℃である、条項９８の方法。
１００．温度が少なくとも１４０℃である、条項９９の方法。
１０１．温度が少なくとも１６０℃である、条項１００の方法。
１０２．温度が１８０℃〜２２０℃の範囲にある、条項１０１の方法。
１０３．廃棄物の処理方法であって、以下を含む方法：
―有機物および任意にプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を乾燥させ、任意に、粒子化して、乾燥および任意に粒子化された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１００℃〜約２４０℃の範囲の温度まで加熱し、複合材料を得ること；ならびに
―複合材料を粒子化すること。
１０４．複合材料を形成後に粒子化し、粒子化された複合材料をその後前記成型体へと成型する（ｍｏｌｄｅｒ）、条項８８〜９７のいずれかの方法。
１０５．複合材料を破砕し、成型体を得るために成型する前に、剪断力下において破砕された複合材料を再加熱し、混合する、条項１０４の方法。
１０６．成型体を得るために成型する前に、剪断力下において破砕された複合材料を再加熱し、他の材料と混合する、条項１０４または１０５のいずれかの方法。
１０７．互いに接着された、または混合された２以上の材料を含む成型体であって、ここで、前記材料の少なくとも１種が条項１〜７９のいずれかの複合材料であるか、または条項８０〜９４および１０４〜１０６のいずれかの方法によって得られた複合材料である成型体。
１０８．２以上の材料が互いに本質的に均質に混合された、条項１０７の成型体。
１０９．前記ブレンドがポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、分別されていないプラスチック廃棄物またはこれらの混合物を含む、条項１０７または１０８の成型体。
１１０．互いに接着した第１材料および第２材料を含み、ここで、第１または第２材料の少なくとも１種が条項１〜７９のいずれかに規定される複合材料である、条項１０８または１０９の成型体。
１１１．条項１〜７９のいずれかに規定される複合材料を含むブレンドで作製される、貯蔵またはフォークリフト用のペレット。
１１２．前記ブレンドの射出成型によって調製される条項１１１のペレット。
１１３．前記ブレンドが前記複合材料および高密度ポリエチレンを含む、条項１１１または１１２のペレット。
１１４．条項１〜７９のいずれかに規定される複合材料を含むブレンドで作製される、貯蔵成型体。
１１５．ツールボックス（ｔｏｏｌ  ｂｏｘ）である、条項１１４の成型体。
１１６．射出成型によって調製される、条項１１４または１１５の成型体。
１１７．前記ブレンドがポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、分別されていないプラスチック廃棄物またはそれらのそれらの（ｔｈｅｒｅｏｆ．ｔｈｅｒｅｏｆ．）混合物を含む、条項１１４〜１１６のいずれかの成型体。
１１８．条項１〜７９のいずれかによる複合材料を含むブレンドで作製される、重量保持パネル（ｗｅｉｇｈｔ−ｈｏｌｄｉｎｇ  ｐａｎｅｌ）。
１１９．棚として使用可能な、条項１１８のパネル。
１２０．射出成型によって調製される、条項１１８または１１９のパネル。
１２１．前記ブレンドがホモポリプロピレンおよび炭酸カルシウムを含む、条項１１８〜１２０のいずれかのパネル。
１２２．条項１〜７９のいずれかの複合材料、ポリプロピレンコポリマーおよびカーボンブラックを含むブレンドで作製される成型体。
１２３．条項１〜７９のいずれかの複合材料を含むブレンドで作製され、成型によって調製される成型体。
１２４．条項１〜７９のいずれかによる複合材料を含むブレンドで作製され、射出成型によって調製される成型体。
１２５．条項１〜７９のいずれかによる複合材料を含むブレンドで作製され、回転成型によって調製される成型体。
１２６．条項１〜７９のいずれかによる複合材料を含むブレンドで作製され、圧縮成型によって調製される成型体。
１２７．ブレンドがプラスチック材料を含む、条項１２２〜１２６のいずれかの成型体。
１２８．プラスチックが、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、分別されていない廃棄物またはそれらの混合物である、条項１２７の成型体。
少なくとも成型体の可視表面に塗料が適用される、条項１０７〜１２７のいずれかの成型体。
１２９．条項１２２〜１２８のいずれかに規定される成型体の製造のための実質的に分別されていない廃棄物の使用。
１３０．成型体の調製方法でって、以下を含む方法：
条項１〜７９のいずれかの複合材料を提供するか、または条項８０〜１０２のいずれかに規定される手法によって複合材料を調製すること；
任意に、（ｉ）複合材料を破砕すること、および（ｉｉ）複合材料をふるいにかけることのいずれか一方または両方によって複合材料を処理すること；
剪断力下において複合材料を加熱および混合して溶融物を得ること；ならびに
溶融物を成型体へと形作ること。
１３１．加熱および１以上の他の材料と混合する前、間または後で複合材料を混合することを含み、それにより、前記溶融物は前記複合材料および１以上の他の材料との混合物である、条項１３０の方法。
１３２．加熱および混合の間に前記複合材料に他の材料を添加することを含む、条項１３０の方法。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明を理解するため、および実施に際してどのように行われ得るかを参照するため、添付の図面を参照して、限定されない例としてのみ、ここに実施態様が記載される。図面において：
【図１】図１は、本発明の実施態様による複合材料の有機溶媒中の抽出による解析のフローチャートである。
【図２】図２は、３種の試験片からの抽出物について行われたＤＮＡゲル電気泳動である：本発明による押出成型物の圧縮成型（レーン１）；陽性コントロール（レーン２）；陰性コントロール（レーン３）；および乾燥され粒子化された実質的に分別されていない廃棄物（ＳＵＷ）（レーン４）；ＭＭはＤＮＡ分子マーカー参照を表わす。
【図３】図３は、温度増加関数としての％重量喪失を示す、本発明の実施態様による複合材料の熱重量分析（ＴＧＡ）である。
【図４】図４は、図３に示される熱重量分析からの温度に対する重量喪失の導関数を示すグラフである。
【図５】図５は、動的熱機械分析（ＤＭＴＡ）によって測定された、２つの方法（すなわち、射出成型（実線）、および本発明による圧縮成型（点線））によって調製された本発明の実施態様の熱可塑性複合材料の貯蔵弾性率を示す。
【図６】図６は、ＤＭＴＡにより測定された、圧縮成型（点線）と比較した、射出成型（実線）により調製された本発明による複合材料の損失弾性率を示す。
【図７】図７は、本発明の実施態様による複合材料の約１６０〜約２２０℃の範囲の射出成型温度関数としての室温ノッチ付きアイゾッド衝撃を示す。
【図８】図８は、様々な温度で試験された剪断速度関数としての、本発明の実施態様による複合材料のキャピラリーレオメーター粘度を示すグラフである。
【図９】図９Ａおよび９Ｂは、ローター速度８０ｒｐｍを用いた（ｉ）本発明の実施態様による複合材料（図９Ａ、２００℃における）および（ｉｉ）参照として使用されたポリプロピレン（ＰＰ）（９Ｂ、２４０℃における）のブラベンダープラストグラフ試験結果を提供する。
【図１０】図１０は、異なる倍率（×５０、図１０Ａ；×１００、図１０Ｂ；および×２００、図１０Ｃ）における本発明の実施態様による固体複合材料の外表面の光学顕微鏡反射顕微鏡写真である。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｂは、本発明の実施態様による複合材料の定温破壊表面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図１２】図１２Ａ〜１２Ｄは、本発明の実施態様による複合材料の固相マイクロ抽出のヘッドスペースガスクロマトグラフィー質量分光測定法（ＨＳ−ＧＣＭＳ）（図１２Ａ）；分別されていない有機性廃棄物（図１２Ｂ）；分別されていないプラスチック廃棄物（図１２Ｃ）およびポリプロピレン（図１２Ｄ）のクロマトグラムである。
【図１３】図１３Ａ〜１３Ｅは、以下に記載されるいくつかの実施例による複合材料から調製された成型体のいくつかの例の写真であり、ここで、図１３Ａは射出成型により調製されたペレットを示し、図１３Ｂは射出成型により調製されたコンポスター底部を示し、図１３Ｃは射出成型により調製された下水道の開口部カバーを示し、図１３Ｄは冷間圧縮成型の後、複合材料の塗装（異なるグレーの濃淡は異なる色を表わす）により調製された植木鉢を示し、そして図１３Ｅは射出によって調製された筒状体を示す。
【図１４】図１４は、本発明の１つの実施態様に従うＳＵＷの処置のためのシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
発明の詳細な説明
本発明は、１００℃を超える温度において実質的に分別されていない廃棄物（ＳＵＷ）を剪断力に供すると、熱可塑性特性を有する複合材料を結果として生じるという驚くべき知見に基づく。ＳＵＷは、実施的に分別されていない固形都市廃棄物（ｍｕｎｉｃｉｐａｌ  ｓｏｌｉｄ  ｗａｓｔｅ）である。
【００４３】
本明細書において使用される固形都市廃棄物（ＭＳＷ）は、人々および産業によって捨てられた住宅および商業ゴミくず（ｔｒａｓｈ）（ゴミ（ｇａｒｂａｇｅ））を指し、典型的には、主に、木材、木材由来製品（紙等、厚紙、ちり紙等）、残飯およびプラスチックで構成される。２００７年において、環境局は、米国において、ＭＳＷが重量パーセントとして以下の成分で構成されることを報告した：紙（３２．７％）、ガラス（５．３％）、金属（８．２％）、プラスチック（１２．１％）、ゴム、革および織物（７．６％）、木材（５．６％）、庭ゴミ（１２．８％）、残飯１２．５％）、その他（３．２％）。イスラエルは２００５年について同様の解析を報告した：有機物（４０％）、プラスチック（１３％、主に熱可塑性）、厚紙（８％）、紙（１７％）、織物（４％）、使い捨てオムツ（５％）、その他（７％）、ガラス（３％）および金属（３％）。これらのパーセンテージは平均であであり、実際のパーセンテージは場所から場所へと変化するであろうが、これらの廃棄物の主な構成成分はプラスチックおよびセルロース系材料（例えば、木材および木材由来の構成成分、例えばちり紙、厚紙等）であることが明らかである。ＭＳＷは通常水分を含有する。
【００４４】
廃棄物中の熱可塑性構成成分は、例えば、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ナイロン等を包含する。熱硬化性は普通のＭＳＷのごく一部を構成するが、廃棄物の流れの一部となり得る。
【００４５】
本明細書に開示される複合材料は、独特の熱可塑性特性を有する。本明細書で使用される用語「熱可塑性特性」は、固形または本質的に固形の材料が加熱に際して熱い流動性の材料（柔らかい、可鍛的な（ｍａｌｌｅａｂｌｅ）、成型可能な、再成型可能な、および押出可能な溶接可能な材料）へと変化し、十分に冷却された場合に可逆的に凝固する特性を指す。また、この用語は、この材料が熱い流動性の材料になる温度または温度範囲を有することも提示する。この特性は、熱可塑性物そのものによって保有されるものに類似する。
【００４６】
本発明によれば、廃棄物は実質的に分別されていない廃棄物（ＳＵＷ）である。以下の用語「実質的に分別されていない廃棄物」または「ＳＵＷ」は、分別されていない（例えば、得られたそのまま、すなわち、固形廃棄物管理施設もしくは廃棄物集積所、または埋め立て地で受け取った形態）廃棄物材料（固体を含む）か、または処理前に１以上の構成要素が任意に選択的に除去された廃棄物材料を提示するために使用されるであろう。そのような構成成分は、典型的には、リサイクル可能な材料または成型体として経済的価値を有するものであり、廃棄物の起源でのリサイクルを通して既に除去されていないものである。そのような構成成分は、金属部品（特に電池）、アルミニウムおよび鉄、ガラス、セラミック、紙、厚紙およびプラスチック容器（ボトル、貯蔵ボール、商業的なプラスチックの調理済み容器等）を包含してもよいが、これらに限定されない。典型的には、本発明の複合材料を得るためにその後の処理に使用されるＳＵＷは、少なくとも約８０重量％の元々の廃棄物材料、時には９０重量％を超える、さらには９５重量％の元々の廃棄物材料の重量を構成する（すなわち、分別されていない廃棄物から除去された構成成分は、それぞれ、約２０％まで、約１０％まで、および約５％までの元々の分別されていない廃棄物材料を構成する）。明確にするため、分別されていないまたはＳＵＷに関して作成される場合、％含有量は総乾燥量基準（水を除く）に基づく各相対含有量（ｗ／ｗ）を提示したことに留意される。
【００４７】
本発明により使用されるＳＵＷは、湿材料（すなわち、水および／または水分を包含する）として処理の前に受け取られるか、または乾燥材料として受け取られてもよい。乾燥は、廃棄物を外に置いて乾燥させるか、乾燥空気流のもとに置くか、オーブンチャンバー内に置くか、または液体を絞りだすことによるか、いずれかによって達成されてもよい。本発明に照らして、乾燥は、少なくとも５０％の水分、時には６０％、７０％、８０％、９０％およびさらに時には９５％までのＳＵＷ中に当初含有される水分の除去を包含する。１００％パーセントの水分を除去しなければならないわけではなく、いくつかの適用において、複合材料を調製するための後の手順のためにＳＵＷ中にいくらかの水を維持することがより好ましいことが留意される。典型的には、乾燥の後得られ、本明細書に開示される複合材料の調製のために使用されるＳＵＷは、水を有し、任意に、約１％〜約１１％の範囲の含有量においてエタノール等の他の揮発性液体を有する。理論によって結び付けられることを望むものではないが、現在、残された残存水含有量は、化学処理において（ｉｓ  ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、乾燥された、または半乾燥されたＳＵＷを本発明の複合材料へと変換ことを引き起こす役割を果たすと考えられている。
【００４８】
上述のように、ＳＵＷは一般に固形都市廃棄物であり、例えば、ヒトおよび動物の活動から結果的に生じた固体、半固体および／または流体材料を包含してもよく、都市廃棄物、産業廃棄物（例えば、化学物質、塗料、プラスチック、砂）、農業廃棄物（例えば、家畜肥料、作物残余）、泥に起因してもよく、そして、危険物質等を包含する廃棄物であってもよい。廃棄物は、紙、材木、繊維等の分解性、可燃性の廃棄物であってもよく、または金属、ガラス、砂およびセラミック等の非可燃性廃棄物であってもよい。また、廃棄物は古い埋め立てゴミを包含する埋め立てゴミに起因するものでもよい。本発明の利点の１つは、埋め立てゴミの容量を低減して有用な製品を産生する一方で、同時に埋め立てゴミのかさを低減することにある。
【００４９】
本発明の複合材料は、複合材料の約０〜約４０％の範囲、しかしながら典型的には、約３５％を超えない、またはさらに約３０％を超えないプラスチックを含んでもよい。いくつかの実施態様においてプラスチックの量は、少なくとも１％、３％、５％、１０％または１５％であってもよく；いくつかの実施態様においてプラスチック材料は３０％未満、２５％未満、またはさらに２０％未満の量であってもよい。
【００５０】
いくつかの実施態様における複合材料は、少なくとも約１０％の有機物（合成高分子材料以外）、典型的には少なくとも約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％またはさらに約４０％を含んでもよく；いくつかの実施態様において、複合材料は約９０％まで、典型的には約８５％未満、約８０％未満、約７５％未満、またはさらに約７０％未満の有機物を含んでもよい。
【００５１】
いくつかの実施態様によれば、複合材料は、少なくとも約１％、約２％、約５％、約１０％、または少なくとも約１５％の無機物を含み；いくつかの実施態様によって、複合材料は、約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、またはさらに約２０％未満の無機物を含む。
【００５２】
時には、複合材料の特性は、前記材料に対し、その調製の間またはそれが形成された後のいずれかに特定の構成成分を添加することによって優れたものにしてもよい（ｍａｙ  ｂｅ  ｆｉｎｅ−ｔｕｒｎｅｄ）。限定されない例は、いくつかの揮発性物質を吸収し得る活性炭であり、それによっていくつかの悪臭を除去する。時には、ＳＵＷは、いくつかの廃棄物起源の材料で補填されてもよい。時には、廃棄物はリサイクルされたまたは未使用の材料で補填されてもよい。
【００５３】
有機材料は、庭の廃棄物（葉、刈り取られた草、枝、干し草、花、おがくず、木片および樹皮）、食品廃棄物（果実、野菜、穀物、肉、卵殻、骨、油、脂肪または乳製品）と同様にその他（紙、排泄物、ホコリ、毛髪、木灰）等の生きていたまたは生きているあらゆる材料を包含してもよいが、これらに限定されない。複合材料が有機材料を含むことから、生物学的な起源の材料に特有の指紋、例えばＤＮＡ、タンパク質、クロロフィル、および合成起源の材料に比べて高含有量のカリウム、窒素およびリン等を本質的に含む。
【００５４】
複合材料が典型的にプラスチック材料を、約１０〜３０％の範囲で含む一方、本発明の複合材料は、いかなるプラスチック材料も伴わずに本明細書中に記載される方法において調製されてもよい。例えば、約２００℃の温度におけるトウモロコシ粉または有機性廃棄物（プラスチックを含まない）の押出成型の製品は、少なくとも約１００℃の温度において流動性材料であると本発明者らによって見出された。わずか１０重量％のプラスチックが有機性廃棄物と混合された場合、押出成型物は、ＳＵＷから得られたものと類似の機械的特性を有する複合材料を得るために射出成型によってさらに処理されることが可能であった。
【００５５】
本明細書において使用される用語「プラスチック」は、当業者に公知の一般的な意味を有するものとして理解されるべきである。
【００５６】
それに限定されず、プラスチック材料は、典型的には、合成ポリオレフィン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリスチレン（ＰＳ）（耐衝撃性ポリスチレン、ＨＩＰＳを包含する）、硬質および可塑化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＵ（ポリウレタン）、ポリアミド（ＰＡ）、およびエチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）等のプラスチック材料を含む。
【００５７】
本発明の複合材料中の有機材料は、有機性繊維を含む。用語「有機性繊維」は、天然の有機性繊維と同様に合成（人工）繊維を包含すると理解され得る一方、本明細書において、主に、全て天然起源由来である、セルロース、ヘミセルロースおよび／またはリグニン、ならびにこれらの組み合わせを含む繊維を提示するために使用される。セルロース、ヘミセルロースおよびリグニンは、時に用語「リグノセルロースバイオマス」によって参照される。本発明に関連して、用語「リグノセルロース」は、当業者に公知の一般的な意味を有すると理解される。存在し得る他のタイプの有機性繊維は、ビスコース、セルロースおよび改変セルロースである。
【００５８】
本発明の１つの実施態様によれば、複合材料は、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える、好ましくは約４０ｄｙｎｅ／ｃｍを超える、そしてさらにより好ましくは４５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する。比較のため、ポリエチレンの表面エネルギーは約３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、ポリプロピレンのそれは約３１ｄｙｎｅ／ｃｍであり、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＥＴＦＥ／Ｔｅｆｌｏｎ）のそれは１８〜２０ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【００５９】
２種の材料を互いに接着させるため、それらの表面エネルギー（表面張力）は、同様であるべきことが十分理解される。
【００６０】
言い換えれば、高い表面エネルギー材料上で、より強固な結合を保証するため、極性材料は薄層（ｔｈｉｎ  ｌａｙｅｒ）へと広がる（または「ウェットアウト（ｗｅｔ−ｏｕｔ）」）であろう。本発明の複合材料は、ポリオレフィンよりも高い表面エネルギーを有する。この本発明の複合材料の比較的高い表面エネルギーは、その表面において、塗料、接着剤、木材、様々な石、およびその他等の他の極性物質との強固な相互作用を可能とする。
【００６１】
１つの実施態様において、本発明の複合材料は、約１．２ｇ／ｃｍ３を超える、典型的には１．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する。
【００６２】
また、本発明の複合材料は、その引張弾性率（時には、弾性係数または引張り係数とも呼ばれる）によって特徴づけられてもよい。引張り弾性係数は、一般的に、それに力が加えられた場合、弾性的に変形（すなわち、非永続的）されることへの材料の耐性によって定義される。より高い力が必要とされると、材料はより硬くなる。典型的には、複合材料は約６００ＭＰａを超える引張り弾性係数を有する。従って、本発明の複合材料は、棒、板等の形状を有する構造へと形成された場合、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンおよびその他等の他の硬い熱可塑性材料のそれに匹敵する硬度によって特徴づけられる。
【００６３】
また、本発明の複合材料は、以下の１以上の特徴によって特徴づけられてもよい：
―引張り強度、すなわち、張力のもと、材料が機能しなくなるか、または永久に変形する応力。典型的には、射出成型された本発明の複合材料の引張り強度は、約５ＭＰａ、６ＭＰａ、７ＭＰａを超え、そしてさらに８ＭＰａを超える。
―曲げ強度（時には、用語曲げ強さ（ｂｅｎｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）によって参照されることもある）、すなわち、破裂の際に材料に適用される応力。典型的には、射出成型された本発明の複合材料の曲げ強度は、約７ＭＰａを超え、約９ＭＰａを超え、そしてさらに約１１ＭＰａを超える。
―曲げ弾性率は屈曲における材料の剛性、すなわち、適用された力による変形への耐性を指す。典型的には、射出成型された本発明の複合材料の曲げ弾性率は、約２，０００ＭＰａを超え、約３，０００ＭＰａを超え、そしてさらに約３，５００ＭＰａを超える。
―衝撃強度（ノッチ付きアイゾッド衝撃）は、衝撃荷重に耐えるための材料の能力を指す。典型的には、射出成型された本発明の複合材料の衝撃強度は、約１２Ｊ／ｍを超え、約１３Ｊ／ｍを超え、１５Ｊ／ｍを超え、そしてさらに約１７Ｊ／ｍを超える。
―シャルピー衝撃（シャルピーＶノッチ試験）は、曲げ衝撃下において試験標本を破壊するために必要とされる単位面積あたりのエネルギーを指す。典型的には、射出成型された本発明の複合材料のシャルピー衝撃は、約１．５ＫＪ／ｍ２、１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２を超え、またはさらに約１．８ＫＪ／ｍ２を超える。
【００６４】
ＳＵＷ中に金属が維持され、さらなる処理の前に除去されない場合、引張り強度、曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃強度およびシャルピー衝撃を包含する機械的特性が改善される可能性がある。また、機械的パラメーターは、製造プロセスの細かい事項によって変化する可能性がある。従って、プロセスパラメーターは、上記範囲内において定量的に異なる機械的特性を生じるように、優れたものにしてもよい。また、時には、機械的特性計測の数値は、計測設備によって幾分変動してもよいことが留意される。
【００６５】
―臭気プロファイル（揮発性プロファイル）は、複合材料中に存在し、そこから放出され、そして複合材料の特異的な臭気に寄与する揮発性化合物の混合物を指す。臭気プロファイルは、以下に詳述されるヘッドスペースＧＣＭＳ試験によって測定されてもよい。臭気プロファイルの各化合物は、多様な分量で存在するが、ヘッドスペースＧＣＭＳ試験において検出可能な量未満ではない量で存在してもよい。典型的には、本発明の複合材料の揮発性プロファイルは、プラスチックおよび有機性廃棄物の臭気プロファイルの一部である多くの典型的な化合物の組み合わせを含み、加えて、（臭気吸収剤が存在しない限り）ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラール、およびフェノールを含む複合材料に独特のいくつかの化合物を含む。上記にもかかわらず、有機性廃棄物またはプラスチックの揮発性プロファイルの典型的な化合物であるいくつかの化合物、二硫化ジメチル、２−ペンチルフラン、ベンズアルデヒド、およびリモネン等は、複合材料の揮発性プロファイルにない。これらの揮発性プロファイルは、臭気吸収剤の添加によって、または反応条件温度の変化、ＳＵＷ中の初期水分含有量、または排出によって変化する可能性がある。
【００６６】
本発明による複合材料は、典型的にはＳＵＷの処理を通して得られる。１つの実施態様において、ＳＵＷは有機材料およびプラスチックを含む。
【００６７】
本発明の方法により、新規の複合材料は暗色を有することが見出された。理論によって結び付けられるものではないが、暗色は、特定の構成成分または複合材料の他の構成成分に堅固に接着する化合物に関連することが明らかになった。本発明に関し、暗色は複合材料が全てのまたはほとんど全ての可視光スペクトラムの波長を吸収する、または換言すれば、可視スペクトラムのあらゆるまたはほとんどあらゆる部分において発光または光を反射しないことを意味すると理解される。
【００６８】
様々な分画技術によって構成成分に分画された場合、暗色の構成成分は、分画産物の多くと関連したままであることが留意される。
【００６９】
理論によって結び付けられることを望むものではないが、暗色は、複合材料形成の間の様々な食物残渣の反応または食物残渣間の反応の結果物であると思われる。
【００７０】
本発明の実施態様により、熱可塑性特性を有する複合材料は、約０．１μｍを超えるサイズを有する構造を現す倍率で見た場合に、実質的に連続したメディウムを有する。用語「実質的に連続したメディウム」は、検出される可能性のある顕著なギャップ（空間）を伴わない密集した圧縮された粒子含有メディウムを指すものと理解されるべきである。例えば、材料から切片を作製し、顕微鏡、典型的には電子顕微鏡のもとで当該切片見た場合に、約０．１μｍを超えるサイズの構造を現す倍率において、いかなるギャップも観察されない。実質的に連続した粒子含有メディウムは、例えば、捕捉されたガスの空間、捕捉された水蒸気、固形のマイクロ粒子間に形成されたギャップ等のいくつかの空間を含有してもよいと理解されるべきである。また、連続したメディウムは、通常、粒子およびメディウムの他の材料を包含し、その後、上記倍率で、本質的にギャップを伴わずに、粒子の周りに堅固に密集される。多くの粒子は繊維の形状であることに留意される。１つの好ましい実施態様において、実質的に連続したメディウムは、実質的に均一にそこに分散された材料の粒子を含む。
【００７１】
用語「実質的にギャップを伴わない」は、前記倍率において、少数のまたはほんのわずかなギャップが見られるであろうことを意味すると理解されるべきである。より高い倍率において、いくつかのさらなるギャップが見られる可能性があることが理解されるべきである。さらに、理論によって結び付けられることを望むものではないが、そのような堅固な相互作用は、本発明の物質（ｍａｔｔｅｒ）の新規な組成物の表面接着特性に帰する可能性がある。
【００７２】
本発明の他の実施態様により、高密度（ＨＤ）または低密度（ＬＤ）ポリエチレン（ＰＥ）等の比較的低い融点を有する商業用の熱可塑性材料のそれよりも低い温度において、複合材料は流動する。本発明のいくつかの実施態様により、新規な複合材料は、１３０℃を下回る温度、時には１２５℃、１２０℃、１１５℃、１１０℃を下回るの温度、そして時折さらに１０５℃、１００℃、９５℃または９０℃を下回る温度で、流動性材料（成型可能な、可鍛的な、再成型可能な、押出可能な等）へと変わる。これは、本発明の複合材料が最初にペレット等に形成され、通常の成型体へとさらに処理される前に貯蔵され得ることを意味する。さらなる処理は、射出成型、圧縮成型または他の成型体製作プロセスを包含してもよい。また、さらなる処理は、ペレットの形態または他のあらゆる好適な形態であってもよい複合材料と、未使用またはリサイクルされたプラスチックを混合することを包含してもよい。この混合物は、その後、有用な目的物へと形成されうる。
【００７３】
本発明の他の側面により、廃棄物材料の処理方法であって、以下を含む方法が提供される：有機材料およびプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物（ＳＵＷ）を乾燥および粒子化して乾燥粒子廃棄物材料を得ること；剪断力下において乾燥された粒子廃棄物材料を、少なくとも約１００℃、好ましくは１１５℃以上、１２０℃以上、１２５℃以上の材料温度まで加熱すること；それにより、結果として生じる熱可塑性特性を有する複合材料を得て、回収する。廃棄物のかたまり全体を示された温度に到達させるために、十分な剪断、混合および時間が、一般に必要とされる。従って、一般に、プロセスに熱を加え、剪断および混合によって生じる摩擦熱単独に頼らないことが好ましい。従って、１つの実施態様によれば、乾燥された粒子廃棄物材料は、以下に完全に記載されるスクリュー押出成型機を用いて得られるような高い剪断力に供される間、約１００℃〜２４０℃の温度、好ましくは約１２０℃〜２２０℃、または１８０℃〜２２０℃の温度まで加熱される。
【００７４】
上述のように、用語「乾燥された粒子」は、サイズが低減され、少なくともいくらかの量の揮発性液体（すなわち、２０℃において少なくとも１５ｍｍＨｇの蒸気圧を有する液体、例えば、水またはエタノール）がそこから除去された廃棄物を意味する。用語「乾燥された粒子」は、完全に乾燥された粒子を記載するものとして解釈されるべきではない。一方、本明細書に記載される特性を有する複合材料を産生するため、しばしば、粒子中にいくらかのレベルの（例えば、１％を超える）水を保持することが望まれることが見出された。ＳＵＷから除去された液体の量は、制御されることが可能であり、最終的に得られた複合材料の意図される使用に対して優れたものとなり得る。粒子化は、乾燥前でもよく、またはその逆でもよく、そして乾燥工程は連続する乾燥、粒子化、さらなる乾燥およびさらなる粒子化等を包含してもよい。水および／または他の揮発性液体の優れたものとなる含有量を有する本発明の複合材料を調製するための出発材料として有用である、最初に処理されたＳＵＷを製するために、粒子化の手順および乾燥（この順序またはこれとは逆順序において）をそれぞれ包含する少数の連続サイクルは、いくつかの実施態様のもとでは有用となり得る。
【００７５】
本発明と関連して、１３０℃を超える温度において剪断力の下で加熱された場合、乾燥された粒子は滅菌粒子と見なされ、廃棄物中に含有される細菌、ウイルスおよび微生物等の病原体が破壊されることを意味する。
【００７６】
ＳＵＷの粒子化（乾燥の間、または乾燥の前もしくは後のいずれか）は、造粒、破砕、細かく刻むこと、さいの目に切ること、切断、圧搾、粉々に砕くこと、破砕すること等によって行われてもよい。シュレッダー、グラインダー、チョッパーおよび造粒機等の廃棄物材料を粒子化するための様々な装置が当該技術分野において入手可能である。ＳＵＷ中の金属、ガラス、粘土および石の存在のため、ステンレス鋼またはチタン等の強固な材料で作られた刃またはプレートを使用することが好ましい。典型的には、乾燥された粒子化廃棄物の剪断力下での加熱は、押出成型機、内部ミキサー（Ｂａｎｂｕｒｙ）、共ニーダー（ｃｏ−ｋｎｅａｄｅｒ）、連続ミキサー等を包含するがこれらに限定されないコンパウンダーにおいて行われる。コンパウンダ―が、冷却に際して回収される複合材料が本質的に均一な複合材料の塊／集団（ｍａｓｓ／ｂｏｄｙ）に分散された物質になるように、十分な剪断および混合時間を提供することが好ましい。
【００７７】
押出成型機は、典型的には、単一または複数のスクリューをそこで回転させることを含有する加熱されたバレルを含む。単一よりも多いスクリューが使用される場合、スクリューは、共回転または逆回転されてもよい。スクリューは、交差反転式（ｉｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇ）または非交差反転式でもよい。押出成型装置は、単一の押出成型機または押出成型機の組み合わせ（タンデム押出成型等）であってもよく、これは、単軸押出成型機、テーパー二軸押出成型機、テーパー二単軸押出成型機（ｔａｐｅｒｅｄ  ｔｗｉｎ  ｓｉｎｇｌｅ  ｅｘｔｒｕｄｅｒ）、二軸押出成型機、多軸押出成型機を包含するがこれらに限定されない、プラスチック工業において公知のあらゆる押出成型機の１種であってもよい。本発明に関連する具体的な押出成型機のタイプは、単軸押出成型機である。いくつかの実施態様において、押出成型機は、通気帯（ｖｅｎｔｉｎｇ  ｚｏｎｅ）を備える。いくつかの実施態様において、押出成型機のノズルは、押出プロセスの間冷やされる。
【００７８】
また、いくつかの実施態様において、粒子化は、粒子化された物質から経済的価値のある元素を分離すること、および／または上述のように電池、アルミニウムおよび鉄、ガラス、セラミック、紙、厚紙等のリサイクル可能な材料または成型体を含むことを包含する。そのような元素の粒子物質からの分離は、好適なふるい、磁性分離器、渦電流式選別機、浮遊システム等の使用により実行されてもよい。
【００７９】
いくつかの実施態様によれば、結果として生じた複合材料は、柔らかい、流動性物質に変わり、その後この材料が所望の形状に押出し、再成型、再成型等され得る、１００℃を超える、１３０℃を超える、そしてさらに１８０℃を超える温度まで再加熱されてもよい。例えば、この様にして、既定の構造の成型体が製造されてもよい。例えば、植木鉢、住宅の壁板（ｈｏｕｓｉｎｇ  ｓｉｄｉｎｇ）、デッキ材、フローリング、家具、ラミネート、パレット、浄化槽等を、例えば、複合材料をさらに処理することによって調製することができる。
【００８０】
１つの実施態様において、結果として生じた複合材料は、記載される範囲の特性を有する複合材料を生じるために、１回以上剪断力下において再加熱されてもよい。剪断および加熱工程の繰り返しが行われる条件は、その前の剪断および加熱において適用された条件と同一または異なってもよい。あらゆる場合において、繰り返しは、上述の条件の範囲下において行われる。
【００８１】
様々な添加剤、フィラー等を再加熱した複合材料に添加してもよく、乾燥粒子が、冷却後に最終的に得られる成型体に特定の所望の特性を付与するために、剪断力下において加熱される場合でさえも添加してもよい。フィラーの例は、砂、鉱物、リサイクルされたタイヤ材料、コンクリート、ガラス、木片、熱硬化性材料、他の熱可塑性ポリマー、砂利、金属、ガラス繊維およびプラスチック等を包含してもよいが、これらに限定されない。これらのフィラーは、リサイクルされた製品由来であってもよいが、未使用の材料もまた採用され得る。複合材料の外見、手触りまたはにおいを改善するために、着色剤、臭気マスキング剤（例えば、活性炭）、酸化剤（例えば、過マンガン酸カリウム）または抗酸化剤等の他の添加剤を添加してもよい。それにもかかわらず、本発明の複合材料の特性およびその潜在的な用途は、バインダーまたは可塑剤を使用することなく達成されるが、これらはいくつかの実施態様のもとで添加されてもよいことが留意される。
【００８２】
本発明の特定の実施態様において、既定の形状を有する成型体を調製する方法も提供され、それによって、廃棄物、好ましくはＳＵＷが上述の方法で処理されて、その後、結果として生じた材料を１００℃を超える温度に維持するか、または続いて材料を１００℃超える温度まで再加熱する間のいずれかで、所望の構造をとるように成型される。いくつかの実施態様において、当該方法は、ラミネート等を形成するために、互いに接着された２以上の材料を含む成型体を調製することを含んでもよい。
【００８３】
本発明の他の実施態様により、新規な複合材料はそれ自身が、例えば、成型体の製造において、未使用またはリサイクルされたプラスチックを含む熱可塑性の熱い溶融物に添加されるためのフィラーまたは添加剤としてはたらいてもよい。本発明の新規の複合材料を未使用のプラスチック用の添加剤として使用する場合、結果として生じる材料は型を充填および冷却するためにより少ないエネルギーを使用して成型され得ることが見出されている。従って、本発明の複合材料の使用は、処理時間と共に様々な最終製品の製造プロセスにおけるエネルギー消費を減少する可能性がある。
【００８４】
従って、本発明の複合材料と同様、当該複合材料とプラスチックを混合することによって得られた材料は、様々な半最終製品または最終製品を形成するために、それ自体は公知の様々な工業的プロセスを通して処理されてもよい。限定されない例は、建築材料、パネル、ボード、パレット、ポット、植物育成基板の構成成分、およびその他多数を包含する。そのような半最終または最終製品において、本発明の複合材料は、唯一の構成成分であってもよく、または他の材料との混合物中にあってもよい。本発明によれば、また、当該製品は、少なくとも１つの層が本発明の複合材料を含む、互いに接着したラミネートを包含してもよい。そのような多層構造は、多層製品を形成するように、２以上の材料（１つが本発明の複合材料）のラミネーション、共カレンダー加工、共圧縮、共押出またはタンデム押出によって得られてもよい。
【００８５】
また、本発明は、有機材料およびプラスチックを含むＭＳＷ等のＳＵＷを乾燥させ、粒子化して、乾燥粒子廃棄物材料を得ること；剪断力下において乾燥粒子廃棄物を少なくとも約１００℃、好ましくは１３０℃を超える温度まで加熱して、結果として生じた材料を得ること；ならびに、結果として生じた材料のブロックを調製することを含む、廃棄物の圧縮方法をも提供する。そのような圧縮において、当該材料は、バッチにおいて、または連続した方法において処理されてもよく、ブロックまたは他の形状に形成されてもよい。典型的な例は、押出成型によって廃棄物を処理することである。
【００８６】
他の実施態様において、複合材料は、特に、実質的に金属およびガラスを含まない場合、エネルギー源を提供するために燃焼されてもよい。
【００８７】
本発明の他の側面より、室温において以下の１以上の特性を有する処理された材料の調製方法が提供される：
―約１２０℃未満の温度において固体から流動性状態への相転移（すなわち、破壊することなく状態を変化するように、当該材料がそのいくらかの剛性を喪失し、より柔らかくなって、形成され得る状態）を有する、
―約１．２ｇ／ｃｍ３を超える密度を有する、
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する、
―約１ｍｇ／ｇを超えるカリウム含有量を有する、
―約４ＭＰａを超える引張り強度を有する、
―約６００ＭＰａを超える引張り弾性係数（引張り係数）を有する、
―約８００ＭＰａまたは１０００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する、
―約７ＭＰａまたは１０ＭＰａを超える曲げ強度を有する、
―約１２Ｊ／ｍを超えるノッチ付き衝撃強度を有する、
―約１．５ＫＪ／ｍ２、１．６ＫＪ／ｍ２、１．７ＫＪ／ｍ２、１．８ＫＪ／ｍ２または２．０ＫＪ／ｍ２を超えるシャルピー衝撃を有する。
―ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１種以上の揮発性化合物を放出する。これらの揮発物は、活性炭等の吸収剤を添加することによって制御され得る特徴的な臭気を有する。
【００８８】
本発明のこの側面により、当該方法は、有機材料およびプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を乾燥および粒子化して乾燥された廃棄物材料を得、そして剪断力下において、乾燥粒子廃棄物を少なくとも約１００℃、好ましくは１３０℃を越える温度まで加熱し、それによって処理された材料を得ることを含む。
【００８９】
また、本発明は、廃棄物の圧縮方法であって、以下を含む方法をも提供する：有機材料およびプラスチックを含む実質的に分別されていない廃棄物を乾燥および粒子化して乾燥粒子廃棄物材料を得ること；剪断力下において、乾燥粒子廃棄物を少なくとも１００℃の材料の温度まで加熱して結果として生じた材料を得ること；ならびに結果として生じた材料のブロックを調製すること。
【実施例】
【００９０】
非限定的実施例の詳細な説明
実施例１：
一般廃棄物の複合材料への処理
処理設備
以下のプロセスにおいて、様々な装置およびシステムが採用された。いくつかの装置は発明者らによって構築される一方、全てが従来の装置に基づくことが理解される。これらは、シュレッダー、単軸押出成型機、コンパウンダー（Ｂａｎｂｕｒｙ）、射出成型機、圧縮成型プレス、ならびにその中で材料が剪断および／または加熱を受ける、造粒機、ペレットプレス、ミル等の他の機械を包含する。
【００９１】
２つの単軸押出成型機を以下の実施例において採用した。１つ目は自ら設計された（ｓｅｌｆ  ｄｅｓｉｇｎｅｄ）押出成型機（軸径：７０ｍｍ、軸長：２６５０ｍｍ、バレルに対する軸のクリアランス：０．１ｍｍ、ダイス（ｄｉｅ）およびアダプターの長さ１９０ｍｍ、ダイス開口部直径：１０ｍｍ）であり、２つ目はＥｒｅｍａ  ＲＭ１２０ＴＥ（軸径：１２０ｍｍ、軸長：４０００ｍｍ、バレルに対する軸のクリアランス：０．１〜０．２ｍｍ、ダイスおよびアダプターの長さ３７０ｍｍ、ダイス開口部直径：５０ｍｍ）であって、両方とも通気帯を有する。
【００９２】
手順
（ｉ）押出成型物Ｉの調製
個人家庭から採取された実質的に分別されていない廃棄物（ＳＵＷ）を、チタン刃を備えたシュレッダーにおいて細かく刻み、その後、数ミクロン〜数センチメートルのサイズの粒子へ破砕した。破砕された粒子を、その後数日間空気乾燥し、全てではないが少なくともいくらかの液体が除去されるまで乾燥空気流の下で乾燥させた（以下、用語「乾燥粒子」によって参照される）。乾燥粒子を、１５０〜１８０℃よりも高いが、２１０℃より高くない温度に設定された単軸押出成型機へと供給した。押出成型機における軸の回転速度は、６０〜９０ｒｐｍであった。粒子化材料を、約３分未満の滞留時間で押出成型機中で処理した。押出成型物を室温まで冷却した（本明細書において「押出成型物Ｉ」）。押出成型物の外観検査は、繊維材料と共に処理温度よりも高い融点を有する物質（例えば、ガラスおよび金属）を含有することを示唆した。
【００９３】
（ｉｉ）押出成型物ＩＩの調製
個人家庭から採取された実質的に分別されていない廃棄物（ＳＵＷ）を、チタン刃を備えたシュレッダーにおいて細かく刻み、その後、数ミクロン〜数センチメートルのサイズの粒子へ破砕した。破砕された粒子を、直径１００〜２００ｍｍの範囲の粒子を採取するためにふるいにかけた。１００〜２００ｍｍの粒子の流れは、少なくともＳＵＷの本来のいくつかの磁性金属内容物を除去する磁石を通る。磁性金属の分離の後、残りの粒子の流れを破砕し、およそ２０ｍｍのサイズを有する粒子を得るために再度ふるいにかける。その後、乾燥粒子を得るために、破砕された粒子を数日間空気乾燥し、全てではないが少なくともいくらかの液体が除去されるまで乾燥空気流の下で乾燥させた。乾燥粒子を、１８０℃の温度および回転速度約５０ｒｐｍに設定された単軸押出成型機（Ｅｒｅｍａまたは自家製押出成型機）へと供給した。粒子化材料を、約３分〜約５分の滞留時間により押出成型機中で処理した。押出成型機の圧力および剪断力を増加するため、押出成型機ノズルを冷却した。押出成型物を室温まで冷却した（本明細書において「押出成型物ＩＩ」）。時には、押出成型物は、繊維材料と共に処理温度よりも高い融点を有する物質（例えば、ガラスおよび金属）を含有することを示唆する、押出成型物の外観検査であった。
【００９４】
成型物、粒子および試験片の調製
押出成型物（押出成型物Ｉまたは押出成型物ＩＩのいずれか）を、冷却の前に熱間圧縮成型、または冷却の後に冷間却圧縮成型に供した。時には、押出成型物は顆粒化された（本明細書において「顆粒」）。
【００９５】
さらに、あるいは、指示された場合、顆粒を、試験片（本明細書において「試験片」）を得るために、射出、回転または圧縮成型に供した。
【００９６】
押出成型物およびその加工された変化物（ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ）（すなわち、顆粒、および試験片）は、独特の暗色を有し、意外にも硬いことが見出された。
【００９７】
実施例２：
複合材料の特徴
組成解析
１．有機溶媒中における押出成型物Ｉの抽出
押出成型物Ｉを、異なる溶媒を用いて一連の連続する抽出に供し、その後、各抽出画分を様々なスペクトル技術（すなわち、ＮＭＲ（Ａｄｖａｎｃｅ２００および４００ＭＨｚ機器）、ＩＲ、ＴＧＡ、元素分析、およびＩＣＰ（結果は示されないが、以下で検討される））によって解析した。
【００９８】
図１は、抽出工程を概説する。具体的には、１０ｇの調製された押出成型物を、ソックスレー装置においてキシレン中で２４時間、還流した。７．１ｇの不溶性材料（第１残渣）が濾紙中に残った。濾過された抽出物（第１抽出物）は緑色であった。室温（ＲＴ）までの冷却に際し、沈殿物（第２沈殿物）が形成された。濾過および乾燥に際し、これは灰色のフレーク（２．０ｇ）を生じた。キシレンを除去するために第２抽出物を蒸留したところ、フラスコ中に緑色フレークの残渣を残した。解析（ＦＴＩＲ、Ｂｒｕｋｅｒ  Ａｌｐｈａ  Ｐ機器）、ＮＭＲ（Ａｄｖａｎｃｅ  ２００および４００ＭＨｚ機器）および元素分析（繊維およびリグニンに対するＡＯＡＣ国際法９７３．１８に従うＳｐｅｃｔｒｏｌａｂ、レホボト）は、灰色フレークがポリエチレンおよびポリプロピレン等の主要ポリオレフィンであることを示唆した。キシレンを第２抽出物から蒸発させ、０．８ｇの緑色フレークを生じた。解析（上記技術に従う）は、これらの緑色フレークは、高衝撃性ポリスチレン、酸化ＰＥ、およびクロロフィル変性剤のいくらかの痕跡を含むことを示唆した。
【００９９】
キシレン抽出による還流からの不溶性の第１残渣をさらに処理した。具体的には、第１残渣を、ソックスレー装置においてトリクロロエタノール（ＴＣＥ）中で２０時間還流した。産出された第３不溶性沈殿物を濾過により除去し、３．７６ｇの黒色塊様の密集した物質（「黒色塊（Ａ）」）を生じた。
【０１００】
また、ＴＣＥ中での還流は、第３可溶性濾過物を産生し、これは室温（ＲＴ）まで冷却された。結果として、第４沈殿物および第４濾過物が形成された。また、第４沈殿物は、黒色塊（「黒色塊（Ｂ）」）の外観を有し、重量１．１５ｇであった。ＴＣＥを第４濾過物から蒸発させ、２．５５ｇの黒色粉末を生じた。第４濾過物から入手した黒色粉末、および第３および第４沈殿物から入手した黒色塊は、リグニン、セルロースおよび可溶性繊維を含むものとして同定された（セルロースおよびリグニン解析は繊維およびリグニンに対するＡＯＡＣ国際法９７３．１８に従って行われ、これはセルロースとリグニンを区別する）。
【０１０１】
温度比重測定解析（ＴＧＡ、ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ＴＧＡ２０５０）は、それぞれ、ＩＣＰ試験によって測定されたシリカ、金属、粘度および廃棄物中に本来存在する他の無機物に帰する、各第４濾過物、第４沈殿部および第３沈殿物中の１０％、４８％および３１％の不燃性残渣を明らかにした（図１に示される）。非抽出の分別されていない廃棄物に対するＴＧＡ解析は、２４％の不燃性残渣の数値を与えた。
【０１０２】
押出成型物の組成は、ＦＴＩＲ、ＮＭＲ、元素分析等を用いて測定された。結果は、約２８％のプラスチック、約５５％のセルロース材料および約２０％の金属ガラス、ならびにセルロース以外のバイオマスを含有することを示した。
【０１０３】
２．温水中での押出成型物Ｉの抽出
温水抽出は、押出成型物Ｉの異なる試料に対して行われ、ここで、コンクリートおよび凝灰石（火山灰）をコントロールとして使用した。具体的には、押出成型物、コンクリートおよび凝灰石を２４時間の間水還流し、その後水中で以下のパラメーターを計測した（すなわち、全有機炭素（ＴＯＣ）；溶解性有機炭素（ＤＯＣ）；全溶存物質（ＴＤＳ）；全有機ハロゲン化合物（ＴＯＸ）；汚濁指数（Ｐｈｅｎｏｌ  Ｉｎｄｘ）（ＰＩ）；多環芳香族炭化水素（ＰＡＨｓ）；ベンゼン／トルエン／エチルベンゼン／キシレン（ＢＴＥＸ）および陰イオン）。解析の結果は表１に提示される。
【表１】
2014221473.tif 000002
【０１０４】
加えて、理論に結び付けられるものではないが、ＮＭＲおよびＦＴＩＲは、おしめまたは天然資源由来のカルボン酸（例えば、果実由来アスコルビン酸、糖の発酵および酸化による酢酸）からのポリアクリル酸ナトリウム分解産物に起因し得るカルボキシレート酸基の存在について証拠を提示した。
【０１０５】
３．温水抽出後の押出成型物のイオン含有量
また、温水抽出後の押出成型物ＩおよびＩＩの無機性の内容物（濃縮硝酸によって消化され、６５０ワットマイクロ波照射に１０分間暴露された）または顆粒を、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）元素分析を用いて測定し、結果を表２に示す。処置していないフレークをコントロールとして用いた。
【表２】
2014221473.tif 000003
【０１０６】
２種の押出成型物の両方および顆粒は、１グラムあたりミリグラム範囲の比較的高いカリウム含有量を有することが見出された。２種の押出成型物および顆粒は、それぞれ、５．６４ｍｇ／ｇ、２．１９ｍｇ／ｇおよび１．３２ｍｇ／ｇのカリウム含有量を有した（相違は、おそらくＳＵＷの異なる起源より生じる）。従って、この比較的高いカリウム含有量は未使用の合成ポリマーから産生された製品においては見出されると予想されないことから、この高いカリウム含有量は本発明の製品に関する指紋となり得ることが示唆された。２種の押出成型物間の主な相違は、それらの呈するシリコン含有量にあり、それは押出成型物Ｉ試料を調製するために使用されたＳＵＷバッチにおける多量の砂に帰する可能性がある。
【０１０７】
４．ＤＮＡ解析
複合材料中にＤＮＡが検出された。この目的を達成するため、（１）乾燥粒子化ＳＵＷおよび（２）破砕された押出成型物ＩＩから取られた５０ｍｇの試験片から糞便（Ｓｔｏｏｌ）ＤＮＡ抽出キット（Ｂｉｏｎｅｅｒ、韓国）を用いてＤＮＡを抽出した。試料（１）を乾燥粒子化押出成型物ＩＩから取り、試料（２）を陽性コントロール、試料（３）を陰性コントロールおよび試料（４）を乾燥粒子化ＳＵＷから取った。その後、試料をＰＣＲ  ｒｅａｄｙ  ｍｉｘと混合し、ＰＣＲに挿入した。各試料からのＤＮＡ抽出物をエチジウムブロマイド（ＥＢ）で染色し、その後、ゲル電気泳動に供した。ゲルをピーク波長３４０ｎｍの紫外線でトランス照射（ｔｒａｎｓ−ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ）し、結果として生じた２本鎖核酸の蛍光発光をピーク波長６１０ｎｍで観察した。
【０１０８】
カラム１〜４はそれぞれ試料（１）〜（４）に対応し、カラムＭはＤＮＡ  ＭＷ参照である。図２は、試料（１）および（４）を示し、両方がＳＵＷ含有ＤＮＡに由来する。陰性コントロールを含有する試料（３）に関して、ＤＮＡのいかなる証拠も観察されなかった。本発明のｄ産物（試料（１）がＤＮＡを含有するという事実を、ＳＵＷからの産物と分別された廃棄物から得られたものとを分別するための指紋として使用してもよい。分別されていない一般廃棄物（食品、植物、肉の残り（ｍｅａｔ  ｒｅｍａｉｎｓ）および廃棄物発酵に存在することが公知の微生物）において見出され得る生物学物質のみがこのタイプのＤＮＡの起源となり得る。
【０１０９】
押出成型物Ｉの物理学的解析
１．熱重量分析（ＴＧＡ）
空気環境において、Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  Ａｎａｌｙｚｅｒ−ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ、ＴＧＡ２０５０上で加熱速度２０Ｃ／分で計測を行った。異なる２つのバッチから産生された、射出成型製品（シリーズ１）および圧縮成型製品（シリーズ２）から試験片を取った。試験片を粉末化し、与えられた加熱速度における温度関数としてのあらゆる重量の喪失（例えば、蒸発、燃焼等の結果として）を計測するＴＧＡ試験に供した。
【０１１０】
結果は図３に図示され、重量喪失％対温度曲線を示し、図４において温度関数としての最初の導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）重量喪失／温度を示す。図４中の１７０、３２０℃に示されるピークは、天然有機物（セルロース等）に対応し、３６０、４５０、４８５、５１０および５３５℃におけるより高い温度ピークは合成ポリマーに特有である。加えて、そこには、蒸発しないか、または二酸化炭素に変化しない残存無機性画分（２０〜２５％）が常に存在する。図３および４における射出成型製品および圧縮成型製品のＴＧＡ曲線は、主に３６０、４５０および４８５℃におけるピークのピーク比率においてわずかに相違する一方、５１０℃におけるピークは圧縮成型製品から完全に欠損している。これらの相違は、２つのバッチ間のプラスチック組成（ＰＰ、ＰＥ等）における相違の結果である。
【０１１１】
２．様々な物理的特徴の計測
試験片を、密度、表面エネルギー、接着性、熱膨張係数、比熱、吸水率、限界酸素指数、無機元素含有量を包含するそれらの物理学的特性を測定するために、公知の技術によって一連の解析に供した。
【０１１２】
密度は、容積を得るために平たんな正方形の面積を計測し、メトラー天秤を用いて重量を量ることによって測定した。密度は、質量グラムを立法センチメートル容積によって割ったものである（ｇ／ｃｃ）。
【０１１３】
表面エネルギー計測は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７８−８４に記載される手順に従って行われた。
【０１１４】
射出片の表面に対する接着と同様にポリウレタン塗料への接着を、エポキシ、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）シアノアクリレート、ゴム接着剤、ポリエステル接着剤を包含する様々な接着剤を用いて試験した。具体的には、様々な接着剤を個々の押出成型物の表面上に適用し、それぞれの上にアルミニウム箔のシートを置いた。押出成型物へのアルミニウム箔の接着およびアルミニウム箔の薄片を、接着されていないアルミニウム片の尾部が残るように、接着剤上に押し付けた。２４時間の乾燥の後、アルミニウム箔の尾部を、押出成型物から接着剤を分離しようとして力を入れて引っ張った。塗料および接着剤は、射出片に強固に付着したまま残された。これは、複合材料は、ポリエチレン等の最も一般的なプラスチックよりも、接着に対してはるかに優れた表面を有することを説明する。
【０１１５】
比熱を、示差走査熱量計を用いて計測した。
【０１１６】
限界酸素指数を測定するため、試験片を透明な試験カラムに垂直に配置し、酸素および窒素の混合物をカラムに上向きに通した。押出成型物を最上部で点火した。酸素濃度を調整し、押出成型物の燃焼が止むまで減少させた。火炎燃焼を支持する酸素容量パーセントの最小濃度を、限界酸素指数（ＬＯＩ）として決定した。
【０１１７】
無機元素含有量をＩＣＰ分光測定法により計測した。
【０１１８】
比較による結果を下表３に提示する。
【表３】
2014221473.tif 000004
【０１１９】
表３に示される結果は、押出成型物Ｉが１．５５ｇ／ｃｍ３の密度を有することを示す。この密度は、木材、紙等のセルロース材料と同様、ポリプロピレン（ＰＰ）と顕著に異なる。ＰＰは、熱可塑性ポリオレフィンの代表例であり、１ｇ／ｃｍ３を下回る密度を有する。
【０１２０】
また、表３は、押出成型物Ｉが４４〜４６ｄｙｎｅ／ｃｍの表面エネルギーを有することを示し、これは、ポリエステル、エポキシまたはポリウレタンの表面エネルギーに類似する。ポリオレフィンの表面エネルギーと比較した場合、後者は、好適な添加剤と混合された場合にのみ、押出成型物の数値に到達することができる。
【０１２１】
３．動的熱機械分析（ＤＭＴＡ）
また、試験片をＤＭＴＡ（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  ＤＭＡ  ７ｅ）に供した。具体的には、射出成型押出成型物（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｅｄ  ｅｘｔｒｕｄａｔｅ）（１８０℃で射出）または圧縮成型廃棄物（すなわち、上記のように処理されておらず、コントロールとして使用）を２℃／分で加熱されたＤＭＴＡに置き、１Ｈｚの周波でねじった。
【０１２２】
図５および６は、温度関数として、射出成型試験片（実線）および圧縮成型試験片（点線）の貯蔵弾性率および損失弾性率をそれぞれ示す。貯蔵および損失弾性率は、サイクルの間の貯蔵エネルギー（弾性部分を表わす）、および熱として消失したエネルギー損失、（粘着部分を表わす）を計測する。
【０１２３】
４．曲げ強度および曲げ弾性率
射出成型試験片の曲げ強度および曲げ弾性率を、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｔｅｓｔｅｒ、Ｉｎｓｔｒｏｎ  ５５６８機器を用いて計測し、それぞれ、２１ＭＰａおよび３，５００ＭＰａであることを見出した。
【０１２４】
５．耐衝撃性
射出成型試験片の衝撃強度（ノッチ付きアイゾッド衝撃）を、Ｉｚｏｄ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｔｅｓｔｅｒ（Ｚｗｉｃｋ）を用いて計測した。図７は、１６０℃〜２２０℃の温度で射出成型によって調製された様々な試験片についての室温での衝撃エネルギーを示す。
【０１２５】
６．流動学
破砕された押出成型物試料の見かけ溶融粘度をキャピラリーレオメーター（Ｇｏｅｔｔｆｅｒｔ、Ｒｈｅｏ−Ｔｅｓｔｅｒ＃１０００）を用いて測定した。破砕された押出成型物を以下に明示される温度で温度制御バレル中へ供給し、キャピラリーダイス（内径２ｍｍ×３０ｍｍ長）を通した。与えられた押出速度に対する定常力（ｓｔｅａｄｙ  ｆｏｒｃｅ）を記録した。図８は、１００℃、１２０℃、１５０℃および１８０℃における剪断速度関数として明らかな試験材料の計算された粘度を提供する。図８に表わされる挙動は、擬塑性熱可塑性材料の典型であり、剪断速度の増加により粘度は低下する。
【０１２６】
７．ブラベンダープラストグラフ試験
ブラベンダープラストグラフを、新しい乾燥破砕廃棄物（「乾燥粒子化廃棄物」、「ＤＰＷ」）の異なる温度における処理の間の粘度変化を測定するために使用した。従って、乾燥廃棄物の試料を、ローター速度８０ｒｐｍで７０℃、１００℃、１５０℃、２１０℃および２４０℃の異なる機械温度において、またはローター速度４０ｒｐｍで７０℃もしくは１００℃において、３０〜６０分間（トルクが比較的安定状態に到達するまで）、ブラベンダー混合セル中で混合した。材料のトルクおよび温度を、処理を通して時間関数として記録した。トルクは、材料の粘度における変化と相互関係があり、ブラベンダー中で処理された破砕廃棄物の粘度における変化を、処理を通して追跡することを可能とすることが留意される。
【０１２７】
７０℃を下回り、８０ｒｐｍの場合、ブレンドの迅速な軟化（ｐｌａｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が、粘度下降に関連する温度上昇により観察され、これは、熱可塑性挙動に類似する。興味深いことに、これは、ブレンドに存在するＰＥ等の他の熱可塑性材料が溶解し始める前に生じた。一旦ＰＥが溶解すると、ブレンドの粘度が増加した。粘度下降は温度が上昇し続けるに従って観察された。
【０１２８】
７０℃および４０ｒｐｍにおいてＤＰＷを試験した場合、押出成型物の粒子の「融合」は全く観察されなかったことが留意される（示されていない）。６０分後、ブレンドは粉状の固体として現れ、いかなる粒子間の接着も生じなかった。８０ｒｐｍのローターの回転速度において、押出成型物の良好な融合が呈され、ここで、材料は１４１℃の温度に達した様であった。
【０１２９】
また、試験は、ブレンドの温度が最高に達した後、下降し始めたことを呈した。温度下降の間、粘度（トルクにより証拠となる）もまた下降した。理論によって結び付けられるものではないが、この挙動は、複合材料の流動性を増加する廃棄物材料の部分的な加水分解により説明される可能性がある。
【０１３０】
表４は、ブラベンダーを用いた試験の間計測されたパラメーターを要約する。
【表４】
2014221473.tif 000005
【０１３１】
要約すると、乾燥粒子化廃棄物（ＤＰＷ）について行われたブラベンダー試験は、ブラベンダーの温度関数としての最終トルクにおける減少を示し、温度増加に伴う粘度の減少と解釈される。全ての試験において、ＤＰＷは熱可塑性材料に類似の加工可能な流動性を有する／柔らかいブレンドへの迅速な融合を呈する。これらの結果は、熱可塑性材料の挙動と適合する。
【０１３２】
また、ブラベンダープラストグラフは、複合材料の押出成型物の熱可塑性挙動を説明するためにも使用された。この目的を達成するため、破砕された押出成型物をブラベンダー中で２００℃、ローター速度８０ｒｐｍで１５分間、混合した（図９Ａ）。参照として使用されるポリプロピレン（ＰＰ）に対する各パラメーターもまた提示される（図９Ｂ、２４０℃、８０ｒｐｍ）。押出成型物のブラベンダープラストグラフおよびポリプロピレンのそれは、ほとんど同一である。両方ともトルク減少および温度上昇間の相関関係を呈し、それらの両方が非常に短い混合期間の後にプラトーに達する。ポリプロピレン等の「古典的な」熱可塑性材料の挙動に対するそのような類似点は、押出成型物の熱可塑性の性質に対するさらなる証拠を提供する。
【０１３３】
８．顕微鏡検査
押出成型物の外表面を、３種の異なる倍率（×５０、×１００および×２００）で光学顕微鏡の下で調査した。図１０Ａ〜１０Ｃは、３種それぞれの押出成型物の表面上の同一領域の顕微鏡写真を提供する。顕微鏡写真は、押出成型物を形成する物質の連続性、押出成型物中の異なる物質間の密接な接触、および明白な孔およびギャップの欠損を明らかにした。しっかりと埋め込まれた繊維性物質が、画像表面を通して引き延ばされて見える。
【０１３４】
押出成型物材料の内部構造を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって検討した。この目的のため、押出成型物を液体窒素中に浸漬し、凍結状態において粉砕した。廃棄物の圧縮成型によって得られた他の試料を同様に処置した。押出成型物および圧縮成型試料の横断面の凍結粉砕物のＳＥＭ画像が、それぞれ図１１Ａ〜１１Ｂに提供される。図１１Ｂにおいて、異なる形態の領域の形成が明確に表わされている。３種のそのような領域、またはドメイン間の境界は、３種の点線、それぞれ線Ａ、線Ｂおよび線Ｃにより印づけられている。境界に沿ってギャップまたは腔が全くないという事実は、異なる構成成分間の密接な相互関係に関する証拠である。図１１Ａは、押出成型物は、不規則な形状の粒子、２００〜２５０μｍの比較的大きな封入体、および５０〜１００μｍ径の繊維性封入体を含有する複数成分の複合材料であり、粒子および繊維性封入体が連続するメディウム中に分散されていることを示している。また、このメディウムは、異なる形状の、０．５〜２μｍに至る大きさである複数の粒子を含む複数成分のシステムとして現れる。また、画像は、全ての構成成分が、互いに強固に作用し合って、密集した圧縮物質を形成しており、構成成分間に目に見えるギャップを有していないことを示唆する。
【０１３５】
特に明記されない限り、上記実験はＡＳＴＭに従って行われなかったことが留意される。
【０１３６】
９．ヘッドスペースガスクロマトグラフィー質量分析（ＨＳ−ＧＣＭＳ）
本発明の複合材料の独特の揮発性プロファイルを特徴づけるため、本発明による複合材料の押出成型物からの試料（押出成型物ＩＩおよび試料Ｉ）を、ＨＳ−ＧＣＭＳによって解析した。複合材料の押出成型物の揮発性プロファイルは、揮発性に寄与するＳＵＷ中に含まれる主要な構成成分である、有機性廃棄物の揮発性プロファイルおよびプラスチック廃棄物のそれと比較された。この目的のため、ＳＵＷから分離された有機性廃棄物（試料２）およびプラスチック廃棄物（試料３）構成成分からの試料もまた、ＨＳ−ＧＣＭＳによって解析された。そのような比較は、上記プロセスの製品である複合材料に特有の特異的な揮発性の定性的指標を提供する。
【０１３７】
試料を粉体に破砕し、ＳＰＭＥ  ＧＣ−ＭＳバイアル中に置いた。バイアルを８０℃まで２５分間加熱し、ＳＧＥ  ＢＰＸまたはＴＲ−５ＭＳカラム上でＳＰＭＥ  ＧＳ−ＭＳ解析にかけた。ヘリウムをキャリアガスとして使用し、１０℃／分で温度勾配５０℃〜２４０℃を使用した。
【表５】
2014221473.tif 000006
2014221473.tif 000007
2014221473.tif 000008
【０１３８】
画分Ｎｏ．２、７、１０、１８、１９、２１、２６、３４、３５および３６は、ＳＵＷの構成成分の１種から放出された化合物であり、押出成型物から放出されたものではない。画分Ｎｏ．４、５、１２、１３および２５は、押出成型物からのみ放出される化合物である。識別因子（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ）として、これらの１５種の化合物のうちの１種、２種または数種を単独または組み合わせて使用して、この放出プロフィールにおける相違を本発明の複合材料の特徴の１つとして使用してもよい。
【０１３９】
本発明による熱可塑性複合材料（図１２Ａ）；有機性廃棄物（図１２Ｂ）；分別されていないプラスチック廃棄物（図１２Ｃ）およびポリプロピレン（図１２Ｄ）の押出成型物の固相マイクロ抽出のヘッドスペースガスクロマトグラフィー質量分析（ＨＳ−ＧＣＭＳ）のクロマトグラムを示す図１２Ａ〜１２Ｄがここで参照される。表５は、各試料の各ＧＣ画分のＭＳによって特徴づけられた化合物を列挙する。図１２Ａ〜１２Ｄおよび表５に説明されるように、試料間で顕著な相違が見出された。押出成型物に対する主要なピークは、アセトン、ペンタナール、トルエン、ヘキサナール（主要なピーク）、ブタン酸、フルフラール、ヘプタナールおよびオクタナールである。これらのピークは、天然産物（例えば、脂肪酸）の分解産物に対応する。
【０１４０】
ポリエチレン、有機性廃棄物およびプラスチック廃棄物のいくつかの典型的な揮発性物質は、押出成型物の揮発性プロフィールにはない。ポリエチレンについて、例えば、１−デセン、デカン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン（主要なピーク）、ペンタデセンおよびヘキサデセンがある。これらは、全て、様々な油脂製品に起因する長い炭素鎖の揮発性物質である。理論に結び付けられるものではないが、これは、ＳＵＷの処理において、これらの長鎖が結果として生じた製品内に捕捉されるか、またはＰＥが分解から保護されることを示す可能性がある。
【０１４１】
一方、いくつかの化合物は、押出成型物の揮発性プロフィールの一部である一方、それらは有機性廃棄物またはプラスチック廃棄物プロフィール（暗いバックグラウンド）のいずれの一部でもない。これらの化合物は、すなわち、ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラール、およびフェノールである。押出成型物の揮発性プロフィールにおけるそれらの出現は、製品の独特の指紋である。理論に結び付けられるものではないが、これは、細胞壁および細胞膜組成物の分解反応の指標となる可能性がある。
【０１４２】
加えて、押出成型物の揮発性プロフィールは、ＳＵＷ中に含まれる構成成分を指し示す様々な化合物も含有する。例えば、プラスチック画分（２−エチルヘキサノール）中の目立った成分は、可塑剤として使用されていることが公知のエミュレーティング特性（ｅｍｕｌａｔｉｎｇ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を有する脂肪族アルコールである。それは、廃棄物の有機画分内には見出され得なかった。一方、アセトンおよび２，３−ブタンジオンは、廃棄物材料の有機画分中にのみ見出され得て、それらは押出成型物内の有機物内容物の指標である。共に、これらのデータは、本発明の複合材料の独特の臭気プロファイルに帰する。
【０１４３】
実施例３：
低プラスチック含有量を含むまたはプラスチック含まない押出成型物の調製
本発明の複合材料を作製するためにＳＵＷ中のプラスチック含有量の閾値を見出すため、主に有機性廃棄物を含有する押出成型物を調製した。押出成型物を、乾燥粒子化ＳＵＷを用いるかわりに、少量のプラスチックのみを伴う１００％の有機性廃棄物（ＯＷ）、または９０％ＯＷおよび１０％のリサイクルされたポリエチレンの混合物を用いる以外は、押出成型物ＩＩ（自家製押出成型機を用いて調製）の調製について記載される方法に従って調製した。両方の混合物は、少量砂も含有した。農家の市場から、手作業で実質的に全てのプラスチックおよび無機性廃棄物が除去されたＯＷを得た。
【０１４４】
１００％ＯＷ押出成型物の１つの試験試料を、室温まで冷却された後に試験し、第２試験試料を圧縮型中で２００Ｋｇの力によって圧縮した。１００％の分別されていないポリエチレンの試料もまた、比較のために調製した。
【０１４５】
ＯＷ／ＰＥ９０：１０および０：１００の試験試料を得られた押出成型物を破砕することによって調製し、破砕された押出成型物をＤｅｍａｇ、Ｅｒｇｏｔｅｃｈ  Ｖｉｖａ  ８０−４００射出成型機中へ供給した。
【０１４６】
試験は、異なるレベルで有機性廃棄物を含む全３種の混合物が加工可能であり、押出できたことを示した。１００％ＯＷ押出成型物は、圧縮成型にかけやすく、１０％もの低いＰＥ（ＯＷ／ＰＥ  ９０：１０）と混合した場合、押出成型物は、圧縮成型および射出成型の両方にかけやすかった。試験試料からの試験片を表６に列挙される標準試験に従って解析した。
【０１４７】
ＯＷ／ＰＥ  ９０：１０の射出成型試験試料および１００％ＰＥの比較試験試料の機械的特性を表７に提示する。
【表６】
2014221473.tif 000009
【表７】
2014221473.tif 000010
【０１４８】
実施例４：
複合材料およびポリエチレンの混合物で作製された押出成型体の調製および特性
上記に詳述される押出成型物ＩＩの調製（自家製押出成型機を使用）のための手順に従って調製された複合材料の押出成型物を、粒子化してふるいにかけ、粒子サイズに従って分別し、１．８ｍｍ〜２．５ｍｍの粒子サイズを有する複合材料顆粒および０．７ｍｍまでの粒子サイズを有する複合材料粉末（ｄｕｓｔ）を得た。粒子化された複合材料顆粒または粉末を、様々な量のリサイクルされたポリエチレン（ＰＥ）と共にブレンダー中で混合した。混合された複合材料／ＰＥ混合物を、１８０℃、５０ｒｐｍおよび滞留時間３〜５分において単軸押出成型機（直径７０ｍｍ）中へ導入した。結果として生じた押出成型物を破砕し、射出機（Ｄｍａｇ、Ｅｒｇｏｔｅｃｈ  Ｖｉｖａ  ８０−４００、温度：１８０℃、射出圧力：６０〜９０ｂａｒ、射出速度：３０〜５０ｍｍ／ｓ）中へ供給した。各射出成型物の機械的特性を表８に提示し、表６に列挙される解析標準および機器に従って測定した。
【表８】
2014221473.tif 000011
【０１４９】
結果は、複合材料の押出成型物をリサイクルされたポリエチレンと混合することは、それらのほとんどが複合材料およびリサイクルされたＰＥ間の比率と直線的に相関する（破断点伸度および曲げ強度を除く）機械的特性を有する射出可能な成型製品を結果として生じることを示す。破断点伸度は、混合物中に１０％もの少量の複合材料が存在する場合でさえも、６７６．１７％から１９１．１５％まで顕著に降下した。加えて、曲げ強度は、ＰＥ／押出成型物３０：７０混合物で最高、各構成成分単独で最低に達したと思われる。
【０１５０】
２００℃における動的（平行板）レオメーター試験を各試料について行い、ＰＥ量と試験試料の粘度間に逆の相関関係を証明した。従って、理論に結び付けられるものではないが、ＰＥは複合材料の粘度に寄与すると結論づけられる。記録された流体力学的挙動は、ポリエチレン比率が減少するにつれて粘度が増加することを明確に示す。
【０１５１】
実施例５：
様々な分別されていないプラスチック（ＵＳＰ）内容物を有する乾燥粒子化ＳＵＷから作製された射出成型試料の調製および特性
乾燥粒子化ＳＵＷにかえて、様々な比率で乾燥粒子化ＳＵＷと分別されていないプラスチック廃棄物（ＵＳＰ）との混合物を用いる以外、上記に詳述される押出成型物ＩＩの調製（自家製押出成型機を使用）のための手順に従って押出成型物を調製した。ＵＳＰをプラスチックリサイクル工場から受け取った。１００：０、７５：２５、５０：５０、２５：７５および０：１００の重量対重量比率で乾燥粒子化ＳＵＷおよびＵＳＰを含む混合物を、均一化ＳＵＷ／ＵＳＰ混合物が形成されるまでミキサー中で混合した。均一化ＳＵＷ／ＵＳＰ混合物を、１８０℃、５０ｒｐｍおよび滞留時間３〜５分において自家製単軸押出成型機（直径７０ｍｍ）中へ供給した。結果として生じた押出成型物を、試験試料を得るために破砕し、射出成型機（Ｄｍａｇ、Ｅｒｇｏｔｅｃｈ  Ｖｉｖａ  ８０−４００、温度：１８０℃、射出圧力：６０〜９０ｂａｒ、射出速度：３０〜５０ｍｍ／ｓ）中へ供給した。各試験試料からの試験片を、表６に列挙される標準的手順および機器に従って解析した。機械的特性を表９に要約する。
【表９】
2014221473.tif 000012
【０１５２】
実施例６：
滞留時間関数としての機械的特性
押出成型物の機械的特性に対する、押出成型機中における乾燥粒子化ＳＵＷの滞留時間の影響を評価するため、押出プロセスを数回繰り返し、各押出成型物の機械的特性を測定した。この目的のため、押出成型物ＩＩ（自家製押出成型機を使用）を調製するための手順に従って調製された押出成型物を、同じ条件下において単軸押出成型機へ連続的に数回再度導入した。各押出成型物をサンプリングして、表６に列挙される標準的手順に従って特徴づけた。
【０１５３】
表１０は、試験試料の機械的解析を要約する。結果より、押出成型機中での滞留を繰り返すことによっていくつかの機械的特性が改善されることが明らかである。機械的特性の改善が３回目の滞在の後最も大きい（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）一方で、ほとんどのパラメーターにおいて、３回目と６回目の繰り返しの間にむらが無くなった。連続的に改善し、そしてさらなる繰り返しから利益を得る可能性のある唯一のパラメーターは、弾性係数であり、１回目の押出の後の２９７０ＭＰａから５回目の繰り返しの後の４８７５ＭＰａへ増加する。
【０１５４】
そのような繰り返しによって機械的特性が分解する他の存在するポリマーとは異なり、複合材料の射出成型物は機械的特性における改善を呈した。
【表１０】
2014221473.tif 000013
【表１１】
2014221473.tif 000014
【０１５５】
実施例７：
複合材料の圧縮成型物について行われた浸出試験
浸出試験を、複合材料の温間押出成型物の冷間圧縮成型から取った試験片について行った。試験を、顆粒廃棄物材料および泥の浸出についてのＥＮ  １２４５７／２コンプライアンス試験に従って行った。
【０１５６】
解析は、Ａｓ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、ＳｅおよびＺｎを包含する試験片から浸出した金属イオンの検出に焦点を合わせた。０．５ｍｇ／ｋｇの計器の検出限界を超えて存在することが見出された唯一の金属イオンは、１．３４〜１．９１ｍｇ／ｋｇの濃度の亜鉛であった。
【０１５７】
実施例８：
ＳＵＷ中の液体関数としての機械的特性
複合材料の機械的特性に対する生ＳＵＷにおける水分含有量の効果を試験した。この目的のため、同一のＳＵＷに由来する複合材料の３種の射出成型試料（試料１〜３）を試験した。試料１は、３日間空気乾燥されたＳＵＷから調製され、試料２はさらなる乾燥をしないＳＵＷから調製され、そして試料３は閉鎖された貯蔵チャンバー中に３日間貯蔵されたＳＵＷから調製された。全３種の試料を押出成型物ＩＩ（Ｅｒｅｍａ押出成型機を使用）について記載された手順に従って調製した。
【０１５８】
各原材料の揮発性液体含有量は、２４時間に亘って６０℃／３０ｍｍＨｇにおいて原材料から取られた試験片を乾燥する前および後の重量の相違によって測定された。重量の喪失は、ＳＵＷ中に存在した揮発性の液体、特に水分の除去に帰する。試料１〜３は、１．８１、１１．０７および１１．０７％の揮発性液体含有量を有した。
【０１５９】
３種の試料の機械的特性を表１２に示す。また、３種全ての試料は４６〜４７．７ｄｙｎｅ／ｃｍ（上記のとおり測定）の間の表面エネルギーを有した。機械的特性解析より、揮発性液体含有量は湿貯蔵期間と同様に、製品の機械的特性に顕著な影響を有することが明らかである。
【表１２】
2014221473.tif 000015
【０１６０】
実施例９：
残飯含有量の解析
食物解析を、ＳＵＷ試料、および押出成型物ＩＩの調製手順に従って同一のＳＵＷから調製された押出成型物について行った。解析をＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓによって提供される食物解析ガイドラインに従って行った。結果を表１３に要約する。
【表１３】
2014221473.tif 000016
【０１６１】
実施例１０：
設計された成型体
本発明の複合材料を用いることによって作製された様々な形状の成型体の写真を提供する図１３Ａ〜１３Ｅがここで参照される。複合材料を、押出温度１９０℃でＥｒｅｍａ押出成型機を用いた押出成型物ＩＩについて記載された手順に従って押出成型物を作製することによって調製した。押出成型物を粒子化し、最大サイズ０．７ｍｍを有する顆粒を得るためにふるいにかけた。顆粒を作用温度１６０〜１７０℃において自家製押出成型機へ再度導入した。新たな押出成型物を粒子化し、プラスチック工業において通例のサイズを有する顆粒を得るためにふるいにかけた。結果として生じた複合材料顆粒を、単独（ｐｌａｉｎｌｙ）または様々な材料と混合して、設計された形状を有する成型体を産生するために使用した。例えば：
１．図１３Ａは貯蔵用およびフォークリフトによる移動用に設計された１８Ｋｇのパレットの平面図を示し、１７００トンの型締機（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ  ｍａｃｈｉｎｅ）上で複合材料顆粒／ＨＤＰＥ２．５、６０：４０ｗ／ｗ％を含む混合物を射出成型することにより調製した。
２．ツールボックス（ｔｏｏｌ  ｂｏｘ）（示されていない）を、８００トンの型締機上で２２０℃にて、複合材料顆粒／ＰＰのコポリマー（大流量）２．５、５０：５０ｗ／ｗ％の混合物を射出成型することにより調製した。
３．戸棚中に取り付けるための棚（示されていない）を、５００ｔの型締機上で２１５℃にて複合材料顆粒／ホモＰＰ／炭酸カルシウム濃縮物６０：３３：７ｗ／ｗ％混合物を射出成型することにより調製した。
４．図１３Ｂは、本発明の複合材料で作製された住宅用コンポスター底部を示す。コンポスターの底部と同様、示されていない他の部分も１９０℃にて、複合材料顆粒／コポリマーＰＰ／カーボンブラック濃縮物７０：２８：２ｗ／ｗ％混合物を射出成型することにより調製した。
５．下水道の開口部カバー（図１３Ｃ）を、１２０ｔの機械上で２１０にて１００％複合材料顆粒を射出成型することにより産生した。
６．下水道マンホールベース（示されていない）を、複合材料顆粒／ＨＤＰＥ２．５  ６０：４０ｗ／ｗ％混合物を回転成型することにより作製した。
７．図１３Ｄは、２５０トンプレス上で１００％複合材料押出成型物を冷間圧縮成型することにより作製された植木鉢を示す。植木鉢は、プラスチック、水性および油性塗料等の様々なタイプの塗料を用いて塗装された。
８．複合材料顆粒／コポリマーＰＰ（低流量）５０：５０ｗ／ｗ％混合物の２００℃における押出成型によって作製された、長方形の横断面を有する筒状体（図１３Ｅ）。
【０１６２】
実施例１１：
複合材料で作製された成型体の接着性
本発明の複合材料の接着特性を、エポキシ糊を用いて互いに接着された複合材料のいくつかの成型物から作製された成型体の調製に利用した。また、複合材料の成型された層を、他のタイプの材料に接着した。以下は限定されない実施例である：
ベースおよびベース上の作業表面を含む天板を、接着剤として着色された石膏を用いて、ベースとしての役割を果たす複合材料で作製されたプレートを作業表面としての役割を果たす疑似大理石へ接着することにより調製した。成型プレートを、実施例１０に記載される手順に従って圧縮成型（２２０トンの圧力を使用する）により調製した。
【０１６３】
実施例１２：
パイロットプラント設計
本発明の１つの実施態様によるＳＵＷの処理のためのシステム１００の概略図を示す図１４がここで参照される。
【０１６４】
示されるように、ティッピングフロア１１０中においてＳＵＷが事前に回収され、そこからＳＵＷは、フィーディング専用コンベヤー１１２ａ（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｆｅｅｄｉｎｇ  ｃｏｎｖｅｙｅｒ  １１２ａ）を介して、ＳＵＷがセンチメートル範囲（典型的には８〜１０ｃｍ）の大きさの粒子へと粒子化される２つの連続的なシュレッダー１１４へと輸送される。この実施態様により当該システムは、２つの連続するシュレッダーを包含する一方、単独のシュレッダーと同様に２以上のシュレッダーを順番に連続してまたは並行して、同様に含んでもよい。シュレッダー１１４は、Ｚｅｒｍａ（ＺＥＲＭＡ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ  ＆  Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（上海）  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ）の単軸回転シュレッダー等の商業的に入手可能なあらゆるものであってもよい。
【０１６５】
シュレッダーにかけられた粒子は、その後、数十ミリメートル（例えば２〜２０ｍｍ）のサイズを有する粒子物質を形成するために、フィーディングコンベヤー１１２ｂを介して２つの並行する造粒機１１６へと輸送される。２つの造粒機は並行して示される。造粒機の並行設置は、シュレッダーの出力を等しくする必要があり、これは典型的には造粒機の出力よりも非常に高い。
【０１６６】
シュレッダーにかけられた材料は、必ずしもさらにサイズを小さくする必要はなく、システムは造粒機なしに同様に操作されてもよいことが留意される。さらに、本実施態様が、並行に配置された、２つの造粒機を説明する一方、システムは単独の造粒機と同様に２以上の造粒機によって同じように操作されてもよく、造粒機は並行または連続してもよい。
【０１６７】
廃棄物のサイズ減少は、廃棄物を乾燥する前の第１段階、そして熱気流で乾燥された後の第２段階の２段階で行われてもよい。サイズ減少段階の間（シュレッダーにかける間、および破砕の間）、ＳＵＷから追い出された液体は専用パイプ１１８に含まれる液体除去サブユニットを介して、液体回収ユニット１２０へと回収される。液体は、物質をプレスすることによって除去されてもよい。
【０１６８】
造粒機１１６（または、造粒機がない場合シュレッダー１１４）から出る粒子物質は、その後、コンベヤー１１２ｃを介して乾燥ユニット１２２へと輸送される。コンベヤー１１２ｃは、乾燥前に粒子化物質から金属（例えば、鉄類）を除去するためにＺｅｒｍａによって製造されたもの等の磁性コンベヤーであってもよい。乾燥ユニット１２２は、当該分野において公知のドラム乾燥機であってもよい。粒子物質は、少なくとも部分的に乾燥されるが、好ましくは完全には乾燥されない（すなわち、いくらかの量の水が粒子廃棄物中に保持される必要がある）。
【０１６９】
部分的に乾燥された粒子物質は、その後、押出成型機１２６の上流端に接続されたフィーディングタンク１２４を介して添加剤により補填される。添加剤および他の補充物質の供給は、製品の所望の特徴に依存する。例えば、乾燥粒子化物質を木片で補填してもよい。
【０１７０】
押出成型機１２６は、そこで混合される物質を加熱する間、混合することが可能な当該分野において公知のあらゆる押出成型機であってもよい。この特定の実施態様において、押出成型機１２６は単軸押出成型機である。押出成型機１２６は、そこで物質を加熱するために、約１００℃〜２４０℃、さらに約１８０℃〜２３０℃の温度に設定され、それにより流動性材料が形成され、そして、圧縮成型装置（示されていない）、材料スプレー装置（示されていない）、造粒装置等を包含し得る専用生産ライン１２８中へ溶解分配機を通して、押出成型機の下流端から押出される。加熱することが好ましく、これに限らないが、押出成型機によって提供される電気を用いた加熱により達成される。
【０１７１】
以上に本発明による熱可塑性様の複合材料を得るためのＳＵＷ処置システムの１つの実施態様が記載される一方、本発明の精神から離れることなく、それにおいて多くの変更が行われてもよいことが理解される。
【図１】
2014221473.tif 000017
【図３】
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【図４】
2014221473.tif 000019
【図５】
2014221473.tif 000020
【図６】
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【図７】
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【図８】
2014221473.tif 000023
【図９Ａ】
2014221473.tif 000024
【図９Ｂ】
2014221473.tif 000025
【図１２Ａ】
2014221473.tif 000026
【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
2014221473.tif 000029
【図２】
2014221473.tif 000030
【図１０Ａ】
2014221473.tif 000031
【図１０Ｂ】
2014221473.tif 000032
【図１０Ｃ】
2014221473.tif 000033
【図１１Ａ】
2014221473.tif 000034
【図１１Ｂ】
2014221473.tif 000035
【図１３Ａ】
2014221473.tif 000036
【図１３Ｂ】
2014221473.tif 000037
【図１３Ｃ】
2014221473.tif 000038
【図１３Ｄ】
2014221473.tif 000039
【図１３Ｅ】
2014221473.tif 000040
【図１４】
2014221473.tif 000041
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月3日(2014.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む複合材料であって：
少なくとも１０％の有機物（合成高分子材料以外）、
４０％までのプラスチック、
１％〜５０％の無機物、
前記複合材料は、２０％までの元々の廃棄物材料が除去された、実質的に分別されていない都市廃棄物の押出成型物の形態であり、
以下により特徴づけられる複合材料：
―熱可塑性特性を有する
―約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する。
【請求項２】
さらに以下の１以上により特徴付けられる、請求項１に記載の複合材料。
−約１．２ｇ／ｍ3を超える密度を有する
−０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間にギャップを有さない
−１ｇｍの複合材料あたり約１ｍｇ（ｍｇ／ｇ）を超えるカリウム含有量を有する
−約４ＭＰａを超える引張り強度を有する
−約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する
−約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する
−約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する
−約１２Ｊ／ｍノッチを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する
−約１．５ＫＪ／ｍ2、１．６ＫＪ／ｍ2、１．７ＫＪ／ｍ2または１．８ＫＪ／ｍ2を超えるシャルピー衝撃を有する
−ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する
−ＤＮＡを含む
−クロロフィル含む。
【請求項３】
プラスチックを約０〜３０％の範囲、及び有機物を約１０〜９０％の範囲で含む、請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
有機物が、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、及びこれらの組み合わせを含む、請求項１〜３のいずれかの複合材料。
【請求項５】
プラスチックを約０〜３０％の範囲、及び有機物を約１０〜７０％の範囲で含む、請求項１〜４のいずれかの複合材料。
【請求項６】
約０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間に本質的にギャップを有さない、請求項１〜５のいずれかに記載の複合材料。
【請求項７】
マトリクス中に埋め込まれた粒子を含み、該マトリクスは０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に本質的にそれらの間にギャップを伴わず、該粒子の外表面と密接に結合している、請求項１〜６のいずれかの複合材料。
【請求項８】
廃棄物材料の処理方法であって、以下を含む方法：
―少なくとも１０％の有機物（合成高分子材料以外）と、
４０％までのプラスチックと、
１％〜５０％の無機物と、
を含む、２０％までの元々の廃棄物材料が除去された、実質的に分別されていない都市廃棄物を、乾燥し、乾燥された廃棄物材料を得ること；ならびに
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、少なくとも約１４０℃の温度まで加熱し、以下により特徴づけられる複合材料を得ること；
―熱可塑性特性を有する押出成型物の形態である
―１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する。
【請求項９】
温度が約１４０〜約２３０℃の範囲にある、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
温度が約１８０〜約２２０℃の範囲にある、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
成型体の製造方法であって、以下を含む方法：
―少なくとも１０％の有機物（合成高分子材料以外）と、
４０％までのプラスチックと、
１％〜５０％の無機物と、
を含む、２０％までの元々の廃棄物材料が除去された、実質的に分別されていない都市廃棄物を、乾燥し、乾燥された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、少なくとも約１４０℃の温度まで加熱し、以下により特徴づけられる、押出成型物の形態である複合材料を得ること；
―熱可塑性特性を有する
―１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する
―約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する
―該複合材料を成型して成型体を形成すること。
【請求項１２】
廃棄物の圧縮方法であって、以下を含む方法：
―有機物（合成高分子材料以外）及びプラスチックを含み、実質的に分別されていない都市廃棄物を、乾燥し、乾燥された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、約１４０℃〜約２４０℃の範囲の温度まで加熱し、複合材料を得ること；
―結果として得られた複合材料をブロックまたは一定の形状の他の成型体に形成すること。
【請求項１３】
温度が約１８０〜約２２０℃の範囲にある、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
剪断力下における加熱が押出成型機中で行われる、請求項１２または１３の方法。
【請求項１５】
実質的に分別されていない廃棄物が粒子化されている、請求項１２〜１４のいずれかの方法。
【請求項１６】
粒子化が造粒機によって行われる、請求項１２〜１５のいずれかの方法。
【請求項１７】
室温において以下の１以上の特性を有する複合材料の調製方法であって：約１２０℃未満の温度で固体から流動状態への相転移を有する；０．１μｍを超える拡大暴露構造で見た場合に、材料の異なる構成成分間にギャップを有さない：約１．２ｇ／ｍ3を超える密度を有する：約３５ｄｙｎｅ／ｃｍを超える表面エネルギーを有する：１ｇｍの複合材料あたり約１ｍｇ（ｍｇ／ｇ）を超えるカリウム含有量を有する：約４ＭＰａを超える引張り強度を有する：約６００ＭＰａを超える引張り係数を有する：約８００ＭＰａを超える曲げ弾性率を有する：約７ＭＰａを超える曲げ強度を有する：約１２Ｊ／ｍノッチを超えるノッチ付きアイゾッド衝撃を有する：約１．５ＫＪ／ｍ2；１．６ＫＪ／ｍ2、１．７ＫＪ／ｍ2または１．８ＫＪ／ｍ2を超えるシャルピー衝撃を有する：ブタノン、酢酸、ブタン酸、フルフラールおよびフェノールの１以上を含む揮発性化合物を放出する：ＤＮＡを含む：ならびにクロロフィル含む；
該方法は、以下を含む：
―有機物（合成高分子材料以外）及びプラスチックを含み、実質的に分別されていない都市廃棄物を、乾燥し、乾燥された廃棄物材料を得ること；
―剪断力下において、乾燥された廃棄物材料を混合する間、少なくとも約１４０℃の温度まで加熱し、複合材料を得ること。
【請求項１８】
温度が少なくとも約１６０℃である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
温度が約１８０〜約２２０℃の範囲にある、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
互いに接着された２以上の材料を含む成型体であって、ここで、前記材料の少なくとも１つが請求項１〜７のいずれかの複合材料である成型体。
【請求項２１】
請求項１〜７のいずれかに記載される複合材料から形成される成型体。
【請求項２２】
請求項８〜１９のいずれかの方法によって調製された複合材料から形成された成型体。
【請求項２３】
互いに接着された、または混合された２以上の材料を含む成型体であって、ここで、前記材料の少なくとも１種が請求項１〜７のいずれかの複合材料である成型体。
【請求項２４】
前記２以上の材料の少なくとも１つがプラスチックである、請求項２３の成型体。
【請求項２５】
プラスチックがポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、分別されていないプラスチック廃棄物またはこれらの混合物である、請求項２４の成型体。
【請求項２６】
実質的に分別されていない廃棄物の、請求項２０〜２５のいずれかに記載される成型体の製造のための使用。