(57)【要約】【課題】種々の重合度を有するポリ塩化ビニル粉末を樹脂サッシに用いるための技術を提供する。【解決手段】樹脂サッシの製造方法では、重合度が１０００のポリ塩化ビニルを６０質量％以上含有するポリ塩化ビニル粉末と、添加剤と、を混合して混練物が作製される。前記混練物が押出成形される。この構成では、重合度が１０００のポリ塩化ビニルを６０質量％以上含有するポリ塩化ビニル粉末を用いることにより、押出成形する際に適切な流動性が得られやすく、樹脂サッシを良好に成形することが可能となる。また、ポリ塩化ビニル粉末に添加剤を添加することにより、樹脂サッシに適した成分に調整することが可能である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合度が１０００のポリ塩化ビニルを６０質量％以上含有するポリ塩化ビニル粉末と、添加剤と、を混合して混練物を作製し、
前記混練物を押出成形する
樹脂サッシの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂サッシの製造方法であって、
前記ポリ塩化ビニル粉末は、重合度７００のポリ塩化ビニルと重合度１３００のポリ塩化ビニルとの少なくとも一方を含有する
樹脂サッシの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の樹脂サッシの製造方法であって、
前記ポリ塩化ビニル粉末が使用済みポリ塩化ビニル樹脂を破砕して得られるリサイクル粉末を含む
樹脂サッシの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂サッシの製造方法であって、
前記使用済みポリ塩化ビニル樹脂が、使用済み樹脂パイプである
樹脂サッシの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂サッシの製造方法であって、
前記ポリ塩化ビニル粉末のうち、錫系安定剤が含まれるポリ塩化ビニル粉末が１０質量％以下である
樹脂サッシの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の樹脂サッシの製造方法であって、
前記ポリ塩化ビニル粉末が錫系安定剤を含まない
樹脂サッシの製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の樹脂サッシの製造方法であって、
前記添加剤として、強化剤、加工助剤、及び滑剤のうち少なくとも１つを用いる
樹脂サッシの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビニルを用いた樹脂サッシの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビニルは、機械的強度、耐候性、断熱性などに優れるため、窓ガラスを保持する樹脂サッシとして広く利用されている。ポリ塩化ビニルは白色であるため、例えば顔料で着色することによって、樹脂サッシを様々な色とすることが可能である。このため、ポリ塩化ビニルを用いることによって、カラーバリエーションに富んだ高い意匠性を有する樹脂サッシを製造することができる。
【０００３】
樹脂サッシは、典型的には、異形押出成形したポリ塩化ビニルを切断及び接合することにより製造される。このため、樹脂サッシの製造時には、切断された樹脂サッシの端材が発生する。このような樹脂サッシの端材をリサイクルして新たな樹脂サッシを製造することにより、省資源化及び低コスト化が可能となる。
【０００４】
しかしながら、このような樹脂サッシの端材は、樹脂サッシの仕様に応じて、様々な副成分を含んでいる。例えば、樹脂サッシの端材は、顔料によって着色されていたり、保護フイルムで被覆されていたりする。このような樹脂サッシの端材をそのままリサイクルする場合、色の調整が困難であるとともに、副成分の存在により耐候性が低下する場合がある。
【０００５】
特許文献１には、樹脂サッシの製造時に発生する端材をリサイクルして新たな樹脂サッシを製造する技術が開示されている。特許文献１に係る技術では、樹脂サッシの端材から得られるリサイクル粉末と未使用のポリ塩化ビニル粉末（バージン粉末）とが併用される。より詳細には、樹脂サッシの外層をバージン粉末によって形成し、樹脂サッシの内層をリサイクル粉末によって形成する。
【０００６】
特許文献１に係る樹脂サッシでは、外観に現れる外層をバージン粉末によって形成することによって、リサイクル粉末を用いずに製造された樹脂サッシと遜色のない意匠性及び耐候性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４２０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
また、ポリ塩化ビニルは樹脂パイプや雨どい等の用途として広く利用されており、使用に伴う劣化や損傷等によって使用済みポリ塩化ビニルが多く廃出されている。したがって、このような樹脂パイプ等の使用済みポリ塩化ビニルを樹脂サッシとしてリサイクルすることができれば、より効率的な省資源化及び低コスト化が実現される。
【０００９】
しかしながら、樹脂サッシと樹脂パイプ等の使用済みポリ塩化ビニルとでは、ポリ塩化ビニルを主成分としている点で共通しているものの、求められる物性や押出成形性が異なる。例えば、樹脂サッシには高い機械的強度が求められるのに対し、樹脂パイプにはある程度の剛性が求められる。また、樹脂サッシは樹脂パイプよりも複雑な形状を有するため、樹脂サッシでは樹脂パイプよりも高い押出成形性が求められる。
【００１０】
また、継ぎ手など射出成形品の用途では、形状の複雑さへの対応が求められるため、重合度が７００程度のポリ塩化ビニルが用いられている。さらに、雨どいの用途では、高温下で使用されるため耐熱温度の高い重合度が１３００程度のポリ塩化ビニルが用いられている。
このように用途によって用いられるポリ塩化ビニルの重合度も大きく異なっているのが現状である。
【００１１】
このため、このような使用済みポリ塩化ビニルをそのまま樹脂サッシとしてリサイクルしようとすると、樹脂サッシとして必要な物性が得られず、また所望の形状の樹脂サッシが得られない場合がある。
【００１２】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、種々の重合度を有するポリ塩化ビニル粉末を樹脂サッシに用いるための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る樹脂サッシの製造方法では、重合度が１０００のポリ塩化ビニルを６０質量％以上含有するポリ塩化ビニル粉末と、添加剤と、を混合して混練物が作製される。
上記混練物が押出成形される。
この構成では、重合度が１０００のポリ塩化ビニルを６０質量％以上含有するポリ塩化ビニル粉末を用いることにより、押出成形する際に適切な流動性が得られやすく、樹脂サッシを良好に成形することが可能となる。
また、ポリ塩化ビニル粉末に添加剤を添加することにより、樹脂サッシに適した成分に調整することが可能である。
【００１４】
上記ポリ塩化ビニル粉末は、重合度７００のポリ塩化ビニルと重合度１３００のポリ塩化ビニルとの少なくとも一方を含有してもよい。
上記ポリ塩化ビニル粉末が使用済みポリ塩化ビニル樹脂を破砕して得られるリサイクル粉末を含んでいてもよい。
上記使用済みポリ塩化ビニル樹脂が、使用済み樹脂パイプであってもよい。
【００１５】
上記ポリ塩化ビニル粉末のうち、錫系安定剤が含まれるポリ塩化ビニル粉末が１０質量％以下であってもよい。
上記ポリ塩化ビニル粉末が錫系安定剤を含まなくてもよい。
この構成では、ポリ塩化ビニル粉末に含有される錫系安定剤の量を制限することにより、錫系安定剤に起因する樹脂サッシの軟化及び黒化を抑制することができる。
【００１６】
上記添加剤として、強化剤、加工助剤、及び滑剤のうち少なくとも１つを用いてもよい。
添加剤として強化剤を用いることにより、樹脂サッシの機械的強度を向上させることができる。添加剤として加工助剤や滑剤を用いることにより、樹脂サッシを押出成形性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
種々の重合度を有するポリ塩化ビニル粉末を樹脂サッシに用いるための技術を提供することができる。また、樹脂パイプ等の種々の用途に使用済みのポリ塩化ビニルを樹脂サッシとしてリサイクルする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る窓の平面図である。
【図２】上記窓の図１のＡ−Ａ'線に沿った部分断面図である。
【図３】上記窓の樹脂サッシのフレーム材の拡大断面図である。
【図４】上記樹脂サッシのリサイクル方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
［樹脂サッシ１０の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂サッシ１０の平面図である。樹脂サッシ１０は、矩形の窓１の外枠として構成され、窓ガラス４０の外縁部を保持している。樹脂サッシ１０は、ポリ塩化ビニルを主成分とするフレーム材２０及びカバー材３０を有する。
【００２１】
フレーム材２０は、異形押出成形により形成された部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを有する。部材２０ａ，２０ｂは相互に対向する長辺部材を構成し、部材２０ｃ，２０ｄは相互に対向する短辺部材を構成する。部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは溶着により相互に接合されて矩形状とされている。
【００２２】
カバー材３０は、異形押出成形により形成された部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを有する。部材３０ａ，３０ｂは相互に対向する長辺部材を構成し、部材３０ｃ，３０ｄは相互に対向する短辺部材を構成する。部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは嵌合により相互に接合されて矩形状とされている。
【００２３】
フレーム材２０の部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの接合方法、及びカバー材３０の部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの接合方法は、溶着や嵌合に限定されず、適宜公知の方法を採用可能である。
【００２４】
図２は窓１の図１のＡ−Ａ'線に沿った部分断面図であり、図３は樹脂サッシ１０のフレーム材２０の拡大断面図である。樹脂サッシ１０のフレーム材２０及びカバー材３０は、中空構造に形成され、窓ガラス４０の外縁部を挟持している。
【００２５】
窓ガラス４０は、相互に対向する２枚のガラス４１ａ，４１ｂと、ガラス４１ａ，４１ｂの外縁部を機密に封止するスペーサ４１と、を有する。窓ガラス４０は、ガラス４１ａ，４１ｂの間の空間にアルゴンガスが封入された複層ガラスとして構成される。このような構成の窓ガラス４０は、高い断熱性を発揮することができる。
【００２６】
なお、窓ガラス４０の構成は任意である。例えば、窓ガラス４０に封入されるガスは、アルゴンガスでなくてもよく、例えば、クリプトンガス、乾燥空気などであってもよい。また、窓ガラス４０は、複層ガラスでなくてもよく、トリプルガラスや単板ガラスなどであってもよい。更に、ガラス４１ａ，４１ｂは、公知のガラスから任意に選択可能であり、表面コーティングが施されて構成されていてもよい。
【００２７】
図３に示すように、フレーム材２０は、窓ガラス４０の端面を保持する保持面２２と、保持面２２に隣接して設けられた第１嵌合部２１と、保持面２２から略垂直に延びる第１挟持部２３と、を有する。第１嵌合部２１と第１挟持部２３とは保持面２２を挟んで相互に反対側に配置されている。
【００２８】
図２に示すように、カバー材３０は、第２嵌合部３１と、第２挟持部３２と、を有する。第２嵌合部３１は、フレーム材２０の第１嵌合部２１に嵌合可能に構成されている。つまり、カバー材３０は、第２嵌合部３１を第１嵌合部２１に嵌合させることにより、フレーム材２０に取り付けられる。フレーム材２０に取り付けられたカバー材３０の第２挟持部３２は、フレーム材２０の第１挟持部２３に対向するように第２嵌合部３１から延びている。
【００２９】
つまり、カバー材３０がフレーム材２０に取り付けられた樹脂サッシ１０は、保持面２２及び嵌合部２１，３１によって窓ガラス４０の外縁部を受容するための凹部を形成している。この凹部内には、ガラス受台５０と、気密材５１ａ，５１ｂと、が設けられている。ガラス受台５０及び気密材５１ａ，５１ｂは樹脂材料で形成されている。
【００３０】
ガラス受台５０は、窓ガラス４０の端面を保持している。気密材５１ａは、カバー材３０の第２挟持部３２と窓ガラス４０のガラス４１ａとに挟持されている。気密材５１ｂは、フレーム材２０の第１挟持部２３と窓ガラス４０のガラス４１ｂとに挟持されている。ガラス受台５０及び気密材５１ａ，５１ｂによって、窓ガラス４０と樹脂サッシ１０との間において、気密性が向上するとともに、がたつきが解消される。
【００３１】
また、フレーム材２０には、その外縁部から突出する固定部２４，２５が設けられている。固定部２４，２５の突出方向は相互に直交し、固定部２４は外周方向に突出し、固定部２５は室内方向に突出している。固定部２４，２５は、建物の壁や屋根などに形成された開口部に、例えば、ネジなどの固定部材によって固定されている。つまり、窓１が建物の開口部に設置される際、固定部２４，２５が建物の開口部に固定される。
【００３２】
［ポリ塩化ビニル粉末の配合］
上記の樹脂サッシ１０のフレーム材２０及びカバー材３０は、ポリ塩化ビニル粉末と添加剤とを適宜混合して混練物を作製し、次いで該混練物を異形押出成形することにより、製造される。本発明においては、上記ポリ塩化ビニル粉末として、重合度が１０００のポリ塩化ビニルが少なくとも６０質量％以上含有するように配合されたポリ塩化ビニル粉末を用いることが特徴である。
【００３３】
本発明のポリ塩化ビニル粉末としては、重合度が１０００のポリ塩化ビニルが少なくとも６０質量％以上含有していれば、他のポリ塩化ビニル粉末として、種々の重合度の粉末を採用することが可能である。重合度１０００以外のポリ塩化ビニル粉末としては、重合度が７００、１３００であるポリ塩化ビニル粉末が挙げられるが、これらのポリ塩化ビニル粉末のいずれも好適に用いることができる。また、重合度の異なるポリ塩化ビニル粉末を複数配合することも可能である。
【００３４】
また、ポリ塩化ビニル粉末のうち、錫系安定剤が含まれるポリ塩化ビニル粉末を１０質量％以下とすることが好ましい。これにより、錫系安定剤に起因する樹脂サッシの軟化及び黒化を抑制することができる。
【００３５】
表１は、重合度が７００、１０００、及び１３００であるポリ塩化ビニル粉末を種々の割合で混合した際の溶融特性を示すデータである。これらの溶融特性により配合したポリ塩化ビニル粉末が押出成形が可能であるかを判断することができる。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
これらの溶融特性としては、最大トルク、定常トルク、ゲル化時間、最終温度が挙げられる。
ここで、最大トルクは、溶融開始時の最大混錬トルクを意味し、押出成形時のスクリュー回転時の負荷に影響する。
定常トルクは、溶融後の混錬トルクを意味し、押出成形時のスクリュー回転時の負荷に影響する。
ゲル化時間は、最大トルクに到達するまでの時間を意味し、押出成形時のゲル化ゾーンに影響する。
最終温度は、溶融樹脂の到達温度を意味し、押出成形時の溶融樹脂の温度に影響する。
【００３８】
表１の結果から明らかなように、重合度が７００のポリ塩化ビニル粉末の配合量が増加するとともに、最終温度が上がらず、押出機での成形が困難になる傾向にある。また、ゲル化時間も早くなる傾向にあり、混錬物として十分な粘度が得られない傾向にある。
【００３９】
一方、重合度が１３００のポリ塩化ビニル粉末の含有量が増加すると混錬物の粘度が上昇し、最大トルクや定常トルクが高くなる傾向にあり、押出機での押出しが困難になる傾向にある。また、最終温度が上がりすぎて、押出機での成形が困難になる傾向にある。
【００４０】
従って、重合度が１０００のポリ塩化ビニル粉末を少なくとも６０質量％以上含有していることが重要である。特に押出成形におけるハンドリング性の観点から、重合度が１０００のポリ塩化ビニル粉末の含有割合を８０〜１００質量％の範囲に調製すること好ましく、特に９０〜１００質量％の範囲に調製すること好ましい。
【００４１】
ポリ塩化ビニル粉末の平均粒径は３ｍｍ以下とすることが好ましい。
ポリ塩化ビニル粉末は平均粒径が小さいほど表面積が大きくなるため、ポリ塩化ビニル粉末と添加剤とを混合する際に、添加剤がポリ塩化ビニル粉末に浸透しやすくなる。これにより、均一な混練体が得られる。
【００４２】
特に押出成形で得られる成形体における耐衝撃性の観点、及び添加剤との混合において均一な混練体が得られるという観点から、上記ポリ塩化ビニル粉末の平均粒径は、１ｍｍ以下であることが好ましく、特に０．５ｍｍ以下であることが更に好ましい。
【００４３】
［添加剤の配合］
次に、ポリ塩化ビニル粉末に添加剤を配合する。添加剤としては、必要に応じて複数種類を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
添加剤としては、例えば、強化剤、熱安定剤、紫外線安定剤、内部滑剤、外部滑剤、トルク向上剤、着色剤、可塑剤、充填剤、加工助剤、酸化チタン、炭酸カルシウムなどから選択可能である。リサイクル粉末に添加する添加剤の種類及び量は、フレーム材２０に必要な成分のうち、樹脂パイプに含まれていない成分の種類及び量から決定することができる。
【００４５】
特に、添加剤として強化剤を用いることにより、高い機械的強度のフレーム材２０が得られる。また、添加剤として加工助剤や滑剤を用いることにより、押出成形性を向上させることができ、複雑な形状のフレーム材２０を押出成形することが可能となる。
【００４６】
内部滑剤は、極性基を有し、ポリ塩化ビニルと相溶することにより、混練トルクを低下させる。外部滑剤は、ポリ塩化ビニルと不相溶の炭化水素鎖であり、ポリ塩化ビニルと金型との滑性を向上させる。
【００４７】
内部滑剤及び外部滑剤としては、例えば、エメリーオレオケミカル社のＬＯＸＩＯＬ（登録商標）シリーズから選択することができる。内部滑剤としては、例えば、Ｇ６０、Ｇ３２などを選択可能である。外部滑剤としては、例えば、ＶＰＮ９６３、ＶＰＮ２３３、Ｇ２１などを選択可能である。
【００４８】
また、熱安定剤は、ポリ塩化ビニルの熱分解時の脱塩化水素を防止し、熱による安定性を向上させることができる。熱安定剤としては、鉛系安定剤及びカルシウム・亜鉛系安定剤の少なくとも一方であることが好ましい。鉛系安定剤の具体例としては、二塩基性亜燐酸鉛、三塩基性亜燐酸鉛、ステアリン酸鉛等が挙げられる。また、カルシウム・亜鉛系安定剤の具体的としては、カルシウムステアレートや亜鉛ステアレートなどの脂肪酸塩、補助安定剤としてのフロスファイト系化合物、ハイドロタルサイト、ポリオール等が挙げられる。
【００４９】
なお、錫系安定剤は、ポリ塩化ビニルを軟化させるとともに、鉛と反応して黒化するため好ましくない。
【００５０】
また、ポリ塩化ビニル粉末に添加する添加剤の種類及び量は、ポリ塩化ビニル粉末の評価を行い、その評価結果に基づいて決定してもよい。これにより、ポリ塩化ビニル粉末をそのまま用いてフレーム材２０を製造する場合の問題点をより確実に把握することができる。ポリ塩化ビニル粉末の評価方法は特定の方法に限定されない。
【００５１】
例えば、ポリ塩化ビニル粉末をそのまま用いて成形体を作製することができる。この成形体の物性測定を行うことにより、ポリ塩化ビニル粉末をそのまま用いてフレーム材２０を製造した場合に不足する物性を把握可能となる。ポリ塩化ビニル粉末の成形体は、例えば、ロール混錬及びプレス成形によって作製することができる。
【００５２】
有効な成形体の物性測定方法を以下に例示する。
・シャルピー衝撃試験
・Ｖｉｃａｔ軟化温度
・熱分解時間測定
・引張降伏応力測定
・曲げ弾性率測定
これらの測定は、例えば、無可塑ポリ塩化ビニル製建具用形材ＪＩＳＡ５５５８に準拠して行うことができる。
【００５３】
［リサイクル粉末の使用］
ポリ塩化ビニル粉末としては、種々の用途に用いられた使用済みポリ塩化ビニルを破砕して得られるリサイクル粉末を用いることができる。
【００５４】
例えば、使用済みポリ塩化ビニルとして使用済み樹脂パイプが挙げられる。樹脂パイプには主に重合度１０００のポリ塩化ビニルが用いられており、樹脂パイプを破砕して得られるリサイクル粉末を本発明において配合するポリ塩化ビニル粉末として用いることが可能である。
【００５５】
また、重合度７００のポリ塩化ビニルは継ぎ手など射出成形品の用途に、重合度１３００のポリ塩化ビニル粉末は雨どいなど高耐熱用途に用いられているが、これらの使用済みポリ塩化ビニルを破砕して得られるリサイクル粉末を用いることも可能である。以下、一例として、樹脂パイプを樹脂サッシとしてリサイクルする方法について詳述する。
【００５６】
［樹脂パイプのリサイクル方法］
図４は、樹脂パイプを樹脂サッシ１０としてリサイクルする方法を示すフローチャートである。以下、図４に沿って、樹脂パイプを樹脂サッシ１０としてリサイクルする方法について説明する。
【００５７】
本実施形態では、樹脂パイプをリサイクルすることにより、樹脂サッシ１０のフレーム材２０を製造する例について説明する。なお、樹脂サッシ１０のカバー材３０も、フレーム材２０と同様に製造可能である。
【００５８】
（ステップＳ１０：樹脂パイプの回収）
ステップＳ１０では、ポリ塩化ビニルを主成分とする樹脂パイプを回収する。ステップＳ１０で回収する樹脂パイプは特定の種類に限定されない。
【００５９】
このような樹脂パイプとしては、例えば、硬質ポリ塩化ビニル管（ＶＰ・ＶＭ・ＶＵなど）、耐衝撃性硬質ポリ塩化ビニル管（ＨＩＶＰ）、建設内排水用硬質ポリ塩化ビニル管（ＩＤＶＰ）、埋設排下水用硬質ポリ塩化ビニル管（ＩＳＶＰ）、水輸送用硬質ポリ塩化ビニル管（ＩＷＶＰ）などが挙げられる。
【００６０】
また、ステップＳ１０では、ポリ塩化ビニルが部分的に用いられている樹脂パイプから、ポリ塩化ビニルを主成分とする部分を取り出してもよい。部分的にポリ塩化ビニルが用いられている樹脂パイプとしては、例えば、リサイクル硬質ポリ塩化ビニル三層管（ＲＳ−ＶＵ）、下水道用リサイクル三層硬質塩化ビニル管（ＲＳ−ＶＵ）などが挙げられる。
【００６１】
ステップＳ１０で回収する樹脂パイプに含まれるポリ塩化ビニルは、重合度が１０００であることが好ましい。重合度が１０００のポリ塩化ビニルを主成分とする樹脂パイプでは、フレーム材２０として成形する際に適切な流動性が得られやすく、フレーム材２０を良好に成形することが可能となる。
【００６２】
また、錫系安定剤は、ポリ塩化ビニルを軟化させるとともに、鉛と反応して黒化するため、ステップＳ１０で回収する樹脂パイプには、錫系安定剤を含む樹脂パイプが含まれていないことが好ましい。
なお、複数種類の樹脂パイプを回収する場合には、フレーム材２０に悪影響を及ぼさない範囲内で錫系安定剤を含む樹脂パイプを用いてもよい。この場合、回収する樹脂パイプ全体に対し、錫系安定剤を含む樹脂パイプの量が１０質量％以下であることが好ましい。
【００６３】
必要に応じ、回収した樹脂パイプにおけるポリ塩化ビニル以外の不純物を減少させるために、樹脂パイプに対して以下に示す処理を行ってもよい。
・１次切断及び良好な部位の選別
・端部などの汚れが多い部位を除去するための２次切断
・軟質ポリ塩化ビニル、テープ、錆などの付着物の除去
・ウエスでの拭き取り、高圧洗浄、エアブローなどによる汚れの除去
・金属探知機による金属部材の探知及び除去
【００６４】
これにより、ポリ塩化ビニルを主成分とするリサイクル原料である樹脂パイプの回収が完了する。
【００６５】
（ステップＳ２０：樹脂パイプの粉砕）
ステップＳ２０では、ステップＳ１０で回収された樹脂パイプを粉砕することによりリサイクル粉末を作製する。ステップＳ２０には、例えば、二軸粉砕機や高速渦流粉砕機などを用いることができる。
【００６６】
ステップＳ２０では、粉砕前の樹脂パイプが大きい又は長い場合には、粉砕機による粉砕が困難となる。この場合には、予め樹脂パイプを所定の大きさ以下に切断する。例えば、樹脂パイプを、まず輪切りにした後に、更に小さく切断する。
【００６７】
樹脂パイプの粉砕は、２段階で行うことが可能である。例えば、第１段階では樹脂パイプを粗粉砕することにより１０〜１５ｍｍメッシュを通過可能な粒径の粗粉砕粉末とし、第２段階では粗粉砕粉末を微粉砕することにより５ｍｍメッシュを通過可能な粒径の微粉砕粉末とすることができる。このような２段階の破砕を行うことで、確実に平均粒径が３ｍｍ以下の粉末することが可能であり、好ましい。
【００６８】
リサイクル粉末の平均粒径は３ｍｍ以下とすることが好ましい。
リサイクル粉末は平均粒径が小さいほど表面積が大きくなるため、後述のステップＳ４０においてリサイクル粉末と添加剤とを混合する際に、添加剤がリサイクル粉末に浸透しやすくなる。これにより、均一な混練体が得られる。
【００６９】
この一方で、リサイクル粉末の平均粒径が３ｍｍより大きいと、混練体において添加剤が偏在しやすくなり、安定生産が困難になるとともに、後述のステップＳ５０の押出成形で得られる成形体の寸法精度が低下する傾向にある。また、リサイクル粉末の平均粒径が３ｍｍより大きいと、押出成形の際にゲル化が進みにくくなり、押出成形体であるフレーム材２０に凹凸形状が生じ、平滑な表面が得られにくくなる傾向にある。
【００７０】
リサイクル粉末の粒径は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１基準ふるいを使用したロータップ式自動ふるいにて測定可能である。
【００７１】
（ステップＳ３０：添加剤の配合）
ステップＳ３０では、得られたリサイクル粉末に添加剤を配合する。ステップＳ３０では、リサイクル粉末をそのまま用いてフレーム材２０を製造する場合の問題点を克服するために有効な添加剤をリサイクル粉末に配合する。添加剤としては、必要に応じて複数種類を組み合わせて用いてもよい。
【００７２】
添加剤としては、例えば、強化剤、熱安定剤、紫外線安定剤、内部滑剤、外部滑剤、トルク向上剤、着色剤、可塑剤、充填剤、加工助剤、酸化チタン、炭酸カルシウムなどから選択可能である。リサイクル粉末に添加する添加剤の種類及び量は、フレーム材２０に必要な成分のうち、樹脂パイプに含まれていない成分の種類及び量から決定することができる。
【００７３】
特に、添加剤として強化剤を用いることにより、樹脂パイプ由来の柔軟性を克服することができ、高い機械的強度のフレーム材２０が得られる。また、添加剤として加工助剤や滑剤を用いることにより、樹脂パイプ由来の低い押出成形性を克服することができ、複雑な形状のフレーム材２０を押出成形することが可能となる。
【００７４】
内部滑剤は、極性基を有し、ポリ塩化ビニルと相溶することにより、混練トルクを低下させる。外部滑剤は、ポリ塩化ビニルと不相溶の炭化水素鎖であり、ポリ塩化ビニルと金型との滑性を向上させる。
【００７５】
内部滑剤及び外部滑剤としては、例えば、エメリーオレオケミカル社のＬＯＸＩＯＬ（登録商標）シリーズから選択することができる。内部滑剤としては、例えば、Ｇ６０、Ｇ３２などを選択可能である。外部滑剤としては、例えば、ＶＰＮ９６３、ＶＰＮ２３３、Ｇ２１などを選択可能である。
【００７６】
また、リサイクル粉末に添加する添加剤の種類及び量は、リサイクル粉末の評価を行い、その評価結果に基づいて決定してもよい。これにより、リサイクル粉末をそのまま用いてフレーム材２０を製造する場合の問題点をより確実に把握することができる。リサイクル粉末の評価方法は特定の方法に限定されない。
【００７７】
例えば、ステップＳ３０では、ステップＳ２０で得られたリサイクル粉末をそのまま用いて成形体を作製することができる。この成形体の物性測定を行うことにより、リサイクル粉末をそのまま用いてフレーム材２０を製造した場合に不足する物性を把握可能となる。リサイクル粉末の成形体は、例えば、ロール混錬及びプレス成形によって作製することができる。
【００７８】
ステップＳ３０において有効な成形体の物性測定方法を以下に例示する。
・シャルピー衝撃試験
・熱分解時間測定
・引張降伏応力測定
・曲げ弾性率測定
これらの測定は、例えば、無可塑ポリ塩化ビニル製建具用形材ＪＩＳＡ５５５８に準拠して行うことができる。
【００７９】
例えば、シャルピー衝撃試験によって、リサイクル粉末の成形体の耐衝撃性が不足していた場合には、添加剤として強化剤を用いることができる。強化剤としては、例えば、アクリル系強化剤を用いることができる。
【００８０】
上記のとおり、強化剤を配合することによって耐衝撃性に優れた高い機械的強度のフレーム材が得られる。しかし、強化剤をあまり加え過ぎても機械的強度の向上効果が頭打ちになるばかりでなく、強化剤自体が高価であるため、フレーム材の製造コスト高に繋がるため、リサイクル原料を用いる低コスト化効果が低減してしまう。このような観点から、リサイクル粉末１００質量部あたりの強化剤の配合割合は、１０質量部以下であることが好ましく、７質量部以下であることが更に好ましい。
【００８１】
また、熱分解時間測定によって、リサイクル粉末の成形体の熱安定性が不足していた場合には、添加剤として熱安定剤を用いることができる。熱安定剤は、鉛系安定剤及びカルシウム・亜鉛系安定剤の少なくとも一方であることが好ましい。鉛系安定剤の具体例としては、例えば、二塩基性亜燐酸鉛、三塩基性亜燐酸鉛、ステアリン酸鉛等が挙げられる。また、カルシウム・亜鉛系安定剤の具体例としては、例えば、カルシウムステアレートや亜鉛ステアレートなどの脂肪酸塩、補助安定剤としてのフロスファイト系化合物、ハイドロタルサイト、ポリオール等が挙げられる。なお、錫系安定剤は、ポリ塩化ビニルを軟化させるとともに、鉛と反応して黒化するため好ましくない。
【００８２】
また、ステップＳ３０では、リサイクル粉末のゲル化特性を評価することにより、後述のステップＳ５０においてリサイクル粉末を混練するために不足している物性を把握可能となる。ゲル化特性は、例えば、プラストグラフを用いて評価することができる。
【００８３】
ゲル化時間及びゲル化初期トルクを調整するために、添加剤としてトルク向上剤を添加することができる。トルク向上剤としては、例えば、酸価が１５以上１８以下である酸化ポリエチレンワックスを用いることができる。このような酸化ポリエチレンワックスとしては、例えば、ＬＯＸＩＯＬ（登録商標）ＶＰＧ１６３１（エメリーオレオケミカル社の製品名）が挙げられる。
【００８４】
なお、トルク向上剤の添加などによって、ゲル化時間が第１範囲より短くなってしまった場合や、ゲル化初期トルクが第２範囲より高くなってしまった場合には、添加剤として更に滑剤を添加することにより、ゲル化特性を調整することができる。滑剤としては、任意に選択可能であり、例えば、ＬＯＸＩＯＬ（登録商標）Ｇ６０やＬＯＸＩＯＬ（登録商標）Ｇ３２（いずれもエメリーオレオケミカル社の製品名）などを用いることができる。
【００８５】
各添加剤の添加量は、適宜決定可能である。一例として、リサイクル粉末１００質量部に対し、強化剤の添加量を５質量部以下とし、熱安定剤の添加量を４質量部以下とし、滑剤の添加量を２質量部以下とし、トルク向上剤の添加量を１質量部以下とし、加工助剤の添加量を２質量部以下とすることができる。
【００８６】
また、必要に応じて、添加剤として、未使用のポリ塩化ビニル粉末（バージン粉末）を用いることもできる。添加剤としてバージン粉末を用いることにより、フレーム材２０の物性を容易に向上させることができる。しかし、省資源化及び低コスト化の観点から、バージン粉末の添加量は、リサイクル粉末及びバージン粉末からなるポリ塩化ビニル粉末全体に対して３０質量％以内とすることが好ましい。
【００８７】
（ステップＳ４０：リサイクル粉末と添加剤との混合）
ステップＳ４０では、ステップＳ２０で得られたリサイクル粉末と、ステップＳ３０で配合された添加剤と、を混合して混練物を作製する。リサイクル粉末と添加剤との混合は、例えば、１００〜１４０℃でのホットプレンドにより行うことができる。
【００８８】
（ステップＳ５０：押出成形）
ステップＳ５０では、ステップＳ４０で得られた混練物を異形押出成形することにより、フレーム材２０の部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを作製する。具体的には、図３に示す断面形状の部材を連続して押し出し、各部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄごとに切断する。
【００８９】
混練物の押出成形には、例えば、６０ｍｍφコニカル２軸押出機を用いることができる。この場合、シリンダの温度を１７０〜２１０℃とし、アダプタの温度を１８０〜２００℃とし、金型の温度を１８５〜２０５℃とすることができる。金型出口での樹脂溶融温度は、１９５〜２０５℃程度であることが好ましい。
【００９０】
その後、ステップＳ５０で得られた各部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを溶着することによりフレーム材２０が完成する。
【００９１】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【００９２】
例えば、上記実施形態に係る樹脂パイプのリサイクル方法では、上記実施形態に係る樹脂サッシ１０に限らず、多種多様な構成の樹脂サッシを新たに製造可能である。
【００９３】
また、樹脂パイプのリサイクルによって製造する樹脂サッシは、リサイクル粉末を用いて成形されるリサイクル組成物と、リサイクル粉末を用いずにバージン粉末のみを用いて成形されるバージン組成物と、の複合体として構成されていてもよい。このような樹脂サッシは、リサイクル組成物とバージン組成物とを別々に共押出しすることにより成形可能である。
【００９４】
一例として、中空構造の樹脂サッシ１０において、内層をリサイクル組成物とし、外層をバージン組成物とすることができる。つまり、樹脂サッシ１０の外観に現れる外層にバージン組成物を用いることにより、リサイクル組成物を用いない場合と同等の外観が得られる。一方、樹脂サッシ１０の意匠性に影響を与えない内層をリサイクル組成物とすることにより、省資源化及び低コスト化が可能である。なお、バージン組成物には、色調に影響を与えない範囲内でリサイクル粉末を添加することもできる。
【００９５】
更に、必要に応じ、上記実施形態で得られる樹脂サッシの表面には被覆層が設けられていてもよい。例えば、樹脂サッシの表面には、樹脂製のフイルムやコーティング、あるいはアルミニウム等の金属製のカバーなどが設けられていてもよい。また、樹脂サッシは、各種塗料などにより塗装されていてもよい。
【実施例】
【００９６】
以下、本発明を説明するために、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９７】
［実施例１］
各重合度の塩化ビニル粉末として以下のリサイクル粉末を用意した。
重合度７００の塩化ビニル配管継ぎ手の粗破砕粉末
重合度１０００の樹脂サッシの粗破砕粉末
重合度１３００の塩化ビニル配管を粗破砕粉末
【００９８】
各々の回収塩化ビニル粉末を、ロータリー型粉砕機によって微粉砕することにより平均粒径は０．２ｍｍの塩化ビニル粉末を得た。その後以下の配合割合に混合した。
重合度１０００：８０質量部
重合度１３００：２０質量部
【００９９】
得られた塩化ビニル粉末を用いて、以下の配合割合にて混錬物を作製した。
塩化ビニル粉末：１００質量部
強化剤：アクリル系強化剤３質量部
外部滑剤：酸化ポリエチレンワックス０．２質量部
【０１００】
得られた混錬物をコニカル二軸押出機にてシリンダ温度１７５〜１９５℃、ダイス温度１９０〜２００℃の温度条件で押出成形により成形体を作製した。成形体は窓枠の寸法に切り出した。切り出された窓枠の良品取得率は９５％であり、押出成形における成形性評価は１であった。
【０１０１】
押出成形により押し出された成形体を窓枠の寸法に切り出し、窓枠の良品所得率により、以下の３段階評価とした。
Ｉ：良品取得率９０％以上
ＩＩ：良品率９０％未満
ＩＩＩ：押出成形不可
【０１０２】
さらに、上記成形体から、縦１ｃｍ、横８ｃｍ、厚み２．５ｃｍの試験片を作製し、ＪＩＳＡ５５５８に基づきシャルピー衝撃試験を行ったところ、２３℃で２０ＫＪ／ｍ２、−１０℃で８ＫＪ／ｍ２であり、規格を満足する成形体を得た。
【０１０３】
［実施例２〜４、比較例１］
表２に示す割合で塩化ビニル粉末を配合した以外は実施例１と同様に成形体を作製した。押出成形時の成形性、及びシャルピー衝撃試験の結果を表２に示す。
【０１０４】
【表２】
2018062791.tif 000004
【０１０５】
表２に示すとおり、実施例１〜４ではいずれも、良好な成形性が得られ、かつ高いシャルピー衝撃強度が得られた。また、重合度１０００の塩化ビニル粉末の配合割合を８０質量％とした実施例１〜３では、特に良好な成形性が得られた。一方、重合度１０００の塩化ビニル粉末の配合割合が６０質量％未満の比較例１では、押出成形することができなかった。
【符号の説明】
【０１０６】
１…窓
１０…フレーム材
２０…カバー材
３０…窓ガラス
５０…ガラス受台
５１ａ，５１ｂ…気密材
１００…樹脂サッシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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