(57)【要約】  プラスチック材料を再生処理するための方法であって、抜き取ったプラスチック材料を細かくすることによって所望の粒度を有するプラスチック粒状物を形成し、該プラスチック粒状物にある特定の誘電特性を付与するサセプター剤を該プラスチック粒状物に供し、該プラスチック粒状物に結合剤を供し、そして使用可能なプラスチック材料を形成するために該プラスチック粒状物をマイクロ波エネルギーで処理することによる、方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料を再生処理するための方法であって、
プラスチック材料試料を細かくすることによって、所望の粒度を有するプラスチック粒状物を形成することと、
前記プラスチック粒状物に特定の誘電特性を付与するサセプター剤（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ  ａｇｅｎｔ）を前記プラスチック粒状物に供することと、
前記プラスチック粒状物に結合剤を供することと、
使用可能なプラスチック材料を形成するために前記プラスチック粒状物をマイクロ波エネルギーで処理することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記プラスチック材料から固形製品を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラスチック材料が、混合または未選別廃プラスチック材料である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記プラスチック粒状物が、刻むこと（ｓｈｒｅｄｄｉｎｇ）、粒状化、粉砕、またはすりつぶし（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）によって形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
約５０ｍｍ未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記粒度が０．５〜２０ｍｍである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記粒度が約１〜５ｍｍである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記サセプター剤が、前記プラスチック粒状物に、規定のより高い誘電特性を付与する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記サセプター剤が、カーボンブラック、シアン化水素酸、過酸化水素、二酸化チタン、トリメチルスルファニル酸、フッ化水素、ホルムアミド、グリセリン、アセトアミド、ギ酸、メチルアルコール、ｐ−ニトロアナリン、硫酸ジメチル、ヒドラジン、無水マレイン酸、酸化チタン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記サセプター剤が、カーボンブラックである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記サセプター剤が、前記プラスチック粒状物に対して０．０１％〜１０％（ｗ／ｗ）の比率で添加される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記サセプター剤が、０．５％〜５％（ｗ／ｗ）の比率で添加される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記結合剤が、１種またはそれ以上の可溶性プラスチックを溶剤中に溶解することによって形成された樹脂である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記結合剤が、可溶性プラスチックを溶剤に対して０．７５：１〜２．５：１の比率で添加することによって形成される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記結合剤が、可溶性プラスチックを溶剤に対して約１：１の比率で添加することによって形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記可溶性プラスチックがポリスチレンであり、かつ前記溶剤が希釈液、トルエン、またはアセトンである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記可溶性プラスチックが、アセタール、ナイロン、ＰＥＥＫ、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、高密度ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル（アクリル樹脂）、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶剤が、ｍ−クロロベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、塩化エチル、エチルエーテル、フルフリルアルコール、イソプロピルエーテル、ケトン類、酢酸メチル、塩化メチル、メチルエチルケトン、塩化メチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記結合剤が、前記プラスチック粒状物に対して１％〜３０％（ｗ／ｗ）の比率で添加される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記結合剤が、前記プラスチック粒状物に対して５％〜２０％（ｗ／ｗ）の比率で添加される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記結合剤が、前記プラスチック粒状物に対して約１５％（ｗ／ｗ）添加される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記サセプター剤が、前記結合剤と一緒に供される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
着色剤または他の添加剤をさらに含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記方法中に真空が作用される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記プラスチック粒状物が、マイクロ波エネルギーを用いて１２０℃〜２３０℃の温度に加熱される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記プラスチック粒状物が、マイクロ波エネルギーを用いて少なくとも約１５０℃の温度に加熱される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記マイクロ波加熱が、前記プラスチック粒状物を撹拌または混合する間に適用される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法によって製造されたプラスチック材料。
【請求項２９】
請求項２８に記載のプラスチック材料から製造されたプラスチック製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、都市固形廃棄物中に見られるような廃プラスチック類を再生処理するための方法および装置に関する。さらに本発明は、再生処理されたプラスチックから製造された、付加価値を有する幅広い種類の物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
使用済みのプラスチック物品を再利用することを目的とした従来のプラスチック再生処理方法は、規定の種類のプラスチックを予備選別した後に、多くの場合、色のついた蓋やラベル等の異物をプラスチックと分別し、そしてこのプラスチックを洗浄することによって汚れや他の形態にある表面から見えない物質を取り除くことが必要であった。このような準備を経て選別および洗浄されたプラスチックは、粒状化された後、信頼性のある再使用可能な製品を製造するべく同種のバージンプラスチックと組み合わせて、あるいはこの選別されたプラスチックを所定の割合で必要とする規定の配合のプラスチックと組み合わせて再使用される。
【０００３】
しかし、このような現行のプラスチック再生処理方法には幾つかの欠点がある。選別および洗浄を経て再生処理された材料は、新たな製品中に１０〜２５％を混合できることがわかっているが、品質上、このような再生材料が含まれていることから、結果として得られるプラスチック製品の用途は限られてくる。これは例えば、飲料水輸送用のＰＶＣ管の押出成形には再粉砕されたバージンＰＶＣしか使用することができず、再生処理されたＰＶＣは使用できない、といった場合に起こる。しかも、使用済みプラスチック物品を再使用するための準備には、再使用可能な物品に変換する前に行われる予備選別、分別、洗浄、および再生処理されたプラスチックの粒状化に関連する費用を含め、相当な費用が必要となる。
【０００４】
プラスチック物品を細かく発生源分別することは現代社会において一般的なことであり、これによりＰＥＴやＨＤＰＥといった商業的価値のある数種のプラスチックの再生利用が大いに促される。廃棄物の流れからこれらを抜き取った後には、大部分を占めていた他のプラスチックが残る。これらは商業的価値が実質的により低く、通常は廃棄されて埋め立てられる。別法として、廃棄物をガス化等の処理によってエネルギーに変換することも可能である。これらはいずれも、結局は環境的に許容できるものではなく、関係者らもそのことを理解している。
【０００５】
従来の処理は、より価値の高いプラスチックの再生処理に利用され続けていくことが予想されるが、本発明は、廃棄物の流れに残留した大部分のプラスチックを使用可能な製品に変換することを可能にするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明は、あらゆるプラスチックの再生処理に利用できる方法および技術の予想外な改善を提供する。混合廃プラスチックを再生処理するための本方法は、これまでこうした用途に用いることができなかった技法および装置を用いており、それによって、その目的が環境的に許容されるものとなり、また、このような材料を再使用可能な製品に加工する際の費用が効率よく削減される。
【０００７】
未選別の混合プラスチック材料を再生処理すると、混合物中に含まれる材料の加工および溶融特性が異なっていることから問題が発生することが過去に判明している。これまでは、この問題を解決するために、共通の化学的性質に基づくプラスチックの選別が時間と費用をかけて行われていた。次いで、選別されたプラスチックは加熱により溶融され、新たな物品を形成するために使用される。本発明者らは、使用済みプラスチック、特に混合廃プラスチックを再生処理するための別の方法を開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の開示
主な態様において、本発明は、プラスチック材料に共通の誘電特性を付与し、このプラスチック材料をマイクロ波エネルギーを用いて処理することによってプラスチック材料を再生処理する方法に関する。
【０００９】
第１の態様においては、本発明は、プラスチック材料を再生処理する方法であって、
（ａ）プラスチック材料試料を細かくすることによって、所望の粒度を有するプラスチック粒状物を形成することと、
（ｂ）該プラスチック粒状物にある特定の誘電特性を付与するサセプター剤（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ  ａｇｅｎｔ）を、該プラスチック粒状物に供することと、
（ｃ）該プラスチック粒状物に結合剤を供することと、
（ｄ）使用可能なプラスチック材料を形成するために該プラスチック粒状物をマイクロ波エネルギーで処理することと、
を含む方法を提供する。
【００１０】
この方法は、
（ｅ）該プラスチック材料から固形製品を形成すること、
をさらに含んでもよい。
【００１１】
本発明による方法は、混合または未選別プラスチックの処理に特に好適である。しかしながら、本発明による方法には任意のプラスチック材料が使用可能であることが理解されよう。
【００１２】
好ましくは、このプラスチック粒状物は、混合プラスチック廃棄物を刻む（ｓｈｒｅｄｄｉｎｇ）またはすりつぶす（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）ことによって形成される。プラスチックを粒状化、刻み、または粉砕するための市販の設備等、プラスチック材料を細かくして所望の粒度にする他の好適な方法も使用することができる。
【００１３】
粒度は約５０ｍｍ未満であってもよい。好ましくは、粒度は約０．５〜２０ｍｍである。より好ましくは、粒度は約１〜５ｍｍである。しかしながら、粒度は、使用される廃プラスチック材料および試剤に応じて変化し得ることが理解されよう。
【００１４】
本明細書において定義される「サセプター剤」とは、プラスチック材料にある特定の誘電特性を付与することによって、該プラスチックをマイクロ波処理および加熱の影響を受けやすいものにする試剤である。つまり、この試剤は、プラスチック材料がマイクロ波エネルギーによって加熱される能力を増大させるものである。好ましくは、サセプター剤は、プラスチック粒状物に、規定のより高い誘電特性を付与する。
【００１５】
好ましくは、サセプター剤は、プラスチック粒状物よりも誘電特性または損失係数の高いものである。好適なサセプター剤としては、例えば、カーボンブラック、シアン化水素酸、過酸化水素、二酸化チタン、トリメチルスルファニル酸、フッ化水素、ホルムアミド、グリセリン、アセトアミド、ギ酸、メチルアルコール、ｐ−ニトロアナリン（ｐ−ｎｉｔｒｏ  ａｎａｌｉｎｅ）、硫酸ジメチル、ヒドラジン、無水マレイン酸、酸化チタン、またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
好ましい形態においては、サセプター剤は着色剤にもなる。好ましくは、サセプター剤は、カーボンブラックである。好ましい形態においては、マイクロ波エネルギーに感受性を有し、マイクロ波処理下で選択的に温まるマイクロ波サセプター剤は結合剤中に含まれている。プラスチックに相溶性を有する他の着色剤を、マイクロ波サセプター剤または増強剤（ｅｎｈａｎｃｅｒ）である他の物質と一緒に使用することも可能であり、これも同様に本発明に好適となることが理解されよう。
【００１７】
サセプター剤は、プラスチック粒状物に対して約０．０１％〜１０％（ｗ／ｗ）の比率で添加してもよい。好ましくは、サセプター剤は、約０．５％〜５％（ｗ／ｗ）の比率で添加される。カーボンブラックを用いた場合は、約１〜２％が非常に好適であることが判明している。しかしながら、使用量は、使用されるプラスチック材料および具体的なサセプター剤に依存し得ることが理解されよう。
【００１８】
好ましくは、結合剤は、１種またはそれ以上の可溶性プラスチックを工業溶剤等の溶剤に溶解させることによって形成された樹脂である。好ましくは、結合剤の製造に使用される溶剤および可溶性プラスチックも同様に再生処理されたものである。好ましくは、この結合剤は、プラスチック材料製品における強固な結合の形成を助けるものである。
【００１９】
結合剤は、プラスチック粒状物に対して、約１％〜３０％（ｗ／ｗ）の比率で添加してもよい。好ましくは、結合剤は、プラスチック粒状物に対して約５％〜２０％（ｗ／ｗ）の比率で添加される。より好ましくは、結合剤は、プラスチック粒状物に対して約１５％（ｗ／ｗ）添加される。しかしながら、使用量は、使用されるプラスチック材料および具体的な結合剤に依存し得ることが理解されよう。
【００２０】
好ましい一形態においては、結合剤は、可溶性プラスチックと溶剤とを約１：１の比率で混合することにより接着剤様の材料を形成することによって形成される。本発明においては、約０．５：１〜５：１、好ましくは約０．７５：１〜２．５：１などの他の比率も意図されている。
【００２１】
好ましい一形態においては、サセプター剤は結合剤と一緒に供される。
【００２２】
本発明者らは、ポリスチレン（ＰＳ）等の可溶性プラスチックおよび希釈液、トルエン、アセトン等の溶剤が特に有用であることを見出した。従来技術において周知の他の可溶性プラスチックおよび溶剤も、同様に結合剤の調製に好適であろう。表１にその例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
【表１】
2007537894.tif 000002
【００２４】
好ましい形態においては、プラスチック粒状物、マイクロ波サセプター剤を含む結合剤、および場合により着色剤は、ゆっくりと回転するプロペラを備えた槽内に装入され、ここでこれらの要素が均等に混合されることによって、被覆されたプラスチック材料が形成される。被覆されたプラスチック材料を撹拌、回転、または他の類似の処理によってブレンドすることができる他の槽も同様に本発明に好適である。
【００２５】
一形態においては、本方法のマイクロ波処理段階中に発生する有害な可能性のある任意の気体を除去するべく、被覆されたプラスチック材料に真空を作用させるが、本方法の最も一般的な形態においては真空は必要ではない。
【００２６】
好ましくは、真空を用いる場合は、絶対圧力を約６０〜２６０ミリバールに維持する。真空は初期の多くの実験で用いられていたが、本方法においては、有用なプラスチック製品を製造するのに真空を必要としないことが判明した。
【００２７】
プラスチック粒状物は、マイクロ波エネルギーを用いて約１２０℃〜約２３０℃の温度に加熱してもよい。好ましくは、マイクロ波エネルギーを用いて槽の内容物を少なくとも約１５０℃の温度に加熱する。適用されるマイクロ波エネルギーの量および結果として得られる必要な温度は、処理されるプラスチックの量および種類に依存するであろうことが理解されよう。
【００２８】
本発明に用いられるマイクロ波の周波数は、９１５ＭＨｚまたは２．４５ＧＨｚ程度の周波数であってもよい。これらの周波数は、オーストラリアにおいて工業用マイクロ波として使用することが認可されているものであるが、本発明においては他の周波数も同様に使用することができる。マイクロ波は、波長が１０−３〜０．０３ｍの範囲にある電磁波である。マイクロ波技術を用いる利点の一つは、適用されたマイクロ波エネルギーと本方法において添加されたマイクロ波サセプターとの相互作用によって発生した熱を被覆された廃プラスチックに均等に行き渡らせることができ、したがって、通常は相当な絶縁体であり、従来の手段では加熱が困難であったプラスチックが、効率的かつ実質的に均等に加熱されることである。
【００２９】
必要なエネルギーの量は、任意の特定の時期に処理される廃プラスチックの量ならびに使用されるマイクロ波サセプターの種類および比率に依存するであろうことが理解されよう。
【００３０】
好ましい形態においては、マイクロ波加熱は、撹拌を行うことなく約１０分以下の時間適用してもよく、次いで、撹拌を行いながら加熱を継続する。別の好ましい形態においては、本発明に用いられる加熱時間は約１０〜２００分間である。好ましくは、被覆されたプラスチック材料は約１５０分未満加熱される。より好ましくは、接触時間は約５０分未満である。加熱時間は、被覆されたプラスチック材料の量および使用された加熱装置の能力に依存し得ることが理解されよう。
【００３１】
一旦処理された溶融状または液状のプラスチック材料を、まだ熱いうちに任意の好適な成形または加工設備に移送してもよく、ここで、従来のプラスチック成形装置において圧縮成形、射出成形、または押出成形に付してもよい。
【００３２】
本発明による方法は、好適な槽内において、またはスクリューコンベア等の好適な装置を介して、回分式または連続式で実施してもよい。回分法を用いる場合、処理槽内への成分の装入および取り出しは、手作業または自動化された手段によって行ってもよい。連続流通方式が所望される場合は、例えば最終混合物を加熱段階に通過させるコンベアまたは他の手段を利用した市販の材料輸送設備を用いてもよい。
【００３３】
この方法は、混合プラスチックまたは単一種の廃プラスチックの流れに好適である。
【００３４】
第２の態様においては、本発明は、本発明の第１の態様による方法によって得られるプラスチック材料を提供する。
【００３５】
好ましくは、プラスチック材料は、混合廃プラスチック材料である。
【００３６】
第３の態様においては、本発明は、本発明の第２の態様によるプラスチック材料から製造されるプラスチック製品を提供する。
【００３７】
本明細書においては、文脈上、他の意味に解釈する必要のない限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、またはその変化形である「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」や「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の用語は、規定された要素、整数、もしくはステップ、または要素、整数、もしくはステップの群を包含することを意味するが、それ以外の任意の要素、整数、もしくはステップ、または要素、整数、もしくはステップの群を排除することを意味するものではないことが理解されよう。
【００３８】
本明細書に含まれる文書、行為、物質、装置、物品等に関する議論はすべて、本発明に文脈を与えることのみを目的としたものである。これらの事柄のいずれかまたはすべてが、本発明以前にオーストラリアに存在していたことを理由に、基礎となる先行技術の一部を構成すること、または本発明に関連する分野における共通の一般知識であったことを認めるものと解釈すべきではない。
【００３９】
本発明がより明瞭に理解されることを目的として、以下に示す図面および実施例を参照しながら好ましい形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
発明を実施するための形態
廃棄物の材料
本発明の方法および装置による再生処理が可能なプラスチック材料としては、表２に記載した種類のプラスチックが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
【表２】
2007537894.tif 000003
【００４２】
【表３】
2007537894.tif 000004
【００４３】
装置
図１に、本発明の方法を回分方式で実施するための装置を図示する。
【００４４】
この装置は以下の構成要素を備える。
槽（１）：Ｏ−リングシールを有する固定蓋およびマイクロ波を捕捉するための手段を備える。この槽は、真空を作用させることより印加された力によって閉鎖状態に保持される。真空を解除すると槽が降下し、処理用材料の添加または取り出しが自由に行えるようになる。
撹拌機およびモーター（２）：処理されたプラスチックをプロペラ式撹拌機を動作させて混合するのに必要な可変撹拌速度および高トルクを提供するための減速機構および速度制御装置を備える。
熱電対（３）：槽内で溶融している材料の温度を感知する。熱電対は標準的なＫ型であり、槽の壁面に接地され、マイクロ波のアンテナとして作用しないように取り付けられている。
データ記録装置および温度制御装置（４）：昇温状態を記録し、マイクロ波発生装置から槽内の被加熱材料に供給されるマイクロ波エネルギーを制御する。
制御データ（５）：マイクロ波発生装置（６）によるマイクロ波の発生を切り換え制御する。
マイクロ波発生装置（６）：１ｋＷ、２．４５ＧＨｚのマグネトロンおよび電源装置を備え、槽（１）に加熱エネルギーを供給する。
導波管および窓（７）：マイクロ波発生装置（６）からのマイクロ波パワーを槽（１）に導き、被処理材料を加熱する。窓は、マイクロ波の反射が最小限になる一方で、運転時に真空下で加熱されても歪みを生じない十分な厚みを有するように調整された、固形ＰＴＦＥ等の低誘電率プラスチック材料からなるブロックを含む。
凝縮器（８）：冷却された冷却液によって冷却され、溶剤ならびに真空および加熱によってプラスチックから発生したオフガスを留めておく。
留出物トラップおよび弁（９）：生成した留出物を捕集する。
真空ポンプ（１０）：真空を発生させることにより、槽（１）を閉鎖状態に保持し、混合物中の溶剤の沸点を降下させてその除去を容易にし、そしてプラスチックおよび溶剤が発火できないように非酸化性雰囲気（ｎｏｎ−ｏｘｉｄａｎｔ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）にする。
【００４５】
定義
ＥＷＴ残渣
現在、汚れおよび水分が付着したプラスチックは、有機物および金属を除去した後に埋め立てごみとして廃棄されている。典型的な残渣には、
ＬＤＰＥ  ７０％
ＰＥＴ  ６％
ＨＤＰＥ  ８％
ビニル類  ２％
ＰＰ  ２％
その他  １２％
が含まれていた。
【００４６】
ＢＳＣ
バリーナ・シャイア・カウンシル（Ｂａｌｌｉｎａ  Ｓｈｉｒｅ  Ｃｏｕｎｃｉｌ）から得たもの。この典型的な混合物は、牛乳、クリーム、練り歯磨き、果汁、アイスクリーム、コーディアル、洗浄剤（ｃｌｅａｎｅｒ）、合成洗剤（ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ）、石鹸等、あらゆる容器内残留物（事実上、プラスチックで包装されるあらゆる日用品）で汚染されている。様々な容器のラベルも含まれていた。
典型的な残渣には、
ビニル類  ２５％
ＨＤＰＥ  ２５％
ＬＤＰＥ  １０％
ＰＥＴ  ２５％
その他  １０％
が含まれていた。
【００４７】
プラスチック、紙、およびラベルの混合物
この混合物には、以下に示すもの、
粉々になった紙  ３５％
混合プラスチック  ５５％
容器のラベル  １０％
が含まれていた。
【００４８】
ＲＥＴＨ混合物
以下に示すプラスチック、
ＰＥＴ  １２％
ＨＤＰＥ  １６％
混合物（ｍｉｘｅｄ）  ７％
ＬＤＰＥ  ５０％
その他  １５％
が組み合わさって含まれていた。
【実施例】
【００４９】
方法および実施例
実施例１
複合プラスチックの特性を試験するための管を作製することを目的として、以下に示す混合物を調製し、表３に示すパラメータを用いて加工した。
【００５０】
【表４】
2007537894.tif 000005
【００５１】
処理後のプラスチックを槽から移送して、約２００グラムの山に盛り、固化して周囲温度になるまで周囲空気中で放冷した。数日後、この成形前の山を粒状化および微粉砕によって細かくし、約２０メッシュの粉末にした。
【００５２】
次いで、この粉末を上述の装置内で再度加熱し、処理後のプラスチックを、公称内径が３７５ｍｍ（この寸法は、これと類似の、標準的なクラス２（Ｃｌａｓｓ  ２）のコンクリート管またはクラス２の補強コンクリート管の寸法に相当する）の型枠内に圧入した。
【００５３】
冷却後、この試料を、独立の研究機関による機能試験に付し、以下の表４に示す結果を得た。
【００５４】
【表５】
2007537894.tif 000006
【００５５】
ここで作製された管の特性は、類似の寸法を有するクラス２のコンクリート管と比較して、重量が半分未満であったこと（このようなコンクリート管に関し予想されたことである）を除いて、はるかに優れていることが判明した。
【００５６】
さらにこの方法の発展を検討した結果、本発明による方法を一工程に統合することが可能であり、それによって熱および時間を無駄に費やす必要がなくなり、もはや粉砕再生工程を必要としないことが判明したことは幾分驚くべきことであった。これは本発明の好ましい方法となり、ここで実施例２において説明するものである。
【００５７】
ここで選択されたプラスチック混合物は単に例示的なものであり、各実施例において選択されたプラスチックの比率または種類に限定されるものではない。
【００５８】
実施例２
複合プラスチックの特性を試験するための管を作製することを目的として、以下に示す混合物を調製し、表５に示すパラメータを用いて加工した。
【００５９】
【表６】
2007537894.tif 000007
【００６０】
次いで、処理後のプラスチックを、８０ｍｍ延性鉄管の寸法の型枠内に圧入した。この寸法は、現在は生産が中止されているアスベストセメントコンクリート管の寸法（外径９６ｍｍ×内径８１ｍｍ）にも相当する。ここで形成され、試験に供された管部分は長さ４００ｍｍであった。
【００６１】
冷却後、この試料を、独立研究機関による機能試験に付し、以下の表６に示す結果を得た。
【００６２】
【表７】
2007537894.tif 000008
【００６３】
ここで作製された管は、クラス２のコンクリート管を上回る特性を有し、有利なことに、クラス１２のＵＰＶＣ圧力管に匹敵することがわかった。ここで作製された管も同様に、対応するコンクリート管の半分未満の重量でありながら、このような特性を達成した。
【００６４】
実施例３
製品の完全性を損なうことなくＬＤＰＥ製買い物袋を混合できる可能性を評価することを目的として、以下に示す混合物を用いて管を作製し、表７に示すパラメータを用いて加工した。
【００６５】
【表８】
2007537894.tif 000009
【００６６】
次いで、処理後のプラスチックを、実施例２に記載した寸法を有する型枠内に圧入した。こうして得られた管に関する結果、外観、および機能は、実施例２で作製されたものと差異がなく、したがって、本方法を修正したり製品を損なうことなく本方法をＬＤＰＥ買い物袋に対応させることが可能であることが確認された。
【００６７】
実施例４
ＥＷＴプラスチック残渣粒状化物（水分が付着）
食器用洗剤が自由に飛散
マイクロ波処理を、３回停止しながら合計８分間行った。
結果−溶融過程の初期段階に到達した。
【００６８】
実施例５
ＥＷＴプラスチック残渣粒状化物（６５％）
ＢＳＣ（３５％）
カーボンブラック（０．５％）
結果−最初の８分間が経過した時点では良好な結果は得られなかった。食器用洗剤を添加したところ、プラスチックはすぐに熱くなり始めた。マイクロ波中で２０分間処理を行った結果、ある程度の溶融状態を達成した。
【００６９】
実施例６
ＥＷＴプラスチック残渣粒状化物（６０％）
ＢＳＣ（３５％）
ヒマシ油（５％）
結果−マイクロ波処理を８分間行ったところ、生成物は非常に高温になり、槽内に液体が視認できた。添加されたＥＷＴは即座に溶融し、混合物中に紛れて見えなくなった。
【００７０】
実施例７
ＥＷＴプラスチック残渣粒状化物  ６５％
ＢＳＣ  ３５％
結合剤（ポリスチレン  １：１  希釈液）
ヒマシ油
カーボンブラック
結果−生成物を１２分間加熱したところ、そのままで十分圧入に使用できるほど非常によく溶融した。
【００７１】
実施例８
ヒマシ油を使用しなかったことを除いて実施例７と同様に実施した。
結果−実施例７と同様の結果が得られた。
【００７２】
実施例９
カーボンブラックを使用しなかったことを除いて実施例７と同様に実施した。
結果−１０分間加熱を行ったが、実質的に全く温まらなかった。次いで、カーボンブラックを添加してさらに１３分間加熱したところ、生成物の良好な溶融が達成された。
【００７３】
実施例１０
これらの実験は、マイクロ波を吸収した後、今度は促進剤としてプラスチックの溶融を助けることができる製品を見出すことを目的として実施したものであった。しかしながら、まず最初に見て取れるのは、本来の配合であっても現在の形態で速やかな加熱が達成されるため、さらなる添加剤が必ずしも必要なかったということである。
【００７４】
【表９】
2007537894.tif 000010
【００７５】
実施例１１
これらの実験から、二酸化チタン、水分が付着したＥＷＴ残渣、ＥＷＴ残渣、および炭素を用いた場合に温度が速やかに上昇することが確認された。
【００７６】
【表１０】
2007537894.tif 000011
【００７７】
実施例１２
ＥＷＴ残渣  ３３％
ＢＳＣ残渣  ３３％
プラスチック、紙、およびラベルの混合物  ３３％
上述のものに、
ＰＳおよび希釈液（１：１）の形態にある結合剤  １５重量％
カーボンブラック  １重量％
を加えた。
結果：建築業における木材代替品等、高品位材用途に好適な素晴らしい実施例である。ドリル、釘、ネジ、および旋盤を用いて作業することによりネジ山その他の形状を形成することができる。
【００７８】
実施例１３
ＥＷＴ残渣  ６６％
プラスチック、紙、およびラベルの混合物  ３４％
上述のものに、
結合剤−ＰＳおよび希釈液（１：１）  １５重量％
カーボンブラック  １％
を加えた。
結果  建築業における多くの中品位材用途（ｍｉｄ  ｒａｎｇｅ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）に好適な優れた実施例である。パレット、柵の支柱、ぶどう園の杭に加え、おそらく舗装材や擁壁用ブロックにも非常に適している。
【００７９】
実施例１４
ＰＥＴ  １６％
ＨＤＰＥ  ２２％
ＰＰ  １０％
ＰＣ  １１％
ＰＥ  ２２％
プラスチック、紙、およびラベルの混合物  １９％
上述のものに、
結合剤−ＰＳおよび希釈液（１：１）  ２０重量％
カーボンブラック  １％
白色の着色剤  ２％
を加えた。
結果−卓越した実施例である。暗い灰色のコンクリートまたは大理石に似ており、建築業における装飾用品を含む多くの用途がある。門柱（ｐｉｅｒ）、円柱、ブロック、煉瓦。
【００８０】
実施例１５
ＢＳＣ混合物  １００％
黄色の着色剤  （最大５％）
上述のものに、
結合剤−ＰＳおよび希釈液（１：１）  １５重量％
カーボンブラック  １％
を加えた。
結果  非常によい実施例である。黄色のまだら模様のある外観も、見た目が悪いということは全くない。この実施例は、木材代替品として幅広い用途がある。
【００８１】
実施例１６
ＥＷＴ残渣  ７５％
プラスチック、紙、およびラベルの混合物  ２５％
上述のものに、
結合剤−ＰＳおよび希釈液（１：１）  ２２重量％
カーボンブラック  １．５％
を加えた。
結果  非構造用途の低級品で、耐荷重性に低い、堅実な（Ｓｏｌｉｄ）実施例である。この製品を充填材として、より高品質な材料で囲むサンドイッチ工法に用途がある可能性がある。
【００８２】
本発明の方法により製造されたプラスチック製品に関する独立試験機関による試験結果を表１０に示す。この結果には、ぶどう園の杭その他の木材代替品の製造に好適な多くのプラスチック配合から良好な結果が得られたことが顕著に表れている。
【００８３】
【表１１】
2007537894.tif 000012
【産業上の利用可能性】
【００８４】
用途
本発明により再生処理された材料は、幅広い種類のコンクリートおよび木材代替品の形成に好適であるが、これらに限定されるものではない。その例を表１１に示す。
【００８５】
【表１２】
2007537894.tif 000013
【００８６】
まとめ
現在、プラスチック製造業者らが支払っている原料価格は、ポリプロピレンが２２００ドル／トン、ポリスチレンが２７００ドル／トン、ＬＤＰＥが２５００ドル／トン、ナイロンが５３００ドル／トン、ＰＶＣが２４００ドル／トン、ＨＤＰＥが２３００ドル／トンである。
【００８７】
本技術は、後に使用に供するためのプラスチック材料を、上述の未使用原料と比較してはるかに低価格で製造することができる。したがって、上述した価格のバージンプラスチックを使用する替わりに、本発明の方法によって再生処理されたプラスチック材料を用いて多くのプラスチック製品を製造することができる。
【００８８】
本発明の概要を説明してきたが、具体的な実施態様に示したように、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく多くの変形および／または修正を施すことが可能であることが当業者らによって理解されるであろう。したがって、本実施態様はあらゆる点において例示的なものであって、限定的なものとみなされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明による方法に好適な装置の略図を示すものである。
【図１】
2007537894.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月16日(2007.3.16)
【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】
プラスチック材料を再生処理するための方法であって、
プラスチック材料試料を細かくすることによって、所望の粒度を有するプラスチック粒
状物を形成することと、
前記プラスチック粒状物に、カーボンブラック、シアン化水素酸、過酸化水素、二酸化
チタン、トリメチルスルファニル酸、フッ化水素、ホルムアミド、グリセリン、アセトア
ミド、ギ酸、メチルアルコール、ｐ−ニトロアナリン、硫酸ジメチル、ヒドラジン、無水
マレイン酸、酸化チタン、およびこれらの混合物からなる群から選択される特定の誘電特
性を付与するサセプター剤（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ  ａｇｅｎｔ）を前記プラスチック粒状
物に供することと、
前記プラスチック粒状物に結合剤を供することと、
使用可能なプラスチック材料を形成するために前記プラスチック粒状物をマイクロ波エ
ネルギーで処理することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記プラスチック材料から固形製品を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方
法。
【請求項３】
前記プラスチック材料が、混合または未選別廃プラスチック材料である、請求項１また
は２に記載の方法。
【請求項４】
前記プラスチック粒状物が、刻むこと（ｓｈｒｅｄｄｉｎｇ）、粒状化、粉砕、または
すりつぶし（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）によって形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記
載の方法。
【請求項５】
約５０ｍｍ未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記粒度が０．５〜２０ｍｍである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記粒度が約１〜５ｍｍである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記サセプター剤が、前記プラスチック粒状物に、規定のより高い誘電特性を付与する
、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記サセプター剤が、カーボンブラックである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記サセプター剤が、前記プラスチック粒状物に対して０．０１％〜１０％（ｗ／ｗ）
の比率で添加される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記サセプター剤が、０．５％〜５％（ｗ／ｗ）の比率で添加される、請求項１０に記
載の方法。
【請求項１２】
前記結合剤が、１種またはそれ以上の可溶性プラスチックを溶剤中に溶解することによ
って形成された樹脂である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記結合剤が、可溶性プラスチックを溶剤に対して０．７５：１〜２．５：１の比率で
添加することによって形成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記結合剤が、可溶性プラスチックを溶剤に対して約１：１の比率で添加することによ
って形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記可溶性プラスチックがポリスチレンであり、かつ前記溶剤が希釈液、トルエン、ま
たはアセトンである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記可溶性プラスチックが、アセタール、ナイロン、ＰＥＥＫ、ポリスチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、高密度ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル（アクリル樹
脂）、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶剤が、ｍ−クロロベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、塩化エチル、
エチルエーテル、フルフリルアルコール、イソプロピルエーテル、ケトン類、酢酸メチル
、塩化メチル、メチルエチルケトン、塩化メチレン、およびこれらの混合物からなる群か
ら選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記結合剤が、前記プラスチック粒状物に対して１％〜３０％（ｗ／ｗ）の比率で添加
される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記結合剤が、前記プラスチック粒状物に対して５％〜２０％（ｗ／ｗ）の比率で添加
される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記結合剤が、前記プラスチック粒状物に対して約１５％（ｗ／ｗ）添加される、請求
項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記サセプター剤が、前記結合剤と一緒に供される、請求項１〜２０のいずれか一項に
記載の方法。
【請求項２２】
着色剤または他の添加剤をさらに含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記方法中に真空が作用される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記プラスチック粒状物が、マイクロ波エネルギーを用いて１２０℃〜２３０℃の温度
に加熱される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記プラスチック粒状物が、マイクロ波エネルギーを用いて少なくとも約１５０℃の温
度に加熱される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記マイクロ波加熱が、前記プラスチック粒状物を撹拌または混合する間に適用される
、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法によって製造されたプラスチック材料。
【請求項２８】
請求項２７に記載のプラスチック材料から製造されたプラスチック製品。
【国際調査報告】
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2007537894.tif 000016