(57)【要約】【課題】  熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂等の廃棄物を用いて、水に流され難く、強風にも耐える重量感のある肉厚のＵ字溝等の溝及び蓋を提供する。【解決手段】  熱硬化性樹脂成形物の破砕物とポリエチレン及び／又はポリプロピレンを５０重量％含む熱可塑性樹脂とを攪拌混合することにより摩擦熱を発生させて、前記熱可塑製樹脂を溶融し、得られる熱硬化性樹脂成形物の破砕物と熱可塑性樹脂とからなるゲル状物をプレス成形してなる溝、その蓋及びそれらの製造方法に関するものである。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂成形物の破砕物とポリエチレン及び／又はポリプロピレンを含む熱可塑性樹脂とを機械的に攪拌混合することにより摩擦熱を発生させて、前記熱可塑製樹脂を溶融し、得られる熱硬化性樹脂成形物の破砕物と熱可塑性樹脂とからなるゲル状物をプレス成形してなる溝及びその蓋。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン及び／又はポリプロピレンを５０重量％含む請求項１記載の溝及びその蓋。
【請求項３】
熱可塑性樹脂の含有量が、２０重量％以上である請求項１又は２記載の溝及びその蓋。
【請求項４】
高速回転する攪拌羽根を有するチャンバを備える混合機を用いて熱硬化性樹脂成形物と熱可塑性樹脂とを混合し成形することにより溝及び蓋を製造する方法であって、前記チャンバ内で前記熱硬化性樹脂成形物の破砕物とポリエチレン及び／又はポリプロピレンとを含む熱可塑性樹脂との混合物を前記攪拌羽根で攪拌し、発生する摩擦熱により前記熱可塑製樹脂を溶融させ、混合物をゲル状にし、得られるゲル状物をプレス成形することを特徴とする溝及びその蓋の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート製の代替品として用いることができる溝、その蓋及びそれらの製造方法に関するものであり、さらに詳細には、熱硬化性樹脂成形物の破砕物と一般廃棄物、産業廃棄物の中からポリエチレン(以下ＰＥという)、ポリプロピレン(以下ＰＰという)を主とするリサイクル熱可塑性樹脂を分別収集したものや、或いは工業製品で未使用のＰＥ、ＰＰを混合使用して、Ｕ字溝に代表される溝成形体とその蓋及びそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から成形品の溝として代表的なコンクリート製のＵ字溝が道路側溝、構築物の外溝等に規格化されたものが広く使用されている（例えば特許文献１参照）。また、軌道、地下道に添って配線ケーブル等を収納する側溝も単体、または蓋とセットでコンクリート製の一定規格のものや規格化されていない小形から比較的大型の各形状の溝とその蓋が使用されている。
【０００３】
また、耐薬品性の特殊用途には耐性があり高強度のレジンコンクリート製のものが少量使用されている。
コンクリート製に替わるプラスチック製の溝やその蓋は生産性がずば抜けているにもかかわらず、経済性を考慮すると肉薄の軽量物か小物の成形物に限られている。肉厚で比較的大型の物は特殊な例を除いて殆ど実用化されていない。
一方、地球環境を守る観点から、資源の再利用と廃棄物の削減、減少が広く叫ばれている。
【０００４】
一般廃棄物、産業廃棄物に目を向けると容器リサイクル法でリサイクルガが義務付けされている飲食、雑貨物の容器、包装フィルム、産廃の樹脂成形物、プラスチック類の中でも分別収集された廃棄物は、ある程度再生・再利用されているが、ほとんどのプラスチック類は焼却、または埋め立て等による最終廃棄処分がなされている。既に、廃タイヤやプラスチック類はセメント製造時の原燃材としてリサイクルされている例もあるが、望ましくはマテリアルリサイクルによって形あるものに再生することが理想である。
【０００５】
このような状況から、樹脂成形物、プラスチックの廃材類は、その一部が再利用されているものの、十分に活用されている訳でなく、更なる活用が紙上で声高に言われているのが現状である。
【特許文献１】特開平９−２０９４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
資源の再利用と廃棄物の減少、削減が地球環境を守るために強く叫ばれている中で、製造業に携わる者として樹脂成形物、プラスチック類のリサイクルが大きな課題となっている。
このため、資源の再利用としてマテリアルリサイクルにより、廃棄物の削減、減少に貢献する一環として、樹脂成形物の廃材とプラスチックの混合物からコンクリート製の溝及びその蓋をプラスチック製の物に代替することが考えられる。  しかしながら、プラスチック製の物は、以下のような欠点を有している。
【０００７】
すなわちプラスチック製の溝及びその蓋は、経済上から薄物しか作れず、それが故に軽量で水に流され易く、また、強風に飛ばされ易いなどに加えて、土圧に耐えられない、施工上も重量不足のため接合部に段差を生じて、その部分から水漏れを起したり、納まりが悪くなる。
肉薄で軽量であるための欠点を改良すべく肉厚物を作ろうとすると、当然の如く原料資材の使用量が増え価格を引き上げる直接的な要因となる。
また、成形過程を見ると、多量の熱可塑性樹脂を成形可能な温度まで昇温、溶融するのに長時間を要することと、熱可塑性樹脂であるが故、成形後は保形維持の為に冷却工程が必須である。これら、工程時間と成形に必要な温度にするためのエネルギーも間接的にコストに反映し経済的に不利な原因となる。
また、品質面からは成形の為に高温の溶融を長時間続けると品質劣化を生じ、できれば低温、短時間成形が望まれるところである。
本発明は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂等の廃棄物を用いて、水に流され難く、強風にも耐える重量感のある肉厚のＵ字溝等の溝及び蓋を提供することを目的とするものである。また本発明は、これらの溝及び蓋の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、熱硬化性樹脂成形物の破砕物と容器リサイクル法で回収を義務付けされている飲食、雑貨物の廃容器でＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ等を水浮遊法等で分別できる比重１以下の主としてＰＥ、ＰＰ等の熱可塑性樹脂とを、特定の方法で混合することにより、コンクリート製の溝及びその蓋に代替可能な肉厚品を製造することができることを発見するに及んで、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、熱硬化性樹脂成形物の破砕物とポリエチレン及び／又はポリプロピレンとを含む熱可塑性樹脂とを機械的に攪拌混合することにより摩擦熱を発生させて、前記熱可塑製樹脂を溶融し、得られる熱硬化性樹脂成形物の破砕物と熱可塑性樹脂とからなるゲル状物をプレス成形してなる溝及びその蓋を提供するものである。
また本発明は、高速回転する攪拌羽根を有するチャンバを備える混合機を用いて熱硬化性樹脂成形物と熱可塑性樹脂とを混合し成形することにより溝及び蓋を製造する方法であって、前記チャンバ内で前記熱硬化性樹脂成形物の破砕物とポリエチレン及び／又はポリプロピレンとを含む熱可塑性樹脂との混合物を前記攪拌羽根で攪拌し、発生する摩擦熱により前記熱可塑製樹脂を溶融させ、混合物をゲル状にし、得られるゲル状物をプレス成形することを特徴とする溝及びその蓋の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプラスチック製の溝及びその蓋は、水に流され難く、強風にも耐える重量感のある物で、地球環境の面からも資源の再利用に役立ち、且つ廃棄物の削減、減少に繋がり、強いては難問となっている埋立地の拡大解消にも貢献するものである。
また本発明の製造方法は、熱可塑性樹脂特有の成形後に、保形維持の為に金型を冷却して脱型するという無駄な時間もなく、原材料も再資源を有効利用していることから廉価品の提供が可能となり経済性と生産性にも大きく寄与するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に述べる。
本発明に用いる熱硬化性樹脂成形物の破砕物としては、廃棄物としての例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の成形物の破砕物が挙げられる。これらのうち、好ましくはこれらの樹脂が繊維で強化された繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰという）であり、より好ましくは不飽和ポリエステル樹脂ガラス繊維強化成形物（以下不飽和ポリエステル製ＦＲＰという）である。
この廃棄物は、回収物だけでなく、成形時の失敗廃棄物をも含むものである。
【００１２】
また、該不飽和ポリエステル製ＦＲＰ成形物としては、例えば浴槽、浴室パネル、防水パン、洗面化粧台、洗面ボール、台所カウンター、浄化槽等の住宅用部材、パイプ、水槽、等の工業用部材、各種電気部品等、船舶、小型ボート、自動車部材、ヘルメット、マネキン、椅子等が挙げられる。
【００１３】
本発明に使用する熱可塑性樹脂は、主としてポリエチレン及び／またはポリプロピレン（以下ＰＥ及び／又はＰＰという）からなるものであり、容器リサイクル法でリサイクルが義務付けされている飲食、雑貨物の容器、包装フィルムから分別収集したもの、その他産業廃棄物から得られるもの、或いは工業製品などが使用できる。
容器リサイクル法に沿って回収するＰＥ、ＰＰは飲食、雑貨物の廃容器、廃袋を粗破砕してＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ等に水浮遊法等で分別回収する。
分別回収した破砕物をそのまま用いることもできるが、その後に乾燥して適当な大きさのチップ状、粒状、鱗片などにしたものが使い易いため好ましい。産業廃棄物から得るＰＥ、ＰＰ等も１０〜１５ｍｍ程度の大きさの粒状などにしたものを用いることが好ましい。
【００１４】
本発明に使用する熱可塑性樹脂中のＰＥ及び／又はＰＰは、５０重量％以上含まれることが好ましく、６０重量％以上含むことが特に好ましい。熱可塑性樹脂中のＰＥ及び／又はＰＰが５０重量％以上であれば、成形時の溶融温度幅が狭くなり良質な成形品が得られる。
また、成形体中に熱可塑性樹脂を２０重量％以上含んでいることが好ましく、３０重量％以上を含んでいるものが特に好ましい。熱可塑性樹脂が２０重量％以上であれば、溶融して固結剤となる熱可塑樹脂量が十分であり堅固な固結物が得られる。
【００１５】
本発明に使用する熱硬化性樹脂成形物の破砕物は、通常使用されている破砕機を用いて熱硬化性樹脂成形物を破砕することにより得ることができる。本発明では、ガラス繊維等を含む破砕粉をそのまま用いることができる。該破砕物は１〜１５ｍｍ角程度のチップ状に破砕したものであり、粒度分布はどのようなものでも構わない。
【００１６】
本発明は、前記熱硬化性樹脂成形物の破砕物と前記ＰＥ及び／又はＰＰとの混合物を用いるが、著しく性能を損なわない範囲内で、前記混合物に廃ゴムチップ、木粉、木チップ類、貝殻破砕物や石、鉱物質などの無機物を混合することができる。
【００１７】
本発明の溝及びその蓋は、熱硬化性樹脂成形物の破砕物とポリエチレン及び／又はポリプロピレンを含む熱可塑性樹脂とを機械的に攪拌混合することにより摩擦熱を発生させて、前記熱可塑製樹脂を溶融し、得られる熱硬化性樹脂成形物の破砕物と熱可塑性樹脂とからなるゲル状物をプレス成形して得られるものであるが、具体的にはチャンバ内に高速回転する攪拌羽根を有する混合機を用いて、前記熱硬化性樹脂成形物の破砕物と熱可塑性樹脂とをこの攪拌羽根に衝突させて摩擦熱により短時間にゲル状にし、成形することにより得ることができるものである。
チャンバ内に高速回転する攪拌羽根を有し、この羽根に衝突させて摩擦熱により短時間にゲル状にする混合機としては、特開平１０−１５１６２９号公報及び特開平１１−２２６９５６号公報に記載の混合機を挙げることができる。
【００１８】
次に、前記混合機を用いて、本発明の溝及び蓋を製造する方法を具体的に説明する。
前記混合機により３０〜６０秒程度混合すると、摩擦熱が発生し、混合物は成形に必要な２００〜２５０℃に達する。この混合時間と温度との関係は、混合機にかかる負荷電流の変化で知ることができる。予め配合処方毎に混合時間と温度とを測定して、両者の関係式を導き出し、この関係式から成形に適する所定の温度範囲にするための混合時間を決定することができる。所定の時間混合した後、ゲル状になった混合物を混合機からバットに排出し、このゲル状物をコールド金型に入れコールドプレスする。この際成形に必要な圧力により２〜５分間保持した後、開圧して取り出し所望の製品を得ることができる。
【００１９】
一般的な熱可塑性樹脂製品の成形法は高温モールド成形後に冷却脱型という工程を必ず必要とし、そのため肉厚の成形品になると保型と寸法変化を生じさせないことから冷却に時間を要し生産性を著しく阻害していた。
これに対し、本発明は熱可塑性樹脂を混合時の摩擦熱で短時間に溶融し、成形法もコールドシステムで成し得ることから、無駄な冷却工程も不要で肉厚品の成形品を得ることができ、生産性が高いものである。さらに本発明で製造される溝及びその蓋は原材料を主にリサイクル資材に求めていることから安価である。
【００２０】
本発明の製造方法によれば、溝及びその蓋の形状、サイズ及び厚さは用途に適した種々のものを作ることができる。
溝の形状は一般的なＵ字型、角型、逆台形などで大きさは長さ１０００ｍｍ、幅×高さは７００×７００ｍｍ以内程度なら任意に製造可能である。
特に、他のプラスチック製では市販されていない厚さ５０ｍｍ程度まで製造可能である。これら形状、大きさ、厚さなど製造可能で一般的に使用する範囲のものを示したもので、特に限定するものではない。
溝蓋も用途に合わせて雨水などの水が流れ込み易くするため、蓋に孔を開けたり、表面防滑処理として凸凹状、突起などを施すことができる。
【００２１】
また、本発明の溝は肉厚であること特徴とするため、溝と溝の接合部は切り込みを付けて、つなぎ合わせて、より一体となってシームレス状で、漏れの少ない溝を提供することができる。切り込みの形状は特に問わない。溝と蓋の取り合い部もコンクリート製Ｕ字溝の如く蓋が納まりやすくするための切り込みを付けることができる。
【００２２】
本発明の溝及び蓋は、一般構築物の排水路、造成地の排水路、道路、歩道などの排水路用に使用することができる。その他に、軌道、地下道に沿って配線ケーブルなどを収納する収納箱にも適用することできる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。文中の「部」、「％」は、断りのない限り重量基準である。
【００２４】
（実施例１、実施例２及び比較例１）
下記の原料成分Ａ、Ｂ及びＣを表−１に示す割合で配合し、株式会社コーハン製のＫミキシング機を用いて、それぞれ４５秒混合し得られたゲル状物を、縦、横２００ｍｍ角で厚さ４ｍｍの平板が成形できる室温の金型に入れ（密度１．２、成形品は１９２ｇ、密度１．３成形品は２０８ｇ）、直ちに１０ＭＰａの押し圧の常温プレスで２分間保持した後開圧して物性評価用の板を成形した。
実施例で得られた成形板について、密度、曲げ強度及び弾性率を測定した。測定結果は表−２のとおりである。
【００２５】
＜密度の測定＞
前記実施例で得られた成形板を試料として、ＪＩＳＫ−６７６０の規定に基づいて、密度を求めた。
＜曲げ強度の測定＞
前記実施例で得られた成形板を試料として、ＪＩＳＫ−７１７１の規定に基づいて、測定した。
＜弾性率の測定＞
前記実施例で得られた成形板を試料として、ＪＩＳＫ−６７６０の規定に基づいて、弾性率を測定した。
【００２６】
（原料成分）
Ａ：汎用不飽和ポリエステル製ＦＲＰのバスユニット成形品(ベージュ色)の破砕物で直径８ｍｍ孔の篩通過品
Ｂ：汎用ポリプロピレンの市販ペレット
Ｃ：容器リサイクル法により義務付けられている、菓子袋、ラーメン袋、種々雑貨品の廃袋、その他家庭用品、工業用品類の廃棄物から分別して得たＰＥ、またはＰＰの混合物を破砕して径が１０ｍｍ程度の大きさの粒状にプレスして得た塊
【００２７】
【表１】
2005262542.tif 000002
【００２８】
【表２】
2005262542.tif 000003
【００２９】
表−２の如く、本発明の成形板は靭性のある性能を有していた。
なお、普通コンクリートは密度が２．３〜２．４ｇ／ｃｍ３、曲げ強さは２〜７ＰＭａであり、弾性率は２〜４ＰＭａである［（株）産業技術センター「複合材料技術集成」昭和５１年２月１５日発行］。
【００３０】
（実施例３）  角型溝の成形
配合２を用い、実施例１で使用したミキシング機から排出された団子状の半溶融物を肉厚２０ｍｍ、外形がそれぞれ長さ４５０ｍｍ、幅３００ｍｍ、高さ３００ｍｍの角型溝が成形できる金型中に密度１．２になるように投入し、常温で１０ＭＰａの押し圧で４分間保持し、開圧後成形品を取り出した。
（実施例４）  溝蓋の成形
配合２を用い、実施例１で使用したミキシング機から排出された団子状の半溶融物を肉厚３０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、幅３００ｍｍの溝蓋が成形できる金型中に密度１．２になるように投入し、常温で１０ＭＰａの押し圧で４分間保持し、開圧後成形品を取り出した。
本発明の角型溝とその蓋は、密度が１．２であるため、コンクリート製の１／２の重量で、肉厚品としては軽量である。また強度は、実施例１が示す如く曲げ強度でコンクリート製品の約５〜１０倍、ＰＰ成品単体とほぼ同等で肉厚品であるため、溝及びその蓋の性能を十分有しているものである。