(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外層部とこの外層部に内在する内層部とからなり、
上記外層部はポリプロピレン樹脂を原料とし、
上記内層部はポリプロピレン樹脂またはポリプロピレン樹脂を主体とし融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものに、再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の破砕物を混合したものを原料とし、
上記内層部の混合割合は、上記ポリプロピレン樹脂またはポリプロピレン樹脂を主体とし融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものが３０〜９０重量％であって、上記再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の破砕物が１０〜７０重量％であり、
上記外層部、上記内層部ともに１８０℃〜２５０℃の温度に加熱し成形した
ことを特徴とする再生プラスチックを内在する多層射出成形品。
【請求項２】
請求項１において、上記融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂とは、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂から選択されたものである
ことを特徴とする再生プラスチックを内在する多層射出成形品。
【請求項３】
請求項１において、上記ポリプロピレン樹脂を主体とし融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものの混合割合は、このポリプロピレン樹脂が７０〜９５重量％、この融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂が５〜３０重量％である
ことを特徴とする再生プラスチックを内在する多層射出成形品。
【請求項４】
二層射出成形機により、外層部とこの外層部に内在する内層部とを成形する方法において、上記外層部はポリプロピレン樹脂を原料とし、上記内層部はポリプロピレン樹脂またはポリプロピレン樹脂を主体とするものに融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものに、再生ポリエチレンテレフタレートの破砕物を混合したものを原料とするもので、
上記内層部の混合割合は、上記ポリプロピレン樹脂またはポリプロピレン樹脂を主体とし融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものが３０〜９０重量％であって、上記再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の破砕物が１０〜７０重量％であり、
上記外層部、上記内層部ともに１８０℃〜２５０℃の温度に加熱し成形する
ことを特徴とする再生プラスチックを内在する多層射出成形品の製法。
【請求項５】
二層射出成形機により、外層部とこの外層部に内在する内層部とを成形する方法において、上記外層部はポリプロピレン樹脂を原料とし、上記内層部はポリプロピレン樹脂またはポリプロピレン樹脂を主体とするものに融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものに、再生ポリエチレンテレフタレートの破砕物を混合したものを原料とするもので、
上記ポリプロピレン樹脂を主体とし融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものの混合割合は、このポリプロピレン樹脂が７０〜９５重量％、この融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂が５〜３０重量％であり、
上記外層部、上記内層部ともに１８０℃〜２５０℃の温度に加熱し成形する
ことを特徴とする再生プラスチックを内在する多層射出成形品の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば主にガーデンファーニチュアと呼ばれている折り畳み式ガーデンチェア、ガーデンテーブル、公園に設置するベンチの材料として使用することのできる再生プラスチックを内在する多層射出成形品及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図１を参照して説明すると、ベンチなどの多層射出成形品の材料となる成形品Ｐとして、外層部１をポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、内層部２を再生ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、再生ＰＰ樹脂の混合材料とするものが知られ、これらの平面部の断面総厚みは４ｍｍ〜１５ｍｍ程度の肉厚のものである。この再生ポリスチレン樹脂の原材料となるものとは、例えばスーパマーケットで使用されているプラスチックトレーのようにワンウェイ包装容器として食品を収納したものや、陳列販売用の容器に使用されたもので、使用後、末端の消費者から回収されたものを洗浄したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この再生ＰＳ樹脂の原材料となる回収されたプラスチックトレーの再資源化が強く要請されているが、このトレーのような容器は、その製造する過程において着色されていたり、ラミネートフィルム等の異質複合材料が混合していたりする他着臭や汚染も避けられないので、ＰＳ原料として再利用しにくいものである。
【０００４】
さらに、前記した従来の外層部１をＰＰ樹脂、内層部２を再生ＰＳ樹脂、再生ＰＰ樹脂の混合材料とする多層射出成形品Ｐを、例えばベンチの組み立てに使用する構成部品のように厚さｄが６〜８mmの肉厚に製品を成形する場合がある。この図１にて明白なように、特に外層部からなる両側壁部１ａ、１ａはＰＰ樹脂が殆どで、内層部２の再生ＰＳ樹脂は天井面から僅かにこの側壁部内に侵入しているのみで、内層部２や外層部１を成形物全体にわたって均一厚の状態で成形することは技術的に困難である。
【０００５】
また、このＰＰ樹脂とＰＳ樹脂を溶融して射出成形した後の冷却時に生ずる成形収縮率は、ＰＰ樹脂が１．０〜２．５％であるのに対し、ＰＳ樹脂は０．３〜０．６％と極めて小さい。そのため、外層部１の材料のＰＰ樹脂が占める側壁部１ａ、１ａの収縮方向の矢印ａ−ａに示す方向の収縮率の方は大きく、ＰＰ樹脂とＰＳ樹脂が相互分散した内層部２が内在する天井面のｂ−ｂ方向の収縮率はこれより小さい。そのため、この現象は、結果として成形品Ｐ内に内部応力の歪みを生じさせ、再生ＰＳ樹脂を含む内層部２が内在する天井面が山型に湾曲、つまり矢印ｃ方向に湾曲する。このような収縮率の問題においても再生ＰＳ樹脂の再利用を困難にしている。また、図２に示すように、内層部２のＰＳ樹脂が注入されていない両側壁部１ａ、１ａの幅Ｄは、ゲートからの距離や位置によっても個別の成形毎に変化するので、予め収縮率の差異を予測して、成形後の成形品Ｐが湾曲しないで予定形状に成形されるような金型を調整することは、技術的に不可能か極めて困難である。
【０００６】
また、成形品Ｐを成形した後、収縮が終了して形状が安定するが、９５％以上の収縮が終了するには４８時間を要する。収縮が完全に終了する前に、もしボルト穴等の加工をすれば孔の位置ずれ、可動部の動き不良、変形ストレスによる割れの発生があるため、収縮が完全に終了するまでの養生期間が必要である。このため、成形品Ｐの養生のための保管場所の確保、保管場所への搬入、搬出に際して先入れ先出し等の管理などのため管理費用と多大な手間を要する問題がある。
勿論、収縮率の問題は内外層部１、２ともに、ＰＰ、再生ＰＰを原料とすれば解決できることであるが、現実問題として、一般に再生原料として回収できる再生ＰＰの樹脂量は必ずしも十分とはいえず、かつ安定した回収量を得ることは困難である。そのため、現実の問題としては他の樹脂を混合させざるを得ないのであり、そのため、収縮率の相違からくる問題を避けることができないのが実情である。
【０００７】
また、近年回収率の高いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を再資源化することが強く要請されている。そこで、このＰＥＴ樹脂、例えばペットボトルや磁気カードの樹脂素材を破砕しペレット状にしたものを再利用するため、成形品の内層部２として、他の樹脂と混合して使用することが提案されており、その場合、一般的に樹脂間の分散性をよくし安定した流動性を確保しかつ均質な成形品を得るためには、従来は少なくともＰＥＴ樹脂の溶融温度の２９０℃以上の樹脂温度を設定する必要があった。また、流動性のバランスをとるためには、外層部１のＰＰ樹脂の成形温度も高めに設定する必要がでてくる。しかしながら、このように樹脂温度を高く設定すると、ＰＰ樹脂の劣化を促進させ、これは成形品Ｐの品質劣化をもたらし、さらに、成形金型内に樹脂を射出して成形した後、その成形品の温度を製品を構成する樹脂中、最も溶融温度の低い樹脂が固化して金型から取り出しても変形しない程度の温度まで冷却しなければならず、特に成形品が比較的厚い肉厚の場合には、冷却効率が悪いため十分に冷却するには長い時間を必要とし、そのため良好な成形効率を上げることができない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は成形品の湾曲、捩れ等の変形を防止または軽減し、冷却時間を短くでき、そのため比較的肉厚なものでも良好な成形効率をあげることのできる再生プラスチックを内在する多層射出成形品及びその製法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明の請求項１に記載の再生プラスチックを内在する多層射出成形品に係る発明の特徴は、外層部とこの外層部に内在する内層部とからなり、上記外層部はＰＰ樹脂を原料とし、上記内層部はＰＰ樹脂またはＰＰ樹脂を主体とし融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものに、再生ＰＥＴ樹脂の破砕物を混合したものを原料とし、上記外層部、上記内層部ともに１８０℃〜２５０℃の温度に加熱し成形したところにある。
【００１０】
この破砕物とは粒状物や顆粒物などを含むものである。また、この融点とは結晶性の樹脂の場合であり、可塑化開始温度、つまり可塑化開始点とは結晶化していない樹脂の場合である。
【００１１】
請求項２に記載の発明の特徴は、前記した融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂とはポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ＰＳ樹脂から選択されたところにある。
【００１２】
請求項３に記載の発明の特徴は、前記した内層部はＰＰ樹脂またはＰＰ樹脂を主体とし融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものを３０〜９０重量％と、再生ＰＥＴ樹脂の破砕物を１０〜７０重量％の混合割合であるところにある。
【００１３】
請求項４に記載の発明の特徴は、ＰＰ樹脂を主体とし融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものにおいて、このＰＰ樹脂とこの融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂との混合割合は、このＰＰ樹脂が７０〜９５重量％、この融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂が５〜３０重量％であるところにある。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の再生プラスチックを内在する多層射出成形品の製法に係る発明の特徴は、二層射出成形機により、外層部とこの外層部に内在する内層部とを成形する方法において、上記外層部はＰＰ樹脂を原料とし、上記内層部はＰＰ樹脂またはＰＰ樹脂を主体とするものに融点若しくは可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものに、再生ＰＥＴの破砕物を混合したものを原料とするもので、上記外層部、上記内層部ともに１８０℃〜２５０℃の温度に加熱し成形するところにある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の態様を説明すると、図１、図２に示すように、多層射出成形品Ｐはベンチを製造するときに使用する材料として使用されるもので、外層部１とこの外層部に内在する内層部２とから構成されている。
【００１６】
外層部１はＰＰ樹脂を原料とするものである。
【００１７】
内層部２の原料の第１の例は、ＰＰ樹脂に再生ＰＥＴ樹脂の破砕物（粒塊）３を混合したものである。
【００１８】
内層部２の原料の第２の例は、ＰＰ樹脂を主体とし融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混合したものに、再生ＰＥＴ樹脂の粒塊３を混合したものである。この融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂とは、例えばＰＥ樹脂またはＰＳ樹脂から選択されたもので、この一方または双方でもよい。なお、融点とは結晶性の樹脂、例えばＰＥＴ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂の場合であり、可塑化開始温度（可塑化開始点）とは結晶化していない樹脂、例えばＰＳ樹脂の場合である。
【００１９】
ＰＥＴ樹脂の成形収縮率は２〜２．５％であって、前記したようにＰＰ樹脂の成形収縮率の１．０〜２．５％に近似し、上限は同じである。
【００２０】
再生ＰＥＴ樹脂の粒塊３としては、ブロー成形したボトル、つまり回収した使用済みのペットボトルを破砕したものや、再生してペレットまたは小粒状に加工したものがある。さらに、再生原料がＰＥＴプレートを基材とした磁気カードを破砕したものも使用できるが、このカードの表面の印刷や磁気塗料を除去することは任意であって、これらを除去せずに再生原料化してもよく、粉砕して原料フラフとしてもよい。印刷インキを除去して又は除去せずに粉砕して原料フラフとした場合には、この印刷インキはＰＥＴに対する水分付着を少なくする効果があり、勿論再生フラフ化するためのコストの低減効果があるのは言うまてもない。粉砕したフラフであって片面の平均面積が０．３平方センチメートル以下のものなどがあるが、これらを再ペレット化したものでもよい。再生ＰＥＳ樹脂としては、通常用いられるＰＥＴの共重合体が含まれていても特に問題はない。
【００２１】
また、内層部２の混合割合は、ＰＰ樹脂（またはＰＰ樹脂を主材としてＰＥ樹脂またはＰＳ樹脂を混合したもの）を３０〜９０重量％、望ましくは５０〜７０重量％と、再生ＰＥＴの破砕物の粒塊３を１０〜７０重量％、望ましくは３０〜５０重量％である。この混合割合であれば、成形品の湾曲変形の防止や冷却時間の短縮に有効である。また、内層部２のＰＰ樹脂とＰＥ樹脂またはＰＳ樹脂の少なくとも一方との混合割合は、このＰＰ樹脂を７０〜９５重量％、望ましくは８５〜９０重量％、このＰＥ樹脂またはＰＳ樹脂の少なくとも一方を５〜３０重量％、望ましくは１０〜２０重量％である。ＰＳ樹脂の混合割合が３０重量％を越えると、前記したように収縮率が０．３〜０．６％と極めて小さいため、成形品内に内部応力の歪みが生じるため望ましくない。また、ＰＥ樹脂の成形収縮率は１．５〜５％であるので、ＰＳ樹脂と同様の問題が発生する危険性がある。
【００２２】
外層部１、内層部２ともに、その成形温度条件範囲は１８０℃〜２５０℃の成形温度に加熱して成形するもので、これはＰＥＴ樹脂の溶融温度の２８０〜２９０℃に達しない温度である。このため、破砕され粒状化されたＰＥＴの粒塊３はそのままで、多少は軟化変形可能であるが流動性は低い粒塊の状態で、流動性の高い状態のＰＰ樹脂内に散在している。つまり、破砕されたＰＥＴの粒塊３はＰＰ中に微分散していないので、ＰＰ樹脂との多少の収縮性の差異があっても、周囲に影響を与えることはない。このように、流動性の低いＰＥＴの粒塊３が流動性の高いＰＰ樹脂内に分散し、且つ軟化変形する温度に加熱されているため、内層部２の射出成形時にはＰＰ樹脂によって運ばれ、ゲート付近やキャビティ内でもＰＰ樹脂の流動性を大きく阻害せず、さらに、冷却固化後はある程度軟化変形しているＰＥＴとＰＰ樹脂とが相互に噛合いアンカー効果を生じさせる。
【００２３】
内層部２の素材をＰＰ樹脂を主材とするものに、融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂、例えばＰＥ樹脂またはＰＳ樹脂を添加混入したものでは、この添加混入するＰＥ樹脂、ＰＳ樹脂の溶融温度がＰＰ樹脂のそれよりも低いため、射出成形時にはＰＰ樹脂と相互に分散してしまい、内層部２は収縮率の違いから成形品Ｐの変形の要因があるが、フラフ状または粒状のＰＥＴ樹脂によりこの変形が防止または低減される。なお、ＰＰ樹脂とＰＳ樹脂の相溶剤、または衝撃強度改良剤として、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ごむ、ＳＢＲ、ブロックＳＢＲ、ＥＰＲ（ＥＰＴＲ）、ポリイソブチレン等の中から適宜選択して用いることにより、ＰＰ樹脂、ＰＳ樹脂、ＰＥ樹脂等の樹脂間分散を改善することも有効なことである。
【００２４】
外層部１、内層部２ともに、その適切な成形温度条件は１８０℃〜２５０℃の温度を取り得るが、外層部１の射出成形時の樹脂温度は通常ＰＰ樹脂射出成形時の温度、例えば２００℃付近が好ましい。また、内層部２の射出成形時の樹脂温度はＰＰ樹脂を溶融させるには十分な温度であるので、未だ溶融しておらず軟化しただけのＰＥＴの粒塊３を内部に巻き込み流動することができ、このＰＥＴの粒塊がペレット程度のサイズであっても、ゲートの小さな穴を変形しながら通過するので、粒塊が集まってこの穴を詰らせて流動不良を生じさせることはなく、成形に支障は何もない。この適切な成形温度条件範囲は、ＰＥＴの粒塊の配合量によって変動する内層部２の原料の流動性を考慮して決定されるもので、内層部２の原料をＰＰ樹脂のみとした場合の通常の成形条件を勘案して決定すればよい。
【００２５】
また、射出加工装置としては、通常プラスチック製の大型家具の成形に用いることのできる二層以上の成形が可能なものであればよい。
【００２６】
また、多層射出成形品の製法は、二層射出成形機により外層部とこの外層部に内在する内層部とを成形する方法において、外層部１はＰＰ樹脂を原料とし、内層部２はＰＰ樹脂またはＰＰ樹脂を主体とするものに融点または可塑化開始温度が１８０℃未満の樹脂を混入したものに、再生ＰＥＴの破砕物３を混合したものを原料とするものであって、この外層部、内層部ともに１８０℃〜２５０℃の温度に加熱し成形するものである。
【００２７】
【実施例】
［実施例１］
成形装置として、三菱重工業株式会社製の二層射出成形機で型占め力１３００トンを使用し、外層部の原料として、三菱化学株式会社製のポリプロピレンＢＣ−３Ｌ（ＭＦＲ＝１０ｇ／１０分）を使用し、内層部の原料として押出し成形用の流動性の低いＰＰトレーから再生した樹脂ペレット（ＭＦＲ＝５ｇ／１０分）８０重量％と定期券に用いられている樹脂素材ＰＥＴから磁気塗料及びインキ等を除去して再生したペレット２０重量％をタンブラーで混合して内層部原料を作成した。
【００２８】
このような外層部のＰＰ樹脂、内層部の原料を共にシリンダー温度２００℃で、プラスチックのベンチの背もたれ部で、この部材の平均厚さがほぼ６ｍｍ、長さが１５００ｍｍ、桟部の幅が９０ｍｍ、両側の折れ曲がり部の幅が２０ｍｍのものを二層射出成形した。
【００２９】
このとき、平均サイクル３００秒／回（内、冷却時間が２４０秒／回）で、変形のない良好な背もたれ部を成形することができた。この成形品の内層部は結晶化して白濁したＰＥＴの混入したペレット形状から明らかに変形した小粒が分散していた。
【００３０】
［実施例２］
この実施例では、ＰＥＴの再生樹脂として、回収したペットボトルを粉砕してペレット化したものを用いたもので、その他は実施例１と同様な作業を行ったもので、実施例と同様な結果が得られた。
【００３１】
［実施例３］
この実施例では、ＰＥＴの再生樹脂として、定期券に用いられている樹脂素材ＰＥＴから磁気塗料及びインキ等を除去せず、小片に粉砕したフラフを用いたもので、その他は実施例１と同様な作業を行ったところ、分散したＰＥＴの変形状態が小粒状ではなく、変形したフラフ形状であった。その他の点は実施例１と同様な結果が得られ、成形品の変形等の問題は一切発生しなかった。
【００３２】
［比較例１］
この比較例では、回収したＰＥＴから再生したペレットの代わりに、ワンウェイ食品用のＰＳトレーから再生して製造したＰＳペレット（ＭＩ＝６．４ｇ／１０分）を用いて、実施例１と同様な作業を行って、プラスチックベンチの背もたれ部材を成形したものである。この部材の内層部の素材の再生ＰＰ樹脂と再生ＰＳペレット樹脂とは見かけ上交互に分散した。
【００３３】
この背もたれ部材を２日間放置したところ、背もたれ部材全体が、その長手方向に反りが発生し、プラスチックベンチを組み立てる材料として使用するには不向きであった。
【００３４】
［比較例２］
この比較例では、内層部の原料、外層部の原料のシリンダー温度を共に２８０℃として成形作業を行ったもので、その他は実施例１と同様の作業によりプラスチックベンチの背もたれ部を成形したものである。内層部に混入してなるＰＥＴペレットはほぼＰＰと見かけ上交互に分散してＰＥＴの小粒のものは残っていなかった。しかし、この成形品を冷却するための時間として、成形工程の１サイクルの所用時間３８０秒／回の内、冷却時間は３１０秒／回を要し、これ以下の冷却時間では離型後短時間の内に冷却不足による変形を生じてプラスチックベンチを組み立てる部材としては使用が困難であった。
【００３５】
この比較例を実施例１に記載のものと比較すると、実施例１の方が冷却時間の短縮に如何に有効であるか明白である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、ＰＰ樹脂に再生ＰＥＴ樹脂の破砕物をを混入し、１８０〜２５０℃の範囲で加熱して成形するので、再生ＰＥＴ樹脂の再利用が促進されるばかりでなく、成形物の変形を防止することができ、冷却時間を短縮することができるので、比較的肉厚のものでも良好な成形効率を上げることができる。さらに、ＰＥ樹脂、ＰＳ樹脂を混入しても、ＰＰ樹脂に対して５〜３０重量％の範囲であれば成形物の変形の危険性も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】斜視図である。
【図２】正面図である。
【符号の説明】
１      外層部
２      内層部
３      再生ポリエチレンテレフタレートの破砕物（粒塊）
【図１】
0004365499.tif 000002
【図２】
0004365499.tif 000003