(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の熱可塑性樹脂混合物に対して石炭灰が充填された熱可塑性樹脂組成物であって、熱可塑性樹脂の一部にポリ塩化ビニルを含み、前記ポリ塩化ビニルの前記熱可塑性樹脂全量に対する含有割合が０．０１〜５質量％であることを特徴とする石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
熱可塑性樹脂にポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンの中から選ばれた少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１記載の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物の溶融混練物を成形してなる石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体。
【請求項４】
成形が押出成形または射出成形により行われることを特徴とする請求項３記載の石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体。
【請求項５】
請求項１または２に記載の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物を溶融混練成形することを特徴とする石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
溶融混練成形するのを、押出成形または射出成形により行うことを特徴とする請求項５記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物、それを用いてなる成形体及び該成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より石炭灰を熱可塑性樹脂に充填する技術が提案されている。
例えば、特許文献１には少なくとも一部が不飽和カルボン酸の添加により酸変性された熱可塑性樹脂と、石炭灰との混合物が開示されている。
また、特許文献２においては、石炭灰は吸湿性の高い無機質の充填材であるとされ、易加水分解性熱可塑性樹脂の加水分解を抑えた石炭灰混入熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
【０００３】
石炭灰はＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＦｅＯ等の複数の金属酸化物から構成されている。一般的に、石炭灰に水分が接するとアルカリ性を呈し、また、火力発電所における石炭の燃焼温度が低い場合、アルカリ性が強くなるとされている。
また、石炭灰が充填された熱可塑性樹脂を成形する際、成形機のスクリューやシリンダーが石炭灰により磨耗するのを防ぐためにスクリューやシリンダーに硬質クロムメッキ等の表面処理が施されることがよくある。
このようにクロムメッキされたスクリューやシリンダーは、クロムが両性金属なのでアルカリ性を呈した水分が成形機に混入した状態で石炭灰充填熱可塑性樹脂を成形すると、成形機のシリンダーやスクリューのメッキ面が腐蝕される惧れがあるし、また、加水分解性の熱可塑性樹脂が用いられる場合にはアルカリにより石炭灰充填熱可塑性樹脂の物性が損なわれる惧れがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３６３１１
【特許文献２】特開２００６−１９３５９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情の下、成形に付しても、クロムメッキされたスクリューやシリンダーを備えた成形機のメッキ面が腐蝕されず、また、加水分解性の熱可塑性樹脂も用いうる石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物、該組成物を用いて得られる成形体及び該組成物より成形体を製造する方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物を、その熱可塑性樹脂がその一部に特定量のポリ塩化ビニルを含む複数種類の混合物からなるものとすることにより、上記課題が達成されることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、複数種類の熱可塑性樹脂混合物に対して石炭灰が充填された熱可塑性樹脂組成物であって、熱可塑性樹脂の一部にポリ塩化ビニルを含み、前記ポリ塩化ビニルの前記熱可塑性樹脂全量に対する含有割合が０．０１〜５質量％であることを特徴とする石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物が提供される。
【０００９】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、熱可塑性樹脂にポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンの中から選ばれた少なくとも一種を含むことを特徴とする石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物が提供される。
【００１０】
また、本発明の第３の発明によれば、第１または２の発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物の溶融混練物を成形してなる石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体が提供される。
【００１１】
また、本発明の第４の発明によれば、第３の発明において、成形が押出成形または射出成形により行われることを特徴とする石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体が提供される。
【００１２】
また、本発明の第５の発明によれば、第１または２の発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物を溶融混練成形することを特徴とする石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体の製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の第６の発明によれば、第５の発明において、溶融混練成形するのを、押出成形または射出成形により行うことを特徴とする製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物は、成形に付しても、クロムメッキされたスクリューやシリンダーを備えた成形機のメッキ面が腐蝕されないし、また、加水分解性の熱可塑性樹脂も用いうるという利点を有する。
また、本発明の製造方法によれば、クロムメッキされたスクリューやシリンダーを備えた成形機のメッキ面を腐蝕することなく、石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体が得られるし、また、加水分解性の熱可塑性樹脂も用いうるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物は、複数種類の熱可塑性樹脂混合物に対して石炭灰を充填してなるものであって、熱可塑性樹脂の一部にポリ塩化ビニルを含んでなるものである。
【００１６】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物において、熱可塑性樹脂はその種類が複数の混合物として供され、そのうちポリ塩化ビニルが必須のものとして混入され、ポリ塩化ビニル以外の他の熱可塑性樹脂が多くを占める。
ポリ塩化ビニルの熱可塑性樹脂全量に対する含有量は、０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜２質量％、より好ましくは０．５〜１．５質量％の範囲とするのがよい。
この他の熱可塑性樹脂については特に限定されず、例えばポリオレフィン、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ＡＢＳ、ＥＶＡ、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、アクリル系樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフイド、ポリアセタール等が挙げられる。ポリオレフィンとしては具体的には、ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）等のポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体等が挙げられる。
これらは、１種用いてもよいし、また、２種以上組み合わせて用いてもよい。
ポリスチレン樹脂は高い弾性率をもっていることから、それを混合させた熱可塑性樹脂はより剛性の向上したものとなる。
他の熱可塑性樹脂としては、特に低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレンが、比較的熱安定性がよく、ポリ塩化ビニルを脱塩化水素化しながら成形しても成形性が損なわれることがないので、好ましい。
これら熱可塑性樹脂は特にバージン品でなくてもよく、リサイクル材料であってもよい。
【００１７】
ポリ塩化ビニルの脱塩化水素化は他の熱可塑性樹脂の融点以上で混練することにより行われる。他の熱可塑性樹脂にポリオレフィン樹脂やポリスチレンを用いると成形温度を１７０℃〜２３０℃とすることができるので好ましい。成形温度が低すぎてもポリ塩化ビニルの脱塩化水素化が進みにくいし、高すぎても樹脂の粘度が下がりすぎ、押出成形等の成形性が損なわれる惧れがある。
【００１８】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物においては、熱可塑性樹脂混合物に対して石炭灰が充填されている。ポリ塩化ビニルを含む熱可塑性樹脂は石炭灰と混練すると、熱可塑性樹脂に大きなせん断力が加えられるようになることから、そのせん断発熱によりポリ塩化ビニルの脱塩化水素化が促進されやすくなる。
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物において、石炭灰の充填割合は特に限定されないが、原材料全量に対して好ましくは３０〜９０質量％、より好ましくは６０〜８５質量％、さらに好ましくは７５〜８５質量％である。石炭灰の充填率が小さすぎるとせん断発熱によるポリ塩化ビニルの脱塩化水素化が促進されにくくなり、本発明の利点となる石炭灰中のアルカリ性を呈する水分を中和する効果が発現されにくくなるし、また、充填率が大きすぎても成形機のトルクが過大となったり、成形品が脆くなったりしやすくなる。
【００１９】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物においては、その溶融混練成形により、石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物がせん断発熱を生じ、樹脂成分中のポリ塩化ビニルは脱塩化水素化され、塩化水素が発生されるようになる。この発生した塩化水素により、石炭灰に残存するアルカリ性水分等のアルカリ成分は中和され、成形機におけるクロムメッキされたスクリューやシリンダー等のクロムメッキ部材の腐蝕が防止される。
また、複数種類の熱可塑性樹脂を混合して用いることにより、脱塩化水素化したポリ塩化ビニルが成形機内に付着するのが防止され、良好な成形性が保持される。
ポリ塩化ビニルの熱可塑性樹脂全量に対する含有量は、前記したように０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜２質量％、より好ましくは０．５〜１．５質量％の範囲とするのがよい。ポリ塩化ビニルが少ないと充分に中和することができないし、また、多すぎても逆に酸性を呈したり、成形品の物性を損なう惧れがある。
【００２０】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じて適宜、成形性を向上させるための可塑剤、成形性を向上させるための滑剤、耐候性等の耐久性を向上させるための紫外線吸収剤、紫外線劣化防止剤、酸化劣化防止剤、デザイン性や木質感、木目調等の肌理を付与するための顔料、難燃性等を付与する難燃剤等の公知の添加剤を含有していてもよい。
【００２１】
上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、フタル酸エステル、低分子量オレフィン等が挙げられる。上記滑剤としては特に限定されず、例えば、ステアリン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸金属塩等の高級脂肪酸塩などが挙げられる。
【００２２】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物の製造方法については、特に限定されず、例えば石炭灰、各種熱可塑性樹脂及び必要に応じ用いられる上記添加剤等をミキサ−に供給し混合する方法などが挙げられる。
【００２３】
本発明には、また、上記した石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物の溶融混練物を成形してなる石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体も包含され、成形が好ましくは押出成形または射出成形により行われるものがよい。
【００２４】
この石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体は、上記した石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物を溶融混練成形することにより製造することができ、好ましくは溶融混練成形するのを、押出成形または射出成形により行うのがよい。
【００２５】
溶融混練成形は、好ましくは溶融混練成形機、中でも溶融混練押出機を用いて行うのがよく、また、加熱温度を１７０〜２４０℃、中でも１８０〜２１０℃、せん断速度を軸断面平均で５〜３００、中でも７０〜１５０（ｓｅｃ−１）の範囲とするのがよい。
かかる製造方法は、特にクロムメッキされたスクリューやシリンダー等の溶融混練材料と直接接触されるクロムメッキ部材を備えた溶融混練成形機、中でも溶融混練押出機を用いた場合に上記した所期の効果が顕著に発現されるので好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００２７】
実施例１〜４、比較例１
表１に示す種類及び割合に原材料を調整し、これをクロムメッキされたスクリューを備えた２軸異方向押出機で表１に示す諸条件下に押出成形した。その際、押出機のベント孔から発生する蒸気を採取し、ＰＨ試験紙によってＰＨを調べた。その結果も表１に示す。
原材料には、ポリエチレン樹脂として日本ポリエチレン社製ノバテックＨＢ４２０Ｒ、ポリプロピレン樹脂としてプライムポリマー社製プライムポリプロＥ１５０ＧＫ、ポリスチレン樹脂としてＰＳジャパン社製、ＧＰＰＳ  ＨＦ７７、ポリ塩化ビニルとして積水化学工業社製セキスイＰＶＣ  ＴＳをそれぞれ用いた。
また、石炭灰として、北陸電力敦賀火力発電所産のＪＩＳＩＩ種フライアッシュを、その水分量が石炭灰全量に対して２％となるように調整して用いた。このフライアッシュは、２４時間放置したのち、含まれる水分についてＰＨをＰＨ試験紙で測定した結果、ＰＨ１０のアルカリ性を呈するものであった。
【００２８】
【表１】
0004981562.tif 000002
【００２９】
表１より、次のようなことが推測される。
すなわち、比較例ではポリ塩化ビニルを用いていないため、石炭灰からのアルカリ性の水分はそのまま成形機内に蒸気として存在することとなり、この水分の呈するアルカリ性が腐食の原因となるのに対し、各実施例では成形機内での溶融混練成形に際し、熱可塑性樹脂混合物中のポリ塩化ビニルが脱塩化水素化されて塩化水素を生じ、これにより石炭灰からのアルカリ性水分が中和されることで、腐食の原因が払拭される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の石炭灰充填熱可塑性樹脂組成物は、それを溶融混練成形することにより、その際に通常用いられるクロムメッキされたスクリューやシリンダーを備えた成形機のメッキ面を腐蝕することなく、石炭灰充填熱可塑性樹脂成形体を供与することを可能にするなど、産業上大いに有用である。