(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して焼成コロマナイトを作成する第１のステップと、
前記焼成コロマナイトを５部〜１０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させてポリエチレンフォームを得る第２のステップと、
前記第２のステップにより得られたポリエチレンフォームを任意の厚みにスライスしてシートを作成する第３のステップと
を含むことを特徴とするシートの製造方法。
【請求項２】
無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して焼成コロマナイトを作成する第１のステップと、
前記焼成コロマナイトを５部程度、金属酸化物を１０部〜２０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させてポリエチレンフォームを得る第２のステップと、
前記第２のステップにより得られたポリエチレンフォームを任意の厚みにスライスしてシートを作成する第３のステップと
を含み、前記金属酸化物は酸化アルミニウム、又は酸化チタン及び酸化ジルコニウムの一方又は両者を併用したものであることを特徴とするシートの製造方法。
【請求項３】
焼成コロマナイトを５部〜１０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させたポリエチレンフォームからなることを特徴とするシート。
【請求項４】
焼成コロマナイトを５部程度、酸化アルミニウム、又は酸化チタン及び酸化ジルコニウムの一方又は両者を併用した金属酸化物を１０部〜２０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させたポリエチレンフォームからなることを特徴とするシート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシートの製造方法及びシートに係り、特にポリエチレン発泡体によるシートの製造方法及びシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリエチレン発泡体によるシートは、その断熱機能を利用して、産業用資材として広範囲な用途に使用されている。例えば、屋根下地材、給湯管の被覆用パイプ、車の天井等がある。このシートは、素材的にポリエチレンであるため、焼却廃棄が可能であり、環境問題への社会的機運の高まりの中、好ましい素材であるといえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ポリエチレン発泡体は、素材的に水に直接接触するような用途にはあまり用いられていない。これは、ポリエチレン発泡体は水に接触すると、他のプラスチックと同様に、カビや菌が発生するためである。このため、水に接触するような用途に用いるポリエチレン発泡体のシートは、従来は抗菌剤や防カビ剤の添加により菌やカビの発生に対処していたが、特に防カビ剤は有機化合物が多いため、耐久性等に難がある。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、抗菌と防かび性を備え、更には耐久性に優れたポリエチレン発泡体によるシートの製造方法及びシートを提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、抗菌と防カビ性と耐久性に加えて断熱性をも備えたポリエチレン発泡体製のシートの製造方法及びシートを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のシートの製造方法は、無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して焼成コロマナイトを作成する第１のステップと、焼成コロマナイトを５部〜１０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させてポリエチレンフォームを得る第２のステップと、第２のステップにより得られたポリエチレンフォームを任意の厚みにスライスしてシートを作成する第３のステップとを含むことを特徴とする。
【０００７】
この発明では、天然に存在する無機化合物である無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して得た焼成コロマナイトを、ポリエチレン樹脂と混ぜてポリエチレンフォームを形成し、そのポレエチレンフォームからシートを作成する。
【０００８】
また、上記の目的を達成するため、本発明のシートの製造方法は、無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して焼成コロマナイトを作成する第１のステップと、焼成コロマナイトを５部程度、金属酸化物を１０部〜２０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させてポリエチレンフォームを得る第２のステップと、第２のステップにより得られたポリエチレンフォームを任意の厚みにスライスしてシートを作成する第３のステップとを含み、金属酸化物は酸化アルミニウム、又は酸化チタン及び酸化ジルコニウムの一方又は両者を併用したものであることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、天然に存在する無機化合物である無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して得た焼成コロマナイトを、金属酸化物及びポリエチレン樹脂と混ぜてポリエチレンフォームを形成し、そのポレエチレンフォームからシートを作成するようにしたため、金属酸化物により遠赤外線放射機能を有する。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本発明のシートは、焼成コロマナイトを５部〜１０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させたポリエチレンフォームからなることを特徴とする。
【００１１】
更に、上記の目的を達成するため、本発明のシートは、焼成コロマナイトを５部程度、酸化アルミニウム、又は酸化チタン及び酸化ジルコニウムの一方又は両者を併用した金属酸化物を１０部〜２０部、ポリエチレン樹脂を１００部の割合で混ぜ、これに少なくとも発泡剤を加えて混練し発泡させたポリエチレンフォームからなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になるシートの製造方法の一実施の形態のフローチャートを示す。本実施の形態では、まず、焼成コロマナイトを作成する（ステップＳ１）。この焼成コロマナイトの作成時は、無機系天然鉱物コロマナイト（Ｃａ２Ｂ６Ｏ１１・５Ｈ２Ｏ）を焼成することで作成する。
【００１３】
すなわち、無機系天然鉱物コロマナイト（Ｃａ２Ｂ６Ｏ１１・５Ｈ２Ｏ）は、ポリエチレンとの相溶性が良くないため、焼成することで結晶水を飛ばして焼成コロマナイト（ＣａＯ・２Ｂ２Ｏ３）を作成する。ここで、無機系天然鉱物コロマナイトのＭＩＣと焼成温度との関係を図２に示す。図２から分かるように、３８０℃程度以上で次式の焼成反応により、無機系天然鉱物コロマナイト（Ｃａ２Ｂ６Ｏ１１・５Ｈ２Ｏ）からポリエチレンとの相溶性の良い焼成コロマナイト（ＣａＯ・２Ｂ２Ｏ３）が作成される。
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【００１４】
続いて、上記の焼成コロマナイト（ＣａＯ・２Ｂ２Ｏ３）をポリエチレン樹脂に所定の割合（ここでは、ポリエチレン樹脂を１００部、焼成コロマナイトを１０部の割合）で混ぜ、これに発泡剤や製泡剤を配合してよく発泡させてポリエチレンフォームを作成する（ステップＳ２）。そして、作成したポリエチレンフォームを、用途に合わせた必要な厚みにスライスしてシートを作成する（ステップＳ３）。
【００１５】
このようにして製造された本実施の形態のシートについて、抗菌力試験をした試験結果を表１に、かび抵抗性試験をした試験結果を表２に示す。
【００１６】
【表１】
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【表２】
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【００１７】
抗菌力試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１：２０００「抗菌加工製品−抗菌性試験方法・抗菌効果」５．２  プラスチック製品などの試験方法によるもので、本実施の形態の厚み約７．８ｍｍのシートを一辺が約５０ｍｍの正方形としたものを試験片（検体）とし、被覆フィルムを一辺が約４０ｍｍ、厚みが約０．０９ｍｍの正方形状とし、試験菌は大腸菌と黄色ブドウ球菌とし、菌液接種量を大腸菌、黄色ブドウ球菌共に０．４ｍｌとし、菌液生菌数を大腸菌は８．７×１０５／ｍｌ、黄色ブドウ球菌は４．５×１０５／ｍｌとして行った。無加工品についても同様の大きさのものについて、同様の試験を行った。
【００１８】
これにより、無加工試験片の３５℃、２４時間後の生菌数の平均値をＢ、検体の３５℃、２４時間後の生菌数の各々の平均値をＣとしたとき、ｌｏｇ（Ｂ／Ｃ）で示される値を抗菌活性値として算出したものが表１である。表１から分かるように、大腸菌に対する抗菌活性値は６．１、黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性値は４．１より大であり、いずれの菌に対しても本実施の形態のシートは抗菌効果があることが確かめられた。
【００１９】
また、かび抵抗性試験は、本実施の形態により作成されたシートを検体（試料）とし、その試料に対してＪＩＳ  Ｚ  ２９１１：２０００附属書１（規定）プラスチック製品の試験，Ａ法を参考にして行ったものである。試験菌はＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ  ＩＦＯ  ６３４１、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｆｕｎｉｃｕｌｏｓｕｍ  ＩＡＭ  ７０１３、Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓ  ｖａｒｉｏｔｉｉ  ＩＡＭ  ５００１、Ｇｌｉｏｃｌａｄｉｕｍ  ｖｉｒｅｎｓ  ＩＦＯ  ６３５５、Ｃｈａｅｔｏｍｉｕｍ  ｇｌｏｂｏｓｕｍ  ＩＦＯ  ６３４７を用い、それらをオートミール−麦芽エキス−寒天培地で２５℃±２℃で１１日間培養した。なお、上記のオートミール−麦芽エキス−寒天培地は、オートミール２０ｇ、麦芽エキス１０ｇ、寒天２０ｇ、精製水１０００ｍｌからなる。
【００２０】
この培養により得られた各かびの斜面培地に５ｍｌの湿潤剤添加無機塩溶液を加え、減菌した白金耳で表面の胞子を静かに擦り、試験管を静かに振って溶液中に胞子を分散させる操作を同じ試験管で３回繰り返し、これらの溶液を減菌したガーゼでろ過後、ろ液を遠心分離し、上澄みを捨て、残留物を湿潤剤添加無機塩溶液５０ｍｌに懸濁させた。再び遠心分離し、残留物を湿潤剤添加無機塩溶液１０ｍｌに懸濁させ、この懸濁液を血球計算盤を用いて、１ｍｌ当たりの菌数が約１０５となるように調製し、単一胞子懸濁液とした。各単一胞子懸濁液を等量混合し、混合胞子懸濁液とした。
【００２１】
試験操作は、検体を試料とし、その試料を無機塩寒天培地（無機塩溶液に寒天を２０ｇ／ｌの割合で添加し、シャーレに分注、固化させたもの）上に置き、上記の混合胞子懸濁液約０．１ｍｌを均等に噴霧後、温度２９℃±１℃、相対湿度９０％以上で２８日間培養し、７日毎に試料上に生じた菌糸の発育状態を肉眼及び顕微鏡下で観察したものである。
【００２２】
このかび抵抗性試験の試験結果をまとめたものが表２である。表２のかび発育状態の結果の表示「０」は、肉眼及び顕微鏡下でかびの発育は認められないことを示す。すなわち、本実施の形態のシートは培養２８日後でもかびの発育は肉眼及び顕微鏡下で認められないことが確かめられた。
【００２３】
この実施の形態により製造されたシートは、以上のように抗菌、抗かび効果を有するため、例えば、浴槽タイルの目地等で使用されるシーリング材などに使用できる。また、この実施の形態により製造されたシートは、無機系の焼成コロモナイトがポリエチレン樹脂と混練されているため、上記の抗菌、抗かび効果のみならず、毒性が低く、耐久性及び耐熱性に優れているという特長もある。
【００２４】
次に、本発明になるシートの製造方法の他の実施の形態について説明する。この実施の形態は、図１に示したフローチャート中のステップＳ２の混合処理によるポリエチレンフォームの作成を、次の割合で行ったものである。すなわち、ポリエチレン樹脂１００部、酸化アルミニウム２０部及び焼成コロマナイト５部の割合で混ぜ、これに発泡剤や製泡剤を配合してよく混練して発泡させてポリエチレンフォームを作成する。その後、このポリエチレンフォームを任意の値にスライスして本実施の形態のシートを作成する。
【００２５】
ここで、酸化アルミニウムは、遠赤外線を放射する物質であるため、この実施の形態のシートは、前記の実施の形態の抗菌、防かびの特長に加えて、遠赤外線放射機能も有する。この遠赤外線放射機能により、熱放射、断熱、保温特性が得られる。
【００２６】
この実施の形態のシートについて、表１と同じ条件で抗菌力試験をした試験結果を表３に、表２と同じ条件でかび抵抗性試験をした試験結果を表４に示す。
【００２７】
【表３】
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【表４】
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表３から分かるように、大腸菌に対する抗菌活性値は５．２、黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性値は４．１より大であり、いずれの菌に対しても抗菌効果があることが確かめられた。また、表４のかび発育状態の結果は、表２に示した前記の実施の形態のかび発育状態の結果と同じであり、本実施の形態のシートも培養２８日後でもかびの発育は肉眼及び顕微鏡下で認められないことが確かめられた。
【００２８】
なお、遠赤外線を放射する物質としては、各種金属酸化物や炭素繊維があるが、コストと機能のバランスの観点から金属酸化物が望ましい。よって、上記の実施の形態では酸化アルミニウムを用いているが、これ以外に、酸化チタンや酸化ジルコニウムの単独、あるいはこれらを併用したものを用いてもよい。
【００２９】
この実施の形態で製造されたシートは、抗菌、防かび効果だけでなく遠赤外線放射機能も有するため、融雪用シートに使用した場合は、熱反射効果で融雪時間を大幅に短縮でき（従来３時間以上かかっていたものを２時間程度に短縮でき）、地熱の利用効果が大幅に向上し、また保温率が大幅に向上するため、温度の急激な低下を防止できる。
【００３０】
更に、この実施の形態で製造されたシートは、その遠赤外線放射機能を利用して、靴中敷、コースター、便座、浴槽の蓋、風呂の湯の上に直接浮かべる蓋、スリッパ、保温パック、医療用のベッドのマット、サポーター、建築用床、配管に巻く保温材、天井・壁の保温剤などの建築用途、ビニールハウスなどに使用できる。
【００３１】
なお、本発明のような発泡シートを作成するには、添加物（金属酸化物）やコロマナイト等との相溶性と同時に、発泡性も重要な因子となる。単にシートを作ることはできても、発泡性やシートとしての強度が無ければ商品価値がない。従って、上述した各実施の形態それぞれの添加部数は、発泡性（発泡倍率３０倍）と強度とが、同時に達成でき、抗菌・防かび性を有する配合が決められる。このことを示したのが、表５である。
【００３２】
【表５】
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表５において、丸印を付したように、焼成コロマナイトをポリエチレン樹脂と混練し、３０倍で発泡させたものが、抗菌・防かび性を有すると共にある程度の強度を備えた商品価値のあるシートとして作成できる。
【００３３】
ところで、上記の本発明のシートは、使用用途に応じた厚みで単独で用いることができるが、使用用途によって各種の積層構造で用いることもできる。図３は本発明のシートを用いた積層シートの一例の断面構造を示す。同図において、ポリエチレンフォーム１１は前述した２つの実施の形態のいずれか一方の実施の形態の製造方法で製造されたシートで、その下面にはシート状の不織布１２が形成され、ポリエチレンフォーム１１の上面にはポリエステル（ＰＥＴ）フィルム１３が形成されている。
【００３４】
上記の不織布１２は、ポリエチレンフォーム１１の補強保護機能を有しており、ポリエチレンフォーム１１との積層を考慮すると、同じ樹脂系列が望ましいので、ポリプロピレンやポリスチレンの不織布が望ましい。この不織布１２の一例としては、デュポン株式会社の登録商標名「ザバーン」をシート状にした構成のものを使用し得る。
【００３５】
また、ＰＥＴフィルム１３は、ポリエチレンフォーム１１の表面の保護と熱反射の機能を有している。このＰＥＴフィルム１３は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）層とポリエステル（ＰＥＴ）層とをアルミ蒸着した構成である。上記のＰＥ層の方をポリエチレンフォーム１３に対向させて、フレームラミ法で貼り合わせられる。なお、ＰＥＴフィルム１３に代えて、耐熱性のあるポリオレフィン系フィルムを用いてもよい。
【００３６】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン樹脂１００部に対して焼成コロマナイトを５部〜１０部の範囲で混ぜても、前記の抗菌、防かび効果が得られるシートを作成でき、また、ポリエチレン樹脂１００部に対して焼成コロマナイトを５部、酸化アルミニウムを１０部〜２５部の範囲で混ぜても、前記の抗菌機能、防かび機能、遠赤外線放射機能を有するシートを作成できる。また、発泡体としては、ポリエチレン以外に、ポリプロピレンやポリスチレン又は各種共重合体などのポリオレフィン系があり、これに本発明を適用することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、天然に存在する無機化合物である無機系天然鉱物コロマナイトを焼成して得た焼成コロマナイトを、ポリエチレン樹脂と混ぜてポリエチレンフォームを形成し、そのポレエチレンフォームからシートを作成するようにしたため、抗菌、防かび特性に優れ、しかも耐久性に優れたシートを得ることができる。
【００３８】
また、本発明によれば、焼成コロマナイトを、金属酸化物及びポリエチレン樹脂と混ぜてポリエチレンフォームを形成し、そのポレエチレンフォームからシートを作成するようにしたため、抗菌、防かび特性に優れ、更に金属酸化物により遠赤外線放射機能を備え、しかも耐久性に優れたシートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施の形態のフローチャートである。
【図２】無機系天然鉱物コロマナイトのＭＩＣと焼成温度との関係を示す図である。
【図３】本発明のシートの一実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
Ｓ１〜Ｓ３  処理ステップ
１１  ポリエチレンフォーム
１２  不織布
１３  ＰＥＴフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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