(57)【要約】【課題】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる素材で、均質な発泡倍率と強靭な発泡構造の無機質発泡成形物を成形しうる成形用ペレットの製造方法を提供する。【解決手段】  シロキサン及びシラノール塩溶液からなり、その固形分が２０乃至３５重量％と水分６５乃至８０重量％で且分子量が４，０００乃至８，０００のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、塑性加工が可能で加熱により発泡がなしえるよう、その残留水分率が２０乃至４５重量％に加熱若しくは遠心分離により水分除去せしめて増粘物となし、而して押出成形機で所要分径の多数の増粘物線条となしたるうえ所要の長さに切断する。【選択図】  図１
2006199005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン及びシラノール塩からなり、固形分が２０乃至３５重量％で水分が６５乃至８０重量％、及び分子量が４，０００乃至８，０００に多分子量化されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、１００℃以下の温度で加熱し水分を蒸散させて、その残留水分率が２０乃至４５重量％の増粘物となしたうえ、押出成形機により所要分径の多数の増粘物線条に吐出成形し且所要の長さに連続的に切断してペレットとなすことを特徴とする、無機質発泡成形用ペレットの製造方法。
【請求項２】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、遠心分離によりその残留水分率を２０乃至４５重量％に脱水して増粘物となす、請求項１記載の無機質発泡成形用ペレットの製造方法。
【請求項３】
所要分径で且多数の増粘物線条に吐出成形させたうえ、所要の長さに連続的に切断されたペレットを１２０乃至１９０℃の熱風に短時間接触させて、ペレット外表面に硬化層を形成させる請求項１乃至請求項２記載の無機質発泡成形用ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる素材を用いて、均質で且強靭な発泡構造の無機質発泡成形物を成形させるための成形用ペレットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来より建築用断熱板材を初め、工業用冷熱装置における断熱材等断熱性能を要求される製品、或いは輸送時や取扱時の外部衝撃から梱包若しくは包装された製品や商品を保護するために緩衝性能が要求される緩衝製品等には、断熱性や緩衝性に優れ且安価なことからポリスチレンやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン若しくはポリフェノール樹脂等の合成樹脂素材を発泡させた板材やシート材が多量に使用されている。【０００３】  然るに現在に至っては大気を初め水や土壌に至るまで極度の汚染に晒され、これらを背景として環境保全に対処しえる素材や製品への代替が強く要請され、更には産業拡大と生活水準の向上に伴い膨大量に消費されているエネルギーの削減のための省エネルギーに適応した素材や製品への転換、或いは高齢化社会並びに施設や建物の高層化を背景とした安全性所謂火災発生に際して不燃で且煤煙や有害ガスの発生の無い建築材や製品等が強く求められるに至っている。
加えて従来の合成樹脂素材からなる製品は、その耐久使用後においても廃棄埋立てが出来ず解体分別とともに特別の焼却手段が要請されることから、これらにも多大な費用が強いられている。【０００４】  かかる状況に鑑み発明者等は石炭灰や火山灰等の如く、その組成成分中に多量に含有されてなる酸化珪素を、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ剤で溶解させることにより珪酸ナトリウム所謂水ガラスが容易に生成しえること、並びに該珪酸ナトリウムのシラノール基を縮合作用させることにより多分子量化されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が得られること、及びこのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は少なくとも１００℃以上の加熱をなすことにより、その含有水分の蒸散に伴い発泡構造が生成され且この発泡構造の生成に際して内部圧力を付与させることにより、発泡倍率と発泡構造強度が適宜に調整された無機質発泡成形物が形成しえることを究明し、既に先願でその内容を開示している。【０００５】  而してシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液はシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略２０乃至３５重量％と水分が略６５乃至８０重量％の組成からなる水溶液状であるため、所要の成形型内に注入し密閉のうえ成形型外面より加熱し或いは成形型内に加熱空気を加圧注入して発泡成形を図る場合に、加熱された成形型と接触する内側面より発泡が促進され且発泡とともに断熱作用が働くため内部への加熱が阻害されて、特に肉厚の板材等では全体に亘る発泡が不均質となり、更に成形型内に加熱空気を加圧注入する場合にも受熱部分が発泡し全体への加熱が阻害され発泡が不均質となる問題を内在している。【０００６】  そこで発明者等はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の組成成分である水分を、塑性加工が可能な程度の増粘化と且加熱により十分に発泡しえる残留水分率まで脱水濃縮したうえ、所要の分径及び長さのペレット状となしたうえ成形型内に注入して加熱することにより、ペレットそれぞれの外表面全体から受熱されて均質な発泡倍率と強靭な発泡構造の成形物を形成しえることを解明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液からなる素材を用いて、均質な発泡倍率と強靭な発泡構造の無機質発泡成形物を成形しえる成形用ペレットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上述の課題を課題するために本発明が用いた技術的手段は、シロキサン及びシラノール塩からなり、その固形分が２０乃至３５重量％及び水分６５乃至８０重量％で且その分子量が４，０００乃至８，０００に多分子量化されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を塑性加工が可能で且加熱により発泡がなしえるよう、その温度が１００℃以下の未発泡温度で加熱し水分蒸散により、若しくは遠心分離により水分を除去せしめ残留水分率が２０乃至４５重量％にまで濃縮させて増粘物となし、而してこの増粘物をスクリューや回転翼等により加圧移送させて所要分径で多数の線条に成形させるため押出成形機により吐出成形して増粘物線条となし、且この増粘物線条を更に所要の長さに連続的に切断し、以って所要分径と長さのペレットとなす無機質発泡成形用ペレットの製造方法に存する。【０００９】  更には残留水分率が多いペレットにおいては、粘性が強く発揮されて成形型への分散注入が阻害され或いは取扱い時にブロッキングが発生するため、所要の分径で多数に吐出成形された増粘物線条を所要の長さに切断したペレットを、その温度が１２０乃至１９０℃の熱風に短時間接触せしめてペレット外表面に硬化層を形成させる、無機質発泡成形用ペレットの製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１０】  本発明は上述の如くシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の組成水分率たる６５乃至８０重量％の水分を、１００℃以下の温度で加熱蒸散させ若しくは遠心分離によりその残留水分率を２０乃至４５重量％まで濃縮させるため、著しく増粘化が図られペレット製造のための塑性加工が可能な増粘物が形成される。加えてこの増粘物には残留水分率が２０乃至４５重量％保持されてなるため、成形物の成形に際して１００℃以上の発泡成形温度の付与に伴い十分なる発泡成形がなしえる。【００１１】  そしてかかる増粘物をスクリューや回転翼を有した混練、移送及び加圧機能を持つ押出成形機を用いることにより増粘物が所要の分径で多数の増粘物線条として吐出成形されるとともに、この吐出成形された増粘物線条を更に所要の長さに切断させることにより所要の分径と長さのペレットが自在に且連続的に製造できる。
加えて所要の分径で且所要の長さに切断されたペレットを、その温度が１２０乃至１９０℃の熱風に短時間接触させることで、ペレット外表面に加熱に伴う硬化層が形成されるため、ペレット表面の粘着性が除去され成形型への分散注入が良好になされ、或いは保管時のブロッキングも防止できる。【００１２】  かくしてなる本発明無機質発泡成形用ペレットを用いて発泡成形物の成形をなす場合には、成形型内に分散注入されたペレット相互間に十分な空隙が形成されるため、外部加熱により若しくは加熱加圧空気の注入に際して、加熱空気が空隙内を流通してペレット外表面全体に接触し加熱がなされ、均質な発泡倍率と強靭な発泡構造を以って発泡成形物が成形できる。
【発明を実施するための最良形態】
【００１３】  分子量が４，０００乃至８，０００のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、加熱蒸散若しくは遠心分離によりその残留水分率を２０乃至４５重量％まで濃縮させて増粘物となしたうえ押出成形機で所要分径の多数の増粘物線条として吐出成形し且所要の長さに切断のうえ、１２０乃至１９０℃の熱風に短時間接触させてペレット外表面に硬化層を形成させる。
【実施例１】
【００１４】  以下に本発明実施例を図とともに説明すれば、図１は本発明の製造工程説明図であって、素材として用いるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１は石炭灰等の無機質産廃物や火山灰等天然噴出物中に多量に含有されてなる酸化珪素を、一旦水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ剤で溶出させて珪酸ナトリウム所謂水ガラスとなしたうえ、シラノール基の縮合作用によりその分子量を４，０００乃至８，０００程度に多分子量化させたもので、その組成としてはシロキサン及びシラノール基からなる固形分が略２０乃至３５重量％と水分が６５乃至８０重量％からなるものである。【００１５】  かくしてなるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１のペレット化を図るうえからは、塑性加工の可能な増粘化と且加熱により発泡成形がなしえる蒸散水分を保持させる必要上から、その残留水分率を２０乃至４５重量％にまで濃縮させる必要がある。
この濃縮方法としては加熱蒸散による方法と遠心分離による方法とが挙げられるが、図１においては加熱蒸散による方法が用いられてなるもので、該加熱蒸散の場合は加熱蒸散管２の供給部２Ａより加熱蒸散管２内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１を供給せしめたうえ、該加熱蒸散管２内で発泡させることなく含有水分を蒸散させ、塑性加工の可能な増粘化と且加熱による発泡成形のための水分を保持させる必要上から、その残留水分率としては２０乃至４５重量％に蒸散濃縮させる。無論遠心分離による場合は遠心分離機が使用される。【００１６】  かかる場合に供給されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１は、１００℃を超えると発泡化が始まることから１００℃以下、望ましくは８５乃至９５℃程度の温度による加熱がなされるもので、加熱の手段としては加熱蒸散管２の外面に加熱ヒーター２Ｂを配設し、或いは所要温度に加熱された加熱空気２Ｃを該加熱蒸散管２内に加圧注入させることも提案される。
更に該加熱蒸散管２内には、加熱蒸散に伴い増粘化された増粘物１Ａ移送のために回転可能な移送翼２Ｄが装備されてなり、且該加熱蒸散管２の適宜位置には蒸散した水蒸気を放出させる放出口２Ｅが設けられており、而も他端には濃縮された増粘物１Ａを排出させるための排出口２Ｆが設けられている。【００１７】  かくして所要の残留水分率に濃縮され排出された増粘物１Ａは、押出成形機３において所要の分径と長さのペレット５に形成されるものであって、所要の分径に吐出成形させて増粘線条物１Ｂとなす押出成形機３と、この増粘物線条１Ｂを所要の長さに切断する回転カッター３Ａとから構成されている。そして押出成形機３の一方側には増粘物１Ａを供給するホッパー３０Ａを有し、且その内部には供給された増粘物１Ａを混練し移送し且内部加圧するスクリュー３１Ａが配設されてなり、ホッパー３０Ａに供給された増粘物１Ａはスクリュー３１Ａにより混練、移送され且内部圧力が付加された状態となる。そして押出成形機３の他方側には所要分径で且多数の吐出孔３２Ａが形成されたダイス３３Ａが設けられてなるため、増粘物１Ａは所要の分径で且多数の増粘物線条１Ｂとして吐出成形される。【００１８】  かくして所要分径で多数に吐出成形された増粘物線条１Ｂは、ペレット５となすため所要の長さに切断するうえから、押出成形機３のダイス３３Ａの直近に回転カッター３Ａが配設されている。
この回転カッター３Ａは、吐出成形された多数の増粘物線条１Ｂを所要の長さに連続的に切断させるものであるから、その回転速度は吐出される増粘物線条１Ｂの吐出速度との関係で適宜に決定される。【００１９】  かかる場合に増粘物線条１Ｂの分径は発泡成形される成形物の寸法、特には厚さによって大きく異るもので、肉薄な発泡成形物の形成においては略０．５乃至２．０ｍｍ程度の物が好適であり、且厚肉の発泡成形物の形成においては略３．０乃至８．０ｍｍ程度のものが望まれる。
そして好ましいペレット５としては、その分径に対して略０．７乃至１．３倍の割合の長さが望ましいとされるため、分径が１．０ｍｍの場合にはその長さは０．７乃至１．３ｍｍ程度に、分径が６ｍｍの場合にはその長さとして４．２乃至７．８ｍｍ程度に切断することが目安となる。【００２０】  本発明無機質発泡成形用のペレット５は上述の如くして製造されるものであるが、該ペレット５は発泡成形物の成形に際して加熱発泡をなすうえから残留水分率としては、少なくとも２０重量％以上望ましくは３５乃至４５重量％と残留水分率の高いものが好都合であるが、反面残留水分率が高くなると粘着性が強く働き発泡成形のための成形型内への分散注入が阻害されたり、保管時にペレット５相互が粘結するブロッキングが発生して使用時毎に解離作業を施す必要が生ずる。【００２１】  これがためには図２に示す熱風処理４を施すことが提案されるもので、該熱風処理４は所要の分径及び長さに切断されたペレット５のうち、残留水分率の高いペレット５を熱風処理管４Ａ内を流通落下させつつその温度が１２０乃至１９０℃の熱風４Ｂを該熱風処理管４Ａ内に且その下部位多方向から所要の送風圧を以って送風させ遊動させながら流通落下するペレット５が加熱発泡せぬ範囲で短時間接触せしめることにより、図３に示すようにペレット５の外表面に薄い硬化層５Ａが形成されることになる。【００２２】  かかる場合において、熱風処理管４Ａ内で熱風４Ｂにペレット５を接触させる時間は、ペレット５の分径及び長さとその残留水分率、並びに熱風４Ｂの温度とにより具体的に決定されるが、ペレット５の残留水分率が３５重量％で熱風４Ｂの温度が１８０℃の場合においては、ペレット５の分径が１．０ｍｍ長さ１．２ｍｍの場合では、熱風処理管４Ａ内の接触時間として略６乃至１０秒程度、ペレット５の分径が６．０ｍｍ長さ７．８ｍｍの場合では略８乃至１６秒程が目安となる。そしてペレット５の熱風４Ｂとの接触時間の調整は熱風４Ｂの送風圧の多少により容易になすことが可能となる。【００２３】  かくしてなるペレット５を用いて無機質発泡板材５０を成形する場合が図４に示されてなるもので、該無機質発泡板材５０の成形寸法に合せた内容積で且開閉自在な成形型５０Ａ内にペレット５を所要の容量で分散し注入のうえ、成形型を密閉のうえ該成形型５０Ａの外周面より少なくとも２００℃以上望ましくは２６０℃乃至３５０℃の加熱５０Ｂをなすことにより、ペレット５相互の空隙５０Ｃよりペレット５の外面全体から加熱され均質な発泡と、且該発泡に伴い成形型５０Ａ内に内部圧力が働き緻密で発泡構造強度の高い無機質発泡板材５０が形成される。
【産業上の利用分野】
【００２４】  耐火性、不燃性及び断熱性が要請される製品分野には、加熱発泡できる成形型を用意するのみで注入且加熱により所望の製品が簡便に作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  本発明の製造工程説明図である。
【図２】  熱風処理の説明図である。
【図３】  硬化層が形成されたペレットの拡大説明図である。
【図４】  ペレットによる板材成形の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】  １    シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
１Ａ  増粘物
１Ｂ  増粘物線条
２    加熱蒸散管
２Ａ  供給部
２Ｂ  加熱ヒーター
２Ｃ  加熱空気
２Ｄ  移送翼
２Ｅ  放出口
２Ｆ  排出口
３    押出成形機
３Ａ  回転カッター
３０Ａ  ホッパー
３１Ａ  スクリュー
３２Ａ  吐出孔
３３Ａ  ダイス
４  熱風処理
４Ａ  熱風処理管
４Ｂ  熱風
５    ペレット
５Ａ  硬化層
５０    無機質発泡板材
５０Ａ  成形型
５０Ｂ  加熱
５０Ｃ  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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