(57)【要約】【課題】  廃棄が可能で耐火性や不燃性、柔軟性や屈撓性及び緩衝性、断熱性や保冷性並びに吸湿性や保湿性に優れる多機能発泡成形体を提供する。【解決手段】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液に、天然ゴムラテックスが１０乃至５０重量％割合で混合された液状発泡材を用い、所要成形型内に注入のうえ２４０℃以下の温度で加熱発泡させ且該成形型内に発泡内圧を付加させて所要の発泡倍率に成形させた多機能発泡成形体。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液に、天然ゴムラテックスを１０乃至５０重量％割合で混合して液状発泡材となすとともに、該液状発泡材を所要の成形型内に注入し、２４０℃以下の温度で加熱発泡させ且発泡内圧を付加させて、以って所要の発泡倍率に成形させてなる多機能発泡成形体。
【請求項２】
加熱発泡温度が１６０乃至２４０℃である請求項１記載の多機能発泡成形体。
【請求項３】
発泡倍率が５乃至４０倍である、請求項１若しくは請求項２記載の多機能発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は廃棄が可能なうえ、耐火性や不燃性はもとより柔軟性や屈撓性と緩衝性、並びに断熱性や保冷性及び吸湿性や保湿性等に優れた、多機能発泡成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  建設資材や機械装置をはじめ、衣料品や生活雑貨等の素材としては従来より木材を初め鉄鋼、セメント、紙、合成樹脂等極めて広範囲に亘る素材が用いられているが、とりわけ前半世紀には産業の拡大と化学工業の発展に伴い合成樹脂素材が多量に代替使用されて来た。【０００３】  しかしながらかかる合成樹脂素材は多量の使用に伴う多量の廃棄埋設がなされてきたものの、該合成樹脂素材は自然の浄化作用が働かないため廃棄埋設により土地や土壌が極度に荒廃し且既に埋設場所すら限界にまで至っている。
これがため焼却による廃棄手段が選択されつつあるものの、廃棄に際しての分別回収と焼却に伴う有害ガスやダイオキシンの発生防止のための特別な焼却炉を用いる必要がある等、分別回収や焼却に際しても多大な経費が強いられている。【０００４】  かかる状況に対し近年においては、ポリ・Ｌ・乳酸樹脂やポリ・ε・カプロラクトン樹脂等からなる生分解性樹脂素材への転換が積極的に試みられているものの、生分解性樹脂素材は価格的に高価なうえ、その生分解機構とされる加水分解作用並びに酵素分解作用による自己崩壊や自己分解も、廃棄による屋外曝露放置の状態ですら数ヶ月から数年に亘って残存するため、頻繁に使用され且廃棄される包装材等においては多量に廃棄残留して実質的に生分解性機能が発揮されぬ問題を抱えており本格的な採用には至っていない。【０００５】  発明者等はかかる現況に鑑み研究を重ねた結果、珪酸ナトリウム所謂水ガラスを多分子量化させたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が比較的低温度においても略５０倍程度までに無機質発泡構造を生成しえること、並びにその成分が酸化珪素態であるため優れた耐火性と不燃性を保持し且吸湿性や保湿性とともに廃棄も可能であること、及び天然ゴムラテックスはシス・１，４−ポリイソプレン略３５重量％及び水略６０重量％からなり、粘弾性や粘着性に優れるとともにシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液と容易に混合でき、而も自己分解性を有するためシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液に天然ゴムラテックスを所要の割合で混合のうえ所要の形状に加熱発泡させることにより、極めて多様な機能を保持する成形体が安価に形成しえることを究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】
【０００６】  本発明は廃棄が可能なうえ、耐火性や不燃性に加え柔軟性や屈撓性及び緩衝性、並びに断熱性や保冷性、吸湿性や保湿性に優れる多機能発泡成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、自己崩壊や自己分解による廃棄性と且耐火性及び不燃性を保持せしめ、而も含有水分の加熱蒸散により発泡構造を生成せしめるうえから、使用素材の一つとしてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を用いるとともに、該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液と混合が容易で且形成される発泡成形体に柔軟性や屈撓性と且緩衝性を付与せしめるため、天然ゴムラテックスを１０乃至５０重量％割合で混合して液状発泡材となす。
而してこの液状発泡材を所要成形型内に注入のうえ、天然ゴムラテックスの劣化を防止するうえから２４０℃以下の加熱温度を以って加熱発泡させ、成形型内に発泡内圧を付加させながら所要の発泡倍率に成形させてなる多機能発泡成形体の構成に存する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明はかかる構成からなるものであって発泡成形体を形成する液状発泡材の組成として、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が用いられ且固形成分としてのシロキサン及びシラノール塩が多分子量化され而も水分も略６０乃至７０重量％含有されてなるため、少なくとも１１０℃以上の比較的低温度により水分蒸散に伴う発泡構造が生成しえ、且生成される発泡構造には天然ゴムラテックスの粘弾性が働くため発泡成形体に柔軟性と弾性が付与され優れた緩衝性が発揮されるとともに、簡便且安価に発泡成形体の形成がなされる。
加えて略５０％重量割合以上の組成がシロキサン及びシラノール塩からなる無機質酸化珪素態となるため、耐火性と不燃性の保持はもとより極めて高い断熱性が発揮される。而も組成成分がシロキサン及びシラノール塩からなる無機質酸化珪素態と且天然ゴムラテックスであるため、使用後の廃棄でも自己崩壊や自己分解が容易になされるために廃棄費用も削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液に天然ゴムラテックスを１０乃至５０重量％で混合させて液状発泡材となしたうえ、該液状発泡材を所要成形型内に注入し１６０乃至２４０℃に加熱し且内部加圧を付加させて、５乃至４０倍に発泡成形させてなる多機能発泡成形体。
【実施例１】
【００１０】  以下に本発明実施例を図とともに説明すれば、図１は本発明を成形するために用いる液状発泡材１の説明図であって本発明は廃棄が可能で且耐火性や不燃性を初め柔軟性、屈撓性、緩衝性、断熱性や保冷性、吸湿性や保湿性等の多機能を保持した発泡成形体を提供することにある。
これがため液状発泡材１の組成成分の一つとして、発泡成形される成形体に発泡構造を生成せしむるとともに、耐火性や不燃性と且優れた断熱性や保冷性を保持させるうえから、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａが用いられる。【００１１】  このシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａは無機質産廃物を初め火山ガラス等に含有される酸化珪素分を水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムの如きアルカリ剤を用いて一旦水ガラスとなしたるうえ、その含有水分の蒸散による発泡構造を生成させるため、該水ガラスをシラノール基の縮合作用により多分子量化させたもので、望ましい分子量（重量平均）としては略４，０００乃至１０，０００程度が好適であって、実体としてはシロキサンとシラノール塩の錯化合物態様のものであり、且シロキサン及びシラノール塩が略３０乃至３５重量％水が略６５乃至７０％程度からなるものである。【００１２】  更に液状発泡材１には発泡成形された成形体に柔軟性や屈撓性及び緩衝性を保持せしむるうえから、天然ゴムラテックス１Ｂがシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａに対し、１０乃至５０重量％割合で混合されている。
この天然ゴムラテックス１Ｂは自己崩壊性や自己分解性を保持するとともにその組成がシス１，４−ポリイソプレンが略３５重量％に水が略６０重量％からなるため、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａと混合性に優れ、且シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａの加熱発泡に際して略２４０℃程度までの耐熱性を保持するとともに、その粘弾性により発泡構造に十分な柔軟性と屈撓性が付与されて優れた緩衝性が発揮せしめられることによる。【００１３】  かくしてなる液状発泡材１は所要の形状の成形型２０Ａ内に所要量を注入したうえ、略１６０乃至２４０℃好ましくは２００乃至２４０℃の範囲の加熱温度で加熱して、その発泡倍率が５乃至３０倍の所望の発泡倍率に制限されるよう内部圧力を付与せしめながら成形がなされる。
即ち図２は板状に成形される本発明３の成形方法２の説明図であって、該成形方法２は図示するように所望の幅と長さ及び厚さの内容積を有する成形型２０Ａと、該成形型２０Ａ内に密着して装脱自在に装着しえる内部圧力調整蓋２０Ｂ、及び成形型２０Ａの外側全面に亘って成形型２０Ａ内に注入される液状発泡材１を加熱し発泡させるための加熱ヒーター２０Ｃが配設された構成からなるものである。【００１４】  かかる成形方法２を用いて板状に成形される本発明３を成形する場合には、液状発泡材１の所要容量を成形型２０Ａ内に注入し且所要の発泡倍率となる発泡成形体容量にあわせた位置まで内部圧力調整蓋２０Ｂを装着固定させる。
而して成形型２０Ａの外側全面に亘って配設されてなる加熱ヒーター２０Ｃで、２４０℃以下望ましくは２００乃至２４０℃に加熱発泡させて十分に内部圧力を付加せしめて成形がなされる。
この場合において発泡成形された成形体を該成形型２０Ａから取出す際には、加熱された成形型２０Ａの温度を短時に降温させる必要がある。この対処としては冷却手段を併設することも考慮されるが、成形型２０Ａ自体の熱容量を十分に小さく所謂強靭で薄肉な鋼板材等で形成することにより加熱ヒーター２０Ｃの加熱及び遮断で短時間内に降温が可能となる。更に他の手段としては内部圧力調整蓋２０Ｃの適宜位置に、略２００乃至２４０℃に加熱された加熱空気２０Ｄを加圧注入しえる注気孔２０Ｅより注入し加熱発泡させることも提案される。かかる如くして図３に示す如き板状に成形された本発明３が形成される。【００１５】  かかる場合に液状発泡材１は略１１０℃以上の加熱温度で且無加圧状態では略５０倍に昇る加熱発泡がなしえるが、低温度では加熱発泡により形成される発泡構造３０の発泡セル３１が十分に強固なガラス層化した酸化珪素態とならず、反面あまり高温度での加熱発泡では液状発泡材１に混合された天然ゴムラテックス１Ｂの加熱分解を招来することから少なくとも１６０℃以上好ましくは２００℃以上で且最高でも２４０℃以内が好適である。
加えて加熱発泡を無加圧状態で発泡させると、形成される発泡セル３１も脆弱となり実用性能を発揮出来ぬ問題を発生する。
これがためには発泡倍率を少なくとも５倍から最大４０倍程度に抑制し内部圧力を付与せしめて成形をなすことが望まれる。【００１６】  図４はシート状に成形される本発明３Ａの成形方法２Ａの説明図であって、該シート状に成形される本発明３Ａは主として包装用若しくは梱包用緩衝材に使用されることから、薄肉で且十分な柔軟性や屈撓性とともに緩衝性に優れるものが要請される。
これがためには液状発泡材１が収納されるホッパー２１Ａの下端より、駆動ロール２１Ｂ、２１Ｂ間に架渡され、所要の幅で且その表面が平滑な移送ベルト２１Ｃ上に所要の厚さで吐出させたうえ、加熱ロール２１Ｄで加熱のうえ所要の発泡倍率に発泡させ、更に加圧ロール２１Ｅで均質な厚さに整えたうえ引取ロール２１Ｆで引取りながら所要の長さに巻取る構成からなるもので、かかる方法により図５に示すシート状に成形された本発明３Ａが形成される。
無論かかる場合においても移送ベルト２１Ｃや加熱ロール２１Ｄの外表面には、液状発泡材１や発泡成形されたシート状に成形された本発明３Ａが容易に剥離できるよう、テトラフルオロエチレン等の剥離素材による剥離加工を施すことが望ましい。【００１７】  図６はトレー状に成形される本発明３Ｂの成形方法の説明図であって、所要の幅、長さ、高さ及び厚さの注入間隙２２Ａが形成されるように、外枠型２２Ｂ並びにその内部に装着離脱できる内枠型２２Ｃとからなり、且外枠型２２Ｂ及び内枠型２２Ｃの内部には、注入間隙２２Ａ内に注入される液状発泡材１を加熱発泡させるための加熱ヒーター２２Ｄが配設され、而も液状発泡材１の加熱発泡に伴う内部圧力を付加させるうえから、内枠型２２Ｃの外縁部位には注入間隙２２Ａを閉塞させる閉塞縁２２Ｅが設けられた成形型の注入間隙２２Ａ内に、その注入間隙２２Ａの総容量に対して注入する液状発泡材１を、所要の発泡倍率に合せて計量のうえ注入して加熱発泡させたうえ、外枠型２２Ｂと内枠型２２Ｃとを離脱させることにより、図７に示すトレー状の本発明３Ｂが形成される。【００１８】  図８は本発明の発泡構造の拡大説明図であって、液状発泡材１を加熱発泡させて板状に成形された本発明３や、シート状に成形された本発明３Ａ或いはトレー状に成形された本発明３Ｂは、使用素材として用いる液状発泡材１がシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａに対し、天然ゴムラテックス１Ｂが１０乃至５０重量％割合で混合されてなるため、図８に示すように加熱発泡された発泡構造３０を形成する発泡セル３１は、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａからなる無機質酸化珪素部３１Ａに網状構造と弾性を有する天然ゴム部３１Ｂが混交されて形成されるため、発泡構造全体が柔軟性と屈撓性を有し且天然ゴムの弾性により優れた緩衝性をも保持することとなる。
当然に柔軟性や屈撓性或いは緩衝性を大きく発揮させるうえからは、液状発泡材１に混合される天然ゴムラテックス１Ｂの混合割合を高めること、及び発泡構造３０の形成に際して内部圧力を低く保持せしめて発泡セル３１自体を大きく形成させることが望まれる。【００１９】  以下に本発明の試作品の物理的性質について述べれば、試作品に用いた液状発泡材は、分子量が４，９００のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液（固形分３１％、水分６９％）に天然ゴムラテックス（固形分３５％、水分６２％、その他成分３％）を２５重量％割合で混合させたものを用い、該液状発泡材を幅３０ｃｍ、長さ９０ｃｍ、高さ１５ｃｍの開口状で鉄板材の内側面にテフロン加工を施した外枠型と、この外枠型内に密着装着しえる形状で鉄板材からなり、その内側面にテフロン加工が施された内部加圧蓋からなる成形器を用いたうえ、実質的発泡倍率が６．５倍となるよう内部加圧蓋の位置を調整のうえその内部に注入し、而して２１０℃２０分間の加熱発泡をさせたうえ除冷し、厚さ２５ｍｍ、幅３０ｃｍ、長さ９０ｃｍの本発明を作成しこれを試料とした。
同様な成形器を用いてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液のみで発泡成形させたものを対照とした。【００２０】  かくして形成された試料及び対照の物理的性能は表１に示すように試料では天然ゴムラテックスとの混合により、対照に比べて曲げ強力や引張伸度が著しく大きくなり屈撓性や緩衝性に優れることが理解される。【００２１】
【表１】
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【００２２】  更に試料及び対照の自己崩壊性を判定するため試料及び対照を平成１６年３月末日より同年９月末日まで、山形県寒河江市大字八鍬地先果樹園地に曝露し、経過日数毎に圧縮強度保持率と外形変化を測定した結果は表２の通りであって、試料及び対照ともに短期に自己崩壊がなされることが理解できる。【００２３】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００２４】  本発明は廃棄性とともに耐火性や不燃性並びに断熱性により建築内装断熱板材はもとより、屈撓性や緩衝性を活用して各種の包装材や梱包材として使用出来るとともに、コンテナやトレー等にも容易に成形でき且保温性や保冷性に優れるため、冷凍食品や保温食品類の包装容器にも極めて好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  液状発泡材の説明図である。
【図２】  板状に成形される本発明の成形方法の説明図である。
【図３】  板状に成形された本発明の説明図である。
【図４】  シート状に成形される本発明の成形方法の説明図である。
【図５】  シート状に成形された本発明の説明図である。
【図６】  トレー状に成形される本発明の成形方法の説明図である。
【図７】  トレー状に成形された本発明の説明図である。
【図８】  発泡構造の拡大説明図である。
【符号の説明】
【００２６】  １    液状発泡材
１Ａ  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
１Ｂ  天然ゴムラテックス
２    板状の成形方法
２０Ａ  成形型
２０Ｂ  内部圧力調整蓋
２０Ｃ  加熱ヒーター
２０Ｄ  加熱空気
２０Ｅ  注気孔
２Ａ  シート状の成形方法
２１Ａ  ホッパー
２１Ｂ  駆動ロール
２１Ｃ  移送ベルト
２１Ｄ  加熱ロール
２１Ｅ  加圧ロール
２Ｂ  トレー状の成形方法
２２Ａ  注入間隙
２２Ｂ  外枠型
２２Ｃ  内枠型
２２Ｄ  加熱ヒーター
３    板状に成形された本発明
３Ａ  シート状に成形された本発明
３Ｂ  トレー状に成形された本発明
３Ｄ  発泡構造
３１    発泡セル
３１Ａ  無機質酸化珪素部
３１Ｂ  天然ゴム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006169484.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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