(57)【要約】      （修正有）【課題】  嵩高で安価なうえ使用後の廃棄に際して、短期に劣化や脆化或いは崩壊分解させることの可能な発泡状成形体を提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂素材若しくは熱硬化性樹脂材或いは生分解性樹脂素材に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を５乃至５０倍に加熱発泡させたうえ、平均粒径が１乃至１００μｍに粉砕した無機質発泡バルーンを１０乃至６０容量％で配合させ所要の形状に成形させた発泡状成形体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂素材若しくは熱硬化性樹脂素材にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を、少なくとも５乃至５０倍に加熱発泡させ、且その平均粒径が１乃至１００μｍに粉砕させた無機質発泡バルーンが１０乃至６０容量％で配合されたうえ所要の形状に成形されてなることを特徴とする発泡状成形体。
【請求項２】
使用素材がポリ・Ｌ・乳酸及びＤ・乳酸共重合体、β・ヒドロキシ酪酸及びβ・ヒドロキシ吉草酸共重合体、ポリ・ε・カプロラクトン、ポリブチレンサクシネート及びブチレンアジペート共重合体、デンプン・変性ポリビニルアルコール、デンプン・脂肪族ポリエステルからなる生分解性樹脂素材である請求項１記載の発泡状成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は発泡状成形体に係るもので、更に詳しくは原料素材にシロキサン及びシラノール塩からなる発泡バルーンが配合され成形される、発泡状成形体に関するものでる。
【背景技術】
【０００２】  合成樹脂素材は耐久性を初め強靭性や軽量性に加えて加工性にも優れることから、押出成形や射出成形或いは吹込成形等により多種且広範囲に亘る製品や部材に使用され、産業拡大に大きく寄与してきた。
加えてこれら製品や部材に断熱性能や緩衝性能を付与せしめ、併せて軽量化とコスト削減を図るために、発泡ガスや化学発泡剤を添加若しくは配合し成形させた発泡製品や発泡部材も多量に使用されている。【０００３】  ところで現状のかかる発泡製品や発泡部材とりわけ代表的な発泡ポリスチレンにおいては、ポリスチレンにペンタンの如き低沸点の炭化水素を含浸させたうえ加熱気化により発泡させるもので、より詳しくはポリスチレンの重合完了時にペンタンを加圧含浸させ加熱により予備発泡させ、且この予備発泡形状を維持させるためのエージングを施す予備発泡と、この予備発泡させたビーズを成形型内に注入し加熱加圧しビーズ相互を融着させる融着成形とによりなされるものである。【０００４】  更にポリウレタンやフェノール若しくはポリエチレンやポリプロピレン或いはポリ塩化ビニル等の素材による発泡製品や発泡部材では、二塩化五フッ化エタンや三塩化フッ化メタン若しくは三塩化三フッ化エタン等の溶剤型発泡剤や、アゾ化合物、Ｎ−ニトロソ化合物或いはスルホニル−ヒドラジド等の分解型発泡剤を素材に配合のうえ、加熱加圧下で分解ガスを生成せしめて所要の発泡度合に発泡させて成形製品や成形部材が形成される。【０００５】  然るにかかる現状の発泡製品や発泡部材は、発泡に際して生成される発泡ガスや化学発泡剤の分解ガスが成形加工時に揮散拡散し、或いは発泡製品や発泡部材の使用とともに発泡セル中の発泡ガスや分解ガスが応力付加により漏出し健康阻害はもとより環境汚染の原因ともなり、更には発泡製品や発泡部材は嵩高なうえ使用素材が合成樹脂素材でもあることから使用後においても長期に亘って残存するため廃棄が出来ず、従ってその廃棄処理には膨大な回収運搬費用が強いられるばかりか特別な焼却処理も必要である等、廃棄処理に際しては重大な問題に直面している。【０００６】  他方かかる問題に対処するため、合成樹脂素材に代えてポリ・Ｌ・乳酸等からなる生分解性樹脂素材への代替が試みられてなるものの、生分解性樹脂素材による製品や部材或いは発泡製品や発泡部材も、その成形手段には専ら合成樹脂製品や部材と同様の押出成形や射出成形或いは吹込成形等が用いられることから高温高圧で成形され、従って形成された製品や部材は極めて緻密且平滑な表面状態で形成される。【０００７】  しかしながら生分解性樹脂素材の生分解原理は、吸水吸湿に伴う加水分解作用及び主として土壌菌類の生産する酵素による酵素分解作用との相互作用により、崩壊並びに分解がなされるものとされている。
従って吸水吸湿条件や酵素条件が満足される状態においても、緻密且平滑に形成された生分解性樹脂製品や部材内部には吸水吸湿或いは酵素の侵入がなされにくく、極めて薄肉脆弱な包装フィルム材でさえ自然条件下では、その崩壊や分解には数ヶ月から数十ヶ月に亘る長期間を要し、使用且廃棄頻度の高い包装フィルム材等では膨大量が廃棄残留し、生分解性素材としての効果が全く実現されない問題を抱えている。【０００８】  発明者は上述の如き合成樹脂素材による発泡製品や発泡部材、或いは生分解性樹脂素材による製品や部材の抱える問題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溶液を、加熱による水分蒸散をさせて略５乃至５０倍の酸化珪素を主成分とする無機質発泡体となしえること、及びこの無機質発泡体を微細に粉砕することにより極めて低比重高嵩高の無機質発泡バルーンが形成しえることを解明した。【０００９】  加えて該無機質発泡バルーンは合成樹脂素材や生分解性樹脂素材に容易に配合混練でき、而も広範な成形手段を用いて多様な製品や部材が成形可能なこと、或いは該無機質発泡バルーンが配合され成形された製品や部材の外表面に現出された無機質発泡バルーンは吸水吸湿能が強く、且吸水吸湿により容易に崩壊して吸水吸湿或いは酵素の侵入を促進させるための多量の崩壊凹陥孔が生成され、劣化や脆化並びに加水分解作用や酵素分解作用が著しく高められ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】
【００１０】  本発明は原料素材に配合させるのみで嵩高で安価なうえ、使用後の廃棄に際しても短期に劣化や脆化或いは崩壊分解させることの可能な、発泡状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】
【００１１】  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、ポリスチレンやポリ塩化ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂素材、若しくはフェノール樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂に、シロキサン及びシラノール塩からなる多分子量溶液を少なくとも５乃至５０倍に加熱発泡させたうえ、その平均粒径が１乃至１００μｍの微粉状に粉砕させた無機質発泡バルーンを１０乃至６０容量％割合に配合させたうえ、押出成形や射出成形若しくは吹込成形等の成形手段を用いて所望の形状に成形させた発泡状成形体の構成に存し、更には使用素材がポリ・Ｌ・乳酸樹脂を初めとする生分解性樹脂素材からなる発泡状成形体の構成に存する。
【発明の効果】
【００１２】  本発明はかかる構成からなるもので、配合される無機質発泡バルーンが酸化珪素を成分とし且その粒径も１乃至１００μｍの微粒状のため、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂或いは生分解性樹脂との混練性が良く、而も十分な耐熱性と耐圧性を保持するため、押出成形や射出成形或いは吹込成形等の成形手段を用いて多種多様な製品及び部材に成形することができる。
そしてこの配合される無機質発泡バルーンは５乃至５０倍に発泡されてなるから、その見掛比重も略０．０２乃至０．２程度と極めて嵩高軽量で、而もその粒径も１乃至１００μｍであるから、配合する粒径と配合割合のみで著しく嵩高軽量の発泡状製品や部材が形成されることになる。【００１３】  加えて本発明においては配合混練され、成形される製品や部材中に分散されてなる無機質発泡バルーンは、その成形の初期においては充填材としての補強作用を発揮するとともに使用経過に伴って、特には廃棄後の経過に伴い製品や部材の外表面に現出した無機質発泡バルーンの吸水吸湿に伴う崩壊による崩壊凹陥孔が多数生成されて、且該崩壊凹陥孔内の水分の温度変化に伴う膨張力や縮少力によりクラックが発生拡散して、更に内部に分散された無機質発泡バルーンへ伝播し透水透湿がなされるため、熱可塑性樹脂素材や熱硬化性樹脂素材でも劣化や脆化が著しく促進され短期に崩壊や朽壊がなされる。【００１４】  而も生分解性樹脂素材の場合には、かかる崩壊凹陥孔より吸水吸湿或いは酵素生産菌の生産する酵素が積極的に侵入し、加水分解作用と酵素分解作用とが促進され極めて短期に崩壊並びに分解がなされる。
加えて本発明に配合される無機質発泡バルーン３は成分が酸化珪素からなり且吸水性や吸湿性も高いため、その配合容量割合が略１５％以上の場合には難燃性も発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  ポリ・Ｌ・乳酸からなる生分解性樹脂素材に、その発泡度合が２５倍に発泡された無機質発泡体を平均粒径３μｍに粉細させた無機質発泡バルーンを３０容量％の割合で配合のうえ、押出成形機によりその厚さが３０乃至６０μｍのフィルム状に成形させた発泡状成形体。
【実施例１】
【００１６】  以下に本発明実施例を生分解性樹脂素材を用いて包装用や農業マルチング用フィルムの場合について説明すれば、生分解性樹脂素材１としてはポリ・Ｌ・乳酸及びＤ・乳酸共重合体やβ・ヒドロキシ酪酸及びβ・ヒドロキシ吉草酸共重合体、ポリ・ε・カプロラクトン、ポリブチレンサクシネート及びブチレンアジペート共重合体、デンプン・変性ポリビニルアルコール、デンプン・脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
そして使用目的により剛性や強靭性が要請されるものではポリ・Ｌ・乳酸及びＤ・乳酸共重合体からなる生分解性樹脂素材が望ましく、更に柔軟性が要請されるものではポリ・ε・カプロラクトンやポリブチレンサクシネート及びブチレンアジペート共重合体からなる生分解性樹脂素材が望ましい。【００１７】  かくして選択される生分解性樹脂素材１に配合される無機質発泡バルーン３は、図１に示すようにシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を少なくとも１１０℃以上の加熱により、含有水分の蒸散によって５乃至５０倍に発泡させて一旦無機質発泡体２を形成し、而して生分解性樹脂素材１と十分に分散混練されるよう且成形に際しての押出成形機や射出成形機或いは吹込成形機等において成形性が阻害されることのないよう、更には成形される製品や部材の外面仕上り状態を良好となさしめるうえからも、図２に示す如くその平均粒径としては最少でも１μｍ程度から最大でも１００μｍ程度の微粉状に粉細され無機質発泡バルーン３が形成される。【００１８】  かかる場合において無機質発泡バルーン３を形成するためのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は、石炭灰や焼成スラッジ等の無機産業廃棄物や火山ガラス等に多量に含有される酸化珪素をアルカリで溶解し珪酸ナトリウム所謂水ガラスとなしたるうえ、分子量（重量平均）で略４，０００乃至６，０００程度に多分子量化を図ったシロキサン及びシラノール塩との錯化合物の態様となしたものである。【００１９】  図３はフィルムからなる本発明品５の成形方法の説明図であって、押出成形機４のホッパー部４Ａより所要の容量割合を以って混合された生分解性樹脂素材１及び無機質発泡バルーン３とを供給し、この供給された生分解性樹脂素材１及び無機質発泡バルーン３は、シリンダー部４Ｂからの加熱とスクリュー部４Ｃによる移送とにより熔触混練されたうえ、Ｔ型ダイス部４Ｄにより所要の幅と厚さのフィルム状に成形され、且その吐出速度と引張ロール４Ｅの引張速度差とにより更にドラフトを付加させて、図４に示す如き所望の幅及び厚さのフィルム状の本発明品５が形成され巻取ロール４Ｆに巻取りがなされる。【００２０】  かかる場合において押出成形機４には特段の制約はなく、通常においてはポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂素材の成形のための押出機４で十分に使用できるが、留意すべきは配合される無機質発泡バルーン３は吸湿性が高いため、長時に開封放置することは避けるべきで且配合後は速やかな使用が望まれる。【００２１】  そして成形に際して配合される無機質発泡バルーン３は微粒状のものほど成形体全体に亘る分散性のうえから望まれるが、粒径が１μｍ以下では粉砕コストの上昇と且ブロッキングの発生に伴う分散性が阻害され、更に粒径が１００μｍ以上では成形性が阻害される危険が生ずる恐れがある。加えてその配合割合も原料素材に対し１０容量％以下となると劣化や脆化若しくは崩壊分解性が十分に発揮されず、且６０容量％を超えると成形体の強力低下を招来することを考慮すべきである。【００２２】  当然に生分解性樹脂素材も使用目的により組成や熔触指数等の異なるグレードの物が用いられ、このグレードにより成形条件も異なるものであるが、ポリ・Ｌ・乳��樹脂素材の場合では概ねホッパー部４Ａで６０乃至８０℃、シリンダー部４Ｂで１２０乃至２００℃、Ｔ型ダイス部４Ｄで１９０乃至２３０℃程度の温度が用いられ、ブチレンサクシネート樹脂素材の場合ではホッパー部４Ａで４０乃至７０℃、シリンダー部４Ｂで１４０乃至１８０℃、Ｔ型ダイス部４Ｄで１８０乃至２１０℃程度で押出成形がなされる。【００２３】  図５はフィルム状の本発明品５の崩壊凹陥孔の説明図であって、フィルム状に成形された本発明品５には配合された無機質発泡バルーン３が全体に亘って分散されてなるが、本発明品５の外表面に現出されてなる無機質発泡バルーン３は高い吸水吸湿能を保持するために、使用とともに特には屋外で使用され若しくは廃棄された場合には外部の水分や湿気を積極的に吸水吸湿して自己崩壊し、その初期段階では本考案品５の外表面に自己崩壊に伴う崩壊凹陥孔５Ａが多数生成されるとともに、この崩壊凹陥孔５Ａ内の水分が外部温度変化に伴う膨張並びに縮少を繰返す結果、該膨張力や縮少力によりフィルム内部に亀裂が拡散されて順次分散されてなる無機質発泡バルーン３の自己崩壊が促進される。【００２４】  そして使用樹脂素材が生分解性樹脂素材１では、フィルム内部に吸水吸湿はもとより土壌菌類の生産する酵素も容易に侵入しえるため、加水分解作用並びに酵素分解作用が相乗して働き、極めて短期に崩壊及び分解がなされることとなる。
更に使用樹脂素材が熱可塑性樹脂素材や熱硬化性樹脂素材の場合においても分散配合され且その外表面に現出する無機質発泡バルーン３がその初期段階においては吸水吸湿により自己崩壊し外表面に多数の崩壊凹陥孔５Ａが生成され、引き続いて該崩壊凹陥孔５Ａ内の水分が外部温度変化に伴い膨張し若しくは縮少する際の膨張力や縮少力によりフィルム内部に亀裂が拡散されて順次無機質発泡バルーン３の自己崩壊を促進することにより劣化や脆化が著しく増長されて短期に崩壊や朽壊がなされることとなる。【００２５】  以下に農業用マルチングフィルムによる本発明品の崩壊分解性テスト結果を報告すれば、テストに用いた本発明品はポリ・Ｌ・乳酸からなる生分解性樹脂素材に、その平均粒径が６μｍで且発泡度合２０倍の無機質発泡バルーンを３０容量％割合で配合のうえ押出成形機を用いて厚さ３０μｍ、幅２１０ｍｍのフィルム状に成形させたものを試料とした。更に対照としてポリ・Ｌ・乳酸からなる生分解性樹脂素材のみで、その厚さが３０μｍ、幅２１０ｍｍに成形させたものを使用した。【００２６】  崩壊分解性テストは試料及び対照を山形県寒河江市大字八鍬地先の里芋畑に、それぞれ一畝当り幅２１０ｃｍ、長さ３０ｍで敷設し、平成１６年４月１０日より平成１６年１０月１０日まで６ヶ月間曝露させ所定期間毎に試験片を採取し、ショッパー型引張強度試験機により初期強力に対する強力保持率と外形変化を視覚判定し、相互の結果より崩壊分解性を評価したもので、結果は表１の通り本発明品は極めて短期に崩壊分解が実現される。【００２７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２７】  予めその平均粒径が１乃至１００μｍの無機質発泡バルーンを形成しておき、熱可塑性樹脂素材や熱硬化性樹脂素材或いは生分解性樹脂素材に適宜配合割合で配合し形成することにより、安価且軽量で而も短期に劣化や朽壊或いは崩壊分解の可能な成形体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  無機質発泡体の説明図である。
【図２】  無機質発泡バルーンの説明図である。
【図３】  フィルム状本発明品の成形方法の説明図である。
【図４】  フィルム状本発明品の説明図である。
【図５】  フィルム状本発明品の崩壊凹陥孔の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】  １    生分解性樹脂素材
２    無機質発泡体
３    無機質発泡バルーン
４    押出成形機
４Ａ  ホッパー部
４Ｂ  シリンダー部
４Ｃ  スクリュー部
４Ｄ  Ｔ型ダイス部
４Ｅ  引取ロール
４Ｆ  巻取ロール
５    本発明品
５Ａ  崩壊凹陥孔
【図１】
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【図２】
2006316236.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006316236.tif 000006
【図５】
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