(57)【要約】【課題】  無機物又は／及び有機物の固形物と液状のバインダーとして合成樹脂とを金型中で成形する際に、その成形時間を短縮して生産性を高くできる製造方法を提供する。【解決手段】  無機物又は／及び有機物の固形物(Ａ)と液状のバインダーとして不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂及び分子中にイソシアネート基を有するポリウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の合成樹脂（Ｂ）とを金型中で成形する成形体の製造方法に於いて、金型を加熱すると同時に、加熱した気体を金型内に吹き込みながら成形することを特徴とする多孔質成形体の製造方法に関する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機物又は／及び有機物の固形物(Ａ)と液状のバインダーとして不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂及び分子中にイソシアネート基を有するポリウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の合成樹脂（Ｂ）とを金型中で成形する成形体の製造方法に於いて、金型を加熱すると同時に、加熱した気体を金型内に吹き込みながら成形することを特徴とする多孔質成形体の製造方法。
【請求項２】
無機物又は／及び有機物の固形物(Ａ)が、直径１〜２０ｍｍの粒状のもの、鱗片状のもの、又は平均直径０．５〜１０ｍｍのひじき状のもの、又は、アスペクト比が３〜６である長形のものである請求項１記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項３】
無機物又は／及び有機物の固形物(Ａ)と合成樹脂（Ｂ）との重量比が、１００／５〜３５である請求項１又は２記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項４】
加熱した気体が、水分を含有する空気である請求項１〜３のいずれかに記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項５】
気体が、８０〜１６０℃に加熱された気体である請求項１〜４のいずれかに記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項６】
空隙率が１０〜４０％であって、孔が連通して通気性がある請求項１〜５のいずれかに記載の多孔質成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石、鉱物質などの無機物、プラスチック類、ゴム類、木材、貝殻などの有機物の固形物と、合成樹脂の液状バインダーとを加熱成形により成形体を得る成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物として排出されるプラスチック類、ゴム類、木材、貝殻類などの粒状、ひじき状、鱗片状などの固形物、廃物ではない自然石、砕石、或いは汚泥スラッジ、高宰などを人工的に団粒化したものをエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダーとしてブロック状やプレート状に固めて舗装材や外壁材として利用されている。これら成形体は用途に適するように下層を石やＦＲＰ破砕物を用いた剛体層で上層をゴムや軟質プラスチック類を用いた柔軟層の二層構造や場合により多層構造体にして使用することなどがある。
【０００３】
これらの成形体の製造は大方モールドを用いた熱プレス法で成形されている。具体的には、ゴムチップをウレタンバインダーを用いて弾性層を形成させ、砂、砂利、砕石などの剛性粒状物をエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂をバインダーとして形成する層の複層レジンコンクリートの成形方法などが記述されている（例えば特許文献１参照）。また、成形体の中心部への熱伝達が速くなるようピンが付随したモールドを用いることにより成形時間の短縮法が述べられている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、いずれの方法も、粒状、ひじき状、鱗片状、或いは粉状のものからなる固形物を熱硬化性樹脂をバインダーに用いて熱プレス成形にて肉厚のブロックやプレート状の多孔質成形体を得ようとする場合、成形物中心部への熱伝達が遅く、成形に長時間を要することが大きな課題である。しかも成形厚さが厚く面積も大きくなればなる程成形時間を要し、成形物トータル価格に占める成形費率が高くなり経済的でない結果となる
【０００５】
またゴムチップとゴムチップを結合する合成樹脂とからなる柔軟層（上層）を形成し、この上層と繊維強化プラスチックからなる下層とからなる歩行路用舗装材が提案されている（例えば特許文献３参照）。
しかし上記と同様、熱プレス成形にて肉厚のブロックやプレート状の多孔質成形体を得ようとする場合、成形物中心部への熱伝達が遅く、成形に長時間を要するという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３２５１９号公報（段落０００６〜０００７）
【特許文献２】特開２０００−３１９８０８号公報（段落００３８〜００３９）
【特許文献３】特開２００３−８２６０８号公報（段落０００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、無機物又は／及び有機物の固形物と液状のバインダーとして合成樹脂とを金型中で成形する際に、その成形時間を短縮して生産性を高くできる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】
本発明は、無機物又は／及び有機物の固形物(Ａ)と液状のバインダーとして不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂及びポリウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の合成樹脂（Ｂ）とを金型中で成形する成形体の製造方法に於いて、金型を加熱すると同時に、加熱した気体を金型内に吹き込みながら成形することを特徴とする多孔質成形体の製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法によれば、一般的なモールド熱板を通して加温する方法に加え、加熱した気体をモールドの側面或いは上下面に開けたいずれかの孔より、モールド内部に有効な手法で圧送して成形体内部への熱伝達を速くしてバインダーである樹脂の硬化を促進することで、成形時間を大幅に短縮することが可能で生産時の経済効果が従来法に比べ大きく改善することができる。
即ち、成形時間を大幅に短縮することでその経済効果が大きく、例えば従来法での生産方式では量産化が乏しく、価格的にも高くなり汎用化製品になり難かったものも、本発明の製造方法によると経済面で汎用化レベルに到達し、大きな市場が望めることにも繋がる。また、この多孔質成形体の原料資材にリサイクル品を利用するならば汎用化で需要量が増せば効果的なマテリアルリサイクリング製品となり、工業廃材の有効な再利用用途となり産業界への大きな貢献が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明で使用する無機物又は／及び有機物の固形物(Ａ)は、石、鉱物質などの無機物、プラスチック類、ゴム類、木材、貝殻などの有機物を破砕して粒状、鱗片状、ひじき状、粉状のものの単一のもの又は混合してなるものであり、通常粉状のものから得られる固形物については人工的に団粒化したものである。石、鉱物質などの無機物としては自然石、砕石であり、一般的なものが挙げられる。
【００１１】
プラスチック類とは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂による成形物であり、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂及び分子中にイソシアネート基を有するポリウレタン樹脂のいずれか１種の樹脂(Ｂ)をバインダーとして熱成形法により成形することから、熱可塑性プラスチック類の中では例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ樹脂)、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）等の融点が１００℃以上のものからなるものが好ましい。また、熱硬化性樹脂からなる成形物としては例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などからなるものであり、例えばプリント基板（エポキシ樹脂）、電気・電子機器部品（フェノール樹脂）化粧板（メラミン樹脂）、ＦＲＰ（不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂）成形物である。
前記のＦＲＰ成形物とは、例えば浴槽、浴室パネル、防水パン、洗面化粧台、洗面ボール、台所カウンター、浄化槽等の住宅用部材、パイプ、水槽、等の工業用部材、各種電気部品等、船舶、小型ボート、自動車部材、ヘルメット、マネキン、椅子等が挙げられる。
【００１２】
ゴム類としては、例えば天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、アクリルゴム、多硫化ゴム等が挙げられる。これらのうち、これらの成分からなる廃棄されたゴム、使用済みのタイヤ、チューブなどのゴム製品の粉砕物が好ましい。またゴム類の形状は、ファイバー状、粒状であるものが好ましい。粒状のものは、平均粒子径が、０．５〜２０ｍｍのものが好ましく、１〜１０ｍｍの範囲のものが特に好ましい。これらのゴム類を単独で、または混合して使用するものである。
【００１３】
木材とは通常の切り出した木材でも差し支えないが、資源の有効利用の観点から工場から出る端材、廃材、建築廃材、間伐材、樹皮など適する。
又、貝殻とは天然、養殖などの特産地から多量に発生するかき殻、ホタテ貝殻などである。
【００１４】
石、鉱物質などの無機物、ゴム類、プラスチック類、木材などの破砕方法はいかなる方法でもかまわないが、通常使用されている破砕機で、例えば目開き４〜２０mmのスクリーンを備えた破砕機を用いるとよい。２mm未満のスクリーンを用いることは、破砕の効率が悪く好ましくない。
【００１５】
粉状のものを人工的に団粒化した固形物とは、溶鉱炉の高宰、下水道の終末処理場から出るスラッジなどを粘結材を用いて粒状化したものなどが好ましく使用される。
【００１６】
本発明に用いるこれら固形物（Ａ）のサイズは、粒状、鱗片状のものでは径が０．５〜２０ｍｍ、ひじき状のものでは平均直径が０．５〜１０ｍｍ、長形のものではアスペクト比が３〜６の範囲のものが好ましく、その単独または混合して使用することができる。
【００１７】
本発明で使用される液状のバインダーである不飽和ポリエステル樹脂とは、不飽和ポリエステルのスチレンモノマー溶解液で、又ビニルエステル樹脂とはエポキシ−アクリレートのスチレンモノマー溶解液で、ポリウレタン樹脂とは、常温で液状の一液形のイソシアネート基を有するポリウレタン樹脂溶液である。これらは硬化剤、硬化促進剤を添加し常温〜加熱によって硬化する。
不飽和ポリエステル樹脂とビニルエステル樹脂の使い分けは経済性、成形物の耐久性要求度合いなどを考慮して決定される。経済性においては一般的に不飽和ポリエステル樹脂が優れ、耐久性の中でも特に耐蝕性についてはビニルエステル樹脂が優れている。またこれらの樹脂は剛体に仕上がるが、ポリウレタン樹脂は、硬化物に柔軟性を付与した弾性体に仕上がることにおいて優れており、舗装用に柔軟層として用いることができる。
【００１８】
本発明では、前記固形物(Ａ)と前記合成樹脂（Ｂ）の混合は、食品用に用いられる一軸の混合練器や、モルタルミキサー等の一般的に廉価な混合装置でよい。かかる合成樹脂(Ｂ)であると常温下で混合でき、混合物の常温でのゲルタイムは長く、加熱すると硬化が加速的に促進される特徴を有している。
【００１９】
前記固形物(Ａ)と合成樹脂(Ｂ)の混合比率は、固形物(Ａ)のサイズ、粒度分布、密度、これら自体が吸油する性状によって異なるが、後述する成形物の空隙率の範囲となるように考慮する必要があり、好ましくはＡ：Ｂが１００：５〜３５（重量比）である。
【００２０】
上記ＡとＢを混合したものをモールドに供給して熱成形により固結成形物を得るが、成形物の空隙率は好ましくは１０〜４０％であり、その孔の大部分が連通して通気性になるように調製する。かかる空隙率が１０％未満であったり、空隙率が１０％以上でも独立した空隙では加熱空気や加熱不活性ガスを成形中のモールド内に吹き込んだ時有効に作用せず、成形時間短縮をなすことができない。また、空隙率が４０％を越えると成形時間短縮をなすことができるが固結物の強度が極端に低下して実用に供することができなくなることから好ましくない。
ここで、空隙率は次ぎの(式1)で計算されるものである。
(式１)空隙率＝「Ｘ−Ｙ／Ｘ」×１００
Ｘ：本発明の固結成形体の体積(縦×横×高さから計算する)、
Ｙ：本発明の固結成形体を水の満たされた容器に浸漬した際、その容器からあふれ出た水の量、
Ｘ−Ｙ：全体空隙の体積合計
【００２１】
本発明の製造法は、モールド成形時、金型、特にその熱板を通して加温する方法に加え、加熱した気体、例えば空気や不活性ガスを成形中のモールドに吹き込み成形物の空隙を利用して熱の伝達を速めて成形し、成形時間短縮法にかかるものである。
【００２２】
上記加熱した気体の吹き込みによる合成樹脂(Ｂ)の硬化を促進するために、かかる気体を必要な温度に加熱し、その風量を加熱送風機に通して送ることにより達成することができる。
加熱される気体としての空気とは、通常の空気を加熱装置を用いて加熱したもので、また加熱される不活性ガスとは窒素、一酸化炭素、二酸化炭素などの単体若しくは混合ガスで工業的に不活性ガスとして用いられているものを加熱装置で加熱したものである。
【００２３】
送入する気体の温度は、用いる合成樹脂（Ｂ）を硬化させるために必要な温度で硬化短縮に効果のある高温であることが好ましい。しかし合成樹脂が熱分解をしたり、物性に悪影響を与えない温度を採る必要がある。
また加熱した空気は、合成樹脂として分子中にイソシアネート基を有するポリウレタン樹脂を用いる場合は、水分を含むものであることが好ましい。
加熱した空気は、ポリウレタン樹脂を硬化させるには、化学量論的な量以上の十分な水分量を含む空気であることが好ましい。この場合「化学量論的な量以上の十分な水分量」とは化学量論的に必要とされる量の５倍から５０倍の水分の量を意味するものである。
【００２４】
加熱される気体の発生送入装置は適切な一般的熱源装置で加熱され、成形物の空隙に効率よく気体を導入するためにモールド加圧より低めの適度な圧力でシリンダーポンプなどを通して送入し、送入孔から離れた位置に排気の孔も設けて成形物内部に加熱された気体の連続的な流れが発生するようにしてやれば良い。その際の加熱された気体の送風量は、成形物の容積などによって適宜選択される。
【００２５】
本発明により得られる成形体は、さらに他の層を積層した複合層からなるものでもよく、かかる他の層については空隙率、固形物の種類、固結用バインダーの種類を特に限定するものではない。本発明により得られる成形体を舗装用のブロック、プレートのような自動車道路対象とする場合にはできる限り剛体になるよう自然石、砕石、熱硬化成形物からなる固形物(Ａ)を選んでなる多孔質剛体層を形成し、また、歩行を対象とする床、舗装用には前記多孔質剛体層を下層に、その上にゴムチップなどの柔軟層を形成させた複合層を選択することができる。さらに、透水性を所望する成形体としては単層、複合のいずれの層も多孔質を生かして調製することができる。
【００２６】
本発明により得られる成形体は、ブロック状若しくはプレート状であり、好ましくは縦１００ｍｍ〜１０００ｍｍ、横の１００ｍｍ〜２０００ｍｍ、厚さは用途に応じて選択するが５〜１００ｍｍで、好ましくは１０〜８０ｍｍである。
【００２７】
本発明での成形体は着色加工することもできる。例えば、単層、或いは、複合層用混合物に顔料粉、或いは予めトナーとした液状またはペースト状の顔料を加えて着色する方法がある。また、既に着色している固形物(Ａ)を使って製造することもできるし、でき上がった成形物を塗装したり、フィルムを貼り付ける方法等いずれでも良い。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、文中の「部」、「％」は、断りのない限り重量基準である。
【００２９】
（実施例１）
不飽和ポリエステル樹脂製白色キッチンカウンター（人造大理石調）成形品の破砕物で１２ｍｍの篩通過品９００部、不飽和ポリエステル樹脂であるポリライトＭＰＳ１８０(大日本インキ化学工業（株）製)１００部、硬化剤としてパーブチルＺ(日本油脂（株）製)３．０部を順じ加えて室温下で約５分間均一になるまでモルタル混合用簡易混合機にて混合した。
別に離型剤処理をした縦１５ｃｍ、横２２ｃｍ、深さ４ｃｍで容積１３２０ｃｍ３のモールドに上記で用意した混合物１，４５２部を入れ、平滑に均した後モールドを閉じた。上下板とも１５０℃になるようにセットしたプレスに７kgf/cm2で圧締した。直ちに、温度・水分の調節器を装備したガス加熱装置と１ストローク５００ｃｍ３／２秒の能力を持つシリンダーポンプが一体となった加熱ガス送入装置を用い１４０℃加熱空気を送入した。このモールドは図１に示す様に片側面に等間隔で開けられた直径５ｍｍの貫通孔を送入孔として、モールド内で加熱空気が乱流を起こし内部温度が効率的に上がるように同数、同寸法の排気孔を反対側面に設けた。プレスセット5分経過後、開圧して縦１５ｃｍ、横２２ｃｍ、厚さ４ｃｍの多孔質成形物を得た。
得られた成形物の物性は下表の通りであり、舗装用ブロックとして使用できる強度を有していた。
成形物の物性
外観          白色
曲げ強度        ６．４ＭＰａ(JASS7M101に準拠)  
比重          １．１０
空隙率（％）      ２５
【００３０】
（比較例１）
実施例1において、モールド側面に加熱空気送入孔、排気用の貫通孔のないモールドを用いて、加熱空気を送入しない点を除いて、他は実施例１と同様な操作で、実施例１に相当する強度に達するまでのプレス成形時間は1５分を要した。
【００３１】
（実施例２）
白色キッチンカウンター（人造大理石調）成形品の破砕物とポリライトＭＰＳ１８０(大日本インキ化学工業（株）製)、硬化剤としてパーブチルＺ(日本油脂（株）製)を用いて実施例1と同じ配合物を用いた。
一方、上記配合物による成形ブロックの表層材用混合物としてＥＰＤＭの廃ゴムで粒直径１〜３ｍｍのベージュ色ゴム３５０部、同様な黒色ゴム３５０部、クリーム色の不飽和ポリエステル樹脂製ＦＲＰバスユニット成形品の破砕物で４ｍｍの篩通過品２００部の混合物に、分子内にＮＣＯ基を含有するウレタンプレポリマーで一液形のパンデックスＴＰ−１７３７(C)（遊離イソシアネート％＝１１、大日本インキ化学工業（株）製)１００部順次加えてモルタル混合用簡易混合機を用いて室温下で約５分間均一になるまで混合した。
プレス成型も実施例1に示すモールドを用い、まずモールドに上記で用意した実施例１と同じ混合物１，２１４部を入れ平滑になるように金鏝などを使用して軽く展圧した後、前述の表層材用の混合物２６４部を入れ平滑にしモールドを閉じた。その後は実施例１と全く同様な操作で、空気５００ｃｃ中に１ｇの水分を含む１４０℃の気体を５００ｃｍ３／２秒のストロークを持つシリンダーで送入し実施例1と同様５分で開圧し多孔質成形物を得た。
かようにして得られた成形物の物性は下表の通りであり、表層が弾性を有し歩道用ブロックとして使用できる強度を有していた。
成形物の物性
外観          ベージュ色
曲げ強度        ４．１ＭＰａ(JASS7M101に準拠)  
比重          １．１０
空隙率（％）      ２２
【００３２】
（比較例２）
実施例２において、モールド側面に加熱窒素ガス送入孔、排気用の貫通孔のないモールドを用いて、加熱窒素ガスを送入しない点を除いて、他は実施例２と同様な操作で、実施例２に相当する強度に達するまでのプレス成形時間は1７分を要した。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例等で使用される成形用金型を分解した斜視図。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  上型
Ｂ  中子
Ｃ  下型
１  加熱気体送入口
２  気体排出口
【図１】
2004209966.tif 000002