(57)【要約】【課題】  本発明は、通気性、通水性及び機械的強度に優れており、建築、土木用途や、水処理用途における濾過材として好適に用いることができる硬質多孔質体を提供する。【解決手段】  本発明の硬質多孔質体は、多孔質体の空隙部表面が熱硬化性樹脂皮膜で被覆され且つ通水性及び通気性を有するので、通水性及び通気性を有すると共に優れた機械的強度も有しており、建築、土木用途或いは水処理用の濾過材などの種々の用途に好適に用いることができる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体の空隙部表面が熱硬化性樹脂皮膜で被覆され且つ通水性及び通気性を有すること
を特徴とする硬質多孔質体。
【請求項２】
多孔質体が熱可塑性樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の硬質多孔
質体。
【請求項３】
硬質多孔質体１ｃｍ3 当たりの熱硬化性樹脂量が１０〜５００ｍｇであることを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の硬質多孔質体。
【請求項４】
多孔質体が、連続気泡率８０〜１００％の連続気泡発泡体であることを特徴とする請求項
１乃至請求項３の何れか１項に記載の硬質多孔質体。
【請求項５】
通水性及び通気性を有する多孔質体内に該多孔質体の通水性及び通気性を保持した状態に
未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた後、この熱硬化性樹脂を硬化させて多孔質体の空隙部
表面を熱硬化性樹脂被膜で被覆することを特徴とする硬質多孔質体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、土木用の内外壁、床材、目地材又は吸音材、水処理用の濾過材などに
好適に用いられる硬質多孔質体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から建築、土木用の内外壁、目地材又は吸音材として発泡体が多数用いられている
。そして、このような発泡体として、特許文献１には硬質ウレタンフォームが、特許文献
２には硬質塩化ビニル系樹脂発泡体が提案されているものの、上記硬質ウレタンフォーム
や硬質塩化ビニル系樹脂発泡体は、その連続気泡率が低いことから、通水性及び通気性に
劣り、吸音材として不充分であるといった問題点があった。
【０００３】
又、通気性及び通水性を有する多孔質体も多数、提供されているものの、耐荷重性が低
く、建築、土木用途には適していないという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０１２５２号公報
【特許文献２】特開平９−１２４８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、通気性、通水性及び機械的強度に優れており、建築、土木用途や、水処理用
途における濾過材として好適に用いることができる硬質多孔質体及びその製造方法を提供
する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の硬質多孔質体は、多孔質体の空隙部表面が熱硬化性樹脂皮膜で被覆され且つ通
水性及び通気性を有することを特徴とする。上記多孔質体としては、通水性及び通気性を
有しておれば、特に限定されず、例えば、ポリウレタン系連続気泡発泡体、ポリオレフィ
ン系連続気泡発泡体などの連続気泡発泡体、ポリエチレンテレフタレート繊維などのポリ
エステル系繊維からなる不織布などが挙げられ、連続気泡発泡体が好ましく、耐水性及び
耐薬品性に優れていることからポリオレフィン系連続気泡発泡体が好ましい。
【０００７】
なお、上記ポリオレフィン系連続気泡発泡体を構成するポリオレフィン系樹脂としては
、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、熱可塑性ポリオレフィン系エラ
ストマー等が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂は、単独で用いられても二種類以上が併
用されてもよい。
【０００８】
上記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチ
レン、エチレン成分を５０重量％以上含有するエチレンと重合性モノマーとの共重合体等
が挙げられる。ポリエチレン系樹脂は、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよ
い。
【０００９】
なお、エチレンと共重合可能な重合性モノマーとしては、例えば、プロピレン、１−ブ
テン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オ
クテン等のα−オレフィン、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル等が挙げられる。重合性モノマーは、単独で用いられても二種
類以上が併用されてもよい。
【００１０】
更に、上記ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレ
ンを５０重量％以上含有するプロピレンと重合性モノマーとの共重合体等が挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂は、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００１１】
なお、プロピレンと共重合可能な重合性モノマーとしては、例えば、エチレン、１−ブ
テン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オ
クテン等のα−オレフィンが挙げられる。プロピレンと共重合可能な重合性モノマーは、
単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００１２】
上記熱可塑性ポリオレフィン系エラストマーとは、常温ではゴム弾性を示し、高温では
可塑化されて各種の成形加工が可能となるものであり、一般に、分子中にエントロピー弾
性を有するソフトセグメント（ゴム成分）と、塑性変形を防止するためのハードセグメン
ト（分子拘束成分）とを共有していることが多く、成形可能な範囲においては部分架橋構
造を有する場合もあるが、広範囲の三次元架橋構造（網目構造）は有していない。
【００１３】
このような熱可塑性ポリオレフィン系エラストマーとしては、例えば、ソフトセグメン
トとしてポリエチレン、エチレンと少量のジエンとの共重合体或いはこれらの部分架橋物
等を有し、ハードセグメントとしてポリプロピレン等を有するブロック共重合体等からな
るポリオレフィン系エラストマーが挙げられる。熱可塑性ポリオレフィン系エラストマー
は、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００１４】
ここで、硬質多孔質体の通気性とは、硬質多孔質体によって仕切られた二つの空間部間
の空気を硬質多孔質体を通じて通わせることができることをいい、硬質多孔質体が連続気
泡発泡体から構成されている場合には、硬質多孔質体の通気性の目安として平均空気通過
時間が挙げられ、硬質多孔質体の平均空気通過時間は、長いと、硬質多孔質体の機械的強
度が低下することがあるので、１００秒以下であることが好ましい。
【００１５】
なお、硬質多孔質体の平均空気通過時間は、下記の要領で測定されたものをいう。即ち
、硬質多孔質体の任意部分から縦５ｃｍ×横１３ｃｍ×厚さ１ｃｍの直方体状の試験片を
切り出す。
【００１６】
なお、硬質多孔質体から上記大きさの試験片を切り出すことができない場合は、硬質多
孔質体から複数個の小片を切り出し、これら小片同士を互いに組み合わせることによって
上記大きさの試験片とすればよい。
【００１７】
そして、中央部に面積６４５．１６ｍｍ2 の円形状貫通孔が両面間に亘って貫通状態に
貫設された一対の挟持板を用意し、これら挟持板をそれらの貫通孔同士が挟持板の厚み方
向に合致した状態に互いに対向させると共に挟持板間に上記試験片をその厚さ方向を挟持
板の厚さ方向に合致させ且つ挟持板の貫通孔を閉塞させた状態に挟着一体化させて試験体
を作製する。
【００１８】
しかる後、上記試験体をこの試験体を挟んだ一方側が開放状態で且つ他方側が閉塞空間
部となった測定空間部内に配設する。そして、上記試験片に接触しないようにして、上記
試験体の閉塞空間部側から上記挟持板の貫通孔から露出した試験片の露出部分に空気を８
６２０Ｐａの圧力で試験片の露出面に対して直交する方向に吹き付け、５０ｃｍ3 の空気
が上記試験片を通過するのに要した時間を測定し、その時間を平均空気通過時間とする。
なお、上記平均空気通過時間の測定装置としては、東洋精機製作所社から商品名「Ｂ型ガ
ーレ式デンソメーター」で販売されている。
【００１９】
又、硬質多孔質体の通水性とは、硬質多孔質体の任意の表面から硬質多孔質体内に進入
した水が硬質多孔質体の他の表面に滲み出ることをいい、硬質多孔質体が連続気泡発泡体
から構成されている場合には、硬質多孔質体の通水性の目安として平均水通過時間が挙げ
られ、硬質多孔質体の平均水通過時間は、長いと、硬質多孔質体の機械的強度が低下する
ことがあるので、１００秒以下であることが好ましい。
【００２０】
ここで、硬質多孔質体の平均水通過時間は、下記の要領で測定されたものをいう。即ち
、硬質多孔質体の任意部分から縦５ｃｍ×横１３ｃｍ×厚さ２ｃｍの直方体状の試験片を
切り出す。
【００２１】
なお、硬質多孔質体から上記大きさの試験片を切り出すことができない場合は、硬質多
孔質体から複数個の小片を切り出し、これら小片同士を互いに組み合わせることによって
上記大きさの試験片とすればよい。
【００２２】
そして、中央部に面積１７６．６２ｍｍ2 の円形状貫通孔が両面間に亘って貫通状態に
貫設された一対の上下挟持板を用意し、これら上下挟持板をそれらの貫通孔同士が上下挟
持板の厚み方向に合致した状態に互いに対向させると共に上下挟持板間に上記試験片をそ
の厚さ方向を上下挟持板の厚さ方向に合致させ且つ上下挟持板の貫通孔を閉塞させた状態
に挟着一体化させて試験体を作製する。
【００２３】
しかる後、上側挟持板の貫通孔を通じて１２３ミリリットルの水をその自重によって試
験片中に浸透させて下側挟持板の貫通孔から滲み出させる。そして、試験片中に上側挟持
板の貫通孔を通じて水を浸透させ始めてから水が完全に試験片中に浸透するまでに要する
時間を測定し、この時間を平均水通過時間とする。なお、試験片中に浸透させた水は全て
下側挟持板の貫通孔から滲み出るようにしておく。
【００２４】
そして、上記連続気泡発泡体の連続気泡率は、低いと、通気性及び通水性が低下して建
築、土木用途に用いた場合に支障が生じる虞れがあるので、８０〜１００％が好ましく、
９０〜１００％がより好ましい。なお、連続気泡発泡体の連続気泡率は、ＡＳＴＭ  Ｄ−
２８５６−９４に基づき空気比較式比重計を用いて独立気泡率を測定して下記式に基づい
て求められたものをいう。
連続気泡率（％）＝１００−独立気泡率（％）
【００２５】
又、連続気泡発泡体の平均破膜面積割合は、小さいと、硬質多孔質体の通水性及び通気
性が低下することがある一方、大きいと、硬質多孔質体の耐荷重性が低下することがある
ので、２０〜８０％が好ましく、３０〜６０％がより好ましい。
【００２６】
ここで、連続気泡発泡体の平均破膜面積割合は、下記の要領で測定されたものをいう。
即ち、連続気泡発泡体を任意の方向に切断し、この切断面をｘｙ面とする。そして、この
ｘｙ面に対して直交し且つ互いに９０℃の位相差で十字に交差する二つの面（ｙｚ面、ｚ
ｘ面）で連続気泡発泡体を更に切断する。
【００２７】
そして、連続気泡発泡体におけるｘｙ面、ｙｚ面及びｚｘ面に沿った各断面を電子顕微
鏡を用いて撮影し、各断面の２５倍の拡大写真を得る。各拡大写真毎に、互いに隣接して
集合した気泡５個分を任意に抽出し、この気泡５個分の全面積に対する、これら気泡のう
ちの気泡膜が破れて黒い空洞になっている部分の全面積の百分率を算出し、各断面から算
出された百分率の相加平均を連続気泡発泡体の平均破断面積割合とする。
【００２８】
具体的には、上記の如くして撮影した各拡大写真において、互いに隣接して集合した気
泡５個を任意に抽出し、これら５個の気泡を透明なグラフ用紙に写し取って切り取り、切
り取った部分の重量Ｗ1 を測定する。
【００２９】
更に、この抽出した５個の気泡において、気泡膜が破れて切断面の奥に見える黒い空洞
となっている部分を上記と同一密度を有するグラフ用紙に写し取って切り取り、切り取っ
た部分の重量Ｗ2 を測定する。
【００３０】
次に、各切断面毎に下記式に基づいて破断面積割合を算出し、これら断面毎の破断面積
割合の相加平均を平均破断面積割合とする。なお、拡大写真の撮影の際に、連続気泡発泡
体の各断面に金を蒸着した後に写真撮影を行なうと、気泡膜及び気泡膜が破れている部分
の映像が鮮明になり判別し易くなるので好ましい。
破断面積割合（％）＝１００×Ｗ2 ／Ｗ1 
【００３１】
そして、硬質多孔質体の空隙部表面を被覆している熱硬化性樹脂皮膜を構成している熱
硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などが挙げら
れる。
【００３２】
更に、硬質多孔質体の熱硬化性樹脂量は、少ないと、硬質多孔質体の内部に形成された
空隙部表面を熱硬化性樹脂で充分に被覆することができず、硬質多孔質体の機械的強度が
低下することがある一方、多いと、硬質多孔質体の空隙部が熱硬化性樹脂で埋められてし
まって、硬質多孔質体の通水性及び通気性が低下してしまう虞れがあるので、硬質多孔質
体１ｃｍ3 当たり１０〜５００ｍｇとなるように調整することが好ましい。
【００３３】
なお、硬質多孔質体の熱硬化性樹脂量は下記の要領で測定することができる。先ず、硬
質多孔質体の体積Ｖ（ｃｍ3 ）を測定する。次に、多孔質体を溶解し且つ熱硬化性樹脂を
溶解しない溶媒に硬質多孔質体を浸漬し、多孔質体を溶媒に完全に溶解させる。しかる後
、溶媒中の不溶解分を２００メッシュの金網で濾過し、金網上の残渣を真空乾燥して乾燥
残渣の重量Ｗ（ｍｇ）を測定し、下記式に基づいて算出することができる。
硬質多孔質体１ｃｍ3 当たりの熱硬化性樹脂量（ｍｇ）＝乾燥残渣の重量Ｗ／Ｖ
【００３４】
上記多孔質体を溶解し且つ熱硬化性樹脂を溶解しない溶媒としては、多孔質体の材質と
熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、多孔質体がポリオレフィン系
樹脂から形成されている場合には１２０℃のキシレンが、多孔質体がポリエチレンテレフ
タレートから形成されている場合にはジメチルホルムアミドが、多孔質体が熱可塑性樹脂
から形成されている場合には超臨界水が挙げられる。
【００３５】
次に、上記硬質多孔質体の製造方法について説明する。先ず、通水性及び通気性を有す
る多孔質体を未硬化の熱硬化性樹脂中に浸漬する。なお、熱硬化性樹脂が硬化するにあた
って硬化剤を必要とする場合には、熱硬化性樹脂中に硬化剤を予め添加しておく。
【００３６】
ここで、多孔質体の通水性とは、多孔質体の任意の表面から多孔質体内に進入した水が
多孔質体の他の表面に滲み出ることをいい、又、多孔質体の通気性とは、多孔質体によっ
て仕切られた二つの空間部間の空気を多孔質体を通じて通わせることができることをいう
。
【００３７】
多孔質体を未硬化の熱硬化性樹脂中に浸漬させるにあたっては、多孔質体内の空隙全体
に熱硬化性樹脂が充分に満たされるようにすることが好ましい。このように多孔質体内の
全体に熱硬化性樹脂を満たすことによって、多孔質体の表面は勿論のこと、空隙部表面の
全体に熱硬化性樹脂を付着させることができ、得られる硬質多孔質体の空隙部表面を全面
的に熱硬化性樹脂被膜で被覆して、得られる硬質多孔質体の機械的強度を優れたものとす
ることができる。
【００３８】
次に、多孔質体を絞るなどして、多孔質体内に充満させた熱硬化性樹脂を多孔質体外に
排出し、多孔質体の通水性及び通気性を保持した状態に多孔質体内に未硬化の熱硬化性樹
脂を含浸させる。即ち、多孔質体内の空隙部表面の略全面に未硬化の熱硬化性樹脂被膜を
付着させた状態とする。なお、多孔質体は、熱硬化性樹脂を含浸させた後において通気性
及び通水性を維持しておればよく、通気性及び通水性が低下してもよい。
【００３９】
上記多孔質体内に含浸させる未硬化の熱硬化性樹脂の量は、少ないと、多孔質体の内部
に形成された空隙部表面を熱硬化性樹脂で充分に被覆することができず、得られる硬質多
孔質体の機械的強度が低下することがある一方、多いと、多孔質体の空隙部が熱硬化性樹
脂で埋められてしまって、得られる硬質多孔質体の通水性及び通気性が低下してしまう虞
れがあるので、硬質多孔質体１ｃｍ3 当たり１０〜５００ｍｇとなるように調整すること
が好ましい。
【００４０】
次に、多孔質体内に含浸させた熱硬化性樹脂を熱硬化性樹脂の種類に応じた要領、例え
ば、加熱するなどの要領でもって硬化させて、多孔質体の表面、及び内部に形成された空
隙部表面を略全面的に熱硬化性樹脂被膜によって被覆する。
【００４１】
このようにして得られた硬質多孔質体は、その表面、及び内部に形成された空隙部表面
が熱硬化性樹脂被膜によって略全面的に被覆され、耐荷重性などの機械的強度に優れたも
のとなっており、種々の用途に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の硬質多孔質体は、多孔質体の空隙部表面が熱硬化性樹脂皮膜で被覆され且つ通
水性及び通気性を有することを特徴とするので、通水性及び通気性を有すると共に優れた
機械的強度も有しており、建築、土木用途或いは水処理用の濾過材などの種々の用途に好
適に用いることができる。
【００４３】
そして、上記硬質多孔質体において、硬質多孔質体１ｃｍ3 当たりの熱硬化性樹脂皮膜
量が１０〜５００ｍｇである場合には、硬質多孔質体の通水性及び通気性を充分に確保し
つつ、空隙部表面を熱硬化性樹脂皮膜で充分に被覆しており、硬質多孔質体は、優れた通
水性及び通気性を維持しつつ更に優れた機械的強度を有する。
【００４４】
更に、上記硬質多孔質体において、多孔質体が、連続気泡率が８０〜１００％の連続気
泡発泡体である場合には、硬質多孔質体は優れた通水性及び通気性を有しており、建築、
土木用途に更に好適に用いることができる。
【００４５】
又、本発明の硬質多孔質体の製造方法は、通水性及び通気性を有する多孔質体内に該多
孔質体の通水性及び通気性を保持した状態に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた後、この
熱硬化性樹脂を硬化させて多孔質体の空隙部表面を熱硬化性樹脂被膜で被覆することを特
徴とするので、得られる硬質多孔質体はその内部に形成された空隙部表面が熱硬化性樹脂
被膜によって被覆されており、通水性及び通気性を有すると共に優れた機械的強度をも有
し、よって、建築、土木用途或いは水処理用の濾過材などの種々の用途に好適に用いるこ
とができる。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
硬化剤としてポリアミド（富士化成工業社製  商品名「トーマイド２５５」）を添加し
てなる未硬化のエポキシ樹脂内に、通水性及び通気性を有するポリエチレン連続気泡発泡
体（連続気泡率：１００％、発泡倍率：３０倍、平均空気通過時間：０．３秒、平均水通
過時間：１．５秒、平均破膜面積割合：５５％）を全面的に浸漬させて、ポリエチレン連
続気泡発泡体の内部に形成された空隙部をエポキシ樹脂で充満させた。なお、エポキシ樹
脂１００重量部に対してポリアミドを１００重量部添加した。
【００４７】
次に、ポリエチレン連続気泡発泡体をエポキシ樹脂内から取り出し、ポリエチレン連続
気泡発泡体を手で絞ることによって、ポリエチレン連続気泡発泡体内の余分なエポキシ樹
脂を除去して、ポリエチレン連続気泡発泡体の気泡表面にエポキシ樹脂が略全面的に付着
した状態とした。
【００４８】
そして、ポリエチレン連続気泡発泡体を常温にて２４時間に亘って放置することによっ
てエポキシ樹脂を硬化させて、ポリエチレン連続気泡発泡体の気泡表面を略全面的にエポ
キシ樹脂被膜によって被覆して硬質多孔質体を得た。なお、硬質多孔質体のエポキシ樹脂
量は、硬質多孔質体１ｃｍ3 当たり２９０ｍｇであり、又、硬質多孔質体は、その平均空
気通過時間が０．４秒、平均水通過時間が１．９秒、比重が０．３２４であった。
【００４９】
（実施例２）
ポリエチレン連続気泡発泡体の代わりに、ポリウレタン連続気泡発泡体（連続気泡率：
１００％、発泡倍率：３０倍、平均空気通過時間：０．２秒、平均水通過時間：１．２秒
、平均破膜面積割合：６０％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして硬質多孔質体を
得た。なお、硬質多孔質体のエポキシ樹脂量は、硬質多孔質体１ｃｍ3 当たり１５０ｍｇ
であり、又、硬質多孔質体は、その平均空気通過時間が０．４秒、平均水通過時間１．４
秒、比重が０．１８４であった。
【００５０】
（実施例３）
硬化剤としてポリアミド（富士化成工業社製  商品名「トーマイド２５５」）を添加し
てなる未硬化のエポキシ樹脂の代わりに、硬化剤としてメチルエチルケトンパーオキサイ
ド（日本油脂社製  商品名「パーメックＨ」）を添加してなる未硬化の不飽和ポリエステ
ル樹脂（昭和高分子社製  商品名「リゴラック」）を用いたこと以外は実施例１と同様に
して硬質多孔質体を得た。なお、硬質多孔質体の不飽和ポリエステル樹脂量は、硬質多孔
質体１ｃｍ3 当たり２００ｍｇであり、又、硬質多孔質体は、その平均空気通過時間が０
．６秒、平均水通過時間が２．２秒、比重が０．２３４であった。なお、不飽和ポリエス
テル樹脂１００重量部に対してメチルエチルケトンパーオキサイドを１重量部添加した。
【００５１】
（比較例１）
硬化剤としてポリアミド（富士化成工業社製  商品名「トーマイド２５５」）を添加し
てなる未硬化のエポキシ樹脂の代わりに、アクリル酸エステルを主成分とするエマルジョ
ン（昭和高分子社製  商品名「ＡＴ−１３０」）を用いて７０℃で５時間に亘って放置し
て重合させたこと以外は、実施例１と同様にして硬質多孔質体を得た。
【００５２】
なお、硬質多孔質体における熱可塑性樹脂であるポリアクリル酸エステル量は、硬質多
孔質体１ｃｍ3 当たり３００ｍｇであり、又、硬質多孔質体は、その平均空気通過時間が
１．９秒、平均水通過時間が３．５秒、比重が０．３３４であった。
【００５３】
得られた硬質多孔質体の耐荷重性を下記に示した要領で測定し、その結果を表１に示し
た。
【００５４】
（耐荷重性）
硬質多孔質体の任意の部分から一辺が３ｃｍの立方体形状の試験片を切り出した。この
試験片を一対の平行板間に挟持し、この平行板の間隔を狭めることによって試験片に対し
て１ＭＰａの圧縮力を加えた。
【００５５】
そして、圧縮前後の試験片の厚みの差が圧縮前の試験片の厚みの５％未満であるものを
○、５％以上であるものを×とした。
【００５６】
【表１】
2005263865.tif 000002