(57)【要約】水の吸収・放出に伴い膨張・収縮する略粒状の吸水性高分子材（２）と略粒状弾性材（３）を、架橋時の水分併存状態で結合力が強化される性質のバインダー材（４）と共に混練し、得られた混合材料を加圧、架橋してシート又はブロック状に成型し、成型後乾燥させると、吸水性高分子材（２）が水分放出により収縮した分だけその周囲に空隙を発生させ、全体の空隙率が高まった多孔質構造になることから、多数の空隙の存在で吸水性に優れるだけでなく、吸水性高分子材（２）の存在で保水性にも富むこととなり、保水性を重視する用途にも問題なく利用できる。また、加圧、架橋してシート状に成型する過程で、吸水性高分子材（２）中の水分が滲出分離してバインダー材（４）と接触し、バインダー材（４）の架橋を促進するため、確実に吸水性高分子材（２）と略粒状弾性材（３）とを一体化させた多孔質構造の弾性体（１）を製造できる。
2004060985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を吸収すると共に当該吸収した水分を放出可能な略粒状の吸水性材と、所定の略粒状弾性材と、架橋時の水分併存状態で結合力が強化される性質を有する未架橋樹脂材料製バインダー材とを、前記吸水性材をあらかじめ吸水状態としてそれぞれ所定量ずつ混練し、得られた混合材料に対し加圧成型及び加熱による架橋を行い、前記吸水性材中の水分の滲出分離を伴いつつ、シート状又はブロック状に成型して形成されることを特徴とする多孔質弾性体。
【請求項２】
前記吸水性材が、吸水性高分子材であることを特徴とする前記請求項１に記載の多孔質弾性体。
【請求項３】
前記吸水性材が、粒状のパーライトであることを特徴とする前記請求項１に記載の多孔質弾性体。
【請求項４】
前記吸水性高分子材が、前記水分の吸収速度に比べて放出速度が著しく遅く、且つ水分吸収に伴い膨張する一方放出時には収縮する性質を有することを特徴とする前記請求項２に記載の多孔質弾性体。
【請求項５】
前記略粒状弾性材が、多孔質のゴム粒とされることを特徴とする前記請求項１ないし４のいずれかに記載の多孔質弾性体。
【請求項６】
水分を吸収すると共に当該吸収した水分を放出可能な略粒状の吸水性材と、所定の略粒状弾性材と、架橋時の水分併存状態で結合力が強化される性質を有する未架橋樹脂材料製バインダー材とを、前記吸水性材をあらかじめ吸水状態としてそれぞれ所定量ずつ混練し、得られた混合材料を成型用金型間に配置し、前記混合材料に対し前記金型で加圧成型及び加熱による架橋を行い、前記吸水性材中の水分の滲出分離を伴わせつつ成型して略シート状体又は略ブロック状体を得ることを特徴とする多孔質弾性体の製造方法。
【請求項７】
前記吸水性材として、吸水性高分子材を用いることを特徴とする前記請求項６に記載の多孔質弾性体の製造方法。
【請求項８】
前記吸水性材として、粒状のパーライトを用いることを特徴とする前記請求項６に記載の多孔質弾性体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、多孔質のゴム材に関し、特に多孔度が高く吸水性に優れ、植物栽培用の培地としても利用可能な多孔質弾性体及びその製造方法に関する。
【背景技術】  近年、地面における速やかな排水と地下水の涵養を図るため、地面を覆う材料として透水性を備えたシート体が用いられるようになっている。近年、歩行時の衝撃を緩和する目的で敷設される弾性材製シートにもこうした透水性が求められており、弾性と透水性を兼ね備えたシート体として、弾性材チップをバインダー材で一体化し、多孔質構造のシートとする方法が提案されていた。こうした従来の多孔質弾性シートの一例として、日本国特許第２７４５０４３号公報に開示されるものがある。この従来の多孔質弾性シートは、数ｍｍ程度の粒状のゴムチップを適量の液状ポリウレタン等のバインダー材と所定量混練して金型間で加圧、加熱し、バインダー材を架橋して硬化させ、各ゴムチップが一体に結合されてシート状に成型されてなるものである。得られたシートはゴムチップ間に空隙を有した多孔質構造となっている。このようにゴムチップ間に空隙が生じていることから、透水性を有することとなり、水を表面から下方へ通過させられる。
従来の多孔質弾性シートは上記のように構成されていることから、透水性は有するものの、保水力はほとんどなく、保水性を重視する用途、例えば植物の培地などには利用できないという課題を有していた。
また、上記従来の多孔質弾性シートの製造にあたっては、ゴムチップ同士を結合させるバインダー材を架橋、硬化させて結合力を発生させるために、金型間の材料へ蒸気を導入して加熱し、架橋が確実に行えるようにしていたが、蒸気導入のために製造設備が複雑化し製造コストがかかるという課題を有していた。
本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、特別な製造工程を必要とせず、容易に多孔質構造が得られると共に、シートやその他の形状として十分な吸水性及び保水力を有する多孔質弾性体並びに当該多孔質弾性体の製造方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明に係る多孔質弾性体は、水分を吸収すると共に当該吸収した水分を放出可能な略粒状の吸水性材と、所定の略粒状弾性材と、架橋時の水分併存状態で結合力が強化される性質を有する未架橋樹脂材料製バインダー材とを、前記吸水性材をあらかじめ吸水状態としてそれぞれ所定量ずつ混練し、得られた混合材料に対し加圧成型及び加熱による架橋を行い、前記吸水性材中の水分の滲出分離を伴いつつ、シート状又はブロック状に成型して形成されるものである。
このように本発明においては、水を吸収・放出する略粒状の吸水性材と略粒状弾性材をバインダー材と共に混練し、得られた混合材料を加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型されてなり、成型後乾燥させると多孔質構造になることにより、多数の空隙の存在で吸水性に優れると共に、加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型する過程で、吸水性材中の水分が滲出分離してバインダー材と接触し、バインダー材の架橋を促進するため、確実に各吸水性材及び略粒状弾性材が結合一体化した構造を特別な製造設備なしに容易に得られる。
また、本発明に係る多孔質弾性体は必要に応じて、前記吸水性材が、吸水性高分子材であるものである。
このように本発明においては、水を吸収・放出する特性が安定的に得られる吸水性高分子材と、略粒状弾性材及びバインダー材とを混練して得られる混合材料を加圧、架橋して成型され、成型後の乾燥を経て多孔質構造の弾性体とされることにより、多数の空隙の存在で吸水性に優れると共に、加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型する過程で、吸水性高分子材中の水分が滲出分離してバインダー材と接触し、バインダー材の架橋を促進するため、確実に各吸水性高分子材及び略粒状弾性材が結合一体化した構造を特別な製造設備なしに容易に得られる。
また、本発明に係る多孔質弾性体は必要に応じて、前記吸水性材が、粒状のパーライトであるものである。
このように本発明においては、吸水性、通気性に富む材料である粒状パーライトと、略粒状弾性材及びバインダー材とを混練して得られる混合材料を加圧、架橋して成型され、成型後の乾燥を経て多孔質構造の弾性体とされることにより、多数の空隙の存在で吸水性に優れると共に、加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型する過程で、パーライト中の水分が滲出分離してバインダー材と接触し、バインダー材の架橋を促進するため、確実に各パーライト粒及び略粒状弾性材が結合一体化した構造を特別な製造設備なしに容易に得られる。
また、本発明に係る多孔質弾性体は必要に応じて、前記吸水性高分子材が、前記水分の吸収速度に比べて放出速度が著しく遅く、且つ水分吸収に伴い膨張する一方放出時には収縮する性質を有するものである。
このように本発明においては、水の吸収・放出に伴い膨張・収縮する吸水性高分子材を用い、略粒状弾性材及びバインダー材と共にシート状又はブロック状に成型後乾燥させると、吸水性高分子材が水分放出により収縮した分だけその周囲に空隙を発生させ、全体の空隙率が高まった多孔質構造になることにより、多数の空隙の存在で吸水性に優れるだけでなく、吸水性高分子材の存在で保水性にも富むこととなり、保水性を重視する用途にも問題なく利用できる。
また、本発明に係る多孔質弾性体は必要に応じて、前記略粒状弾性材が、多孔質のゴム粒とされるものである。
このように本発明においては、略粒状弾性材を多孔質のゴム粒とし、ゴム粒間の間隙に加えてゴム粒内部の多孔性で成型後の弾性体全体での多孔度をさらに高めることにより、弾性体内空隙部分の増加に伴い吸水性及び保水性を増大させられ、植物栽培用の培地として優れた特性を与えられると共に、空隙部分における空気や水の存在に伴って弾性体としての断熱性や遮音能力も一層高められる。
また、本発明に係る多孔質弾性体の製造方法は、水分を吸収すると共に当該吸収した水分を放出可能な略粒状の吸水性材と、所定の略粒状弾性材と、架橋時の水分併存状態で結合力が強化される性質を有する未架橋樹脂材料製バインダー材とを、前記吸水性材をあらかじめ吸水状態としてそれぞれ所定量ずつ混練し、得られた混合材料を成型用金型間に配置し、前記混合材料に対し前記金型で加圧成型及び加熱による架橋を行い、前記吸水性材中の水分の滲出分離を伴わせつつ成型して略シート状体又は略ブロック状体を得るものである。
このように本発明においては、略粒状の吸水性材と略粒状弾性材をバインダーと共に混練し、得られた混合材料を加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型することにより、成型で得られた弾性体を乾燥させると、吸水性材が水分放出に伴って空隙を発生させ、空隙率の高い多孔質構造にできることとなり、得られた弾性体が多数の空隙の存在で吸水性に優れるだけでなく保水性にも富み、保水性を重視する用途に弾性体を問題なく利用できる。また、加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型する過程で、吸水性材中の水分が滲出分離してバインダー材と接触し、バインダー材の架橋を促進するため、確実に吸水性材と略粒状弾性材とを一体化させた多孔質構造の弾性体を特別な製造設備等必要とせず容易且つ低コストに製造できる。
また、本発明に係る多孔質弾性体の製造方法は必要に応じて、前記吸水性材として、吸水性高分子材を用いるものである。
このように本発明においては、水の吸収・放出に伴い膨張・収縮する略粒状の吸水性高分子材と略粒状弾性材をバインダーと共に混練し、得られた混合材料を加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型することにより、成型で得られたシート体を乾燥させると、吸水性高分子材が水分放出に伴って収縮した分だけその周囲に新たに空隙を発生させ、全体の空隙率を高めた多孔質構造にできることとなり、得られた弾性体が多数の空隙の存在で吸水性に優れるだけでなく、吸水性高分子材の存在で保水性にも富み、保水性を重視する用途に弾性体を問題なく利用できる。
また、本発明に係る多孔質弾性体の製造方法は必要に応じて、前記吸水性材として、粒状のパーライトを用いるものである。
このように本発明においては、吸水性、通気性に富む材料である粒状パーライトと略粒状弾性材をバインダーと共に混練し、得られた混合材料を加圧、架橋してシート状又はブロック状に成型することにより、成型で得られた弾性体を乾燥させると、パーライトが水分放出に伴って新たに空隙を発生させ、全体の空隙率を高めた多孔質構造にできることとなり、得られた弾性体が多数の空隙の存在で吸水性に優れるだけでなく保水性にも富み、保水性を重視する用途に弾性体を問題なく利用できる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の一実施の形態に係る多孔質弾性体の吸水状態及び乾燥状態の各断面模式図である。
図２は、本発明の一実施の形態に係る多孔質弾性体の成型過程における内部変化状態詳細説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の一実施の形態に係る多孔質弾性体を図１及び図２に基づいて説明する。この本実施の形態においては、弾性体の成型形状をシート状とした例について説明する。
前記図１における本実施形態に係る多孔質弾性体１は、略粒状の吸水性高分子材２と、前記略粒状弾性材としてのゴム粒３と、未架橋樹脂材料製のバインダー材４とを、前記吸水性高分子材２をあらかじめ吸水状態とした上でそれぞれ所定量ずつ混練し、得られた混合材料に対し加圧成型及び加熱による架橋を行い、前記吸水性高分子材２中の水分の滲出分離を伴いつつ、シート状に成型して形成されるものである。
前記吸水性高分子材２は、水分を吸収すると共にこの吸収した水分を放出可能であり、水分の吸収速度に比べて放出速度が著しく遅く、且つ水分吸収に伴い膨張する一方、放出時には収縮する性質を有する公知の材料である。
前記ゴム粒３は、粒径３〜８ｍｍ程度の多孔質の粒状ゴム材で形成される構成である。前記粒径範囲としていることで、多数のゴム粒３をシート状に成型・一体化させても、各ゴム粒３間には微小空隙が存在する状態となる。なお、このゴム粒３は、古タイヤ等のゴム廃材を破砕して粒状としたものでもかまわない。
前記バインダー材４は、架橋時の水分併存状態で架橋が促進される性質を有する未架橋のポリエーテル系ポリウレタン等といった公知の液状熱架橋硬化型接着剤である。なお、バインダー材４は一液型に限らず、二つの接着用液状原料を混練前に組合わせる二液型としてもかまわない。
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る多孔質弾性体の製造工程について説明する。あらかじめ、吸水性高分子材２は十分に吸水させた状態としておく。吸水して最大限に膨張した状態にある吸水性高分子材２をゴム粒３、バインダー材４とそれぞれ所定量ずつ混練し、混合材料とする。この混合材料を成型用金型間に配置し、混合材料に対し前記金型で加圧成型及び加熱による架橋を行う。金型間においては、混合材料のうち各ゴム粒３同士は完全には密着せず、間に微小空隙が存在した状態となっている。
架橋の際の加圧及び加熱に伴い、あらかじめ水分を吸収して膨張状態にある吸水性高分子材２中の水分が蒸発等に伴い一部滲出、分離することとなり、この水分が架橋過程にあるバインダー材４と接触してバインダー材４の架橋を促し、吸水性高分子材２とゴム粒３とがバインダー材４によって確実に結合、一体化する。また、この時、吸水性高分子材２は水分の放出で若干収縮し、吸水性高分子材２周囲に一部空隙が生じる。そして、放出された水分のうち加熱により蒸気となったものが、体積変化に伴う膨張力で吸水性高分子材２を覆うバインダー材４を破り、周囲に拡散してバインダー材４の架橋を促すこととなる（図２（Ｃ）参照）。
この成型後、得られたシート体を金型間から取出して乾燥させると、吸水性高分子材２が水分を放出して収縮し、この収縮した分だけ吸水性高分子材２周囲に空隙が生じ、ゴム粒３間にもともと存在している空隙と合わせて、全体で高空隙率となる多孔質構造が得られる（図１（Ｂ）参照）。
こうして得られた多孔質弾性体１は、吸水性と共に吸水性高分子材２による保水性を有し、建物の屋根等に配設した場合、その多孔性により、建物内に対する断熱、防音効果に優れる上、雨水等の水分を一旦多孔質弾性体１中に吸水後、この多孔質弾性体１中の水分の蒸発に伴う気化熱分の冷却効果により、建物の温度上昇を抑制することができる。
また、吸水性と共に保水性にも優れることから、植物の培地等として用いることもでき、屋根等に配設した多孔質弾性体１上に植物が植えられている場合には、さらに断熱、防音効果を高められると共に、コンクリート面等と比べ太陽からの熱を大気に反射したり、熱を一旦吸収後再放出したりする割合が小さく、前記水分蒸発に伴う冷却効果と合わせて、建物の密集する市街地での気温上昇（いわゆるヒートアイランド現象）を抑制することができる。
このように、本実施形態に係る多孔質弾性体は、水の吸収・放出に伴い膨張・収縮する略粒状の吸水性高分子材２とゴム粒３をバインダー材４と共に混練し、得られた混合材料を加圧、架橋してシート状に成型されてなり、成型後乾燥させると、吸水性高分子材２が水分放出により収縮した分だけ周囲に空隙を発生させ、全体の空隙率が高まった多孔質構造になることにより、多数の空隙の存在で吸水性に優れるだけでなく、吸水性高分子材２の存在で保水性にも富むこととなり、保水性を重視する用途にも問題なく利用できる。また、加圧、架橋してシート状に成型する過程で、吸水性高分子材２中の水分が滲出分離してバインダー材４と接触し、バインダー材４の架橋を促進するため、確実に各吸水性高分子材２及びゴム粒３が結合一体化した構造を特別な製造設備なしに容易に得られる。
なお、前記実施形態に係る多孔質弾性体においては、吸水性材として吸水性高分子材２を用いる構成としているが、この他、粒状のパーライトを用いることもでき、ゴム粒３同士の間やゴム粒３とパーライト粒間の各空隙に加え、パーライトにおける多数の細かい空隙の存在で吸水性に優れると共に、加圧、架橋してシート状に成型する過程で、パーライト中の水分が滲出分離してバインダー材と接触し、バインダー材の架橋を促進するため、確実に各パーライト粒及び略粒状弾性材が結合一体化した構造を特別な製造設備なしに容易に得られる。
また、前記実施形態に係る多孔質弾性体においては、略粒状弾性材としてゴム粒３を用いる構成としているが、これに限らず、合成樹脂エラストマーなど他のゴム状弾性材を用いてもかまわない。
さらに、前記実施形態に係る多孔質弾性体においては、シート状に成型される構成としているが、これに限らず、成型用の型形状を変えてブロック状に成型することもでき、得られた弾性体を路面の舗装材等として用いることができる。
【産業上の利用可能性】  以上のように本発明によれば、略粒状の吸水性材と略粒状弾性材間における多数の空隙の存在で吸水性に優れると共に保水性にも富んでおり、弾性と透水性を兼ね備えたシート体として吸水性及び保水性を要求される箇所に敷設して利用できる。また、シート状に成型する過程で、吸水性材中の水分が滲出分離してバインダー材と接触し、バインダー材の架橋を促進するため、確実に各吸水性材及び略粒状弾性材が結合一体化した構造を特別な製造設備なしに容易に得られ、シートを大幅に低コスト化できる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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