(57)【要約】【課題】内部に揮発成分を有する天然鉱石を焼成して揮発成分を揮発させることで発泡したときに、外殻２に孔や亀裂等の欠陥部４が生じた無機発泡体１であっても、その欠陥部４からの油の浸入を抑制できるようにする。【解決手段】外殻２に欠陥部４が生じた無機発泡体１に対し、その外殻２表面に、臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下となる被膜６を形成するための撥油性コーティング剤を塗布する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に揮発成分を有する天然鉱石を焼成して該揮発成分の揮発により発泡させたときに、外殻に孔や亀裂を含む欠陥部が生じた無機発泡体に対し、その外殻表面の少なくとも一部に、臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下となる被膜を形成するための撥油性コーティング剤が塗布されていることを特徴とする撥油性無機発泡体。
【請求項２】
請求項１の撥油性無機発泡体が含まれていることを特徴とする樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥油性無機発泡体及びそれを用いた樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
シラスバルーンや発泡パーライト等の無機発泡体は、シラス、真珠岩、黒曜石等の、内部に構造水等の揮発成分を有する天然鉱石を粉砕し焼成・発泡させて製造されるが、発泡時に揮発成分の揮発により外殻に数μｍないし十数μｍの孔ができたり亀裂が入ったりして欠陥部が生じることがある。これらの欠陥部があると、そこから水や油が浸入して無機発泡体の吸水量や吸油量が増大する。
【０００３】
従来、例えば特許文献１には、膨張パーライトにシリコンエマルジョンを吹き付けることで、撥水性を有する膨張パーライトとすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような無機発泡体を用い、軽量化のために無機発泡体を樹脂材料に混合して樹脂成形体を製造する場合に、その合成樹脂材料が外殻の孔や亀裂等の欠陥部から無機発泡体内に浸入する（染み込む）ことにより、成形体の軽量化を十分に達成できないという問題が生じる。すなわち、水の表面張力が約７０ｍＮ／ｍであるのに対し、油に相当する樹脂の表面張力は約２０ｍＮ／ｍであり、仮に特許文献１のように撥水性を有する無機発泡体であっても、樹脂成形体の製造に伴い樹脂の表面張力よりも無機発泡体の表面張力が小さくなる（約２０ｍＮ／ｍ以下とする）処理をしなければ、水及び油の表面張力の違いによって合成樹脂の無機発泡体内への浸入を有効に防止することが困難となり、軽量化が不十分となる。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外殻に孔や亀裂等の欠陥部が生じた無機発泡体であっても、その欠陥部からの油の浸入を抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明では、無機発泡体の外殻表面に、所定の臨界表面張力を有する撥油性コーティング剤の被膜を形成するようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明の撥油性無機発泡体は、内部に揮発成分を有する天然鉱石を焼成して該揮発成分の揮発により発泡させたときに、外殻に孔や亀裂を含む欠陥部が生じた無機発泡体に対し、その外殻表面に、臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下となる被膜を形成するための撥油性コーティング剤が塗布されていることを特徴とする。
【０００９】
上記臨界表面張力とは、撥油性コーティング剤の被膜表面に、ある液体を滴下したときに、接触角（液滴が被膜表面の界面でなす角度）が０度になるような液体の表面張力をいう。
【００１０】
この請求項１の発明では、無機発泡体の外殻表面に撥油性コーティング剤が塗布されて被膜が形成され、そのコーティング剤の被膜の臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下であるので、無機発泡体の外殻に生じている孔や亀裂を含む欠陥部から油が外殻内に浸入しようとしても、その油をコーティング剤の被膜によってはじくことで、欠陥部からの油の浸入（染み込み）を抑制することができる。そのため、例えば無機発泡体を樹脂に混入して成形体を製造する場合に、無機発泡体の外殻内に樹脂が浸入することは抑制される。よって、欠陥部を有する安価な無機発泡体を利用しつつ、成形体の軽量化を有効に達成することができる。
【００１１】
請求項２の発明の樹脂成形体は、請求項１の撥油性無機発泡体が含まれていることを特徴とする。
【００１２】
この請求項２の発明では、樹脂成形体に無機発泡体が含まれ、その無機発泡体は、外殻表面に臨界表面張力２０ｍＮ／ｍ以下の撥油性コーティング剤からなる被膜が形成された撥油性無機発泡体であるので、製造時に撥油性無機発泡体に外殻の孔や亀裂等の欠陥部から合成樹脂が浸入するのが抑制される。よって、樹脂成形体に含まれた無機発泡体により、その成形体の軽量化を十分に達成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、請求項１の発明によると、外殻に孔や亀裂を含む欠陥部が生じた無機発泡体の外殻表面の少なくとも一部に臨界表面張力２０ｍＮ／ｍ以下の被膜となる撥油性コーティング剤を塗布したことにより、無機発泡体の外殻に生じている孔や亀裂を含む欠陥部から油が浸入するのを抑制でき、無機発泡体を樹脂に混入して成形体を製造する場合に、安価な無機発泡体を利用しつつ、無機発泡体の外殻内への樹脂の浸入を抑制して成形体の軽量化を有効に達成することができる。
【００１４】
また、請求項２の発明によると、撥油性無機発泡体が含まれている樹脂成形体としたことにより、その製造時に撥油性無機発泡体に外殻の欠陥部から合成樹脂が浸入するのを抑制して、その成形体の軽量化を十分に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る撥油性無機発泡体を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、固体表面での液滴の接触角と表面張力とを説明するための図である。
【図３】図３は、外殻に欠陥部が生じたシラスバルーンを例示する顕微鏡写真である。
【図４】図４は、実施例、比較例２及び比較例３の各吸油量を示す図である。
【図５】図５は、実施例、比較例１〜３を用いた樹脂成形体の軽量化度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００１７】
（撥油性無機発泡体）
図１は本発明の実施形態に係る撥油性無機発泡体Ａを概略的にかつ模式的に示しており、この撥油性無機発泡体Ａは、シラスバルーンや発泡パーライト等、内部に揮発成分（シラスバルーンでは構造水）を有する天然鉱石を焼成して揮発成分を揮発させることで発泡させた無機発泡体１を備え、外殻２内に中空部３（空洞）を有する。シラスバルーンの大きさは、例えば５〜５００ミクロン程度である。本実施形態では、無機発泡体１として、上記発泡したときに外殻２に、中空部３を外殻２外に連通させる孔や亀裂を含む欠陥部４が生じたものを主として対象としているが、無機発泡体１の集合体として、欠陥部４のあるものだけでなく、欠陥部４のない無機発泡体１が含まれていてもよい。図３は、このように外殻２に欠陥部４が生じたシラスバルーンを例示した顕微鏡写真であり、例えば略中央、左側、上端左側に位置するシラスバルーンは、いずれも孔等の欠陥部が生じている。
【００１８】
そして、このような欠陥部４を有する無機発泡体１に対し、その外殻２表面の一部又は全体に、臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下となる被膜６を形成するための撥油性コーティング剤が塗布されている。
【００１９】
図２に示すように、一般に、ある物体の表面にある液体を滴下したときに、接触角θ（液滴が物体の表面の界面でなす角度）がθ＝０°になるような液体の表面張力を、その物体の臨界表面張力という。従って、この実施形態では、臨界表面張力は、撥油性コーティング剤の被膜６表面に滴下された液体の接触角θが０°になるような液体の表面張力である。
【００２０】
上記外殻２の表面に、臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下となる被膜６を形成するための理由は、以下のとおりである。すなわち、油や樹脂の表面張力は水（７０ｍＮ／ｍ）に比べると小さく、小さいもので２０ｍＮ／ｍ程度になるため、上記外殻２表面の被膜６の臨界表面張力が油や樹脂よりも大きければ、油や樹脂に対する接触角θが小さくなり、撥油効果が得られない。一方、被膜６の臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下であると、油や樹脂の接触角θが大きくなり、油や樹脂をはじくようになり、撥油効果が得られる。このような理由で、外殻２の表面に臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下となる被膜６が形成されるようにしている。
【００２１】
上記被膜６を形成するための撥油性コーティング剤としては、例えばフッ素系シリコン等が用いられる。
【００２２】
尚、上記被膜６を、必ずしも無機発泡体１の外殻２表面の全体に形成する必要はなく、外殻２表面の一部に被膜６が形成されておればよく、被膜６のない箇所があってもよい。つまり、被膜６によって油をはじいて外殻２内の中空部３に油が入り難くできるようにすればよい。
【００２３】
この撥油性コーティング剤の被膜６を形成する場合、焼成された無機発泡体１に上記撥油性コーティング剤をスプレー等で塗布し、その後に乾燥することで、その外殻２の表面に被膜６を形成すればよい。
【００２４】
（樹脂成形体）
図示しないが、本発明の実施形態に係る樹脂成形体は、上記の撥油性無機発泡体Ａを用い、該撥油性無機発泡体Ａが含まれているものである。すなわち、この樹脂成形体は、撥油性ではなくて通常の無機発泡体を混合して成形される樹脂成形体と同様のものであり、その種類や用途等はそのまま変わらず、例えば軽量化のための建材等に用いられる。異なっているのは、混合される無機発泡体が、通常の無機発泡体から上記撥油性無機発泡体Ａに置き換えられただけのものである。
【００２５】
したがって、この実施形態に係る撥油性無機発泡体Ａにおいては、無機発泡体１の外殻２表面に撥油性コーティング剤の塗布によって被膜６が形成され、そのコーティング剤の被膜６の臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以下であるので、無機発泡体１の外殻２に孔や亀裂を含む欠陥部４が生じていて、その欠陥部４から油（上記樹脂成形体の樹脂材料）が外殻２内の中空部３に浸入しようとしても、その油をコーティング剤の被膜６によってはじくことで、欠陥部４からの油の浸入（染み込み）を抑制することができる。そのため、この撥油性無機発泡体Ａを樹脂に混入して上記樹脂成形体を製造する場合に、油である樹脂への混合によって、樹脂の表面張力は被膜６よりも大きくなる（約２０ｍＮ／ｍ以上とする）ので、撥油性無機発泡体Ａの外殻２内に樹脂が浸入することは抑制される。このことによって、撥油性無機発泡体Ａを外殻２内に中空部３（空洞）が略そのまま保持された構造とすることができ、よって欠陥部４を有する安価な無機発泡体１を利用しつつ、この軽量の撥油性無機発泡体Ａが含まれた樹脂成形体の軽量化を有効に達成することができる。
【実施例】
【００２６】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００２７】
（実施例）
無機発泡体として１５０ｇのシラスバルーン（丸中白土（株）製の製品名「マールライト７１３Ｄ」）をユニパックに入れ、それに、撥油性コーティング剤としてフッ素分濃度が３％である５０ｇのフッ素系シリコーンコーティング剤（信越化学工業（株）製の製品名「ＫＰ−９１１」）を少量ずつ滴下した後、振る作業を繰り返した。そのコーティング剤の添加量（処理量）は１重量％であった。その後、乾燥機に入れ、８０℃で３０分間乾燥させて撥油性シラスバルーンを得た。
【００２８】
（比較例１）
無機発泡体として１５０ｇのシラスバルーン（丸中白土（株）製の製品名「マールライト７１３Ｄ」）をユニパックに入れ、それに、撥水性コーティング剤としてシラン（信越化学工業（株）製の製品名「ＫＢＭ３１０３Ｃ」）を少量ずつ滴下した後、振る作業を繰り返した。その撥水性コーティング剤の添加量（処理量）は１重量％であった。その後、乾燥機に入れ、８０℃で３０分間乾燥させて撥水性シラスバルーンを得た。
【００２９】
（比較例２）
比較例２は、実施例において、フッ素系シリコーンコーティング剤を塗布しないシラスバルーンそのものである。
【００３０】
（比較例３）
比較例３は、外殻に欠陥部が殆どないガラスバルーン（住友スリーエム（株）製の製品名「グラスバブルズ」）である。
【００３１】
（物性試験）
上記実施例、比較例２及び比較例３について、ＪＩＳＫ５１０１−１３−１「顔料試験方法−第１３部：吸油量−第１節：精製あまに油法」に表記されている方法によって吸油量を測定した。その結果を図４に示す。
【００３２】
この図４によると、シラスバルーンに撥油処理をすることで、撥油処理をしない場合の比較例２と比べて吸油量が小さく、欠陥部の殆どないガラスバルーンの比較例３と同等の吸油量となることが判る。尚、吸油量が０とならないのは、外殻表面に必ず油が付着するためである。
【００３３】
（軽量化試験）
上記実施例、比較例１及び比較例２のシラスバルーンを樹脂に混入して樹脂板（樹脂成形体）を成形し、その密度の比較により軽量化の度合いを評価した。
【００３４】
不飽和ポリエステル樹脂（昭和電工（株）製の製品名「１５８ＢＱＴ−１」）に実施例、比較例１及び比較例２のシラスバルーンを約３０重量％となるように入れてよく混合し、適量の硬化剤（日油（株）製の製品名「パーメックＮ」）を加えて成形型に流し込んで樹脂板を成形した。この各樹脂板について重量と、縦横の長さ及び厚み（４箇所測定）とを測定し、算出した体積で重量を除して密度を求めた。その結果を図５に示す。
【００３５】
この図５によると、シラスバルーンに撥油処理をすることで、撥油処理をしない場合（比較例２）に比べて１０％程度軽くなり、軽量化に有効であることが判明した。尚、撥水処理をした場合（比較例１）
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、無機発泡体に欠陥部があっても吸油量を下げることができ、欠陥部を有する安価な無機発泡体を利用しつつ、成形体の軽量化等を達成できるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  撥油性無機発泡体
１  無機発泡体
２  外殻
３  中空部
４  欠陥部
６  被膜
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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