(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出する外部領域のほぼ全域に、内部領域の気孔率よりも低い気孔率を有する皮膜層を備えたポリビニルアセタール系多孔質成形体であって、
分離自在な第１及び第２の型を合わせて、該第１及び第２の型の間に、該第１の型の注入孔で開口する空間部を区画形成する工程と、
ポリビニルアルコールと気孔形成手段と架橋剤と架橋触媒とを含む反応液を、前記注入孔から前記空間部内へ注入する工程と、
前記反応液が注入された状態で前記第１及び第２の型を加熱し、該反応液を反応させてポリビニルアセタール系多孔質成形体を形成する工程と、
前記第１及び第２の型を分離して、前記空間部から前記ポリビニルアセタール系多孔質成形体を取り出す工程と、
前記空間部から取り出したポリビニルアセタール系多孔質体を洗浄する工程と
を備えた方法によって製造されることを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体。
【請求項２】
請求項１に記載の多孔質成形体であって、
粉体又は繊維状のフィラーを含有していることを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の多孔質成形体であって、
界面活性剤を含有していることを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体。
【請求項４】
分離自在な第１及び第２の型を合わせて、該第１及び第２の型の間に、該第１の型の注入孔で開口する空間部を区画形成する工程と、
ポリビニルアセタールと気孔形成手段と架橋剤と架橋触媒とを含む反応液を、前記注入孔から前記空間部内へ注入する工程と、
前記反応液が注入された状態で前記第１及び第２の型を加熱し、該反応液を硬化させてポリビニルアセタール系多孔質成形体を形成する工程と、
前記第１及び第２の型を分離して、前記空間部から前記ポリビニルアセタール系多孔質成形体を取り出す工程と、
前記空間部から取り出したポリビニルアセタール系多孔質体を洗浄する工程と
を備えたことを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法であって、
前記第１及び第２の型は、前記空間部が適正に形成される位置で相互に係合する位置決め係合部をそれぞれ備えたことを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の製造方法であって、
前記第１及び第２の型は、保持機構によって、前記空間部が適正に形成された状態に保持されることを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れかに記載の製造方法であって、
前記注入孔は、前記反応液の注入後に閉塞されることを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法であって、
前記第２の型は、下型であり、
前記第１の型は、前記下型の上に重ねられる上型であり、
前記上型及び下型は、少なくとも２組設けられ、
第１組の上型及び下型の間の空間部内へ前記反応液を注入した後、該第１組の上型の注入孔が前記第２組の下型によって閉塞されるように、該第１組の上型の上に前記第２組の下型が重ねられることを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリビニルアセタール系多孔質成形体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリビニルアセタール（以下ＰＶＡｔと略記する）系多孔質体は、吸水性及び保水性に優れ、湿潤時に好ましい柔軟性や反発特性を有するため、洗浄用途や拭浄用途に最適な素材として広く用いられている。また、親水性を有し、洗浄能力が極めて優れ、対象物を傷つけ難く、かつ強度的にも優れているという理由から、ＰＶＡｔ系多孔質体は、工業面でも数多く利用されている。
【０００３】
ＰＶＡｔ系多孔質体の製造方法としては、ポリビニルアルコールの水溶液に架橋剤や触媒や気孔形成手段を加え、これらの混合液を箱状の型内に注入し、加熱により反応させた後、型から取り出して、洗浄によって気孔形成手段を除去する方法が知られている。型の内部とほぼ同形状であるブロック状のＰＶＡｔ系多孔質体は、その使用目的に応じて、切断や研磨等の二次加工によって所望の最終形状に成形される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記二次加工により成形されたＰＶＡｔ系多孔質体は、表面と内部とが同質となる。このため、使用目的に応じてＰＶＡｔ系多孔質体全体の気孔率や平均気孔径等の物性を設定した場合、表面の耐磨耗性が不十分となってしまう可能性があった。
【０００５】
また、ＰＶＡｔ系多孔質体は、一般に乾燥され硬化された状態で研磨される。しかし、ＰＶＡｔ系多孔質体は、乾燥時に収縮し湿潤持に膨潤するという性質を有するので、研磨による二次加工直後の寸法形状は、使用状態である湿潤時と相違する。このため、湿潤時に所望の寸法形状となるように二次加工を施すことは困難であり、寸法精度の向上にも限界があった。
【０００６】
さらに、上記製造方法では、二次加工を要するため作業が煩雑であり、且つＰＶＡｔ系多孔質体には二次加工によって切除され破棄される部分が必ず存在する。このため、生産効率の向上や収率の向上に限界があった。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので、使用目的に応じてＰＶＡｔ系多孔質体全体の物性を設定した場合であっても充分な耐磨耗性が得られ、湿潤時において所望の寸法形状が得られ、且つ寸法精度、生産効率、及び収率が向上し得るポリビニルアセタール系多孔質成形体とその製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、連通多孔構造のＰＶＡｔ系多孔質成形体であって、露出する外部領域のほぼ全域に、内部領域の気孔率よりも低い気孔率を有する皮膜層を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
第１の態様によれば、ＰＶＡｔ系多孔質成形体の皮膜層は内部領域よりも低い気孔率を有するため、皮膜層は内部領域よりも磨耗し難い。このため、内部領域が露出している場合に比べて、耐磨耗性が向上する。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様のＰＶＡｔ系多孔質成形体であって、粉体又は繊維状のフィラーを含有することを特徴とするものである。
【００１１】
第２の態様によれば、含有される粉体やフィラーの特性に従って、ＰＶＡｔ系多孔質成形体の耐磨耗性や耐熱性等が向上する。また、粉体として砥粒を含有している場合は、接触相手側の表面が研磨される。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様のＰＶＡｔ系多孔質成形体であって、界面活性剤を含有することを特徴とするものである。
【００１３】
乾燥して硬化したＰＶＡｔ系多孔質成形体は、皮膜層の影響により湿潤状態への復元に時間を要する傾向を示すが、第３の態様によれば、界面活性剤の作用によって乾燥状態のＰＶＡｔ系多孔質成形体の吸水能が助長されるため、乾燥状態から湿潤状態への復元時間を短縮することができる。従って、乾燥状態で保管されたＰＶＡｔ系多孔質成形体を、短時間で使用状態である湿潤状態に復元することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、ＰＶＡｔ系多孔質成形体の製造方法であって、分離自在な第１及び第２の型を合わせて、該第１及び第２の型の間に、該第１の型の注入孔で開口する空間部を区画形成する工程と、ポリビニルアルコールと気孔形成手段とを含む反応液を、前記注入孔から前記空間部内へ注入する工程と、前記反応液が注入された状態で前記第１及び第２の型を加熱し、該反応液を反応させてＰＶＡｔ系多孔質成形体を形成する工程と、前記第１及び第２の型を分離して、前記空間部から前記ポリビニルアセタール系多孔質成形体を取り出す工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
第４の態様によれば、分離自在な第１及び第２の型を用いてＰＶＡｔ系多孔質成形体を成形するので、両型間に区画形成される空間部の形状を所望の最終形状に合わせて設定することができる。従って、二次加工が不要となるため、寸法精度や生産効率や収率が向上する。
【００１６】
また、第４の態様により製造されたＰＶＡｔ系多孔質成形体の外部領域は、反応液の反応時に第１及び第２の型の内面と接触する領域と注入孔から露出する領域とに分けられ、これらの外部領域には、共に内部領域よりも低い気孔率を有する皮膜層がそれぞれ形成される。このため、内部領域が露出している場合に比べて、耐磨耗性が向上する。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第４の態様の製造方法であって、前記第１及び第２の型は、前記空間部が適正に形成される位置で相互に係合する位置決め係合部をそれぞれ備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
第５の態様によれば、位置決め係合部を相互に係合させることによって、第１及び第２の型の相対的な位置決めを容易且つ確実に行うことができる。
【００１９】
本発明の第６の態様は、第４又は第５の態様の製造方法であって、前記第１及び第２の型は、保持機構によって、前記空間部が適正に形成された状態に維持されることを特徴とするものである。
【００２０】
第６の態様によれば、保持機構によって、反応液の注入中及び反応中における空間部の形状を、所望の適正形状に容易且つ確実に維持することができる。
【００２１】
本発明の第７の態様は、第４〜第６の何れかの態様の製造方法であって、前記注入孔は、前記反応液の注入後に閉塞されることを特徴とするものである。
【００２２】
第７の態様によれば、注入孔が閉塞されているので、注入孔近傍における反応液の反応状態を、注入孔から離れた他の部分とほぼ同等の状態に維持することができ、中空部内の全域においてほぼ均一な反応状態を得ることができる。
【００２３】
また、注入孔を閉塞する部材を空間部内の反応液に接触させることにより、注入孔に対応する外部領域の皮膜層の表面を滑らかな状態に形成することができる。さらに、注入孔を硬質な部材によって閉塞すると共に該部材を空間部内の反応液に接触させることによって、反応収縮が中空部近傍に集中して凹みが発生するのを抑制することができる。
【００２４】
本発明の第８の態様は、第７の態様の製造方法であって、前記第２の型は、下型であり、前記第１の型は、前記下型の上に重ねられる上型であり、前記上型及び下型は、少なくとも２組設けられ、第１組の上型及び下型の間の空間部内へ前記反応液を注入した後、該第１組の上型の注入孔が前記第２組の下型によって閉塞されるように、該第１組の上型の上に前記第２組の下型が重ねられることを特徴とするものである。
【００２５】
第８の態様によれば、下型によって注入孔を閉塞するので、注入孔を閉塞するための部材を別途設ける必要がない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本実施形態に係る製造方法に用いられる成形型の斜視図、図２（ａ）は図１のIIａ−IIａ断面図、図２（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ断面図、図２（ｃ）は図１のIIｃ−IIｃ断面図、図３は図１の成形型によって形成された洗管ボールの断面図である。なお、以下の説明中における上下方向は、図１〜図３中における上下方向を意味する。
【００２８】
本実施形態は、ＰＶＡｔ系多孔質成形体からなる洗管ボール１とその製造方法に関するものである。
【００２９】
図１及び図２（ａ）に示すように、洗管ボール１の製造に用いられる成形型３は、相互に分離自在な上型（第１の型）５及び下型（第２の型）７からなる。
【００３０】
上型５は、平板部１１と、平板部１１から上方へ膨出形成された複数（本実施の形態では１６個）の椀状凸部１３とを備えている。各椀状凸部１３は、略半円弧板状断面を有し、平板部１１にほぼ等密度に配されている。各椀状凸部１３の頂部には、上方へ開口する円形状の注入孔１５が形成されている。下型７は、上型５の平板部１１と対向する平板部１７と、平板部１７から下方へ膨出形成されて上型５の椀状凸部１３とそれぞれ対向する複数（本実施形態では１６個）の椀状凹部１９とを備えている。椀状凹部１９は、椀状凸部１３とほぼ同径の略半円弧板状断面を有し、平板部１７にほぼ等密度に配されている。椀状凸部１３の周縁と椀状凹部１９の周縁とには、それぞれ環状突部１３ｂ，１９ｂが突設されている。上型５と下型７とを所定の正規位置で重ね合わせると、椀状凸部１３と椀状凹部１９との上下位置が合致し、上下の環状突部１３ｂ，１９ｂ同士が密着状態で当接して、椀状凸部１３の内面１３ａと椀状凹部１９の内面１９ａとの間にほぼ球状の空間部２１が区画形成される。空間部２１は、上型５の注入孔１５でのみ開口する。
【００３１】
図１及び図２（ｂ）に示すように、上型５の平板部１１には、円形状の係合孔２３が複数箇所（本実施形態では４箇所）に形成されている。下型７の平板部１７には、係合孔２３の内径とほぼ同寸法の外径を有する略円柱状の係合突起２５が、係合孔２３と対向して複数箇所（本実施形態では４箇所）に形成されている。上型５と下型７とが正規位置で重ねられた状態で、各係合突起２５が係合孔２３内を挿通し、両者が係合する。すなわち、係合孔２３及び係合突起２５が、本実施形態の位置決め係合部を構成している。
【００３２】
図１及び図２（ｃ）に示すように、上型５及び下型７には、保持機構としての磁石２７，２９が、複数箇所（本実施形態では５箇所）にそれぞれ相対向して設けられている。上型５の磁石２７は、平板部１１から上方へ膨出形成された略コ字状の収容凹部３１内に嵌合され固定されている。下型７の磁石２９は、平板部１７から下方へ膨出形成された略コ字状の収容凹部３３内に嵌合され固定されている。上型５と下型７とが正規位置で重ねられた状態で、相対向する磁石２７，２９同士が着いて、上型５と下型７との相対移動が阻止される。
【００３３】
上型５及び下型７は、シートスタンピング法、真空成形法、圧空成形法、射出成形法等の一般的な加工方法によって得られる。すなわち、熱可塑性の高分子シート体をヒータによって加熱軟化させた後、所望の形状が彫刻された金型にプレスして加圧成形冷却固化を行う方法、若しくは加熱軟化したシート体を金型上に置き、金型とシート体の間の空気を真空ポンプで除去し、大気圧を利用してシート体を金型に密着させ冷却固化すること等によって得られる。
【００３４】
成形型１の素材としては、耐熱性及び耐薬品性を有した熱可塑性の高分子体であれば良く、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＳ（ポリスチレン）、アクリル等が挙げられる。
【００３５】
次に、洗管ボール１の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、各係合孔２３内に対応する係合突起２５がそれぞれ挿通するように、上型５を下型７に重ね合わせる。これにより、上下の環状突部１３ｂ，１９ｂ同士が密着状態で当接し、椀状凸部１３の内面１３ａと椀状凹部１９の内面１９ａとの間にほぼ球状の空間部２１が区画形成される（図２（ａ）参照）と共に、上下の磁石２７，２９同士が着いて（図２（ｃ）参照）、上型５と下型７との相対移動が阻止される。
【００３７】
係合孔２３と係合突起２５とを係合させることによって、上型５及び下型７の相対的な位置決めを容易且つ確実に行うことができる。また、磁石２７，２９によって、反応液の注入中及び反応中における空間部２１の形状を、所望の適正形状に容易且つ確実に維持することができる。
【００３８】
次に、予め準備された反応液を、注型ノズル３５から流出させて、注入孔１５から空間部２１内へ注入する。反応液は、ポリビニルアルコール、気孔形成手段、架橋剤、及び架橋触媒を含む混合液体である。反応液の注入後、注入孔１５を樹脂シート３７によって塞ぐ（図２（ａ）参照）。なお、反応液には、必要に応じて、粉体やフィラーを混入する。
【００３９】
ポリビニルアルコールは、平均重合度が３００〜４０００程度のものが用いられ、完全ケン化物であっても部分ケン化物であっても良く、また、それらを混合したものであっても良い。
【００４０】
気孔形成手段の一例としては、植物から抽出される澱粉が挙げられる。澱粉粒の由来となる植物としては、例えば米、小麦、トウモロコシ、タピオカ、馬鈴薯、甘薯、タロイモ、葛等が挙げられる。他の例として、デキストリン等の加工澱粉、澱粉誘導体等を用いることもでき、さらにメチルセルロース等の水溶性高分子等を併用しても良い。澱粉粒は、その種類によって粒径が異なるので、使用する澱粉の種類は所望する気孔径に応じて適宜選択すれば良い。このような気孔形成手段の種類や量を変えることによって、得られる洗管ボール１の気孔径及び気孔率を調整することができる。気孔形成手段として澱粉を用いる場合、反応液に対する澱粉の量は、３〜７重量％程度が好ましい。また、気孔形成手段のさらに他の例として、気泡が挙げられる。気泡を用いた場合は、後述する気孔形成手段を除去する工程を省略することができる。
【００４１】
架橋剤は、アルデヒド類であり、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アクリルアルデヒド等の志望族アルデヒド類、グリオキザール等の脂肪族ジアルデヒド類、ペンズアルデヒド等の芳香族アルデヒド類、アクロレイン等の不飽和アルデヒド類等を例示することができる。また、共存する酸により容易にアルデヒドに変換するようなアセタール類を利用しても良い。これらのうち、ポリビニルアルコールとの反応性、水溶性、価格、取り扱い性、反応生成物の強度、反発弾性及び反応後の処理の容易性などの点を考慮すると、ホルムアルデヒドが特に優れている。
【００４２】
架橋触媒は、酸類であり、例えば硫酸、塩酸、燐酸、マレイン酸等の無機酸あるいは有機酸を挙げることができるが、通常は硫酸が用いられる。
【００４３】
次に、反応液が注入された状態のまま成形型１を加熱し、反応液を架橋反応させる。成形型１の加熱は温水又は温風によって行われ、反応温度は５０℃〜８０℃の範囲で所定温度に設定される。
【００４４】
また、反応時において、注入孔１５が樹脂シート３７によって閉塞されているので、注入孔１５近傍における反応液の反応状態を、注入孔１５から離れた他の部分とほぼ同等の状態に維持することができる。このため、洗管ボール１の全域においてほぼ均一な反応状態となる。
【００４５】
次に、上型５と下型７とを分離して、空間部から反応生成物（澱粉と余剰架橋剤と架橋触媒とを含んだ状態の洗管ボール１）を取り出す。この際、上型５と下型７とは磁石２７，２９によって相対移動が阻止されているので、容易に分離することができる。
【００４６】
最後に、取り出した反応生成物を洗浄し、反応生成物から気孔形成手段と余剰架橋剤と架橋触媒とを除去する。これにより、洗管ボール１が製造される。なお、上述のように、気孔形成手段が気泡である場合、その除去は不要である。
【００４７】
次に、上記方法によって製造された洗管ボール１について説明する。
【００４８】
洗管ボール１は、火力発電所、原子力発電所等の発電所、もしくは冷蔵、冷凍装置にて用いられるコンデンサー、熱交換器配管、及びコンクリート等のスラリーや飲料液、薬液等を輸送するための圧送配管、又は排ガス通気配管などの金属材料、非金属材料からなる管状又は屈曲継ぎ手などの内面に付着した塵埃、水垢、凝集物等の夾雑物の除去、或いは上述の配管部材の製造及び内面加工等により発生する加工面のバリ取りや研磨仕上げを行う手段として用いられる。具体的には、洗浄ボール１を単独で配管内に圧送することにより、管内面の清浄化が図られる。
【００４９】
洗管ボール１を用いた管内洗浄は、人為的な洗浄バラツキもなく簡便容易であり短時間で作業を終了することができると共に、洗浄対象の装置の停止や配管の分解が不要である等のメリットがある。特に配管数が多くかつ複雑である場合や、装置規模が大きい場合には、その効果は顕著である。
【００５０】
洗管ボール１に要求される性能としては、液中での流動性、適正な比重、耐磨耗性、耐汚染性、適当な反発弾性、寸法精度等が挙げられる。ここで、本実施形態に係る洗管ボール１の素材であるＰＶＡｔ多孔質成形体と、洗管ボールに用いられ得る他の素材、例えばＰＵ（ポリウレタン）及びＰＶＣ（ポリビニルカーボネイト）系樹脂素材や天然又は合成ゴム系素材とを比較すると、ＰＶＡｔ多孔質成形体は、耐磨耗性や反発弾性の点でＰＵ及びＰＶＣ系樹脂素材よりも優れ、また、適正な比重を得ることができる点で優れている。さらに、ＰＶＡｔ多孔質成形体は、優れた親水性を示すことから、使用初期時に洗管ボール１を短時間で乾燥状態から湿潤状態へ復元可能である点においても、他の素材よりも優れているといえる。
【００５１】
図３に示すように、上記方法によって製造された洗管ボール１は、連通多孔構造を有する。洗管ボール１の外部領域４１は、反応液の反応時に上型５及び下型７の内面１３ａ，１９ａと接触して形成された領域４１ａと、注入孔１５に臨み樹脂シート３７によって覆われて形成された領域４１ｂとに分けられる。これらの外部領域４１には、共に内部領域４５よりも低い気孔率を有する皮膜層４７（４７ａ，４７ｂ）がそれぞれ形成される。皮膜層４７の表面に形成された気孔のうち内部領域４５の気孔と連通するものの総面積（開口部面積）は、皮膜層４７の全表面積に対して５０％未満である。このような皮膜層４７は、内部領域４５が直接露出している場合に比べて、耐磨耗性を向上させる。
【００５２】
気孔の大きさは、用途に応じて設定され、特に限定されるものではなく、使用する気孔形成手段の種類によって調節され得る。例えば、気孔形成手段としてコーンスターチを利用した場合、その平均気孔径は、３０μｍ〜９０μｍとなる。
【００５３】
また、洗管ボール１が、ポリビニルホルマールである場合、そのホルマール化度は、３０モル％以上８５モル％以下が好適である。さらに好ましくは、５０モル％以上８０モル％以下において、良好な反発弾性を示し、充分な強度が得られ、耐磨耗性能にも優れる。ホルマール化度が３０モル％未満の場合、分子架橋度が低く強度的に劣り、耐磨耗性も著しく低くなる。一方、８５モル％を超えると、反発弾性の極度の低下、気孔率の低下による見掛け比重の増加に伴う流動性能の低下、及びＰＶＡｔ系樹脂中の水酸基量の減少に伴う親水性の低下を招く。このため、３０モル％未満と８５モル％を超えた範囲は、好ましくない。
【００５４】
また、洗管ボール１の内部領域４５の気孔率は、５０％以上９８％以下が好ましい。気孔率が５０％未満の場合は、個々の気孔同士が互いに隣接し難くなり、独立気孔が存在し易くなるため、好ましくない。気孔率が９８％を超える場合は、所望の剛性が得られず、機械的な強度が著しく低下するため、好ましくない。
【００５５】
適切な流動性能を発揮させるため、洗管ボール１の含水状態での見掛けの比重は、１．０以上１．３以下が好ましい。含水状態での見掛けの比重が１．０未満の場合は、水中に投入しても浮いてしまい、１．３を超える場合は、水中に沈降し易くなり、何れも流動性に欠け洗管用途として充分な機能が発揮されない。なお、洗管ボール１中に中空状のフィラーを混入することによって、含水状態での見掛けの比重を適正値に調整することができる。
【００５６】
成形型３の中空部２１の内径は、洗管ボール１の外径が洗浄対象の配管の内径に対して適切な大きさに形成されるように設定すれば良い。成形型３の中空部２１の形状は、球状の他、卵状やラグビーボール状や砲弾状等、任意の形状に設定することができる。反応液の成分は、洗管ボール１に対して要求される性能に応じて調整すれば良い。
【００５７】
他の機能を付加するために、反応液中に他の素材を添加することもできる。例えば、耐磨耗性を著しく増大させたり、耐熱性を付与するために、フィラーや粉体を反応液中に混在させても良い。また、洗管ボール１の表面に研磨機能を付与するために、反応液中に炭化珪素粉末等の砥粒を混在させても良い。砥粒を含有した洗管ボール１を用いると、接触相手側となる配管内面に頑固に付着した種々の夾雑物が除去され、配管内面の表面が研磨される。
【００５８】
また、洗管ボール１を乾燥状態から湿潤状態へ短時間で復元させるために、洗管ボール１に界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤は、反応液中に混在させても良く、形成された後の洗管ボール１に含浸させても良い。界面活性剤としては、例えばジアルキルスルホ琥珀酸エステルナトリウムが用いられる。
【００５９】
次に、洗管ボール１の耐磨耗性試験について説明する。
【００６０】
耐磨耗性試験は、サンプルＡ及び比較サンプルＢに対して行った。両サンプルＡ，Ｂは、共に、同質の反応液を同じ条件下で反応させることによって得られた直径４０ｍｍを有するほぼ球状体である。サンプルＡは、上記成形型３によって形成され、外面全域に皮膜層を有する。一方、比較サンプルＢは、ブロック状のＰＶＡｔ多孔質素材に切断及び研磨等の二次加工を施すことによって形成され、外面に皮膜層を有さない。試験方法は、充分に乾燥されたサンプルＡ，Ｂを内面にサンドペーパーが貼着された容器内に投入し、容器を一定速度で連続的に回転し、所定時間毎にサンプルＡ，Ｂを容器から取り出し加圧エアーを吹き付けて研磨粉除去し、サンプルＡ，Ｂの重量を測定し、初期重量に対する重量の累積減少率（磨耗率）を算出する方法を採用した。
【００６１】
試験の結果、図４に示すように、サンプルＡでは、試験開始後の所定時間は磨耗率が極めて低く、所定時間経過後に磨耗率が増加するのに対し、比較サンプルＢでは、試験開始直後からほぼ直線的に磨耗率が増加することが確認された。また、サンプルＡの磨耗率が増加し始めるのは、皮膜層が完全に除去された後であることが確認された。従って、この試験結果から、内部領域よりも低い気孔率を有する皮膜層は、内部領域よりも磨耗し難く、耐磨耗性を向上させることが明かとなった。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、分離自在な上型５及び下型７を用いて洗管ボール１を成形するので、両型５，７間に区画形成される空間部２１の形状を所望の最終形状に合わせて設定することができる。従って、二次加工が不要となるため、寸法精度や生産効率や収率が向上する。
【００６３】
上記方法によって製造された洗管ボール１の外部領域４１は、反応液の反応時に上型５及び下型７の内面１３ａ，１９ａと接触する領域４１ａと、注入孔１５から露出する領域４１ｂとに分けられ、これらの外部領域４１には、内部領域４５よりも磨耗し難い皮膜層４７（４７ａ，４７ｂ）がそれぞれ形成される。このため、内部領域４５が露出している場合に比べて、耐磨耗性が向上し、機械的強度が増大する。
【００６４】
洗管ボール１に粉体やフィラーを含有させた場合は、その粉体やフィラーの特性に従って、洗管ボール１の耐磨耗性や耐熱性等が向上する。また、粉体として砥粒を含有させた場合は、配管内面の表面が研磨される。
【００６５】
乾燥して硬化した洗管ボール１は、皮膜層４７の影響により湿潤状態への復元に時間を要する傾向を示すが、洗管ボール１に界面活性剤を含有させておけば、界面活性剤の作用によって乾燥状態の洗管ボール１の吸水能が助長されるため、乾燥状態から湿潤状態への復元時間を短縮することができる。従って、乾燥状態で保管された洗管ボール１を、短時間で使用状態である湿潤状態に復元することができる。
【００６６】
また、図５に示すように、２組の成形型３，５１を、上下に重ねて使用することもできる。下側となる第１組の成形型３の上型５及び下型７は、上側となる第２組の成形型５１の上型５３及び下型５５とそれぞれほぼ同じ寸法形状を有する。このため、第２組の上型５３及び下型５５の詳細な説明は、第１組の成形型３と同一の符号を付して省略する。
【００６７】
反応液は、まず第１組の成形型３の空間部２１内へ注入される。次に、第１組の上型５の注入孔１５が第２組の下型５５の椀状凹部１９の外面によって閉塞されるように、第１組の上型５の上に第２組の下型５５が重ねられる。この際、第１組の成形型３の注入孔１５のほぼ全域において、第１組の成形型３内の反応液に第２組の下型５５の椀状凹部１９の外面を接触させる。最後に、第２組の成形型５１の空間部２１内へ反応液が注入される。また、第１組及び第２組の成形型３，５１の双方の空間部２１内へ反応液を注入した後、第１組の上型５の上に第２組の下型５５を重ねても良い。
【００６８】
上記方法によれば、第２組の下型５５によって第１組の成形型３の注入孔１５を閉塞するので、第１組の成形型３の注入孔１５を閉塞するための樹脂シート３７（図２（ａ）参照）等を別途設ける必要がない。
【００６９】
また、第１組の成形型３内の反応液に第２組の下型５５の椀状凹部１９の外面が接触した状態で反応処理が施される。このため、第１組の成形型３の注入孔１５に対応する外部領域４１ｂの皮膜層４７ｂの表面が滑らかな状態に形成される。また、反応収縮の注入孔１５の近傍への集中が緩和され、注入孔１５に対応する部分で凹みが発生するのが抑制される。
【００７０】
なお、成形型が三組以上の場合は、それらを順次多段に積み重ねることにより、最上段の成形型以外の成形型の注入孔を、その直ぐ上方の成形型によって閉塞することができる。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、ＰＶＡｔ系多孔質成形体の例として、洗管ボール１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、微生物担持体、農作物の水耕栽培における溶液保持材や植物保持材、動植物細胞の培地、人工水苔、土壌改質材、ろ過材、吸水部材、洗浄部材等に好適に用いられる。洗浄部材としては、例えば半導体部材を代表とする電子関連部材などのように、高い清浄度が要求される部材の表面洗浄用途として特に有用である。特殊な用途としては、水中流動型洗浄部材や、水中流動型マッサージ部材が挙げられる。水中流動型洗浄部材とは、表面がデリケートな野菜や凹凸の多い野菜などを洗浄するために、水中に野菜と共に水槽中に投入され、水槽の底部から供給される泡によって全体をバブリング攪拌することにより、野菜等と接触させ、野菜の表面を清浄化するための洗浄部材をいう。水中流動型マッサージ部材とは、浴槽などの水槽中において流動状態で人体に押圧されるもので、皮膚に刺激を与えることによって人体に対するマッサージ効果を奏するものである。また、成形型３の中空部２１の形状を任意に設定自在であるため、例えば幼児向けの玩具として、動物、車、キャラクターデザイン等の外形を有するＰＶＡｔ系多孔質成形体を形成することもできる。さらに、上型５及び下型７の内面１３ａ，１９ａに細かいエンボス加工を施しておくことにより、ＰＶＡｔ系多孔質成形体の外面にエンボス形状を形成することもできる。
【００７２】
【実施例】
成形型３の中空部２１を直径４０ｍｍの略球状とし、注入孔１５の直径を５ｍｍとした。
【００７３】
反応液は、重合度１７００の完全ケン化ＰＶＡと重合度８００の部分ケン化ＰＶＡとを重量比９：１の割合で混合した混合ＰＶＡを、温水に溶解して濃度１２％のＰＶＡ水溶液を２０００ｍｌ調整すると共に、コーンスターチ（澱粉）１２０ｇを水に分散し、ＰＶＡ水溶液中に澱粉分散液を加えて攪拌混合し、澱粉を糊化させ、均一で粘稠な混合スラリー溶液とし、混合スラリーを冷却した後、５０％の硫酸１８０ｍｌと３７％のホルムアルデヒド水溶液３００ｍｌとを加え、さらに攪拌混合したものを用いた。
【００７４】
反応液を約４０℃で成形型３の中空部２１内へ注入した後、成形型３を６０℃に設定された温風浴内に置き、その状態を維持して反応を進行させた。１８時間後に成形型３を取り出し、約２０℃の水中に成形型３を沈め、３０分程度放置して冷却した。冷却後、成形型３を水中から取り出し、上型５を下型７から分離し、反応生成物（ＰＶＡｔ系多孔質成形体）を取り出した。得られた反応生成物を充分水洗し、コーンスターチ、残存するホルマリン、及び硫酸を除去した。
【００７５】
これにより、良好な反発弾性を有するＰＶＡｔ系多孔質成形体を得た。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＶＡｔ系多孔質成形体の皮膜層は内部領域よりも低い気孔率を有するため、皮膜層は内部領域よりも磨耗し難い。このため、内部領域が露出している場合に比べて、耐磨耗性が向上し、機械的強度が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法に用いられる成形型の斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図であり、（ａ）は図１のIIａ−IIａ断面図、（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ断面図、（ｃ）は図１のIIｃ−IIｃ断面図である。
【図３】図１の成形型によって形成された洗管ボールの断面図である。
【図４】洗管ボールの耐磨耗性試験の結果を示すグラフである。
【図５】成形型を二組用いた場合の要部断面図である。
【符号の説明】
１  洗管ボール（ＰＶＡｔ系多孔質体）
３  成形型
５  上型（第１の型）
７  下型（第２の型）
１５  注入孔
２１  中空部
２３  係合孔（位置決め係合部）
２５  係合突起（位置決め係合部）
２７  磁石（保持機構）
２９  磁石（保持機構）
４１  洗管ボールの外部領域
４５  洗管ボールの内部領域
４７  皮膜層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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