(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に抗菌性を有する抗菌性発泡樹脂製品ブロックであって、製品ブロックは、少なくとも抗菌剤を表面に付着させたスチレン系発泡樹脂粒子を原料とし、成形金型内で発泡させ、個々の発泡粒子が型内で融着して形成された発泡樹脂組織の原ブロックを所要の大きさに切断したものであり、
少なくとも一部の表面は、原ブロックを加熱された電熱線で切り込み、一定の幅の溶断範囲で原ブロックを溶断して形成された切断面であり、
表面の抗菌性は、原ブロックの溶断範囲内に含まれていた抗菌剤が切断面に露出することによって発現したものであることを特徴とする抗菌性発泡樹脂製品ブロック。
【請求項２】
原ブロックの溶断範囲内に含まれる発泡樹脂は溶融して製品ブロックの表面膜となり、
表面の抗菌剤は、原ブロックの溶断範囲内に含まれていた抗菌剤の粒が溶融した樹脂を接着剤として、製品ブロックの表面膜上に付着しているものであることを特徴とする請求項１に記載の抗菌性発泡樹脂製品ブロック。
【請求項３】
原ブロックは、任意の位置で、任意の方向に切断され、
抗菌性は、切断された原ブロックの両切断面に発現するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の抗菌性発泡樹脂製品ブロック。
【請求項４】
原ブロックは表皮を有し、表皮は、成形型の型面に接して形成された原ブロックの表面であり、抗菌性を発現し、
製品ブロックは、少なくともその一面に原ブロックの表皮を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の抗菌性発泡樹脂製品ブロック。、
【請求項５】
製品ブロックの表面膜は、電熱線の切り込みによって形成された糸状の樹脂を含み、抗菌剤は、糸状の樹脂に付着しているものであることを特徴とする請求項２に記載の抗菌性発泡樹脂製品ブロック。
【請求項６】
製品ブロックの原料であるスチレン系発泡樹脂粒子は、さらに粒子内に抗菌剤を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の抗菌性発泡樹脂製品ブロック。
【請求項７】
抗菌剤の量は、予備発泡粒子１００重量部に対して、０．０１〜３．０重量部の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のスチレン系抗菌性発泡樹脂製品ブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチレン系の抗菌性発泡樹脂製品ブロック、より詳しくは、原ブロックから任意に切り出され切断面を表面とする製品ブロックであって、その表面に抗菌性を有するスチレン系の抗菌性発泡樹脂製品ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スチレン系の発泡樹脂製品ブロックは、スチレン系の発泡性樹脂粒子を水蒸気等で加熱発泡させ、得られた予備発泡粒子を型内に充填し、これを加熱成型し、固化した原ブロックを所望の大きさに切断することによって得られる。原ブロックとしての大きさは、１８００ｍｍ×９００ｍｍ×４５０ｍｍ前後の寸法が標準の寸法とされているが、成形型の寸法を変える事で任意の大きさの原ブロックが得られるのは云うまでもない。
【０００３】
このような原ブロックは、埋め立て用としてそのままの形で使用される場合もあるが、通常は、各種の用途に適した寸法にカットした製品ブロックとして用いられることが多い。カットされた製品ブロックの用途は、梱包材、包装材、断熱材、消失鋳造用模型など多岐に渡っている。
【０００４】
近年、これらの用途に使われる製品ブロックに対して、抗菌性（本発明において抗菌性とは、抗かび性をも含むものとする）の機能を付与した商品が望まれてきている。ところで、発泡樹脂ブロックに抗菌性を付与する処理として、通常以下の方法が考えられる。すなわち、
１）カット後の製品ブロックの表面に抗菌剤を付着させる、
２）原ブロック組織の内部に均一かつ十分な抗菌剤の成分を保持させる、
という方法である。
【０００５】
ところで、１）の方法によるときには、製品ブロックの表面に抗菌剤を単に付着させるだけで足りるため、少ない使用量で効果的な抗菌作用が得られる反面、製品ブロックの表面に抗菌剤を付着させるためには、カットされた製品ブロックの−つ一つに抗菌剤を塗布しなければならず、塗布作業に多大な手間がかかるばかりではなく、抗菌剤等を塗布するための設備や抗菌剤を塗布後、成形品を乾燥するための乾燥設備が必要であり、設備が大掛かりとなり、その維持、管理に多大な手数を要するという欠点がある。
【０００６】
一方、２）の方法によるときには、１）の方法について指摘したような欠点はないものの、原ブロックの内部組織には、均一にかつ抗菌性が発現するに十分な抗菌剤を加えなくてはならない。また、ブロック内部に抗菌剤を均一に存在させるには、発泡性樹脂粒子の段階で抗菌剤を均一に含有させておく必要がある。
【０００７】
この方法の具体例として、例えば特開平７−１６５９７１号公報（先行例１）には、抗菌性金属イオンを吸着した非晶質リン酸カルシウム粒子からなる抗菌性粒子が含有されている抗菌性ビーズ発泡成形体が開示されている。先行例１においては、抗菌剤を押出機内で均一に混合練り込みをした後ペレット化し、このペレットに発泡剤を含浸し、得られたビーズ状の発泡性樹脂粒子を用いて抗菌性の発泡成型品に加工しているが、樹脂中に抗菌剤を均一に含有させるために使用する抗菌剤の量は、発泡樹脂粒子に対して、５重量％とかなり多い量が必要である。
【０００８】
通常、抗菌剤はそれ自体、高価なものが多く、使用量が多くなることは、抗菌ブロックの単価が上がり、実用上極めて好ましくない問題となる。さらに、この様に多量の抗菌剤を樹脂中に添加することは、樹脂の発泡倍率の低下をまねき、発泡樹脂同士の融着が阻害されるなどの製品における著しい物性の低下に繋がる。
【０００９】
本発明の目的は、スチレン系の発泡性樹脂粒子を予備発泡処理として水蒸気等で加熱発泡させ、得られた予備発泡粒子を成形型内に充填し、これを加熱成型し、得られた原料ブロックを電熱線によりカットしたときに、その切断面に十分な抗菌性を発現できるスチレン系の抗菌性発泡樹脂製品ブロックを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による抗菌性発泡樹脂製品ブロックにおいては、表面に抗菌性を有する抗菌性発泡樹脂製品ブロックであって、
製品ブロックは、少なくとも抗菌剤を表面に付着させたスチレン系発泡樹脂粒子を原料とし、成形金型内で発泡させ、個々の発泡粒子が型内で融着して形成された発泡樹脂組織の原ブロックを所要の大きさに切断したものであり、
少なくとも一部の表面は、原ブロックを加熱された電熱線で切り込み、一定の幅の溶断範囲で原ブロックを溶断して形成された切断面であり、
表面の抗菌性は、原ブロックの溶断範囲内に含まれていた抗菌剤が切断面に露出することによって発現したものである。
【００１１】
また、原ブロックの溶断範囲内に含まれる発泡樹脂は、溶融して製品ブロックの表面膜となり、
表面の抗菌剤は、原ブロックの溶断範囲内に含まれていた抗菌剤の粒が溶融した樹脂を接着剤として、製品ブロックの表面膜上に付着しているものである。
【００１２】
また、原ブロックは、任意の位置で、任意の方向に切断され、
抗菌性は、切断された原ブロックの両切断面に発現するものである。
【００１３】
また、原ブロックは表皮を有し、表皮は、成形型の型面に接して形成された原ブロックの表面であり、抗菌性を発現し、
製品ブロックは、少なくともその一面に原ブロックの表皮を有するものである。
【００１４】
また、製品ブロックの表面膜は、電熱線の切り込みによって形成された糸状の樹脂を含み、抗菌剤は、糸状の樹脂に付着しているものである。
【００１５】
また、製品ブロックの原料であるスチレン系発泡樹脂粒子は、さらに粒子内に抗菌剤を含むものである。
【００１６】
また、抗菌剤の量は、予備発泡粒子１００重量部に対して、０．０１〜３．０重量部の範囲である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による本発明による抗菌性発泡ブロック成型品の実施形態を説明する。本発明による抗菌性発泡ブロック成型品は、スチレン系発泡樹脂粒子を原料とし、この原料に抗菌剤の付着処理と、予備発泡処理と、加熱成形処理と、熱線カット処理とを順次行うことによって得られる。
【００１８】
スチレン系の発泡性樹脂粒子の表面に抗菌剤を付着させ、予備発泡させて得られた予備発泡粒子を型内に充填し、これを加熱成型し、得られた発泡成形体は、その表面に抗菌性を有している。さらに熱線により任意に発泡成形体をカットしたときに、その切断面にも十分な抗菌性（抗菌性、抗かび性）が発現する。以下にその処理工程を工程順に説明する。
【００１９】
(１)原料
本発明に使用されるスチレン系の発泡性樹脂樹脂は、スチレン単一樹脂に限らず、ＨＩＰＳ、ポリフェニレンエーテル樹脂との混合を含むものである。発泡性樹脂粒子は、押出ぺレットであってもよい。スチレン系の発泡性樹脂粒子は、一般に重合法、押出し法等を用いて製造された発泡ビーズまたは発泡ペレットであり、通常発泡ビーズまたは発泡ペレットは、ブレンド工程としてブレンダー機を用い、発泡ビーズまたは発泡ペレットの表面に、滑剤、溶着促進剤（微粉）等を被覆、付着させる処理が行われて製品としての発泡ビーズまたは発泡ペレットとなる。
【００２０】
（２）抗菌剤の付着処理
抗菌剤の付着処理は、スチレン系の発泡性樹脂粒子の少なくとも表面に抗菌剤を付着させる処理である。抗菌剤の付着処理は、スチレン系の発泡性樹脂粒子の少なくとも表面に予め抗菌剤を付着させるほか、予備発泡時にてんかすることもできる。一般に発泡成形品（原ブロック）の表面にのみ抗菌性を付与するには、予備発泡粒子の表面に付着していればよいとされている。もっとも、表面にのみ抗菌剤が付着している予備発泡粒子を用いた原ブロックでは、その切断面に抗菌性を発現させることができないとされているが、本発明は、これを可能としたものである。
【００２１】
したがって、本発明によれば、予備発泡粒子の表面にのみ抗菌剤が付着していればよいが、もちろん予備発泡粒子内に抗菌剤を含ませて原ブロックの発泡組織の全体に含有させてもよい。もっとも、抗菌剤の含有量が多すぎると発泡倍率の低下を招き、また、成形品の溶着を阻害し、物性を低下させるため、自ずからその添加量には制約があり、逆に添加量が少ないと必要な抗菌性が得られない。
【００２２】
望ましい抗菌剤の添加量は、予備発泡粒子１００重量部に対して、０．０１〜３．０重量部の範囲である。抗菌剤の付着処理は、前記ブレンド工程を利用して発泡ビーズまたは発泡ペレットの表面に抗菌剤を付着させてもよい。抗菌剤は、予備発泡粒子表面に存在できる抗菌剤で、かつ電熱線による熱において分解しない成分であれば使用できる。
【００２３】
抗菌剤の量が０．０１重量部以下の場合には、電熱線によって得られる切断面における抗菌剤量が少なく、所定の抗菌効果を発現させる事ができない。また、３重量部を越えて添加しても、電熱線による切断面における抗菌性はこの量以下の場合と大差がない事から、経済的な観点、さらに、発泡倍率、融着等の諸物性の低下を防ぐ観点からこの量以下が用いられる。より好ましい添加量としては、０．０５〜１重量部の範囲である。
【００２４】
抗菌剤としては、大きく無機系と有機系の２種類に大別されるが、ここで使用できる抗菌剤としては、このいずれをも用いる事が可能である。無機系の抗菌剤としては、酸化チタンで代表される光触媒機能を有するもののほか、金属イオン系及び金属酸化物系がある。金属イオン系としては、金属イオンとして、銀、亜鉛、銅などのイオン種があり、これら金属イオンを無機物に担持させたものが使用される。
【００２５】
無機物の担持体としては、リン酸ジルコニウム、リン酸アルミニウム、ヒドロキシアパタイト、リン酸カルシウム、ゼオライト、粘土鉱物、シリカゲル、アルミナ、チオスルファイト錯塩−シリカゲル、ガラス、活性炭、炭素繊維等々がある。
【００２６】
また、金属酸化物系ものとしては、酸化銅、酸化亜鉛、酸化力ルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等があり、これらの混合物及びこれらを主成分とした天然石などが知られている。一方、有機系としても多種多様なものが知られているが、代表的なものとして、ベンツイミタゾール系、有機ヨード系、ピリチオン系、ニトリル系、トリアジン系、イソチアゾリン系、ピリジン系、Ｎ−ハロアルキルチオ系、有機銅系、第四級アンモニウム塩系等々がある。これらの無機系、有機系の抗菌剤は、単独、または複数の組み合わせにおいての使用が可能である。
【００２７】
電熱線による熱の影響を考慮すると、無機系の抗菌剤が好ましく考えられるが、電熱線によるカット時では瞬時に熱がかかるだけであるので、通常の有機系の抗菌剤も問題なく使用できる。
これらの金属系抗菌剤は、発泡性樹脂の表面に粒子を添加したのみでは抗菌剤が表面より脱落しやすいため、バインダーを使用することが好ましい。
【００２８】
（３）予備発泡処理
予備発泡処理は、抗菌剤を少なくとも表面に付着させたスチレン系の発泡性樹脂粒子を水蒸気（１００℃前後）で加熱し、所定の発泡倍率（３０〜１００倍）の発泡粒子に換える処理である。通常、この段階の粒子を予備発泡粒子と称する。目的とする原ブロックの発泡倍率は、予備発泡処理の蒸気圧力や、加熱時間によって制御される。
【００２９】
（４）型内成形処理
予備発泡処理によって得られた予備発泡粒子は、熟成処理を経て成形型内に充填される。型内成形処理は、所定の倍率になった予備発泡粒子を成形型内で密閉後水蒸気により再度加熱し、個々の発泡粒子を型内で互いに融着させて原ブロックとし、ついで冷却して原ブロックを成形型内から取り出す処理である。
【００３０】
（５）熱線カット処理
熱線カット処理は、型内成形処理によって得られた原ブロックを、加熱された電熱線で切り込み、原ブロックを溶断し、所望の形状の製品ブロックを切り出す処理である。電熱線を直線状に張り渡し、原ブロックを相対移動させつつ、原ブロック内を電熱線で切り込んで行けば、その切断面は、通常平面であるが、切断面は必ずしも平面に限らず、熱線にて切断された面であれば曲面であってもよい。すなわち、製品ブロックは、原ブロックを熱線カット処理によって、縦横に切断したものだけでなく、３次元曲面的に切断して製作された曲面形状を有する成形品も含むものである。
【００３１】
熱線カット処理によって得られた製品ブロックの厚さ、大きさは、切断の態様によってさまざまではある。原ブロックの表面は、成形型の型面に接して形成されるため、表皮となる。このような表皮を有する原ブロックを任意の位置で、任意の方向に縦横に切断し、多数の製品ブロックに分割したときには、少なくとも一面が成形型の型面に接して形成された表皮を有するものと、すべての面が熱線カット処理による切断面によるものとが生ずる。
【００３２】
成形型の型面に接して形成された面（原ブロックの表皮）には、予め発泡性樹脂粒子の表面に付着させた抗菌剤が表れ、その抗菌作用を発現するが、本発明においては、熱線カット処理による切断面にもかなりの程度に抗菌作用を発現させることができる。その理由は以下のとおりである。
【００３３】
すなわち、抗菌剤の付着処理によって、仮に図１に示すようにスチレン系の発泡性樹脂粒子１の表面全体に、粒状の抗菌剤２を均一に付着させることができたとする。次に予備発泡処理によって、発泡性樹脂粒子を約９０倍に発泡させたとすると、抗菌剤２は、図２に示すように予備発泡粒子３の表面にまばらになって分散する。しかも、予備発泡粒子３は、微視的には表面に不規則な凹凸面４を有し、抗菌剤２は、この不規則な凹凸面４に任意に付着する。
【００３４】
型内成形処理によって、予備発泡粒子３は、更に発泡し、容積を増し、成形型５の形状に制約され、隣接相互間で互いに隙間を埋める結果、図３に示すように稠密六方晶系に類似した配列となる。型面に直接接する発泡粒子６の表面の抗菌剤２は、原ブロッック７の表面に表われ、発泡粒子６，６，・・・の相互間の抗菌剤２は、各発泡粒子の界面に埋められる。
【００３５】
次に熱線カット処理によって、原ブロック７より製品ブロック８Ａを切り出したときに型面に直接接していた発泡粒子の表面の抗菌剤２は、そのまま原ブロッック７の表皮に表われ、また、電熱線９の切り込みによる切断面にも比較的高い密度で抗菌剤２の粒が表れるのである。
【００３６】
これは、熱線カット処理による固有の特長である。これが、もし、原ブロックを刃物で任意に切断したとき（ナイフカット処理という）には、発泡粒子の界面のほとんどの抗菌剤は、界面の発泡組織の襞に隠れてしまい、その切断面の表面に露出することはない。
【００３７】
熱線カット処理によって、抗菌剤の粒を高密度で切断面の表面に露出させることができる理由は、次のように考えるとわかりやすい。ここにおいて、原ブロック７の組織内に電熱線９を通過させることによって、製品ブロック８Ａと残りの部分８Ｂとに切り離されるものとする。
【００３８】
熱線カット処理に使用する電熱線９は、一定の高温に加熱されており、原ブロック７の溶断時には、図４に示すように電熱線９の直径ｄに比べてかなり広い範囲Ｚをえぐりながら原ブロックは、２つに切り離されて行くことになる。
【００３９】
原ブロックの溶断範囲Ｚ内に含まれる発泡樹脂はすべて溶融して製品ブロックの表面膜１０となり、溶断範囲Ｚ内に含まれる抗菌剤の粒は、溶融した樹脂を接着剤として、製品ブロック８Ａまたは８Ｂの表面膜１０上に表われる。
【００４０】
図４は、直径ｄの電熱線９をもって、原ブロック７発泡組織の範囲Ｚを溶断する例を略示的に図示したものであって、実際に、高温の電熱線を用いて、原ブロックの発泡組織を溶断したときには、電熱線の通過によって、樹脂が溶け、電熱線が通過した方向に曳きずられ、溶けた樹脂が糸状となって、その樹脂の糸の表面に抗菌剤の粒が付着している様子が観測される。
【００４１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。発泡性樹脂粒子として、粒子径が１．０〜１．２ｍｍの発泡ポリスチレン粒子コープランＫＳ（アキレス株製）を用い、表−１に示される様な添加剤をヘンシェルミキサーによってブレンドした。
【００４２】
【表１】
0003972273.tif 000002
【００４３】
表１に示す銀系の無機抗菌剤の付着処理を施したロット１〜３の発泡性樹脂粒子を発泡密度が１５Ｋｇ／ｍ3になるように調整し、定法に従い、加熱成形処理を行って３０×３０×５ｃｍの原ブロックに加工した。ついでこれらの原ブロックを電熱線（ニクロム線）とカッターナイフとを用いて製品ブロックに切断し、原ブロックの表面（スキン面）と、ニクロム線によるカット面、カッターナイフによるカット面との３種類についてフイルム密着法による抗菌試験を行った。その試験結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
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【００４５】
表２に明らかな通り、抗菌剤を添加しないロット１では、スキン面、ニクロムカット面、ナイフカット面のいずれにおいても時間経過と共にほぼ同じ割合で菌数が増加してゆくのに対し、銀系の無機抗菌剤を０．３重量部添加したロット２のナイフカット面においては、フイルム密着後４時間後の菌数は、抗菌剤無添加のものより、１０の一乗のオーダで菌数は少なかったが、時間経過と共に菌数が増加してゆく傾向がみられた。
【００４６】
ニクロムカット面においては、フイルム密着後４時間後の菌数は、抗菌剤無添加のものより、１０の二乗のオーダで菌数は少なく、以後、時間経過と共に菌数が減少し、２４時間後終に、菌数は＜１０となった。なお、スキン面においては、当初から菌数は＜１０であった。銀系の無機抗菌剤を０．６重量部添加したロット３においては、ニクロムカット面にさらに優れた効果が得られた。
【００４７】
図５、図６に、ロット（２）の原ブロックをニクロム線でカットし、得られた製品ブロック表面を撮影した顕微鏡写真を示す。図５は、３０倍に拡大した製品ブロックの表面である。製品ブロックの表面膜１０には、溶融した樹脂が糸状となっている様子が表れている。図６は、５０００倍の拡大写真である。この写真から溶けた樹脂が接着剤となって、糸状の樹脂の表面に抗菌剤の粒が付着している様子がわかる。
【００４８】
比較のため、図７、図８に同じロット３の原ブロックをナイフカットし、得られた製品ブロック表面の顕微鏡写真を示す。図７の拡大率は、３０倍である。発泡組織は、粒子の相互間は明確に区画され、組織の崩れは見られない。図８は、発泡粒子間の部分を５０００倍に拡大した写真である。図８に明らかな通り、抗菌剤の粒は、粒子の界面の襞にかくれて表面には現れていない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、少なくとも抗菌剤を表面に付着させたスチレン系発泡ビーズまたは発泡ペレットを原料とし、成形金型内で発泡させ、個々の発泡粒子が型内で融着して形成された発泡樹脂組織の原ブロックを加熱された電熱線で切り込んで所要の大きさの製品ブロックに切断したものであり、原ブロックの任意の切断面に抗菌性が得られる。
【００５０】
したがって、原ブロックの表皮を少なくとも一部に含む製品ブロックはもとより、全表面を原ブロックの切断面とする各製品ブロックについてもその表面に抗菌性を付与でき、しかも、その抗菌性は、原ブロックの溶断範囲内に含まれていた抗菌剤を切断面に露出させたものであるため、予備発泡粒子の表面をまぶす程度の抗菌剤の使用で有効に抗菌作用を生じさせることができ、断熱材、緩衝材などに使用する抗菌性（抗菌、抗かび性）をもった発泡スチレン成形品として優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】抗菌剤を付着させた発泡性樹脂粒子を示す図である。
【図２】予備発泡粒子の表面にまばらになって分散した抗菌剤の様子を示す図である。
【図３】成形型内に形成された原ブロックを示す図である。
【図４】電熱線を用いて原ブロック切り離す要領を示す図である。
【図５】ニクロム線カットした製品ブロック表面の３０倍の顕微鏡写真である。
【図６】ニクロム線カットした製品ブロック表面５０００倍の顕微鏡写真である。
【図７】ナイフカットした製品ブロック表面の３０倍の顕微鏡写真である。
【図８】ナイフカットした製品ブロック表面の５０００倍の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１  スチレン系の発泡性樹脂粒子
２  抗菌剤
３  予備発泡粒子
４  凹凸面
５  成形型
６  発泡粒子
７  原ブロック
８Ａ，８Ｂ  製品ブロック
９  電熱線
１０  表面膜
【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】
0003972273.tif 000008
【図６】
0003972273.tif 000009
【図７】
0003972273.tif 000010
【図８】
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