(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均厚さが１．０ｍｍ以上であり、平均厚さに対する最小厚さの比が０．７以上であるプラスチックの表皮で、密度が０．２ｇ／ｃｃ以下であるポリオレフィンの架橋発泡体の全面を覆った発泡複合体であって、架橋発泡体が有する気泡の径が１．２ｍｍ以下であり、架橋発泡体中に、前記プラスチックからなる石垣模様状の相がなく、直径数ｍｍのボイドがなく、表皮と架橋発泡体との接着力が、架橋発泡体の切断強度より強く、表皮が、１９０℃に於ける角周波数１（ｒａｄ／Ｓ）の貯蔵弾性率が１×１０３（Ｐａ）以上であるプラスチックの粉末を用いて形成されることを特徴とする発泡複合体。
【請求項２】
熱可塑性のプラスチックの粉末と、ポリオレフィンの架橋発泡性粒状体とを金型に入れ、金型を二軸回転しながら加熱して、表皮で架橋発泡体の全面を覆った発泡複合体を製造する方法であって、ポリオレフィンの架橋発泡性粒状体の粒径がプラスチックの粉末の粒径の３倍以上であり、プラスチックの粉末の１９０℃に於ける角周波数１（ｒａｄ／Ｓ）の貯蔵弾性率が１×１０３（Ｐａ）以上であり、架橋発泡性粒状体が５ＰＨＲ以上の発泡剤を含有し、金型内を加圧状態にして発泡複合体を成形することを特徴とする発泡複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、［請求項１］に関するものである。
【０００２】
［発明の属する技術の分野］
断熱材、浮揚材、クッション材に関するものである。
【０００３】
［従来の技術］
発泡プラスチックは、熱伝導性の小さい材料で成り、小さい気泡の集合体で、気体の占める体積が極めて大きいので、断熱性、浮揚性、クッション性に優れ、断熱材、浮揚材、クッション材として広範囲に  且つ大量に使用されている。断熱材は、湿度の高い所に置かれると吸湿して断熱性が低下するのが最大の欠点であるが、湿度の低い所でのみ使用する事はできず、これを改良する良い方法がなく、このため世界中で今日莫大なエネルギーを浪費している。
発泡プラスチックは疎水性の材料で、グラスウール等の親水性の物に比べれば吸湿性は少ないが、それでも湿度の高いところに置くと吸湿する。これは、発泡プラスチックの気泡膜が薄く、且つその厚さが不均一で極めて薄い部分がある為と思われる。そして、断熱材は、温度傾斜の有る所で長期間使用されるので、一層これが助長され、この断熱材の吸湿によるエネルギー使用料の増加は捨ててはおけない。
【０００４】
発泡プラスチックの吸湿を防ぎ、断熱性を低下させない為、発泡プラスチックをアスファルト紙で包んで使用することが行なはれている。ただ、アスファルト紙は耐吸湿性が十分でなく、且つ、発泡体の全面に隙間なく被覆しにくく、低温で脆くなって割れやすいのが問題で、地震の多い日本では特に問題である。
そして、冷凍倉庫等では断熱材をアスファルト紙で包み、且つ定温に保って吸湿を防ぐ努力をし続けても、創業時の電力消費に比べて、暫く稼動すると、その電力量は２０％も上昇する。そして、この２０％の上昇を無くす事が省エネルギーのための急務である。
【０００５】
プラスチック発泡体にアスファルトに比べて耐吸湿性の良いプラスチックの表皮を設ける方法がある。そして、プラスチック発泡体の吸湿を防ぐ材料としては、その効果、加工性、コスト等からプラスチックが最良で、これ以外の材料は考えられない。且つ、プラスチックの表皮をつくると、機械的性質も改善され、クッション材、浮揚材として用いる時にも好ましい。
その方法の一つは、回転成形で中空の成形体をつくり、その中にウレタンを注入して発泡させる方法である。この方法はアスファルトを使う方法に比べて、発泡体の耐吸湿性が格段に優れる。ただ、この技術は回転成形とウレタン注入との二工程で、二種類の金型が必要でコストが高く、表皮と発泡体との接着に問題がある。サンドイッチ構造の複合体では、表皮と発泡体との十分な接着が必須の要件で、接着不十分では、耐吸湿性も、曲げ強度等の機械的性質の増大も多くを望めない。
【０００６】
他の一つは、ブロー成形でプラスチックの中空成形体をつくり、その中に、ポリスチレン等の予備発泡したビーズを入れ、この中に蒸気を送り、ビーズを一体化する方法である。この技術は、ブロー成形、予備発泡体の製造、一体化と三つの工程を必要としてコストが高く、且つ、ビーズを一体化する温度を高くできないので、これ又、表皮と発泡体との接着が不十分で、耐吸湿性、機械的性質とも十分でない。
【０００７】
金型に粉末プラスチックと発泡性の粒状体とを同時に入れ、これを回転しながら加熱して、表皮の有る複合体を得る技術がある。この技術は一工程で成形できてコストが安く、且つ、表皮と発泡体との接着性に優れる。そして、全面に表皮をつくる技術としては、回転成形が最良である。
【０００８】
この一つは、発明者の一人の特許ＵＳＰ３．８１４．７７８で、粉末プラスチックと発泡性粒状体とを金型に入れ、回転又は衝撃を与えながら加熱して、表皮と発泡体とで成る複合体を得るもので、この特許には、均一な厚さの表皮が得られ、表皮と発泡体が、接着していると記されている。この特許はパレット等の強度に優れる成形体に関するもので、吸湿しない断熱材を考慮しておらず、断熱性、発泡層内の石垣模様状の表皮材の相、ボイド、表皮と発泡層との接着性、多量の発泡剤を用いる方法等吸湿しない断熱材としての必須要件が記されていない。
【０００９】
ＵＳＰ３．９１４．３６１も発明者の一人の特許で、表皮と発泡体とで成る複合体の製造方法が記されている。この方法は、蒸気で加熱する方法で、金型にはパッキングを用いる。パッキングを使用すると、金型内にあったガスが逃散しないので、ボイドが出来易く、この特許では金型にバルブを取り付けている。
この特許は蒸気加熱による方法で、蒸気加熱は発泡体を吸湿させ、発泡を抑制するので、吸湿しない断熱材の製法には向かない。又、この特許にも吸湿しない断熱材の記述はない。
【００１０】
特開  平１−２５３４３３には表皮を架橋した発泡複合体の製造方法が記されている。表皮を架橋すると、発泡が抑制され、成形体が変形し易く、ボイドが出来やすい傾向がある。  この特許には  、断熱材に就いての記載はあるが一部に留まり、且つ、この方法は断熱材として最良の、発泡体の密度が０．０３５ｇ／ｃｃのものが出来ない方法である。又、この特許にも吸湿しない断熱材に就いて、断熱性、発泡層における石垣模様状の表皮材相、ボイド、表皮と発泡体との接着性、多量の発泡剤を用いる方法等に就いての十分な記載がない。
【００１１】
特開  平８−５７８７８も発明者の一人の出願特許で、表皮のある発泡体の製造方法が記されている。この技術は一軸回転で、金型を回転軸に傾斜して取り付けるものである。しかし一軸回転では球形、立方体等の成形ができず、表皮が均一な厚さになりにくい。そして、この特許にも吸湿しない断熱材の記術がない。
【００１２】
［発明が解決しようとする課題］
本発明はプラスチックの表皮でポリオレフィンの架橋発泡体の全面を覆った複合体で、耐吸湿性に優れ、湿度の高い所に極めて長期間置いても吸湿せず、断熱性が低下しない省エネルギーの発泡複合体を得ようとするものである。
【００１３】
［発明の実施の形態］
ポリオレフィンは吸湿しにくい材料で、この発泡体は他のプラスチック発泡体に比べて、吸湿による断熱性の低下が少ない。
ポリオレフィンは架橋することなしに低密度の発泡体にすることは困難で、架橋して、その粘弾性を改善して発泡させる。従って、均一微細な独立気泡の発泡体が安定に得られ、この発泡体が耐熱性で２００℃でも気泡が安定なため、表皮のある発泡体が一工程で得られる。このように、断熱性に優れ、吸湿しない表皮のあるプラスチックの発泡体としては、ポリオレフィンの架橋発泡体の他には考え憎い。
【００１４】
本発明の発泡体はポリオレフィンの架橋発泡体で、その密度が０．２ｇ／ｃｃ以下で、好ましくは０．１ｇ／ｃｃ以下、更に好ましくは０．０５ｇ／ｃｃ以下である。密度が０．０３５ｇ／ｃｃ近辺の発泡体が断熱性が最良である事は良く知られている。
本発明で、発泡体の密度を０．２ｇ／ｃｃ以下にする理由は、０．２ｇ／ｃｃ以上の発泡体は、気泡が球形で、断熱性が十分でなく、且つ、発泡剤を用いる量が少ないので、成形時発泡剤の分解による発熱が不十分で、金型内にボイドが出来やすい。
【００１５】
本発明の発泡体は図−１のような均一な層であって、極めて薄いフイルムと、これに囲まれた独立の小気泡だけで成り立っており、断熱性に優れ、耐吸湿性である。そして、均一な層で、異物のないことが断熱性、耐吸湿性を良好にしている。本発明は、金型に粉末プラスチックと架橋発泡性粒状体とを同時に入れて、回転しながら加熱する。従って、この粒状体の表面に粉末プラスチックが付着して発泡する事があり、この結果、発泡プラスチック層内に図−２に示すような粉末プラスチックが石垣模様状の相をつくることがある。そして、この石垣模様状の相は発泡プラスチックの皮膜に比べて極めて厚いので、この相が生成すると、断熱性が低下する。又、このような異質の相が発泡層内にあると、その界面を湿気が通り易く、耐吸湿性にも影響するので、本技術では、このような相のない発泡体が必須要件である。この石垣模様状の相は、例えば粉末プラスチックと、発泡性粒状体とを異った色にして成形すると、その存在が明確になる。そして、見た目には薄い相に見えても、発泡体の皮膜に比べると厚いので、断熱性、耐吸湿性共に低下する。
【００１６】
本発明の発泡体は、架橋発泡性粒状体を金型内で集合状態で加熱するので、図−３に示すように直径数ｍｍのボイドが出来やすい。そして、このボイドがあると、当然のことながら断熱性が悪くなる。
本発明では、このボイドの生成を押さえるため、ポリエチレンの架橋発泡体の常圧での成形に比べて、多量の発泡剤を使用し、金型内の成形圧を高くして成形する。
【００１７】
本発明の発泡体は、断熱性の点から均一微細な気泡である事が必要で、  その気泡径は１．２ｍｍ以下で、好ましくは０．８ｍｍ以下、更に好ましくは０．４ｍｍ以下のものである。低密度の発泡体でも、気泡径が１．２ｍｍ以上のものは気泡内の気体の対流により断熱性が劣る。
【００１８】
本発明の表皮は、ポリオレフィン、ナイロン、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂の粉末を回転成形により一体に生成するものである。好ましいのは吸湿の少ない点からポリオレフィンで、更に好ましくは、高密度ポリエチレンである。  高密度ポリエチレンは本願の発泡体との接着性に優れる。
本発明の表皮は、その厚さが１．０ｍｍ以上のもので、１．０ｍｍに達しない表皮は、少しずつ湿気を通して断熱層を吸湿させ断熱性が低下する。
表波の厚さは好ましくは１．５ｍｍ以上であり、更に好ましくは２．０ｍｍ以上である。そして５ｍｍより厚い表皮は、この表皮相を通って熱が逃散するので、成形体の断熱性が悪くなり好ましくない。本発明の表皮は、均一な厚さである必要がある。本発明で均一な厚さとは、表皮の最小厚さと標準厚さとの比が１／２以上のもである。そして、これ以上最小厚さの薄い所ができると吸湿性が増大し、機械的性質が低下する。本発明では表皮も発泡させる事があるが、これは球形気泡の密度０．２５  ｇ／ｃｃ以上の発泡体に限られる。
【００１９】
本発明の発泡複合体は、サンドイッチ構造体なので、表皮と発泡体とが良く接着しているのが必須の要件で、良く接着して一体となっていて始めて耐吸湿性が向上し、曲げ強度等の機械的性質も良好になる。本発明の発泡体は、ポリオレフィンの低密度の架橋発泡体で半硬質のフオームである。従って、この発泡体は圧縮強度が、あまり高くないので、強度のある複合体にするには丈夫な表皮に強固に接着させる必要が在り、その接着力は発泡体の強度以上である事が必要である。表皮と発泡体との複合体で、接着が不十分なものは、僅かな傷が出来ても吸湿し、曲げ強度、圧縮強度、衝撃強度も発泡体の存在によって支援されないので強度が劣る。
本発明の発泡複合体は成形圧を高くして成形するので表皮と発泡体との接着が十分で、曲げ強度、耐衝撃強度等が良好である。従って、表皮を若干薄くする事が出来、この点からも断熱性に優れた複合体になる。
【００２０】
これを要するに、断熱性に優れ、湿度の高い所に長期間置いても吸湿しない省エネルギー用の断熱材は、表皮は熱可塑性プラスチックの１ｍｍ以上の厚さで、表皮の最小厚さが標準厚さの１／２以上で、この表皮によって発泡体の全面が覆はれ、発泡体は気泡径が１．２ｍｍ以下のポリオレフィンの架橋発泡体で、密度が０．２ｇ／ｃｃ以下で、発泡層には石垣模様状の表皮材の相がなく、ボイドが無く、表皮と発泡体との接着力が、発泡体の強度以上の複合体である。そして、このような複合体で、始めて断熱性に優れる断熱材として建物の耐用年数の５０年にも及ぶ長期間を吸湿せず、従って、断熱性が低下しないでエネルギーの使用増加を抑制できる。
【００２１】
本発明の架橋発泡性粒状体は、架橋剤と発泡剤とを混合したポリオレフィン、又は発泡剤を混合したポリオレフィンを電離性放射線で架橋したものである。この架橋発泡体は、耐熱性が良好で、発泡剤が分解する温度の１９０℃でも気泡が安定で、表皮の有る発泡複合体の製造を可能にする反面、膨張する性質が強いので、表皮の一部に発泡粒が食い込んで表皮を局部的に薄くし、多量のバリが発生する。又、架橋発泡性粒状体の表面に粉末プラスチックを付着させて発泡する為、石垣模様状の表皮材の相のある複合体となり、ボイドの生ずる場合がある。
【００２２】
発明者等はこのような欠点のない複合体の製造方法を検討し、表皮に使用する粉末プラスチックの  １９０℃に於ける角周波数１（ｒａｄ／Ｓ）の貯蔵弾性率が１×１０３（Ｐａ）以上のものを用いることにより、この目的を達成することを見出した。ここに、貯蔵弾性率とはサンプルに周期的（正弦的）な応力を与えると、それに対応する歪みも周期的（正弦的）に変化するが、位相がずれる。応力を歪みで割ると弾性率になるが、これをベクトル的又は複素的に表現するとＧ＊＝Ｇ′＋ｉＧ″となる。この弾性率の実数部が貯蔵弾性率、虚数部が損失弾性率と言われる。それぞれエネルギーの貯蔵と損失（熱として散逸）に関係するので、この名称がある。又、この貯蔵弾性率の測定方法は、例えばコーンプレート．レオメータで行なわれる。この装置は円板と円錐が対向（円錐の頂点を円板の中心にむけて）しており、その間には粘弾性液体或いは融液が満たされている。円板を周期的に振動させて、つられて動く円錐の振動の振幅比と位相差から、粘弾性定数（例えば、Ｇ′，Ｇ″）を求める。
そして、例えば、１９０℃に於ける角周波数１（ｒａｄ／Ｓ）の貯蔵弾性率が４×１０２（Ｐａ）のものを表皮材として用いると、この貯蔵弾性率が低すぎるため、本願の目的の複合体は得られない。
【００２３】
本発明の粉末プラスチックは、貯蔵弾性率が１×１０３（Ｐａ）以上の熱可塑性樹脂の粉末で、好ましい貯蔵弾性率は５×１０３（Ｐａ）以上で、更に、好ましくは１×１０４（Ｐａ）以上である。
貯蔵弾性率の大きい樹脂に相溶性を有する貯蔵弾性率の低い樹脂、例えば中密度ポリエチレン等を混合して使用する事もあり、これにより耐衝撃性が向上する。高密度ポリエチレンに弾性率を向上させるために低密度ポリエチレンを混合して使用する事もある。この範囲の貯蔵弾性率を選択する別の理由は、最小厚さと平均厚さとの比を大きくし均一化する点である。又、この表皮に無機フィラー、硝子繊維等を混入し、表皮を補強することもある。そして、この表皮に粒径の異なる二種類の粉末を用い、二層の表皮とする事も出来る。
【００２４】
本発明では発泡層にボイドが出来ることがあり、このため、発泡剤を多量に使用して、金型内を加圧状態にして成形する。
ポリエチレンの架橋発泡体の常圧発泡では、ＡＤＣＡが１０ＰＨＲ含むコンパウンドは通常、約２０倍に膨張する。そして、これはＡＤＣＡのガス発生量２３０ｃｃ／ｇを略完全に利用している。（高分子論文集Ｖｏｌ．３４、Ｎｏ．２  低密度ポリエチレンの同時分解法、参照）
本願の方法は、ボイドを無くす為に金型内を加圧にして成形するもので、発泡剤の使用量を通常の１５０％以上使用する必要があり、好ましくは１８０％以上、更に好ましくは２１０％以上使用するものである。そして、こうする事によってボイドのない発泡複合体となる。
【００２５】
実施例１のＮｏ．１は金型が１０００ｃｃである。そして、これに粉末プラスチック９８ｇを用い、発泡コンパウンド４０ｇを用いるが、粉末材料の密度は０．９６ｇ／ｃｃなので、この体積は９８／０．９６＝１０２ｃｃである。そして、コンパウンドに含まれるポリエチレンの体積は４０×１００／１３０／０．９２＝３３ｃｃである。（発泡剤の分解残さの体積は無視する）従って、金型内の発泡膨張できる体積は１０００−１０２−３３＝８６５ｃｃである。これに発泡コンパウンド４０ｇ用いているが、これに含まれるＡＤＣＡは４０×３０／１３０＝９．２ｇで、これから出るガスは９．２×２３０＝２１１６ｃｃである。従って、２１１６／８６５＝２４５％の発泡剤を使用している。このため、発泡剤が分解すると金型内が加圧状態になり、この成形体にはボイドがない。
【００２６】
本発明の架橋発泡性粒状体は、架橋剤と発泡剤とを混合したポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ等のポリオレフインで、粉末プラスチックに比べて粒形の大きいもので、その大きさは粒径が粉末プラスチックの３倍以上、好ましくは１０倍以上で、一辺が０．３乃至１０ｍｍの粒状体で、好ましくは１乃至５ｍｍである。そして、球形、ロッド、立方体等金型内で回転により動きやすい形のものが好ましい。又、この粒状体の表面にタルク、クレイ等の無機粉末を付着させて用いると、材料の摩擦による帯電を防止し発泡層に表皮材が混入しなくなる。
【００２７】
この架橋発泡性材料を球形又はロッド状にし、これに発泡しないか、僅かに発泡する材料を被覆した物を発泡性材料として用いることもある。
この材料を金型に入れて発泡させると、発泡層に発泡しないか、僅かに発泡した材料の区画ができ、この区画が強度メンバーとなり、機械的強度に優れた複合体になる。
【００２８】
本発明の発泡性粒状体には発泡剤として、アゾジカーボンアミド、ヂニトロソペンタメチレンラトラミン等の発泡剤が使用される。そして、この発泡剤の混合量は５ＰＨＲ以上、５０ＰＨＲ以下であり、好ましくは１０ＰＨＲ以上である。そして、発泡剤が５ＰＨＲ以下では、発泡剤の分解に伴う発熱が少なく、未発泡の部分が出来やすく断熱性が十分でない。発泡剤を５０ＰＨＲ以上添加すると発泡するガスが多すぎて独立気泡の発泡体にならない。発泡剤と共にステアリン酸亜鉛等の発泡助剤を用い、発泡する温度を低下させることもある。
【００２９】
本発明の発泡性粒状体の架橋剤はヂクミルパーオキサイド、２，５ヂメチル２，５ヂターシアリーブチルパーオキシヘキサン等の有機過酸化物である。そして、架橋剤の添加量は０．２ＰＨＲ以上、１．５ＰＨＲ以下で、好ましくは０．５ＰＨＲ以上、１．０ＰＨＲ以下ある。そして、架橋剤と共に１，２ポリブタジエン，トリアリルシアヌレート，トリアリルイソシアヌレート等の反応性二重結合を分子中に２箇以上有する架橋助剤を用いることもある。架橋剤は発泡に先だって分解してポリオレフインを架橋し、粘弾性を改善して発泡を好適にする。出来上がった発泡体のゲル分率は、通常３０乃至８０％である。ここに、ゲル分率とは９０℃のトルエン中に浸漬して、ゾル分を除いた％である。架橋剤の分解温度は約１６０℃で、架橋剤を含むコンパウンドの混練、押し出し等の加工は約１３０℃で行なわれる。
【００３０】
本発明に使用する金型は、熱伝導性の良い鉄、アルミニウム、真鍮等の金属材料の板材又は鋳物でつくられ、二つ割りか、側壁と上下の蓋で成るのが普通である。金型の厚さは３乃至１５ｍｍである。
金型には、通常発泡時、金型内にあった空気を逃散させるための径１乃至１０ｍｍの小孔を１乃至数個設ける。そして、この小孔には耐熱性のプラスチックパイプをはめ、一端は外に出し、他の先端は粉末プラスチックが出ないように金型のなるべく中央に近い所に位置せしめる。このパイプの金型の中央に近い先端にテフロンテープ、孔空きテフロンテープ等を巻き、粉末プラスチックの逃散を防止することもある。この小孔を設けない金型で回転成形すると、発泡相にボイドが発生しやすい。尚、パッキングを使用するとボイドが出来やすいので、金型には通常パッキングは用いない。
【００３１】
金型の回転は二軸回転、揺動回転等であり、一軸回転は表皮の薄い所ができるので用いない。
回転は通常１乃至２０ｒｐｍで，金型内に入れた材料に遠心力が加わらないような、ゆっくりした回転である。この回転は、正回転と逆回転を併用するのが普通である。
【００３２】
加熱は、熱風、直火等によって行なわれる。蒸気による加熱は、金型の中に蒸気が入り、樹脂を吸湿させ、且つ、発泡倍率を低下させるので用いない。
尚、加熱は、金型の温度を１７０℃乃至３００℃、好ましくは１９０℃以上２５０℃以下にするもので、加熱時間は１０乃至５０分である。
加熱の後金型は、水中に浸漬するかシャワーにより急速に冷却され、発泡複合体は金型より取り出される。水冷により表皮は急速に硬化するが、この時、中央の発泡相は溶融しており、発泡圧がかかりながら表皮が硬化するので、表面が平滑美麗で金型の形通りで、時間の経過で収縮しない成形体になる。尚、空気中に放置して徐冷すると耐衝撃性が低下する。
【００３３】
このような方法で、発泡複合体が製造されるが、金型内に存在するプラスチック粉末と発泡性粒状体は、金型の内容積より少なくとも１０％余裕のある少ない量が入れられるので、金型の回転により金型内の位置をずらして動く。そして、金型は外部より加熱されるので、先ず小さな粒子のプラスチック粉末が金型の内面に溶けて付き、表皮を形成する。次いで、大きな粒子の発泡性粒状体が、この表皮の内側に付着し、更に加熱されると架橋剤、発泡剤が分解して膨張し、金型内に充満する。この時、金型内に存在した空気は金型の中央に集まり、金型に挿入されたプラスチックパイプより逃散する。
粉末プラスチックの粒径は通常０．１ｍｍ以下であり、架橋発泡性粒状体は３ｍｍぐらいである。従って、粒状体の粒径は粉末プラスチックの３０倍で、体積、重さは、その３乗の２７，０００倍である。よって、温度上昇が遅く、運動のエネルギーが大きく、金型への付着は遅れ、両者は画然と分かれて、表皮と発泡層になる。
【００３４】
本発明の発泡複合体の表皮は、回転成形により一体に成形されたもので溶接のラインがなく、発泡体と強固に接着していて、その為、耐吸湿性に優れ長年月使用しても断熱性が低下しない。本発明の発泡層の厚さは通常１０乃至１００ｍｍで、１０ｍｍ以下にすると表皮と発泡層との分離が不十分になりやすい。１００ｍｍ以上の層にすることも可能であるが、１００ｍｍ以上にすることは稀である。
【００３５】
本発明の発泡複合体は金型内で表皮と発泡性の粒子を融点より相当高い温度で加熱してつくる。その上、金型内の圧力を高くして成形するので、表皮と発泡層とが金型内で溶融し圧着されて強固に接着していて、この接着力が発泡体の強度以上で、複合体は曲げ強度や衝撃強度が大きく吸湿しにくい。従って、高湿度の所で長期間使用しても断熱性が低下しない。
本発明の発泡複合体より、表皮と５ｍｍ厚さの発泡層との接合体を切りだし、その大きさを例えば巾１０ｍｍ長さ１００ｍｍにして、一方の端よりナイフを入れて、その半分の表皮と発泡体とを分離し、これを引き離すように１８０度の方向に表皮と発泡体とを引っ張っても、引き離しは出来ず発泡体が切断する。
本発明の発泡体はポリオレフィンの架橋発泡体で弾性があり、衝撃吸収性がある。従って、これに丈夫な表皮材を用いたものは、極めて丈夫で衝撃で壊れない。本発明の発泡複合体は、又、側面にも丈夫な表皮があるのも特徴で、これが曲げや圧縮強度、衝撃強度の大きいのに寄与している。
【００３６】
本発明では表皮があり、その下に発泡層があり、真中に気体層のある複合体をつくることができる。そして、この成形体は弾性に優れ、軽量でクッション材、浮き等にも使用される。
本発明では、表皮用材料、架橋発泡粒状体の材料に産業廃棄物を利用することが出来る。本発明の表皮材、架橋発泡性粒状体には無機のフィラー等を混入でき、従って、産業廃棄物のプラスチックを用いて、少量の泥や砂が入っても成形に影響しない。又、本発明の発泡は架橋発泡性粒状体によるもので、小さい粒子が多数集合状態で発泡して発泡層を形造る。従って、例えば、少量の発泡性の悪い粒子が混じっていても平気である。
本発明では表皮があり、その下に発泡層があり、真中にプラスチック、ゴム、木材等の粒状体、本発泡複合体を砕いた粒状体等のある複合体をつくることが出来る。
この成形体は粉末プラスチクと架橋発泡性粒状体と、この架橋発泡性粒状体より更に形の大きいプラスチック、ゴム、木材及び本発泡複合体等の粒状体を金型に入れて、回転しながら加熱してつくるもので、丈夫で断熱性に優れた成形体で、プラスチック、ゴム、木材、本発泡複合体の廃棄物の利用に好適である。そしてこの技術ではプラスチックの廃棄物として他の方法では使用出来ない架橋ポリエチレンの廃棄物、ＦＲＰの廃棄物も用いることが出来る。
本発明では表皮と発泡層の相方に難燃剤を入れて成形し、難燃性のある成形体とすることが出来る。
【００３７】
本発明では、金型に小孔を空けて金具を取り付け、ボルト、ナット、パイプ、フック等を発泡複合体に埋め込むことが出来る。例えば、ボルトを埋め込むには金型の内側にボルトを入れ、ボルトを金型の小孔に通して、その先端にナットを付けて成形する。熱は、金型の外にあるナットから、ボルトに伝わって加熱しボルトの表面に表皮をつくり、この表皮が発泡複合体の表皮や発泡層と接合していて、ボルトを強固に固定する。従って、取り付ける金具は、金型の外にその一部があり、そこから熱を金具に供給する必要がある。そして、この金具により、複合成形体同志、又は他の物体との強固な接続が簡単に出来る。
【００３８】
発泡板に金属パイプを使って板と直角の表皮をつくると、この表皮は板の上、下の表皮とつながっていて、且つ、発泡相とも良く接着しているので、この発泡板の耐圧縮性、耐衝撃性、耐曲げ性を著しく改善する。本発明で、例えば、
１０００×１０００×５０ｍｍの発泡板をつくると、本発明の製品では全面に丈夫な一体の表皮ができるので、端に近い部分は側面に表皮があるので丈夫であるが、中央に近い所では圧縮に弱い。この板に２５０ｍｍ置きに直径２５ｍｍの孔を９個つくり、この孔に表皮を設けると、板の中央部の耐圧縮性や耐衝撃性は著しく改善され、板全体が丈夫になる。例えば、表皮が３ｍｍ厚さで直径２５ｍｍの小孔一個当たりの圧縮強度の増加は３００Ｋｇにもなる。従って、表皮の厚さを薄くでき、軽量化することができる。そして、断熱板に使用する時には、この孔に詰めものをする。詰めものとしては、表皮のある発泡複合体が最良である。
【００３９】
このように本発明の発泡複合体は金具を取り付けられ、又、金具を利用して、厚さが１．０ｍｍ以上の表皮のある孔ずくりが可能であり、このような孔を設けると、その孔に水や空気を長期間通しても、発泡体が吸水、吸湿せず、断熱性が低下しない。そして、吸湿しない為には、この孔の周囲の表皮が１．０ｍｍ以上で、その最小厚さが０．５ｍｍ以上で、且つ、この表皮が成形体の少なくとも一方の表皮と接合し、周囲の発泡体と接着していて、接着力が発泡体の強度以上であることが必要である。この孔を利用して金具を取り付けたり、発泡板を強固に建物に取り付けたり、この成形体に冷却器等が固定できる。又、この板を水中に固定して、水中用の断熱板として使用することも出来、極めて好都合である。この複合体は工場で全てをつくり、現場ではボルト、ナットで結合するだけで、プレハブ建築の方法である。
【００４０】
本発明の金型は熱流入量が多い事が望まれる部分、例えば断熱箱の内箱等は薄い肉厚の材料にしたり、熱伝導率の高い材料を使用する事がある。又、その部分にフイン、ヒートパイプ等を附けて熱伝導を促進する事もある。
本発明の金型は、表皮を薄くしたい部分に熱伝導の悪い材料や、厚い材料を用いることがある。尚、金具の材質は成形時間を短縮するため真鍮等の熱伝導性の良い材料が望ましい。
次いで、本発明の実施例を記す。
［実施例１］
【００４１】
高密度ポリエチレン，密度０．９６ｇ／ｃｃ．１９０℃に於ける角周波数１（ｒａｄ／Ｓ）の貯蔵弾性率１×１０４（Ｐａ）の粉末と、低密度ポリエチレン，密度０．９２ｇ／ｃｃ，ＭＩ１．５にジクミーパーオキサイド０．８ＰＨＲ，アゾジカーボンアミド３０ＰＨＲを混練して一辺３ｍｍの立方体にした材料（架橋発泡性粒状体）を、第１表に示す量を内法２００×２００×２５ｍｍの金型（肉厚４ｍｍ）に入れた。この金型は底面の中央に直径５ｍｍの孔があり、これにテフロンチューブを取り付け、その金型内の先端をテフロンシートに小孔を空けたもので覆い、金型の略中央に位置せしめ、これを二軸回転の熱風加熱成形機で２００℃で２５分加熱した。 回転速度は一方が１０ｒｐｍ、他方が５ｒｐｍであった。得られた成形体は表面平滑な金型の形通りの形で、バリが出ず、表皮と発泡体とが画然と分かれ、その性質は第１表の通りで、断熱性、耐吸湿性、機械的強度に優れ、時間の経過で収縮しないものであった。尚、水分吸収量は成形体を９０℃の温水に９０日間浸漬して後、重量の増加を測定した。
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［実施例２］
【００４２】
実施例１で低密度ポリエチレンにアゾジカーボンアミドの混合量を２０ＰＨＲにし、投入量を変えた以外は実施例１と同じに回転成形した。得られた結果は第２表の通りで耐吸湿性、断熱性、機械的強度に優れた成形体が得られた。
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［実施例３］
【００４３】
実施例１のアゾジカーボンアミドの混合量を１０ＰＨＲにし、その投入量を変えた以外は、全て実施例１と同じに回転成形した。得られた結果は第３表の通りで耐吸湿性、断熱性、機械的強度に優れた成形体が得られた。
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［実施例４］
【００４４】
実施例１と同じ方法で、ただ２００×２００×５０ｍｍの金型を使用し、表皮材と架橋発泡性粒状体の投入量を変えて実験した。結果は第４表の通りで断熱性耐吸湿性、機械的強度に優れた成形体が得られた。
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［比較例１］
【００４５】
高密度ポリエチレン，密度０．９６１，貯蔵弾性率４×１０２（Ｐａ）を使用する以外は実施例１と全く同じように実験した。結果は第５表の通りで得られた成形体は表皮材の貯蔵弾性率が低いため、表皮の厚さが不均一で、石垣模様状の表皮材があり、ボイドもあり耐吸湿性，断熱性の悪い成形体であった。
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［比較例２］
【００４６】
実施例１のＮｏ．１と同じように、ただ表皮材の投入量を４９ｇにして、表皮が０．５ｍｍの成形体をつくった。この成形体の表皮の最小厚さは０．２ｍｍ（ｔ  ｍｉｎ／ｔ  ａｖ＝０．４）で、表皮が薄すぎるため、形が崩れ、水分吸収量は３．３％で、吸湿する発泡複合体であった。
［比較例３］
【００４７】
実施例１のＮｏ．４と同じように、ただ表皮材の投入量を５４１ｇにして、表皮が６ｍｍの成形体をつくった。表皮の最小厚さは４．０ｍｍ（ｔ  ｍｉｎ／ｔａｖ＝０．６７）で熱伝導率が０．１１（Ｋｃａｌ／ｍｈ℃）で、表皮が厚すぎるため断熱性が良好ではないものであった。
［比較例４］
【００４８】
実施例１のＮｏ．２と同じ条件で、発泡コンパウンド（架橋発泡性粒状体）を１５．２ｇ（発泡剤の使用量１００％）で成形した。得られた成形体は、発泡剤の使用量が少なく、成形圧が低いので形が崩れ、発泡層内に多数のボイドがあり、その熱伝導率が０．１２３（Ｋｃａｌ／ｍｈ℃）で、断熱性が悪い成形体であった。
［実施例５］
【００４９】
内箱の外径５００ｍｍ，高さ１６００ｍｍ，外箱の内径５８０ｍｍ，高さ１６４０ｍｍの円筒二重金型の所々に６個の径１０ｍｍの小孔を空け、テフロンチューブを差し込み、一端を金型の中央に、他端を金型の外に出した。そして、中央に近いチューブの先端に小孔のあるテフロンシートを巻いた。この内箱、外箱の底の中央に径２０ｍｍのネジ孔を空けた。次いで、外箱の下より径２０ｍｍのボルトを入れ、外箱の下側から２ｍｍ離してナットを置き、内箱を突き抜いて内箱の上から別のナットで固定した。この金型に高密度ポリエチレン，密度０．９５０，１９０℃に於ける角周波数１（ｒａｄ／Ｓ）の貯蔵弾性率４×１０４（ＰＡ）のもの２０．４Ｋｇ、低密度ポリエチレン（密度０．９２，ＭＩ ３）にジクミルパーオキサイド１ＰＨＲ，アゾジカーボンアミド １５ＰＨＲを混合し、一辺２ｍｍの立方体にした発泡性材料（架橋発泡性粒状体）８Ｋｇ（発泡剤使用量２６７％）を入れ、これを二軸回転の成形機で、一方が３ｒｐｍ他方が６ｒｐｍで回転しながら２００℃の熱風で３０分加熱した。冷却後ボルトとナットを外し、金型より取り出した発泡複合体の容器は、表面が平滑美麗で、金型の形通りで、表皮が一体で３ｍｍの厚さで、最小厚さは２．２ｍｍで、コアーは１１倍に発泡し、気泡径は０．５ｍｍで、発泡粒の周り表皮材が付着しておらず、ボイドがなく表皮と発泡体とは画然と分かれ、両者は強固に結合していて、接着力は発泡体の強度以上で、底にナットがあり、直径２０ｍｍのネジ孔が底に通っていて、ナットやネジ孔の周りに２．０ｍｍの厚い表皮があり、この表皮は内箱，外箱の表皮と接合し、発泡体と接着していて、その接着力は発泡体の強度以上で、断熱性と強度に優れ、容易に金具をつないで発泡体を吸湿させることなく、極めて長期間温水を出し入れできる断熱容器であった。
［実施例６］
【００５０】
１０００×１０００×５０ｍｍの角形の金型の四隅に、径１０ｍｍの孔を上、下板に空け、これにボルトを上板から下板に通し、ナットで固定した。この金型に別に７ＭＭの孔を空け、これにチューブを挿入し、実施例１の粉末高密度ポリエチレン５ｋｇ，実施例１の発泡コンパウンド（架橋発泡性粒状体）２Ｋｇ（発泡剤使用量２４６％）を入れ、二軸で回転しながら２００℃の熱風で３０分加熱した。ボルト、ナットを外して、金型より取り出した発泡複合体は、表皮が一体で２ｍｍの均一な厚さで、最小厚さは１．５ｍｍで、コアーは密度０．０３５ｇ／ｃｃ、気泡径０．５ｍｍの発泡体で、両者は強固に接着していて、四隅に１０ｍｍのネジ孔があり、この孔の周囲にも２ｍｍの厚い表皮があり、この表皮は板の表皮と接合し、発泡体と接着しており、ボルトで容易に壁に取り付けられ、断熱性に優れ、丈夫で、水中に長期間置いても全く吸湿しない断熱板であった。
【００５１】
［発明の効果］
以上説明した如く、本発明の発泡複合体は、一工程で製造出来、長期間湿度の高い空気中や低温槽内に置いても吸湿せず、従って、断熱性が低下せず、極めて優れた省エネルギー用の断熱材である。この成形体は耐吸湿性，断熱性の上に耐衝撃性等の機械的強度に優れ、金具が取り付けられ、小孔をつくり、その周囲にも厚い表皮のある成形体ができる。
この成形体は温水の出し入れが可能で、水中で使用しても吸湿せず、冷却器等が取り付けられ、且つ建物等に強固に固定できる成形体で、優れた性質を持っているので、この成形方法は極めて有用であり、この成形体は断熱板，断熱箱，断熱カバー等あらゆる断熱材として極めて優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】は吸湿しない断熱材，
【図２】は石垣模様状の表皮材相のある断熱材，
【図３】はボイドのある断熱材である。
【符号の説明】
１）表皮
２）発泡体
３）石垣模様状の表皮材相
４）ボイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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