(57)【要約】【課題】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液で耐火不燃性や軽量性、断熱性及び廃棄性を保持する無機発泡成形物を、均質且能率良く製造する方法を提供する。【解決手段】  金属性素材で所要の寸法形状に形成された成形雌型の側面及び底面に加熱体を内包する加熱部材が密着接合され且その外表面に断熱層が形成された成形雌型基体と、成形雄型の側面及び上面に加熱体を内包した加熱部材が密着接合され且その外表面に断熱層が形成された成形雄型蓋体、及び成形雌型と成形雄型とを加圧密閉及び解離しえる密閉解離機構からなる成形装置と、成形雌型及び成形雄型内に装着しえるテトラフロロエチレンからなる剥離トレーとを用いて注入工程、密閉工程、発泡成形工程及び型抜き工程により製造する。【選択図】図１
2009013045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性と強靭性に優れる金属素材で且十分な厚さを以って所要の寸法形状に形成された成型雌型と成型雄型、及び成型雌型の側面及び底面並びに成型雄型の側面及び上面には、加熱体を内包した加熱部材が密着接合され且その外表面には断熱層が形成されてそれぞれ成型雌型基体と成型雄型蓋体とが形成され、更には成型雄型蓋体の上部に該成型雄型蓋体を成型雌型基体と加圧密着させ且解離しえる加圧アームが軸着されてなる密閉解離機構とからなる成型装置と、成型雌型内及び成型雄型内に装着しえるようテトラフロロエチレン素材シートを予め成形させてなる剥離トレーとを用い、解離されてなる成型雌型内及び成型雄型内に装着し且成型雌型内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要容量割合で注入する注入工程と、密閉解離機構により成型雄型を所要の加圧を以って成形雌型と密閉させる密閉工程、並びに密閉された相互の加熱体を加熱のうえ２４０乃至３２０℃の温度を以って所要の形状に発泡成形させる発泡成形工程と、密閉解離機構により成形雄型を成形雌型より解離させて、剥離トレーとともに無機発泡成形物の型抜きをなし且剥離トレーと無機発泡成形物とを分離させる型抜き工程とからなる無機発泡成形物の製造方法。
【請求項２】
成形装置が適宜数に配設されてなる請求項１記載の無機発泡成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を用いて、均質な発泡成形と能率的に無機発泡成形物を製造する製造方法に関するものである。
【従来技術】
【０００２】  産業資材や工業資材、包装資材若しくは生活資材等は、耐久性や軽量性及び価格的安価さ等により早くから合成樹脂素材に代替されて来ており、今日においては極めて膨大量の生産と消費がなされている。
然るにこれら合成樹脂素材は自然条件では腐蝕や分解がなされにくいものの、その初期においては廃棄量も少なくこれら廃棄物は簡易焼却や土壌埋立が主としてなされていた。
【０００３】  反面、今日の如く膨大量の生産及び消費がなされている状況下においては、生産時の不良品や屑はもとより包装資材の如く短時の使用で廃棄されることとも相俟って、極めて膨大量の廃棄物が排出され既に土壌埋設では土壌の荒廃が極度に進行し且埋設場所も限界に至っており、更には合成樹脂素材はそれぞれに性質を異にし簡易焼却では多量の煤煙や有害ガスとりわけダイオキシンの発生がなされるため、焼却に際しても特別な焼却炉の使用とともに多種にわたる合成樹脂素材の分別をなさねばならず莫大な分別廃棄費用が強いられる結果となっている。
これがため、一方においては生産活動において排出される廃棄物の排出抑制と且有効再利用所謂ゼロエミッションが課せられるとともに、他方においてはこれら合成樹脂素材に代替しえる廃棄性素材が強く要請されてきている。
【０００４】  かかる背景をもとに発明者等は、天然岩石や無機産業廃棄物中に多量に含有されてなる酸化珪素を一旦アルカリ剤で溶解させて珪酸ソーダ即ち水ガラスとなしたうえ、そのシラノール基の縮合作用により分子量を略４，０００程度に多分子量化させシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液となし、このシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を少なくとも１００℃以上の加熱をなすことにより、その水分蒸散放出と加熱融着性の創出及びシロキサン結合の促進とにより、無加圧状態ではその発泡倍率が略２０乃至２５倍程度で酸化珪素態と連続気泡構造の無機発泡成形物が形成しえることを解明している。
【０００５】  而して該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の性状は、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略４０乃至４５重量％に水分が略５５乃至６０重量％の水溶液状であるから、具体的製品の発泡成形のために所要の寸法形状に形成させた成形雄型と成形雌型からなる成形金型の成形空隙内に所要容量割合で注入し加熱発泡させるものであるが、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は加熱発泡に伴う加熱に際して加熱融着性の創出とシロキサン結合の促進とにより強い融着固着性が発揮され、成形金型内面と融着固着して発泡成形物の型抜きが不能となるため成形金型内にはテトラフロロエチレン素材からなる剥離層の形成が必須となる。
【０００６】  加えて加熱発泡成形に際しての従来からの加熱は図５に示すように、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液Ａでは、水分率が略５５乃至６０重量％と多量の水分が含有されてなるから、かかる水分を完全に蒸散放出せしめて酸化珪素態の連続気泡構造の無機発泡成形物Ｄに発泡成形させるためには高温度の加熱温度が要請されるものの、成形金型Ｂ内の剥離層Ｃの耐熱性の制約から最高温度も３２０℃に制限される。
そして製造に際しては同時に多数枚の無機発泡成形物Ｄを発泡成形させるうえからは、加熱手段として十分に内容積が大きく且高温度と大容量の加熱エネルギーが要請されるため、製陶や製磁用窯Ｅの活用がなされている。
【０００７】  然るに、製陶や製磁用窯Ｅは内容積と大容量の加熱エネルギーを保持するものの、本来十分に乾燥させた陶磁器等を焼成させるものであるから、その加熱温度も６００乃至８００℃程度から１，２００乃至１，６００程度と高温度であって、本発明の如き２４０乃至３２０℃の低温度での使用では窯内の温度バラツキが大きく且シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の如くその水分率が略５５乃至６０重量％のものでは、その水分蒸散放出に際して膨大な蒸散熱が奪われて実質的加熱温度の低下が招来されることも判明している。
【０００８】  更には陶器や磁器等ではガス若しくは重油バーナー或いは電熱ヒーター等により加熱された加熱空気で直接加熱焼成がなされるものの、本発明では金属板材で形成された成形金型内に剥離層が形成されたうえ、その内部に注入されたシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を加熱発泡させるものであるから、その加熱発泡に係る熱履歴は加熱空気で成形金型が加熱されたうえこの加熱エネルギーが剥離層を伝導して受熱されるため受熱効率が極めて悪く、従って多数枚に亘る成形金型が同一窯内でなされた場合には加熱に伴う水分蒸散放出に伴う蒸散熱の剥奪による窯内温度が大きく変動し、確実な水分蒸散放出による発泡成形には極めて長時間を要する等均質な発泡成形も且能率的製造もなしえない問題を抱えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明はかかる問題に鑑みなされたものであって、本発明はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を用いて、耐火不燃性と軽量性並びに断熱性と廃棄性を保持する無機発泡成形物を均質に且能率良く製造しえる無機発泡成形物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術手段は、熱伝導性と強靭性に優れる金属素材で且十分な厚さを以って所要の寸法形状に形成された成形雌型の側面及び底面には、所要温度に加熱できる加熱体が内包され且十分な加熱容量を保持する加熱部材が密着接合され、而もこの加熱部材の外表面には加熱部材からの熱エネルギーの外部漏出並びに逸散を防止する断熱材で包着された成形雌型基体と、該成形雌型基体の成形雌型を適宜の加圧を以って密閉し且所要の成形空隙が形成しえる寸法形状に形成された成形雄型の側面及び上面には、所要温度に加熱できる加熱体が内包され且十分な加熱容量を保持する加熱部材が密着接合され、而も該加熱部材の外表面には該加熱部材からの熱エネルギーの外部漏出並びに逸散を防止する断熱材で包着された成形雄型蓋体と、該成形雄型蓋体と成形雌型基体とを密閉及び解離させる密閉解離機構とからなる成形装置を用いる。【００１１】  そして成形雌型内及び成形雄型内に密着して装着しえるよう成形され且テトラフロロエチレン素材シートからなる剥離トレーとを用いて、成形雌型内及び成形雄型内に剥離トレーを装着のうえ所要容量のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を注入する注入工程と、成形雄型内に剥離トレーを装着したうえ密閉解離機構により成形雄型蓋体で加圧密閉させる密閉工程と、相互の加熱体を２４０乃至３２０℃に加熱し発泡成形させる加熱発泡工程と、密閉解離機構により成形雄型を成形雌型より解離させ剥離トレーとともに無機発泡成形物を型抜きする型抜き工程とからなる構成に存するものであり、更には成形雄型内には予め剥離トレーを接合させてなる構成に存するものである。
【発明の効果】
【００１２】  本発明は上述の如き構成を用いてなるもので成形雌型及び成形雄型が熱伝導性と強靭性に優れる金属素材を用い所要の寸法形状と十分な熱容量を以って形成され、その側面及び底面には該成形雌型と密着接合して所要温度に加熱できる加熱体が内包され且十分な熱容量を保持する加熱部材が設けられ、而もこの加熱部材の外表面には断熱材が包着されてなるから、加熱体により所要温度に設定されると加熱部材全体も設定温度に保持されるとともにその加熱エネルギーの外部漏出や逸散が防止され、且伝導や副射により熱伝播されるために成形雌型への受熱効率が著しく高められる。【００１３】  更に成形雄型においても、熱伝導性と強靭性を保持する金属素材で十分な熱容量を保持するよう所要の寸法形状に形成され、且該成形雄型の側面及び上面に密着接合してその内部に加熱体が内包され、而も十分な熱容量を以って加熱部材が設けられ且その外表面には適宜の断熱材が包着されてなるから、加熱体を所要の温度に設定することにより成形雌型と同様に、その加熱エネルギーの外部漏出や逸散も防止され且その加熱エネルギーが伝導や副射により熱伝播され成形雄型への受熱効率が著しく高められる。
そして成形雌型と加熱部材及び断熱材で形成される成形雌型基体と、成形雄型及び加熱部材及び断熱材とで形成される成形雄型蓋体とは、密閉解離機構により加熱発泡に際しての加圧密閉と且加熱発泡後の解離がなされるため注入作業や型抜き作業も簡便になされる。【００１４】  かくして成形雌型内に、予めその寸法形状に成形されたテトラフロロエチレン素材シートからなる剥離トレーが装着されたうえ、所要の容量割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が注入され、且成型雄型内にも該剥離トレーを装着し加圧密閉させたうえ２３０乃至３２０℃の加熱をなすことにより、加熱発泡成形に際しての十分な内部圧力が付与され且成型雄型蓋体の加圧付加を調整するのみで、内部圧力を自在に変化させ発泡倍率の多様な発泡成形物の製造も可能となる。
加えて加熱部材からの加熱エネルギーが伝導や副射作用により成型雌型や成型雄型に伝播されるため極めて短時に加熱発泡成形がなしえるとともに、成型雌型や成型雄型並びにその側面や底面若しくは上面に密着接合される加熱部材も大きな熱容量を保持するため、加熱発泡時の水分蒸散に係る蒸散熱の剥奪に際しても温度変動が抑制され、安定した加熱温度により発泡成形物全体の均質な発泡成形がなされることとなる。【００１５】  更に加熱発泡成形がなされたうえは、密開解離機構により成型雄型蓋体を成型雌型蓋体より解離させるのみで成型雄型内及び成型雌型内には剥離トレーが装着されてなるため、加熱発泡成形物が該剥離トレーと共に成型雄型及び成型雌型より剥離され型抜きがなされ、而も剥離トレーも僅かな剥離力により加熱発泡成形物より分離されて製造がなされることとなる。
そして本発明では成型雄型や成型雌型の温度を特段に降温させずに、剥離トレーの装着後にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要容量割合で注入のうえ密閉させるのみで加熱発泡成形がなしえるため、極めて能率的に製造することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  熱伝導率に優れ強靭な金属素材で且十分に熱容量を保持しえるような厚さと寸法形状に形成された成型雌型の側面及び底面には、その内部に所要温度に加熱できる加熱容量の加熱体を有する加熱部材が密着接合され且その外表面には断熱材が包着された成型雌型基体と、該成型雌型に適宜加圧を以って密閉しえ且所要の成型空隙が形成しえる寸法形状に形成された成型雄型の側面及び上面には、所要温度に加熱できる加熱容量の加熱体を有する加熱部材が密着接合され且その外表面には断熱材が包着された成型雄型蓋体と、この成型雌型基体及び成型雄型蓋体とを密着解離させる密着解離機構とからなる成型装置を用い、予め成型雄型及び成型雌型内に装着可能なテトラフロロエチレン素材からなる剥離トレーを装着のうえ、所要容量割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を注入し而して成型雄型と成型雌型とを加圧し、２４０乃至３２０℃の温度で加熱して加熱発泡成形のうえ、成型雄型と成型雌型とを解離のうえ発泡成形物の型抜きをする。
【実施例１】
【００１７】  以下に本発明実施例を図とともに説明すれば、図１は本発明製造工程概略図であり図２は本発明に用いる成型装置の説明図であって、本発明に用いる成形装置１０は本発明において発泡成形する無機発泡成形物６を発泡形成させるために所要の寸法形状に形成された成型雌型１１Ａ内に所要の容量割合で混入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液５に加熱発泡成形に必要な加熱温度と十分な熱容量で且温度変動がなく安定した加熱をなす必要上、及び加熱発泡成形に際して所望の内部圧力を付加させて発泡度合と耐圧縮強度や引張強度等広範囲な物性を保持させるうえから、その使用素材としては熱伝導性と強靭性に優れる金属素材が用いられ且大きな熱容量をも保持させるうえから比較的厚い板材の使用が望ましく、図２においては発泡成形される無機発泡成形物６としては最も単純な寸法形状の発泡板材の場合が示されている。【００１８】  そしてかかる成型雌型１１Ａの側面並びに底面には、その内部に適宜の加熱媒体を循環させ若しくは加熱ヒーター等の加熱体１１Ｂを内包し且該加熱体１１Ｂからの加熱エネルギーを十分な熱エネルギーに畜熱させて温度変動を少ならしめたうえ、伝導及び副射作用により効率よく成型雌型１１Ａに伝播させるため熱伝導性と強靭性に優れる金属素材からなる加熱部材１１Ｃが密着接合されてなり、更にこの加熱部材１１Ｃの加熱エネルギーが外部に漏出し若しくは逸散されるのを防止するうえから、該加熱部材１１Ｃの外表面には適宜の断熱材１１Ｄが包着されて、全体として成型雌型基体１１が形成されている。
かかる場合において、成型雌型１１Ａや加熱部材１１Ｃに使用する熱伝導性と強靭性とを保持する具体的金属素材としては、鉄板材や鋼板材或いはステンレス板材等が挙げられ、更に加熱体１１Ｂの加熱媒体の具体的なものとしては、高温加圧蒸気や加熱油媒体等が挙げられる。【００１９】  そしてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液５を加熱発泡させて、無機発泡成形物６の形成には、所要の寸法形状に発泡させ且所要の内部圧力を付加させる必要上から、該成型雌型１１Ａに所要の加圧を以って密閉組合せ可能な成形雄型１２Ａも必要となる。
この成型雄型１２Ａも無機発泡成形物６の寸法形状に且十分な加熱容量と安定した温度を保持しえるよう比較的肉厚な金属素材からなる板材が用いられるとともに、該成型雄型１２Ａの側面並びに上面には、成型雌型１１Ａと同様に加熱体１１Ｂが内包され且該加熱体１１Ｂからの加熱エネルギーを十分に畜熱させ、而も温度変動を少ならしむるうえから熱容量を大きく保持させたうえ伝導や副射作用により効率良く成型雄型１２Ａに伝播させるための加熱部材１１Ｃが密着接合されている。加えて該加熱部材１１Ｃの外表面にその加熱エネルギーの外部漏出や逸散を防止するため、適宜の断熱材１１Ｄが包着されて全体として成型雄型蓋体１２を形成している。【００２０】  更に加熱発泡成形により形成される無機発泡成形物６は、その使用目的によって発泡倍率や見掛比重、耐圧縮強度、引張強度等要請される物性も異にするものであるが、本発明により発泡成形される無機発泡成形物６では見掛比重では略０．１乃至０．７程度で、且耐圧縮強度では略２乃至４５ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるから、成型雌型１１Ａと成型雄型１２Ａとの密閉に際しての密閉加圧としては略２乃至４５ｋｇｆ／ｃｍ２程度の加圧が望まれる。
これがためには図２に示すように比較的多重量に形成される成型雄型蓋体１２が、上下方向に可動可能な加圧アーム１３Ａの先端と軸着１３Ｂされ、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液５の注入時や加熱発泡成形後の無機発泡成形物６の型抜き時には成型雌型１１Ａと成型雄型１２Ａとを解離させ、或いは加熱発泡に際しては成型雌型１１Ａと成型雄型１２Ａとを所要の加圧を以って密閉しえる密閉解離機構１３とにより成型装置１０が構成されている。【００２１】  かくしてなる成形装置１０のみではその成形雌型１１Ａや成形雄型１２Ａが金属素材で形成されてなるため、注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液５を加熱し発泡成形させると、その水分蒸散に加えて加熱融着性の創出とシロキサン結合の促進とにより発揮される強度の融着固着力により発泡成形物の型抜きが不能となる。
これがためには図３に示すように、テトラフロロエチレン素材のシート材を用いて予め成形雌型１１Ａ及び成形雄型１２Ａの内面に密着して装着しえる剥離トレー１４を形成のうえ装着使用することが必須要件となる。かかる場合の剥離トレー１４の素材としてテトラフロロエチレンシート材を使用する所以は、発泡成形される無機発泡成形物６との剥離性を保持し且耐熱温度が３２７℃と高温度であることによる。【００２２】  かかる如き成形装置１０及び剥離トレー１４とにより無機発泡成形物６を製造する手段は、成形装置１０の成形雌型基体１１と成形雄型蓋体１２とを密閉解離機構１３により解離させたうえ、成形雌型１１Ａと成形雄型１２Ａ内に剥離トレー１４を装着し且成形雌型１１Ａ内にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液５を所要の容量割合で注入させる注入工程１と、密閉解離機構１３により成形雌型基体１１と成形雄型蓋体１２とを所要の加圧を以って密閉させる密閉工程２と、この密閉された成形雌型基体１１と成形雄型蓋体１２とのそれぞれの加熱体１１Ｂを２４０乃至３２０℃の温度に加熱し、この加熱エネルギーをそれぞれの加熱部材１１Ｃを介して成形雌型１１Ａ及び成形雄型１２Ａに伝播加熱して所要の寸法形状と発泡倍率及び所望の物性の無機発泡成形物６に発泡成形させる発泡成形工程３と、及び発泡成形された後に密閉解離機構１３により成形雌型基体１１と成形雄型蓋体１２とを解離させたうえ剥離トレー１４とともに無機発泡成形物６を成形雌型１１Ａ及び成形雄型１２Ａより型抜きさせる型抜き工程４により型抜きさせて図４の如き無機発泡成形物６を製造するものである。【００２３】  当然のことながら発泡成形は成形雌型１１Ａと成形雄型１２Ａとにより形成される成形空隙１２Ｂに対応して成形されるもので、加熱発泡成形された無機発泡成形物６は発泡成形時に剥離トレー１４には内部圧力が付加されるため、型抜きに際しては一旦剥離トレー１４に仮着された状態で成型雌型１１Ａや成形雄型１２Ａより型抜きされるが、無機発泡成形物６は剥離トレー１４とも剥離性を有するため型抜きされた剥離トレー１４に僅かな力を与えるのみで容易に分離される。
更に成形雌型１１Ａ内に注入されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液５は、その温度が１００℃以上の加熱で水分蒸散と加熱融着性の創出とシロキサン結合の促進とにより、無加圧状態では略２０乃至２５倍程度の発泡成形物を形成する性状を有するものであって、その使用目的が見掛比重で０．１乃至０．２程度で耐圧縮強度や引張強度をあまり必要としない場合には内部圧力も少なく且発泡倍率も略６．５乃至１３倍程度で良く、反面内部圧力を大きく緻密な発泡構造で且見掛比重が０．５乃至０．７程度と耐圧縮強度や引張強度の強いものが要請されるものでは、その発泡倍率も略１．８乃至２．６倍程度が目途となり且この発泡倍率は成形雌型１１Ａと成形雄型１２Ａとにより形成される成形空隙１２Ｂの容積に対するシロキサン及びシラノール塩分子量溶液５の注入容量割合で決定される。【００２４】  無論多量の製造をなす場合には成形雌型基体１１並びに成形雄型蓋体１２及び密閉解離機構１３を適宜数に配設させれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  成形雌型基体や成形雄型蓋体及び密閉解離機構は容易に作成でき、且剥離トレーも成形雌型や成形雄型に合せて形成しえるものであるから、無機発泡成形物が均質に且能率的に製造される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  本発明製造方法の概略工程図である。
【図２】  成形装置の説明図である。
【図３】  剥離トレーの見取図である。
【図４】  無機発泡成形物の見取図である。
【図５】  従来の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２７】    １    注入工程
２    密閉工程
３    発泡成形工程
４    型抜き工程
５    シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
６    無機発泡成形物
１０    成形装置
１１    成形雌型基体
１１Ａ  成形雌型
１１Ｂ  加熱体
１１Ｃ  加熱部材
１１Ｄ  断熱材
１２    成形雄型蓋体
１２Ａ  成形雄型
１２Ｂ  成形空隙
１３    密閉解離機構
１３Ａ  加圧アーム
１３Ｂ  軸着
１４    剥離トレー
【図１】
2009013045.tif 000003
【図２】
2009013045.tif 000004
【図３】
2009013045.tif 000005
【図４】
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【図５】
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