JP2014194004A - セルロース含有の発泡断熱材 - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract
【課題】 環境への負担を軽減できるだけでなく、長期間使用した場合でも健康被害を招くカビの付着や繁殖が起こり難く、しかも、製造時の成形性や発泡性が損なわれることもない機能性に優れたセルロース含有の発泡断熱材を提供すること。
【解決手段】 発泡成形体１を本体とする断熱材において、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；防カビ剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して前記発泡成形体１を作製すると共に、前記防カビ剤に、少なくともピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤を含めた。
【選択図】 図１
【解決手段】 発泡成形体１を本体とする断熱材において、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；防カビ剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して前記発泡成形体１を作製すると共に、前記防カビ剤に、少なくともピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤を含めた。
【選択図】 図１
Description
本発明は、発泡断熱材の改良、詳しくは、環境に優しいだけでなく、長期間使用した場合でもカビの付着や繁殖が起こり難く、しかも、製造時における成形性や発泡性も良好なセルロース含有の発泡断熱材に関するものである。
周知のとおり、住宅を建築する際には、室内の保温性を向上させる目的で床下や壁裏、天井裏などに断熱材が施工されることが多い。また、建築用の断熱材としては、合成樹脂材料(主にポリスチレンやポリエチレン、ポリプロピレン等)を押出法やビーズ法により発泡成形して作製されたボード状の発泡断熱材が幅広く利用されている。
ところが、上記建築用の発泡断熱材を、石油由来の合成樹脂材料に頼って作製すると、発泡断熱材が建築材料として大量に消費される分、石油資源の浪費に繋がり易い。また、上記発泡断熱材を製造する際には、製造過程で温室効果ガスである二酸化炭素が大量に排出されるため、環境への負担も大きくなる。
そこで、従来においては、合成樹脂材料の使用を抑えるために、セルロース系材料(紙粉等)と親水性の天然高分子材料(デンプン等)を発泡断熱材の主材料(全体の50wt％程度)に用いる技術も開発されている(特許文献１参照)。また文献１中には、発泡剤に水を用いて発泡断熱材を押出法により発泡成形する技術も開示されている。
しかしながら、上記のように合成樹脂材料よりも吸水性の高いセルロース系材料を主材料に使用すると、発泡断熱材に有害なカビの付着や繁殖が起こり易くなるため、健康被害を招く危険性が高い。また上記文献１に係る技術では、防カビ剤として水酸化カルシウムを添加しているが、添加量が僅かであるため、充分な効果を期待できない。
一方、上記水酸化カルシウムを多量に添加して防カビ効果を向上する方法も考えられるが、全量に対する水酸化カルシウムの配合量が過大になると、主材料(セルロース系材料と天然高分子材料と熱可塑性樹脂とを加熱混合したもの)の成形性や発泡性が悪化するため、結果的に成形不良による歩留りの低下や断熱性能の低下に繋がる。
他方、上記セルロース系材料を主材料とする発泡断熱材に関しては、ダンゴムシ等による食害が発生し易くなる欠点もあった。それにもかかわらず、従来においては、セルロース含有の発泡断熱材に対して充分な防虫対策が行われていなかったため、施工後に食害によって発泡断熱材の機能が低下する問題が生じていた。
また、従来においては、忌避成分を含有する小動物侵入防止板を建物の基礎部分に設置して、鼠の床下への侵入を抑制する技術が公知となっているものの(例えば、特許文献２参照)、上記発泡断熱材では鼠の咬害を防止する対策がとられていなかったため、鼠が発泡断熱材を食い破って屋内に侵入する問題もあった。
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、環境への負担を軽減できるだけでなく、長期間使用した場合でも健康被害を招くカビの付着や繁殖が起こり難く、しかも、製造時の成形性や発泡性が損なわれることもない機能性に優れたセルロース含有の発泡断熱材を提供することにある。
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
即ち、本発明は、発泡成形体１を本体とする断熱材において、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；防カビ剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して前記発泡成形体１を作製すると共に、
前記防カビ剤に、少なくともピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤を含めた点に特徴がある。
前記防カビ剤に、少なくともピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤を含めた点に特徴がある。
なお、上記ピリチオン系防カビ剤およびイミダゾール系防カビ剤については、充分な効果を得るために総量を、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.1〜6重量部とするのが好ましい。またその場合には、ピリチオン系防カビ剤とイミダゾール系防カビ剤のそれぞれの配合量を、0.05重量部以上とするのが好ましい。
そしてまた、上記発泡成形体１をボード状に形成すると共に、発泡成形体１の片面に、防カビ剤を塗布したシート材２を、発泡成形体１の幅方向の両側に余剰部位を残した状態で貼着することで、防カビ効果を高めながら発泡断熱材１の取り付けを容易化することができる。
また更に、上記発泡成形体１とシート材２とを、防カビ剤を混合した接着剤で接着することで、より優れた防カビ効果が得られる。また、シート材２に塗布する防カビ剤および接着剤に混合する防カビ剤には有機窒素硫黄系化合物、またはトリアゾール系化合物と亜鉛含有アルミノケイ酸塩の混合物、またはイソチアゾリン系錯塩と亜鉛含有アルミノケイ酸塩の混合物を使用するのが好ましい。
一方、本発明では、上記発泡断熱材の構成に代えて、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；防虫剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して発泡断熱材を作製すると共に、
前記防虫剤に、少なくともピレスロイド系(非エステル系を含む)またはネオニコチノイド系の防虫剤を含めて構成することもできる。
前記防虫剤に、少なくともピレスロイド系(非エステル系を含む)またはネオニコチノイド系の防虫剤を含めて構成することもできる。
また、上記防虫剤にピレスロイド系のものを使用する場合には、ピレスロイド系防虫剤の配合量を、充分な防虫効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部としたときに、0.08〜0.5重量部となるようにするのが好ましい。
また更に、上記防虫剤にネオニコチノイド系のものを使用する場合には、ネオニコチノイド系防虫剤の配合量を、充分な防虫効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部としたときに、0.02〜0.5重量部となるようにするのが好ましい。
他方、本発明では、上記発泡断熱材の構成に代えて、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；カプサイシンを含む防鼠剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して発泡断熱材を作製することもできる。
また、上記カプサイシンの配合量については、充分な防鼠効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部としたときに、0.1〜5重量部となるようにするのが好ましい。
また、上記防カビ剤、防虫剤または防鼠剤による効果は、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を、重量比でポリオレフィン系樹脂の配合量よりも多くした場合により顕著に発揮させることができる。
また更に、上記防カビ剤、防虫剤または防鼠剤の効果を高めるために、セルロース系材料及び天然高分子材料と、防カビ剤、防虫剤または防鼠剤とを予め混ぜてペレット化したものにポリオレフィン系樹脂と水を加えて発泡成形体１を成形するのが望ましい。
本発明では、発泡断熱材の主材料にセルロース系材料、天然高分子材料及びポリオレフィン系樹脂を用いると共に、これらの主材料に、ピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤を添加して発泡断熱材を作製したことにより、発泡断熱材を長期間使用する場合でも優れた防カビ効果によってアオカビやススカビ等の発生を抑えることができる。よって、建築用断熱材として使用する場合でも、健康被害を招く心配がない。
しかも、上記ピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤を組み合わせたことにより、それぞれの防カビ剤を少量ずつ添加するだけで優れた効果が発揮されるため、防カビ剤の添加によって主材料の成形性や発泡性が損なわれて、発泡断熱材の歩留りや断熱性能が悪化する心配もない。
また更に、上記発泡断熱材の主材料に、ピレスロイド系またはネオニコチノイド系の防虫剤を添加すれば、ダンゴムシ等の食害による発泡断熱材の機能低下も防止できる。そしてまた、上記発泡断熱材の主材料に、カプサイシンを含む防鼠剤を添加すれば、鼠による咬害を抑えて鼠の屋内への侵入も防止できる。
また、上記セルロース系材料や天然高分子材料を主材料に用いたことにより、製造時における二酸化炭素の排出量も抑制することができる。また更に、上記セルロース材料と天然高分子材料を主材料として用いたことで、ポリオレフィン系樹脂の使用量も抑えることができるため、石油資源の消費も抑えることができる。
したがって、本発明により、天然素材であるセルロース材料や天然高分子材料等を活用して環境への負担を軽減できるだけでなく、従来における使用上の大きな課題であった防カビ機能、防虫機能、防鼠機能の改善も図れる機能性に優れた発泡断熱材を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
次に、本発明を実施するための具体的態様及び好ましい条件について説明する。
［発泡断熱材の構成］
まず、本発明の発泡断熱材は、粉体状のセルロース系材料と、親水性の天然高分子材料と、ポリオレフィン系樹脂との混練物を主材料とする発泡成形体を本体に用いる。またこの発泡成形体には、添加剤として防カビ剤、防虫剤または防鼠剤を使用する。そして、発泡断熱材の内側には、直径100〜3000μｍ程度の微小なセルを無数に形成する。
まず、本発明の発泡断熱材は、粉体状のセルロース系材料と、親水性の天然高分子材料と、ポリオレフィン系樹脂との混練物を主材料とする発泡成形体を本体に用いる。またこの発泡成形体には、添加剤として防カビ剤、防虫剤または防鼠剤を使用する。そして、発泡断熱材の内側には、直径100〜3000μｍ程度の微小なセルを無数に形成する。
一方、上記発泡成形体を、厚みの大きい板状または棒状に成形する場合には、発泡成形体の内側にセルができるだけ均一に形成されるように、直径5〜20mmのストランド状発泡体を所定の断面形状となるように集束して、互いに融着させる構造を採用するのが好ましい。またその場合には、押出成形を採用して融着までを一連に行うのが望ましい。
［粉状のセルロース系材料］
本発明で使用する粉状のセルロース系材料としては、主に紙粉や木粉、米粉、竹粉、籾粉、草粉などを使用することができ、セルロースを多量に含む粉状のものであれば他の材料も使用することもできる。また、これらの材料から選択した複数種の材料を組み合わせて使用することもできる。
本発明で使用する粉状のセルロース系材料としては、主に紙粉や木粉、米粉、竹粉、籾粉、草粉などを使用することができ、セルロースを多量に含む粉状のものであれば他の材料も使用することもできる。また、これらの材料から選択した複数種の材料を組み合わせて使用することもできる。
［親水性の天然高分子］
本発明で使用する親水性の天然高分子としては、デンプンやペクチン、コンニャクマンナン、グアガム、アラビアガムなどの植物多糖、または寒天やカラギーナン、アルギン酸などの海藻多糖などを採用することができる。また他にも、親水性であれば微生物多糖や動物多糖などを使用することもできる。
本発明で使用する親水性の天然高分子としては、デンプンやペクチン、コンニャクマンナン、グアガム、アラビアガムなどの植物多糖、または寒天やカラギーナン、アルギン酸などの海藻多糖などを採用することができる。また他にも、親水性であれば微生物多糖や動物多糖などを使用することもできる。
また、上記親水性の天然高分子については、一つの材料を単独で使用することも複数の材料を混ぜて使用することも可能であるが、どちらを選択する場合でも、デンプンを主成分とすることが好ましい。これは、デンプンのα化(糊化)を利用することで発泡成形体の成形性(発泡性)が良好となるためである。
［ポリオレフィン系樹脂］
本発明で使用するポリオレフィン系樹脂としては、主にポリプロピレンやポリエチレンなどを使用することができ、コスト面やリサイクル面を重視する場合にはポリプロピレンを選択するのが好ましい。また、配合量については、上記セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量が、このポリオレフィン系樹脂の配合量よりも重量比で多くなるようにするのが好ましい。また、上記ポリオレフィン系樹脂には、バージン樹脂だけでなく再生樹脂を使用することもできる。
本発明で使用するポリオレフィン系樹脂としては、主にポリプロピレンやポリエチレンなどを使用することができ、コスト面やリサイクル面を重視する場合にはポリプロピレンを選択するのが好ましい。また、配合量については、上記セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量が、このポリオレフィン系樹脂の配合量よりも重量比で多くなるようにするのが好ましい。また、上記ポリオレフィン系樹脂には、バージン樹脂だけでなく再生樹脂を使用することもできる。
［主材料の配合量］
上記セルロース系材料と天然高分子の配合割合に関しては、両者の配合量の合計を100重量としたとき、セルロース系材料20〜50重量、天然高分子50〜80重量部となるようにするのが良い。また、ポリオレフィン樹脂の配合量は、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、50〜150重量部とするのが好ましい。
上記セルロース系材料と天然高分子の配合割合に関しては、両者の配合量の合計を100重量としたとき、セルロース系材料20〜50重量、天然高分子50〜80重量部となるようにするのが良い。また、ポリオレフィン樹脂の配合量は、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、50〜150重量部とするのが好ましい。
［防カビ剤］
本発明で使用する防カビ剤としては、ピリチオン系の防カビ剤とイミダゾール系の防カビ剤を組み合わせて使用することができる。また、ピリチオン系の防カビ剤としては、ビス(2-ピリジンチオ-1-オキシド)亜鉛等を好適に使用できる。一方、イミダゾール系の防カビ剤としては、メチル-ベンゾイミダゾール-2-イルカルバマートや、2-(1,3-チアゾール-4-イル)-1H-ベンゾイミダゾール等を好適に使用できる。
本発明で使用する防カビ剤としては、ピリチオン系の防カビ剤とイミダゾール系の防カビ剤を組み合わせて使用することができる。また、ピリチオン系の防カビ剤としては、ビス(2-ピリジンチオ-1-オキシド)亜鉛等を好適に使用できる。一方、イミダゾール系の防カビ剤としては、メチル-ベンゾイミダゾール-2-イルカルバマートや、2-(1,3-チアゾール-4-イル)-1H-ベンゾイミダゾール等を好適に使用できる。
そしてまた、上記ピリチオン系防カビ剤およびイミダゾール系防カビ剤については、充分な防カビ効果を得るために総量を、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.1〜6重量部とするのが好ましい。またその場合には、ピリチオン系防カビ剤とイミダゾール系防カビ剤のそれぞれの配合量を、0.05重量部以上とするのが好ましい。
［防虫剤］
本発明で使用する防虫剤としては、ピレスロイド系またはネオニコチノイド系の防虫剤を単独で、若しくは複数組み合わせて使用することができる。なお、ピレスロイド系防虫剤に関しては、エトフェンプロックスやシラフルオフェン、ペルメトリン、シペルメトリン、シフルトリン、ビフェントリン等を適宜に使用することができる。また、薬剤の水に対する溶解性が低い場合には、薬剤をシリカに添着させた水和剤の状態で添加することによって、薬剤の水中での分散性を高めることができる。
本発明で使用する防虫剤としては、ピレスロイド系またはネオニコチノイド系の防虫剤を単独で、若しくは複数組み合わせて使用することができる。なお、ピレスロイド系防虫剤に関しては、エトフェンプロックスやシラフルオフェン、ペルメトリン、シペルメトリン、シフルトリン、ビフェントリン等を適宜に使用することができる。また、薬剤の水に対する溶解性が低い場合には、薬剤をシリカに添着させた水和剤の状態で添加することによって、薬剤の水中での分散性を高めることができる。
また、ネオニコチノイド系防虫剤としては、イミダクロプリドやアセタミプリド、クロチアニジンを好適に使用できる。なお、これらの薬剤については、水に対する溶解性が比較的高いため、粉末の状態で使用できる。
そしてまた、上記ピレスロイド系防虫剤については、充分な防虫効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.08〜0.5重量部の範囲で添加するのが好ましい。
そしてまた、上記ピレスロイド系防虫剤については、充分な防虫効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.02〜0.5重量部の範囲で添加するのが好ましい。
［防鼠剤］
本発明で使用する防鼠剤としては、カプサイシンを含むものを使用することができ、特にカプサイシンをマイクロカプセル化したものを使用すれば、人体への刺激が抑えられて取り扱いが容易になる。また、カプサイシンの配合量については、充分な防鼠効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部としたときに、0.1〜5重量部となるようにするのが好ましい。
本発明で使用する防鼠剤としては、カプサイシンを含むものを使用することができ、特にカプサイシンをマイクロカプセル化したものを使用すれば、人体への刺激が抑えられて取り扱いが容易になる。また、カプサイシンの配合量については、充分な防鼠効果を得るために、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部としたときに、0.1〜5重量部となるようにするのが好ましい。
［発泡断熱材の製造方法］
次に本発明の発泡断熱材を、プラスチック押出成形機を用いて製造する方法について説明する。まず、第一のステップとして、水を含ませた状態のセルロース系材料、天然高分子材料及びポリオレフィン系樹脂と、防カビ剤、防虫剤または防鼠剤(以下、防カビ剤等と記載)とをまとめてホッパーから投入し、これらをシリンダ内で加熱しながらスクリューによって混練する。
次に本発明の発泡断熱材を、プラスチック押出成形機を用いて製造する方法について説明する。まず、第一のステップとして、水を含ませた状態のセルロース系材料、天然高分子材料及びポリオレフィン系樹脂と、防カビ剤、防虫剤または防鼠剤(以下、防カビ剤等と記載)とをまとめてホッパーから投入し、これらをシリンダ内で加熱しながらスクリューによって混練する。
そして次に、第二のステップとして、上記第一のステップで混練した材料に、発泡剤として使用する水を、水が蒸発しない加熱・圧力条件下で注入する。これは、注入した水がすぐに蒸発して注入管内の水が逆流する危険を防止するためである。なお、発泡剤に関しては、水だけでなく有機系や無機系の発泡剤を使用することもできる。
その後、第三のステップとして、上記第二のステップで注入した水と混練材料とを加熱しながら高圧力化で再度混練する。そして最後に、第四のステップとして、上記第三のステップで混練した材料を、押出ダイスのノズルから外部に押し出し、大気圧下で水を蒸発させて材料を発泡させる。
なお、上記第四のステップにおいて、混練材料を複数のノズルからストランド状に押出成形する場合には、冷めて固まる前にこれらを収束して全体を軽くプレスする。これにより、ストランド状発泡体同士が融着して、発泡成形体が所定断面の板状または棒状に成形される。もちろん、発泡成形体を板状に成形する場合には、Ｔダイを用いた押出成形も採用できる。
また、優れた防カビ効果、防虫効果または防鼠効果や成形性を得るために、上記第一のステップにおいて、セルロース系材料及び天然高分子材料と防カビ剤等とを予め混ぜてペレット化したものを使用することもできる。これは、防カビ剤等をセルロース系材料と天然高分子材料に予め混合しておくことで、吸水性の高いセルロースに防カビ剤等が纏わり付くためである。
そしてまた、防カビ剤等を添加する方法に関しても、第一のステップで主材料と一緒に投入する方法だけでなく、第二のステップで、混練材料に防カビ剤等を分散させた水あるいは防カビ剤等を溶解させた水を注入する方法を採用することもできる。
『効果の実証試験(i)』
以下に説明する実施例１〜５及び比較例Ａ〜Ｄの発泡断熱材を用いて、本発明の効果の実証試験(i)を行った。なお本試験では、ポリプロピレンにプライムポリマー社のプライムポリプロ(登録商標)を使用した。また、このポリプロピレンと合わせて、ポリプロピレン(55〜65wt％)及びポリエチレン(30〜40wt％)、ポリスチレン(1〜5wt％)から成るＲ-ＰＯ(再利用ポリオレフィン)を使用した。
以下に説明する実施例１〜５及び比較例Ａ〜Ｄの発泡断熱材を用いて、本発明の効果の実証試験(i)を行った。なお本試験では、ポリプロピレンにプライムポリマー社のプライムポリプロ(登録商標)を使用した。また、このポリプロピレンと合わせて、ポリプロピレン(55〜65wt％)及びポリエチレン(30〜40wt％)、ポリスチレン(1〜5wt％)から成るＲ-ＰＯ(再利用ポリオレフィン)を使用した。
また更に、紙粉には平均粒径30〜200μｍの粉体を使用した。また防カビ剤には、下記［化１］に示すピリチオン系のビス(2-ピリジンチオ-1-オキシド)亜鉛(以下、ＺＰＴ)、及び［化２］に示すイミダゾール系のメチル-ベンゾイミダゾール-2-イルカルバマート(以下、ＢＣＭ)、及び［化３］に示すイミダゾール系の2-(1,3-チアゾール-4-イル)-1H-ベンゾイミダゾール(以下、ＴＢＺ)を使用した。また、水酸化カルシウムには、ホタテ貝殻焼成カルシウムを使用した。
次に、本試験において防カビ性の有無を調べる方法を説明する。本試験では、JIS規格(JIS Z 29112010)に基づいた手法を参考に、より短期間で結果が得られる以下の方法を採用した。
［１］作業空間をエタノール溶液で殺菌する。［２］滅菌した深さ90mmのシャーレにポテト・デキストロース寒天培地(ＰＤＡ培地)を希釈したものを入れて固める。［３］シャーレよりも一回り小さいサイズにカットしたプラスチックネットをＰＤＡ培地上に敷く。［４］試験体をシャーレ内のプラスチックネット上に導入する。［５］シャーレ内に導入した試験体に、調整した胞子懸濁液を1〜2ml程度ピペットか霧吹きを用いて試験体前面に塗布接種し、シャーレに蓋をする。［６］蓋をしたシャーレを温度29℃、湿度95％の恒温温湿槽へ導入し、１週間毎にカビの発生の有無を確認する(測定には京都電子製のQTM-D3迅速熱伝導率測定計を使用)。［７］下記基準に基いて試験結果の評価を行う。
なお本試験では、カビとして、Aspergillus niger van Tieghem(クロコウジカビ)、Penicillium funiculosum Thom(アオカビ)、Rhizopus oryzae Went et Prinsen-Geerligs、Gliocladium virens Miller,Giddens＆Foster(グリオクラディウム)、Chaetomium globosum Kunze ex Fries、Penicillium glabrum、Penicillium citrinum、Mucor sp.、糸状菌、Alternaria alternate(ススカビ)を準備した。
「実施例１」
実施例１の発泡断熱材について説明する。この実施例１では、材料に紙粉(35重量部)、デンプン(65重量部)、ポリプロピレン(52重量部)、Ｒ-ＰＯ(23重量部)、ＺＰＴ(0.2重量部)、ＢＣＭ(0.2重量部)、水(20重量部)を使用し、これらの材料を混練したものを水発泡で押出成形して発泡成形体を作製した。その結果、優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
実施例１の発泡断熱材について説明する。この実施例１では、材料に紙粉(35重量部)、デンプン(65重量部)、ポリプロピレン(52重量部)、Ｒ-ＰＯ(23重量部)、ＺＰＴ(0.2重量部)、ＢＣＭ(0.2重量部)、水(20重量部)を使用し、これらの材料を混練したものを水発泡で押出成形して発泡成形体を作製した。その結果、優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
「実施例２」
実施例２では、上記実施例１の配合量の内、ＺＰＴの配合量を0.1重量部、ＢＣＭの配合量を0.3重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例１と同様に優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
実施例２では、上記実施例１の配合量の内、ＺＰＴの配合量を0.1重量部、ＢＣＭの配合量を0.3重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例１と同様に優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
「実施例３」
実施例３では、防カビ剤にＴＢＺを使用すると共に、防カビ剤の配合量を、ＺＰＴ(0.1重量部)、ＢＣＭ(0.2重量部)、ＴＢＺ(0.2重量部)として発泡成形体を作製した。なお、その他の条件は実施例１に合わせている。その結果、実施例１と同様の優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
実施例３では、防カビ剤にＴＢＺを使用すると共に、防カビ剤の配合量を、ＺＰＴ(0.1重量部)、ＢＣＭ(0.2重量部)、ＴＢＺ(0.2重量部)として発泡成形体を作製した。なお、その他の条件は実施例１に合わせている。その結果、実施例１と同様の優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
「実施例４」
実施例４では、上記実施例３の配合量の内、ＺＰＴの配合量を0.25重量部、ＢＣＭの配合量を0.1重量部、ＴＢＺの配合量を0.1重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例３と同様の優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
実施例４では、上記実施例３の配合量の内、ＺＰＴの配合量を0.25重量部、ＢＣＭの配合量を0.1重量部、ＴＢＺの配合量を0.1重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例３と同様の優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
「実施例５」
実施例５では、図１に示すようにボード状に作製した発泡成形体１の片面に、防カビ剤(有機窒素硫黄系化合物)を塗布したＰＥＴ不織布から成るシート材２を、発泡成形体１の幅方向の両側に余剰部21・21を残した状態で貼着して構成した。これは、図２に示すように、シート材２の余剰部21・21を根太Ｎ・Ｎ等に打ち付けることで、発泡断熱材を根太Ｎ・Ｎ間に取り付け易くするためである。
実施例５では、図１に示すようにボード状に作製した発泡成形体１の片面に、防カビ剤(有機窒素硫黄系化合物)を塗布したＰＥＴ不織布から成るシート材２を、発泡成形体１の幅方向の両側に余剰部21・21を残した状態で貼着して構成した。これは、図２に示すように、シート材２の余剰部21・21を根太Ｎ・Ｎ等に打ち付けることで、発泡断熱材を根太Ｎ・Ｎ間に取り付け易くするためである。
また実施例５では、上記発泡成形体１とシート材２の貼着に用いた酢酸ビニル系接着剤にも、防カビ剤として有機窒素硫黄系化合物を混合している。そして、上記構成から成る発泡断熱材について試験を行ったところ、優れた成形性および防カビ性を有していることを確認できた。
なお、実施例としての説明を省くが、上記有機窒素硫黄系化合物に、トリアゾール系化合物と亜鉛含有アルミノケイ酸塩の混合物や、イソチアゾリン系錯塩と亜鉛含有アルミノケイ酸塩の混合物を用いた場合も同様の効果が確認された。
「比較例Ａ」
比較例Ａでは、実施例１〜５の主材料を変えずに、防カビ剤のみを水酸化カルシウム(0.3重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防カビ性については、試験体の１／３を超える範囲で菌糸の発育が確認された。
比較例Ａでは、実施例１〜５の主材料を変えずに、防カビ剤のみを水酸化カルシウム(0.3重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防カビ性については、試験体の１／３を超える範囲で菌糸の発育が確認された。
「比較例Ｂ」
比較例Ｂでは、比較例Ａにおいて防カビ剤として使用した水酸化カルシウムの配合量を5重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性が悪化すると共に、防カビ性についても充分な効果が発揮されず、部分的に菌糸の発育が確認された。
比較例Ｂでは、比較例Ａにおいて防カビ剤として使用した水酸化カルシウムの配合量を5重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性が悪化すると共に、防カビ性についても充分な効果が発揮されず、部分的に菌糸の発育が確認された。
「比較例Ｃ」
比較例Ｃでは、実施例１〜５の主材料を変えずに、防カビ剤をピリチオン系のＺＨ防カビ剤(0.5重量部)のみに変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防カビ性については、部分的に菌糸の発育が確認された。
比較例Ｃでは、実施例１〜５の主材料を変えずに、防カビ剤をピリチオン系のＺＨ防カビ剤(0.5重量部)のみに変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防カビ性については、部分的に菌糸の発育が確認された。
「比較例Ｄ」
比較例Ｄでは、実施例１〜５の主材料を変えずに、防カビ剤をイミダゾール系のＢＭ防カビ剤(0.5重量部)のみに変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防カビ性については、部分的に菌糸の発育が確認された。
比較例Ｄでは、実施例１〜５の主材料を変えずに、防カビ剤をイミダゾール系のＢＭ防カビ剤(0.5重量部)のみに変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防カビ性については、部分的に菌糸の発育が確認された。
［実証試験(i)の総括］
上記試験結果の内容をまとめたものを以下の[表２]に示す。この[表２]を見ても分かるように、本発明の構成を採用することによって、発泡成形体の成形性を損なわずに、防カビ性に優れた発泡断熱材を作製することが可能となる。
上記試験結果の内容をまとめたものを以下の[表２]に示す。この[表２]を見ても分かるように、本発明の構成を採用することによって、発泡成形体の成形性を損なわずに、防カビ性に優れた発泡断熱材を作製することが可能となる。
『効果の実証試験(ii)』
以下に説明する実施例１〜５及び比較例Ａの発泡断熱材を用いて、本発明の効果の実証試験(ii)を行った。なお本試験では、セルロース系材料として用いる紙粉、親水性の天然高分子として用いるデンプン、及びポリオレフィン系樹脂として用いるポリプロピレン樹脂やＲ-ＰＯに試験(i)と同様のものを採用した。
以下に説明する実施例１〜５及び比較例Ａの発泡断熱材を用いて、本発明の効果の実証試験(ii)を行った。なお本試験では、セルロース系材料として用いる紙粉、親水性の天然高分子として用いるデンプン、及びポリオレフィン系樹脂として用いるポリプロピレン樹脂やＲ-ＰＯに試験(i)と同様のものを採用した。
また防虫剤には、ピレスロイド系の防虫剤として、下記［化４］に示す2-(4-エトキシフェニル)-2-メチルプロビル-3-フェノキシベンジルエーテル(一般名:エトフェンプロックス)、及び[化５]に示す4-エトキシフェニル[3-(4-フルオロ-3-フェノキシフェニル)プロビル]ジメチルシラン(一般名:シラフルオフェン)を使用した。
また、上記ピレスロイド系防虫剤には、水中での分散性に優れたエトフェンプロックス水和剤(エトフェンプロックス20％、有機溶剤等32％、非晶質シリカ等の鉱物質微粉48％)、及びシラフルオフェン水和剤(シラフルオフェン20％、有機溶剤・鉱物質微粉80％)を使用した。
そしてまた、本試験では、ネオニコチノイド系防虫剤として、下記[化６]に示す1-(6-クロロ-3-ピリジルメチル)-N-ニトロイミダゾリジン-2-イリデンアミン(一般名:イミダクロプリド)、及び下記[化７]に示す(E)-1-(2-クロロ-1,3-チアゾール-5-イルメチル)-3-メチル-2-ニトログアニジン(一般名:クロチアニジン)、及び下記[化８]に示す(E)-N1-[(6-クロロ-3-ピリジル)メチル]-N2-シアノ-N1-メチルアセトアミジン(一般名:アセタミプリド)を粉末状にしたものを使用した。
次に、本試験において防虫性の有無を調べる方法を説明する。本試験では、上記防虫剤を添加して作製した発泡成形体(下記実施例及び比較例)を、長さ10cm×幅3cm×厚さ2cmに切断し試験体とした。そして、この試験体を野外の土壌面上に３ヶ月放置し、特にダンゴムシに対する食害状況を観察した。なお評価基準は、食害がなかったものを“◎”、若干食害があったものを“○”、貫通するまで食害があったものを“×”とする。
「実施例１」
実施例１の発泡成形体について説明する。実施例１では、材料に紙粉(35重量部)、デンプン(65重量部)、ポリプロピレン(52重量部)、Ｒ-ＰＯ(23重量部)、エトフェンプロックス(0.08重量部)、水(20重量部)を使用し、これらの材料を混練したものを水発泡で押出成形して発泡成形体を作製した。その結果、若干食害があったものの良好な成形性および防虫性を有していることを確認できた。なお、上記エトフェンプロックスの配合量は、水和剤中の薬剤のみの量を表している。
実施例１の発泡成形体について説明する。実施例１では、材料に紙粉(35重量部)、デンプン(65重量部)、ポリプロピレン(52重量部)、Ｒ-ＰＯ(23重量部)、エトフェンプロックス(0.08重量部)、水(20重量部)を使用し、これらの材料を混練したものを水発泡で押出成形して発泡成形体を作製した。その結果、若干食害があったものの良好な成形性および防虫性を有していることを確認できた。なお、上記エトフェンプロックスの配合量は、水和剤中の薬剤のみの量を表している。
「実施例２」
実施例２では、上記実施例１の防虫剤をシラフルオフェン(0.08重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例１と同様に良好な成形性および防虫性を有していることが確認できた。なお、上記シラフルオフェンの配合量は、水和剤中の薬剤のみの量を表している。
実施例２では、上記実施例１の防虫剤をシラフルオフェン(0.08重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例１と同様に良好な成形性および防虫性を有していることが確認できた。なお、上記シラフルオフェンの配合量は、水和剤中の薬剤のみの量を表している。
「実施例３」
実施例３では、上記実施例１の防虫剤を粉末状のイミダクロプリド(0.04重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例１及び２と同様に良好な成形性および防虫性を有していることが確認できた。
実施例３では、上記実施例１の防虫剤を粉末状のイミダクロプリド(0.04重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、実施例１及び２と同様に良好な成形性および防虫性を有していることが確認できた。
「実施例４」
実施例４では、上記実施例１の防虫剤を粉末状のクロチアニジン(0.04重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、試験体に食害はみられず実施例１〜３と同様の良好な成形性、及び上記実施例１〜３以上の防虫性を有していることが確認できた。
実施例４では、上記実施例１の防虫剤を粉末状のクロチアニジン(0.04重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、試験体に食害はみられず実施例１〜３と同様の良好な成形性、及び上記実施例１〜３以上の防虫性を有していることが確認できた。
「実施例５」
実施例５では、上記実施例１の防虫剤を粉末状のアセタミプリド(0.04重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、上記実施例１〜３と同様に良好な成形性および防虫性を有していることが確認できた。
実施例５では、上記実施例１の防虫剤を粉末状のアセタミプリド(0.04重量部)に変えて発泡成形体を作製した。その結果、上記実施例１〜３と同様に良好な成形性および防虫性を有していることが確認できた。
「比較例Ａ」
比較例Ａでは、防虫剤を使用せずに発泡成形体を作製した(その他の配合比は実施例１と同様)。その結果、成形性は良好であったものの、防虫性については充分な効果が認められず、試験体に貫通するレベルの食害がみられた。
比較例Ａでは、防虫剤を使用せずに発泡成形体を作製した(その他の配合比は実施例１と同様)。その結果、成形性は良好であったものの、防虫性については充分な効果が認められず、試験体に貫通するレベルの食害がみられた。
「比較例Ｂ」
比較例Ｂでは、上記実施例１の防虫剤(エトフェンプロックス)の配合量を、0.025重合部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防虫性については充分な効果が認められず、試験体に貫通するレベルの食害がみられた。
比較例Ｂでは、上記実施例１の防虫剤(エトフェンプロックス)の配合量を、0.025重合部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防虫性については充分な効果が認められず、試験体に貫通するレベルの食害がみられた。
「比較例Ｃ」
比較例Ｃでは、上記実施例３の防虫剤(イミダクロプリド)の配合量を、0.025重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防虫性については充分な効果が認められず、試験体が貫通するレベルの食害がみられた。
比較例Ｃでは、上記実施例３の防虫剤(イミダクロプリド)の配合量を、0.025重量部に変えて発泡成形体を作製した。その結果、成形性は良好であったものの、防虫性については充分な効果が認められず、試験体が貫通するレベルの食害がみられた。
［実証試験(ii)の総括］
上記試験結果の内容をまとめたものを以下の[表３]に示す。この[表３]を見ても分かるように、本発明の構成を採用することによって、発泡成形体の成形性を損なわずに、防虫性に優れた発泡断熱材を作製することが可能となる。
上記試験結果の内容をまとめたものを以下の[表３]に示す。この[表３]を見ても分かるように、本発明の構成を採用することによって、発泡成形体の成形性を損なわずに、防虫性に優れた発泡断熱材を作製することが可能となる。
『効果の実証試験(iii)』
以下に説明する実施例１の発泡断熱材を用いて、本発明の効果の実証試験(iii)を行った。なお本試験では、セルロース系材料として用いる紙粉、親水性の天然高分子として用いるデンプン、及びポリオレフィン系樹脂として用いるポリプロピレン樹脂やＲ-ＰＯに試験(i)と同様のものを採用した。また防鼠剤には、カプサイシンの一種であるN-ノナノイルバニリルアミド(NVA)をマイクロカプセル化したものを使用した。
以下に説明する実施例１の発泡断熱材を用いて、本発明の効果の実証試験(iii)を行った。なお本試験では、セルロース系材料として用いる紙粉、親水性の天然高分子として用いるデンプン、及びポリオレフィン系樹脂として用いるポリプロピレン樹脂やＲ-ＰＯに試験(i)と同様のものを採用した。また防鼠剤には、カプサイシンの一種であるN-ノナノイルバニリルアミド(NVA)をマイクロカプセル化したものを使用した。
次に、本試験において防鼠性の有無を調べる方法を説明する。本試験では、上記防鼠剤を添加して作製した発泡成形体(下記実施例)を、長さ10cm×幅3cm×厚さ2cmに切断し試験体とした。そして、この試験体を鼠が入っているケースに放置して食害状況を観察した。
「実施例１」
実施例１の発泡成形体について説明する。実施例１では、材料に紙粉(35重量部)、デンプン(65重量部)、ポリプロピレン(52重量部)、Ｒ-ＰＯ(23重量部)、カプサイシン(0.5重量部)、水(20重量部)を使用し、これらの材料を混練したものを水発泡で押出成形して発泡成形体を作製した。そして試験の結果、若干食害があったものの良好な成形性および防鼠性を有していることを確認できた。
実施例１の発泡成形体について説明する。実施例１では、材料に紙粉(35重量部)、デンプン(65重量部)、ポリプロピレン(52重量部)、Ｒ-ＰＯ(23重量部)、カプサイシン(0.5重量部)、水(20重量部)を使用し、これらの材料を混練したものを水発泡で押出成形して発泡成形体を作製した。そして試験の結果、若干食害があったものの良好な成形性および防鼠性を有していることを確認できた。
本発明は、概ね上記のように構成されるが、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、発泡成形体の用途は、建築用断熱材に限らず発泡樹脂材料が使用される包装用の緩衝材やベルメットの衝撃吸収部材、救命胴衣等の浮力材に使用することもでき、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
近年、建築用資材としての発泡断熱材の需要は大きく、特に機能性だけでなくエコロジーな製品が求められている。そのような中で、本発明は、環境に優しいセルロース系材料の欠点であった防カビ性、防虫性または防鼠性を、少量の防カビ剤、防虫剤または防鼠剤を添加するだけで解決できる有用性に優れた技術であることから、その産業上の利用価値は非常に高い。
１ 発泡成形体
２ シート材
21 余剰部
Ｎ 根太
２ シート材
21 余剰部
Ｎ 根太
Claims (13)
- 発泡成形体(１)を本体とする断熱材であって、前記発泡成形体(１)が、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；防カビ剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して作製されると共に、
前記防カビ剤に、少なくともピリチオン系とイミダゾール系の防カビ剤が含まれていることを特徴とするセルロース含有の発泡断熱材。 - ピリチオン系防カビ剤およびイミダゾール系防カビ剤の総量が、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.1〜6重量部であることを特徴とする請求項１記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- ピリチオン系防カビ剤およびイミダゾール系防カビ剤のそれぞれの配合量が、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.05重量部以上であることを特徴とする請求項２記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- ボード状に形成された発泡成形体(１)の片面に、防カビ剤を塗布したシート材(２)が、発泡成形体(１)の幅方向の両側に余剰部位を残した状態で貼着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- 発泡成形体(１)とシート材(２)が、防カビ剤を混合した接着剤で接着されていることを特徴とする請求項４記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- シート材(２)に塗布された防カビ剤及び接着剤に混合された防カビ剤が、有機窒素硫黄系化合物、またはトリアゾール系化合物と亜鉛含有アルミノケイ酸塩の混合物、またはイソチアゾリン系錯塩と亜鉛含有アルミノケイ酸塩の混合物であることを特徴とする請求項５記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- 発泡成形体(１)を本体とする断熱材であって、前記発泡成形体(１)が、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；防虫剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して作製されると共に、
前記防虫剤に、少なくともピレスロイド系またはネオニコチノイド系の防虫剤が含まれていることを特徴とするセルロース含有の発泡断熱材。 - ピレスロイド系防虫剤の配合量が、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.08〜0.5重量部であることを特徴とする請求項７記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- ネオニコチノイド系防虫剤の配合量が、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.02〜0.5重量部であることを特徴とする請求項７記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- 発泡成形体(１)を本体とする断熱材であって、前記発泡成形体(１)が、粉体状のセルロース系材料と；親水性の天然高分子材料と；カプサイシンを含む防鼠剤と；ポリオレフィン系樹脂とを、発泡剤を加えた状態で加熱混合・発泡成形して作製されることを特徴とするセルロース含有の発泡断熱材。
- カプサイシンの配合量が、セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量を100重量部とした場合に、0.1〜5重量部であることを特徴とする請求項１０記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- セルロース系材料と天然高分子材料を合わせた配合量が、重量比でポリオレフィン系樹脂の配合量よりも多いことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一つに記載のセルロース含有の発泡断熱材。
- 発泡成形体(１)が、セルロース系材料及び天然高分子材料と、防カビ剤、防虫剤または防鼠剤とを予め混ぜ合わせてペレット化したものにポリオレフィン系樹脂と水を加えて発泡成形されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一つに記載のセルロース含有の発泡断熱材。
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