JP4103203B2 - 成型体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプを骨格として内部に空隙を有する構造の多数のビーズと、熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなるビーズの混合物を集合体とした成型体に係わり、電化製品や食品包装の緩衝材や、断熱材や防音材等の建材などに用いることができる成型体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への関心が大変高まっており、製品が廃棄されたときの易処理性は商品設計において重要なポイントとなっている。
発泡スチロールに代表される樹脂発泡性成型物は、包装緩衝材や建材等に幅広く用いられる。安価であり緩衝性や断熱性、あるいは耐水性等の性能も優れているが、使用後、焼却処理を行うと高熱の発生による炉の損傷等が指摘され、また埋立処理した場合は、分解性がなく嵩ばるため処理場の不足を招く一因とも考えられている。
また建材として用いられる場合、耐水性という機能はその表面の結露といった問題を発生させることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる視点に基づいてなされたものであり、樹脂発泡成型品の低比重で断熱効果や強度等の機能をを保持した上で、使用後の処理に際しては、燃焼熱量を低減し、また、吸湿機能を付与した、成型体を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するために、パルプを主な骨格として内部に空隙を有する構造の多数の第１のビーズと、熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなる第２のビーズの混合物を集合体としたことを特徴とする吸湿性を有する成型体である。
【００１１】
また、本発明は、前記第１のビーズと、前記第２のビーズのそれぞれの見かけ比重が０．１から０．０１５の範囲にあることを特徴とする上記の成型体である。
【００１２】
また、本発明は、前記第１のビーズと、前記第２のビーズのそれぞれの見かけ比重の差が０．０１５以内であり、ビーズ混合性が改善されたことを特徴とする上記の成型体である。
【００１３】
また、本発明は、前記第１のビーズと、前記第２のビーズのそれぞれの見かけ比重が同一であり、ビーズ混合性が改善されたことを特徴とする上記の成型体である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず本発明において使用されるパルプビーズは、パルプを骨格とする発泡体からなり、かつ適当に寸法設定されたものであればいかなるものであってもよいが、以下に詳述する、本件出願人の出願に係る特開平０５ー２７１４５７公報、特開平０５ー２７１４５８公報に開示されるパルプビーズを使用することが好ましい。
【００１５】
すなわち、パルプ発泡ビーズを構成する、再生パルプを含むパルプとしては、針葉樹、または広葉樹を用いた晒、または未晒であるクラフトパルプ、ソーダパルプ、スルファイトパルプ、砕木パルプ、レファイナー砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ等のバージンパルプ、あるいは、古紙、古段ボール紙、古雑誌等に由来する再生パルプ等が使用可能である。
あるいはまた、紙加工などの工程で生じたり、あるいは適切な装置により繊維状、あるいは綿状に加工されるパルプも使用可能である。
【００１６】
この再生パルプを含むパルプに対し、適当な量の溶媒を加え、懸濁、混練する。溶媒としては、特に限定されないが、原料が凝集等の影響を受けないように選択する。具体的には、水や、エチルアルコーアル等のアルコール類が例示でき、これらを混合して用いてもよい。
【００１７】
次いで、これに増粘剤を加え混合する。添加量は添加物質、または後に得ようとするパルプ発泡緩衝材の強度に応じて変更すればよい。
前記増粘剤としては、加水分解によりパルプを結合する性質を失活するものが好ましく、さらには生分解性であるとなお好ましい。具体的には、アルギン酸ナトリウム塩、澱粉、寒天、マンナン等の天然多糖類、カルボキシメチルセルロースなどの天然多糖類の処理物、あるいはゼラチン、膠などの蛋白質、もしくはポリビニルアルコールなどの合成水溶性ポリマー等が使用可能である。
【００１８】
これを空隙を有するパルプ発泡ビーズとするために、２つの方法が挙げられる。１つは、発剤を添加し、粒状に成形後、発泡させる方法である。もう１つは、界面活性剤を添加して起泡させ、その後粒状に成形する方法である。
発泡剤を添加する場合は、もとめるパルプ発泡ビーズの強度に応じて適当な量を添加する。
【００１９】
発泡剤としては、具体的には加熱分解型の発泡剤が好ましく用いられ、適当な大きさの粒状に成形後、加熱し発泡させる。このような発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機発泡剤、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジッドなどの有機発泡剤等が使用可能である。
【００２０】
界面活性剤を添加する場合も、得たいパルプ発泡ビーズの強度により適当な量を選択して添加する。
具体的には石鹸（高級脂肪酸塩）、ツィーン（関東化学（株）製、商品名）系やスパン（関東化学（株）製、商品名）系の脂肪酸エステル等の非イオン性界面活性剤や両性の界面活性剤、スルホン化物等のアニオン性界面活性剤やカチオン性界面活性剤等が使用可能である。これらと前述の混合物とを激しく攪拌して、起泡させる。
攪拌による起泡の割合も、希望により加減することができる。この気泡を含有した原料を粒状に成形し、加熱乾燥させてパルプ発泡ビーズを得る。
【００２１】
次いで、これらのパルプビーズ同士を、相互に結合して集合体とする方法は、ビーズ表面に、噴霧等により新たに接着剤を介在させ、ビーズ同士を結合させる方法や、あるいは、予めパルプビーズにコーティング層を設けておき、これを接着に利用する方法が挙げられる。また、パルプビーズにあらかじめコーティング層を設けておき、これを成型時の接着性の補助として利用することもできる。
これには熱可塑性樹脂や、熱可塑性樹脂と発泡性粒子の混合物が好ましく使用できる。
【００２２】
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ナイロンなどのポリアミド、ポリビニルピロリドン等が挙げられ、またこれらが共重合したもの、例えば、酢酸ビニルーポリエチレン共重合物、ポリエチレンーアクリル酸共重合物等が例示でき、特に限定されない。又、これらを単独で用いても、あるいは混合して用いてもよい。
【００２３】
また発泡性粒子を併用する場合の発泡性粒子としては、マイクロカプセル内に低沸点の溶剤が封入された熱膨張性のマイクロカプセルを使用することができる。すなわち外殻のポリマーが加熱により軟化するとともに内殻の溶剤がガス化し、体積が数十倍に膨張するものである。
具体的には、内殻の溶剤としては、イソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン等の有機溶剤を、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等からなる熱可塑性樹脂で包み込んだ熱膨張性マイクロカプセルを好ましく使用できる。熱可塑性樹脂に対する発泡性粒子の混合比率も特に限定されない。
【００２４】
これらをコーティングするに当たっては、これらの樹脂が水を含めた適当な溶剤に溶解されたもの、エマルジョンとしたもの等に発泡性粒子を混合したものを準備し、噴霧、スプレーコーティング等の方法により、塗布し、乾燥する。
あるいは、粉末化された樹脂をディスパージョンとし、噴霧、あるいはさらにここに発泡性粒子を混合して用意し、噴霧等により塗工してもよい。塗布後は適当な温度で乾燥して溶剤を蒸発させ、熱可塑性樹脂層とする。
【００２５】
一方、本発明で上述のパルプを骨格とする発泡体からなる多数のビーズと、混合して用いる熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなるビーズは、熱可塑性樹脂を主原料とするものが例示できる。すなわち、熱可塑性樹脂としてはポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはポリスチレンとポリエチレンの共重合物などが例示でき、これらを重合法、含浸法、加圧架橋法等の既知の手法によりビーズ化、発泡されたものが例示できる。
【００２６】
このようにして得た、パルプを骨格とする発泡体からなるビーズと、熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなるビーズのそれぞれの見かけ比重は特に限定されないが、断熱性やあるいは緩衝性などの特性面から０．１から０．０１５であることが好ましい。
また各々のビーズの混合操作の点から、各々のビーズの見かけ比重の差が０．０１５以内、さらに好ましくは同一であると良い。
このようにして準備された各々のビーズを、適当な比率で混合し、適当な手段で加熱し、ビーズ同士を接着させ集合体とする。
混合の比率は特に限定されず、必要となる吸湿の能力、あるいは強度により選択される。
【００２７】
【作用】
以上に示したように、パルプを骨格とする発泡体からなるビーズと熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなるビーズを混合して集合体としたことにより、従来の熱可塑性樹脂の発泡体としての、低比重である特性を損なうことなく、これまで得られなかった吸湿能力が付与される。
またパルプ主体の発泡体の混合により、燃焼熱量の低減が可能になる。
【００２８】
【実施例】
以下に本発明を実施例をもって説明するが、ここに用いられた材料に限定されるものではない。
＜実施例１＞
パルプ：段ボール由来再生パルプ １００重量部
増粘剤：アルギン酸ナトリウム０．５重量％溶液 １０００重量部
界面活性剤：脂肪酸エステル（関東化学（株）製「ツィーン80」）５重量部
以上を激しく撹拌し、起泡させた後、粒状に成形し、これを塩化カルシウム２水和物２％溶液中に浸す。アルギン酸ナトリウムは不溶性のアルギン酸カルシウムとなるので、これによって形状が安定する。これを１４０℃のオーブンで乾燥させてパルプ発泡ビーズを得た。ビーズの見かけ比重を０．０３とした。
これに見かけ比重０．０３となるよう予備発泡させたポリスチレンビーズを、体積比でパルプ発泡ビーズ５０：発泡ポリスチレンビーズ５０になるよう混合した。
これを成型物が２００ｍｍ×２００ｍｍの面積で、厚さ２０ｍｍになるように用意された、アルミ枠型に投入し、加熱してビーズを結合し、冷却して取り出し、成型物として得た。
【００２９】
＜実施例２＞
パルプ：解繊処理した針葉樹クラフトパルプ １００重量部
増粘剤：ポリビニルアルコール（完全鹸化型、重合度約２４００）
５％水溶液 １０００重量部
発泡剤：アゾジカルボンアミド ２０重量部
以上をよく混合しスラリーとした後、約４ｍｍの粒状に成型加工後、１８０℃のオーブンに投入し加熱、発泡剤を発泡させ、さらに乾燥させ、見かけ比重０．０４の発泡ビーズとして得た。
これに実施例１と同様に、一次発泡したポリスチレンと、体積比でパルプ発泡ビーズ５０：発泡ポリスチレンビーズ５０になるよう混合し、以下実施例１と同様の方法で成型体を得た。
【００３０】
＜実施例３＞
実施例１の方法により得たパルプ発泡ビーズに対し、
・熱可塑性樹脂：乳化ポリエチレン（住友精化（株）製 ザイクセンＡ）
固形分２５％溶液 １００重量部
を噴霧した。噴霧量は、パルプビーズ１リットル当たり上記混合物固形分が７．５ｇとなるように調製した。これを８０℃で予備乾燥した。
これを実施例１と同様に、一次発泡したポリスチレンと体積比で、パルプ発泡ビーズ６０：発泡ポリスチレンビーズ４０になるよう混合し、以下実施例１と同様の方法で成型体を得た。
【００３１】
＜実施例４＞
実施例１で得たパルプビーズに、

を混合したものを噴霧した。噴霧量は、パルプビーズ１リットル当たり上記混合物固形分が７．５ｇとなるように調製した。これを８０℃で予備乾燥した。
これを実施例１と同様に、一次発泡したポリスチレンと体積比で、パルプ発泡ビーズ６０：発泡ポリスチレンビーズ４０になるよう混合し、以下実施例１と同様の方法で成型体を得た。
【００３２】
＜実施例５＞
実施例１で得たパルプビーズと、一次発泡した見かけ比重０．０２７のポリエチレンビーズを、体積比でパルプ発泡ビーズ５０：発泡ポリエチレンビーズ５０になるよう混合し、以下実施例１と同様の方法で成型体を得た。
【００３３】
＜実施例６＞
実施例１で得たパルプビーズと、一次発泡した見かけ比重０．０３３倍のポリプロピレンビーズを、体積比でパルプ発泡ビーズ６０：発泡ポリプロピレンビーズ４０になるよう混合し、以下実施例１と同様の方法で成型体を得た。
【００３４】
＜実施例７＞
実施例１で得たパルプビーズと、一次発泡した見かけ比重０．０３のポリスチレンーポリエチレン共重合ビーズを、体積比でパルプ発泡ビーズ５０：発泡ポリスチレンーポリエチレンビーズ５０になるよう混合し、以下実施例１と同様の方法で成型体を得た。
【００３５】
＜性能の比較＞
実施例１から７で得られた成型体を、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンーポリエチレン共重合物のそれぞれの発泡ビーズで成型した成型体を比較例１から４として、吸湿性、燃焼熱量の比較を行った。
【００３６】
【表１】

【００３７】
このように、実施例１から７の成型体は、吸湿機能があり、また燃焼熱量においては、熱可塑性樹脂発泡ビーズ単独の成型品の比較例に比べて、約２／３程度に抑えられた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によって得られる成型体は、パルプを骨格とする発泡体からなる多数のビーズと、熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなるビーズの混合物を集合体としたことで、樹脂による特性に、吸湿の能力を加えた独特の特性となる。
また、パルプを主体とするビーズの混合から、燃焼熱量を抑制し、使用後の処理性も向上する。

Claims (4)

1. パルプを主な骨格として内部に空隙を有する構造の多数の第１のビーズと、熱可塑性樹脂を主原料とする発泡体からなる第２のビーズの混合物を集合体としたことを特徴とする吸湿性を有する成型体。
2. 前記第１のビーズと前記第２のビーズのそれぞれの見かけ比重が０．１から０．０１５の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の成型体。
3. 前記第１のビーズと前記第２のビーズのそれぞれの見かけ比重の差が０．０１５以内であり、ビーズ混合性が改善されたことを特徴とする請求項２記載の成型体。
4. 前記第１のビーズと前記第２のビーズのそれぞれの見かけ比重が同一であり、ビーズ混合性が改善されたことを特徴とする請求項２記載の成型体。