JP2004018830A - セラミック炭粉末入り発泡樹脂製品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的にマイナスイオンを生成させることができ、利用範囲も広いセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品とその製造方法を提供する。
【解決手段】おが屑や間伐材等の有機物とセラミックス原料を混合して焼成した炭化物であるセラミック炭を粉砕した微粉末粒子１６が熱可塑性樹脂１７中に分散している。熱可塑性樹脂１７中には、発泡気泡による空隙３４が形成され、この熱可塑性樹脂１７による発泡成形体は、発泡倍率が１０〜３０であり、微粉末粒子１６を５〜２０重量％含有する。セラミック炭の微粉末粒子１６は、平均粒径が１〜１０μｍであり、熱可塑性樹脂１７中に分散し発泡気泡から一部露出している。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイナスイオンを効率よく発生させるセラミック炭粉末を樹脂中に分散させたセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トルマリンや炭はマイナスイオンを発生させる材料として知られており、これらを粒子状にしてそのまま用い、マイナスイオンの持つ健康増進、鮮度保持効果等を目的とした商品が提案されている。また、マイナスイオンは、疲労軽減、自立神経の安定化等の様々な効果を有することも発見されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術のトルマリンや炭粒子をそのまま用いる場合、袋に詰めたり商品の表面に粒子を付着させたりしたものであり、適用できる商品が限られ、外観上も良好なものではなかった。また、トルマリン粒子や炭粉を樹脂中に分散させた製品もあるが、マイナスイオンの生成効果が低く、十分な機能を発揮していないものであった。
【０００４】
例えば特開平１１−４３６１１号公報に開示されているように、炭の粉を樹脂中に混合させた樹脂成形品は、混合に際して界面活性剤を添加して混合している。しかし、界面活性剤を添加すると、マイナスイオンの発生が激減し、十分な効果が得られないものであった。
【０００５】
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、効果的にマイナスイオンを生成させることができ、利用範囲も広いセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、おが屑や間伐材等の有機物とセラミックス原料を混合して焼成した炭化物であるセラミック炭を粉砕した微粉末粒子が熱可塑性樹脂中に分散しているとともに、この熱可塑性樹脂中に発泡気泡が形成された発泡成形体から成るセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品である。
【０００７】
上記熱可塑性樹脂の発泡成形体は、発泡倍率が１０〜３０であり、上記微粉末粒子を５〜２０重量％含有するものである。上記セラミック炭の微粉末粒子は、平均粒径が１〜１０μｍであり、上記熱可塑性樹脂中に分散し発泡気泡から一部露出している。
【０００８】
この発明のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品は、セラミック炭を粉砕した微粉末粒子が熱可塑性樹脂中に分散した発泡成形体から成り、上記微細粉末粒子から遠赤外線が放射されているとともに周囲にマイナスイオンを生成するものである。
【０００９】
上記発泡成形体は、シート状に成形されたものである。また、上記発泡成形体は、網目状に成形されたものであり、または上記発泡成形体は、糸状または紐状に成形されたものである。
【００１０】
この発明は、有機物の破砕物とセラミックス原料を混合して練り合わせ、これを焼成してセラミック炭の粒を形成し、そのセラミック炭を粉砕して微粉末粒子を形成し、この後上記微粉末粒子を熱可塑性樹脂とともに混練し、発泡させて粒子状に固めたペレットを形成し、この発泡ペレットを用いてさらに発泡剤を入れて加熱成形するセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品の製造方法である。
【００１１】
上記セラミック炭の微粉末と熱可塑性樹脂を混練する際、または発泡ペレットを成形する際には、界面活性剤を用いずに撹拌するものである。上記セラミック炭の微粉末粒子は、上記セラミック炭同士を高速で旋回させて衝突させながら粉砕するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。先ず、この実施形態で用いるセラミック炭粉末は、種々の木材の切り屑や間伐材等の木材を切って形成したおが屑等の有機物の破砕物と、ベントナイト等のセラミックス原料を水分とともに混合して焼成し、有機物を炭化させるとともにセラミックス原料を焼成したセラミック炭から成る。このセラミック炭は粒状に形成され、このセラミック炭の粒（以下セラミック炭粒と言う）１０は直径が１〜数ｍｍ程度の平均粒径の粒子状の集合体として得られる。
【００１３】
このセラミック炭粒１０は、図４に示すように、木材等の有機物が炭化した炭化部１２とその表面を覆ったセラミック層１４とからなる。このセラミック炭粒１０は、さらに、後述する粉砕機２０により微粉末粒子１６に粉砕される。微粉末粒子１６の粒径は、図５に示すように、例えば平均粒径が１〜１０μｍ程度、好ましくは３〜５μｍ程度が製造効率およびコスト的に好ましい。また、用途に合わせて平均粒径を０．１〜３０μｍ程度に、粉砕条件により適宜設定可能である。また、これより荒いものも容易に形成可能である。
【００１４】
微粉末粒子１６は、図１に示すように、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂とともに所定形状の粒子状に固められたセラミック炭粉末入りペレット１８として形成される。微粉末粒子１６を混合した樹脂１７は、上記の熱可塑性樹脂の他、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアセタール、ＡＢＳ等の樹脂でもよく、適宜の熱可塑性樹脂を選択可能である。また、熱可塑性樹脂１７と微粉末粒子１６との混合割合は用途に合わせて適宜の比率、例えば微粉末粒子１６が５〜６０％の範囲で適宜設定し得る。熱可塑性樹脂１７内には、独立発泡気泡や連続発泡気泡等による微細な空隙が、ほぼ均一に形成されている。微粉末粒子１６は、熱可塑性樹脂１７中にほぼ均一に分散され、埋設されており、微粉末粒子１６が空隙間に露出している必要はない。
【００１５】
この実施形態で用いるセラミック炭粉末の製造方法は、おが屑等の有機物の破砕物とベントナイト等のセラミックス原料を混合し、適宜の水分と糖分やその他バインダ成分を加えて練り合わせ、有機物表面にセラミックス原料を付着させる。この後、この混合物を所定の炭化温度、例えば８００℃で焼成して、有機物を炭化させて炭化部１２を形成するとともに、その表面にセラミック層１４を形成する。炭化方法は、連続的に有機物とセラミックス原料の混合物を、炭化炉内を通過させて炭化させるものや、一定量毎にバッチ処理するもの等適宜選択し得る。連続的に炭化させる場合は効率よくセラミック炭粒１０を製造することができ、バッチ処理の場合、より高温で炭化せることができ、炭化部１２の品質を高めることができる。この後、セラミック炭粒１０は、図６に示すような粉砕機２０により微粉末粒子１６に粉砕される。
【００１６】
粉砕機２０は、互いに同軸的に設置された一対の高速回転モータ２２，２３と、このモータ２２，２３の駆動軸２４，２５に同心的に固定され互いに所定の隙間を空けて対面した一対の回転円盤２６，２７とを備えている。回転円盤２６，２７は収納室２８に収容され、収納室２８の一方の側面には、粉砕される材料の投入口３０が設けられ、他方の側面には粉砕された微粉末を取り出す粉砕粉出口３２が設けられている。粉砕方法は、セラミック炭粒１０が投入口３０から収納室２８内に入れられると、セラミック炭粒１０が高速で旋回し、互いに超高速で衝突する。さらに、回転円盤２６，２７が互いに反対方向に回転しているので、相対速度が高く、空気流の衝撃による剪断力も大きく、セラミック炭粒１０を効果的に粉砕する。これにより形成される微粉末粒子１６の直径は、モータ２２，２３の回転速度等により任意に設定される。
【００１７】
微粉末粒子１６は、適宜に熱可塑性樹脂１７と混ぜ合わされ混練されて、公知の樹脂ペレットを形成する成形機により、数ミリ程度の柱状、球状等のペレットに形成される。ここで、微粉末粒子１６と熱可塑性樹脂１７とを混練する際に、熱可塑性樹脂１７に発泡剤を添加し、気泡を形成する。気泡により、熱可塑性樹脂１７の内にほぼ均一に微細な空隙１９を形成する。発泡剤は、加熱による発泡する薬剤や、水分でも良い。発泡形式は、独立気泡を形成するものや連続気泡を形成させるもの等、適宜設定し得る。このセラミック炭粉末入りの発泡ペレット１８は、種々の樹脂製品を成形する原料として用いられる。
【００１８】
このセラミック炭粉末入りの発泡ペレット１８を用いて形成された樹脂成形品は、セラミック炭粒１０の微粉末粒子１６が、熱可塑性樹脂１７とともに所定形状に成形され、熱可塑性樹脂１７にはほぼ均一に微粉末粒子１６が分散している。このとき発泡ペレット１８のみを用いて成形しても良いが、適宜他の樹脂ペレットと混合して成形しても良い。また成形時には界面活性剤は添加しない。さらに、この成形品の熱可塑性樹脂１７は、成形時に発泡剤により発泡させ、図１に示すように、独立気泡または連続気泡により、ほぼ均一に微細な空隙３４が形成されている。この発泡剤も、加熱により発泡する薬剤や、水分でも良い。発泡形式は、独立気泡を形成するものや連続気泡を形成させるもの等、適宜設定し得る。また、独立発泡した樹脂成型品を機械的に変形させることにより気泡が変形して壊れ、連続気泡とすることもできる。
【００１９】
この実施形態のセラミック炭粉末入り発泡樹脂成形品は、セラミック炭粒１０の微粉末粒子１６から遠赤外線が放出され、その周囲にマイナスイオンを大量に発生させる。マイナスイオンは、負電荷を帯びた酸素分子や水分子等であるといわれ、森林や滝の周囲に大量に存在している。このマイナスイオンは、人体に対して疲労軽減、自立神経の安定化等の様々な効果を有するという報告があり、さらに、食品の鮮度保持効果や害虫の忌避効果等も報告されている。
【００２０】
この発明のセラミック炭粉末入り発泡樹脂成形品の一実施形態は、例えば、図１に示すように、熱可塑性樹脂１７中に多数の空隙３４が形成された発泡シート３６である。この発泡シート３６は、例えば住宅用資材としてカーペットや絨毯の下に敷いたり、壁紙の下地材または壁紙として下地のプラスターボードや合板の表面に貼り付けて使用しても良い。また天井や床の下地材として用いても良い。
【００２１】
この実施形態のセラミック炭粉末入り発泡樹脂成形品である発砲シート３６を住宅用資材として用いた場合の効果としては、ダニやシロアリ等の忌避効果による防虫効果がある。また、タンスや衣類の保管庫の中に入れておくことにより、衣類に対する防虫効果が期待できる。さらに、ホルムアルデヒド等の有害ガスの除去作用もある。これにより、シックハウスによる症状を抑えることができる。
【００２２】
その他、この実施形態の発泡シート３６は、生鮮食品の包装材や、冷蔵庫その他食品保管庫の中に敷いて、食品の鮮度保持効果を得ることができる。また、水道水のカルキ臭の除去、ペットのにおいの除去や、ダニやのみの防虫にも効果がある。
【００２３】
その他、この発泡シート３６を体に当てることにより血流の促進効果が得られ、患部に当てることにより、肩こり、打ち身、腰痛等の緩和効果が期待でき、マスクの中に入れて使用することにより、花粉症の症状を緩和することも期待できる。また、座席やその他椅子に設けても良い。血流促進効果があることから、シーツの下に敷くことにより、床ずれ防止効果も期待できる。
【００２４】
さらに、この発泡シート３６により発生するマイナスイオンは、人体に対して、疲労軽減、自立神経の安定化等の効果があるので、自動車のシートの材料やその他樹脂成形品にこの発泡シート３６用いることにより、運転中、特に長距離の運転中の疲労軽減に効果を奏する。
【００２５】
また、この発明のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品は、図２に示すような網目状の発泡樹脂緩衝材３８として形成しても良い。この発泡樹脂緩衝材３８は、果実等の保護材料として用いることができ、しかも鮮度の保持効果、防虫効果を有する。また、上記発泡シート３６と同様の用途に使用することも可能である。この発泡樹脂緩衝材３８は網目状であるので、通気性があり、通気性が要求される用途に広く使用可能である。
【００２６】
その他、この発明のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品は、紐状または糸状に連続的に成形することができ、この材料を用いて、クッションやぬいぐるみ、寝具の中綿として使用することができる。これにより、上記と同様の防虫、消臭効果を得ることができ、周囲にマイナスイオンの生成効果を期待できる。
【００２７】
なお、この発明のセラミック炭の材料は、おが屑以外に適宜の木材やその他の有機物を利用することができる。また、樹脂中に入れるマイナスイオン生成材は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他の炭粉末や材料等を適宜混合したものでも良い。
【００２８】
【実施例】
実施例１
ダニの忌避効果試験（財団法人日本紡績検査協会）
直径４５ｍｍ高さ１５ｍｍのガラスシャーレを、直径９０ｍｍ、高さ２０ｍｍのガラスシャーレの中央に設置する。直径４５ｍｍのシャーレの外側の直径９０ｍｍのシャーレの中に、ダニ培地とともに良く繁殖したダニを約１００００個投入する。直径４５ｍｍのシャーレの中にこの発明による厚さ０．７ｍｍの発泡シートを敷き、中央部にダニの誘因物質である粉末飼料を置く。同様の状態で発泡シートを敷かない対照試料も設ける。このシャーレを各々密閉容器中で湿度約７５％、温度約２５℃に保ち２４時間保存した。そして、２４時間後、各シャーレの粉末飼料中の生存ダニ数を計測した。
【００２９】
ダニの忌避率は
忌避率（％）＝（対照試料中の生存ダニ数−発泡シート設置試料中のダニ生存数）・１００／対照試料中の生存ダニ数
で表される。
【００３０】
この結果、平均で２７．１％の忌避効果が認められた。
【００３１】
実施例２
ホルムアルデヒド除去効果試験（富山県工業技術センター）
この発明による発泡シート３７０ｍｍ×２８０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのものを大きさ４００ｍｍ×４００×４００の試験層中に設置して密閉し、ホルムアルデヒド液の１０ｐｐｍ相当量を滴下し気化させた。
【００３２】
この状態で、試験層中のホルムアルデヒドの、１分後、１時間後、２時間後の濃度（ｐｐｍ）を測定した。以下にその結果を示す。
【００３３】
【表１】

これによれば、１時間程度で空気中のホルムアルデヒドの濃度を２０〜４０％程度下げることができることがわかった。
【００３４】
【発明の効果】
この発明のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品とその製造方法によれば、セラミック炭粉末を含有した発泡樹脂製品を簡単かつ効率よく形成することができ、マイナスイオン生成効果とともに、防虫、消臭効果を確実に得ることができる。さらに、セラミック炭粉末によるマイナスイオン生成効果等により、人体に対して疲労軽減、自立神経の安定化等の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の発泡樹脂製品である発泡シートの拡大断面図である。
【図２】この発明の他の実施形態のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品の平面図である。
【図３】この発明の一実施形態に用いるセラミック粉末入りペレットを示す斜視図である。
【図４】この発明の一実施形態のセラミック炭粒を示す断面図である。
【図５】この発明の一実施形態のセラミック炭の微粉末粒子を示す断面図である。
【図６】この発明の一実施形態のセラミック炭微粉末粒子を製造する粉砕機の概略図である。
【符号の説明】
１０　　セラミック炭粒
１２　　炭化部
１４　　セラミック層
１６　　微粉末粒子
１７　　熱可塑性樹脂
１８　　セラミック炭粉末入りペレット
１９，３４　　空隙
２０　　粉砕機
３４　　空隙
３６　発泡シート

Claims (10)

1. 有機物とセラミックス原料を混合して焼成した炭化物であるセラミック炭を粉砕した微粉末粒子が熱可塑性樹脂中に分散しているとともに、この熱可塑性樹脂中に発泡気泡が形成された発泡成形体から成ることを特徴とするセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
2. 上記熱可塑性樹脂の発泡成形体は、発泡倍率が１０〜３０であり、上記微粉末粒子を５〜２０重量％含有することを特徴とする請求項１記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
3. 上記セラミック炭の微粉末粒子は、平均粒径が１〜１０μｍであり、上記熱可塑性樹脂中に分散し発泡気泡から一部露出していることを特徴とする請求項１または２記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
4. 有機物とセラミックス原料を混合して焼成した炭化物であるセラミック炭を粉砕した微粉末粒子が熱可塑性樹脂中に分散しているとともに、この熱可塑性樹脂中に発泡気泡が形成された発泡成形体から成り、上記微細粉末粒子から遠赤外線が放射されているとともに周囲にマイナスイオンを生成することを特徴とする請求項１記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
5. 上記発泡成形体は、シート状に成形されたものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
6. 上記発泡成形体は、網目状に成形されたものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
7. 上記発泡成形体は、糸状または紐状に成形されたものであることを特徴とする請求項１，２，３または４記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品。
8. 有機物の破砕物とセラミックス原料を混合して練り合わせ、これを焼成してセラミック炭の粒を形成し、そのセラミック炭を粉砕して微粉末粒子を形成し、この後上記微粉末粒子を熱可塑性樹脂とともに混練し、発泡させて粒子状に固めたペレットを形成し、この発泡ペレットに発泡剤を入れて加熱成形することを特徴とするセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品の製造方法。
9. 上記セラミック炭の微粉末と熱可塑性樹脂を混練する際、または発泡ペレットを成形する際に界面活性剤を用いずに撹拌することを特徴とする請求項８記載のセラミック炭粉末入りペレットの製造方法。
10. 上記セラミック炭の微粉末粒子は、上記セラミック炭同士を高速で旋回させて衝突させながら粉砕することを特徴とする請求項８記載のセラミック炭粉末入り発泡樹脂製品の製造方法。

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