JP2017181375A - Foam and method for producing foam - Google Patents

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大輝 今野
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遼介 杉野
俊行 本川
Toshiyuki Motokawa
俊行 本川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-blocking foam having high strength while being light in weight, and a method for producing such a foam.SOLUTION: A radiation-blocking foam has metal particles D dispersed in a matrix resin having a three-dimensional structure, the metal particles D comprising at least one selected from the group consisting of tungsten, stainless, iron, tantalum, barium and barium sulfate.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、発泡体および発泡体の製造方法に関する。より詳細には、放射線遮蔽性を有する発泡体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a foam and a method for producing the foam. In more detail, it is related with the foam which has radiation shielding property, and its manufacturing method.

原子力発電所の原子炉および関連施設、高エネルギー放射線を扱う医療施設および研究施設等の放射線発生設備、ならびに放射性廃棄物の運搬、保管、貯蔵のために用いられる容器や、その保管設備において、放射線遮蔽材が用いられる。中でも、セメントモルタルやコンクリートを基本とした放射線遮蔽材が多く用いられている。   Radiation in nuclear power plant reactors and related facilities, radiation generating equipment such as medical facilities and research facilities that handle high-energy radiation, and containers used for transporting, storing, and storing radioactive waste A shielding material is used. Among these, radiation shielding materials based on cement mortar and concrete are often used.

建築物の放射線遮蔽材としては、例えば、特許文献1に記載の材料がある。同文献では、タングステン入り弾性充填剤を、建築材の接合部に充填することが記載されている。   As a radiation shielding material for buildings, for example, there is a material described in Patent Document 1. In this document, it is described that a tungsten-containing elastic filler is filled in a joint portion of a building material.

特開2013−195416号公報JP 2013-195416 A

しかしながら、本発明者は、従来の放射線遮蔽材は、放射線を効果的に遮蔽するために十分な厚みが必要であるため、重量が重く、使用時の取扱い性の点で改善の余地を有することを見出した。   However, the present inventor has found that the conventional radiation shielding material needs a sufficient thickness to effectively shield the radiation, so it is heavy and has room for improvement in terms of handling at the time of use. I found.

本発明は、軽量でありながら高い強度を有する放射線遮蔽性の発泡体およびこのような発泡体の製造方法を提供する。   The present invention provides a radiation shielding foam having a high strength while being lightweight, and a method for producing such a foam.

本発明によれば、3次元構造を有するマトリックス樹脂中に金属粒子が分散した、放射線遮蔽性を有する発泡体であって、前記金属粒子が、タングステン、ステンレス、鉄、タンタル、バリウムおよび硫酸バリウムからなる群から選択される一種以上である、発泡体が提供される。   According to the present invention, a foam having radiation shielding properties in which metal particles are dispersed in a matrix resin having a three-dimensional structure, wherein the metal particles are made of tungsten, stainless steel, iron, tantalum, barium, and barium sulfate. A foam is provided that is one or more selected from the group consisting of:

また、本発明によれば、上記発泡体を製造するための方法であって、マトリックス樹脂と、タングステン、ステンレス、鉄、タンタル、バリウムおよび硫酸バリウムからなる群から選択される一種以上を含有する金属粒子と、熱膨張性マイクロカプセルとを混合したスラリーを準備し、前記スラリーを抄造することにより発泡性抄造体を得る工程と、金型の内部の一部に前記発泡性抄造体を配置し、前記熱膨張性マイクロカプセルを膨張させて、前記金型の内部の全体にまで前記発泡性抄造体を膨張させることにより、前記発泡性抄造体の成形体からなる発泡体を得る工程と、を含む、発泡体の製造方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a method for producing the above foam, which is a metal containing at least one selected from the group consisting of a matrix resin and tungsten, stainless steel, iron, tantalum, barium and barium sulfate. Preparing a slurry in which particles and heat-expandable microcapsules are mixed, and obtaining the foamable papermaking by making the slurry, and placing the foamable papermaking in part of the mold, And expanding the thermally expandable microcapsule to expand the foamable paper product to the entire inside of the mold, thereby obtaining a foam made of the foamable paper product. A method for producing a foam is provided.

本発明によれば、放射性遮蔽能を有し、軽量であり、優れた強度を備える発泡体が提供される。また、本発明によれば、このような発泡体の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has a radiation shielding ability, is lightweight, and a foam provided with the outstanding intensity | strength is provided. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of such a foam is provided.

本実施形態に係る発泡性抄造体の一例を示す斜視模式図である。It is a perspective schematic diagram which shows an example of the foamable papermaking concerning this embodiment. 本実施形態に係る発泡性抄造体の製造方法の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of the foamable papermaking concerning this embodiment. 本実施形態に係る発泡体の製造方法の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of the foam which concerns on this embodiment. 実施例および比較例に係る発泡体のX線透過率測定におけるCT画像である。It is a CT image in the X-ray transmittance measurement of the foam concerning an example and a comparative example.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

本実施形態に係る発泡体は、3次元構造を有するマトリックス樹脂中に金属粒子が分散した、放射線遮蔽性を有する発泡体であって、金属粒子が、タングステン、ステンレス、鉄、タンタル、バリウムおよび硫酸バリウムからなる群から選択される一種以上である。本実施形態の発泡体は、その中に金属粒子が分散された樹脂発泡体であり、放射性遮蔽能を有する。本発明者らは、放射線遮蔽能を有する材料として上記金属粒子を用いた場合、これらの金属粒子が発泡体中で沈降したり偏在することなく均一に分散することを見出した。また、上記金属粒子は、発泡体中に存在する場合であっても、その放射線遮蔽能を発揮することを見出した。このように、金属粒子が分散された発泡体は、放射線遮蔽能を有するとともに、軽量性と強度のバランスに優れるため、放射線遮蔽材として有用である。   The foam according to the present embodiment is a foam having radiation shielding properties in which metal particles are dispersed in a matrix resin having a three-dimensional structure, and the metal particles are tungsten, stainless steel, iron, tantalum, barium, and sulfuric acid. One or more selected from the group consisting of barium. The foam of this embodiment is a resin foam in which metal particles are dispersed, and has a radiation shielding ability. The present inventors have found that when the above metal particles are used as a material having radiation shielding ability, these metal particles are uniformly dispersed without being settled or unevenly distributed in the foam. Moreover, even if it was a case where the said metal particle exists in a foam, it discovered that the radiation shielding ability was exhibited. Thus, the foam in which the metal particles are dispersed has radiation shielding ability and is excellent in the balance between lightness and strength, and thus is useful as a radiation shielding material.

一実施形態において、発泡体は、発泡体の密度は、0.1g/cm以上10.0g/cm以下である。好ましくは、発泡体の密度の下限値は、0.5g/cm以上であり、より好ましくは、1.0g/cm以上である。また、発泡体の密度の上限値は、好ましくは、8.0g/cm以下であり、より好ましくは、6.0g/cm以下である。上記範囲内の密度を有する発泡体は、放射性遮蔽能を維持しつつ、軽量であり、機械的強度に優れるため、放射線遮蔽材として有用である。 In one embodiment, the foam has a density of 0.1 g / cm 3 or more and 10.0 g / cm 3 or less. Preferably, the lower limit of the density of the foam is 0.5 g / cm 3 or more, and more preferably 1.0 g / cm 3 or more. Further, the upper limit value of the density of the foam is preferably 8.0 g / cm 3 or less, more preferably 6.0 g / cm 3 or less. A foam having a density within the above range is useful as a radiation shielding material because it is lightweight and excellent in mechanical strength while maintaining the radiation shielding ability.

一実施形態において、発泡体の体積空隙率は5%以上90%以下である。好ましくは、体積空隙率の下限値は、10%以上であり、より好ましくは、15%以上である。また、体積空隙率の上限値は、好ましくは、80%以下であり、より好ましくは、70%以下である。上記範囲内の体積空隙率を有する発泡体は、放射性遮蔽能を維持しつつ、強度と軽量性のバランスが優れるため、放射線遮蔽材として有用である。   In one embodiment, the volume porosity of the foam is 5% or more and 90% or less. Preferably, the lower limit value of the volume porosity is 10% or more, and more preferably 15% or more. Further, the upper limit value of the volume porosity is preferably 80% or less, and more preferably 70% or less. A foam having a volume porosity within the above range is useful as a radiation shielding material because it has a good balance between strength and light weight while maintaining the radiation shielding ability.

発泡体の体積空隙率は、例えば、画像解析法により算出することができる。具体的には、まず、発泡体の中央付近を切り出し、切り出した発泡体の断面の画像を二値化し、熱硬化性樹脂からなるマトリックス相の面積と、気泡からなる気泡相の面積を測定する。その後、測定した面積の比を体積空隙率として算出する。   The volume porosity of the foam can be calculated by, for example, an image analysis method. Specifically, first, the vicinity of the center of the foam is cut out, the image of the cross section of the cut out foam is binarized, and the area of the matrix phase made of thermosetting resin and the area of the bubble phase made of bubbles are measured. . Thereafter, the ratio of the measured areas is calculated as the volume porosity.

一実施形態において、発泡体は、独立気泡構造または連続気泡構造を有する。好ましい実施形態において、発泡体は、独立気泡構造のみを有するか、または独立気泡構造と連続気泡構造との混合構造を有する。このような気泡構造を有する発泡体は、放射性遮蔽能を維持しつつ、軽量性と強度とのバランスに優れる。   In one embodiment, the foam has a closed cell structure or an open cell structure. In a preferred embodiment, the foam has only a closed cell structure or a mixed structure of closed cell structure and open cell structure. The foam having such a cell structure is excellent in balance between lightness and strength while maintaining the radiation shielding ability.

本実施形態において、独立気泡構造とは、3次元構造を有するマトリックス樹脂により系外と隔離された空間(気泡)を複数有する構造を意味する。このような独立気泡構造においては、隣り合った空間の間で気体が通気することが抑制されているため、気密性に優た構造を実現できる。   In the present embodiment, the closed cell structure means a structure having a plurality of spaces (bubbles) isolated from the outside by a matrix resin having a three-dimensional structure. In such a closed cell structure, since gas is suppressed from passing between adjacent spaces, a structure excellent in airtightness can be realized.

発泡体が独立気泡構造を有する場合、気泡のサイズの下限値は、例えば、5μm以上としてもよく、10μm以上としてもよい。一方、気泡のサイズの上限値は、特に限定されないが、例えば、500μm以下としてもよく、400μm以下としてもよい。   When the foam has a closed cell structure, the lower limit of the bubble size may be, for example, 5 μm or more, or 10 μm or more. On the other hand, the upper limit value of the bubble size is not particularly limited, but may be, for example, 500 μm or less, or 400 μm or less.

一実施形態において、発泡体のガラス転移温度(Tg)の下限値を、例えば、100℃以上としてもよく、好ましくは、120℃以上としてもよく、より好ましくは、150℃以上とすることができる。これにより、発泡体の耐熱性を向上させることができる。このようなガラス転移温度を有する発泡体は、例えば、高温に曝される環境下で使用することができる。一方、上記発泡体のガラス転移温度(Tg)の上限値は、例えば、350℃以下としてもよい。上記ガラス転移温度(Tg)は、例えば、示差走査熱量計(DSC−2920、TAインスツルメント社製)により測定できる。   In one embodiment, the lower limit of the glass transition temperature (Tg) of the foam may be, for example, 100 ° C or higher, preferably 120 ° C or higher, and more preferably 150 ° C or higher. . Thereby, the heat resistance of a foam can be improved. A foam having such a glass transition temperature can be used, for example, in an environment exposed to high temperatures. On the other hand, the upper limit value of the glass transition temperature (Tg) of the foam may be, for example, 350 ° C. or lower. The glass transition temperature (Tg) can be measured by, for example, a differential scanning calorimeter (DSC-2920, manufactured by TA Instruments).

一実施形態において、発泡体のX線遮蔽率は95%以上である。好ましくは、このX線遮蔽率は、96%以上であり、より好ましくは、98%以上である。このようなX線遮蔽率を有する発泡体は、放射性遮蔽材として有用である。   In one embodiment, the X-ray shielding rate of the foam is 95% or more. Preferably, the X-ray shielding rate is 96% or more, and more preferably 98% or more. A foam having such an X-ray shielding rate is useful as a radioactive shielding material.

一実施形態において、発泡体は、繊維フィラーを含む。好ましくは、発泡体は、その中に繊維フィラーが分散された構成を有する。繊維フィラーを使用することにより、金属粒子がより均一に分散された発泡体を得ることができる。したがって、放射性遮蔽能を有し、強度と軽量性のバランスに優れた発泡体が提供される。   In one embodiment, the foam includes a fiber filler. Preferably, the foam has a configuration in which fiber fillers are dispersed therein. By using a fiber filler, a foam in which metal particles are more uniformly dispersed can be obtained. Therefore, a foam having a radiation shielding ability and an excellent balance between strength and lightness is provided.

一実施形態において、発泡体の比曲げ強度(密度当たりの曲げ強度)は、20MPa/(g/cm)以上300MPa/(g/cm)以下である。好ましくは、40MPa/(g/cm)以上250MPa/(g/cm)以下であり、より好ましくは、60MPa/(g/cm)以上200MPa/(g/cm)以下である。上記範囲の比曲げ強度を有する発泡体は、建築物用の放射性遮蔽材として有用である。 In one embodiment, the specific bending strength (bending strength per density) of the foam is 20 MPa / (g / cm 3 ) or more and 300 MPa / (g / cm 3 ) or less. The pressure is preferably 40 MPa / (g / cm 3 ) or more and 250 MPa / (g / cm 3 ) or less, more preferably 60 MPa / (g / cm 3 ) or more and 200 MPa / (g / cm 3 ) or less. A foam having a specific bending strength in the above range is useful as a radioactive shielding material for buildings.

一実施形態において、発泡体の室温における比曲げ弾性率(密度あたりの曲げ弾性率)は、1GPa/(g/cm)以上20GPa/(g/cm)以下である。好ましくは、発泡体の比曲げ弾性率は、2GPa/(g/cm)以上18GPa/(g/cm)以下であり、さらに好ましくは、4GPa/(g/cm)以上16GPa/(g/cm)以下である。上記範囲内の比曲げ弾性率を有する発泡体は、断熱材として有用である。この曲げ弾性率は、JIS K−7171に従って測定できる。 In one embodiment, the specific flexural modulus at room temperature (flexural modulus per density) of the foam is 1 GPa / (g / cm 3 ) or more and 20 GPa / (g / cm 3 ) or less. Preferably, the specific flexural modulus of the foam is 2 GPa / (g / cm 3 ) or more and 18 GPa / (g / cm 3 ) or less, more preferably 4 GPa / (g / cm 3 ) or more and 16 GPa / (g / Cm 3 ) or less. A foam having a specific bending elastic modulus within the above range is useful as a heat insulating material. This bending elastic modulus can be measured according to JIS K-7171.

一実施形態において、発泡体を構成するマトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化体である。熱硬化性樹脂を使用することにより、発泡体に機械的特性や耐熱性等の特性を付与することができる。また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂が、優れた成形性を有するため好ましく用いられる。   In one embodiment, the matrix resin constituting the foam is a cured body of a thermosetting resin. By using a thermosetting resin, it is possible to impart properties such as mechanical properties and heat resistance to the foam. As the thermosetting resin, an epoxy resin or a phenol resin is preferably used because it has excellent moldability.

上記の発泡体の特性は、用いる樹脂、繊維フィラーおよび発泡剤の種類および配合量を変更することにより、適宜調整することができる。   The characteristic of said foam can be suitably adjusted by changing the kind and compounding quantity of resin to be used, a fiber filler, and a foaming agent.

一実施形態において、発泡体は、発泡性抄造体の成形体から構成される。好ましくは、発泡体は、熱硬化性樹脂、繊維フィラー、金属粒子および発泡剤とを含む抄造体を加熱成形して得られる成形体である。発泡体として繊維フィラーを含む抄造体の成形体を用いることにより、金属粒子が偏在することなく均一に分散された発泡体を得ることができる。このような発泡体は、放射線遮蔽能、密度および強度のバランスに優れる。   In one embodiment, the foam is composed of a foamed paper product. Preferably, the foam is a molded body obtained by thermoforming a papermaking body containing a thermosetting resin, a fiber filler, metal particles, and a foaming agent. By using a formed body of a papermaking containing a fiber filler as the foam, it is possible to obtain a foam that is uniformly dispersed without uneven distribution of metal particles. Such a foam has an excellent balance of radiation shielding ability, density and strength.

以下、発泡体が、熱硬化性樹脂、繊維フィラー、金属粒子および発泡体を含む抄造体の成形体からなる態様を例に挙げて、本発明の発泡体を説明する。   Hereinafter, the foam of the present invention will be described by taking as an example an embodiment in which the foam is formed of a molded product of a papermaking product including a thermosetting resin, a fiber filler, metal particles, and a foam.

<発泡性抄造体10>
図1は、本実施形態における発泡性抄造体10の一例を示す斜視模式図である。
図1に示すように、発泡性抄造体10は、マトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子Dを含む。
<Foaming paper 10>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a foamable papermaking product 10 in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the foamable papermaking product 10 includes a thermosetting resin A as a matrix resin, a fiber filler B, a thermally expandable microcapsule C, and metal particles D.

ここで、本明細書で使用される「抄造体」について説明する。抄造体は、繊維フィラーおよび樹脂のような材料を含む材料スラリーから、抄造法により得られる。抄造法とは、湿式抄紙法、すなわち製紙化技術の一つである紙抄きの技術のことをいう。
なお、抄造法および抄造体という用語は、例えば、特許公報1(特許第4675276号)および特許公報2(特許第5426399号)に記載されるように、繊維材料を抄く手法を使用して得られた物の状態を示す技術用語として一般的に使用される。同文献によれば、抄造体とは、繊維や樹脂等の原料を分散媒に分散させた原料スラリーをフィルターにとおり、液体分を脱液し、フィルター上に残った湿潤状態の固形分を指す、と記載されている。ここでいう湿潤状態とは、加熱処理を施す前の樹脂の未硬化状態、すなわち、ポストキュア前の未硬化状態を意味する。
Here, the “papermaking” used in this specification will be described. The papermaking body is obtained by a papermaking method from a material slurry containing materials such as a fiber filler and a resin. The papermaking method refers to a wet papermaking method, that is, a papermaking technique which is one of papermaking techniques.
The terms “papermaking method” and “papermaking body” are obtained by using a method of papermaking a fiber material as described in, for example, Patent Publication 1 (Patent No. 4675276) and Patent Publication 2 (Patent No. 5426399). Generally used as a technical term to indicate the state of a given object. According to this document, the papermaking product refers to the wet solid content remaining on the filter after passing the raw material slurry in which the raw material such as fiber or resin is dispersed in the dispersion medium through the filter. , And is described. The wet state here means an uncured state of the resin before the heat treatment, that is, an uncured state before post-curing.

本実施形態において、発泡性抄造体10は、シート状であっても、所望の成型品形状を模倣した形状に加工された立体形状(すなわち素形体の形態)であってもよい。そして、この発泡性抄造体10に対して、加熱処理等による発泡成形を行うことにより、発泡性抄造体10の硬化体である成形体(発泡成形体50)を得ることができる。   In the present embodiment, the foamable paper-making body 10 may be a sheet shape or a three-dimensional shape processed into a shape imitating a desired molded product shape (that is, a shape of an element). And the molded object (foaming molded object 50) which is a hardening body of the foamable papermaking object 10 can be obtained by performing foam molding by heat processing etc. with respect to this expandable papermaking object 10. FIG.

本実施形態に係る発泡性抄造体10は、抄造法により得られる。
抄造法により得られた発泡性抄造体10は、図1に示すように、以下の点において構造上の特徴1〜3を有する。
(特徴1)発泡性抄造体10の表面の平面視において、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子Dがランダムに配向している。
(特徴2)発泡性抄造体10の厚み方向における断面視において、繊維フィラーBの配向状態が高度に制御されており、繊維フィラーBが特定方向に配向している。言い換えれば、発泡性抄造体10の厚み方向におけて、繊維フィラーBは積層した状態である。
(特徴3)繊維フィラーB同士が熱硬化性樹脂Aにより結着されている。
このように図1に示す発泡性抄造体10は、熱硬化性樹脂Aと繊維フィラーBと熱膨張性マイクロカプセルCと金属粒子Dとが、面方向においてランダムに絡み合っており、このような面構造が厚み方向に重なるような、抄造構造を有している。
The foamable papermaking body 10 according to the present embodiment is obtained by a papermaking method.
As shown in FIG. 1, the foamable papermaking body 10 obtained by the papermaking method has structural features 1 to 3 in the following points.
(Feature 1) The fiber filler B, the thermally expandable microcapsule C, and the metal particles D are randomly oriented in a plan view of the surface of the foamable papermaking body 10.
(Characteristic 2) In the cross-sectional view in the thickness direction of the foamable papermaking product 10, the orientation state of the fiber filler B is highly controlled, and the fiber filler B is oriented in a specific direction. In other words, the fiber filler B is in a laminated state in the thickness direction of the foamable papermaking product 10.
(Feature 3) The fiber fillers B are bound together by the thermosetting resin A.
As described above, in the foamable papermaking product 10 shown in FIG. 1, the thermosetting resin A, the fiber filler B, the thermally expandable microcapsule C, and the metal particles D are entangled randomly in the plane direction. The papermaking structure has a structure that overlaps in the thickness direction.

また、発泡性抄造体10は、加熱処理による発泡・硬化により所望の形状に成形することができる。
発泡性抄造体10における熱硬化性樹脂Aは完全硬化していない状態、例えば、Bステージ状態にある。そのため、発泡性抄造体10は、別の形状に変形することができる。詳細には、この発泡性抄造体10を、熱硬化性樹脂Aの硬化温度で加熱して、熱硬化性樹脂Aを完全硬化するとともに、発泡性抄造体10に含まれる熱膨張性マイクロカプセルCを発泡させることにより、気泡が分散された発泡成形体50を得ることができる。
Moreover, the foamable papermaking body 10 can be formed into a desired shape by foaming and curing by heat treatment.
The thermosetting resin A in the foamable papermaking product 10 is not completely cured, for example, in a B stage state. Therefore, the foamable papermaking product 10 can be deformed into another shape. Specifically, the foamable paper product 10 is heated at the curing temperature of the thermosetting resin A to completely cure the thermosetting resin A, and the thermally expandable microcapsule C contained in the foamable paper product 10. By foaming, foamed molded body 50 in which bubbles are dispersed can be obtained.

次いで、発泡性抄造体10を構成する成分について説明する。
(熱硬化性樹脂A)
熱硬化性樹脂Aは、加熱処理により硬化されるとともに、発泡体となり得る樹脂である。また発泡性抄造体10に含まれる熱硬化性樹脂Aは、繊維フィラーB同士の間をつなぐ結着剤(バインダー樹脂)として機能する。
このような熱硬化性樹脂Aとしては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、必要に応じて、適宜選択して使用することが可能であり、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
発泡性抄造体10を硬化して得られる発泡成形体50の機械特性や耐熱性の観点から、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、得られる発泡成形体耐熱性と強度の観点から、フェノール樹脂を用いることが好ましい。
Subsequently, the component which comprises the foamable papermaking body 10 is demonstrated.
(Thermosetting resin A)
The thermosetting resin A is a resin that can be cured by heat treatment and become a foam. Moreover, the thermosetting resin A contained in the foamable papermaking body 10 functions as a binder (binder resin) that connects between the fiber fillers B.
Examples of such a thermosetting resin A include a phenol resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a melamine resin, and a polyurethane resin. These resins can be appropriately selected and used as necessary, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
From the viewpoint of mechanical properties and heat resistance of the foamed molded product 50 obtained by curing the foamable papermaking product 10, it is preferable to use a phenol resin or an epoxy resin. Moreover, it is preferable to use a phenol resin from a viewpoint of the heat resistance and intensity | strength of the foaming molding obtained.

熱硬化性樹脂Aは、粒状または粉状の形態であってもよい。これにより、発泡性抄造体10を発泡・硬化して得られた発泡成形体50の強度を効果的に向上させることができる。この理由は明らかではないが、発泡性抄造体10を加熱加圧して発泡させる際に、熱硬化性樹脂Aが粒状または粉状の形態を有することにより、溶融時の繊維フィラーBへの含浸性が向上し、繊維フィラーBと熱硬化性樹脂Aとの界面が良好に形成されるためと推定される。   The thermosetting resin A may be in the form of particles or powder. Thereby, the intensity | strength of the foaming molding 50 obtained by foaming and hardening the foamable papermaking body 10 can be improved effectively. The reason for this is not clear, but when the foamable papermaking product 10 is heated and pressurized to be foamed, the thermosetting resin A has a granular or powdery form, so that the fiber filler B can be impregnated during melting. It is estimated that the interface between the fiber filler B and the thermosetting resin A is well formed.

熱硬化性樹脂Aとして、例えば、平均粒径500μm以下であり、室温で固体状態の樹脂を使用することが好ましい。これにより、発泡性抄造体10の製造工程において、熱硬化性樹脂Aが凝集しやすくなる。また、発泡性抄造体10の製造工程において、ワニス状の材料組成物を得る観点から、熱硬化性樹脂Aの平均粒径は1nm以上300μm以下であることがより好ましい。
このような平均粒径を有する熱硬化性樹脂Aは、例えば、未処理の熱硬化性樹脂をアトマイザー粉砕機を用いて粉砕処理することにより得ることができる。
なお、熱硬化性樹脂Aの平均粒径は、例えば、株式会社島津製作所製のSALD−7000等のレーザ回折式粒度分布測定装置を用いて、質量基準の50%粒子径を平均粒径として求めることができる。
As the thermosetting resin A, for example, it is preferable to use a resin that has an average particle diameter of 500 μm or less and is in a solid state at room temperature. Thereby, in the manufacturing process of the foamable papermaking body 10, the thermosetting resin A tends to aggregate. Moreover, in the manufacturing process of the foamable papermaking body 10, from the viewpoint of obtaining a varnish-like material composition, the average particle size of the thermosetting resin A is more preferably 1 nm or more and 300 μm or less.
The thermosetting resin A having such an average particle diameter can be obtained, for example, by pulverizing an untreated thermosetting resin using an atomizer pulverizer.
In addition, the average particle diameter of the thermosetting resin A is obtained, for example, by using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus such as SALD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation as a mass-based 50% particle diameter. be able to.

発泡性抄造体10に含まれる熱硬化性樹脂Aは半硬化状態であることが好ましい。半硬化の熱硬化性樹脂Aは、発泡性抄造体10は、加熱加圧による発泡および成形工程において、完全硬化される。これにより、強度と軽量性のバランスに優れた発泡成形体50が得られる。   The thermosetting resin A contained in the foamable papermaking product 10 is preferably in a semi-cured state. The semi-cured thermosetting resin A is completely cured in the foamable papermaking product 10 in the foaming and molding process by heat and pressure. Thereby, the foaming molding 50 excellent in the balance of intensity | strength and lightness is obtained.

(繊維フィラーB)
本発明の発泡体に用いられる繊維フィラーBは、所定の繊維長を有する繊維糸である。本発明において使用できる繊維フィラーBとしては、炭素繊維、金属繊維、無機繊維、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、および合成繊維が挙げられる。中でも、炭素繊維は強度に優れるため好ましく用いられる。
(Fiber filler B)
The fiber filler B used for the foam of the present invention is a fiber yarn having a predetermined fiber length. Examples of the fiber filler B that can be used in the present invention include carbon fiber, metal fiber, inorganic fiber, natural fiber, regenerated fiber, semi-synthetic fiber, and synthetic fiber. Among these, carbon fibers are preferably used because of their excellent strength.

炭素繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。
金属繊維としては、アルミニウム、銀、銅、マグネシウム、鉄、クロム、ニッケル、チタン、亜鉛、錫、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも1種を含む繊維を用いることができる。金属繊維の具体例としては、例えば、日本精線(株)やベカルトジャパン(株)製のステンレス繊維、虹技(株)製の銅繊維、アルミニウム繊維、黄銅繊維、鋼繊維、チタン繊維、リン青銅繊維などが挙げられ、これらは市販品として入手可能である。
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、およびセラミック繊維が挙げられる。
天然繊維としては、例えば、木材繊維、木綿、麻、および羊毛が挙げられる。
再生繊維としては、例えば、レーヨン繊維が挙げられる。
半合成繊維としては、例えば、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、エチレンビニルアルコール繊維が挙げられる。これらの繊維フィラーBは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber.
As the metal fiber, a fiber containing at least one selected from the group consisting of aluminum, silver, copper, magnesium, iron, chromium, nickel, titanium, zinc, tin, molybdenum, and tungsten can be used. Specific examples of metal fibers include, for example, stainless steel fibers manufactured by Nippon Seisen Co., Ltd. and Bekaert Japan Co., Ltd., copper fibers manufactured by Niji Gi Co., Ltd., aluminum fibers, brass fibers, steel fibers, titanium fibers, phosphor bronze. A fiber etc. are mentioned, These are available as a commercial item.
Examples of the inorganic fiber include glass fiber and ceramic fiber.
Examples of natural fibers include wood fibers, cotton, hemp, and wool.
Examples of the recycled fiber include rayon fiber.
Examples of semisynthetic fibers include polyamide fibers, aramid fibers, polyimide fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyester fibers, acrylic fibers, polyparaphenylene benzoxazole fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyacrylonitrile fibers, and ethylene vinyl alcohol fibers. It is done. These fiber fillers B may be used alone or in combination of two or more.

繊維フィラーBの平均繊維長は、抄造構造を得る観点から、0.1mm以上であることが好ましく、2mm以上であることがより好ましく、得られる抄造体または成形体の機械的強度を得る観点から、2.5mm以上であることがさらに好ましく、4mm以上であることが特に好ましい。一方、抄造体中での良好な分散性を得る観点から、20mm以下であることが好ましく、15mm以下であることがより好ましく、12mm以下であることが更に好ましい。   From the viewpoint of obtaining a papermaking structure, the average fiber length of the fiber filler B is preferably 0.1 mm or more, more preferably 2 mm or more, from the viewpoint of obtaining the mechanical strength of the resulting papermaking body or molded body. More preferably, it is 2.5 mm or more, and particularly preferably 4 mm or more. On the other hand, from the viewpoint of obtaining good dispersibility in the papermaking body, it is preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less, and further preferably 12 mm or less.

繊維フィラーBの含有量は、強度を上げる観点から、熱硬化性樹脂Aに対して、例えば、10重量%以上としてもよく、20重量%以上としてもよい。また、強度と軽量性のバランスを向上させる観点から、繊維フィラーBの含有量は、熱硬化性樹脂Aに対して、例えば、80重量%以下としてもよく、75重量%以下としてもよく、70重量%以下としてもよく、50重量%以下としてもよい。   From the viewpoint of increasing strength, the content of the fiber filler B may be, for example, 10% by weight or more, or 20% by weight or more with respect to the thermosetting resin A. From the viewpoint of improving the balance between strength and lightness, the content of the fiber filler B may be, for example, 80% by weight or less or 75% by weight or less with respect to the thermosetting resin A. It may be less than or equal to 50% by weight.

(熱膨張性マイクロカプセルC)
熱膨張性マイクロカプセルCとは、揮発性の液体発泡剤を、ガスバリア性を有する熱可塑性シェルポリマーによりマイクロカプセル化した粒子である。熱膨張性マイクロカプセルCは、次のようなメカニズムにより、発泡剤として機能する。すなわち、加熱によりカプセルの外殻が軟化しつつ、カプセルに内包した液体発泡剤が気化し圧力が増加する。その結果、粒子が膨張し、中空球状粒子(熱膨張性マイクロカプセルCの発泡粒子)が形成され、これにより樹脂中に気泡が形成される。
(Thermal expansion microcapsule C)
The thermally expandable microcapsule C is a particle obtained by microencapsulating a volatile liquid foaming agent with a thermoplastic shell polymer having a gas barrier property. The thermally expandable microcapsule C functions as a foaming agent by the following mechanism. That is, while the outer shell of the capsule is softened by heating, the liquid foaming agent contained in the capsule is vaporized and the pressure is increased. As a result, the particles expand to form hollow spherical particles (foamed particles of the thermally expandable microcapsule C), thereby forming bubbles in the resin.

上記液体発泡剤としては、例えば、イソペンタン、イソブタン、イソプロパン等の低沸点の炭化水素が挙げられる。
上記熱可塑性シェルポリマーとしては、例えば、ポリアクリロニトリル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン−メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン−エチルメタクリレート、アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル−エチルメタクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the liquid blowing agent include low boiling point hydrocarbons such as isopentane, isobutane, and isopropane.
Examples of the thermoplastic shell polymer include polyacrylonitrile, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, vinylidene chloride-methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride-ethyl methacrylate, acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, acrylonitrile-ethyl methacrylate, and the like. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

熱膨張性マイクロカプセルCとしては、例えば、エクスパンセル(日本フィライト社製)、マイクロスフェアーF50、マイクロスフェアーF60(松本油脂製薬社製)、アドバンセルEM(積水化学工業社製)等の市販品を用いることができる。   Examples of the thermally expandable microcapsule C include Expancel (manufactured by Nippon Philite), Microsphere F50, Microsphere F60 (manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.), Advancel EM (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), and the like. Commercial products can be used.

熱膨張性マイクロカプセルCの含有量は、発泡成形体50の強度の低下をまねくことなく発泡成形体50の密度を低減する観点から、熱硬化性樹脂Aに対して、0.05重量%以上としてもよく、0.1重量%以上としてもよい。また、発泡成形体50に適度強度を付与する観点から、熱硬化性樹脂Aに対して、10重量%以下としてもよく、5重量%以下としてもよい。   The content of the thermally expandable microcapsule C is 0.05% by weight or more with respect to the thermosetting resin A from the viewpoint of reducing the density of the foamed molded product 50 without causing a decrease in the strength of the foamed molded product 50. Or 0.1% by weight or more. Further, from the viewpoint of imparting appropriate strength to the foamed molded product 50, it may be 10 wt% or less or 5 wt% or less with respect to the thermosetting resin A.

(金属粒子D)
本発明の発泡体は、タングステン、ステンレス、鉄、タンタル、バリウムおよび硫酸バリウムからなる群から選択される一種以上の金属粒子Dを含む。これらの金属粒子Dは、発泡性抄造体10中で均一に分散する。また、これらの金属粒子Dは、発泡性抄造体10を加熱処理してその中に含まれる熱膨張性マイクロカプセルCを発泡させる工程において、沈降したり偏在したりすることなく均一に分散する。そのため、金属粒子Dが均一に分散された発泡体を得ることができる。また、このような発泡体は、その全体にわたって均一な放射線遮蔽能を有する。
(Metal particle D)
The foam of the present invention contains one or more metal particles D selected from the group consisting of tungsten, stainless steel, iron, tantalum, barium and barium sulfate. These metal particles D are uniformly dispersed in the foamable papermaking product 10. Further, these metal particles D are uniformly dispersed without being settled or unevenly distributed in the step of heat-treating the foamable papermaking product 10 and foaming the heat-expandable microcapsules C contained therein. Therefore, a foam in which the metal particles D are uniformly dispersed can be obtained. Moreover, such a foam has a uniform radiation shielding ability throughout.

その他、本実施形態における発泡性抄造体10は、上記成分の他に、パルプ、凝集剤、および各種添加剤などの他の成分を必要に応じて含み得る。   In addition, the foamable papermaking product 10 according to the present embodiment may include other components such as pulp, aggregating agent, and various additives in addition to the above components as necessary.

(パルプ)
本実施形態の発泡性抄造体10は、パルプを含んでもよい。パルプとは、フィブリル構造を有する繊維であり、上記繊維フィラーBとは異なる繊維を指す。パルプは、例えば、繊維材料を機械的または化学的にフィブリル化することによって得ることができる。
発泡性抄造体10を抄造法により得る工程において、パルプを用いることにより、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルC、および金属粒子Dをより効果的に凝集させることができる。そのため、より安定的な発泡性抄造体10の製造を実現することが可能となる。
(pulp)
The foamable papermaking body 10 of the present embodiment may include pulp. Pulp is a fiber having a fibril structure and refers to a fiber different from the fiber filler B. Pulp can be obtained, for example, by mechanically or chemically fibrillating the fiber material.
In the step of obtaining the foamable papermaking product 10 by the papermaking method, the binder resin A, the fiber filler B, the thermally expandable microcapsule C, and the metal particles D can be more effectively aggregated by using pulp. Therefore, it becomes possible to realize more stable production of the foamable papermaking product 10.

上記パルプとしては、例えば、リンターパルプ、木材パルプ等のセルロース繊維、ケナフ、ジュート、竹等の天然繊維、パラ型全芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維)およびその共重合体、芳香族ポリエステル繊維、ポリベンザゾール繊維、メタ型アラミド繊維およびそれらの共重合体、アクリル繊維、アクリロニトリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維をフィブリル化したものが挙げられる。パルプは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the pulp include cellulose fibers such as linter pulp and wood pulp, natural fibers such as kenaf, jute and bamboo, para-type wholly aromatic polyamide fibers (aramid fibers) and copolymers thereof, aromatic polyester fibers, poly Examples include fibrillated organic fibers such as benzazole fibers, meta-type aramid fibers and copolymers thereof, acrylic fibers, acrylonitrile fibers, polyimide fibers, and polyamide fibers. Pulp may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

パルプの含有量は、熱硬化性樹脂Aに対して、0.5重量%以上としてもよく、1重量%以上としてもよく、2重量%以上としてもよい。これにより、抄造工程において、上記材料の凝集がより容易となる。一方、パルプの含有量は、熱硬化性樹脂Aに対して、10重量%以下としてもよく、8重量%以下としてもよく、5重量%以下としてもよい。これにより、強度等の機械的特性を損なうことなく、目的の発泡成形体50を得ることができる。   The content of the pulp may be 0.5% by weight or more, 1% by weight or more, or 2% by weight or more with respect to the thermosetting resin A. This makes it easier to aggregate the materials in the paper making process. On the other hand, the pulp content may be 10% by weight or less, 8% by weight or less, or 5% by weight or less with respect to the thermosetting resin A. Thereby, the target foaming molding 50 can be obtained, without impairing mechanical characteristics, such as intensity | strength.

(凝集剤)
本実施形態の発泡性抄造体10は、凝集剤を含んでもよい。凝集剤は、発泡性抄造体10の製造時において、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子Dをフロック状に凝集させる機能を有する。このため、より安定的な発泡性抄造体10の製造を実現することができる。
(Flocculant)
The foamable papermaking body 10 of the present embodiment may include a flocculant. The aggregating agent has a function of aggregating the binder resin A, the fiber filler B, the heat-expandable microcapsule C, and the metal particles D in a floc state when the foamable papermaking product 10 is manufactured. For this reason, manufacture of the more stable foamable papermaking body 10 is realizable.

凝集剤としては、例えば、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、および両性高分子凝集剤等が挙げられる。より具体的には、例えば、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、ホフマンポリアクリルアミド、マンニックポリアクリルアミド、両性共重合ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、両性澱粉、ポリエチレンオキサイド等を挙げることができる。これらの凝集剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、凝集剤において、そのポリマー構造や分子量、水酸基やイオン性基等の官能基量等は、必要特性に応じて調整することが可能である。   Examples of the flocculant include cationic polymer flocculants, anionic polymer flocculants, nonionic polymer flocculants, and amphoteric polymer flocculants. More specifically, for example, cationic polyacrylamide, anionic polyacrylamide, Hoffman polyacrylamide, mannic polyacrylamide, amphoteric copolymerized polyacrylamide, cationized starch, amphoteric starch, polyethylene oxide and the like can be mentioned. These flocculants may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. In the flocculant, the polymer structure and molecular weight, the amount of functional groups such as hydroxyl groups and ionic groups, and the like can be adjusted according to the required characteristics.

凝集剤の含有量は、熱硬化性樹脂Aに対して、0.01重量%以上としてもよく、0.05重量%以上としてもよく、0.1重量%以上としてもよい。これにより、発泡性抄造体10の製造において、収率の向上を図ることができる。一方、凝集剤の含有量は、熱硬化性樹脂Aに対して、1.5重量%以下としてもよく、1重量%以下としてもよく、0.5重量%以下としてもよい。これにより、抄造法を用いた発泡性抄造体10の製造において、脱水処理等をより容易に行うことができる。   The content of the flocculant may be 0.01% by weight or more, 0.05% by weight or more, or 0.1% by weight or more with respect to the thermosetting resin A. Thereby, in manufacture of the foamable papermaking body 10, the improvement of a yield can be aimed at. On the other hand, the content of the flocculant may be 1.5% by weight or less, 1% by weight or less, or 0.5% by weight or less with respect to the thermosetting resin A. Thereby, in manufacture of the foamable papermaking body 10 using a papermaking method, a dehydration process etc. can be performed more easily.

発泡性抄造体10は、その製造条件や目的の特性に応じて、他の添加剤を含み得る。添加剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、特性向上を目的とした無機粉末、金属粉、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、難燃剤、離型剤、可塑剤、樹脂の硬化触媒や硬化促進剤、顔料、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤等の紙力向上剤、歩留まり向上剤、濾水性向上剤、サイズ定着剤、酸性抄紙用ロジン系サイズ剤、中性製紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニルコハク酸無水物系サイズ剤、特殊変性ロジン系サイズ剤等のサイズ剤、硫酸バンド、塩化アルミ、ポリ塩化アルミ等の凝結剤が挙げられる。   The foamable papermaking product 10 may contain other additives depending on the production conditions and desired properties. Examples of additives include thermoplastic resins, inorganic powders for improving properties, metal powders, stabilizers such as antioxidants and ultraviolet absorbers, flame retardants, mold release agents, plasticizers, resin curing catalysts, Curing accelerators, pigments, paper strength improvers such as dry paper strength improvers, wet paper strength improvers, yield improvers, drainage improvers, size fixers, rosin sizing agents for acidic papermaking, rosins for neutral papermaking Examples include sizing agents such as sizing agents, alkyl ketene dimer sizing agents, alkenyl succinic anhydride sizing agents, and specially modified rosin sizing agents, and coagulants such as sulfate bands, aluminum chloride, and polyaluminum chloride.

中でも、発泡性抄造体10は、添加剤として、アラミド微小繊維を含むことが好ましい。アラミド微小繊維を用いることにより、発泡性抄造体10を乾燥して得られる抄造素形体のハンドリング性を改善することができる。   Especially, it is preferable that the foamable papermaking body 10 contains an aramid microfiber as an additive. By using the aramid microfibers, it is possible to improve the handling properties of the papermaking body obtained by drying the foamable papermaking body 10.

<発泡性抄造体10の製造方法>
図2は、発泡性抄造体10の製造工程を示す断面模式図である。
本実施形態の発泡性抄造体10の製造方法は、バインダー樹脂(熱硬化性樹脂)A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよびお金属粒子Dを混合し、次いで、得られた混合物を抄造法により処理することにより発泡性抄造体10を得る工程を含む。
<Method for Producing Foamable Paper 10>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the foamable papermaking product 10.
In the production method of the foamable papermaking product 10 of the present embodiment, a binder resin (thermosetting resin) A, a fiber filler B, a thermally expandable microcapsule C, and metal particles D are mixed, and then the resulting mixture is mixed. The process includes the step of obtaining the foamable papermaking product 10 by processing by the papermaking method.

以下、図2を参照して、湿式抄造法による発泡性抄造体10の製造方法について詳述する。   Hereinafter, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the foamable papermaking body 10 by a wet papermaking method is explained in full detail.

まず、図2(a)に示すように、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子Dを溶媒中へ添加して撹拌、混合し、分散させる。このとき、上述した成分のうち、凝集剤を除く他の成分を溶媒中に添加する。上記工程により、発泡性抄造体10を形成するためのワニス状の材料組成物(スラリー)を得ることができる。   First, as shown to Fig.2 (a), binder resin A, the fiber filler B, the heat | fever expansible microcapsule C, and the metal particle D are added to a solvent, and it stirs, mixes, and disperses. At this time, of the above-described components, other components excluding the flocculant are added to the solvent. The varnish-like material composition (slurry) for forming the foamable papermaking body 10 can be obtained according to the said process.

各成分を溶媒に分散させる方法としては、例えば、ディスパーザーを用いて撹拌する方法が挙げられる。   Examples of a method for dispersing each component in a solvent include a method of stirring using a disperser.

材料スラリーを作製するための溶媒としては、上記材料を分散させる過程において揮発しにくいことと、抄造体中の残存を低減するために脱溶媒をしやすいこと、脱溶媒によるエネルギーの増大を抑制できること、等の観点から、沸点が50℃以上200℃以下の溶媒が好ましい。このような溶媒としては、たとえば水;エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、エチレングリコールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、2−ヘプタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸メチルなどのエステル類;テトラヒドロフラン、イソプロピルエーテル、ジオキサン、フルフラールなどのエーテル類などが挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、供給量が豊富であり、安価であり、環境負荷が低く、安全性が高く扱いやすいという理由から、水を用いることがとくに好ましい。   As a solvent for preparing the material slurry, it is difficult to volatilize in the process of dispersing the above materials, it is easy to remove the solvent in order to reduce the residual in the papermaking, and the increase in energy due to the solvent removal can be suppressed. In view of the above, a solvent having a boiling point of 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower is preferable. Examples of such solvents include water; alcohols such as ethanol, 1-propanol, 1-butanol, and ethylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, 2-heptanone, and cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, and methyl acetoacetate. And esters such as methyl acetoacetate; ethers such as tetrahydrofuran, isopropyl ether, dioxane and furfural. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is particularly preferable to use water because the supply amount is abundant, the cost is low, the environmental load is low, the safety is high, and the handling is easy.

続いて、好ましくは、得られたスラリー中に、上述した凝集剤を添加する。これにより、より容易に、溶媒中のバインダー樹脂Aと、繊維フィラーBと、熱膨張性マイクロカプセルCと、金属粒子Dとをフロック状に凝集させて凝集物Fを得ることができる(図2(b))。   Subsequently, the above-mentioned flocculant is preferably added to the obtained slurry. Thereby, the binder resin A, the fiber filler B, the thermally expandable microcapsule C, and the metal particles D in the solvent can be more easily aggregated in a floc form to obtain an aggregate F (FIG. 2). (B)).

続いて、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子D等を混合したスラリーを、フィルターで抄くことにより、発泡性抄造体10を得る。   Then, the foamable papermaking body 10 is obtained by papermaking the slurry which mixed the binder resin A, the fiber filler B, the thermally expansible microcapsule C, the metal particle D, etc. with a filter.

具体的には、図2(b)に示すように、底面にシート状のメッシュ30(フィルター)を備える容器に、上述のスラリーを導入する。そして、スラリー中の溶媒をメッシュ30に通し容器の外に排出させるとともに、スラリー中の凝集物Fをメッシュ30(フィルター)上に残存させる。これにより、凝集物Fと溶媒とを互いに分離することができる。
ここで、メッシュ30の形状を適宜選択することによって、得られる発泡性抄造体10の形状を調整することが可能である。
その後、フィルター(メッシュ30)上に得られた凝集物Fに対して、例えば乾燥炉内に入れて乾燥処理を行い、凝集物F中に残存する溶媒をさらに除去してもよい。
以上により、図2(c)に示す発泡性抄造体10が製造される。
Specifically, as shown in FIG. 2B, the above slurry is introduced into a container having a sheet-like mesh 30 (filter) on the bottom surface. Then, the solvent in the slurry is passed through the mesh 30 and discharged out of the container, and the aggregate F in the slurry is left on the mesh 30 (filter). Thereby, the aggregate F and the solvent can be separated from each other.
Here, it is possible to adjust the shape of the foamable papermaking body 10 obtained by selecting the shape of the mesh 30 suitably.
Thereafter, the agglomerate F obtained on the filter (mesh 30) may be subjected to a drying treatment, for example, in a drying furnace to further remove the solvent remaining in the agglomerate F.
As described above, the foamable papermaking product 10 shown in FIG. 2C is manufactured.

図2(b)に示すような抄造法を用いることにより、発泡性抄造体10は、フィルターの表面に沿って形成される。このような発泡性抄造体10は、図1を参照して上述したように、繊維フィラーBが、発泡性抄造体10の厚み方向おいて積層するとともに、面方向においてランダムに交絡した構造を有する。
また、抄造法を用いることにより、発泡性抄造体10中の熱膨張性マイクロカプセルCや金属粒子Dの分散性を向上することができる。
By using a papermaking method as shown in FIG. 2 (b), the foamable papermaking body 10 is formed along the surface of the filter. As described above with reference to FIG. 1, the foamable paper product 10 has a structure in which the fiber filler B is laminated in the thickness direction of the foamable paper product 10 and is randomly entangled in the surface direction. .
Moreover, the dispersibility of the thermally expansible microcapsule C and the metal particle D in the foamable papermaking body 10 can be improved by using a papermaking method.

<発泡成形体50>
本実施形態の発泡成形体50は、発泡性抄造体10の成形体であり、熱膨張性マイクロカプセルCが発泡してなる気泡Eが当該成形体中に分散した気泡構造を有する。
<Foamed molded product 50>
The foamed molded product 50 of this embodiment is a molded product of the foamable papermaking product 10 and has a cell structure in which bubbles E formed by foaming the thermally expandable microcapsules C are dispersed in the molded product.

<発泡成形体50の製造方法>
本実施形態の発泡成形体50の製造方法は、熱硬化性樹脂A、フィラー(繊維フィラーB)、および熱膨張性マイクロカプセルCを混合したスラリーを準備し、このスラリーを抄造することにより発泡性抄造体10を得る工程と、
金型40、41の内部の一部に発泡性抄造体10を配置し、熱膨張性マイクロカプセルCを膨張させて、金型40,41の内部の全体にまで発泡性抄造体10を膨張させることにより、発泡性抄造体10の成形体からなる発泡体(発泡成形体50)を得る工程と、を含むことができる。
<Method for Manufacturing Foam Molded Body 50>
The manufacturing method of the foaming molding 50 of this embodiment prepares the slurry which mixed the thermosetting resin A, the filler (fiber filler B), and the thermally expansible microcapsule C, and foams by making this slurry into paper. Obtaining the papermaking body 10;
The foamable papermaking body 10 is arranged in a part of the inside of the molds 40 and 41, the thermally expandable microcapsule C is expanded, and the foamable papermaking body 10 is expanded to the whole inside of the molds 40 and 41. The process of obtaining the foam (foaming molding 50) which consists of a molding of the foamable papermaking body 10 by this can be included.

図3は、本実施形態に係る発泡体の製造方法の一例を示す断面模式図である。
以下、図3を参照して、発泡成形体50の製造方法について詳述する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for producing a foam according to the present embodiment.
Hereinafter, with reference to FIG. 3, the manufacturing method of the foaming molding 50 is explained in full detail.

まず、図3(a)に示すように、発泡性抄造体10を、金型40、41の内部(金型キャビティ)に配置する。このとき、金型40および金型41からなる金型キャビティの容積は、発泡性抄造体10の体積よりも大きいものとする。これにより、金型40,41の内部が完全に充填されない状態、いわゆるショートショットで、発泡性抄造体10を配置することができる。   First, as shown to Fig.3 (a), the foamable papermaking body 10 is arrange | positioned inside the metal mold | dies 40 and 41 (metal mold cavity). At this time, the volume of the mold cavity including the mold 40 and the mold 41 is assumed to be larger than the volume of the foamable papermaking product 10. Thereby, the foamable papermaking body 10 can be arrange | positioned by the state in which the inside of metal mold | die 40,41 is not completely filled, so-called short shot.

次に、発泡性抄造体10に対して発泡成形を行う。例えば、図3(b)に示すように、加熱処理により、熱膨張性マイクロカプセルCを膨張させて、発泡性抄造体10を膨張させる。膨張した発泡性抄造体10は、金型キャビティ全体に充填される。このとき、熱膨張性マイクロカプセルCの発泡による内圧(金型40、41からの応力)により、発泡性抄造体10が成形されて発泡成形体50が得られる。これにより、所定の形状を有する発泡成形体50に成形することができる。
上述の発泡成形工程において、熱硬化性樹脂Aの硬化反応が進み、発泡成形体50中に、3次元網目構造を有する樹脂硬化体が形成される。また、熱膨張性マイクロカプセルCは、上記加熱処理により膨張し、気泡E(中空球状粒子)が形成される。
このように、本実施形態の発泡成形体50は、ショートショット法により製造することができる。ショートショット法を用いることにより、熱膨張性マイクロカプセルCの気泡拡大により生じる発泡圧を利用して、発泡性抄造体10を成形することができる。
Next, foam molding is performed on the foamable papermaking product 10. For example, as shown in FIG. 3B, the heat-expandable microcapsule C is expanded by the heat treatment, and the foamable papermaking product 10 is expanded. The expanded foamed paper product 10 is filled in the entire mold cavity. At this time, the foamable papermaking product 10 is molded by the internal pressure (stress from the molds 40 and 41) due to the foaming of the thermally expandable microcapsule C, and the foamed molded product 50 is obtained. Thereby, it can shape | mold to the foaming molding 50 which has a predetermined shape.
In the foam molding step described above, the curing reaction of the thermosetting resin A proceeds, and a cured resin body having a three-dimensional network structure is formed in the foam molded body 50. Further, the thermally expandable microcapsule C expands by the above heat treatment, and bubbles E (hollow spherical particles) are formed.
Thus, the foaming molding 50 of this embodiment can be manufactured by the short shot method. By using the short shot method, the foamable papermaking product 10 can be formed using the foaming pressure generated by the expansion of the bubbles of the thermally expandable microcapsule C.

上記加熱処理は、特に限定されないが、例えば、約160〜250℃、約10〜30分間としてもよい。本実施形態の発泡成形体50の製造方法においては、外部から成形圧を加えてはいないが、金型40,41中の内圧は、例えば、約1.5〜5MPaとなる。   Although the said heat processing is not specifically limited, For example, it is good also as about 160-250 degreeC and about 10 to 30 minutes. In the manufacturing method of the foam molded body 50 of the present embodiment, the molding pressure is not applied from the outside, but the internal pressure in the molds 40 and 41 is, for example, about 1.5 to 5 MPa.

ここで、外部から成形圧を加える方法として、射出成形法等がある。しかし、射出成形法では、充填圧や保持圧により、熱膨張性マイクロカプセルが発泡しないか、または気泡の破壊が生じる。
これに対して、本実施形態の発泡成形体50の製造方法においては、外部から成形圧を加えていないため、熱膨張性マイクロカプセルCの未発泡や気泡Eの破壊を十分抑制することができる。
Here, as a method of applying molding pressure from the outside, there is an injection molding method or the like. However, in the injection molding method, the thermally expandable microcapsule does not foam or the bubbles are destroyed due to the filling pressure or holding pressure.
On the other hand, in the manufacturing method of the foam molded body 50 of the present embodiment, since no molding pressure is applied from the outside, unexpanded of the thermally expandable microcapsule C and destruction of the bubbles E can be sufficiently suppressed. .

本実施形態の発泡体の放射線遮蔽能、密度および機械特性は、発泡性抄造体10に用いる熱硬化性樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子D等の成分の種類や量を変更することにより、または発泡性抄造体10および発泡成形体50の製造条件を変更することにより、所望の値に調整することができる。これらの中でも、たとえば、金属粒子Dとしてタングステン粒子を使用すること、繊維フィラーBとして炭素繊維を使用すること、抄造法により繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCおよび金属粒子Dの分散性を向上させること、ショートショット法により気泡の倍率やサイズを適切に制御する方法等が、上記特性を所望の範囲内とするために有効な方法である。   The radiation shielding ability, density, and mechanical properties of the foam of the present embodiment are the types of components such as the thermosetting resin A, the fiber filler B, the thermally expandable microcapsule C, and the metal particles D used for the foamable papermaking product 10. It can be adjusted to a desired value by changing the amount or by changing the manufacturing conditions of the foamable papermaking product 10 and the foamed molded product 50. Among these, for example, the use of tungsten particles as the metal particles D, the use of carbon fibers as the fiber filler B, and the dispersibility of the fiber filler B, the thermally expandable microcapsule C, and the metal particles D are improved by a papermaking method. For example, a method of appropriately controlling the bubble magnification and size by the short shot method is an effective method for bringing the above characteristics into a desired range.

本実施形態の発泡体は、例えば、建築材、電子機器、車載部品等に用いられる断熱材として用いることができる。   The foam of this embodiment can be used as a heat insulating material used for, for example, building materials, electronic devices, vehicle-mounted components, and the like.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited to description of these Examples at all.

実施例および比較例に用いた材料は、以下の通りである。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂1:フェノール樹脂(フェノールレジン、「PR51723」、住友ベークライト株式会社製)
(フィラー)
繊維フィラー1:炭素繊維(テナックス「HT C110」、東邦テナックス株式会社製)
(発泡剤)
発泡剤1:熱膨張性マイクロカプセル(「アドバンセル(登録商標)EM−304」、積水化学工業社製)
(金属粒子)
金属粒子1:タングステン粒子(タングステン粉「W−L」、日本新金属株式会社製)
(その他の添加剤)
アラミド微小繊維1:アラミド微小繊維(「ティアラ」、ダイセルファインケム株式会社製)
The materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(Thermosetting resin)
Thermosetting resin 1: phenol resin (phenol resin, “PR51723”, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)
(Filler)
Fiber filler 1: Carbon fiber (Tenax “HT C110”, manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.)
(Foaming agent)
Foaming agent 1: Thermally expandable microcapsule ("Advancel (registered trademark) EM-304", manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.)
(Metal particles)
Metal particles 1: Tungsten particles (tungsten powder “W-L”, manufactured by Nippon Shin Metal Co., Ltd.)
(Other additives)
Aramid microfiber 1: Aramid microfiber ("Tiara", manufactured by Daicel FineChem Co., Ltd.)

<実施例1,3>
(発泡性抄造体の製造)
実施例1および3において、表1に示す配合割合(発泡成形後の原料体積分率[Vol%])で、次のようにして発泡性抄造体を製造した。
まず、アトマイザー粉砕機で平均粒径100μm(質量基準の50%粒子径)に粉砕した熱硬化性樹脂、フィラー、発泡剤および金属粒子、ならびに添加剤を水に添加して、ディスパーザーで30分撹拌して混合物を得た。ここでは、熱硬化性樹脂、フィラー、金属粒子、発泡剤および添加剤からなる構成材料の合計100重量部に対して、10000重量部の水に添加した。
次いで、あらかじめ水に溶解させた凝集剤(合成スメクタイト:スメクトン(クニミネ工業社製))を、上述した構成材料の合計に対して0.2重量%添加し、構成材料をフロック状に凝集させた。
続けて、得られた凝集物を30メッシュの金属網で水と分離した。この後、金属網上に残存した凝集物を、脱水プレスし、さらに70℃の乾燥器に3時間入れて乾燥させて、発泡性抄造体を得た。収率は97%であった。
<Examples 1 and 3>
(Manufacture of foamable paper products)
In Examples 1 and 3, foamable paper products were produced in the following manner at the blending ratios shown in Table 1 (raw material volume fraction [Vol%] after foam molding).
First, thermosetting resin, filler, foaming agent and metal particles pulverized to an average particle size of 100 μm (50% particle size based on mass) with an atomizer pulverizer are added to water, and 30 minutes with a disperser Stir to give a mixture. Here, it added to 10000 weight part of water with respect to a total of 100 weight part of the constituent material which consists of a thermosetting resin, a filler, a metal particle, a foaming agent, and an additive.
Next, a flocculant (synthetic smectite: smecton (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.)) dissolved in water in advance was added in an amount of 0.2% by weight based on the total of the constituent materials described above, and the constituent materials were aggregated in a floc form. .
Subsequently, the obtained agglomerates were separated from water with a 30 mesh metal net. Thereafter, the agglomerates remaining on the metal net were subjected to dehydration pressing, and further placed in a drier at 70 ° C. for 3 hours for drying to obtain a foamable paper product. The yield was 97%.

(発泡体の製造)
実施例1および3において、得られた発泡性抄造体を1mm厚の金型内に配置し、180℃、10分間、加熱処理を施し、発泡成形体からなる発泡体を製造した。このとき金型中の内圧は2MPaであった。実施例1および3は、ショートショット法による発泡成形を行った。これにより金属粒子が全体に分散された発泡体が得られた。得られた発泡体について、以下の評価を行った。結果を表1および図4に示す。なお、表1中における発泡剤の発泡成形後の原料体積分率は、発泡体の体積空隙率を示す。
(Manufacture of foam)
In Examples 1 and 3, the obtained foamed papermaking material was placed in a 1 mm-thick mold and subjected to heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes to produce a foamed product made of a foamed molded product. At this time, the internal pressure in the mold was 2 MPa. Examples 1 and 3 were foamed by the short shot method. As a result, a foam in which the metal particles were dispersed throughout was obtained. The following evaluation was performed about the obtained foam. The results are shown in Table 1 and FIG. In addition, the raw material volume fraction after foam molding of the foaming agent in Table 1 indicates the volume porosity of the foam.

<実施例2、4>
まず、実施例1および3と同様の方法で、発泡形成後に厚みが0.5mmとなるような金属粒子含有した発泡性抄造体を得た(実施例2および4における金属粒子の発泡成形後の原料体積分率は、それぞれ、20Vol%、40Vol%である)。次いで、金属粒子を含有させない点を除いて、実施例1および3と同様の方法で、発泡形成後に厚みが0.25mmとなるような金属粒子を含有しない発泡性抄造体を得た。
<Examples 2 and 4>
First, in the same manner as in Examples 1 and 3, an expandable paper-making body containing metal particles having a thickness of 0.5 mm after foam formation was obtained (after foam molding of metal particles in Examples 2 and 4). The raw material volume fraction is 20 Vol% and 40 Vol%, respectively). Subsequently, an expandable papermaking body containing no metal particles having a thickness of 0.25 mm after foaming was obtained in the same manner as in Examples 1 and 3 except that no metal particles were contained.

その後、上記金属粒子含有した発泡性抄造体の両面を、上記金属粒子を含有しない発泡抄造体で挟むことにより、サンドイッチ構造の金属粒子偏在試料を準備し、この金属粒子偏在試料を、1mm厚の金型内に配置し、180℃、10分間、加熱処理を施し、発泡成形体からなる発泡体を製造した。このとき金型中の内圧は2MPaであった。実施例2および4は、ショートショット法による発泡成形を行った。これにより、金属粒子が中心偏在した発泡体が得られた。結果を表2および図4に示す。なお、表2には、発泡体全体における発泡成形後の原料体積分率を示す。このうち発泡剤の発泡成形後の原料体積分率は、発泡体全体の体積空隙率を示す。なお、実施例2および4の発泡体は、それぞれ実施例1、3の金属粒子濃度と比べて、その中央における金属粒子の濃度が高いものであった。   Thereafter, sandwiching the both sides of the foamable papermaking body containing the metal particles with the foaming papermaking body not containing the metal particles, a metal particle uneven distribution sample having a sandwich structure was prepared. It was placed in a mold and subjected to heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes to produce a foamed product made of a foamed molded product. At this time, the internal pressure in the mold was 2 MPa. Examples 2 and 4 were foamed by the short shot method. As a result, a foam in which the metal particles were unevenly distributed in the center was obtained. The results are shown in Table 2 and FIG. Table 2 shows the raw material volume fraction after foam molding in the entire foam. Among these, the raw material volume fraction after foam molding of a foaming agent shows the volume porosity of the whole foam. The foams of Examples 2 and 4 each had a higher concentration of metal particles at the center than the metal particle concentrations of Examples 1 and 3, respectively.

<比較例1>
比較例1において、表1に示す配合割合で、上記実施例1および3と同様の方法で、発泡性抄造体を作製した。続いて、得られた発泡性抄造体を、上記実施例1および3と同様の方法で、加熱処理して、発泡成形体からなる発泡体を製造した。得られた発泡体について、以下の評価を行った。結果を表1および図4に示す。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, a foamable papermaking product was produced in the same manner as in Examples 1 and 3 at the blending ratio shown in Table 1. Subsequently, the obtained foamable papermaking product was heat-treated in the same manner as in Examples 1 and 3 to produce a foamed product made of a foamed molded product. The following evaluation was performed about the obtained foam. The results are shown in Table 1 and FIG.

<比較例2>
比較例2において、表1に示す配合割合(コンプレッション成形後の原料体積分率[Vol%])で、次のようにして抄造体を製造した。
まず、アトマイザー粉砕機で平均粒径100μm(質量基準の50%粒子径)に粉砕した熱硬化性樹脂と、フィラーと、添加剤とを水に添加して、ディスパーザーで30分撹拌して混合物を得た。ここでは、熱硬化性樹脂、フィラー、および添加剤からなる構成材料の合計100重量部に対して、10000重量部の水に添加した。
次いで、あらかじめ水に溶解させた凝集剤(合成スメクタイト:スメクトン(クニミネ工業社製))を、上述した構成材料の合計に対して0.2重量%添加し、構成材料をフロック状に凝集させた。
続けて、得られた凝集物を30メッシュの金属網で水と分離した。この後、金属網上に残存した凝集物を、脱水プレスし、さらに70℃の乾燥器に3時間入れて乾燥させて、抄造体を得た。収率は97%であった。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, a papermaking product was produced in the following manner at the blending ratio shown in Table 1 (raw material volume fraction after compression molding [Vol%]).
First, a thermosetting resin pulverized to an average particle size of 100 μm (50% particle size based on mass) with an atomizer pulverizer, a filler, and an additive are added to water, and the mixture is stirred for 30 minutes with a disperser. Got. Here, it added to 10000 weight part of water with respect to a total of 100 weight part of the constituent material which consists of a thermosetting resin, a filler, and an additive.
Next, a flocculant (synthetic smectite: smecton (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.)) dissolved in water in advance was added in an amount of 0.2% by weight based on the total of the constituent materials described above, and the constituent materials were aggregated in a floc form. .
Subsequently, the obtained agglomerates were separated from water with a 30 mesh metal net. Thereafter, the agglomerates remaining on the metal net were subjected to dehydration pressing, and further placed in a drier at 70 ° C. for 3 hours for drying to obtain a papermaking product. The yield was 97%.

(無発泡体の製造)
比較例2において、得られた抄造体を1mm厚の金型内に配置し、180℃、10分間、加熱処理を施し、コンプレッション成形により、抄造体の成形体からなる無発泡体を製造した。このとき成形圧は10MPaであった。得られた無発泡体について、以下の評価を行った。結果を表1および図4に示す。
(Manufacture of non-foamed products)
In Comparative Example 2, the obtained papermaking product was placed in a 1 mm-thick mold, subjected to heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes, and a non-foamed product made of the papermaking product was produced by compression molding. At this time, the molding pressure was 10 MPa. The following evaluation was performed about the obtained non-foamed body. The results are shown in Table 1 and FIG.

(放射線遮蔽率の測定)
実施例1および実施例3では、タングステン粒子が全体均一に分散された発泡体を作製し、そのX線遮蔽率を測定した。具体的には、100mm角、厚さ1mmの上記発泡体をサンプル板とした。表1に示す「成形後サンプル密度」は、当該サンプル板自体の密度を示す。
(Measurement of radiation shielding rate)
In Examples 1 and 3, a foam in which tungsten particles were uniformly dispersed as a whole was produced, and the X-ray shielding rate was measured. Specifically, the above-mentioned foam of 100 mm square and 1 mm thickness was used as a sample plate. “Sample density after molding” shown in Table 1 indicates the density of the sample plate itself.

実施例2および4では、上記の通り、タングステン粒子がサンドイッチ構造の中央に偏在した発泡体を作製し、そのX線遮蔽率を測定した。具体的には、100mm角、厚さ1mmの上記発泡体を、サンプル板とした。表2に示す「成形後サンプル密度」は、このようにして得られたサンプル板全体の質量から求めた密度である。   In Examples 2 and 4, as described above, a foam in which tungsten particles were unevenly distributed in the center of the sandwich structure was produced, and the X-ray shielding rate was measured. Specifically, the foam of 100 mm square and 1 mm thickness was used as a sample plate. The “sample density after molding” shown in Table 2 is a density obtained from the mass of the entire sample plate thus obtained.

(評価)
・密度:JIS K−7112 A法に準拠した方法で測定した。単位はg/cm
・放射線遮蔽率:寸法100mm角、厚さ1mmのサンプル板にX線を入射させ、その透過率をX線CT画像の輝度値として測定した。具体的には、X線源から300mmの位置にサンプル板を設置し、50kV、70μAの条件でX線を照射しCT画像を撮影した。得られたCT画像から観察範囲38mm内の輝度値(平均、最大、最小)を算出した。そして、遮蔽物がない場合の空気中の輝度値に対するサンプル板の輝度値の比から透過率を算出した。得られた透過率を用い、遮蔽率(%)=[1−(透過率)]×100の式にしたがい、遮蔽率を算出した。X線CT装置として、TDM−1000H II(2K)(ヤマト科学株式会社製)を用い、フィラメントとしてタングステンを使用した。ここで、表1中、「遮蔽率(平均値基準)(%)」は、サンプル板の輝度値の平均値を用いて算出した遮蔽率であり、「遮蔽率(最大値基準)(%)」は、サンプル板の輝度値の最大値を用いて算出した遮蔽率である。得られるCT画像が暗いほど遮蔽率が高く、明るいほど遮蔽率が低い、すなわちX線透過量が大きい。得られたCT画像を図4に示す。
上記測定は室温(25℃)で行った。
(Evaluation)
Density: measured by a method based on JIS K-7112 A method. The unit is g / cm 3
Radiation shielding rate: X-rays were incident on a sample plate having a size of 100 mm square and a thickness of 1 mm, and the transmittance was measured as the luminance value of the X-ray CT image. Specifically, a sample plate was placed at a position 300 mm from the X-ray source, and CT images were taken by irradiating X-rays under conditions of 50 kV and 70 μA. Luminance values (average, maximum, minimum) within the observation range of 38 mm were calculated from the obtained CT images. And the transmittance | permeability was computed from ratio of the luminance value of the sample board with respect to the luminance value in the air when there is no shielding object. Using the obtained transmittance, the shielding rate was calculated according to the formula of shielding rate (%) = [1− (transmittance)] × 100. TDM-1000H II (2K) (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) was used as the X-ray CT apparatus, and tungsten was used as the filament. Here, in Table 1, “shielding rate (average value reference) (%)” is a shielding rate calculated using the average value of the luminance values of the sample plates, and “shielding rate (maximum value reference) (%)”. "Is a shielding rate calculated using the maximum luminance value of the sample plate. The darker the CT image obtained, the higher the shielding rate, and the brighter, the lower the shielding rate, that is, the greater the amount of X-ray transmission. The obtained CT image is shown in FIG.
The above measurement was performed at room temperature (25 ° C.).

実施例1〜4の発泡体は、放射線遮蔽性と軽量性のバランスに優れていることが分かった。また、実施例1〜4の発泡体の断面観察を行った結果、独立気泡構造を有していることが分かった。一方、比較例1の発泡体は、放射線遮蔽性を有さなかった。また、比較例2の無発泡体は、密度が高かった。   It turned out that the foam of Examples 1-4 is excellent in the balance of radiation shielding property and lightness. Moreover, as a result of performing cross-sectional observation of the foams of Examples 1 to 4, it was found to have a closed cell structure. On the other hand, the foam of Comparative Example 1 did not have radiation shielding properties. Moreover, the non-foamed material of Comparative Example 2 had a high density.

以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As described above, the present invention has been described more specifically based on the embodiments. However, these are exemplifications of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.

10 発泡性抄造体
30 メッシュ
40 金型
41 金型
50 発泡成形体
A バインダー樹脂(熱硬化性樹脂)
B 繊維フィラー
C 熱膨張性マイクロカプセル
D 金属粒子
E 気泡
F 凝集物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Foamable body 30 Mesh 40 Mold 41 Mold 50 Foam molded body A Binder resin (thermosetting resin)
B Fiber filler C Thermally expandable microcapsule D Metal particle E Bubble F Aggregate

Claims (10)

3次元構造を有するマトリックス樹脂中に金属粒子が分散した、放射線遮蔽性を有する発泡体であって、
前記金属粒子が、タングステン、ステンレス、鉄、タンタル、バリウムおよび硫酸バリウムからなる群から選択される一種以上の金属を含む、発泡体。
A foam having radiation shielding properties in which metal particles are dispersed in a matrix resin having a three-dimensional structure,
A foam in which the metal particles include one or more metals selected from the group consisting of tungsten, stainless steel, iron, tantalum, barium, and barium sulfate.
請求項1に記載の発泡体であって、
密度が0.1g/cm以上10g/cm以下である、発泡体。
The foam according to claim 1,
A foam having a density of 0.1 g / cm 3 or more and 10 g / cm 3 or less.
請求項1または2に記載の発泡体であって、
体積空隙率が5%以上90%以下である、発泡体。
The foam according to claim 1 or 2,
A foam having a volume porosity of 5% or more and 90% or less.
請求項1から3のいずれか1項に記載の発泡体であって、
独立気泡構造を有する、発泡体。
The foam according to any one of claims 1 to 3,
A foam having a closed cell structure.
請求項1から4のいずれか1項に記載の発泡体であって、
X線遮蔽率が95%以上である、発泡体。
The foam according to any one of claims 1 to 4,
A foam having an X-ray shielding rate of 95% or more.
請求項1から5のいずれか1項に記載の発泡体であって、
繊維フィラーをさらに含む、発泡体。
The foam according to any one of claims 1 to 5,
A foam further comprising a fiber filler.
請求項1から6のいずれか1項に記載の発泡体であって、
前記マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の硬化体を含む、発泡体。
The foam according to any one of claims 1 to 6,
A foam in which the matrix resin includes a cured body of a thermosetting resin.
請求項7に記載の発泡体であって、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含む、発泡体。
The foam according to claim 7,
A foam in which the thermosetting resin contains an epoxy resin or a phenol resin.
請求項1から8のいずれか1項に記載の発泡体であって、
発泡性抄造体の成形体からなる、発泡体。
The foam according to any one of claims 1 to 8,
A foam comprising a foamed paper product.
請求項1から9のいずれか1項に記載の発泡体を製造するための方法であって、
マトリックス樹脂と、タングステン、ステンレス、鉄、タンタル、バリウムおよび硫酸バリウムからなる群から選択される一種以上を含有する前記金属粒子と、熱膨張性マイクロカプセルとを混合したスラリーを準備し、前記スラリーを抄造することにより発泡性抄造体を得る工程と、
金型の内部の一部に前記発泡性抄造体を配置し、前記熱膨張性マイクロカプセルを膨張させて、前記金型の内部の全体にまで前記発泡性抄造体を膨張させることにより、前記発泡性抄造体の成形体からなる発泡体を得る工程と、を含む、発泡体の製造方法。
A method for producing a foam according to any one of claims 1 to 9, comprising:
Preparing a slurry in which a matrix resin, the metal particles containing at least one selected from the group consisting of tungsten, stainless steel, iron, tantalum, barium and barium sulfate, and thermally expandable microcapsules are mixed, A process of obtaining a foamable papermaking by papermaking,
By disposing the foamable paper product in a part of the mold, expanding the thermally expandable microcapsule, and expanding the foamable paper product to the entire interior of the mold, thereby expanding the foam. And a step of obtaining a foam composed of a molded product of the characteristic papermaking body.
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