JP3792219B2

JP3792219B2 - 合成樹脂フォームの製造方法

Info

Publication number: JP3792219B2
Application number: JP2003303019A
Authority: JP
Inventors: 寛山内
Original assignee: 旭化工株式会社; 石垣ゴム工業株式会社
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP2005068354A

Description

本発明は、例えば、難燃剤や砥粒等の機能剤を含有する合成樹脂フォームの製造方法に関し、特に、多量の機能剤が内部まで均等に含浸され全体が均一に機能性を有する合成樹脂フォームを製造することができる合成樹脂フォームの製造方法に関するものである。

例えば、ウレタンフォームは、従来から自動車内装材や建材として広く使用されており、このようなウレタンフォームには、難燃化のために、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の難燃剤がウレタンフォームの機能剤として使用されている。

しかし、これらの金属水酸化物を難燃剤として使用する場合、少量の使用では難燃化の効果が小さくなる一方、多量に使用すると硬化反応が阻害されるなどフォームの成形性が悪くなり、いずれにしても優れた難燃性を備えるウレタンフォームの製造が困難であるという問題があった。

このような問題を解決するために、下記のウレタンフォームの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このウレタンフォームの製造方法は、軟質ウレタンフォームの粉砕品にバインダーと難燃剤を加えるとともに、これを均一に混合して加熱加圧により成形するもので、周囲に難燃剤を分散したウレタンフォーム粉砕品を所定の形状に成形することにより、難燃性を備えるウレタンフォームを製造するようにしている。

特開２００１−１３１３３０号公報

しかしながら、上記従来のウレタンフォームの製造方法は、ウレタンフォーム粉砕品にバインダーと難燃剤を単に添加混合して成形することから、成形品全体としては難燃剤を含むとしても、成形成分であるウレタンフォーム粉砕品は、内部まで難燃剤が入り込んでいない元のウレタンフォームのままであり、このウレタンフォーム粉砕品の内部が難燃剤で処理されていないことから難燃剤が分散し、燃焼高温時における分解可燃ガス発生抑制が困難で、また可燃ガスの燃焼抑制にも劣るという問題を有している。

本発明は、上記従来の合成樹脂フォームの製造方法が有する問題点に鑑み、多量の機能剤が内部まで均等に含浸され全体が均一に機能性を有する合成樹脂フォームを製造することができる合成樹脂フォームの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の合成樹脂フォームの製造方法は、難燃剤や砥粒等の機能剤を含有する合成樹脂フォームの製造方法において、連続気泡の発泡セルを備えた合成樹脂フォームを、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、該粉砕した合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加し攪拌混合して合成樹脂フォーム粒子の発泡セル表面にバインダーの塗膜を形成した状態で、該合成樹脂フォーム粒子に粒子径１００μｍ以下、より好ましくは、６０μｍ以下の機能剤の粉末を添加し攪拌混合して発泡セル表面に機能剤の粉末を付着させ、前記バインダーを硬化させて機能剤の粉末を発泡セル表面に固定した後、該合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加して攪拌混合し所定の形状に成形することを特徴とする。

本発明の合成樹脂フォームの製造方法によれば、連続気泡の発泡セルを備えた合成樹脂フォームを、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、該粉砕した合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加し攪拌混合して合成樹脂フォーム粒子の発泡セル表面にバインダーの塗膜を形成した状態で、該合成樹脂フォーム粒子に粒子径１００μｍ以下、より好ましくは、６０μｍ以下の機能剤の粉末を添加し攪拌混合して発泡セル表面に機能剤の粉末を付着させ、前記バインダーを硬化させて機能剤の粉末を発泡セル表面に固定した後、該合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加して攪拌混合し所定の形状に成形することから、合成樹脂フォーム粒子の段階でその発泡セル表面のほぼ全域に機能剤を含浸させることができ、この機能剤が発泡セル表面に広く含浸された多数の合成樹脂フォーム粒子を所定の形状に成形することにより、多量の機能剤が内部まで均等に含浸され全体が均一に機能性を有する合成樹脂フォームを製造することができる。

以下、本発明の合成樹脂フォームの製造方法の実施の形態を説明する。

この合成樹脂フォームの製造方法は、難燃剤や砥粒等の機能剤を含有する合成樹脂フォームの製造方法において、先ず、連続気泡の発泡セルを備えた合成樹脂フォームを、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、該粉砕した合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加し攪拌混合して合成樹脂フォーム粒子の発泡セル表面にバインダーを塗布する。
そして、このバインダーを塗布した合成樹脂フォーム粒子に、粒子径１００μｍ以下、より好ましくは、６０μｍ以下の機能剤の粉末を添加し、攪拌混合して発泡セル表面に機能剤の粉末を付着させる。
その後、前記バインダーを硬化させて機能剤の粉末を発泡セル表面に固定した後、該合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加して攪拌混合し、成形型等に充填して所定の形状に成形する。

具体的には、合成樹脂フォーム粒子は、例えば、軟質ウレタンフォームを粉砕したものからなり、新調のウレタンフォームに限らず、フォーム端材やリサイクル品からでも作成することができる。
また、この合成樹脂フォーム粒子は、目的とする製品フォームの密度のものを選択し、これを、例えば、直径３〜６ｍｍのフォーム粒子に粉砕する。

この合成樹脂フォーム粒子に、バインダーとして機能剤固着ボンドを添加混合し、発泡セル表面に均一にコーティングし、さらに、これに粒子径１００μｍ以下、より好ましくは、６０μｍ以下に粉砕した微粉機能剤を添加し、攪拌混合して機能剤を発泡セル表面に吸着させる。
母材のウレタンフォームは、粉砕することによりセルの残存皮膜が破壊され、発泡セルの連通度を高くするとともに、３〜６ｍｍの小粒子径とすることによりフォームの全てのセル全面に、ボンド及び機能剤の均一なコーティング被覆を確実に生成することができる。
また、発泡セル表面を被覆する機能剤の濃度は、バインダーの量と添加する機能剤の量で調整することができる。
さらに、バインダーの硬化後の性質も完成フォームの特性に影響があり、このバインダーの種類や濃度等を選択・調整することにより、さらにフォームの性質や付与機能を増強することができる。

一方、発泡セル表面に攪拌混合によって機能剤を吸着させた合成樹脂フォーム粒子は、使用したバインダーの反応硬化条件に合った環境条件で硬化反応養生し、機能剤を発泡セル表面に固定し、機能性をもつ合成樹脂フォーム粒子として調製する。
次いで、この機能性合成樹脂フォーム粒子に、例えば、液体の連結成形ボンドを添加して攪拌混合し、この連結ボンド混合フォーム粒子をフォーム製品又はフォームブロック成形型枠に充填し、均一に均し所定密度に加圧圧縮して、フォーム粒子連結成形ボンドの反応硬化環境条件で硬化反応養生する。
なお、このフォーム粒子連結成形ボンドの硬化後の性質も、完成フォームの特性に影響があり、このフォーム粒子連結成形ボンドの種類や濃度等を選択・調整することにより、さらにフォームの性質や付与機能を増強させることができる。
以上の方法によれば、難燃や研磨等の目的に充分対応することができ、本来のフォーム発泡倍率を生かした付加価値の高い機能性合成樹脂フォーム製品の製作が可能となる。

（実施例１）
難燃性フォームの製作
エーテル系高弾性ウレタンフォーム（密度：３５ｋｇ／ｍ^３）を、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、これをフォーム母材とする一方、機能剤固着ボンドとしてＲＴＶタイプのポリシロキサンエラストマー溶液（東レ・ダウコーニング・シリコン（株）製、濃度６０％）をノルマルヘキサンで５０％に希釈したものを調製する。
母材のフォーム粒子１３０ｇを攪拌器（（株）品川工業所製、フック型２５Ｌ）に投入し、これに湿潤剤として５０ｇのノルマルヘキサンを添加し３分間攪拌混合後、前記機能剤固着ボンド１００ｇを添加して５分間攪拌混合し、機能剤固着ボンドをフォームセルに均一に分散して付着させる。
次いで、難燃剤（昭和電工（株）製、水酸化アルミニウム微粉末）を２５０ｇ添加して８分間攪拌混合し、フォーム粒子の発泡セル表面に均一に吸着させる。
そして、この難燃剤を吸着したフォーム粒子を硬化反応容器（ポリエチレン製パレットボックス）に取出し、加圧することなく薄く（約５０ｍｍ位）広げ、３５〜４０℃で１２時間反応硬化させ難燃フォーム粒子を作る。

次に、この難燃フォーム粒子を連結し難燃性フォームブロックを成形する連結成形ボンドとして、ＲＴＶタイプのポリシロキサンエラストマー溶液（東レ・ダウコーニング・シリコン（株）製、濃度６０％）をノルマルヘキサンで７０％に希釈したものを調製する。
難燃フォーム粒子を再度攪拌器に投入し、さらに前記連結成形ボンドを１７０ｇ添加し、５分間攪拌混合してフォーム粒子に連結成形ボンドを付着させる。
次に、この連結成形ボンドを混合した難燃フォーム粒子を、フォームブロック成形型枠（２３０×３３０）に充填した後、難燃性フォーム粒子を均一に均し、約４０ｍｍ厚みに圧縮した後、電気炉に入れ３５〜４０℃×１２時間で一次硬化反応をさせた後、一次成形フォームブロックとして脱型する。
そして、この一次成形フォームブロックを熱風循環式電気炉に入れ、３５〜４０℃で２４時間アフター硬化反応養生をする。
本実施例の方法で製作した難燃性フォームは、バーナー炎を１５秒間当てても着火せず、表面炭化するだけであることが確認された。

（実施例２）
マイナスイオン発生フォームの製作
エーテル系高弾性ウレタンフォーム（密度：３５ｋｇ／ｍ^３）を、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、これをフォーム母材とする一方、機能剤固着ボンドは弾性イソシアネートプレポリマー（大日本インキ化学工業（株）製、１００％）に硬化剤ジオールとしてジエチレングリコールを１０％重量部添加し、これをトルオールで５０％に希釈したものを使用した。
母材のフォーム粒子１３０ｇを攪拌器（（株）品川工業所製、フック型２５Ｌ）に投入し、これに湿潤剤として７５ｇのトルオールを添加、３分攪拌混合後、機能剤固着ボンド７５ｇを添加し、５分間攪拌混合し、ボンドをフォームセルに均一に分散付着させる。
次いで、マイナスイオン発生剤（（株）エコホリスティック製、粒子径１〜６μｍ）を１３０ｇ添加し、８分間攪拌混合して、フォーム粒子のフォームセル面に均一に吸着させる。
イオンセラミック吸着フォーム粒子を硬化反応容器（ポリエチレン製パレットボックス）に取出し、加圧することなく薄く（約５０ｍｍ）広げ、３５〜４０℃で１２時間反応硬化させマイナスイオン発生フォーム粒子を作る。

次に、このイオン発生フォーム粒子を連結しマイナスイオン発生フォームブロックを成形する連結成形ボンドとして、弾性イソシアネートプレポリマー（大日本インキ化学工業（株）製、１００％）に硬化剤ジオールとしてジエチレングリコールを１０％重量部、アミン系反応触媒を添加し、これをトルオールで８０％に希釈したものを調製する。
イオン発生フォーム粒子を再度攪拌器に投入、さらに前記連結成形ボンドを１３０ｇ添加し、５分間攪拌混合して、フォーム粒子に連結成形ボンドを付着させる。
次に、この連結成形ボンドを混合したイオン発生フォーム粒子を、フォームブロック成形型枠（２３０×３３０）に充填し、イオン発生フォーム粒子を均一に均して４０ｍｍ厚みに圧縮した後、電気炉に入れ、３５〜４０℃×１２時間で一次硬化反応をさせ後、一次成形フォームブロックとして脱型する。
そして、この一次成形フォームブロックを熱風循環式電気炉に入れ、３５〜４０℃で２４時間アフター硬化反応養生をする。
本実施例の方法で製作した、マイナスイオン発生フォームは、平均４０００個／ｃｍ^３のマイナスイオンを常時連続的に発生することが確認された。

（実施例３）
水吸収膨潤止水性フォームの製作
エーテル系軟質ウレタンフォーム（密度：２５ｋｇ／ｍ^３）を、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、これをフォーム母材とする一方、機能剤固着ボンドとして低モジュラスイソシアネートプレポリマー（東洋ゴムエ業（株）製、１００％）に硬化剤ジオールとしてジエチレングリコールを２％重量部、錫系触媒を添加し、これをトルオールで５０％に希釈したものを調製する。
母材のフォーム粒子１００ｇを攪拌器（（株）品川工業所製、フック型２５Ｌ）に投入し、これに湿潤剤として７５ｇのトルオールを添加し３分間攪拌混合後、機能剤固着ボンド５０ｇを添加し、５分間攪拌混合、ボンドをフォームセルに均一に分散付着させる。
次いで、機能剤として高水吸収膨潤剤（（株）クラレ製、水２００倍重量部吸収）１００ｇを添加し、８分間攪拌混合しフォーム粒子のフォームセルに均一に吸着させる。
そして、この水吸収膨潤剤を吸着したフォーム粒子を硬化反応容器（ポリエチレン製パレットボックス）に取出し、加圧することなく薄く（約５０ｍｍ位）広げ、３５〜４０℃で１２時間反応硬化させ水吸収膨潤フォーム粒子を作る。

次に、この水吸収膨潤フォーム粒子を連結し水吸収膨潤フォームブロックを成形する連結成形ボンドとして、低モジュラスイソシアネートプレポリマー（束洋ゴムエ業（株）製、１００％）に硬化剤ジオールとしてジエチレングリコールを２％重量部、錫系触媒を添加し、これをトルオールで８０％に希釈したものを調製する。
水吸収膨潤フォーム粒子を再度攪拌器に投入、さらに前記連結成形ボンドを７０ｇ添加し、５分間攪拌混合してフォーム粒子に連結成形ボンドを付着させる。
次に、この連結成形ボンドを混合した水吸収膨潤フォーム粒子をフォームブロック成形型枠（２３０×３３０）に充填し、フォーム粒子を均一に均し４０ｍｍ厚みに圧縮した後、電気炉に入れ３５〜４０℃×１２時間で一次硬化反応をさせた後、一次成形フォームブロックとして脱型する。
そして、この一次成形フォームブロックを熱風循環式電気炉に入れ、３５〜４０℃で２４時間アフター硬化反応養生をする。
本実施例の方法で製作した水吸収膨潤性フォームは、１〜２分で容易に約５倍重量部の水を吸収して約２倍体積に膨潤し、経時と共にさらに水を吸収し膨潤をすることが確認された。
また、止水パッキンとして、この水吸収膨潤性フォームを１０ｍｍ厚みにスキ出し、５０％厚み圧縮でセット固定し使用した場合、完全に漏水を防止することができた。

かくして、本発明の各実施例の合成樹脂フォームの製造方法は、連続気泡の発泡セルを備えた合成樹脂フォームを、例えば、粒子径３〜６ｍｍに粉砕し、該粉砕した合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加し攪拌混合して合成樹脂フォーム粒子の発泡セル表面にバインダーの塗膜を形成した状態で、該合成樹脂フォーム粒子に粒子径１００μｍ以下、より好ましくは、６０μｍ以下の機能剤の粉末を添加し攪拌混合して発泡セル表面に機能剤の粉末を付着させ、前記バインダーを硬化させて機能剤の粉末を発泡セル表面に固定した後、該合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加して攪拌混合し所定の形状に成形することから、合成樹脂フォーム粒子の段階でその発泡セル表面のほぼ全域に機能剤を含浸させることができ、この機能剤が発泡セル表面に広く含浸された多数の合成樹脂フォーム粒子を所定の形状に成形することにより、多量の機能剤が内部まで均等に含浸され全体が均一に機能性を有する構造の合成樹脂フォームを製造することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の合成樹脂フォームの製造方法の構成は、この実施例の記載に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することが可能である。
例えば、母材の合成樹脂フォーム粒子や機能剤の種類及び添加量、ボンドの種類や配合例は、必ずしもこれに限定されるものではなく、また、添加する機能剤もその製品の要求特性により、多種のものを選択したり組合せることが可能であり、これにより、多機能フォームの製作が可能である。

以上、本発明の合成樹脂フォームの製造方法は、多量の機能剤が内部まで均等に含浸され全体が均一に機能性を有する構造の合成樹脂フォームを製造することができるという特性を有していることから、難燃性合成樹脂フォームの用途に好適に用いることができるほか、例えば、研磨用合成樹脂フォームの用途にも用いることができる。

Claims

機能剤を含有する合成樹脂フォームの製造方法において、連続気泡の発泡セルを備えた合成樹脂フォームを粉砕し、該粉砕した合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加し攪拌混合して合成樹脂フォーム粒子の発泡セル表面にバインダーの塗膜を形成した状態で、該合成樹脂フォーム粒子に粒子径１００μｍ以下の機能剤の粉末を添加し攪拌混合して発泡セル表面に機能剤の粉末を付着させ、前記バインダーを硬化させて機能剤の粉末を発泡セル表面に固定した後、該合成樹脂フォーム粒子にバインダーを添加して攪拌混合し所定の形状に成形することを特徴とする合成樹脂フォームの製造方法。
合成樹脂フォームを粒子径３〜６ｍｍに粉砕することを特徴とする請求項１記載の合成樹脂フォームの製造方法。