JP4096217B2

JP4096217B2 - チップ結合体の製造方法

Info

Publication number: JP4096217B2
Application number: JP16277499A
Authority: JP
Inventors: 秀夫上小澤
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000343613A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チップ結合体の製造方法に関し、更に詳細には、多孔質性物質を粉砕して得られるチップを結合して結合体とする際に、使用されるバインダ量を低減することで、製造コストを低減すると共に、該チップが有する多孔質性物質特有の特性を阻害することなく結合体を得る製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、廃棄物の排出量増大による環境悪化が社会問題として認識されている。この廃棄物問題解決の一手段として、利用される産業分野が広範に及び、その排出量が膨大な樹脂系廃棄物の排出量削減が考えられている。この排出量削減のための極めて有望な方法の１つとして、前記樹脂系廃棄物の再生利用が考えられている。
【０００３】
前記再生利用のうち殊に有望なものとして、排出される前記樹脂系廃棄物を粉砕、チップ化して、例えばポリウレタン等のパインダーを所定量添加して混合後、所定の型に入れて結合・成形を行ない再生品とする方法が挙げられ、既に各方面で利用されている。この方法の場合、再生品を構成する構成物としては、前記樹脂系廃棄物の他にゴムおよび木片等の前記バインダによって接着可能な各種廃棄物のチップが利用可能である。殊に前記チップとして、スポンジ状物、木粉または活性炭等の多孔質性物質を使用した場合には、保湿性または特定物質の吸着性等の新たな機能を発現して、付加価値を有する機能性再生品を得ることが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記多孔質性物質から再生品を製造する際に必要とされるパインダー量は、結合体または成形体を構成するチップ量の１０〜６０重量％程度であるが、該バインダの混合度合等の要素によっては、該チップを充分に結合できず結合体または成形体を得ることが不可能となってしまう。このため、通常は前記バインダ量を過剰気味に混合することが一般的であった。しかしながら前記多孔質性物質を使用した再生品の場合、多孔質であるが故に前記バインダが吸着されて実際の結合に利用されず、混合量に比例して生産コストが上昇する欠点も指摘される。また前記多孔質によって獲得される機能性も阻害されてしまう。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、前述した従来の技術に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、バインダの混合に先立ち、多孔質チップを水等の液状物と共に混合することで、結合時に使用されるバインダ量を最小限に抑えると共に、該多孔質チップが有する保湿性等の特徴的機能を阻害しないチップ結合体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】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明のチップ結合体の製造方法は、多孔質の物質を粉砕して得た多数の多孔質チップとバインダとを混合し、これら多孔質チップ同士を結合させることでチップ結合体を製造する方法において、
予め多数の前記多孔質チップを液状物に接触させることで、個々の多孔質チップの多孔質部に該液状物を含浸させ、
前記液状物が含浸された多孔質チップと前記バインダとを混合して、該バインダを硬化させることで、これら多孔質チップを結合させ、
次いで前記多孔質部に残留する前記液状物を除去するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るチップ結合体の製造方法につき、好適な実施例を挙げて、以下説明する。本願の発明者は、多孔質チップの結合・成形のためのバインダ混合に先立ち、該チップに水等の液状物を吸収させ、その後にバインダと混合することで、結合性および成形性を低下させずに、該バインダ混合量を低減させて成形体を成形し得ることを知見したものである。
【０００８】
前記多孔質チップとしては、多孔質性の各種樹脂、ゴムまたは木片等を所定の大きさに予め粉砕したものまたはおが屑等が使用される。本実施例においては、前記多孔質チップの原料として廃棄物として排出されたものが好適に使用されるが、これに限定されるものではない。また前記樹脂およびゴムの種類については、殊に制限はないが、成形体等の使用目的によって適宜好適に選択し得る。例えば弾性体を製造するのであれば前記ゴム系物質が舗装用ブロック等、所要強度が必要な場合であれば各種樹脂系物質が好適に使用される。また成形体等の強度の確保等の目的で、非多孔質物質の増量材(チップ等の細片)が前記多孔質チップと混合されることがあるが、結合性および成形性に悪影響を与えることはない。
【０００９】
前記バインダとしては、湿分硬化型のポリウレタン等が好適に使用されるが、その他熱硬化型のポリウレタンやゴム系接着剤も使用可能である。前述の各バインダは、前記多孔質チップの材質に合わせて適宜選択的に使用される。そしてこれらバインダの前記チップへの付与は、ミキサーによる混合、スプレー噴射または含浸等により行われる。
【００１０】
前記液状物としては、前記チップのバインダによる結合を阻害せず、かつ該結合後に速やかに系内から除去可能な、例えば水等が好適に使用される。他に前記チップおよびパインダーの種類によっては、アルコール、アルコール水または油等が適宜選択的に使用される。
【００１１】
前記多孔質チップ１３および非多孔質の増量材１４、バインダ１６および液状物１８を使用しての成形体の製造は以下の方法によってなされる。
(Ａ)予め多孔質チップ１３および液状物１８と、非多孔質の増量材１４およびバインダ１６とを夫々別々に充分に混合し、その後に夫々の混合物を混合して成形体を得る方法(図１(A)参照)。
(Ｂ)予め多孔質チップ１３、非多孔質の増量材１４および液状物１８を充分に混合し、その後バインダ１６と混合、成形体を得る方法(図１(B)参照)。
(Ｃ)予め多孔質チップ１３および液状物１８を充分に混合した後に別途非多孔質の増量材１４を混合、最終的にバインダ１６と混合、成形体を得る方法(図１(C)参照)。
前記チップ１３,１４と、バインダ１６との混合性を考えて前記(Ａ)記載の方法が好適である。また通常は使用目的に応じて、ブロック等の所要形状に成形されるが、不定形のままで前記バインダ１６を硬化させて結合体として利用してもよい。
【００１２】
前記製造方法のうち好適な(Ａ)について詳細に述べると、図２に示す如く、予め多孔質チップ１３に混合される液状物１８(図２(ａ)参照)は、該多孔質チップ１３の表面上に多数存在する多孔質部１３ａ内に入り込むことになる(図２(ｂ)参照)。前記多孔質チップ１３および液状物１８の混合は、ミキサー等内に該多孔質チップ１３を入れ、そこに所定量の該液状物１８を添加することで行なわれる。この際に用いられる前記液状物１８の適量は、例えば見かけ比重０.０２〜０.０６の軟質ウレタンスポンジの場合、該スポンジ重量の１／２〜３倍で、好適には１／２〜１.５倍程度である。またこの適量は、対象となるチップの多孔度(比表面積)に関係するものであり、物質(例えば活性炭等)によって相違するが、前記多孔質チップ１３および液状物１８を混合する際に用いられるミキサーの内壁部に該液状物１８が付着しない程度を目処として決定される。
【００１３】
一方、前記非多孔質の増量材１４およびバインダ１６も、前述の多孔質チップ１３および液状物１８と同様の方法で混合される。前記多孔質部１３ａ内に充分に液状物１８が含浸された状態となった多孔質チップ１３と、非多孔質の増量材１４およびバインダ１６とを混合すると、図３に示す如く、該バインダ１６が複数の多孔質チップ１３の多孔質部１３ａ以外の表面部１３ｂ間に介在して複数の多孔質チップ１３を結合させるものである。この際、前記多孔質部１３ａ内には液状物１８が含浸されているので、前記バインダ１６が入り込むことはなく、結果、最低限のバインダ１６だけの使用で前記多孔質チップ１３を相互に結合をなし得る。
【００１４】
前記多孔質チップ１３の結合は、すべての構成物を混合させた混合物を所定の成形型に入れて、前記バインダ１６を硬化させることで行なわれるが、該バインダ１６の種類、例えば熱硬化型バインダの場合には前記成形型を加熱することで、また湿分硬化型バインダの場合には該成形型に水蒸気等の水分を通して所定時間維持することで完了する。最終的に前記多孔質部１３ａ内に残った液状物１８は、図４に示す如く、加熱等の処理を施されることで除去され、これにより多孔質性により発現する各種特性を獲得するものである。
【００１５】
前記多孔質部１３ａ内に残留した液状物１８は、加熱等の手段で除去されるが、このとき除去される量については結合・成形後に発現が期待される機能によって変化する。すなわち、例えば前記多孔質チップ１３として活性炭等を使用し、悪臭等の吸着を目的とするのであれば液状物１８全量を除去することが望ましく、他に芳香剤等の添加物を該液状物１８中に添加して結合体または成形体に芳香性を持たせるような場合には、所定量の該液状物１８を残す程度に除去することが望ましい。
【００１６】
【実験例】
以下複数の実験例を挙げるが、本発明はこれら実験例に開示された内容に限定されるものではない。
【００１７】
(実験例１)
前記多孔質チップとしてポリウレタンを、液状物として水を、そしてバインダとして熱硬化型のポリウレタン(ポリウレタンプレポリマー)を以下の表１に示す重量条件で混合し、寸法２００×１６０×１５の金型(成形型)を用い、成形条件１６０℃、４.５minで加熱成形し、夫々の組成について成形体を得た。そして得られた成形体を構成する多孔質チップの結合度合を目視により確認した。
表１

【００１８】
実験例１(バインダ混合率:３wt％、液状物あり)および比較例２(バインダ混合率:１５wt％、液状物なし)については、ポリウレタンのチップ同士が強固に結合しており、通常の使用に耐え得る板状の成形体が得られたが、比較例１(バインダ混合率:３wt％、液状物なし)に関しては、前記金型からの脱型時に成形体の一部が剥離してしまい、バインダの不足により結合力が充分でないことが確認された。
【００１９】
(実験例２)
前記多孔質チップとしておが屑を、非多孔質の増量材としてゴムチップを、液状物として水を、そしてバインダとして湿分硬化型のポリウレタン(ポリウレタンコポリマー)を以下の表２に示す重量条件で混合した。実験例２に係る組成の混合順序は、先ずおが屑および水を充分に混合し、ゴムチップとも混合、最終的にバインダと混合した。比較例３および比較例４では、ゴムチップ、おが屑およびバインダを一度に混合して混合物を得た。そして寸法３００×３００×３０の金型を用い、この型内に実験例２、比較例３および比較例４の混合物を入れて３分間蒸気を導通することで湿分硬化成形し、夫々の組成について成形体を得た。そして得られた成形体を構成する多孔質チップの結合度合を目視により確認した。
表２

【００２０】
実験例２(バインダ混合率:３wt％、液状物あり)については、構成物同士が強固に結合しており、通常の使用に耐え得る板状の成形体が得られた。しかし比較例４(バインダ混合率:９wt％、液状物なし)については、成形体は得られたものの完全乾燥後に前記おが屑の一部に剥離が確認され、また比較例３(バインダ混合率:３wt％、液状物なし)に至っては金型からの脱型と同時に形状を維持できず崩壊して、バインダの不足により結合力が充分でないことが確認された。
【００２１】
(実験例３)
前記実験例２とほぼ同じ組成に、脱臭機能を付加する水溶性の脱臭芳香剤を添加したもので、表３に示す内容で混合した。実験例３に係る組成の混合順序は、先ずおが屑および予め水溶性脱臭芳香剤を添加した水を充分に混合し、ゴムチップとも混合、最終的にバインダと混合した。そして寸法３００×３００×３０の金型を用い、この型内に混合物を入れて３分間蒸気を導通することで湿分硬化成形し、夫々の組成について成形体を得た。そして得られた成形体を構成する多孔質チップの結合度合を目視により、また臭気を直接嗅ぐことで夫々確認した。
表３

【００２２】
前記実験例２と同様に充分にチップ同士が結合した成形体が得られた。また水に添加されている水溶性脱臭芳香剤によりゴムチップ特有の悪臭を低減できた。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係るチップ結合体の製造方法によれば、予め多孔質チップに水等の液状物を混合することで、結合・成形に必要とされるバインダの量を低減し得る効果を奏する。またこの際前記バインダは、多孔質チップ内部に入り込めないので、多孔質物質が有する特徴的機能を阻害することなく結合・成形可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る結合体を製造する製造方法の工程を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る結合体を製造する際に多孔質チップに液状物を加え、混合した様子を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例に係る結合体を製造する際に液状物が含浸された多孔質チップにバインダを加え、混合した様子を示す概略図である。
【図４】結合体から液状物を除去した後を示す概略図である。
【符号の説明】
１３多孔質チップ
１３ａ多孔質部
１４非多孔質の増量材
１６バインダ
１８液状物

Claims

多孔質の物質を粉砕して得た多数の多孔質チップ(13)をバインダ(16)と共に混合し、これら多孔質チップ(13)を相互に結合させてチップ結合体を製造する方法において、
予め前記多数の多孔質チップ(13)を液状物(18)に接触させることで、個々の多孔質チップ(13)が備える多孔質部(13a)に該液状物(18)を含浸させ、
前記液状物(18)が含浸された多孔質チップ(13)を前記バインダ(16)と共に混合して、該バインダ(16)を硬化させることで、これら多孔質チップ(13)を結合させる
ことを特徴とするチップ結合体の製造方法。
非多孔質の増量材(14)を準備し、この非多孔質の増量材(14)と前記バインダ(16)との混合物に、前記液状物(18)が含浸された多孔質チップ(13)を混合するようにした請求項１記載のチップ結合体の製造方法。
非多孔質の増量材(14)を準備し、この非多孔質の増量材(14)と前記多孔質チップ(13)と液状物(18)とを先ず混合し、前記液状物(18)が含浸された多孔質チップ(13)および非多孔質の増量材(14)の混合物に、前記バインダ(16)を混合するようにした請求項１記載のチップ結合体の製造方法。
非多孔質の増量材(14)を準備し、前記液状物(18)が含浸された多孔質チップ(13)の混合物と前記非多孔質の増量材(14)とを混合し、これら混合物に前記バインダ(16)を混合するようにした請求項１記載のチップ結合体の製造方法。
前記多孔質チップ(13)の結合後に、多孔質部(13a)に残留する前記液状物(18)を除去するようにした請求項１〜４の何れか一項に記載のチップ結合体の製造方法。
前記多孔質チップ(13)は、多孔質の樹脂やスポンジゴム等の廃棄物を粉砕して得られる請求項１〜５の何れか一項に記載のチップ結合体の製造方法。
前記液状物(18)としては、水やアルコールが使用される請求項１〜６の何れか一項に記載のチップ結合体の製造方法。
前記チップ結合体は、成形型によって成形される請求項１〜７の何れか一項に記載のチップ結合体の製造方法。
前記多孔質部(13a)に残留する液状物(18)は、加熱により除去される請求項１〜８の何れか一項に記載のチップ結合体の製造方法。