JP5858709B2

JP5858709B2 - 発泡体

Info

Publication number: JP5858709B2
Application number: JP2011214519A
Authority: JP
Inventors: 上原　建彦; 建彦上原; 憲和牧田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP2013071435A

Description

本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡材とする発泡体に関する。

従来より紙を発泡材の一部として利用した発泡体が提案されている（特許文献１、２参照）。

この種の発泡体の一従来例を説明する。図５において、発泡体５０は、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチから成る発泡材を発泡させ、多数の密閉された発泡セルＳより構成されている。各発泡セルＳは、内部の空隙がセル皮膜によって被われている。各発泡セルＳは、大略同じ大きさである。

次に、上記発泡体５０を製造する押出し成形機６０を説明する。図６（ａ）に示すように、押出し成形機６０は、発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練した発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材６１と、この口金部材６１の外側を囲むように配置された規制枠壁７０とを備えている。口金部材６１は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、水平方向に等間隔Ｐ２を置いて配置された複数の吐出口６２を有する。吐出口６２は、１段である。規制枠壁７０は、この複数の吐出口６２より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁７０は、偏平長方形状の枠である。

次に、発泡体５０の製造方法を説明する。押出し成形機６０内に紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を複数の吐出口６２より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口６２より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、規制枠壁７０によって規制されるため、規制枠壁７０を断面積とする発泡体５０が連続的に押し出される。各発泡セルＳは、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、密閉されたものとなる。

特許第３３２６１５６号公報特開２０００−２７３８００号公報

上記従来例の発泡体５０は、上記したように、多数の密閉された発泡セルＳが密集状態に配置されるため、空気の通過を限りなく阻止、つまり、対流による熱の伝達をほぼ阻止する。これにより、良好な断熱特性を発揮する。しかし、発泡体５０としては、更なる断熱特性の向上が望まれている。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、断熱特性の向上を図ることができる発泡体を提供することを目的とする。

本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の密閉された発泡セルより構成された発泡体であって、前記発泡セルが密集配置された複数の発泡セル層と、前記発泡セル層の間に配置され、前記発泡セル層より密度の高い前記発泡セルが密集配置された仕切皮膜層とを厚み方向に備え、前記仕切皮膜層が複数の前記発泡セル層間を連続して仕切っていることを特徴とする発泡体である。

一つの前記仕切皮膜層は、厚み方向の直交方向の一平面状で、且つ、同じ厚みに形成されていることが好ましい。

合成樹脂材は、ポリプロピレン樹脂材であることが好ましい。

本発明によれば、多数の密閉された発泡セルが密集状態に配置されるため、空気の通過を限りなく阻止、つまり、対流による熱の伝達をほぼ阻止する。又、仕切皮膜層は、発泡材料が発泡材料の中でも熱伝導率の低いものであれば、仕切被覆層の代わりに発泡セル層を有する従来例に較べて、熱の伝達を極力抑制できる。以上より、発泡体の断熱特性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態を示し、発泡体の外観斜視図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿う発泡体の構造模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。本発明の一実施形態の変形例を示し、発泡体の模式断面図である。従来例を示し、（ａ）は発泡体の外観斜視図、（ｂ）は発泡体の構造模式図である。従来例を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（一実施形態）
図１〜図３は本発明の一実施形態を示す。図１に示すように、発泡体１Ａは、偏平長方形の板状である。発泡体１Ａは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、パルプ繊維成分である紙粉末成分と、合成樹脂材であるポリプロピレン樹脂材と、補助剤としての澱粉成分であるコーンスターチとを発泡させ、多数の密閉された発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３より構成されている。紙粉末成分としては、官製葉書等の古紙を紙粉末繊維状にしたものを使用している。

各発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、内部の空隙がセル皮膜によって被われている。発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、その位置によって発泡密度（発泡倍率）が異なり、発泡体１Ａは発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の密度によって以下のような層構造に形成されている。

つまり、発泡体１Ａは、厚み方向に沿って、表面皮膜層２と発泡セル層３と仕切皮膜層４と発泡セル層３と表面皮膜層２とから構成されている。各表面皮膜層２は、極薄厚みであり、発泡セル層３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。各発泡セル層３は、仕切皮膜層４より発泡密度が低い発泡セルＳ１が密集配置されている。仕切皮膜層４は、発泡セル層３及び表面皮膜層２より発泡密度が高い発泡セルＳ１が密集配置されている。仕切皮膜層４は、２層の発泡セル層３の間を連続して仕切って遮断している。仕切皮膜層４は、図４に示すように、側面から見て厚み方向の直交方向に一直線状で、且つ、ほぼ同じ厚みである。つまり、仕切皮膜層４は、厚み方向の直交方向の一平面状で、且つ、ほぼ、同じ厚みに形成されている。

又、各発泡セル層３には、厚み方向の直交方向に沿って等間隔に複数の縦仕切皮膜層５が形成されている。各発泡セル層３は、縦仕切皮膜層５によって分割されている。縦仕切皮膜層５は、発泡セル層３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。

次に、上記発泡体１Ａを製造する押出し成形機１０を説明する。押出し成形機１０は、図３（ａ）に示すように、各発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練された発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材１１と、この口金部材１１の外側を囲むように配置された規制枠壁２０とを備えている。口金部材１１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、水平方向に等間隔Ｐ１を置いて配置された複数の吐出口１２，１３を上下２段有する。上下２段の吐出口１２，１３は、水平方向に対し同じ位置に配置されている。規制枠壁２０は、この２段の吐出口１２，１３より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁２０は、偏平長方形状の枠である。

次に、発泡体１Ａの製造方法を説明する。押出し成形機１０内に、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を口金部材１１の上下２段の吐出口１２，１３より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口１２，１３より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、規制枠壁２０によって規制されるため、規制枠壁２０を断面積とする発泡体１Ａが連続的に押し出される。各発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、密閉されたものとなる。

また、各吐出口１２，１３から吐出された発泡材は、自由に発泡できず、上記したように規制枠壁２０で発泡形成が抑制されると共に、発泡セル同士が互いに干渉することによって発泡形成が抑制される。具体的には、規制枠壁２０の内周近傍の位置する発泡セルＳ２は、規制枠壁２０で発泡形成が抑制される。これによって表面皮膜層２が形成される。上下の吐出口１２，１３の中間位置付近に位置する発泡セルＳ１は、互いの発泡セルＳ１同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって仕切皮膜層４が形成される。水平方向の隣り合う吐出口１２（又は１３）の中間位置付近の位置する発泡セルＳ２は、互いの発泡セルＳ２同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって縦仕切皮膜層５が形成される。これらより内側位置に位置する発泡セルＳ３は、上記発泡セルＳ１，Ｓ２に較べて弱い抑制力しか働かない。これによって発泡セル層３が形成される。

このように製造された発泡体１Ａは、発泡セルＳ３が密集配置された複数の発泡セル層３と、発泡セル層３の間に配置され、発泡セル層３より密度の高い発泡セルＳ１が密集配置された仕切皮膜層４とを厚み方向に備え、仕切皮膜層４が複数の発泡セル層３間を連続して全域に亘って仕切っている。

従って、多数の密閉された発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３が密集状態に配置されるため、空気の通過を限りなく阻止、つまり、対流による熱の伝達をほぼ阻止する。又、仕切皮膜層４は、発泡材料が発泡材料の中でも熱伝導率の低いものであるため、仕切被覆層４の代わりを発泡セル層３としたもの（従来例）に較べて、熱の伝達を極力抑制できる。つまり、仕切皮膜層４は熱伝達の遮蔽壁として機能する。以上より、発泡体１Ａの断熱特性の向上を図ることができる。

この実施形態では、合成樹脂材は、熱伝導率（０．１２）の低いポリプロピレン樹脂材（ＰＰ）であるので、発泡材料の熱伝導率が低く抑えられるため、発泡体１Ａの断熱特性が確実に向上する。合成樹脂材としては、ポリオレフィン系の樹脂材（ポリプロピレン樹脂材（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ））が好ましい。

仕切皮膜層４は、厚み方向の直交方向の一平面状で、且つ、ほぼ、同じ厚みに形成されている。従って、発泡体１Ａは、どの箇所でもほぼ同じ断熱特性を発揮する。

パルプ繊維成分として古紙を利用するため、低コスト化を図ることができ、又、古紙のリサイクルも可能、である。

（変形例）
図４は、実施形態の変形例を示す。図４に示すように、変形例の発泡体１Ｂは、３つの発泡セル層３と、各発泡セル層３の間に配置された２つの仕切皮膜層４とを備えている。つまり、仕切皮膜層４を２層有する。発泡体１Ｂの厚み寸法Ｔは、前記実施形態と同じである。

押出し成形機は、その口金部材が水平方向に等間隔を置いて配置された複数の吐出口１２，１３，１４を上下３段有する。上下３段の吐出口１２，１３，１４は、水平方向に対し同じ位置に配置されている。

他の構成は、前記実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には同一符号を付して明確化を図る。

発泡体１Ｂは、前記実施形態と同様に、押出し成形機を使用して製造できる。

この変形例の発泡体１Ｂは、仕切皮膜層４を２箇所に有するので、前記実施形態のものと比較して、熱伝達の遮蔽壁が２箇所となり、更に断熱特性が良い。仕切皮膜層４は、３箇所以上設けても良い。仕切皮膜層４は、多ければ多いほど断熱特性の向上になる。

１Ａ，１Ｂ発泡体
３発泡セル層
４仕切皮膜層
１０押出し成形機
１２，１３，１４吐出口
２０規制枠壁

Claims

パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の密閉された発泡セルより構成された発泡体であって、
前記発泡セルが密集配置された複数の発泡セル層と、前記発泡セル層の間に配置され、前記発泡セル層より密度の高い前記発泡セルが密集配置された仕切皮膜層とを厚み方向に備え、前記仕切皮膜層が複数の前記発泡セル層間を連続して仕切っていることを特徴とする発泡体。
請求項１記載の発泡体であって、
一つの前記仕切皮膜層は、厚み方向の直交方向の一平面状で、且つ、同じ厚みに形成されていることを特徴とする発泡体。
請求項１又は請求項２記載の発泡体であって、
合成樹脂材は、ポリプロピレン樹脂材であることを特徴とする発泡体。