JP7221598B2

JP7221598B2 - ビーズ発泡成形体の梱包方法

Info

Publication number: JP7221598B2
Application number: JP2018096927A
Authority: JP
Inventors: 正太郎丸橋; 香屋子阿部
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: JP2019202786A

Description

本発明は、ビーズ発泡成形体の梱包方法に関する。

ビーズ発泡成形体は、緩衝性や軽量性に優れ、かつ、用途に応じた形状設計が可能であるため、包装材料、建築材料、車輌用部材等の幅広い用途に使用されている。例えば、発泡スチロールは、成形加工工場で発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡して予備発泡粒子とし、予備発泡粒子を型内成形することで製造される。型内成形で使用される金型によって様々な形状に発泡成形可能であるため、ビーズ発泡成形体はブロック形状から箱形状など多様な形状で汎用されている。

ビーズ発泡成形体は成形加工工場で製造された後、その用途に応じて顧客に輸送される。成形加工工場から顧客への輸送の際、ビーズ発泡成形体がばらばらの状態ではトラック積み込みや納品の効率が悪いため、ビニール袋やプラスチック製バンドにより複数のビーズ発泡成形体は纏めて梱包される。発泡体の梱包材としては、例えば、特許文献１のように、発泡体が含有する揮発成分に対する吸着性を付与したプラスチックフィルム等が使用されたり、特許文献２のように、白色顔料または金属粉末を含有する熱可塑性樹脂フィルムに小さい貫通孔が穿設された包装フィルムが使用されたりする。

近年、特許文献３および４に開示されるような、カーボンを含有させた発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡及び成形したビーズ発泡成形体は、一般的な発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡及び成形したビーズ発泡成形体と比較して断熱性能に優れるため、住宅用断熱材として、需要が高まってきている。

カーボン含有ビーズ発泡成形体が住宅用断熱材として使用される場合は、複数のカーボン含有ビーズ発泡成形体が梱包された状態で建築現場まで輸送され、使用時まで梱包された状態のまま建築現場で保管される。しかし、カーボン含有ビーズ発泡成形体は黒色もしくはグレー色のビーズ発泡成形体であるため太陽光によりビーズ発泡成形体表面温度が上昇しやすい。雨よけや汚れ防止のための簡易梱包として通常採用されるビニール袋梱包ではビニール袋内の温度が異常に上昇してビーズ発泡成形体が溶融し変形することがある。

このような変形を避けるために遮光措置のとられたビニール袋が使用されることもあるが、一般のビニール袋よりも高価であり、梱包コストが高くなる。また、遮光措置のとられたビニール袋であってもビニール袋自体の温度が上昇することによりビニール袋に触れたビーズ発泡成形体の表面が溶けて変形が生じることがある。

また、建築現場において梱包されたビーズ発泡成形体に太陽光があたらないようにブルーシート等で覆うことも推奨されているが、建築現場において徹底することは難しい。

カーボン含有ビーズ発泡成形体も、一般的なビーズ発泡成形体と同様に、割れやすい製品であり、かつ、非常に安価に取引される業界の事情から、梱包方法も簡便且つ低コストに抑えることが望ましい。

特開２００２－１７２６２１号公報特開平５―２６２３７０号公報特開２０１４－１４８６６１号公報特開２０１０－２２２５４６号公報

特許文献１の発明は、倉庫での保管や、トラック、コンテナ等による輸送等、密閉された環境における揮発成分による燃焼可能性を低減することを課題とするものである。太陽光によるカーボン含有成形発泡体の表面温度が異常上昇することで形状変形するような本発明の課題は想定されておらず、当該課題を解決するものでもない。

また、特許文献２の発明は、太陽光線による包装体内の温度上昇を抑制して発泡体に塗工された低融点樹脂が溶融してブロッキングを起こすことを抑制するには効果があるものの、カーボン含有ビーズ発泡成形体の表面温度上昇を抑制する効果は、一般的な遮光措置のとられたビニール袋と同様に不十分であり、かつ、高コストになってしまう。

そこで、本発明は、屋外放置も可能な、カーボン含有ビーズ発泡成形体の抵コストかつ簡易な梱包方法を提案することを目的とする。

本願の発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、建築現場で屋外放置されても太陽光によりビーズ発泡成形体が変形することなく保管することでき、且つビーズ発泡成形体を低コストで梱包することができる本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体をひとつの梱包体に梱包する方法であって、前記カーボン含有ビーズ発泡成形体を白色の紙で梱包することを特徴とする梱包方法に関する。

本発明において、前記白色の紙が耐水性紙であることが好ましい。

本発明においては、帯状の白色の紙で、前記２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体の外周を少なくとも１回巻き付けることが好ましい。

本発明において、住宅用断熱材に使用するビーズ発泡成形体の梱包方法であることが好ましい。

本発明によれば、カーボン含有ビーズ発泡成形体を低コストで梱包することができ、且つ、当該ビーズ発泡成形体は建築現場で屋外放置されても太陽光により変形することなく保管されうる。

本発明のカーボン含有ビーズ発泡成形体は、カーボンを含有させた発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡及び成形して得られるビーズ発泡成形体、または、カーボンを含有させた熱可塑性樹脂発泡粒子を発泡成形して得られるビーズ発泡成形体であれば特に問われない。カーボン含有ビーズ発泡成形体は、通常、黒色もしくはグレー色のビーズ発泡成形体である。

発泡性熱可塑性樹脂粒子または熱可塑性発泡粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン－アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体（耐熱ＰＳ）、スチレン－（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン－ブタジエン共重合体（ＨＩＰＳ）、Ｎ－フェニルマレイミド－スチレン－無水マレイン酸の三次元共重合体、それとＡＳとのアロイ（ＩＰ）などのスチレン系樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などのビニル系樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－プロピレン－ブテン３元共重合体、シクロオレフィン系（共）重合体などのポリオレフィン系樹脂およびこれらに分岐構造、架橋構造を導入してレオロジーコントロールされたポリオレフィン系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ＭＸＤナイロンなどのポリアミド系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネートなどのポリエステル系樹脂、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル系樹脂；ポリフェニレンエーテル系樹脂（ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂（変性ＰＰＥ）、ポリオキシメチレン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、芳香族ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などのエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。これら熱可塑性樹脂の中でも、比較的安価で、特殊な方法を用いずに低圧の蒸気等で成形ができ、高い緩衝性及び断熱性の効果が得られる点から、スチレン系樹脂が好ましい。

カーボンの含有量は特に制限はないが断熱性向上の観点からビーズ発泡成形体１００重量％において２重量％以上が好ましく、良好な発泡成形性を得るためには８重量％以下が好ましい。

本発明のカーボンとはグラファイト、グラフェン、活性炭、コークス、カーボンブラックなどがあげられる。コスト及び断熱性向上効果のバランスからグラファイト、カーボンブラックが好ましく、グラファイトがより好ましい。

本発明の梱包方法は、発泡倍率が６０倍以上のビーズ発泡成形体に対して特に効果的である。プラスチック製バンドやビニール紐で結束梱包する方法を、発泡倍率が６０倍以上のビーズ発泡成形体に適用すると、プラスチック製バンドが接触しているビーズ発泡成形体の角が割れてしまう。そのため、ビーズ発泡成形体とプラスチック製バンド等が接触している部分に段ボールを当てるなど保護手段が必要になり、廃棄物を増やしてしまうことになってしまう。一方、本発明の梱包方法であれば、このような保護手段を省略することができる。なお、本発明の梱包方法において、ビーズ発泡成形体の全体または一部を紙で覆った上から、更にプラスチック製バンドやビニール紐で結束してもよい。

本発明のカーボン含有ビーズ発泡成形体は黒色またはグレー色であるため、一般的なビーズ発泡成形体よりも太陽光による表面温度上昇が発生しやすい。中でも、輻射伝熱抑制剤として作用し得るカーボンを含有する、断熱性に優れるビーズ発泡成形体は断熱材に好適であり、建築現場のような屋外で放置される場合が多い。屋外で保管される場合、通常、雨よけや汚れ防止の観点から、撥水性のあるビニールシートやビニール袋でビーズ発泡成形体は覆われる。しかし、ビニール袋でカーボン含有ビーズ発泡成形体を覆ってしまうと、透明のビニール袋であれば、太陽光が直接ビーズ発泡成形体表面および包装内を照射することになるため、発泡体の表面温度が急激に上昇する。一方、色つきビニールシートであっても、カーボン含有ビーズ発泡成形体の表面における熱吸収し易さのために、日射によって、包装内部およびビーズ発泡成形体の表面の温度が急激に上昇する。その結果、ビーズ発泡成形体の表面が溶融し形状が変形してしまう問題が生じ得る。また、ビニールシート自体の温度も上昇するため、ビニールシートとの接触部分が溶融変形することも生じ得る。これまで、ビニールシートやビニール袋よりも耐水性および強度が劣るために、紙を梱包するための包装材に使用することは通常避けられてきた。しかし、白色の紙でビーズ発泡成形体の全体または一部を包装することで、太陽光によるビーズ発泡成形体の温度上昇が抑制されることを見出した。

本発明で使用される紙は植物などの繊維から製造された一般的な白色の紙である。紙の種類としては、上質紙（例えば、コピー紙）、ケント紙、クラフト紙（例えば、ボール紙）等が挙げられる。耐水性やその他性能を付与するために植物繊維以外が含有されていても良い。

本発明における「白色」とは、可視光線を全て反射する厳密な意味での白色に限らず、社会通念上、白色と呼ばれる色も「白色」に含める。例えば、ミノルタ製の測色計ＣＭ２０２２を用いて測定モードＤ５０２°視野、白地バック、ＳＣＦモードで測定した場合に、Ｌａｂ系での標記がａ*ｂ*平面上で半径２０の円周及びその内側で、かつＬ*が７０以上で表される色相範囲内の色を含めるものとする。

本発明の紙の厚さは３ｍｍ未満が好ましい。さらに好ましくは０．５ｍｍ未満であり、特に０．２ｍｍ未満が好ましい。厚さ３ｍｍ以上は高価であり、また使用後にかさばるため廃棄しにくい。本発明では２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体の全体を紙で包むこともできる。例えば、正方形の紙を用いて風呂敷包みのように梱包したり、袋形状で梱包することが挙げられる。より低コストで梱包するために帯状の紙で梱包することもできる。本発明では、カーボン含有ビーズ発泡成形体の一部が露出してもよい。例えば、２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体の集合体の底面部で２本以上の帯状の紙を交差させて、前記底面に対する上側で前記帯状の紙を結束して梱包してもよいし、帯状の紙で２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体の集合体の外周を少なくとも１回巻き付けて梱包してもよい。

本発明の好ましい実施形態の一つとして、カーボン含有スチレン系樹脂ビーズ発泡成形体の梱包においては、カーボン含有スチレン系樹脂ビーズ発泡成形体の紙で覆われた面の表面温度が９０℃以下に保持されることが好ましい。なお、ここでいう表面温度とは、紙で覆われている一表面における中央部の温度を指す。

帯状の紙を使用する場合は、紙の幅は３００ｍｍ未満が好ましい。さらに好ましくは１５０ｍｍ以下であり、特に好ましくは５０ｍｍ未満である。紙の幅は小さい方が低コストである。梱包強度の問題から紙の幅は１０ｍｍ以上が好ましい。

本発明においては、耐水性紙であることが好ましい。成形された製造直後のビーズ発泡成形体は水で濡れていることがあり、耐水性紙であれば成形直後に梱包することができる。

本発明の梱包方法は、住宅用断熱材に適用されるカーボン含有ビーズ発泡成形体への適応性が高い。一般的にビーズ発泡成形体は屋外で使用されることは少ないが、住宅用断熱材においては使用時は太陽光があたらない状態で使用されるが、使用までの保管時に太陽光が直接照射される環境にさらされる可能性が高い。そのため、本発明の梱包方法が効果的である。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例における測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。

（黒鉛含有ビーズ発泡成形体）
ＷＯ２０１５／１３７３６３の実施例１記載の方法で発泡倍率７０倍で長さ４５０ｍｍ×幅３１０ｍｍ×厚み５０ｍｍの黒鉛含有ビーズ発泡成形体を作製した。

（照射試験）
上記黒鉛含有ビーズ発泡成形体から１００×１００×５０（ｔ）ｍｍ、上下面（１００×１００ｍｍ）スキン有りのサンプルを切り出した。日照試験で使用した機器および試験前調整方法は次のとおりである。
人工太陽光照射機・・・岩崎電気株式会社製簡易型光照射装置（ＭＣＬＳ１５Ｂ１６－ＫＮＫ０１）
日照計・・・英弘精機製ＰｙｒａｎｏｍｅｔｅｒＭＳ－６０２
温度計・・・熱電対式温度計
サンプル調整・・・サンプル及び人工太陽光照射機を室温２３℃の部屋に２４時間以上設置した。
照度調整・・・人工太陽光照射機の電源を入れてランプを点灯させた。１時間後にチャンバー内上部に設置されたランプ下面から６００ｍｍ下の位置に日照計上面がくるように設置し、１分後の照度を測定した。測定終了後日照計は装置から取り出した。照度１０００Ｗ／ｍ^２でなければ調光機で調整し、調整から３０分後にチャンバー内上部に設置されたランプ下面から６００ｍｍ下の位置に日照計上面がくるように設置し、１分後の照度を測定した。上記操作を１０００±５０Ｗ／ｍ^２になるまで繰り返した。

＜実施例１＞
１００×１００×５０（ｔ）ｍｍの黒鉛含有ビーズ発泡成形体のサンプルの上面（１００×１００のスキン面）中心部に熱電対式温度計の測温接点をサンプル表面から１０ｍｍの深さまで垂直に差し込んだ。この測定位置の温度を表面温度と呼ぶ。測温接点位置が動かないように固定した。

温度計を設置したサンプル全体を厚さ０．０８ｍｍの白色の紙で包み込み熱電対のコードのみが外に出るように梱包した。サンプル全体を包む梱包方法を袋状と記す。

人工太陽光照射機チャンバー内上部に設置されたランプ下面から６００ｍｍ下の位置に熱電対式温度計を取り付けたサンプル上面がくるように設置した。設置から６、９、１５、３０分後の温度を測定した。
結果を表１に示す。

＜実施例２＞
厚さ０．２５ｍｍの白色の紙に変更した以外は実施例１と同様に測定を行った。

＜実施例３＞
実施例１同様に温度計を設置したサンプルに幅５０ｍｍ、厚さ０．０８ｍｍの白色の紙を一重に巻いた。測温接点が刺さっている箇所が紙の中心にくるように紙を巻いた。サンプルを帯状の白色紙で一重に巻いた梱包方法を帯状と記す。その他は実施例１と同様に測定を行った。

＜実施例４＞
２０９ｇ／ｍ^２の白色のケント紙に変更した以外は実施例３と同様に測定を行った。

＜実施例５＞
厚さ０．１ｍｍの白色の耐水強化紙（コクヨＳ＆Ｔ株式会社製耐水強化紙標準１１０ｇ/ｍ^２）に変更した以外は実施例３と同様に測定を行った。

＜実施例６＞
白色のボール紙に変更した以外は実施例３と同様に測定を行った。

＜比較例１＞
紙で包まない以外は実施例１と同様に測定を行った。

＜比較例２～５＞
表２記載の梱包方法にした以外は実施例１と同様に測定を行った。

＜比較例６～１２＞
表２記載の梱包方法にした以外は実施例３と同様に測定を行った。

表１～２で示されるように、包装無しの場合（比較例１）でビーズ発泡成形体の表面温度上昇が発生することが明らかであるが、実施例１～６で示されるとおり、白色の紙で梱包された場合では温度上昇が抑制されていることがわかる。

比較例２～５および７～１２に示されるとおり、ビニール袋やストレッチフィルムを使用した場合では、色を変更しても、また、梱包方法が帯状であっても表面温度の上昇が見られることがわかる。しかも、比較例１の包装なしの場合における表面温度より著しく上昇していることが明らかである。また、比較例６に示されるとおり、黒色の紙を使用した場合でも表面温度の上昇が見られる。

Claims

２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体をひとつの梱包体に梱包する方法であって、前記カーボン含有ビーズ発泡成形体を白色の紙で梱包することを特徴とする梱包方法。
前記白色の紙が耐水性紙である請求項１に記載の梱包方法。
前記白色の紙が帯状であり、前記２個以上のカーボン含有ビーズ発泡成形体の外周を少なくとも１回巻き付ける、請求項１または２に記載の梱包方法。
前記カーボン含有ビーズ発泡成形体は、住宅用断熱材に使用するビーズ発泡成形体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の梱包方法。