JPH01301732A - 高機能性成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高機能性を有する粒子を含有する樹脂成形品及
びその製造方法に開する。

更に詳しくは多孔質樹脂中に高機能性粒子が分散した構
造を持つ高機能性成形品及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

高吸水性樹脂粒子、高吸着性機能を持つ活性炭等の高機
能性粒子をプラスデックの内部に充填させ、シート状等
に成形して、充填した高機能性粒子の機能を発揮させよ
うとする試みは以前から行われてきた。しかし、樹脂中
に高機能性粒子を充填すると、高機能性粒子の表面がマ
トリックス樹脂で被覆される為、機能を発揮するのに必
要な外界との直接的な接触が困難となり、効率よく機能
を発揮することが出来なかった。

樹脂中に含まれる高機能性粒子の機能を効率よ（発揮さ
せる為の工夫として、低温延伸によるボイドの形成ある
いは発泡等の試みが行われてきた。

しかし、いずれの方法でも樹脂による高機能性粒子の被
覆を十分に除くことが出来ず、高機能性粒子を効率よく
外界と接触させて本来の機能を発揮さ−Ｕることには成
功しなかった。もっと複雑な方法として、高機能性材料
そのものを繊維化して織物の形にして加工性と機能とを
両立させる試のが行われている。しかし、繊維化の可能
な間機能１４１十オ料は限られており、又、その製造工
程が複雑である為、経済的にも不利である。

さらに簡単な方法として、繊糺集合体、織物等の表面あ
るいは内部に高機能性粒子を分散さ・ける方法が実用化
されている。この方法では成形加工法が限定され、プラ
スチック成形品のように自由に成形することが出来ない
。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、充填した高機能性粒子の本来の機能を
１−分に発揮さセることが出来て、しかも幅広く成形加
工の可能な高機能性成形品及びその製造方法を擢供する
ことである。

本発明は、射出成形法、押出成形法、ギャスＩ・成形法
、コーティング法等の従来から行われているプラス千ツ
ク成形法でシー１−　、パイプ、ストランド、ブロック
等の形に容易に成形することが出来て、しかも、充填し
た高低能性粒Ｙ−の本来の機能である高吸水性、ガス吸
着性、触媒作用、吸油性、選択吸着性等の機能を効率良
く発揮さ−ヒるごとの出来る高機能性成形品及びその製
造ツノ法をＪ、′？Ｘ供することを目的としている。

本発明の他の目的は、−旦吸収した作用物質を戊辰 第に外界へ放散してゆく徐≠性等の機能を持つ成形品と
その製造方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するだめの手段］ 本発明の高機能性成形品は多孔質マＩ・リノクス樹脂中
に多数の高機能性粒子か分散した構造を持つ高機能性成
形品であって、核晶機能性粒子が実質的に該多孔質マＩ
・リノクス用脂の空孔の内部に存在し、核晶機能性粒子
の平均直径（ｄ）に比べて、該空孔の平均内径（Ｄ）が
十分に大きく、Ｄ／ｄ〉２であることを特徴とする。

本発明の高機能性成形品の製造方法は、粉末状の高機能
性粒子に発泡剤を含浸あるいｉｌｌ吸着さ一已、さらに
マトリックス樹脂と混合し、該マトリックス樹脂の液体
あるいは）容部状態において該混合物を発泡さセて固化
するごとを特徴とする。

粒子、吸着機能あるいは反応触媒機能を有する活性炭粒
子、ゼオライ１〜粒子、ソリ力粒子、アルミナ粒子、炭
酸ガス吸収能のある水酸化カルシウム（消石灰）粒子、
アンモニア吸収能を存するトリポリリン酸二水素アルミ
ニウム粒子、吸油性の高いポリノルボルネンねイ、水銀
イオン等の重金属イオンとの親和性の高いキトサン粒子
、カルシウムイオンとの親和性の高いカルボキシメチル
キヂ棒 ン粒子及びその誘導性、親水性あるいは親油性の高いア
ルギン酸及びそのＫＬ　”Ｊ一体のアルギン酸プロピレ
ングリコールエステル等を指すが、特にこれらに限定し
ない。

高機能性粒子の形状は特に限定しないが、粒子の平均粒
径は１μｍ乃至１０００μｍが好ましい。あまり粒径が
小さいと多孔質構造の形成が困難となる。

あまりに粒径が大きいと粒子の全表面積が相対的に小さ
くなり、機能を発揮する効率が低下する。

マＩ・リノクス樹脂は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エ
ラストマー等であり、特に限定しない。

発泡剤は特に限定しないが、高機能性粒子と親和性の強
い発泡剤をｊＸ択する必要がある。水と親和性の強い高
機能性粒子をマトリックス樹脂の多孔質の空孔の内部に
分散させたい場合、マトリックス樹脂として液状ウレタ
ン樹脂を使用するのが好ましい。液状ウレタン樹脂は高
機能性粒子に含浸あるいは吸着した水と反応し、高機能
性粒子を中心に発生した炭酸ガスによる発泡が生じ、空
孔が形成される。しかし、必ずしも水でなくても、高機
能性粒子に親和性のある発泡剤を選んで、液状ウレタン
樹脂の発泡構造を形成させることが出来る。

高機能性粒子が７トリノクス樹脂の中に埋込まれている
のでなく、マトリックス樹脂により形成された空孔の内
部に実質的に存在していることが重要である。この場合
、該粒子の平均直径（ｄ）に比べて該空孔の平均内径（
Ｄ）が十分に大きく、Ｄ　／　ｄ　＞　２−（：　アリ
、好ｉ　シ＜　ハ、５　≦Ｄ　／ｃｌ≦１００である。

マ［・リノクス樹脂によって形成される多孔質＋Ｍ造は
いわゆる連続気泡構造であることが好よｊ−い。多孔質
構造が連続気泡構造でなく独立気泡構造の場合、マトリ
ックス樹脂自体の水分浸透性、ガス浸透性等が十分に大
きくないと粒子自体の機能を十分に発揮することが出来
ない。

多孔質構造体は連続気泡構造の場合、通気性、通水性が
良くなり、粒子の機能を十分に発揮することが出来る。

しかし、連続気泡であっても、あまりに空孔サイズが大
きくて、個々の空孔の独立性が失われてくると、高機能
性粒子がマトリックス樹脂の外部へ脱離しやすくなり、
本発明の特徴が損われる。高機能ｆｊ粒子が空孔の内部
で適度に拘束されており、しかも空孔の内部へ液体、気
体等が自由ｔこ浸透できるような程度の連続気泡構造が
最も好ましい。

高機能性粒子の複合な３機能を発揮させる為、２種類以
」二の粒子を多孔質樹脂の空孔内に混在させてもよい。

例えば、生鮮野菜の保存性向上の為に本発明の成形品を
包装材として用いる場合、高機能性粒子として高吸水性
樹脂粒子とゼオライ１粒子あるいはアルミナ粒子とを多
孔質発泡体の空孔の内部に存在さセればよい。二つの複
合機能を兼備させることにより、生鮮野菜から発散する
水分及びメタンガス、エチレンガス等を成形品が吸収し
、包装体内の雰囲気をコントロールするごとが出来る。

本発明の製造法においては、まず、高機能性粒子に発泡
剤を含浸あるいは吸着させ、次にマトリックス樹脂を混
合しマＩ−リノクス樹脂の液体あるいは溶融状態におい
て混合物を発泡させる。従来のように、高機能性粒子と
混合した７１〜リノクス樹脂中に発泡剤を添加して、マ
Ｉ−リノクス樹脂を発泡させた為、高機能性粒子の表面
がほとんどマトリックス樹脂で被覆され、本来の機能を
十分に発揮することが出来なかった。本発明の方法では
、高機能性粒子を中心に発泡させて固化する為、該粒子
の機能が十分に発揮される構造が形成される。

〔実　施　例〕

（実施例Ｉ） ７トす、クス樹脂として液状つＩ／タン樹脂（口信化学
工業株式会社製ウレタン接着剤ＮＵ−００７）、高機能
性粒子として高吸水性樹脂粒子（製鉄化学工業株式会社
製アクアキープ４Ｓ）、発泡剤として水を用いて、成形
品を作った。

マトリックス樹脂１００重量部に対して、高吸水性樹脂
粒子１０重量部、発泡剤の水を４０重量部の比率で混合
した。まず、高吸水性樹脂粉末に水を添加して、十分に
吸水させ、次いで液状ウレタン樹脂を添加して混合し、
次いで、成形型内で８０°Ｃに加熱し、発泡成形した。

固化した成形品を１２０°Ｃで３時間加熱して乾燥させ
た。この成形品の断面を走査型電子顕微鏡で観察した結
果、吸水性樹脂粒子は多孔質発泡体の空孔の内部に存在
していることを確認した。粒子の直径（ｄ）と空孔の内
径（１）　）との比Ｄ／ｄはおよそ５〜ＩＯ程度であっ
た。

成形品は連続気泡構造体の特徴を示していた。この成形
品は速やかに水を吸収した。成形品を水に浸漬すると約
１分間で自重の６倍程度の水を吸収し、保水性が良好で
あり、吸水した成形品はゲル状であった。

（実施例２） マトリックス樹脂として実施例１と同し液状ウレタン樹
脂を用いて、高機能性粒子として活性炭粒子（和光純業
株式会社製）、発泡剤として水を用いて成形品を作った
。液状ウレタン樹脂１００重量部に対して活性炭粒子３
０重量部、発泡剤の水を１０重足部の比率で混合した。

まず、活性炭粒子に水を添加して、十分に水を吸着させ
、次いで、液状ウレタン樹脂を添加して、成形型内で１
００°Ｃに加熱し、発泡成形した。成形品の断面を顕微
鏡で観察した結果、発泡体の空孔の内部に活性炭粒子が
存在していることが確められた。この成形品の断片を指
示薬のメヂルレノドで着色した水の中に入れて着色の変
化を調べた。その結果、着色水に直接相当量の活性炭の
粉末を入れた場合の約】／２の速度で着色水の色が消失
した。この結果から、多孔質成形品中の活性炭粒子は本
来の機能を十分に発揮していることが確められた。

〔発明の効果） 本発明の高機能性成形品の製造方法は、成形加工が容易
であり、射出成形法、押出成形法、キャスト成形法など
のプラスチック成形品の成形法が適用でき、他案材への
コーティング加工も可能である。本発明の成形品は高機
能性粒子に固有の機能を十分に発揮することが出来る。

特に表面特性あるいは表面からの吸収、吸着特性により
機能を発揮する高機能性粒子をプラスチック成形品の成
形法として有効である。成形品の形状はフィルム、シー
ト、パイプ、ストランド、ブロック状などいずれの形状
も可能であり、連続生産方式が適用できる。

本発明の成形品及びその製造方法は、高吸水性成形品、
高ガス吸着性成形品、脱臭成形品、液体吸着性成形品、
反応触媒作用をもつ多孔性シート、畦 酸素作用を持つ多孔性シート、炭酸ガス吸収性シート、
重金属イオン除去用シート、吸油性シート等に幅広く応
用することが出来る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質マトリックス樹脂中に多数の高機能性粒子
   が分散した構造を持つ高機能性成形品であって、該高機
   能性粒子が実質的に該多孔質マトリックス樹脂の空孔の
   内部に存在し、該高機能性粒子の平均直径（ｄ）に比べ
   て、該空孔の平均内径（Ｄ）が十分に大きく、Ｄ／ｄ＞
   ２であることを特徴とする高機能性成形品。
2. （２）粉末状の高機能性粒子に発泡剤を含浸あるいは吸
   着させ、さらにマトリックス樹脂と混合し、該マトリッ
   クス樹脂の液体あるいは溶融状態において、該混合物を
   発泡させて、固化することを特徴とする高機能性成形品
   の製造方法。