JPH09278922A - 発泡成形体、発泡成形体用原料、および発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生分解性を有し、廃棄物公害を未然に防止する
ことが可能な緩衝材として用いて好適な発泡成形体を提
供することを目的とする。 【解決手段】澱粉とゴムラテックスと尿素と、さらに必
要に応じてポリビニルアルコールと尿素樹脂またはメラ
ミン樹脂の水との混和物から成る造粒体を型内に収納し
て加熱下で発泡成形することによって発泡成形体を得る
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発泡成形体、発泡成
形体用原料、およびこの発泡成形体用原料を用いて上記
発泡成形体を製造する製造方法に係り、とくに生分解性
を有する発泡成形体とそのための原料、およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の精密機器を包装して物流に供する
ために、従来より包装箱が用いられている。精密機器は
このような包装箱内に収納されるとともに、精密機器と
包装箱との間に発泡スチロール樹脂から成る緩衝体を配
するようにしており、このような緩衝体によって、物流
段階で外部から加えられる衝撃を吸収し、内部に収納さ
れている精密機器を衝撃から保護するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように物流段階に
おいて精密機器と包装箱との間に配される発泡スチロー
ル樹脂から成る緩衝体は、廃棄しても自然環境の中で分
解することなくほぼそのままの状態で長期間にわたって
その形態を維持する。またこのような発泡スチロール樹
脂から成る緩衝体を焼却すると黒煙を発生するととも
に、高温になったり溶融したりするために炉を損傷する
可能性がある。従って発泡スチロール樹脂から成る成形
体は廃棄物公害の原因になる。

【０００４】一方で水を含有する澱粉を高温高圧下で加
熱・急冷すると、発泡して軽量の成形物が得られことが
知られている。このような澱粉から成る発泡成形体は生
分解性が高く、水中に投入すると数分間で溶解してしま
う。このような澱粉の発泡成形体は硬度が高いが、弾性
が低いために脆く、成形物、とくに緩衝材としての利用
には難点がある。

【０００５】このような欠点を補うために、合成高分子
材料を澱粉に混合する研究が種々発表されている。例え
ばポリエチレンやその共重合体を澱粉に添加して発泡成
形体を得ることが提案されている。ところがポリエチレ
ンやその共重合体を添加すると、澱粉それ自体が有する
生分解性が低下し、あるいはまた失われることになる。
そこでポリエチレンに代えてポリ乳酸を澱粉に付加した
り、ポリエチレンエーテルを澱粉に付加する方法が発表
されている。ところがこのような方法によると澱粉の生
分解性を損うことがないものの、包装用の緩衝体に利用
するには価格が高くなりすぎ、経済的でなく、実用性に
問題を生ずる。

【０００６】本願発明者等は澱粉とゴムラテックスと尿
素と、さらに必要に応じてポリビニルアルコールと尿素
樹脂またはメラミン樹脂の水との混和物が澱粉の生分解
性を損わず、しかも適当な強度および弾性を有する発泡
成形体が上記混和物から得られるとともに、そのコスト
も安価であってポリスチレンの代替物としての緩衝材と
して非常に有用であることを見出した。

【０００７】本発明はこのような知見に基いてなされた
ものであって、生分解性を有し、とくに緩衝材として用
いて好適な発泡成形体、その原料および上記発泡成形体
を製造する製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】澱粉に少量のゴムラテッ
クスと尿素を加え、必要に応じてさらにポリビニルアル
コールおよび尿素の誘導体を水と混和してペレット化
し、２００℃以上で加熱し、発泡成形することによっ
て、安価でかつ十分な物性を有する発泡成形体が得られ
ることが判明した。

【０００９】澱粉を水と混和し、１００℃前後に加熱す
ると、澱粉のα化が進み、冷却して裁断するときれいな
ペレットが得られる。このようなペレットは２００℃以
上に加熱されると、体積が約４０倍に発泡し、発泡成形
体が得られる。このような成形体は強度が高いが柔軟性
に欠け、表面硬度が高すぎる欠点がある。このために緩
衝材として用いるには難点がある。

【００１０】澱粉の混和物をペレット化する際に、ゴム
ラテックス、尿素、およびこれに加えてポリビニルアル
コール、尿素樹脂またはその誘導体を少量添加すること
によって得られるペレットは、２００℃以上に加熱する
と約３０〜４０倍に発泡し、柔軟な成形体が得られる。
本発明においては、澱粉に添加されるゴムラテックスと
尿素は必須だが、その他は必要に応じて適宜組合わされ
て添加されてよい。このような発泡成形体は水中での分
解が早く、それ自身が生分解性を有するとともに、緩衝
材として有用な性質を備えている。

【００１１】このような発泡成形体に用いられる主たる
原料である澱粉は安価であり、多量に存在するために、
極めて安価な緩衝材を提供できるようになる。

【００１２】ポリビニルアルコールを添加する場合にお
いては、ポリビニルアルコールの添加割合が３０重量％
以下であることが好ましく、とくに１０重量％以下にす
るのが好ましい。ポリビニルアルコールの含有量が多く
なると発泡率が低下する。すなわちポリビニルアルコー
ルを３０重量％以上添加すると発泡倍率が約１０倍まで
低下する。ポリビニルアルコールの添加によって発泡体
の強度や柔軟性が向上するが、実用的な特性を考えた場
合には、ポリビニルアルコールを５重量％程度添加する
のが望ましい。

【００１３】また天然ゴムラテックス等のゴムラテック
スもその添加量を１５重量％以下とすることが好まし
く、１０重量％以下にすることがより好ましい。１０重
量％以上にすると成形体の発泡倍率が低下する。なお発
泡倍率の低下はポリビニルアルコール程ではないが、均
一化に難点があり、改質のためには５重量％以下の値に
抑えることがより好ましい。

【００１４】添加された尿素は２００℃以上で熱分解
し、アンモニアで変化するために、３〜２０重量％の範
囲内にすることが好ましく、効果が大きい５〜１０重量
％の範囲がより適当である。

【００１５】澱粉の発泡時に中性また酸性であると、泡
粒状の集合体になる。これに対して尿素や重曹を加えて
アルカリ性にすると、繊維状の集合体になり、その表面
は柔軟で摩擦係数が小さな発泡成形体が得られる。この
ような成形体は緩衝材として有用な物性を有することに
なる。

【００１６】尿素を添加する際に織物加工用樹脂として
知られている尿素系樹脂やメラミン樹脂を加えると、発
泡成形体の強度の向上に有効であることが認められる。
なお樹脂は純分換算で２〜１０重量％程度添加すればよ
い。このような樹脂は尿素の存在下で接着剤として機能
し、繊維状集合体を成形するのに寄与する。

【００１７】

【実施例】実施例１ 澱粉１００重量部に水２０重量部、ＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）５重量部、純分５０％の天然ゴムラテック
ス２．５重量部、尿素７．５重量部、エチレン尿素樹脂
（４０℃水溶液）３重量部を添加し、エキストリューダ
で１００℃以上で加熱混和し、冷却しながら押出し、ペ
レットに切断し、約１２０部の造粒物を得た。

【００１８】このような造粒物から成るペレットを金型
に入れ、２３０℃において３０秒間加熱すると発泡し、
体積が約４０倍の成形体を得た。この成形体は中空の繊
維状の集合体であって、表面は柔軟で摩擦係数が低く、
成形体本体に圧縮、曲げ強度ともに十分な強度を有する
ことが判明した。

【００１９】このような成形体を水中に投入すると、約
１時間で原形がなくなり、３時間後には完全に痕跡が認
められない状態に溶解した。

【００２０】実施例２ 澱粉１００重量部に水２５重量部、ＰＶＡ５重量部、純
分５０％の天然ゴムラテックス２重量部、尿素７重量
部、５０％メラミン樹脂２重量部混合し、最高温度が１
３０℃のエキストリューダで混和し、押出してペレット
状に切断し、約１２０部のペレットを得た。

【００２１】このようなペレットを２３０℃の金型内で
約３０秒間熱プレスを行なうことによって、体積が３０
〜４０倍に発泡し、金型のキャビティと同形の成形物が
得られた。このような発泡成形体は表面の摩擦係数が小
さく、圧縮に対して柔軟性を有し、曲げ強度が高く、緩
衝材として十分な物性を有することが判明した。

【００２２】実施例３ 澱粉１００重量部、水２０重量部、純分５０％の天然ゴ
ムラテックス３０重量部、尿素１０重量部、４０％エチ
レン尿素樹脂３重量部をエキストリューダで加熱混和
し、冷却切断して得た透明なペレットを２４０℃の金型
内で加熱圧縮すると、体積が約３０倍に発泡した発泡成
形体が得られた。

【００２３】なお比較例として、上記の組成中尿素のみ
を除いた混和物から成るペレットを発泡成形したとこ
ろ、３５倍以上に発泡することが判った。ところがこの
ような尿素を加えていない発泡成形体は、繊維状の集合
体ではなく、泡粒状の集合体であって表面の摩擦係数が
大きく、緩衝材として利用するには、保護される物体の
表面を傷つける恐れがあるために不適当であることが判
明した。

【００２４】実施例４ 澱粉１００重量部に水２．５重量部、ＰＶＡ５重量部、
純分５０％のエポキシ化天然ゴム３重量部、尿素３重量
部をエキストリューダで加熱混和して得られた透明なペ
レットを、２３０℃の金型内で圧縮し、繊維状発泡集合
体が得られた。発泡倍率は体積比で４０倍であって、表
面摩擦係数も小さく、十分な強度を有し、緩衝材として
十分な物性を有することが判明した。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、澱粉とゴムラテ
ックスと尿素と、さらに必要に応じてポリビニルアルコ
ールと尿素樹脂またはメラミン樹脂を添加し、これらの
水との混和物を加熱下において所定の形状に発泡成形し
て成る発泡成形体、このような発泡成形体を得るための
発泡成形体用原料、および上記のような発泡成形体の製
造方法に関するものである。本発明に係る発泡体は衝撃
吸収性能に優れるばかりでなく、表面の摩擦係数が小さ
く、圧縮に対しても柔軟性を有し、曲げ強度が高く、緩
衝材としての十分な物性をもつ発泡成形体が得られるこ
とになる。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】澱粉とゴムラテックスと尿素と水との混和
   物を加熱下において所定の形状に発泡成形して成る発泡
   成形体。
2. 【請求項２】澱粉とゴムラテックスとポリビニルアルコ
   ールと尿素と水との混和物を加熱下において所定の形状
   に発泡成形して成る発泡成形体。
3. 【請求項３】澱粉とゴムラテックスと尿素と尿素樹脂と
   水との混和物を加熱下において所定の形状に発泡成形し
   て成る発泡成形体。
4. 【請求項４】澱粉とゴムラテックスと尿素とメラミン樹
   脂と水との混和物を加熱下において所定の形状に発泡成
   形して成る発泡成形体。
5. 【請求項５】澱粉とゴムラテックスとポリビニルアルコ
   ールと尿素と尿素樹脂と水との混和物を加熱下において
   所定の形状に発泡成形して成る発泡成形体。
6. 【請求項６】澱粉とゴムラテックスとポリビニルアルコ
   ールと尿素とメラミン樹脂と水との混和物を加熱下にお
   いて所定の形状に発泡成形して成る発泡成形体。
7. 【請求項７】澱粉とゴムラテックスと尿素と水との混和
   物から成り、粒状または粉状をなす発泡成形体用原料。
8. 【請求項８】澱粉とゴムラテックスとポリビニルアルコ
   ールと尿素と水との混和物から成り、粒状または粉状を
   なす発泡成形体用原料。
9. 【請求項９】澱粉とゴムラテックスと尿素と尿素樹脂と
   水との混和物から成り、粒状または粉状をなす発泡成形
   体用原料。
10. 【請求項１０】澱粉とゴムラテックスと尿素とメラミン
    樹脂と水との混和物から成り、粒状または粉状をなす発
    泡成形体用原料。
11. 【請求項１１】澱粉とゴムラテックスとポリビニルアル
    コールと尿素と尿素樹脂と水との混和物から成り、粒状
    または粉状をなす発泡成形体用原料。
12. 【請求項１２】澱粉とゴムラテックスとポリビニルアル
    コールと尿素とメラミン樹脂と水との混和物から成り、
    粒状または粉状をなす発泡成形体用原料。
13. 【請求項１３】請求項７から請求項１２の何れかに記載
    の発泡成形体用原料を型内に収納し、加熱下で所定の形
    状に発泡成形することを特徴とする発泡成形体の製造方
    法。