JPH0632928A - 木質系発泡体およびその製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器 - Google Patents
木質系発泡体およびその製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器Info
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- JPH0632928A JPH0632928A JP22881692A JP22881692A JPH0632928A JP H0632928 A JPH0632928 A JP H0632928A JP 22881692 A JP22881692 A JP 22881692A JP 22881692 A JP22881692 A JP 22881692A JP H0632928 A JPH0632928 A JP H0632928A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生分解性、易焼却性にすぐれた発泡体、発泡
シートおよびそれからなる容器を提供すること。 【構成】 非溶液系化学修飾木材を、発泡剤を用いて発
泡してなる木質系発泡体および木質系発泡シート、前記
木質系発泡シートを成形してなる容器、非溶液系化学修
飾木材および発泡剤を含有した溶融混合物を押出発泡す
ることを特徴とする木質発泡体の製法。 【効果】 素材自体が生分解性および易焼却性を有する
ので廃棄物処理が容易であり、しかも発泡剤としてオゾ
ン層を破壊する能力がほとんどないか、またはまったく
ないものを用いたばあいには、さらに地球環境にやさし
い新規な発泡体となり、たとえば断熱材、緩衝材、食品
包装容器などの幅広い分野で応用可能なものである。
シートおよびそれからなる容器を提供すること。 【構成】 非溶液系化学修飾木材を、発泡剤を用いて発
泡してなる木質系発泡体および木質系発泡シート、前記
木質系発泡シートを成形してなる容器、非溶液系化学修
飾木材および発泡剤を含有した溶融混合物を押出発泡す
ることを特徴とする木質発泡体の製法。 【効果】 素材自体が生分解性および易焼却性を有する
ので廃棄物処理が容易であり、しかも発泡剤としてオゾ
ン層を破壊する能力がほとんどないか、またはまったく
ないものを用いたばあいには、さらに地球環境にやさし
い新規な発泡体となり、たとえば断熱材、緩衝材、食品
包装容器などの幅広い分野で応用可能なものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、木質系発泡体およびそ
の製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容
器に関する。さらに詳しくは、生分解性、易焼却性にす
ぐれ、ボード状、シート状、ブロック状などの断熱材、
緩衝材、壁材、吸音材などの各種成形体、シート状物を
真空成形、圧縮成形などによって成形された各種包装容
器などに好適な物性を付与しうる木質系発泡体の製法な
らびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器に関す
る。
の製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容
器に関する。さらに詳しくは、生分解性、易焼却性にす
ぐれ、ボード状、シート状、ブロック状などの断熱材、
緩衝材、壁材、吸音材などの各種成形体、シート状物を
真空成形、圧縮成形などによって成形された各種包装容
器などに好適な物性を付与しうる木質系発泡体の製法な
らびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、合成樹脂を用いた発泡体は、多種
多様のものが製造され、断熱材、緩衝材、食品包装容器
などの幅広い分野で活用されてきた。ところが、このよ
うな合成樹脂発泡体は、再生利用に種々の対応が求めら
れ、また焼却処分を行なうと有害なガスが発生するな
ど、その廃棄処理方法の検討がなされつつあり、地球環
境保護の立場から、使用を控えることを考慮する必要が
あるとの主張もあり、廃棄処理の容易な発泡体の開発が
望まれている。
多様のものが製造され、断熱材、緩衝材、食品包装容器
などの幅広い分野で活用されてきた。ところが、このよ
うな合成樹脂発泡体は、再生利用に種々の対応が求めら
れ、また焼却処分を行なうと有害なガスが発生するな
ど、その廃棄処理方法の検討がなされつつあり、地球環
境保護の立場から、使用を控えることを考慮する必要が
あるとの主張もあり、廃棄処理の容易な発泡体の開発が
望まれている。
【0003】一方、パルプ工業や木材工業など、木材を
原料とする工業においては、木質系廃棄物の有効利用法
の確立が急がれている。このため、エステル化またはエ
ーテル化のような簡単な化学修飾によって木材に熱可塑
性を付与し、これにより木材を含む木質系材料の新しい
形での利用が図られている。
原料とする工業においては、木質系廃棄物の有効利用法
の確立が急がれている。このため、エステル化またはエ
ーテル化のような簡単な化学修飾によって木材に熱可塑
性を付与し、これにより木材を含む木質系材料の新しい
形での利用が図られている。
【0004】たとえば、特開昭57-103804 号公報には、
エステル化やエーテル化により、木材の水酸基の一部ま
たは全部に有機基を導入する技術が開示され、このよう
にしてえられた化学修飾木材は、そのまままたは可塑剤
や各種合成高分子物質と混合して成形原料として用いう
ることが記載されている。
エステル化やエーテル化により、木材の水酸基の一部ま
たは全部に有機基を導入する技術が開示され、このよう
にしてえられた化学修飾木材は、そのまままたは可塑剤
や各種合成高分子物質と混合して成形原料として用いう
ることが記載されている。
【0005】このように、木質系材料の化学修飾により
えられる、熱可塑化木材を用いた発泡体およびその製造
方法は、特開昭61-171744 号公報、特開昭64-45440号公
報、特開昭63-61034号公報などに開示されている。しか
し、特開昭61-171744 号公報および特開昭64-45440号公
報に記載されている発泡体の製造方法は、いずれも木質
系材料を、高分子化が可能な活性基を有するたとえばフ
ェノールなどの有機溶媒に溶解させた溶液(溶液系化学
修飾木材と称する)を発泡硬化させる方法であり、こう
した有機溶媒を含有しない、すなわち溶液系でない化学
修飾木材(非溶液系化学修飾木材と称する)を用いた発
泡体の例は見られない。唯一、特開昭63-61034号公報に
開示された樹脂発泡体は、材料として水酸基の一部また
は全部に少なくとも1種の置換基を導入した非溶液系化
学修飾木材と熱可塑性合成高分子物質との混練樹脂を用
いた発泡体を開示しているが、これは熱可塑性合成高分
子物質の良好な発泡性を利用すること、および熱可塑性
合成高分子物質の発泡体の物性の改善を図るため非溶液
系化学修飾木材を添加することにあると考えられる。
えられる、熱可塑化木材を用いた発泡体およびその製造
方法は、特開昭61-171744 号公報、特開昭64-45440号公
報、特開昭63-61034号公報などに開示されている。しか
し、特開昭61-171744 号公報および特開昭64-45440号公
報に記載されている発泡体の製造方法は、いずれも木質
系材料を、高分子化が可能な活性基を有するたとえばフ
ェノールなどの有機溶媒に溶解させた溶液(溶液系化学
修飾木材と称する)を発泡硬化させる方法であり、こう
した有機溶媒を含有しない、すなわち溶液系でない化学
修飾木材(非溶液系化学修飾木材と称する)を用いた発
泡体の例は見られない。唯一、特開昭63-61034号公報に
開示された樹脂発泡体は、材料として水酸基の一部また
は全部に少なくとも1種の置換基を導入した非溶液系化
学修飾木材と熱可塑性合成高分子物質との混練樹脂を用
いた発泡体を開示しているが、これは熱可塑性合成高分
子物質の良好な発泡性を利用すること、および熱可塑性
合成高分子物質の発泡体の物性の改善を図るため非溶液
系化学修飾木材を添加することにあると考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、このような溶液系化学修飾木材を用いたり、あるい
は他の合成高分子物質との混練や混合を行なわなくても
非溶液系化学修飾木材を、通常の合成高分子物質と同様
にそのままで取扱い、発泡させることを試みた。そし
て、鋭意研究の結果、特開昭57-103804 号公報に開示さ
れているがごとき、水酸基の一部または全部に少なくと
も1種の置換基を導入した化学修飾木材を原料として用
い、蒸発型発泡剤および/または分解型発泡剤を用いる
ことにより、熱可塑性高分子物質を併用しなくても容易
に発泡させうることを見出し、本発明を完成するにいた
った。このようにしてえられた木質系発泡体は、生分解
性、易焼却性を有し、地球環境にやさしい発泡体とし
て、将来有望な発泡体であることが考えられる。
は、このような溶液系化学修飾木材を用いたり、あるい
は他の合成高分子物質との混練や混合を行なわなくても
非溶液系化学修飾木材を、通常の合成高分子物質と同様
にそのままで取扱い、発泡させることを試みた。そし
て、鋭意研究の結果、特開昭57-103804 号公報に開示さ
れているがごとき、水酸基の一部または全部に少なくと
も1種の置換基を導入した化学修飾木材を原料として用
い、蒸発型発泡剤および/または分解型発泡剤を用いる
ことにより、熱可塑性高分子物質を併用しなくても容易
に発泡させうることを見出し、本発明を完成するにいた
った。このようにしてえられた木質系発泡体は、生分解
性、易焼却性を有し、地球環境にやさしい発泡体とし
て、将来有望な発泡体であることが考えられる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、非溶液系化
学修飾木材を、発泡剤を用いて発泡してなる木質系発泡
体、非溶液系化学修飾木材および発泡剤を含有した溶
融混合物を押出発泡することを特徴とする木質系発泡体
の製法、非溶液系化学修飾木材を、発泡剤を用いて発
泡してなる木質系発泡シート、ならびに前記発泡シー
トを成形してなる容器に関する。
学修飾木材を、発泡剤を用いて発泡してなる木質系発泡
体、非溶液系化学修飾木材および発泡剤を含有した溶
融混合物を押出発泡することを特徴とする木質系発泡体
の製法、非溶液系化学修飾木材を、発泡剤を用いて発
泡してなる木質系発泡シート、ならびに前記発泡シー
トを成形してなる容器に関する。
【0008】
【作用および実施例】以下、本発明について具体的に説
明する。
明する。
【0009】化学修飾木材をうるために、木材またはセ
ルロース系材料に導入する置換基の種類および導入のた
めの反応は、目的とする樹脂化物の種類および特性に応
じて選択することができる。水酸基のエステル化やエー
テル化反応は、木材などのリグノセルロース材料やセル
ロース系材料を熱可塑化するために比較的容易に採用す
ることができる反応である。
ルロース系材料に導入する置換基の種類および導入のた
めの反応は、目的とする樹脂化物の種類および特性に応
じて選択することができる。水酸基のエステル化やエー
テル化反応は、木材などのリグノセルロース材料やセル
ロース系材料を熱可塑化するために比較的容易に採用す
ることができる反応である。
【0010】エステル化には、酸ハロゲン化物、酸無水
物、二塩基酸無水物、脂肪酸などの各種酸がエステル化
剤として使用される。また、エーテル化には、塩化メチ
ル、塩化エチル、塩化アリル、塩化ベンジル、エチレン
クロルヒドリンなどのハロゲン化物;モノクロル酢酸ナ
トリウム、モノクロル酢酸などのα- ハロゲン酸;硫酸
ジメチル、硫酸ジエチルなどのジアルキル硫酸;エチレ
ンオキシド、プロピレンオキシドなどエポキシ化合物;
アクリロニトリルなどの陰性基で活性化されたビニル化
合物;ジアゾメタン、ホルムアルデヒドなどのアルデヒ
ド類;チタニウムアルキレートなどの有機金属化合物な
どがエーテル化剤として使用される。これらの反応にお
いて、エステル化では硫酸、過塩素酸、ピリジン、塩化
亜鉛などを、エーテル化では水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムなどのアルカリを触媒として用いることができ
る。
物、二塩基酸無水物、脂肪酸などの各種酸がエステル化
剤として使用される。また、エーテル化には、塩化メチ
ル、塩化エチル、塩化アリル、塩化ベンジル、エチレン
クロルヒドリンなどのハロゲン化物;モノクロル酢酸ナ
トリウム、モノクロル酢酸などのα- ハロゲン酸;硫酸
ジメチル、硫酸ジエチルなどのジアルキル硫酸;エチレ
ンオキシド、プロピレンオキシドなどエポキシ化合物;
アクリロニトリルなどの陰性基で活性化されたビニル化
合物;ジアゾメタン、ホルムアルデヒドなどのアルデヒ
ド類;チタニウムアルキレートなどの有機金属化合物な
どがエーテル化剤として使用される。これらの反応にお
いて、エステル化では硫酸、過塩素酸、ピリジン、塩化
亜鉛などを、エーテル化では水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムなどのアルカリを触媒として用いることができ
る。
【0011】導入される有機基としては、アセチル基、
プロピオニル基、ブチリル基、バレロイル基などの脂肪
酸アシル基;カルボキシプロペノイル基などの二塩基酸
モノエステル基;ベンゾイル基、その他の芳香族アシル
基;メチル基、エチル基などの低級アルキル基;アリル
基;カルボキシメチル基;ヒドロキシエチル基などのヒ
ドロキシアルキル基;ポリオキシメチレン基、ポリオキ
シエチレングリコール基などのポリオキシアルキレング
リコール基;ベンジル基;ベンザル基;オクチル基など
の長鎖アルキル基;シアノエチル基;メチレンエーテル
基;これらの類縁基などを好適例としてあげることがで
きる。さらにこれらの有機基の2種以上、たとえばアセ
チル基とプロピオニル基や、アセチル基とブチリル基な
どを導入することも可能である。
プロピオニル基、ブチリル基、バレロイル基などの脂肪
酸アシル基;カルボキシプロペノイル基などの二塩基酸
モノエステル基;ベンゾイル基、その他の芳香族アシル
基;メチル基、エチル基などの低級アルキル基;アリル
基;カルボキシメチル基;ヒドロキシエチル基などのヒ
ドロキシアルキル基;ポリオキシメチレン基、ポリオキ
シエチレングリコール基などのポリオキシアルキレング
リコール基;ベンジル基;ベンザル基;オクチル基など
の長鎖アルキル基;シアノエチル基;メチレンエーテル
基;これらの類縁基などを好適例としてあげることがで
きる。さらにこれらの有機基の2種以上、たとえばアセ
チル基とプロピオニル基や、アセチル基とブチリル基な
どを導入することも可能である。
【0012】また、有機基に、無機基、たとえばニトロ
基や、炭素、水素、酸素、チッ素以外の原子を含む有機
基、たとえば有機金属基を導入してもよい。
基や、炭素、水素、酸素、チッ素以外の原子を含む有機
基、たとえば有機金属基を導入してもよい。
【0013】適切な置換度は、導入する置換基の種類
と、目的とする樹脂特性によって異なる。
と、目的とする樹脂特性によって異なる。
【0014】ここで、目的とする樹脂特性としては、た
とえば押出機内で溶融、混練を行なうことができるよう
にするために、熱可塑性および熱安定性が要求され、ま
た発泡の際の急激な延伸によって樹脂膜が破断せず、し
かも気化した発泡剤の蒸気圧によって延伸されうるため
に、適当な粘性が要求される。これらの樹脂特性のなか
では、化学修飾木材の熱安定性が仮りに充分であったと
しても、熱可塑性が不充分であるばあいには、溶融、混
練に耐えうるだけの熱可塑性を付与させるためには、充
分に加熱を行なう必要がある。しかしながら、このよう
に加熱をしたときには、溶融、混練に耐えうるだけの熱
可塑性が付与される前に、化学修飾木材自体の熱分解が
進行し、発泡時に樹脂膜の破断により、発泡体が黒褐色
に着色したり、独立気泡率がいちじるしく低下し、発泡
剤の逸散による発泡体の収縮を招来したりするなどの問
題が発生しやすくなるようになるので、熱可塑性がとく
に重要な特性である。
とえば押出機内で溶融、混練を行なうことができるよう
にするために、熱可塑性および熱安定性が要求され、ま
た発泡の際の急激な延伸によって樹脂膜が破断せず、し
かも気化した発泡剤の蒸気圧によって延伸されうるため
に、適当な粘性が要求される。これらの樹脂特性のなか
では、化学修飾木材の熱安定性が仮りに充分であったと
しても、熱可塑性が不充分であるばあいには、溶融、混
練に耐えうるだけの熱可塑性を付与させるためには、充
分に加熱を行なう必要がある。しかしながら、このよう
に加熱をしたときには、溶融、混練に耐えうるだけの熱
可塑性が付与される前に、化学修飾木材自体の熱分解が
進行し、発泡時に樹脂膜の破断により、発泡体が黒褐色
に着色したり、独立気泡率がいちじるしく低下し、発泡
剤の逸散による発泡体の収縮を招来したりするなどの問
題が発生しやすくなるようになるので、熱可塑性がとく
に重要な特性である。
【0015】ここで、化学修飾木材の熱可塑性は、該化
学修飾木材の熱可塑化が行なわれる温度範囲内におい
て、該化学修飾木材が熱分解しないように付与されれば
よい。
学修飾木材の熱可塑化が行なわれる温度範囲内におい
て、該化学修飾木材が熱分解しないように付与されれば
よい。
【0016】したがって、本発明においては、化学修飾
木材が熱分解する温度に達する前に、発泡化に充分な熱
可塑性を呈する化学修飾木材を用いることが好ましい。
木材が熱分解する温度に達する前に、発泡化に充分な熱
可塑性を呈する化学修飾木材を用いることが好ましい。
【0017】本発明で用いられる化学修飾木材は、発泡
化に充分な程度の熱可塑性を有しうるものであれば、本
質的にはその化学修飾法または化学修飾される材料によ
って制限されないので、ベンジル化に代表されるエーテ
ル化、アセチル化に代表されるエステル化による化学修
飾法によりえられた化学修飾木材が良好な適用可能性を
示すが、エーテル化により修飾された木材またはセルロ
ース系材料、とくにベンジル化木材、ベンジル化セルロ
ース、ベンジル基と類縁基で化学修飾された木材または
セルロース系材料、エステル化により修飾された木材ま
たはセルロース系材料、とくにアセチル化木材、アセチ
ル化セルロース、アセチル基と類縁基で化学修飾された
木材またはセルロース系材料が好ましく用いられる。
化に充分な程度の熱可塑性を有しうるものであれば、本
質的にはその化学修飾法または化学修飾される材料によ
って制限されないので、ベンジル化に代表されるエーテ
ル化、アセチル化に代表されるエステル化による化学修
飾法によりえられた化学修飾木材が良好な適用可能性を
示すが、エーテル化により修飾された木材またはセルロ
ース系材料、とくにベンジル化木材、ベンジル化セルロ
ース、ベンジル基と類縁基で化学修飾された木材または
セルロース系材料、エステル化により修飾された木材ま
たはセルロース系材料、とくにアセチル化木材、アセチ
ル化セルロース、アセチル基と類縁基で化学修飾された
木材またはセルロース系材料が好ましく用いられる。
【0018】前記ベンジル基の類縁基としては、たとえ
ばベンゾイル基などの芳香族アシル基や狭義のベンジル
基やベンゾイル基に不活性置換基が結合した基などがあ
る。もちろん、これらベンジル基またはその類縁基は適
宜2種類以上を導入してもよく、またカルボキシメチル
基などの他種の置換基をさらに導入してもよい。
ばベンゾイル基などの芳香族アシル基や狭義のベンジル
基やベンゾイル基に不活性置換基が結合した基などがあ
る。もちろん、これらベンジル基またはその類縁基は適
宜2種類以上を導入してもよく、またカルボキシメチル
基などの他種の置換基をさらに導入してもよい。
【0019】また、前記アセチル基の類縁基としては、
プロピオニル基、ブチリル基などの脂肪族カルボン酸エ
ステルなどがある。もちろん、これらアセチル基または
その類縁基は適宜2種類以上を導入してもよい。
プロピオニル基、ブチリル基などの脂肪族カルボン酸エ
ステルなどがある。もちろん、これらアセチル基または
その類縁基は適宜2種類以上を導入してもよい。
【0020】以下では主にベンジル化木材およびベンジ
ル化セルロースならびにアセチル化木材およびアセチル
化セルロースを例に説明するが、前記したように、本発
明で用いうる化学修飾木材は、これらに限定されるもの
ではない。
ル化セルロースならびにアセチル化木材およびアセチル
化セルロースを例に説明するが、前記したように、本発
明で用いうる化学修飾木材は、これらに限定されるもの
ではない。
【0021】ベンジル化は、木材およびセルロース系材
料のエーテル化反応の1つであり、またアセチル化は、
木材およびセルロース系材料のエステル化反応の1つで
あるが、木材などのリグノセルロース材料を熱可塑化改
質するために比較的容易に採用することができる化学修
飾反応である。とくにアセチル化セルロースは、繊維、
煙草フィルターチップ、プラスチック、フィルム、塗料
などの多岐の用途にわたってすでに実用化されている。
料のエーテル化反応の1つであり、またアセチル化は、
木材およびセルロース系材料のエステル化反応の1つで
あるが、木材などのリグノセルロース材料を熱可塑化改
質するために比較的容易に採用することができる化学修
飾反応である。とくにアセチル化セルロースは、繊維、
煙草フィルターチップ、プラスチック、フィルム、塗料
などの多岐の用途にわたってすでに実用化されている。
【0022】前記エーテル化には、通常塩化ベンジルが
改質剤として用いられ、またエステル化には、通常無水
酢酸がアセチル化剤として用いられる。
改質剤として用いられ、またエステル化には、通常無水
酢酸がアセチル化剤として用いられる。
【0023】原料となる木材またはパルプ、セルロース
などのセルロース系材料は、10〜400 メッシュ、好まし
くは40〜200 メッシュ程度に粉砕されたものを用いるの
が好適である。10メッシュ以下の粉砕では材料粉体の粒
子が大きく、反応が不均一になるかまたは反応性が低下
し、400 メッシュをこえる粉砕では、粉砕に要する時間
が長くなりすぎるため、好ましくない。また、化学修飾
を行なう前に、材料は充分に乾燥しておくほうが好まし
い。
などのセルロース系材料は、10〜400 メッシュ、好まし
くは40〜200 メッシュ程度に粉砕されたものを用いるの
が好適である。10メッシュ以下の粉砕では材料粉体の粒
子が大きく、反応が不均一になるかまたは反応性が低下
し、400 メッシュをこえる粉砕では、粉砕に要する時間
が長くなりすぎるため、好ましくない。また、化学修飾
を行なう前に、材料は充分に乾燥しておくほうが好まし
い。
【0024】ベンジル化反応は、あらかじめ高濃度の水
酸化ナトリウム水溶液の適量添加により、充分にマーセ
ル化を行なった木材またはセルロース系材料に、塩化ベ
ンジルを加えることにより行なうか、または過剰量のイ
ソプロパノール中に木材またはセルロース系材料を懸濁
させ、水酸化ナトリウム水溶液と塩化ベンジルを滴下す
る溶媒法など、通常用いられる方法を適宜用いて反応を
行なうことができ、またこのとき、テトラメチルアンモ
ニウムクロライドなどの触媒をさらに滴下して反応を行
なうと、反応をより円滑に進行させることができる。
酸化ナトリウム水溶液の適量添加により、充分にマーセ
ル化を行なった木材またはセルロース系材料に、塩化ベ
ンジルを加えることにより行なうか、または過剰量のイ
ソプロパノール中に木材またはセルロース系材料を懸濁
させ、水酸化ナトリウム水溶液と塩化ベンジルを滴下す
る溶媒法など、通常用いられる方法を適宜用いて反応を
行なうことができ、またこのとき、テトラメチルアンモ
ニウムクロライドなどの触媒をさらに滴下して反応を行
なうと、反応をより円滑に進行させることができる。
【0025】ベンジル化を行なった木材またはセルロー
ス系材料は、たとえばメタノールおよび水を交互に加え
るなどの方法により充分に洗浄したのち、さらに充分に
乾燥させる。
ス系材料は、たとえばメタノールおよび水を交互に加え
るなどの方法により充分に洗浄したのち、さらに充分に
乾燥させる。
【0026】このようにしてえられるベンジル化された
化学修飾木材には、置換度に応じた熱可塑性が付与され
る。ベンジル化木材またはベンジル化セルロースのばあ
い、ベンジル化による重量増加率が40%以上、好ましく
は55%以上となれば、単独で熱流動しうるものとなる。
化学修飾木材には、置換度に応じた熱可塑性が付与され
る。ベンジル化木材またはベンジル化セルロースのばあ
い、ベンジル化による重量増加率が40%以上、好ましく
は55%以上となれば、単独で熱流動しうるものとなる。
【0027】しかしながら、かかるベンジル化による重
量増加率が55%以上のばあいであっても、なお溶融、混
練のために必要であると考えられる200 ℃以上の温度で
ベンジル化木材やベンジル化セルロースの熱分解が生じ
ることがありうることが本発明者らの研究により明らか
になった。
量増加率が55%以上のばあいであっても、なお溶融、混
練のために必要であると考えられる200 ℃以上の温度で
ベンジル化木材やベンジル化セルロースの熱分解が生じ
ることがありうることが本発明者らの研究により明らか
になった。
【0028】そこで、本発明者らは、ベンジル化木材や
ベンジル化セルロースの溶融、混練を、それらの熱分解
をなくしてより一層向上せしめるべくさらに研究を重ね
た。その結果、ベンジル化木材やベンジル化セルロース
に対する溶解性が良好で、これにより可塑性をより一層
付与しうる発泡剤を用いることによって、同一温度であ
ってもベンジル化木材やベンジル化セルロースの溶融粘
度を下げ、200 ℃にまで加熱しなくても溶融、混練が可
能ではないかと考えられ、かかる着眼点にもとづいて研
究したところ、驚くべきことに、特定のSP値を有する
発泡剤を用いたばあいには、比較的低温領域において溶
融、混練が可能となり、とくに本発明において好ましい
ことが見出された。
ベンジル化セルロースの溶融、混練を、それらの熱分解
をなくしてより一層向上せしめるべくさらに研究を重ね
た。その結果、ベンジル化木材やベンジル化セルロース
に対する溶解性が良好で、これにより可塑性をより一層
付与しうる発泡剤を用いることによって、同一温度であ
ってもベンジル化木材やベンジル化セルロースの溶融粘
度を下げ、200 ℃にまで加熱しなくても溶融、混練が可
能ではないかと考えられ、かかる着眼点にもとづいて研
究したところ、驚くべきことに、特定のSP値を有する
発泡剤を用いたばあいには、比較的低温領域において溶
融、混練が可能となり、とくに本発明において好ましい
ことが見出された。
【0029】ここで、SP値とは、ソリュビリティ・パ
ラメーター(Solubility Parameter)を意味し、2種類の
物質の相溶性の目安として当該技術分野において通常使
用されている指標であるが、一般に2種類の物質のそれ
ぞれのSP値が等しいか、あるいはおたがいに近接して
いるばあいには、相用性が良好であることが知られてい
る。
ラメーター(Solubility Parameter)を意味し、2種類の
物質の相溶性の目安として当該技術分野において通常使
用されている指標であるが、一般に2種類の物質のそれ
ぞれのSP値が等しいか、あるいはおたがいに近接して
いるばあいには、相用性が良好であることが知られてい
る。
【0030】本発明に用いられる発泡剤において、200
℃以下の温度で溶融、混練を可能とするために好適な発
泡剤のSP値としては、6.5 以上、好ましくは6.7 以
上、さらに好ましくは6.8 以上であることが望ましい。
℃以下の温度で溶融、混練を可能とするために好適な発
泡剤のSP値としては、6.5 以上、好ましくは6.7 以
上、さらに好ましくは6.8 以上であることが望ましい。
【0031】本発明において用いられる発泡剤として
は、たとえばクロロジフルオロメタン、ジクロロジフル
オロエタン、1,1-ジクロロ-2,2,2- トリフルオロエタン
(HCFC-123と称される)、2-クロロ-1,1,1,2- テトラフ
ルオロエタン、1,1,1-トリフルオロ-2- クロロエタン、
1,1-ジクロロ-1- フルオロエタン(HCFC-141b と称され
る)、1-クロロ-1,1- ジフルオロエタン(HCFC-142b と
称される)、ジフルオロエタン、1,1,2-トリフルオロエ
タン、1,1,1-トリフルオロエタン、1,1,2,2-テトラフル
オロエタン、1,1,1,2-テトラフルオロエタン、オクタフ
ルオロプロパン、1,1,1-トリフルオロプロパン、2,2-ジ
フルオロプロパン、塩化メチル、塩化エチルなどのハロ
ゲン化炭化水素類;メタン、エタン、エチレン、プロパ
ン、プロピレン、n-ブタン、i-ブタン、ブチレン、n-ペ
ンタン、i-ペンタン、ネオペンタン、n-ヘキサン、シク
ロヘキサン、ヘプタンなどの低級脂肪族炭化水素などの
蒸発型発泡剤およびその混合物;アゾジカルボンアミ
ド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼ
ン、 N,N´- ジニトロソペンタメチレンテトラミン、p-
トルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒ
ドラジド、重曹、重曹/クエン酸混合物、炭酸アンモニ
ウム、硝酸ナトリウムなどの分解型発泡剤およびこれら
の混合物などがあげられる。
は、たとえばクロロジフルオロメタン、ジクロロジフル
オロエタン、1,1-ジクロロ-2,2,2- トリフルオロエタン
(HCFC-123と称される)、2-クロロ-1,1,1,2- テトラフ
ルオロエタン、1,1,1-トリフルオロ-2- クロロエタン、
1,1-ジクロロ-1- フルオロエタン(HCFC-141b と称され
る)、1-クロロ-1,1- ジフルオロエタン(HCFC-142b と
称される)、ジフルオロエタン、1,1,2-トリフルオロエ
タン、1,1,1-トリフルオロエタン、1,1,2,2-テトラフル
オロエタン、1,1,1,2-テトラフルオロエタン、オクタフ
ルオロプロパン、1,1,1-トリフルオロプロパン、2,2-ジ
フルオロプロパン、塩化メチル、塩化エチルなどのハロ
ゲン化炭化水素類;メタン、エタン、エチレン、プロパ
ン、プロピレン、n-ブタン、i-ブタン、ブチレン、n-ペ
ンタン、i-ペンタン、ネオペンタン、n-ヘキサン、シク
ロヘキサン、ヘプタンなどの低級脂肪族炭化水素などの
蒸発型発泡剤およびその混合物;アゾジカルボンアミ
ド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼ
ン、 N,N´- ジニトロソペンタメチレンテトラミン、p-
トルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒ
ドラジド、重曹、重曹/クエン酸混合物、炭酸アンモニ
ウム、硝酸ナトリウムなどの分解型発泡剤およびこれら
の混合物などがあげられる。
【0032】また、これらのほかに二酸化炭素(C
O2 )、水(H2 O)、チッ素(N2 )などを発泡剤ま
たは発泡助剤として用いてもよい。
O2 )、水(H2 O)、チッ素(N2 )などを発泡剤ま
たは発泡助剤として用いてもよい。
【0033】前記発泡剤のなかで、SP値が6.5 以上の
ものとしては、たとえばHCFC-142b(SP値6.8 )、n-
ブタン(SP値6.8 )、n-ペンタン(SP値7.0 )、HC
FC-123(SP値7.3 )、HCFC-141b の(SP値7.6 )、
シクロヘキサン(SP値8.2)、塩化メチル(SP値9.7
)などがあげられる。
ものとしては、たとえばHCFC-142b(SP値6.8 )、n-
ブタン(SP値6.8 )、n-ペンタン(SP値7.0 )、HC
FC-123(SP値7.3 )、HCFC-141b の(SP値7.6 )、
シクロヘキサン(SP値8.2)、塩化メチル(SP値9.7
)などがあげられる。
【0034】前記SP値が6.5 以上の発泡剤を用いて20
0 ℃以下の温度で容易に溶融、混練することができるよ
うにするためには、該発泡剤の使用量は、ベンジル化木
材および/またはベンジル化セルロース100 部(重量
部、以下同様)に対して0.5 部以上、好ましくは1部以
上とすることが望ましい。
0 ℃以下の温度で容易に溶融、混練することができるよ
うにするためには、該発泡剤の使用量は、ベンジル化木
材および/またはベンジル化セルロース100 部(重量
部、以下同様)に対して0.5 部以上、好ましくは1部以
上とすることが望ましい。
【0035】なお、ベンジル化セルロース以外の化学修
飾木材、たとえばアセチル化セルロースを200 〜245 ℃
に加熱すると分解を生じることがあるので(丸澤廣、宇
田和夫著、「プラスチック材料講座17・繊維素系樹
脂」、日刊工業新聞(株)、1970年、72〜73頁)、これ
らのばあいにも前記と同様にSP値が6.5 以上の発泡剤
を用いることが好ましい。
飾木材、たとえばアセチル化セルロースを200 〜245 ℃
に加熱すると分解を生じることがあるので(丸澤廣、宇
田和夫著、「プラスチック材料講座17・繊維素系樹
脂」、日刊工業新聞(株)、1970年、72〜73頁)、これ
らのばあいにも前記と同様にSP値が6.5 以上の発泡剤
を用いることが好ましい。
【0036】また、発泡剤の溶解による化学修飾木材の
溶融粘度の低下量は、化学修飾木材の置換基の種類およ
びその置換度、発泡剤の種類およびその使用量などによ
って変化するが、一般に溶解性が高いものほど少ない使
用量で溶融粘度を大きく低下させることがきるものと期
待することができ、溶解性が低いものほど同一の溶融粘
度の低下効果を発現せしめるためには、より多量に発泡
剤を使用しなければならなくなるものと考えられる。
溶融粘度の低下量は、化学修飾木材の置換基の種類およ
びその置換度、発泡剤の種類およびその使用量などによ
って変化するが、一般に溶解性が高いものほど少ない使
用量で溶融粘度を大きく低下させることがきるものと期
待することができ、溶解性が低いものほど同一の溶融粘
度の低下効果を発現せしめるためには、より多量に発泡
剤を使用しなければならなくなるものと考えられる。
【0037】また、前記したことからも明らかなよう
に、化学修飾木材が熱分解しないようにして溶融、混練
しうるだけの熱可塑性効果を期待しうるのであれば、そ
の手段は、前記したような特定のSP値を有する発泡剤
を選択するという手段のみに限定されない。その一例と
しては、たとえば溶融混合物中に可塑剤を含有させた
り、熱可塑性高分子物質を配合するなどの手段があげら
れ、これらの手段を同時に採用することもできる。
に、化学修飾木材が熱分解しないようにして溶融、混練
しうるだけの熱可塑性効果を期待しうるのであれば、そ
の手段は、前記したような特定のSP値を有する発泡剤
を選択するという手段のみに限定されない。その一例と
しては、たとえば溶融混合物中に可塑剤を含有させた
り、熱可塑性高分子物質を配合するなどの手段があげら
れ、これらの手段を同時に採用することもできる。
【0038】前記可塑剤としては、たとえばフタル酸ジ
メチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタ
ル酸ジブチル、フタル酸ジアミン、フタル酸ジメトキシ
エチルなどのフタル酸エステル;リン酸トリブチル、リ
ン酸トリフェニル、リン酸トリクレジルなどのリン酸エ
ステル;セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セ
バシン酸ジオクチルなどのセバシン酸エステル;アジピ
ン酸ジオクチル、アジピン酸ブチルベンジルなどのアジ
ピン酸エステル;クエン酸トリブチル、クエン酸トリ-2
- エチルヘキシル、クエン酸アセチルトリブチル、クエ
ン酸アセチルトリオクチルなどのクエン酸エステル;酒
石酸ジイソブチル、ステアリン酸ブチル、オレイン酸ブ
チル;エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタ
リルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコ
レートなどのグリコール酸誘導体;トルエンエチルスル
ホンアミド、o-クレジル-p- トルエンスルホンアミド、
シクロヘキシル-p- トルエンスルホンアミドなどのスル
ホンアミド;大豆油、ひまし油、ショウノウなどの可塑
剤をいずれも好適に用いることができる。また、これら
の可塑剤はそれぞれ単独で用いてもよく、たとえばフタ
ル酸ジメチルとフタル酸ジエチルのように2種以上を混
合して用いてもよい。
メチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタ
ル酸ジブチル、フタル酸ジアミン、フタル酸ジメトキシ
エチルなどのフタル酸エステル;リン酸トリブチル、リ
ン酸トリフェニル、リン酸トリクレジルなどのリン酸エ
ステル;セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セ
バシン酸ジオクチルなどのセバシン酸エステル;アジピ
ン酸ジオクチル、アジピン酸ブチルベンジルなどのアジ
ピン酸エステル;クエン酸トリブチル、クエン酸トリ-2
- エチルヘキシル、クエン酸アセチルトリブチル、クエ
ン酸アセチルトリオクチルなどのクエン酸エステル;酒
石酸ジイソブチル、ステアリン酸ブチル、オレイン酸ブ
チル;エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタ
リルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコ
レートなどのグリコール酸誘導体;トルエンエチルスル
ホンアミド、o-クレジル-p- トルエンスルホンアミド、
シクロヘキシル-p- トルエンスルホンアミドなどのスル
ホンアミド;大豆油、ひまし油、ショウノウなどの可塑
剤をいずれも好適に用いることができる。また、これら
の可塑剤はそれぞれ単独で用いてもよく、たとえばフタ
ル酸ジメチルとフタル酸ジエチルのように2種以上を混
合して用いてもよい。
【0039】溶融混合物中における可塑剤の含有量は、
素材の改質による発泡適性によって判断されるが、好ま
しくは50重量%未満であり、さらに好ましくは10〜40重
量%である。可塑剤の含有量が50重量%以上となると、
化学修飾木材に対する可塑剤の混合による粘度特性の変
化量が大きくなって、同一温度における粘度が低くなり
すぎ、また低分子量化合物である可塑剤の増加に伴っ
て、化学修飾木材/可塑剤混合物の平均分子量が小さく
なるため、発泡化に適さなくなる傾向がある。
素材の改質による発泡適性によって判断されるが、好ま
しくは50重量%未満であり、さらに好ましくは10〜40重
量%である。可塑剤の含有量が50重量%以上となると、
化学修飾木材に対する可塑剤の混合による粘度特性の変
化量が大きくなって、同一温度における粘度が低くなり
すぎ、また低分子量化合物である可塑剤の増加に伴っ
て、化学修飾木材/可塑剤混合物の平均分子量が小さく
なるため、発泡化に適さなくなる傾向がある。
【0040】前記したもののほかにも混合しうる物質と
しては、熱可塑性高分子物質があげられるが、発泡化に
適した粘弾性を阻害しないか、適度の粘弾性を付与しう
るものであるのなら、該熱可塑性高分子物質の種類や
量、化学修飾法などにはとくに限定がない。しかしなが
ら、本発明の目的である化学修飾木材が溶融混合物の主
原料であることが望ましく、その効果を減少させない範
囲内にとどめる必要があり、また化学修飾木材と熱可塑
性高分子物質との相溶性が高いことが望ましい。化学修
飾木材と熱可塑性高分子物質との相溶性が低いばあいに
は、溶融混合物が均一でなくなり、発泡性が低下するよ
うになる。
しては、熱可塑性高分子物質があげられるが、発泡化に
適した粘弾性を阻害しないか、適度の粘弾性を付与しう
るものであるのなら、該熱可塑性高分子物質の種類や
量、化学修飾法などにはとくに限定がない。しかしなが
ら、本発明の目的である化学修飾木材が溶融混合物の主
原料であることが望ましく、その効果を減少させない範
囲内にとどめる必要があり、また化学修飾木材と熱可塑
性高分子物質との相溶性が高いことが望ましい。化学修
飾木材と熱可塑性高分子物質との相溶性が低いばあいに
は、溶融混合物が均一でなくなり、発泡性が低下するよ
うになる。
【0041】前記熱可塑性高分子物質としては、たとえ
ばポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロ
ピレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などがあげられ、こ
れらのなかではポリスチレン系樹脂をとくに好適に使用
しうる。かかるポリスチレン系樹脂としては、たとえば
ポリスチレンをはじめ、ポリスチレンまたはスチレンと
α−メチルスチレン、無水マレイン酸、アクリル酸、ア
クリル酸エステル、メタクリル酸やメタクリル酸エステ
ル、ポリオレフィンなどとを共重合したものやポリスチ
レンにスチレン・ブタジエンゴム(SBR)などを適宜
添加して改質したものなどがあげられる。
ばポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロ
ピレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などがあげられ、こ
れらのなかではポリスチレン系樹脂をとくに好適に使用
しうる。かかるポリスチレン系樹脂としては、たとえば
ポリスチレンをはじめ、ポリスチレンまたはスチレンと
α−メチルスチレン、無水マレイン酸、アクリル酸、ア
クリル酸エステル、メタクリル酸やメタクリル酸エステ
ル、ポリオレフィンなどとを共重合したものやポリスチ
レンにスチレン・ブタジエンゴム(SBR)などを適宜
添加して改質したものなどがあげられる。
【0042】また、さらに本発明においては、溶融、混
練に必要な温度(200 ℃以上)に加熱したばあいであっ
ても、熱分解しないようにするために、化学修飾木材に
熱安定性を付与させるようにしてもよい。このような方
法としては、たとえば化学修飾木材を含有する溶融混合
物に安定剤を含有させる方法があげられる。
練に必要な温度(200 ℃以上)に加熱したばあいであっ
ても、熱分解しないようにするために、化学修飾木材に
熱安定性を付与させるようにしてもよい。このような方
法としては、たとえば化学修飾木材を含有する溶融混合
物に安定剤を含有させる方法があげられる。
【0043】前記安定剤としては、たとえば2塩基性ス
テアリン鉛などの鉛塩;オクチル錫マレエートなどの有
機錫;エポキシ化大豆油などのエポキシ類;ヒンダード
フェノール系などの抗酸化剤などを好適に用いることが
できる。これらの安定剤もまた、えられる発泡体の要求
物性を阻害しない範囲において、それぞれ単独で用いて
もよく、2種以上を混合して用いてもよい。
テアリン鉛などの鉛塩;オクチル錫マレエートなどの有
機錫;エポキシ化大豆油などのエポキシ類;ヒンダード
フェノール系などの抗酸化剤などを好適に用いることが
できる。これらの安定剤もまた、えられる発泡体の要求
物性を阻害しない範囲において、それぞれ単独で用いて
もよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0044】なお、本発明においては、これら可塑剤お
よび安定剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また混合
して用いてもよい。
よび安定剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また混合
して用いてもよい。
【0045】また、えられる発泡体の要求物性を阻害し
ない範囲においてタルク、ケイ酸カルシウム、インジ
ゴ、シリカ;ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カ
ルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バ
リウム、ステアリン酸カリウムなどの高級脂肪酸金属塩
を気泡調整剤として加えたばあいには、より好適な発泡
性を付与することができる。該気泡調整剤は、それぞれ
単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよ
い。
ない範囲においてタルク、ケイ酸カルシウム、インジ
ゴ、シリカ;ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カ
ルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バ
リウム、ステアリン酸カリウムなどの高級脂肪酸金属塩
を気泡調整剤として加えたばあいには、より好適な発泡
性を付与することができる。該気泡調整剤は、それぞれ
単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよ
い。
【0046】また、アセチル化を行なうばあいには、ア
セチル化反応に先立ち、原料である木材またはセルロー
ス系材料は、酢酸、無水酢酸、トリフルオロ酢酸などを
加えることにより活性化される。つぎにアセチル化反応
は、さらに適量の無水酢酸を加えることにより行なうこ
とができる。このとき、希釈剤として、酢酸、塩化メチ
レン、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素、石油エーテ
ル、触媒として硫酸、過塩素酸、酢酸ナトリウム、ピリ
ジン、尿素、硫酸アンモニア、種々のスルホン酸、スル
ホ酢酸、塩化アルミニウムなどを用いると反応性が高く
なるので、好適である。
セチル化反応に先立ち、原料である木材またはセルロー
ス系材料は、酢酸、無水酢酸、トリフルオロ酢酸などを
加えることにより活性化される。つぎにアセチル化反応
は、さらに適量の無水酢酸を加えることにより行なうこ
とができる。このとき、希釈剤として、酢酸、塩化メチ
レン、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素、石油エーテ
ル、触媒として硫酸、過塩素酸、酢酸ナトリウム、ピリ
ジン、尿素、硫酸アンモニア、種々のスルホン酸、スル
ホ酢酸、塩化アルミニウムなどを用いると反応性が高く
なるので、好適である。
【0047】アセチル化を行なった木材またはセルロー
ス系材料は、酢酸水溶液および/または水を加えて酢化
度を調節したのち、所定濃度の酢酸水溶液を加えて析出
させ、充分に洗浄、乾燥を行なうことが好ましい。
ス系材料は、酢酸水溶液および/または水を加えて酢化
度を調節したのち、所定濃度の酢酸水溶液を加えて析出
させ、充分に洗浄、乾燥を行なうことが好ましい。
【0048】このようにしてえられるアセチル化された
化学修飾木材には、置換度に応じた熱可塑性が付与され
る。アセチル化木材またはアセチル化セルロースのばあ
い、酢化度が30%以上、好ましくは50%以上となれば、
発泡に好適に供しうる。
化学修飾木材には、置換度に応じた熱可塑性が付与され
る。アセチル化木材またはアセチル化セルロースのばあ
い、酢化度が30%以上、好ましくは50%以上となれば、
発泡に好適に供しうる。
【0049】以下、押出法による木質系発泡体の製法に
ついて詳述する。
ついて詳述する。
【0050】前記非溶液系化学修飾木材を主原料とし、
気泡調整剤、可塑剤、安定剤などを含む混合物を加熱溶
融混練する際の加熱温度、溶融混練時間および溶融混練
手段については、非溶液系化学修飾木材の熱分解が生じ
ない範囲であるかぎりとくに限定はないが、加熱温度は
非溶液系化学修飾木材を含有する混合物が溶融する温度
以上であればよい。非溶液系化学修飾木材を含有する混
合物の溶融温度は、導入される置換基の種類および置換
度、化学修飾される材料、可塑剤の種類と量、安定剤の
種類と量などによって決定される。溶融混練時間は、単
位時間あたりの押出量、溶融混練手段などによって異な
るので一概には決定することができないが、通常非溶液
系化学修飾木材を主原料として含有する混合物が均一に
分散されるに要する時間が選ばれる。また溶融混練手段
としては、たとえばスクリュータイプの押出機などがあ
げられるが、通常の押出発泡に用いられるものであれば
とくに限定はない。
気泡調整剤、可塑剤、安定剤などを含む混合物を加熱溶
融混練する際の加熱温度、溶融混練時間および溶融混練
手段については、非溶液系化学修飾木材の熱分解が生じ
ない範囲であるかぎりとくに限定はないが、加熱温度は
非溶液系化学修飾木材を含有する混合物が溶融する温度
以上であればよい。非溶液系化学修飾木材を含有する混
合物の溶融温度は、導入される置換基の種類および置換
度、化学修飾される材料、可塑剤の種類と量、安定剤の
種類と量などによって決定される。溶融混練時間は、単
位時間あたりの押出量、溶融混練手段などによって異な
るので一概には決定することができないが、通常非溶液
系化学修飾木材を主原料として含有する混合物が均一に
分散されるに要する時間が選ばれる。また溶融混練手段
としては、たとえばスクリュータイプの押出機などがあ
げられるが、通常の押出発泡に用いられるものであれば
とくに限定はない。
【0051】本発明の製法によってえられる木質系発泡
体の特性、すなわち非溶液系化学修飾木材を主原料とす
る溶融混合物の発泡性は、えられた発泡体の発泡倍率お
よび独立気泡率によって示される。
体の特性、すなわち非溶液系化学修飾木材を主原料とす
る溶融混合物の発泡性は、えられた発泡体の発泡倍率お
よび独立気泡率によって示される。
【0052】発泡倍率は、後述する水没法により求める
ことができる。
ことができる。
【0053】また、独立気泡率は、発泡体を構成する個
々の気泡がそれぞれ樹脂膜によって独立しているかどう
かを示す指標であり、ASTM D 2856 に基づき、東芝ベッ
クマン(株)製、空気比較式比重計などを用いて測定す
ることができる。
々の気泡がそれぞれ樹脂膜によって独立しているかどう
かを示す指標であり、ASTM D 2856 に基づき、東芝ベッ
クマン(株)製、空気比較式比重計などを用いて測定す
ることができる。
【0054】本発明の製法によってえられる木質系発泡
体の発泡倍率は、該木質系発泡体の用途に応じて適宜調
整すればよいが、100 倍以下、好ましくは60倍以下、さ
らに好ましくは3〜30倍であることが望ましい。かかる
発泡倍率が前記範囲外のばあいには、えられる木質系発
泡体の機械的強度、断熱性、コスト、成形性がわるくな
る傾向がある。
体の発泡倍率は、該木質系発泡体の用途に応じて適宜調
整すればよいが、100 倍以下、好ましくは60倍以下、さ
らに好ましくは3〜30倍であることが望ましい。かかる
発泡倍率が前記範囲外のばあいには、えられる木質系発
泡体の機械的強度、断熱性、コスト、成形性がわるくな
る傾向がある。
【0055】また、前記木質系発泡体の独立気泡率は、
たとえば断熱材や各種包装容器などとして使用するため
には、50%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましく
は90%以上であることが望ましい。かかる独立気泡率が
前記下限値よりも小さいばあいには、発泡体の機械的強
度、断熱性が低下するようになる。一方、壁材、吸音材
などとして使用するばあいには、独立気泡率は、50%以
下、好ましくは40%以下であることが望ましい。かかる
独立気泡率が前記上限値よりも大きいばあいには、吸音
性、吸水性などが低下するようになる。ただし、このば
あいの前提条件として、発泡体を構成する高分子物質の
加熱などによる分解は充分に防がれていることがあげら
れる。すなわち、前記のごとき熱分解防止策を講じたの
ち、発泡時の温度を調整するなどの手段により独立気泡
率を調整する(一般に発泡時の樹脂温度は、溶融混練時
の樹脂温度にくらべて低い)。
たとえば断熱材や各種包装容器などとして使用するため
には、50%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましく
は90%以上であることが望ましい。かかる独立気泡率が
前記下限値よりも小さいばあいには、発泡体の機械的強
度、断熱性が低下するようになる。一方、壁材、吸音材
などとして使用するばあいには、独立気泡率は、50%以
下、好ましくは40%以下であることが望ましい。かかる
独立気泡率が前記上限値よりも大きいばあいには、吸音
性、吸水性などが低下するようになる。ただし、このば
あいの前提条件として、発泡体を構成する高分子物質の
加熱などによる分解は充分に防がれていることがあげら
れる。すなわち、前記のごとき熱分解防止策を講じたの
ち、発泡時の温度を調整するなどの手段により独立気泡
率を調整する(一般に発泡時の樹脂温度は、溶融混練時
の樹脂温度にくらべて低い)。
【0056】また、本発明の発泡シートの独立気泡率
は、60%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは
90%以上であることが望ましい。かかる独立気泡率が前
記下限値よりも小さいばあいには、発泡シートの機械的
強度、断熱性が低下し、該発泡シートから成形された容
器内に水を入れると、その水が外部ににじみ出しやすく
なる傾向がある。
は、60%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは
90%以上であることが望ましい。かかる独立気泡率が前
記下限値よりも小さいばあいには、発泡シートの機械的
強度、断熱性が低下し、該発泡シートから成形された容
器内に水を入れると、その水が外部ににじみ出しやすく
なる傾向がある。
【0057】本発明の木質系発泡体の製法においては、
押出発泡法を採用しうるので、木質系発泡体を連続して
成形することができ、したがって経済面、生産効率が良
好となる。
押出発泡法を採用しうるので、木質系発泡体を連続して
成形することができ、したがって経済面、生産効率が良
好となる。
【0058】また、押出発泡用装置の例としては、たと
えばタンデム型押出発泡装置などがあげられる。また成
形用ダイの例としては、たとえばサーキュラーダイ、T
ダイ、スリットダイなどがあげられる。
えばタンデム型押出発泡装置などがあげられる。また成
形用ダイの例としては、たとえばサーキュラーダイ、T
ダイ、スリットダイなどがあげられる。
【0059】また、本発明の発泡シートの厚さは0.5mm
以上、好ましくは0.7 〜20mm、さらに好ましくは1〜10
mmであることが望ましい。かかる厚さが0.5mm 未満であ
るばあいには、発泡シートの機械的強度、断熱性などが
低下する傾向がある。
以上、好ましくは0.7 〜20mm、さらに好ましくは1〜10
mmであることが望ましい。かかる厚さが0.5mm 未満であ
るばあいには、発泡シートの機械的強度、断熱性などが
低下する傾向がある。
【0060】かかる発泡シートを成形して、たとえば図
1に示されるような容器1がえられる。
1に示されるような容器1がえられる。
【0061】前記発泡シートを成形して容器をうるばあ
いの成形方法にはとくに限定がなく、通常の方法が用い
られるが、たとえば熱圧成形法、真空成形法、ブロー成
形法などがあげられ、これらのなかでは熱圧成形法およ
び真空成形法が好適である。
いの成形方法にはとくに限定がなく、通常の方法が用い
られるが、たとえば熱圧成形法、真空成形法、ブロー成
形法などがあげられ、これらのなかでは熱圧成形法およ
び真空成形法が好適である。
【0062】前記成形温度は、発泡シートの材料、置換
度、発泡倍率、独立気泡率、厚さ、容器の形状によって
適宜限定されるが、たとえばアセチル化セルロースのば
あいには、耐熱性発泡ポリスチレン系シートのばあいと
同程度の温度である。
度、発泡倍率、独立気泡率、厚さ、容器の形状によって
適宜限定されるが、たとえばアセチル化セルロースのば
あいには、耐熱性発泡ポリスチレン系シートのばあいと
同程度の温度である。
【0063】本発明の発泡シートは、廃棄時に容易に分
解し、燃焼時に有毒なガスを発生せず、熱量が小さく、
耐熱性にすぐれたものであるので、かかる発泡シートを
たとえば前記のように成形した容器は、たとえば食品包
装容器などとして好適に用いられるものである。
解し、燃焼時に有毒なガスを発生せず、熱量が小さく、
耐熱性にすぐれたものであるので、かかる発泡シートを
たとえば前記のように成形した容器は、たとえば食品包
装容器などとして好適に用いられるものである。
【0064】以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。
に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。
【0065】実施例1〜27 あらかじめ約100 メッシュに粉砕処理を施したセルロー
ス(セルロースMN-100)または木材(ヒノキ)粉体6g
を精秤し、70℃、10mmHg以下の条件にて8時間乾燥させ
たのち、40重量%水酸化ナトリウム水溶液100ml を加
え、撹拌を行ないつつ、室温で1時間マーセル化を行な
った。その後、吸引濾過により、過剰量の水酸化ナトリ
ウム水溶液を除去し、塩化ベンジル32.4mlを一様になる
ように加え、300ml フラスコ中で110 ℃、8時間ベンジ
ル化を行なった。反応の停止は、フラスコ中に過剰のメ
タノールを加えることにより行なった。洗浄には、水お
よびメタノールを交互に使用し、耐塩基性のろ紙(アド
バンテック(ADVANTEC)社製、ポリフロンフィルター)
を用いて濾過した。洗浄は、ベンジル化反応における副
生成物であるベンジルアルコールが水の存在下で白濁す
ることから、洗浄液が透明となり、かつ洗浄液のpHが中
性を示す時点をもって終了とした。えられたベンジル化
セルロースまたはベンジル化木材は、70℃、10mmHg以下
の条件にて約15時間乾燥した。その後、200 ℃、80kgf/
cm2 にて5分間の熱プレスを行ない、厚さ約2mm、平面
が一辺約10mmの正方形とし、添加物のないばあいの発泡
性の評価のためのサンプルとした。
ス(セルロースMN-100)または木材(ヒノキ)粉体6g
を精秤し、70℃、10mmHg以下の条件にて8時間乾燥させ
たのち、40重量%水酸化ナトリウム水溶液100ml を加
え、撹拌を行ないつつ、室温で1時間マーセル化を行な
った。その後、吸引濾過により、過剰量の水酸化ナトリ
ウム水溶液を除去し、塩化ベンジル32.4mlを一様になる
ように加え、300ml フラスコ中で110 ℃、8時間ベンジ
ル化を行なった。反応の停止は、フラスコ中に過剰のメ
タノールを加えることにより行なった。洗浄には、水お
よびメタノールを交互に使用し、耐塩基性のろ紙(アド
バンテック(ADVANTEC)社製、ポリフロンフィルター)
を用いて濾過した。洗浄は、ベンジル化反応における副
生成物であるベンジルアルコールが水の存在下で白濁す
ることから、洗浄液が透明となり、かつ洗浄液のpHが中
性を示す時点をもって終了とした。えられたベンジル化
セルロースまたはベンジル化木材は、70℃、10mmHg以下
の条件にて約15時間乾燥した。その後、200 ℃、80kgf/
cm2 にて5分間の熱プレスを行ない、厚さ約2mm、平面
が一辺約10mmの正方形とし、添加物のないばあいの発泡
性の評価のためのサンプルとした。
【0066】また、添加物を加えることによる発泡性の
相違を明らかにするため、原料100部に対してタルク
(林化成工業(株)製、TALCAN POWDER)または安定剤と
してイソシアヌル酸3,5-ジ-t- ブチル-4- ヒドロキシベ
ンジル(旭電化工業(株)製、ヒンダードフェノール系
抗酸化剤AO-20 )、ジ-n- オクチル錫マレエート(日東
化成(株)製、TVS-8813)を表1に示す割合で混合した
ものも作製した。このための混合は、熱プレスを行なう
前のベンジル化セルロース粉またはベンジル化木粉、お
よび所定量の添加物を、ブラベンダー社製プラスチコー
ダに入れ、180 ℃×30分間にておだやかに混練すること
により行ない、混合物とした。この混合物を200 ℃、80
kgf/cm2 の条件下でプレスし、厚さ2mm、平面で一辺が
約10mmの正方形とし、これをサンプルとした。
相違を明らかにするため、原料100部に対してタルク
(林化成工業(株)製、TALCAN POWDER)または安定剤と
してイソシアヌル酸3,5-ジ-t- ブチル-4- ヒドロキシベ
ンジル(旭電化工業(株)製、ヒンダードフェノール系
抗酸化剤AO-20 )、ジ-n- オクチル錫マレエート(日東
化成(株)製、TVS-8813)を表1に示す割合で混合した
ものも作製した。このための混合は、熱プレスを行なう
前のベンジル化セルロース粉またはベンジル化木粉、お
よび所定量の添加物を、ブラベンダー社製プラスチコー
ダに入れ、180 ℃×30分間にておだやかに混練すること
により行ない、混合物とした。この混合物を200 ℃、80
kgf/cm2 の条件下でプレスし、厚さ2mm、平面で一辺が
約10mmの正方形とし、これをサンプルとした。
【0067】以上のようにしてえられたサンプルを、20
0 メッシュのステンレス製の金網籠に入れ、さらに内容
量約300ml の耐圧アンプル中に封入した。つぎに、アン
プル内の温度が一定となるように調節したのち、発泡剤
50g を注入し、所定時間放置した。この際、サンプルに
対する発泡剤の溶解現象は、気相にて行なわれるように
注意した。その後、バルブの開放により急激な圧力低下
を生じせしめ、発泡体をえた。
0 メッシュのステンレス製の金網籠に入れ、さらに内容
量約300ml の耐圧アンプル中に封入した。つぎに、アン
プル内の温度が一定となるように調節したのち、発泡剤
50g を注入し、所定時間放置した。この際、サンプルに
対する発泡剤の溶解現象は、気相にて行なわれるように
注意した。その後、バルブの開放により急激な圧力低下
を生じせしめ、発泡体をえた。
【0068】以上のようにしてえられた発泡体の発泡倍
率は、水没法によりアンプル封入前のサンプルおよび発
泡後のサンプルの比重を測定することにより、次式にて
算出した(以下の実施例でも同様)。その結果を表1に
示す。
率は、水没法によりアンプル封入前のサンプルおよび発
泡後のサンプルの比重を測定することにより、次式にて
算出した(以下の実施例でも同様)。その結果を表1に
示す。
【0069】
【数1】
【0070】
【表1】
【0071】実施例28〜37 化学修飾セルロースまたは木材の混練による発泡性への
影響を検討するため、実施例1〜27に示すようなサンプ
ル作製過程で、洗浄、乾燥終了後、熱プレスによるサン
プル作製前に、ブラベンダー社製プラスチコーダにより
混練を行なったほかは、実施例1〜27と同様にして発泡
させた。
影響を検討するため、実施例1〜27に示すようなサンプ
ル作製過程で、洗浄、乾燥終了後、熱プレスによるサン
プル作製前に、ブラベンダー社製プラスチコーダにより
混練を行なったほかは、実施例1〜27と同様にして発泡
させた。
【0072】これは、一般の熱可塑性高分子材料の発泡
剤を用いた発泡においてと同様に、本発明においても発
泡前に溶融・混練過程を経ることにより、分子レベルで
の素材の均一化が進み、熱可塑性高分子材料の発泡性が
改善されることが考えられるからである。
剤を用いた発泡においてと同様に、本発明においても発
泡前に溶融・混練過程を経ることにより、分子レベルで
の素材の均一化が進み、熱可塑性高分子材料の発泡性が
改善されることが考えられるからである。
【0073】この際、プラスチコーダによる混練は、樹
脂温度が185 〜195 ℃となるように調節しつつ、回転数
30rpm にて45分間行なった。
脂温度が185 〜195 ℃となるように調節しつつ、回転数
30rpm にて45分間行なった。
【0074】結果は、たとえば実施例2(発泡倍率2.3
倍)と実施例29(発泡倍率7.9 倍)、実施例22(発泡倍
率1.4 倍)と実施例35(発泡倍率2.1 倍)のような同一
発泡条件における実施例の比較からも明らかなように、
化学修飾セルロースまたは化学修飾木材の発泡性も、発
泡前に溶融・混練過程を導入することにより向上した。
倍)と実施例29(発泡倍率7.9 倍)、実施例22(発泡倍
率1.4 倍)と実施例35(発泡倍率2.1 倍)のような同一
発泡条件における実施例の比較からも明らかなように、
化学修飾セルロースまたは化学修飾木材の発泡性も、発
泡前に溶融・混練過程を導入することにより向上した。
【0075】また、可塑剤としてフタル酸ブチルベンジ
ル(以下、BBPという)原料100部に対して5部添加
し、樹脂温度が185 〜195 ℃となるように調節しつつ、
回転数30rpm にて45分間混練を行なったのち、200 ℃、
80kgf/cm2 にて熱プレスしてえられたサンプルを、同様
な過程により発泡化させたばあいについても行なった。
その結果を表2に示す。
ル(以下、BBPという)原料100部に対して5部添加
し、樹脂温度が185 〜195 ℃となるように調節しつつ、
回転数30rpm にて45分間混練を行なったのち、200 ℃、
80kgf/cm2 にて熱プレスしてえられたサンプルを、同様
な過程により発泡化させたばあいについても行なった。
その結果を表2に示す。
【0076】表2に示した結果から、可塑剤の添加によ
り発泡倍率の調整を行なうことができることがわかる。
り発泡倍率の調整を行なうことができることがわかる。
【0077】実施例38〜41 除圧速度を耐圧アンプルに付属せしめるバルブを変更す
ることにより約2倍としたほかは、実施例28と同様に発
泡させたのが実施例38〜41である。
ることにより約2倍としたほかは、実施例28と同様に発
泡させたのが実施例38〜41である。
【0078】発泡現象における気泡の成長、安定は、発
泡剤の膨張(蒸気圧)とセル膜の剛性(表面張力)の力
学的つりあいにより支配されるといわれる。
泡剤の膨張(蒸気圧)とセル膜の剛性(表面張力)の力
学的つりあいにより支配されるといわれる。
【0079】また、セル膜の剛性は、セル膜中に溶解し
ている発泡剤の種類・量により影響をうける。
ている発泡剤の種類・量により影響をうける。
【0080】したがって、充分に溶融・混練された熱可
塑性高分子材料と蒸発型発泡剤の組合せが一定のばあ
い、その相溶性や蒸発型発泡剤の蒸気圧特性などから、
その組合せに適した除圧速度が存在する。したがって、
このように除圧速度を変化させることにより、発泡性が
変化することが予想された。
塑性高分子材料と蒸発型発泡剤の組合せが一定のばあ
い、その相溶性や蒸発型発泡剤の蒸気圧特性などから、
その組合せに適した除圧速度が存在する。したがって、
このように除圧速度を変化させることにより、発泡性が
変化することが予想された。
【0081】熱可塑性高分子材料がベンジル化セルロー
スであり、蒸発型発泡剤がHCFC−123であるばあ
いには、実施例28〜30と実施例38〜41を比較すると明ら
かなとおり、発泡倍率がピークとなる発泡温度が変化
し、また、最適発泡温度における発泡倍率が変化した。
スであり、蒸発型発泡剤がHCFC−123であるばあ
いには、実施例28〜30と実施例38〜41を比較すると明ら
かなとおり、発泡倍率がピークとなる発泡温度が変化
し、また、最適発泡温度における発泡倍率が変化した。
【0082】このような考察を行なうことにより、採用
する発泡方法における除圧速度に最適な熱可塑性高分子
材料と蒸発型発泡剤の組合せの最適化を行なっていくこ
とができることがわかる。
する発泡方法における除圧速度に最適な熱可塑性高分子
材料と蒸発型発泡剤の組合せの最適化を行なっていくこ
とができることがわかる。
【0083】
【表2】
【0084】表1および表2に示した各実施例から明ら
かなように、ベンジル化セルロースおよびベンジル化木
粉は、高分子化が可能な活性基を有する有機溶媒に溶解
させることなく、また熱可塑性高分子物質と併用しなく
ても、種々の発泡剤により発泡化し、しかもその発泡倍
率は、材料および発泡剤の種類、発泡温度、添加物、材
料の混練度、除圧速度などにより所望の値に制御するこ
とができることがわかる。
かなように、ベンジル化セルロースおよびベンジル化木
粉は、高分子化が可能な活性基を有する有機溶媒に溶解
させることなく、また熱可塑性高分子物質と併用しなく
ても、種々の発泡剤により発泡化し、しかもその発泡倍
率は、材料および発泡剤の種類、発泡温度、添加物、材
料の混練度、除圧速度などにより所望の値に制御するこ
とができることがわかる。
【0085】実施例42〜49 (株)ダイセルクラフト製、アセチル化セルロース「ア
セチペレット6022-545(酢化度約56%、可塑剤:フタル
酸ジメチル約4重量%およびフタル酸ジエチル約28重量
%(可塑剤総含有量約32重量%)」を200 ℃、80kgf/cm
2 の条件下で5分間プレスし、厚さ2mm、平面の一辺が
約10mmの正方形とし、サンプルとした。
セチペレット6022-545(酢化度約56%、可塑剤:フタル
酸ジメチル約4重量%およびフタル酸ジエチル約28重量
%(可塑剤総含有量約32重量%)」を200 ℃、80kgf/cm
2 の条件下で5分間プレスし、厚さ2mm、平面の一辺が
約10mmの正方形とし、サンプルとした。
【0086】このサンプルを200 メッシュのステンレス
製の金網籠に入れ、さらに内容量約300ml の耐圧アンプ
ルに封入した。
製の金網籠に入れ、さらに内容量約300ml の耐圧アンプ
ルに封入した。
【0087】つぎに、アンプル内の温度が表3に示す温
度で一定となるように調節したのち、表3に示す発泡剤
50gを注入し、表3の発泡条件に示すように所定温度お
よび時間放置した。この際、サンプルに対する発泡剤の
溶解現象は、気相にて行なわれるように注意した。その
のち、バルブの解放により圧力低下を生ぜしめ、発泡体
をえた。
度で一定となるように調節したのち、表3に示す発泡剤
50gを注入し、表3の発泡条件に示すように所定温度お
よび時間放置した。この際、サンプルに対する発泡剤の
溶解現象は、気相にて行なわれるように注意した。その
のち、バルブの解放により圧力低下を生ぜしめ、発泡体
をえた。
【0088】以上のようにしてえられた発泡体の発泡倍
率を測定した。その結果を表3に示す。
率を測定した。その結果を表3に示す。
【0089】
【表3】
【0090】実施例50 実施例42〜49と同様にして、(株)ダイセルクラフト
製、アセチル化セルロース「アセチペレット 6022-545
」100 部を原料として用い、発泡剤にHCFC−12
3(10部)を用いて押出法による発泡を行なった。発泡
には、40φ−50φタンデム型押出発泡装置、発泡用ダイ
にはφ4×25Lの円筒ダイを用いた。また、押出法によ
る発泡に先立って、気泡調整剤としてタルク3.0 部を混
合した。
製、アセチル化セルロース「アセチペレット 6022-545
」100 部を原料として用い、発泡剤にHCFC−12
3(10部)を用いて押出法による発泡を行なった。発泡
には、40φ−50φタンデム型押出発泡装置、発泡用ダイ
にはφ4×25Lの円筒ダイを用いた。また、押出法によ
る発泡に先立って、気泡調整剤としてタルク3.0 部を混
合した。
【0091】40φ第1段押出機の設定温度を160 〜200
℃、50φ第2段押出機の設定温度を150 〜170 ℃とし、
発泡時の樹脂温度を約160 ℃としたところ、発泡倍率が
約9.4 倍の発泡体がえられた。
℃、50φ第2段押出機の設定温度を150 〜170 ℃とし、
発泡時の樹脂温度を約160 ℃としたところ、発泡倍率が
約9.4 倍の発泡体がえられた。
【0092】実施例51 原料樹脂の予備乾燥を80℃×18時間行ない、発泡剤をH
CFC−142b(10重量部)とし、タルク添加量を0.
5 部としたほかは実施例50と同様にして押出法による発
泡を行なったところ、発泡倍率が約13.3倍の発泡体がえ
られた。
CFC−142b(10重量部)とし、タルク添加量を0.
5 部としたほかは実施例50と同様にして押出法による発
泡を行なったところ、発泡倍率が約13.3倍の発泡体がえ
られた。
【0093】実施例52 発泡剤をノルマルブタン/イソブタン混合物(重量比:
15/85)(7部)とし、タルク添加量を0.4 部、発泡用
ダイをφ6×25Lの円筒ダイとしたほかは、実施例51と
同様にして押出法による発泡を行なったところ、発泡倍
率が約16.4倍の発泡体がえられた。
15/85)(7部)とし、タルク添加量を0.4 部、発泡用
ダイをφ6×25Lの円筒ダイとしたほかは、実施例51と
同様にして押出法による発泡を行なったところ、発泡倍
率が約16.4倍の発泡体がえられた。
【0094】実施例53 発泡剤をノルマルブタン/イソブタン混合物(重量比:
70/30)(6部)としたほかは、実施例52と同様にして
押出法による発泡を行なったところ、発泡用ダイにおけ
る樹脂温度約155 ℃にて発泡倍率が約16.7倍、発泡用ダ
イにおける樹脂温度約152 ℃にて発泡倍率が約23.6倍の
発泡体がえられた。
70/30)(6部)としたほかは、実施例52と同様にして
押出法による発泡を行なったところ、発泡用ダイにおけ
る樹脂温度約155 ℃にて発泡倍率が約16.7倍、発泡用ダ
イにおける樹脂温度約152 ℃にて発泡倍率が約23.6倍の
発泡体がえられた。
【0095】実施例54 発泡剤をイソペンタン(7部)としたほかは、実施例52
と同様にして押出法による発泡を行なったところ、発泡
倍率が約4.9 倍の発泡体がえられた。
と同様にして押出法による発泡を行なったところ、発泡
倍率が約4.9 倍の発泡体がえられた。
【0096】以上の各実施例から、アセチル化セルロー
スおよびアセチル化木材は、種々の発泡剤を用いた発泡
法により発泡し、しかもその発泡倍率は、材料および発
泡剤の種類、発泡温度、添加物、除圧速度などにより所
望の値に制御することができることがわかる。
スおよびアセチル化木材は、種々の発泡剤を用いた発泡
法により発泡し、しかもその発泡倍率は、材料および発
泡剤の種類、発泡温度、添加物、除圧速度などにより所
望の値に制御することができることがわかる。
【0097】実験例1 ベンジル化された化学修飾木材の粘弾性を評価するため
に、各化学修飾木材の粘度の温度依存性を調べた。
に、各化学修飾木材の粘度の温度依存性を調べた。
【0098】試料として未混練または混練ずみのベンジ
ル化セルロース(重量増加率:平均64%)、ベンジル化
木粉および比較対照物質としてポリスチレンを用い、各
試料とも一度180 ℃に加熱して充分に熱可塑化させたの
ち、測定温度を低下させ、キュラストメーター(日本合
成ゴム(株)製、III 型)にて、各温度における粘度を
測定した。
ル化セルロース(重量増加率:平均64%)、ベンジル化
木粉および比較対照物質としてポリスチレンを用い、各
試料とも一度180 ℃に加熱して充分に熱可塑化させたの
ち、測定温度を低下させ、キュラストメーター(日本合
成ゴム(株)製、III 型)にて、各温度における粘度を
測定した。
【0099】なお、混練は140 〜150 ℃で20分間、回転
数5rpm にてプラスチコーダ(ブラベンダー社製)によ
って行なった。
数5rpm にてプラスチコーダ(ブラベンダー社製)によ
って行なった。
【0100】各試料の粘度の温度変化を表すグラフを図
2に示す。
2に示す。
【0101】図2より、粘弾性評価において、ベンジル
化された化学修飾木材は、ポリスチレンに近い特性を有
しているものの、粘度のせん断速度の依存性が大きく、
温度依存性が小さいことが明らかになった。また、ベン
ジル化木材よりも未混練のベンジル化セルロース、さら
に該未混練のベンジル化セルロースよりも混練を充分に
加えたベンジル化セルロースのほうがポリスチレンが有
する粘弾性に近づくことが明らかになった。原料として
木材を用いたばあいとセルロース系材料を用いたばあい
との粘弾性の違いは、木材中に存在するセルロース以外
の成分、とくにリグニンの存在が影響しているものと考
えられる。かかるリグニンが一種の可塑剤として作用す
るため、ベンジル化木材の溶融粘度が低下する可能性が
あるものと考えられる。
化された化学修飾木材は、ポリスチレンに近い特性を有
しているものの、粘度のせん断速度の依存性が大きく、
温度依存性が小さいことが明らかになった。また、ベン
ジル化木材よりも未混練のベンジル化セルロース、さら
に該未混練のベンジル化セルロースよりも混練を充分に
加えたベンジル化セルロースのほうがポリスチレンが有
する粘弾性に近づくことが明らかになった。原料として
木材を用いたばあいとセルロース系材料を用いたばあい
との粘弾性の違いは、木材中に存在するセルロース以外
の成分、とくにリグニンの存在が影響しているものと考
えられる。かかるリグニンが一種の可塑剤として作用す
るため、ベンジル化木材の溶融粘度が低下する可能性が
あるものと考えられる。
【0102】リグニンなどの存在によって発泡化現象が
阻害されていると考えられるベンジル化木材の高発泡化
のためには、樹種、ベンジル化度および添加剤を適宜選
べばよい。
阻害されていると考えられるベンジル化木材の高発泡化
のためには、樹種、ベンジル化度および添加剤を適宜選
べばよい。
【0103】実施例55〜63 ベンジル化による重量増加率が60〜70%であるベンジ
ル化セルロースに、気泡調整剤としてタルク0.4 部、ス
テアリン酸バリウム0.1 部をそれぞれ添加し40φ−50φ
タンデム型押出機に供給し、このうち40φ押出機で190
℃に加熱して溶融したのち、ただちに発泡剤として工業
用ブタン(n-ブタン/i-ブタン(重量比:7/3)の混
合物)/塩化メチルを重量比1/1で混合した混合発泡
剤4〜5部を圧入したのち、充分に混練を行ない、つい
で50φ押出機内で溶融混合物を発泡に好適な温度、すな
わち表4に示す押出樹脂温にまで冷却後、発泡装置(8
φ×25L(mm):円筒ダイ)を介して押出発泡を行なっ
た。
ル化セルロースに、気泡調整剤としてタルク0.4 部、ス
テアリン酸バリウム0.1 部をそれぞれ添加し40φ−50φ
タンデム型押出機に供給し、このうち40φ押出機で190
℃に加熱して溶融したのち、ただちに発泡剤として工業
用ブタン(n-ブタン/i-ブタン(重量比:7/3)の混
合物)/塩化メチルを重量比1/1で混合した混合発泡
剤4〜5部を圧入したのち、充分に混練を行ない、つい
で50φ押出機内で溶融混合物を発泡に好適な温度、すな
わち表4に示す押出樹脂温にまで冷却後、発泡装置(8
φ×25L(mm):円筒ダイ)を介して押出発泡を行なっ
た。
【0104】えられた木質発泡体の発泡倍率および独立
気泡率を表4に示す。
気泡率を表4に示す。
【0105】
【表4】
【0106】実施例64〜73 アセチル化セルロース[「アセチペレット6022-545」、
(株)ダイセルクラフト製、酸化度約56%、置換度約2.
5 、可塑剤としてフタル酸ジメチル約4重量%およびフ
タル酸ジエチル約28重量%(可塑剤の総含有量約32重量
%)]、またはアセチル化セルロース[「テネックスペ
レットNBT-0001」、(株)帝人製、酢化度約52%、置換
度約2.2 %、可塑剤としてフタル酸ジメチル約6重量%
およびフタル酸ジエチル約20重量%(可塑剤の総含有量
約26重量%)]を主原料とし、気泡調整剤としてタルク
0.2 〜0.5 部を添加し、発泡剤として表5に示すものを
用い、また押出樹脂温を表5に示すように調整して押出
発泡を行ない、木質系発泡体をえた。
(株)ダイセルクラフト製、酸化度約56%、置換度約2.
5 、可塑剤としてフタル酸ジメチル約4重量%およびフ
タル酸ジエチル約28重量%(可塑剤の総含有量約32重量
%)]、またはアセチル化セルロース[「テネックスペ
レットNBT-0001」、(株)帝人製、酢化度約52%、置換
度約2.2 %、可塑剤としてフタル酸ジメチル約6重量%
およびフタル酸ジエチル約20重量%(可塑剤の総含有量
約26重量%)]を主原料とし、気泡調整剤としてタルク
0.2 〜0.5 部を添加し、発泡剤として表5に示すものを
用い、また押出樹脂温を表5に示すように調整して押出
発泡を行ない、木質系発泡体をえた。
【0107】えられた木質系発泡体の発泡倍率および独
立気泡率を表5に示す。
立気泡率を表5に示す。
【0108】なお、押出発泡装置には、40φ−50φタン
デム型押出発泡装置を用い、発泡用ダイには6φ×25L
の円筒ダイを用いた。ただし、実施例65における発泡剤
のイソリッチブタンとは、n-ブタン/i-ブタン(重量
比:15/85)混合物を示す。
デム型押出発泡装置を用い、発泡用ダイには6φ×25L
の円筒ダイを用いた。ただし、実施例65における発泡剤
のイソリッチブタンとは、n-ブタン/i-ブタン(重量
比:15/85)混合物を示す。
【0109】
【表5】
【0110】実施例74 主原料をベンジル化セルロースからベンジル化セルロー
ス/ポリスチレン(重量比:85/15)の混合物に変更
し、また押出樹脂温を115.0 ℃に変更したほかは、実施
例55〜63と同様にして押出発泡して木質系発泡体をえ
た。
ス/ポリスチレン(重量比:85/15)の混合物に変更
し、また押出樹脂温を115.0 ℃に変更したほかは、実施
例55〜63と同様にして押出発泡して木質系発泡体をえ
た。
【0111】えられた木質系発泡体の発泡倍率は22.9
倍、独立気泡率は72.4%であった。
倍、独立気泡率は72.4%であった。
【0112】以上、実施例55〜74の結果から明らかなよ
うに、ベンジル化された木質系材料、アセチル化された
木質系材料は、種々の発泡剤により発泡化し、しかもそ
の発泡性(発泡倍率、独立気泡率)は、発泡剤の種類と
量、発泡温度、気泡調整剤、可塑剤、熱可塑性高分子物
質の種類と量などにより所望の値に制御することができ
ることがわかる。
うに、ベンジル化された木質系材料、アセチル化された
木質系材料は、種々の発泡剤により発泡化し、しかもそ
の発泡性(発泡倍率、独立気泡率)は、発泡剤の種類と
量、発泡温度、気泡調整剤、可塑剤、熱可塑性高分子物
質の種類と量などにより所望の値に制御することができ
ることがわかる。
【0113】実施例75 (株)ダイセルクラフト製、アセチル化セルロース「ア
セチペレット6022-545(酢化度約56%、置換度約2.5 、
可塑剤:フタル酸ジメチル約4重量%およびフタル酸ジ
エチル約28重量%(可塑剤総含有量約32重量%)」100
部を原料として用い、発泡剤に工業用ブタン(重量比:
n−ブタン/i−ブタン=70/30)4部を用いて押出法
による発泡を行なった。発泡には、40φ−50φタンデム
型押出発泡装置、発泡成形用ダイにはサーキュラーダイ
(口径54mm、ブロー比 3.0 )を用いた。また、押出法
による発泡に先立って、気泡調整剤としてタルク0.4 重
量部を混合した。
セチペレット6022-545(酢化度約56%、置換度約2.5 、
可塑剤:フタル酸ジメチル約4重量%およびフタル酸ジ
エチル約28重量%(可塑剤総含有量約32重量%)」100
部を原料として用い、発泡剤に工業用ブタン(重量比:
n−ブタン/i−ブタン=70/30)4部を用いて押出法
による発泡を行なった。発泡には、40φ−50φタンデム
型押出発泡装置、発泡成形用ダイにはサーキュラーダイ
(口径54mm、ブロー比 3.0 )を用いた。また、押出法
による発泡に先立って、気泡調整剤としてタルク0.4 重
量部を混合した。
【0114】40φ第1段押出機の設定温度を170 〜200
℃、50φ第2段押出機の設定温度を170 〜185 ℃とし、
押出発泡時の樹脂温度を約160 ℃としたところ、発泡倍
率が約13倍、独立気泡率が約90%、厚さが1.4mm の発泡
シートをえた。
℃、50φ第2段押出機の設定温度を170 〜185 ℃とし、
押出発泡時の樹脂温度を約160 ℃としたところ、発泡倍
率が約13倍、独立気泡率が約90%、厚さが1.4mm の発泡
シートをえた。
【0115】この発泡シートをオーブン上部温度350
℃、下部温度400 ℃、オーブン内中心温度220 ℃、側面
温度215 ℃で、絞り比0.95の金型を用いて熱圧成形を行
なって、図1に示す形状の容器をえた。
℃、下部温度400 ℃、オーブン内中心温度220 ℃、側面
温度215 ℃で、絞り比0.95の金型を用いて熱圧成形を行
なって、図1に示す形状の容器をえた。
【0116】
【発明の効果】本発明の製法によってえられた本発明の
木質系発泡体は、素材自体が生分解性および易焼却性を
有し、廃棄物処理が容易である。しかも発泡剤としてオ
ゾン層を破壊する能力がほとんどないか、あるいはまっ
たくないものを用いたばあいには、さらに地球環境にや
さしい発泡体となる。したがって、本発明の木質系発泡
体は、ボード状、シート状、ブロック状などの断熱材、
緩衝材、壁材、吸音材などの各種成形体、容器など、シ
ート状物を真空成形、圧縮成形などにより成形されてな
る食品などの各種包装容器などの幅広い分野で好適に使
用しうるものである。
木質系発泡体は、素材自体が生分解性および易焼却性を
有し、廃棄物処理が容易である。しかも発泡剤としてオ
ゾン層を破壊する能力がほとんどないか、あるいはまっ
たくないものを用いたばあいには、さらに地球環境にや
さしい発泡体となる。したがって、本発明の木質系発泡
体は、ボード状、シート状、ブロック状などの断熱材、
緩衝材、壁材、吸音材などの各種成形体、容器など、シ
ート状物を真空成形、圧縮成形などにより成形されてな
る食品などの各種包装容器などの幅広い分野で好適に使
用しうるものである。
【0117】本発明の発泡シートは、化学修飾木材から
なるものであるので、廃棄時に容易に分解し、燃焼時に
有毒なガスを発生せず、熱量が小さく、耐熱性にすぐ
れ、手にもったときの感触、肌触りが良好であり、それ
から成形された容器は、たとえば食品包装容器などとし
て好適に使用しうるという効果を奏する。
なるものであるので、廃棄時に容易に分解し、燃焼時に
有毒なガスを発生せず、熱量が小さく、耐熱性にすぐ
れ、手にもったときの感触、肌触りが良好であり、それ
から成形された容器は、たとえば食品包装容器などとし
て好適に使用しうるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発泡シートから成形された容器の一実
施態様を示す斜視図である。
施態様を示す斜視図である。
【図2】各化学修飾木材およびポリスチレンの粘度の温
度変化を示すグラフである。
度変化を示すグラフである。
1 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 実願平4−32944 (32)優先日 平4(1992)5月19日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 山田 直明 大阪府摂津市鳥飼西五丁目1番1号 鐘淵 化学工業株式会社加工技術研究所内 (72)発明者 木村 吉宏 大阪府摂津市鳥飼西五丁目1番1号 鐘淵 化学工業株式会社加工技術研究所内
Claims (26)
- 【請求項1】 非溶液系化学修飾木材を、発泡剤を用い
て発泡してなる木質系発泡体。 - 【請求項2】 化学修飾木材が木材またはセルロース系
材料のエーテル化によりえられたものである請求項1記
載の木質系発泡体。 - 【請求項3】 化学修飾木材が木材またはセルロース系
材料のエステル化によりえられたものである請求項1記
載の木質系発泡体。 - 【請求項4】 化学修飾木材が木材またはセルロース系
材料のベンジル化によりえられたものである請求項2記
載の木質系発泡体。 - 【請求項5】 化学修飾木材が木材またはセルロース系
材料のアセチル化によりえられたものである請求項3記
載の木質系発泡体。 - 【請求項6】 化学修飾木材が木材またはセルロース系
材料のアセチル化によりえられたものに、さらに可塑剤
が添加されたものである請求項5記載の木質系発泡体。 - 【請求項7】 化学修飾木材中の可塑剤の含有量が50重
量%未満である請求項6記載の木質系発泡体。 - 【請求項8】 化学修飾木材中の可塑剤の含有量が10〜
40重量%である請求項6記載の木質系発泡体。 - 【請求項9】 可塑剤がエステル基の炭素数が1〜5の
フタル酸エステルである請求項6、7または8記載の木
質系発泡体。 - 【請求項10】 発泡剤が蒸発型発泡剤である請求項
1、2、3、4、5、6、7、8または9記載の木質系
発泡体。 - 【請求項11】 非溶液系化学修飾木材および発泡剤を
含有した溶融混合物を押出発泡することを特徴とする木
質系発泡体の製法。 - 【請求項12】 化学修飾木材が木材および/またはセ
ルロース系材料のエーテル化によりえられたものである
請求項11記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項13】 化学修飾木材が木材および/またはセ
ルロース系材料のエステル化によりえられたものである
請求項11記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項14】 化学修飾木材が木材および/またはセ
ルロース系材料のベンジル化によりえられたものである
請求項12記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項15】 化学修飾木材が木材および/またはセ
ルロース系材料のアセチル化によりえられたものである
請求項13記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項16】 化学修飾木材が木材および/またはセ
ルロース系材料のアセチル化によりえられたものに、さ
らに可塑剤が添加されたものである請求項15記載の木
質系発泡体の製法。 - 【請求項17】 溶融混合物中の可塑剤の含有量が50重
量%未満である請求項16記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項18】 溶液混合物中の可塑剤の含有量が10〜
40重量%である請求項16記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項19】 可塑剤がエステル基の炭素数が1〜5
のフタル酸エステルである請求項16、17または18
記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項20】 発泡剤が蒸発型発泡剤である請求項1
1、12、13、14、15、16、17、18または
19記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項21】 蒸発型発泡剤が6.5 以上のSP値を有
するものである請求項20記載の木質系発泡体の製法。 - 【請求項22】 非溶液系化学修飾木材を、発泡剤を用
いて発泡してなる木質系発泡シート。 - 【請求項23】 発泡倍率が60倍以下である請求項22
記載の木質系発泡シート。 - 【請求項24】 厚さが0.5mm 以上である請求項22ま
たは23記載の発泡シート。 - 【請求項25】 押出発泡法により成形してなる請求項
22、23または24記載の発泡シート。 - 【請求項26】 請求項22記載の発泡シートを成形し
てなる容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22881692A JPH0632928A (ja) | 1991-08-28 | 1992-08-27 | 木質系発泡体およびその製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器 |
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21719291 | 1991-08-28 | ||
| JP12227592 | 1992-05-14 | ||
| JP4-32944 | 1992-05-19 | ||
| JP3-217192 | 1992-05-19 | ||
| JP4-126335 | 1992-05-19 | ||
| JP12633592 | 1992-05-19 | ||
| JP4-122275 | 1992-05-19 | ||
| JP4132944A JPH05325149A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 消去ヘッド位置決め装置 |
| JP22881692A JPH0632928A (ja) | 1991-08-28 | 1992-08-27 | 木質系発泡体およびその製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0632928A true JPH0632928A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=27526949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22881692A Pending JPH0632928A (ja) | 1991-08-28 | 1992-08-27 | 木質系発泡体およびその製法ならびに木質系発泡シートおよびそれからなる容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632928A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT501049B1 (de) * | 2005-01-04 | 2006-06-15 | Upper Austrian Res Gmbh | Verfahren zur acylierung eines insbesondere cellulose und/oder hemicellulose und/oder lignin aufweisenden materials und damit erhältliches material |
| EP2448729A1 (en) * | 2009-07-03 | 2012-05-09 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Method for treating lignocellulosic parts |
| WO2024171125A1 (en) * | 2023-02-16 | 2024-08-22 | Stora Enso Oyj | Method of hot pressing a solid cellulose foam, and a solid cellulose foam produced from said method |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP22881692A patent/JPH0632928A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT501049B1 (de) * | 2005-01-04 | 2006-06-15 | Upper Austrian Res Gmbh | Verfahren zur acylierung eines insbesondere cellulose und/oder hemicellulose und/oder lignin aufweisenden materials und damit erhältliches material |
| EP2448729A1 (en) * | 2009-07-03 | 2012-05-09 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Method for treating lignocellulosic parts |
| WO2024171125A1 (en) * | 2023-02-16 | 2024-08-22 | Stora Enso Oyj | Method of hot pressing a solid cellulose foam, and a solid cellulose foam produced from said method |
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