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技術 機能性材料及びこれを用いた機能性シート

出願人 三宝化学株式会社フェリック株式会社
発明者 小西敬臼井昭男宮下永二
出願日 1998年8月24日 (22年3ヶ月経過) 出願番号 1998-254584
公開日 2000年2月29日 (20年8ヶ月経過) 公開番号 2000-060886
状態 特許登録済
技術分野 温熱、冷却治療装置
主要キーワード 袋材内 複数回プレス 三次元曲線 巻付けコア 流入性 余剰物 密封用袋 予備成形装置
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課題

機能性材料を用いた製品を製造する際に発生する残留物等のリサイクルが可能である上、応用性に優れた機能性材料及びこれを用いた機能性シートを提供する。

解決手段

金属粉を必須成分とする機能性組成物であって、この機能性組成物中には機能性組成物を空気との接触が良好な状態でシート化するためのシート化剤が配合されている。

概要

背景

従来、金属粉を必須成分とする機能性組成物からなる機能性材料としては、例えば、使い捨てカイロなどの発熱体に用いられる粉末状の発熱組成物を挙げることができる。この使い捨てカイロは、一般に不織布、多孔質フィルム、紙、細孔フィルム等の基材及び被覆材によって袋状に形成されたものに、鉄粉等の金属粉、活性炭、金属の塩化物などの発熱組成物に水を配合して封入密封し、空気中の酸素による金属粉の酸化反応による発熱を利用しているものである。

又、前記発熱組成物に水、増粘剤などを添加してクリーム状あるいはペースト状とした発熱組成物を前記の基材上へ積層した後に被覆材で覆い、周囲を密封したような発熱体もある。

他に金属粉を必須成分とする機能性組成物からなる機能性材料としては、金属粉に炭素成分、金属の塩化物等を配合することによって得られ、食品などの酸化を防止する脱酸素剤に用いられるもの、エタノールを含有ないし吸着させることによって得られ、エタノールの蒸散によりカビの発生を防止する防カビ剤に用いられるもの、あるいは金属粉とエタノール、触媒などを配合することによってエチレンを発生させ、よって、青果物完熟・追熟させる完熟・追熟剤に用いられるもの等がある。

これらは、いずれも袋材内に金属粉を主成分とする機能性組成物を封入し、使用に際して空気中の酸素と当該機能性組成物中の金属粉との酸化反応によってその機能を発現させるものである。これらの機能性材料は通常粉末状であるが、水、増粘剤などが添加され、よってクリーム状あるいはペースト状に形成されているものも存在することは上述の通りである。

概要

機能性材料を用いた製品を製造する際に発生する残留物等のリサイクルが可能である上、応用性に優れた機能性材料及びこれを用いた機能性シートを提供する。

金属粉を必須成分とする機能性組成物であって、この機能性組成物中には機能性組成物を空気との接触が良好な状態でシート化するためのシート化剤が配合されている。

目的

本発明は、金属粉を必須成分とする機能性組成物中にシート化剤を配合することにより、この機能性組成物を混練りすることでシート化剤が繊維化して他の機能性組成物に絡んで繊維間に当該機能性組成物を満たした状態で固定し、その結果、空気との接触が良好な状態でシート化し得る機能性材料となり、この機能性材料を利用するに際し、シート状に成形されているので包材内での機能性材料の偏在が無く、空気の流入性接触性が良好で反応が全面的に均一に、且つ効率よく進行し、しかも製品の製造段階粉じん飛散がないので、作業環境汚損がなく、清浄性が高く、当該機能性材料を用いた製品形状が多様性に富み、当該機能性材料を用いた製品を製造する際に発生する残留物等のリサイクルが可能である上、応用性に優れた機能性材料を提供することであり、且つ、この機能性材料を用いた機能性シートであって、脱酸素機能温熱機能防カビ機能、完熟・追熟機能を発現する機能性シートを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

金属粉を必須成分とする機能性組成物であって、この機能性組成物中には当該機能性組成物を空気との接触が良好な状態でシート化するためのシート化剤が配合されていることを特徴とする機能性材料

請求項2

機能性組成物中には、炭素成分、金属の硫酸塩又は金属の塩化物から選ばれた少なくとも一種が配合されてなる、請求項1に記載の機能性材料。

請求項3

機能性組成物中には、吸水剤が配合されてなる、請求項1又は2のいずれか1項に記載の機能性材料。

請求項4

機能性組成物中には、界面活性剤及び/又はpH調整剤が更に配合されてなる、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の機能性材料。

請求項5

シート化剤が無機系のシート化剤及び/又は有機系のシート化剤である、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の機能性材料。

請求項6

無機系のシート化剤がロックウールガラス繊維カーボン繊維アスベスト繊維ボロン繊維アルミナ繊維金属繊維などの短繊維である、請求項5に記載の機能性材料。

請求項7

請求項8

シート化剤がフィブリル化し易い無機系のシート化剤及び/又は有機系のシート化剤である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の機能性材料。

請求項9

金属粉が鉄粉アルミニウム亜鉛マンガンマグネシウム又はカルシウムなどの金属のから選ばれた少なくとも1種又は2種以上の合金からなる粉末である、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の機能性材料。

請求項10

請求項1ないし9のいずれか1項に記載の機能性材料を用いてシート状に形成されている機能性シート

請求項11

請求項10に記載の機能性シートであって、当該機能性シートが柔軟性を有する機能性シート。

請求項12

請求項10又は11に記載の機能性シートであって、空気との接触によって脱酸素機能発現する機能性シート。

請求項13

請求項10又は11に記載の機能性シートであって、当該機能性シートは水を含有し、空気との接触によって温熱機能を発現する機能性シート。

請求項14

請求項10又は請求項11に記載の機能性シートであって、当該機能性シートはエタノール又はエタノールの水溶液を含有ないし吸着し、このエタノールの蒸散によって防カビ機能を発現する機能性シート。

請求項15

請求項10又は請求項11に記載の機能性シートであって、当該機能性シートは金属塩とエタノール又はエタノールの水溶液とを含有ないし吸着し、空気との接触によってエチレンガスを発生し完熟・追熟機能を発現する機能性シート。

技術分野

0001

本発明は、金属粉を必須成分とする機能性組成物であって、この機能性組成物中には当該機能性組成物を、水を配合することなく、空気との接触が良好な状態でシート化するためのシート化剤が配合されている機能性材料に関するものであり、更に、この機能性材料をシート化したもの、あるいはこの機能性材料に水又はエタノールなどの各種機能性付与剤を含有ないし吸着させることによって脱酸素機能温熱機能防カビ機能完熟・追熟機能等の各種機能を発現する機能性シートに関する。

背景技術

0002

従来、金属粉を必須成分とする機能性組成物からなる機能性材料としては、例えば、使い捨てカイロなどの発熱体に用いられる粉末状の発熱組成物を挙げることができる。この使い捨てカイロは、一般に不織布、多孔質フィルム、紙、細孔フィルム等の基材及び被覆材によって袋状に形成されたものに、鉄粉等の金属粉、活性炭、金属の塩化物などの発熱組成物に水を配合して封入密封し、空気中の酸素による金属粉の酸化反応による発熱を利用しているものである。

0003

又、前記発熱組成物に水、増粘剤などを添加してクリーム状あるいはペースト状とした発熱組成物を前記の基材上へ積層した後に被覆材で覆い、周囲を密封したような発熱体もある。

0004

他に金属粉を必須成分とする機能性組成物からなる機能性材料としては、金属粉に炭素成分、金属の塩化物等を配合することによって得られ、食品などの酸化を防止する脱酸素剤に用いられるもの、エタノールを含有ないし吸着させることによって得られ、エタノールの蒸散によりカビの発生を防止する防カビ剤に用いられるもの、あるいは金属粉とエタノール、触媒などを配合することによってエチレンを発生させ、よって、青果物を完熟・追熟させる完熟・追熟剤に用いられるもの等がある。

0005

これらは、いずれも袋材内に金属粉を主成分とする機能性組成物を封入し、使用に際して空気中の酸素と当該機能性組成物中の金属粉との酸化反応によってその機能を発現させるものである。これらの機能性材料は通常粉末状であるが、水、増粘剤などが添加され、よってクリーム状あるいはペースト状に形成されているものも存在することは上述の通りである。

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、これら従来の機能性材料には以下の点で問題があった。
1.機能性組成物の包材内での不均一性
従来の粉末状の機能性材料を利用したものでは、機能性組成物に水分を配合した状態で袋内に封入・密封しているので袋内において各成分や材料の偏りバラツキが生じやすく、品質の安定した製品を得難いのである。又、クリーム状ないしペースト状の機能性材料を利用した場合には材料の偏りは発生しないが、当該機能性材料が緻密で空気との接触が悪く、所望の機能を発現できない場合があった。

0007

2.反応の不均一性
従来、粉末状の機能性材料では、その製造の段階で酸化反応に必須である水分を加えているが、この水分の含有が不均一となり易く、結果的に当該機能性材料内での酸化反応の偏りを生じ易い。そのため、未反応部分が残存し易く、使用後廃棄した際、その廃棄物の未反応部分が何らかの原因によって酸化反応し、その取扱者火傷する場合があった。又、環境汚染の原因ともなり、資源の有効利用という面でも問題があった。即ち、従来の粉末状機能性材料では、その製造の段階で酸化反応に必須である水分が配合されているので、その製造中に空気と接触し、酸化反応が発生している。従って、機能性材料の品質が経時的に悪化し、残留物の再利用ができない結果、その廃棄に伴う環境汚染の問題や資源の無駄などの問題がある。更に、粉末状の機能性材料の場合には、当該機能性材料中に存在する水分が原因で、その製造段階において、あるいは当該粉末状機能性材料を利用した各種機能性シートを製造する段階で当該機能性材料と酸素との間で酸化反応が進行し、品質劣化が生じる場合があった。

0008

一方、クリーム状ないしペースト状の機能性材料の場合には、その水分含有量が酸化反応に必要な量以上で、この余剰水反応制御層バリヤー層)として機能する上、機能性材料自体がち密で空気との接触が悪く、酸化反応の進行が鈍くなる。又、この余剰水が基材より滲出し易いため、この余剰水を吸収する吸水層を基材や被覆材の内面に積層したり、吸水性の材料で基材及び/又は被覆材を構成する必要が生じ、基材や被覆材を選択する際の自由度が低下するうえ、コスト高ともなる。しかも、吸水性の材料で基材及び/又は被覆材を構成すると、これらの材料はヒートシール性に乏しく、機能性シートの生産性の観点から好ましくない。特に、クリーム状ないしペースト状の機能性材料を用いた製品の場合には、その組成により粉末状機能性材料の場合と比較して反応効率が低くなる。

0009

3.作業環境汚染性
粉末状の機能性材料の場合には、この粉末状機能性材料を袋へ封入する際に粉塵飛散し作業環境を悪化させる。更に、袋状に形成されるシール部への粉末のはみ出し等、粉体であることに起因する取り扱い上の困難さもある。クリーム状ないしペースト状の機能性材料の場合には、基材上への転写積層段階での粉塵の飛散による作業環境への悪影響は発生しないが、機能性材料がクリーム状ないしペースト状であるために機器への付着が発生し易く、周辺汚染が少なからず発生する。

0010

4.製品形状の多様性
粉末状の機能性材料の場合には、粉末が偏って配置・分配される傾向があり、又、細部への行き渡り性にも制限があるため複雑な形状の製品を製造する事が極めて困難であると共に、粉末の偏り性から一定以上の大きさの製品を製造することは極めて困難であった。更に、粉末状の機能性材料には空隙部分が多数存在するため、持続時間のより長い製品あるいは反応性のより高い製品を製造する場合、当該機能性材料の積層厚みを大にする必要があった。これらの性質から、従来の粉末状機能性材料を利用した機能性シートの場合には、複雑な形状の部位、例えば人体などの三次元曲線部への馴染み性に問題があった。一方、クリーム状ないしペースト状の機能性材料の場合には、粉末状である場合と異なり、印刷等の転写によって複雑な形状の製品を製造することが可能であり、粉末タイプと比較して薄い製品の製造が可能であるため、比較的三次元曲線部への馴染み性は良好であり、粉末状のものと比べて比較的大きな製品でもその製造が可能であるが、反応速度や反応効率の点において問題がある。

0011

5.余剰物(残留物)のリサイクル性
粉末状の機能性材料は、酸化反応に必須である水分を含んだ状態で袋材内へ充填されているのであり、このため、当該機能性材料のうちの余剰部分ホッパー内の余剰分)や袋材の外へ漏れ出た部分の再利用については、これらが既に空気と接触し、酸化反応が生じ、品質劣化が生じているため不可能となる。又、水分含有の機能性材料は空気と接触すると速やかに酸化反応が進行してしまうため、機械を一旦休止した場合には、ホッパー内の機能性材料を廃棄せねばならなかった。クリーム状ないしペースト状の機能性材料の場合には、印刷装置塗布装置更に転写装置の部分で余剰材料が発生し易すかった。

0012

6.応用性
粉末状の機能性材料の場合には、混合される各成分を適宜、変更することにより、様々な用途の製品を開発することが可能である。しかしながら、機能性材料が粉末状であると、クリーム状ないしペースト状であるとを問わず、水分が含有されている場合、その使用状態で種々の弊害を発生することが多々ある。具体的には、例えば水分含有機能性材料を食品用包装材の内部で使用される脱酸素剤に適用した場合、かかる水分が当該食品に悪影響を及ぼす可能性がある。即ち、クリーム状ないしペースト状の機能性材料からなる脱酸素剤を海苔、せんべい等の湿気極度嫌う食品の包装材の内部で使用すると、これら湿気を極度に嫌う食品が当該機能性材料から蒸散した水分を吸収する結果、これらの食品の食感風味が損なわれるのである。

0013

以上の点に鑑み、発明者等は従来の粉末状機能性組成物にシート化剤を配合し、これらを混練りすることによって、水分を配合しなくてもその粉末状態でシート化が可能であることを見い出した。そして、このシート化剤が繊維化した状態は極めて緻密である為、機能性材料をシート状に成形することが可能であり、粉体であることに起因する塵埃の発生を防止できるのであり、しかも、シート化剤の配合割合は、一般に、金属粉100重量部に対し10重量部以下で良く、また、この機能性組成物はそれを利用した機能性シートの製造工程で水分の添加を行うまでは乾燥状態であるため、この状態での組成物の反応性は極めて低く、製品の残余物など回収された機能性材料をリサイクルすることが可能であることを見い出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。

0014

この場合、シート化剤がフィブリル化し易いものが最も望ましい。即ち、シート化剤がフィブリル化し易いものであると、このシート化剤を配合し、これらを混練りすることによって、シート化剤が極めて微細極細糸状となり、相互に絡み込むことによる繊維化が生じ、この極めて微細な繊維へ前記機能性組成物が絡み込まれることで、あたかも綿状の繊維の隙間が機能性組成物で満たされた状態となることを見い出した。そして、このシート化剤が繊維化した状態は極めて緻密である為、機能性材料をシート状に成形することが可能であり、粉体であることに起因する塵埃の発生をも防止できるのであり、しかも、シート化剤の混合比率は極めて少なくて済み、この場合、金属粉100重量部に対し5重量部以下でも良く、また、この機能性組成物はそれを利用した機能性シートの製造工程で水分の添加を行うまでは乾燥状態であるため、この状態での機能性組成物の反応性は極めて低く、製品の残余物など回収された機能性材料をリサイクルすることが可能であることを見い出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。

0015

本発明は、金属粉を必須成分とする機能性組成物中にシート化剤を配合することにより、この機能性組成物を混練りすることでシート化剤が繊維化して他の機能性組成物に絡んで繊維間に当該機能性組成物を満たした状態で固定し、その結果、空気との接触が良好な状態でシート化し得る機能性材料となり、この機能性材料を利用するに際し、シート状に成形されているので包材内での機能性材料の偏在が無く、空気の流入性接触性が良好で反応が全面的に均一に、且つ効率よく進行し、しかも製品の製造段階で粉じんの飛散がないので、作業環境の汚損がなく、清浄性が高く、当該機能性材料を用いた製品形状が多様性に富み、当該機能性材料を用いた製品を製造する際に発生する残留物等のリサイクルが可能である上、応用性に優れた機能性材料を提供することであり、且つ、この機能性材料を用いた機能性シートであって、脱酸素機能、温熱機能、防カビ機能、完熟・追熟機能を発現する機能性シートを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0016

以下、更に詳しく本発明を説明する。本発明に係る機能性材料は、前記目的を達成するために、金属粉を必須成分とする機能性組成物であって、この機能性組成物中には当該機能性組成物を空気との接触が良好な状態でシート化するためのシート化剤が配合されていることを特徴とする。

0017

即ち、本発明に係る機能性材料においては、金属粉を必須成分とする機能性組成物において、当該機能性組成物をシート化するためのシート化剤が配合されていることにより、水分を配合することなく、シート化が可能になり、水分の存在を嫌うような用途にも好適に用いられるのである。

0018

本発明で用いられる金属粉としては水分の存在下空気との接触によって酸化される金属であれば特に限定されるものではないが、具体的には、例えば鉄粉、アルミニウム亜鉛マンガンマグネシウムまたはカルシウムなどの金属から選ばれた少なくとも1種又は2種以上の合金からなる粉末が挙げられるが、これらの金属粉の中では、取り扱い性コスト、保存性及び安全性などの観点から総合判断して最も優れている鉄粉を用いることが望ましい。

0019

又、本発明で用いられるシート化剤としては、水分を配合することなく、前記機能性材料を空気との接触が良好な状態でシート化できるものであれば無機系のシート化剤或いは有機系のシート化剤のいずれでも良く、特に限定されるものではない。

0020

この場合、シート化剤の配合割合としては、シート化剤の種類や用途によって異なり、機能性材料をシート化できる範囲であれば特に限定されるものではなく、要は、一般に、金属粉100重量部に対し10重量部以下、好ましくは0.05〜7.5重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の範囲で用いればよい。

0022

この有機系のシート化剤において、粉末状のシート化剤の場合にはその粒径が、500μm以下とするのが好ましく、500μmを超えると分散性が悪化する上、他の成分との親和性が低下するので好ましくなく、これらの観点から、0.1〜350μmの範囲とするのが望ましい。

0023

又、無機系のシート化剤或いは有機系のシート化剤において、繊維状のシート化剤の場合にはその繊維径が300μm以下、特に0.5〜150μmで、アスペクト比繊維長さ/繊維径)が2〜10000であるものが、分散性、取扱性、生産性等の観点から望ましい。

0024

この有機系のシート化剤は、合成樹脂や合成繊維で形成された粉末や短繊維などを強力なせん断力によって繊維径を1μm以下にフィブリル化したものが、以下に述べる理由より望ましい。

0025

即ち、シート化剤を強制的にフィブリル化し、このフィブリル化したシート化剤を配合し、これを混練りすることによって、シート化剤が極めて微細な極細糸状となり、相互に絡み込むことによる繊維化が生じ、この極めて微細な繊維へ前記機能性組成物が絡み込まれることで、あたかも綿状の繊維の隙間が機能性組成物で満たされた状態となる。

0026

その結果、このシート化剤が繊維化した状態は極めて緻密で成形性が至極良好になるため、水分が存在することなく、機能性材料をシート状に成形することが可能であり、粉体であることに起因する塵埃の発生をも防止できる上、シート化剤の配合割合は極めて少なくて済み、この場合、一般に、金属粉100重量部に対し0.05〜5重量部程度でもシート化できるのであり、また、この機能性組成物はそれを利用した機能性シートの製造工程で水分の添加を行うまでは乾燥状態であるため、この状態での機能性組成物の反応性は極めて低く、製品の残余物など回収された機能性材料をリサイクルすることが可能となる。

0027

これらのシート化剤としてはフィブリル化し易い無機系のシート化剤や有機系のシート化剤であると、これを単に配合し、均一に混合した後、せん断力が掛かるように混練したり、或いは例えばロール圧が掛かるように混練することによって当該シート化剤が簡単に且つ確実にフィブリル化するので最も望ましい。フィブリル化し易いかどうかは糸状体中のフィブリル結晶性に起因する。

0028

ところで、連続した長い糸状体が、急速に大きな引張応力または剪断応力を受けて縦方向裂開して更に1μm程度以下ほどの小さな毛羽を発生する現象をフィブリル化というが、上記のシート化剤のうち、フィブリル化し易いものが前記シート化剤として最適である。

0029

このフィブリル化し易い無機系のシート化剤や有機系のシート化剤としては、具体的には、例えばアスベスト、繊維状カルボキシメチルセルロース、セルロース及びセルロース誘導体であるビスコースレーヨンやアセテート繊維、バクテリアセルロースなどのバイオ系の繊維又はポリ4フッ化エチレン樹脂等のポリフッ化エチレン等が挙げられる。

0030

ところで、前記バクテリアセルロースとしては、特開昭59ー120159号公報、特開昭60ー79291号公報、特開昭63ー199201号公報又は特開平6ー341093号公報等に開示されているものが挙げられる。

0031

本発明に係る機能性材料においては、金属粉を必須成分とする機能性組成物中に、炭素成分、金属の硫酸塩又は金属の塩化物から選ばれた少なくとも一種が配合されてもよいのである。

0032

前記炭素成分としては、金属粉に酸化反応を起こさせたり、触媒作用を有することで酸化反応の反応助剤としての機能を発現するものであれば特に限定されないが、具体的には、例えば活性炭、カーボンブラック椰子殻炭、ピート炭、黒鉛等から選ばれた一種又は二種以上を混合して用いることができるのであり、特に、活性炭が望ましい。

0033

前記金属の硫酸塩及び金属の塩化物は、金属粉の表面の酸化被膜破壊し、金属粉の酸化反応を円滑に進行させるためのものであれば特に限定されないが、金属の硫酸塩あるいは金属の塩化物における金属元素としてナトリウムカリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、鉄やマンガン等の遷移金属の硫酸塩或いは塩化物等が挙げられ、それらの硫酸塩あるいは塩化物などが挙げられる。より具体的には、塩化ナトリウム塩化カリウム塩化カルシウム塩化マグネシウム硫酸ナトリウム硫酸カリウム硫酸カルシウム硫酸マグネシウム硫酸鉄硫酸マンガン塩化鉄塩化マンガン等が挙げられるのであり、これらのうちの一種又は二種以上を用いてもよいのである。

0034

本発明に係る機能性材料おいて、その各成分の配合割合は、用いられる金属粉、炭素成分、金属の硫酸塩あるいは金属の塩化物やシート化剤の種類によって異なるが、一般に金属粉100重量部に対し、炭素成分が1〜20重量部の範囲及び/又は金属の硫酸塩或いは塩化物が1〜15重量部の範囲及びシート化剤0.05〜10重量部の範囲とするのが望ましい。

0035

又、本発明の機能性材料においては、所望により、金属粉を必須成分とする機能性組成物中に吸水剤を配合してもよい。この吸水剤としては、CMCカルボキシルメチルセルロース)、木粉パルプ粉シリカ粉パーライトクリストバライトシリカ多孔質物質ケイ酸カルシウムなどのケイ酸塩ケイ石ケイソウ土アルミナなどの礬土マイカ粉クレーなどの礬土ケイ酸質タルクなどの苫土ケイ酸質、ベントナイトバーミキュライトゼオライトカオリンゼラチンポリアクリル酸ナトリウム吸水性ポリマー吸水性樹脂、各種架橋吸水性ポリマー剤等が挙げられるが、金属粉の酸化反応に必要な水分を吸収維持し、よって酸化反応を促進したり、ベトツキ等を無くするためのものであれば特に限定されない。

0036

前記吸水性ポリマーとして、これら市販の吸水性ポリマーの中では、水や金属塩水溶液を迅速に吸収し、しかもそれらの吸収量が高い、三洋化成社製のサンウェットIM−300MPS、サンウェットIM−1000MPS、住友化学社製のスミゲルNP−1020、スミカゲルNP−1040、クラレ社製KIゲル201−K、KIゲル201K−F2、荒川化学社製のアラソープ800Fなどが特に好ましい。

0037

又、他の吸水性ポリマーとしては、ステアリン酸塩ポリアクリル酸ソーダなどのポリアクリル酸塩ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンアラビアゴム水溶性セルロースエーテルまたはポリ−N−ビニルアセトアミド等から選ばれた1種又は2種以上の混合物が挙げられる。

0038

前記水溶性セルロースエーテルとしては、具体的には、例えばセルローズメトキシル基エーテル化したメチルセルロース、セルローズをヒドロキシプロポキシル基でエーテル化したヒドロキシプロピルメチルセルロース、セルローズをヒドロキシエトキシル基でエーテル化したヒドロキシエチルメチルセルロース等の水溶性セルロースエーテルなどの水溶性セルロースエーテルが挙げられる。

0039

本発明に係る機能性材料おいて、その各成分の配合割合は、用いられる金属粉、炭素成分、金属の硫酸塩あるいは金属の塩化物や吸水剤更にシート化剤の種類により異なるが、一般に金属粉100重量部に対し、炭素成分が1〜20重量部の範囲及び/又は金属の硫酸塩或いは塩化物が15重量部以下、特に1〜15重量部の範囲、吸水剤が7.5重量部以下、特に0.1〜5重量部の範囲及びシート化剤0.05〜10重量部の範囲とするのが望ましい。

0040

更に、本発明に係る機能性材料においては、金属粉を必須成分とする機能性組成物中に、更に界面活性剤及び/又はpH調整剤を配合してもよい。これら界面活性剤やpH調整剤としては、ポリリン酸ナトリウム等、各種分野で通常用いられているものが挙げられる。

0041

本発明に係る機能性材料おいて、その各成分の配合割合は、用いられる金属粉、炭素成分の種類、金属の硫酸塩或いは塩化物、吸水剤、界面活性剤及び/又はpH調整剤更にシート化剤の種類により異なるが、一般に金属粉100重量部に対し、炭素成分が1〜20重量部の範囲及び/又は金属の硫酸塩或いは塩化物が15重量部以下、特に1〜15重量部の範囲、吸水剤が7.5重量部以下、特に1〜5重量部の範囲、界面活性剤が0.1〜5重量部の範囲及び/又はpH調整剤が0.1〜5重量部、更にシート化剤0.05〜10重量部の範囲とするのが望ましい。

0042

本発明において、金属粉を必須成分とする機能性組成物にシート化剤を配合して機能性材料を製造するにあたり、その配合装置としては従来公知のものを用いればよいが、特に、その混合の際にシート化剤のフィブリル化を促進するのが望ましく、その観点から、混合中にせん断力が加わるニーダー高速かくはん機ホモジナイザーミキサー等を用いるのが最も望ましい。

0043

又、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料を用いてシート状に形成されていることを特徴とするものであり、この場合、人体への適用性容器外袋内への使用性、取扱性等の観点から、機能性シートが柔軟性を有するものが望ましい。

0044

この機能性シートの厚さは用途によって大きく異なり、特に限定されるものではないが、取扱性、生産性、柔軟性等の観点から、一般に、50〜15000μm、好ましくは100〜5000μmの範囲とするのが望ましい。

0045

本発明に係る機能性シートにおいては、前記機能性材料を圧延装置等によってシート状に成形し、このシート化された機能性シートを通気性包材に封入すれば良いが、この通気性の包材としては通気性を有するものであれば特に限定されるものではない。

0046

即ち、本発明に係る機能性シートにおいては、金属粉を必須成分とし、空気との接触によって種々の機能を発現するものであり、従って、機能性材料をシート状に成形して得られた機能性シートは通気性の包材に封入することが必要である。

0047

通気性包材通気度は、機能性シートの反応速度ないし発熱温度の制御等に大きな影響を与えるので、高精度に管理する必要があるが、この通気性を高精度に管理するためには透湿度で包材の通気性を管理することが好ましい。そして、この包材の透湿度は、機能性シートの用途や種類等によって大きく異なるが、一般に、透湿度がリッシー法(Lyssy法 L80−4000H型)で50〜10,000g/m2・24hrの範囲にすべきであり、特に100〜5000g/m2・24hrの範囲にすることが好ましい。

0048

又、包材を構成する基材及び/又は被覆材が複数層通気性フィルムからなる場合には、全体としての透湿度をリッシー法(Lyssy法)で50〜10,000g/m2・24hrの範囲にすることが好ましい。

0049

この透湿度が、50g/m2・24hr未満では空気の流入量が少なく、反応が緩慢過ぎて所要の機能を発現できない場合が有り、一方、10,000g/m2・24hrを超えると反応が過激で、発熱温度が高くなって安全性に問題が生じたり、反応時間が短くなる虞れが生じるので好ましくない。従って、通気性フィルムの透湿度を100〜5000g/m2・24hrの範囲にすることによって、安全で十分な効果を長時間にわたって得られるので、特に好ましい。

0050

ところで、リッシー法(Lyssy法)とは世界各国の工業規格準拠した方法であり、例えばJIS Z0208では、温度40℃、相対湿度差90%RHに保つように定められているので、本装置では、100%相対湿度の状態にある下部チャンバーと、高感度湿度センサーを設置した上部チャンバーの境界面に測定サンプルが挿入され、湿度センサーのある上部チャンバーの相対湿度を10%RH(100%−90%)に保つようにし、これを中心にして、約±1%の幅(△RH)即ち約9%から約11%に湿度が増加するのに必要な時間(数秒)を測定し、予め透過度既知標準サンプルを用いて同じ条件で行ったキャリブレーションの結果と比較することにより透過度を求める方式である。

0051

ところで、この通気性は、機能性シートの反応速度ないし発熱温度の制御に大きな影響を与えるので、用途、例えば使い捨てカイロ等の発熱体、おパーマ、温シップ剤等の医療用具、食品の加熱剤、脱酸素剤、防カビ剤、完熟ないし追熟剤等、また使用形態等を配慮し、適宜、決定される。

0052

前述の機能性材料をシート化する方法としては、1段のプレスロールで1回或いは複数回繰り返し圧延する1段プレスロール方式の圧延装置を用いる方法、又は複数段のプレスロールにより一度の圧延工程で複数回の圧延を行う多段プレスロール方式の圧延装置を用いる等、当該機能性材料をシート化できるものであれば特に限定されるものではない。

0053

この場合において、機能性材料の組成により一度の圧延でシート化することが不可能なとき、或いは機能性シートの厚みの変更や高密度化を要求されるときには、複数回プレスすれば良く、この際、段階的に圧力を向上すれば良いのである。

0054

そして、機能性材料を圧着するようにプレスロールにてプレスを行ってシート状に成形し、この機能性シートをロール状に巻き取って保存性や搬送性更に加工性等を向上させても良く、この場合、機能性シートのプレスロールによる加圧巻き取りを複数回繰り返して、機能性シートの密度や空気の流入性を調整しても良いのである。

0055

このとき、包材を構成する基材上に機能性材料を圧着するようにプレスロールにてプレスを行って、当該基材上に機能性シートを積層し、この積層シートをロール状に巻き取って保存性や搬送性更に加工性等を向上させても良く、この場合、前記積層シートのプレスロールによる加圧、巻き取りを複数回繰り返して基材と機能性シートとの密着性を向上させたり、用途に応じて、機能性シートの密度や空気の流入性を調整すれば良いのである。

0056

次いで、この機能性シートは、用途に応じて、ロールカッター等によって、所定の大きさや形状に切断され、通気性の包材に封入され、更に、このものは、空気との接触を避けるため、非通気性の包材に密封され、流通に供される。

0057

本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、空気との接触によって脱酸素機能を発現するものである。この脱酸素機能を発現する機能性シートを食品の非通気性包装材内部に封入すると、この機能性シートが好気性菌による腐敗変質や、空気酸化による変質、変色を防止する脱酸素剤として作用するのである。

0058

この場合、この機能性材料は水分が存在しない状態でもシート化が可能であり、このように水分を含まないシート状の脱酸素剤、つまり機能性シートを海苔、せんべい等の湿気を極度に嫌う食品の非通気性包装材の内部で使用すると、これらの食品から蒸散した湿気を機能性シートが吸収し、当該食品の乾燥剤として機能するうえ、前記機能性シートが食品からの湿気を吸収し、且つ食品の包装材内部の酸素と反応して酸素を除去する結果、至極優れた食感や風味を長期間にわたって維持することができるのである。

0059

又、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、この機能性シートは水を含有し、空気との接触によって温熱機能を発現するものである。

0060

この機能性シートに水を含有させる段階は、機能性材料をシート化させる前でも良いが、これでは機能性材料の空気酸化による劣化が生じ、品質が低下するので、リサイクルが不可能となる。従って、水の配合は、機能性材料をシート化した後、これを通気性の包材に封入する前、特に直前が良く、次いで、その直後に非通気性の外袋に収納し、流通に供すれば良いのである。

0061

そして、この非通気性の外袋を開封すると、機能性シートが空気と接触することによって温熱機能を発現するのである。この温熱機能は機能性シート中の金属粉と酸素との酸化反応による発熱を利用するものであるが、かかる酸化反応においては、機能性シートに含有されている水がその反応速度に大きく影響するのでその水分量を調節する必要がある。

0062

この場合、水の含有量は、発熱型の機能性シートの用途によって異なるが、一般に金属粉100重量部に対し15〜100重量部の範囲とするのが望ましく、水の含有量が15重量部未満と低すぎると反応効率が低く、所要の時間、所要の温度を持続するのが困難になり、一方、100重量部を超えると温度の上昇速度が低下したり、水分が多くなり過ぎて当該水分が空気との接触を妨げ、反応効率が低下したり、他の成分の絶対量が不足したりするのであり、その結果、所要の時間、所要の温度を持続することができない虞れがある。従って、これらの観点から、水の含有量は、金属粉100重量部に対し、好ましくは20〜70重量部の範囲、特に好ましくは25〜60重量部の範囲とするのが望ましい。

0063

ところで、この機能性シートは、水分を含有させるまでは乾燥状態にあり、従って、この段階で酸化反応が進行し製品の品質が低下してしまうことはないので、リサイクルが可能となり、環境破壊や資源の無駄を防ぐことができるのである。

0064

又、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、この機能性シートはエタノール又はエタノールの水溶液を含有ないし吸着させ、このエタノールの蒸散によって防カビ機能を発現するものである。

0065

この機能性シートにエタノール又はエタノールの水溶液を含有させる段階は、機能性材料をシート化させる前でも良いが、これでは機能性材料の空気酸化による劣化が生じ、品質が低下するので、リサイクルが不可能となる。従って、エタノール又はエタノールの水溶液の配合は、機能性材料をシート化した後、これを通気性の包材に封入する前、特に直前が良く、次いで、その直後に非通気性の外袋に収納し、流通に供すれば良いのである。

0066

ところで、エタノール又はエタノールの水溶液を機能性材料に配合する場合、つまり、エタノール又はエタノールの水溶液を機能性材料のシート化前に配合する場合、空気との接触を極力避けるために、このエタノール等をゼオライトやシリカゲル等の吸着剤に吸着させ、これを機能性材料に配合するのが望ましい。

0067

そして、この非通気性の外袋を開封し、機能性シートが空気と接触すると、緩慢な温熱によってエタノールの蒸散が生じるのであり、この機能性シートを青果物や食品と共に密封用袋等に入れておくと、エタノールの蒸散によって防カビ機能が発現し、食品の長期保存が可能になるのである。

0068

この場合、エタノール又はエタノールの水溶液(この場合、エタノール量換算)の含有量は、食品容器の大きさや空間、更に食品の種類等によっても大きく異なるが、一般に、金属粉100重量部に対し0.5〜50重量部の範囲とするのが望ましく、エタノール又はエタノールの水溶液含有量が0.5重量部未満と低すぎると所要の防カビ効果を所要時間維持することが困難になり、一方、50重量部を超えると意味が無いだけでなく、他の成分の絶対量が不足する結果、所要の防カビ効果が得られない虞れがある。従って、これらの観点から、エタノール又はエタノールの水溶液の含有量は、金属粉100重量部に対し、好ましくは1〜30重量部の範囲、特に好ましくは2.5〜15重量部の範囲とするのが望ましい。

0069

ところで、この機能性シートは、エタノール又はエタノールの水溶液を含有させるまでは乾燥状態にあり、従って、この段階で酸化反応が進行し製品の品質が低下してしまうことはないので、リサイクルが可能となり、環境破壊や資源の無駄を防ぐことができるのである。

0070

更に、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、この機能性シートは金属塩とエタノール又はエタノールの水溶液を含有ないし吸着し、空気との接触によって、エタノールの脱水反応が生じ、完熟・追熟を促進する植物ホルモンの一種であるエチレンガスが発生する。従って、この機能性シートは完熟・追熟機能を発現するのである。

0071

この場合、前記金属塩は機能性材料の製造段階で混合すれば良く、又、機能性シートにエタノール又はエタノールの水溶液を含有させる段階は、機能性材料をシート化させる前でも良いが、これでは機能性材料の空気酸化による劣化が生じ、品質が低下するので、リサイクルが不可能となる。従って、エタノール又はエタノールの水溶液の配合は、機能性材料をシート化した後、これを通気性の包材に封入する前、特に直前が良く、次いで、その直後に非通気性の外袋に収納し、流通に供すれば良いのである。ところで、前記金属塩はエタノール又はエタノールの水溶液に溶解ないし分散させた後、これをシート化された機能性材料に加えてもよいのである。

0072

ところで、エタノール又はエタノールの水溶液を機能性材料に配合する場合、つまり、エタノール又はエタノールの水溶液を機能性材料のシート化前に配合する場合、空気との接触を極力避けるために、このエタノール等をゼオライトやシリカゲル等の吸着剤に吸着させ、これを機能性材料に配合するのが望ましい。

0073

そして、この非通気性の外袋を開封し、機能性シートが空気と接触すると、エタノールの脱水反応によってエチレンガスが発生するのであり、この機能性シートを青果物と共に密封用袋等に入れておくと、エチレンガスの発生によって青果物の完熟ないし追熟が生じるのである。

0074

このエチレンガスは、例えばキウイフルーツ、洋梨、トマトバナナマンゴーアボガドメロンリンゴパイナップルナシなどの多くの果実の完熟、追熟や早生温州ミカンレモン果皮黄化などに利用されるのである。

0075

前記金属塩としては、エチレンガスの発生を促進する触媒として働くものであれば特に限定されない。具体的には、過塩素酸アンモニウム過塩素酸ナトリウム過塩素酸カリウムなどの塩素酸塩硫酸アルミニウムミョウバンアンモニウムミョウバン鉄ミョウバン硫酸アンモニウム硫酸第一鉄硫酸第二鉄、硫酸第一鉄アンモニウム硝酸第一鉄、または硝酸第二鉄などが挙げられるのであり、これらのうちの一種あるいは二種以上を混合して用いることができる。

0076

この場合、金属塩とエタノール又はエタノールの水溶液(この場合、エタノール量に換算)の含有量は、食品容器の大きさや空間、更に食品の種類等によっても大きく異なるが、一般に、金属粉100重量部に対し、金属塩は0.5〜50重量部の範囲、エタノール又はエタノールの水溶液は1〜350重量部の範囲とするのが望ましく、この範囲以外では所要の完熟ないし追熟効果を所要時間維持することが困難になる虞れがあるから好ましくない。従って、一層優れた完熟ないし追熟効果を得るために、金属塩の含有量は金属粉100重量部に対し1〜40重量部の範囲、特に、2〜35重量部の範囲とするのが望ましく、一方、エタノール又はエタノールの水溶液の含有量は、金属粉100重量部に対し3〜250重量部の範囲、特に好ましくは5〜150重量部の範囲とするのが望ましい。

0077

本発明に係る機能性材料は、金属粉を必須成分とし、空気との接触によって種々の機能を発現するものであり、この機能性材料にはシート化するためのシート化剤が配合されている。そして、この機能性材料には、予め、フィブリル化したシート化剤、或いは混練りされることで容易にフィブリル化するシート化剤、を配合して機能性組成物がシート化剤に絡み、あたかも線状の繊維の隙間が機能性組成物で満たされた状態となり、圧延装置等によってシート状に成形することができる。

0078

この機能性材料は、水分を含有していないので、空気と接触しても酸化反応が発生しないのであり、従って、この機能性材料は空気と接触しても当該機能性材料の劣化が無く、残留した機能性材料をリサイクルできる作用を有するのである。

0079

本発明に係る機能性材料において、ポリ4フっ化エチレン樹脂等のフィブリル化し易いシート化剤を用いると、機能性材料の製造段階で当該シート化剤のフィブリル化が発生し、機能性組成物がフィブリル化した繊維間に絡み込み、よってこの繊維の隙間が当該機能性組成物で満たされた状態となり、シート化が至極容易な機能性材料を簡単に得ることができる。

0080

又、本発明に係る機能性シートは、水分を含有していないので、極めて多孔質で空気との接触が良好なのであり、しかも、水分が無く、空気と接触しても酸化反応が発生しないから、当該機能性材料の劣化が無く、残留した機能性材料をリサイクルできる作用を有するのである。

0081

本発明に係る機能性シートは、通気性の包材内に収納され、空気との接触によって、種々の機能を発現するものであり、また、機能性材料がシート状に成形されたものであるから、前記包材内で偏在が発生しない上、通気性の包材内に収納するときなど、その取扱中に粉塵が飛散しないのである。

0082

又、このようにして形成された機能性シートは、柔軟で、任意の形状への打ち抜き加工も可能となり、従って、複雑な形状の製品を容易に製造することができる。また、この機能性シートは、柔軟性が極めて高いので、一層複雑な形状を有する部位への適用性、馴染み性が極めて高いのであり、しかも用途に応じて、エンボス加工等のパターンロールによって表面形状を容易に変化させることができる結果、種々の凹凸を形成し、表面積を変化させることができる作用を有する。

発明を実施するための最良の形態

0083

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

0084

実施例1
図1は、本発明の第1実施例に係る、脱酸素機能性を発現する機能性シート5Aの断面図である。この機能性シート5Aは、シート状に成形してなる機能性材料1Aをフィルム状の基材3上に積層し、更にその上からフィルム状の被覆材2で被覆して、周縁部4をヒートシール封着して形成されたものである。

0085

この機能性材料1Aは、金属粉を主成分とする機能性組成物にシート化剤を配合して形成されたものであり、本実施例に用いられる機能性材料1Aは、必須成分としての鉄粉(同和鉄粉製DKP9)100重量部に対し、金属の塩化物として塩化ナトリウム(NaCl)4重量部、炭素成分として活性炭5重量部、更にシート化剤としてフィブリル化し易い4フッ化エチレン樹脂(ポリフルオロエチレン樹脂)の粉末1重量部が配合されており、縦20mm、横20mmの正方形であって、柔軟性の高いシート状(厚さ約1.5mm)に成形したものである。この場合、この成形は、一対の加圧ロールを用い、その加圧ロール間の幅を1.5mmに調節し、機能性材料1を2回繰り返して行い、これによって、機能性シート1Aを得た。

0086

本実施例において、基材3には、縦30mm、横30mmの大きさを有する、厚さ40μmポリエチレン製フィルムが用いられており、被覆材には、基材3と略同じ大きさを有する、ポリアミド製不織布付き多孔質フイルム(ポリエチレン製多孔質フィルム、透湿度1000g/m2・day)が用いられており、前記シート状の機能性材料1Aを挟んで、これらの周縁部4が5mm幅で封着されている。

0087

このように構成されてなる本実施例の機能性シート5Aは、水分を含有せず、食品の脱酸素剤として用いると、シート状の機能性材料1Aが食品から発生する湿気を吸収し、食品の乾燥剤としての機能も発現するのであり、しかも食品の包装材内部の空気(酸素)と反応して酸素を除去するために、至極優れた食間や風味を長期間にわたって維持するという機能も発現するのである。

0088

なお、本実施例の機能性シート5Aをこのような乾燥剤として使用する場合、その使用環境、例えば食品の種類や包装材の大きさ、食品の含湿度等は様々である。このため、機能性材料1A、基材3、被覆材2は、上述した大きさに限定されるものではなく、用途等に応じて適宜変更、使用すれば良いのである。

0089

実施例2
図2は、本発明の第2実施例に係る、温熱機能性を発現する機能性シート5Bの断面図である。この機能性シート5Bは、前記第1の実施例と同じ組成物からなるシート状の機能性材料1Bをフィルム状の基材3上に積層し、更にその上から、フィルム状の被覆材2で被覆し、その周縁部4が7mm幅で封着、形成されている点では、前記第1の実施例の機能性シート5Aと同様であるが、シート状の機能性材料1Bが水を含有しており、空気との接触によって、必須成分としての鉄粉がこの水と反応して発熱するという、温熱機能を発現する点に大きな違いがある。

0090

すなわち、本実施例の機能性シート5Bは、前記第1実施例の機能性シート1Bに水を含有させたものであり、この水を含ませる方法としては、シート状の機能性材料を、縦85mm、横65mmの長方形裁断したシート状の機能性材料1Bを、基材3と被覆材2とにより封着する直前に、鉄粉100重量部に対して12.5重量部の水を注入したものである。このように構成すると、水を含んだシート状の機能性材料1Bになる。

0091

前記基材2としては、十分な柔軟性が得られるように、厚さ50μmのポリエチレン製フィルムの片面に坪量70g/m2のポリエステル・ポリエチレン不織布(ポリエステル80重量%、ポリエチレン20重量%)を積層したものを用いた。

0092

又、前記被覆材3は機械的強度を高めると共に十分な柔軟性が得られるようにするため、例えば厚さ100μmのポリエチレン製多孔質フィルムの片面に厚さ40μmのナイロン製不織布を積層したものを用いている。なお、この被覆材4の透湿度は透湿量がリッシー法で300g/m2・24hrとなるように調整してある。

0093

なお、この機能性シート5Bは、製造後、直ちに、図示しない非通気性の外袋内に封入される。

0094

又、機能性シート5Bを外袋内に封入した後、24時間経過してから当該外袋を破って人の体表面に粘着させ、通常の使用をしたところ、1分程度で発熱温度が約38℃まで昇温し、以後38〜41℃で7.5時間以上にわたって発熱した。この使用中、この機能性シート5Bは至極柔軟で、適用部位伸縮追従するうえ、シート状の機能性材料1Bは袋材内で移動することはなく、全面にわたって平均した発熱が認められた。

0095

実施例3
図3は、本発明の第3実施例による完熟・追熟機能性を発現する機能性シート5Cの断面図である。

0096

この機能性シート5Cは、前記第1の実施例と同じ組成物からなるシート状の機能性材料を縦35mm、横35mmの正方形に裁断した。次いで、これに、鉄粉100重量部に対して19.5重量部のエタノールを注入して形成した機能性材料(機能性シート)1Cを、第1の実施例と同じ基材3上に積層した後、第1の実施例と同じ被覆材2を重ね、その周縁部4を5mm幅でヒートシールで封着することによって得られたものである。なおこの機能性シート5Cは、完成後、直ちに、図示しない非通気性の外袋内に封入して、実際に使用するまで保存される。

0097

このようにして得られた本発明の第3の実施例の機能性シート5Cを、図示しない外袋から取り出して、収穫直後で未だ完熟していないキーウイフルーツと共に、包装袋内に入れておいたところ、この機能性シート5Cから発生したエチレンガスにより包装袋内のキーウイフルーツが4日で完熟し、これらキーウイフルーツに対する完熟・追熟機能の発現が認められた。

0098

実施例4
図4は本発明に係るシート状の機能性性材料(機能性シート)を好適に製造するためのシート製造装置10を示しており、同図に示すように、この製造装置10は、粉末状の機能性材料をシート状に予備成形するための予備成形装置10Aと、この予備成形装置10Aで得られた鱗状ないしシート状の機能性材料を圧延して厚さを調節する圧延装置10Bとで構成されている。この場合、この機能性材料は、予め、前記機能性組成物にシート化剤(ポリフルオロエチレン樹脂の粉末)を配合し、高速ミキサーで均一に混合して得たものである。以下、本製造装置10を構造を詳述する。

0099

前記成形装置10Aには、前記シート製造装置10の手前(図中、右上)に位置するホッパー11内に一対の歯車状若しくはロール状の予備加圧装置12a,12bが備えられている。

0100

又、前記圧延装置10Bは、この成形装置10Aの下方に位置するステンレス製ベルトコンベアー14と、このベルトコンペアー14の進行方途中箇所に該ベルトコンペアー14を上下に挟むようにして備えられているプレスロール17a,17bと、これらベルトコンベアー14,プレスロール17a,17bの駆動源である駆動モーター16と、前記ベルトコンベアー14の両側に設けられた巻き付けコア20a,20b及びこの巻き付け用コア20a,20bの支持板19a,19bと、テンションローラー14とがフレーム15上に組み付けられた状態で備えられている。図中、13a,13bはベルトコンベアー14の支持ローラーである。なお、前記ベルトコンベアー14及びプレスロール17a,17bは図示しないスイッチの操作により反転駆動が可能であり、前記支持板19aは巻き取り量に応じて上下に連動し、又、支持板19bも巻き取り量に応じて前後に連動するように構成されている。

0101

このような構成を有する圧延装置10Bは、繰り返し圧延する1段プレスロール方式と多段プレスロール方式による圧延方法があり、これらについては後述する。

0102

次に、図4に基づいて、シート状の機能性材料(機能性シート)を製造する工程について説明する。

0103

先ず、前記ホッパー11内に、第1の実施例の欄で列挙した粉末状の機能性組成物Pxを投入して、予備加圧装置12a,12bを矢印方向に回転すると、該ホッパー11内から前記ベルトコンベアー14上には、前記組成物Pxが鱗状ないしシート状の圧延物Paとなって落下し、さらにこの落下した組成物Paは、前記ベルトコンベアー14上で(ア)方向に搬送される途中で、前記プレスロール17a,17bにより圧延されてシート状の機能性材料1になる。

0104

このように形成されたシート状の機能性材料1は、さらにベルトコンベアー14の先端近くの上方に位置する巻き付け用コア20aに巻き付けられる。1Xはこのようにしてロール状に巻付けられたシート状の機能性材料を示す。

0105

なお、粉末状の機能性材料の組成、成分により一度の圧延で所望の厚さの機能性シートを得ることができない場合及び厚みの変更並びに高密度化が要求される場合には、ベルトコンベアー14とプレスロール17a,17bとを逆転させて、ロール状に巻付けられたシート状の機能性材料1Xを繰り出しながらシート状の機能性材料1を再びプレスロール17a,17bで再圧延するようにすれば良い。このように再圧延されたシート状の機能性材料1はさらに一方の巻き付け用コア20bに巻き付けられる。

0106

なお、更に薄く且つ高密度なシートが要求される場合には、再びベルトコンベアー14とプレスロール17a,17bとを正転させて、再々度プレスロール17a,17bで圧延すれば良い。そしてこの工程を繰り返すことにより各種の密度や厚さのシートを製造することが可能となる。このような圧延方式が1段プレスロール方式である。

0107

次に、繰り返し工程を省略し、連続的に所定の厚さの機能性シートを製造する多段プレスロール方式について述べると、その主たる構造は、1段プレスロール方式と同様であるが、多段プレス方式の場合には、複数のプレスロールがステンレス製のベルトコンベアー14上に配置されている点、ベルトコンベアー14の手前方向の巻付けコア20bが不要である点で1段プレスロール方式と異なるが、シート製造工程が極めて短時間になって、大量の機能性シートを短時間で製造できるので生産性が著しく向上する点において利点がある。勿論、本発明においてはこれら2つの方式の何れを採用しても良いのである。

0108

このようにして得られたシート状の機能性材料1を、前述したように、さらに基材3上に積層し、続いて被覆材2で覆って、その周囲部が封着されるのである。ところで、前記圧延装置10Bに、基材3と被覆材2からなる包材に機能性シートを封入する封着装置を備えても良いし、機能性材料を繰り返し圧延することがあることを考慮して、包材への封入を別途装置で行っても良いのである。

0109

図5はこのシート状の機能性材料1aの封着装置を示した側面断面図であり、この装置を利用してシート状の機能性材料1aを基材3と被覆材2で封合するには、前述した何れかの方式で巻き取られたロール状の機能性材料1x(1y)の一端部を、(イ)方向に駆動するベルトコンベア23上に載せた基材3上に積層しつつ、さらにその上から被覆材2で覆って、その周囲をヒートローラー22a,22bで加熱、封着(ヒートシール)し、当該封着箇所を裁断して所望の大きさの機能性製品を製造すれば良いのである。

発明の効果

0110

本発明に係る機能性材料は、金属粉を必須成分とし、空気との接触によって種々の機能を発現するものであり、この機能性材料にはシート化するためのシート化剤が配合されている。そして、この機能性材料には、予め、フィブリル化したシート化剤、或いは混練りされることで容易にフィブリル化するシート化剤、を配合して機能性組成物がシート化剤に絡み、あたかも極細繊維の隙間が機能性組成物で満たされた状態となり、圧延装置等によってシート状に容易に成形することができる。

0111

即ち、本発明に係る機能性材料においては、金属粉を必須成分とする機能性組成物中にシート化剤を配合してなるものであり、この機能性組成物を混練りすることでシート化剤の極細繊維に他の機能性組成物が絡んで極細繊維間に当該機能性組成物を満たした状態で固定し、その結果、水分がなく、空気との接触が良好な状態でシート化し得るのである。

0112

又、本発明に係る機能性材料は、水分を含有していないので、均一な組成物が得易い上、空気と接触しても酸化反応が発生しないのであり、従って、この機能性材料は空気と接触しても当該機能性材料の劣化が無く、残留した機能性材料を再利用できる結果、資源の有効利用や環境汚染の防止を図ることができる効果を奏するのである。

0113

更に、本発明に係る機能性材料は、前記構成を有し、機能性組成物を混練りすることでシート化剤が繊維化(フィブリル化)したり、フィブリル化した極細繊維の繊維間に他の機能性組成物が絡んだ状態で満たされて固定され、その結果、製品の製造段階で粉じんの飛散が発生しないので、作業環境の汚損がなく、清浄性が高くなるなどの効果を奏するのである。

0114

本発明に係る機能性材料において、ポリ4フっ化エチレン樹脂等のフィブリル化し易いシート化剤を用いると、機能性材料の混練り段階で当該シート化剤のフィブリル化が容易に発生し、機能性組成物がフィブリル化した繊維間に絡み込み、よって、この極細繊維の隙間が当該機能性組成物で満たされた状態となり、シート化が至極容易な機能性材料を簡単に得ることができる。

0115

本発明に係る機能性シートにおいては、水分を含有していないので、極めて多孔質で空気との接触が良好なのであり、しかも、水分が無く、空気と接触しても酸化反応が発生しないから、品質が安定しているうえ、当該機能性材料の劣化が無く、当該機能性材料を用いた製品を製造する際に発生する残留物等のリサイクルが可能であり、しかも製品形状が多様性に富み、応用性に優れるなどの効果を奏するのである。

0116

本発明に係る機能性シートにおいては、通気性の包材内に収納され、空気との接触によって、種々の機能を発現するものであり、また、機能性材料がシート状に成形されたものであるから、前記包材内で偏在が発生しない上、空気の流入性や接触性が良好で反応が全面的に均一に、且つ効率よく進行し、種々の優れた機能を発現するのであり、しかも通気性の包材内に収納するときなど、その取扱中に粉塵の飛散がなく、取扱性が至極良好なのである。

0117

このようにして形成された機能性シートは、柔軟で、任意の形状への打ち抜き加工も容易であり、従って、複雑な形状の製品を容易に製造することができる。また、この機能性シートは、柔軟性が極めて高いので、一層複雑な形状を有する部位への適用性、馴染み性が極めて高いのであり、しかも用途に応じて、エンボス加工等のパターンロールによって表面形状や表面積を変化させることができる結果、要求させる機能を容易に変化させることができる効果を奏するのである。

0118

本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、空気との接触によって脱酸素機能を発現するものである。この脱酸素機能を発現する機能性シートを食品の非通気性包装材内部に封入すると、この機能性シートが好気性菌による腐敗変質や、空気酸化による変質、変色を防止する脱酸素剤としての効果を発現するのである。

0119

この場合、この機能性材料は水分が存在しない状態でもシート化が可能であり、このように水分を含まないシート状の脱酸素剤、つまり機能性シートを海苔、せんべい等の湿気を極度に嫌う食品の非通気性包装材の内部で使用すると、これらの食品から蒸散した湿気を機能性シートが吸収し、当該食品の乾燥剤として機能するうえ、前記機能性シートが食品からの湿気を吸収し、且つ食品の包装材内部の酸素と反応して酸素を除去する結果、至極優れた食感や風味を長期間にわたって維持することができる効果を奏するのである。

0120

又、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、この機能性シートは水を含有し、空気との接触によって温熱機能を発現するものである。

0121

ところで、この機能性シートは、水分を含有させるまでは乾燥状態にあり、従って、この段階で酸化反応が進行し製品の品質が低下することがなく、品質が安定し、しかも温度特性が安定した発熱体が得られるのである。

0122

又、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、この機能性シートはエタノール又はエタノールの水溶液を含有ないし吸着させ、このエタノールの蒸散によって防カビ機能を発現するものである。

0123

即ち、この機能性シートが空気と接触すると、緩慢な温熱によってエタノールの蒸散が生じるのであり、この機能性シートを青果物や食品と共に密封用袋等に入れておくと、エタノールの蒸散によって防カビ機能が発現し、食品の長期保存が可能になる効果を奏するのである。

0124

更に、本発明に係る機能性シートにおいては、前述の機能性材料をシート状に成形し、この機能性シートを通気性の包材に収納したものであり、この機能性シートは金属塩とエタノール又はエタノールの水溶液を含有ないし吸着し、空気との接触によって、エタノールの脱水反応が生じ、完熟・追熟を促進する植物ホルモンの一種であるエチレンガスが発生する。従って、この機能性シートは完熟・追熟機能を発現するのである。

0125

即ち、この機能性シートが空気と接触すると、エタノールの脱水反応によってエチレンガスが発生するのであり、この機能性シートを青果物と共に密封用袋等に入れておくと、エチレンガスの発生によって青果物の完熟ないし追熟が生じる効果を奏するのである。

図面の簡単な説明

0126

図1図1は、本発明の第1実施例に係る脱酸素機能を発現する機能性シートの断面図である。
図2図2は、本発明の第2実施例に係る温熱機能を発現する機能性シートの断面図である。
図3図3は、本発明の第3実施例に係る完熟・追熟機能を発現する機能性シートの断面図である。
図4図4は、本発明に係る機能性シートを好適に製造するためのシート製造装置の側面断面図である。
図5図5は、機能性シートの封着装置を示す要部側面断面図である。

--

0127

1シート状の機能性材料
1A シート状の機能性材料
1B シート状の機能性材料
1C シート状の機能性材料
2被覆材
3基材
4周縁部
5A機能性シート
5B 機能性シート
5C 機能性シート
10 シート製造装置

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