(57)【要約】【課題】  廃棄が可能で著しく軽量なうえ強靭性、断熱性、吸湿性及び透気性をも保持した廃棄性に優れる軽量板材を提供する。【解決手段】  板紙、洋紙若しくは和紙等の紙素材からなる外層材の一方の内側面に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の厚さに塗着させたうえ他方の外層材を加圧積層させ、その発泡倍率が５乃至３０倍に発泡制限されるよう且１００℃以上の加熱を施して酸化珪素態の無機多孔性発泡層が外層材と一体的且強固に接着された構成。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板紙、洋紙若しくは和紙等の紙素材からなる外層材の一方の内側面に、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の厚さに塗着させたうえ他方の外層材を加圧積層させ、その発泡倍率を５乃至３０倍に発泡制限させつつ１００℃以上の加熱を施し、以って酸化珪素態からなる無機多孔性発泡層が外層材と一体的且強固に接着された構成からなる廃棄性に優れる軽量板材。
【請求項２】
外層材相互の間に、シロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物を所要の厚さに貼合させたうえ加圧積層させてなる請求項１記載の廃棄性に優れる軽量板材。
【請求項３】
外層材が綿若しくは麻からなる天然繊維布帛素材である、請求項１若しくは請求項２記載の廃棄性に優れる軽量板材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は使用後の廃棄が容易なうえ軽量強靭で且断熱性や吸湿性及び透気性にも優れ、輸送用包装箱材や収納保管箱材或いは内装用天井材等には極めて好適な廃棄性に優れる軽量板材に関する。
【背景技術】
【０００２】  現在輸送用包装箱材や衣裳箱等の収納箱材については、その素材が環境汚染負荷が少ないこと或いは使用後の再利用性が可能なうえ比較的軽量で且構造強度に優れるものが好適なことから、段ボール材とりわけ両面ダンボール材が主に用いられているが、該両面ダンボールは板紙よりなるライナー相互の間に波型の中芯を貼合せてなるものであって、ライナー自体の坪量も略１８０乃至３４０ｇ／ｍ２程度のものが使用され、而も中芯の坪量も略１２５乃至１３５ｇ／ｍ２のものが用いられるため、両面ダンボール材の重量としては略４８０乃至８１５ｇ／ｍ２にも及び、製品や商品が包装され若しくは収納された場合には依然として多重となり婦女子等による荷扱性の悪さが指摘されている。【０００３】  加えて両面ダンボール材による包装箱や収納箱は、その輸送や保管時に紙テープや布テープ等で密閉されると通気が遮断され、且外気温に比べて７乃至８℃以上の温度差が発生すると該包装箱や収納箱の内壁面には多量の結露が発生し、長時に亘る輸送や保管に際しては黴の発生や湿気により果実や野菜或いは食品類の変性や変質が惹起され、或いは発生する臭気と且湿気が衣類等に吸着或いは付着して汚損が招来される問題をも内在している。【０００４】  他方において従来から内装用天井材として、軽量で安価なうえ耐火性にも優れることから二枚の板紙の間に硫酸カルシウムを挟着積層させた所謂石膏ボードが多量に使用されてきたものの、改築や建替えに際しては膨大量の建築廃材として廃出されるばかりかその有効な再利用策もなく、且山積保管に際しては日光や風雨に晒される結果亜硫酸ガスの発生危険が指摘されている等環境保全のうえから大きな問題を抱えている。【０００５】  かかる如き問題に鑑み研究を重ねた結果、板紙や洋紙或いは和紙等の紙素材は比較的耐熱性が高く且強靭で低伸度なうえ自然環境下で崩壊性や分解性を保持すること、及び火山灰や砂等の自然無機物や無機産業廃棄物中には酸化珪素が多量に含有されており、且該酸化珪素はアルカリ剤により容易に溶解されて珪酸ソーダ即ち水ガラスを生成しえ、更にはこの水ガラス中のシラノール基の縮合作用により、その分子量を４，０００程度に多分子量化させることでシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が得られ、或いはその水分を脱水濃縮させることによりシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲルが得られる。【０００６】  そしてこのシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはゲル状物は、１００℃以上の加熱によりその含有水分の蒸散に伴い最大５０倍程度の発泡倍率を以って発泡構造を生成すること、及び加熱に伴い高い融着性が創出されて紙、木材、金属等広範囲の素材と強固に接着させることが可能なることを究明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明は廃棄が可能なうえ著しく軽量で且強靭性、断熱性、吸湿性と透気性をも保持した廃棄性に優れる軽量板材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上述の課題を解決するために本発明が用いた手段は自然環境下で崩壊若しくは分解しえ且強靭で低伸度のうえ肉薄な板紙や洋紙若しくは和紙からなる紙素材、或いは綿若しくは麻を織成してなる天然繊維布帛素材からなる外層材を表面及び裏面に用いるとともに、この一方の外層材の内側面にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはゲル状物を所要の厚さに塗着若しくは貼着させたうえ他方の外層材を加圧積層させ、その発泡倍率を５乃至３０倍に発泡制限させつつ少なくとも１００℃以上の加熱を施すことにより、酸化珪素態からなる無機多孔性発泡層が外層材と一体的且強固に接着された構成からなる廃棄性に優れる軽量板材に存する。
【発明の効果】
【０００９】  本発明の技術的手段によれば、表面及び裏面の外層材が紙素材若しくは天然繊維布帛素材からなるため著しく薄く且強靭で低伸度であるとともに、該外層材で挟まれる中間には酸化珪素態でその発泡倍率が５乃至３０倍の無機多孔性発泡層が所要の厚さを以って一体的に強固に接着されてなるため、屈曲強度に脆弱な無機多孔性発泡層がその表面及び裏面と強固に接着される外層材により著しく補強されるため、製箱加工性はもとより包装箱や天井板等製品としての輸送時や取扱時の外部衝撃にも十分対抗できるばかりか、収納保管に際しても長期に亘り耐久使用が可能となる。【００１０】  加えてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくはそのゲル状物は、原溶液比重が略１．３程度のものであるため、本発明における大容積を占める無機多孔性発泡層のかさ比重は０．２６乃至０．０４と極めて低比重となり本発明が著しく軽量なものとなるとともに外層材との一体的サンドウィッチ構造により耐圧縮強度も向上するため取扱性が格段に至便となる。【００１１】  そして無機多孔性発泡層は、酸化珪素態とともに多孔性であるから優れた断熱性に加えて吸湿性と且外層材も肉薄で紙素材若しくは天然繊維布帛が使用されることとも相俟って吸湿性や透気性が発揮されて外気温との温度差が是正され結露の発生が著しく抑制されるとともに黴の発生も防止され、輸送若しくは収納保管される食品類の変性や変質防止や衣類等への臭気の付着や汚損も防止されることとなる。【００１２】  而も本発明の外層材が紙素材若しくは天然繊維布帛素材からなり、且その全体容積の大半が酸化珪素態の無機多孔性発泡層からなるため、使用後に屋外自然環境下で日光並びに風雨に晒すことにより吸水崩壊及び分解が促進されて土壌と同化しえるばかりか、無機多孔性発泡層の加熱発泡形成に際してシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が外層材に塗着されると、その一部が該外層材内に浸透し加熱発泡がなされるため本発明全体が耐火不燃性を発揮することにもなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を洋紙からなる一方の外層材の内側面に所要の厚さに塗着のうえ他方の外層材相互を加圧積層させ、その発泡倍率が５乃至３０倍に発泡制限させつつ少なくとも１００℃以上加熱を施し、酸化珪素態の無機多孔性発泡層と外層材とを一体的に接着させた構成。
【実施例】
【００１４】  以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は外層材が紙素材からなる本発明の見取図であって、外層材１はその具体的使用目的によって紙素材１Ａ若しくは天然繊維布帛素材１Ｂの使い別けが望まれるもので、輸送用包装箱や製品或いは商品の収納保管箱等においては、輸送され若しくは収納される製品や商品名を初め規格等の表示のための印刷性や使用後の多量廃棄に際しても短期に崩壊や分解をなすこと、及び可能な限り薄く且強靭なものが要請されるうえから紙素材１Ａが望まれる。【００１５】  この場合に紙素材１Ａは板紙や洋紙或いは和紙等多岐に亘るものがあるが、板紙としては段ボール紙やライナー等が挙げられ、洋紙としては包装用紙やクラフト紙或いはロール紙等及び薄葉紙或いは和紙も挙げられる。
そして輸送用包装箱や収納保管箱等において、包装若しくは収納される製品や商品等が２０ｋｇ／箱以上の多重で且大型形状の場合には板紙の使用が望ましく、且かかる場合の坪量としては略１８０乃至３２０ｇ／ｍ２のものが望ましい。【００１６】  そして一般的な輸送用包装箱や収納保管箱等はその包装重量若しくは収納重量も２０ｋｇ以下のものが多いため、外層材１の紙素材１Ａとしてはクラフト紙やロール紙等の坪量が略７０乃至９０ｇ／ｍ２程度のものが使用でき、且更に軽量な重量の場合には薄葉紙の坪量が２０乃至３０ｇ／ｍ２程度のものまで使用が可能である。加えて内装用天井材にはこれら板紙や洋紙或いは和紙の使用も可能である。【００１７】  かくして使用目的に合せて選択された紙素材１Ａからなる外層材１の内側面には、図２に示すように加熱発泡により酸化珪素態の無機多孔性発泡層３を発泡形成させるため、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２が所要の厚さに塗着２０されたうえ、更に他方の外層材１が加圧積層２１されて加熱発泡２２されるものである。【００１８】  このシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２は、火山灰や岩石等の自然無機物や石炭灰、鋳造廃砂、焼却スラッジ等の無機産廃物中に多量に含有されてなる酸化珪素を一旦アルカリ剤で溶出させて珪酸ソーダ所謂水ガラスとなしたうえ、該珪酸ソーダのシラノール基の縮合作用によりその分子量を略４，０００乃至８，０００程度に多分子量化させたものであって、かかる多分子量化により含有水分の蒸散に伴い最大５０倍程度の発泡構造の生成と加熱に伴う融着性とが創出されるもので、而も該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２はシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略２０乃至２５重量％割合に水が略７５乃至８０重量％割合からなる低粘度の水溶液状のものである。【００１９】  従ってシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２の使用の場合には十分な厚さを以っての塗着には不向きであり、且低粘度であるから使用する外層材１としては成可く平滑で而も塗着したシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２が透出し難い程度の透気性、透水性を保持するものが望まれるため通常は紙素材１Ａのものが好都合である。【００２０】  そして本発明においては、その実質的厚さは主にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２の加熱発泡により形成される酸化珪素態の無機多孔性発泡層３によるものであり、他方現状において主流をなす両面ダンボールを用いた輸送用包装箱や収納保管箱等は、軽重量用のものではその厚さが略３．０乃至３．３ｍｍ程度、重量用のものでもその厚さは略６．０乃至６．６ｍｍ程度である。
してみると本発明においては加熱発泡により形成される酸化珪素態の無機多孔性発泡層３は、５乃至３０倍の発泡倍率を以ってその発泡構造強度の保持と軽量化を実現するものであるから、塗着されるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２の塗着厚としては略０．２乃至０．６６ｍｍ程度となる。【００２１】  而して外層材１の内側面に所要の厚さにシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２が塗着２０されたうえは、図２に示すように他方の外層材１を加圧積層２１させたうえ、その発泡倍率が５乃至３０倍の適宜発泡倍率に発泡制限されるよう且少なくとも１００℃以上の温度で加熱加圧挟持される加熱加圧ベルト２２で挟圧加熱させて所要の厚さと且発泡倍率を有する酸化珪素態の無機多孔性発泡層３を外層材１と一体的に接着させたうえ、所要の長さに切断刃２３で切断することにより、外層材１が紙素材１Ａからなる本発明品４が形成される。【００２２】  図３は外層材１が天然繊維布帛素材１Ｂからなる本発明４Ａの見取図であって、天然繊維布帛素材１Ｂは紙素材１Ａに比べ一段と強靭なうえ布帛特有の意匠感も保持するため、衣裳用箱や収納保管箱或いは内装用天井材や壁材用としては極めて好適である。
反面天然繊維布帛素材１Ｂは十分に透気性や透水性を有するため、酸化珪素態の無機多孔性発泡層３を形成させるために、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２の塗着では低粘度のために塗着したシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２が、天然繊維布帛１Ｂの織目１０Ｂより浸出して本発明４Ａの形成が至難となる。【００２３】  これがため図４に示すように、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２の水分率を２５乃至４５重量％程度までに脱水濃縮させて、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液ゲル２Ａとなすことにより、高粘性化とともに塑性加工が可能となるため、該シロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物２Ａを外層材１の幅に合せた適宜厚さのシート状若しくはフィルム状となしたうえ外層材１、１の間に貼着２０Ａさせたうえ、５乃至３０倍の適宜発泡倍率に発泡制限されるように加熱発泡させることで、外層材１が天然繊維布帛素材１Ｂからなる本発明品４Ａを形成することが出来る。【００２４】  図５は外層材１が天然繊維布帛素材１Ｂからなる本発明品４Ａの拡大断面図であって、該天然繊維布帛素材１Ｂの織目１０Ｂ内にまで、加熱発泡された酸化珪素態の無機多孔性発泡層３が侵入して一段と強固な一体的接着がなされていることが理解される。
更に図６は外層材１が紙素材１Ａからなる本発明品４を用いて形成した、輸送用包装箱５の態様図である。【００２５】  以下に本発明品４の試作品における性能を述べれば、外層材としてクラフト紙の坪量７５ｇ／ｍ２を用い、その内側面にシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を所要の厚さに塗着のうえ、更に同様のクラフト紙からなる外層材を加圧積層させたうえその温度が１４０℃で、その厚さが６ｍｍとなるように且１０倍発泡及び３０倍発泡の酸化珪素態の無機多孔性発泡層を一体的に接着させた本発明品の性能は表１の通りであって、特に無機多孔性発泡層の弱点とされる曲げ強力が著しく向上することが理解される。【００２５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２６】  現状の段ボールによる製箱技術でも、輸送用包装箱や収納保管箱或いは衣裳箱等の作成が容易に出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】  外層材が紙素材からなる本発明品の見取図である。
【図２】  本発明品の製造方法の説明図である。
【図３】  外層材が天然繊維布帛からなる本発明品の見取図である。
【図４】  ゲル状物の貼着説明図である。
【図５】  外層材が天然繊維布帛素材からなる本発明品の拡大断面図である。
【図６】  本発明を用いた輸送用包装箱の態様図である。
【符号の説明】
【００２８】  １    外層材
１Ａ  紙素材
１Ｂ  天然繊維布帛素材
１０Ｂ  織目
２    シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
２Ａ  シロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物
２０    塗着
２０Ａ  貼着
２１    加圧積層
２２    加熱加圧ベルト
２３    切断刃
３    無機多孔性発泡層
４    外層材が紙素材からなる本発明品
４Ａ  外層材が天然繊維布帛素材からなる本発明品
５    本発明による輸送用包装箱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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