(57)【要約】【課題】  極めて軽量で安価なうえ多機能を保持し、建築用内装板材や段ボール代替板材には好適な、多機能軽量板材及び製造方法の提供。【解決手段】  基材が所要粒径の独立気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライト相互が、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液で接合固着され、且表裏面の補強補形材が該基材と一体的強固に積層固着された構成の多機能軽量板材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央の基材が、所要粒径の独立気泡構造で見掛比重０．１乃至０．２のパーライト相互が、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液を以って接合固着形成されてなり、且その表裏面には紙、木板若しくは天然繊維織物からなる補強補形材が、基材と一体的強固に積層固着された構成からなる多機能軽量板材。
【請求項２】
基材を形成するパーライトに対し更に５乃至１５容量％割合で、パルプ或いは綿若しくは麻繊維からなるチョップドストランドが混合されてなる、請求項１記載の多機能軽量板材。
【請求項３】
加熱手段が装備され、相互が圧着離脱しえ且相互の接合面が平滑な支持基台と加圧基台とからなる加熱加圧プレスの支持基台面に、一方の補強補形材を展開し、この上面に所要粒径の独立気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライトに、１０乃至２０容量％割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液が混合混練されてなる基材形成原料を所要の厚さを以って塗着したうえ、更にその上面に他方の補強補形材を展開接合せしめ、１８０乃至２８０℃の温度で加熱加圧プレスで加熱加圧し、基材形成原料中の水分蒸散並びにシロキサン結合の促進と加熱融着性の創出とにより、基材の形成と且表裏面の補強補形材とを一体的強固に積層固着させることを特徴とする、多機能軽量板材の製造方法。
【請求項４】
基材形成原料が、所要粒径の独立気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライトに対して、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が１０乃至２０容量％割合、及びパルプ或いは綿若しくは麻からなるチョップドストランドが５乃至１５容量％割合で混合混練された組成からなる請求項３記載の、多機能軽量板材の製造方法。
【請求項５】
加熱加圧プレスの支持基台及び加圧基台の全面に亘って均等に水分蒸散孔が穿孔形成されてなる請求項３記載の多機能軽量板材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は極めて軽量で安価なうえ、高断熱性や難燃性、吸音性、耐久性、耐水性に加えて安全性や廃棄性にも優れ、建築用内装板材や輸送用梱包包装板材には極めて好適な、多機能軽量板材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  建築用内装板材は、近年における新規な素材開発と且建築様式の変化等とも相俟って多種多様な製品が上市されて来ているが、価格的安価さと汎用性とにより石膏ボードなるものが多用されている。
しかしながら該石膏ボードは石膏即ち硫酸カルシウムを用いて、その表裏面から厚紙で挟持固着させた構成からなるため極めて多重なものとなる。そして他方においては近年の高齢化社会の到来とともに、とりわけ建築就労者の高齢化は富みに激しく、これがため折角安価で汎用性に優れる石膏ボードも施工に際しての取扱性や運搬性に大きな問題を抱えるまでに至っている。【０００３】  加えて今日では生活水準の向上と物質的充足もなされたことから、消費性向も多様化、階層化、個性化へと複雑に変化しており、これら消費性向の変化に対応して財やサービスの開発はもとより、一般店舗とりわけファッション関係店舗や飲食店舗等では短期間に改修や改装が頻繁になされることから、多量に使用されてなる石膏ボードの廃棄物も膨大量に排出される。然るにかかる廃棄石膏ボードの有効利用は未だ解決の目処も無く、価格的に安価で多量に使用される石膏ボードも、結果的に多量の排出に伴い膨大な廃棄費用が強いられ、若しくは一時的貯留のために屋外貯留に際しては雨水等による亜硫酸ガスや硫化水素ガスの発生や、屋内貯留においても硫化水素が発生し随所において死亡事故も惹起され、環境保全や安全性のうえからも新たな問題を提起している。【０００４】  更に他方において、生鮮野菜類や果実類或いは食品類の物流に際しては、比較的軽量で安価なうえ、保形性と且輸送時や取扱時の外部衝撃に際しても輸送品に保護機能が働き破損や汚損防止が図れることから、主にダンボール箱が使用されている。
このダンボール箱はダンボール原紙として中芯と称せられる波形の紙に、ライナーと称せられる紙を貼り合せて形成されるもので、中芯の片側にライナーを貼り合せた片面ダンボール若しくは中芯の両側面にライナーを貼り合せた両面ダンボールが主に使用されている。【０００５】  然るに近年の如く食品類や加工食品への農薬や化学物質の過剰使用や、果実や野菜等への農薬や殺虫剤等の残留による健康被害の続発から出荷停止も随所で発生していること等により、食品類や野菜果物等への安全意識や衛生意識は著しく高まっている。
そしてこれら農薬や化学物質、殺虫剤等の混入や残留等は、その生産工程や出荷工程における徹底した管理により防止しえるものであるが、他方において食品類や加工食品類或いは果実や野菜類の生産地や生産工場には、多種に亘る細菌類や微生物類に加え、ダニ類やノミ類、ゴキブリ等の衛生害虫と、更には昆虫類の卵や幼虫等も生息しており、これらが輸送に係る梱包若しくは包装容器に付着若しくは包装容器の主体をなすダンボール箱では、その構造上波形の中芯と表裏面のライナーとの貼合せに伴う多数の空隙内に、細菌類や微生物類或いは衛生害虫及び昆虫類の卵や幼虫が付着潜入して拡散されることも周知であって、これの防止に資する新たな板材も強く要請されている。【０００６】  加えて断ボール箱は前記の如く波形の中芯とライナーとの貼合せで、見掛上の空気層が形成されてなるものの、ダンボール原紙の熱伝導率も０．６×１０−３Ｊ／ｃｍ・Ｓ程度と大きく且空気層も開放状である。
これがため輸送途次において直射日光等の照射に際して外表面と内面とに大きな温度差が生じ結露の発生を招来するため、収納される製品や商品の性質によっては変質を来たす結果となるため、更に品質保全のための内包装も強いられている。【０００７】  発明者はかかる状況に鑑み研究を重ねた結果、黒曜石を破砕のうえ略１，２００℃の高温で焼成発泡させることにより、独立気泡構造で見掛比重が略０．１乃至０．２と極めて軽量で、而もその粒径が０．５乃至２０ｍｍ程度のパーライトが形成でき、且このパーライトは酸化珪素及び酸化アルミを主成分とした無機質で重金属類や有害ガス或いは有害化学物質を一切含有せず安全なうえ、耐火不燃性はもとより高断熱性、吸音性、耐水性、耐薬品性に加えて耐久性をも保持すること、及びこの細粒径のパーライトにシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液を接合材として混合混練させることにより、粘性及び可塑性が付与されて前記性能を保持した適宜の厚さと形状の板材が容易に形成しえること、及び無機質板材の弱点とされる曲げ強力に対してもパルプも若しくは綿或いは麻繊維チョップドストランドの混合により十分に改善しえること、並びにこの無機質板材の表裏面に紙や木板、若しくは天然繊維織物からなる補強補形材を一体的に積層接合させることにより不燃性若しくは難燃性と極めて軽量で且構造補強のなされた多機能板材が形成しえることを究明し、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】
【０００８】  本発明は極めて軽量で安価なうえ多機能を保持し、建築用内装板材や段ボール代替板材には特に好適な多機能軽量板材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上述の課題における本発明多機能軽量板材に用いた技術的手段は、基材が所要の粒径の独立気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライト相互が、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液で接合固着形成されてなり、この基材の表裏面には紙、木板若しくは天然繊維織物からなる補強補形材が、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液で、基材と一体的強固に積層固着された構成の多機能軽量板材に存するものであり、更には基材の曲げ強力の向上のため、基材のパーライトに対し更に５乃至１５容量％割合で、パルプ或いは綿若しくは麻繊維からなるチョップドストランドが混合された構成に存する。【００１０】  加えて本発明多機能軽量板材の製造方法においては、加熱加圧によりパーライト相互を接合固着させて基材の形成と、その表裏面に展開接合される補強補形材を一体的強固に積層固着させるものであるから、適宜の加熱手段が装備され相互が圧着離脱しえるとともに相互の接合面が平滑に形成された支持基台と加圧基台とによる加熱加圧プレスを用い、この支持基台の上面に一方側の補強補形材を展開させたうえ、その上面に所要粒径の独立気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライトに対し、１０乃至２０容量％割合で、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液が混合混練されて、粘性と可塑性が付与された基材形成原料を所要の厚さを以って塗着させる。【００１１】  更にこの塗着面の上面には他方側の補強補形材を展開接合させたうえ、その温度が１８０乃至２８０℃に保持された加熱加圧プレスで加熱加圧し、基材形成原料のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液中の水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより、パーライト相互の接合固着による基材の形成と且該基材の両側面に展開接合されてなる補強補形材とを一体的強固に積層固着させる、多機能軽量板材の製造方法に存するものであり、且基材の曲げ強力の向上に際して基材形成原料のパーライトに対して更に５乃至１５容量％割合で、パルプ或いは綿若しくは麻繊維からなるチョップドストランドが混合された基材形成原料が使用される多機能軽量板材の製造方法に存する。【００１２】  加えて本発明製造方法においては加熱加圧により基材形成原料の速やかな水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより、パーライト相互の接合固着による基材の形成、及び補強補形材との一体的強固な積層固着を図ることが生産性に大きく関与する。これがためには加熱加圧プレスの支持基台及び加圧基台の全面に亘って均等に、水分蒸散孔を穿孔形成させた構成の多機能軽量板材の製造方法に存するものである。
【発明の効果】
【００１３】  本発明は上述の如き構成からなるもので、多機能軽量板材においては、主要部分となる基材が、所要の粒径の独立気泡構造で見掛比重が０．１乃至０．２のパーライトを用い、このパーライトの容量に対して１０乃至２０容量％割合で、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液を混合混練させることにより、パーライトに粘性と可塑性が付与された基材形成原料が用いられるため、紙や木板若しくは天然繊維織物からなる補強補形材の一側上面に、該基材形成原料が良好に且均等な厚さを以って塗着がなしえるとともに、更にこの塗着面の上面に展張される補強補形材も均質に接合がなされる。【００１４】  そして補強補形材の上面に基材形成原料が均等な厚さを以って塗着され、且その上面にさらに補強塗材が接合されたうえは加熱加圧により基材形成原料のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液の水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出により、連続気泡構造の酸化珪素態の接合層を以ってパーライト相互を接合固着され基材が形成されるため、パーライトの見掛比重とも相俟って極めて軽量な基材が形成されるとともに、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液は表裏面の補強補形材にも含浸されるため、加熱加圧により同様に水分蒸散とシロキサン結合の促進と加熱融着性の創出とにより、連続気泡構造で酸化珪素態の接合層が形成され、全体が一体的強固に積層固着され、而も該補強補形材の不燃化若しくは難燃化が図られる。【００１５】  そして無機質素材の難点とされる基材の耐曲げ強力も該基材の表裏面に一体的強固に積層固着される補強補形材により、曲げ強力の付加に際しても十分な対抗力が働くため、破損や損傷も防止される。加えて基材の形成に際してパルプやチョップドストランドが混合された場合には、基材内全体に亘って絡着固着形成されるため、曲げ強力は一段と強化される。【００１６】  他方本発明多機能軽量板材の製造方法においては、加熱手段が装備され相互が圧縮離脱しえ、且その接合面が平滑な支持基台と加圧基台とで加熱加圧プレスが形成されてなるため、支持基台上面に一方の補強補形材を展開させたうえ、その上面に基材形成原料を所要の厚さを以って塗着させ、更にその上面に他方の補強補形材を展開接合させるのみで、全体の積層が簡便になしえる。
而してこの積層された全体を加熱加圧プレスで加圧のうえ１８０乃至２８０℃の加熱により、基材形成原料中のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液の水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより、酸化珪素態の連続気泡構造による接合層の形成により、パーライト相互の接合固着により基材の形成と且表裏面の補強補形材の一体的積層固着がなされ、多機能軽量板材が形成される。【００１７】  そして加熱により一旦形成された酸化珪素態の連続気泡構造からなる接合層は、再加熱によっても変化せぬため、作業に支障の無い範囲で支持基台や加圧基台を高温度に保持したまま連続して加熱加圧して生産ができるばかりか、支持基台や加圧基台全面全体に亘って水分蒸散孔を形成しておくことにより、加熱に伴う水分蒸散が積極的になされ、短時に多機能軽量板材が能率的に生産できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  基材が粒径２ｍｍの独立気泡構造で且見掛比重が０．１５のパーライトと、該パーライト容量に対し１５容量％割合でシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液と、且パルプが１０容量％割合で混合され接合固着形成され、而もこの基材の表裏面に板紙からなる補強補形材が一体的に積層固着された多機能軽量板材。
【実施例１】
【００１９】  以下に本発明多機能軽量板材の実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は多機能軽量板材１の断面説明図、図２は基材形成原料１０の説明図、図３は基材が補強された多機能軽量板材１の断面説明図であって、本発明多機能軽量板材１は軽量で安価なうえ、広範囲に亘る使用に対応しえる多機能即ち高断熱性、難燃性、吸音性、耐久性、耐水性に加え、安全性や廃棄性にも優れた多機能軽量板材１を提供するものであって、これがためにはその主要部分たる基材１Ａの構成が多機能性に大きく関与する。【００２０】  これがためには、基材１Ａには所要の粒径で独立気泡構造からなり且その見掛比重が０．１乃至０．２のパーライト１０Ａを用いるとともに、このパーライト１０Ａ相互を接合固着させ、並びにその表裏面に展開接合される補強補形材２との一体的強固な積層固着を図るとともに、他方においてはパーライト１０Ａに粘性と可塑性を付与せしめて良好に且所要の厚さを以って塗着せしめたうえ基材１Ａを形成させる必要上から、該パーライト１０Ａの容量に対して１０乃至２０容量％割合で、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液１０Ｂが混合されて一旦基材形成原料１０となして塗着がなされるもので、該塗着された基材形成原料１０から基材１Ａの形成には、加熱により基材形成原料１０のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液１０Ｂの水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより、酸化珪素態の連続気泡構造からなる接合層１１の生成によりパーライト１０Ａ相互の接合固着がなされるものである。【００２１】  かかる場合におけるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は、シロキサンとシラノール塩とを分子量換算で略４，０００程度に多分子量化させた錯化合物状のもので、シロキサン及びシラノール塩からなる固形分が略５０乃至６０重量％に、水分が略４０乃至５０重量％の組成からなるものである。更に珪酸ナトリウム水溶液は通称水ガラスとも呼ばれるものであるが、一般的にはＮａ２Ｏ成分１に対してＳｉＯ２が２乃至３の割合で、且水分率が４０乃至５０重量％割合のものが望ましい。加えて加熱条件は表裏面に展開接合される補強補形材２の耐熱性に制約されるもので、本発明では補強補形材２に紙や薄い木板或いは天然繊維織物が使用されることから、略１８０乃至２８０℃の範囲が目処となる。【００２２】  そして形成される基材１Ａはパーライト１０Ａが、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液１０Ｂの水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより生成される接合層１１も酸化珪素態の連続気泡構造の無機質であるため、無機質特有の曲げ強力に脆弱さが内在する。これがため、図３に示す如く基材１Ｂの如くパルプ或いは綿若しくは麻繊維からなるチョップドストランド１０Ｃが混合されて補強基材１Ｂが形成されるもので、チョップドストランド１０Ｃ等は、基材形成原料１０のパーライト１０Ａの容量に対して少なくとも５容量％割合から最大１５容量％割合がテスト結果からも良好である。【００２３】  基材１Ａ若しくは基材１Ｂの表裏面に該基材１Ａ若しくは基材１Ｂと一体的強固に積層固着され��補強補形材２は、基材１Ａ若しくは基材１Ｂの形成に際して塗着される基材形成原料１０のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液１０Ｂを含浸せしめ、加熱による水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより生成される酸化珪素態で連続気泡構造の接合層１１を以って、形成される基材１Ａ若しくは基材１Ｂと一体的強固に積層固着させるものであり、且不燃性若しくは難燃性をも実現するため、素材としては紙や薄い木板或いは天然繊維織物等が使用されるもので、紙素材においてはクラフト紙や建材紙等が挙げられる。そして該補強補形材２と塗着される基材形成原料１０及び更に展開接合される補強補形材２の積層された状態で加熱が施されることから、該補強補形材２はなるべく薄い物が好都合である。【００２４】  次に本発明の製造方法について述べれば、図４は本発明多機能軽量板材の製造方法に用いる加熱加圧プレス３の断面説明図であって、該加熱加圧プレス３は電熱や加熱媒体の循環等適宜の加熱手段３０が装備されてなり、且相互が圧着離脱可能で而もその接合面が平滑に形成された支持基台３Ａと加圧基材３Ｂとから形成されてなるもので、この支持基台３Ａと加圧基台３Ｂとの圧着及び離脱は、通常加圧基台３Ｂに設けられた電動若しくは油圧による可動シリンダー３１において行なわれる。【００２５】  かくしてなる加熱加圧プレスの３の加圧基台３Ｂを離脱させたうえ、支持基台３Ａの上面に一方側即ち裏面を形成する補強補形材２を展開させたうえ、その上面に予め所要の混合組成からなる基材形成原料１０を所要の厚さを以って塗着させたうえ、更にその塗着上面に、他方側即ち表面を形成する補強補形材２を展開接合させて積層状態となす。
而して図５に示す如く加圧基台３Ａで圧着を図り、積層された相互を十分に密着させたうえ、その補強補形材２の素材特性に合せて１８０乃至２８０℃の温度を以って加熱を施すことにより、基材形成原料１０中のシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液１０Ｂの水分蒸散とシロキサン結合の促進及び加熱融着性の創出とにより、酸化珪素態の連続気泡構造からなる接合層１１の生成により基材１Ａ若しくは基材１Ｂの形成と、且該基材１Ａ若しくは基材１Ｂと表裏面の補強補形材２との一体的強固な積層固着がなされ、本発明多機能軽量板材１が形成されることとなる。【００２６】  かかる場合に、本発明では加熱により酸化珪素態で連続気泡構造からなる接合層１１により基材１Ａ若しくは１Ｂが形成され、且該基材１Ａ若しくは１Ｂと一体的強固に表裏面の補強補形材２とが積層固着されたうえは、再加熱によっても塑性変形することが無いため、加熱加圧プレス３の支持基台３Ａや加圧基台３Ｂは、積層作業に支障の無い限り加熱状態のままでも短時に連続して作業が可能となり、更には支持基台３Ａ及び加圧基台３Ｂの全面に蒸散孔（図示せず）を形成させておくことで、短時間に水分蒸散がなされ基材１Ａ若しくは１Ｂの形成と、且表裏面の補強補形材２との一体的強固な積層固着もなされるため、生産性が一段と向上する。【００２７】  以下に本発明多機能軽量板材の性能を述べれば、補強補形材には坪量７８ｇ／ｍ２のクラフト紙を用い、且基材形成原料には平均粒径が２ｍｍのパーライトに対して、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を１５容量％割合で混合混練したものを、厚さ３ｍｍに塗着させたうえ１９０℃の温度で加熱により形成させたものを試料１とし、更に基材形成原料としてパーライトに対してシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が１５容量％割合とパルプが１０容量％割合で混合混練したものを用い、１９０℃の温度で加熱により形成させたものを試料２としてもので、測定した物理的性能は表１の通りである。【００２８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２９】  使用目的に合せて補強補形材を選択し、且所要の厚さに形成することで、建物用内装板材や輸送用梱包若しくは包装箱用板材として即時使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  多機能軽量板材の断面説明図である。
【図２】  基材形成原料の説明図である。
【図３】  基材が補強された多機能軽量板材の断面説明図である。
【図４】  加熱加圧プレスによる積層方法の説明図である。
【図５】  本発明製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】  １    多機能軽量板材
１Ａ  基材
１Ｂ  補強基材
１０    基材形成原料
１０Ａ  パーライト
１０Ｂ  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液若しくは珪酸ナトリウム水溶液
１０Ｃ  パルプ若しくはチョップドストランド
１１    接合層
２    補強補形材
３    加熱加圧プレス
３Ａ  支持基台
３Ｂ  加圧基台
３０    加熱手段
３１    可動シリンダー
【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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