(57)【要約】【課題】  耐熱性に加え優れた緩衝性と廃棄性を有する包装材を提供する。【解決手段】  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が１５乃至４０重量％に、パルプや綿若しくは麻からなる易分解性繊維素６０乃至８５重量％割合で混合混練したうえ、その厚さが０．５乃至３．０ｍｍで所要の幅の予備成形シートとなしたうえ、その温度が２００乃至４００℃の加熱により２乃至２０倍に発泡成形させた構成。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が１５乃至４０重量％に、パルプ或いは綿若しくは麻からなる易分解性繊維素が６０乃至８５重量％割合で混合混練された繊維素混合材を用い、その厚さが０．５乃至３．０ｍｍで且所要の幅で予備成形シートを作成のうえ、該予備成形シートを２００乃至４００℃の温度で加熱してその発泡倍率を２乃至２０倍に発泡成形させてなることを特徴とする緩衝性と廃棄性に優れる包装材。
【請求項２】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が、その水分率を２０乃至４５重量％まで脱水させてシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物として用いる、請求項１記載の緩衝性と廃棄性に優れる包装材。
【請求項３】
繊維素混合材が、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１０乃至２５重量％と天然ゴムラテックス５乃至１５重量％、及び易分解性繊維素６０乃至８５重量％割合で混合混練されてなる、請求項１記載の緩衝性と廃棄性に優れる包装材。
【請求項４】
シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液が１５乃至４０重量％に、パルプ或いは綿若しくは麻からなる易分解性繊維素が６０乃至８５重量％割合で混合混練された繊維素混合材を用い、その厚さが０．５乃至３．０ｍｍで且所要の幅で予備成形シートを作成のうえ、該予備成形シートを所要の寸法、形状に形成された成形雄型と成形雌型の間に挟入し加圧変形のうえ、２００乃至４００℃の加熱により２乃至２０倍の発泡倍率で、且所要の間隔毎に嵌入凹陥部が形成されてなる緩衝性と廃棄性に優れる包装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は包装材に係るもので、更に詳しくは優れた緩衝性による被包装物の破損や損傷の防止と、使用後に短期に崩壊滅失可能な廃棄性を有する包装材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  各種の製品や商品は複雑多岐に亘る流通形態を介して使用に供されるものであって、その製品や商品等の特質に合せて多種多様の包装や梱包方法が用いられている。
即ち加工食品や菓子類では単位重量も軽量なことから、所要量を合成樹脂フィルムからなる軽包装材で包被封入のうえダンボールからなる包装箱内に収納し流通に供され、更に衣料品等も嵩高な割には軽量であるから、薄ダンボールを用いた内包装箱内に所要量を収納のうえ、厚ダンボールを用いた外包装箱内に収納し流通に供している。【０００３】  他方家具や什器備品類、或いは電子機器や理化学機器類等は高価なうえ多重量で、且長期間に亘って使用に供されるものであるから外形上の意匠やデザインも重要な要素であって、これら製品や商品は流通に際しての輸送や取扱時若しくは保管時において外部衝撃等による破損、若しくは機能や性能の障害或いは汚損の発生等を防止するうえから特段の包装が施されるものであって、家具や調度品等ではその外表面への塵埃付着を防止するため紙や合成樹脂フィルム材等で包被のうえ、その外面をポリエチレンやポリウレタン等の合成樹脂発泡シート材で包被し、且その外側を適宜の外装材で包被させる手段が用いられる。【０００４】  更に電子機器や理化学機器等では、これら電子機器や理化学機器の形状及び寸法に合せて上下より嵌入保持できる嵌入凹部を適宜数組で発泡スチロール樹脂を用い成形させた緩衝保持板に嵌入保持させたうえダンボール外包装箱に収納させる手段や、より多重な機器類に至っては機器本体を合成樹脂フィルム材で包被のうえ、強靭な木箱や厚手ダンボールを用いた外包装箱内に収納し、且該機器本件と外包装箱との間隙部分に発泡スチレンや発泡ポリエチレン素材からなる球形状や楕円形状若しくは所望の太さを以って螺形状に形成させた緩衝部材を十分に充填させて、外部衝撃より機器類を保護する包装手段が用いられている。【０００５】  而して近年においては環境汚染を抑制するうえから、膨大量に廃棄発生する包装材や梱包材を短期に容易且無害に処理する必要上から、焼却による多量の煤煙や有害ガス並びにダイオキシン類の発生危険の無い素材への転換が強く要請されるに至っている。
これがためポリ・Ｌ・乳酸やポリ・ε・カプロラクタム樹脂或いは澱粉と変性ＰＶＡ若しくは脂肪族ポリエステル樹脂素材、所謂生分解性樹脂素材を発泡成形させた生分解性緩衝材による代替も試みられているものの、該生分解性緩衝材はコスト的に著しく割高なうえ、その加水分解作用による分解滅失には少なくとも数ヶ月から数年にも亘る長期間を要し、反面包装材や梱包材は短期の使用とともに膨大量が排出されるものであるから、廃棄される包装材や梱包材が山積して新たな環境問題も惹起される。加えて該生分解性緩衝材は素材の特性上から耐熱性もせいぜい７０℃程度のためにコンテナ輸送等における場合、特には海外輸送に際してはコンテナ内温度が７０〜８０℃以上にも上昇するため発泡構造が変形減縮されて緩衝効果が発揮されず、実用使用に供し得ぬ問題も発生している。【０００６】  発明者はかかる実情に鑑み研究を重ねた結果、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は少なくとも１００℃以上の加熱により、その水分蒸散に伴う連続気泡構造及び独立気泡構造を混在し且最大略５０倍の発泡倍率を以って発泡成形体を形成しえること、及び該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液にパルプ若しくは麻繊維や綿繊維等からなる易腐敗性繊維素を混合のうえ、所要の厚さと幅に成形させつつ加熱発泡させることにより、該易腐敗性繊維素材相互が絡合しつつ嵩高に発泡形成され極めて高い緩衝性が発揮されること、及び廃棄に際しても吸水による短期の崩壊と腐敗により土壌への還元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】  本発明は耐熱性に加えて優れた緩衝性を保持するとともに、使用後の廃棄により短期に崩壊滅失させて土壌に還元しえる包装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手段は、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液を１５乃至４０重量％に、パルプ若しくは麻繊維や綿繊維からなる易腐敗性繊維素を６０乃至８５重量％割合で混合させてなる繊維素混合材を、所要の厚さと幅の予備成形シートになしたるうえ、２００乃至４００℃の温度で２乃至２０倍の発泡倍率に発泡成形させた構成、若しくは所要の寸法及び形状に形成された成形型内に予備成形シートを挟入し加圧変形させたうえ２００乃至４００℃の温度で２乃至２０倍に発泡成形させた構成に存する。【０００９】  更には柔軟性を付与させるうえから、繊維素混合材がシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１０乃至２５重量％に天然ゴムラテックスが５乃至１５重量％、並びに易分解性繊維素が６０乃至８５重量％割合で混合させてなる構成、及び予備成形若しくは成形型への注入に際して予備成形シートに十分な可塑性を付与せしめるうえから、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の水分率を２０乃至４５重量％割合まで脱水させて、シロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物として用いる構成に存する。
【発明の効果】
【００１０】  本発明は上述の如き構成からなるものであって、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の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％に水分が７５乃至８０重量％割合の組成のため、比較的多重量に混合される易分解性繊維素と良好な混合がなされ、且多分子量化に伴う粘着性により易分解性繊維素相互が粘着絡合されて可塑性を保持した繊維素混合材となるため、所要の厚さと幅の予備成形シートが容易に形成しえ、而も成形型への挟入加圧変形も容易になしえる。【００１１】  そしてこの予備成形シートは２００乃至４００℃の温度に加熱されたうえ２乃至２０倍に発泡成形されるため、易分解性繊維素が絡合されつつ連続気泡構造及び独立気泡構造が生成されるために弾性を保持して高い緩衝性を発揮する包装材が形成される。そして易分解性繊維素は実質的に４００℃程度の耐熱性を保持するとともに、これらを含着して加熱発泡される発泡体が酸化珪素態であるため極めて耐熱性が高く且不燃性も発揮される。
加えてかかる発泡体は酸化珪素態であるから、吸水条件下では多量の吸水とともに自己崩壊が促進され、而も易分解性繊維素も含水並びに土壌菌類等で容易に分解されることとも相俟って、屋外廃棄で短期に崩壊滅失させて土壌への還元が図れる。【００１２】  更に繊維素混合材中に天然ゴムラテックスを５乃至１５重量％割合で混合させた場合には、形成される包装材の発泡体に天然ゴムラテックスの粘弾性が作用し而も柔軟性が付与されるとともに、使用するシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液の水分率を予め２０乃至４５重量％まで脱水させてシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物として使用することにより、形成される繊維素混合材の粘度の上昇に伴う可塑性が著しく高まり多様な予備成形手段にも対処できる。
【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２５重量％にパルプからなる易分解性繊維素７５重量％割合で混合混練して繊維素混合材となしたうえ、その厚さが０．５乃至３ｍｍで適宜幅の予備成形シートとなしたうえ２００乃至４００℃の温度で２乃至２０倍に発泡成させる構成。
【実施例１】
【００１４】  以下に本発明の実施例を図とともに説明すれば、図１は繊維素混合材１の説明図であって、本発明は優れた緩衝性とともに使用後の廃棄で短期に崩壊滅失させて土壌に還元させる廃棄性を保持する包装材を提供するものであるから、該包装材を形成するための繊維素混合材１の素材としては、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａ及び易分解性繊維素１Ｂが用いられる。【００１５】  このシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａは、火山灰やシラス或いは砂等の自然鉱物や、石炭灰や鋳造廃砂或いは焼成スラッジ等の無機質産業廃棄物中に多量に含有されてなる酸化珪素をアルカリ剤で溶出させて珪酸ソーダとなしたるうえ、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程度に多分子量化させたもので、その組成成分として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％割合と水分７５乃至８０重量％割合とからなり、且性状としては１００℃以上の加熱により含有水分の蒸散に伴い連続気泡構造及び独立気泡構造を混在して最大５０倍程度の発泡倍率で、而も酸化珪素態の発泡成形体を生成するものである。【００１６】  そしてかかるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａと混合混練される易分解性繊維素１Ｂは、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａの加熱で発泡形成される酸化珪素態で且連続気泡構造及び独立気泡構造の脆弱さを補強するうえから、柔軟性と絡合性に優れ且水分吸収や土壌菌類等により短期に崩壊滅失し土壌に還元しえる素材が要請されることから、具体的素材としてはパルプ繊維素即ちより詳しくはＧＰ（砕木パルプ）やＣＧＰ（化学的機械パルプ）、ＳＣＰ（半化学的パルプ）のほかに補助パルプ（故紙パルプ）等が挙げられるもので、とりわけ個人情報漏出防止のうえから文書類を溶解廃棄する方法への移行とも相俟って、膨大量の故紙パルプが発生することからこれの活用が極めて有利となる。
更に該パルプ以外の易分解性繊維素材１Ｂとしては綿繊維並びに麻繊維も好適であって、綿繊維や更にはカポックやパンヤの使用も可能であり、且麻繊維としては繊維長が短く而も繊維素も細いチョ麻やラミーが挙げられる。【００１７】  かくしてシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａを１５乃至４０重量％に易分解性繊維素１Ｂも６０乃至８５重量％割合で混合混練することにより繊維素混合材１が形成される。
この繊維素混合材１におけるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａと易分解性繊維素１Ｂとの混合割合は、混合される易分解性繊維素１Ｂの素材特性や太さ及び長さ等により、或いは発泡倍率によって多少の変動はあるが、その発泡倍率が２乃至１０倍程度の場合では、シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａは１５乃至２５重量％程度が望ましく、更に発泡倍率を１０乃至２０倍に発泡成形させる場合では２５乃至４０重量％の混合割合が好適であって、該シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａが１５重量％割合を下回ると、結着力の不足により可塑性が不十分となり予備成形や成形型への挟入が不能となる危険があり、反面４０重量％以上の混合では流動性が増大し予備成形や成形型への挟入に際しての保形性が喪失され作業不能を招来する結果に留意すべきである。【００１８】  更に本発明が対象とする包装材は一般的な緩衝包装として用いる扁平シート状のもののほか、流通される製品や商品の寸法及び形状に合せて嵌入保持しえるよう成形型で成形させるものまで多様なものが挙げられ、特に製品や商品の寸法形状に合せた成形においては、複雑な寸法と且凹凸状に成形させるうえから通常においては予備成形手段２において一旦所要の厚さ及び幅の扁平状の予備成形シート２Ａとなしたるうえ、この予備成形シート２Ａを所望の寸法と凹凸形状に形成された雄型及び雌型間に挟入且加圧変形させながら加熱発泡成形させるもので、該予備成形シート２Ａには十分な粘弾性を付与させて加圧変形に対応できる保形性と伸長性を保持させる必要がある。【００１９】  これがためには繊維素混合材１に用いるシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液１Ａの水分率を２５乃至４０重量％まで脱水せしめて粘弾性を著しく高めたシロキサン及びシラノール塩多分子量ゲル状物（図示せず）として混合混練させた繊維素混合材１の使用が好適である。
かくして形成された繊維素混合材１は予備成形手段２において所要の厚さと幅及び長さの予備成形シート２Ａに成形されるものであって、この予備成形手段２としては多様な手段が考えられるが、図２に示す如くロール成形法２０Ａ若しくは押出成形法２０Ｂが簡便な手段として提案される。【００２０】  即ち図２のＡにはロール成形法２０Ａが示されてなるもので、該ロール成形法２０Ａにおいては所要の混合割合で混合され且混練された繊維素混合材１を、一対組からなる圧延ロール２１、２１が少なくとも２段以上に配位されたうえ、それぞれの圧延ロール２１、２１で順次繊維素混合材１を圧延させつつ所要の厚さと幅の予備成形シート２Ａに圧延形成させるものである。
更に他の手段としては同図２のＢに示すように押出成形法２０Ｂが挙げられるもので、該押出成形法２０Ｂにおいては押出成形機のスリットダイ２１Ｂより所要の厚さと幅で予備成形シート２Ａとして押出成形させるもので必要に応じてはスリットダイ２１Ｂより押出成形された予備成形シート２Ａを、その直近に設けた延伸ロール２２Ｂで所要の厚さと幅に延伸させることも提案される。【００２１】  かかる場合において予備成形シート２Ａの厚さと幅は、所望の発泡倍率を以って発泡成形される本発明包装材４に要請される厚さと幅等を勘案して決定されるもので、一般的に使用される扁平状の緩衝用包装材の厚さは２乃至３ｍｍ程度のものから、厚いもので４０乃至５０ｍｍであり且その幅も略１００乃至１２０ｃｍ程度である。
反面予備成形シート２Ａの加圧発泡成形に際しては、該予備成形シート２Ａの表面及び裏面より加熱ヒーターや加熱空気、或いは加熱された成形型若しくは加熱ロールとの接触加熱等により加熱を施すものであるから、可能な限り短時間内に予備成形シート２Ａ内部に加熱浸透させるうえから成可く薄く形成させることが望ましく、且発泡倍率としては２乃至２０倍の発泡がなされるため実質的な予備成形シート２Ａの厚さとしては略０．５乃至３ｍｍ程度に形成されれば良い。【００２２】  図３は連続発泡成形手段３の例示図であって、予備成形手段２により所要の厚さ及び幅に成形された予備成形シート２Ａは連続発泡成形手段３において、２００乃至４００℃の加熱温度により加熱が施され、２乃至２０倍の発泡倍率を以って発泡成形がなされる。
この連続発泡成形手段３は、一般的な扁平シート状の緩衝用包装材には極めて好都合であって、発泡成形に先立つ予備成形手段２における予備成形シート２Ａは、ロール成形法２０Ａでも押出成形法２０Ｂでも連続的に形成されるものであるから、該予備成形手段２と連動させて発泡成形しえることが極めて生産性の上で有利となる。【００２３】  この連続発泡成形手段３は図示する如く、予備成形手段２において所要の厚さ及び幅に形成された予備成形シート２Ａを、移送ロール３Ａにより上下一対組で前部駆動軸３Ｂ及び後部駆動軸３Ｃに係架されて回動し、且その内側に配された加熱源３Ｄからの熱エネルギーを透過しえる金属網地からなるテンター３Ｅ、３Ｅ間に挟持させながら加熱発泡させる構成のもので、該相互のテンター３Ｅ、３Ｅは挟持され加熱発泡される予備成形シート２の発泡倍率に対応して、その挟持間隙を自在に調整できるように配慮されている。【００２４】  他方複雑な寸法形状の製品や商品を嵌入保持させて緩衝を図る包装材においてはバッチ発泡成形手段３０が望ましく、とりわけ圧縮成形方法が好都合であって、この圧縮成形方法による場合には図４に示す如く、嵌入保持させる製品や商品の上下半分若しくは左右半分を嵌入保持しえる寸法及び形状に形成され、且適宜の加熱及び冷却手段を有する成形雄型３０Ａ及び成形雌型３０Ｂの間隙３０Ｃ内に挟入したうえ、２００℃乃至４００℃の温度に加熱して該陥隙３０Ｃ内で２乃至２０倍の発泡倍率で発泡成形し、而して冷却して取り出すものである。【００２５】  図５は扁平シート状に発泡成形された本発明包装材４の使用態様図であって、実用使用に際しては前述の如くその厚さが薄いものでも２ｍｍ程度のものから厚いものでは４０乃至５０ｍｍ程度で、且その幅は略１００乃至１２０ｃｍ程度であって、而もその長さは厚さとの関係から２乃至３ｍｍ程度の場合は３０乃至５０ｍのロール巻状が扱い易く、反面４０乃至５０ｍｍの場合は３．６ｍ程度に裁断したものが好都合である。【００２６】  そして扁平シート状の本発明包装材４においては、製品や商品への包被には特段の制約はなく、製品や商品全体を外部衝撃から保護できるよう包被させれば良い。
更に図６は嵌入凹陥溝４Ａが形成された本発明包装材の断面態様図であって、一方の本発明包装材４に形成された製品若しくは商品５の嵌凹陥部４Ａに、製品若しくは商品５の上部側半面を嵌入させ、且他方の本発明包装材４に形成された製品若しくは商品５の嵌入凹陥部４Ａに、製品若しくは商品５の下部側半分を嵌入させて嵌入保持させ使用される。【００２７】  以下に本発明包装材の試作実験例を述べれば、使用したシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液は、その組成がシロキサン及びシラノール塩からなる固形分が２５重量％と水分が７５重量％からなり、且その平均分子量が４，２００のものを用い、易分解性繊維素としてダンボール故紙を水で溶解させた残滓からなる平均繊維長が３．１ｍｍのパルプ繊維素と、ヘッシャンクロスを破砕し解打させた平均繊維長３．６ｍｍの麻繊維とを用いた。
試作品はシロキサン及びシラノール塩多分子量溶液２５重量％に、易分解性繊維素としてパルプ繊維素７５重量％を混合混練し、更には易分解性繊維素として麻繊維素を７５重量％を混合混練して、それぞれ繊維素混合材を作成した。【００２８】  かくしてなる繊維混合材をロール成形法を用いて、その厚さが２ｍｍ、幅１００ｃｍの予備成形シートを作成したうえ、連続発泡成形手段により３００℃１６分間の加熱により９倍発泡させ、厚さ１４ｍｍの本発明包装材を作成したもので、その物理的性能は表１の通りである。【００２９】
【表１】
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【００３０】  更にかかる本発明包装材を、平成１６年９月２０日より平成１７年４月２０日まで神奈川県綾瀬市土棚地先農園屋外に放置のうえ日光及び雨水に晒し、経過期間毎にその強力劣化と外形崩壊につき測定した結果は表２の如くであり、実質的に２乃至３ヶ月で崩壊滅失されることが確認された。【００３１】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００３２】  包装若しくは梱包すべき製品或いは商品の寸法や形状に合せて、所要の厚さと幅の扁平シート状で適宜に包被させ、或いは製品や商品の寸法と形状に合せた嵌入凹陥部を有する本発明包装材の嵌入凹陥部内に嵌入保持させることで即時に実用使用に供しえる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】  繊維素混合材の説明図である。
【図２】  予備成形手段の説明図である。
【図３】  連続発泡成形手段の例示図である。
【図４】  バッチ発泡成形手段の例示図である。
【図５】  シート状に形成された本発明包装材の使用態様図である。
【図６】  嵌入凹陥部の形成された本発明包装材の使用態様図である。
【符号の説明】
【００３４】  １    繊維素混合材
１Ａ  シロキサン及びシラノール塩多分子量溶液
１Ｂ  易分解性繊維素
２    予備成形手段
２Ａ  予備成形シート
２０Ａ  ロール成形法
２０Ｂ  押出成形法
２１    圧延ロール
２１Ｂ  スリットダイ
２２Ｂ  延伸ロール
３    連続発泡成形手段
３Ａ  移送ロール
３Ｂ  前部駆動軸
３Ｃ  後部駆動軸
３Ｄ  加熱源
３Ｅ  テンター
３０    バッチ発泡成形手段
３０Ａ  成形雄型
３０Ｂ  成形雌型
３０Ｃ  間隙
４    本発明包装材
４Ａ  嵌入凹陥部
５    製品若しくは商品
【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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