特許 7272544 基材およびオルガノアルコキシシラン系材料の層を含む複合材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-01

(45)【発行日】2023-05-12

(54)【発明の名称】基材およびオルガノアルコキシシラン系材料の層を含む複合材

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/00 20060101AFI20230502BHJP

   B32B 27/10 20060101ALI20230502BHJP

   B32B 27/20 20060101ALI20230502BHJP

   C09J 183/04 20060101ALI20230502BHJP

   C09J 133/04 20060101ALI20230502BHJP

   C09J 11/04 20060101ALI20230502BHJP

   C09J 11/06 20060101ALI20230502BHJP

   A47G 19/22 20060101ALI20230502BHJP

【ＦＩ】

B32B27/00 101

B32B27/10

B32B27/20 Z

C09J183/04

C09J133/04

C09J11/04

C09J11/06

A47G19/22 M

A47G19/22 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018211846

(22)【出願日】2018-11-09

(65)【公開番号】P2020075466

(43)【公開日】2020-05-21

【審査請求日】2021-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】513248016

【氏名又は名称】岩宮 陽子

(73)【特許権者】

【識別番号】518014368

【氏名又は名称】川合 將義

(74)【代理人】

【識別番号】100147740

【弁理士】

【氏名又は名称】保坂 俊

(72)【発明者】

【氏名】岩宮 陽子

(72)【発明者】

【氏名】川合 將義

【審査官】静野 朋季

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１９５３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４４６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８４４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７５３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２１３５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材、前記基材上にα化した糊状物質の固化層、および前記α化した糊状物質の固化層上にオルガノアルコキシシラン系液剤を含む混合液剤の固化層を有する複合材。

【請求項2】

基材および前記基材表面上にオルガノアルコキシシラン系液剤を含む混合液剤の固化層を有する複合材であって、前記基材の表面にα化した糊状物質の浸透層を有することを特徴とする複合材。

【請求項3】

前記糊状物質の主成分は、澱粉糊または、澱粉糊と漆、膠、柿渋、ゼラチン、コンスターチ、片栗粉、葛、セルロースナノファイバー、およびビスコースから選択される１種以上を混合した材料であることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合材。

【請求項4】

前記オルガノアルコキシシラン系液剤の固化層はシロキサン結合を有することを特徴とする、請求項１～３のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項5】

前記オルガノアルコキシシラン系液剤が、オルガノアルコキシシラン、その加水分解物、およびその重縮合物の群から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする、請求項１～４のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項6】

前記アルコキシシランが、Ｒ1 Ｓｉ（ＯＲ2 ） ₃ （式中、Ｒ1 は炭素数１～８の有機基、Ｒ2 は同一または異なり、炭素数又は水素数１～４のアルキル基および／または炭素数5～7のアルケニル基を表す）で表されるシロキサン結合であることを特徴とする、請求項５に記載の複合材。

【請求項7】

前記オルガノアルコキシシランには、さらにＲ1 _２ Ｓｉ（ＯＲ2 ） _２ （式中、Ｒ1 は同一または異なり、炭素数１～８の有機基、Ｒ2 は同一または異なり、炭素数１～4のアルキル基および／または炭素数１～8のアルケニル基又はフエニル基）で表されるジオルガノジアルコキシシランを含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の複合材。

【請求項8】

前記オルガノアルコキシシラン系液剤は、硬化および固化用の触媒を含む液剤であり、前記触媒は加水分解可能な有機金属化合物であり、前記有機金属化合物はチタン、ジルコニウム、アルミニウム、白金および錫からなる群から選択される１種以上の金属を含む有機金属化合物であることを特徴とする、請求項１～７のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項9】

前記基材は、有機材料または無機材料またはこれらの混合材料であり、前記有機材料は、紙、木材、ベニヤ、段ボール、布、不織布、皮、革、セロファン、カーボン繊維、またはこれらの混合材料であり、
前記無機材料は、金属、金属繊維、ガラス繊維、セラミック、石、土、粘土、コンクリート、絶縁体、半導体、またはこれらの混合材料であることを特徴とする、請求項１～８のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項10】

前記基材は、セルロースナノファイバー、セルロース繊維、紙、土類、砂類、樹脂、および粘土類から選択される１種以上の材料に、でんぷん糊、漆、片栗粉、コンスターチ、葛、膠、松脂、柿渋、ゼラチン、片栗粉から選択される１種以上の剤との混合液剤を固化して作製したものであることを特徴とする、請求項１～８のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項11】

前記基材は、繊維状、シート状、フィルム状、板状、または塊状であることを特徴とする、請求項１～１０のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項12】

前記基材は、型押し、造形し、微粒化し、または折り曲げをした加工製品であるか、あるいは前記複合材を形成後に型押し、造形し、折り曲げ、各種変形し、接着加工をした加工製品であることを特徴とする、請求項１～１１のいずれかの項に記載の複合材。

【請求項13】

前記加工製品は、ストロー（紙製、大麦製、小麦製、コピー紙製）、カード、ラップ・レジ袋・袋・風呂敷・包装紙などの包装品、ペットボトルやコップなどの容器、皿・椀・箸・スプーン・フォークなどの食事用・食卓用品、調理器具、台所用器具、浴用・洗濯用・掃除用器具、トレイ（紙製、ダンボール製）、紙蓋、パッキング剤、文具、玩具類、スポーツ・レジャー用品、眼鏡・注射器・人工心臓・薬の包装・レントゲンフィルムなどの医療品、電気・電子製品のボディー、車の部品、住宅・建材・家具、車や飛行機の部品、歯磨き粉、洗顔粉、農業用ハウスやプランター、漁具、安全眼鏡や防護面、またはおむつ・生理用品であることを特徴とする、請求項１２に記載の複合材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラスチックの代替品に用いる基材上に耐候性等の機能を持つオルガノアルコキシシラン系材料を含む複合材に関する。

【背景技術】

【0002】

プラスチックは原料が石油であり、非金属元素による有機物のため、軽くて丈夫、酸やアルカリなどに強いので、さびや腐蝕に強い、電気や熱を伝えにくい、断熱性が高い、衛生的でガス遮断性が高い、透明性があって着色が自由、また、工場生産される合成材料で成形性が良いので、低コストで大量生産が可能である。プラスチックとして、たとえば、 ポリエチレンやポリ塩化ビニル、ABS樹脂などの成形後も加熱することで軟らかくなり、何度でも形状を変えられる熱可塑性樹脂では、軽さと健康安全性という特徴を活かしてラップやレジ袋などの包装品、ペットボトルやコップなどの容器、食器、調理器具、手袋、玩具、フライパンやホットプレートのコーティングなどの家庭用品、スポーツ・レジャー用品の他、電線ケーブル、眼鏡・注射器・人工心臓・薬の包装・レントゲンフィルムなどの医療品、さらに農業用ハウスやプランター、漁具、安全眼鏡や防護面などがある。プラスチックにより被覆した鋼板や、グラスフアイバーやカーボンフアイバーの強化にもプラスチックは使われている。また、塗料・印刷インクや接着剤におむつ・生理用品に加えて合成繊維もある。また、一度成形すると加熱しても軟らかくならず、変形もできないフェノール樹脂やメラミン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱可塑性樹脂では、食事用、食卓用品又は台所用器具、浴用や洗濯用器具、金属缶内装、トレイ、接着剤、発泡体、塗料、パッキング、コーティング材などが作られている。文具、玩具類、電気・電子製品のボディー、住宅・建材・家具、無給油でも摩擦に強く磨耗にも強く、重さ当たりの強さは鉄にも勝るので、車や飛行機な部品、工業機械の歯車や駆動部分に使用されたりする。また、歯磨き粉や洗顔剤には、マイクロプラスチックが含まれている。

【0003】

プラスチックは、低価格、手軽で大量生産が可能だったため、世界中に出回っている。プラスチックは、年間3億トンが生産され、石油産出量の8%を占めている。そのうちの半分が容器包装に使用されている。その使用済みのプラスチックの廃棄が問題になっている。リサイクルして再利用することも可能だが、経済的に見合わないので、多くは回収され、ゴミ処理場に運ばれる。レジ袋、トレイ、最近話題のストローなどはポイ捨てされる。廃棄されたレジ袋、トレイを含むプラスチック製品は、紫外線を浴びて砕かれ細分化する。特に人工芝は、その上で人が活動することで損傷し、マイクロプラスチック化する。しかし、プラスチックは、化学的に強いため腐蝕されず、軽いので遠くまで運ばれ、かつ自然分解されずに半永久的に残るという特徴（問題）がある。そのため使用済みプラスチックは、ポイ捨てや、ゴミ処理施設へ輸送される過程で環境中に出てしまったあと、雨で流され最終的に海に流れ着く。そして、ものとの接触や紫外線の影響で劣化し、5ミリ以下のマイクロプラスチックとなる。このマイクロプラスチックは海中で海面を漂う汚染物質を吸収する。そして、それを海の中の魚が食べてしまい、油との親和性が高い汚染物質が、生物の脂肪に移り、体内に蓄積してしまい、食物連鎖を通じて濃縮され、人間の体内にも蓄積されるという問題が出てきた。また、マイクロプラスチックそのものが人体に悪影響を与える可能性もある。さらに下記のようにプラスチックの排出は種々の問題を抱えている。大型のプラスチックの破片:容器包装や使い捨て用品などが河川などを通じて海洋に到着し、また漁業用具が廃棄物として海洋中に残存する。マイクロビーズなどの工業用、消費者製品用の研磨剤やスクラブが河川や下水などを通じて、海洋に流れ込む。化学繊維(例:フリースなど)が洗濯などを通じて磨耗し、下水などを通じて海 洋に流れ込むこともある。他にもタイヤの磨耗などもマイクロプラスチックの発生源とされている。

【0004】

これらに対して、今年の年5月にEUは、ストローやスプーン、フォークなど一部の使い捨てプラスチック製品の使用禁止を提案した。そして2030年までにプラスチック製の包装材をすべて再生利用可能なものとする環境汚染対策計画、さらにコーヒーカップなど使い捨てプラスチック製品の使用を段階的に削減する計画も発表し、5月28日、海洋プラスチック問題の原因となっている主要な使い捨てプラスチック品10種の使用をEU全域で禁止する法案を提出した。対象となる予定の品目として、プラスチック製ストロー、プラスチック製トレイ、プラスチック製食器、プラスチック製マドラー、プラスチック製耳かき、風船のプラスチック製の柄を挙げた。６月のG7首脳会議は「海洋プラスチック憲章」を採択した。コカ・コーラ、ユニリーバ、ウォルマートなどのグローバル企業11社も、2025年までのパッケージ・リサイクル100%を宣言するなど、世界はいま脱プラスチックへと転換のときを迎えている。日本での廃プラスチックのリサイクル率は84％と高水準だが、世界では年間800万トンものプラスチックが海に流れ込み、生き物や環境に被害を与えているという。国内でも、スターバックスコーヒーが８月９日に脱ストロー宣言した。次いで、8月17日付けですかいらーくホールディングス（HD）は2020年までに、国内外3200店すべてでプラスチック製ストローの利用をやめることが報道された。一方、環境省は、使い捨てプラスチック製のストローやレジ袋を紙製や生分解性のバイオプラスチックを製造する企業に補助金を出す脱プラ補助制度を創設した。その他、多数の企業やNPOを初めとした諸団体が脱プラスチックに向けて動き始めている。この脱プラスチック運動は、単なるゴミの問題でなく、基本的には、ものの寿命を伸ばした循環経済への潮流に沿うものである。すなわち、循環経済においては、耐久性向上や再利用、修復可能性や再製、製品や原料のリサイクルのおかげで環境への負担が減少することを目指している。従って、製品や原料は、経済においてゴミや汚染につながる「通り抜け」ではなく、それよりはるかに長い期間「循環」に耐えるものが要求されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－２３３３４８

【文献】特開２０１６－０５６４６９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１には、紙製ストローの構造および製造方法が開示されているが、紙製ストローの課題である水を吸収してふやけてしまうということに対する解決手段として、紙製ストロー本体の表面をポリエチレンフィルムでカバーしている。従来のプラスチック製ストローに比べればプラスチックの重量は減っているもののプラスチックを使用していることには変わりはなく、海洋等にこの紙製ストローが廃棄されると、紙部分は分解して消失してしまってもポリエチレンフィルムは半永久的に残り、マイクロプラスチックとして海洋等に存在してしまう。また、牛乳パックやジュースパックのような紙製のパック容器も紙製パックの表面をプラスチックフィルムがカバーしている点で、紙製ストローと同様の問題がある。すなわち、プラスチックを全く使用せず、しかも環境に負荷を与えない紙製容器が求められている。さらには種々のプラスチックの代替品になるものが要求されている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、非プラスチックの基材上にオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を作製し、プラスチック製品と同等以上の特性を有する複合材を提供するものであり、具体的には以下の特徴を有する。
（１）本発明は、非プラスチックの基材、前記基材の表面にオルガノアルコキシシラン系液剤を含む混合液剤の固化層を有する複合材であり、また、前記基材およびオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層の間または基材表面にα化した糊状物質の固化層または浸透層を有し、前記糊状物質の主成分は、澱粉糊、漆、膠、柿渋、ゼラチン、コンスターチ、片栗粉、葛、セルロースナノファイバー、およびビスコースから選択される１種以上の材料であり、前記オルガノアルコキシシラン系液剤の固化層はシロキサン結合を有することを特徴とする。

【0008】

（２）本発明は、（１）に加えて、前記オルガノアルコキシシラン系液剤が、オルガノアルコキシシラン、その加水分解物、およびその重縮合物の群から選ばれた少なくとも１種からなり、アルコキシシランが、Ｒ1 Ｓｉ（ＯＲ2 ）3（式中、Ｒ1 は炭素数１～８の有機基、Ｒ2 は同一または異なり、炭素数又は水素数１～４のアルキル基および／または炭素数5～7のアルケニル基を表す）で表されるシロキサン結合であり、前記オルガノアルコキシシランには、さらにＲ1２Ｓｉ（ＯＲ2 ）２（式中、Ｒ1 は同一または異なり、炭素数１～８の有機基、Ｒ2 は同一または異なり、炭素数１～4のアルキル基および／または炭素数１～8のアルケニル基又はフエニル基）で表されるジオルガノジアルコキシシランを含み、前記オルガノアルコキシシラン系液剤は、硬化および固化用の触媒を含む液剤であり、前記触媒は加水分解可能な有機金属化合物であり、前記有機金属化合物はチタン、ジルコニウム、アルミニウム、白金および錫からなる群から選択される１種以上の金属を含む有機金属化合物であることを特徴とする。

【0009】

（３）本発明は、（１）および（２）に加えて、前記基材は、有機材料または無機材料またはこれらの混合材料であり、前記有機材料は、紙、木材、ベニヤ、段ボール、布、不織布、皮、革、セロファン、カーボン繊維またはこれらの混合材料であり、前記無機材料は、金属、金属繊維、ガラス繊維、ガラス、セラミック、石、土、粘土、コンクリート、絶縁体、半導体、またはこれらの混合材料であることを特徴とし、あるいは、前記基材は、セルロースナノファイバー、セルロース繊維、紙・土・樹脂・粘土類から選択される１種以上の材料に、でんぷん糊、漆、片栗粉、コンスターチ、葛、膠、松脂、柿渋、ゼラチン、片栗粉等から選択される１種、またはそれ以上の剤との混合液剤あるいは、下地材として使用したものにオルガノアルコキシシラン系液剤を塗布しそれらを固化して作製したものであり、前記基材は、繊維状、シート状、フィルム状、板状、または塊状であることを特徴とする。
（４）本発明は、（１）または（２）に記載のオルガノアルコキシシラン系液剤、アクリル酸エステル共重合体、アルコール、チタン粉末、および水を含む混合液剤から成る接着剤であり、また（１）～（３）に記載の１つまたは複数のオルガノアルコキシシラン系液剤、または前記オルガノアルコキシシラン系液剤に機能性材料を混合した混合液剤から固化した固化層を含む繊維またはガラス樹脂またはゴム状樹脂であるシリコン化合物であり、前記シリコン化合物はアクリル酸エステル共重合体、オルガノアルコキシシラン系液剤（三官能）、TNIVIN、およびIPAを含む混合液剤から合成されるゴム状樹脂であり、さらに前記シリコン化合物で構成されたシリコン化合物製品であり、前記シリコン化合物製品の形状は、フィルム状またはシート状であることを特徴とし、ある種のアルコキシシランと触媒の組み合わせによって形成される超越ガラスフィルム、超越ガラス繊維、超越ガラス樹脂、超越ゴムを含み、これらは、軟らかであり、成形加工が可能なものがあり、それゆえ、成形加工後、（３）同様にこれを基材として、別の超越液剤を塗工して固めたり、強くして製品化でき、ある場合には、この塗工により新しい機能を付与することができる。

【0010】

（５）本発明は、（１）～（３）に加えて、前記基材は、型押し、造形し、微粒化し、または折り曲げをした加工製品であるか、あるいは前記複合材を形成後に型押し、造形し、折り曲げ、各種変形し、接着加工をした加工製品であり、前記加工製品は、ストロー（紙製、大麦製、小麦製、コピー紙製）、カード、ラップ・レジ袋・袋・風呂敷・包装紙などの包装品、ペットボトルやコップなどの容器、皿・椀・箸・スプーン・フォークなどの食事用・食卓用品、調理器具、台所用器具、浴用・洗濯用・掃除用器具、トレイ（紙製、ダンボール製）、紙蓋、パッキング剤、文具、玩具類、スポーツ・レジャー用品、眼鏡・薬の包装・レントゲンフィルムなどの医療品、電子製品のボディー、車の部品、住宅・建材・家具、車や飛行機などの部品、歯磨き粉、洗顔粉、農業用ハウスやプランター、漁具、安全眼鏡や防護面、おむつ・生理用品であることを特徴とする。

【0011】

（６）本発明は、飛散防止策として発砲樹脂系塗料で覆っていたものを、アスベスト製品に（１）～（３）に記載のオルガノアルコキシシラン系液剤を散布してアスベストをオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層であるシリコン化合物で覆うことによるプラスチック系樹脂液剤代替のアスベストの飛散防止方法であることを特徴とする。
（７）本発明は、セルロースナノファイバー、紙粘土、リグニン、および糊剤から選択される１つ以上の材料とオルガノアルコキシシラン系シリコン化合物を含む複合材であって、前記オルガノアルコキシシラン系シリコン化合物はオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層であり、前記オルガノアルコキシシラン系液剤は上記（１）または（２）に記載の材料であり、前記糊剤はでんぷん糊、片栗粉、漆、コンスターチ、葛、膠、松脂、柿渋、ゼラチン、および片栗粉から選択される１種以上の材料であり、前記複合材の形状は、シート状またはフィルム状であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の構成材料は、殆ど動植物由来の材料および自然界に存在する材料である。基材を構成する紙、布、木、竹等はセルロースである。また基材を被覆するオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層は土に含まれる酸化ケイ素と同等の物質であり、廃棄した場合にセルロース分解後は土の一部として残るものである。これらには、有毒な元素を含まないので、例えば焼却しても安全上の問題はないので、プラスチックのように半永久的に残留したり焼却によりダイオキシン等の有毒ガスを排出しない。本発明による製品は、形状および撥水性や機械的特性などプラスチックとほぼ同等の機能を与えることが可能であり、プラスチック代替品となる。さらに、本製品のオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層であるガラス被膜は、プラスチックにない耐摩耗性と耐熱性を持ち、高温でも変形せず、燃え難くプラスチックの欠点を補っている。本発明の複合材の感触は純粋な紙と同等であり、透明のオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層のガラス被膜は基材の構成を変化することなく生かすことが出来る。また、オルガノアルコキシシラン系液剤と混合した塗料で装飾することもでき、顔料などの色素を反応膜で固着出来高級感溢れて色落ちのないものとなり、装飾性に優れた製品ができる。これらの耐摩耗性と耐熱性等が与える耐久性と高級感は、その製品を長く使おうという心を生み出し、世界的な流れであるSDGs（持続可能な開発目標）が求める持続循環経済に沿うものであり、プラスチックのような使い捨て文化からの離脱を促進できる。

【0013】

ろう塗りの紙製ストローやアルミニウムストローと比較した場合、紙にオルガノアルコキシシラン系ガラス液剤を塗工したストローは、紙にオルガノアルコキシシラン系ガラス液剤をぬって、あるいはドブ浸けで乾かすだけで済むので製作が容易である。これに要する反応膜は0.1～0.2ｇ重量で十分である。これらのオルガノアルコキシシラン系ガラス液剤の固化層で被覆した複合材紙製ストローは、紙より強く撥水性を持つため繰り返し利用が可能である。基材内反応膜は薄く堅固なため、ろう塗り紙ストローと比べた使用感覚もプラスチックストローと変わらないという長所がある。多くの電気製品のプラスチックは、木の代替品として使われてきたが、堅牢性や高級感に欠け、さらに燃え易いという欠点があった。オルガノアルコキシシラン系液剤は、ホウ酸などの人体・環境に負荷を与えない機能剤を液剤に添加出来、永久的に薬剤の持つ難燃機能を保持させ、難燃性を向上させるものを合成する。このように超越ガラス膜の付加で基材の機能向上や安全性に大きく貢献する。たとえば、四官能基液剤で表面を（強度）硬く守り難燃性も付与できる。一方、かっての木の製品は、ニスなどで撥水性や耐摩耗性を与えていたが、冷感が伴い、難燃とは言えない。本発明品は、それらの欠点をなくすことができ、塗工による色塗りも可能である。紙製品の食器や装飾皿は、超越ガラス剤で塗工することで、強度、撥水性、耐汚性を持ち、繰り返し使用ができる。また、型押しで作ることも可能で、手法により大量生産ができる。使用する紙の材質によるが、プラスチック製品に比べて軽くなり、使い勝手が上がるという利点もある。また、セルロースナノファイバー、紙粘土、リグニン、および糊材（でんぷん糊、片栗粉、漆、コンスターチ、葛、膠、松脂、柿渋、ゼラチン、および片栗粉）とオルガノアルコキシシラン系ガラス液剤を混合したもの、ならびに超越ガラスフィルム、超越ガラス繊維、超越ガラス樹脂、超越ゴムは、成型加工が可能であるので、３次元形状のプラスチック代替品が可能であり、しかもオルガノアルコキシシラン系液剤等のシリコン化合物の固化層の有する特性（強度、撥水性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、防虫性等）を有するので、上述したような通常のプラスチック製品の特性以上の性能を有する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、基材上にオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を有する複合材を示す図である。

【図2】図２は、本発明を用いたオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）ストローを示す図である。

【図3】図３は、本発明を用いたオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）トレイを示す図である。

【図4】図４は、本発明を用いたオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）コップを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明者は、オルガノアルコキシシラン類から生ずるシロキサン結合により生じるガラス皮膜は強度が大きく被膜保護機能を有するとともに撥水性等の安全性の高い環境性能を有することを発見して本発明に想到したものであり、本発明は成形性、撥水性や機械的特性などがプラスチックとほぼ同等の機能を与えることが可能であり、プラスチック代替品として使用できる。また、難燃性、高温変形がないことに加えて塗工性に優れているので、高級感を保たせることで、プラスチック製品より持続性、循環経済上優れている。

【0016】

図１は、本発明の実施形態を示す図であり、第１面（表面または上面とも記載）および第２面（裏面または下面とも記載）を持つ基材１１の第１面および／または第２面上に、オルガノアルコキシシラン系液剤等のシラン系コート液剤（以下、オルガノアルコキシシラン系液剤と記載）またはオルガノアルコキシシラン系液剤を含む液剤からなる層（オルガノアルコキシシラン系液剤層とも言う）１２を積層する。すなわち、オルガノアルコキシシラン系液剤またはオルガノアルコキシシラン系液剤と他の液剤の混合液剤を作成し、このオルガノアルコキシシラン系液剤等を種々の塗布手段（後述）により、基材１１の面上に積層（塗布）し、オルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を形成し、必要なら重ねて塗布することもできる。基材１１は混合液剤を塗布する前に加熱処理または乾燥しても良い。たとえば、４０～６０℃、乾燥した大気中、不活性ガス中（たとえば、Ｎ２、希ガス）で２～１０時間で乾燥する。オルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を塗布積層した後、適切な熱処理を行ないオルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を固化して固化層１２を形成する。（塗布層（液剤層）とその固化層であるので同じ符号を付す。）重ね塗布の場合、それらの間に加熱処理または自然乾燥して固化層をその都度形成しても良い。本発明では、基材１１と固化層１２の構造材を合わせて複合材１０と呼ぶ。（尚、基材本体形成用の液剤（ゲル状物質も含む）にオルガノ系液剤等を加えた混合液剤で形成したオルガノ系液剤等を含む混合液剤が固化した基材、すなわちオルガノ系液剤等の固化層を含む基材も複合材と呼ぶ。）

【0017】

尚、基材１１とオルガノアルコキシシラン系液剤との間に下地塗工膜を積層しても良い。塗布手段は、オルガノアルコキシシラン系液剤等の塗布手段と同じで良い。下地塗工膜は、たとえば、澱粉糊、漆、膠、柿渋、ゼラチン、コンスターチ、片栗粉、葛、セルロースナノファイバー、ビスコース等、あるいはこれらの複数（２種以上）からなる動植物由来の材料を水に混ぜて溶かして加熱（加温）したα化（糊化）した糊状物質である。塗工膜の厚みは特に限定されないが、薄くても良く、たとえば１μm～１ｍｍである。付加する水分量や環境湿度や熱乾燥などの基材の状態や熱処理条件は求める機能と基材の状態により決定する。加熱処理により塗工膜が基材中に殆ど浸透する場合もある。塗布後の熱処理は基材により変化するが、たとえば５０℃～１５０℃で１０分～６０分、自然乾燥（常温で約半日～１日）でも良い。また、炭水化物などはβ化（老化）しないように高温になりすぎないよう熱処理条件を選択する。オルガノアルコキシシラン系液剤による固化層を形成後は、この糊状物質の固化層が基材とオルガノアルコキシシラン系液剤による固化層の間に存在し、また基材の表面および/または基材中にこの糊状物質の浸透層の固化層が存在する。熱処理により、糊状物質の一部は基材中に浸透しオルガノアルコキシシラン系液剤による機能（強度、撥水性等）を向上させる。特に基材が紙や布等の多孔質材料の場合基材中への糊状物質の浸透が加速され、その効果が発揮される。オルガノアルコキシシラン系液剤が下地塗工膜に浸透し、乾燥処理または熱処理により下地塗工膜とオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層（シリコン化合物）とはシロキサン結合により強固に結合する。

【0018】

基材１１は、有機系材料または無機系材料、またはこれらの混合 材料である。有機系材料は、主として有機物から構成される材料であり、たとえば、生分解性プラスチック、ゴム（特に天然ゴム）、皮、革、布・木綿・織物・編物等の布帛、織布、不織布、紙（和紙、洋紙、機能紙、板紙、一般紙等）・木材・ベニヤ・段ボール・コルク・竹・パルプモールド・セロファン・セルロースナノファイバー等のセルロース系素材、カーボン繊維、その他各種繊維類等、これらの混合材料が挙げられる。ここで混合材料とは、これらの材料が積層したもの、これらの材料がモザイク状に混合したもの、あるいはこれらの材料が混合して混然一体となったものなどを指す。無機系材料は、主として無機物から構成される材料であり、たとえば、金属、金属繊維、ガラス、ガラス繊維、半導体、有機物以外の絶縁体、粘土、土（陶土、珪藻土を含む）、陶器、石、岩、ガラス、コンクリート、セラミックス、無機繊維等、これらの混合材料が挙げられる。あるいは、有機系材料と無機系材料の混合材料でも良い。また、これら有機系材料または無機系材料の多孔質体でも良い。基材１１の形状は、板状、角状、棒状、お椀状、皿状、円錐状、球状、楕円状、その他種々の曲線形状体、シート状、フィルム状等が挙げられ、この状態で破壊せずには変形できないものや変形可能なものも含まれる。

【0019】

変形可能な例として、たとえば紙・布等のシートやフィルムのように折り曲げたり、丸めたりできるものが挙げられる。たとえば、基材は、型押し、造形し、または折り曲げをした加工製品でも良い。あるいは、自然に曲線形状体となったものでも良い。たとえば、木（折れ木、枯れ木を含む）、植物（枯れたもの、落下したものも含む）、動物（死体、皮、骨も含む）、化石でも良い。あるいは建造物、各種構造物、それらの壊れ物、遺跡でも良い。あるいは、複合材を形成後に各種加工をした加工製品にすることもできる。たとえば、板状、シート状、フィルム状等の基材を用いた複合材を作製後に、複合材を型押し、造形し、折り曲げ、その他各種変形や成形をした加工製品でも良い。基材の厚さは特に限定されないが、シート状やフィルム状の場合にはたとえば５μm～１０ｍｍ、板状の場合はたとえば５０μm～１００ｍｍである。基材の第１面・第２面の面積は特に限定されず、任意の大きさを選択できる。また、基材の面の数は特に限定されず、多面体でも（多）曲面体でも良く、それらの面の一部または全部、あるいは各面の一部または全部にオルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層の固化層が形成されている。

【0020】

具体的な製品として、ストロー（紙製、大麦製、小麦製、コピー紙製）、カード、ラップ・レジ袋・袋・風呂敷・包装紙などの包装品、ペットボトルやコップなどの容器、皿・椀・箸・スプーン・フォークなどの食事用・食卓用品、調理器具、台所用器具、浴用・洗濯用・掃除用器具、トレイ（紙製、ダンボール製）、紙蓋、パッキング剤、文具、玩具類、スポーツ・レジャー用品、眼鏡・薬の包装・レントゲンフィルムなどの医療品、電気・電子製品のボディー、車の部品、住宅・建材・家具、車や飛行機な部品、歯磨き粉、洗顔粉、農業用ハウスやプランター、漁具、安全眼鏡や防護面、おむつ・生理用品等が挙げられる。

【0021】

本発明で用いるオルガノアルコキシシラン系液剤について説明する。オルガノアルコキシシラン系液剤は、（ａ）オルガノアルコキシシラン類、その加水分解物、およびその重縮合物の群から選ばれた少なくとも１種を主成分として含む。（ａ）オルガノアルコキシシラン類としては、式（１）；Ｒ1 Ｓｉ（ＯＲ2 ）3 （式中、Ｒ1 は炭素数１～８の有機基、Ｒ2は同一または異なり、炭素数１～５のアルキル基および／または炭素数１～４のアシル基および／または炭素数5～7のアルケニル基を表す）で表されるオルガノアルコキシシラン（以下「オルガノアルコキシシラン（１）」ともいう）、その加水分解物、あるいはその重縮合物が挙げられる。（ａ）成分は、エマルジョン（コロイド状も含む）でも、溶剤系でもよい。また、（ａ）オルガノアルコキシシラン類には、式（２）；Ｒ1２ Ｓｉ（ＯＲ2）２（式中、Ｒ1 は同一または異なり、炭素数１～８の有機基、Ｒ2は同一または異なり、炭素数１～５のアルキル基および／または炭素数１～４のアシル基および／または炭素数１～8のアルケニル基又はフエニル基を表す）で表されるオルガノアルコキシシラン（以下「オルガノアルコキシシラン（２）」ともいう）、その加水分解物、あるいはその重縮合物を（ａ）成分中、５０重量％以下程度併用することができる。

【0022】

オルガノアルコキシラン類は、水の存在により酸またはアルカリの存在下もしくは非存在下で加水分解および重縮合して高分子量化するものであり、その塗膜は加熱下または常温下で硬化または固化する。オルガノアルコキシシラン類の加水分解触媒となる酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸なとどが挙げられる。また、加水分解触媒となる塩基としては、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化２－ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。なお、これらの通常の触媒を用いる場合には、加水分解の際に、反応水を共存させる。このように、オルガノアルコキシラン系液剤等のシラン系コート液は、触媒及び反応水を含むものである。ただし、通常使用する場合には特に問題は生じないが、これを長期保存する場合、反応水によってコート液がゲル化し易い、という問題がある。これを解決するためには、上記したような通常の触媒ではなく、触媒として加水分解可能な有機金属化合物を用いると良い。加水分解可能な有機金属化合物を使用すれば、反応水を共存させる必要はなくなり、長期保存安定性が良くなる。有機金属化合物として、たとえば、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、白金または錫を含むものや、これらの金属を２種以上含むものも挙げられる。

【0023】

オルガノアルコキシシラン（１）は、前記式中のＲ1 が炭素数１～８の有機基、例えばメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基などのアルキル基、そのほかγ－クロロプロピル基、ビニル基、３，３，３－トリフロロプロピル基、γ－グリシドキシプロピル基、γ－メタクリルオキシプロピル基、γ－メルカプトプロピル基、フェニル基、３，４－エポキシシクロヘキシルエチル基、γ－アミノプロピル基などであり、また式中のＲ2 は同一または異なり、炭素数１～５のアルキル基および／または炭素数１～４のアシル基、例えばメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔ－ブチル基、アセチル基、エポキシ基、グリシジル基などである有機シラン化合物である。

【0024】

これらのオルガノアルコキシシラン（１）の具体例として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ－プロピルトリメトキシシラン、ｎ－プロピルトリエトキシシラン、ｉ－プロピルトリメトキシシラン、ｉ－プロピルトリエトキシシラン、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン、γ－クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３，３，３－トリフロロプロピルトリメトキシシラン、３，３，３－トリフロロプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ－メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ－メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３，４－エポキシシクロヘキシルエチルメトキシシラン、３，４－エポキシシクロヘキシルエチルエトキシシラン、γ－アミノプロピルメトキシシラン、γ－アミノプロピルエトキシシランなどを例示できる。

【0025】

これらのオルガノアルコキシシラン（１）は、１種の単独で使用してもよく、また２種以上を併用してもよい。好ましくは、メチルトリメトキシシランおよび／またはメチルトリエトキシシランを使用する。また、（ａ）成分としては、このオルガノアルコキシシランを、あらかじめ酸またはアルカリの存在下もしくは非存在下で加水分解した加水分解物、該加水分解物をさらに熟成して重縮合した重縮合物を使用することもできる。重縮合の度合いとしては、２～１０分子程度の重縮合体が挙げられる。

【0026】

（ａ）成分を構成するオルガノアルコキシシラン（２）の具体例としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシランなどや、これらの化合物の２～１０分子程度の重縮合体を例示することができる。オルガノアルコキシシラン（２）の使用量は、（ａ）成分中に５０重量％以下程度であり、５０重量％を超えると、オルガノアルコキシシラン（１）とうまくシロキサン結合が生成せず好ましくない。オルガノアルコキシシラン(２)の使用量は、(ａ)成分中に、５０重量％以下、好ましくは５～４０重量％、さらに好ましくは１０～３０重量％程度ある。(ａ)成分中に、オルガノアルコキシシラン(２)を併用すると、得られる塗膜に柔軟性を付与することができる。

【0027】

本発明の（ａ）成分は、オルガノアルコキシシラン類を水の存在下で、加水分解触媒として、酸や塩基などを用いて、加水分解、重縮合させるから、得られる（ａ）成分は、オルガノアルコキシシラン、その加水分解物、その重縮合物の混合物となり、反応水と生成するアルコール類の混合系であって、その形態は、溶剤系、エマルジョン、もしくはコロイド状である。本発明の（ａ）成分は、オルガノアルコキシシラン類を水の存在下で、加水分解触媒として、酸や塩基などを用いて、加水分解、重縮合させるから、得られる（ａ）成分は、オルガノアルコキシシラン、その加水分解物、その重縮合物の混合物となり、反応水と生成するアルコール類の混合系であって、その形態は、溶剤系、エマルジョン、もしくはコロイド状である。

【0028】

（ａ）成分の加水分解、重縮合には、有機金属化合物を触媒として用いることもできる。この例示としては、例えばチタン、ジルコニウム、アルミニウムあるいはスズの錯体であり、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタネート、テトラプロポキシジルコネート、テトラブトキシジルコネート、トリプロポキシアルミネート、アルミニウムアセチルアセトナート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレートなどが挙げられる。

【0029】

オルガノアルコキシシラン系液剤は、親水性有機溶剤を含んでも良く、この親水性有機溶剤は（ａ）オルガノアルコキシシランの加水分解調整剤として使用する。ここでの親水性有機溶剤は、（ａ）成分を構成するオルガノアルコキシシランの加水分解で生成するアルコールも含む。本発明で使用する親水性有機溶剤は、アルコール類、グリコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類などである。アルコール類としては、炭素数１～８の脂肪族アルコール、例えばメタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、ｉ－プロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｔ－ブタノール、ｎ－ペンタノール、ｎ－ヘキサノール、４－メチル－２－ペンタノール、４－メチル－ｎ－ペンタノールなどが挙げられる。グリコール類としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコールが挙られる。エステル類としては、前記アルコール類およびグリコール類のギ酸、酢酸、プロピオン酸などのエステル、具体的にはギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチルなどを例示できる。

【0030】

エーテル類として、前記アルコール類およびグリコール類のアルキルエーテルなど、具体的にはジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メチルエチルエーテル、エチルブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、アセトフェノンなどが挙げられる。

【0031】

オルガノアルコキシシラン系液剤中の親水性有機溶剤の配合割合は、たとえば、１０～６０重量％、好ましくは１０～５０重量％である。有機溶剤の配合割合が、１０重量％未満では液の粘度が上昇しすぎ、保存安定性が低下し、一方６０重量％を超えると保存安定性は向上するものの、コート液中の固形分濃度が小さくなり得られる塗膜の乾燥速度および加水分解速度が低下し、硬化に長時間を要するので好ましくない。

【0032】

オルガノアルコキシシラン系液剤には、（ａ）オルガノアルコキシシランの加水分解剤として水（Ｈ２Ｏ）が含まれる。この水としては、水道水、蒸留水、イオン交換水、基材内水分のOH基成分を使用できる。また、（ａ）アルキルアルコキシシランの加水分解により生成する水も包含される。また、空気中の水分を利用する場合もある。オルガノアルコキシシラン系液剤中の水の配合割合は、たとえば２～50重量％であり、好ましくは5～20重量％である。水の配合割合が、2重量％未満では、（ａ）オルガノアルコキシシランの加水分解が十分に生起し難く、一方50重量％を超えるとコート液の安定性が低下し、また塗膜の乾燥速度が低下するので好ましくない。

【0033】

また、オルガノアルコキシシラン系液剤には、その他の充填材を配合することもできる。これらの他の充填材としては、例えば有機顔料もしくは無機顔料などの非水溶性の一般的な顔料または顔料以外の粒子状もしくは繊維状の金属および合金ならびにこれらの酸化物、水酸化物、炭化物、窒化物、硫化物の１種または２種以上のものである。具体的には鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、亜鉛、フェライト、カーボンブラック、ステンレス鋼、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化コバルト、合成ムライト、ジルコン（ケイ酸ジルコニウム）、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化銅、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化セリウム、酸化バリウム、酸化アンチモン、水酸化クロム、モリブデン赤、モリブデン白、マンガンバイオレット、紺青、エメラルドグリーン、タングステンなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

【0034】

また、本発明のオルガノアルコキシシラン系液剤中には、上記のように、酸を添加することが好ましい。酸は、コート液のｐＨを７未満の弱酸性領域に調整し、（ａ）成分の加水分解を促進するとともにコーティング後の塗膜の硬化促進の働きをするものである。この種の酸としては、硝酸、塩酸などの無機酸、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、マレイン酸、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、グルタル酸、グリコール酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸などの有機酸を挙げることができる。これらの酸のうち、特に酢酸が好ましい。これらの酸は、１種または２種以上を併用することができる。酸の組成物中の配合割合は、オルガノアルコキシシラン系液剤中、（ａ）成分を構成するオルガノアルコキシシランに対し、たとえば０．１～3重量％程度である。これにより、コート液のｐＨを７未満、好ましくは３．５～５．５に調整することが可能となる。酸の含有量が、０．１重量％未満では（ａ）オルガノアルコキシシランの加水分解およびコーティング後の塗膜の硬化が充分でなくなり、一方３重量％を超えると塗膜になったとき残存酸が多くなり好ましくない。

【0035】

さらに、本発明のオルガノアルコキシシラン系液剤には、各種界面活性剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、金属アセチルアセチアネート、またナフテン酸、オクチル酸、亜硝酸、亜硫酸、アルミン酸、炭酸などのアルカリ金属塩、チヌビン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）などの安定剤などの従来公知のその他の添加剤を添加することもできる。ホウ酸などの機能剤を添加することで、難燃性、抗菌性、防蟻性を付与する事もできる。また、木酢油が放つ独特の臭気を緩和する消臭剤や心地良い臭いを出して木酢油が放つ独特の臭気をマスキングする芳香剤を加えることもできる。前記成分および必要に応じて酸などの添加剤を含み、そのｐＨ７未満の酸性領域での固形分濃度が１０～４０重量％、好ましくは１０～３０重量％のエマルジョンあるいはコロイダル状の液状組成物である。固形分が１０重量％未満では、１回の塗布で十分な厚さの塗膜が得られず作業性が悪化したり、塗膜強度が低すぎたりし、一方４０重量％を超えるとゲル化し易く粘度が上昇し、密着性が悪化し、さらには均一な膜厚の塗膜が得られ難くなり好ましくない。本発明のオルガノアルコキシシラン系液剤は、例えば溶液系、あるいはエマルジョン系もしくはコロイド状の（ａ）成分（親水性有機溶剤や水を含む）に、必要に応じて酸成分や他の充填剤を加え、ロールミル、ボールミル、攪拌機などを用いて十分に分散させて調製することができるが、この調製方法に限定されるものではない。

【0036】

基材表面へのオルガノアルコキシシラン系液剤等の積層塗布は、ヘラ、刷毛、スピンコート、刷毛塗り、スプレー、散布、吹き付け、ディッピング（浸漬）、ロールコート、印刷、スキージなどの塗布手段を用いることができる。必要なら、液剤層を何層か重ねて積層しても良い。積層塗布後に加熱処理および／または乾燥処理および／または湿度調整処理等を行ない、液剤層を固化または硬化する。１回の塗布で所定量または所定厚みの液剤層を形成できないときは、複数回の塗布または積層を行なっても良く、その場合、上記塗布方法を組み合わせて使用することもできる。また重ね塗布の場合、１回毎、または複数回毎に加熱処理および／または乾燥処理および／または湿度調整処理等を行なっても良い。この場合固化層は複数の液剤層の集まり（積層体）である。加熱処理は、不活性ガス（たとえば、窒素、アルゴン等）や空気雰囲気で、また減圧下・加圧下・常圧下で、温度約５０℃～２００℃、湿度約１０～７０％にて５分～１２０分間程度行なうのが良く、また常温乾燥の場合は、およそ塗工量により異なるが半日～６日間の放置で良い。重ね塗布の場合における中間熱処理・中間乾燥処理等では、液剤層は充分に固化しなくても、最終熱処理で充分に乾燥固化すれば良い。尚、最終熱処理でも固化が不十分でも自然放置で混合液剤層を時間をかけて十分に固化することもできる。また、用途によっては液剤層は十分に固化しなくても良い場合もある。また、加熱処理および／または乾燥処理および／または湿度調整処理等は、液剤層１２の状態（厚み、量、固化や液化程度等）、あるいは製造条件や作業条件等によって適宜変更することができる。

【0037】

このように、液剤層を熱処理・乾燥処理等を行なうと、オルガノアルコキシシラン系液剤を含む層は、シロキサン反応により（３段階の反応式（i）Si-OR＋H_２O→Si-OH＋ROH、(ii)Si-OH＋HO-Si→Si-O-Si＋H_２O、(iii)Si-OH＋RO-Si→Si-O-Si＋ROH）固化し、ガラスの基本骨格であるシロキサン結合が生成され、（すなわち、シロキサンネットワークポリマーが形成され）、硬化層が形成される。（特許文献２）このアルコキシシランのシロキサン結合反応により、基材の持つOH基に、あるいは空気中のOH基に反応してシロキサン結合ができ基材と強固に結合したオルガノアルコキシシラン系液剤を含む液剤の固化層１２が形成される。すなわち、基材１１の周囲を耐候性や強度に優れるオルガノアルコキシシラン系液剤を含む液剤の固化層であるシリコン化合物（主成分SiO2は上記のようにシリコン酸化物であり、地球上の至る所に存在し人体にとって無害である）が結合被覆しているので、基材が単独で存在するよりも外力や環境変化に対して強固であり、各種プラスチック製品と同程度の耐久性を示す。

【0038】

すなわち、オルガノアルコキシシラン系液剤は非常に浸透性が高いので、この液剤を基材に塗布すると液剤は基材表面できれいに伸びて塗りあがる。熱処理や乾燥により、アルコキシシランのシロキサン結合反応により、基材の持つOH基に、あるいは空気中のOH基に反応してシロキサン結合ができ、基材とオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層が強固に結合し剥離しにくく、長期間外力や環境変化に対しても基材を保護する。基材１１が多孔性の繊維等である場合は、液剤の一部はそれらの孔を通して繊維１１の内部に浸透して固化する。（図１（ｂ）の破線矢印１３で示す。）従って、液剤による固化層（硬化層）１２は基材１１の内部と基材１１の表面に形成される。このため基材１１の表面に形成される液剤による固化層１２は基材１１との密着性が特に良い。さらに、(シロキサン結合)ガラス皮膜は、難燃性（基本的には燃えない）・耐熱性を有するので、基材が燃えやすいもの（たとえば、木材（木の器））であっても、熱から製品を守る。また、ガラスの絶縁性能も生成する

【0039】

オルガノアルコキシシラン類が固化（硬化）したオルガノポリシロキサンは強固な膜であるから、外部からの衝撃等に対しても強く、傷がつきにくい。さらに、オルガノポリシロキサンの層は酸やアルカリ、水分等に対しても耐性があるので、耐環境性も優れている。また製品も食洗機や乾燥機の使用もでき、電子レンジで製品に入れた品物を暖めても変質やひび割れを起こさない。高温の物を基材上の固化層上に置いても固化層は変色もせず、また固化層の膜強度が強く製品を重ねても損傷することもない。すなわちプラスチック容器並みの取り扱いも可能である。

【0040】

耐熱性はプラスチックに勝り、さらに、環境変化による塗膜剥離も起きないし、防菌・防カビ性も有している。また、木酢液剤等の植物由来の防虫・防カビ効果を持つ液剤をオルガノアルコキシシラン系液剤と一緒に混合して固化すればその効果は薬剤機能の滲出性を長期保持する。固化層は基材とのシロキサン結合により密着性が高いので、従来は適用できなかった基材、たとえば、城壁やビルディング等のコンクリート等の保護剤ともなる。路面のアスフアルト、コンクリートなどに、撥水性と強度を付与し雨水や温度変化による割れや、軟化の防止にもなる。また、鉄筋コンクリートの建築物のエポキシ樹脂で充填されていたコンクリート亀裂は、超越ガラス液剤の粘度が小さく浸透性が高いことから、容易に注射針状注入器で注入出来るため、コンクリート亀裂の200μm以下の物にも従来出来なかった補強液剤注入が出来、エポキシなどの樹脂に勝り、建造物の安全性・保全性を高める事ができる。陶器表面に液剤を塗布固化して固化層を形成して、陶器を保護することもできる。陶器の焼成温度の半分以下で製作出来、超越（オルガノアルコキシシラン系）液剤ガラスコートは釉の代替となり、CO2の削減にもつながる。

【0041】

図２は、本発明を用いたオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）ストローを示す図である。純粋に紙だけで作製されるストローは、水等の液体に浸かっているとふやけたりしてその形状を保持することができず最悪は飲んでいる最中に飲料が外に飛び出す危険性もある。特に暖かい液体ではふやけ度が進み膨潤も速い。本発明の紙製ストローは図１に示すように基材である紙製シート（たとえば、シート状のカートン用紙）の両面にオルガノアルコキシシラン系液剤を塗布し、オルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を形成し、その塗布層を熱処理または乾燥処理をして固化層１２を形成し、複合材シート１２を作製する。オルガノアルコキシシラン系液剤の紙への塗布は、工業的には浸漬（ディッピング）法やスキージ法、またはロールコート法で塗布するのが良い。紙製シートは多孔質体であるためオルガノアルコキシシラン系液剤の一部または全部が紙の内部に浸透し、その内部で固化する。すなわち、紙の繊維とシロキサン結合をしてオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層は基材である紙と強固に密着する。塗布層を形成する前に紙製シート上に、または複合材シートを形成後に複合材シートのオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層１２上にフレキソグラフィー印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの各方式を用いることで、その表面に印刷処理を施すことも可能である。また、前述したように、基材とオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層１２との間に糊状物質層を挟んでも良い。（以下も同様である。）オルガノアルコキシシラン系液剤（超越液剤）は、反応膜層が高密度になるものを塗工する。

【0042】

複合材（紙製）シートに必要な裁断加工が行われ、所定形状となった裁断紙２０をストローの形状に成形する。図２（ａ）は裁断紙２０の平面図を示す図で、図２（ｂ）は裁断紙２０の短辺側断面図、図２（ｃ）は裁断紙２０の長辺側断面図である。カートン紙２１の周囲にオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層２２が積層付着している。裁断した側面には裁断直後は固化層３２は付着していないが、裁断後の処理で固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層２２を形成することができる。尚、ストローに成形後に固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層２２を形成することもできる。次に長方形形状の裁断紙２０を丸めてシーラーで繋ぎ目を熱圧着（必要なら接着剤を用いて）して、図２（ｄ）に示すように本発明の複合材（紙製）ストロー２３が完成する。尚、リボン形状の細長い裁断紙を螺旋状に巻いてストロー形状を形成することもできる。

【0043】

成形後に固化層のない側面が露出する場合には、その部分にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層２２を形成する。あるいは、カートン紙を裁断してストローを作製した後に、ストローの周囲（外側および内側）にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層２２を形成し、オルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を（周囲）表面に有する紙ストローを作製することもできる。この場合のオルガノアルコキシシラン系液剤等の塗布法として、たとえば、スプレー（吹き付け）法、デッィプ（浸漬）法やロールコート法を用いることができる。紙製ストローの周囲に強度、撥水性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、および防虫性に優れたシリコン化合物が積層被覆しているので、内側の紙が直接水等の液体に触れることがない。従って、液体への長時間浸漬によっても複合材（紙製）ストローがふやけることはほとんどなく、オルガノアルコキシシラン系液剤等のシリコン化合物はその構成元素がＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈであるから人間が口に触れても安全である。

【0044】

図３は、本発明を用いたオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）トレイを示す図である。本発明の紙製トレイは図１に示すように基材である紙製シートの両面にオルガノアルコキシシラン系液剤を塗布し、オルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を形成し、その塗布層を熱処理または乾燥処理をして固化層１２を形成し、複合材シート１２を作製する。オルガノアルコキシシラン系液剤の紙への塗布は、工業的には浸漬（ディッピング）法やスキージ法、またはロールコート法で塗布するのが良い。紙製シートは多孔質体であるためオルガノアルコキシシラン系液剤の一部または全部が紙の内部に浸透し、その内部で固化する。すなわち、紙の繊維とシロキサン結合をしてオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層は基材である紙と強固に一体化する。

【0045】

複合材（紙製）シートに必要な裁断加工が行われ、所定形状となった裁断紙３０をトレイ形状に成形する。図３（ａ）は裁断紙３０の平面図を示す図で、図３（ｂ）は裁断紙３０の短辺側断面図、図３（ｃ）は裁断紙３０の長辺側断面図である。紙シート３１の周囲にオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層３２が積層付着している。裁断した側面には裁断直後は、固化層３２は付着していないが、裁断後の処理で固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層３２を形成することができる。尚、トレイに成形後に固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層３２を形成することもできる。次に長方形形状の裁断紙３０を押し型を用いて自然乾燥、あるいは熱処理しながらトレイ形状に成形し、図３（ｄ）に示すように本発明の複合材（紙製）トレイ３３が完成する。図３（ｅ）はトレイ断面図である。尚、押し型を用いず折り紙のように折って必要な部分を接着（必要なら接着剤を用いる）して複合材（紙製）トレイ３３を作製することもできる。成形後に固化層のない側面が露出する場合には、その部分にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層３２を形成する。

【0046】

あるいは、紙シートを裁断して成形してトレイを作製した後に、トレイの周囲（表側、裏側、側面）にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層３２を形成し、オルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を（周囲）表面に有する複合材（紙製）トレイ３３を作製することもできる。この場合のオルガノアルコキシシラン系液剤等の塗布法として、たとえば、スプレー（吹き付け）法、デッィプ（浸漬）法やロールコート法を用いることができる。紙製トレイの周囲に強度、耐水性、耐油性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、および防虫性に優れたシリコン化合物が積層被覆しているので、内側の紙が直接水等の液体に触れることがない。また、複合材（紙製）トレイ表面のオルガノアルコキシシラン系液剤等のシリコン化合物はその構成元素がＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈであるから人間に取って安全である。従って、本発明の複合材（紙製）トレイは、魚や野菜等の生鮮食品や水分を含む漬物類、暖かいお惣菜類や天ぷら等の食品容器として安心して使用できる。

【0047】

図４は、本発明を用いたオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）コップを示す図である。本発明の複合材（紙製）コップは図１に示すように基材である紙製シート１１の両面にオルガノアルコキシシラン系液剤を塗布し、オルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を形成し、その塗布層を熱処理または乾燥処理をして固化層１２を形成し、複合材（紙製）シート１２を作製する。オルガノアルコキシシラン系液剤の紙への塗布は、工業的には浸漬（ディッピング）法やスキージ法、またはロールコート法で塗布するのが良い。紙製シートは多孔質体であるためオルガノアルコキシシラン系液剤の一部または全部が紙の内部に浸透し、その内部で固化する。すなわち、紙の繊維とシロキサン結合をしてオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層は基材である紙と強固に密着する。紙製シート１１にオルガノアルコキシシラン系液剤等からなる層１２を形成する前または形成した後に、必要な印刷をしても良い。

【0048】

複合材（紙製）シートに必要な裁断加工が行われ、所定形状となった裁断紙（側面用）４０および裁断紙（底蓋用）４３をコップ形状に組み立て成形する。図４（ａ）は裁断紙（側面用）４０の平面図を示す図で、図４（ｂ）は裁断紙（側面用）４０の断面図、図４（ｃ）は裁断紙（底蓋用）４３の平面図を示す図で、図４（ｄ）は裁断紙（底蓋用）４３の断面を示す図である。裁断紙（側面用）４０の紙シート４１の周囲にオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層４２が積層付着している。裁断した側面には裁断直後は固化層４２は付着していないが、裁断後の処理で固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層４２を形成することができる。尚、コップに組立成形後に固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層４２を形成することもできる。裁断紙（底蓋用）４３の紙シート４４の周囲にオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層４５が積層付着している。裁断した側面には裁断直後は固化層４５は付着していないが、裁断後の処理で固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層４５を形成することができる。尚、コップに組立成形後に固化層のない側面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層４５を形成することもできる。

【0049】

次に裁断紙（底蓋用）４３の周囲を内側に折り曲げて淵枠をとり、これに扇形形状の裁断紙（側面用）４０を丸めながら裁断紙（底蓋用）４３の周囲の淵枠に熱圧着（必要なら接着材を用いて）し、オルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を表面に有する複合材（紙製）コップ４６を作製する。複合材（紙製）コップ４６の開口側の淵を丸めて口が接触しても違和感を持たないようにしても良い。成形後に固化層のない底蓋が露出する場合には、その部分にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層３２を形成する。尚、オルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層のない紙製シートを裁断して、裁断紙（底蓋用）および、裁断紙（側面用）を作製してそれらを組立成形して紙製コップを作製した後に、その紙製コップの周囲表面にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層を形成しても良い。この塗布方法として、スプレー（吹き付け）法、デッィプ（浸漬）法やロールコート法を用いることができる。本発明の複合材（紙製）コップは、紙製コップの周囲に強度、撥水性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、および防虫性に優れたシリコン化合物が積層被覆しているので、内側の紙繊維が直接水等の液体に触れることがない。また、複合材（紙製）トレイ表面のオルガノアルコキシシラン系液剤等のシリコン化合物はその構成元素がＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈであるから人間に取って安全である。従って、本発明の複合材（紙製）コップは、冷水はもちろん熱い水等の液体で安全安心に使用できる。

【0050】

セルロースナノファイバーを溶かした水を漉きあげて圧延ロールで薄くて透明な紙（フィルム）ができる。（セルロースナノファイバーは繊維幅が小さいほど透明になりやすく、好適には１５ｎｍ以下の繊維幅が望ましい。）この透明な紙はセルロースナノファイバーでできているので強固なフィルムであるから、プラスチック（たとえば、ポリエチレン）製ラップフィルムと同じように食品等の包装が可能である。しかし、強固なフィルムと言っても水等の液体には弱く水に一定時間接触すると強度が低下してしまう。そこで、薄い透明な紙（フィルム）上にオルガノアルコキシシラン系液剤等を薄く塗布して固化して薄いオルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層（薄膜）を積層する。この固化層（薄膜）で被覆した薄い透明な紙（フィルム）は耐水性、耐熱性および難燃性を有する。（オルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層はガラス質であり、可視光に対して透明である。）従って、オルガノアルコキシシラン系液剤等の固化層（薄膜）を積層したセルロースナノファイバー製の薄い透明な紙はプラスチック（たとえば、ポリエチレン）製ラップフィルムの代替品として使用できる。しかも材料は自然由来であるから、地中や海水や湖水等の自然環境で完全分解し、地球環境に負荷を与えず、また動植物にとっても安心安全である。

【0051】

また、動植物由来の樹脂として透明な材料としてセロファン紙がある。この材料上にオルガノアルコキシシラン系液剤を塗布積層し固化層を形成しても透明なシートやフィルムができ、これらも耐水性、耐熱性および難燃性等を有するので、たとえばプラスチック（たとえば、ポリエチレン）製ラップフィルムの代替品として使用できる。

【0052】

＜セルロースナノファイバー、セルロース繊維、紙粘土および樹脂粘土（から選択される１種以上の材料＞に、水および／または糊剤等（でんぷん糊、漆、片栗粉、コンスターチ、葛、膠、松脂、柿渋、ゼラチン、片栗粉等の動植物由来）を混ぜて攪拌した混合液剤は、型枠などに流し込んで押圧して乾燥すれば型枠通りの容器や物体ができるので、種々の形状を有するものを作製可能である。しかし、このままの状態では水にもろい組成物が劣化しやすく、最初の形状を保持できないので、食器等の容器や置物などには使用できない。そこで、これらの容器や物体にオルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布して固化層を形成することによって、これらの容器や物体の周囲表面がこの固化層で被覆される。オルガノアルコキシシラン系液剤等を塗布は、種々の方法で可能であり、たとえば、ディップ（浸漬）法、スプレー（吹き付け）法、ロール法、絶乾法で塗布できる。オルガノアルコキシシラン系液剤等のシリコン化合物の固化層は強度、撥水性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、および防虫性を有するので、食器や食品包装容器、その他の種々の製品に適用できる。しかもこれらの複合材製品は自然界に存在するもので構成されているので、環境に負荷を与えず、人間の健康にも影響を与えない。

【0053】

＜セルロースナノファイバー、セルロース繊維、紙粘土、および糊剤等（でんぷん糊、漆、コンスターチ、葛、膠、松脂、柿渋、ゼラチン、片栗粉等の動植物由来）から選択される１種以上の材料＞にオルガノアルコキシシラン系液剤等および／または有機溶剤（たとえば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類）および／または水を混ぜて攪拌すると、プラスチック樹脂と同様に反応固化体は成型可能な三次元高分子固体となる。しかも常温～５０℃の温度で混合することが可能である。この液剤を混合して基材に、塗布し、成形して上述した種々の形状を有する紙製製品を作製できる。たとえば、圧延ロールで乾燥や熱処理してシート状（ガラスシートと呼んでも良い）またはフィルム状（ガラスフィルムと呼んでも良い）製品にもできるし、型で押圧して乾燥や熱処理して種々の形状の容器や置物等も作製できるし、型枠に流し込んで押圧（プレス加工）してアルコール類を除去して乾燥や熱処理すれば、型枠通りの種々の製品を作製できる。また、シート状製品を用いて、型押し、造形し、または折り曲げをした加工製品とすることもできる。これらの製品では、セルロース繊維やセルロースナノファイバーの周りをシリコン化合物が被覆した状態になり、これらがシロキサン結合により強固に結合している。従って、製品は強度、撥水性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、および防虫性を有して、水等の液体と接触しても容易に変化せず、また環境変化にも強い。しかもこれらの複合材（紙製）製品は自然界に存在するもので構成されているので、環境に負荷を与えず、人間の健康にも影響を与えない。従って、食品保存容器、食品包装等の種々の用途に使用できる。

【0054】

＜リグニン、または土＞にオルガノアルコキシシラン系液剤および／または有機溶剤（たとえば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類）および／または水を混ぜて攪拌すると、プラスチック樹脂と同様に成形加工可能な高分子となる。しかも常温～１００℃の温度で混合することが可能である。この混合液剤を成形して上述した種々の形状を有する複合材製品を作製できる。たとえば、圧延ロールで乾燥や熱処理してシート状またはフィルム状製品にもできる。型で押圧して乾燥や熱処理して種々の形状の容器や置物等を作製できるし、型枠に流し込んで押圧して水分等を除去して乾燥や熱処理すれば、型枠通りの種々の製品を作製できる。透明シートや透明フィルムを作製することもできる。また、シート状製品を用いて、型押し、造形し、または折り曲げをした加工製品とすることもできる。これらの製品では、リグニンの組成物をシリコン化合物（ポリシリロキサン等）が取り込んだ結合状態になり、これらがシロキサン結合により強固に結合している。従って、製品は強度、撥水性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、および防虫性を有して、環境変化にも強い。しかもこれらの複合材製品は自然界に存在するもので構成されているので、環境に負荷を与えず、人間の健康にも影響を与えない。従って、食品保存容器、食品包装等の種々の用途に使用できる。

【0055】

ガラス繊維とオルガノアルコキシシラン系液剤を溶媒（ポリメチルシロキサン・エタノール・イソプロピルアルコール等）および有機金属触媒など）を混ぜてシート（ガラスシート）を合成して（ガラス質の固形濃度はポリシロキサン液剤重量の約１５～４０％が良い）、自然乾燥するか、自然乾燥後１００℃～１５０℃で1時間の乾燥処理を行ない、生乾き状態でプレス型で挟み込んで乾燥させるとプレス型通りにガラスシートが乾燥固化した形状のガラス製品を作製することができる。このガラス製品はガラスのＳｉＯ２とオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層であるシリコン酸化物（ＳｉＯ２）が科学的反応で一体となっている。

【0056】

オルガノアルコキシシラン系液剤の他の用途として、建物解体時のアスベスト飛散防護対策として、本発明のオルガノアルコキシシラン系液剤を事前に建物内のアスベスト製品に噴霧または散布してアスベストをオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層であるシリコン化合物で覆っておけば、シリコン化合物が微小サイズ（たとえば、２～７μｍ）のアスベスト粒子とシロキサン結合により繊維が強く一体化して連結反応合成でき、結合体を簡単に、剥がすことが可能になり、アスベストの飛散防止ができる。（尚、プラスチック系樹脂では塗膜がアスベスト上に被るだけで、株の細かな繊維の補足や包含はできず、またプラスチックの発泡膜は廃棄も環境汚染につながる。）

【0057】

以上詳細に説明した様に、基材自体に、または基材上にオルガノアルコキシシラン系液剤の固化層を有する複合材は、強度、撥水性、耐油性、耐熱性、耐候性、難燃性、防汚性、電気絶縁性、および防虫性に優れたシリコン化合物がその表面を積層被覆しているので、プラスチックの代替品として使用できる。また本発明の複合材製品は、その構成材料が自然界に存在するもので構成されているとともに、その構成材料はそのままでも分解してからで毒性を有するものはなく、仮に廃棄された場合でも微生物等により分解されて残るのは、また焼却しても結合被覆部分が燃えても焼却灰はガラス（シリコン酸化物）であり（オルガノアルコキシシラン系液剤を熱処理して得られるシロキサン類（一般式：Ｒ３ＳｉＯ－（Ｒ２ＳｉＯ）ｎ－ＳｉＲ3））、無害である。従って、地球環境に負荷は与えず、動植物や人体に悪影響を及ぼさない。建築用シート類（PVC、ウレタン、ポリカーボネート他）に超越ガラスコート膜を生成することで、膜の裂傷防護、可燃性のリスク低減、膜強度UP、酸性雨の劣化防止、塩害の機能低下防止、などの効果が生まれる。
す

【0058】

超越ガラス液剤は単独でも材料や製品を作製でき、また他の用途について以下に説明する。
接着剤の殆どはプラスチック樹脂系（たとえば、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系）であるが、上述したプラスチックに関する種々の問題の他に人体に有害なガスを出すものもあり、できるだけプラスチック量を減少させることが望ましい。本発明のオルガノアルコキシシラン系液剤（超越液剤と呼ぶ）を用いた接着剤（超越液剤接着剤）にすれば、プラスチック量を大幅に低減できる。たとえば、オルガノアルコキシシラン系液剤（３官能酸化剤）１５～２５％、アクリル酸エステル共重合体１０～２０％、アルコール１５～２５％、チタン粉末１～５％、水３０～５０％（以上、重量％）を常温付近で攪拌混合して作製した接着剤は、プラスチック樹脂系接着剤と同様の接着力を持つ。すなわち、主原料であるオルガノアルコキシシラン系液剤のガラス形成時の化学反応（シロキサン反応）によりチタン粉末体（粒子径１５～３０μm）が接着効果を増強する。さらに、耐湿性、耐候性、耐熱性、透光性、抗菌性、耐摩耗性、抗カビ性等のオルガノアルコキシシラン系液剤の特徴を合わせ持つ。しかもプラスチック量を半分以下に低減できる。さらに、上記のプラスチック成分（アクリル酸エステル共重合体）を非プラスチック成分（たとえば、でんぷん系）で置換することによって、プラスチック接着剤と同様の特性を有する完全な非プラスチック系接着剤を作製することもできる。尚、超越液剤接着剤の粘度は約2500C/P～4500C/P（センチポイズ））であり高粘度である。樹脂系の接着剤は人体に有害なガスを発することがあるが、超越液剤で作製した接着剤は、人体に無害で安全である。

【0059】

オルガノアルコキシシラン系液剤の種類や製法を適宜選択することによって、単独でも繊維や樹脂、フィルムを作製することができる。成型加工も可能なので、種々の形状を有する製品（シリコン化合物製品と言う）にすることもできる。これらの製品は一部の特性が弱い（たとえば、強度や耐熱性）ものもあるが、別のオルガノアルコキシシラン系液剤や異なる製法で作製したシリコン化合物が、その欠けた特性について優れた性能を有するので、複数のシリコン化合物でお互いの欠けた特性を補った製品を作製することができる。たとえば、強度は強いが撥水性に弱いシリコン化合物製品に、撥水性に優れたオルガノアルコキシシラン系液剤を塗布して固化膜を形成すれば、全体として強度が強く撥水性が良好な製品を作製できる。

【0060】

オルガノアルコキシシラン系液剤（超越液剤とも言う）の高濃度で粘度が高いものを多数の細い孔から吹き出ししながら常温～１００℃で固化させるとオルガノアルコキシシラン系のシリコン化合物の繊維（これを超越ガラス繊維と呼ぶ）ができる。この超越ガラス繊維を編んで種々の布を作製できる。尚、絹糸や綿糸等の（従来の）繊維に超越液剤を混ぜて、従来繊維の一本一本にも薄い超越ガラス膜を被覆できるので、従来品の性質を有する繊維や布等に超越ガラス膜の特性を加えた特徴ある繊維や布等を作製することもできる。これらの超越ガラス繊維等は従来のプラスチック繊維の代替となるとともに、プラスチック繊維にはない超越ガラス膜の特性（たとえば、耐摩耗性、耐熱性、抗菌性）を有する特徴ある繊維である。

【0061】

オルガノアルコキシシラン系液剤の低濃度液剤をロール圧延等で薄く延ばして固化すると薄いフィルム（１μｍ～１ｍｍ）を作製できる。（このフィルムを超越ガラスフィルムと呼ぶ。）固化温度は常温～約１５０℃である。溶剤により濃度調整は自由にでき、塗りやすさや加工しやすさを調整可能である。固化条件や液剤量をコントロールして種々の厚みのフィルムができる。オルガノアルコキシシラン系液剤の濃度を高くすると厚い膜を作製することもできる。このフィルムは透明なので、ポリエチレン製等のプラスチックラップフィルムの代替品となるとともに、撥水性、耐熱性、耐水性、抗菌性、抗カビ性等の特性を有するので食品包装等に最適である。

【0062】

二官能基のオルガノアルコキシシラン系液剤を用いて、側鎖に柔らかさを維持する機能材料を入れた調合液剤を固化すると柔軟性に富む柔らかなガラス固化体を作製できる。また四官能基のオルガノアルコキシシラン系液剤を用いて硬いガラス固化体を作製することもできる。四本の官能基が、がっちりと手を組むように反応するので、硬いガラスとなる。これらのガラス固化体を超越ガラス樹脂と呼ぶ。さらに、超越ガラスの重縮合反応を利用し、様々な機能剤を側鎖に入れてやると、ゴムのように伸び縮みするシートを作製することもできる。（このゴム状物質を超越ガラスゴムと言う。）このゴム状シートはプラスチックとゴムを合成したような特徴のあるシートである。たとえば、アクリル酸エステル共重合体に三官能のオルガノアルコキシシラン系液剤（超越液剤とも言う）、TNIVIN、IPAなどを加えて常温付近で合成すると、ガラス骨格を持つゴムが出来ます。その混合比は、たとえば１０：３：１：１である。

【0063】

カーボン繊維や金属繊維にもオルガノオキシシラン系液剤（超越液剤）を塗布できる。塗布法は、たとえばコート・刷毛塗り、ローラーコート、ディッピング、グラビアコートである。基材中のOH基、あるいは空気中のOH基により塗布された超越液剤は、縮合反応をし、浸透した部分も含めガラス固化膜を生成する。常温で乾燥後、乾燥機に入れて加温すれば、固化反応が促進される。超越液剤の多くは低粘度であるから、液剤は容易に塗布可能である。また超越液剤に、たとえばタングステン粉体（粒径約3.5μｍ）を混合した混合液剤は高粘度の液剤となり、シート等に塗布して固化することによって、放射線遮蔽シートを作製できる。建築用・屋外用の木材塗工用の紫外線防護用超越液剤の場合は、粘度が約1500C/P（センチポウズ）と高粘度であるから、塗工時は塗布しやすくするためにアルコール希釈を行なう。

【0064】

このように、超越液剤は多種多様な機能を生み出すことが可能なガラス生成液剤であり、プラスチック代替品として充当可能な材料や製品を造ることができる。超越液剤の固化体は薬剤の混合により柔らかくも硬くもなるので、用途に合わせて自由に液剤を作製できる。すなわち、二官能、三官能、四官能などの骨格を板やフィルムなどのようにガラス固化体に生成したり、基材への液剤塗工時は基材とのガラス質反応結合効果を考慮して、液剤の薬剤配合を適宜自由に変えることができ、二官能、三官能、四官能基の側鎖に機能性材料を入れて固化するガラス体の性質や機能を変えることができる。たとえば、機能性材料としてホウ酸を超越液剤に混ぜたものは、難燃性が向上するので、建築材等の木材や壁紙の塗布材料として使用できる。四官能期の超越液剤であれば、さらに表面の強度も増し、丈夫な製品ができる。このように、液剤の合成段階で官能基を変化させることにより、ガラス膜を柔らかくも硬くもすることができる。超越液剤で生成されたガラス膜は、O－Si―Oの骨格を有するが、普通のガラスのように割れたときに破片が飛散することがなく安全である。また超越ガラス技術で生成したコート膜で覆われた建築物は、内部から化学物質が気化することが非常に少ないという特徴を有する。構成元素にハロゲン元素やホウ素（ホウ酸を用いない場合）を含まないので環境安全性が極めて高い。このように超越液剤に種々の機能を有する機能性材料を付加した混合液剤によって作成された材料や製品は超越液剤としての特性の他に機能性材料の有する特性を合わせ持つ材料や製品となる。

【0065】

尚、本明細書において、明細書のある部分に記載し説明した内容について記載しなかった他の部分においても矛盾なく適用できることに関しては、当該他の部分に当該内容を適用できることは言うまでもない。さらに、前記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、本発明の権利範囲が前記実施形態に限定されないことも言うまでもない。また本発明で使用されるオルガノアルコキシシラン系物質や組成については他の文献に記載された内容も含まれることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、プラスチック製品を用いるすべての製品へ適用することができる。

【符号の説明】

【0067】

１０・・・複合材、２０・・・裁断紙、２３・・・複合材（紙製）ストロー、
３０・・・裁断紙、３３・・・複合材（紙製）トレイ、４０・・・裁断紙（側面用）、
４３・・・裁断紙（底蓋用）、４６・・・複合材（紙製）コップ、
１１、２１、３１、４１、４４・・・基材、１３・・・浸透
１２、２２、３２、４５・・・オルガノアルコキシシラン系液剤を含む材料からなる層またはその固化層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】