JP2017160408A - 紙状燃焼体 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平な紙にワックスを浸透させて固化することで、ろうそくなどの燃焼体として用いることができる紙状燃焼体に関するものである。
【解決手段】不織布からなる扁平な基材の繊維間に略均等に浸透して固化したワックスを有する燃焼部を備えた紙状燃焼体において、燃焼部の基材は、坪量が８０〜１２００ｇ／ｍ^２、厚みが０．１５〜３．０ｍｍ、密度が０．２〜１．２ｇ／ｍ^３ であって、該基材へのワックス含浸量が５％〜８０％であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、扁平な不織布からなる基材に、ワックスを浸透させて固化することで、ろうそくなどの燃焼体として用いることができる紙状燃焼体に関するものである。

一般に、ろうそくは、綿糸などを縒り合わせたものを芯材にして、芯材の周囲に蝋やパラフィンを成型した構成からなるが、例えば、特開２００１−３４８５９４号の屋外用ローソクでは、燃焼剤と、少なくとも該燃焼剤外周面に装着配置された燃焼芯材からなる燃焼本体の外周面に、セロハンよりなる薄状体を装着配置してなる構成が開示されている。
また、特開２０１５−１１０６９３号の屋外用ろうそくでは、前記セロハンに替えて薄状耐油紙を装着する構成が開示されている。
上記構成では、燃焼芯部として、植物繊維あるいはレーヨンなどの再生セルロース系繊維により構成された紙、布、糸、紐等からなり、熔融した燃焼剤を容易に吸い上げる毛細管現象を有する素材が用いられており、その外側に薄状耐油紙を装着して、熔融した燃焼剤が垂れるのを防ぐ堰として機能させているが、燃焼過程において燃焼本体よりも残り過ぎると燃焼火炎が小さくなるため、ろうそくの燃焼と共に徐々に燃焼することが必要であり、その制御のための素材の選定が困難である。
更に、紙にワックスを含浸させたワックスペーパーも知られているが、ろうそくなどの燃焼体として使用することは想定されておらず、そのような構成ともなっていない。

特開２００１−３４８５９４号公報 特開２０１５−１１０６９３号公報

この発明が解決しようとする問題点は、不織布の基材に加熱溶解したワックスを含浸またはコーティングし、基材のパルプ繊維の間にワックスを均一に浸透させ固化して燃焼体とする。
ワックスが基材に浸透せず、表面だけに付着している場合には、熱に溶けたワックスが基材中に溜めることができず、気化させにくい。
燃焼体の先端に点火して、基材周辺のワックスを再溶解させ、基材の繊維間に保持させると共に、繊維の毛細管現象により前記ワックスを上昇させ、火に近づけて気化させ、それが燃焼して炎を生じさせることができる。
このように、順次、燃焼して炎を生じさせて上から下まで燃焼させることができる紙状燃焼体を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
不織布からなる扁平な基材の繊維間に略均等に浸透して固化したワックスを有する燃焼部を備えた紙状燃焼体において、
燃焼部の基材は、坪量が８０〜１２００ｇ／ｍ^２、厚みが０．１５〜３．０ｍｍ、密度が０．２〜１．２ｇ／ｍ^３の範囲であって、
該基材へのワックス含浸量が５％〜８０％であることを特徴とする。
請求項２の発明では、
前記燃焼部の基材の密度が０．２〜０．６ｇ／ｍ^３ であることを特徴とする。
請求項３の発明では、
前記燃焼部の基材の厚さが、０．３〜１ｍｍであることを特徴とする。
請求項４の発明では、
前記ワックスは、融点が４０〜１２０℃、油分が１％以下、針入度が２５℃のとき１〜３０であることを特徴とする。
請求項５の発明では、
前記燃焼部の上端の中央で、燃焼部の横幅より幅狭な点火用の突片部が形成されていることを特徴とする。
請求項６の発明では、
前記燃焼部の突片部から下方に向かって漸次横幅が広くなる左右対称のテーパ部が形成されており、燃焼部の下方に支持部に差し込むための脚部が設けられていることを特徴とする。

本発明の紙状燃焼体は、低密度で、ある程度の厚みを有する不織布の基材に、溶融したワックスを含浸もしくはコーティングすることで、パルプ繊維の隙間にワックスが浸透した状態で冷却し、固化させ燃焼部とする。
上記燃焼部の先端に火を付けると、火のついた個所の周辺にあるワックスが熱で溶ける。
溶けたワックスは、不織布の繊維の間に保液され、同時に紙の繊維の間を毛細管現象で上昇し、炎の熱で加熱されて気化し、新たな炎となって燃え、燃えた紙は灰となる。
このようにして、紙とワックスは、順次、燃焼部の下まで炎を立てて燃やすことができる。

基材の一例を示す正面図であり、浸透したワックスは図示省略している。 基材の上部に突部を設け、下部に脚部を設けた燃焼部の正面図であり、浸透したワックスは図示省略してい。 燃焼部の突部と脚部の異なる実施例を示す正面図であり、浸透したワックスは図示省略している。 脚部の異なる燃焼燃焼部を示す正面図であり、浸透したワックスは図示省略している。 燃焼部を複数有する異なる実施例を示す正面図であり、浸透したワックスは図示省略している。 燃焼部と脚部の異なる実施例を示す正面図であり、浸透したワックスは図示省略している。 紙状燃焼体を別体の保持部材で支持した実施例の正面図である。 燃焼部の基材に浸透させたワックスを示す説明図である。

以下に、この発明の実施形態について説明する。
紙状燃焼体１は、扁平な基材２と、該基材２の繊維間に略均等に浸透させて固化したワックス５からなる燃焼部６を有している。
燃焼部６は、紙状燃焼体１の全域であってもよいし、一部、例えば上側だけであってもよい。

［基材］
燃焼部６の基材２は不織布からなっており、後述の溶解したワックス５の吸液性があること、該ワックス５が基材２の繊維内で保留されて固化されること、ワックス５が固化した状態で折れたり曲がったり変形せずに自立する強度を有する、という機能を有する。
また、基材２は扁平であって厚さがほぼ均一であるため、基材２に含浸されたワックス５は基材２の全面にほぼ均一に浸透するように構成される。

前記基材２は縦長の長方形状で密度の低いものが用いられる（図１参照）。
基材２は、坪量が８０〜１２００ｇ／ｍ^２の範囲のもので、厚さは０．１５〜３．０ｍｍの範囲のものであり、密度は０．２〜１．２ｇ／ｍ^３の範囲のものが使用できる。
坪量が、１１０ｇ／ｍ^２〜７００ｇ／ｍ^２の範囲では、より良くワックスの含浸を均等に行うことができる。
坪量が１１０ｇ／ｍ^２未満の場合や、坪量が７００ｇ／ｍ^２を超える場合は、密度が低い例えば０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３程度の方がよりワックスをより浸透させやすく好ましい。
基材２の厚さは０．１５〜３．０ｍｍの範囲のうち、０．３〜１．０ｍｍの範囲のものが含浸加工をしやすくより好ましいが、それ以外の厚さであっても前述のように密度が０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３の範囲であれば同様にワックスを浸透させやすく好ましい。
また、基材２の横幅の長さは特に限定されず、適宜用途に応じた長さとなるが、ロウソクとして用いる場合は２０ｃｍ以下が好ましい。

基材２の密度に関しては、０．２〜１．２ｇ／ｍ^３の範囲のものが自立した際に曲がりにくいが、更に、０．６ｇ／ｃｍ^３以下がワックスが一層浸透しやすく加工性も良い。
前記基材２の引張り強さは、縦方向が２〜３０ｋｎ／ｍ、横方向が１〜２０ｋｎ／ｍのもの、ガーレーこわさは縦方向が３０〜２００ｍＮ、横方向が１５〜１５０ｍＮであった。

基材２のクレム吸水度は、縦・横方向とも５〜２５０ｍｍの範囲であった。
これは、基材２に加熱溶解したワックス５を浸透させて、基材２の繊維間の隙間に含浸させるためである。

溶解したワックスの浸透方法としては、所定形状のパン（貯留槽）に加熱溶解したワックスを充填しておき、不織布をワックスの液中に浸し、または液中を移動させることで不織布の繊維中にワックスを浸透させる浸漬方法やどぶ漬け方法、または不織布の表面に溶解したワックスをコーティングして不織布の繊維間にワックスを浸透させる方法がある。
前者では、例えば、ロール状に捲回された不織布の先端を、溶解したワックスを充填したパンの一方から液中に通し、液中に浸したまま他方まで繰り出し、引き上げてから再びロール状に巻き戻すことで、量産化しやすい。

また、前記基材２は、パルプ以外の添加剤が無い方が燃焼時に無臭となるが、燃焼時に香りが生じてもよい場合や任意の香りを賦香させる場合には、適宜の添加剤を混入したものでよい。

上記燃焼部６の基材２は、その先端が、基材２の横幅より幅狭な点火用の突片部３に形成されていることが好ましい（図２、図３など）。
基材２の横幅が狭い場合には設ける必要はないが、横幅が広い場合には、点火しやすくするために、少なくとも先端が幅狭な突片部３を設けておけば、点火がしやすくなり便利である。
燃焼部６の基材２の横幅は、１つの炎の裾と同じとなることが好ましい。

突片部３の形状は特に限定されないが、山形とすることで、点火された火が突片部３から基材２の本体部分２Ａの横幅全体に偏ることなく均等に燃え広がることができる。
そのため、基材２の横幅が広い場合には、突片部３は、基材２の先端の中央に配置することが好ましい。

［ワックス］
ワックス５は、パラフィンワックスが好ましいが、その他のワックスを用いてもよい。
本発明でワックス５は、融点が摂氏４０度〜１２０度、華氏９６〜２８７度の範囲で、油分が１％以下（質量％）、針入度が２５℃のとき１〜３０のものを用いることができる。
上記ワックス５は、ろうそくに用いる蝋のような離型剤が含まれているものより、含まれていないワックスを用いる。

基材２に対するワックス５の含浸量は、固形分換算で基材１００重量部に対して５〜８０重量部を用いた。
図８に基材２にワックス５が含浸した参考図を示す。
図示例では基材２の表裏面にワックス層が形成される場合を図示したが、ワックス層は表裏の一方、もしくは双方に形成されていなくてもよく、少なくとも基材２の繊維の隙間に含浸していればよい。
この基材２に対するワックス５の含浸量は、１０％〜７０％程度の範囲が炎の立ちがより良く好ましい。

本実施例では、基材２に、香料試験紙（株式会社大文字洋紙店販売）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
坪量 ３０４．６ｇ／ｍ^２
厚さ ０．５４ｍｍ
密度 ０．５６ｇ・ｍ^３
引っ張り強さ 縦１０．３ｋｎ／ｍ、 横５．２３ｋｎ／ｍ
ガレーこわさ 縦９３．１ｍＮ 横４５．２ｍＮ
クレム吸水度 縦８７ｍｍ 横７５ｍｍ

次に、ワックス５はＰａｒａｆｆｉｎ Ｗａｘ−１２５（日本精蝋株式会社製造）を用いた。
このワックス５の測定値は以下の通りである。
融点 ５３℃
油分 ０．３
針入度 １５（２５℃のとき）
基材２に対するワックス５の蝋含浸量は３０重量％とした。

実施例１の紙状燃焼体１は、図２に示すように、全面を燃焼部６とするもので、基材２は、上端中央に最も横幅の狭い突部３を形成し、該突部３から下方に向かって漸次下方に向かって幅広くなるように左右対称のテーパ部８が形成されている。
なお、下部は脚部４となっており、幅広のままでもよいが、支持部９（ケーキの場合はスポンジ部分、線香立ての場合は灰のような紙状燃焼体１を起立させるもの）に差し込みやすいように幅狭とし、または漸次下向きに幅狭となるテーパ形状とすることが好ましい。
そして、紙状燃焼体１をろうそくとして使用する場合には、前記脚部４を、支持部９に差し込み、または保持部材７で挟持して立設させ、上端の突部３に火を点火し、炎を生じさせて燃焼部６を燃焼させることができる。

比較例１

比較例１では、基材２に、一般上質紙「しらおい」（商標 日本製紙株式会社製）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
（１）しらおい＜７０＞
坪量 ８１．４ｇ／ｍ^２
厚さ ０．１１ｍｍ
密度 ０．７４ｇ／ｃｍ^３
（２）しらおい＜９０＞
坪量 １０４．７ｇ／ｍ^２
厚さ ０．１３ｍｍ
密度 ０．８０ｇ／ｃｍ^３
［結果］上記（１）および（２）ともに厚さ薄く、密度も高いため、ワックスの含浸が弱く、すぐに燃えてしまい自立の腰も弱い。

実施例２では、基材２に、一般クラフト紙「ダイオウアトラス」（商標 大王製紙株式会社製）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
（３）ダイオウアトラス＜１０８＞
坪量 １００．０ｇ／ｍ^２
厚さ ０．１６ｍｍ
密度 ０．６１ｇ／ｃｍ^３
［結果］上記（３）は、薄く密度が高めのためワックスの含浸が弱くなり、比較的早く燃えてしまうが、かろうじて自立しうるので、ロウソクしての利用は可能と考えられる。

実施例３では、基材２に、一般画用紙「画王」（商標 北越紀州製紙株式会社製）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
（４）画王＜５８＞
坪量 １０５．５ｇ／ｍ^２
厚さ ０．１７ｍｍ
密度 ０．６２ｇ／ｃｍ^３
［結果］上記（４）は薄く密度が高めのためワックスの含浸が弱くなり、比較的早く燃えてしまうが、かろうじて自立できるので、ロウソクしての利用は可能と考えられる。

本実施例４では、基材２に、一般コースター用紙「特Ａクッション」（商品名 富士共和製紙株式会社製）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
（５）特Ａクッション０．６
坪量 ３３５．０ｇ／ｍ^２
厚さ ０．６ｍｍ
密度 ０．５６ｇ／ｃｍ^３
（６）特Ａクッション１．０
坪量 ５５０．０ｇ／ｍ^２
厚さ １．０ｍｍ
密度 ０．５５ｇ／ｃｍ^３
［結果］（５）（６）ともに厚く密度が低めのため、ワックスの含浸性が良く、良好な燃焼であり自立の腰も強く実用性に優れる。

本実施例４では、基材２に、濾紙（安積濾紙株式会社製）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
（７）濾紙 Ｎｏ．１
坪量 ９３．０ｇ／ｍ^２
厚さ ０．２３ｍｍ
密度 ０．４０ｇ／ｃｍ^３
（８）濾紙Ｎｏ．５００
坪量 ４５０．０ｇ／ｍ^２
厚さ １．８５ｍｍ
密度 ０．２４ｇ／ｃｍ^３
（９）濾紙 Ｎｏ．３９００
坪量 １１５０．０ｇ／ｍ^２
厚さ ３．００ｍｍ
密度 ０．３８ｇ／ｃｍ^３
［結果］（７）については薄くて軽いが密度は低いためワックスの含浸性が良く、良好な燃焼であり自立の腰も良い。
（８）については厚く重いが密度が低いためワックスの含浸性が良く、良好な燃焼であって自立の腰は高い。
（９）については実施例中では最も厚く重いが密度が低いため、ワックスの含浸性が良く、良好な燃焼であり自立の腰は高い。

本実施例５では、基材２に、絶縁紙「プレスボード」（商品名 三木特殊製紙株式会社製）で、横６ｍｍ×縦１５０ｍｍの寸法の縦長のものを用いた。
この基材２の測定値は以下の通りである。
（１０）プレスボード２種
坪量 ２８０．０ｇ／ｍ^２
厚さ ０．２５ｍｍ
密度 １．１２ｇ／ｃｍ^３
［結果］高い密度で、厚さが薄いが、５％を超えてワックスを浸透することができ、良好に燃焼した。自立の腰も良い。

上記各実施例では、紙状燃焼体１の全面を燃焼部６としたが、紙状燃焼体１の下部を基材２のみ、もしくは基材２の少なくとも表面に難燃層や非燃焼層をコーティングし、または別体の保持部材７（図６、図７参照）に燃焼部６を接着したり係止したりしてもよい。
また、保持部材７は紙状燃焼体１より燃えにくい素材が好ましい。
図６の保持部材７は棒状部材、図７の保持部材７は上部がクリップ状となっているがその他公知の部材を用いることができる。

また、燃焼部６は１つでなくてもよく、適宜間隔を隔てて複数を並列に並べて、下部で一体につながって脚部４に連なる形状としてもよい（図５参照）。
また、紙状燃焼体１の燃焼部６は、渦巻きや波形（図６参照）その他の交差することのない一筆書きのような一連の帯形状としてもよいし、幅狭な線香状に形成してもよい。
図示例では、脚部４を複数設けて燃焼部６を支持する構成としている。
脚部４は、下端の向きを変えて、例えばＬ状にして、ケーキの側面に差し込むことができるようにしてもよい（図４参照）。

紙状燃焼体１は、炎を左右に偏らすことなく中央にバランス良く立たせるために、上端の着火個所は紙状燃焼体１の上端の中央が好ましい。
紙状燃焼体１の横幅が広い場合には、着火個所となる上端中央を幅狭な突部３とし、漸次、下方に向かって幅広くなる左右対称のテーパ部８に形成することが、炎を形良く立てることができる。

例えば、紙状燃焼体１の燃焼部６の横幅が２０ｍｍ以下の場合には、突部３の横幅を１０ｍｍ以下とし、該突部３から下方に向かって、燃焼部６の全長の１／２以上の長さにわたってテーパ部８に形成すれば、炎の形状が上から下まで崩れることなく、そのまま燃やすことができる。
また、紙状燃焼体１の燃焼部６の横幅が１０ｍｍ以下の場合には、突部３やテーパ部８を設けても設けなくてもよい。
燃焼部６の横幅が２０ｍｍを超える場合には、上端に略等間隔に複数の突部３を設け、ほぼ同時に全部の突部３に点火することで、等間隔に複数の炎が形成され、その炎が下方で合体しても偏りのない１つの炎を形成させることができる。

本実施例の紙状燃焼体１は、ワックスを含浸させているので、ワックスを素材の一部とするクレヨン、色鉛筆、ボールペンなどで、燃焼体の表面に絵や記号、文字やメッセージを描画することもできる。
また、全面に着色や文字を印刷した基材２にワックス５を含浸させるようにすれば、着色や文字も容易に施すことができる。
その他、この発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更することができる。

１ 紙状燃焼体
２ 基材
３ 突部
４ 脚部
５ ワックス
６ 燃焼部
７ 保持部材
８ テーパ部
９ 支持部

Claims (6)

1. 不織布からなる扁平な基材の繊維間に略均等に浸透して固化したワックスを有する燃焼部を備えた紙状燃焼体において、
   燃焼部の基材は、坪量が８０〜１２００ｇ／ｍ^２、厚みが０．１５〜３．０ｍｍ、密度が０．２〜１．２ｇ／ｍ^３の範囲であって、
   該基材へのワックス含浸量が５％〜８０％であることを特徴とする紙状燃焼体。
2. 燃焼部の基材の密度が０．２〜０．６ｇ／ｍ^３ であることを特徴とする請求項１に記載の紙状燃焼体。
3. 燃焼部の基材の厚さが、０．３〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の紙状燃焼体。
4. ワックスは、融点が４０〜１２０℃、油分が１％以下、針入度が２５℃のとき１〜３０であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の紙状燃焼体。
5. 燃焼部の上端の中央で、燃焼部の横幅より幅狭な点火用の突片部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の紙状燃焼体。
6. 燃焼部の突片部から下方に向かって漸次横幅が広くなる左右対称のテーパ部が形成されており、燃焼部の下方に支持部に差し込むための脚部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の紙状燃焼体。

Images